本發(fā)明涉及金屬捆扎機(jī)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種采用電氣自動(dòng)控制與氣動(dòng)控制相結(jié)合的金屬捆扎機(jī)綜合自動(dòng)控制系統(tǒng)及控制方法。

背景技術(shù)：

全自動(dòng)金屬捆扎機(jī)是現(xiàn)代鋼鐵生產(chǎn)企業(yè)連軋包裝線上的重要設(shè)備，其性能優(yōu)劣直接影響到包裝質(zhì)量，多年來(lái)大型鋼鐵企業(yè)捆扎機(jī)市場(chǎng)一直被歐美等國(guó)家公司長(zhǎng)期占據(jù)。我國(guó)的捆扎生產(chǎn)線整體包裝質(zhì)量不高，很多企業(yè)仍在使用半自動(dòng)或人工打包設(shè)備，其電氣控制部分多是采用繼電器觸點(diǎn)的吸合來(lái)實(shí)現(xiàn)的，存在著故障率高、維護(hù)量大等缺陷，生產(chǎn)效率偏低，勞動(dòng)力資源浪費(fèi)，包裝控制精度不高，其捆扎自動(dòng)化程度也遠(yuǎn)不能滿足現(xiàn)代化生產(chǎn)工藝的需要。

氣動(dòng)傳動(dòng)具有元件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造容易、動(dòng)作迅速、維護(hù)簡(jiǎn)單、管路不易堵塞、對(duì)工作環(huán)境適應(yīng)性好等優(yōu)點(diǎn)，特別是在惡劣環(huán)境中工作時(shí)，更能體現(xiàn)其安全性和可靠性。為了解決包裝控制精度和生產(chǎn)效率不能兼顧的技術(shù)難題，實(shí)現(xiàn)捆扎過(guò)程全自動(dòng)控制，把氣動(dòng)與電氣自動(dòng)綜合控制新技術(shù)方案應(yīng)用在捆扎機(jī)勢(shì)在必行。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供了一種金屬捆扎機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)及控制方法，創(chuàng)造性地將氣動(dòng)與電氣自動(dòng)綜合控制新技術(shù)應(yīng)用于金屬自動(dòng)捆扎機(jī)，實(shí)現(xiàn)動(dòng)作過(guò)程快速切換控制；采用PLC程序和繼電器邏輯組合控制、交流變頻控制，實(shí)現(xiàn)送帶、抓緊、收帶、收緊、咬扣、切斷等全過(guò)程自動(dòng)控制；先進(jìn)的智能檢測(cè)技術(shù)和人機(jī)交互界面，可實(shí)現(xiàn)動(dòng)作過(guò)程實(shí)時(shí)監(jiān)控和高效自動(dòng)捆扎包裝，大大提高了金屬捆扎機(jī)的自動(dòng)化程度及使用性能。

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

一種金屬捆扎機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)，所述金屬捆扎機(jī)為鋼帶捆扎機(jī)，其機(jī)械系統(tǒng)由沿鋼帶輸送路徑設(shè)置的帶分配器、導(dǎo)正裝置、校平機(jī)、移動(dòng)機(jī)架、捆扎機(jī)機(jī)頭和導(dǎo)槽組成；該金屬捆扎機(jī)的控制系統(tǒng)包括電氣控制系統(tǒng)和氣動(dòng)控制系統(tǒng)，其中電氣控制系統(tǒng)由主控制器及分別與主控制器相連的觸摸屏、信號(hào)檢測(cè)單元、速度控制單元、氣動(dòng)控制單元和緊急停止 單元組成，速度控制單元另外通過(guò)變頻器和變頻電機(jī)連接移動(dòng)機(jī)架控制端；氣動(dòng)控制系統(tǒng)包括空壓站、空壓機(jī)和氣動(dòng)閥臺(tái)，空壓機(jī)和氣動(dòng)閥臺(tái)中各個(gè)氣動(dòng)閥的控制端分別連接氣動(dòng)控制單元，空壓站通過(guò)氣動(dòng)管路和對(duì)應(yīng)的氣動(dòng)閥連接捆扎機(jī)機(jī)頭中的氣動(dòng)馬達(dá)及二合一氣缸，氣動(dòng)管路上設(shè)主氣閥；捆扎機(jī)機(jī)頭包括氣動(dòng)馬達(dá)、送帶輪、二合一氣缸及咬扣單元，其中送帶輪由氣動(dòng)馬達(dá)通過(guò)變速箱驅(qū)動(dòng)，咬扣單元由二合一氣缸驅(qū)動(dòng)；捆扎機(jī)機(jī)頭處設(shè)有多個(gè)限位開(kāi)關(guān)，限位開(kāi)關(guān)的輸出端分別連接信號(hào)檢測(cè)單元。

所述氣動(dòng)馬達(dá)設(shè)有A、B、H、L 4個(gè)氣源控制接口，其中A、B氣源接口用于氣動(dòng)馬達(dá)換向控制，H、L氣源控制接口用于氣動(dòng)馬達(dá)高速或低速轉(zhuǎn)動(dòng)控制。

所述二合一氣缸是由相連的大氣缸和小氣缸組成的整體結(jié)構(gòu)，大氣缸的兩側(cè)均為有桿腔，小氣缸一側(cè)為有桿腔，另一側(cè)為無(wú)桿腔；大氣缸的上側(cè)缸桿與連桿的一端鉸接，連桿的另一端與咬扣單元的尾部鉸接，連桿中部與擺桿的一端鉸接，擺桿的另一端為固定端；大氣缸下側(cè)缸桿與小氣缸的缸桿連接；咬扣單元下方設(shè)送帶限位開(kāi)關(guān)，沿大氣缸缸桿伸出方向位次設(shè)有限位開(kāi)關(guān)一、限位開(kāi)關(guān)二和限位開(kāi)關(guān)三，各個(gè)限位開(kāi)關(guān)分別連接信號(hào)檢測(cè)單元。

所述導(dǎo)槽底部設(shè)移動(dòng)導(dǎo)槽和步進(jìn)梁，移動(dòng)導(dǎo)槽可隨步進(jìn)梁移動(dòng)并可與導(dǎo)槽配合組成整體的C形導(dǎo)槽結(jié)構(gòu)，C形導(dǎo)槽結(jié)構(gòu)的開(kāi)口側(cè)朝向咬扣單元。

所述主控制器為西門(mén)子CPU315-2DP型PLC，觸摸屏為西門(mén)子觸摸屏，變頻器為MM440變頻器，主控制器通過(guò)Profibus-DP網(wǎng)絡(luò)與觸摸屏通訊連接。

基于一種金屬捆扎機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)的控制方法，包括如下步驟：

1)通過(guò)觸摸屏設(shè)定所需工藝參數(shù)；捆扎用的鋼帶通過(guò)帶分配器引出，經(jīng)導(dǎo)正裝置導(dǎo)正、校平機(jī)校平后到達(dá)移動(dòng)機(jī)架，速度控制單元通過(guò)變頻器和變頻電機(jī)控制移動(dòng)機(jī)架移動(dòng)，將鋼帶送到送帶輪處，與送帶輪對(duì)應(yīng)設(shè)置的壓帶輪將鋼帶壓緊；送帶輪的轉(zhuǎn)動(dòng)方向和速度由氣動(dòng)馬達(dá)通過(guò)變速箱控制；

2)主控制器發(fā)送捆扎開(kāi)始信號(hào)，步進(jìn)梁帶動(dòng)移動(dòng)導(dǎo)槽向?qū)Р厶幰苿?dòng)組成C形導(dǎo)槽結(jié)構(gòu)，并將移動(dòng)導(dǎo)槽上的被捆扎物送到C形導(dǎo)槽結(jié)構(gòu)內(nèi)就位，開(kāi)始捆扎；

3)主控制器通過(guò)PLC程序和繼電器邏輯組合控制方式控制氣源控制接口A和H對(duì)應(yīng)的電磁閥啟動(dòng)，氣動(dòng)馬達(dá)正向高速轉(zhuǎn)動(dòng)，通過(guò)送帶輪將鋼帶穿過(guò)校直器和咬扣單元后送入C形導(dǎo)槽結(jié)構(gòu)內(nèi)，鋼帶沿C形導(dǎo)槽結(jié)構(gòu)移動(dòng)，圍繞被捆扎物一周后重新進(jìn)入咬扣單元；送帶限位開(kāi)關(guān)檢測(cè)到鋼帶帶頭后，啟動(dòng)計(jì)時(shí)器，同時(shí)主控制器通過(guò)繼電器控制氣源控制接口 B和L對(duì)應(yīng)的電磁閥啟動(dòng)，氣動(dòng)馬達(dá)保持正向轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)入氣動(dòng)馬達(dá)的壓縮空氣流量減小，系統(tǒng)由高速送帶狀態(tài)轉(zhuǎn)入低速送帶狀態(tài)；在咬扣單元中，鋼帶帶頭與后面的鋼帶重疊在一起，重疊部分的長(zhǎng)度通過(guò)計(jì)時(shí)器控制，重疊部分長(zhǎng)度達(dá)到設(shè)定長(zhǎng)度后氣動(dòng)馬達(dá)停止供氣，系統(tǒng)停止送帶；

4)二合一氣缸中的大氣缸兩側(cè)有桿腔均排空，小氣缸無(wú)桿腔進(jìn)氣，小氣缸缸桿推動(dòng)大氣缸活塞向上移動(dòng)，大氣缸上側(cè)缸桿帶動(dòng)咬扣單元中的咬爪進(jìn)入抓緊位置，同時(shí)觸動(dòng)限位開(kāi)關(guān)二，通過(guò)主控制器控制咬爪抓住被捆扎物外側(cè)的鋼帶，貼近移動(dòng)切刀；

5)主控制器通過(guò)PLC程序和繼電器邏輯組合控制方式控制氣源控制接口B和H對(duì)應(yīng)的電磁閥啟動(dòng)，氣動(dòng)馬達(dá)反向高速轉(zhuǎn)動(dòng)，通過(guò)送帶輪和壓帶輪將鋼帶向后拉動(dòng)并繞緊在被捆扎物外側(cè)實(shí)現(xiàn)高速收帶；經(jīng)過(guò)設(shè)定的高速收帶時(shí)間后，主控制器通過(guò)繼電器控制氣源控制接口A和L對(duì)應(yīng)的電磁閥啟動(dòng)，氣動(dòng)馬達(dá)保持反向轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)進(jìn)入氣動(dòng)馬達(dá)的壓縮空氣流量減小，系統(tǒng)由高速收帶轉(zhuǎn)為低速收緊；達(dá)到設(shè)定的拉緊力后，氣動(dòng)馬達(dá)內(nèi)的氣壓保持不變，保證在鋼帶切斷之間的拉緊力；

6)二合一氣缸中大氣缸的下側(cè)有桿腔進(jìn)氣，大氣缸活塞繼續(xù)向上移動(dòng)，大氣缸缸桿控制咬扣單元的咬爪牢固地抓住鋼帶和封扣，咬爪和壓模配合完成做扣，移動(dòng)切刀推出剪斷鋼帶；大氣缸上側(cè)缸桿觸動(dòng)限位開(kāi)關(guān)三后移動(dòng)切刀停止動(dòng)作，回到原位；

7)二合一氣缸中大氣缸的上側(cè)有桿腔進(jìn)氣，大氣缸活塞下移，大氣缸上側(cè)缸桿觸動(dòng)限位開(kāi)關(guān)一時(shí)，氣動(dòng)馬達(dá)停止供氣；大氣缸活塞和小氣缸活塞繼續(xù)下移返回零位，咬扣單元中的咬爪和咬模也回到原始位置；至此完成一次捆扎過(guò)程。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：

1)本發(fā)明集成高新數(shù)控技術(shù)、交流變頻技術(shù)、智能檢測(cè)技術(shù)和人機(jī)交互技術(shù)，創(chuàng)新采用氣動(dòng)與電氣自動(dòng)綜合控制新技術(shù)、PLC(可編程控制器)程序和繼電器邏輯組合控制新技術(shù)，應(yīng)用于捆扎包裝行業(yè)，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)控和高效自動(dòng)捆扎；

2)本發(fā)明打破了國(guó)外公司對(duì)國(guó)內(nèi)全自動(dòng)金屬捆扎機(jī)長(zhǎng)期的技術(shù)壟斷，填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)全自動(dòng)捆扎機(jī)在氣動(dòng)與電氣自動(dòng)綜合控制新技術(shù)研發(fā)上的空白，解決了國(guó)內(nèi)傳統(tǒng)捆扎機(jī)普遍存在的包裝控制精度和效率不能兼顧的難題，適合在鋼鐵、金屬制造、板材加工、物流等捆扎包裝行業(yè)推廣和應(yīng)用，具有極大的市場(chǎng)開(kāi)發(fā)前景。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明所述金屬捆扎機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2a是本發(fā)明所述氣動(dòng)馬達(dá)控制氣源連接示意圖一。(正向高速)

圖2b是本發(fā)明所述氣動(dòng)馬達(dá)控制氣源連接示意圖二。(正向低速)

圖2c是本發(fā)明所述氣動(dòng)馬達(dá)控制氣源連接示意圖三。(反向高速)

圖2d是本發(fā)明所述氣動(dòng)馬達(dá)控制氣源連接示意圖四。(反向低速)

圖3a是本發(fā)明所述系統(tǒng)高速送帶時(shí)的控制原理框圖。

圖3b是本發(fā)明所述系統(tǒng)低速送帶時(shí)的控制原理框圖。

圖3c是本發(fā)明所述系統(tǒng)高速收帶時(shí)的控制原理框圖。

圖3d是本發(fā)明所述系統(tǒng)低速收緊時(shí)的控制原理框圖。

圖4a是本發(fā)明所述二合一氣缸動(dòng)作示意圖一。(大氣缸及小氣缸活塞均處于零位)

圖4b是本發(fā)明所述二合一氣缸動(dòng)作示意圖二。(大氣缸缸桿推出時(shí)觸發(fā)限位開(kāi)關(guān)二)

圖4c是本發(fā)明所述二合一氣缸動(dòng)作示意圖三。(大氣缸缸桿推出時(shí)觸發(fā)限位開(kāi)關(guān)三)

圖4d是本發(fā)明所述二合一氣缸動(dòng)作示意圖四。(大氣缸缸桿收回時(shí)觸發(fā)限位開(kāi)關(guān)一)

圖中：1.帶分配器 2.導(dǎo)正裝置 3.校平機(jī) 4.移動(dòng)機(jī)架 5.捆扎機(jī)機(jī)頭 51.氣動(dòng)馬達(dá) 52.送帶輪 53.限位開(kāi)關(guān) 531.限位開(kāi)關(guān)一 532.限位開(kāi)關(guān)二 533.限位開(kāi)關(guān)三 534.送帶限位開(kāi)關(guān) 54.二合一氣缸 55.咬扣單元 56.壓帶輪 57.校直器 6.導(dǎo)槽 7.移動(dòng)導(dǎo)槽 8.步進(jìn)梁 9.氣動(dòng)控制系統(tǒng) 91.空壓站 92.空壓機(jī) 93.主氣閥 94.氣動(dòng)閥臺(tái) 10.電氣控制系統(tǒng) 101.主控制器 102.信號(hào)檢測(cè)單元 103.速度控制單元 104.氣動(dòng)控制單元 105.變頻器 106.觸摸屏 107.緊急停止控制系統(tǒng) 11.變頻電機(jī) 12.被捆扎物

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式作進(jìn)一步說(shuō)明：

如圖1所示，一種金屬捆扎機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)，所述金屬捆扎機(jī)為鋼帶捆扎機(jī)，其機(jī)械系統(tǒng)由沿鋼帶輸送路徑設(shè)置的帶分配器1、導(dǎo)正裝置2、校平機(jī)3、移動(dòng)機(jī)架4、捆扎機(jī)機(jī)頭5和導(dǎo)槽6組成；該金屬捆扎機(jī)的控制系統(tǒng)包括電氣控制系統(tǒng)10和氣動(dòng)控制系統(tǒng)9，其中電氣控制系統(tǒng)10由主控制器101及分別與主控制器101相連的觸摸屏106、信號(hào)檢測(cè)單元102、速度控制單元103、氣動(dòng)控制單元104和緊急停止單元107組成，速度控制單元103另外通過(guò)變頻器105和變頻電機(jī)11連接移動(dòng)機(jī)架4控制端；氣動(dòng)控制系統(tǒng)9包括空壓站91、空壓機(jī)92和氣動(dòng)閥臺(tái)94，空壓機(jī)92和氣動(dòng)閥臺(tái)94中各個(gè)氣動(dòng)閥的控制端分別連接氣動(dòng)控制單元104，空壓站91通過(guò)氣動(dòng)管路和對(duì)應(yīng)的氣動(dòng)閥連接捆扎機(jī)機(jī)頭5中的氣動(dòng)馬達(dá)51及二合一氣缸54，氣動(dòng)管路上設(shè)主氣閥93；捆扎機(jī)機(jī)頭5包括氣動(dòng)馬達(dá) 51、送帶輪52、二合一氣缸54及咬扣單元55，其中送帶輪52由氣動(dòng)馬達(dá)51通過(guò)變速箱驅(qū)動(dòng)，咬扣單元55由二合一氣缸54驅(qū)動(dòng)；捆扎機(jī)機(jī)頭5處設(shè)有多個(gè)限位開(kāi)關(guān)53，限位開(kāi)關(guān)53的輸出端分別連接信號(hào)檢測(cè)單元102。

所述氣動(dòng)馬達(dá)51設(shè)有A、B、H、L 4個(gè)氣源控制接口，其中A、B氣源接口用于氣動(dòng)馬達(dá)51換向控制，H、L氣源控制接口用于氣動(dòng)馬達(dá)51高速或低速轉(zhuǎn)動(dòng)控制。

所述二合一氣缸54是由相連的大氣缸和小氣缸組成的整體結(jié)構(gòu)，大氣缸的兩側(cè)均為有桿腔，小氣缸一側(cè)為有桿腔，另一側(cè)為無(wú)桿腔；大氣缸的上側(cè)缸桿與連桿的一端鉸接，連桿的另一端與咬扣單元的尾部鉸接，連桿中部與擺桿的一端鉸接，擺桿的另一端為固定端；大氣缸下側(cè)缸桿與小氣缸的缸桿連接；咬扣單元55下方設(shè)送帶限位開(kāi)關(guān)534，沿大氣缸缸桿伸出方向位次設(shè)有限位開(kāi)關(guān)一531、限位開(kāi)關(guān)二532和限位開(kāi)關(guān)三533，各個(gè)限位開(kāi)關(guān)分別連接信號(hào)檢測(cè)單元102。

所述導(dǎo)槽6底部設(shè)移動(dòng)導(dǎo)槽7和步進(jìn)梁8，移動(dòng)導(dǎo)槽7可隨步進(jìn)梁8移動(dòng)并可與導(dǎo)槽6配合組成整體的C形導(dǎo)槽結(jié)構(gòu)，C形導(dǎo)槽結(jié)構(gòu)的開(kāi)口側(cè)朝向咬扣單元55。

所述主控制器101為西門(mén)子CPU315-2DP型PLC，觸摸屏106為西門(mén)子觸摸屏，變頻器105為MM440變頻器，主控制器101通過(guò)Profibus-DP網(wǎng)絡(luò)與觸摸屏106通訊連接。

基于一種金屬捆扎機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)的控制方法，包括如下步驟：

1)通過(guò)觸摸屏106設(shè)定所需工藝參數(shù)；捆扎用的鋼帶通過(guò)帶分配器1引出，經(jīng)導(dǎo)正裝置2導(dǎo)正、校平機(jī)3校平后到達(dá)移動(dòng)機(jī)架4，速度控制單元103通過(guò)變頻器105和變頻電機(jī)11控制移動(dòng)機(jī)架4移動(dòng)，將鋼帶送到送帶輪52處，與送帶輪52對(duì)應(yīng)設(shè)置的壓帶輪56將鋼帶壓緊；送帶輪52的轉(zhuǎn)動(dòng)方向和速度由氣動(dòng)馬達(dá)51通過(guò)變速箱控制；

2)主控制器101發(fā)送捆扎開(kāi)始信號(hào)，步進(jìn)梁8帶動(dòng)移動(dòng)導(dǎo)槽7向?qū)Р?處移動(dòng)組成C形導(dǎo)槽結(jié)構(gòu)，并將移動(dòng)導(dǎo)槽7上的被捆扎物12送到C形導(dǎo)槽結(jié)構(gòu)內(nèi)就位，開(kāi)始捆扎；

3)主控制器101通過(guò)PLC程序和繼電器邏輯組合控制方式控制氣源控制接口A和H對(duì)應(yīng)的電磁閥啟動(dòng)，氣動(dòng)馬達(dá)51正向高速轉(zhuǎn)動(dòng)，通過(guò)送帶輪52將鋼帶穿過(guò)校直器57和咬扣單元55后送入C形導(dǎo)槽結(jié)構(gòu)內(nèi)，鋼帶沿C形導(dǎo)槽結(jié)構(gòu)移動(dòng)，圍繞被捆扎物12一周后重新進(jìn)入咬扣單元55；送帶限位開(kāi)關(guān)534檢測(cè)到鋼帶帶頭后，啟動(dòng)計(jì)時(shí)器，同時(shí)主控制器101通過(guò)繼電器控制氣源控制接口B和L對(duì)應(yīng)的電磁閥啟動(dòng)，氣動(dòng)馬達(dá)51保持正向轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)入氣動(dòng)馬達(dá)51的壓縮空氣流量減小，系統(tǒng)由高速送帶狀態(tài)轉(zhuǎn)入低速送帶狀態(tài)；在咬扣單元55中，鋼帶帶頭與后面的鋼帶重疊在一起，重疊部分的長(zhǎng)度通過(guò)計(jì)時(shí)器控制， 重疊部分長(zhǎng)度達(dá)到設(shè)定長(zhǎng)度后氣動(dòng)馬達(dá)51停止供氣，系統(tǒng)停止送帶；

4)二合一氣缸54中的大氣缸兩側(cè)有桿腔均排空，小氣缸無(wú)桿腔進(jìn)氣，小氣缸缸桿推動(dòng)大氣缸活塞向上移動(dòng)，大氣缸上側(cè)缸桿帶動(dòng)咬扣單元55中的咬爪進(jìn)入抓緊位置，同時(shí)觸動(dòng)限位開(kāi)關(guān)二532，通過(guò)主控制器101控制咬爪抓住被捆扎物12外側(cè)的鋼帶，貼近移動(dòng)切刀；(如圖4b所示)

5)主控制器101通過(guò)PLC程序和繼電器邏輯組合控制方式控制氣源控制接口B和H對(duì)應(yīng)的電磁閥啟動(dòng)，氣動(dòng)馬達(dá)51反向高速轉(zhuǎn)動(dòng)，通過(guò)送帶輪52和壓帶輪56將鋼帶向后拉動(dòng)并繞緊在被捆扎物12外側(cè)實(shí)現(xiàn)高速收帶；經(jīng)過(guò)設(shè)定的高速收帶時(shí)間后，主控制器101通過(guò)繼電器控制氣源控制接口A和L對(duì)應(yīng)的電磁閥啟動(dòng)，氣動(dòng)馬達(dá)51保持反向轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)進(jìn)入氣動(dòng)馬達(dá)51的壓縮空氣流量減小，系統(tǒng)由高速收帶轉(zhuǎn)為低速收緊；達(dá)到設(shè)定的拉緊力后，氣動(dòng)馬達(dá)51內(nèi)的氣壓保持不變，保證在鋼帶切斷之間的拉緊力；

6)二合一氣缸54中大氣缸的下側(cè)有桿腔進(jìn)氣，大氣缸活塞繼續(xù)向上移動(dòng)，大氣缸缸桿控制咬扣單元55的咬爪牢固地抓住鋼帶和封扣，咬爪和壓模配合完成做扣，移動(dòng)切刀推出剪斷鋼帶；大氣缸上側(cè)缸桿觸動(dòng)限位開(kāi)關(guān)三533后移動(dòng)切刀停止動(dòng)作，回到原位；(如圖4c所示)

7)二合一氣缸54中大氣缸的上側(cè)有桿腔進(jìn)氣，大氣缸活塞下移，大氣缸上側(cè)缸桿觸動(dòng)限位開(kāi)關(guān)一531時(shí)(如圖4d所示)，氣動(dòng)馬達(dá)51停止供氣；大氣缸活塞和小氣缸活塞繼續(xù)下移返回到零位(如圖4a所示)，咬扣單元55中的咬爪和咬模也回到原始位置；至此完成一次捆扎過(guò)程。

本發(fā)明所述金屬捆扎機(jī)在生產(chǎn)狀態(tài)下使用時(shí)，首先在控制界面中選擇“自動(dòng)”模式，通過(guò)觸摸屏106設(shè)置所需工藝參數(shù)，按下“捆扎啟動(dòng)”按鈕，進(jìn)入自動(dòng)捆扎生產(chǎn)流程。具體工藝流程如下：移動(dòng)機(jī)架4快速前進(jìn)→慢速前進(jìn)→鋼帶送到位→發(fā)送捆扎信號(hào)→移動(dòng)導(dǎo)槽7前進(jìn)到位→高速送帶→低速送帶→鋼帶繞被捆扎物12一周后重疊→咬爪抓緊帶頭→高速收帶→低速收帶并收緊→移動(dòng)導(dǎo)槽7返回→剪切咬扣→咬爪返回→剔扣→捆扎結(jié)束，完成一個(gè)工作循環(huán)。

本發(fā)明所述電氣控制系統(tǒng)10是整個(gè)金屬捆扎機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)的核心，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)通訊控制，采用PLC程序和繼電器邏輯組合控制新技術(shù)、氣動(dòng)與電氣自動(dòng)綜合控制新技術(shù)，實(shí)現(xiàn)移動(dòng)機(jī)架4的調(diào)速運(yùn)行和主控制器101對(duì)氣動(dòng)控制系統(tǒng)9的邏輯組合控制，進(jìn)而控制捆 扎機(jī)機(jī)頭5動(dòng)作，完成送帶、收帶、收緊、咬扣和切斷等功能，并實(shí)現(xiàn)動(dòng)作過(guò)程實(shí)時(shí)監(jiān)控和高效自動(dòng)捆扎。

本發(fā)明所述氣動(dòng)控制系統(tǒng)9主要用于控制捆扎機(jī)機(jī)頭5動(dòng)作，采用鋼帶捆扎各種產(chǎn)品，在主控制器101控制下執(zhí)行送帶、收帶、收緊、咬扣和切斷等動(dòng)作，其各部分功能如下：

氣動(dòng)馬達(dá)51：用于驅(qū)動(dòng)變速箱傳動(dòng)，進(jìn)而驅(qū)動(dòng)送帶輪52。本發(fā)明中以氣動(dòng)馬達(dá)51正轉(zhuǎn)時(shí)送帶為例，反轉(zhuǎn)時(shí)為收帶。送帶輪52在高速送帶和高送收帶時(shí)是高速旋轉(zhuǎn)的，在低速送帶和低速收緊時(shí)是慢速旋轉(zhuǎn)的。低速收緊可產(chǎn)生較大的拉緊力，鋼帶收緊力是靠控制氣動(dòng)馬達(dá)51的氣壓來(lái)調(diào)節(jié)的。

送帶輪52和壓帶輪56：直接接觸并帶動(dòng)鋼帶移動(dòng)，主要完成送帶，收帶和收緊動(dòng)作。

校直器57：用于校直鋼帶，使鋼帶能夠順利地被輸送。

二合一氣缸54：用于實(shí)現(xiàn)抓緊、咬扣和切斷三個(gè)動(dòng)作。二合一氣缸54的小氣缸固定在大氣缸里面，用來(lái)抓住鋼帶頭部；二合一氣缸54中的大氣缸可移動(dòng)咬扣單元55中的咬爪，咬住鋼帶完成做扣和切斷鋼帶動(dòng)作，小氣缸起輔助作用，能夠使動(dòng)作更加準(zhǔn)確可靠。在捆扎機(jī)機(jī)頭5中還設(shè)有另外2個(gè)氣缸，一個(gè)用于控制捆扎機(jī)機(jī)頭5與導(dǎo)槽6之間的移動(dòng)門(mén)，門(mén)氣缸固定在門(mén)后面，送帶時(shí)關(guān)閉門(mén)，使鋼帶進(jìn)入咬扣單元55；收帶前打開(kāi)門(mén)，使鋼帶可以送出；另一個(gè)氣缸用于將封扣彈入咬扣機(jī)構(gòu)。

咬扣單元55：包含一個(gè)固定刀片和一個(gè)移動(dòng)刀片，兩個(gè)刀片配合實(shí)現(xiàn)鋼帶剪斷動(dòng)作；咬扣單元55中的咬爪用于咬住鋼帶，咬模用于做扣。咬扣單元55是金屬捆扎機(jī)的常規(guī)結(jié)構(gòu)，在此不加贅述。

本發(fā)明中，氣動(dòng)馬達(dá)51的控制是整個(gè)捆扎機(jī)機(jī)頭5氣動(dòng)控制的技術(shù)核心。氣動(dòng)馬達(dá)51共有A、B、H(高速)、L(低速)4個(gè)氣源控制接口?？諝馊肟诳墒茿或B。當(dāng)A是進(jìn)氣口時(shí)，B是出氣口，反之亦然。由于氣動(dòng)馬達(dá)51構(gòu)造的特殊性，當(dāng)從高速轉(zhuǎn)到低速或從低速轉(zhuǎn)到高速時(shí)，在H和L之間會(huì)發(fā)生切換，氣動(dòng)馬達(dá)51的旋轉(zhuǎn)方向也會(huì)改變。所以氣動(dòng)馬達(dá)51的電氣控制與傳統(tǒng)的電動(dòng)機(jī)控制原理不同，為了不改變氣動(dòng)馬達(dá)51旋轉(zhuǎn)方向，在調(diào)速的同時(shí)必須切換控制氣源接口A和B對(duì)應(yīng)的電磁閥。本發(fā)明中，采用PLC程序和繼電器邏輯組合控制新技術(shù)來(lái)控制氣動(dòng)電磁閥的切換，此方法適用于所有采用此功能氣動(dòng)馬達(dá)51的控制系統(tǒng)。

下面結(jié)合氣動(dòng)馬達(dá)51氣源控制原理和PLC控制原理，簡(jiǎn)要介紹一下采用繼電器邏輯組合控制新技術(shù)來(lái)控制氣動(dòng)電磁閥的過(guò)程。其中PLC程序中Q4.0是PLC數(shù)字量輸出點(diǎn)， 通過(guò)繼電器控制氣源接口A的電磁閥，用來(lái)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)高速送帶或低速收緊功能；Q4.1是PLC數(shù)字量輸出點(diǎn)，通過(guò)繼電器控制氣源接口B的電磁閥，用來(lái)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)高速收帶或低速送帶功能；Q5.0是PLC數(shù)字量輸出點(diǎn)，通過(guò)繼電器控制氣源接口H的電磁閥，用來(lái)實(shí)現(xiàn)氣動(dòng)馬達(dá)51高速功能；Q5.1是PLC數(shù)字量輸出點(diǎn)，通過(guò)繼電器控制氣源接口L的電磁閥，用來(lái)實(shí)現(xiàn)氣動(dòng)馬達(dá)51低速功能。其采用PLC程序和繼電器邏輯組合控制技術(shù)實(shí)現(xiàn)高速送帶、低速送帶、高速收帶、低速收緊的控制過(guò)程如下：

如圖2a所示，當(dāng)系統(tǒng)氣源接口A和H同時(shí)進(jìn)氣時(shí)，氣動(dòng)馬達(dá)51正向高速運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)高速送帶功能。如圖3a所示，當(dāng)滿足高速送帶條件(即PLC內(nèi)部中間繼電器M10.1得電)時(shí)，PLC輸出點(diǎn)Q4.0得電，繼電器K4.0得電，控制氣源接口A的電磁閥得電；同時(shí)PLC輸出點(diǎn)Q5.0得電，繼電器K5.0得電，控制氣源接口H的電磁閥得電，進(jìn)而通過(guò)PLC程序和繼電器邏輯組合控制，實(shí)現(xiàn)高速送帶功能。

如圖2b所示，當(dāng)功能氣源接口B和L同時(shí)進(jìn)氣時(shí)，氣動(dòng)馬達(dá)51正向低速運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)低速送帶功能。如圖3b所示，當(dāng)滿足高速送帶條件(即PLC內(nèi)部中間繼電器M10.3得電)時(shí)，PLC輸出點(diǎn)Q4.1得電，繼電器K4.1得電，控制氣源接口B的電磁閥得電；同時(shí)PLC輸出點(diǎn)Q5.1得電，繼電器K5.1得電，控制氣源接口L的電磁閥得電，進(jìn)而通過(guò)PLC程序和繼電器邏輯組合控制，實(shí)現(xiàn)低速送帶功能。

如圖2c所示，當(dāng)系統(tǒng)氣源接口B和H同時(shí)進(jìn)氣時(shí)，氣動(dòng)馬達(dá)51反向高速運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)高速送帶功能。如圖3c所示，當(dāng)滿足高速送帶條件(即PLC內(nèi)部中間繼電器M10.7得電)時(shí)，PLC輸出點(diǎn)Q4.1得電，繼電器K4.1得電，控制氣源接口B的電磁閥得電；同時(shí)PLC輸出點(diǎn)Q5.0得電，繼電器K5.0得電，控制氣源接口H的電磁閥得電，進(jìn)而通過(guò)PLC程序和繼電器邏輯組合控制，實(shí)現(xiàn)高速收帶功能。

如圖2d所示，當(dāng)系統(tǒng)氣源接口A和L同時(shí)進(jìn)氣時(shí)，氣動(dòng)馬達(dá)51反向低速運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)低速收緊功能。如圖3d所示，當(dāng)滿足高速送帶條件(即PLC內(nèi)部中間繼電器M11.1得電)時(shí)，PLC輸出點(diǎn)Q4.0得電，繼電器K4.0得電，控制氣源接口A的電磁閥得電；同時(shí)PLC輸出點(diǎn)Q5.1得電，繼電器K5.1得電，控制氣源接口L的電磁閥得電，進(jìn)而通過(guò)PLC程序和繼電器邏輯組合控制，實(shí)現(xiàn)低速收緊功能。

以上所述，僅為本發(fā)明較佳的具體實(shí)施方式，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案及其發(fā)明構(gòu)思加以等同替換或改變，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。