专利名称：多驱动力剪切机的制作方法
技术领域：
本发明涉及剪切的一般领域，特别涉及金属板条的剪切。
背景技术：
为了使用液压剪切机来执行切割，需用命名为总驱动力的力将至少一个剪切刀片 移动进入另一个剪切刀片的方向，该总驱动力足以克服待切割材料的阻力，该阻力被称为 切割力。当剪切宽金属板条时，直线切割材料的全部宽度需要巨大的总驱动力，这巨大的总 驱动力是不实际的。因此，用于剪切宽材料的剪切机通常使用倾斜剪切刀片或弯曲剪切刀 片来进行摇摆式的剪切动作。 倾斜剪切刀片式的剪切显示在图1的简化截面图中。上倾斜剪切刀片1相对下平 直剪切刀片2向下移动以切割材料3。由于在整个切割周期内任意特定点上正被切割材料 4的宽度远小于材料3的全部宽度，总驱动力需求与直线切割材料的全部宽度相比大大减 少。 摇摆式剪切动作显示在图2的简化截面图中。弯曲的上剪切刀片5以这种方式来 摇摆即近乎是滚动式运动，其中弯曲的上剪切刀片的最低点保持在大约相同的竖直高度 而同时水平移动穿过正被切割的材料6。任意特定点的正被切割的材料7的宽度在整个切 割周期内均远远小于正被切割材料6的全部宽度。剪切期间，下平直剪切刀片8并不移动。
GB 2405118A描述了一种液压驱动剪切机，通过使用弯曲剪切刀片和两个分开控 制的液压缸，剪切机实现了摇摆式的剪切动作。简化截面图显示在图3中。待切割的材料 件9置于上弯曲剪切刀片IO和下平直剪切刀片ll之间。上弯曲剪切刀片10附接到上支 撑梁12上，而下平直剪切刀片11附接到下支撑梁13上。液压驱动机构的两个液压缸14 和15连接在上支撑梁12和下支撑梁13之间。液压缸14和15的每一个均在一个接合区 域中接合上支撑梁12，缸14位于上支撑梁12的左端上的接合区域内，而缸15位于上支撑 梁12的右端上的接合区域内。通过分别但以同步方式控制液压缸14和15的冲程，上剪切 刀片IO可被用于执行摇摆式剪切动作。相同类型的剪切机也可使用倾斜剪切刀片来代替 弯曲剪切刀片，在该情况下两个液压缸沿相同方向同步地移动来实现切割动作。
使用倾斜剪切刀片或摇摆式剪切动作的结果是，剪切刀片为了完成切割需要移动 的距离远大于用平直剪切刀片进行直线全宽度切割所用距离。对于这种直线切割，剪切刀 片最多仅需要移动通过正被切割材料的全部厚度。使用倾斜剪切刀片时，剪切刀片需要移 动的距离为材料的厚度加上材料的宽度乘以倾斜角度的正切。倾斜角度通常仅为约2度， 因此对于宽材料而言，所需的剪切刀片移动比直线切割大许多倍。类似地，对于在图3中图 示的摇摆式剪切动作，液压缸14和15的移动比直线全宽度切割所需的大许多倍。
由处于拉伸状态的缸杆操纵的液压缸14或15的驱动力为其环形套筒面积与液压 流体的可得供给压力的乘积。在依照图3的剪切机中，液压缸14和15的组合环形套筒面 积必须足够大以便用液压流体的可得供给压力下为待切割的最厚和最硬材料产生所需的 总驱动力。
在实际的金属板条剪切流水线中，重要的是剪切机的产量能跟上传输待切割材料 和处理切割后材料的其他生产装置。产量为单位时间单位处理的材料质量，也即单位时间 单位的输出。剪切机的产量取决于很多因素，包括待切割材料的宽度、厚度和强度，需要切 割的次数，执行完整切割所化时间(称为切割周期时间)，以及复位那些为了剪切被移动至 它们起始位置的剪切刀片所化时间和移动切割位置之间的材料件所化时间(称为复位时 间)。材料的强度由诸如屈服强度和断裂延长度的参数限定。 由于这些因素，像图3中那种液压操纵的剪切机具有三个主要参数，这些参数决 定了液压流体泵系统以及为液压缸供给流体的阀的必要尺寸。第一个参数是液压缸的组合 环形套管面积必须足够大以产生待切割的最硬和最厚材料所需的总驱动力。第二个参数是 液压缸的冲程必须足以切割最宽和最厚的材料。第三个参数是剪切机对于所有类型待切割 的材料必须能提供切割周期时间和复位时间从而得以满足产量需要。切割周期时间和复位 时间之和必须使得液压剪切机能执行预期产量所需的单位时间单位切割次数。例如，为了 达到足够的产量，用于金属板的剪切机通常必须能工作在约3秒的切割周期时间以及约7 秒的复位时间。 对于薄和/或窄的材料，每吨产量需要的切割比厚或宽材料的要多，因此相同产 量需要的单位时间单位的切割比厚和/或宽材料的要多。因此，类似于图3中那种剪切机 的泵、阀和缸的液压系统需将尺寸设计成使其可以为最薄和/或最窄的待切割材料提供所 需的短切割周期时间和复位时间。因此，对于用类似图3中的液压剪切机的一定产量切割 具有大范围的宽度、厚度和强度的材料，液压缸必须具有大的环形套管面积以及大冲程并 需要以最薄或最窄材料所需的短切割周期时间和复位时间来移动。具有大冲程和大环形套 管面积的液压缸具有大的容积。因此，待泵送以移动剪切刀片的液压流体的体积是很大的 并需要很快地被泵出，这要求大的液压泵和阀。具有大泵和阀的液压系统非常昂贵并需要 大量空间，且大泵和阀的操纵能耗大维护费用高。 FR 2212771描述了一种具有倾斜刀片的液压剪切机，其中具有共用转柄的两个液 压缸与倾斜刀片的支撑梁接合。两个液压缸均液压地连接。当在切割期间时，首先使用的缸 中的压力上升超过阈值，用于通向缸的液压流体的输送管线中的阀开启，除了首先使用的 缸外第二缸开始工作。如果首先使用的缸中的压力未上升超过阈值，阀不开启，因此第二缸 未填充受压的液压流体而仅仅是首先使用的缸处于工作中。为了在切割后快速复位叶片， 仅有一个液压缸填充有受压的液压流体。因此，FR 2212771提供了一种用可变驱动力操纵 具有倾斜刀片的液压剪切机的方法，并提供了通过仅使用当前多个液压缸中的一个来加速 复位动作的可能。但是，对于具有弯曲刀片的液压剪切机，FR 2212771的教导是不适用的， 因为为了用弯曲刀片实现正确摇摆式剪切动作，弯曲刀片的两端的移动需要被精确地控制 且同步。如果FR 2212771所述的系统用于弯曲刀片的每一端，可能无法准确地同步移动， 因为对于给定的液压流，FR2212771中的刀片向下移动的速度取决于首先使用的缸中压力 是否超过阈值。
发明内容
本发明的目的在于提供一种操纵液压剪切机的方法，该液压剪切机具有能以足够 产量切割大范围厚度、宽度和强度的材料的弯曲刀片，其中减小了液压泵和阀所需尺寸，并提供一种用于执行该方法的液压剪切机，该液压剪切机与现有技术相比具有减小的液压泵 和阀的尺寸。 该目的的实现是通过一种操纵液压剪切机的方法，包括
-为了切割， 至少一个剪切刀片的剪切运动在总驱动力施加下从起始位置开始，以及-为了在完成剪切运动之后复位被移动到起始位置以便切割的该至少一个剪切刀
片， 在总驱动力施加下进行复位运动， 剪切运动和复位运动均通过包括液压缸的液压驱动机构来实现， 以及总驱动力和总复位力施加给被驱动机构的至少两个液压缸移动以便切割的
该至少一个剪切刀片， 该总驱动力的大小可通过将驱动机构的一个或多个液压缸(21、22、23、24)转换
进入和离开工作模式进行调节， 其特征在于 切割是具有滚动式运动的摇摆式剪切动作， 被移动的至少一个剪切刀片(17)的位置由控制系统(32)控制，控制是通过依据 剪切刀片位置与时间的关系函数的设置点以及总驱动力和总复位力需求调节流到液压缸 (21 、22、23、24)的液压流体的流量来进行的， 材料的切割是通过至少一个剪切刀片的剪切运动来完成的。当剪切运动开始时， 每个被移动的剪切刀片均处于各自起始位置。剪切刀片从该起始位置在总驱动力施加下被 移动。当材料被完全切割时，剪切运动停止。随后，剪切刀片在总复位力施加下被复位至其 起始位置。剪切运动和复位运动均通过包括液压缸的液压驱动机构来完成。总驱动力和总 复位力均由至少两个这些液压缸来施加。当液压缸施加驱动力或复位力时，其处于工作模 式。当液压缸离开工作模式时，其不施加驱动力或复位力。总驱动力为切割期间处于工作 模式中的所有液压缸的驱动力之和。总复位力为复位期间处于工作模式中的所有液压缸的 复位力之和。 总驱动力的大小是可调的。调整是通过将驱动机构的一个或多个缸转换进入或离 开工作模式来完成的。取决于切割材料所需的总驱动力，选择转换进入工作模式的液压缸 的数目和/或面积-类型。 液压缸的有效面积是驱动力或复位力通过其而被提供的面积。取决于液压缸的工
作模式，其有效面积变化。例如，在用类似图3的处于拉伸状态下的缸杆操纵的单杆式液压
缸中，有效面积为环形套管面积。如果用类似图6的处于压縮状态下的缸杆操纵单杆式液
压缸，有效面积为活塞面积。对于如图5中所示的通杆式液压缸，缸杆处于压縮状态的工作
模式下以及缸杆处于拉伸状态的工作模式下的有效面积为环形套管面积。具有相等有效面
积的液压缸为相同面积-类型。具有不同有效面积的液压缸为不同面积-类型。 如果液压流体的供给压力对于驱动机构的所有液压缸均相同，不同面积_类型的
液压缸提供不同的力。因此，为了供应一定驱动力，可选择适当的面积-类型的缸。 与图3所示现有技术相比，依据待切割材料调整总驱动力的创新性可调整性，具
有剪切机的液压泵系统和阀的尺寸可相当大地减小的优点。
当要以一定产量切割厚和/或宽和/或硬材料时，要求高的总驱动力以及相应的 大的总有效缸面积，但是切割周期时间可能相当长，因为单位时间单位内仅需完成少量次 数的切割。需要填充至大缸容积的大体积液压流体必须在长的切割周期时间内被泵入。这 样的工作模式是低速_高力工作模式。与此相比，对于以相同产量切割薄和/或窄和/或 软材料而言，当使用相同的液压流体供给压力时，较小的总驱动力以及较小的缸面积就足 够了，但是由于单位时间单位内必须完成更多切割，因此需要更短的切割周期时间和复位 时间。需要填充小缸容积内的小体积液压流体必须在短切割周期时间内被泵入。这种工作 模式为高速-低压工作模式。现有技术中，仅有一个缸面积并因此仅有一个总驱动力可用， 总驱动力必须为所需的最高总驱动力。由于液压泵系统和阀必须设计尺寸使得它们可提供 最短的所需切割周期时间，这意味着泵和阀必须提供高速-高力工作模式，此模式下大体 积液压流体必须在短时间内被泵入。因此，液压系统的液压泵和阀必须足够大以满足该要 求。 与现有技术相反，依照本发明，无需提供这种要求大液压泵和阀的高速-高力工 作模式。因为在本发明中，可在低速-高力工作模式和高速-低力工作模式之间转换，无需 提供高速-高力工作模式。因此足以将液压泵系统和阀的尺寸设计得比现有技术小得多。 尺寸设计成使得它们可在高速-低力工作模式的短时间内处理小体积流体的相同的液压 泵系统和阀能够在低速_高力工作模式的长时间内处理大体积流体，因为两种工作模式下 单位时间单位泵入的体积是相等的。 切割为摇摆式剪切动作，意味着剪切运动为早前在图2的描述中所描述的滚动式 运动。 被移动的至少一个剪切刀片的位置由控制系统依照剪切刀片位置与时间的关系 函数的设置点来控制。 通过依照这些设置点以及总驱动力和总复位力需求来调节流到液压缸的液压流 体的流量从而完成控制。 切割周期时间和复位时间可通过提供依照剪切刀片位置与时间的关系函数的设 置点来控制。为了限定该函数，可使用关于所需产量以及待切割材料特征的信息，切割材料 特征例如为宽度和厚度。 —种用于控制剪切刀片的位置和运动的控制系统，使用这些设置点以及关于所需
总驱动力和总复位力的信息来调节流向驱动系统的液压缸的液压流体的流量。 通过增长剪切刀片位置与时间的关系函数的时间周期来实现更长的切割周期时
间和/或复位时间，通过縮减时间周期来实现更短的切割周期和/或复位时间。 优选地，在切割开始之前， 限定待切割材料的总驱动力需求以及总复位力需求，且由此获得要被转换进入工 作模式的液压缸以产生总驱动力以及总复位力，以及依据要被转换进入工作模式的液压缸 而设置剪切刀片位置与时间的关系函数， 以及将如此限定的总驱动力和总复位力需求、如此获得的关于要被转换进入工作 模式的液压缸的信息、以及相应设置的剪切刀片位置与时间的关系函数将供给控制系统。
待切割材料的总驱动力需求取决于例如宽度和厚度的材料特征。尽管所需的总 驱动力取决于待切割的材料而变化，但是只要可移动的剪切刀片和承载刀片的支撑梁的重量不变化则总复位力仍保持常数，因为复位力必须足够大以将刀片和支撑梁移动到起始位置。 因此获得要被转换进入工作模式以产生总驱动力和复位力的液压缸。 依据要被转换进入工作模式的液压缸来设置剪切刀片位置与时间的关系函数。该
函数限定切割和复位期间剪切刀片的位置，并因此限定切割周期时间和复位时间。通过增
加剪切刀片位置与时间的关系函数的时间周期来实现更长的切割周期时间和/或复位时
间，通过减少时间周期来实现更短的切割周期和/或复位时间。如前所述，大力需要大的要
被填充的缸容积，但是也允许长切割周期和复位时间，小力需要小的要被填充的缸容积，但
是也允许短切割周期和复位时间。 用于控制剪切刀片位置和运动的控制系统使用适当设置的剪切刀片与时间的关
系函数以及关于总驱动力和总复位力的信息用来调节流向驱动系统的液压缸的液压流体
流量。通过了解所需的总驱动力和总复位力，控制系统可自动地判定要被转换进入工作模
式以产生总驱动力和总复位力的液压缸，但是，在本发明的变体中，也可由控制系统的操作
者来完成该判定。了解并具有合适的剪切刀片位置与时间的关系函数的设置点能够使控制
系统充分快地向液压缸供给液压流体以满足剪切刀片位置与时间的关系函数的要求。 如前所述，切割周期和复位时间取决于剪切机必须满足的产量要求。产量要求以
及由此决定的切割周期和复位时间也可在切割开始之前施加给控制系统。 优选地，在两个以上液压缸被转换进入工作模式以进行剪切运动的情况下，在剪
切运动完成之后，这些液压缸的至少一个脱离工作，总复位力的产生不用该液压缸。 因此，由于为了将剪切刀片复位至其起始位置需要填充液压缸体积较小，为了复
位运动需要泵入的液压流体体积以及因此带来的复位时间均减小。 在驱动机构包括不同面积-类型的液压缸的情况下，特别优选地是总复位力由具 有最小有效面积的一个液压缸产生。 因此，为了复位运动需泵入的液压流体的体积以及因此带来的复位时间均最小 化。 本发明进一步提供一种用于执行上述方法的液压剪切机，包括 —对相对的剪切刀片(17、18)，每一个均由相应的支撑梁(19、20)承载，至少一个
剪切刀片(17)可通过与剪切刀片的支撑梁(19)接合的液压驱动机构进行移动，液压驱动
机构包括可被转换进入和离开工作模式的液压缸(21、22、23、24)， 其特征在于， 可移动的至少一个剪切刀片(17)为弯曲剪切刀片，液压驱动机构在两个接合区 域内与可移动的至少一个剪切刀片的支撑梁(19)接合，在至少一个接合区域内液压驱动 机构用至少两个液压缸接合支撑梁，在带有至少两个液压缸的每个接合区域内，至少一个 液压缸可独立于该接合区域内的至少另一个液压缸的工作模式状态而被转换进入和离开 工作模式，液压剪切机包括控制系统(32)，用于控制至少一个可移动剪切刀片(17)的位 置。 该至少一个可移动剪切刀片是弯曲剪切刀片，如此能够通过摇摆式剪切动作进行 切割，其中，剪切运动是剪切刀片的滚动式运动。 液压缸可被转换进入和离开工作模式。在工作模式下，液压缸分别施加驱动力或
8复位力给支撑梁和剪切刀片。离开工作模式后，液压缸不向支撑梁和剪切刀片分别施加驱 动力或复位力。 因此，调节施加至支撑梁的总驱动力和总复位力是可能的。越多的液压缸被转换 进入工作模式，施加的力就越高；越多的缸被转换离开工作模式，施加的力就越小。 如果仅有一个独立的可转换液压缸，驱动力和复位力可由独立的可转换液压缸单 独提供，或者由液压驱动机构的所有液压缸一起提供，或者由除了独立可转换液压缸之外 的所有液压缸提供。如果不止一个独立可转换液压缸，驱动力和复位力也可由独立可转换 液压缸的任意组合来提供。 液压驱动机构在两个接合区域中与可移动剪切刀片的支撑梁接合，在至少一个接 合区域中液压驱动机构用至少两个液压缸接合支撑梁，在带有至少两个液压缸的每个接合 区域中至少一个液压缸可独立于该接合区域中的至少另一个液压缸的工作模式状态被转 换进入和离开工作模式。 优选地，接合区域中均有两个液压缸。 优选地，可独立于该接合区域中的至少另一个液压缸的工作模式状态而被转换进 入和离开工作模式的至少一个液压缸可以独立于液压驱动机构的任意其他液压缸的工作
模式状态而转换进入和离开工作模式。因此，选择液压缸的工作模式状态的自由被最大化。
每个接合区域均从支撑梁的一端延伸至支撑梁的中部。 在具有弯曲剪切刀片以进行摇摆式剪切动作的剪切机中，液压驱动机构的液压缸 必须接合在两个接合区域内，以允许弯曲剪切刀片的一端向下受控运动而弯曲剪切刀片的 另一端受控向上运动。 在至少两个液压缸接合的接合区域内，可以有两个、三个、四个、五个、六个、优选 达到十个、或者更多的液压缸。 用于控制至少一个可移动剪切刀片的位置的控制系统通过依据剪切刀片位置与 时间的关系函数的设置点以及总驱动力和总复位力需求调节流向液压缸(21、22、23、24) 的液压流体流量来进行控制的。 本发明的优选实施例的特征在于，液压驱动机构用至少一个可伸縮液压缸与可移 动剪切刀片的支撑梁接合，该至少一个可伸縮液压缸包括至少两个缸，两个缸中的至少一 个可独立于可伸縮液压缸中至少另一个液压缸的工作模式状态而被转换进入和离开工作 模式。 优选地，可独立地转换进入和离开工作模式的该至少一个液压缸可以独立于液压
驱动机构的任何其他液压缸的工作模式状态而转换进入和离开工作模式。 可伸縮液压缸的使用允许更紧凑和更节省空间的剪切机设计。 依照本发明一个实施例，至少两个液压缸具有不同的有效面积。与液压缸有效面 积相等的实施例相比，可因此用更小缸提供更小的最小力但仍然用更大缸提供最大的所需 压力。 液压缸可例如为单杆式缸，杆在切割期间处于压縮或拉伸状态，或为面积相等或 不等的通杆式缸，切割期间起作用的杆处于压縮或拉伸状态，或为大缸内装小缸的可伸縮 嵌套式缸。 未处于工作模式的液压缸可跟随它们连接或接合的支撑梁的剪切运动和/或复
9位运动，或者它们可一起脱离运动，例如通过将缸保持在不与支撑梁接合的位置。 如果未转换进入工作模式的液压缸跟随它们接合的支撑梁的剪切运动和复位运
动而运动，未处于工作压力下的液压流体流入并流出这些缸。通过设置旁路阀，可允许该流
体从液压缸活塞的一侧流到另一侧。 在单杆式缸中，活塞全孔侧的有效面积和活塞杆侧的有效面积不同。因此，即便提 供了旁路阀，也需要通过提供集水槽或分立的低压流体源来在运动期间补偿体积的改变。
在通杆式缸中，两个杆端的有效面积是相等的，旁路阀可足以允许流体从缸的一 侧流到另一侧。但是，为了补偿任何泄漏，尽管通杆式缸具有旁路阀，当缸离开工作模式时 也可能需要与小的集水槽或低压流体源相连。 优选地，至少可独立地转换进入和离开工作模式的液压缸为"通杆"式缸，其中活 塞两侧的面积相等。 依照优选实施例，对于每个可独立地转换进入和离开工作模式的液压缸，液压驱 动机构包括旁路阀，旁路阀可被操纵以允许当液压缸被移动同时被转换离开工作模式时， 流体直接从液压缸活塞的一侧流到它的另一侧。 依照本发明的另一实施例，液压驱动机构包括分立的流体源，优选为集水槽或低 压流体源，流体源通过至少一个阀的每一个与每个可独立地转换进入和离开工作模式的液 压缸相连。 依照本发明的另一实施例，每个可独立地转换进入和离开工作模式的液压缸通过 液压驱动机构所包含的隔离阀来转换进入和离开工作模式。 优选地，液压驱动机构包括泵系统和/或储槽，以及控制阀，控制阀的大小设计成 使得仅当至少一个液压缸转换离开工作模式时剪切机要求提供的最小切割周期时间和/ 或复位时间才是可得的。
在示意图1至6中描述了现有技术和本发明示意性实施例的示意性代表。
图1示出了剪切期间倾斜剪切刀片的简化截面图。 图2示出了摇摆式剪切期间弯曲剪切刀片的简化截面图。 图3示出了现有技术的具有弯曲剪切刀片的液压剪切机的简化截面图。 图4示出了具有弯曲剪切刀片用于使用拉伸状态下的缸杆来操纵的创新性液压
剪切机的示例性实施例的简化截面图。 图5示出了图4的创新性剪切机的液压系统和控制系统的示意图。 图6示出了具有弯曲剪切刀片用于使用压縮状态下的缸杆来操纵的创新性剪切
机的实施例的简化截面图。
具体实施例方式
在图4中，待切割的材料件16位于上弯曲剪切刀片17和下平直剪切刀片18之间。 上弯曲剪切刀片17附接到上支撑梁19上，而下平直剪切刀片18附接到下支撑梁20上。取 代图3所示的每个接合区域均有一个液压缸不同，创新性的剪切机在支撑梁左半边的接合 区域内具有两个液压缸21和22，在支撑梁右半边的接合区域内具有两个液压缸23和24。
液压缸21和24的有效面积小于液压缸22和23的有效面积。所有液压缸的组合 有效面积足以产生最厚和最硬的待切割材料所需的总驱动力。选择较小液压缸21和24的 有效面积使得其足以产生切割那些要求最快切割速度和因此最短切割周期时间的产品所 需的总驱动力。 在图5中，液压泵25将液压流体从液压流体槽26泵出。包括一个或多个储槽的 一组储槽27存储由液压泵25输送的高压液压流体并消除剪切机工作期间的压力变化。伺 服阀28控制流向液压缸21和22的流体流量。实际系统可能需要多于一个的伺服阀以提 供所需的流速，但是原理与图示的单个伺服阀相同。沿一个方向操纵伺服阀28允许液压流 体从高压源管线流入液压缸21的一侧而同时允许流出缸21的另一侧的流进入槽26。当伺 服阀28以相反方向被操纵时，流体流向相反方向。隔离阀29和30允许液压缸22与高压 源管线相连或者从其断开。在优选实施例中，液压缸21的位置被传感器31测量，控制系统 32将测得的位置与剪切刀片位置与时间的关系函数相比较。控制系统32产生操纵伺服阀 28的信号。 液压缸22为通杆式缸，其中，活塞两侧的有效面积相等。当缸22未处于工作模式 下时，隔离阀29和30关闭。随后旁路阀33可开启以允许流体直接从液压缸22的一侧流 到另一侧。由于两侧的面积相等，液压缸中的液压流体的体积在剪切时保持不变，并非强制 性地向液压缸22供给额外的液压流体或将过量的液压流体泵入槽中。但是，为了补偿液压 缸22未处于工作状态下时的任何可能泄漏，作为分立液压流体源的集水槽34通过阀35连 至液压系统。由分立液压流体源提供的液压流体无需为高压，因此可使用简单的集水槽34 或分立低压液压流体系统。 在简化示意性图5中，仅示出了一个伺服阀28、一组缸21和22以及一组阀29、30 和33，但是在如图4所示的完整摇摆动作型剪切机中，明显具有另一个伺服阀、另一组隔离 阀以及旁路阀，用于支撑梁另一端接合区域内的液压缸23和24。 在操纵本发明的优选方法中，在依照图4和图5的剪切机中，小液压缸21和24总 是用于将剪切刀片复位至起始位置。当要处理厚和硬的材料时，大液压缸22和23和小液 压缸21和24 —起被用于剪切，但是只要切割一完成，阀29、30和33就被操纵使得仅使用 小液压缸21和24来完成将弯曲剪切刀片从切割位置一端移至起始位置的复位运动。这使 得复位运动所需的要泵入的液压流体的量被最小化。 在图4和5的实施例中，液压泵25、储槽27以及伺服阀的尺寸设计成使得当使用 小液压缸21和24时可以得到产量要求所需的最小切割周期时间和/或复位时间。当切割 厚和硬材料时，隔离大液压缸22和23的隔离阀开启，而大液压缸22和23的旁路阀关闭。 因此，大液压缸22和23转换进入工作模式。当他们处于工作模式下时，切割周期时间变长， 大致与大液压缸22和23以及小液压缸21和24的有效面积之和与小液压缸21和24的有 效面积之和的比值成比例，从而使得在泵系统和伺服阀容量范围之内保持流量要求。通过 增加控制系统32的参考位置与时间的关系函数的时间周期来使得切割周期时间变长。是 否使用高速-低力工作模式或低速-高力工作模式的决定可以由操作者或优选地由控制系 统自动依据待切割材料的参数来做出。隔离阀和旁路阀优选地由控制系统电操纵。
同时，图4所示实施例在两个接合区域均具有两个液压缸，接合区域位于弯曲剪 切刀片的支撑梁的每一半上，本发明的原理也适用于在每个接合区域中具有多于两个缸的实施例，只要至少一个缸可独立地转换进入或离开工作模式。本发明的原理也适用于在一 个接合区域内具有一个液压缸以及在其他接合区域内具有多于一个液压缸的实施例。尽管 在示例性实施例中，每个接合区域内的两个液压缸具有不同的有效面积，但是本发明的原 理也适用于具有相等有效面积的缸的实施例。尽管在优选实施例中，当切割厚和硬材料时 大液压缸和小液压缸均使用，但是本发明的原理也适用于当切割厚和硬材料时仅使用大缸 以及当剪切较薄或较软材料时仅使用小缸的那些系统。 在图4中，液压缸用处于拉伸状态的缸杆进行操纵，但是本发明的原理也适用于 如图6所示的用处于压縮状态的缸杆操纵液压缸的那些剪切机。操纵优选为处于拉伸状态。附图标记列表
1倾斜剪切刀片2平直剪切刀片3材料4正被切割材料的宽度5弯曲的上剪切刀片6材料7正被切割材料的宽度8平直剪切刀片9待切割的材料件10上弯曲剪切刀片11下平直剪切刀片12上支撑梁13下支撑梁14液压缸15液压缸16待切割的材料件17上弯曲剪切刀片18下平直剪切刀片19上支撑梁20下支撑梁21液压缸22液压缸23液压缸24液压缸25液压泵26液压流体槽27储槽28伺服阀29隔离阀
30隔离阀31传感器32控制系统33旁路阀34集水槽35阀
权利要求
一种用于操纵液压剪切机的方法，包括-为了切割，至少一个剪切刀片的剪切运动在施加总驱动力下从起始位置开始，以及-为了在剪切运动完成之后将为了切割而被移动至其起始位置的所述至少一个刀片复位，在施加总复位力下的复位运动，所述剪切运动和所述复位运动通过包括液压缸的液压驱动机构完成，以及所述总驱动力和所述总复位力通过所述驱动机构的至少两个液压缸被施加给为了切割而被移动的所述至少一个剪切刀片，所述总驱动力的大小可通过转换所述驱动机构的一个或多个液压缸(21、22、23、24)进入和离开工作模式进行调节，其特征在于所述切割为具有滚动式运动的摇摆式剪切动作，以及被移动的所述至少一个剪切刀片(17)的位置由控制系统(32)通过依据剪切刀片位置与时间的关系函数的设置点以及所述总驱动力和总复位力的需求来调节流向液压缸(21、22、23、24)的液压流体的流量进行控制。
2. 根据权利要求l所述的方法，其特征在于， 在切割开始之前，限定待切割材料的所述总驱动力需求和所述总复位力需求，且由此获得要被转换进入工作模式的液压缸以产生该总驱动力和该总复位力，以及依据要被转换进入工作模式的液压缸设置所述剪切刀片位置与时间的关系函数， 以及将如此限定的总驱动力和总复位力需求、如此获得的关于要被转换进入工作模式的液压缸的信息、以及相应设置的剪切刀片位置与时间的关系函数供应给所述控制系统。
3. 根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在两个以上液压缸(21、22、23、24)被转换进入工作模式用于剪切运动的情况下，在完 成该剪切运动之后，这些液压缸(21、22、23、24)中的至少一个被转换离开工作模式，所述 总复位力产生不用该液压缸。
4. 一种液压剪切机，用于执行根据权利要求1-3任一项所述的方法，包括每一个均由 相应的支撑梁(19、20)承载的一对相对的剪切刀片(17、18)，至少一个该剪切刀片(17)可 通过与该剪切刀片的支撑梁(19)接合的液压驱动机构进行移动，该液压驱动机构包括可 被转换进入和离开工作模式的液压缸(21、22、23、24)，其特征在于，可移动的所述至少一个剪切刀片(17)为弯曲剪切刀片，所述液压驱动机构在两个接 合区域内与所述可移动的至少一个剪切刀片的支撑梁(19)接合，在至少一个接合区域内 所述液压驱动机构用至少两个液压缸接合所述支撑梁，在具有至少两个液压缸的每个接合 区域内，至少一个液压缸可独立于该接合区域内的至少另一个液压缸的工作模式状态而被 转换进入和离开工作模式，该液压剪切机包括控制系统(32)，用于控制该至少一个可移动 剪切刀片(17)的位置。
5. 根据权利要求4所述的液压剪切机，其特征在于，所述液压驱动机构用至少一个可伸縮液压缸接合所述可移动剪切刀片的支撑梁(19)，该至少一个可伸縮液压缸包括至少两 个液压缸，该至少两个液压缸中的至少一个可独立于该可伸縮液压缸中的至少另一个液压 缸的工作模式状态而被转换进入和离开工作模式。
6. 根据权利要求4-5任一项所述的液压剪切机，其特征在于，至少两个所述液压缸具 有不同的有效面积。
7. 根据权利要求4-6任一项所述的液压剪切机，其特征在于，至少所述可被独立地转 换进入和离开工作模式的液压缸为"通杆"式缸，其中活塞两侧上的面积相同。
8. 根据权利要求4-7任一项所述的液压剪切机，其特征在于，对于每个可独立地被转 换进入和离开工作模式的液压缸，所述液压驱动机构包括旁路阀(33)，当所述液压缸(22) 被移动而同时被转换离开工作模式时，该旁路阀可被操纵以允许流体直接从该液压缸的活 塞的一侧流到其另一侧。
9. 根据权利要求4-8任一项所述的液压剪切机，其特征在于，该液压驱动机构包括分 立的流体源，优选为集水槽(34)或低压流体源，流体源通过至少一个阀(35)连接到每个可 独立地被转换进入和离开工作模式的液压缸(22)。
10. 根据权利要求4-9任一项所述的液压剪切机，其特征在于，对于每个可独立地被转 换进入和离开工作模式的液压缸，所述液压驱动机构包括隔离阀(29、30)，用于转换进入和 离开工作模式。
11. 根据权利要求4-10任一项所述的液压剪切机，其特征在于，所述液压驱动机构包 括泵系统(25)和/或储槽(27)以及控制阀，该控制阀被设计尺寸为使得仅当至少一个液 压缸被转换离开工作模式时可得到该剪切机被要求提供的最小切割周期时间和/或复位 时间。
12. 根据权利要求4-ll任一项所述的液压剪切机，其特征在于，所述液压缸布置为在 切割期间工作在拉伸状态中。
全文摘要
提供一种方法及设备，用于操纵液压剪切机，包括为了切割，至少一个弯曲的剪切刀片(17)在施加总驱动力下从起始位置开始剪切运动，以及为了在剪切运动完成之后将为了切割而被移动至其起始位置的剪切刀片复位，在施加总复位力下的复位运动，剪切运动和复位运动通过包括液压缸(21、22、23、24)的液压驱动机构完成，总驱动力和总复位力通过驱动机构的至少一个液压缸施加给被移动的剪切刀片。通过将驱动机构的一个或多个液压缸转换进入和离开工作状态，可调节总驱动力的大小。该方法建议，弯曲剪切刀片的位置由控制系统通过依据剪切刀片位置与时间的关系函数的设置点以及总驱动力和总复位力需求调节流向液压缸的液压流体的流量进行控制。
文档编号B26D5/12GK101795805SQ200880106001
公开日2010年8月4日 申请日期2008年9月1日 优先权日2007年9月7日
发明者D·伊斯特伍德, D·斯顿克利夫, M·T·克拉克, P·克里斯托弗劳, S·特亚斯 申请人:西门子Vai金属科技有限公司