一种钻杆自动化生产线及方法技术

本发明专利技术涉及一种钻杆自动化生产线及方法，属于地质勘察钻杆加工技术领域。技术方案是：两台所述数控车床（3）之间设有从后至前依次设置的钻杆坯料仓（10）、排放料床（9）、钻杆坯料推送装置（8）、钻杆坯料调整装置（20）以及成品仓（7）；两台所述数控车床（3）的上方设有运送装置支架（12），运送装置左右滑动设置在运送装置支架（12）上，运送装置与两台所述数控车床（3）的加工中心线平行布置。本发明专利技术的有益效果为：生产线整体结构紧凑，减小占地面积；同时将运送装置做出改进，使其不仅起到运输功能还能与定位推进机构配合起到推送和夹紧钻杆坯料的功能，能够快速的将钻杆坯料送进数控车床的主轴孔中。孔中。孔中。

【技术实现步骤摘要】
一种钻杆自动化生产线及方法


[0001]本专利技术涉及一种钻杆自动化生产线及方法，特别适用于1.5米及以下长度钻杆的加工，属于地质勘察钻杆加工


技术介绍

[0002]在地质岩芯钻探取芯施工中，钻杆是一种消耗性材料，用于连接钻机地表设备和位于钻井底端钻磨设备或底孔装置。钻杆的用途是提升或降低、旋转钻头或底孔装置，传递旋转动力。并将钻探泥浆输送到孔底，冷却钻头携带岩石碎屑等。常规钻杆长度有1.5米和3米，1.5米钻杆需要经过多道加工工艺，其中最主要的就是钻杆螺纹的加工，传统1.5米钻杆螺纹加工上料，需要人工手动将1.5米钻杆毛坯穿进数控车床主轴孔内，两端卡盘手动夹紧卡盘爪，夹紧1.5米钻杆毛坯，启动数控车床加工一端钻杆螺纹，加工完一端时，用盒尺测量划线确定钻杆全长，然后人工松动两端卡盘，人工将1.5米钻杆毛坯从数控车床主轴孔内取出掉头，再加工1.5米钻杆全长及另一端螺纹。整个加工过程的辅助时间主要消耗在人工上下1.5米钻杆毛坯以及夹紧过程，机床上下钻杆需要人工搭抬，由操作者将毛坯穿进主轴孔，卡紧卡盘，用卷尺手动测量调整钻杆长度。每台机床需要配备两名操作者，劳动强度大、生产效率低。成品钻杆加工精度较差。
[0003]中国专利CN202211092602.5，名称为一种钻杆自动化生产线及方法，其生产线的布局方式及具体结构适用于3米钻杆的生产，而不适用于1.5米及以下钻杆的生产。因3米钻杆的长度问题，其生产线的结构更为复杂，而1.5米钻杆的长度较小，可以通过改变生产线的布局方式，使得整个生产线更为紧凑，减小占地面积。以1.5米钻杆为例，1.5米钻杆标准全长为1545mm，对于3米钻杆生产线的运送机器人机械手来说，夹取1.5m钻杆毛坯，只能夹取钻杆头，必须加大加紧力，而且悬臂过长，使悬臂端头的位置变化较大，送入数控车床主轴孔变的困难，钻杆头经常撞击卡盘爪。造成钻杆定位不准或钻杆螺纹磕碰，影响钻杆加工质量。并且该专利中的辅助扶正装置属于三点定心扶正方式，对钻杆起定心扶正作用，而1.5米钻杆可供加持的长度仅95
‑
105mm，1.5米钻杆本身伸出卡盘的长度不大，使用定心扶正的意义不大，而且调整不好时与主轴孔偏心还对钻杆产生不好的影响。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是提供一种钻杆自动化生产线及方法，布局更加紧凑，适用于1.5米及以下钻杆的生产，实现加工全过程中自动上下料，自动进行钻杆两端螺纹的加工，降低操作的劳动强度，提高生产效率，提高产品精度等级，解决
技术介绍
存在的上述问题。
[0005]本专利技术的技术方案是：一种钻杆自动化生产线，包含相对成一线布置的两台数控车床，两台数控车床结构相同；每台数控车床端部的加工中心线上分别设置前液压卡盘和后液压卡盘，两台所述数控车床之间设有从后至前依次设置的钻杆坯料仓、排放料床、钻杆坯料推送装置、钻杆坯料调整装置以及成品仓；两台所述数控车床的上方设有运送装置支架，运送装置左右滑动
设置在运送装置支架上，运送装置与两台所述数控车床的加工中心线平行布置；所述钻杆坯料仓用于储存钻杆坯料，钻杆坯料仓内的钻杆坯料进入排放料床，在排放料床上铺放；所述钻杆坯料推送装置将排放料床上的钻杆坯料逐个推送至钻杆坯料调整装置内；所述运送装置将钻杆坯料调整装置上的钻杆坯料运送至其中一台数控车床处进行一端螺纹加工，加工完成后，运送装置将半成品钻杆运送至另一台数控车床处进行另一端螺纹加工，加工完成后，运送装置将成品钻杆运送至成品仓处。
[0006]进一步地，所述运送装置为两组，分别为运送装置一和运送装置二，运送装置一与运送装置二成镜像对称布置，结构相同；运送装置支架上设有齿条和直线导轨副，运送装置一和运送装置二共同安装于运送装置支架上，通过齿条可沿直线导轨副左右运动；所述运送装置二由滑板二、左滑轨二、右滑轨二、拖链二、电机及减速箱二、右夹爪总成二和左夹爪总成二组成；所述滑板二把合于直线导轨副的滑块上，随滑块一同沿直线导轨副运动；滑板二上设有电机及减速箱二，电机及减速箱二输出端通过齿轮与齿条啮合，为滑板二运动提供动力；滑板二上方安装拖链二，拖链二内部安装电缆和润滑管；滑板二上还安装左滑轨二和右滑轨二，左滑轨二和右滑轨二可沿滑板二上下运动，左滑轨二和右滑轨二下端分别安装左夹爪总成二和右夹爪总成二；所述右夹爪总成二由夹爪体二A、安装销二、定位块二、旋转推板二、接近开关二、压缩弹簧二、销轴二和夹紧爪二组成；夹爪体二A安装于右滑轨二下端，夹爪体二A下端安装一组夹紧爪二A，用于夹紧钻杆坯料；夹爪体二A左侧通过销轴二铰接旋转推板二；夹爪体二A与旋转推板二之间安装有压缩弹簧二及安装销二，用于旋转推板二复位；压缩弹簧二上部分别安装定位块二和接近开关二，用于限制旋转推板二旋转角度；所述左夹爪总成二包含夹爪体二B和夹紧爪二B，夹爪体二B安装于左滑轨二下端，夹爪体二B下端安装一组夹紧爪二B，用于夹紧钻杆坯料。
[0007]进一步地，两台所述数控车床的加工中心线上均设有定位推进机构；定位推进机构由活顶尖、导轨支架、导向架、滑座、圆导向导轨二、防护罩、大齿轮、传动丝杠一、传动丝母、小齿轮、减速器、伺服电机、滑动套筒、压缩空气接口和定位推进机构主体组成；所述定位推进机构主体固定于安装支架上，定位推进机构主体上把合固定有减速器，减速器与伺服电机连接，减速器输出端安装小齿轮，小齿轮与大齿轮组成齿轮副，齿轮副外面安装有防护罩；大齿轮与传动丝杠一通过平键及圆螺母连接为一体；滑动套筒安装于定位推进机构主体主轴孔内，传动丝母设置在滑动套筒一端，传动丝杠一螺纹连接在传动丝母上并伸入到滑动套筒内，传动丝杠一和传动丝母组成直线移动副，滑动套筒外设有导向架，导向架上设有活顶尖，活顶尖的中心线与数控车床的加工中心线相重合，传动丝母、滑动套筒、导向架和活顶尖安装组装到一起，共同组成移动部件；滑座把合在导向架上，与圆导向导轨二组成滑动副；圆导向导轨二通过导轨支架与定位推进机构主体连接成一个整体；导向架上还安装压缩空气接口，压缩空气接口与活顶尖中心空腔组成压缩空气联通通道，对半成品钻杆或成品钻杆的内孔吹出压缩空气，去除半成品钻杆或成品钻杆内壁粘滞的加工铁屑和切削液。
[0008]进一步地，每台所述数控车床的后液压卡盘与定位推进机构之间均设有辅助扶正装置；所述辅助扶正装置由液压缸、圆导向导轨一、导向套一、扶正轮座、扶正轮、扶正轮轴和安装支架组成；所述扶正轮通过扶正轮轴固定到扶正轮座上，扶正轮座上安装两套扶正
轮轴和扶正轮，组成扶正轮座总成；扶正轮座底部还安装有两条圆导向导轨一，两条圆导向导轨一与安装支架上相应的导向套一组成导轨副，使扶正轮座总成可上下滑动，其运动动力由液压缸提供，液压缸安装在安装支架上，其活塞杆与扶正轮座总成固定连接。
[0009] 进一步地，所述后液压卡盘由液压卡盘安装法兰盘、 液压卡盘、回转密封、后法兰盖、锁紧螺母和紧定螺钉组成，所述锁紧螺母和液压卡盘安装法兰盘依次装配到机床主轴上，液压卡盘安装法兰盘通过紧定螺钉及锁紧螺母固定在机床主轴上，所述液压卡盘安装到液压卡盘安装法兰盘的法兰端，液压卡本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种钻杆自动化生产线，包含相对成一线布置的两台数控车床（3），两台数控车床（3）结构相同；每台数控车床（3）端部的加工中心线上分别设置前液压卡盘（2）和后液压卡盘（4），其特征在于：两台所述数控车床（3）之间设有从后至前依次设置的钻杆坯料仓（10）、排放料床（9）、钻杆坯料推送装置（8）、钻杆坯料调整装置（20）以及成品仓（7）；两台所述数控车床（3）的上方设有运送装置支架（12），运送装置左右滑动设置在运送装置支架（12）上，运送装置与两台所述数控车床（3）的加工中心线平行布置；所述钻杆坯料仓（10）用于储存钻杆坯料（11），钻杆坯料仓（10）内的钻杆坯料（11）进入排放料床（9），在排放料床（9）上铺放；所述钻杆坯料推送装置（8）将排放料床（9）上的钻杆坯料（11）逐个推送至钻杆坯料调整装置（20）内；所述运送装置将钻杆坯料调整装置（20）上的钻杆坯料（11）运送至其中一台数控车床（3）处进行一端螺纹加工，加工完成后，运送装置将半成品钻杆运送至另一台数控车床（3）处进行另一端螺纹加工，加工完成后，运送装置将成品钻杆运送至成品仓（7）处。2.根据权利要求1所述的一种钻杆自动化生产线，其特征在于：所述运送装置为两组，分别为运送装置一（14）和运送装置二（15），运送装置一（14）与运送装置二（15）成镜像对称布置，结构相同；运送装置支架（12）上设有齿条（13）和直线导轨副（16），运送装置一（14）和运送装置二（15）共同安装于运送装置支架（12）上，通过齿条（13）可沿直线导轨副（16）左右运动；所述运送装置二（15）由滑板二（15
‑
A）、左滑轨二（15
‑
B）、右滑轨二（15
‑
C）、拖链二（15
‑
D）、电机及减速箱二（15
‑
E）、右夹爪总成二（15
‑
F）和左夹爪总成二（15
‑
G）组成；所述滑板二（15
‑
A）把合于直线导轨副（16）的滑块上，随滑块一同沿直线导轨副（16）运动；滑板二（15
‑
A）上设有电机及减速箱二（15
‑
E），电机及减速箱二（15
‑
E）输出端通过齿轮与齿条（13）啮合，为滑板二（15
‑
A）运动提供动力；滑板二（15
‑
A）上方安装拖链二（15
‑
D），拖链二（15
‑
D）内部安装电缆和润滑管；滑板二（15
‑
A）上还安装左滑轨二（15
‑
B）和右滑轨二（15
‑
C），左滑轨二（15
‑
B）和右滑轨二（15
‑
C）可沿滑板二（15
‑
A）上下运动，左滑轨二（15
‑
B）和右滑轨二（15
‑
C）下端分别安装左夹爪总成二（15
‑
G）和右夹爪总成二（15
‑
F）；所述右夹爪总成二（15
‑
F）由夹爪体二A（15
‑
F
‑
1）、安装销二（15
‑
F
‑
2）、定位块二（15
‑
F
‑
3）、旋转推板二（15
‑
F
‑
4）、接近开关二（15
‑
F
‑
5）、压缩弹簧二（15
‑
F
‑
6）、销轴二（15
‑
F
‑
7）和夹紧爪二A（15
‑
F
‑
8）组成；夹爪体二A（15
‑
F
‑
1）安装于右滑轨二（15
‑
C）下端，夹爪体二A（15
‑
F
‑
1）下端安装一组夹紧爪二A（15
‑
F
‑
8），用于夹紧钻杆坯料（11）；夹爪体二A（15
‑
F
‑
1）左侧通过销轴二（15
‑
F
‑
7）铰接旋转推板二（15
‑
F
‑
4）；夹爪体二A（15
‑
F
‑
1）与旋转推板二（15
‑
F
‑
4）之间安装有压缩弹簧二（15
‑
F
‑
6）及安装销二（15
‑
F
‑
2），用于旋转推板二（15
‑
F
‑
4）复位；压缩弹簧二（15
‑
F
‑
6）上部分别安装定位块二（15
‑
F
‑
3）和接近开关二（15
‑
F
‑
5），用于限制旋转推板二（15
‑
F
‑
4）旋转角度；所述左夹爪总成二（15
‑
G）包含夹爪体二B（15
‑
G
‑
1）和夹紧爪二B（15
‑
G
‑
8），夹爪体二B（15
‑
G
‑
1）安装于左滑轨二（15
‑
B）下端，夹爪体二B（15
‑
G
‑
1）下端安装一组夹紧爪二B（15
‑
G
‑
8），用于夹紧钻杆坯料（11）。3.根据权利要求2所述的一种钻杆自动化生产线，其特征在于：两台所述数控车床（3）的加工中心线上均设有定位推进机构（6）；定位推进机构（6）由活顶尖（6
‑
A）、导轨支架（6
‑
B）、导向架（6
‑
C）、滑座（6
‑
D）、圆导向导轨二（6
‑
E）、防护罩（6
‑
F）、大齿轮（6
‑
G）、传动丝杠一（6
‑
H）、传动丝母（6
‑
I）、小齿轮（6
‑
J）、减速器（6
‑
K）、伺服电机（6
‑
L）、滑动套筒（6
‑
M）、压缩
空气接口（6
‑
N）和定位推进机构主体（6
‑
P）组成；所述定位推进机构主体（6
‑
P）固定于安装支架（5
‑
G）上，定位推进机构主体（6
‑
P）上把合固定有减速器（6
‑
K），减速器（6
‑
K）与伺服电机（6
‑
L）连接，减速器（6
‑
K）输出端安装小齿轮（6
‑
J），小齿轮（6
‑
J）与大齿轮（6
‑
G）组成齿轮副，齿轮副外面安装有防护罩（6
‑
F）；大齿轮（6
‑
G）与传动丝杠一（6
‑
H）通过平键及圆螺母连接为一体；滑动套筒（6
‑
M）安装于定位推进机构主体（6
‑
P）主轴孔内，传动丝母（6
‑
I）设置在滑动套筒（6
‑
M）一端，传动丝杠一（6
‑
H）螺纹连接在传动丝母（6
‑
I）上并伸入到滑动套筒（6
‑
M）内，传动丝杠一（6
‑
H）和传动丝母（6
‑
I）组成直线移动副，滑动套筒（6
‑
M）外设有导向架（6
‑
C），导向架（6
‑
C）上设有活顶尖（6
‑
A），活顶尖（6
‑
A）的中心线与数控车床（3）的加工中心线相重合，传动丝母（6
‑
I）、滑动套筒（6
‑
M）、导向架（6
‑
C）和活顶尖（6
‑
A）安装组装到一起，共同组成移动部件；滑座（6
‑
D）把合在导向架（6
‑
C）上，与圆导向导轨二（6
‑
E）组成滑动副；圆导向导轨二（6
‑
E）通过导轨支架（6
‑
B）与定位推进机构主体（6
‑
P）连接成一个整体；导向架（6
‑
C）上还安装压缩空气接口（6
‑
N），压缩空气接口（6
‑
N）与活顶尖（6
‑
A）中心空腔组成压缩空气联通通道，对半成品钻杆或成品钻杆的内孔吹出压缩空气，去除半成品钻杆或成品钻杆内壁粘滞的加工铁屑和切削液。4.根据权利要求3所述的一种钻杆自动化生产线，其特征在于：每台所述数控车床（3）的后液压卡盘（4）与定位推进机构（6）之间均设有辅助扶正装置（5）；所述辅助扶正装置（5）由液压缸（5
‑
A）、圆导向导轨一（5
‑
B）、导向套一（5
‑
C）、扶正轮座（5
‑
D）、扶正轮（5
‑
E）、扶正轮轴（5
‑
F）和安装支架（5
‑
G）组成；所述扶正轮（5
‑
E）通过扶正轮轴（5
‑
F）固定到扶正轮座（5
‑
D）上，扶正轮座（5
‑
D）上安装两套扶正轮轴（5
‑
F）和扶正轮（5
‑
E），组成扶正轮座总成；扶正轮座（5
‑
D）底部还安装有两条圆导向导轨一（5
‑
B），两条圆导向导轨一（5
‑
B）与安装支架（5
‑
G）上相应的导向套一（5
‑
C）组成导轨副，使扶正轮座总成可上下滑动，其运动动力由液压缸（5
‑
A）提供，液压缸（5
‑
A）安装在安装支架（5
‑
G）上，其活塞杆与扶正轮座总成固定连接。5.根据权利要求4所述的一种钻杆自动化生产线，其特征在于：所述钻杆坯料仓（10）位于两台数控车床（3）中间靠后位置，与排放料床（9）相邻；所述钻杆坯料仓（10）由摆动仓板（10
‑
A）、丝杠固定销轴（10
‑
B）、电动机（10
‑
C）、减速箱（10
‑
D）、传动丝杠二（10
‑
E）、钻杆坯料仓框架（10
‑
F）、摆动仓板销轴（10
‑
G）、钻杆坯料护板（10
‑
H）和固定挡杆（10
‑
P）组成；钻杆坯料仓框架（10
‑
F）固定于地面上，其上安装有支架，摆动仓板（10
‑
A）一端通过摆动仓板销轴（10
‑
G）转动设置在支架上，摆动仓板（10
‑
A）另一端通过丝杠固定销轴（10
‑
B）与传动丝杠二（10
‑
E）组成转动副；摆动仓板（10
‑
A）的摆动动力由电动机（10
‑
C）提供，经减速箱（10
‑
D）及传动丝杠二（10
‑
E）传递给摆动仓板（10
‑
A），减速箱（10
‑
D）固定于钻杆坯料仓框架（10
‑
F）上；钻杆坯料仓框架（10
‑
...

【专利技术属性】
技术研发人员：何蕙岚，刘志强，高科，王久全，孙大力，卢敬利，丁向忠，候乐乐，袁晓璐，赵祥，吕晓东，
申请(专利权)人：吉林大学，
类型：发明
国别省市：