本发明涉及石油套管加工自动视觉检测数字化工厂领域。
背景技术：
石油钻井套管是一种高技术含量的关键管材，目前,国内生产线在效率上以及在质量上都满足不了我国石油工业日益发展的需要；20世纪90年代初，我国从日本进口的油井管材，价格每年递增20％，2000年以来，油井管材的价格日趋高涨，仅2000年第1季度，美国石油管材生产企业2次提价，第2次提价的幅度为s30～70美元/t。据估算，在塔里木每钻1口3400m的油井，成本为$1.1亿元，其中所需的油井管材费用占总成本的20％～30％。可见，油井管材对发展石油工业的重要地位。
我国加入wto以后，国际国内的竞争更加剧烈，因此，我国在大力发展自己的钻套管材生产线的同时，提高产品的质量和性能，增强在市场上的竞争力需求急逐上升；为此，尽快建设高水平、达到国际一流装备的石油专用管材生产线，大力发展我国自己的数字化、智能化套管生产线，改变套管螺纹生产过程中接触式检测现状，生产高质量、高精度的钻井套管，才能满足我国石油工业大力发展的需要。
技术实现要素：
本发明的目的是为了解决现有的套管生产效率低以及生产出的套管质量差的问题，提出了一种用于套管螺纹的自动视觉检测生产系统。
本发明所述的一种用于套管螺纹的自动视觉检测生产系统，其特征在于，包括翻转整平机构、红外图像检测系统、套管管材输送线、上料系统、数控车床、自动视觉检测系统、接箍机、切管机、打标机、称重测量系统、标识系统、静水压试验装置、成品输送线和中央信息处理系统；
所述翻转整平机构用于翻转套管管材，使得套管管材单根移动至套管管材输送线上；
所述套管管材输送线用于控制套管管材依次一根一根的移动至上料系统；
所述红外图像检测系统设置在套管管材输送线的上方；红外图像检测系统的质量信息输出端与带有中央信息处理系统的质量信息输入端相连；红外图像检测系统用于对移动中的每一根套管管材进行外观检测，并适时将套管管材外表面的质量信息传送到中央信息处理系统；
所述上料系统用于将套管管材输送至数控车床；
所述数控车床用于对套管管材进行螺纹加工；
所述自动视觉检测系统的检测信号输出端与中央信息处理系统的检测信号输入端相连，自动视觉检测系统用于对套管管材的螺纹进行检测；
所述接箍机用于对螺纹加工后的套管管材进行接箍；
所述打标机用于将接箍后的套管管材打标；
所述切管机的控制信号输入端与中央信息处理系统的控制信号输出端相连，切管机用于根据中央信息处理系统的控制信号对外观不合格的套管管材进行切割后再返回到数控车床对套管管材进行螺纹加工；
所述称重测量系统的质量信号输出端与中央信息处的质量信号输入端相连，称重测量系统用于测量外观合格的套管管材的质量，并根据其测量得出套管管材的长度；
所述标识系统用于对外观合格的套管管材进行涂漆；
所述静水压试验装置用于对涂漆后的套管管材进行质量检测；
所述成品输送线用于将质量合格的套管管材输送至成品库。
本发明的工作工艺流程为：由抓管机抓取待加工的套管管材放入翻转整平机构翻转整平机构内的套管管材因重力以及振动作用实现一端对齐，对齐后开始卸料，使得套管管材单根移动至套管管材输送线上，这时，红外图像检测系统对套管管材输送线上滚动中的每一根套管管材进行外观检测，并适时将套管管材外表面的凹坑、长度方向的弯曲、端部变形等质量信息传送到中央信息处理系统；如遇不合格套管管材，中央信息处理系统则控制套管管材输送线自动挑出，经数控车床辅助上料系统上料到数控车床进行螺纹加工，加工后由自动视觉在线检测系统对套管螺纹进行检测，并对检测结果进行分析记录，其后套管管材被输送到接箍机进行接箍，再由打标机进行打标，期间如有不合格套管传送到切管机进行切割后再返回到数控车床进行切削螺纹；合格的套管进入称重测量系统进行测长，并记录入中央信息处理系统；再输送至标识系统进行涂漆，后通过静水压试验检测后，由成品输送线输送至成品库。
本发明的有益效果是由于本发明的所有工序均为自动系统，因此，本发明的生产效率较高，由于本发明增设了自动视觉检测系统，因此本发明生产出的套管螺纹质量更优。
附图说明
图1为具体实施方式一所述的一种用于套管螺纹的自动视觉检测生产系统结构示意图；
图2为具体实施方式三中翻转整平机构的结构示意图；
图3为具体实施方式四中自动视觉检测系统的结构示意图。
具体实施方式
具体实施方式一：结合图1说明本实施方式，本实施方式所述的一种用于套管螺纹的自动视觉检测生产系统，包括翻转整平机构1、红外图像检测系统2、套管管材输送线3、上料系统5、数控车床6、自动视觉检测系统7、接箍机8、切管机9、打标机10、称重测量系统11、标识系统12、静水压试验装置13、成品输送线14和中央信息处理系统；
所述翻转整平机构1用于翻转套管管材，使得套管管材单根移动至套管管材输送线3上；
所述套管管材输送线3用于控制套管管材依次一根一根的移动至上料系统5；
所述红外图像检测系统2设置在套管管材输送线3的上方；红外图像检测系统2的质量信息输出端与中央信息处理系统的质量信息输入端相连；红外图像检测系统2用于对移动中的每一根套管管材进行外观检测，并适时将套管管材外表面的质量信息传送到带有中央信息处理系统；
所述上料系统5用于将套管管材输送至数控车床6；
所述数控车床6用于对套管管材进行螺纹加工；
所述自动视觉检测系统7的检测信号输出端与中央信息处理系统的检测信号输入端相连，自动视觉检测系统7用于对套管管材的螺纹进行检测；
所述接箍机8用于对螺纹加工后的套管管材进行接箍；
所述打标机10用于将接箍后的套管管材打标；
所述切管机9的控制信号输入端与中央信息处理系统的控制信号输出端相连，切管机9用于根据中央信息处理系统的控制信号对外观不合格的套管管材进行切割后再返回到数控车床6对套管管材进行螺纹加工；
所述称重测量系统11的质量信号输出端与中央信息处的质量信号输入端相连，称重测量系统11用于测量外观合格的套管管材的质量，并根据其测量得出套管管材的长度；
所述标识系统12用于对外观合格的套管管材进行涂漆；
所述静水压试验装置13用于对涂漆后的套管管材进行质量检测；
所述成品输送线14用于将质量合格的套管管材输送至成品库。
本实施方式的工作流程为：抓管机上料——翻转整平机构1专用翻转整平——红外图像检测系统2检测——数控车床6螺纹自动切削——自动视觉检测系统7自动螺纹检测——接箍机8接箍旋装预紧——打标机10打标——切管机9对外观不合格的套管管材进行切割——称重测量系统11对外观合格的套管管材进行测长称重——标识系统12涂装、喷印标识——静水压试验装置13对套管管材进行质量检测——成品输送线14输送质量合格的套管管材入库。
在本实施方式中，中央信息处理系统嵌入在计算机中，通过在计算机的软件实现其功能，上料系统5的主要功能通过放料电机的动作实现；套管管材进入红外图像检测系统2的检测区域时，套管管材定位检测器探测到物体已经运动至接近摄像检测系统的视野中心，向图像采集部分发送触发脉冲，可分为连续触发和外部触发；图像采集部分按照事先设定的程序和延时，分别向摄像机和照明系统发出启动脉冲，进行图像采集；图像采集部分接收模拟视频信号通过a/d将其数字化，或者是直接接收摄像机数字化后的视频数据；图像采集部分将数字图像存放在计算机的处理器或者计算机内存中；计算机的处理器对图像进行处理、分析、识别、获得测量结果或逻辑控制值(合格或不合格)；处理结果不合格品，计算机控制上料系统5中的放料电机动作，将放料杆打开，不合格套管掉落在不合格区，待后处理。
具体实施方式二：本实施方式是对具体实施方式一所述的一种用于套管螺纹的自动视觉检测生产系统进一步限定，在本实施方式中，还包括除锈系统4；
所述除锈系统4用于将输送至上料系统5的套管管材上的锈迹去除。
在本实施方式中，除锈系统4对套管管材进行内壁清理外径除锈。
具体实施方式三：结合图2说明本实施方式，本实施方式是对具体实施方式一所述的一种用于套管螺纹的自动视觉检测生产系统进一步限定，在本实施方式中，翻转整平机构1包括翻转料斗1-1、卸料液压缸1-2、套管挡板1-3、翻转液压缸1-4和自动控制系统；
所述翻转料斗1-1设置有套管管材出口，套管管材出口设置在套管管材输送线3上方；
所述套管挡板1-3设置在套管管材出口处；
翻转液压缸1-4的翻转信号输入端与自动控制系统的翻转信号输出端相连，卸料液压缸1-2的卸料信号输入端与自动控制系统的卸料信号输出端相连；
所述翻转液压缸1-4用于根据翻转信号控制实现套管管材一端对齐；
所述卸料液压缸1-2用于根据卸料信号控制套管挡板1-3翻转，使得套管管材出口处于打开状态。
在本实施方式中，翻转整平机构1是本实施方式中套管螺纹的自动视觉检测加工生产系统配套专用设备；首先由抓管机把抓取来的套管管材(每次3-4吨)放入到翻转料斗1-1内，通过翻转液压缸1-4带动翻转料斗1-1，套管管材因重力以及振动作用实现一端对齐后，翻转料斗1-1放平后，翻转料斗1-1上卸料液压缸1-2动作将套管挡板1-3打开卸料，套管管材因重力作用在套管管材输送线3上滚动，套管管材输送线3上的机构可自动控制套管管材依次一根一根滚动或移动到上料系统5上。
具体实施方式四：结合图3说明本实施方式，本实施方式是对具体实施方式一所述的一种用于套管螺纹的自动视觉检测生产系统进一步限定，在本实施方式中，自动视觉检测系统7包括光源照明装置7-1、ccd摄像装置7-2、工件传送装置7-3、工件到位感应触发装置7-4和智能视觉处理系统；
所述光源照明装置7-1用于照亮套管螺纹；
所述ccd摄像装置7-2的尺寸信息输出端与智能视觉处理系统的尺寸信息输入端相连，ccd摄像装置7-2用于获取套管螺纹轮廓在横截面上的尺寸信息；
工件传送装置7-3用于传输待检测套管；
工件到位感应触发装置7-4用于感应待检测套管螺纹所处的位置；
智能视觉处理系统用于根据接收的尺寸信息与该系统内部预存的螺纹合格标准进行比较，完成螺纹轮廓曲线的检测和评价。
在本实施方式中，自动视觉检测系统7嵌入安装在套管管材螺纹加工设备对应螺纹的位置，在套管螺纹加工结束即时通过ccd摄像装置7-2取得套管螺纹图像数据，并根据图像数据获取套管螺纹轮廓在横截面上的尺寸信息，同时将该尺寸信息传送到智能视觉处理系统所在的计算机中，计算机中的智能视觉处理系统根据数据计算分析做出处理指令。套管加工质量视觉检测：基于红外光学测量原理，利用ccd摄像装置7-2拍摄出检测螺纹轮廓在横截面上的尺寸，根据计算机中的智能视觉处理系统以及螺纹合格的判定标准完成螺纹轮廓曲线的检测和评价；该自动视觉检测系统7的实际检测分辨率可达0.005mm，能满足绝大多数的螺纹表面检测要求；此测量方法避免了接触式测量方式引起的磨损等物理问题，实时控制螺纹加工质量，提高检测精度和检测效率。