CN108318505A - 一种uo2芯块自动检测装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种UO2芯块自动检测装置,能够对圆柱形的待检芯块表面外观缺陷进行检测和剔除不合格芯块,包括端面外观检测工位A、直径检测工位、端面外观检测工位B、芯块传输工位、柱面外观检测工位、机械平台、工控机和电源柜;其中,所述的端面外观检测工位A和端面外观检测工位B相同,采用工业视觉检测***,能够实现磨削后芯块端面外观缺陷的检测,所述的工业视觉检测***由光源、光学成像***、图像采集环节、图像处理环节和图像理解识别环节组成;芯块外观检测属于专业设备,完全依靠我厂及国内力量自主研制、开发,在国内尚属首创。
Description
技术领域
本发明属于机电一体化技术领域,具体涉及一种UO2芯块自动检测装置。
背景技术
芯块制备生产线现有两条磨削线。目前两条磨削线为半自动化生产线,需要人工上料、人工检测直径、粗糙度和外观缺陷,自动装盘后需人工离线擦洗,不设置在线淋洗装置。2#磨削线在2009年增加一台在线清洗装置,装置主要由四段传送机构组成,芯块在传输线上先后经历躺姿、立姿、躺姿、立姿传输,分别完成芯块柱面1清洗、端面1清洗、芯块柱面2清洗、端面2清洗。该装置总长度较长,衔接点较多,需要经过3次翻转,容易出现芯块堵料、芯块翻转不成功情况,对生产的连续运行影响较大。
每班人工将不锈钢波纹板上面的芯块放在磨削上料台,进行磨床连续送料。芯块经过磨削后,被码放在不锈钢料盘上面,由人工取走,并进行手动刷洗、码放、称重后,转运至成品芯块暂存库位。由于整条生产线自动化水平相对较低,主要生产环节以人工操作为主,采用的检测方式是人工目测抽检,抽检频次为每车5块,这种方式劳动强度大、主观性强、质量控制差、不能精确的反应生产状况。为满足今后的生产需要,避免由于漏检或误检造成的生产风险,急需增加1台在线检测设备来替代人工抽检的方式。
发明内容
本发明的目的在于:为了满足日益增长的生产需要、提高对产品质量的过程控制、减少由于不合格产品损失的成本、降低岗位人员劳动强度,摆脱对进口设备的依赖、立足于国内、自主研制一台在线检测设备,通过在线检测设备的研制,能够满足生产需要,提升国内相关技术力量,为将来生产线的全部自动化工作做好准备。
本发明的技术方案如下:一种UO2芯块自动检测装置,能够对圆柱形的待检芯块表面外观缺陷进行检测和剔除不合格芯块,包括端面外观检测工位A、直径检测工位、端面外观检测工位B、芯块传输工位、柱面外观检测工位、机械平台、工控机和电源柜;其中,
所述的端面外观检测工位A和端面外观检测工位B相同,采用工业视觉检测***,能够实现磨削后芯块端面外观缺陷的检测,所述的工业视觉检测***由光源、光学成像***、图像采集环节、图像处理环节和图像理解识别环节组成;
所述的直径检测工位,用于检测芯块的直径,并判断芯块直径是否在12.207~12.235mm范围内,如果芯块直径在该范围内则进入下一工序,如果芯块直径超出该范围,则将其剔除;
所述的芯块传输工位,用于各检测工位之间的芯块传输;
所述的柱面外观测试工位,用于检测芯块柱面外观缺陷,采用工业视觉检测***,利用图像识别技术实现检测功能;
所述的机械平台,能够实现对芯块的传输以及进入该装置芯块的姿态进行判断和剔除;
所述的工控机,用于对生产过程及机电设备、工艺装备进行检测与控制;所述的电源柜,用于为整个***提供动力和照明电源。
所述的端面外观检测装置A或端面外观检测装置B包括滑动座A、支撑棒A、手动平移台、相机、镜头和光源;芯块经过烘干工位后进入端面外观检测工位A,同时相机开始对芯块进行图像采集,采集后的图像经过软件判断后,在输送带出口处设有剔除和收集装置,将之前判定为不合格的芯块进行剔除,合格的芯块则从输送带进入出口处的圆皮带上。
所述的直径检测工位包括两钢带调平行板、尺寸测试触发传感器、钢带、基恩士测量装置、钢带张紧轮、钢带传输机和电机及减速器;使用时由钢带将芯块传输至检测工位,由基恩士测量装置直接测得。
所述的柱面外观测试工位包括滑动座B、支撑棒B、相机调节器、光源调节器、线扫描光源和线扫描相机;检测时钢带将待检芯块传输至待检区域并计数,当工控机计数达到要求数量时,一定数量的芯块进入柱面外观测试工位,芯块进行径向转动,同时线扫描相机的摄像头进行影像捕捉并计数;检测完成后芯块将进入下一检测工位,随后根据工控机的检测数据剔除柱面不合格芯块。
所述的机械平台包括电机及减速器、出口限位件、出口过渡件、吹嘴、电磁阀、剔除定位传感器、触发定位传感器、剔除定位传感器、聚氨酯同步带、进口过渡件和进口限位件。
所述的电机及减速器带动聚氨酯同步带传输芯块,出口限位件和进口限位件防止芯块掉落;当芯块被判定为不合格时,触发剔除定位传感器和触发定位传感器,然后电磁阀控制吹嘴剔除不合格芯块;同时剔除定位传感器确认不合格芯块是否已经被剔除。
所述的磨削后芯块端面外观缺陷包括掉块、裂纹、不规则形状。
所述工控机的功能包括计数、记录检测数据和控制电机转速。
本发明的显著效果在于:芯块外观检测属于专业设备,完全依靠我厂及国内力量自主研制、开发,在国内尚属首创。目前设备研制成功并投入使用,实现了:
1)实现了进口设备的国产化,各项性能指标达到或超过了进口设备的水平。
2)节省了大量资金,获得了宝贵的经验。根据调研情况与进口设备相比节约资金约600万元。
3)摆脱了对进口设备、部分备件的依赖。
附图说明
图1为本发明所述的一种UO2芯块自动检测装置结构示意图;
图2端面外观检测工位结构示意图;
图3柱面外观检测工位结构示意图;
图4直径检测工位结构示意图;
图5机械平台结构示意图;
图中:1.端面外观检测工位A、2.直径检测工位、3.端面外观检测工位B、4.芯块传输工位、5.柱面外观检测工位、6.机械平台、7.工控机、8.电源柜;101.滑动座A、102.支撑棒A、103.手动平移台、104.相机、105.镜头、106.光源、201.滑动座B、202.支撑棒B、203.相机调节器、204.光源调节器、205.线扫描光源、206.线扫描相机;301.两钢带调平行板302.尺寸测试触发传感器303.钢带304.基恩士测量装置305.钢带张紧轮306.钢带传输机307.电机及减速器;401.电机及减速器、402.出口限位件、403.出口过渡件、404.吹嘴、405.电磁阀、406.剔除定位传感器、407.触发定位传感器、408.剔除定位传感器、409.聚氨酯同步带、410.进口过渡件、411.进口限位件。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施例对本发明所述的一种UO2芯块自动检测装置作进一步详细说明。
一种UO2芯块自动检测装置,能够对圆柱形的待检芯块表面外观缺陷进行检测和剔除不合格芯块,包括端面外观检测工位A1、直径检测工位2、端面外观检测工位B3、芯块传输工位4、柱面外观检测工位5、机械平台6、工控机7和电源柜8;其中,
所述的端面外观检测工位A1和端面外观检测工位B3相同,采用工业视觉检测***,能够实现磨削后芯块端面外观缺陷的检测,所述的工业视觉检测***由光源、光学成像***、图像采集环节、图像处理环节和图像理解识别环节组成;
所述的直径检测工位2,用于检测芯块的直径,并判断芯块直径是否在12.207~12.235mm范围内,如果芯块直径在该范围内则进入下一工序,如果芯块直径超出该范围,则将其剔除;
所述的芯块传输工位4,用于各检测工位之间的芯块传输;
所述的柱面外观测试工位5,用于检测芯块柱面外观缺陷,采用工业视觉检测***,利用图像识别技术实现检测功能;
所述的机械平台6,能够实现对芯块的传输以及进入该装置芯块的姿态进行判断和剔除;
所述的工控机7,用于对生产过程及机电设备、工艺装备进行检测与控制;所述的电源柜8,用于为整个***提供动力和照明电源。
所述的端面外观检测装置A1或端面外观检测装置B3包括滑动座A101、支撑棒A102、手动平移台103、相机104、镜头105和光源106;芯块经过烘干工位后进入端面外观检测工位A1,同时相机104开始对芯块进行图像采集,采集后的图像经过软件判断后,在输送带出口处设有剔除和收集装置,将之前判定为不合格的芯块进行剔除,合格的芯块则从输送带进入出口处的圆皮带上。
所述的直径检测工位2包括两钢带调平行板301、尺寸测试触发传感器302、钢带303、基恩士测量装置304、钢带张紧轮305、钢带传输机306和电机及减速器307;使用时由钢带303将芯块传输至检测工位,由基恩士测量装置304直接测得。
所述的柱面外观测试工位5包括滑动座B201、支撑棒B202、相机调节器203、光源调节器204、线扫描光源205和线扫描相机206;检测时钢带303将待检芯块传输至待检区域并计数,当工控机7计数达到要求数量时,一定数量的芯块进入柱面外观测试工位5,芯块进行径向转动,同时线扫描相机206的摄像头进行影像捕捉并计数;检测完成后芯块将进入下一检测工位,随后根据工控机7的检测数据剔除柱面不合格芯块。
所述的机械平台6包括电机及减速器401、出口限位件402、出口过渡件403、吹嘴404、电磁阀405、剔除定位传感器406、触发定位传感器407、剔除定位传感器408、聚氨酯同步带409、进口过渡件410和进口限位件411。
所述的电机及减速器401带动聚氨酯同步带409传输芯块,出口限位件402和进口限位件411防止芯块掉落;当芯块被判定为不合格时,触发剔除定位传感器406和触发定位传感器407,然后电磁阀405控制吹嘴404剔除不合格芯块;同时剔除定位传感器408确认不合格芯块是否已经被剔除。
所述的磨削后芯块端面外观缺陷包括掉块、裂纹、不规则形状。
所述工控机7的功能包括计数、记录检测数据和控制电机转速。
该设备具体工作流程如下:
1、通过现有的生产线,在磨削及在线清洗后增设一段热风烘干工位推荐长度为800mm以上,以保证进入检测设备的芯块表面被完全烘干。目的是提高芯块表面缺陷检测的正确率,减少表面水分造成成像图片黑斑,使检测设备发生误报。
2、芯块经过烘干工位后进入端面外观检测工位A,进入时芯块应保证为直立状态且有检测装置进行判定,进入端面A检测工位时相机开始对芯块进行图像采集。采集后的图像经过软件判断后,在输送带出口处设有剔除和收集装置,将之前判定为不合格的芯块进行剔除,合格的芯块则从输送带进入出口处的圆皮带上。
3、端面A检测工位完成后芯块进行翻转,在旋转180°后由直立状态进入端面B检测工位。过程如上。
4、检测时钢带将待检芯块传输至待检区域并计数,当工控机计数达到要求数量时,一定数量的芯块进入柱面外观测试工位,芯块进行径向转动,同时线扫描相机的摄像头进行影像捕捉并计数;检测完成后芯块将进入下一检测工位,随后根据工控机的检测数据剔除柱面不合格芯块。
5、芯块进入直径检测工位的钢带上,由直径检测模块检测,在钢带出口处设有剔除和收集装置,将判定为不合格的芯块进行剔除,合格的芯块则从输送带进入下料装置中进行装盘。
设备安装、调试完成后,进行了大量的检测试验,并且设计了标准伤样品和自校准程序保证检测的准确性。目前,已应用于中核北方核燃料元件厂CANDU-6核燃料元件芯块制备生产线,检测芯块约200万余块,废品剔除准确率100%;芯块检测误报率≤0.5%。
下面结合附图和具体实施对本发明进行详细说明。
如图1所示,为芯块外观在线自动检测装置,可以完成对圆柱状待检芯块表面外观缺陷的检测和剔除。该设备包括端面检测工位、柱面检测工位、直径检测工位和机械平台四大部分;各装置的之间的芯块传输由电机带动皮带完成,不合格芯块的剔除由机械平台上的气嘴完成。
如图2所示,为端面外观检测工位,芯块经过烘干工位后芯块从入口处的聚氨酯同步带409进入设备,同时相机104开始对芯块进行图像采集,采集后的图像经过软件判断后,在输送带出口处设有剔除和收集装置,将之前判定为不合格的芯块进行剔除,触发定位传感器407和剔除定位传感器408,然后电磁阀405吹嘴404,合格的芯块则从输送带进入出口处的圆皮带上。
如图3所示,为柱面外观检测工位,检测时聚氨酯同步带409将待检芯块传输至待检区域并计数,工控机计数达到要求数量时,推一定数量的芯块进入柱面外观测试工位,芯块进行径向转动,同时摄像头206进行影响捕捉并计算数据。将之前判定为不合格的芯块进行剔除,触发触发定位传感器407和剔除定位传感器408,然后电磁阀405吹嘴404。合格的芯块则从输送带进入出口处的圆皮带上。柱面检测工序完成。
如图4所示,为芯块直径检测工位,使用时由钢带303将芯块传输至检测工位,由基恩士激光测量传感器304直接测得被检芯块直径数据。将之前判定为不合格的芯块进行剔除,触发触发定位传感器407和剔除定位传感器408,然后电磁阀405吹嘴404。合格的芯块则从输送带进入出口处的聚氨酯同步带409上。
如图5所示,机械平台,具有传输和剔除芯块的功能。电机及减速器401带动聚氨酯同步带409或钢带303传输芯块,出口限位件402和进口限位件411防止芯块掉落。当芯块被判定为不合格时,触发剔除定位传感器406和触发定位传感器407,然后电磁阀405控制吹嘴404剔除不合格芯块。同时剔除定位传感器408确认不合格芯块是否已经被剔除。
Claims (8)
1.一种UO2芯块自动检测装置,其特征在于:能够对圆柱形的待检芯块表面外观缺陷进行检测和剔除不合格芯块,包括端面外观检测工位A(1)、直径检测工位(2)、端面外观检测工位B(3)、芯块传输工位(4)、柱面外观检测工位(5)、机械平台(6)、工控机(7)和电源柜(8);其中,
所述的端面外观检测工位A(1)和端面外观检测工位B(3)相同,采用工业视觉检测***,能够实现磨削后芯块端面外观缺陷的检测,所述的工业视觉检测***由光源、光学成像***、图像采集环节、图像处理环节和图像理解识别环节组成;
所述的直径检测工位(2),用于检测芯块的直径,并判断芯块直径是否在12.207~12.235mm范围内,如果芯块直径在该范围内则进入下一工序,如果芯块直径超出该范围,则将其剔除;
所述的芯块传输工位(4),用于各检测工位之间的芯块传输;
所述的柱面外观测试工位(5),用于检测芯块柱面外观缺陷,采用工业视觉检测***,利用图像识别技术实现检测功能;
所述的机械平台(6),能够实现对芯块的传输以及进入该装置芯块的姿态进行判断和剔除;
所述的工控机(7),用于对生产过程及机电设备、工艺装备进行检测与控制;所述的电源柜(8),用于为整个***提供动力和照明电源。
2.如权利要求1所述的一种UO2芯块自动检测装置,其特征在于:所述的端面外观检测装置A(1)或端面外观检测装置B(3)包括滑动座A(101)、支撑棒A(102)、手动平移台(103)、相机(104)、镜头(105)和光源(106);芯块经过烘干工位后进入端面外观检测工位A(1),同时相机(104)开始对芯块进行图像采集,采集后的图像经过软件判断后,在输送带出口处设有剔除和收集装置,将之前判定为不合格的芯块进行剔除,合格的芯块则从输送带进入出口处的圆皮带上。
3.如权利要求1所述的一种UO2芯块自动检测装置,其特征在于:所述的直径检测工位(2)包括两钢带调平行板(301)、尺寸测试触发传感器(302)、钢带(303)、基恩士测量装置(304)、钢带张紧轮(305)、钢带传输机(306)和电机及减速器(307);使用时由钢带(303)将芯块传输至检测工位,由基恩士测量装置(304)直接测得。
4.如权利要求1所述的一种UO2芯块自动检测装置,其特征在于:所述的柱面外观测试工位(5)包括滑动座B(201)、支撑棒B(202)、相机调节器(203)、光源调节器(204)、线扫描光源(205)和线扫描相机(206);检测时钢带(303)将待检芯块传输至待检区域并计数,当工控机(7)计数达到要求数量时,一定数量的芯块进入柱面外观测试工位(5),芯块进行径向转动,同时线扫描相机(206)的摄像头进行影像捕捉并计数;检测完成后芯块将进入下一检测工位,随后根据工控机(7)的检测数据剔除柱面不合格芯块。
5.如权利要求1所述的一种UO2芯块自动检测装置,其特征在于:所述的机械平台(6)包括电机及减速器(401)、出口限位件(402)、出口过渡件(403)、吹嘴(404)、电磁阀(405)、剔除定位传感器(406)、触发定位传感器(407)、剔除定位传感器(408)、聚氨酯同步带(409)、进口过渡件(410)和进口限位件(411)。
6.如权利要求5所述的一种UO2芯块自动检测装置,其特征在于:所述的电机及减速器(401)带动聚氨酯同步带(409)传输芯块,出口限位件(402)和进口限位件(411)防止芯块掉落;当芯块被判定为不合格时,触发剔除定位传感器(406)和触发定位传感器(407),然后电磁阀(405)控制吹嘴(404)剔除不合格芯块;同时剔除定位传感器(408)确认不合格芯块是否已经被剔除。
7.如权利要求1所述的一种UO2芯块自动检测装置,其特征在于:所述的磨削后芯块端面外观缺陷包括掉块、裂纹、不规则形状。
8.如权利要求1所述的一种UO2芯块自动检测装置,其特征在于:所述工控机(7)的功能包括计数、记录检测数据和控制电机转速。
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Legal Events
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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GR01 | Patent grant | ||
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