核电蒸发器用U型管专用机械手制造技术

本实用新型专利技术涉及一种核电蒸发器用U型管专用机械手，包括机架、平移机构、移动抓手、升降机构，平移机构安装在机架上，升降机构安装在平移机构上，移动抓手安装在升降机构上，其特征是：还设置有端拾部分、电气控制及视频监控系统，端拾部分安装在移动抓手上，电气控制及视频监控系统与平移机构、移动抓手、升降机构、端拾部分均连接并控制它们的操作。本实用新型专利技术具有以下优点和效果：1.填补了核电蒸发器用U型管专用机械手的空白。2.节约人工、减轻工人的工作劳动力，节约了成本。3．安全性高。4.提高效率。5.提高竟争力：结构简洁，使用方便，品质得到保证，可精确的计算产量。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种机械手，尤其是涉及一种核电蒸发器用690U型管的自动化机械手，主要用于对核电蒸发器用690U型管成品的自动化搬运。
技术介绍
690U型管是核电站蒸汽发生器的核心部件，必须具备耐压、耐高温、耐腐蚀和良好的导热性能，材料和制造工艺要求极高。不锈钢U形管规格多，其中CAP1400就有164种规格，管子外径17.5mm，壁厚1.02mm，弯管半径82.5mm~2111.5mm，直腿长度9870mm~10225mm，单支重量8.9kg~11.7kg。面对这么多规格的690U形管，它的搬运成为一个很大的难题。传统的U型管需要8个人同时搬运，这对人的要求极高，有一个人不同步就会使690U形管弯曲变形，极大的增加了690U形管成品的报废率。目前还没有一种能够搬运核电蒸发器用690U型管成品的机械手。
技术实现思路
本技术的目的在于克服现有技术中存在的上述不足，而提供一种结构设计合理，性能可靠，使用方便的核电蒸发器用U型管专用机械手。本技术解决上述问题所采用的技术方案是：该核电蒸发器用U型管专用机械手，包括机架、平移机构、升降机构、移动抓手，平移机构安装在机架上，升降机构安装在平移机构上，移动抓手安装在升降机构上，其特征是还设置有端拾部分、电气控制及视频监控系统，端拾部分安装在移动抓手上，电气控制及视频监控系统与平移机构、移动抓手、升降机构、端拾部分均连接并控制它们的操作。作为优选，本技术所述端拾部分主要由直线单元、气动夹手、位置传感器、光纤传感器、摄像头组成，直线单元安装在移动抓手上，位置传感器、光纤传感器、气动夹手、摄像头均安装在直线单元上，位置传感器、光纤传感器、气动夹手、摄像头均与电气控制及视频监控系统连接。本技术所述移动抓手有九个且配置在同一水平面上，每个移动抓手设置有一个端拾部分，九个端拾部分位于同一水平面。本技术所述平移机构用伺服电机+减速机+齿轮齿条＋直线滑轨+联轴器的传动方式，能够精确的控制机械手在X轴方向上的运动距离。所述移动抓手采用伺服电机+减速机+齿轮齿条＋直线滑轨+联轴器的传动方式，能够精确的控制机械手在Y轴方向上的运动距离。所述升降机构采用伺服电机+减速机+齿轮齿条＋直线滑轨+联轴器的传动方式，能够精确的控制机械手在Z轴方向上的运动距离。所述端拾部分通过直线单元带动气动夹手上下进行移动，位置传感器可以确定抓手相对于U型管的水平位置，光纤传感器可以确定抓手相对于U型管的上下位置，摄像头可以通过显示器观察气动夹手与U型管的相对位置。所述电气控制及视频监控系统用于精确控制和监控机械手的运行。作为优选，本技术所述电气控制及视频监控系统。监控检查系统是为了保证移动抓手抓取U型管时绝对准确和安全，设置的人工视觉校验系统。监控检查系统是在每个抓取点附近合适位置设置1个焦距可调的微型摄像机，将所有抓取点的细节清晰显示在液晶监控屏上。本技术与现有技术相比，具有以下优点和效果：1.填补了核电蒸发器用U型管专用机械手的空白。2.节约人工、减轻工人的工作劳动力，同时节约了成本。用机械手搬运U型管，可节省人工，整套机械手只需一个人工计算机操作，不需要过多的体力劳动，减轻了工人的劳动强度。3．安全性高。用人工搬运U型管有夹伤手或者弄坏成品的危险，使用机械手则可确保安全生产和成品率。4.提高效率。以往8个人工搬运一天（二班制）只能搬运320根，使用机械手后可以24小时运行，搬运一根U型管只需2分钟，一天能搬运720根。5.提高竟争力：结构简洁，使用方便，品质得到保证，可精确的计算产量。附图说明图1是本技术实施例的主视图。图2是图1的左视图。图3是图1的俯视图。图4是本技术实施例端拾部分的主视图。图5是本技术实施例端拾部分的左视图。图6是690U型管成品的一种形状示意图。图7是690U型管成品的另一种形状示意图。图中：1是机架，2是平移机构，3是升降机构，4是移动抓手，5是端拾部分，6是核电蒸发器用U型管。具体实施方式参见图1～图7，本实施例具有平移机构1（X轴，即前后方向，图1、图3的左为后，右为前）、移动抓手2（Y轴，即图2的左右方向）、升降机构3（Z轴，相对于水平面的上下方向）、端拾部分4、以及电气控制及视频监控系统。所述平移机构1用伺服电机+减速机+齿轮齿条＋直线滑轨+联轴器的现有传动方式，能够精确的控制机械手在X轴方向上的运动距离。所述移动抓手2采用伺服电机+减速机+齿轮齿条＋直线滑轨+联轴器的现有传动方式，能够精确的控制机械手在Y轴方向上的运动距离。所述升降机构3采用伺服电机+减速机+齿轮齿条＋直线滑轨+联轴器的现有传动方式，能够精确的控制机械手在Z轴方向上的运动距离。所述端拾部分5通过直线单元55带动气动夹手51沿（图2）左右进行移动，位置传感器52可以确定气动夹手51相对于核电蒸发器用U型管6的水平位置，光纤传感器53可以确定气动夹手51相对于核电蒸发器用U型管6的上下位置，摄像头54可以通过电气控制及视频监控系统的显示器观察气动夹手51与U型管的相对位置。所述电气控制及视频监控系统用于精确控制和监控机械手的运行。作为优选，本技术所述平移机构1由骨架、齿轮齿条、直线滑轨、伺服电机、减速机、联轴器等组成。性能参数：有效行程：14500mm；电机功率：2Kw；电机数量：伺服电机1台；最大平移速度：500mm/s；行程控制方式：绝对值编码器，接近开关1个原点、2个超限。作为优选，本技术所述移动抓手2由骨架、齿轮齿条、直线滑轨、伺服电机、减速机等组成。性能参数：有效行程：3600mm；电机功率：0.2kw；电机数量：伺服电机9台；平移速度：300mm/s；行程控制方式：绝对值编码器，接近开关1个原点、2个超限。作为优选，本技术所述升降机构3由骨架、齿轮齿条、直线滑轨、伺服电机、减速机、联轴器等组成。性能参数：有效行程：1100mm；运动范围：+870mm~+1970mm；电机功率：5kw；电机数量：伺服电机1台；平移速度：150mm/s；行程控制方式：绝对值编码器，接近开关1个原点、2个超限。作为优选，本技术所述端拾部分5由气动夹手51、位置传感器52、光纤传感器53、摄像头54、直线单元55组成。当设备运行时通过位置传感器52测距向二侧运动扫描，等准确找到工件位置，升降机构3整体下降至指定距离并停止，其他8个端拾部分5通过光纤传感器53判断钢管位置进行上下微调，人工通过摄像头54检查气动夹手51与钢管相对位置。性能参数：有效行程：100mm；电机功率：0.2kw；电机数量：伺服电机9台；平移速度：50mm/s；行程控制方式：光纤传感器53，绝对值编码器，接近开关1个原点、2个超限。作为优选，本技术所述电气控制及视频监控系统采用松下FP2系统控制单元，能以通讯的方式与s7-300进行数据交换，主要电器元件采用西门子或施耐德品牌。监控检查系统是为了保证移动抓手2抓取U型管时绝对准确和安全，设置的人工视觉校验系统。监控检查系统是在每个抓取点附近合适位置设置1个焦距可调的微型摄像机，将所有抓取点的细节清晰显示在显示器（液晶监控屏）上。凡是本技术设计构思的简单变形或等效替换，应认为落入本技术的保护范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种核电蒸发器用U型管专用机械手，包括机架、平移机构、移动抓手、升降机构，平移机构安装在机架上，升降机构安装在平移机构上，移动抓手安装在升降机构上，其特征是：还设置有端拾部分、电气控制及视频监控系统，端拾部分安装在移动抓手上，电气控制及视频监控系统与平移机构、移动抓手、升降机构、端拾部分均连接并控制它们的操作。

【技术特征摘要】
1.一种核电蒸发器用U型管专用机械手，包括机架、平移机构、移动抓手、升降机构，平移机构安装在机架上，升降机构安装在平移机构上，移动抓手安装在升降机构上，其特征是：还设置有端拾部分、电气控制及视频监控系统，端拾部分安装在移动抓手上，电气控制及视频监控系统与平移机构、移动抓手、升降机构、端拾部分均连接并控制它们的操作。2.根据权利要求1所述的核电蒸发器用U型管专用机械手，其特征是：所述端拾...

【专利技术属性】
技术研发人员：张小军，章路青，赵华祺，詹少林，瞿仲华，
申请(专利权)人：中国联合工程公司，
类型：新型
国别省市：浙江;33