CN115383410B - 钢管外螺纹加工方法及钢管加工系统以及用于钢管加工的车间 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种钢管外螺纹加工方法及钢管加工系统以及用于钢管加工的车间，其中钢管外螺纹加工方法包括以下步骤：步骤一，在等待位将预加工钢管的管端进行对齐操作，其中，预加工钢管是未经除锈和螺纹加工处理的管坯；步骤二，将等待位处的所述预加工钢管移送至除锈位，通过激光对黑皮扣产生位置除锈，获得半成品钢管；步骤三，将所述半成品钢管移送至螺纹加工位进行螺纹加工，获得成品钢管；步骤四，将所述成品钢管移至螺纹检验位进行螺纹检验。本发明提供的钢管外螺纹加工方法，将人工操作打磨装置进行黑皮扣打磨更换为激光除锈，解放了人力，实现物理上的环境隔离，产生的粉尘不会危害人员身体健康。

Description

钢管外螺纹加工方法及钢管加工系统以及用于钢管加工的 车间

技术领域

本发明属于油管加工技术领域，具体涉及钢管外螺纹加工方法及钢管加工系统以及用于钢管加工的车间。

背景技术

黑皮扣是钢管在进行外螺纹加工时出现的一种锈蚀缺陷，具体是在油套管螺纹管体的大端处产生的一种没有完整齿顶的外螺纹，不仅会影响钢管的美观，还可能引起与相应的接箍螺纹粘扣，影响油套管的使用。

现有的解决方法是在螺纹加工完成后，由检验人员操作手砂轮、抛光机、抛光带等打磨装置对黑皮部分进行人工修磨。加工工序为钢管放置在等待位并对齐，在螺纹加工位进行加工，翻出后进行螺纹检验，最后进行人工打磨。整个过程顺次进行，工序多，耗费时间长。人工修磨效率低，修磨速度跟不上前工位管端车丝节奏，影响生产效率；打磨质量受人工能力影响，打磨质量控制标准不一；而且作业环境粉尘较多，打磨噪音大，对修磨人员的健康有危害。

发明内容

本发明实施例提供一种钢管外螺纹加工方法及钢管加工系统以及用于钢管加工的车间，旨在解决现有技术中去除黑皮扣需要人工手持打磨装置进行打磨，费时费力，产生粉尘造成环境污染，影响工作人员身体健康的问题。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

第一方面，提供一种钢管外螺纹加工方法，包括以下步骤：

步骤一，在等待位将预加工钢管的管端进行对齐操作，其中，预加工钢管是未经除锈和螺纹加工处理的管坯；

步骤二，将等待位处的所述预加工钢管移送至除锈位，通过激光对黑皮扣产生位置除锈，获得半成品钢管；

步骤三，将所述半成品钢管移送至螺纹加工位进行螺纹加工，获得成品钢管；

步骤四，将所述成品钢管移至螺纹检验位进行螺纹检验。

结合第一方面，在一种可能的实现方式中，所述步骤二和所述步骤三之间还包括：

获取所述预加工钢管的易锈蚀区域面积数值；

获取所述半成品钢管中实际锈蚀区域面积数值；

获取实际锈蚀面积占比w，所述w＝实际锈蚀区域面积数值/易锈蚀区域面积数值*100％；

若w小于等于标准除锈蚀面积占比数值w1，则判断除锈合格；

若w大于标准除锈蚀面积占比数值w1，则判断除锈不合格，所述半成品钢管重新进行除锈。

结合第一方面，在一种可能的实现方式中，获取所述预加工钢管的易锈蚀区域面积数值具体包括：

对所述预加工钢管的易锈蚀区域进行拍照获得第一图像，对所述第一图像进行分析获取易锈蚀区域面积数值；

获取所述半成品钢管中的实际锈蚀区域面积数值具体包括：

在同一位置对所述半成品钢管的实际锈蚀区域进行拍照获得第二图像，对所述第二图像进行分析获取实际锈蚀区域面积数值。

本发明提供的钢管外螺纹加工方法，与现有技术相比，具有如下有益效果：

(1)黑皮扣打磨步骤放到钢管螺纹加工、螺纹检测之前，在螺纹加工前对钢管进行预除锈，能够实现对成品钢管螺纹检验的同时，进行下一批预加工钢管的激光除锈，相对于钢管螺纹加工、螺纹检验和黑皮扣打磨逐步实施的现有工艺而言节省了大量时间，提升了整体效率；

(2)将人工操作打磨装置进行黑皮扣打磨更换为激光除锈，从接触式去除改为非接触式去除，解放了人力，并且实现了远距离操作，工作人员能够在其他车间等待激光除锈，实现了物理上的环境隔离，产生的粉尘不会危害人员身体健康；激光除锈能够清洗传统手动打磨不易达到的位置，提高了黑皮扣产生区域的清洁程度；

(3)在钢管进行螺纹加工前进行激光除锈，在进行螺纹加工时对半成品钢管进行加工，螺纹齿顶完整，不会存在氧化物影响钢管管端的平直度和椭圆度的现象，减小加工误差。

第二方面，提供一种钢管加工系统，用于实现如上述任一项所述钢管外螺纹加工方法，所述钢管加工系统包括

顺次衔接的对齐机构、激光除锈机构、螺纹加工机构和检验操作台，还包括图像采集机构和控制单元；

所述图像采集机构设于所述激光除锈机构，用于对经过激光除锈的钢管进行图像采集；

所述对齐机构、所述激光除锈机构通过移送机构衔接，所述激光除锈机构、所述螺纹加工机构通过托辊运输线衔接，所述螺纹加工机构和所述检验操作台通过托辊运输线衔接；

所述控制单元分别与所述对齐机构、所述激光除锈机构、所述螺纹加工机构、所述检验操作台以及所述图像采集机构通讯连接。

结合第二方面，在一种可能的实现方式中，多个所述移送机构沿钢管的移送方向间隔设置在所述对齐机构和所述激光除锈机构之间，所述移送机构包括：

底座；

两组对称设置的托辊，所述托辊具有外螺纹，两个所述托辊能够承托钢管并带动钢管沿钢管的移送方向移动；以及

电机，设于所述底座内，所述电机用于带动所述托辊转动。

结合第二方面，在一种可能的实现方式中，所述激光除锈机构包括：

支撑架，对应于所述移送机构的出料端；

位置调节组件，设于所述支撑架顶部，并位于所述移送机构出料端的上方，所述位置调节组件的调节端具有沿X/Y/Z三个方向移动的自由度；

激光发射器，设于所述调节端，所述激光发射器具有朝向钢管产生黑皮扣位置的激光发射口；

定位传感器，设于所述调节端，所述定位传感器用于感测所述激光发射器与钢管的竖直距离；以及

探测器，设于所述支撑架，所述探测器用于探测钢管是否达到激光除锈位置。

结合第二方面，在一种可能的实现方式中，所述位置调节组件包括：

支撑板，沿所述Z方向滑动设于所述支撑架上端；

第一滑动臂，沿所述X方向滑动设于所述支撑板底部；以及

第二滑动臂，沿所述Y方向滑动设于所述第一滑动臂底部。

结合第二方面，在一种可能的实现方式中，所述图像采集机构包括相机，所述相机设于所述调节端且镜头朝下，所述相机与所述控制单元通信连接。

结合第二方面，在一种可能的实现方式中，所述相机之外套设有防护罩，所述防护罩形成有与所述相机的镜头对应的透明窗口。

本发明提供的钢管加工系统，与现有技术相比，具有如下有益效果：

(1)移动机构移动钢管，通过除锈机构进行黑皮扣处理，实现了自动化，无需人工操作打磨装置进行打磨，降低了人工劳动强度，加快了处理时间，操作人员可以远离加工现场，实现物理上的环境隔绝；

(2)激光除锈机构相对于现有的人为操作打磨装置打磨，未耗费消耗砂带、砂轮或抛光头等耗材，不用频繁更换；

(3)激光除锈机构采用波长是1064nm的激光，能够在清除黑皮扣的同时不影响钢管的自身性能，此波长的激光不会损伤钢管自身结构，增加了钢管加工的质量；

(4)所有机构均与控制单元通信连接，整体自动化程度高，整体连贯性好，衔接性高，能够同时进行多批钢管的加工，在钢管进行螺纹检验时，能够同时对下一批的钢管进行激光除锈，提高了整体加工速度；

(5)图像采集机构替代了人工对比，相对于人工检查而言不会出错，工作人员无需进入除锈工位进行检查，降低了人工劳动强度，提高了钢管加工系统的自动化。

第三方面，本发明提供了一种用于钢管加工的车间，包括厂房和如上述任一项所述钢管加工系统，所述厂房具有两个相互隔离的加工室和控制室，所述加工室内设有所述对齐机构、多个所述移送机构、所述激光除锈机构、所述螺纹加工机构、所述检验操作台以及所述图像采集机构，所述控制室设有所述控制单元。

本发明提供的用于钢管加工的车间，与现有技术相比，具有两个相互隔离的空间，控制室内具有控制单元，加工室具有钢管加工系统，在使用时操作人员可以在控制室操作实现钢管的加工，实现了物理隔绝，钢管加工系统中产生的噪音、粉尘等不会影响操作人员，保证了人员的身心健康；加工室具有钢管加工系统，钢管加工系统整体与控制单元通讯连接，不需要人为在加工室参与，整个钢管加工系统能够设置紧凑，不需要留供操作人员移动的空间，节省了空间。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为本发明实施例提供的钢管外螺纹加工方法的工序示意图；

图2为本发明实施例提供的黑皮扣打磨装置的结构示意图；

图3为本发明实施例采用的除锈机构的结构示意图；

图4为本发明实施例采用的移动机构的截面图；

图5为本发明实施例采用的厂房的示意图。

附图标记说明：

1、移动机构；11、底座；12、托辊；121、辊筒；122、螺旋叶片；13、电机；

2、激光除锈机构；21、支撑架；211、支撑板；22、位置调节组件；221、支撑板；222、第一滑动臂；223、第二滑动臂；23、激光发射器；24、定位传感器；25、探测器；

3、图像采集机构；31、相机；32、判定器；

4、厂房；41、加工室；42、控制室；

5、钢管；51、黑皮扣。

具体实施方式

为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

需要说明的是，术语“长度”、“宽度”、“高度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“头”、“尾”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对发明的限制。

还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，“安装”、“相连”、“连接”、“固定”、“设置”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。此外，“多个”、“若干”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

请一并参阅图1至图5，现对本发明提供的钢管外螺纹加工方法进行说明。钢管外螺纹加工方法包括以下步骤：步骤一，在等待位将预加工钢管的管端进行对齐操作，其中，预加工钢管是未经除锈和螺纹加工处理的管坯；步骤二，将等待位处的预加工钢管移送至除锈位，通过激光对黑皮扣产生位置除锈，获得半成品钢管；步骤三，将半成品钢管移送至螺纹加工位进行螺纹加工，获得成品钢管；步骤四，将成品钢管移至螺纹检验位进行螺纹检验。

需要说明的是，激光采用1064nm的激光。此波长的激光能够去除钢管5表面的氧化层和锈层，并且绝对不会损伤钢管5。

需要理解的是，本实施例采用激光进行除锈的原理是通过激光去除钢管5表面的氧化层和锈层，从而达到去除黑皮扣51的目的。

需要理解的是，黑皮扣51产生的原因是在钢管5切削后倒角面与螺纹面暴露出的夹杂物或气泡,形成表面点状或空穴，导致钢管5存放时腐蚀形成黑皮扣51。

需要说明的是，黑皮扣51的产生位置是固定的，也就是距离管端的一定距离内就是钢管5螺纹加工后黑皮扣51的产生位置，因此具备提前预处理的条件，在螺纹加工前能够通过激光此区域黑皮、锈迹等除掉，从而实现了先进行步骤二，再进行步骤三。

需要说明的是，预加工钢管的管端对齐是为了节省打磨时间，在进行打磨前对预加工钢管调整位置，在移动到除锈位后可以直接进行除锈，加快了流程之间的衔接。

需要说明的是，现有技术的打磨工序中等待位、螺纹加工位、翻出接料位、螺纹检验位依次布置，除锈位和螺纹检验位均位于螺纹检验工序，操作人员需要依次进行上述工序，耗费时间长，且在除锈位操作打磨装置进行黑皮扣51打磨，产生大量粉尘。

本实施例提供的钢管外螺纹加工方法，与现有技术相比，具有如下有益效果：

(1)黑皮扣打磨步骤放到钢管螺纹加工、螺纹检测之前，在螺纹加工前对钢管进行除锈，能够实现对成品钢管螺纹检验的同时，进行下一批预加工钢管的激光除锈，相对于钢管螺纹加工、螺纹检验和黑皮扣打磨逐步实施的现有工艺而言节省了大量时间，提升了整体效率；

(2)将人工操作打磨装置进行黑皮扣51打磨更换为激光除锈，从接触式去除改为非接触式去除，解放了人力，工作人员能够在控制室等待激光除锈，实现了物理上的环境隔离，产生的粉尘不会危害人员身体健康；激光除锈能够清洗传统手动打磨不易达到的位置，提高了黑皮扣51产生区域的清洁程度；

(3)在钢管4进行螺纹加工前进行激光除锈，在进行螺纹加工时对半成品钢管进行加工，螺纹齿顶完整，不会存在氧化物影响钢管4管端的平直度和椭圆度的现象，减小加工误差。

在一些实施例中，步骤二和步骤三之间还包括：获取预加工钢管的易锈蚀区域面积数值；获取半成品钢管中实际锈蚀区域面积数值；获取实际锈蚀面积占比w，所述w＝实际锈蚀区域面积数值/易锈蚀区域面积数值*100％；若w小于等于标准除锈蚀面积占比数值w1，则判断除锈合格；若w大于标准除锈蚀面积占比数值w1，则判断除锈不合格，半成品钢管重新进行除锈。具体实施时，完成后采集钢管5图像与样品进行图像对比，传统的钢管5在打磨后，需要进行人工检查黑皮扣残留程度以确定达到质量要求，工作人员需要现场检查，现场环境较差，粉尘会影响工作人员健康。通过上述计算公式进行对比，保证了激光除锈的合格率，不需要工作人员逐个人工对比，大大减少了耗费的精力，同时加快了整体工序的衔接性。

在一些实施例中，获取预加工钢管的易锈蚀区域面积数值具体包括：对预加工钢管的易锈蚀区域进行拍照获得第一图像，对第一图像进行分析获取易锈蚀区域面积数值；获取半成品钢管中的实际锈蚀区域面积数值具体包括：在同一位置对半成品钢管的实际锈蚀区域进行拍照获得第二图像，对第二图像进行分析获取实际锈蚀区域面积数值。本实施例中操作员位于控制室，不在现场进行质量验收，采用在步骤二后进行图像对比，在除锈位设置图像采集设备拍照进行图像采集。在黑皮扣打磨装置工作前，事先进行样品图像收集，样品图像中钢管的处理效果为预设效果，样品图像的采集位置与图像采集装置相同，通过和图像采集设备收集图像并与样品图像进行对比，与样品进行图像对比保证了激光除锈的效果，提高了激光去除黑皮扣4的质量。

需要说明的是，本实施例的两次分析过程均包括对获取的图像进行扫描，将图像中各颜色区域进行识别分类，识别与标准锈蚀物颜色一致或者接近的颜色分布区域，对该区域面积的进行计算，得到所需的锈蚀区域面积。

基于同一发明构思，本发明还提供了一种钢管加工系统，用于实现如上述任一项钢管外螺纹加工方法，请参阅图2和图3，钢管加工系统包括顺次衔接的对齐机构、激光除锈机构2、螺纹加工机构、检验操作台、还包括图像采集机构3和控制单元；图像采集机构3设于激光除锈机构2，用于对经过激光除锈的钢管5进行图像采集；对齐机构、激光除锈机构2通过移送机构1衔接，激光除锈机构2、螺纹加工机构通过托辊运输线衔接，螺纹加工机构和检验操作台通过托辊运输线衔接；控制单元分别与对齐机构、激光除锈机构2、螺纹加工机构、检验操作台以及图像采集机构3通讯连接。

需要理解的是，本申请的钢管加工系统通过控制单元实现了系统的自动化，解放人力，钢管5在对齐机构进行管端对齐，再通过移送机构1移动到激光除锈机构2进行激光除锈，除锈期间通过图像采集机构3拍照进行图像收集，检验合格的钢管5被移送至螺纹加工机构进行螺纹加工得到成品钢管，最后进行螺纹检验完成一道工序。

需要说明的是，对齐机构包括沿钢管5移送方向设置的挡板，在钢管5进到平齐机构后，平齐机构将钢管5调整至钢管5的轴线平行移送机构1的排列方向，钢管5的一端抵接挡板。挡板每一批钢管5均在对齐机构进行对齐，能够使各批次钢管5移送到激光除锈机构2时，钢管5朝向、钢管5伸进激光除锈机构2的位置与上一批的钢管5基本相同，各批次钢管5伸进激光除锈机构2的位置相同，无需在激光除锈机构2内再次进行钢管5的调整，节省了调整时间，加快了螺纹加工系统整体工作效率。

需要说明的是，钢管5移动方向参阅图2中箭头的方向。

需要说明的是，当各机构之间存在高度差时，钢管加工系统还包括翻料机构，翻料机构能够将钢管5翻送至不同高度的工位。

需要说明的是，多个移送机构1的排列方向是钢管5的移送方向。

需要说明的是，激光除锈机构2使用的激光波长为1064nm。

需要说明的是，将半成品钢管从激光除锈机构2移至螺纹加工机构时，通过翻料机构将半成品钢管从激光除锈机构2翻送至螺纹加位上。

需要说明的是，黑皮扣51的产生位置是固定的，也就是距离管端的一定距离内就是钢管5螺纹加工后黑皮扣51的产生位置，因此具备提前预处理的条件，在螺纹加工前能够通过激光此区域黑皮、锈迹等除掉。

本实施例提供的钢管加工系统，与现有技术相比，具有如下有益效果：

(1)移动机构1移动钢管5，通过除锈机构2的激光发射器23进行黑皮扣51，实现了自动化，无需人工操作打磨装置进行打磨，降低了人工劳动强度，加快了处理时间；

(2)激光除锈相对于现有的打磨装置打磨，未耗费消耗砂带、砂轮或抛光头等耗材，不用频繁更换；

(3)激光除锈机构2采用波长是1064nm的激光，能够在清除黑皮扣51的同时不影响钢管5的自身性能，此波长的激光不会损伤钢管5自身结构，增加了钢管5加工的质量；

(4)所有机构均与控制单元通信连接，整体自动化程度高，整体连贯性好，衔接性高，能够同时进行多批钢管5的加工，在钢管5进行螺纹检验时，能够同时对下一批的钢管5进行激光除锈，提高了整体加工速度；

(5)图像采集机构3替代了人工对比，相对于人工检查而言不会出错，工作人员无需进入除锈工位进行检查，降低了人工劳动强度，提高了钢管加工系统的自动化。

作为钢管加工系统的另一种实施方式，钢管加工系统包括顺次衔接的翻料机构、螺纹加工机构、检验操作台，临近翻料机构的旋转机构和激光除锈机构2、还包括图像采集机构3和控制单元。旋转机构包括多组沿钢管移送方向排列的旋转台，每个旋转台上均具有两组相对设置的旋转托辊，旋转机构的出料端设于激光除锈机构2内部。激光除锈机构2内设有沿旋转台排列方向设置的挡板。控制单元分别和翻料机构、螺纹加工机构、检验操作台，旋转机构、激光除锈机构2以及图像采集机构3分别通讯连接。具体实施时，翻料机构将预加工钢管翻到旋转机构，并且使钢管5具有易锈蚀区域的一端与挡板抵接，实现钢管5的管端对齐，旋转托辊带动钢管5进行周转，同时激光除锈机构2对钢管5进行激光除锈，得到半成品钢管，期间通过图像采集机构3采集钢管5产生锈蚀区域的图像，除锈合格后，翻料机构将半成品钢管取下，翻至螺纹加工机构进行螺纹加工获得成品钢管，最后将成品钢管转运到检验操作台进行螺纹检验。

在一些实施例中，参阅图2和图4，多个移送机构1沿钢管5的移送方向间隔设置在对齐机构和激光除锈机构3之间，移送机构1包括底座11、两组对称设置的托辊12和电机13。托辊12具有外螺纹，两个托辊12能够承托钢管5并带动钢管沿钢管的移送方向移动；电机13设于底座11内，13电机用于带动托辊12转动。托辊12旋向相同能够使钢管5沿同一方向进行移动，电机13带动托辊12旋转，两个托辊12带动钢管5旋转，从而将钢管5具有黑皮扣51的一端从等待位移送至除锈位。

具体实施时，单个托辊12包括辊筒和螺旋叶片。两个辊筒分别转动连接于底座11底部，且旋向相同，辊筒的轴线和预设水平方向平行。多个螺旋叶片首尾相接并形成螺旋状，钢管5置于多个螺旋叶片上，且具有黑皮扣51产生区的一端朝向除锈机构2。多个螺旋叶片均借助于多个辊筒推送钢管5轴向移动；电机13用于驱动辊筒旋转。通过电机13带动辊筒转动，进而带动螺旋叶片周向转动，螺旋叶片转动后，根据螺旋状结构的传动原理，进而可以驱动钢管5轴向移动，电机13的正转和反转，可以驱动钢管5向靠近或远离除锈机构2的方向移动。两个辊筒121同时运行且旋转方向相同，则能同时驱动钢管5平移。通过一个电机13驱动两个辊筒121旋转，电机13与辊筒121之间可通过链条传动连接，这样运行比较稳定可靠。

具体实施时，电机13安装有编码器，电机13的转速可调，进而可调节钢管5的平移速度。

在一些实施例中，参阅图2和图3，激光除锈机构2包括支撑架21、位置调节组件22、激光发射器23、定位传感器24以及探测器25。支撑架21对应于移送机构1的出料端；位置调节组件22设于支撑架21顶部，并位于移送机构1出料端的上方，位置调节组件21的调节端具有沿X/Y/Z三个方向移动的自由度；激光发射器23设于调节端，激光发射器23具有朝向钢管5产生黑皮扣51位置的激光发射口；定位传感器24设于调节端，定位传感器24用于感测激光发射器23与钢管5的竖直距离；探测器25设于支撑架21，探测器25用于探测钢管5是否达到激光除锈位置。

需要说明的是，支撑架21、位置调节组件22、激光发射器23、定位传感器24以及探测器25均与控制单元通信连接。

需要说明的是，X/Y/Z是三个互相垂直的方向，X方向平行于移送机构1的送料方向，Y方向垂直于X方向，X方向和Y方向均平行于水平方向，Z方向平行于竖直方向。

具体实施时，钢管5移至除锈位，探测器25探测到钢管5处在预设激光除锈位置，并反馈给控制单元，控制单元计算出位置调节组件22的调整距离，并反馈至位置调节组件22，位置调节组件22带动激光发射器23移动，定位传感器24实时探测激光发射器23和钢管5的距离，当距离达到预设数值时，定位传感器24反馈控制单元，控制单元控制位置调节组件22停止移动，当位置调节组件22调整好位置后，激光发射器23发射激光进行黑皮扣去除。

本实施例提供的除锈机构2，通过支撑架21和位置调节组件22配合使得激光发射器23位于钢管5的上方，激光发射器23配合钢管5的周转实现黑皮扣51的清除；探测器25检测钢管5，定位传感器24检测激光发射器23和钢管5的位置；位置调节组件22能够带动激光发射器23移动，方便调节激光发射器23和钢管5的间距；控制模块24具有PLC设备。本实施例的除锈机构2能够对不同尺寸的钢管5进行处理，提高了适用性。控制模块24设在控制室，工作人员在控制室操作控制单元即可实现对激光除锈机构2的控制，减小了人工劳动强度，提高了装置的自动化程度。

在一些实施例中，参阅图2和图3，位置调节组件22包括支撑板221、第一滑动臂222和第二滑动臂223。支撑板221沿Z方向滑动设于支撑架21上端；第一滑动臂222沿X方向滑动设于支撑板221底部；第二滑动臂223沿Y方向滑动设于第一滑动臂222底部。

本实施例提供的位置调节组件22，使得激光发射器23能够沿X/Y/Z三个方向2分别精准移动，支撑架21保证激光发射器23沿Z方向移动，第一滑动臂222保证了激光发射器23精准沿X方向移动，不会偏移，激光能精准照射钢管5；第二滑动臂223保证了激光发射器23精准沿Y方向移动，方便控制激光发射器23的移动距离；激光发射器23能够在钢管5的径向上调整距离，使得激光发射器23精准的位于钢管5形成黑皮扣51的区域。

作为使激光发射器23升降的另一种具体实施方式，支撑架21的外周设有滑槽，支撑板221上下滑动设于滑槽。

作为使激光发射器23升降的另一种具体实施方式，第一滑动臂222与支撑板221之间连接有伸缩杆，伸缩杆带动第一滑动臂222在竖直方向上移动。

在一些实施例中，参阅图2和图3，图像采集机构3包括相机31，相机31设于调节端且镜头朝下，相机31与控制单元通信连接。相机31设于第二滑动臂223底部，相机31和激光发射器23之间相对固定，相机31能够始终拍摄钢管5上黑皮扣51所在区域情况，不会出现拍摄不到的现象。图像采集机构3能够感测钢管5上黑皮扣51的去除程度，无需人工近距离观察，大大提升了人身安全和作业的安全性。

需要说明的是，相机能够随激光发射器23与钢管5之间距离的改变自动对焦，避免拍摄的图像不清晰。

具体实施时，相机31就位调试完成后，首先通过激光发射器23去除黑皮扣51通过人眼确定达到质量要求，以此拍摄样本，相机31将此照片存贮进判定器32内，后续的除锈完成后相机31拍照反馈图像，控制单元与存储的标准样本进行比对，自动判断是否合格。

在上述实施例的基础上，相机31套设有防护罩(图未标出)，防护罩形成有与相机31的镜头对应的透明窗口。相机31能够借助防护罩安装在第二滑动臂223的底部，方便安装和拆卸；防护罩还可以提供一定的强度保护，提高了相机31的保护效果，透明窗口避免防护罩影响相机31的拍照效果。

本发明提供的钢管加工系统，大致使用过程为：

移动机构1将钢管5移入除锈位；

定位传感器检测钢管5的位置并将信号传递给控制模块24；

控制模块24启动位置调节组件22；

位置调节组件22底部的定位传感器检测到钢管5的管端后，按照控制模块24预先输入的长度值移动，使激光发射器23移动规定距离；

到达规定位置后启动激光发射器23，钢管5在滚轮4的带动下周转；

钢管5在电机13驱动下前进，同时相机31不间断拍照，判定器32同步对效果比对；

对比合格后钢管5翻出，不合格回到除锈位置再次进行除锈去黑皮扣51直到比对合格。

基于同一发明构思，参阅图5，本申请还提供了一种用于钢管加工的车间，包括厂房4和如上述任一项钢管加工系统，厂房4具有两个相互隔离的加工室41和控制室42，加工室41内设有对齐机构、多个移送机构1、激光除锈机构2、螺纹加工机构、检验操作台以及图像采集机构3，控制室42设有控制单元。具体实施时，工作人员在控制室42进行工作。

本实施例提供的用于钢管加工的车间4，与现有技术相比，具有两个相互隔绝的空间，控制室42内具有控制单元，加工室41具有钢管加工系统，在使用时操作人员可以在控制室41操作实现钢管4的加工，实现了物理隔绝，钢管加工系统中产生的噪音、粉尘等不会影响操作人员，保证了人员的身心健康；加工室41具有钢管加工系统，钢管加工系统整体与控制单元通讯连接，不需要人为在加工室41参与，整个钢管加工系统能够设置紧凑，不需要留供操作人员移动的空间，节省了空间。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种钢管外螺纹加工方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一，在等待位将预加工钢管的管端进行对齐操作，其中，预加工钢管是未经除锈和螺纹加工处理的管坯；

步骤二，将等待位处的所述预加工钢管移送至除锈位，通过激光对黑皮扣产生位置除锈，获得半成品钢管；

步骤三，将所述半成品钢管移送至螺纹加工位进行螺纹加工，获得成品钢管；

步骤四，将所述成品钢管移至螺纹检验位进行螺纹检验；

所述步骤二和所述步骤三之间还包括：

获取所述预加工钢管的易锈蚀区域面积数值；

获取所述半成品钢管中实际锈蚀区域面积数值；

获取实际锈蚀面积占比w，所述w=实际锈蚀区域面积数值/易锈蚀区域面积数值*100%；

若w小于等于标准除锈蚀面积占比数值w1，则判断除锈合格；

若w大于标准除锈蚀面积占比数值w1，则判断除锈不合格，所述半成品钢管重新进行除锈；

获取所述预加工钢管的易锈蚀区域面积数值具体包括：

对所述预加工钢管的易锈蚀区域进行拍照获得第一图像，对所述第一图像进行分析获取易锈蚀区域面积数值；

获取所述半成品钢管中的实际锈蚀区域面积数值具体包括：

在同一位置对所述半成品钢管的实际锈蚀区域进行拍照获得第二图像，对所述第二图像进行分析获取实际锈蚀区域面积数值。

2.一种钢管加工系统，用于实现如权利要求1所述钢管外螺纹加工方法，其特征在于，所述钢管加工系统包括顺次衔接的对齐机构、激光除锈机构、螺纹加工机构和检验操作台，还包括图像采集机构和控制单元；

所述图像采集机构设于所述激光除锈机构，用于对经过激光除锈的钢管进行图像采集；

所述对齐机构、所述激光除锈机构通过移送机构衔接，所述激光除锈机构、所述螺纹加工机构通过托辊运输线衔接，所述螺纹加工机构和所述检验操作台通过托辊运输线衔接；

所述控制单元分别与所述对齐机构、所述激光除锈机构、所述螺纹加工机构、所述检验操作台以及所述图像采集机构通讯连接。

3.如权利要求2所述的钢管加工系统，其特征在于，多个所述移送机构沿钢管的移送方向间隔设置在所述对齐机构和所述激光除锈机构之间，所述移送机构包括：

底座；

两组对称设置的托辊，所述托辊具有外螺纹，两个所述托辊能够承托钢管并带动钢管沿钢管的移送方向移动；以及

电机，设于所述底座内，所述电机用于带动所述托辊转动。

4.如权利要求2所述的钢管加工系统，其特征在于，所述激光除锈机构包括：

支撑架，对应于所述移送机构的出料端；

位置调节组件，设于所述支撑架顶部，并位于所述移送机构出料端的上方，所述位置调节组件的调节端具有沿X/Y/Z三个方向移动的自由度；

激光发射器，设于所述调节端，所述激光发射器具有朝向钢管产生黑皮扣位置的激光发射口；

定位传感器，设于所述调节端，所述定位传感器用于感测所述激光发射器与钢管的竖直距离；以及

探测器，设于所述支撑架，所述探测器用于探测钢管是否达到激光除锈位置。

5.如权利要求4所述的钢管加工系统，其特征在于，所述位置调节组件包括：

支撑板，沿所述Z方向滑动设于所述支撑架上端；

第一滑动臂，沿所述X方向滑动设于所述支撑板底部；以及

第二滑动臂，沿所述Y方向滑动设于所述第一滑动臂底部。

6.如权利要求4所述的钢管加工系统，其特征在于，所述图像采集机构包括相机，所述相机设于所述调节端且镜头朝下，所述相机与所述控制单元通信连接。

7.如权利要求6所述的钢管加工系统，其特征在于，所述相机之外套设有防护罩，所述防护罩形成有与所述相机的镜头对应的透明窗口。

8.一种用于钢管加工的车间，其特征在于，包括：

厂房；

如上述权利要求2-7任一项所述钢管加工系统；

所述厂房具有两个相互隔离的加工室和控制室，所述加工室内设有所述对齐机构、多个所述移送机构、所述激光除锈机构、所述螺纹加工机构、所述检验操作台以及所述图像采集机构，所述控制室设有所述控制单元。