一种燃料元件芯体定位检测装置制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种燃料元件芯体定位检测装置，所述装置包括：吸附臂垂直驱动伺服电机、吸附臂水平驱动伺服电机、扫描小车驱动伺服电机、高速钻头驱动伺服电机、吸附臂支撑结构、机械臂吸附支撑架、吸盘、B轴滑轨、高速定位钻机、中心定位钻、支撑架、X射线机机头、吸附臂水平驱动丝杠、燃料元件待检区、操作控制盒、扫描小车驱动丝杠、燃料元件、扫描小车、燃料元件检完区、检测平台、线扫描探测器、扫描小车滑轨，实现了高效、快速、自动化、准确的完成燃料元件芯体定位与检测，并且图像效果好，自动化和应用性较强，且减少了人员辐射的风险，减少了燃料元件生产的废品率，提高了生产效率。
【专利说明】一种燃料元件芯体定位检测装置
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及射线探伤领域，尤其涉及一种燃料元件芯体定位检测装置。
【背景技术】
[0002]燃料元件在反应堆中的作用是通过裂变反应，提供核能，在燃料元件的研制过程中，对燃料芯体实施精确测量和定位是一道关键工序，该工序简称为“芯体定位”。一方面，燃料元件的芯体弥散在经过轧制的包壳中，芯体的最大长度、最小长度、最大宽度、最小宽度及轮廓尺寸有严格的技术要求；另外，要求对芯体在包壳中的位置进行定位，确定芯体轮廓的中心线，为机械加工提供基准。
[0003]目前可以看到的公开报导的资料中，一类检测方法采用的是针对U3Si2_Al板型燃料元件芯体的传统射线照相的方法，通过射线底片上芯体的图像来测量芯体尺寸和确定芯体位置，还有一类的检测方法是采用X射线或Y射线结合图像增强器成像的芯体测量和定位方法。
[0004]综上所述，本申请发明人在实现本申请实施例中实用新型技术方案的过程中，发现上述技术至少存在如下技术问题:
[0005]在现有技术中，由于现有的燃料元件芯体测量和定位装置结构简单，设计不合理，不能实现批量的全自动化生产与检测，导致检测效率和自动化程度较低，由于采用图像增强器，导致图像效果较差，需要进行图像拼接，由于结构简单设计不合理，导致定位不准确，精度较低，应用性较低，所以，现有的燃料元件芯体测量和定位装置存在使用效率较低、定位不准确、精度较低、图像效果较差、自动化程度和应用性较低的技术问题。
实用新型内容
[0006]本实用新型提供了一种燃料元件芯体定位检测装置，解决了现有的燃料元件芯体测量和定位装置存在使用效率较低、定位不准确、精度较低、图像效果较差、自动化程度和应用性较低的技术问题，实现了高效、快速、自动化、准确的完成燃料元件芯体定位与检测，并且图像效果好，自动化和应用性较强，且减少了人员辐射的风险，减少了燃料元件生产的废品率，提高了生产效率。
[0007]为解决上述技术问题，本申请实施例提供了一种燃料元件芯体定位检测装置，所述装置包括:
[0008]吸附臂垂直驱动伺服电机、吸附臂水平驱动伺服电机、扫描小车驱动伺服电机、高速钻头驱动伺服电机、吸附臂支撑结构、机械臂吸附支撑架、吸盘、B轴滑轨、高速定位钻机、中心定位钻、支撑架、X射线机机头、吸附臂水平驱动丝杠、燃料元件待检区、操作控制盒、扫描小车驱动丝杠、燃料元件、扫描小车、燃料元件检完区、检测平台、线扫描探测器、扫描小车滑轨；
[0009]其中，所述B轴滑轨固定在所述检测平台上，所述吸附臂支撑结构与所述B轴滑轨滑动连接，所述吸附臂支撑结构能够在所述B轴滑轨上滑动，所述吸附臂垂直驱动伺服电机与所述机械臂吸附支撑架均固定在所述吸附臂支撑结构上，所述吸盘固定在所述机械臂吸附支撑架上，所述吸附臂水平驱动伺服电机与所述吸附臂水平驱动丝杠连接，所述燃料元件检完区与所述燃料元件待检区均位于所述检测平台上，且所述燃料元件检完区、所述燃料元件待检区、所述扫描小车沿所述B轴方向依次平行放置，所述扫描小车能够在所述扫描小车滑轨上沿水平方向左右滑动，所述支撑架位于所述扫描小车滑轨上方，所述高速钻头驱动伺服电机、所述X射线机机头、所述高速定位钻机、所述中心定位钻均固定在所述支撑架上，所述线扫描探测器位于所述X射线机机头下方，且位于两个所述扫描小车滑轨之间，所述操作控制盒位于所述检测平台上。
[0010]其中，所述吸附臂水平伺服电机用于带动所述吸附臂支撑机构能够在水平方向进行运动，所述吸附臂垂直驱动伺服电机用于带动吸附臂上下移动，所述扫描小车驱动伺服电机用于带动所述扫描小车在水平方向实现运动，所述高速钻头驱动伺服电机用于带动所述高速定位钻机，所述吸附臂支撑结构用于对所述吸附臂支撑，所述机械臂吸附支撑用于对所述吸盘进行固定，所述吸盘用于对所述燃料元件进行吸附，所述X射线机机头，用于激发X射线，激发出的X射线对所述燃料元件进行透照，所述吸附臂水平驱动丝杠用于所述吸附臂支撑结构的运动导向，所述线扫描探测器能够将穿过所述燃料元件的X射接收。
[0011]其中，所述装置还包括:高速钻头夹持杆，所述高速钻头夹持杆用于固定高速定位钻头。
[0012]本申请实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点:
[0013]由于采用了实现批量的全自动化生产的检测装置，成像器采用扫描线阵列探测器，相比图像增强器，图像还原效果更好，可以实现一次扫描成像而不需要进行图像拼接，可以自动化完成燃料元件的芯体尺寸测量及芯体定位工作，并能将结果报告单储存和打印，自动化程度更高，系统定位精度高，检测速度快，适用多种类型的燃料元件，应用性强，可以实现手动或自动测量定位，实现燃料元件自动装卸，提高了检测效率，减少了人员辐射的风险；实现了燃料元件的自动化芯体测量及定位检测，通过采用X射线线阵列探测器，解决了燃料元件芯体测量精度和定位精度的问题，所以，有效解决了现有的燃料元件芯体测量和定位装置存在使用效率较低、定位不准确、精度较低、图像效果较差、自动化程度和应用性较低的技术问题，进而实现了高效、快速、自动化、准确的完成燃料元件芯体定位与检测，并且图像效果好，自动化和应用性较强，且减少了人员辐射的风险，减少了燃料元件生广的废品率，提闻了生广效率。
【专利附图】
【附图说明】
[0014]图1是本申请实施例一中定位检测装置的正视图；
[0015]图2是本申请实施例一中定位检测装置的俯视图；
[0016]图3是本申请实施例一中定位检测装置的侧视图；
[0017]其中，1-吸附臂垂直驱动伺服电机，2-吸附臂水平驱动伺服电机，3-扫描小车驱动伺服电机，4-高速钻头驱动伺服电机，5-吸附臂支撑结构，6-机械臂吸附支撑，7-吸盘，8-B轴滑轨，9-高速定位钻机，10-中心定位钻，11-支撑架，12-X射线机机头，13-吸附臂水平驱动丝杠，14-燃料元件待检区，15-操作控制盒，16-扫描小车驱动丝杠，17-燃料元件，18-扫描小车，19-燃料元件检完区，20-检测平台，21-线扫描探测器，22-扫描小车滑轨。
【具体实施方式】
[0018]本实用新型提供了一种燃料元件芯体定位检测装置，解决了现有的燃料元件芯体测量和定位装置存在使用效率较低、定位不准确、精度较低、图像效果较差、自动化程度和应用性较低的技术问题，实现了高效、快速、自动化、准确的完成燃料元件芯体定位与检测，并且图像效果好，自动化和应用性较强，且减少了人员辐射的风险，减少了燃料元件生产的废品率，提闻了生广效率。
[0019]本申请实施中的技术方案为解决上述技术问题。总体思路如下:
[0020]采用了实现批量的全自动化生产的检测装置，成像器采用扫描线阵列探测器，相比图像增强器，图像还原效果更好，可以实现一次扫描成像而不需要进行图像拼接，可以自动化完成燃料元件的芯体尺寸测量及芯体定位工作，并能将结果报告单储存和打印，自动化程度更高，系统定位精度高，检测速度快，适用多种类型的燃料元件，应用性强，可以实现手动或自动测量定位，实现燃料元件自动装卸，提高了检测效率，减少了人员辐射的风险；实现了燃料元件的自动化芯体测量及定位检测，通过采用X射线线阵列探测器，解决了燃料元件芯体测量精度和定位精度的问题，所以，有效解决了现有的燃料元件芯体测量和定位装置存在使用效率较低、定位不准确、精度较低、图像效果较差、自动化程度和应用性较低的技术问题，进而实现了高效、快速、自动化、准确的完成燃料元件芯体定位与检测，并且图像效果好，自动化和应用性较强，且减少了人员辐射的风险，减少了燃料元件生产的废品率，提高了生产效率。
[0021]为了更好的理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细的说明。
[0022]实施例一:
[0023]在实施例一中，提供了一种燃料元件芯体定位检测装置，请参考图1-图3，所述装置包括:
[0024]吸附臂垂直驱动伺服电机1、吸附臂水平驱动伺服电机2、扫描小车驱动伺服电机
3、高速钻头驱动伺服电机4、吸附臂支撑结构5、机械臂吸附支撑架6、吸盘7、B轴滑轨8、高速定位钻机9、中心定位钻10、支撑架11、X射线机机头12、吸附臂水平驱动丝杠13、燃料元件待检区14、操作控制盒15、扫描小车驱动丝杠16、燃料元件17、扫描小车18、燃料元件检完区19、检测平台20、线扫描探测器21、扫描小车滑轨22 ；
[0025]其中，所述B轴滑轨8固定在所述检测平台20上，所述吸附臂支撑结构5与所述B轴滑轨8滑动连接，所述吸附臂支撑结构5能够在所述B轴滑轨8上滑动，所述吸附臂垂直驱动伺服电机I与所述机械臂吸附支撑架6均固定在所述吸附臂支撑结构5上，所述吸盘7固定在所述机械臂吸附支撑架6上，所述吸附臂水平驱动伺服电机2与所述吸附臂水平驱动丝杠13连接，所述燃料元件检完区19与所述燃料元件待检区14均位于所述检测平台20上，且所述燃料元件检完区19、所述燃料元件待检区14、所述扫描小车18沿所述B轴方向依次平行放置，由吸附臂系统沿水平方向完成三者间燃料板转运，所述扫描小车18能够在所述扫描小车滑轨22上沿水平方向左右滑动，所述支撑架11位于所述扫描小车滑轨22上方，所述高速钻头驱动伺服电机4、所述X射线机机头12、所述高速定位钻机9、所述中心定位钻10均固定在所述支撑架11上，所述线扫描探测器21位于所述X射线机机头12下方，且位于两个所述扫描小车滑轨22之间，所述操作控制盒15位于所述检测平台20上。
[0026]其中，在本申请实施例中，所述吸附臂水平伺服电机2用于带动所述吸附臂支撑机构5能够在水平方向进行运动，所述吸附臂垂直驱动伺服电机I用于带动吸附臂上下移动，所述扫描小车驱动伺服电机3用于带动所述扫描小车18在水平方向实现运动，所述高速钻头驱动伺服电机4用于带动所述高速定位钻机9，所述吸附臂支撑结构5用于对所述吸附臂支撑，所述机械臂吸附支撑6用于对所述吸盘7进行固定，所述吸盘7用于对所述燃料元件17进行吸附，所述X射线机机头12，用于激发X射线，激发出的X射线对所述17燃料元件进行透照，所述吸附臂水平驱动丝杠13用于所述吸附臂支撑结构5的运动导向，所述线扫描探测器21能够将穿过所述燃料元件的X射线接收。
[0027]其中，在本申请实施例中，所述装置还包括:高速钻头夹持杆,所述高速钻头夹持杆用于固定高速定位钻头。
[0028]其中，在实际应用中，结构组成部分功能如下:吸附臂水平伺服电机，带动吸附臂支撑机构可以在水平方向进行运动，实现吸附的燃料元件水平移动。吸附臂垂直驱动伺服电机，带动吸附臂上下移动，实现吸附燃料元件的功能，进而完成燃料元件的自动装卸。扫描小车驱动伺服电机，带动扫描小车在水平方向实现运动，进而完成扫描小车上装载的燃料元件的自动扫描测量及定位。高速钻头驱动伺服电机，带动高速钻头上下移动和高速旋转。吸附臂支撑结构，用于对吸附臂支撑，实现吸附臂的垂直及水平运动功能。机械臂吸附支撑，用于对吸盘固定。吸盘，用于对燃料元件的吸附，进而实现燃料元件的自动装卸功能。吸附臂水平滑轨，用来实现机械臂吸附支撑结构的水平移动功能。高速钻头夹持杆，用来固定高速钻头。高速钻头，在伺服电机驱动下实现对燃料元件的定位打孔功能。支撑架，用来固定X射线机机头和高速钻头驱动机构。X射线机机头，用来激发X射线，激发出的X射线对燃料元件进行透照。吸附臂水平驱动丝杠，实现吸附臂支撑结构的运动导向作用。燃料元件待检区，放置未检验的燃料元件。操作控制盒，可以实现手动操控吸附臂、扫描小车和高速钻头的运动。扫描小车驱动丝杠，实现扫描小车的运动导向作用。燃料元件，被检工件。扫描小车，放置燃料元件，实现扫描小车上装载的燃料元件的运动，完成燃料元件的扫描、测量、定位及打孔功能。燃料元件检完区，放置检测完成的燃料元件。检测平台，放置整个驱动机构和支撑结构件。线扫描探测器，X射线机机头发射出X射线，X射线穿过燃料元件，线扫描探测器能够将穿过燃料元件的X射线接收，而线扫描探测器的扫描检测功能是通过与燃料元件相对移动而完成。
[0029]其中，本申请实施例中的定位检测装置可用于大批量多规格的燃料元件的芯体测量及定位检测，自动化程度高，具有全自动和手动功能，测量精度及定位精度优于0.2_。
[0030]为大批量多规格的燃料元件芯体测量及定位检测提供了一套数字化自动检测设备。本申请实施例中的装置由于采用线阵列扫描探测器，具有响应速度快，分辨率高，图像无失真，视场大等特点，通过采用线阵列扫描探测器成像技术和全自动控制机床，提高了燃料元件芯体的测量精度和定位精度，测量精度和定位精度优于0.2_。本装置可以实现批量燃料元件的自动装卸，芯体图像的自动采集和处理，定位孔的自动加工，提高了检测效率，自动化的工作方式避免了人员受到辐射的风险。
[0031]下面举例对本申请实施例中的定位检测装置的使用进行介绍，针对燃料元件芯体测量和定位检测:首先打开装置电源系统和X光机进行预热30min，预热结束后，把待检的燃料元件17放在燃料元件待检区域14，系统同时复位，开始检测。工控机发出指令给吸附臂垂直驱动伺服电机1，电机I驱动吸附臂向下运动使吸盘7完成对燃料元件17的吸附，并将燃料元件上升至水平移动高度；伺服电机2驱动吸附臂支撑结构5通过B轴滑轨8进行水平运动，将燃料元件17移至检验小车18位置，再通过伺服电机I将燃料元件17放到检测小车18上，并进行定位装夹；此时打开X光机机头，发射X射线光，而扫描小车18在的指令下沿X方向水平运动，此时线扫描探测器21接收了穿过燃料元件17的X射线光，通过线扫描探测器21的转换，进而将所获得数据传给工控机进行分析和处理，工控机通过算法分析和处理后，进而得到燃料元件芯体的中心轮廓，从而完成燃料元件的测量。工控机发出指令给伺服电机3驱动扫描小车18上的燃料元件17到指定位置，扫描小车18到达指定位置后，工控机发出指令给高速钻头驱动伺服电机4，驱动钻机运动到定位孔Y方向坐标上方，再由钻机推进钻头进行打孔；系统通过打两个定位孔确定芯体轮廓中心线，然后工控机发送指令给扫描小车驱动伺服电机3驱动扫描小车18到达指定位置，等待吸附臂结构5上的吸盘7的吸附，重复吸附任务，使得检测完成的燃料元件17到达燃料元件检完区19，最后系统复位。至此，一个燃料元件的检测过程全部完成。
[0032]其中，在实际应用中，本申请中的技术方案针对燃料元件的芯体测量及定位，采用数字化检测新技术，将数字化成像技术和自动化运行技术应用于燃料元件芯体检测中，以上述技术为基础，针对燃料元件芯体测量和定位，提出了燃料元件芯体定位自动化检测技术，本申请中的技术方案的燃料元件芯体定位自动化检测装置，具有技术新颖、自动化程度闻、技术指标优异等特点。在实际应用中极大地提闻了检测精度与效率。
[0033]其中，本申请中应用的数字化成像技术和自动化运行技术均为现有技术，数字化成像技术在图像处理、电子显示及医药领域都有较为广泛的应用，自动化运行技术在工业加工制造领域中的应用较为广泛，本申请中的技术方案正是将上述技术应用到燃料元件芯体检测中进行结构上的改进，实现了所述的技术效果。
[0034]上述本申请实施例中的技术方案，至少具有如下的技术效果或优点:
[0035]由于采用了实现批量的全自动化生产的检测装置，成像器采用扫描线阵列探测器，相比图像增强器，图像还原效果更好，可以实现一次扫描成像而不需要进行图像拼接，可以自动化完成燃料元件的芯体尺寸测量及芯体定位工作，并能将结果报告单储存和打印，自动化程度更高，系统定位精度高，检测速度快，适用多种类型的燃料元件，应用性强，可以实现手动或自动测量定位，实现燃料元件自动装卸，提高了检测效率，减少了人员辐射的风险；实现了燃料元件的自动化芯体测量及定位检测，通过采用X射线线阵列探测器，解决了燃料元件芯体测量精度和定位精度的问题，所以，有效解决了现有的燃料元件芯体测量和定位装置存在使用效率较低、定位不准确、精度较低、图像效果较差、自动化程度和应用性较低的技术问题，进而实现了高效、快速、自动化、准确的完成燃料元件芯体定位与检测，并且图像效果好，自动化和应用性较强，且减少了人员辐射的风险，减少了燃料元件生产的废品率，提高了生产效率。
[0036]尽管已描述了本实用新型的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本实用新型范围的所有变更和修改。
[0037]显然，本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样，倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变型在内。
【权利要求】
1.一种燃料元件芯体定位检测装置，其特征在于，所述装置包括: 吸附臂垂直驱动伺服电机、吸附臂水平驱动伺服电机、扫描小车驱动伺服电机、高速钻头驱动伺服电机、吸附臂支撑结构、机械臂吸附支撑架、吸盘、B轴滑轨、高速定位钻机、中心定位钻、支撑架、X射线机机头、吸附臂水平驱动丝杠、燃料元件待检区、操作控制盒、扫描小车驱动丝杠、燃料元件、扫描小车、燃料元件检完区、检测平台、线扫描探测器、扫描小车滑轨； 其中，所述B轴滑轨固定在所述检测平台上，所述吸附臂支撑结构与所述B轴滑轨滑动连接，所述吸附臂支撑结构能够在所述B轴滑轨上滑动，所述吸附臂垂直驱动伺服电机与所述机械臂吸附支撑架均固定在所述吸附臂支撑结构上，所述吸盘固定在所述机械臂吸附支撑架上，所述吸附臂水平驱动伺服电机与所述吸附臂水平驱动丝杠连接，所述燃料元件检完区与所述燃料元件待检区均位于所述检测平台上，且所述燃料元件检完区、所述燃料元件待检区、所述扫描小车沿所述B轴方向依次平行放置，所述扫描小车能够在所述扫描小车滑轨上沿水平方向左右滑动，所述支撑架位于所述扫描小车滑轨上方，所述高速钻头驱动伺服电机、所述X射线机机头、所述高速定位钻机、所述中心定位钻均固定在所述支撑架上，所述线扫描探测器位于所述X射线机机头下方，且位于两个所述扫描小车滑轨之间，所述操作控制盒位于所述检测平台上。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述吸附臂水平伺服电机用于带动所述吸附臂支撑机构能够在水平方向进行运动，所述吸附臂垂直驱动伺服电机用于带动吸附臂上下移动，所述扫描小车驱动伺服电机用于带动所述扫描小车在水平方向实现运动，所述高速钻头驱动伺服电机用于带动所述高速定位钻机，所述吸附臂支撑结构用于对所述吸附臂支撑，所述机械臂吸附支撑用于对所述吸盘进行固定，所述吸盘用于对所述燃料元件进行吸附，所述X射线机机头，用于激发X射线，激发出的X射线对所述燃料元件进行透照，所述吸附臂水平驱动丝杠用于所述吸附臂支撑结构的运动导向，所述线扫描探测器能够将穿过所述燃料元件的X射线接收。
3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置还包括:高速钻头夹持杆，所述高速钻头夹持杆用于固定高速定位钻头。
【文档编号】G01B15/00GK204043638SQ201420557136
【公开日】2014年12月24日 申请日期:2014年9月26日 优先权日:2014年9月26日
【发明者】许贵平, 刘杰, 彭小明, 邹尊斌, 李书良, 任黎平, 阳雷, 陈杰 申请人:中国核动力研究设计院