CN214336341U - 一种核燃料芯块的检测排长装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于核燃料配套设备技术领域，特别涉及一种核燃料芯块的检测排长装置，包括传输***，芯块周转盘按传输***的传输路线移动传输，沿传输***的传输路线依次设置有芯块自动检测机构、芯块列长度检测机构、端芯块自动补料机构、芯块列长度复检机构，其中，芯块列长度检测机构包括横跨在传输***上方的轨道，轨道上配合安装有可滑移的安装架，安装架上安装有长度测量仪，端芯块自动补料机构包括机械臂装置，机械臂装置的输出端安装有吸嘴装置，芯块列长度复检机构在设计上与芯块列长度检测机构相同。

Description

一种核燃料芯块的检测排长装置

技术领域

本实用新型属于核燃料配套设备技术领域，特别涉及一种核燃料芯块的检测排长装置。

背景技术

核燃料在实际应用时是以芯块形式排列装入到包壳管内的，并且对排列长度有严格的要求，因此芯块装管前需对一定数量的芯块进行排列、压紧、测长和定长，然后将排长好的芯块进行装管。

目前很多的芯块排长操作依然需要人工来完成：人工将芯块逐一推入排长导板，然后经人工压紧芯块列后定长，将排好的芯块列继续向后推至装管料盘上，如此反复直至装管料盘装满，再将装管料盘送至装管工位实施装管。这种人工排长操作由于自动化程度不高，影响到装配效率。

实用新型内容

为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种核燃料芯块的检测排长装置，首先包括传输***，芯块周转盘可拆卸地配合安装于传输***上并可按传输***的传输路线水平移动传输，

芯块周转盘包括水平设置的矩形的框架，框架上从前往后有间隔地水平固定排列安装有若干根长度方向为左右向水平的支撑杆，前后相邻两根支撑杆之间形成排列槽，排列槽沿自身长度方向的两端均为开口，芯块配合向下嵌设在排列槽中，同一排列槽中若干配合嵌设于其中的芯块从左往右依次排列形成芯块列，

芯块配合向下嵌设在排列槽中时，受到组成该排列槽的前后两根支撑杆共同的支撑作用，芯块为圆柱状结构，同一芯块列中各芯块为同轴排列设置，

沿传输***的传输路线依次设置有芯块自动检测机构、芯块列长度检测机构、端芯块自动补料机构、芯块列长度复检机构，

芯块自动检测机构包括视觉机器人，视觉机器人扫描从起下方经过的各芯块，从而获知芯块上被其扫描到的表面是否存在孔洞、裂纹、磨痕、夹杂等缺陷，提高或监督芯块的合格率；

芯块列长度检测机构包括横跨在传输***上方的长度方向为水平的轨道，轨道沿自身长度方向垂直于芯块周转盘经过其下方时的传输方向，轨道上配合安装有可沿轨道长度方向往复滑移的安装架，安装架上固定安装有气缸，气缸竖直向下伸出有伸缩杆，伸缩杆的底端与测量仪主体相固定，气缸通过伸缩杆可驱动长度测量仪沿竖直方向上下往复移动，长度测量仪包括测量仪主体以及从测量仪主体上竖直向下伸出的静测头和动侧头，静测头和动侧头之间为有间隔地始终正对设置，静测头固定于测量仪主体上，动侧头可于测量仪主体上沿平行于芯块列长度方向的直线方向配合往复滑移以靠近或远离静测头，以配合静测头实现对芯块列的夹紧或放开；

端芯块自动补料机构包括机械臂装置，机械臂装置包括固定设置于传输***一侧的底座，盘面为水平的转盘可轴向转动地安装于底座顶部，转盘的上盘面上固定设置有固定座，固定座与第一机械臂长度方向的一端铰接连接，固定座上还安装有第一电机，第一电机的输出端通过辊轴与第一机械臂传动连接以控制第一机械臂相对于固定座的摆动位置，

第二机械臂长度方向的一端铰接于第一机械臂长度方向上远离固定座的一端，第一机械臂上靠近第二机械臂的位置处安装有第二电机，第二电机的输出端通过辊轴与第二机械臂传动连接以控制第二机械臂相对于第一机械臂的摆动位置，

第三机械臂长度方向的一端铰接于第二机械臂长度方向上远离第一机械臂的一端，第二机械臂上靠近第三机械臂的位置处安装有第三电机，第三电机的输出端通过辊轴与第三机械臂传动连接以控制第三机械臂相对于第二机械臂的摆动位置，第三机械臂上远离第二机械臂的位置处安装有吸嘴装置，

在摆动过程中，第一机械臂整体、第二机械臂整体、第三机械臂整体始终位于同一竖直平面内，

机械臂装置为两个，两个机械臂装置沿芯块列轴向有间隔地排列，

端芯块自动补料机构还包括与机械臂装置相配合的补料槽，补料槽中放置有若干端芯块，机械臂装置通过其上的吸嘴装置吸住补料槽中的端芯块后，将该端芯块转移至芯块周转盘上的芯块列端部作为补充，被转移到芯块周转盘上的端芯块与其所补充的芯块列为同轴放置，

作为优选：端芯块按照轴向长度的长短分为若干类，相对应地，补料槽也有若干条，轴向长度相同的端芯块放置于同一补料槽中，

芯块列长度复检机构在设计上与芯块列长度检测机构相同。

附图说明

图1为本实用新型的核燃料芯块检测排长装置的流水线工位示意图(俯视)，图1中箭头方向为芯块周转盘于传输***上的传输方向，

图2为本实用新型中，芯块周转盘传输到芯块列长度检测机构工位上时的结构示意图(正视剖视图)，

图3为本实用新型中，芯块周转盘传输到端芯块自动补料机构工位上时的结构示意图(补料槽前端画成剖切面形式)，

其中，1─传输***，2─芯块周转盘，21─框架，22─支撑杆，23─芯块列，231─芯块，3─芯块自动检测机构，4─轨道，5─安装架，51─气缸，511─伸缩杆，6─测量仪主体，61─静测头，62─动测头，7─底座，8─转盘，9─吸嘴装置，10─补料槽，101─端芯块，11─第一机械臂，12─第二机械臂，13─第三机械臂，14─固定座。

具体实施方式

需要说明的是，本实用新型的描述中使用的词语“前”、“后”、“左”、“右”指的是附图2中的方向，“内”和“外”分别指的是朝向或远离特定部件几何中心的方向，这些仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

如附图所示，本实用新型的核燃料芯块的检测排长装置包括传输***1，芯块周转盘2可拆卸地配合安装于传输***1上，并可在传输***1的驱动下在传输***1的传输路线上水平移动传输，

芯块周转盘2包括水平设置的矩形的框架21，框架21上从前往后有间隔地水平固定排列安装有若干根长度方向为左右向水平的支撑杆22，前后相邻的两根支撑杆22之间形成排列槽，排列槽沿自身长度方向的两端均为开口，各芯块231配合向下嵌设在排列槽中受到组成该排列槽的前后两根支撑杆22共同的支撑作用，各芯块231均为轴向为左右向水平的圆柱状结构，同一排列槽中的芯块231从左往右依次排列形成芯块列23(即同一芯块列23中的各芯块231为同轴排列设置)，

沿传输***1的传输路线依次设置有芯块自动检测机构3、芯块列长度检测机构、端芯块自动补料机构、芯块列长度复检机构，芯块周转盘2被传输到上述各个工位上后，都有相应的停顿，等到该工位的操作完毕后，再由传输***1传输到下一个工位，

其中，芯块自动检测机构3包括视觉机器人，视觉机器人扫描从起下方经过的各芯块231，从而获知芯块231上被其扫描到的表面是否存在孔洞、裂纹、磨痕、夹杂等缺陷，提高或监督芯块231的合格率；

芯块列长度检测机构包括横跨在传输***1上方的长度方向为前后向水平的轨道4，轨道4沿自身长度方向垂直于芯块周转盘2经过其下方时的传输方向(即芯块周转盘2经过其下方时的传输方向为左右向水平传输，与芯块列23的轴向一致)，轨道4上配合安装有可沿轨道4长度方向往复滑移的安装架5，安装架5上固定安装有气缸51，气缸51竖直向下伸出有伸缩杆511，伸缩杆511底端安装有长度测量仪，长度测量仪包括测量仪主体6以及从测量仪主体6上竖直向下伸出的静测头61和动侧头62，静测头61和动侧头62始终位于同一水平高度上且为有间隔地左右正对设置(从而与各芯块列23的轴向角度相配合)，静测头61固定于测量仪主体6上，动侧头62可配合于测量仪主体6上左右往复水平滑移以靠近或远离静测头61，以配合静测头61实现对芯块列23的夹紧(测量)或放开，

伸缩杆511的底端与测量仪主体6相固定，气缸51通过伸缩杆511可驱动长度测量仪沿竖直方向上下往复移动；安装架5则在电机设备(图中未画出)的驱动下配合于轨道4上前后水平往复滑移，并同步带动气缸51、伸缩杆511及长度测量仪滑移；

端芯块自动补料机构包括机械臂装置，机械臂装置包括固定设置于传输***1后侧的底座7(芯块周转盘2传输经过端芯块自动补料机构工位时的传输方向为左右向水平传输，与芯块列23的轴向方向一致)，盘面为水平的转盘8可轴向转动地安装于底座7顶部，转盘8上盘面上固定设置有固定座14(固定座14为铰接座)，固定座14与第一机械臂11长度方向的一端铰接连接，固定座14上还安装有第一电机，第一电机的输出端通过辊轴(图中未画出)与第一机械臂11传动连接以控制第一机械臂11相对于固定座14的摆动位置；第二机械臂12长度方向的一端铰接于第一机械臂11长度方向上远离固定座14的一端，第一机械臂11上靠近第二机械臂12的位置处安装有第二电机，第二电机的输出端通过辊轴(图中未画出)与第二机械臂12传动连接以控制第二机械臂12相对于第一机械臂11的摆动位置；第三机械臂13长度方向的一端铰接于第二机械臂12长度方向上远离第一机械臂11的一端，第二机械臂12上靠近第三机械臂13的位置处安装有第三电机，第三电机的输出端通过辊轴(图中未画出)与第三机械臂13传动连接以控制第三机械臂13相对于第二机械臂12的摆动位置，第三机械臂13上远离第二机械臂12的位置处安装有吸嘴装置9，

在摆动过程中，第一机械臂11整体、第二机械臂12整体、第三机械臂13整体始终位于同一竖直平面内，

端芯块自动补料机构还包括与机械臂装置相配合的补料槽10，补料槽10设置于传输***1的前侧，补料槽10中放置有端芯块101，端芯块101按照轴向长度的长短分为若干类，相对应地，补料槽10也有若干条，轴向长度相同的端芯块101放置于同一补料槽10中，机械臂装置通过其上的吸嘴装置9吸住补料槽10中的端芯块101后，通过第一机械臂11、第二机械臂12、第三机械臂13的偏摆以及转盘8的轴向偏转，最终将该端芯块101转移至芯块周转盘2上作为芯块列23的长度补充，

CANDU-6核燃料棒束含有37根次组件，每根次组件内需装30节芯块，具体为：28节标准芯块(即本申请中的芯块231)和2节端芯块101(即在28节标准芯块(芯块231)两端各放置1节端芯块101)，为了保证次组件内芯块重量及后续端塞焊工艺，每根次组件内装进的30节芯块的轴向总长度需在大约479.5～482.5mm的范围内，但由于实际的各芯块231轴向长度上不完全一样，难免存在误差，所以在芯块装入每根次组件之前(即装管之前)，需要先对28节标准芯块(芯块231)进行排紧测长，根据测得的长度，选择轴向长度合适的端芯块101进行补充(以确保30节芯块的轴向总长度在规定范围内)，所以需要有轴向长度不等的几种端芯块101(一般为三种规格)供机械臂装置选择，

机械臂装置为两个，两个机械臂装置互为左右向正对设置在传输***1的后侧，可同时分别对芯块列23轴向的两端根据需要补充端芯块101；相应地，补料槽10也设置有两个，与机械臂装置为一一对应设置，这样更便于各机械臂装置在吸取所需端芯块101时互不干扰，

芯块列长度复检机构在设计上与芯块列长度检测机构相同：包括横跨在传输***1上方的长度方向为前后向水平的第二轨道，第二轨道沿自身长度方向垂直于芯块周转盘2经过其下方时的传输方向(即芯块周转盘2经过其下方时的传输方向为左右向水平传输，与芯块列23的轴向一致)，第二轨道上配合安装有可沿第二轨道长度方向往复滑移的第二安装架，第二安装架上固定安装有第二气缸，第二气缸竖直向下伸出有第二伸缩杆，第二伸缩杆底端与第二测量仪主体相固定，第二测量仪主体上竖直向下伸出的第二静测头和第二动侧头，第二静测头和第二动侧头始终位于同一水平高度上且为有间隔地左右正对设置(从而与各芯块列23的轴向角度相配合)，第二静测头固定于第二测量仪主体上，第二动侧头可配合于第二测量仪主体上左右往复水平滑移以靠近或远离第二静测头，以配合第二静测头实现对芯块列23的夹紧(测量)或放开，

第二气缸通过第二伸缩杆可驱动第二长度测量仪沿竖直方向上下往复移动；第二安装架则在电机设备(图中未画出)的驱动下配合于第二轨道上前后水平往复滑移，并同步带动第二气缸、第二伸缩杆及第二长度测量仪滑移。

本方案的(芯块列长度检测机构和芯块列长度复检机构)中使用接触式测量的仪器测量芯块列23的长度，如附图2，这种接触式测量可以在测得数据之前，先通过静测头61和动侧头62配合，将待测的芯块列23中各个芯块231推紧到一起，再获取长度数据，避免芯块231与芯块231之间留有间隙，能保障对这种分段式结构测量时的准确性，

芯块列长度检测机构与端芯块自动补料机构之间通过PLC信号控制连接，端芯块自动补料机构根据测量到的各芯块列23的长度，依次对应选择合适尺寸的端芯块101进行补充，

补充完端芯块101后还经过芯块列长度复检机构的复检，复检时发现仍然存在长度不合格的芯块列23时，通过PLC发出警报，此时操作人员进行人工干预调整或将该芯块周转盘2先从传输线上整体取下，以保证进入下道工序的芯块列23在长度上是合格的。

芯块列长度检测机构以及芯块列长度复检机构中，均设置有轨道4(第二轨道)，长度测量仪(第二测量仪)可沿轨道前后向往复水平滑移，这样可以对到达其工位的芯块周转盘2中各芯块列23的长度依次检测；并且均设置有升降机构，测长完毕后可将长度测量仪(第二测量仪)向上提升，这样不会影响芯块周转盘2以及其上的芯块列23向下一个工位移动。

Claims (7)

1.一种核燃料芯块的检测排长装置，其特征在于：所述装置包括传输***(1)，芯块周转盘(2)配合安装于所述传输***(1)上并可按所述传输***(1)的传输路线进行移动传输，所述的芯块周转盘(2)中排列放置有若干排芯块列(23)，

沿所述传输***(1)的传输路线依次设置有芯块自动检测机构(3)、芯块列长度检测机构、端芯块自动补料机构、芯块列长度复检机构，

所述的芯块自动检测机构(3)包括视觉机器人；

所述的芯块列长度检测机构包括横跨在所述传输***(1)上方的轨道(4)，所述轨道(4)沿自身长度方向垂直于所述芯块周转盘(2)经过其下方时的传输方向，所述轨道(4)上配合安装有可沿所述轨道(4)长度方向往复滑移的安装架(5)，所述安装架(5)上安装有长度测量仪，所述长度测量仪包括测量仪主体(6)以及从所述测量仪主体(6)上竖直向下伸出的静测头(61)和动侧头(62)，所述静测头(61)和所述动侧头(62)之间为有间隔地始终正对设置，所述静测头(61)固定于所述测量仪主体(6)上，所述动侧头(62)可于所述测量仪主体(6)上沿平行于所述芯块列(23)长度方向的直线方向配合往复滑移以靠近或远离所述静测头(61)，以配合所述静测头(61)实现对所述芯块列(23)的夹紧或放开；

所述的端芯块自动补料机构包括设置于所述传输***(1)一侧、并且自身可于水平面内发生偏转的机械臂装置，所述机械臂装置的输出端安装有吸嘴装置(9)，

所述的端芯块自动补料机构还包括与所述机械臂装置相配合的补料槽(10)，所述补料槽(10)中放置有若干端芯块(101)，所述机械臂装置通过其上的所述吸嘴装置(9)吸住所述补料槽(10)中的所述端芯块(101)后，将该所述端芯块(101)转移至所述芯块周转盘(2)上作为所述芯块列(23)的长度补充；

所述的芯块列长度复检机构在设计上与所述芯块列长度检测机构相同。

2.如权利要求1所述的核燃料芯块的检测排长装置，其特征在于：所述的芯块周转盘(2)包括水平设置的矩形的框架(21)，所述框架(21)上从前往后有间隔地水平固定排列安装有若干根长度方向为左右向水平的支撑杆(22)，前后相邻的两根所述支撑杆(22)之间形成排列槽，所述排列槽沿自身长度方向的两端均为开口，芯块(231)配合向下嵌设在所述排列槽中，同一所述排列槽中若干配合嵌设于其中的所述芯块(231)从左往右依次排列形成所述的芯块列(23)，

所述芯块(231)配合向下嵌设在所述排列槽中时，受到组成该所述排列槽的前后两根所述支撑杆(22)共同的支撑作用，所述芯块(231)为圆柱状结构，同一所述的芯块列(23)中各所述芯块(231)为同轴排列设置。

3.如权利要求1所述的核燃料芯块的检测排长装置，其特征在于：所述安装架(5)上固定安装有气缸(51)，所述气缸(51)竖直向下伸出有伸缩杆(511)，所述伸缩杆(511)的底端与所述的测量仪主体(6)相固定，所述气缸(51)通过所述伸缩杆(511)可驱动所述长度测量仪沿竖直方向上下往复移动。

4.如权利要求1所述的核燃料芯块的检测排长装置，其特征在于：所述的机械臂装置包括固定设置于所述传输***(1)一侧的底座(7)，可轴向转动地安装于所述底座(7)顶部的盘面为水平的转盘(8)、固定设置于所述转盘(8)上盘面上的固定座(14)，所述固定座(14)与第一机械臂(11)长度方向的一端铰接连接，所述固定座(14)上还安装有第一电机，所述第一电机的输出端通过辊轴与所述第一机械臂(11)传动连接以控制所述第一机械臂(11)相对于所述固定座(14)的摆动位置，

第二机械臂(12)长度方向的一端铰接于所述第一机械臂(11)长度方向上远离所述固定座(14)的一端，所述第一机械臂(11)上靠近所述第二机械臂(12)的位置处安装有第二电机，所述第二电机的输出端通过辊轴与所述第二机械臂(12)传动连接以控制所述第二机械臂(12)相对于所述第一机械臂(11)的摆动位置，

第三机械臂(13)长度方向的一端铰接于所述第二机械臂(12)长度方向上远离所述第一机械臂(11)的一端，所述第二机械臂(12)上靠近所述第三机械臂(13)的位置处安装有第三电机，所述第三电机的输出端通过辊轴与所述第三机械臂(13)传动连接以控制所述第三机械臂(13)相对于所述第二机械臂(12)的摆动位置，所述第三机械臂(13)上远离所述第二机械臂(12)的位置处安装有所述的吸嘴装置(9)，

在摆动过程中，所述第一机械臂(11)整体、所述第二机械臂(12)整体、所述第三机械臂(13)整体始终位于同一竖直平面内。

5.如权利要求1所述的核燃料芯块的检测排长装置，其特征在于：所述端芯块(101)按照轴向长度的长短分为若干类，相对应地，所述的补料槽(10)也有若干条，轴向长度相同的所述端芯块(101)放置于同一所述补料槽(10)中。

6.如权利要求1所述的核燃料芯块的检测排长装置，其特征在于：所述的机械臂装置为两个，两个所述的机械臂装置沿所述芯块列(23)轴向有间隔地排列。

7.如权利要求6所述的核燃料芯块的检测排长装置，其特征在于：所述的补料槽(10)为两个，并且与所述的机械臂装置为一一对应设置。

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