CN107908165A - 一种石油套管接箍智能车间系统及其生产工序 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种石油套管接箍智能车间系统及其生产工序，本发明的一种石油套管接箍智能车间系统包括机器工序系统及管理平台系统；所述机器工序系统包括自动线单元，所述自动线单元包括机器人、抓手系统、车床、锯床、坯料辊道、打标机、气吹清理单元、成品料道、安全门及防护网；所述管理平台系统包括自动化软件系统、传动设备、计算机硬件及通信网络；所述传动设备包括运动控制系统、电源系统；所述计算机硬件包括嵌入式计算机、工业计算机、工业控制计算机；所述通信网络包括网络交换机、视频监视设备、通信连接器、网桥。本发明的一种石油套管接箍智能车间系统及其生产工序具有智能化程度高、生产效率高、通用性好的优点。
Description
技术领域
本发明涉及石油钻采设备生产技术领域，尤其是涉及一种智能化程度高、生产效率高、通用性好的石油套管接箍智能车间系统及其生产工序。
背景技术
现有的石油套管接箍车间，需要大量的工作人员完成生产加工、检验等工序，其中，毛胚切割工位工作环境恶劣，影响工作人员健康；现有的打码工序追溯性差；机床加工由工作人员操作，精度差，废品率高；清洗工序设备空转率高，能耗大；人工检测工序检测效率低、检测项目不完整；人工喷漆工序工作环境恶劣，喷漆质量差；人工包装的效率低；生产柔性差，只能生产单一产品。同时，各工序之间需人工搬运，效率较低。
因此，有必要提出一种新的石油套管接箍生产车间系统，以克服传统技术的缺陷。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种智能化程度高、生产效率高、通用性好的石油套管接箍智能车间系统及其生产工序。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种石油套管接箍智能车间系统，其中，包括机器工序系统及管理平台系统；所述机器工序系统包括自动线单元，所述自动线单元包括机器人、抓手系统、车床、锯床、坯料辊道、打标机、气吹清理单元、成品料道、安全门及防护网；所述抓手系统为双手爪抓手系统，包括第一抓手及第二抓手；所述车床包括第一车床及第二车床；所述管理平台系统包括自动化软件系统、传动设备、计算机硬件及通信网络；所述传动设备包括运动控制系统、电源系统；所述计算机硬件包括嵌入式计算机、工业计算机、工业控制计算机；所述通信网络包括网络交换机、视频监视设备、通信连接器、网桥。
作为一种优选的技术方案，所述机器人为六轴关节式机器人，所述双手爪抓手系统设置于所述六轴关节式机器人上；所述机器人周边设置有所述安全门及防护网。
作为一种进一步优选的技术方案，所述机器人工作半径为2650mm，重复定位精度为±0.2mm。
作为一种优选的技术方案，所述坯料辊道为钣金框架结构；所述坯料辊道下方设置有接水槽；所述坯料辊道包括上料端及下料端，所述上料端设置有工件检测模块，所述下料端设置有导正气缸；所述坯料辊道下料位下方设置有顶升支撑，用于托举工件升起。
作为一种优选的技术方案，所述气吹清理单元采用框架形式形成独立单元，所述气吹清理单元中间为密闭腔体，用于工件每序加工后废屑及残余切削液的清理；所述气吹清理单元内部设有多处压缩空气喷嘴。
作为一种优选的技术方案，所述成品料道的输送流道为链板式；所述成品料道的上下料端均设置有工件检测传感器，所述工件检测传感器用于判断有无工件保证自动线平稳运行。
作为一种优选的技术方案，所述自动化软件系统包括计算机辅助设计与制造系统、工业控制软件、网络应用软件、数据库软件、数据分析软件。
作为一种优选的技术方案，所述自动化软件系统包括产品生命周期管理系统、测量管理系统、企业信息管理系统、仓库管理系统、供应商关系管理系统、制造执行系统、统计过程控制系统、高级计划与排程系统。
应用以上技术方案的一种石油套管接箍智能车间系统的生产工序，包括以下步骤：S1、机器人上下料，毛坯切割；S2、打码，设置自动化软件系统，导入产品及生产信息；S3、车床加工，导入自动化软件系统内的信息，控制加工质量；S4、气吹清理单元自动清洗；S5、机器人检测，自动导入自动化软件系统进行分析、改进；S6、机器人喷涂；S7、自动包装。
应用以上技术方案的一种石油套管接箍智能车间系统的所述机器工序系统的生产工序包括以下步骤：1）、在上料区，天车将管坯放入锯床送进料道，工件送到位后，锯床夹钳夹紧，锯切坯料；2）、切后坯料由后方管坯送进时推入坯料辊道，滚动至上料位；导正气缸推动坯料进行一侧定位，气缸退回；顶升支撑托举工件升起，等待机器人抓取；3）、机器人旋转至上料位，第一手爪抓取毛坯后旋转至第一车床前等待第一车床加工完成；4）、第一车床加工完后，机器人伸入第一车床工作区，第二手爪抓取工件后，第一手爪将毛坯件送入装夹位，双顶尖顶住工件，机器人退出第一车床，第一车床开始加工；5）、机器人旋转至清理单元，夹持工件送入清理单元，清理完成后机器人退出；6）、机器人旋转至第二车床前等待加工完成；7）、第二车床加工完后自动门打开，机器人伸入机床，空手爪抓取工件后，将待加工件送入夹具，机器人退出第二车床，第二车床开始加工；8）、机器人旋转至气吹清理单元，夹持工件送入气吹清理单元，清理完成后机器人退出；9）、机器人旋转至打标机，空手爪取出已打标工件，打标工位放入新件，机器人退出；10）、机器人旋转至成品料道，将加工好工件放到料道链板上，输送出自动线进入下一工序；11）、重复以上动作。
本发明的一种石油套管接箍智能车间系统及其生产工序，通过机器人完成上下料、检测、喷漆等工序，通过管理平台系统的自动化软件系统及计算机控制机床加工、自动清洗、自动包装等工序，避免了工作环境恶劣对工作人员身体的影响，智能化程度高，自动化生产相较于人工加工提高了生产效率，自动化设备可根据生产的产品自动调整生产加工参数，可生产多种型号、规格的产品，通用性好。因此，本发明的一种石油套管接箍智能车间系统及其生产工序具有智能化程度高、生产效率高、通用性好的优点。
附图说明
图1为本发明一种石油套管接箍智能车间系统具体实施方式的结构框图。
具体实施方式
下面结合附图，详细说明本发明一种石油套管接箍智能车间系统及其生产工序。
如图1所示，本发明的一种石油套管接箍智能车间系统，包括机器工序系统及管理平台系统；所述机器工序系统包括自动线单元，所述自动线单元包括机器人、抓手系统、车床、锯床、坯料辊道、打标机、气吹清理单元、成品料道、安全门及防护网；所述抓手系统为双手爪抓手系统，包括第一抓手及第二抓手；所述车床包括第一车床及第二车床；所述管理平台系统包括自动化软件系统、传动设备、计算机硬件及通信网络；所述传动设备包括运动控制系统、电源系统；所述计算机硬件包括嵌入式计算机、工业计算机、工业控制计算机；所述通信网络包括网络交换机、视频监视设备、通信连接器、网桥 。
其中，自动线单元包括：6 轴关节式机器人、配双手爪抓手系统、车床、锯床、坯料辊道、打标机、气吹清理单元、成品料道、机器人周边加装安全门及防护网。6轴关节式机器人可无故障工作时间>80000 小时，运行稳定可靠；结构合理，电机功率小，；模块化结构，维护、检修方便快捷；动态自优化运动控制技术令各轴总是以最大加速度运行，运行速度提高25%；6 轴智能防碰撞技术将碰撞力减小到30%，且可快速恢复；全彩触摸屏式示教器，操作方便快捷；机器人工作半径2650mm，重复定位精度±0.2mm。机器人抓手系统配有双手爪，保证机器人一次动作中完成上下料，提高工作效率。双手爪可单独工作，互不影响。借助机器人第六轴可实现工件翻转调头。坯料辊道为钣金框架结构，机构简单刚性好，下方有接水槽。辊道上料端有工件检测，判断有无工件，协调锯床为自动线供料。辊道下料端有导正气缸，推动工件一侧定位。下料位下方有顶升支撑，托举工件升起方便机器人抓取。气吹清理单元采用框架形式形成独立单元，中间为密闭腔体，用于工件每序加工后废屑及残余切削液的清理。工件清理方式为气动清理，内部设有多处压缩空气喷嘴，减少工件表面残留物。气吹清理单元的工作气压为6～8bar。成品料道输送流道为链板式，输送平稳防摩擦。输送线上下料端均有工件检测传感器，判断有无工件保证自动线平稳运行。
管理平台系统的自动化软件系统包括计算机辅助设计与制造系统（CAD/CAM）、工业控制软件、网络应用软件、数据库软件、数据分析软件。
具体的，自动化软件系统包括产品生命周期管理系统、测量管理系统、企业信息管理系统、仓库管理系统、供应商关系管理系统、制造执行系统、统计过程控制系统、高级计划与排程系统。
应用本发明石油套管接箍智能车间系统的生产工序，包括以下步骤：S1、机器人上下料，毛坯切割；S2、打码，设置自动化软件系统，导入产品及生产信息；S3、车床加工，导入自动化软件系统内的信息，控制加工质量；S4、气吹清理单元自动清洗；S5、机器人检测，自动导入自动化软件系统进行分析、改进；S6、机器人喷涂；S7、自动包装。
本发明石油套管接箍智能车间系统的机器工序系统的生产工序为：1）、在上料区，天车将管坯放入锯床送进料道，工件送到位后，锯床夹钳夹紧，锯切坯料；2）、切后坯料由后方管坯送进时推入坯料辊道，滚动至上料位；导正气缸推动坯料进行一侧定位，气缸退回；顶升支撑托举工件升起，等待机器人抓取；3）、机器人旋转至上料位，第一手爪抓取毛坯后旋转至第一车床前等待第一车床加工完成；4）、第一车床加工完后，机器人伸入第一车床工作区，第二手爪抓取工件后，第一手爪将毛坯件送入装夹位，双顶尖顶住工件，机器人退出第一车床，第一车床开始加工；5）、机器人旋转至清理单元，夹持工件送入清理单元，清理完成后机器人退出；6）、机器人旋转至第二车床前等待加工完成；7）、第二车床加工完后自动门打开，机器人伸入机床，空手爪抓取工件后，将待加工件送入夹具，机器人退出第二车床，第二车床开始加工；8）、机器人旋转至气吹清理单元，夹持工件送入气吹清理单元，清理完成后机器人退出；9）、机器人旋转至打标机，空手爪取出已打标工件，打标工位放入新件，机器人退出；10）、机器人旋转至成品料道，将加工好工件放到料道链板上，输送出自动线进入下一工序；11）、重复以上动作。
本发明的一种石油套管接箍智能车间系统及其生产工序，通过机器人完成上下料、检测、喷漆等工序，通过管理平台系统的自动化软件系统及计算机控制机床加工、自动清洗、自动包装等工序，避免了工作环境恶劣对工作人员身体的影响，智能化程度高，自动化生产相较于人工加工提高了生产效率，自动化设备可根据生产的产品自动调整生产加工参数，可生产多种型号、规格的产品，通用性好。因此，本发明的一种石油套管接箍智能车间系统及其生产工序具有智能化程度高、生产效率高、通用性好的优点。
本发明的一种石油套管接箍智能车间系统纵向集成了从企业业务到车间设备的所有相关流程，横向集成了涵盖石油套管接箍生产的设备、工艺及工序，从而实现更高效的管理和生产。产品追溯、质量控制、加工过程控制、生产物料管理、生产计划等功能都能通过数字化、信息化、网络化的智能制造实现。通过设置智能管理平台系统，能生成程序编制、物料准备、刀具准备等相关工作的协同制造环境，对生产计划进行管理、拆分、下达，将车间管理、质量检测、库存管理集于一体，达成了订单进度跟踪、检验、入库、反馈。实现了生产过程中各个环节中数据的信息共享，不仅能提高现场和远程管理效率，而且有利于快速响应订单变更、供应链变动，及时追溯产品制造过程信息，有效提高设备的利用率。
以上仅为本发明实施案例而已，并不用于限制本发明，但凡本领域普通技术人员根据本发明所揭示内容所作的等效修饰或变化，皆应纳入权利要求书中记载的保护范围内。
Claims (10)
1.一种石油套管接箍智能车间系统，其特征在于，包括机器工序系统及管理平台系统；所述机器工序系统包括自动线单元，所述自动线单元包括机器人、抓手系统、车床、锯床、坯料辊道、打标机、气吹清理单元、成品料道、安全门及防护网；所述抓手系统为双手爪抓手系统，包括第一抓手及第二抓手；所述车床包括第一车床及第二车床；所述管理平台系统包括自动化软件系统、传动设备、计算机硬件及通信网络；所述传动设备包括运动控制系统、电源系统；所述计算机硬件包括嵌入式计算机、工业计算机、工业控制计算机；所述通信网络包括网络交换机、视频监视设备、通信连接器、网桥。
2.根据权利要求1所述的一种石油套管接箍智能车间系统，其特征在于：所述机器人为六轴关节式机器人，所述双手爪抓手系统设置于所述六轴关节式机器人上；所述机器人周边设置有所述安全门及防护网。
3.根据权利要求2所述的一种石油套管接箍智能车间系统，其特征在于：所述机器人工作半径为2650mm，重复定位精度为±0.2mm。
4.根据权利要求1所述的一种石油套管接箍智能车间系统，其特征在于：所述坯料辊道为钣金框架结构；所述坯料辊道下方设置有接水槽；所述坯料辊道包括上料端及下料端，所述上料端设置有工件检测模块，所述下料端设置有导正气缸；所述坯料辊道下料位下方设置有顶升支撑，用于托举工件升起。
5.根据权利要求1所述的一种石油套管接箍智能车间系统，其特征在于：所述气吹清理单元采用框架形式形成独立单元，所述气吹清理单元中间为密闭腔体，用于工件每序加工后废屑及残余切削液的清理；所述气吹清理单元内部设有多处压缩空气喷嘴。
6.根据权利要求1所述的一种石油套管接箍智能车间系统，其特征在于：所述成品料道的输送流道为链板式；所述成品料道的上下料端均设置有工件检测传感器，所述工件检测传感器用于判断有无工件保证自动线平稳运行。
7.根据权利要求1所述的一种石油套管接箍智能车间系统，其特征在于：所述自动化软件系统包括计算机辅助设计与制造系统、工业控制软件、网络应用软件、数据库软件、数据分析软件。
8.根据权利要求1所述的一种石油套管接箍智能车间系统，其特征在于：所述自动化软件系统包括产品生命周期管理系统、测量管理系统、企业信息管理系统、仓库管理系统、供应商关系管理系统、制造执行系统、统计过程控制系统、高级计划与排程系统。
9.根据权利要求1至8任一权利要求所述的一种石油套管接箍智能车间系统的生产工序，包括以下步骤：
S1、机器人上下料，毛坯切割；
S2、打码，设置自动化软件系统，导入产品及生产信息；
S3、车床加工，导入自动化软件系统内的信息，控制加工质量；
S4、气吹清理单元自动清洗；
S5、机器人检测，自动导入自动化软件系统进行分析、改进；
S6、机器人喷涂；
S7、自动包装。
10.根据权利要求1至8任一权利要求所述的一种石油套管接箍智能车间系统的生产工序，其特征在于：所述机器工序系统的生产工序包括以下步骤：
1）、在上料区，天车将管坯放入锯床送进料道，工件送到位后，锯床夹钳夹紧，锯切坯料；
2）、切后坯料由后方管坯送进时推入坯料辊道，滚动至上料位；导正气缸推动坯料进行一侧定位，气缸退回；顶升支撑托举工件升起，等待机器人抓取；
3）、机器人旋转至上料位，第一手爪抓取毛坯后旋转至第一车床前等待第一车床加工完成；
4）、第一车床加工完后，机器人伸入第一车床工作区，第二手爪抓取工件后，第一手爪将毛坯件送入装夹位，双顶尖顶住工件，机器人退出第一车床，第一车床开始加工；
5）、机器人旋转至清理单元，夹持工件送入清理单元，清理完成后机器人退出；
6）、机器人旋转至第二车床前等待加工完成；
7）、第二车床加工完后自动门打开，机器人伸入机床，空手爪抓取工件后，将待加工件送入夹具，机器人退出第二车床，第二车床开始加工；
8）、机器人旋转至气吹清理单元，夹持工件送入气吹清理单元，清理完成后机器人退出；
9）、机器人旋转至打标机，空手爪取出已打标工件，打标工位放入新件，机器人退出；
10）、机器人旋转至成品料道，将加工好工件放到料道链板上，输送出自动线进入下一工序；
11）、重复以上动作。
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