CN109724533A - 一种陶瓷芯块表面尺寸、缺陷全自动检测装置及方法 - Google Patents

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张愿
汤慧
倪彦松
梁趋峰
佟昶明
原龙
李霞
张艳
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Abstract

一种陶瓷芯块表面尺寸、缺陷全自动检测装置,包括自动上料整料装置、待检工位、工位一、工位二、工位三,自动分拣装置;自动上料整料装置包括振动盘上料组件,振动盘上料组件安装在手动平移台上,手动平移台在水平面内移动,从而带动自动上料整料装置移动;待检工位包括支撑件A,支撑件A上安装上料连接件,上料连接件上安装双向调整台及小型调整台,通过调节双向调整台,使不同直径的工件左右居中,通过调整小型调整台,使不同直径的工件前后居中;工位一包括自动定心气爪、线扫描光源、线扫描相机,其中自动定心气爪安装在自动旋转台上;工位二包括远心光源、自动旋转台、尺寸相机;工位三包括支撑杆,支撑杆下部安装检测台。

Description

一种陶瓷芯块表面尺寸、缺陷全自动检测装置及方法
技术领域
本发明属于自动检测领域,具体涉及一种陶瓷芯块表面尺寸、缺陷全自动 检测装置及方法。
背景技术
新型核电燃料元件陶瓷芯块尺寸及表面缺陷检测属于国际先进、国内领先 的针对该类产品的研究,对于该类柱状芯块的外形尺寸及表面缺陷,由于技术 手段的限制,仍然采用人工的方法结合常规量具和装置进行检测,由于人工的 限制和技术的落后,不仅检测产品的速度慢、效率低下,而且在检测过程中容 易出错,无法进行自动检测及识别。
在燃料元件中,芯块是最重要的核心部件,其外形尺寸的设计和精确测量 对于燃料装管及堆内运行有非常重要的意义。同时人们对产品质量要求的提高, 对于传统的柱状芯块的制造,碳化硼芯块的制作过程分为混料、成型、烧结、 研磨和清洗等多个步骤。由于现有设备和工艺的不足,碳化硼材料在加工过程 中极易发生尺寸和几何形状的变化,烧结后的芯块会因受热膨胀而尺寸增大。 芯块的表面还可能存在破损等表面质量缺陷,烧结过程中由于温度及其他不可 控因素,会使产品的表面出现掉块、裂纹等不规则的缺陷,由于不能进行准确 的量化,单纯依靠人工很难去鉴定评价其表面质量。
该方法采用计算机来模拟人的视觉功能,从客观事物的图像中提取信息, 进行处理并加以计算,最终用于实际检测
发明内容
本发明的目的在于:提供一种陶瓷芯块表面尺寸、缺陷全自动检测装置及 方法,该方法及装置可以快速而准确地测量陶瓷芯块的外形尺寸,识别芯块外 表面缺陷,具有检测速度快、无损伤、检测可靠等特点,避免了因作业条件, 人为主观判断等影响检测结果的准确性,实现了更快更精确地进行陶瓷芯块质 量的检测。
本发明的技术方案如下:一种陶瓷芯块表面尺寸、缺陷全自动检测装置, 包括自动上料整料装置、待检工位、工位一、工位二、工位三,自动分拣装 置;
自动上料整料装置包括振动盘上料组件,振动盘上料组件安装在手动平 移台上,手动平移台在水平面内移动,从而带动自动上料整料装置移动;
待检工位包括支撑件A,支撑件A上安装上料连接件,上料连接件上安 装双向调整台及小型调整台,通过调节双向调整台,使不同直径的工件左右 居中,通过调整小型调整台,使不同直径的工件前后居中;
工位一包括自动定心气爪、线扫描光源、线扫描相机,其中自动定心气 爪安装在自动旋转台上;
工位二包括远心光源、自动旋转台、尺寸相机;
工位三包括支撑杆,支撑杆下部安装检测台,检测台上安装端面相机, 而端面相机的正上方依次安装端面光源、光学玻璃组件、平行背光组件,其 中光学玻璃组件安装在端面旋转组件上;
自动分拣装置包括滑道,在滑道上安装摆动指针,而在滑道下部安装摆动 气缸,摆动指针由摆动气缸控制。
自动旋转台安装在支撑件B上。
远心光源安装在四维调整台上。
端面旋转组件安装在支撑件C上,而支撑件C安装在检测台上。
滑道则由支撑件D支撑。
一种陶瓷芯块表面尺寸、缺陷全自动检测方法,包括以下步骤:
S1:被检工件由自动上料整料装置中的振动盘上料组件中提供,移动手 动平移台以调整振动盘上料组件的位置,调整振动盘上料组件中的被检工件 被送至待检工位;
S2:通过待检工位中的直振轨道,调整被检工件的位置,之后送至工位 一;
S3:工位一中的柱面光相机对被检工件进行圆柱面旋转拍照,根据照片中 灰度阈值与设定的标准缺陷灰度阈值进行比较,评价被检工件的外观质量,若 工件灰度阈值小于标准缺陷灰度阈值则判定合格,否则不合格,检测结束后通 过吸嘴和滑轨将被检工件送入工位二;
S4:工位二中的尺寸相机对被检工件外形进行拍照,并计算出工件的尺 寸,与设置的判定限值进行比较,判定合格与否,然后将被检工件送入工位三 5;
S5:工位三中的相机对被检工件进行端面翻转拍照,根据照片中灰度阈值 与设定的标准缺陷灰度阈值进行比较,评价被检工件的外观质量,若工件灰度 阈值小于标准缺陷灰度阈值则判定合格,否则不合格;
S6,经工位一、工位二、工位三检测后的被检工件送至自动分拣装置,若 工位一、工位二、工位三均检测合格,则被检工件倍送入合格品区,若至少有 一项检测不合格,则摆动指针摆动,将被检工件送入不合格品区。
所述S1中,移动手动平移台以调整振动盘上料组件的位置。
本发明的显著效果在于:可快速自动对圆柱状陶瓷芯块外形尺寸及表面缺 陷进行准确测量和精细识别。
附图说明
图1为本发明所述的控制棒组件用工件支撑装置整体示意图;
图2为本发明所述的控制棒组件用工件支撑装置手动平移台示意图;
图3为本发明所述的控制棒组件用工件支撑装置上料连接件示意图;
图4为本发明所述的控制棒组件用工件支撑装置线扫描相机示意图;
图5为本发明所述的控制棒组件用工件支撑装置远心光源示意图;
图6为本发明所述的控制棒组件用工件支撑装置端面相机示意图;
图7为本发明所述的控制棒组件用工件支撑装置端面相机摆动指针示意 图;
图中:自动上料整料装置1、待检工位2、工位一3、工位二4、工位三5, 自动分拣装置6、
振动盘上料组件11、手动平移台12
支撑件A21、上料连接件22、双向调整台24、小型调整台25
自动定心气爪32、自动旋转台33、线扫描光源34、线扫描相机35
远心光源41、自动旋转台42、尺寸相机43、四维调整台44
支撑杆51、端面相机52、端面光源53、光学玻璃组件54、平行背光组件 55、支撑件C56、检测台57
滑道62、摆动气缸63、摆动指针64
具体实施方式
一种陶瓷芯块表面尺寸、缺陷全自动检测装置,包括自动上料整料装置 1、待检工位2、工位一3、工位二4、工位三5,自动分拣装置6;
如图2所示,自动上料整料装置1包括振动盘上料组件11,振动盘上料组 件11安装在手动平移台12上,手动平移台12可在水平面内移动,从而带动自 动上料整料装置1移动,
如图3所示,待检工位2包括支撑件A21,支撑件A21上安装上料连接件 22,上料连接件22上安装双向调整台24及小型调整台25,通过调节双向调整 台24,可以使不同直径的工件左右居中,通过调整小型25调整台,可以使不 同直径的工件前后居中;
如图4所示,工位一3包括自动定心气爪32、线扫描光源34、线扫描相机 35,其中自动定心气爪32安装在自动旋转台33上,而自动旋转台33安装在支 撑件B31上;
如图5所示,工位二4包括远心光源41、自动旋转台42、尺寸相机43,其 中远心光源41安装在四维调整台44上;
如图6所示,工位三5包括支撑杆51,支撑杆51下部安装检测台57,检测 台57上安装端面相机52,而端面相机52的正上方依次安装端面光源53、光学 玻璃组件54、平行背光组件55,其中光学玻璃组件54安装在端面旋转组件55 上,端面旋转组件55安装在支撑件C56上,而支撑件C56安装在检测台57上, 如图7所示,自动分拣装置6包括滑道62,在滑道62上安装摆动指针64,而 在滑道62下部安装摆动气缸63,摆动指针64由摆动气缸63控制,滑道62则由支 撑件D61支撑;
一种陶瓷芯块表面尺寸、缺陷全自动检测方法,包括以下步骤:
S1:被检工件由自动上料整料装置1中的振动盘上料组件11中提供,调 整振动盘上料组件11中的被检工件被送至待检工位2;
S2:通过待检工位2中的直振轨道,调整被检工件的位置,之后送至工位 一3;
S3:工位一3中的柱面光相机对被检工件进行圆柱面旋转拍照,根据照片 中灰度阈值与设定的标准缺陷灰度阈值进行比较,评价被检工件的外观质量, 若工件灰度阈值小于标准缺陷灰度阈值则判定合格,否则不合格,检测结束后 通过吸嘴和滑轨将被检工件送入工位二4;
S4:工位二4中的尺寸相机对被检工件外形进行拍照,并计算出工件的尺 寸,与设置的判定限值进行比较,判定合格与否,然后将被检工件送入工位三 5;
S5:工位三5中的相机对被检工件进行端面翻转拍照,根据照片中灰度阈值 与设定的标准缺陷灰度阈值进行比较,评价被检工件的外观质量,若工件灰度 阈值小于标准缺陷灰度阈值则判定合格,否则不合格;
S6,经工位一3、工位二4、工位三5检测后的被检工件送至自动分拣装置6, 若工位一3、工位二4、工位三5均检测合格,则被检工件倍送入合格品区,若 至少有一项检测不合格,则摆动指针64摆动,将被检工件送入不合格品区。

Claims (7)

1.一种陶瓷芯块表面尺寸、缺陷全自动检测装置,其特征在于:包括自动上料整料装置(1)、待检工位(2)、工位一(3)、工位二(4)、工位三(5),自动分拣装置(6);
自动上料整料装置(1)包括振动盘上料组件(11),振动盘上料组件(11)安装在手动平移台(12)上,手动平移台(12)在水平面内移动,从而带动自动上料整料装置(1)移动;
待检工位(2)包括支撑件A(21),支撑件A(21)上安装上料连接件(22),上料连接件(22)上安装双向调整台(24)及小型调整台(25),通过调节双向调整台(24),使不同直径的工件左右居中,通过调整小型(25)调整台,使不同直径的工件前后居中;
工位一(3)包括自动定心气爪(32)、线扫描光源(34)、线扫描相机(35),其中自动定心气爪(32)安装在自动旋转台33上;
工位二(4)包括远心光源(41)、自动旋转台(42)、尺寸相机(43);
工位三(5)包括支撑杆(51),支撑杆(51)下部安装检测台(57),检测台(57)上安装端面相机(52),而端面相机(52)的正上方依次安装端面光源(53)、光学玻璃组件(54)、平行背光组件(55),其中光学玻璃组件(54)安装在端面旋转组件(55)上;
自动分拣装置(6)包括滑道(62),在滑道(62)上安装摆动指针(64),而在滑道(62)下部安装摆动气缸(63),摆动指针(64)由摆动气缸(63)控制。
2.根据权利要求1所述的一种陶瓷芯块表面尺寸、缺陷全自动检测装置,其特征在于:自动旋转台(33)安装在支撑件B(31)上。
3.根据权利要求1所述的一种陶瓷芯块表面尺寸、缺陷全自动检测装置,其特征在于:远心光源(41)安装在四维调整台(44)上。
4.根据权利要求1所述的一种陶瓷芯块表面尺寸、缺陷全自动检测装置,其特征在于:端面旋转组件(55)安装在支撑件C(56)上,而支撑件C(56)安装在检测台(57)上。
5.根据权利要求1所述的一种陶瓷芯块表面尺寸、缺陷全自动检测装置,其特征在于:滑道(62)则由支撑件D(61)支撑。
6.一种应用如权利要求1所述的一种陶瓷芯块表面尺寸、缺陷全自动检测装置的检测方法,其特征在于:包括以下步骤:
S1:被检工件由自动上料整料装置(1)中的振动盘上料组件(11)中提供,移动手动平移台(12)以调整振动盘上料组件(11)的位置,调整振动盘上料组件(11)中的被检工件被送至待检工位(2);
S2:通过待检工位(2)中的直振轨道,调整被检工件的位置,之后送至工位一(3);
S3:工位一(3)中的柱面光相机对被检工件进行圆柱面旋转拍照,根据照片中灰度阈值与设定的标准缺陷灰度阈值进行比较,评价被检工件的外观质量,若工件灰度阈值小于标准缺陷灰度阈值则判定合格,否则不合格,检测结束后通过吸嘴和滑轨将被检工件送入工位二(4);
S4:工位二(4)中的尺寸相机对被检工件外形进行拍照,并计算出工件的尺寸,与设置的判定限值进行比较,判定合格与否,然后将被检工件送入工位三5;
S5:工位三(5)中的相机对被检工件进行端面翻转拍照,根据照片中灰度阈值与设定的标准缺陷灰度阈值进行比较,评价被检工件的外观质量,若工件灰度阈值小于标准缺陷灰度阈值则判定合格,否则不合格;
S6,经工位一(3)、工位二(4)、工位三(5)检测后的被检工件送至自动分拣装置(6),若工位一(3)、工位二(4)、工位三(5)均检测合格,则被检工件倍送入合格品区,若至少有一项检测不合格,则摆动指针(64)摆动,将被检工件送入不合格品区。
7.根据权利要求1所述的一种陶瓷芯块表面尺寸、缺陷全自动检测方法,其特征在于:所述S1中,移动手动平移台(12)以调整振动盘上料组件(11)的位置。
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