本發(fā)明涉及石油裝備加工領域，具體地說是一種用于石油油套管接箍加工的智能化生產系統(tǒng)及生產方法。

背景技術：

現(xiàn)代科學技術的蓬勃發(fā)展與工業(yè)生產技術水平的整體提高是新時期工業(yè)生產設備面臨的機遇與挑戰(zhàn)，智能化制造是我國工程機械制造業(yè)發(fā)展的趨勢。先進的智能化產品和制造技術會繼續(xù)成為工程機械企業(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系統(tǒng)更多的集中在汽車裝備、通信技術等高端領域，在石油裝備領域的發(fā)展相對緩慢，特別是一些常規(guī)的備件加工領域。由于當前我國機械制造業(yè)總體技術水平處于一個較低的水平，產品自主開發(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，機械產品的開發(fā)與生產工藝的有機配合不夠，這大大影響到機械產品的使用效率。

根據“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、傳感器、測量儀表等關鍵部件和高檔數(shù)控機床、工業(yè)機器人、3d制造裝備等關鍵裝備，突破一批“數(shù)控一代”機械產品和智能制造裝備。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)字化生產的需求，用智能生產的方式進行石油油套管接箍的加工管理，降低原生產系統(tǒng)的復雜性和提高生產效率，優(yōu)化石油油套管接箍加工生產系統(tǒng)及生產方法，增加經濟效益。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的旨在解決上述現(xiàn)有技術所存在的不足，以配置有多組抓手系統(tǒng)的六軸機器人為主要執(zhí)行部件，合理布置車床單元、鋸床單元、輸送單元、清理單元等生產工序單元，按照設定的生產方法對石油油套管接箍進行加工，在較低建造成本的前提下，提高了生產效率，改善現(xiàn)場的環(huán)境質量，實現(xiàn)了石油油套管接箍智能化生產制造。

本發(fā)明解決其技術問題所采取的技術方案是：

一種石油油套管接箍智能生產系統(tǒng)及生產方法，所述的石油油套管接箍智能生產系統(tǒng)包括操作機器人、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、打標單元、總控柜及安全圍欄，所述的操作機人設置在生產系統(tǒng)的中心位置，操作機器人的工作半徑可以覆蓋生產系統(tǒng)的各個功能單元，操作機器人為六軸關節(jié)式機器人，所述操作機器人至少包含兩個抓手和一個機器人控制器，可以單獨工作，提高工作效率；所述的鋸床單元設置在管坯存放區(qū)一側，用于初步切割毛坯件，所述鋸床單元的輸入端設置有鋸床單元進料軌道，所述的鋸床單元的輸出端設置有坯料輸送單元，所述的工件清理單元沿著操作機器人的工作圓周方向設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器人的工作圓周方向設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器人的工作圓周方向設置在車床單元的后部，用于對工件進行精加工；所述的打標單元設置在車床單元與數(shù)控加工單元的中間區(qū)域，用于工件標識；所述的成品輸送單元設置在數(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；所述的安全圍欄設置在生產系統(tǒng)的外圍，用于將生產系統(tǒng)進行隔離；所述的總控柜設置在安全圍欄的外部，用于系統(tǒng)各單元運行的控制。

作為優(yōu)化，所述的操作機器人含有兩個抓手，以實現(xiàn)在一次動作中同時完成上料、下料兩個工序，提高生產效率；所述的操作機器人的第六軸可以實現(xiàn)工件的翻轉與掉頭。

作為優(yōu)化，所述的坯料輸送單元包括機架、驅動電機及輸送軌，所述的機架上設置有工件檢測單元，用于檢測有無工件，協(xié)調切割單元的物料輸送情況；機架的側部設置有導正氣缸，用于工件定位；所述的機架下部設置有固定支撐，所述固定支撐上設置有頂升裝置，便于機器人抓取。

作為優(yōu)化，所述的頂升裝置包括氣缸和設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，所述的機架側部至少一側設置有導正氣缸。

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，所述的殼體為設置有密封門的密閉空間，所述的磁性加持裝置設置在殼體空間中部，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生磁性，實現(xiàn)工件的固定；所述的殼體下部設置有斜板，斜板底部設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，所述的噴管設置在氣缸的輸出端，可以根據工件的大小形狀，調整噴管的位置；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、熱風烘干單元，所述的壓縮空氣清洗單元、清洗液單元、熱風烘干單元分別通過管道與主管道連接，并且各管道上均設置有閥門，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，所述的熱風烘干單元利用熱風進行烘干。

作為優(yōu)化，所述的噴管裝置的每一個噴頭都設置有閥門，根據工件的大小形狀，調整開啟閥門的數(shù)量。

作為優(yōu)化，所述的壓縮空氣清洗單元、清洗液單元、熱風烘干單元可以同時作用于工件，也可以根據工件的不同，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方法，主要步驟為：

1）在管坯存放在上料區(qū)內，天車將管坯放入鋸床單元的鋸床單元進料軌道上，工件送到位后，鋸床單元加緊裝置進行加緊，加緊后進行坯料切割;

2）切割完成的胚料，推入坯料輸送單元并滾動至上料位，坯料輸送單元的導正氣缸對切割完的毛坯進行定位，定位后氣缸退回；頂升裝置托舉工件升起，等待操作機器人抓取;

3）操作機器人旋轉至上料位，第一抓抓手取毛坯后旋轉至車床單元，放置在工位內，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，操作機器人退出車床，車床開始加工；

5）操作機器人旋轉至工件清理單元，第二抓手將抓取的粗加工的工件送入工件清理單元，操作機器人退出；清理完成后，操作機器人將清理后的粗加工工件取出；

6）操作機器人旋轉至數(shù)控加工單元前將清理后的工件放置在數(shù)控機床內，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，操作機器人退出數(shù)控機床單元，開始加工；

8）操作機器人將精加工后的工件旋轉至工件清理單元進行清理，清理完成后，操作機器人將工件取出；

9）操作機器人旋轉至打標單元，空抓手取出己打標工件，另一抓手在打標工位放入新件，操作機器人退出；

10）操作機器人旋轉至成品料道，將加工好工件放到成品輸送單元上，輸送進入下一工序;

11）操作機器人重復以上的動作，保證自動線正常運行。

本發(fā)明的有益效果是：與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的一種石油油套管接箍智能生產系統(tǒng)及生產方法，以六軸機器人為主要執(zhí)行部件，操作機器人至少有兩組抓手，實現(xiàn)在一次動作中同時完成上料、下料兩個工序，提高生產效率；同時在操作機器人的工作圓周范圍內充分利用空間合理布置車床單元、鋸床單元、輸送單元、清理單元等生產工序單元，通過一個操作機器人的有序利用，提高了生產效率，提供產品質量，改善現(xiàn)場的環(huán)境質量，進行石油油套管接箍智能化生產制造。

附圖說明

圖1為石油油套管接箍智能生產系統(tǒng)示意圖；

圖2為清理單元結構示意圖；

圖3為坯料輸送單元結構示意圖；

1鋸床單元進料軌道、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熱風烘干單元、4操作機器人、41抓手、5車床單元、6打標單元、7數(shù)控加工單元、8坯料輸送單元、81機架、82驅動電機、83支撐臺、84導正氣缸、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操作機器人控制器。

具體實施方式

為使本發(fā)明實施例的目的、技術方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例。通常在此處附圖中描述和示出的本發(fā)明實施例的組件可以以各種不同的配置來布置和設計。因此，以下對在附圖中提供的本發(fā)明的實施例的詳細描述并非旨在限制要求保護的本發(fā)明的范圍，而是僅僅表示本發(fā)明的選定實施例。基于本發(fā)明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。

應注意到：相似的標號和字母在下面的附圖中表示類似項，因此，一旦某一項在一個附圖中被定義，則在隨后的附圖中不需要對其進行進一步定義和解釋。

發(fā)明解決其技術問題所采取的技術方案是：一種石油油套管接箍智能生產系統(tǒng)及生產方法，所述的石油油套管接箍智能生產系統(tǒng)包括操作機器人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、打標單元6、11總控柜及安全圍欄9，所述的操作機人4設置在生產系統(tǒng)的中心位置，操作機器人4的工作半徑可以覆蓋生產系統(tǒng)的各個功能單元，操作機器人4為六軸關節(jié)式機器人，所述操作機器人4至少包含兩個抓手41和一個機器人控制器12，可以單獨工作，提高工作效率；所述的鋸床單元2設置在管坯存放區(qū)一側，用于初步切割毛坯件，所述鋸床單元2的輸入端設置有鋸床單元進料軌道1，所述的鋸床單元2的輸出端設置有坯料輸送單元8，所述的工件清理單元3沿著操作機器人4的工作圓周方向設置在鋸床單元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沿著操作機器人4的工作圓周方向設置在工件清理單元3的后部，用于工件的初加工；所述的數(shù)控加工單元7沿著操作機器人4的工作圓周方向設置在車床單元5的后部，用于對工件進行精加工；所述的打標單元6設置在車床單元5與數(shù)控加工單元7的中間區(qū)域，用于工件標識；所述的成品輸送單元10設置在數(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設置在生產系統(tǒng)的外圍，用于將生產系統(tǒng)進行隔離；所述的總控柜11設置在安全圍欄9的外部，用于系統(tǒng)各單元運行的控制。

作為優(yōu)化，所述的操作機器人4含有兩個抓手41，以實現(xiàn)在一次動作中同時完成上料、下料兩個工序，提高生產效率；所述的操作機器人4的第六軸可以實現(xiàn)工件的翻轉與掉頭。

作為優(yōu)化，所述的坯料輸送單元8包括機架81、驅動電機82及輸送軌，所述的機架81上設置有工件檢測單元85，用于檢測有無工件，協(xié)調切割單元的物料輸送情況；機架81的側部設置有導正氣缸84，用于工件定位；所述的機架81下部設置有固定支撐86，所述固定支撐86上設置有頂升裝置，便于機器人抓取。

作為優(yōu)化，所述的頂升裝置包括氣缸87和設置在氣缸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，所述的機架81側部至少一側設置有導正氣缸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為設置有密封門的密閉空間，所述的磁性加持裝置34設置在殼體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生磁性，實現(xiàn)工件的固定；所述的殼體33下部設置有斜板35，斜板35底部設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設置在氣缸31的輸出端，可以根據工件的大小形狀，調整噴管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，所述的熱風烘干單元39利用熱風進行烘干。

作為優(yōu)化，所述的噴管32裝置的每一個噴頭都設置有閥門，根據工件的大小形狀，調整開啟閥門的數(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、熱風烘干單元39可以同時作用于工件，也可以根據工件的不同，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上設置有工件檢測單元，用于檢測工件是否缺失。

結合附圖1、2、3，在本實施例中，工件加工的步驟如下：

1）在管坯存放在上料區(qū)內，天車將管坯放入鋸床單元2的鋸床單元進料軌道1上，工件送到位后，鋸床單元2加緊裝置進行加緊，加緊后進行坯料切割;

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的導正氣缸84對切割完的毛坯進行定位，定位后氣缸84退回；頂升裝置托舉工件升起，等待操作機器人抓取;

3）操作機器人4旋轉至上料位，第一抓手41抓取毛坯后旋轉至車床單元5，放置在工位內，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，操作機器人4退出車床，車床開始加工；

5）操作機器人4旋轉至工件清理單元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，操作機器人4退出；清理完成后，操作機器人將清理后的粗加工工件取出；

6）操作機器人4旋轉至數(shù)控加工單元7前將清理后的工件放置在數(shù)控機床內，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，操作機器人4退出數(shù)控機床單元7，開始加工；

8）操作機器人4將精加工后的工件旋轉至工件清理單元3進行清理，清理完成后，操作機器人4將工件取出；

9）操作機器人4旋轉至打標單元6，空抓手41取出己打標工件，另一抓手41在打標工位放入新件，操作機器人4退出；

10）操作機器人4旋轉至成品料道，將加工好工件放到成品輸送單元10上，輸送進入下一工序;

11）操作機器人4重復以上的動作，保證自動線正常運行。

其中操作機器人4的運行軌跡由操作機器人控制器12進行控制；生產系統(tǒng)工作次序通過總控柜12實現(xiàn)控制。

在將加工的工件進行清理時，操作機器人將工件運送至工件清理單元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生磁性，實現(xiàn)工件的固定，根據對不同工件的設置，分別利用壓縮空氣清洗單元37、清洗液單元38、熱風烘干單元39對工件進行不同的清理，壓縮空氣單元37采用0.5mp氣體對工件進行吹送，所述的清洗液單元38利用清洗液清洗油污，所述的熱風烘干單元39利用熱風進行烘干，另外，在噴管32設置在氣缸31的輸出端，可以根據工件的大小形狀，調整噴管32的位置；噴管32裝置的每一個噴頭都設置有閥門，根據工件的大小形狀，調整開啟閥門的數(shù)量；清理的垃圾通過設置在殼體33下部的斜板35，斜板35底部設置有可移動的清理箱36,將收集的垃圾運送走。

上述具體實施方式僅是本發(fā)明的具體個案，本發(fā)明的專利保護范圍包括但不限于上述具體實施方式的產品形態(tài)和式樣，任何符合本發(fā)明權利要求書的且任何所屬技術領域的普通技術人員對其所做的適當變化或修飾，皆應落入本發(fā)明的專利保護范圍。