CN115338647A - 智能化石油钢管接箍生产线 - Google Patents

Abstract

一种智能化石油钢管接箍生产线，包括有作为切管扒皮柔性单元的储料台架总成、翻转上料装置、伺服喂料装置、切管机和接箍输送装置，还有镗孔柔性单元、车丝柔性单元、无人化丝检系统、无人化磷化系统、无人化喷涂系统、MES生产管理系统、WMS仓储系统、AGV智能物流系统、逐支跟踪系统、总控系统和5G+机器人远程运维系统，该生产线可以实现接箍加工从钢管来料、切管、扒皮、打标、镗孔、车丝、清洗、丝检、探伤、磷化、喷涂全工艺流程的自动化。满足现代企业信息化、智能化的需求，提升产能，降低成本，提高产品质量，改变原有工艺模式，优化工艺布局，采用自动化、数字化、信息化、智能化技术，提高产品质量，提高安全生产。

Description

智能化石油钢管接箍生产线

技术领域

本发明涉及接箍钢管制造设备，具体地说是一种智能化石油钢管接箍生产线。

背景技术

目前在接箍加工行业世界范围内都采用的是通用的传统生产工艺模式，工艺老化，各个生产工序独立布局，占地面积大、用工多、产能低，且人工成本高、合格率低、存在安全隐患，传统生产工艺模式的工艺布局不合理且大多依靠人工操作，产品合格率偏低，如何解决接箍生产中的上述问题是目前亟待解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种智能化石油钢管接箍生产线，该生产线可以实现接箍加工从钢管来料、切管、扒皮、打标、镗孔、车丝、清洗、丝检、探伤、磷化、喷涂全工艺流程的自动化，解决了现有技术中的问题。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：本发明所述的一种智能化石油钢管接箍生产线，包括有储料台架总成、翻转上料装置、伺服喂料装置、切管机和接箍输送装置，翻转上料装置能将储料台架总成上的钢管取下并输送至伺服喂料装置内，伺服喂料装置能将钢管按接箍尺寸进行抓取并送进切管机内，切管机能将钢管按接箍长度进行切割，接箍输送装置能将切割完成的接箍钢管进行转向输送，其中切管机包括有第一机架，第一机架内安装有主机卡紧机构和旋转切割机构，主机卡紧机构包括有夹紧油缸、连接套筒和卡紧花盘，连接套筒和卡紧花盘同轴心设置，卡紧花盘套装在连接套筒前端的外周，在连接套筒的后端安装有第一齿圈，夹紧油缸的输出轴上安装有与第一齿圈相啮合的齿条活塞杆，齿条活塞杆伸缩能带动连接套筒和卡紧花盘同步转动，所述卡紧花盘内还安装有圆周布置的若干组夹紧总成，连接套筒内安装有走料固定筒，每个夹紧总成均包括有安装在走料固定筒上的第一导向套，第一导向套内配合安装有能伸入走料固定筒内的卡体，卡紧花盘上安装有卡紧块和松开块，在卡体上开设有倾斜布置的导向滑槽，卡体伸出第一导向套的一端设有第一斜面，松开块上安装有与导向滑槽相配合的滑板，卡紧块上开设有与第一斜面相配合的第二斜面，卡紧花盘及其上的卡紧块沿一个方向转动时，卡紧块能推动卡体向走料固定筒的轴心方向靠近，卡紧花盘及其上的松开块沿另一个方向转动时，松开块能带动卡体向远离走料固定筒的轴心方向，所述旋转切割机构包括有安装在走料固定筒外周的旋转盘，在第一机架上安装有旋转驱动电机，旋转驱动电机的输出轴通过传动装置与旋转盘相连接，旋转驱动电机启动能带动旋转盘转动，在旋转盘上安装有两套刀具进给装置，各刀具进给装置均包括有开设在旋转盘上的横移滑槽，横移滑槽内配合安装有横移滑块，横移滑块上安装有刀座，刀座上安装切割刀，在横移滑块上还安装有丝母，丝母内配合安装有丝杆，所述第一机架上还安装有切割进给电机，切割进给电机的输出轴通过传动装置与丝杆的转轴相连接，切割进给电机启动能带动切割刀移动靠近或远离走料固定筒。所述储料台架总成包括有若干个并排布置的台架总成，各台架总成包括竖直设置的立柱，立柱上安装倾斜设置的长条板，长条板远离翻转上料装置的一端安装有第一挡块，长条板靠近翻转上料装置的另一端安装有第二挡块，第二挡块低于第一挡块所处的位置。所述翻转上料装置包括有底座架，底座架与储料台架总成相垂直布置，在底座架上安装有若干个并排设置的翻料机构，各翻料机构均包括有第一立板，第一立板的一侧安装有第一转杆和第二转杆，第一转杆和第二转杆的端部铰接安装有翻料板，翻料板靠近储料台架总成的一侧设有翻料凸起，翻料板远离储料台架总成的另一侧开设有置放槽，其中一个翻料机构上的第一立板和翻料板之间安装有翻料油缸，翻料油缸的活塞杆伸出能带动翻料板转动，将储料台架总成上的钢管转移至置放槽内，所有翻料机构的第二转杆之间均连接有第一同步轴，在第一立板的另一侧通过竖移机构安装有辊轮，在底座架上还安装有送进机构，送进机构包括有第二立板，第二立板上铰接安装有第一底板和第二底板，第一底板通过螺栓固定在第二立板上，第一底板的前端安装有驱动底轮，第一底板上安装有压紧油缸，压紧油缸活塞杆铰接在第二底板上，第二底板的前端安装有驱动顶轮，驱动底轮和驱动顶轮的转轴上均安装有送进电机，压紧油缸活塞杆收缩能带动驱动顶轮压紧在钢管上。所述竖移机构包括安装在第一立板底部的纵向滑轨，纵向滑轨内配合安装有纵移滑块，纵移滑块顶面开设有第三斜面，辊轮安装在竖直设置的辊轮架上，第一立板上安装有与辊轮架相配合的第二导向套，辊轮架的底部开设有与第三斜面相配合的第四斜面，各竖移机构之间的纵移滑块之间均通过第二同步轴相连接，底座架上安装有纵移油缸，纵移油缸的输出轴与第二同步轴相连接。所述伺服喂料装置包括有第二机架，第二机架的底部安装有能竖向升降的挡料杆，在第二机架上侧安装有两根并排布置的导柱，导柱上配合安装有能移动的第一小车和第二小车，第一小车的底部安装有液压卡盘，第二小车的底部安装有液压夹紧机械手，在第一小车和第二小车之间安装有伺服喂料油缸，伺服喂料油缸的缸体固定在第一小车上，伺服喂料油缸的活塞杆与第二小车固定连接，伺服喂料油缸的活塞杆伸出时能带动第二小车向翻转上料装置处移动，在第二机架上还安装有复位油缸，复位油缸的活塞杆与第一小车固定连接，复位油缸的活塞杆伸出能带动第一小车向切管机位置处移动靠近。所述接箍输送装置包括位于切管机出料口位置处的输送架，输送架内安装有链式输送带，在输送架上安装有输送带驱动电机，输送带驱动电机的输出轴与链轮的转轴相连接，输送架靠近切管机一端的底部设置第一输送底座，输送架远离切管机的另一端设置第二输送底座，第一输送底座和第二输送底座与输送架之间安装有丝杆升降装置，第二输送底座一端的输送架上安装有挡料板，在第二输送底座上还安装有方向翻转机构，所述方向翻转机构包括有翻转杆，第二输送底座上安装有翻转油缸，翻转油缸的活塞杆与翻转杆的转轴相连接，在输送架一端安装有垂直布置的导向轨，翻转油缸启动能带动翻转杆转动将输送架上的钢管推至导向轨上。在接箍输送装置一侧还安装有扒皮机和打标机，接箍输送装置转运的接箍钢管能进入到扒皮机内进行扒皮，进入到打标机内进行标记，在打标机的一侧还安装有转运机械手和转运框，转运框位于圆盘交换台上，转运机械手能将打标机内的接箍钢管抓取移动至转运框内。所述石油钢管接箍生产线还包括有切管扒皮柔性单元、镗孔柔性单元、车丝柔性单元、无人化丝检系统、无人化磷化系统、无人化喷涂系统、MES生产管理系统、WMS仓储系统、AGV智能物流系统、逐支跟踪系统、总控系统和5G+机器人远程运维系统，所述镗孔柔性单元通过桁架机械手、上下料机器人和接箍倒头装置组成一个柔性加工单元，包括上料架、下料架、桁架、桁架机械手、镗孔机、接箍调头装置和电气系统等部件构成；所述车丝柔性单元由两台车丝机、接箍自动清洗机、丝检工位、无人化湿磁粉探伤系统通过联机辅机连接组成一个柔性加工单元，包括料筐交换机构、上料机器人、车丝机桁架机械手、车丝机、自动清洗机、联机辅机、丝检、塞规助拧机、对中装置、无人化湿磁粉探伤、自动扫码装置、下料机器人、料筐交换机构等部件构成；所述无人化磷化系统由磷化设备、自动桁架机械手和控制系统组成；所述无人化喷涂系统包括喷涂设备、烘干设备、输送链等设备。智能化石油钢管接箍生产线的生产工艺包括如下步骤：ERP订单号→MES下达加工指令→钢管坯料由智能行车运至上料道→输送至切管机自动上料台架→自动采集物料信息批号、材质、规格等输入终端、存入MES系统→切管机上料台架自动给切管机上料→切管机自动定长切断→输送链→扒皮机→气动或激光打码→自动扫码识别，上传存储→机器人下料至标准料筐→AGV运至缓存库→AGV→镗孔单元→AGV→车丝单元料筐交换机构→机器人上料→桁架机械手给车丝机上料→车丝机车丝→桁架机械手给车丝机下料→机器人下料至输送料道→自动清洗接箍→丝检→无人化探伤→自动扫码识别，上传存储→机器人下料至磷化料筐→AGV→待磷化库→AGV→自动磷化→AGV→自动喷涂→AGV→入库。所述切管扒皮柔性单元完成由钢管到接箍坯料的切管、扒皮、打标、扫码识别等工序的自动加工，所述镗孔柔性单元完成接箍镗孔的自动加工，所述车丝柔性单元完成接箍车丝、清洗、丝检、探伤、扫码识别等工序的自动加工，所述无人化丝检系统判断是否有裂缝缺陷存在，所述无人化磷化系统实现全自动化接箍磷化，所述无人化喷涂系统实现全自动化接箍喷涂和烘干，所述MES生产管理系统、WMS仓储系统和AGV智能物流系统实现整个生产线的自决策、智能调度、智能仓储和智能物流，所述逐支跟踪系统实现接箍信息收集和信息传递，做到工件信息的可追溯性，所述总控系统和向上可与MES系统进行对接，进行数据交互，负责完成MES系统下发的各项调度与管控任务，同时该主控系统实现工厂一级网络与二级网络的数据交换，所述5G+机器人远程运维系统对机器人运行状态进行可视化监测，实现对机器人状态的分析，远程调试、诊断和维修。

本发明的积极效果在于：本发明所述的一种智能化石油钢管接箍生产线，包括有作为切管扒皮柔性单元的储料台架总成、翻转上料装置、伺服喂料装置、切管机和接箍输送装置，还有镗孔柔性单元、车丝柔性单元、无人化丝检系统、无人化磷化系统、无人化喷涂系统、MES生产管理系统、WMS仓储系统、AGV智能物流系统、逐支跟踪系统、总控系统和5G+机器人远程运维系统，该生产线可以实现接箍加工从钢管来料、切管、扒皮、打标、镗孔、车丝、清洗、丝检、探伤、磷化、喷涂全工艺流程的自动化。满足现代企业信息化、智能化的需求，提升产能，降低成本，提高产品质量，改变原有工艺模式，优化工艺布局，采用自动化、数字化、信息化、智能化技术，建成智能化、柔性化接箍加工生产线，大幅提升产能，减少用工人数，降低成本，提高产品质量，提高安全生产。

附图说明

图1是本发明的三维结构示意图；

图2是本发明的俯视图；

图3是切管机的结构示意图；

图4是图3的后视图；

图5是图3中A-A向剖视图的放大视图；

图6是主机卡紧机构的三维结构示意图；

图7是主机卡紧机构的后视图；

图8是图7中I的局部放大视图；

图9是图7中B-B向剖视图的放大视图；

图10是旋转切割结构的结构示意图；

图11是一个台架总成的结构示意图；

图12是翻转上料装置的结构示意图；

图13是一个翻料机构的结构示意图；

图14是送进机构的结构示意图；

图15是竖移机构的结构示意图；

图16是伺服喂料装置的结构示意图；

图17是接箍输送装置的结构示意图；

图18是图17的左视图；

图19是智能化接箍生产线的布局图；

图20是智能化接箍生产线的工艺流程图。

具体实施方式

本发明所述的一种智能化石油钢管接箍生产线，如图1和图2所示，包括有储料台架总成1、翻转上料装置2、伺服喂料装置3、切管机4和接箍输送装置5，储料台架总成1用于存放钢管胚料，翻转上料装置2能将储料台架总成1上的钢管取下并输送至伺服喂料装置3内，伺服喂料装置3能将钢管按接箍尺寸进行抓取并送进切管机4内，切管机4能将钢管按接箍长度进行切割，接箍输送装置5能将切割完成的接箍钢管进行转向输送。

如图3-5所示，其中切管机4包括有第一机架40，第一机架40内安装有主机卡紧机构和旋转切割机构，主机卡紧机构用于将钢管的端部夹紧固定，旋转切割机构则可以对钢管胚料进行切割。如图6和图7所示，主机卡紧机构包括有夹紧油缸41、连接套筒42和卡紧花盘43，连接套筒42和卡紧花盘43同轴心设置，以切管机4的进料方向为前端，卡紧花盘43套装在连接套筒42前端的外周，在连接套筒42的后端安装有第一齿圈44，夹紧油缸41的输出轴上安装有与第一齿圈44相啮合的齿条活塞杆45，齿条活塞杆45伸缩能带动连接套筒42和卡紧花盘43同步转动。

所述卡紧花盘43内还安装有圆周布置的若干组夹紧总成，连接套筒42内安装有走料固定筒46，钢管胚料进入到走料固定筒46内，夹紧总成可以进入到走料固定筒46的内腔对钢管胚料进行夹紧固定。如图8和图9所示，每个夹紧总成均包括有安装在走料固定筒46上的第一导向套47，第一导向套47内配合安装有能伸入走料固定筒46内的卡体48，卡体48相互靠近移动能将钢管胚料夹紧定位。

卡紧花盘43上安装有卡紧块49和松开块410，在卡体48上开设有倾斜布置的导向滑槽411，导向滑槽411倾斜布置，卡体48伸出第一导向套47的一端设有第一斜面412，松开块410上安装有与导向滑槽411相配合的滑板422，卡紧块49上开设有与第一斜面412相配合的第二斜面413。卡紧花盘43及其上的卡紧块49沿一个方向转动时，卡紧块49能推动卡体48向走料固定筒46的轴心方向靠近，卡紧花盘43及其上的松开块410沿另一个方向转动时，松开块410能带动卡体48向远离走料固定筒46的轴心方向。在图8所示的方向上，松开块410逆时针转动时，其上的滑板422在导向滑槽411内移动，可以带动卡体48向逐渐移出第一导向套47的方向移动，也就是卡体48相互远离，松开钢管胚料，当卡紧块49顺时针转动时，第二斜面413则会推动第一斜面412向走料固定筒46内的轴心位置移动，也就是卡体48相互靠近移动，能将钢管胚料夹紧在走料固定筒46内。通过夹紧油缸41带动齿条活塞杆45的伸缩移动，实现卡体48对钢管胚料的夹紧及松开。

上述主机卡紧机构是三爪径向机械同步卡紧，其刚性好，定心精度更高，将卡紧花盘43的回转运动转化为卡体48的径向运动，从而实现卡体48对钢管胚料的径向同步定心卡紧。

如图10所示，所述旋转切割机构包括有安装在走料固定筒46外周的旋转盘414，在第一机架40上安装有旋转驱动电机415，旋转驱动电机415的输出轴通过传动装置与旋转盘414相连接，旋转驱动电机415启动能带动旋转盘414转动，在旋转盘414上安装有两套刀具进给装置，通过刀具进给装置实现进刀、退刀运动，完成对钢管胚料的旋转切割。

各刀具进给装置均包括有开设在旋转盘414上的横移滑槽416，横移滑槽416内配合安装有横移滑块417，横移滑块417上安装有刀座423，刀座423上安装切割刀418。在横移滑块417上还安装有丝母419，丝母419内配合安装有丝杆420，丝杆420转动时能带动横移滑块417在横移滑槽416内移动，实现切割刀418的进刀和退刀。所述第一机架40上还安装有切割进给电机421，切割进给电机421的输出轴通过传动装置与丝杆420的转轴相连接，切割进给电机421启动能带动切割刀418移动靠近或远离走料固定筒46，进而实现对钢管胚料的旋转切割。

其中传动装置可以是由电机通过三角皮带传递动力给主轴箱，主轴箱内可以设置两级齿轮降速，电机的转速可以由变频器调节，使主轴在需要的转速范围内进行无极变速。

所述储料台架总成1用于放置待切割的钢管胚料，所述储料台架总成1包括有若干个并排布置的台架总成，如图11所示，各台架总成包括竖直设置的立柱10，立柱10上安装倾斜设置的长条板11，钢管胚料放置在长条板11上，长条板11远离翻转上料装置2的一端安装有第一挡块12，长条板11靠近翻转上料装置2的另一端安装有第二挡块13，第二挡块13低于第一挡块12所处的位置，在自重作用下，钢管胚料能向靠近翻转上料装置2的一侧滑动，进而实现钢管胚料的自动补料。

所述翻转上料装置2能将储料台架总成1上的钢管依次进行取料，并送进到伺服喂料装置3内，如图12所示，所述翻转上料装置2包括有底座架20，底座架20与储料台架总成1相垂直布置，在底座架20上安装有若干个并排设置的翻料机构。如图13所示，各翻料机构均包括有第一立板21，第一立板21的一侧安装有第一转杆22和第二转杆23，第一转杆22和第二转杆23的端部铰接安装有翻料板24，翻料板24靠近储料台架总成1的一侧设有翻料凸起25，翻料板24远离储料台架总成1的另一侧开设有置放槽26。其中一个翻料机构上的第一立板21和翻料板24之间安装有翻料油缸27，翻料油缸27的活塞杆伸出能带动翻料板24转动，翻料凸起25能带动钢管胚料上移超出第二挡块13的高度，从而掉落到翻料板24上，之后翻料油缸27的活塞杆复位，钢管胚料能移动至置放槽26内，从而实现钢管胚料在储料台架总成1和翻转上料装置2之间的转移。

为实现翻转上料装置2上所有翻料机构的同步动作，所有翻料机构的第二转杆23之间均连接有第一同步轴28，以确保各翻料机构上翻料板24的同步转动。

在第一立板21的另一侧通过竖移机构安装有辊轮29，翻料板24在转动过程中能将其上的钢管胚料移动至辊轮29上，竖移机构则可以调节辊轮29的高度位置，确保所有的辊轮29都处于同一水平高度来承接钢管胚料，以及调整好钢管送机的高度位置与伺服喂料装置的高度位置能精准对接。

为实现钢管由翻转上料装置向伺服喂料装置的送进，在底座架20上还安装有送进机构，如图14所示，送进机构包括有第二立板210，第二立板210上铰接安装有第一底板211和第二底板212，第一底板211通过螺栓固定在第二立板210上，第一底板211的前端安装有驱动底轮213，第一底板211上安装有压紧油缸214，压紧油缸214活塞杆铰接在第二底板212上，第二底板212的前端安装有驱动顶轮215，驱动底轮213和驱动顶轮215的转轴上均安装有送进电机216，压紧油缸214活塞杆收缩能带动驱动顶轮215压紧在钢管上，以驱动底轮213和驱动顶轮215夹紧钢管，并通过摩擦力实现钢管胚料的送进。

进一步地，如图15所示，所述竖移机构包括安装在第一立板21底部的纵向滑轨217，纵向滑轨217内配合安装有纵移滑块218，纵移滑块218顶面开设有第三斜面219，辊轮29安装在竖直设置的辊轮架220上，第一立板21上安装有与辊轮架220相配合的第二导向套221，辊轮架220的底部开设有与第三斜面219相配合的第四斜面222，当纵移滑块218在纵向滑轨217内移动时，由于第三斜面219和第四斜面222相配合的作用，会带动辊轮架220及其上的辊轮29进行竖向升降。

为实现所有竖移机构的统一竖向升降，各竖移机构之间的纵移滑块218之间均通过第二同步轴223相连接，底座架20上安装有纵移油缸224，纵移油缸224的输出轴与第二同步轴223相连接。

所述伺服喂料装置3能对钢管胚料进行抓取并送入到切管机4内，如图16所示，所述伺服喂料装置3包括有第二机架30，第二机架30的底部安装有能竖向升降的挡料杆31，由翻转上料装置2输送的钢管胚料能移动至挡料杆31位置处，对钢管胚料的端部进行长度方向的精准定位。在第二机架30上侧安装有两根并排布置的导柱32，导柱32上配合安装有能移动的第一小车33和第二小车34，第一小车33的底部安装有液压卡盘35，第二小车34的底部安装有液压夹紧机械手36，液压夹紧机械手36和液压卡盘35均能实现对钢管胚料的抓取定位，液压夹紧机械手36位于液压卡盘35的进料方向前端。

在第一小车33和第二小车34之间安装有伺服喂料油缸37，伺服喂料油缸37的缸体固定在第一小车33上，伺服喂料油缸37的活塞杆与第二小车34固定连接，伺服喂料油缸37的活塞杆伸出时能带动第二小车34向翻转上料装置2处移动，也就是使液压卡盘35和液压夹紧机械手36相远离移动。在第二机架30上还安装有复位油缸38，复位油缸38的活塞杆与第一小车33固定连接，复位油缸38的活塞杆伸出能带动第一小车33向切管机4位置处移动靠近，也就是液压夹紧机械手36移动靠近液压卡盘35，通过液压夹紧机械手36和液压卡盘35的相对定位移动可以将钢管胚料按接箍的长度进行送进，从而确保切管机4将钢管胚料按照接箍的长度进行一一切割。

上述伺服喂料装置3采用悬挂式结构，悬挂式结构在进行切削时不会造成铁屑的堆积，且有利于铁屑的清理，在第二机架30上还可以安装线性位移传感器，通过伺服喂料油缸37以及线性位移传感器的反馈，提供钢管胚料送进的动力并有效提高了定尺精度。其工艺流程如下所述：钢管胚料在送至挡料杆31后停止运行，顶出钢管胚料前进方向前端的初始位置，此时复位油缸38的活塞杆位于行程末端，伺服喂料油缸37的活塞杆全部伸出，液压夹紧机械手36夹持工件。随后复位油缸38的活塞杆全部缩回，伺服喂料油缸37的活塞杆缩回一个接箍的加工长度，液压卡盘35夹持钢管胚料，进入后续的切管工序。

所述接箍输送装置5将切管机4切割而成的多段接箍钢管承接，并将其进行转向调整进入到其他工序设备内，如图17和18所示，所述接箍输送装置5包括位于切管机4出料口位置处的输送架50，输送架50内安装有链式输送带，在输送架50上安装有输送带驱动电机51，输送带驱动电机51的输出轴与链轮的转轴相连接，链式输送带上用于承接各段接箍钢管，并通过链式输送带的转动实现接箍钢管的移送。

输送架50靠近切管机4一端的底部设置第一输送底座52，输送架50远离切管机4的另一端设置第二输送底座53，第一输送底座52和第二输送底座53与输送架50之间安装有丝杆升降装置54，丝杆升降装置54能调整输送架50的高度位置，以便于和切管机4的出料口相齐平，便于接箍钢管的移出。第二输送底座53一端的输送架50上安装有挡料板55，在第二输送底座53上还安装有方向翻转机构，当接箍钢管移动至挡料板55位置处时，方向翻转机构能推动接箍钢管进行转向输送。

所述方向翻转机构包括有翻转杆56，第二输送底座53上安装有翻转油缸57，翻转油缸57的活塞杆与翻转杆56的转轴相连接，在输送架50一端安装有垂直布置的导向轨58，翻转油缸57启动能带动翻转杆56转动将输送架50上的钢管推至导向轨58上。

进一步地，在接箍输送装置5一侧还安装有扒皮机6和打标机7，接箍输送装置5转运的接箍钢管能进入到扒皮机6内进行扒皮，进入到打标机7内进行标记，在打标机7的一侧还安装有转运机械手8和转运框9，转运框9位于圆盘交换台90上，转运机械手8能将打标机7内的接箍钢管抓取移动至转运框9内。

其中钢管胚料为待加工的工件，可以由行车将成捆的钢管放置到储料台架总成1上，此时可由人工手持扫码枪按批次扫码，将来料信息输入终端、存入MES系统，通过翻转上料装置2上的翻料油缸27将钢管胚料从储料台架总成1翻料到辊轮29上，同时调整钢管坯料和切管机4主轴同轴，送进机构夹持钢管工件前行，接触到伺服喂料装置3的挡料杆31后停止运行，定出钢管坯料前端初始位置。伺服喂料装置3按照NC系统设定的钢管切断长度夹持钢管定长送料至切管机4内，切管机4启动主机卡紧机构对钢管胚料进行夹持定位，液压卡盘35作为辅助夹紧装置卡紧钢管的另一端，切管机4内的旋转切割机构启动将钢管胚料进行定长切断。切断后的接箍坯料进入到接箍输送装置5，运行至接箍输送装置5的挡料板55处停止，由方向翻转机构将接箍钢管推至扒皮机6进行接箍外圆车削加工，之后沿料道进入打标机7，进行自动气动或激光打码，打码后进行自动扫码识别、数据上传存储，转运机械手8下料至转运框9内，转运框9放置在圆盘交换台90上，转运框9计数满后，圆盘交换台90转位，空料框进行接料，AGV小车将满料筐运走，然后运回空料筐。

上述切管工艺的流程为下所述：成捆的钢管胚料工件吊上储料台架总成1后，由翻转上料装置2将钢管胚料从储料台架总成1翻料到辊轮29上，钢管胚料由送进机构夹持前行，直至距离切管机4特定位置的挡料杆31停止运行，定出钢管坯料前端初始位置。伺服喂料装置3上的沿主轴中心对称布置的一对液压夹紧机械手36，接触钢管外圆面夹紧钢管坯料，程序控制送进钢管一个接箍要求的长度，伺服喂料装置3上的伺服喂料油缸37驱动液压夹紧机械手36夹紧钢管坯料继续送进到指定的位置。

之后由切管机4上的主机卡紧机构卡紧钢管坯料的一端端并定心，液压卡盘35启动辅助卡紧钢管坯料的另一端，旋转切割机构动作，旋转盘414转动，沿主轴中心对称布置的两对切割刀418开始快速进刀，当切割刀418接近钢管时，刀座423开始工作进刀，钢管切断后，刀具进给装置驱动退刀，随后主机卡紧机构和液压卡盘35的卡爪松开。切管机4完成第一个接箍切断循环后，伺服喂料装置3回撤原位，液压夹紧机械手36重新夹紧钢管胚料，继续送料到下一个接箍要求的长度，同时第一个接箍被推动了一个接箍的长度，主机卡紧机构夹紧钢管胚料后，液压卡盘35再次将待切钢管进行夹紧固定，进刀切断第二个接箍。

循环以上切管动作，第二个接箍被其后待切管陆续推送进入接箍输送装置5，在各接箍被切断的过程中并连续被推至接箍输送装置5，直接到最后一个接箍。整根钢管胚料完成切管动作后，伺服喂料装置3退回到原位，各夹持机构松开。当切管机4对该钢管胚料加工完毕后，由PLC发信号至辅机，下一根钢管胚料重新被翻转上料装置2拾取，重复以上流程，开始储料台架总成1上其余钢管胚料工件的接箍切断循环，并送至接箍输送装置5。

切断后的接箍能自动沿接箍输送装置进入下一工位进行扒皮和打标进程，接箍切断机组可进行自动与半自动循环，并具有各动作的单动功能。在手动功能下，机组的每一个动作均可进行单独调整。在半自动，自动功能下，当钢管材质或规格变化时，只需在操作台的人机界面上输入管径、壁厚、材质，换上合适的卡爪，接箍切断机组将自动调节，实现智能加工。

进一步地，如图19所示，所述石油钢管接箍生产线还包括有切管扒皮柔性单元91、镗孔柔性单元92、车丝柔性单元93、无人化丝检系统94、无人化磷化系统95、无人化喷涂系统96、MES生产管理系统、WMS仓储系统、AGV智能物流系统、逐支跟踪系统、总控系统和5G+机器人远程运维系统，所述镗孔柔性单元92通过桁架机械手、上下料机器人和接箍倒头装置组成一个柔性加工单元，包括上料架、下料架、桁架、桁架机械手、镗孔机、接箍调头装置和电气系统等部件构成；所述车丝柔性单元93由两台车丝机、接箍自动清洗机、丝检工位、无人化湿磁粉探伤系统通过联机辅机连接组成一个柔性加工单元，包括料筐交换机构、上料机器人、车丝机桁架机械手、车丝机、自动清洗机、联机辅机、丝检、塞规助拧机、对中装置、无人化湿磁粉探伤、自动扫码装置、下料机器人、料筐交换机构等部件构成；所述无人化磷化系统95由磷化设备、自动桁架机械手和控制系统组成；所述无人化喷涂系统96包括喷涂设备、烘干设备、输送链等设备。

如图20所示，智能化石油钢管接箍生产线的生产工艺包括如下步骤：ERP订单号→MES下达加工指令→钢管坯料由智能行车运至上料道→输送至切管机自动上料台架→自动采集物料信息批号、材质、规格等输入终端、存入MES系统→切管机上料台架自动给切管机上料→切管机自动定长切断→输送链→扒皮机→气动或激光打码→自动扫码识别，上传存储→机器人下料至标准料筐→AGV运至缓存库→AGV→镗孔单元→AGV→车丝单元料筐交换机构→机器人上料→桁架机械手给车丝机上料→车丝机车丝→桁架机械手给车丝机下料→机器人下料至输送料道→自动清洗接箍→丝检→无人化探伤→自动扫码识别，上传存储→机器人下料至磷化料筐→AGV→待磷化库→AGV→自动磷化→AGV→自动喷涂→AGV→入库。

所述切管扒皮柔性单元91完成由钢管到接箍坯料的切管、扒皮、打标、扫码识别等工序的自动加工，所述镗孔柔性单元92完成接箍镗孔的自动加工，所述车丝柔性单元93完成接箍车丝、清洗、丝检、探伤、扫码识别等工序的自动加工，所述无人化丝检系统94判断是否有裂缝缺陷存在，所述无人化磷化系统95实现全自动化接箍磷化，所述无人化喷涂系统96实现全自动化接箍喷涂和烘干，所述MES生产管理系统、WMS仓储系统和AGV智能物流系统实现整个生产线的自决策、智能调度、智能仓储和智能物流，所述逐支跟踪系统实现接箍信息收集和信息传递，做到工件信息的可追溯性，所述总控系统和向上可与MES系统进行对接，进行数据交互，负责完成MES系统下发的各项调度与管控任务，同时该主控系统实现工厂一级网络与二级网络的数据交换，所述5G+机器人远程运维系统对机器人运行状态进行可视化监测，实现对机器人状态的分析，远程调试、诊断和维修。

本发明的技术方案并不限制于本发明所述的实施例的范围内。本发明未详尽描述的技术内容均为公知技术。

Claims (8)

1.一种智能化石油钢管接箍生产线，其特征在于：包括有储料台架总成(1)、翻转上料装置(2)、伺服喂料装置(3)、切管机(4)和接箍输送装置(5)，翻转上料装置(2)能将储料台架总成(1)上的钢管取下并输送至伺服喂料装置(3)内，伺服喂料装置(3)能将钢管按接箍尺寸进行抓取并送进切管机(4)内，切管机(4)能将钢管按接箍长度进行切割，接箍输送装置(5)能将切割完成的接箍钢管进行转向输送，其中切管机(4)包括有第一机架(40)，第一机架(40)内安装有主机卡紧机构和旋转切割机构，主机卡紧机构包括有夹紧油缸(41)、连接套筒(42)和卡紧花盘(43)，连接套筒(42)和卡紧花盘(43)同轴心设置，卡紧花盘(43)套装在连接套筒(42)前端的外周，在连接套筒(42)的后端安装有第一齿圈(44)，夹紧油缸(41)的输出轴上安装有与第一齿圈(44)相啮合的齿条活塞杆(45)，齿条活塞杆(45)伸缩能带动连接套筒(42)和卡紧花盘(43)同步转动，所述卡紧花盘(43)内还安装有圆周布置的若干组夹紧总成，连接套筒(42)内安装有走料固定筒(46)，每个夹紧总成均包括有安装在走料固定筒(46)上的第一导向套(47)，第一导向套(47)内配合安装有能伸入走料固定筒(46)内的卡体(48)，卡紧花盘(43)上安装有卡紧块(49)和松开块(410)，在卡体(48)上开设有倾斜布置的导向滑槽(411)，卡体(48)伸出第一导向套(47)的一端设有第一斜面(412)，松开块(410)上安装有与导向滑槽(411)相配合的滑板(422)，卡紧块(49)上开设有与第一斜面(412)相配合的第二斜面(413)，卡紧花盘(43)及其上的卡紧块(49)沿一个方向转动时，卡紧块(49)能推动卡体(48)向走料固定筒(46)的轴心方向靠近，卡紧花盘(43)及其上的松开块(410)沿另一个方向转动时，松开块(410)能带动卡体(48)向远离走料固定筒(46)的轴心方向，所述旋转切割机构包括有安装在走料固定筒(46)外周的旋转盘(414)，在第一机架(40)上安装有旋转驱动电机(415)，旋转驱动电机(415)的输出轴通过传动装置与旋转盘(414)相连接，旋转驱动电机(415)启动能带动旋转盘(414)转动，在旋转盘(414)上安装有两套刀具进给装置，各刀具进给装置均包括有开设在旋转盘(414)上的横移滑槽(416)，横移滑槽(416)内配合安装有横移滑块(417)，横移滑块(417)上安装有刀座(423)，刀座(423)上安装切割刀(418)，在横移滑块(417)上还安装有丝母(419)，丝母(419)内配合安装有丝杆(420)，所述第一机架(40)上还安装有切割进给电机(421)，切割进给电机(421)的输出轴通过传动装置与丝杆(420)的转轴相连接，切割进给电机(421)启动能带动切割刀(418)移动靠近或远离走料固定筒(46)。

2.根据权利要求1所述的一种智能化石油钢管接箍生产线，其特征在于：所述储料台架总成(1)包括有若干个并排布置的台架总成，各台架总成包括竖直设置的立柱(10)，立柱(10)上安装倾斜设置的长条板(11)，长条板(11)远离翻转上料装置(2)的一端安装有第一挡块(12)，长条板(11)靠近翻转上料装置(2)的另一端安装有第二挡块(13)，第二挡块(13)低于第一挡块(12)所处的位置。

3.根据权利要求1所述的一种智能化石油钢管接箍生产线，其特征在于：所述翻转上料装置(2)包括有底座架(20)，底座架(20)与储料台架总成(1)相垂直布置，在底座架(20)上安装有若干个并排设置的翻料机构，各翻料机构均包括有第一立板(21)，第一立板(21)的一侧安装有第一转杆(22)和第二转杆(23)，第一转杆(22)和第二转杆(23)的端部铰接安装有翻料板(24)，翻料板(24)靠近储料台架总成(1)的一侧设有翻料凸起(25)，翻料板(24)远离储料台架总成(1)的另一侧开设有置放槽(26)，其中一个翻料机构上的第一立板(21)和翻料板(24)之间安装有翻料油缸(27)，翻料油缸(27)的活塞杆伸出能带动翻料板(24)转动，将储料台架总成(1)上的钢管转移至置放槽(26)内，所有翻料机构的第二转杆(23)之间均连接有第一同步轴(28)，在第一立板(21)的另一侧通过竖移机构安装有辊轮(29)，在底座架(20)上还安装有送进机构，送进机构包括有第二立板(210)，第二立板(210)上铰接安装有第一底板(211)和第二底板(212)，第一底板(211)通过螺栓固定在第二立板(210)上，第一底板(211)的前端安装有驱动底轮(213)，第一底板(211)上安装有压紧油缸(214)，压紧油缸(214)活塞杆铰接在第二底板(212)上，第二底板(212)的前端安装有驱动顶轮(215)，驱动底轮(213)和驱动顶轮(215)的转轴上均安装有送进电机(216)，压紧油缸(214)活塞杆收缩能带动驱动顶轮(215)压紧在钢管上。

4.根据权利要求3所述的一种智能化石油钢管接箍生产线，其特征在于：所述竖移机构包括安装在第一立板(21)底部的纵向滑轨(217)，纵向滑轨(217)内配合安装有纵移滑块(218)，纵移滑块(218)顶面开设有第三斜面(219)，辊轮(29)安装在竖直设置的辊轮架(220)上，第一立板(21)上安装有与辊轮架(220)相配合的第二导向套(221)，辊轮架(220)的底部开设有与第三斜面(219)相配合的第四斜面(222)，各竖移机构之间的纵移滑块(218)之间均通过第二同步轴(223)相连接，底座架(20)上安装有纵移油缸(224)，纵移油缸(224)的输出轴与第二同步轴(223)相连接。

5.根据权利要求1所述的一种智能化石油钢管接箍生产线，其特征在于：所述伺服喂料装置(3)包括有第二机架(30)，第二机架(30)的底部安装有能竖向升降的挡料杆(31)，在第二机架(30)上侧安装有两根并排布置的导柱(32)，导柱(32)上配合安装有能移动的第一小车(33)和第二小车(34)，第一小车(33)的底部安装有液压卡盘(35)，第二小车(34)的底部安装有液压夹紧机械手(36)，在第一小车(33)和第二小车(34)之间安装有伺服喂料油缸(37)，伺服喂料油缸(37)的缸体固定在第一小车(33)上，伺服喂料油缸(37)的活塞杆与第二小车(34)固定连接，伺服喂料油缸(37)的活塞杆伸出时能带动第二小车(34)向翻转上料装置(2)处移动，在第二机架(30)上还安装有复位油缸(38)，复位油缸(38)的活塞杆与第一小车(33)固定连接，复位油缸(38)的活塞杆伸出能带动第一小车(33)向切管机(4)位置处移动靠近。

6.根据权利要求1所述的一种智能化石油钢管接箍生产线，其特征在于：所述接箍输送装置(5)包括位于切管机(4)出料口位置处的输送架(50)，输送架(50)内安装有链式输送带，在输送架(50)上安装有输送带驱动电机(51)，输送带驱动电机(51)的输出轴与链轮的转轴相连接，输送架(50)靠近切管机(4)一端的底部设置第一输送底座(52)，输送架(50)远离切管机(4)的另一端设置第二输送底座(53)，第一输送底座(52)和第二输送底座(53)与输送架(50)之间安装有丝杆升降装置(54)，第二输送底座(53)一端的输送架(50)上安装有挡料板(55)，在第二输送底座(53)上还安装有方向翻转机构，所述方向翻转机构包括有翻转杆(56)，第二输送底座(53)上安装有翻转油缸(57)，翻转油缸(57)的活塞杆与翻转杆(56)的转轴相连接，在输送架(50)一端安装有垂直布置的导向轨(58)，翻转油缸(57)启动能带动翻转杆(56)转动将输送架(50)上的钢管推至导向轨(58)上。

7.根据权利要求1所述的一种智能化石油钢管接箍生产线，其特征在于：在接箍输送装置(5)一侧还安装有扒皮机(6)和打标机(7)，接箍输送装置(5)转运的接箍钢管能进入到扒皮机(6)内进行扒皮，进入到打标机(7)内进行标记，在打标机(7)的一侧还安装有转运机械手(8)和转运框(9)，转运框(9)位于圆盘交换台(90)上，转运机械手(8)能将打标机(7)内的接箍钢管抓取移动至转运框(9)内。

8.根据权利要求1所述的一种智能化石油钢管接箍生产线，其特征在于：所述石油钢管接箍生产线还包括有切管扒皮柔性单元(91)、镗孔柔性单元(92)、车丝柔性单元(93)、无人化丝检系统(94)、无人化磷化系统(95)、无人化喷涂系统(96)、MES生产管理系统、WMS仓储系统、AGV智能物流系统、逐支跟踪系统、总控系统和5G+机器人远程运维系统，所述镗孔柔性单元(92)通过桁架机械手、上下料机器人和接箍倒头装置组成一个柔性加工单元，包括上料架、下料架、桁架、桁架机械手、镗孔机、接箍调头装置和电气系统等部件构成；所述车丝柔性单元(93)由两台车丝机、接箍自动清洗机、丝检工位、无人化湿磁粉探伤系统通过联机辅机连接组成一个柔性加工单元，包括料筐交换机构、上料机器人、车丝机桁架机械手、车丝机、自动清洗机、联机辅机、丝检、塞规助拧机、对中装置、无人化湿磁粉探伤、自动扫码装置、下料机器人、料筐交换机构等部件构成；所述无人化磷化系统(95)由磷化设备、自动桁架机械手和控制系统组成；所述无人化喷涂系统(96)包括喷涂设备、烘干设备、输送链等设备；

智能化石油钢管接箍生产线的生产工艺包括如下步骤：ERP订单号→MES下达加工指令→钢管坯料由智能行车运至上料道→输送至切管机自动上料台架→自动采集物料信息(批号、材质、规格等)输入终端、存入MES系统→切管机上料台架自动给切管机上料→切管机自动定长切断→输送链→扒皮机→气动或激光打码→自动扫码识别，上传存储→机器人下料至标准料筐→AGV运至缓存库→AGV→镗孔单元→AGV→车丝单元料筐交换机构→机器人上料→桁架机械手给车丝机上料→车丝机车丝→桁架机械手给车丝机下料→机器人下料至输送料道→自动清洗接箍→丝检→无人化探伤→自动扫码识别，上传存储→机器人下料至磷化料筐→AGV→待磷化库→AGV→自动磷化→AGV→自动喷涂→AGV→入库；

所述切管扒皮柔性单元(91)完成由钢管到接箍坯料的切管、扒皮、打标、扫码识别等工序的自动加工，所述镗孔柔性单元(92)完成接箍镗孔的自动加工，所述车丝柔性单元(93)完成接箍车丝、清洗、丝检、探伤、扫码识别等工序的自动加工，所述无人化丝检系统(94)判断是否有裂缝缺陷存在，所述无人化磷化系统(95)实现全自动化接箍磷化，所述无人化喷涂系统(96)实现全自动化接箍喷涂和烘干，所述MES生产管理系统、WMS仓储系统和AGV智能物流系统实现整个生产线的自决策、智能调度、智能仓储和智能物流，所述逐支跟踪系统实现接箍信息收集和信息传递，做到工件信息的可追溯性，所述总控系统和向上可与MES系统进行对接，进行数据交互，负责完成MES系统下发的各项调度与管控任务，同时该主控系统实现工厂一级网络与二级网络的数据交换，所述5G+机器人远程运维系统对机器人运行状态进行可视化监测，实现对机器人状态的分析，远程调试、诊断和维修。

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