DE102008023062B4 - Verfahren und Maschine zum Bearbeiten von Großrohren - Google Patents

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Abstract

Verfahren zur Bearbeitung von wellenförmigen Werkstücken (11), insbesondere von Großrohren, mit einer Werkstückspindel (3) mit einer Spannvorrichtung (5, 5a) zum Halten und Antreiben von Werkstücken (11), mit einer Zentriereinrichtung (12) zum Zentrieren des zu bearbeitenden Werkstücks (11), mit mindestens einem Werkzeughalter (8, 8a) mit Werkzeugen (9, 9a) zur spanenden Bearbeitung des Werkstücks (11) und mit einer Be- und Entladeeinrichtung, die auf Führungen (16) beweglich angeordnet ist und einen Werkstückgreifer (14) aufweist, mit folgenden Verfahrensschritten: a. Ergreifen des Werkstücks (11) durch den Werkstückgreifer (14) und Verfahren der Be- und Entladeeinrichtung in Richtung der Werkstückspindelachse (4) b. Zuführen des Endbereichs (18) des Werkstücks (11) durch die Spannvorrichtung (5, 5a) hindurch in den Wirkbereich der Zentriereinrichtung (12), c. Zentrieren des aus der Spannvorrichtung (5, 5a) herausragenden und zu bearbeitenden Endbereichs (18) des Werkstücks (11) konzentrisch zur Werkstückspindelachse (4) mit der Zentriereinrichtung (12), d. Spannen des Werkstücks (11) in der Spannvorrichtung (5, 5a), e. Durchführen der spanenden Bearbeitung, f. Lösen der Spannvorrichtung (5, 5a), g. Entnahme des Werkstücks (11) durch Verfahren der Be- und Entladeeinrichtung.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bearbeiten von wellenförmigen Werkstücken, insbesondere von Großrohren, sowie Rohrbearbeitungsmaschine. In der Ölfeldindustrie werden derartige Rohre beispielsweise als Bohrrohre mit einer Länge von bis zu 16 Metern verwendet. Die Beladung der Rohrbearbeitungsmaschinen erfolgt über sogenannte Maschinenrollengänge. Typische Bearbeitungsschritte sind Anfasen und Gewindedrehen und bei Bedarf auch die Erstellung von Dichtkegelgeometrien. Aus der DE 32 36 165 A1 ist eine doppelseitige Drehmaschine zur Bearbeitung von Großrohren bekannt. An beiden Seiten der Drehmaschine sind in Längsrichtung Rollgänge angeordnet. Damit werden zu bearbeitende Rohre in die Maschine eingefahren und an einem Ende bearbeitet. Danach wird das Rohr über beide Rollgänge durch die Maschine hindurch gefahren, so dass das andere Ende bearbeitet werden kann. Die Positionierung der Rohre in Längsrichtung erfolgt über Prismenrollen, den so genannten Einzugstreibern und Messräder. Die GB 1,170,139 A betrifft eine Zuführeinrichtung zum Transport von Werkstücken in einer Werkzeugmaschine. Dabei wird das Werkstück durch einen schwenkbaren Greifer geklemmt und von einem Pneumatikzylinder um eine borbestimmte Strecke verschoben. Die DE 199 35 417 A1 offenbart ein Verfahren und eine Prüfeinrichtung um ein Werkstück mit einem ersten und einem zweiten Flächenbereich mit federelastischen Elementen abzutasten und dessen Abmessungen und die korrekte Anlage eines Flächenbereichs im Spannmittel zu überprüfen.
  • Es ist die Aufgabe der Erfindung, bei einem Verfahren zum Bearbeiten von wellenförmigen Werkstücken, insbesondere von Großrohren, sowie bei einer Rohrbearbeitungsmaschine die Handhabung der Werkstücke zu vereinfachen.
  • Zur Lösung dieser Aufgabe werden ein Verfahren nach Patentanspruch 1 und eine Vorrichtung nach Patentanspruch 3 vorgeschlagen. Vorteilhafte Ausführungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen. Ein vorteilhafter Aspekt der Erfindung besteht darin, die Einzugstreiber durch einen fahrbaren Werkstückgreifer zu ersetzen. Zum Be- und Entladen ergreift dieser mit einem Prismengreifer die Werkstücke und schiebt ein Werkstückende durch das Spannfutter hindurch in den Arbeitsraum der Maschine. Zur Positionierung in Längsrichtung ist eine Messeinrichtung vorgesehen, die in Verbindung mit der Maschinensteuerung den Verfahrweg Werkstückgreifers entsprechend steuert.
  • Im folgenden wird die Erfindung an Hand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. 1 zeigt eine Rohrbearbeitungsmaschine in schematischer Darstellung. Details der Steuerung und der Antriebe sind nicht dargestellt. Das Maschinengestell 1 weist zwei orthogonal zueinander angeordnete vertikale Wände 2, 2a auf. In der Wand 2 ist die Antriebsspindel 3 mit den Spannvorrichtungen 5, 5a angeordnet. Als Spannvorrichtungen 5, 5a sind ein Vorderend- und ein Hinterendfutter vorgesehen. An der Wand 2a sind drei Paare von Führungsschienen 6, 6a, 6b vorgesehen. Die Führungsschienen 6 und 6b nehmen die Kreuzschlitten 7, 7a für die Werkzeughalter 8, 8a auf. Die als Werkzeugrevolver ausgeführten Werkzeughalter 8, 8a tragen die für die Werkstückbearbeitung erforderlichen Werkzeuge 9, 9a, beispielsweise zum Drehen oder Gewindedrehen. Als Zentriereinrichtung 12 ist eine Lünette vorgesehen. Diese ist mit dem Horizontalschlitten 13 auf den Führungsschienen 6a verfahrbar. Die Be- und Entladeeinrichtung ist auf Führungen 16 beweglich angeordnet. Sie schiebt zum Be- und Entladen die Werkstücke 11 durch die Spannvorrichtungen 5, 5a hindurch in den Arbeitsraum der Rohrbearbeitungsmaschine. Eine Wegmesseinrichtung 17 erfasst dabei den Verfahrweg der Be- und Entladeeinrichtung. Auf diese Weise kann das Werkstück 11 in Längsrichtung im Arbeitsraum an einer vorbestimmten Position positioniert werden. Ein Bearbeitungszyklus weist folgende Arbeitsschritte auf:
    • • Ergreifen des Werkstücks 11 durch den Werkstückgreifer 14,
    • • Verfahren der Be- und Entladeeinrichtung in Richtung der Antriebsspindelachse 4,
    • • Zuführen des Endbereichs 18 durch die Spannvorrichtungen 5, 5a hindurch in den Wirkbereich der Zentriereinrichtung 12,
    • • Zentrieren des Endbereichs 18 des Werkstücks 11 konzentrisch zur Spindelachse 4,
    • • Spannen des Werkstücks 11 in den Spannvorrichtungen 5, 5a,
    • • Rotieren des Werkstücks um die Werkstückspindelachse 4 und Bearbeiten des Werkstücks durch die Werkzeuge 9, 9a,
    • • Lösen der Spannvorrichtungen 5, 5a,
    • • Entladen der Maschine durch Verfahren der Be- und Entladeeinrichtung
  • Durch den Ersatz der Rollgänge durch den fahrbaren Werkstückgreifer wird der maschinenbauliche Aufwand erheblich reduziert. Gleichzeitig wird mit der Wegmesseinrichtung die Funktionssicherheit beim Positionieren des Werkstücks in Längsrichtung erhöht, weil die im Stand der Technik eingesetzten Einzugstreiber und Messräder gelegentlich Fehlfunktionen, beispielsweise Schlupf unterliegen.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    Maschinengestell
    2, 2a
    Wand
    3
    Werkstückspindel
    4
    Werkstückspindelachse
    5, 5a
    Spannvorrichtung
    6, 6a, 6b
    Führungsschienen
    7, 7a
    Kreuzschlitten
    8, 8a
    Werkzeughalter
    9, 9a
    Werkzeug
    11
    Werkstück
    12
    Zentriereinrichtung
    13
    Horizontalschlitten
    14
    Werkstückgreifer
    16
    Führungen
    17
    Wegmesseinrichtung
    18
    Endbereich
    19
    Lünette

Claims (8)

  1. Verfahren zur Bearbeitung von wellenförmigen Werkstücken (11), insbesondere von Großrohren, mit einer Werkstückspindel (3) mit einer Spannvorrichtung (5, 5a) zum Halten und Antreiben von Werkstücken (11), mit einer Zentriereinrichtung (12) zum Zentrieren des zu bearbeitenden Werkstücks (11), mit mindestens einem Werkzeughalter (8, 8a) mit Werkzeugen (9, 9a) zur spanenden Bearbeitung des Werkstücks (11) und mit einer Be- und Entladeeinrichtung, die auf Führungen (16) beweglich angeordnet ist und einen Werkstückgreifer (14) aufweist, mit folgenden Verfahrensschritten: a. Ergreifen des Werkstücks (11) durch den Werkstückgreifer (14) und Verfahren der Be- und Entladeeinrichtung in Richtung der Werkstückspindelachse (4) b. Zuführen des Endbereichs (18) des Werkstücks (11) durch die Spannvorrichtung (5, 5a) hindurch in den Wirkbereich der Zentriereinrichtung (12), c. Zentrieren des aus der Spannvorrichtung (5, 5a) herausragenden und zu bearbeitenden Endbereichs (18) des Werkstücks (11) konzentrisch zur Werkstückspindelachse (4) mit der Zentriereinrichtung (12), d. Spannen des Werkstücks (11) in der Spannvorrichtung (5, 5a), e. Durchführen der spanenden Bearbeitung, f. Lösen der Spannvorrichtung (5, 5a), g. Entnahme des Werkstücks (11) durch Verfahren der Be- und Entladeeinrichtung.
  2. Verfahren nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Maschinensteuerung in Verbindung mit einer Wegmesseinrichtung (17) den Werkstückgreifer (14) so ansteuert, dass das Werkstück (11) an einer vorbestimmten Position im Arbeitsraum der Maschine positioniert wird.
  3. Rohrbearbeitungsmaschine zur Durchführung des Verfahrens nach Patentanspruch 1 mit einer Werkstückspindel (3) mit einer Spannvorrichtung (5, 5a) zum Halten und Antreiben eines Werkstücks (11), mit einer Zentriereinrichtung (12) zum Zentrieren des zu bearbeitenden Werkstücks (11), mit mindestens einem Werkzeughalter (8, 8a) mit Werkzeugen (9, 9a) zur spanenden Bearbeitung des Werkstücks (11) und mit einer Be- und Entladeeinrichtung, die auf Führungen (16) beweglich angeordnet ist und einen Werkstückgreifer (14) aufweist, wobei die Be- und Entladeeinrichtung mit dem Werkstückgreifer (14) außerhalb eines Maschinengestells (1), an dem die Werkstückspindel (3), die Zentriereinrichtung (12) und der mindestens eine Werkzeughalter (8, 8a) angeordnet sind, verfahrbar angeordnet ist, und wobei durch Verfahren der Be- und Entladeeinrichtung in Richtung der Werkstückspindelachse (4) der Endbereich (18) des Werkstücks (11) durch die Spannvorrichtung (5, 5a) hindurch der Zentriervorrichtung (12) zuführbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Zentriereinrichtung (12) mit einem Horizontalschlitten (13) auf Führungsschienen (6a) verfahrbar ist.
  4. Rohrbearbeitungsmaschine nach Patentanspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine Maschinensteuerung in Verbindung mit einer Wegmesseinrichtung (17) vorgesehen ist, um den Werkstückgreifer (14) so anzusteuern, dass das Werkstück (11) an einer vorbestimmten Position im Arbeitsraum der Maschine positionierbar ist.
  5. Rohrbearbeitungsmaschine nach Patentanspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass als Zentriervorrichtung (12) eine Lünette vorgesehen ist.
  6. Rohrbearbeitungsmaschine nach einem der Patentansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass an der Be- und Entladeeinrichtung eine Lünette (19) vorgesehen ist.
  7. Rohrbearbeitungsmaschine nach einem der Patentansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass im Maschinengestell (1) der Rohrbearbeitungsmaschine zwei orthogonal zueinander angeordnete vertikale Wände (2, 2a) aufweist und dass die Werkstückspindel (3) in der vertikalen Wand (2) des Maschinengestells (1) angeordnet ist.
  8. Rohrbearbeitungsmaschine nach Patentanspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Werkzeughalter (8, 8a) mit Kreuzschlitten (7, 7a) an der vertikalen Wand (2a) verfahrbar angeordnet sind.
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