CN219038869U

CN219038869U - 一种芯块外观缺陷检测设备

Info

Publication number: CN219038869U
Application number: CN202223002885.8U
Authority: CN
Inventors: 葛隽; 王钟辉; 祝林; 王志刚
Original assignee: Zhejiang Guozi Robot Technology Co Ltd
Current assignee: Zhejiang Guozi Robot Technology Co Ltd
Priority date: 2022-11-10
Filing date: 2022-11-10
Publication date: 2023-05-16
Anticipated expiration: 2032-11-10

Abstract

本实用新型公开了一种芯块外观缺陷检测设备，包括：离心上料组件，用于将芯块依次送出离心上料组件；进料组件，其用于将离心上料组件送入的芯块依次排列，所述进料组件设置在离心上料组件下游；视觉检测及剔料装置，其设置在进料组件下游，所述视觉检测及剔料装置包括用于使芯块沿自身轴线转动的旋转辊筒组件、用于对芯块进行取像的视觉检测组件和用于将芯块从旋转辊筒组件剔除的剔料组件，所述旋转辊筒组件与离心上料组件对接，所述视觉检测组件设置在旋转辊筒组件上方，所述剔料组件与旋转辊筒组件固定。本实用新型提供了一种芯块外观缺陷检测设备，可以同时对多个芯块的自动化检测，提高检测效率。

Description

一种芯块外观缺陷检测设备

技术领域

本实用新型涉及块外观检测技术领域，尤其是涉及一种芯块外观缺陷检测设备。

背景技术

芯块是组成核燃料棒的一个圆柱形元件，制作工序为粉末压制－烧结－磨削。由于制作工艺的限制，在粉末压制和烧结的过程中，会不可避免地出现掉块、缺角等表面缺陷。缺陷芯块进入磨削工序，会导致磨床卡料。磨床卡料后一般由人工处理卡料问题，存在处理时间长，人力成本高的问题。

中国专利申请公开号CN211045055U，公开日为2020年07月17日，名称为“核燃料芯块外观表面缺陷在线检查系统”，公开了一种核燃料芯块外观表面缺陷在线检查系统，包括与前一工序生产线对接的进料导槽，在进料导槽后依次对接的周面检测导槽、双排皮带传送机构、出料导槽，对应进料导槽设置的进料推料机构，对应周面检测导槽设置的周面检测组件和直径检测组件，对应双排皮带传送机构设置的端面检测组件，以及对应出料导槽设置的出料推料机构。本实用新型通过设置的导槽和传动机构直接对接生产线，实现了检测系统与生产线的同步运作，同时分别设置周面检测组件、直径检测组件和端面检测组件对经过传输线的核燃料芯块一一全面检测，实现了核燃料芯块的全面外观缺陷检测和与生产线对接的整合。但是该种方案每次只能检测一个物料，检测效率较低，无法满足快速检测的需求。

实用新型内容

本实用新型为了克服现有技术中芯块外观表面缺陷设备检测效率较低，无法满足快速检测需求的不足，提供一种芯块外观缺陷检测设备，可以同时对多个芯块的自动化检测，提高检测效率。

为了实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种芯块外观缺陷检测设备，包括：

离心上料组件，用于将芯块依次送出离心上料组件；

进料组件，其用于将离心上料组件送入的芯块依次排列，所述进料组件设置在离心上料组件下游；

视觉检测及剔料装置，其设置在进料组件下游，所述视觉检测及剔料装置包括用于使芯块沿自身轴线转动的旋转辊筒组件、用于对芯块进行取像的视觉检测组件和用于将芯块从旋转辊筒组件剔除的剔料组件，所述旋转辊筒组件与离心上料组件对接，所述视觉检测组件设置在旋转辊筒组件上方，所述剔料组件与旋转辊筒组件固定。

上述技术方案中，所述芯块为圆柱形结构，所述芯块从离心上料组件依次送出并进入进料组件，进料组件中的芯块整齐排列后按批次被送入视觉检测及剔料装置，每个批次包括多个芯块，在视觉检测及剔料装置中，旋转辊筒组件使所有芯块一起沿自身轴线转动，使芯块侧面的各个位置都可以被视觉检测组件检测到，视觉检测组件与后台的控制器或服务器连接，通过图像识别软件对芯块侧面进行缺陷分析，当检测出芯块侧面存在缺陷时，通过剔料组件将存在缺陷的芯块从旋转辊筒组件上剔除，剩余的芯块在进料组件将下一批次的芯块送入旋转辊筒组件时被推送到回收工位。上述方案实现了同时对多个芯块的自动化检测，提高检测效率。

作为优选，所述旋转辊筒组件包括辊筒固定架、并排设置的第一辊筒和第二辊筒、以及驱动第一辊筒和第二辊筒同步且同向转动的第一驱动件，第一辊筒和第二辊筒分别与辊筒固定架转动连接，第一驱动件安装在辊筒固定架上。

上述技术方案中，所述并排设置的第一辊筒和第二辊筒上方可以放置芯块，第一辊筒和第二辊筒同步且同向转动可以更好地驱动芯块转动，避免芯块在第一辊筒和第二辊筒上打滑。

作为优选，所述第一驱动件包括第一驱动电机、皮带传动组件和齿轮传动组件，第一驱动电机通过皮带传动组件带动第一辊筒转动，第一辊筒和第二辊筒通过齿轮传动组件传动连接；所述齿轮传动组件包括第一齿轮、第二齿轮和中间齿轮，所述第一齿轮和第二齿轮齿数相同，所述第一齿轮与第一辊筒的一端同轴固定，所述第二齿轮与第二辊筒的一端同轴固定，所述中间齿轮与辊筒固定架转动连接且中间齿轮分别与第一齿轮、第二齿轮啮合。所述齿轮传动组件可以驱动第一辊筒和第二辊筒同步且同向转动。

作为优选，所述剔料组件包括移动架、第二驱动件和气嘴，所述移动架与辊筒固定架沿第一辊筒轴线的方向滑动连接，所述气嘴安装在移动架上且对准第一辊筒上的芯块，所述第二驱动件驱动所述移动架在辊筒固定架上平移。上述技术方案中，所述气嘴与外部气源连通，可以将芯块吹离旋转辊筒组件，所述第二驱动件可以带动移动架和气嘴移动到指定位置。

作为优选，所述移动架上设有激光传感器，所述激光传感器与气嘴对准同一个芯块。所述激光传感器可以检测剔料是否成功。

作为优选，所述视觉检测组件包括光源和工业相机，所述光源和工业相机设置在旋转辊筒组件的相对两侧。所述结构可以避免光源和工业相机干涉，且光源可以使工业相机可以更加准确的检测出存在缺陷的芯块。

作为优选，所述进料组件包括进料固定架、进料轨道、夹爪组件和驱动组件，所述夹爪组件与进料固定架沿进料轨道长度方向滑动连接，所述驱动组件驱动夹爪组件在进料固定架移动，夹爪组件中的夹爪本体对准进料轨道上的芯块，所述进料轨道的两端分别与离心上料组件和进料组件对接。

上述技术方案中，当芯块在进料轨道上排列整齐后，夹爪组件可以夹紧最后一块芯块将一排芯块一起推进旋转辊筒组件。

作为优选，所述夹爪组件的数量为2个，2个夹爪组件分别设置在进料轨道上下两侧，2个夹爪组件有同一个驱动组件驱动且两侧移动方向相反。

上述技术方案中，所述驱动组件可以皮带传动机构，也可以是链条传动机构，且2个夹爪组件分别与皮带或链条的两侧固定，皮带或链条移动时，两个2个夹爪组件移动方向相反，可以实现对芯块的同步交替输送，节拍缩短1/2。且其中一个夹爪组件输送完成后，可以挡住进料轨道前端，当后续芯块在进料轨道上排列整齐后，后方的夹爪组件的夹爪本体夹紧芯块并向前移动，前方的夹爪组件的夹爪本体松开，并同步先后移动。

作为优选，所述离心上料组件的出口端设有出料运输皮带组件，出料运输皮带组件的两端分别对接进料组件离心上料组件，用于将离心上料组件上的芯块推送到进料组件上。所述出料运输皮带组件有驱动件和皮带传动组件组成，芯块位于皮带传动组件中的皮带上方。

作为优选，还包括机架，所述离心上料组件、进料组件和视觉检测及剔料装置分别与机架固定。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是本实用新型中离心上料组件的结构示意图；

图3是本实用新型中进料组件的结构示意图；

图4是本实用新型中视觉检测及剔料装置的结构示意图一；

图5是图4中A处的局部放大图；

图6是本实用新型中视觉检测及剔料装置的结构示意图二；

图7是本实用新型中视觉检测及剔料装置的结构示意图三。

图中：机架1、离心上料组件2、料斗2.1、除尘管2.2、离心机2.3、料斗出料皮带2.4、出料运输皮带组件2.5、进料组件3、进料固定架3.1、进料轨道3.2、夹爪组件3.3、夹爪本体3.3.1、驱动组件3.4、视觉检测及剔料装置4、旋转辊筒组件4.1、辊筒固定架4.1.1、第一辊筒4.1.2、第二辊筒4.1.3、第一驱动件4.1.4、第一驱动电机4.1.5、皮带传动组件4.1.6、齿轮传动组件4.1.7、第一齿轮4.1.8、第二齿轮4.1.9、中间齿轮4.1.10、视觉检测组件4.2、光源4.2.1、工业相机4.2.2、剔料组件4.3、移动架4.3.1、第二驱动件4.3.2、气嘴4.3.3、激光传感器4.3.4、接料盘4.3.5、芯块5。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型做进一步的描述。

实施例1：

如图1、图4、图5、图6和图7所示，一种芯块外观缺陷检测设备，包括：

离心上料组件2，用于将芯块5依次送出离心上料组件2；

进料组件3，其用于将离心上料组件2送入的芯块5依次排列，所述进料组件3设置在离心上料组件2下游；

视觉检测及剔料装置4，其设置在进料组件3下游，所述视觉检测及剔料装置4包括用于使芯块5沿自身轴线转动的旋转辊筒组件4.1、用于对芯块5进行取像的视觉检测组件4.2和用于将芯块5从旋转辊筒组件4.1剔除的剔料组件4.3，所述旋转辊筒组件4.1与离心上料组件2对接，所述视觉检测组件4.2设置在旋转辊筒组件4.1上方，所述剔料组件4.3与旋转辊筒组件4.1固定。

上述技术方案中，所述芯块5为圆柱形结构，所述芯块5从离心上料组件2依次送出并进入进料组件3，进料组件3中的芯块5整齐排列后按批次被送入视觉检测及剔料装置4，每个批次包括多个芯块5，在视觉检测及剔料装置4中，旋转辊筒组件4.1使所有芯块5一起沿自身轴线转动，使芯块5侧面的各个位置都可以被视觉检测组件4.2检测到，视觉检测组件4.2与后台的控制器或服务器连接，通过图像识别软件对芯块5侧面进行缺陷分析，当检测出芯块5侧面存在缺陷时，通过剔料组件4.3将存在缺陷的芯块5从旋转辊筒组件4.1上剔除，剩余的芯块5在进料组件3将下一批次的芯块5送入旋转辊筒组件4.1时被推送到回收工位。上述方案实现了同时对多个芯块5的自动化检测，提高检测效率。

所述缺陷检测设备还包括机架1，所述离心上料组件2、进料组件3和视觉检测及剔料装置4分别与机架1固定。

如图4和图5所示，所述旋转辊筒组件4.1包括辊筒固定架4.1.1、并排设置的第一辊筒4.1.2和第二辊筒4.1.3、以及驱动第一辊筒4.1.2和第二辊筒4.1.3同步且同向转动的第一驱动件4.1.4，第一辊筒4.1.2和第二辊筒4.1.3分别与辊筒固定架4.1.1转动连接，第一驱动件4.1.4安装在辊筒固定架4.1.1上。优选的，所述第一辊筒4.1.2和第二辊筒4.1.3的表面具有包覆橡胶等弹性材料，一方面增加第一辊筒4.1.2和第二辊筒4.1.3与芯块5之间的摩擦力，避免打滑，也可以包括芯块5的表面，避免其被划伤。

上述技术方案中，所述并排设置的第一辊筒4.1.2和第二辊筒4.1.3上方可以放置芯块5，第一辊筒4.1.2和第二辊筒4.1.3同步且同向转动可以更好地驱动芯块5转动，避免芯块5在第一辊筒4.1.2和第二辊筒4.1.3上打滑。

如图6和图7所示，所述第一驱动件4.1.4包括第一驱动电机4.1.5、皮带传动组件4.1.6和齿轮传动组件4.1.7，第一驱动电机4.1.5通过皮带传动组件4.1.6带动第一辊筒4.1.2转动，第一辊筒4.1.2和第二辊筒4.1.3通过齿轮传动组件4.1.7传动连接；所述齿轮传动组件4.1.7包括第一齿轮4.1.8、第二齿轮4.1.9和中间齿轮4.1.10，所述第一齿轮4.1.8和第二齿轮4.1.9齿数相同，所述第一齿轮4.1.8与第一辊筒4.1.2的一端同轴固定，所述第二齿轮4.1.9与第二辊筒4.1.3的一端同轴固定，所述中间齿轮4.1.10与辊筒固定架4.1.1转动连接且中间齿轮4.1.10分别与第一齿轮4.1.8、第二齿轮4.1.9啮合。所述齿轮传动组件4.1.7可以驱动第一辊筒4.1.2和第二辊筒4.1.3同步且同向转动。

如图4和图5所示，所述剔料组件4.3包括移动架4.3.1、第二驱动件4.3.2和气嘴4.3.3，所述移动架4.3.1与辊筒固定架4.1.1沿第一辊筒4.1.2轴线的方向滑动连接，所述气嘴4.3.3安装在移动架4.3.1上且对准第一辊筒4.1.2上的芯块5，所述第二驱动件4.3.2驱动所述移动架4.3.1在辊筒固定架4.1.1上平移。上述技术方案中，所述气嘴4.3.3与外部气源连通，可以将芯块5吹离旋转辊筒组件4.1，所述第二驱动件4.3.2可以带动移动架4.3.1和气嘴4.3.3移动到指定位置。

优选的，所述移动架4.3.1上设有激光传感器4.3.4，所述激光传感器4.3.4与气嘴4.3.3对准同一个芯块5。所述激光传感器4.3.4可以检测剔料是否成功。

优选的，所述剔料组件4.3的数量为两个，可同时进行剔料，增加剔料效率。所述移动架4.3.1与辊筒固定架4.1.1通过直线滑轨实现滑动连接，保证滑动稳定性。所述移动架4.3.1上还设有接料盘4.3.5，接料盘4.3.5与剔料组件4.3设置在旋转辊筒组件4.1的相对两侧，用于收集被剔料组件4.3剔除的芯块5。

如图4所示，所述视觉检测组件4.2包括光源4.2.1和工业相机4.2.2，所述光源4.2.1和工业相机4.2.2设置在旋转辊筒组件4.1的相对两侧。所述结构可以避免光源4.2.1和工业相机4.2.2干涉，且光源4.2.1可以使工业相机4.2.2可以更加准确的检测出存在缺陷的芯块5。

如图3所示，所述进料组件3包括进料固定架3.1、进料轨道3.2、夹爪组件3.3和驱动组件3.4，所述夹爪组件3.3与进料固定架3.1沿进料轨道3.2长度方向滑动连接，所述驱动组件3.4驱动夹爪组件3.3在进料固定架3.1移动，夹爪组件3.3中的夹爪本体3.3.1对准进料轨道3.2上的芯块5，所述进料轨道3.2的两端分别与离心上料组件2和进料组件3对接。

上述技术方案中，所述夹爪组件3.3可以使气动夹爪，也可以是电动夹爪。所述进料轨道3.2可以是一个空心圆筒，在空心圆筒的侧壁上设有长槽，便于夹爪本体3.3.1透过长槽夹紧芯块5，所述进料轨道3.2也可以是由多根长管围成的轨道，夹爪本体3.3.1可以透过长管间隙夹紧芯块5。当芯块5在进料轨道3.2上排列整齐后，夹爪组件3.3可以夹紧最后一块芯块5将一排芯块5一起推进旋转辊筒组件4.1。

优选的，所述夹爪组件3.3的数量为2个，2个夹爪组件3.3分别设置在进料轨道3.2上下两侧，2个夹爪组件3.3有同一个驱动组件3.4驱动且两侧移动方向相反。所述驱动组件3.4可以皮带传动机构，也可以是链条传动机构，且2个夹爪组件3.3分别与皮带或链条的两侧固定，皮带或链条移动时，两个2个夹爪组件3.3移动方向相反，可以实现对芯块5的同步交替输送，节拍缩短1/2。且其中一个夹爪组件3.3输送完成后，可以挡住进料轨道3.2前端，当后续芯块5在进料轨道3.2上排列整齐后，后方的夹爪组件3.3的夹爪本体3.3.1夹紧芯块5并向前移动，前方的夹爪组件3.3的夹爪本体3.3.1松开，并同步先后移动。

如图2所示，所述离心上料组件2的出口端设有出料运输皮带组件2.5，出料运输皮带组件2.5的两端分别对接进料组件3离心上料组件2，用于将离心上料组件2上的芯块5推送到进料组件3上。所述出料运输皮带组件2.5有驱动件和皮带传动组件4.1.6组成，芯块5位于皮带传动组件4.1.6中的皮带上方。所述离心上料组件2包括料斗2.1、除尘管2.2、离心机2.3和料斗出料皮带2.4。核燃料芯块5由上一工序设备倒入料斗2.1中后，除尘管2.2可以吸除芯块5表面残留的粉末。料斗2.1出料皮带起到缓冲与运输芯块5的作用，将核燃料芯块5运输至离心机2.3中，离心机2.3将芯块5按照指定规则排序送出，由出料运输皮带运输至进料组件3中。

Claims

1.一种芯块外观缺陷检测设备，其特征是，包括：

离心上料组件，用于将芯块依次送出离心上料组件；

2.根据权利要求1所述的一种芯块外观缺陷检测设备，其特征是，所述旋转辊筒组件包括辊筒固定架、并排设置的第一辊筒和第二辊筒、以及驱动第一辊筒和第二辊筒同步且同向转动的第一驱动件，第一辊筒和第二辊筒分别与辊筒固定架转动连接，第一驱动件安装在辊筒固定架上。

3.根据权利要求2所述的一种芯块外观缺陷检测设备，其特征是，所述第一驱动件包括第一驱动电机、皮带传动组件和齿轮传动组件，第一驱动电机通过皮带传动组件带动第一辊筒转动，第一辊筒和第二辊筒通过齿轮传动组件传动连接；所述齿轮传动组件包括第一齿轮、第二齿轮和中间齿轮，所述第一齿轮和第二齿轮齿数相同，所述第一齿轮与第一辊筒的一端同轴固定，所述第二齿轮与第二辊筒的一端同轴固定，所述中间齿轮与辊筒固定架转动连接且中间齿轮分别与第一齿轮、第二齿轮啮合。

4.根据权利要求2所述的一种芯块外观缺陷检测设备，其特征是，所述剔料组件包括移动架、第二驱动件和气嘴，所述移动架与辊筒固定架沿第一辊筒轴线的方向滑动连接，所述气嘴安装在移动架上且对准第一辊筒上的芯块，所述第二驱动件驱动所述移动架在辊筒固定架上平移。

5.根据权利要求4所述的一种芯块外观缺陷检测设备，其特征是，所述移动架上设有激光传感器，所述激光传感器与气嘴对准同一个芯块。

6.根据权利要求1或2或3或4或5所述的一种芯块外观缺陷检测设备，其特征是，所述视觉检测组件包括光源和工业相机，所述光源和工业相机设置在所述旋转辊筒组件的相对两侧。

7.根据权利要求1或2或3或4或5所述的一种芯块外观缺陷检测设备，其特征是，所述进料组件包括进料固定架、进料轨道、夹爪组件和驱动组件，所述夹爪组件与进料固定架沿进料轨道长度方向滑动连接，所述驱动组件驱动夹爪组件在进料固定架移动，夹爪组件中的夹爪本体对准进料轨道上的芯块，所述进料轨道的两端分别与离心上料组件和进料组件对接。

8.根据权利要求7所述的一种芯块外观缺陷检测设备，其特征是，所述夹爪组件的数量为2个，2个夹爪组件分别设置在进料轨道上下两侧，2个夹爪组件有同一个驱动组件驱动且两侧移动方向相反。

9.根据权利要求1或2或3或4或5所述的一种芯块外观缺陷检测设备，其特征是，所述离心上料组件的出口端设有出料运输皮带组件，出料运输皮带组件的两端分别对接进料组件离心上料组件，用于将离心上料组件上的芯块推送到进料组件上。

10.根据权利要求1或2或3或4或5所述的一种芯块外观缺陷检测设备，其特征是，所述离心上料组件的出口端设有出料运输皮带组件，出料运输皮带组件的两端分别对接芯块进料组件离心上料组件，用于将离心上料组件上的芯块推送到芯块进料组件上。