一种核电蒸汽发生器管板深孔测量装置的制作方法

本发明属于制造业计量检测领域，具体涉及一种核电蒸汽发生器管板深孔测量装置。

背景技术：

1、蒸汽发生器管板用于安装u型传热管，为保证u型传热管无损穿过及使用寿命，要求管板孔位置准确，孔尺寸严格复合要求，并不能出现损伤。为了散热管板上需要加工超过1万多个直径约18mm深度约600mm的深孔，在深孔加工后需对所有深孔进行检测，检查内容包括：孔径、直线度、垂直度/位置度等参数，而当前的深孔的孔径尺寸测量采用的手持量规、测径规进行测量，直线度/垂直度参数采用由千分表和销轴组成的垂直度测量工装进行测量，孔位置采用激光跟踪仪配合销座进行测量的方法，由于孔的数量众多，因此采用人工检测的手段需要6～10天时间，测量效率低下，此外人工测量受到人工因素影响可溯源性差。

2、为解决蒸汽发生器管板的孔径、直线度、垂直度/位置度等参数需人工测量、效率低、可溯源性差的测量问题，需要一种核电蒸汽发生器管板深孔测量装置。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种核电蒸汽发生器管板深孔测量装置，能够实现核电蒸汽发生器管板的孔径、直线度、位置度等参数的自动、高效的测量。

2、本发明的一个方面提供一种核电蒸汽发生器管板深孔测量装置，包括管板安装与姿态调整组件、三轴载运测量组件、深孔及孔位测量组件以及控制与数据采集组件；

3、所述管板安装与姿态调整组件用于安装待测管板并实现管板的初步定位，并且进行俯仰和偏摆调整，使得管板被测深孔与所述深孔及孔位测量组件平行；

4、所述三轴载运测量组件用于安装所述深孔及孔位测量组件，并实现所述深孔及孔位测量组件的水平及竖直位置的运动及测量；

5、所述深孔及孔位测量组件用于进行深孔参数的测量；

6、所述控制与数据采集组件用于实现所述管板安装与姿态调整系统、所述三轴载运测量组件、所述深孔及孔位测量组件的运动控制以及测量数据的采集和处理。

7、优选地，所述安装与姿态调整组件包括重载支撑梁、俯仰轴、俯仰轴安装梁、旋转盘、回转导向件、旋转固定座、角度编码器安装轴、角度编码器、偏摆调整驱动、俯仰球头座安装支撑板、偏摆导向安装板、底部安装板、俯仰驱动；

8、重载支撑梁具有局部柱面和局部斜面支撑定位面，用于安装管板并实现管板的初步定位，两个俯仰轴安装在俯仰轴安装梁上，用于提供俯仰回转定位，俯仰轴安装梁安装在旋转盘上，旋转盘通过回转导向件安装在旋转固定座上；

9、角度编码器的静止端安装在旋转固定座上，角度编码器的旋转端通过角度编码器安装轴与旋转盘连接，能够提供旋转盘的角度信息，为偏摆调整提供角度反馈量，偏摆调整驱动安装在底部安装板上，用于驱动重载支撑梁实现偏摆调整；

10、俯仰驱动上安装有俯仰球头座，俯仰球头座安装支撑板用于支撑俯仰球头座实现俯仰调整支撑，偏摆导向安装板与底部安装板连接，用于释放俯仰调整及偏摆校准时径向位移的变化，俯仰驱动安装在重载支撑梁上，通过所述俯仰球头座与俯仰球头座安装支撑板连接，用于实现俯仰调整的驱动。

11、优选地，所述三轴载运测量组件包括横向安装座、横向驱动件、横向导轨和测量件、横向运动滑台、竖直驱动件、竖直运动滑台和安装座、竖直导轨和测量件、竖直安装座；

12、横向安装座用于安装横向导轨和测量件和横向驱动件，横向驱动件用于实现横向运动滑台的驱动，横向导轨和测量件用于实现深孔及孔位测量组件横向的导向及位置测量；

13、横向驱动件用于实现横向运动滑台的横向驱动，竖直驱动件安装在竖直安装座内，用于驱动竖直运动滑台和安装座，竖直运动滑台和安装座用于安装所述深孔及孔位测量组件，竖直导轨和测量件安装在竖直安装座上，用于实现深孔及孔位测量组件竖直方向的导向及位置测量。

14、优选地，所述深孔及孔位测量组件包括孔径和缺陷一体测头、ccd与照明件、非接触位移传感器、测杆导向座、测杆导向套、驱动丝杠件、测杆导向导轨及测量件、测杆、测杆安装座、驱动电机安装座、驱动电机、一体安装座；

15、测杆能够前后伸长，孔径和缺陷一体测头用于实现内孔直径和缺陷的一体化测量，孔径和缺陷一体测头安装在测杆上，驱动丝杠件用于实现测杆前后伸长的驱动，驱动电机安装在驱动电机安装座上，用于为驱动丝杠件提供旋转扭矩，从而驱动测杆安装座前后移动；

16、测杆安装座用于安装测杆，测杆导向导轨及测量件用于对测杆进行导向和位置测量，测杆导向座用于安装两个测杆导向套，通过两个测杆导向套和测杆导向座实现测杆的前端导向；

17、ccd与照明件用于进行孔位测量，非接触位移传感器用于进行距离测量，一体安装座用于安装测杆导向导轨及测量件、ccd与照明件、非接触位移传感器和测杆导向座。

18、优选地，横向导轨和测量件、竖直导轨和测量件、测杆导向导轨及测量件均采用光栅尺进行所述深孔及孔位测量组件的位置测量。

19、优选地，所述深孔参数包括深孔的直径尺寸、直线度、位置度。

20、根据本发明上述方面的核电蒸汽发生器管板深孔测量装置，能够实现核电蒸汽发生器管板的孔径、直线度、位置度等参数的自动、高效的测量。

技术特征：

1.一种核电蒸汽发生器管板深孔测量装置，其特征在于，包括管板安装与姿态调整组件、三轴载运测量组件、深孔及孔位测量组件以及控制与数据采集组件；

2.根据权利要求1所述的核电蒸汽发生器管板深孔测量装置，其特征在于，所述安装与姿态调整组件包括重载支撑梁、俯仰轴、俯仰轴安装梁、旋转盘、回转导向件、旋转固定座、角度编码器安装轴、角度编码器、偏摆调整驱动、俯仰球头座安装支撑板、偏摆导向安装板、底部安装板、俯仰驱动；

3.根据权利要求1或2所述的核电蒸汽发生器管板深孔测量装置，其特征在于，所述三轴载运测量组件包括横向安装座、横向驱动件、横向导轨和测量件、横向运动滑台、竖直驱动件、竖直运动滑台和安装座、竖直导轨和测量件、竖直安装座；

4.根据权利要求1-3中任一项所述的核电蒸汽发生器管板深孔测量装置，其特征在于，所述深孔及孔位测量组件包括孔径和缺陷一体测头、ccd与照明件、非接触位移传感器、测杆导向座、测杆导向套、驱动丝杠件、测杆导向导轨及测量件、测杆、测杆安装座、驱动电机安装座、驱动电机、一体安装座；

5.根据权利要求4所述的核电蒸汽发生器管板深孔测量装置，其特征在于，横向导轨和测量件、竖直导轨和测量件、测杆导向导轨及测量件均采用光栅尺进行所述深孔及孔位测量组件的位置测量。

6.根据权利要求1-5中任一项所述的核电蒸汽发生器管板深孔测量装置，其特征在于，所述深孔参数包括深孔的直径尺寸、直线度、位置度。

技术总结
本发明公开了一种核电蒸汽发生器管板深孔测量装置，包括管板安装与姿态调整组件、三轴载运测量组件、深孔及孔位测量组件以及控制与数据采集组件；管板安装与姿态调整组件用于安装待测管板并实现管板的初步定位，并且进行俯仰和偏摆调整，使得管板被测深孔与深孔及孔位测量组件平行；三轴载运测量组件用于安装深孔及孔位测量组件，并实现深孔及孔位测量组件的水平及竖直位置的运动及测量；深孔及孔位测量组件用于进行深孔参数的测量；控制与数据采集组件用于实现管板安装与姿态调整系统、三轴载运测量组件、深孔及孔位测量组件的运动控制以及测量数据的采集和处理。本发明能够实现核电蒸汽发生器管板的孔径、直线度、位置度等的自动高效的测量。

技术研发人员：孙安斌,乔磊,王继虎,邹志,李艳,高廷,曹铁泽,王恩锋,瞿剑苏,甘晓川,王鲁涛
受保护的技术使用者：中国航空工业集团公司北京长城计量测试技术研究所
技术研发日：
技术公布日：2024/3/4