Automatisierte Produktion von Ölbohrkupplungen

Die gute Nachricht für Geschäfte, die Öl- und Energieunternehmen bedienen, ist, dass sie beschäftigt sind. Der Nachteil dabei ist, dass sie oft keine Zeit haben, neue Bearbeitungsstrategien zu erforschen und zu integrieren, weil sie voll ausgelastet sind, schlägt Gayle Vollmer, Director of Technical Resources bei Okuma, vor.

Nehmen Sie die Herstellung von Kupplungen, die verwendet werden, um Längen von Ölbohrrohren zu verbinden. Die Kupplungsbearbeitung wurde traditionell manuell durchgeführt, wobei Bediener Werkstücke in relativ alte Geräte geladen haben. Diese schweren Kupplungen sind für den Bediener schwierig zu handhaben, und die Spankontrolle während der erforderlichen Dreh- und Gewindeschneidvorgänge kann eine Herausforderung darstellen. Außerdem müssen der ID, AD und die Gewinde der Kupplungen genau bearbeitet werden, damit die Rohre, die sie verbinden, nicht lecken.

Bis vor kurzem sei noch kein automatisiertes System zur Herstellung dieser Kupplungen geschaffen worden, sagt Herr Vollmer. Da die Nachfrage nach Präzisionskupplungen jedoch steigt, haben Okuma und die Partner von THINC beschlossen, eine automatisierte Produktionszelle für Kupplungen mit vertikalen und horizontalen Drehmaschinen, einem Portalroboter und einem Fördersystem zu entwickeln.

Die Zelle wurde in der Anlage von Partners in THINC in Charlotte, North Carolina, gebaut und getestet. Nach Experimentieren mit verschiedenen Werkzeugen, Kühlmitteln, Kühlmitteldrücken und Bearbeitungspraktiken konnten die Partner das Hauptproblem der Spanansammlung während der Dreh- und Gewindeschneidoperationen lösen.

Unbeaufsichtigte Kupplungsproduktion

Der automatisierte Fertigungsprozess beginnt mit einem Fanuc-Portalroboter, der doppelt lange Kupplungsrohlinge in die Maschinen ein- und auslädt. Das obenliegende Portaldesign spart wertvolle Stellfläche.

Die Schrupp- und Endbearbeitungsvorgänge für den Innen- und Außendurchmesser der Kupplung werden auf einer vierachsigen Ölland-Drehmaschine Okuma LOC-650 durchgeführt. Diese Drehmaschine führt auch den Trennvorgang durch, der den Rohling in zwei 10 Zoll lange Kupplungen trennt (die fertige Kupplung unten hat einen Durchmesser von 9 5/8 Zoll). Die Werkstücke werden dann über ein Förderband zu einer Vertikaldrehmaschine (VTL) Okuma Konan V80R transportiert. Die vertikale Spindelausrichtung der V80R unterstützt die Späneabfuhr während Dreh- und Gewindeschneidoperationen. Beide Maschinen sind mit einem Schunk „Ölland“-Spannfutter ausgestattet.

Die beim Gewindeschneiden erzeugten Späne fallen und fließen dank des modifizierten Werkzeugadapters der V80R und des ChipBlaster-Hochdruck-Kühlmittelsystems mit hohem Volumen vom Werkstück weg. Der Kühlmittelfluss aus präzise ausgerichteten Düsen hilft, die Späne zu zerkleinern und aus der Maschine zu spülen. Nach dem Einfädelvorgang wird das Werkstück aus der Zelle herausbefördert und zu einer Messstation geliefert, wo ein Marposs-Messgerät seine Gewinde und Durchmesser prüft. Die Zykluszeit zum Drehen, Einfädeln und Ausgeben einer fertigen Kupplung aus der Zelle beträgt nur 11 Minuten.

Dieses zellulare Fertigungsverfahren ermöglicht das komplette Außendrehen in einem Arbeitsgang. Dies trägt dazu bei, die hochpräzisen Gewindeschneidanforderungen zu erfüllen, indem die unerwünschte Übergangslinie vermieden wird, die bei einem zweiteiligen Vorgang auftritt. Neben der Erhöhung der Produktionsgeschwindigkeit macht die Zelle einen 1- bis 2-minütigen Sägevorgang überflüssig.