一種核電站壓力容器主螺栓測量系統的制作方法

本實用新型涉及核電站設備技術領域，尤其涉及一種核電站壓力容器主螺栓測量系統。

背景技術：

核電站壓力容器主螺栓在長期使用過程中，螺紋易發生損壞，需要對其進行修復。而修復工作首先需要對主螺栓螺孔中心找正，并確定螺紋起牙點。然而，目前缺少對主螺栓螺孔中心及起牙點位置進行精確測量的方案。

技術實現要素：

本實用新型所要解決的技術問題在于，提供一種核電站壓力容器主螺栓測量系統，可以快速、精確地對主螺栓螺孔中心及起牙點位置進行測量。

為了解決上述技術問題，本實用新型提供一種核電站壓力容器主螺栓測量系統，包括：工控機，可編程邏輯控制器，機床運動控制系統以及測量裝置，其中，所述測量裝置用于在所述機床運動控制系統的控制下與被測主螺栓接觸，產生接觸信號并傳送至所述工控機和可編程邏輯控制器，所述工控機和可編程邏輯控制器用于對所述接觸信號進行處理，并獲得所述測量裝置與被測主螺栓接觸點的相對坐標值。

其中，所述測量裝置進一步包括：

至少一根測針，用于與被測主螺栓接觸；

測頭，用于將所述測針與被測主螺栓接觸而產生的機械杠桿力轉換成低壓電信號；

中心座，用于安裝所述測針；

機床連接柄，用于連接所述機床運動控制系統。

其中，所述測量裝置還包括：

測針延長桿，分別位于所述測頭與所述中心座之間、所述測頭與所述機床連接柄之間。

其中，所述測針共5根，其中4根橫向測針沿水平方向設置，并且相互垂直，另一根縱向測針沿縱向設置，并與所述橫向測針相垂直。

其中，所述中心座為五向中心座，用于以安裝所述5根測針。

本實用新型實施例的有益效果在于，測量系統集成度高，可實現主螺栓螺孔中心和螺紋起牙點的快速測量；采用紅外傳輸和工控機進行測量計算，并引入負反饋，解決由于大懸深測量引起的端部微震顫帶來的誤差問題，測量速度快，精度高；測量方法簡單，易操作。

附圖說明

為了更清楚地說明本實用新型實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。

圖1是本實用新型實施例一種核電站壓力容器主螺栓測量系統的結構示意圖。

圖2是本實用新型實施例中測量裝置的結構示意圖。

圖3是本實用新型實施例中測量主螺栓中心孔示意圖。

圖4是本實用新型實施例中測量主螺栓螺紋起牙點示意圖。

圖5是本實用新型實施例中測量主螺栓螺紋起牙點時開始狀態示意圖。

圖6是本實用新型實施例中測量主螺栓螺紋起牙點時測針接觸牙槽上口示意圖。

圖7是本實用新型實施例中測量主螺栓螺紋起牙點時測針接觸牙槽下口示意圖。

圖8是本實用新型實施例中測量主螺栓螺紋起牙點時結束狀態示意圖。

具體實施方式

以下各實施例的說明是參考附圖，用以示例本實用新型可以用以實施的特定實施例。本實用新型所提到的方向和位置用語，例如「上」、「下」、「前」、「后」、「左」、「右」、「內」、「外」、「頂部」、「底部」、「側面」等，僅是參考附圖的方向或位置。因此，使用的方向和位置用語是用以說明及理解本實用新型，而非對本實用新型保護范圍的限制。

請參照圖1所示，本實用新型實施例提供一種核電站壓力容器主螺栓測量系統，包括：工控機1，可編程邏輯控制器2，機床運動控制系統3以及測量裝置4，其中，測量裝置4用于在機床運動控制系統3的控制下與被測主螺栓接觸，產生接觸信號并傳送至工控機1和可編程邏輯控制器2，工控機1和可編程邏輯控制器2用于對該接觸信號進行處理，并獲得測量裝置4與被測主螺栓接觸點的相對坐標值。

再請參照圖2所示，本實施例中，測量裝置4進一步包括：

至少一根測針41，用于與被測主螺栓接觸；

測頭42，用于將測針41與被測主螺栓接觸而產生的機械杠桿力轉換成低壓電信號；

中心座43，用于安裝測針41；

機床連接柄44，用于連接機床運動控制系統。

此外，測量裝置4還包括測針延長桿45，分別位于測頭42與中心座43之間、測頭42與機床連接柄44之間。

具體地，本實施例中，測針41共5根，其中4根為沿水平方向設置，并且相互垂直，可稱為橫向測針，另一根為縱向設置，并與橫向測針相垂直，可稱為縱向測針。由此，中心座43為五向中心座，以安裝5根測針41。

測針41是測量裝置4的數據終端，它通過中心座43、測頭42、測針延長桿45、機床連接柄44等連接件與機床運動控制系統主軸連接，在機床運動控制系統（機床的XYZ軸）的帶動下與被測主螺栓接觸，產生接觸信號（機械杠桿力），通過測頭42進行數據轉換后，傳送至工控機1和可編程邏輯控制器2進行處理。測針41與測頭42之間的信號傳輸采用紅外傳輸。

以下結合圖3-圖8對本實施例核電站壓力容器主螺栓測量系統的工作原理和工作過程做詳細說明。

首先請參照圖3所示，通過測針41在主螺栓螺孔上光段U1和下光段U2的圓周邊緣不同點的接觸，以獲得螺孔上下光段圓周邊緣多個點的坐標，經過計算可得出螺孔上光段中心坐標數據和螺孔下光段中心坐標數據，從而確定出螺孔軸心線位置，依此確定機床X/Y軸中心坐標數據，此時主螺栓螺孔中心找正完成。

再請參照圖4所示，與主螺栓螺孔中心找正過程中，測針41繞圓周在水平面做運動不同，對主螺栓起牙點位置進行測量時，測針41在螺孔內的螺紋牙槽之間做縱向運動。由于螺紋牙槽為縱向排列，因此此時進行測量的為橫向測針。

圖5中，將主軸定向（測量所需角度），即將機床主軸垂直于螺孔軸心線。隨后測針41位移到螺孔牙槽間任意位置，以不接觸螺牙為原則。然后如圖6所示，將機床Z軸上移，使測針41與牙槽上口相接觸并記錄此時的坐標數據；之后如圖7所示，將機床Z軸下移，使測針41與牙槽下口相接觸并記錄此時的坐標數據。通過前述測量，即可得到螺紋旋線與機床主軸定向位置，機床Z軸高度方向位置之間的唯一坐標點位置，即圖8所示的標點坐標值。由于相鄰螺紋之間的距離是固定的（即螺距是固定的，例如4mm），因此根據將測量到的標點坐標值沿Z軸正向移動4mm的整數倍即可得到螺紋起牙點的坐標值。

通過上述測量過程，可得到修復螺紋所需要的螺孔中心的坐標值和螺紋起牙點的坐標值，此時安裝好加工刀具后即可實現螺紋修復過程。為保證測量準確，測量時必須多點多方位精心操作以確保螺紋精確修復。

需要說明的是，在上述測量過程中測頭42引入負反饋機制，通過計算補償，能有效解決由于大懸深測量引起的端部微震顫帶來的誤差問題。此外，測針41與測頭42的固定誤差存儲在工控機1中，工控機1對獲得的測量值結合固定誤差值處理得到精確的實際值。

通過上述說明可知，本實用新型所帶來的有益效果在于：測量系統集成度高，可實現主螺栓螺孔中心和螺紋起牙點的快速測量；采用紅外傳輸和工控機進行測量計算，并引入負反饋，解決由于大懸深測量引起的端部微震顫帶來的誤差問題，測量速度快，精度高；測量方法簡單，易操作。

以上所揭露的僅為本實用新型較佳實施例而已，當然不能以此來限定本實用新型之權利范圍，因此依本實用新型權利要求所作的等同變化，仍屬本實用新型所涵蓋的范圍。