CN219715258U - 一种核燃料棒表面缺陷尺寸测量机构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种核燃料棒表面缺陷尺寸测量机构，包括底台座和龙门架，安置于底台座上与龙门架位置匹配的复检支撑台，安置于龙门架上的用于对复检支撑台位置的核燃料棒进行复检的随动式缺陷测量组件，与复检支撑台对接的复检上料组件，位于复检支撑台一端的复检夹持旋转组件，以及控制系统。本实用新型采用复检上料组件将核燃料棒放置于复检支撑台上后，由复检夹持旋转组件将核燃料棒端部夹持并旋转，配合随动式缺陷测量组件沿核燃料棒轴向移动实现对核燃料棒表面缺陷的复检及缺陷尺寸测量，确保前序工序对表面缺陷检测的准确度。

Description

一种核燃料棒表面缺陷尺寸测量机构

技术领域

本实用新型涉及一种核燃料棒检测设备，具体地讲，是涉及一种核燃料棒表面缺陷尺寸测量机构。

背景技术

核燃料棒是芯块元件装配后的产品，与核燃料芯块一样需要进行各种参数检测，尤其是表面缺陷检测。对于核燃料芯块而言，通常在检测到表面缺陷后就认为其不合格，将其作为废品剔除，但对于核燃料棒成品来说，由于某些特殊情况，直接将检测到存在表面缺陷的产品作废可能会过度浪费原料和制造时间，并且考虑现有设备的检测精度，有必要设计一种对核燃料棒产品进行复检的自动化装置。一方面降低常规人工复检的劳动强度，另一方面可集成于核燃料棒批量检测系统中作为自动化检测的最后一道保障，减少产品浪费。

实用新型内容

针对上述现有技术存在的问题，本实用新型提供一种核燃料棒表面缺陷尺寸测量机构，通过对结构设计对检测过的核燃料棒表面缺陷进行复检确定，并可集成于核燃料棒批量检测系统中对检测结果进行最后保障。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：

一种核燃料棒表面缺陷尺寸测量机构，包括底台座，安置于底台座上的龙门架，安置于底台座上与龙门架位置匹配的复检支撑台，安置于龙门架上的用于对复检支撑台位置的核燃料棒进行复检的随动式缺陷测量组件，安置于龙门架下方的底台座上并与复检支撑台对接的复检上料组件，安置于底台座上并位于复检支撑台一端的复检夹持旋转组件，以及用于控制进出料和测量的控制系统，其中由上料组件将核燃料放置于复检支撑台上后，由复检夹持旋转组件夹持住核燃料棒端部并使其旋转，由所述随动式缺陷测量组件沿核燃料棒一端向另一端逐渐移动并全面测量核燃料棒表面缺陷尺寸。

具体地，所述复检支撑台上设有用于放置核燃料棒的V型槽和用于对接复检上料组件的多个让位槽，该V型槽和让位槽的槽向相互垂直。

具体地，所述复检上料组件包括安置于底台座上并与核燃料棒长度匹配的上料底架，竖向安置于上料底架中部的上料顶升气缸，连接于上料顶升气缸活动端且与上料底架长度匹配的上料顶升架，多个均布安置于上料顶升架下部并通过直线导轨与上料底架活动连接的上料导撑座，多个均布安置于上料顶升架上部的上料连接座，以及安置于上料连接座上的上料滑臂，其中所述上料滑臂上表面沿进料方向倾斜，上料滑臂的进料首端设有用于在顶升后从前端工序料架获取核燃料棒的上料钩部，上料滑臂的进料末端设有用于阻挡核燃料棒滑出的上料挡部，该上料挡部与V型槽位置匹配，在上料滑臂该端下降至让位槽内时使进料的核燃料棒被放置于V型槽内。

具体地，所述随动式缺陷测量组件包括横向安装在龙门架上的横移直线模组，安装在横移直线模组一端的横移驱动电机，安装在横移直线模组活动端上的横移固定板，竖向安装在横移固定板上的升降直线模组，安装在升降直线模组上端的升降驱动电机，安装在升降直线模组活动端上的缺陷测量基架，安置于缺陷测量基架上的光谱共聚焦模块，在缺陷测量基架上与光谱共聚焦模块并排安置的相机支架，以及安置于相机支架上的相机光源、面阵相机和镜头，其中所述面阵相机和镜头用于对复检支撑台位置的核燃料棒进行缺陷位置确认，所述光谱共聚焦模块用于在缺陷位置确认后对缺陷尺寸进行测量。

具体地，所述复检夹持旋转组件包括安置于底台座上并与复检支撑台端部对应的旋转底座，安置于旋转底座上的升降位置调节模块，安置于升降位置调节模块活动端的旋转安装架，安置于旋转安装架上且中心与复检支撑台上放置的核燃料棒轴心对应的中空旋转平台，安置于旋转安装架上用于驱动中空旋转平台的旋转伺服电机，安置于中空旋转平台的旋转端上的旋转转接盘，以及安置于旋转转接盘上的用于从端部夹持复检支撑台上放置的核燃料棒的夹持机构，其中夹持机构的夹持中心与中空旋转平台同轴心，通过升降位置调节模块调节中空旋转平台的轴心与核燃料棒的轴心相匹配。

具体地，所述升降位置调节模块包括竖向固定并平行安置于旋转底座上的两条升降导轨，固定安置于两条升降导轨上端的升降端板，转动安置于升降端板上的升降转轴，安装于升降转轴上端的升降手轮，以及环绕升降转轴并安置于升降端板上的轴锁定器，其中所述旋转安装架通过连接块与升降转轴下端固定连接并通过滑块与两条升降导轨滑动连接。

具体地，所述夹持机构包括固定安置于旋转转接盘上的夹持固定架，安置于夹持固定架上并正对复检支撑台端部的手指气缸，安置于手指气缸活动端上用于夹持核燃料棒端部的夹爪，以及安置于旋转安装架上并从中部穿过中空旋转平台和旋转转接盘与手指气缸驱动连接的气电滑环，其中所述手指气缸的夹持中心与中空旋转平台同轴心。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

(1)本实用新型通过复检上料组件将核燃料棒上料至复检支撑台后，由复检夹持旋转组件将核燃料棒端部夹持并旋转，配合随动式缺陷测量组件沿核燃料棒轴向移动实现对核燃料棒表面缺陷的复检及缺陷尺寸测量，确保前序工序对表面缺陷检测的准确度，提高了批量自动化检测系统的检测准确度，并为后续精准分类存储提供了基础。本实用新型设计巧妙，结构相对简单，使用方便，适于在核燃料棒检测设备中应用。

(2)本实用新型通过对复检支撑台的结构设计使核燃料棒能够稳定放置，并通过让位槽方便上料操作，而且在进料的核燃料棒放置于复检支撑台上后，利用表面覆盖的聚氨酯材料层接触核燃料棒以方便其移动和旋转，避免核燃料棒表面额外产生损坏。

(3)本实用新型的随动式缺陷测量组件采用面阵相机进行缺陷定位和采用光谱共聚焦模块对棒表面缺陷进行复检，既提高了复检效率，又保证了复检精度，而且利用横移和升降直线模组对检测位置进行调节，配合复检夹持旋转组件对核燃料棒的旋转，实现了对棒表面缺陷的全方位复检。

(4)本实用新型采用可以升降调节的复检夹持旋转组件结构设计，保证了夹持机构的夹持中心位置与核燃料棒的位置对齐，并可以适应不同直径规格的核燃料棒微调，提高了实用度，并且利用了手指气缸作为夹持控制部件，在核燃料棒放置的原处即可进行端部夹持以方便旋转检测，不用再移动核燃料棒的位置，且张开后的夹爪也不会干涉核燃料棒的进出料路径，简化了结构和操作动作。

附图说明

图1为本实用新型-实施例的整体结构示意图。

图2为本实用新型-实施例中随动式缺陷测量组件部分的结构示意图。

图3为本实用新型-实施例中复检上料组件的结构示意图。

图4为本实用新型-实施例中复检支撑台对接部分的结构示意图。

图5为本实用新型-实施例中复检夹持旋转组件的一侧结构示意图。

图6为本实用新型-实施例中复检夹持旋转组件的另一侧结构示意图。

上述附图中，附图标记对应的部件名称如下：

1-底台座，2-龙门架，3-复检支撑台，4-V型槽，5-让位槽，

10-随动式缺陷测量组件，11-横移直线模组，12-横移固定板，13-升降直线模组，14-升降驱动电机，15-缺陷测量基架，16-光谱共聚焦模块，17-相机支架，18-相机光源，19-面阵相机和镜头，

20-复检上料组件，21-上料底架，22-上料顶升气缸，23-上料顶升架，24-上料导撑座，25-上料连接座，26-上料滑臂，27-上料钩部，28-上料挡部，

30-复检夹持旋转组件，31-旋转底座，32-旋转安装架，33-中空旋转平台，34-旋转伺服电机，35-旋转转接盘，

40-升降位置调节模块，41-升降导轨，42-升降端，43-升降转轴，44-升降手轮，45-轴锁定器，46-滑块，

50-夹持机构，51-夹持固定架，52-手指气缸，53-夹爪，54-气电滑环。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明，本实用新型的实施方式包括但不限于下列实施例。

实施例

如图1至图6所示，该核燃料棒表面缺陷尺寸测量机构，包括底台座1，安置于底台座上的龙门架2，安置于底台座上与龙门架位置匹配的复检支撑台3，安置于龙门架上的用于对复检支撑台位置的核燃料棒进行复检的随动式缺陷测量组件10，安置于龙门架下方的底台座上并与复检支撑台对接的复检上料组件20，安置于底台座上并位于复检支撑台一端的复检夹持旋转组件30，以及用于控制进出料和测量的控制系统，其中由上料组件将核燃料放置于复检支撑台上后，由复检夹持旋转组件夹持住核燃料棒端部并使其旋转，由所述随动式缺陷测量组件沿核燃料棒一端向另一端逐渐移动并全面测量核燃料棒表面缺陷尺寸。所述控制系统可包含对设备行进过程控制的控制部分和对检测数据处理的处理部分，控制部分可采用PLC、PID等常规控制系统实现，数据处理部分则采用视觉图像识别系统，二者均为现有成熟的控制系统，根据本实施例记载的过程能够实现，在此不再赘述。

具体地，所述随动式缺陷测量组件10包括横向安装在龙门架上的横移直线模组11，安装在横移直线模组一端的横移驱动电机，安装在横移直线模组活动端上的横移固定板12，竖向安装在横移固定板上的升降直线模组13，安装在升降直线模组上端的升降驱动电机14，安装在升降直线模组活动端上的缺陷测量基架15，安置于缺陷测量基架上的光谱共聚焦模块16，在缺陷测量基架上与光谱共聚焦模块并排安置的相机支架17，以及安置于相机支架上的相机光源18、面阵相机和镜头19，其中所述面阵相机和镜头用于对复检支撑台位置的核燃料棒进行缺陷位置确认，所述光谱共聚焦模块用于在缺陷位置确认后对缺陷尺寸进行测量。

具体地，所述复检支撑台上设有用于放置核燃料棒的V型槽4和用于对接复检上料组件的多个让位槽5，该V型槽和让位槽的槽向相互垂直。

具体地，所述复检上料组件20包括安置于底台座上并与核燃料棒长度匹配的上料底架21，竖向安置于上料底架中部的上料顶升气缸22，连接于上料顶升气缸活动端且与上料底架长度匹配的上料顶升架23，多个均布安置于上料顶升架下部并通过直线导轨与上料底架活动连接的上料导撑座24，多个均布安置于上料顶升架上部的上料连接座25，以及安置于上料连接座上的上料滑臂26，其中所述上料滑臂上表面沿进料方向倾斜，上料滑臂的进料首端设有用于在顶升后从前端工序料架获取核燃料棒的上料钩部27，上料滑臂的进料末端设有用于阻挡核燃料棒滑出的上料挡部28，该上料挡部与V型槽位置匹配，在上料滑臂该端下降至让位槽内时使进料的核燃料棒被放置于V型槽内。

具体地，所述复检夹持旋转组件30包括安置于底台座上并与复检支撑台端部对应的旋转底座31，安置于旋转底座上的升降位置调节模块40，安置于升降位置调节模块活动端的旋转安装架32，安置于旋转安装架上且中心与复检支撑台上放置的核燃料棒轴心对应的中空旋转平台33，安置于旋转安装架上用于驱动中空旋转平台的旋转伺服电机34，安置于中空旋转平台的旋转端上的旋转转接盘35，以及安置于旋转转接盘上的用于从端部夹持复检支撑台上放置的核燃料棒的夹持机构50，其中夹持机构的夹持中心与中空旋转平台同轴心，通过升降位置调节模块调节中空旋转平台的轴心与核燃料棒的轴心相匹配。

具体地，所述升降位置调节模块40包括竖向固定并平行安置于旋转底座上的两条升降导轨41，固定安置于两条升降导轨上端的升降端板42，转动安置于升降端板上的升降转轴43，安装于升降转轴上端的升降手轮44，以及环绕升降转轴并安置于升降端板上的轴锁定器45，其中所述旋转安装架通过连接块与升降转轴下端固定连接并通过滑块46与两条升降导轨滑动连接。

具体地，所述夹持机构50包括固定安置于旋转转接盘上的夹持固定架51，安置于夹持固定架上并正对复检支撑台端部的手指气缸52，安置于手指气缸活动端上用于夹持核燃料棒端部的夹爪53，以及安置于旋转安装架上并从中部穿过中空旋转平台和旋转转接盘与手指气缸驱动连接的气电滑环54，其中所述手指气缸的夹持中心与中空旋转平台同轴心。

本实用新型使用时，已进行过检测的核燃料棒存放于前端工序的料架上，复检上料组件通过顶升获取一根核燃料棒并使其滚滑至末端的上料挡部停止，当上料滑臂下降后该核燃料棒即落入V型槽中放置。根据实际使用需求，可配置对全部核燃料棒进行复检，也可配置仅对有缺陷的核燃料棒进行复检，并均会对存在的表面缺陷进行测量并确定出具体的表面缺陷尺寸；对于选择性复检，当进料是无缺陷标记的核燃料棒时直接通过出料组件将其移走，出料组件可采用与复检上料组件相同的结构配置，亦可配置为可分类出料的结构；对于全部复检，所有进料的核燃料棒均会再进行一次表面缺陷扫描，之后才会根据工序过程进行出料。作业前预先通过升降位置调节模块将复检夹持旋转组件的中心调整到与复检支撑台的放置位置对齐，即根据待检核燃料棒的直径确定出核燃料棒在复检支撑台上放置后的轴心位置，该轴心与中空旋转平台的旋转中心和手指气缸的夹持中心同轴位置；当核燃料棒在V型槽中放置后，由于复检支撑台端部预留的空隙使核燃料棒端部处于台体端部之外，以方便夹持，同时由于复检支撑台表面覆盖有聚氨酯材料制作的包层，使核燃料棒在检测时不会造成表面额外损伤；然后夹持机构动作使夹爪闭合将核燃料棒夹持住，同时随动式缺陷测量组件移动至该端位置进行表面缺陷复检及缺陷尺寸测量，复检及测量过程中，中空旋转平台转动驱动夹持机构转动同时带动核燃料棒旋转，光谱共聚焦模块和面阵相机随横移直线模组逐渐移动，从而对核燃料棒表面进行全面复检，在对表面缺陷测量时先由面阵相机定位到表面缺陷的位置，再由光谱共聚焦模块测量该表面缺陷的长度、宽度、深度等尺寸信息，并反馈到控制系统。复检完成后，夹持机构的夹爪松开，使核燃料棒重新处于V型槽内的自由放置状态，再由出料组件进行出料。

上述实施例仅为本实用新型的优选实施例，并非对本实用新型保护范围的限制，但凡采用本实用新型的设计原理，以及在此基础上进行非创造性劳动而做出的变化，均应属于本实用新型的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种核燃料棒表面缺陷尺寸测量机构，其特征在于，包括底台座，安置于底台座上的龙门架，安置于底台座上与龙门架位置匹配的复检支撑台，安置于龙门架上的用于对复检支撑台位置的核燃料棒进行复检的随动式缺陷测量组件，安置于龙门架下方的底台座上并与复检支撑台对接的复检上料组件，安置于底台座上并位于复检支撑台一端的复检夹持旋转组件，以及用于控制进出料和测量的控制系统，其中由上料组件将核燃料放置于复检支撑台上后，由复检夹持旋转组件夹持住核燃料棒端部并使其旋转，由所述随动式缺陷测量组件沿核燃料棒一端向另一端逐渐移动并全面测量核燃料棒表面缺陷尺寸。

2.根据权利要求1所述的核燃料棒表面缺陷尺寸测量机构，其特征在于，所述复检支撑台上设有用于放置核燃料棒的V型槽和用于对接复检上料组件的多个让位槽，该V型槽和让位槽的槽向相互垂直。

3.根据权利要求2所述的核燃料棒表面缺陷尺寸测量机构，其特征在于，所述复检上料组件包括安置于底台座上并与核燃料棒长度匹配的上料底架，竖向安置于上料底架中部的上料顶升气缸，连接于上料顶升气缸活动端且与上料底架长度匹配的上料顶升架，多个均布安置于上料顶升架下部并通过直线导轨与上料底架活动连接的上料导撑座，多个均布安置于上料顶升架上部的上料连接座，以及安置于上料连接座上的上料滑臂，其中所述上料滑臂上表面沿进料方向倾斜，上料滑臂的进料首端设有用于在顶升后从前端工序料架获取核燃料棒的上料钩部，上料滑臂的进料末端设有用于阻挡核燃料棒滑出的上料挡部，该上料挡部与V型槽位置匹配，在上料滑臂该端下降至让位槽内时使进料的核燃料棒被放置于V型槽内。

4.根据权利要求1～3任一项所述的核燃料棒表面缺陷尺寸测量机构，其特征在于，所述随动式缺陷测量组件包括横向安装在龙门架上的横移直线模组，安装在横移直线模组一端的横移驱动电机，安装在横移直线模组活动端上的横移固定板，竖向安装在横移固定板上的升降直线模组，安装在升降直线模组上端的升降驱动电机，安装在升降直线模组活动端上的缺陷测量基架，安置于缺陷测量基架上的光谱共聚焦模块，在缺陷测量基架上与光谱共聚焦模块并排安置的相机支架，以及安置于相机支架上的相机光源、面阵相机和镜头，其中所述面阵相机和镜头用于对复检支撑台位置的核燃料棒进行缺陷位置确认，所述光谱共聚焦模块用于在缺陷位置确认后对缺陷尺寸进行测量。

5.根据权利要求4所述的核燃料棒表面缺陷尺寸测量机构，其特征在于，所述复检夹持旋转组件包括安置于底台座上并与复检支撑台端部对应的旋转底座，安置于旋转底座上的升降位置调节模块，安置于升降位置调节模块活动端的旋转安装架，安置于旋转安装架上且中心与复检支撑台上放置的核燃料棒轴心对应的中空旋转平台，安置于旋转安装架上用于驱动中空旋转平台的旋转伺服电机，安置于中空旋转平台的旋转端上的旋转转接盘，以及安置于旋转转接盘上的用于从端部夹持复检支撑台上放置的核燃料棒的夹持机构，其中夹持机构的夹持中心与中空旋转平台同轴心，通过升降位置调节模块调节中空旋转平台的轴心与核燃料棒的轴心相匹配。

6.根据权利要求5所述的核燃料棒表面缺陷尺寸测量机构，其特征在于，所述升降位置调节模块包括竖向固定并平行安置于旋转底座上的两条升降导轨，固定安置于两条升降导轨上端的升降端板，转动安置于升降端板上的升降转轴，安装于升降转轴上端的升降手轮，以及环绕升降转轴并安置于升降端板上的轴锁定器，其中所述旋转安装架通过连接块与升降转轴下端固定连接并通过滑块与两条升降导轨滑动连接。

7.根据权利要求5所述的核燃料棒表面缺陷尺寸测量机构，其特征在于，所述夹持机构包括固定安置于旋转转接盘上的夹持固定架，安置于夹持固定架上并正对复检支撑台端部的手指气缸，安置于手指气缸活动端上用于夹持核燃料棒端部的夹爪，以及安置于旋转安装架上并从中部穿过中空旋转平台和旋转转接盘与手指气缸驱动连接的气电滑环，其中所述手指气缸的夹持中心与中空旋转平台同轴心。