[实用新型]一种芯块几何尺寸及密度自动测量系统

说明书

本实用新型涉及一种芯块几何尺寸及密度自动测量系统，该系统包括上下料机构、测量平台和工控机；上下料机构包括上料盘、机械手和下料盘；测量平台设置有尺寸测量模块、称重模块和粗糙度测量模块；尺寸测量模块包括工业相机和远心镜头，远心镜头设置在工业相机底端，朝向芯块；工业相机拍摄芯块图像，并将芯块图像传输至工控机已确定芯块的几何尺寸；几何尺寸包括直径、高度、垂直度和倒角宽度、高度；称重模块和粗糙度测量模块分别检测芯块的重量和粗糙度，并将检测结果分别传输至工控机；工控机根据几何尺寸和重量计算获得芯块密度。本实用新型提高了芯块几何尺寸的检测精度，并同时检测了芯块表面的粗糙度，提高了检测效率。

技术领域

本实用新型涉及自动控制与智能制造技术领域，具体涉及一种芯块几何尺寸及密度自动测量系统。

背景技术

目前在芯块生产过程中，一般由操作者采用接触式测量的方式对芯块进行测量，通常采用千分尺测量芯块的长、宽、高等几何尺寸，采用天平称得芯块重量。但该人工测量方式存在如下问题：1、在测量过程中存在机械接触，因而测量仪器或被测芯块可能在测量过程中产生机械形变，在绝对测量时误差较大，甚至可能划伤被测芯块表面；2、接触式测量对操作者的要求较高，存在人为误差；3、不同的测量需要不同的工位，工位分散且较多，同时还无法对芯块参数快速分析比对，无法及时获得测量结果，效率低下。

目前也有人采用自动测量技术，并将测量数据直接传输给计算机，自动计算芯块的体积和密度，如申请号201610027104.0一种核燃料芯块几何密度测量方法及其系统，其通过天平获取待测芯块的质量，再测量待测芯块的直径、高度和端面的外形尺寸，通过待测芯块的外形尺寸计算待测芯块的体积，然后用质量除以体积得到待测芯块的密度。该方法使用线性激光三角法的方式测量芯块凹面的轮廓,需要移动芯块，这将会引入机械带来的误差，造成获得的测量结果精度低、误差大。该装置将芯块垂直放置在一个平台上,测量两个端面的轮廓需要人工翻转芯块。而且该装置并不能测量芯块的垂直度。

实用新型内容

针对上述现有技术中存在的不足，本实用新型提供了一种芯块几何尺寸及密度自动测量系统，该系统能自动完成普通芯块的直径、高度、倒角高度、倒角宽度、垂直度、表面粗糙度、质量、几何密度的测量和计算。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种芯块几何尺寸及密度自动测量系统，其特征在于，所述系统包括上下料机构、测量平台和工控机；

所述上下料机构包括上料盘、机械手和下料盘；所述上料盘和所述下料盘分别设置在所述测量平台两端，所述机械手位于所述测量平台一侧，并与所述工控机相连；

所述测量平台设置有尺寸测量模块、称重模块和粗糙度测量模块；所述尺寸测量模块、所述称重模块和所述粗糙度测量模块与所述工控机分别相连；所述机械手在所述尺寸测量模块、所述称重模块和所述粗糙度测量模块之间传送所述上料盘上的芯块，检测完后，将所述芯块码放至所述下料盘上；

所述尺寸测量模块包括工业相机和远心镜头，所述远心镜头设置在所述工业相机底端，朝向所述芯块；所述工业相机拍摄所述芯块图像，并将所述芯块图像传输至所述工控机以确定所述芯块的几何尺寸；所述几何尺寸包括直径、高度、垂直度和倒角宽度、高度；

所述称重模块和所述粗糙度测量模块分别检测所述芯块的重量和粗糙度，并将检测结果分别传输至所述工控机；所述工控机根据所述几何尺寸和所述重量计算获得所述芯块密度。

进一步地，所述尺寸测量模块还包括芯块姿态控制部，所述芯块姿态控制部对所述芯块进行姿态调节。

进一步地，所述芯块姿态控制部包括第一平台、升降气缸、夹紧组件和旋转电机；所述机械手将所述芯块放置在所述第一平台上；所述升降气缸带动所述第一平台调整所述芯块至所需位置；所述夹紧组件夹紧所述芯块；所述旋转电机与所述夹紧组件相连，旋转调整所述芯块朝向所述远心镜头的角度。