НОЖНИЦЫ С ПЕРЕМЕННОЙ ВЕЛИЧИНОЙ ХОДА РЕЗКИ
VARIABLE STROKE SHEARS

Область техники, к которой относится изобретение
Изобретение в целом относится к области резки и, в частности, резки металлических листов и полос.
Предпосылки создания изобретения
Использование гидравлических ножниц для резки листового металла хорошо известно. Например, в GB 2405118 А описаны гидравлические ножницы с катящимся резом, выполняющие срезающее усилие качательного типа с использованием изогнутого ножевого полотна и двух гидравлических цилиндров с раздельным управлением.
Во внесенной заявителями находящейся на рассмотрении совместной патентной заявке номер EP 0725358.8 описано устройство, отвечающее широкому спектру требований, предъявляемых системой, которой нужно развивать рабочее усилие, необходимое для обработки толстых и/или широких материалов, но которая способна также обеспечить время цикла реза и время возвращения в исходное состояние, обычно требуемое при резе тонких и/ или узких материалов.
Описан гидравлический исполнительный механизм, в котором, по меньшей мере, один гидравлический цилиндр может быть включен в рабочий режим и выключен из него, независимо, по меньшей мере, от одного другого гидравлического цилиндра механизма. К примеру, механизм может содержать, по меньшей мере, один цилиндр с относительно небольшой эффективной площадью и, по меньшей мере, один цилиндр с относительно большой эффективной площадью, при этом последний выполнен с возможностью включения в рабочий режим и выключения из него.
Обычно система управления определяет, будет ли задействован один или несколько цилиндров в рабочем режиме в зависимости от ширины и толщины разрезаемого материала.
Во внесенной заявителями находящейся на рассмотрении совместной патентной заявке GB 0819362.5 описаны устройство и способ, в котором производится последовательный рез ножом, выполняющим качательное движение в обратном направлении с целью дополнительного сокращения требуемого объема рабочей жидкости и времени цикла реза.
Несмотря на эти достижения в данной области техники, остается стремление к дальнейшему сокращению времени цикла реза ножниц наряду с сокращением объема масла в гидравлической системе, который необходимо перемещать в течение цикла.
Согласно изобретению такое дополнительное преимущество в данной области техники обеспечивается устройством для реза, имеющим верхний и нижний ножи, выполненные с возможностью взаимодействия и выполнения функции реза посредством качательного движения верхнего ножа из первого исходного положения в первом направлении в первое конечное положение, а также контроллер, выполненный с возможностью управления приводом и, посредством этого, управления движением верхнего ножа, отличающегося тем, что контроллер выполнен с возможностью получения данных, указывающих на размеры и расположение разрезаемого материала, и варьирования первого исходного положения верхнего ножа в качестве реакции на упомянутые данные.
Предпочтительно контроллер дополнительно выполнен с возможностью варьирования первого конечного положения, в качестве реакции на упомянутые данные.
В предпочтительном варианте осуществления привод содержит, по меньшей мере, один гидравлический цилиндр, при этом контроллер выполнен с возможностью регулировки хода одного или нескольких цилиндров за счет функционирования одного или нескольких клапанов.
В предпочтительном варианте осуществления контроллер дополнительно выполнен с возможностью осуществления качательного движения верхнего ножа из второго исходного положения во втором направлении и варьирования упомянутого второго исходного положения в качестве реакции на полученные данные.
Теперь изобретение будет описано с помощью неограничительного примера со ссылками на сопровождающие чертежи, на которых:
на фиг.1 представлены типовые ножницы с катящимся резом предшествующего уровня техники;
на фиг. 2 и 3 представлено качательное движение устройства, показанного на фиг. 1;
на фиг.4 представлено действие ножниц с катящимся резом согласно изобретению.
Как видно из фиг.1, в устройстве для резки предшествующего уровня техники разрезаемый материал 1 находится между верхним изогнутым ножевым полотном 2 и нижним прямым ножевым полотном 3. Верхнее изогнутое ножевое полотно 2 прикреплено к верхней траверсе 4, а нижнее прямое ножевое полотно 3 прикреплено к нижней траверсе 5. Два гидравлических цилиндра 6 и 7 гидравлического исполнительного механизма сообщены между верхней траверсой 4 и нижней траверсой 5. Каждый из гидравлических цилиндров 6 и 7 зацеплен с верхней траверсой 4 в одной зоне зацепления, гидравлический цилиндр 6 - в зоне зацепления на левом конце верхней траверсы 4, а гидравлический цилиндр 7 - в зоне зацепления на правом конце верхней траверсы 4. Посредством раздельного, но синхронного управления ходом гидравлических цилиндров 6 и 7, верхнее ножевое полотно 2 выполняет срезающее действие качательного типа.
В таком устройстве предшествующего уровня техники исходное положение верхнего ножа 2 до начала катящегося реза не меняется в зависимости от ширины или толщины материала 1. Фактически исходное положение основано на допущении, что разрезаемый материал имеет максимальную ширину и толщину.
Как видно из фиг.2, где стрелка 9 указывает направление реза, угол α реза верхнего ножа 2 в начале реза (фиг.2(а)), где допускаются максимальная толщина и ширина, определяется по формуле:
α= 0,5*макс_ширина/ R+acos (1-макс_толщина/R);
где α в радианах;
макс_ ширина - максимальная ширина разрезаемого листа;
макс_ толщина - максимальная толщина разрезаемого листа;
R - радиус изогнутого верхнего ножа.
Из фиг.3 понятно, что когда ножницы режут более узкий и/или тонкий лист, тогда перемещение между началом движения под углом α (фиг.3(а)) и фактическим началом реза под углом α2 (фиг.3(b)) является ненужным:
α2=0,5*ширина/R+acos(1 - толщина/R),
где ширина - фактическая ширина разрезаемого листа (<макс_ширина);
толщина - фактическая толщина разрезаемого листа (<макс_толщина).
Как видно из фиг.4, в настоящем изобретении исходная точка движения реза регулируется в соответствии с известной толщиной и шириной разрезаемого листа (фиг.4(b)) таким образом, что вместо обычного начала движения под углом α движение катящегося реза начинается под углом α2. Как видно из фиг.2, 3 и 4, принимается, что лист выровнен относительно базового края таким образом, что угол β в конце реза (2(b), 3(с) и 4(b)) всегда один и тот же. Однако понятно, что если лист не выровнен относительно базового края, притом что его местонахождение известно, например от датчика, то контроллер также может изменить положение конечной точки движения в соответствии с фактическим углом β.
Как отмечалось ранее, в существующих системах предшествующего уровня техники уже применяют контроллеры, которые используют данные по ширине и толщине (разрезаемого материала) для вынесения решения, как могут действовать цилиндры в целях обеспечения необходимой силы реза. Создание такой системы, использующей эти данные для определения исходного положения верхнего ножа в целях минимизации ненужных перемещений ножа до зацепления материала 1, находится в пределах возможностей специалиста в данной области техники с учетом настоящего описания.
Настоящее изобретение может быть объединено с описанным в GB 0819362.5. В такой системе исходное и конечное положения ножа для реза в каждом направлении подобраны так, чтобы минимизировать ненужные перемещения ножа до зацепления материала и после окончания реза. На фиг.5 и 6 показано, как исходное положение для второго реза α' меняется на α2' в зависимости от ширины и толщины разрезаемого материала. Конечное положение второго реза также является переменным: на практике его, вероятно, можно приравнять к исходному положению первого реза.
Помимо того, что изобретение описано со ссылкой на гидравлические системы, при этом оно также применимо к другим типам ножниц (например, кривошипным), где также реализуются преимущества сокращения времени цикла реза и увеличения производительности.