對于為石油和能源公司提供服務的加工車間而言，所謂的好消息就是：他們的工作十分繁忙。但由此造成的負面影響是，這些車間往往沒有時間研究和制定新的加工戰略，因為他們一直是在滿負荷的條件下工作。這是Okuma大隈公司技術資源部主任Gayle Vollmer先生對加工車間的一種看法。

圖1  這套自動化的鉆油管線連接套生產加工單元可在11min內完成整個連接套的加工

現以一種使用于鉆油管路之間的連接套的生產為例，這種連接套采用傳統的手工加工時，操作員將工件安裝到相對比較陳舊的設備上，這時，操作員不僅需要搬動這些很重的連接套，而且在其車削加工和螺紋加工操作過程中，他們還面臨如何有效控制切屑的挑戰問題。除此之外，連接套的內徑、外經和螺紋必須進行精確的加工，否則通過它們連接在一起的管路很容易引起泄漏。

Vollmer先生說，直到最近他們才開始創建一種專門用于生產這類連接套的自動化系統，因為他們發現市場對精密連接套的需求已經越來越大。于是Okuma公司與THINC Partners公司合作，決定采用立式和臥式車床、龍門式機器人和傳送帶系統開發一套鉆油管線連接套自動化生產加工單元。

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

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

連接套的無人化生產

這套自動化生產系統由一個Fanuc公司的高架龍門式機器人組成，它可在機床內外安裝雙倍長度的連接套毛坯件。采用高架式龍門結構有利于節約寶貴的車間內地面空間。

連接套內徑和外徑的粗、精加工操作是在Okuma LOC-650型4軸車床上進行的。這一車床還可用來切斷連接套毛坯件，將它切分成兩個10in（1in=25.4mm）長的連接套（圖中所示的連接套成品直徑為9 5/8 in）。然后通過傳送帶，將工件傳送到Okuma Konan V80R型石油工業專用立式車床（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程中形成的切屑。這兩臺機床均配置Schunk“石油工業”專用卡盤。

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

由于采用了經過改良的V80R型機床適配器和來自ChipBlaster公司的高壓、高流量冷卻液循環系統，因此螺紋加工操作中產生的切屑將會自動地從工件上掉落下來，然后通過冷卻液沖洗帶走。從精密導向噴嘴中噴射出來的冷卻液流可幫助打碎切屑，并將切屑從機床上沖走。螺紋加工結束以后，工件從加工單元傳送到計量站，并在那里用Marposs計量裝置檢測其螺紋和直徑。連接套在加工單元上的車削、螺紋攻絲和傳送過程所需的整個周期只需11min。

這種單元式生產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的、在雙零件操作中會發生的“空白”現象。除了提高了生產速度之外，該加工單元還可省去1~2min的鋸切操作時間。