СТАНОК ДЛЯ ОБРАБОТКИ ЛИСТОВОГО МЕТАЛЛА
SHEET METAL PROCESSING MACHINE

Область техники, к которой относится изобретение
Изобретение относится к станкам для обработки листового металла, и в частности, к станку для обработки листового металла, оснащенному системой гидравлического привода, выполненной с возможностью приведения в движение множества рабочих инструментов раздельным и независимым образом, например, пробивных инструментов и/или режущих инструментов.
Уровень техники
Известны станки для обработки листового металла, оснащенные мультипрессовым или многоинструментальным перфорирующим устройством (пробивной головкой), и/или отдельным пробивным устройством и/или режущим устройством (ножницами), которые в силу этого могут выполнять множество операций перфорирования или резки одновременно и/или последовательно листового металла, подлежащего обработке.
Известные многоинструментальные пробивные устройства содержат множество пробивных инструментов или штампов, расположенных рядом друг с другом в один или более рядов, образующих матричную конструкцию с параллельными рядами, которые приводятся в линейное движение раздельным независимым образом, чтобы воздействовать на заготовку отдельными прессами, содержащими приводы линейного перемещения, обычно гидравлические цилиндры.
Мультипрессовые пробивные устройства содержат все инструменты, которые необходимы для последовательного выполнения всех требуемых операций на заготовке. Таким образом нет необходимости во время цикла изготовления производить смену инструмента, что позволяет исключить и простои станка на время смены инструмента (и таким образом увеличить производительность станка), и автоматические устройства для установки и смены инструментов (упростить конструкцию станка).
Известные режущие устройства или ножницы обычно содержат два лезвия ортогональные друг другу, выполненные с возможностью независимого движения вдоль соответствующих осей с целью выполнения резки листового металла.
Указанные лезвия или ножи приводятся в движение соответствующими приводами линейного перемещения, обычно гидравлическими цилиндрами соответствующего размера.
В комбинированных станках, которые также называют пробивными-листорезными станками, которые содержат режущее устройство и мультипрессовое пробивное устройство, указанные устройства (или головки) часто объединяют в единую конструкцию.
Для правильного выполнения операций пробивки и/или резки необходимо контролировать положение, перемещение или ход и скорость каждого инструмента вдоль соответствующей рабочей оси, поскольку указанные параметры зависят от, и являются функцией толщины и типа материала заготовки и/или вида выполняемой операции.
Чтобы приводить пробивные и/или режущие инструменты в движение и точно контролировать их движение, известные станки оснащают системами гидравлического привода, способными питать и, следовательно, управлять раздельно и независимым образом гидравлическими цилиндрами, поршни которых соединены с соответствующими инструментами, перемещая последние, так чтобы выполнить одну операцию или несколько операций на заготовке в одной и той же рабочей фазе.
Известные системы гидравлического привода обычно содержат один или более приводимых электрическим мотором гидравлических насосов, которые подают гидравлическую жидкость (масло) при высоком давлении (до 300 бар), чтобы питать цепь, соединенную с каждым гидравлическим цилиндром посредством перепускного клапана и клапана регулирования давления. При помощи упомянутых клапанов можно выбирать гидравлический цилиндр, т.е. инструмент, который следует привести в движение, направление движения поршня цилиндра (т.е. рабочий ход или обратный ход поршня/инструмента), и питающее давление гидравлического цилиндра, т.е. задать пробивное усилие, которое инструмент прикладывает к заготовке. Высокое давление (до 300 бар), которое гидравлический насос создает в питающей цепи, рассчитывают так, чтобы гарантировать, чтобы один или более гидравлических цилиндров пробивной головки создавали на заготовке максимальное пробивное усилие.
Однако, при обычных станочных операциях лишь небольшая часть (примерно 20%) операций, выполняемых на заготовках, требует применения максимального пробивного усилия, т.е. подачи максимального давления в гидравлические цилиндры, а обычно требуемое питающее давления гораздо меньше (60-100 бар).
Следовательно, недостаток вышеупомянутых систем гидравлического привода заключается в их высоком потреблении энергии (необходимой для нагнетания жидкости в цепь питания высокого давления) и их общем низком к.п.д. (при большинстве операций давление жидкости фактически требуется понижать).
Другой недостаток таких систем гидравлического привода заключается в том, что из-за высокого питающего давления и теплового рассеяния, вызванного снижением давления в управляющих клапанах гидравлических цилиндров, жидкость нагревается и, следовательно, ее требуется охлаждать соответствующими средствами, что делает станок более сложным и дорогостоящим.
Раскрытие сущности изобретения
Задача настоящего изобретения заключается в усовершенствовании известных станков для обработки листового металла, в частности станков, оснащенных множеством рабочих инструментов, которые требуется приводить в движение раздельным и независимым образом, например, пробивных и/или режущих инструментов.
Другая задача изобретения заключается в создании станка, отличающегося низким энергопотреблением и высоким к.п.д.
Дополнительная задача заключается в создании станка, который позволяет рабочим инструментам выполнять операции, например перфорирование и резку, оптимальным образом, в частности способен приводить в движение и с высокой точностью контролировать положение, смещение и скорость каждого рабочего инструмента вдоль соответствующей рабочей оси.
В первом аспекте изобретения предложен станок для обработки листового металла в соответствии с п. 1 формулы изобретения.
Во втором аспекте изобретения предложен способ для приведения в движение рабочих инструментов станка для обработки листового металла в соответствии с п. 9 формулы изобретения.
Краткое описание чертежей
Изобретение будет легче понять и реализовать, если обратиться к прилагаемым чертежам, которые иллюстрируют некоторые не имеющие ограничительного характера примеры осуществления изобретения, при этом:
фиг. 1 схематически и частично изображает станок для обработки листового металла, оснащенный системой гидравлического привода для перемещения множества рабочих инструментов, приводимых в движение соответствующими гидравлическими цилиндрами;
фиг. 2 представляет схематичное изображение, аналогичное фиг. 1, которое иллюстрирует станок и систему гидравлического привода в рабочей конфигурации, при которой гидравлический цилиндр приведен в движение для перемещения соответствующего рабочего инструмента навстречу заготовке;
фиг. 3 представляет схематичное изображение, аналогичное фиг. 1, которое иллюстрирует станок и систему гидравлического привода в другой рабочей конфигурации.
Осуществление изобретения
Фиг. 1 схематически и частично изображает соответствующий изобретению станок 100 для обработки листового металла, который содержит систему 1 гидравлического привода, выполненную с возможностью перемещения множества рабочих инструментов 51, 151, 61 вышеупомянутого станка раздельным и независимым образом вдоль соответствующих рабочих осей А, В, С и выполнения соответствующих операций по меньшей мере на одной заготовке 200.
В частности, в варианте осуществления изобретения, который изображен на прилагаемых чертежах и будет рассмотрен ниже, станок 100 представляет собой, например, комбинированный пробивной и режущий станок, который содержит мультипрессовое пробивное устройство 50, отдельное пробивное устройство 150 с одним рабочим инструментом, и режущее устройство 60, при этом система 1 гидравлического привода выполнена с возможностью приведения в движение раздельным и независимым образом множества пробивных рабочих инструментов или пробивных инструментов 51 мультипрессового пробивного устройства 50, отдельного пробивного рабочего инструмента или пробивного инструмента 151 отдельного пробивного устройства 150, и одного или более рабочих режущих инструментов или режущих инструментов 61 режущего устройства 60.
Станок 100 может также представлять собой пробивной станок, оснащенный только мультипрессовым пробивным устройством 50.
Пробивные инструменты 51 мультипрессового пробивного устройства 50, которые являются инструментами известного типа (в целях упрощения изображения на чертежах показан только один из них), например, расположены в виде нескольких примыкающих друг к другу рядов, чтобы образовалась матричная структура пробивных инструментов 51.
Режущее устройство 60 или ножницы известного типа содержит, например, два ортогональных друг другу лезвия 61, которые можно приводить в движение вдоль соответствующих осей независимо друг от друга, чтобы выполнять разрезы листового металла (в целях упрощения изображения на чертежах показано только одно из лезвий).
Мультипрессовое пробивное устройство 50, отдельное пробивное устройство 150 и режущее устройство 60 могут работать поочередно одновременно на одной или двух или более заготовках 200.
Система 1 гидравлического привода содержит множество гидравлических цилиндров 2, 102, 202, каждый из которых связан с соответствующим рабочим инструментом 51, 151, 61 и приспособлен для приведения последнего в движение. Каждый гидравлический цилиндр содержит соответствующий поршень 21, 121, 221 образующий внутри цилиндра 2, 102, 202 камеру 22, 122, 222 рабочего хода и камеру 23, 123, 223 обратного хода, и связанный с соответствующим рабочим инструментом 51, 151, 61 с целью перемещения последнего вдоль соответствующей рабочей оси А, В, С. Точнее, поршень 21, 121, 221 содержит основное тело, которое может двигаться со скольжением внутри соответствующего гидравлического цилиндра 2, 102, 202, образуя две камеры переменного объема, и шток, который выходит из гидравлического цилиндра 2, 102, 202, и соединен с соответствующим рабочим инструментом 51, 151, 61 при помощи соединительных средств, которые известны и не показаны на чертежах.
Согласно варианту осуществления, показанному на фиг. 1, система 1 гидравлического привода содержит множество первых гидравлических цилиндров 2 (из которых показан только один) для приведения в движение множества пробивных инструментов 51 мультипрессового пробивного устройства 50. Каждый первый гидравлический цилиндр 2 оснащен соответствующим первым поршнем 21, образующим внутри первого гидравлического цилиндра первую камеру 22 рабочего хода и первую камеру 23 обратного хода, и связанным с соответствующим пробивным инструментом 51 с целью перемещения последнего вдоль соответствующей первой рабочей оси А.
Система 1 гидравлического привода дополнительно содержит второй гидравлический цилиндр 102 для приведения в движение отдельного пробивного инструмента 151 отдельного пробивного устройства 150. Второй гидравлический цилиндр 102 оснащен соответствующим вторым поршнем 121, образующим внутри второго гидравлического цилиндра вторую камеру 122 рабочего хода и вторую камеру 123 обратного хода, и связанным с соответствующим пробивным инструментом 151 с целью перемещения последнего вдоль соответствующей второй рабочей оси В.
Наконец, система 1 гидравлического привода содержит по меньшей мере одну пару третьих гидравлических цилиндров 202 (из которых показан только один цилиндр) для приведения в движение двух режущих инструментов 61 режущего устройства 60. Каждый третий гидравлический цилиндр 202 оснащен соответствующим третьим поршнем 221, образующим внутри третьего гидравлического цилиндра 202 третью камеру 222 рабочего хода и третью камеру 223 обратного хода, и связанным с соответствующим режущим инструментом 61 с целью перемещения последнего вдоль соответствующей третьей рабочей оси С.
А
А
Система 1 гидравлического привода дополнительно содержит первый насос 3, соединенный с камерами 22, 122, 222 рабочего хода гидравлических цилиндров 2, 102, 202, в частности, посредством питающей цепи 12, образованной множеством подающих трубопроводов. Первый насос 3 является насосом реверсивного типа, и выполнен с возможностью подачи жидкости, в частности масла, при питающем давлении Р в одну или более камер 22, 122, 222 рабочего хода, так чтобы выталкивать соответствующие поршни 21, 121, 221 в рабочем направлении, давая возможность связанным с поршнями рабочим инструментам 51, 151, 61 взаимодействовать с заготовкой 200 в фазе рабочего хода, или всасывать жидкость из камер 22, 122, 222 рабочего хода, давая возможность соответствующим поршням 21, 121, 221 двигаться в направлении возврата, которое противоположно рабочему направлению, для выведения из контакта или отведения рабочих инструментов 51, 151, 61 от заготовки 200 в фазе обратного хода. В частности, в фазе рабочего хода первый насос 3 передает жидкость под давлением Р, которое зависит от требуемого усилия, которое рабочие инструменты должны прикладывать к заготовке 200, чтобы выполнять требуемую операцию.
Система 1 гидравлического привода содержит жидкостный или масляный резервуар 15, находящийся под атмосферным давлением, который соединен с отверстием первого насоса 3 через цепь 14 слива, при этом другое отверстие первого насоса 3 соединено с гидравлическими цилиндрами 2, 102, 202 через питающую цепь 12. В фазе рабочего хода первый насос 3 всасывает жидкость из резервуара 15 и передает жидкость под давлением в гидравлические цилиндры 2, 102, 202; в фазе обратного хода первый насос 3 сливает в резервуар 15 жидкость, которую всосали гидравлические цилиндры 2, 102, 202.
Система 1 гидравлического привода содержит ряд клапанов 4, в частности, установленных в питающей цепи 12, каждый из которых связан с соответствующим гидравлическим цилиндром 2, 102, 202, установлен между первым насосом 3 и камерой 22, 122, 222 рабочего хода гидравлического цилиндра 2, 102, 202, и может быть открыт, чтобы создать жидкостное соединение между первым насосом 3 и камерой 22, 122, 222 рабочего хода, чтобы привести в действие гидравлический цилиндр 2, 102, 202 и подать соответствующий рабочий инструмент 51, 151, 61 в рабочем направлении.
Гидравлический аккумулятор 5 соединен с камерами 23, 123, 223 обратного хода гидравлических цилиндров 2, 102, 202 в частности посредством цепи 13 возврата, образованной множеством обратных трубопроводов. Гидравлический аккумулятор 5 (является устройством известного типа и подробно не рассматривается) выполнен с возможностью поддержания жидкости при определенном давлении поджатия в камерах 23, 123, 223 обратного хода цилиндров, в частности, для перемещения в обратном направлении одного или более поршней 21, 121, 221 соответствующих гидравлических цилиндров 2, 102, 202 которые выборочно приводятся в действие путем включения соответствующих клапанов 4.
Следует отметить, что давление поджатия жидкости в камерах 23, 123, 223 обратного хода гидравлических цилиндров 2, 102, 202 обеспечивает большую жесткость цилиндрам, питающей цепи 12 и цепи 13 возврата, т.е. всей системе 1 гидравлического привода, которая в таком случае демонстрирует более быструю и точную реакцию при движениях поршней 21, 121, 221 и, следовательно, рабочих инструментов 51, 151, 61 во время выполнения операций на заготовке 200.
Следует также отметить, что в каждом гидравлическом цилиндре 2, 102, 202 усилие, которое рабочий инструмент 51, 151, 61 способен приложить к заготовке 200, определяется разностью между осевой силой, которая получается в рабочем направлении в камере 22, 122, 222 рабочего хода от жидкости при питающем давлении, действующем на поршень 21, 121, 221 и противоположной силой, действующей в обратном направлении, полученной в камере 23, 123, 223 обратного хода, от жидкости при давлении поджатия, которое действует на поршень 21.
Система 1 гидравлического привода содержит электрический мотор 6, управляемый управляющим устройством 10 станка 100, предназначенный для приведения в действие первого насоса 3 реверсивного типа в обоих направлениях вращения, и таким образом, чтобы первый насос 3 доставлял жидкость под давлением с установленным расходом. Точнее, управляющее устройство 10 регулирует работу электрического мотора 6, в частности путем изменения вращающего момента, скорости и ускорения вала 6а мотора; т.е. управляющее устройство 10 приводит первый насос 3 в движение в соответствии с рабочими условиями, например такими, как число рабочих инструментов 51, 151, 61 (т.е. гидравлических цилиндров), которые необходимо приводить в действие, и усилие, которое необходимо обеспечить на заготовке 200 (т.е. давление жидкости, подаваемой в гидравлические цилиндры). С этой целью система гидравлического привода 1 содержит ряд датчиков 17 давления, установленных в питающей цепи 12, при этом каждый датчик связан с соответствующим гидравлическим цилиндром 2, 102, 202 и способен измерять давление жидкости в камере 22, 122, 222 рабочего хода. Датчики 17 давления соединены с управляющим устройством 10 для передачи в управляющее устройство сигналов, касающихся обнаруженных значений давления.
В варианте осуществления, изображенном на чертежах, соответствующая изобретению система 1 гидравлического привода содержит второй насос 7, также реверсивного типа, связанный и соединенный с первым насосом 3, в частности посредством передающего вала, и практически идентичный первому насосу 3. Указанные два насоса 3 и 7 приводятся в действие одним и тем же электрическим мотором 6, который управляется посредством управляющего устройства 10, так что насосы вращаются вместе с одной и той же скоростью, и доставляют жидкость под давлением в гидравлические цилиндры 2, 102, 202 с установленной величиной расхода.
Согласно варианту осуществления соответствующего изобретению станка 100, не показанному на чертежах, первый насос 3 и второй насос 7 системы 1 гидравлического привода объединены в единый насос, оснащенный двумя совмещенными качающими узлами.
А
Первый дифференциальный клапан 8 установлен между вторым насосом 7 и камерами 22, 122, 222 рабочего хода гидравлических цилиндров 2, 102, 202 и может срабатывать, когда питающее давление Р превышает первое рабочее давление по меньшей мере в одной из камер 22, 122, 222 рабочего хода, так чтобы соединить второй насос 7 с жидкостным резервуаром 15, с тем, чтобы включить перепуск или поставить второй насос 7 в режим рециркуляции и дать возможность передавать всю мощность электрического мотора 6 в первый насос 3, который способен нагнетать жидкость при более высоких значениях давления. Первый дифференциальный клапан 8 представляет собой, например, трехходовый клапан, установленный в питающей цепи 12, и соединенный с резервуаром 15 посредством первого сливного канала 16. Первый дифференциальный клапан 8, например, управляется и включается посредством управляющего устройства 10, исходя из сигналов давления, передаваемых датчиками 17 давления. В ином варианте первый дифференциальный клапан 8 может представлять собой сервоклапан, управляемый вспомогательным клапаном, который приводится в действие давлением жидкости в питающей цепи 12.
А
2
А
А
Система 1 гидравлического привода дополнительно содержит второй дифференциальный клапан 9, который установлен между гидравлическим аккумулятором 5 и камерами 23, 123, 223 обратного хода гидравлических цилиндров 2, 102, 202, и может срабатывать, когда питающее давление Р превышает второе рабочее давление Р по меньшей мере в одной из камер 22, 122, 222 рабочего хода, так чтобы соединить камеры 23, 123, 223 обратного хода с резервуаром 15, и создать в резервуаре условия слива, т.е. условия атмосферного давления. Таким образом, хотя питающее давление Р жидкости в камерах 22, 122, 222 рабочего хода остается постоянным, пробивное и/или режущее усилие увеличивается так как давление в камерах 23, 123, 223 обратного хода уменьшается до уровня атмосферного давления. Таким образом, можно поддерживать величину питающего давления Р, и уменьшить мощность, потребляемую первым насосом 3.
2
1
Значение второго рабочего давления Р выше значения первого рабочего давления Р.
Второй дифференциальный клапан 9 представляет собой, например, трехходовый клапан, установленный в цепи 13 возврата, и соединенный с резервуаром 15 посредством второго сливного канала 18. Второй дифференциальный клапан 9, например, управляется и включается посредством управляющего устройства 10, исходя из сигналов давления, передаваемых датчиками 17 давления. В ином варианте второй дифференциальный клапан 9 может представлять собой сервоклапан, управляемый вспомогательным клапаном, который приводится в действие давлением жидкости в питающей цепи 12.
А
Действие соответствующего изобретению станка 100 для обработки листового металла, оснащенного системой 1 гидравлического привода, обеспечивает перемещение инструментов или рабочих инструментов 51, 151, 61, необходимых для выполнения требуемых операций на заготовке 200. В примере рабочей конфигурации, изображенной на фиг. 2, осуществляется управление системой 1 гидравлического привода для перемещения одного из множества пробивных инструментов 51 мультипрессового устройства 50 путем приведения в действие соответствующего первого гидравлического цилиндра 2. Указанный цилиндр приводится в действие путем включения на открытие соответствующего клапана 4, и путем вращения первого насоса 3 и второго насоса 7 в первом направлении, так чтобы передавать жидкость под давлением в первую камеру 22 рабочего хода. Точнее, управляющее устройство 10 осуществляет управление электрическим двигателем 6, так чтобы вращать насосы в первом направлении с установленной скоростью и крутящим моментом, так чтобы насосы 3, 7 подавали жидкость со стабильным расходом при питающем давлении Р, которое связано с усилием (в данном случае с пробивным усилием), которое должно быть приложено со стороны инструмента к заготовке 200, т.е. связано с сопротивлением, которое заготовка оказывает выполнению операции, т.е. перфорированию.
Система 1 гидравлического привода также обладает способностью одновременного перемещения нескольких инструментов из множества пробивных инструментов 51 мультипрессового пробивного устройства 50 путем приведения в действие соответствующих первых гидравлических цилиндров 2, или перемещения отдельного пробивного инструмента 151, принадлежащего отдельному пробивному устройству 150, путем приведения в действие второго гидравлического цилиндра 102, или даже перемещения по меньшей мере одного режущего инструмента 61 путем приведения в действие соответствующего третьего гидравлического цилиндра 202, при этом работа осуществляется также, как было рассмотрено для одного пробивного инструмента 51 мультипрессового пробивного устройства 50.
А
Поскольку (пробивное или режущее) усилие, которое зависит от типа инструмента (формы, размера,…), который используется в конкретной выполняемой операции (сверление, резка, деформирование,…), и от материала заготовки 200, может варьировать, в частности увеличиваться во время выполнения операции, также может варьировать (увеличиваться) и питающее давление РА внутри камер 22, 122, 222 рабочего хода, что таким образом вызывает увеличение крутящего момента или мощности, которую электрический мотор 6 должен передавать насосам 3, 7, чтобы последние создавали требуемое питающее давление Р. По завершении операции, выполняемой на заготовке 200, пробивной инструмент 51 выводят из контакта с заготовкой и отводят от заготовки за счет перемещения первого поршня 21 первого гидравлического цилиндра 2 в направлении обратного хода. Это достигается путем реверсирования направления вращения электрического мотора 6, т.е. путем вращения насосов 3, 7 во втором направлении, противоположном первому направлению вращения, так чтобы отсасывать жидкость из первой камеры 22 рабочего хода и передавать жидкость в резервуар 15. Таким образом, давление жидкости в первой камере 22 рабочего хода снижается (до уровня близкого к атмосферному давлению), давая возможность жидкости, которая находится в первой камере 23 обратного хода при давлении поджатия (которое обеспечивает гидравлический аккумулятор 5) толкать первый поршень 21 в обратном направлении.
Следует отметить, что использование гидравлического аккумулятора 5 для перемещения поршней 21, 121, 221 в обратном направлении позволяет упростить систему 1 гидравлического привода и сделать ее более рентабельной, поскольку исключается использование дополнительных клапанов для передачи жидкости, нагнетаемой насосами 3, 7, в камеры 23, 123, 223 обратного хода. Кроме того, потребление энергии электрическим мотором 6 и насосами 3, 7, которые по существу приводятся в действие для соединения камер 22, 122, 222 рабочего хода с резервуаром 15, минимально и меньше того потребления энергии, которое было бы необходимо для насосов 3, 7, чтобы перемещать поршни 21, 121, 221 в обратном направлении.
А
1
А
А
Фиг. 3 иллюстрирует другую рабочую конфигурацию системы 1 гидравлического привода станка 100, которая обеспечивает перемещение с высоким пробивным усилием одного пробивного инструмента 51 путем включения соответствующего клапана 4, который дает возможность насосам 3, 7 посылать жидкость под давлением в соответствующий первый гидравлический цилиндр 2. В данной конфигурации, при совершении хода поршня 21 и соответствующего пробивного инструмента 51, усилие привода или пробивное усилие постепенно нарастает, и вместе с ним нарастает питающее давление Р в первой камере 22 рабочего хода. Когда будет превышено первое рабочее давление Р, что приведет к срабатыванию первого дифференциального клапана 8, второй насос 7 будет переведен в режим рециркуляции, т.е. по подаче жидкости будет соединен с жидкостным резервуаром 15, чтобы подавать жидкость в указанный резервуар. Таким образом, второй насос 7 будет практически исключен из работы, и вся мощность электрического мотора 6 будет передаваться в первый насос 3, который гарантирует требуемое нарастание питающего давления Р. Точнее, можно увеличивать питающее давление Р путем уменьшения расхода жидкости, т.е. скорости первого поршня 21, практически без увеличения мощности электрического мотора 6 или увеличения мощности лишь в ограниченной степени, и таким образом сохранять энергопотребление всей системы 1 гидравлического питания станка 100.
А
2
А
2
А
При продолжении выполнения операции, если усилие привода далее нарастает, и вместе с ним питающее давление Р в камере 22 рабочего хода, то, когда будет превышено второе рабочее давление Р, сработает второй дифференциальный клапан 9, что создаст жидкостное соединение первой камеры 23 обратного хода с резервуаром 15, т.е. включится слив из камеры 23 обратного хода при атмосферном давлении в резервуаре 15. Таким образом, питающее давление Р жидкости в камере 22 рабочего хода может оставаться практически постоянным (и равным второму рабочему давлению Р) или может увеличиваться в ограниченной степени, но эффективное усилие, создаваемое первым поршнем 21 в рабочем направлении, т.е. усилие привода, увеличивается значительно, поскольку давление в первой камере 23 обратного хода снижается до уровня атмосферного давления, т.е. встречное усилие, действующее на поршень в обратном направлении, уменьшается. Другими словами, за счет выпуска жидкости из первой камеры 23 обратного хода посредством второго дифференциального клапана 9 можно значительно увеличивать усилие привода, не прибегая к увеличению питающего давления Р, или к увеличению мощности электрического мотора 6, что тем самым позволяет сохранять энергопотребление станка 100.
Также в этом случае, как только операция на заготовке 200 будет закончена, пробивной инструмент 51 выводится из контакта и отводится от заготовки 200 за счет движения первого поршня 21 в обратном направлении, в частности, за счет вращения насосов 3, 7 во втором направлении, так чтобы отсасывать жидкость из первой камеры 22 рабочего хода и передавать жидкость в резервуар 15, и за счет отключения второго дифференциального клапана 9, так чтобы снова соединить первую камеру 23 обратного хода с гидравлическим аккумулятором 5. Таким образом, давление жидкости в первой камере 22 рабочего хода снижается, что дает возможность жидкости, находящейся в первой камере 23 обратного хода под давлением поджатия (которое обеспечивается гидравлическим аккумулятором 5), выталкивать первый поршень 21 в обратном направлении.
Работа может происходить аналогичным образом в случае, при котором соответствующая изобретению система 1 гидравлического привода станка 100 выполнена с возможностью одновременного перемещения нескольких инструментов из множества пробивных инструментов 51 мультипрессового пробивного устройства 50 путем приведения в движение соответствующих первых гидравлических цилиндров 2, или для перемещения отдельного пробивного инструмента 151 отдельного пробивного устройства 150 путем приведения в движение второго гидравлического цилиндра 102, или даже для перемещения по меньшей мере одного режущего инструмента 61 режущего устройства 60 путем приведения в движение третьего гидравлического цилиндра 202.
Следовательно, благодаря соответствующей изобретению системе 1 гидравлического привода станка 100 для обработки листового металла, имеется возможность высокоточного, индивидуального и независимого управления множеством рабочих инструментов для одновременного выполнения одной или более операций на заготовке 200. Точнее, путем включения клапанов 4 можно производить выбор одного или более гидравлических цилиндров 2, 102, 202 которые должны быть приведены в действие для перемещения соответствующих рабочих инструментов, и, в частности, по меньшей мере одного отдельного пробивного инструмента 151 отдельного пробивного устройства 150, одного или более режущих инструментов 61 режущего устройства 60, и по меньшей мере одного из множества пробивных инструментов 51 мультипрессового пробивного устройства 50.
За счет регулирования скорости вращения насосов 3, 7 путем воздействия на электрический мотор 6, управляемый управляющим устройством 10, можно изменять расход и питающее давление жидкости в камерах 22, 122, 222 рабочего хода гидравлических цилиндров 2, 102, 202 и, следовательно, можно с высокой точностью управлять положением, перемещением и скоростью поршней 21, 121, 221 и соответствующих рабочих инструментов 51, 151, 61 вдоль рабочих осей А, В, С. Точность и быстродействие, т.е. способность реагировать на команды и регулирующие воздействия (изменения расхода и/или давления жидкости в цилиндрах) гидравлических цилиндров 2, 102, 202 и всей соответствующей изобретению системы 1 гидравлического привода, также обеспечивается жесткостью системы, получаемой, как говорилось выше, благодаря соединению камер 23, 123, 223 обратного хода гидравлических цилиндров 2, 102, 202 с гидравлическим аккумулятором 5, который поддерживает жидкость при установленном давлении поджатия.
Гидравлический аккумулятор 5, который дает возможность перемещать поршни 21, 121, 221 в обратном направлении, также позволяет упростить и сделать менее дорогостоящей систему 1 гидравлического привода, поскольку исключается использование дополнительных клапанов для передачи жидкости от насосов 3, 7 в камеры 23, 123, 223 обратного хода, и снижается энергопотребление электрическим мотором 6 и насосами 3, 7, которым не требуется доставлять жидкость под давлением для перемещения вышеупомянутых поршней 21, 121, 221 в обратном направлении.
А
1
2
А
1
А
Соответствующая изобретению система 1 гидравлического привода станка 100 также отличается пониженным энергопотреблением и высоким к.п.д. благодаря использованию двух дифференциальных клапанов 8, 9, которые срабатывают, когда питающее давление Р гидравлических цилиндров 2, 102, 202 соответственно достигает первого рабочего давления Р и второго рабочего давления Р. Точнее, когда питающее давление Р превосходит первое рабочее давление Р второй насос 7 за счет срабатывания первого дифференциального клапана 8 переводится в режим рециркуляции, т.е. соединяется так, чтобы подавать жидкость в жидкостный резервуар 15, так что электрический двигатель 6 фактически приводит в движение только первый насос 3. Поэтому можно гарантировать, что требуемое увеличение питающего давления Р будет происходить без увеличения мощности и, следовательно, потребления энергии электрическим мотором 6.
А
2
А
А
Когда питающее давление Р превышает второе рабочее давление Р, также срабатывает второй дифференциальный клапан 9, который устанавливает жидкостное сообщение камер 23, 123, 223 обратного хода с резервуаром 15. Таким образом, питающее давление Р жидкости в камерах 22, 122, 222 рабочего хода может оставаться по существу постоянным или увеличиваться в ограниченной степени, поскольку эффективное усилие, создаваемое на поршне 21, 121, 221, в рабочем направлении, т.е. пробивное/режущее усилие, увеличивается за счет снижения давления в камерах 23, 123, 223 обратного хода. Увеличение пробивного/режущего усилия происходит без необходимости увеличения питающего давления Р, т.е. увеличения мощности электрического мотора 6.
Следовательно, благодаря рассмотренной системе 1 гидравлического привода, соответствующий изобретению станок 100 более эффективен в отношении энергопотребления, чем известные станки для обработки листового металла.
Следует также отметить, что использование системы 1 гидравлического привода, которая содержит ограниченное число клапанов и обычный гидравлический аккумулятор, является простым и рентабельным решением при компактных размерах и сниженных требованиях по размещению.
Соответствующий изобретению способ для управления раздельным и независимым образом множеством рабочих инструментов 51, 151, 61 станка 100 для обработки листового металла, обеспечиваемый системой 1 гидравлического привода, рассмотренной выше и изображенной на фиг. 1-3, содержит этапы, на которых:
А
- выбирают по меньшей мере один рабочий инструмент 51, 151, 61 который требуется привести в действие путем открывания соответствующего клапана 4, который установлен между первым насосом 3 реверсивного типа, выполненным с возможностью подачи жидкости при питающем давлении Р, и гидравлическим цилиндром 2, 102, 202 воздействующим на выбранный рабочий инструмент 51, 151, 61;
- приводят первый насос 3 во вращение в первом направлении для подачи жидкости под давлением камеру 22, 122, 222 рабочего хода гидравлического цилиндра 2, 102, 202 так, чтобы вытолкнуть поршень 21, 121, 221 в рабочем направлении и дать возможность связанному с поршнем выбранному рабочему инструменту 51, 151, 61 выполнить операцию на заготовке 200;
- по выполнении указанной операции, приводят первый насос 3 во вращение в противоположном втором направлении с обеспечением отсасывания жидкости из камеры 22, 122, 222 рабочего хода, и смещения поршня 21, 121, 221 в направлении возврата, чтобы вывести рабочий инструмент 51, 151, 61 из контакта и отвести от заготовки 200 за счет подачи жидкости под давлением в камеру 23, 123, 223 обратного хода гидравлического цилиндра 2, 102, 202 от гидравлического аккумулятора 5.
1
Во время приведения во вращение первого насоса 3 способ также содержит приведение во вращение второго насоса 7 реверсивного типа, при этом связанного и соединенного с первым насосом 3, в первом направлении, с обеспечением подачи жидкости в камеру 22, 122, 222 рабочего хода гидравлического цилиндра 2, 102, 202 до достижения первого рабочего давления Р, при превышении которого, путем включения первого дифференциального клапана 8, второй реверсивный насос 7 переходит в режим рециркуляции, соединяясь с резервуаром 15, в который передается жидкость.
2
Во время приведения во вращение первого реверсивного насоса 3 способ также содержит соединение камеры 23, 123, 223 обратного хода гидравлического цилиндра 2, 102, 202 с резервуаром 15 путем включения второго дифференциального клапана 9, когда давление жидкости в камере 22, 122, 222 рабочего хода превышает второе рабочее давление Р.