核燃料元件包壳管点焊一体化系统技术方案

本发明专利技术属于机电一体化技术领域，具体涉及一种核燃料元件包壳管点焊一体化系统。包括支承垫点焊机、隔离块点焊机、上料储料装置、下料储料装置、包壳管转运机器人；支承垫点焊机与隔离块点焊机并排同侧摆放，上料储料装置放置在两者之间，三者在同一直线上；包壳管转运机器人与上料储料装置垂直摆放，与上料储料装置正对；下料储料装置在包壳管转运机器人后方摆放。本发明专利技术可以达到减员增效、提高生产率、节约成本、降低劳动强度的目的；同时可以促进岗位自动化程度的提高，减少中间人为环节因素的影响，进一步提高燃料元件的制造质量及生产效率。

【技术实现步骤摘要】
核燃料元件包壳管点焊一体化系统
本专利技术属于机电一体化
，具体涉及一种核燃料元件包壳管点焊一体化系统。
技术介绍
中核北方核燃料元件有限公司重水堆元件生产线共有五台点焊机，分别是两台手动支承垫点焊机，两台手动隔离块点焊机和一台全自动点焊机。支承垫隔离块点焊机用于支承垫及隔离块与锆管的点焊定位。使用手动点焊机进行次组件加工时需先进行支承垫点焊，然后进行隔离块点焊。手动点焊机自动化程度低，劳动强度大，生产效率低，亟需对其进行自动化改造。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种核燃料元件包壳管点焊一体化系统，实现支承垫点焊机和隔离块点焊机的一体化改造，实现包壳管的自动上料、自动支承垫焊接、自动转运、自动隔离块焊接及自动下料。为达到上述目的，本专利技术所采取的技术方案为：一种核燃料元件包壳管点焊一体化系统，包括支承垫点焊机、隔离块点焊机、上料储料装置、下料储料装置、包壳管转运机器人；支承垫点焊机与隔离块点焊机并排同侧摆放，上料储料装置放置在两者之间，三者在同一直线上；包壳管转运机器人与上料储料装置垂直摆放，与上料储料装置正对；下料储料装置在包壳管转运机器人后方摆放。该系统工作流程为：系统开始工作前，先将包壳管转运机器人、支承垫点焊机、隔离块点焊机都启动；如果是一体化自动焊接，将支承垫点焊机和隔离块点焊机切换至自动工作模式，由隔离块点焊机对包壳管转运机器人进行初始化，初始化后包壳管转运机器人控制上料储料装置进行出料供包壳管转运机器人取料，并由隔离块点焊机控制选择包壳管内环焊接和外环焊接，包壳管转运机器人执行相应的内环工作模式或外环工作模式；如果是内环焊接：隔离块点焊机准备完成；上料储料装置将包壳管送到指定位置；包壳管转运机器人到指定位置抓取包壳管并送到隔离块点焊机的焊接工位，上料动作完成；隔离块点焊机按照程序完成焊接工作；包壳管转运机器人从隔离块点焊机上将包壳管取下，放到下料储料装置上；焊接完成；如果是外环焊接：两台点焊机准备完成；上料储料装置将包壳管送到指定位置；包壳管转运机器人到指定位置抓取包壳管并送到隔离块点焊机的焊接工位；隔离块点焊机按照程序完成焊接工作；包壳管转运机器人从隔离块点焊机上将包壳管取下，放到支承垫点焊机上；支承垫点焊机按照程序完成焊接工作；包壳管转运机器人从支承垫点焊机上将包壳管取下，放到下料储料装置上，焊接完成；如此往复进行焊接循环；如果是手动焊接，只需启动两台点焊机，将其切换至手动工作模式，进行人工手动焊接即可。所述的上料储料装置包括底座A、料斗、气缸A、出料机构；料斗由紧固螺栓固定在底座A的上方，气缸A固定在底座A上、料斗的下方，出料机构安装在气缸A上方，由气缸A推动出料机构做往复运动。所述的出料机构包括两个尼龙条，两个尼龙条的一端通过连接板连接，两个尼龙条的另一端连接有U形槽，连接板与气缸A连接。所述的料斗体积≥0.016立方米，宽度≥490mm。所述的料斗内部为斜坡式，角度为38度。所述的包壳管转运机器人包括托板、机器人接口、气缸B、动夹爪、定夹爪；机器人接口一端与托板连接，托板上固定气缸B，气缸B的主体和活塞上分别安装定夹爪与动夹爪。所述的定夹爪与动夹爪为不锈钢材料或不含卤族元素的非金属材料。所述的不锈钢材料为1Cr18Ni9Ti，硬度为HB150；所述的非金属材料为锆材，硬度为HB219。所述的下料储料装置包括轨道、支架、底座B；支架由螺栓固定在底座B上，轨道安放在支架上方。本专利技术所取得的有益效果为：本专利技术可以达到减员增效、提高生产率、节约成本、降低劳动强度的目的；同时可以促进岗位自动化程度的提高，减少中间人为环节因素的影响，进一步提高燃料元件的制造质量及生产效率。(1)手动化到自动化：将两台独立的手动点焊设备，研制成一套自动点焊设备；实现了点焊过程中的自动上料、自动转运、自动焊接、自动下料；(2)机器人操作代替人操作：以ABB/IRB140/6轴机器人作为包壳管的转运载体，通过合理编写机器人的运行轨迹程序，可以灵巧、快速、精确、安全地实现包壳管的装卸及转运；(3)自主研发、独立完成：点焊一体化系统的研制是国内重水堆燃料元件制造生产线上的重大突破，系统从设计到投入生产完全由公司技术人员独立完成。附图说明图1为本专利技术所述核燃料元件包壳管点焊一体化系统结构示意图；图2为本专利技术所述核燃料元件包壳管点焊一体化系统工作流程图；图3为上料储料装置结构示意图；图4为机器人结构示意图；图5为下料储料装置结构示意图；图中：1、支承垫点焊机；2、上料储料装置；3、隔离块点焊机；4、包壳管转运机器人；5、下料储料装置；201、底座A；202、料斗；203、包壳管；204、气缸A；205、出料机构；401、托板；402、机器人接口；403、气缸B；404、动夹爪；405、定夹爪；501、轨道；502、支架；503、底座B。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本专利技术进行详细说明。如图1所示，本专利技术所述核燃料元件包壳管点焊一体化系统包括支承垫点焊机1、隔离块点焊机3、上料储料装置2、下料储料装置5、包壳管转运机器人4；支承垫点焊机1与隔离块点焊机3并排同侧摆放，上料储料装置2放置在两者之间，三部分在同一直线上；包壳管转运机器人4与上料储料装置2垂直摆放，与上料储料装置2正对；下料储料装置5在包壳管转运机器人4后方摆放。如图2所示，该系统工作流程为：系统开始工作前，先将包壳管转运机器人4、支承垫点焊机1、隔离块点焊机3都启动。如果是一体化自动焊接，将支承垫点焊机1和隔离块点焊机3切换至自动工作模式，由隔离块点焊机3对包壳管转运机器人4进行初始化，初始化后包壳管转运机器人4控制上料储料装置2进行出料供包壳管转运机器人4取料，并由隔离块点焊机3控制选择包壳管203内环焊接和外环焊接，包壳管转运机器人4执行相应的内环工作模式或外环工作模式。如果是内环焊接：隔离块点焊机3准备完成；上料储料装置2将包壳管203送到指定位置；包壳管转运机器人4到指定位置抓取包壳管203并送到隔离块点焊机3的焊接工位，上料动作完成；隔离块点焊机3按照程序完成焊接工作；包壳管转运机器人4从隔离块点焊机3上将包壳管203取下，放到下料储料装置5上；焊接完成。如果是外环焊接：两台点焊机准备完成；上料储料装置2将包壳管203送到指定位置；包壳管转运机器人4到指定位置抓取包壳管203并送到隔离块点焊机3的焊接工位；隔离块点焊机3按照程序完成焊接工作；包壳管转运机器人4从隔离块点焊机3上将包壳管203取下，放到支承垫点焊机1上；支承垫点焊机1按照程序完成焊接工作；包壳管转运机器人4从支承垫点焊机1上将包壳管203取下，放到下料储料装置5上；焊接完成。如此往复进行焊接循环。如果是手动焊接，只需启动两点焊机，将其切换至手动工作模式，进行人工手动焊接即可。如图3所示，上料储料装置2包括底座A201、料斗202、气缸A204、出料机构205；料斗202由紧固螺栓固定在底座A201的上方，气缸A204固定在底座A201上、料斗202的下方，出料机构205安装在气缸A204上方，由气缸A204推动出料机构205做往复运动。出料机构205包括两个尼龙条，两个尼龙条的一端通过连接板连接，两个尼龙条的另一端连接有U形槽，可以容纳包壳管203，连接板与气本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种核燃料元件包壳管点焊一体化系统，其特征在于：包括支承垫点焊机(1)、隔离块点焊机(3)、上料储料装置(2)、下料储料装置(5)、包壳管转运机器人(4)；支承垫点焊机(1)与隔离块点焊机(3)并排同侧摆放，上料储料装置(2)放置在两者之间，三者在同一直线上；包壳管转运机器人(4)与上料储料装置(2)垂直摆放，与上料储料装置(2)正对；下料储料装置(5)在包壳管转运机器人(4)后方摆放。

【技术特征摘要】
1.一种核燃料元件包壳管点焊一体化系统，其特征在于：包括支承垫点焊机(1)、隔离块点焊机(3)、上料储料装置(2)、下料储料装置(5)、包壳管转运机器人(4)；支承垫点焊机(1)与隔离块点焊机(3)并排同侧摆放，上料储料装置(2)放置在两者之间，三者在同一直线上；包壳管转运机器人(4)与上料储料装置(2)垂直摆放，与上料储料装置(2)正对；下料储料装置(5)在包壳管转运机器人(4)后方摆放；该系统工作流程为：系统开始工作前，先将包壳管转运机器人(4)、支承垫点焊机(1)、隔离块点焊机(3)都启动；如果是一体化自动焊接，将支承垫点焊机(1)和隔离块点焊机(3)切换至自动工作模式，由隔离块点焊机(3)对包壳管转运机器人(4)进行初始化，初始化后包壳管转运机器人(4)控制上料储料装置(2)进行出料供包壳管转运机器人(4)取料，并由隔离块点焊机(3)控制选择包壳管(203)内环焊接和外环焊接，包壳管转运机器人(4)执行相应的内环工作模式或外环工作模式；如果是内环焊接：隔离块点焊机(3)准备完成；上料储料装置(2)将包壳管(203)送到指定位置；包壳管转运机器人(4)到指定位置抓取包壳管(203)并送到隔离块点焊机(3)的焊接工位，上料动作完成；隔离块点焊机(3)按照程序完成焊接工作；包壳管转运机器人(4)从隔离块点焊机(3)上将包壳管(203)取下，放到下料储料装置(5)上；焊接完成；如果是外环焊接：两台点焊机准备完成；上料储料装置(2)将包壳管(203)送到指定位置；包壳管转运机器人(4)到指定位置抓取包壳管(203)并送到隔离块点焊机(3)的焊接工位；隔离块点焊机(3)按照程序完成焊接工作；包壳管转运机器人(4)从隔离块点焊机(3)上将包壳管(203)取下，放到支承垫点焊机(1)上；支承垫点焊机(1)按照程序完成焊接工作；包壳管转运机器人(4)从支承垫点焊机(1)上将包壳管(203)取下，放到下料储料装置(5)上，焊接完成；如此往复进行焊接循环；如果是手动焊接，只需启动两台点焊机，将其切换至手动...

【专利技术属性】
技术研发人员：白金，张杰，习建勋，郭丞，王文革，吕会，邢岩，
申请(专利权)人：中核北方核燃料元件有限公司，
类型：发明
国别省市：内蒙古;15