本發(fā)明涉及石油裝備加工領(lǐng)域,具體地說是一種用于石油油套管接箍加工的智能化生產(chǎn)系統(tǒng)及生產(chǎn)方法。
背景技術(shù):
現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的蓬勃發(fā)展與工業(yè)生產(chǎn)技術(shù)水平的整體提高是新時期工業(yè)生產(chǎn)設(shè)備面臨的機(jī)遇與挑戰(zhàn),智能化制造是我國工程機(jī)械制造業(yè)發(fā)展的趨勢。先進(jìn)的智能化產(chǎn)品和制造技術(shù)會繼續(xù)成為工程機(jī)械企業(yè)的核心競爭力,為行業(yè)帶來更多的發(fā)展未來。但是目前智能制造的生產(chǎn)系統(tǒng)更多的集中在汽車裝備、通信技術(shù)等高端領(lǐng)域,在石油裝備領(lǐng)域的發(fā)展相對緩慢,特別是一些常規(guī)的備件加工領(lǐng)域。由于當(dāng)前我國機(jī)械制造業(yè)總體技術(shù)水平處于一個較低的水平,產(chǎn)品自主開發(fā)能力和研究創(chuàng)新能力相對薄弱。研制開發(fā)資金投入欠缺,企業(yè)技改力度不足,機(jī)械產(chǎn)品的開發(fā)與生產(chǎn)工藝的有機(jī)配合不夠,這大大影響到機(jī)械產(chǎn)品的使用效率。
根據(jù)“中國制造2025”的規(guī)劃,2020年全面推廣智能制造。高度重視發(fā)展數(shù)控系統(tǒng)、伺服電機(jī)、傳感器、測量儀表等關(guān)鍵部件和高檔數(shù)控機(jī)床、工業(yè)機(jī)器人、3d制造裝備等關(guān)鍵裝備,突破一批“數(shù)控一代”機(jī)械產(chǎn)品和智能制造裝備。目前石油裝備加工行業(yè)的自動化智能化水平偏低,為了適用未來的數(shù)字化生產(chǎn)的需求,用智能生產(chǎn)的方式進(jìn)行石油油套管接箍的加工管理,降低原生產(chǎn)系統(tǒng)的復(fù)雜性和提高生產(chǎn)效率,優(yōu)化石油油套管接箍加工生產(chǎn)系統(tǒng)及生產(chǎn)方法,增加經(jīng)濟(jì)效益。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本發(fā)明的目的旨在解決上述現(xiàn)有技術(shù)所存在的不足,以配置有多組抓手系統(tǒng)的六軸機(jī)器人為主要執(zhí)行部件,合理布置車床單元、鋸床單元、輸送單元、清理單元等生產(chǎn)工序單元,按照設(shè)定的生產(chǎn)方法對石油油套管接箍進(jìn)行加工,在較低建造成本的前提下,提高了生產(chǎn)效率,改善現(xiàn)場的環(huán)境質(zhì)量,實(shí)現(xiàn)了石油油套管接箍智能化生產(chǎn)制造。
本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采取的技術(shù)方案是:
一種石油油套管接箍智能生產(chǎn)系統(tǒng)及生產(chǎn)方法,所述的石油油套管接箍智能生產(chǎn)系統(tǒng)包括操作機(jī)器人、鋸床單元、車床單元、數(shù)控加工單元、坯料輸送單元、成品輸送單元、清理單元、打標(biāo)單元、總控柜及安全圍欄,所述的操作機(jī)人設(shè)置在生產(chǎn)系統(tǒng)的中心位置,操作機(jī)器人的工作半徑可以覆蓋生產(chǎn)系統(tǒng)的各個功能單元,操作機(jī)器人為六軸關(guān)節(jié)式機(jī)器人,所述操作機(jī)器人至少包含兩個抓手和一個機(jī)器人控制器,可以單獨(dú)工作,提高工作效率;所述的鋸床單元設(shè)置在管坯存放區(qū)一側(cè),用于初步切割毛坯件,所述鋸床單元的輸入端設(shè)置有鋸床單元進(jìn)料軌道,所述的鋸床單元的輸出端設(shè)置有坯料輸送單元,所述的工件清理單元沿著操作機(jī)器人的工作圓周方向設(shè)置在鋸床單元的成品輸出端,用于清理工件加工后的廢屑及殘余的切削液;所述車床單元沿著操作機(jī)器人的工作圓周方向設(shè)置在工件清理單元的后部,用于工件的初加工;所述的數(shù)控加工單元沿著操作機(jī)器人的工作圓周方向設(shè)置在車床單元的后部,用于對工件進(jìn)行精加工;所述的打標(biāo)單元設(shè)置在車床單元與數(shù)控加工單元的中間區(qū)域,用于工件標(biāo)識;所述的成品輸送單元設(shè)置在數(shù)控加工單元的后部,用于將加工的成品工序輸送至下一工序;所述的安全圍欄設(shè)置在生產(chǎn)系統(tǒng)的外圍,用于將生產(chǎn)系統(tǒng)進(jìn)行隔離;所述的總控柜設(shè)置在安全圍欄的外部,用于系統(tǒng)各單元運(yùn)行的控制。
作為優(yōu)化,所述的操作機(jī)器人含有兩個抓手,以實(shí)現(xiàn)在一次動作中同時完成上料、下料兩個工序,提高生產(chǎn)效率;所述的操作機(jī)器人的第六軸可以實(shí)現(xiàn)工件的翻轉(zhuǎn)與掉頭。
作為優(yōu)化,所述的坯料輸送單元包括機(jī)架、驅(qū)動電機(jī)及輸送軌,所述的機(jī)架上設(shè)置有工件檢測單元,用于檢測有無工件,協(xié)調(diào)切割單元的物料輸送情況;機(jī)架的側(cè)部設(shè)置有導(dǎo)正氣缸,用于工件定位;所述的機(jī)架下部設(shè)置有固定支撐,所述固定支撐上設(shè)置有頂升裝置,便于機(jī)器人抓取。
作為優(yōu)化,所述的頂升裝置包括氣缸和設(shè)置在氣缸輸出端的支撐臺,在工件輸送至支撐臺后,支撐臺被氣缸頂出,工件升等待被抓取。
作為優(yōu)化,所述的機(jī)架側(cè)部至少一側(cè)設(shè)置有導(dǎo)正氣缸。
作為優(yōu)化,所述的清理單元包括殼體、磁性加持裝置、清理裝置、清理箱及清洗混合裝置,所述的殼體為設(shè)置有密封門的密閉空間,所述的磁性加持裝置設(shè)置在殼體空間中部,所述的磁性加持裝置為電磁裝置,在工件放置后磁性加持裝置通電產(chǎn)生磁性,實(shí)現(xiàn)工件的固定;所述的殼體下部設(shè)置有斜板,斜板底部設(shè)置有可移動的清理箱,用于垃圾的清理;所述的清理裝置包括氣缸與噴管,氣缸固定在殼體上,所述的噴管設(shè)置在氣缸的輸出端,可以根據(jù)工件的大小形狀,調(diào)整噴管的位置;所述的清洗混合裝置通過管道與清理裝置連接,所述的清洗混合裝置包括壓縮空氣清洗單元、清洗液單元、熱風(fēng)烘干單元,所述的壓縮空氣清洗單元、清洗液單元、熱風(fēng)烘干單元分別通過管道與主管道連接,并且各管道上均設(shè)置有閥門,用于工件的清理烘干,所述的壓縮空氣單元采用0.5mp氣體對工件進(jìn)行吹送,所述的清洗液單元利用清洗液清洗油污,所述的熱風(fēng)烘干單元利用熱風(fēng)進(jìn)行烘干。
作為優(yōu)化,所述的噴管裝置的每一個噴頭都設(shè)置有閥門,根據(jù)工件的大小形狀,調(diào)整開啟閥門的數(shù)量。
作為優(yōu)化,所述的壓縮空氣清洗單元、清洗液單元、熱風(fēng)烘干單元可以同時作用于工件,也可以根據(jù)工件的不同,分別作用于工件。
作為優(yōu)化,所述的成品輸送單元為智能鏈板式,在成品輸送單元10上設(shè)置有工件檢測單元,用于檢測工件是否缺失。
作為優(yōu)化,所述的一種石油油套管接箍智能生產(chǎn)方法,主要步驟為:
1)在管坯存放在上料區(qū)內(nèi),天車將管坯放入鋸床單元的鋸床單元進(jìn)料軌道上,工件送到位后,鋸床單元加緊裝置進(jìn)行加緊,加緊后進(jìn)行坯料切割;
2)切割完成的胚料,推入坯料輸送單元并滾動至上料位,坯料輸送單元的導(dǎo)正氣缸對切割完的毛坯進(jìn)行定位,定位后氣缸退回;頂升裝置托舉工件升起,等待操作機(jī)器人抓取;
3)操作機(jī)器人旋轉(zhuǎn)至上料位,第一抓抓手取毛坯后旋轉(zhuǎn)至車床單元,放置在工位內(nèi),等待車床加工完成;
4)第一抓手返回抓取切割完的毛坯件,待車床單元加工完后,操作機(jī)器人伸入車床工作區(qū),第二抓抓手取粗加工工件后,第一抓手將切割完的毛坯件送入工位,操作機(jī)器人退出車床,車床開始加工;
5)操作機(jī)器人旋轉(zhuǎn)至工件清理單元,第二抓手將抓取的粗加工的工件送入工件清理單元,操作機(jī)器人退出;清理完成后,操作機(jī)器人將清理后的粗加工工件取出;
6)操作機(jī)器人旋轉(zhuǎn)至數(shù)控加工單元前將清理后的工件放置在數(shù)控機(jī)床內(nèi),等待精加工完成;
7)數(shù)控加工單元加工完后自動門打開,操作機(jī)器人抓抓手取精加工工件后,另一抓手將待加工件送入夾具,操作機(jī)器人退出數(shù)控機(jī)床單元,開始加工;
8)操作機(jī)器人將精加工后的工件旋轉(zhuǎn)至工件清理單元進(jìn)行清理,清理完成后,操作機(jī)器人將工件取出;
9)操作機(jī)器人旋轉(zhuǎn)至打標(biāo)單元,空抓手取出己打標(biāo)工件,另一抓手在打標(biāo)工位放入新件,操作機(jī)器人退出;
10)操作機(jī)器人旋轉(zhuǎn)至成品料道,將加工好工件放到成品輸送單元上,輸送進(jìn)入下一工序;
11)操作機(jī)器人重復(fù)以上的動作,保證自動線正常運(yùn)行。
本發(fā)明的有益效果是:與現(xiàn)有技術(shù)相比,本發(fā)明的一種石油油套管接箍智能生產(chǎn)系統(tǒng)及生產(chǎn)方法,以六軸機(jī)器人為主要執(zhí)行部件,操作機(jī)器人至少有兩組抓手,實(shí)現(xiàn)在一次動作中同時完成上料、下料兩個工序,提高生產(chǎn)效率;同時在操作機(jī)器人的工作圓周范圍內(nèi)充分利用空間合理布置車床單元、鋸床單元、輸送單元、清理單元等生產(chǎn)工序單元,通過一個操作機(jī)器人的有序利用,提高了生產(chǎn)效率,提供產(chǎn)品質(zhì)量,改善現(xiàn)場的環(huán)境質(zhì)量,進(jìn)行石油油套管接箍智能化生產(chǎn)制造。
附圖說明
圖1為石油油套管接箍智能生產(chǎn)系統(tǒng)示意圖;
圖2為清理單元結(jié)構(gòu)示意圖;
圖3為坯料輸送單元結(jié)構(gòu)示意圖;
1鋸床單元進(jìn)料軌道、2鋸床單元、3清理單元、31氣缸、32噴管、33殼體、34磁性加持裝置、35斜板、36清理箱、37壓縮空氣清洗單元、38清洗液單元、39熱風(fēng)烘干單元、4操作機(jī)器人、41抓手、5車床單元、6打標(biāo)單元、7數(shù)控加工單元、8坯料輸送單元、81機(jī)架、82驅(qū)動電機(jī)、83支撐臺、84導(dǎo)正氣缸、85工件檢測單元、86固定支撐、87氣缸、9安全圍欄、10成品輸送單元、11總控柜、12操作機(jī)器人控制器。
具體實(shí)施方式
為使本發(fā)明實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚,下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖,對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述,顯然,所描述的實(shí)施例是本發(fā)明一部分實(shí)施例,而不是全部的實(shí)施例。通常在此處附圖中描述和示出的本發(fā)明實(shí)施例的組件可以以各種不同的配置來布置和設(shè)計(jì)。因此,以下對在附圖中提供的本發(fā)明的實(shí)施例的詳細(xì)描述并非旨在限制要求保護(hù)的本發(fā)明的范圍,而是僅僅表示本發(fā)明的選定實(shí)施例?;诒景l(fā)明中的實(shí)施例,本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實(shí)施例,都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
應(yīng)注意到:相似的標(biāo)號和字母在下面的附圖中表示類似項(xiàng),因此,一旦某一項(xiàng)在一個附圖中被定義,則在隨后的附圖中不需要對其進(jìn)行進(jìn)一步定義和解釋。
發(fā)明解決其技術(shù)問題所采取的技術(shù)方案是:一種石油油套管接箍智能生產(chǎn)系統(tǒng)及生產(chǎn)方法,所述的石油油套管接箍智能生產(chǎn)系統(tǒng)包括操作機(jī)器人4、鋸床單元2、車床單元5、數(shù)控加工單元7、坯料輸送單元8、成品輸送單元10、清理單元3、打標(biāo)單元6、11總控柜及安全圍欄9,所述的操作機(jī)人4設(shè)置在生產(chǎn)系統(tǒng)的中心位置,操作機(jī)器人4的工作半徑可以覆蓋生產(chǎn)系統(tǒng)的各個功能單元,操作機(jī)器人4為六軸關(guān)節(jié)式機(jī)器人,所述操作機(jī)器人4至少包含兩個抓手41和一個機(jī)器人控制器12,可以單獨(dú)工作,提高工作效率;所述的鋸床單元2設(shè)置在管坯存放區(qū)一側(cè),用于初步切割毛坯件,所述鋸床單元2的輸入端設(shè)置有鋸床單元進(jìn)料軌道1,所述的鋸床單元2的輸出端設(shè)置有坯料輸送單元8,所述的工件清理單元3沿著操作機(jī)器人4的工作圓周方向設(shè)置在鋸床單元2的成品輸出端,用于清理工件加工后的廢屑及殘余的切削液;所述車床單元5沿著操作機(jī)器人4的工作圓周方向設(shè)置在工件清理單元3的后部,用于工件的初加工;所述的數(shù)控加工單元7沿著操作機(jī)器人4的工作圓周方向設(shè)置在車床單元5的后部,用于對工件進(jìn)行精加工;所述的打標(biāo)單元6設(shè)置在車床單元5與數(shù)控加工單元7的中間區(qū)域,用于工件標(biāo)識;所述的成品輸送單元10設(shè)置在數(shù)控加工單元7的后部,用于將加工的成品工序輸送至下一工序;所述的安全圍欄9設(shè)置在生產(chǎn)系統(tǒng)的外圍,用于將生產(chǎn)系統(tǒng)進(jìn)行隔離;所述的總控柜11設(shè)置在安全圍欄9的外部,用于系統(tǒng)各單元運(yùn)行的控制。
作為優(yōu)化,所述的操作機(jī)器人4含有兩個抓手41,以實(shí)現(xiàn)在一次動作中同時完成上料、下料兩個工序,提高生產(chǎn)效率;所述的操作機(jī)器人4的第六軸可以實(shí)現(xiàn)工件的翻轉(zhuǎn)與掉頭。
作為優(yōu)化,所述的坯料輸送單元8包括機(jī)架81、驅(qū)動電機(jī)82及輸送軌,所述的機(jī)架81上設(shè)置有工件檢測單元85,用于檢測有無工件,協(xié)調(diào)切割單元的物料輸送情況;機(jī)架81的側(cè)部設(shè)置有導(dǎo)正氣缸84,用于工件定位;所述的機(jī)架81下部設(shè)置有固定支撐86,所述固定支撐86上設(shè)置有頂升裝置,便于機(jī)器人抓取。
作為優(yōu)化,所述的頂升裝置包括氣缸87和設(shè)置在氣缸87輸出端的支撐臺83,在工件輸送至支撐臺83后,支撐臺83被氣缸87頂出,工件升等待被抓取。
作為優(yōu)化,所述的機(jī)架81側(cè)部至少一側(cè)設(shè)置有導(dǎo)正氣缸84。
作為優(yōu)化,所述的清理單元3包括殼體33、磁性加持裝置34、清理裝置、清理箱35及清洗混合裝置,所述的殼體33為設(shè)置有密封門的密閉空間,所述的磁性加持裝置34設(shè)置在殼體33空間中部,所述的磁性加持裝置34為電磁裝置,在工件放置后磁性加持裝置通電產(chǎn)生磁性,實(shí)現(xiàn)工件的固定;所述的殼體33下部設(shè)置有斜板35,斜板35底部設(shè)置有可移動的清理箱36,用于垃圾的清理;所述的清理裝置包括氣缸31與噴管32,氣缸31固定在殼體33上,所述的噴管32設(shè)置在氣缸31的輸出端,可以根據(jù)工件的大小形狀,調(diào)整噴管32的位置;所述的清洗混合裝置通過管道與清理裝置連接,所述的清洗混合裝置包括壓縮空氣清洗單元37、清洗液單元38、熱風(fēng)烘干單元39,所述的壓縮空氣清洗單元37、清洗液單元38、熱風(fēng)烘干單元39分別通過管道與主管道連接,并且各管道上均設(shè)置有閥門,用于工件的清理烘干,所述的壓縮空氣單元37采用0.5mp氣體對工件進(jìn)行吹送,所述的清洗液單元38利用清洗液清洗油污,所述的熱風(fēng)烘干單元39利用熱風(fēng)進(jìn)行烘干。
作為優(yōu)化,所述的噴管32裝置的每一個噴頭都設(shè)置有閥門,根據(jù)工件的大小形狀,調(diào)整開啟閥門的數(shù)量。
作為優(yōu)化,所述的壓縮空氣清洗單元37、清洗液單元38、熱風(fēng)烘干單元39可以同時作用于工件,也可以根據(jù)工件的不同,分別作用于工件。
作為優(yōu)化,所述的成品輸送單元10為智能鏈板式,在成品輸送單元10上設(shè)置有工件檢測單元,用于檢測工件是否缺失。
結(jié)合附圖1、2、3,在本實(shí)施例中,工件加工的步驟如下:
1)在管坯存放在上料區(qū)內(nèi),天車將管坯放入鋸床單元2的鋸床單元進(jìn)料軌道1上,工件送到位后,鋸床單元2加緊裝置進(jìn)行加緊,加緊后進(jìn)行坯料切割;
2)切割完成的胚料,推入坯料輸送單元8并滾動至上料位,坯料輸送單元8的導(dǎo)正氣缸84對切割完的毛坯進(jìn)行定位,定位后氣缸84退回;頂升裝置托舉工件升起,等待操作機(jī)器人抓取;
3)操作機(jī)器人4旋轉(zhuǎn)至上料位,第一抓手41抓取毛坯后旋轉(zhuǎn)至車床單元5,放置在工位內(nèi),等待車床加工完成;
4)第一抓手41返回抓取切割完的毛坯件,待車床單元5加工完后,操作機(jī)器人4伸入車床工作區(qū),第二抓手41抓取粗加工工件后,第一抓手41將切割完的毛坯件送入工位,操作機(jī)器人4退出車床,車床開始加工;
5)操作機(jī)器人4旋轉(zhuǎn)至工件清理單元3,第二抓手41將抓取的粗加工的工件送入工件清理單元3,操作機(jī)器人4退出;清理完成后,操作機(jī)器人將清理后的粗加工工件取出;
6)操作機(jī)器人4旋轉(zhuǎn)至數(shù)控加工單元7前將清理后的工件放置在數(shù)控機(jī)床內(nèi),等待精加工完成;
7)數(shù)控加工單元7加工完后自動門打開,操作機(jī)器人抓手41抓取精加工工件后,另一抓手41將待加工件送入夾具,操作機(jī)器人4退出數(shù)控機(jī)床單元7,開始加工;
8)操作機(jī)器人4將精加工后的工件旋轉(zhuǎn)至工件清理單元3進(jìn)行清理,清理完成后,操作機(jī)器人4將工件取出;
9)操作機(jī)器人4旋轉(zhuǎn)至打標(biāo)單元6,空抓手41取出己打標(biāo)工件,另一抓手41在打標(biāo)工位放入新件,操作機(jī)器人4退出;
10)操作機(jī)器人4旋轉(zhuǎn)至成品料道,將加工好工件放到成品輸送單元10上,輸送進(jìn)入下一工序;
11)操作機(jī)器人4重復(fù)以上的動作,保證自動線正常運(yùn)行。
其中操作機(jī)器人4的運(yùn)行軌跡由操作機(jī)器人控制器12進(jìn)行控制;生產(chǎn)系統(tǒng)工作次序通過總控柜12實(shí)現(xiàn)控制。
在將加工的工件進(jìn)行清理時,操作機(jī)器人將工件運(yùn)送至工件清理單元3,殼體33的自動門打開,抓手將工件放置在磁性加持裝置34上,在工件放置后磁性加持裝置通電產(chǎn)生磁性,實(shí)現(xiàn)工件的固定,根據(jù)對不同工件的設(shè)置,分別利用壓縮空氣清洗單元37、清洗液單元38、熱風(fēng)烘干單元39對工件進(jìn)行不同的清理,壓縮空氣單元37采用0.5mp氣體對工件進(jìn)行吹送,所述的清洗液單元38利用清洗液清洗油污,所述的熱風(fēng)烘干單元39利用熱風(fēng)進(jìn)行烘干,另外,在噴管32設(shè)置在氣缸31的輸出端,可以根據(jù)工件的大小形狀,調(diào)整噴管32的位置;噴管32裝置的每一個噴頭都設(shè)置有閥門,根據(jù)工件的大小形狀,調(diào)整開啟閥門的數(shù)量;清理的垃圾通過設(shè)置在殼體33下部的斜板35,斜板35底部設(shè)置有可移動的清理箱36,將收集的垃圾運(yùn)送走。
上述具體實(shí)施方式僅是本發(fā)明的具體個案,本發(fā)明的專利保護(hù)范圍包括但不限于上述具體實(shí)施方式的產(chǎn)品形態(tài)和式樣,任何符合本發(fā)明權(quán)利要求書的且任何所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員對其所做的適當(dāng)變化或修飾,皆應(yīng)落入本發(fā)明的專利保護(hù)范圍。