CN105774282A - 锆合金核燃料棒表面激光刻号方法 - Google Patents

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宋磊
杨通高
邓昌义
兰虹
王虹骄
钟毅
沈林
刘子华
张玲
陈蕾
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China Jianzhong Nuclear Fuel Co Ltd
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Abstract

本发明属于燃料棒加工领域，具体公开一种锆合金核燃料棒表面激光标识方法，它包括步骤一：激光烧刻装置准备；步骤二：激光烧刻与识读验证；步骤三：激光烧刻后续处理。本发明通过采用激光发射器与电脑烧刻控制软件有机结合的方法，在锆合金核燃料棒表面通过激光烧刻技术进行条形码和数字编码标识，与原有的在燃料棒上进行气动刻号标识相比，大大减少了废品率，提高了生产线的自动化程度；通过在编码中设置校验位，来验证识读的燃料棒号正确性，并且每烧刻一面就进行一次验证，保证燃料棒信息准确、可靠和唯一。

Description

锆合金核燃料棒表面激光刻号方法
技术领域
本发明属于燃料棒加工领域，具体涉及一种锆合金核燃料棒表面激光标识方法。
背景技术
包壳管激光刻号对产品生产自动化、产品信息跟踪以及产品质量保障具有重大意义。燃料棒包壳管是用于保护燃料芯块不受冷却剂侵蚀、避免燃料中裂变产物外泄，使冷却剂免受污染、保持燃料元件的几何形状并使之有足够的刚度和机械强度，燃料棒包壳管的质量和性能直接关系到反应堆的安全运行以及反应堆的先进性和经济性。因此，对包壳管激光刻号工艺进行研究在实现产品自动化生产流程的同时保障产品质量，通过对包壳管质量性能的控制，延长燃料棒使用寿命并且使反应堆安全运行。
现有技术中，在对锆铌合金试样管进行激光烧刻过程中，由于在一定激光的能量下包壳管表面易产生氧化、烧刻深度较深或者标识不清晰等缺陷，通过调整设备的激光能量、烧刻速度和标识的密度等参数，可以有效控制烧刻的质量。
发明内容
本发明的目的在于提供一种锆合金核燃料棒表面激光刻号方法，能够实现自动化操作，烧刻性能满足技术要求，条码可读性好、准确性高。
实现本发明目的的技术方案：
一种锆合金核燃料棒表面激光刻号方法，它包括下列步骤：
步骤一：激光烧刻装置准备
(1.1)启动设备总电源，PLC控制单元电源、电脑电源、打开气阀；
(1.2)准备成品包壳管，并放于料架平台的上料位置；
(1.3)打开电脑烧刻程序，设置好烧刻的参数和需要标识的编码；
(1.4)用一根与产品一致的模拟管，手工将管通过工作通道送到激光器的下面，使包壳管与限位装置接触；调节该限位装置旋钮，直到激光烧刻的条码和数字位置满足技术要求，烧刻的位置要求距离下端部160±10mm。
步骤二：激光烧刻与识读验证
(2.1)PLC控制器抬起一根包壳管，该包壳管通过料架斜面自动滚入工作位的支撑轮，通过主从传动轮压紧包壳管并使该包壳管送入到激光器一端的限位装置；通过气缸夹紧装置，使包壳管固定；主从传动轮松开；
(2.2)PLC向电脑发出烧刻命令，预先设置的编码通过激光器在包壳管表面进行烧刻条形码，条码的宽度为25+5mm，高度为3+3mm；
(2.3)当第一个面的条形码烧刻完成后，夹紧装置旋转90°，并触发条形码识别器进行识读验证，如果识读正确，则进行下第二个面烧刻，否则进入步骤三；
(2.4)当第二个面的条形码烧刻完成后，夹紧装置再旋转90°，并触发条形码识别器进行识读验证，如果识读正确，则进行第三个面烧刻，否则进入步骤三；
(2.5)当第三个面的条形码烧刻完成后，夹紧装置再旋转90°，并触发条形码识别器进行识读验证，如果识读正确，则进行第四个面烧刻，否则进入步骤三；
(2.6)当第四个面的条形码烧刻完成后，在条形码左边20+10mm的相应位置烧刻对应的数字编码，字符高度为2+2mm；烧刻完成后，夹紧装置再旋转90°，并触发条形码识别器进行识读验证。
步骤三：激光烧刻后续处理
(3.1)固定包壳管的夹紧装置松开，主从传动轮压紧包壳管并使该包壳管送出到上下料平台；
(3.2)如果步骤二中验证条形码都正确，则下料至合格料架，否则下料至不合格料架。
本发明的有益技术效果在于：
(1)本发明所提供的一种锆合金核燃料棒表面激光刻号方法通过采用激光发射器与电脑烧刻控制软件有机结合的方法，在锆合金核燃料棒表面通过激光进行条形码和数字编码标识，与原有的在燃料棒上进行气动刻号标识相比，大大减少了废品率，提高了生产线的自动化程度
(2)通过在编码中设置校验位，来验证识读的燃料棒号正确性，并且每烧刻一面就进行一次验证，保证燃料棒信息准确、可靠和唯一。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步详细说明。
本发明所提供的一种锆合金核燃料棒表面激光刻号方法包括下列步骤：
步骤一：激光烧刻装置准备
(1.1)启动设备总电源，PLC控制单元电源、电脑电源、打开气阀；
(1.2)准备成品包壳管，并放于料架平台的上料位置；
(1.3)打开电脑烧刻程序，设置好烧刻的参数和需要标识的编码；
(1.4)用一根与产品一致的模拟管，手工将管通过工作通道送到激光器的下面，使包壳管与限位装置接触；调节该限位装置旋钮，直到激光烧刻的条码和数字位置满足技术要求，烧刻的位置要求距离下端部160±10mm。
步骤二：激光烧刻与识读验证
(2.1)开始启动后，PLC控制器抬起一根包壳管，该包壳管通过料架斜面自动滚入工作位的支撑轮，通过主从传动轮压紧包壳管并使该包壳管送入到激光器一端的限位装置；通过气缸夹紧装置，使包壳管固定，这时主从传动轮松开；
(2.2)PLC向电脑发出烧刻命令，预先设置的编码通过激光器在包壳管表面进行烧刻条形码，要求条码的宽度为25+5mm，高度为3+3mm；
(2.3)当第一个面的条形码烧刻完成后，夹紧装置旋转90°，并触发条形码识别器进行识读验证，如果识读正确，则进行下第二个面烧刻，否则进入步骤三；
(2.4)当第二个面的条形码烧刻完成后，夹紧装置再旋转90°，并触发条形码识别器进行识读验证，如果识读正确，则进行第三个面烧刻，否则进入步骤三；
(2.5)当第三个面的条形码烧刻完成后，夹紧装置再旋转90°，并触发条形码识别器进行识读验证，如果识读正确，则进行第四个面烧刻，否则进入步骤三；
(2.6)当第四个面的条形码烧刻完成后，在条形码左边20+10mm的相应位置烧刻对应的数字编码，要求字符高度为2+2mm，包括富集度代码、包壳管批号、棒编号和校验位。烧刻完成后，夹紧装置再旋转90°，并触发条形码识别器进行识读验证。
步骤三：激光烧刻后续处理
(3.1)固定包壳管的夹紧装置松开，主从传动轮压紧包壳管并使该包壳管送出到上下料平台；
(3.2)如果步骤二中验证条形码都正确，则下料至合格料架，否则下料至不合格料架。
上面结合实施例对本发明作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施例，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。本发明中未作详细描述的内容均可以采用现有技术。

Claims (4)

1.一种锆合金核燃料棒表面激光刻号方法，其特征在于：它包括下列步骤：
步骤一：激光烧刻装置准备；
步骤二：激光烧刻与识读验证；
步骤三：激光烧刻后续处理。
2.根据权利要求1所述的一种锆合金核燃料棒表面激光刻号方法，其特征在于：所述的步骤一包括：
(1.1)启动设备总电源，PLC控制单元电源、电脑电源、打开气阀；
(1.2)准备成品包壳管，并放于料架平台的上料位置；
(1.3)打开电脑烧刻程序，设置好烧刻的参数和需要标识的编码；
(1.4)用一根与产品一致的模拟管，手工将管通过工作通道送到激光器的下面，使包壳管与限位装置接触；调节该限位装置旋钮，直到激光烧刻的条码和数字位置满足技术要求，烧刻的位置距离下端部160±10mm。
3.根据权利要求2所述的一种锆合金核燃料棒表面激光刻号方法，其特征在于：所述的步骤二包括：
(2.1)PLC控制器抬起一根包壳管，该包壳管通过料架斜面自动滚入工作位的支撑轮，通过主从传动轮压紧包壳管并使该包壳管送入到激光器一端的限位装置；通过气缸夹紧装置，使包壳管固定；主从传动轮松开；
(2.2)PLC向电脑发出烧刻命令，预先设置的编码通过激光器在包壳管表面进行烧刻条形码，条码的宽度为25+5mm，高度为3+3mm；
(2.3)当第一个面的条形码烧刻完成后，夹紧装置旋转90°，并触发条形码识别器进行识读验证，如果识读正确，则进行下第二个面烧刻，否则进入步骤三；
(2.4)当第二个面的条形码烧刻完成后，夹紧装置再旋转90°，并触发条形码识别器进行识读验证，如果识读正确，则进行第三个面烧刻，否则进入步骤三；
(2.5)当第三个面的条形码烧刻完成后，夹紧装置再旋转90°，并触发条形码识别器进行识读验证，如果识读正确，则进行第四个面烧刻，否则进入步骤三；
(2.6)当第四个面的条形码烧刻完成后，在条形码左边20+10mm的相应位置烧刻对应的数字编码，字符高度为2+2mm，包括富集度代码、包壳管批号、棒编号和校验位。烧刻完成后，夹紧装置再旋转90°，并触发条形码识别器进行识读验证。
4.根据权利要求3所述的一种锆合金核燃料棒表面激光刻号方法，其特征在于：所述的步骤三包括：
(3.1)固定包壳管的夹紧装置松开，主从传动轮压紧包壳管并使该包壳管送出到上下料平台；
(3.2)如果步骤二中验证条形码都正确，则下料至合格料架，否则下料至不合格料架。
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