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石油管车丝生产线数控化改造

时间:2011-08-25 来源: 编辑: 点击:次 字体设置:

1 概述

TUBING石油管车丝生产线是70年代初从法国引进的,是用于加工石油管连接螺纹的专用生产线。它由两台NC车丝机床和自动上下料机构组成。经多年使用,机床控制器GE1060数控系统器件老化和损坏,维修十分困难,已无法保证正常的运行。1992年我们委托中国科学院沈阳计算技术研究所数控中心,用蓝天数控系统对第一台NC车丝机床及其上下料机构进行了数控技术改造。由于改造后效果良好,1996年又对生产线上的第二台NC车丝机床及其上下料机构进行了数控技术改造。改造后的机床提高了产品质量、提高了效率。该车丝生产线于1998年通过了API质量认证。

2 改造措施

针对该生产线的多年使用情况及其本身的机械、电气、液压特点,确定改造思路如下:
  • 用蓝天数控系统取代老化的GE1060数控系统,不仅恢复原数控机床的各种控制功能,而且还丰富了许多其它方面的功能。
  • 保留原生产线的机械、液压部分和伺服驱动装置,用光电编码器取代原旋转变压器作为位置反馈元件。
  • 用蓝天数控系统的内置式PC取代原继电器逻辑,提高了系统运行的稳定性和可靠性。

3 改造难点

  • 双刀架加工的同步问题 NC车丝机床包含X、U、Z三个坐标轴和一个主轴。其中X和U轴座在Z轴的溜板上。即Z轴为机床的纵向进刀,X和U轴分别为上、下刀架的横向进刀。在改造开始时,我们设计了双过程控制公用主轴的方案,结果无法实现双过程螺纹加工的编程。后经过修改控制方案,采用了同时公用主轴和Z轴的方法,圆满地解决了这一问题。
  • 双过程加工的编程问题 用数控系统的两个过程分别控制机床的上、下两个刀架,程序编制十分复杂。即何时同步、何时单独运行处理起来十分困难。为此,中科院沈阳计算技术研究所为我们编制了程序范本。对于不同的加工零件,只要在相关的程序段内填入加工数据即可完成,解决了双过程加工的编程问题。
  • 加工效率问题 在石油管加工过程中,有一个辅助刀架用于完成石油管的倒角加工。原控制方案是在上、下刀架返回零点后开始倒角。为了提高加工效率,我们利用蓝天数控的中间M码功能。在上、下刀架加工第二段螺纹的同时,完成倒角的加工动作,使一个加工循环从原来的32s提高到28s,大大地提高了生产效率。
  • 多次重复车丝问题 加工大口径石油管螺纹时,受机床功率的限制,需要进行多次重复车丝。这就存在一个多次车丝重复定位问题,这是一个技术难度很大的问题。经过我们和沈阳计算技术研究所的技术人员刻苦攻关,从数控系统的配置以及油管加工程序的编写等方面采取措施,终于攻克这一难关,解决了多次车丝问题。使该机床可以加工大口径石油管螺纹,增加了产品品种和效益。

4 结论

TUBING车丝生产线经数控技术改造后,提高了系统的整体技术性能,运行稳定可靠,效率提高了10%。几年来我们已加工石油管2万多吨,创利750万元。使用国产数控系统改造老生产线,解决了企业的难题,节省了大量的资金,对企业的发展有着十分重要的意义。 7年来,中国科学院沈阳计算技术研究所高档数控国家工程研究中心,一直负责这条生产线数控系统及电气的维修保养,有了问题及时赶到现场诊断解决,做到七年如一日,为企业的生产提供了可靠的技术支持和保障。这说明使用国产数控系统改造老设备,比使用国外系统有更大的优越性。
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