對(duì)于為石油和能源公司提供服務(wù)的加工車間而言，所謂的好消息就是：他們的工作十分繁忙。但由此造成的負(fù)面影響是，這些車間往往沒(méi)有時(shí)間研究和制定新的加工戰(zhàn)略，因?yàn)樗麄円恢笔窃跐M負(fù)荷的條件下工作。這是Okuma大隈公司技術(shù)資源部主任Gayle Vollmer先生對(duì)加工車間的一種看法。

圖1  這套自動(dòng)化的鉆油管線連接套生產(chǎn)加工單元可在11min內(nèi)完成整個(gè)連接套的加工

現(xiàn)以一種使用于鉆油管路之間的連接套的生產(chǎn)為例，這種連接套采用傳統(tǒng)的手工加工時(shí)，操作員將工件安裝到相對(duì)比較陳舊的設(shè)備上，這時(shí)，操作員不僅需要搬動(dòng)這些很重的連接套，而且在其車削加工和螺紋加工操作過(guò)程中，他們還面臨如何有效控制切屑的挑戰(zhàn)問(wèn)題。除此之外，連接套的內(nèi)徑、外經(jīng)和螺紋必須進(jìn)行精確的加工，否則通過(guò)它們連接在一起的管路很容易引起泄漏。

Vollmer先生說(shuō)，直到最近他們才開(kāi)始創(chuàng)建一種專門用于生產(chǎn)這類連接套的自動(dòng)化系統(tǒng)，因?yàn)樗麄儼l(fā)現(xiàn)市場(chǎng)對(duì)精密連接套的需求已經(jīng)越來(lái)越大。于是Okuma公司與THINC Partners公司合作，決定采用立式和臥式車床、龍門式機(jī)器人和傳送帶系統(tǒng)開(kāi)發(fā)一套鉆油管線連接套自動(dòng)化生產(chǎn)加工單元。

該加工單元經(jīng)由位于北卡州Charlotte市Partners公司THINC工廠的制造和試驗(yàn)。在采用不同的刀具、冷卻液、冷卻壓力和加工實(shí)踐試驗(yàn)以后，Partners公司解決了在車削和螺紋攻絲操作過(guò)程中形成的切屑堆積等主要問(wèn)題。

圖2  采用立式車削加工可以很容易使螺紋加工操作過(guò)程
中產(chǎn)生的切屑從工件上掉落下來(lái)，然后由冷卻液沖洗帶走

連接套的無(wú)人化生產(chǎn)

這套自動(dòng)化生產(chǎn)系統(tǒng)由一個(gè)Fanuc公司的高架龍門式機(jī)器人組成，它可在機(jī)床內(nèi)外安裝雙倍長(zhǎng)度的連接套毛坯件。采用高架式龍門結(jié)構(gòu)有利于節(jié)約寶貴的車間內(nèi)地面空間。

連接套內(nèi)徑和外徑的粗、精加工操作是在Okuma LOC-650型4軸車床上進(jìn)行的。這一車床還可用來(lái)切斷連接套毛坯件，將它切分成兩個(gè)10in（1in=25.4mm）長(zhǎng)的連接套（圖中所示的連接套成品直徑為9 5/8 in）。然后通過(guò)傳送帶，將工件傳送到Okuma Konan V80R型石油工業(yè)專用立式車床（VTL）上車削加工。V80R的立軸安置方向有助于排除在車削和攻絲操作過(guò)程中形成的切屑。這兩臺(tái)機(jī)床均配置Schunk“石油工業(yè)”專用卡盤。

圖3  從圖中可以看到龍門式機(jī)器人和零件傳送
帶，這兩種裝置免除了機(jī)械操作工的繁重體力勞動(dòng)

由于采用了經(jīng)過(guò)改良的V80R型機(jī)床適配器和來(lái)自ChipBlaster公司的高壓、高流量冷卻液循環(huán)系統(tǒng)，因此螺紋加工操作中產(chǎn)生的切屑將會(huì)自動(dòng)地從工件上掉落下來(lái)，然后通過(guò)冷卻液沖洗帶走。從精密導(dǎo)向噴嘴中噴射出來(lái)的冷卻液流可幫助打碎切屑，并將切屑從機(jī)床上沖走。螺紋加工結(jié)束以后，工件從加工單元傳送到計(jì)量站，并在那里用Marposs計(jì)量裝置檢測(cè)其螺紋和直徑。連接套在加工單元上的車削、螺紋攻絲和傳送過(guò)程所需的整個(gè)周期只需11min。

這種單元式生產(chǎn)加工法只需一次操作就可完成外徑車削加工。這有助于滿足高精度螺紋攻絲操作的要求，可避免人們所不希望出現(xiàn)的、在雙零件操作中會(huì)發(fā)生的“空白”現(xiàn)象。除了提高了生產(chǎn)速度之外，該加工單元還可省去1~2min的鋸切操作時(shí)間。