一、機器概要
形狀各異的鋼筋構件是建筑工地上用量最大的構件，它主要用于混凝土澆筑板固定、框架龍骨、梁柱間搭筋等。長期以來，這些鋼筋構建都是靠建筑工人手工制成，不僅效率低，且精確度差，嚴重制約了工期進度和樓體整體建筑質量，同時由于廢品產生造成了巨大的材料浪費。隨著運動控制系統的廣泛應用，數控彎箍機的設計定型，大量的數控彎箍機應用于建筑業鋼筋材料的加工中。
二、設備的結構
設備工作前，所需各種工藝動作的設置參數由HMI進行輸入和修改。數控彎箍機有兩臺電機，折彎電機M1和送進電機M2。送進電機M2將產品原材料按設置好的定長向前送進，當材料進入彎曲處后由彎曲電機M1帶動折彎頭按預訂的產品形狀進行折彎。產品成型后，由剪切氣缸帶動機械剪切部分將成型產品剪切下再由操作工進行產品檢驗。
三、系統性能及功能要求
為了應對激烈競爭，實現差異化，機械制造商對設備的控制系統提出了高性能的需求，簡介如下：
工作速度:90m/min
折彎范圍：Φ6～8mm
折彎角度:180度
就功能設計而言，幾個方面比較重要：
自動的補償算法設計
雙閉環同步控制
曲線存儲與下載
四、系統實現
經過與客戶討論，對需求分析的基礎上，B&R為客戶提供了基于Power Panel 400系列的集成顯示與控制的HMI，該HMI是控制、顯示、操作集成產品，內置128MB的DDR RAM，16kB二級緩存確保高速任務處理需要，配置二臺ACOPOS智能型伺服驅動器負責送料與折彎頭的控制。
4.1彎箍成型工藝參數存儲
送料電機與折彎頭電機之間的精確位置實現了折彎曲線的變化，兩個軸之間建立了CAM關系，根據不同的送料速度， 預先給定的曲線，折彎頭和送料之間建立了相應的運動關系，以送料電機或外接編碼器為虛擬軸，兩個軸之間建立耦合關系，在同步和凸輪曲線之間進行切換，當設定各個節點參數后，伺服系統會依照最光滑的曲線對其進行過渡，使得機械沖擊得以最大可能的減小。
由于現場生產需要各種形狀的折彎，因此，需要存儲大量的成型配方供調用，Power Panel可通過CF卡擴展其存儲，最大可達8GB，很好的滿足了加工配方的選擇需要。
4.2圖形化編輯不同的折彎曲線
為了方便操作人員，系統設計了根據建筑生產需要的不同工件的曲線圖，給定其節點、半徑參數等，客戶可根據生產需要選擇所需工件的折彎曲線，系統會根據其自動運算同步關系。滿足不同的生產需求，而無需復雜的編程。
4.3雙閉環伺服控制設計
為了提高送料電機與折彎電機的同步精度，在鋼筋的送料上加裝一個外接編碼器，這個編碼器將兩個建立同步關系的軸進行了位置閉環，通過外接編碼器反饋的位置與伺服內部的數據交換進行比較，來提高伺服同步的精度，這得益于ACOPOS伺服驅動器的模塊化結構設計，在其插入槽位里可以有通信、當前軸編碼器，還有兩個驅動器插入模塊支持第三或第四編碼器的輸入，而折彎和送料軸的同步關系本身是通過Ethernet POWERLINK實時以太網進行速度、位置信號的交換。
4.4折彎自動補償功能
不同的鋼材其折彎的饒度不同，應力變化系數不同，根據折彎的鋼筋材料的應力系數的變化，系統需為其計算補償參數，在運動中對于送絲和折彎的曲線進行位置的補償，獲得預訂的折彎效果，根據內置的補償算法設計，只需輸入不同材料的工藝參數，系統即可計算送料與折彎的伺服曲線補償。
五、系統配置
系統配置結構圖如下設計：
在這里,Power Panel選擇了PP452型，采用薄膜按鍵設計，這樣能夠確保現場的操作人員避免用手直接進行觸摸屏操作而造成的觸摸屏磨損-壽命更長。
5.1模塊化設計的系統
5.1.1伺服驅動器模塊化設計：伺服驅動器支持多種編碼器接入，多種通信模塊可選，易于根據實際需求而調整。
5.1.2Power Panel的模塊化設計：可接入不同尺寸的CF卡，根據應用需求對工藝配方參數、程序進行存儲，方便程序升級；可接入不同的通信控制卡:支持RS485、CANopen、X2X、Profibus DP等，提供多種靈活的選擇；
5.2高性能系統
Power Panel 400系列采用 500MHz的處理器，支持200uS的高速任務，其Automation Studio支持圖形化編程，易于使用。
ACOPOS伺服驅動器是新一代的智能型伺服驅動器，其支持高達400uS的位置環控制能力，并且，自身具有較強的內置軟件功能，例如：本項目所需要使用的CAM電子凸輪功能、補償算法，虛擬軸等，這些都為其提供了良好的控制基礎。
5.3Ethernet POWERLINK
為了提高系統兩個軸之間的同步速度，采用了最前沿的實時通信技術，Ethernet POWERLINK-它能夠實現可實現100Mbps的通信速率、支持200uS的數據刷新，對于高速的同步軸而言，這至關重要。
5.4Automation Studio的全線支持能力
通過Automation Studio內置的示波器功能可以輕松實現對調試過程中電流、電壓等信號的監控，采樣可以達到400uS的周期，使得對于工藝分析提供了很好的數據基礎，調試過程變得簡單，從而降低了系統的試車周期。
六、結語
B&R系統在該系統的應用穩定可靠，盡管建筑工地現場條件惡劣，但是Power Panel及B&R系統的高可靠性贏得了客戶的持續信任。
