CN102403046B - 用于测量核燃料组件定位格架的固定夹具及测量装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于测量核燃料组件定位格架的固定夹具及测量装置，利用非接触式测量器，在高速移动的测量支撑台上可牢固并精密地固定多种形状的定位格架。该固定夹具包括：框架，其上形成有多个装载槽，以供定位格架对应地插入；支撑机构，其设置于框架的装载槽中，能在下部对定位格架进行调节，以维持定位格架的水平状态；固定机构，其固定设置于装载槽周围，固定定位格架的一侧边角与其邻接的两条边；及弹性机构，其设置于与固定机构相向的位置，对定位格架的另外两条边提供弹性支撑。根据本发明，定位格架的形状或者尺寸即使不固定，各种定位格架也可以安装在本发明的固定夹具上，因此可以一次性检查多个定位格架，从而可以提高作业效率。

Description

用于测量核燃料组件定位格架的固定夹具及测量装置

技术领域

本发明涉及用于测量核燃料组件定位格架的固定夹具及测量装置，所述固定夹具及测量装置用于检查核燃料组件中的定位格架，利用非接触式测量器，在高速移动的测量支撑台（Stage）上可以牢固并精密地固定多种形状的定位格架。

背景技术

一般情况下，定位格架是由弹簧及蜂窝所形成的格子板在横向、纵向上排列并编制而成，并在交叉部位进行焊接以支撑并固定核燃料棒。

目前商用供给的定位格架基本上是对格子体进行激光焊接（LaserWelding）或钎焊（Brazing）来焊接使用，所述格子体由内部格子板及外部格子板在横向、纵向上排列并编制而成，定位格架的所有单元的四个侧面上为了支撑核燃料棒而形成有弹簧及蜂窝，弹簧及蜂窝的位置及形状对核燃料组件的性能表现具备巨大的影响。

目前韩国国内的燃料生产企业中，根据核电站反应堆堆芯的类型及定位格架的焊接方式及功能，制造着大约20种批量生产用定位格架，在定位格架制造工艺中，由于外部的冲击或焊接时产生的高温，会导致定位格架的弹簧和蜂窝的尺寸及形状发生变形，因此需要对定位格架进行检查。

为了对定位格架进行检查，利用非接触式三维测量器对蜂窝的垂直度和蜂窝与弹簧之间的距离进行测量，此时，需要可以牢固地固定定位格架的夹具。已知的夹具仅能固定特定类型的定位格架，由于一次只能装载并测量一个定位格架，因而使得工作效率低下。

发明内容

（一）要解决的技术问题

本发明目的在于解决上述现有技术中的问题，提供一种用于测量核燃料组件定位格架的固定夹具及测量装置，所述固定夹具及测量装置用于检查定位格架，利用非接触式测量器，在高速移动的测量支架上可以牢固并精密地固定各种形状的定位格架。

（二）技术方案

为实现上述目的，本发明所提供的用于测量核燃料组件定位格架的固定夹具，包括：

框架，其上形成有多个装载槽，以供定位格架对应地插入；

支撑机构，其设置于所述框架的装载槽中，能在下部对定位格架进行调节，以维持定位格架的水平状态；

固定机构，其固定设置于所述装载槽周围，用于固定定位格架的一侧边角与其邻接的两条边；以及

弹性机构，其设置于与所述固定机构相向的位置，用于对定位格架的另外两条边提供弹性支撑。

为实现上述目的，本发明所提供的用于测量核燃料组件定位格架的测量装置，包括：

配备支撑台的本体；

测量夹具，其安装于所述支撑台上；及

检查单元，其位于所述测量夹具的上方，用于测量固定于所述测量夹具上的定位格架；

其中，所述测量夹具包括：

框架，其安装于所述支撑台上，所述框架上形成有多个装载槽以供定位格架对应地插入；

支撑机构，其包含设置于所述框架的装载槽中的用于从下部支撑所述定位格架的支撑板及支撑销；

固定机构，其固定设置于所述装载槽周围，用于固定所述定位格架的一侧边角与其邻接的两条边；及

弹性机构，其设置于与所述固定机构相向的位置，用于对定位格架的另外两条边提供弹性支撑。

所述支撑机构包括：

透明支撑板，其固定设置于所述框架的装载槽中；以及

支撑销，其设置于所述透明支撑板上，用于支撑所述定位格架的下表面；

以及用于调节所述支撑销长度的螺丝及双螺母。

所述固定机构通过与设置在框架上的导向销对应的两对以上的孔来变更其与所述定位格架的接触面，以容纳不同类型的定位格架。

所述弹性机构包括：

模块主体，其固定设置于所述框架上；

加压片，其设置于所述模块主体与所述定位格架相接触的面上，用于向定位格架施加压力；以及

弹簧，其与所述加压片相邻接，并向加压片提供弹力。

所述加压片上，为引导插入到装载槽的定位格架而形成有导向斜面。

（三）有益效果

根据具备上述结构的本发明，定位格架的形状或者尺寸即使不固定，各种定位格架也可以安装在本发明的固定夹具上，因此可以一次性检查多个定位格架，从而可以提高作业效率。

附图说明

图1为表示具备本发明所涉及的用于测量核燃料组件定位格架的固定夹具的核燃料组件定位格架测量装置1（以下，称为‘测量装置1’）整体结构的立体图。

图2为表示图1所涉及的测量装置1的主视图。

图3为表示图1所涉及的测量装置1的俯视图。

图4为示出本发明所涉及的用于测量核燃料组件定位格架的固定夹具100的立体图。

标记说明：

10；本体                    11；支撑台

20；检查单元                100；固定夹具

110；框架                   111；支撑板

112；支撑销                 120；固定模块

130；弹性模块               131；模块主体

132；加压片                 132a；导向斜面

133；弹簧

具体实施方式

下面结合附图对本发明的优选实施例进行详细说明。

首先，本说明书及权利要求书内使用的用语或单词不由通常或字典中的意义所限定，而应恰当地定义为发明者为对本发明进行最优说明而使用的用语，基于技术原理，将其解释为本发明的技术思想所包含的涵义及概念。

因此，本说明书中记载的实施例及附图所展示的结构仅仅是本发明最优选的实施例，并不代表本发明全部的技术思想，可理解为在本申请提交时还存在可代替本说明内容的各种等同及变形例。

以下，参照附图进行的说明如下所述。

如图1至图3所示，本发明的一个实施例所涉及的核燃料组件定位格架测量装置1包括：配备有支撑台11的本体10，以及在支撑台11的一侧设置的检查单元20。根据本实施例，固定夹具100设置在测量装置1上。

首先，如图4所示，本发明的一个实施例所涉及的固定夹具100包括：矩形框架110，其上表面形成有装载槽；支撑机构（以下，支撑板）111，其安装在框架的装载槽中；固定机构（以下，固定模块）120，其设置于框架110上，并支撑定位格架；及弹性机构（以下，弹性模块）130。

框架110由平板状的具有规定厚度的金属材质制成，可维持用于抵抗变形的强度，并且在其边缘上形成有螺丝孔，以在作业台（未图示）上固定设置框架110。框架110上形成有多个用于装载支撑板111的装载槽102，以用于一次支撑多个定位格架101。装载槽102形成矩形以与一般的定位格架的形状相对应，本实施例中，在框架110上设置有3×3共九个装载槽102。

本实施例所涉及的框架110被设计成，能够牢固地装配用于固定九个定位格架的各种配件的结构，并被制造成在铝合金（A6061T6）上进行了氧化皮膜（Anodizing）处理，以使重量最小，然而本发明并不限于此。

支撑板111被设置在装载槽102上，并且可从下部支撑定位格架101，其中，上述装载槽102被设在框架110上。将透明丙烯材质的支撑板111利用固定螺丝设置到形成在框架110上的装载槽102上，以供非接触式三维测量器的背面照明（Back Light）透过；并且在上述支撑板111的中央位置加工出矩形的贯通槽103，以避免与定位格架101上突出的特定位置的定位格架套筒（Sleeve）（未图示）发生干涉。此外，在支撑板111上设置能在四个点处支撑定位格架板下部交叉点位置的四个支撑销112，以不妨碍对定位格架101的弹簧（未图示）及蜂窝（未图示）的测量。

支撑销112被设置成螺丝及二重螺母（双螺母）结构，以能够在定位格架101的下部进行调节而维持定位格架101的水平状态，并且按在定位格架101测量位置上不对背面照明造成干涉的尺寸设置有四个。

另外，非接触式三维测量器为，利用基于CCD摄像机的图像处理技术及精密数控位置控制技术，根据从拍摄的被测量物中检测出的几何形状，借助软件来计算出所需距离、角度、宽度等的尖端坐标测定仪，所以为了使其快速且精密地进行测量，有必要将被测量物牢固且稳定地进行固定。因此，为了固定被测量物即定位格架101，固定夹具100必须可以稳定地维持测量装置1的XY坐标轴位置，即测量支架上的横向/纵向位置，以及测量装置1的Z轴，即支撑台11上的水平状态。

四个支撑销112均由螺丝及双（两个）螺母构成，以能够调整长度，用相同的长度支撑定位格架101，在双螺母中，与定位格架交叉点接触的上部螺母，是进行热处理后使用的，以提高强度，应对磨损，并且除一定厚度之外的中间部分进行贯通处理，以应对定位格架交叉点焊接部的突出。

固定模块120呈字形状，其利用框架上各装载槽102的一侧边角上设置的两个导向销S1来进行固定，从而能够固定定位格架101上以一侧边角为基准的与其邻接的两条边。在固定模块120上，设置有可供导向销S1插入的两对以上的孔H，从而能够固定两种以上尺寸的不同的定位格架101。

作为参考，本实施例所涉及的固定模块120为了防止定位格架101的损伤而用PA（Poly Acetal）制成，然而本发明并不限于此。并且，固定模块120为设置有与设置在框架110上的导向销S1对应的两对以上的孔（H）的结构，通过两对以上的孔（H）能够容纳定位格架的10mm左右的外廓尺寸差，并且可容易地装卸以使夹具调节时间最少。

弹性模块130被设置在与固定模块120相向的两条边中的各条边上，对由固定模块120固定的定位格架101的两条边之外的另外两条边进行支撑。弹性模块130包括：模块主体131，其被固定螺丝S固定设置在框架110上；以及加压片132，其设置于上述模块主体131的一侧的与上述定位格架接触的面上，用于向定位格架101施加弹力。模块主体131内部设置有向加压片提供弹力的弹簧133。在加压片132上形成有引导斜面132a，该引导斜面132a用于对插入到装载槽102的定位格架101进行引导。

此处，弹性模块130利用插入的弹簧133的弹力来加压固定定位格架，不必另外调节装置即可容纳外廓尺寸差别在5mm以内的定位格架。

作为参考，定位格架1是由弹簧及蜂窝所形成的格子板在横向、纵向上排列并编制而成，并在交叉部位进行焊接以支撑并固定核燃料棒。

根据核电站反应堆堆芯的类型及定位格架的焊接方法和功能，大约有20种定位格架可供使用，这样的核燃料组件的定位格架存在类型不同、外围尺寸、单元结构、单元间距等差别，为了将其固定在测量器上，因而需要可以将其顺利地容纳的固定夹具。

并且，本体10及检查单元20通过非接触式三维测量器，由高分辨率的CCD摄像机以不接触的方式对测量物进行图像观察。此处，图像摄像机的测量过程中需要有适当的照明保障，为此在测量装置1中为了保证被测量物上表面的照明，而提供摄像机端的照明以及保证被测量物底面上的照明的背面照明。测量夹具的定位格架测量位置的底面需要不对背面照明造成干扰。

接下来，通过图像处理，自动检查所拍摄的图像与边界点相关的坐标值，通过软件自由地构成预先设定的各种几何形状，如点、线、圆、面等，然后输出结果，或者根据使用者的最终要求对这些形状之间的相关关系，即宽度、距离、角度等进行自动计算的尖端坐标测量器。

根据如上所述的本发明，为了测量定位格架101各单元的四个侧面上设置的弹簧及蜂窝的形状及位置，在把持定位格架的状态下，将其一侧边角紧贴在固定模块120上，定位后向下方掉落后，将定位格架在支撑板111上装载完成。

此时，通过两个弹性块130上配备的加压片132的弹力，将定位格架101向固定模块120方向加压从而可以将其稳定地固定住。据此，定位格架101的形状或者尺寸即使不固定，各种定位格架也可以安装在本实施例的固定夹具100上，因此可以一次性检查多个定位格架，从而可以提高作业效率。

如上所述，本发明尽管根据限定的实施例及附图进行了说明，本发明并不受此限定，本发明所属技术领域中具备通常知识的人员可在本发明技术思想下所记载的权利要求范围内做各种形式的修正及变形。

Claims (6)

1.一种用于测量核燃料组件定位格架的固定夹具，其特征在于，所述固定夹具包括：

框架，其上形成有多个装载槽，以供定位格架对应地插入；

支撑机构，其设置于所述框架的装载槽中，能在下部对定位格架进行调节，以维持定位格架的水平状态；

固定机构，其固定设置于所述装载槽周围，用于固定定位格架的一侧边角与其邻接的两条边；以及

弹性机构，其设置于与所述固定机构相向的位置，用于对定位格架的另外两条边提供弹性支撑。

2.如权利要求1所述的用于测量核燃料组件定位格架的固定夹具，其特征在于，

所述支撑机构包括：

透明支撑板，其固定设置于所述框架的装载槽中；以及

支撑销，其设置于所述透明支撑板上，用于支撑所述定位格架的下表面；

所述支撑销还包括螺丝及双螺母，所述螺丝及双螺母用于以相同长度来支撑所述定位格架，维持所述定位格架的水平状态。

3.如权利要求1所述的用于测量核燃料组件定位格架的固定夹具，其特征在于，所述固定机构，其设置为被插入到所述框架上各装载槽的一侧边角上设置的两个导向销（S1）而被固定，通过与所述导向销对应的两对以上的孔（H）来变更其与定位格架的接触面，以容纳不同类型的定位格架。

4.如权利要求1所述的用于测量核燃料组件定位格架的固定夹具，其特征在于，

所述弹性机构包括：

模块主体，其固定设置于所述框架上；

加压片，其设置于所述模块主体与所述定位格架相接触的面上，用于向定位格架施加压力；以及

弹簧，其与所述加压片相邻接，并向加压片提供弹力。

5.如权利要求4所述的用于测量核燃料组件定位格架的固定夹具，其特征在于，在所述加压片上形成有导向斜面，以对插入到装载槽的定位格架进行引导。

6.一种用于测量核燃料组件定位格架的测量装置，包括配备支撑台的本体，其特征在于，所述测量装置还包括：

测量夹具，其安装于所述支撑台上；及

检查单元，其位于所述测量夹具的上方，用于测量固定于所述测量夹具上的定位格架；

其中，所述测量夹具包括：

框架，其安装于所述支撑台上，所述框架上形成有多个装载槽以供定位格架对应地插入；

支撑机构，其包含设置于所述框架的装载槽中的用于从下部支撑所述定位格架的支撑板及支撑销；

固定机构，其固定设置于所述装载槽周围，用于固定所述定位格架的一侧边角与其邻接的两条边；及

弹性机构，其设置于与所述固定机构相向的位置，用于对定位格架的另外两条边提供弹性支撑。