[發明專利]一種密封環的智能化自適應加工方法

在審

• 申請號: 202010943369.1
• 申請日: 2020-09-09
• 公開（公告）號: CN114227145A
• 公開（公告）日: 2022-03-25
• 發明（設計）人: 杜可普;郭昂;徐鳳瓊;徐佳娣;何軍國;鄭向遠;段夢蘭
• 申請（專利權）人: 南陽二機石油裝備集團股份有限公司
• 主分類號: B23P15/00
• 分類號: B23P15/00;B23Q7/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明提供了一種密封環的智能化自適應加工方法，密封環采用三維CT測量設備進行內部和外形掃描，信息自動傳輸至專家系統進行提前分析處理，智能加工中心利用傳感器、視覺系統在裝夾、加工、檢測過程中，實現自身控制系統與專家系統信息實時交換處理，對加工過程中異常依托專家系統自動處理，設置立體倉庫保證物料存儲，物料周轉設置有轉運機器人和工位機器人，標記系統可記錄密封環物料的追溯標記，對毛坯及加工過程缺陷利用3D打印系統進行修復，整個加工過程依托專家系統，依靠已有經驗信息和實時加工信息，進行人工智能自學習自優化，設置輸入輸出和故障應急保證一定范圍自適應，密封環物料、信息智能整合保證整體質量，提高加工效率。

技術領域

本發明涉及水下生產系統連接器制造技術領域，具體涉及一種密封環的智能化自適應加工方法。

背景技術

水下連接器是適用于海洋深水油氣田開發工程的配套部件，密封環用于上轂座、下轂座之間，根據需要連接器配套多件密封環, 為適應不同水下管匯連接，密封環根據連接器的尺寸不同，形成一系列結構類似尺寸不同產品。由于深海水下產品特殊使用要求，為保證水下連接器整體結構工作可靠，采用有一定強度的耐蝕鎳基合金材料，密封環設計為多曲面組合結構，這些對水下連接器密封環加工制造都帶來了難度，常規制造方法為單件多工序加工。

常規制造方法中存在以下問題：密封環材料為鎳基合金，該材料在切削過程中表現出切削溫度高、加工硬化現象嚴重、易形成積屑瘤、塑性變形抗力大、表面質量和精度不易保證等特點。要求刀具材料不僅具有高的強度和韌性，而且要具備高的導熱性能和抗熱震性及紅硬性高、耐磨、抗粘接、抗擴散和抗氧化磨損性好。一般采用非常低的切削速度，這種特殊材料導致整體加工效率低，增加較多成本；密封環的特殊結構，為保證連接器密封結構可靠，在密封環上設計油孔，便于密封環快速更換。另外，還設計了二次密封環槽，變位密封面等，這種結構導致制造、檢測困難，增加了中間檢測和維修成本。

發明內容

為避免上述問題，本發明的目的在于提供一種密封環的智能化自適應加工方法，其加工方法是以批量多種毛坯根據最新加工技術，減少人工干預，實現智能加工，且能適應系列不同尺寸工件，降低整體制造成本的加工方法，使密封環滿足設計使用要求。

為達到上述目的，本發明采取的技術方案是：一種密封環的智能化自適應加工方法，包括立體倉庫系統、轉運機器人、三維CT測量系統、智能加工中心、3D打印系統、標記系統及專家系統，轉運機器人自動取出立體倉庫系統中密封環毛坯，三維CT測量系統對毛坯進行掃描建模，形成的數據自動與專家系統中輸入的密封環零件三維模型比對分析處理；對檢測合格的密封環毛坯，自動調取專家系統工藝裝夾方案、刀具、工裝信息，一并傳輸自動生成每個零件的數控加工程序至智能加工中心；對檢測不合格的密封環毛坯，根據缺陷位置調取專家系統，判定是否可修復，如可修復的表面缺陷轉至3D打印系統直接進行表面堆焊修復，如可修復的內部缺陷調取專家系統分析后，借用余量形成特定裝夾方案，智能加工中心加工至缺陷位置由專家系統控制自動轉至3D打印設備進行缺陷堆焊修復，如不可修復毛坯由專家系統控制轉運機器人轉至標記系統做追溯標記后最終轉至立體倉庫系統不合格品區；智能加工中心結合專家系統，對毛坯進行加工，在切削加工過程中實時記錄各工藝數據并反饋給專家系統，由專家系統通過智能優化算法和各傳感器及視覺系統，自動調整機床切削參數實現高效率加工；加工完成后密封環在線檢測合格后，由專家系統控制轉運機器人轉至標記系統做出成品標記；如加工過程出現異常，由專家系統判定可修復的轉至3D打印系統進行缺陷堆焊修復，并優化后續加工程序重新加工，如不可修復毛坯由專家系統控制轉運機器人轉至標記系統做追溯標記后最終轉至立體倉庫系統不合格品區。關于所述密封環的智能化自適應加工方法包括以下組成系統：

1) 立體倉庫系統：所述密封環物料存儲，由專家系統統一控制。立體倉庫根據物料特性劃分為不同功能區，分別存儲毛坯、成品及待處理和不合格品，與外部物料周轉通過轉運機器人實現。

2）轉運機器人：所述密封環物料周轉，自身控制系統和專家系統結合實現物料的智能周轉。