本发明专利技术属核电站用核燃料元件制造领域，具体涉及一种用于UO2燃料芯块自动装舟的装置。本发明专利技术包括芯块传输装置、芯块抓取转移装置、转运小车和装料平台；芯块传输装置包括分离装置、慢速输送装置、计数分离装置和夹料器；芯块转移装置包括一台机械手、一块扁平装置和根据系统属性设定数量的真空吸盘；转运小车用来转运空舟和装满芯块的钼舟，包括驱动气缸、钼舟、辊轮、滚轮档边、侧档、架体、方向轮、定向凸边和手动摩擦锁；装料平台用来装料并与转运小车配合完成转运。采用本发明专利技术技术方案的UO2燃料芯块自动装舟的系统已完成几百吨的芯块生产，系统工作稳定、可靠，生产能力和烧结后芯块的成品率得到提高，芯块的烧结质量得到了提升。
【技术实现步骤摘要】
一种UO2燃料芯块自动装舟装置
本专利技术属核电站用核燃料元件制造领域，具体涉及一种用于UO2燃料芯块自动装舟的装置。
技术介绍
UO2芯块是由UO2粉末经压制、烧结、磨削而成的具有一定尺寸、形状、强度和密度的二氧化铀陶瓷体，其外形如小圆柱形。芯块生坯从旋转压机出来后，经人工或机械设备装入烧结舟，烧结舟再进炉完成芯块烧结过程。目前，工厂将芯块生坯装入烧结舟完全采用手工操作，操作人员的操作方式是：UO2粉末经旋转压机压制成型后，芯块生坯呈直立状态由压机拨料轮连续推出，操作人员通过手工将芯块生坯竖直码装在钼制隔板上，待隔板上放置足够行数的芯块生坯后，再分层堆垛搁入假舟中，使用推车人工将芯块生坯假舟转运至高温烧结炉，烧结人员逐层将假舟内堆垛生坯的钼隔板勾出放入烧结炉烧结舟，由6～7层装有生坯块的隔板以垂直堆积的方式组成一个烧结舟，堆积在钼制底板上，每个钼底板上并排堆放两个烧结舟组成一个烧结大舟，烧结时该烧结大舟推入烧结炉。这个过程导致操作工人的劳动强度很高，生产效率偏低。目前所用的采用人工堆垛芯块并装舟最大的问题是生产效率低，而且易造成污染，安全防护差且自动化程度低下，这与核燃料组件生产行业高技术及现代化要求极不相符。这一环节技术水平的低下，也将制约整个生产工艺技术水平的先进性。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种一种UO2燃料芯块自动装舟装置，从而提高生产效率低，并保证安全防护性和自动化水平。为了实现这一目的，本专利技术采取的技术方案是：一种UO2燃料芯块自动装舟装置，芯块是圆柱体结构，其高度为15～16.5mm，直径为10mm；包括芯块传输装置、芯块转移装置、转运小车和装料平台；(1)芯块传输装置芯块传输装置包括分离装置、慢速输送装置、计数装置和夹料器；分离装置包括U型槽和分离胶带；U型槽与进料口衔接，宽度为12mm，U型槽的底端水平面低于进料口；芯块从进料口进入后通过分离胶带输送到慢速输送装置；慢速输送装置包括伺服电机驱动的皮带轮和带有双胶带的V型槽，双胶带的水平面低于U型槽的底端，双胶带的线速度大于芯块倒下的理论线速度；通过芯块从进料口竖立出来后与双胶带之间的高度差和速度差使其由竖立状态转换为横置状态；计数装置包括快速输送装置和前后两个光纤传感器，利用快速输送装置和慢速输送装置的速度差将慢速输送装置上的芯块之间拉开距离，通过前后两个光纤传感器对通过的芯块数量进行计数，当计数有15颗芯块通过时利用夹料器夹紧这15颗芯块；夹料器通过气缸的上下移动带动夹头的左右移动，从而起到夹紧作用；气缸的活塞杆通过螺纹套与连杆连接，通过将调节螺母的上下位置进行调节来控制夹头的开合度；(2)芯块转移装置芯块转移装置包括一台机械手、一块扁平装置和根据系统属性设定数量的真空吸盘；采用了单行吸取芯块生坯并且多轴机械人转移，烧结舟内自动排列堆积的芯块生坯堆垛方式将芯块生坯装入钼舟；在机械手的前端设置一块条状的扁平装置，在扁平装置的顶部设置真空吸盘，在扁平装置的内部设置气道用于给真空吸盘提供真空；利用芯块的圆柱面将芯块吸住，然后由机械手提起转移到钼舟内；(3)转运小车转运小车用来转运空舟和装满芯块的钼舟，包括驱动气缸、钼舟、辊轮、滚轮档边、侧档、架体、方向轮、定向凸边和手动摩擦锁；每一辆转运小车上设置8个呈直线分布的钼舟；钼舟摆放在辊轮上，滚轮档边设置在转运小车两侧作为挡板，侧档设置在转运小车的前后用来进出钼舟；架体用来承载钼舟，最高承受载荷为500kg；通过方向轮控制转运小车移动；通过定向凸边与装料平台上的锁紧装置配合对转运小车进行定位；通过手动摩擦锁固定转运小车；在转运小车后部设置驱动气缸以推动钼舟；(4)装料平台转运小车从两个方向与装料平台对接，空车从前面对接，装有空钼舟的转运小车从后面对接；对接后通过转运小车上的定向凸边与装料平台上的锁紧装置配合将小车固定；由驱动气缸驱动钼舟从后面的转运小车上传送到装料平台上，装满芯块后再传送到前面的空车上；装料平台上设置光电开关，用来检测钼舟位置，实现对钼舟的运动控制；设置锁紧气缸，用来固定钼舟位置，保证钼舟在装料平台上的正确定位。进一步的，如上所述的一种UO2燃料芯块自动装舟装置，其中：真空吸盘的最大吸力为1.6N。进一步的，如上所述的一种UO2燃料芯块自动装舟装置，其中：快速输送装置的输送速度是慢速输送装置输送速度的两倍。进一步的，如上所述的一种UO2燃料芯块自动装舟装置，其中：在芯块分离装置和慢速输送装置之间设置废料通道；废料通道由气缸、滑块、滑槽组成；由人工方式控制，气缸带动滑块在芯块的输送道上形成一个空陷，废芯块直接从滑槽落下。进一步的，如上所述的一种UO2燃料芯块自动装舟装置，其中：机械手为4轴机械手，运行速度满足在0.36秒的时间内完成水平移动300mm、垂直移动25mm的性能要求。如上所述的一种UO2燃料芯块自动装舟装置，其工作流程如下：UO2芯块生坯从进料口进入芯块分离装置，由竖立状态倒下为横置状态；芯块从芯块分离装置进入慢速输送装置，在慢速输送装置上排列成行；芯块进入计数装置，通过前后两个计数传感器的计数，确定进入计数装置的芯块数量，当达到规定数量后夹料器夹紧芯块，使芯块转移到钼舟之前保证为规定的数量；芯块达到规定数量后，机械手移动到芯块的上部再压下，利用真空吸盘将芯块吸取转运至装料平台上的钼舟内；随着芯块不断从进料口进入，机械手按照设定程序不断将芯块横置堆垛入钼舟；当需要换舟时，将转运小车上的空钼舟推到设定位置，并将装满芯块的钼舟向前推进转运小车上；转运小车在装好装满生坯块的钼舟后又运到烧结炉回转轨道，将装满生坯块的钼舟转入轨道台，再推入烧结炉进行高温烧结。本专利技术技术方案的有益效果在于：采用本专利技术技术方案的UO2燃料芯块自动装舟的系统已完成几百吨的芯块生产，系统工作稳定、可靠，生产能力和烧结后芯块的成品率得到提高，芯块的烧结质量得到了提升，取得了良好的社会、经济效益。该系统改变现有的手动装舟方式，而采用的自动装舟方式，大幅提高UO2芯块生产的劳动效率、节约劳动力；同时提升核燃料生产线的技术装备水平和自动化程度，减少环境污染和劳动强度，满足现代工业化生产及现场辐射卫生要求。附图说明图1是芯块自动装置系统图。图中：1：芯块分离装置；2：废块通道气缸；3：芯块慢速输送装置；4：1号电机；5：芯块夹料器；6：计数传感器；7：计数传感器；8：芯块计数装置；9:2号电机；10：机械手基座；11：机械手；:12：真空吸盘；13：驱动气缸；14：转运小车；15：装料平台；16：光电开关；17：锁紧气缸；18：废块滑道；19：钼舟。具体实施方式下面结合附图和具体实施方式对本专利技术技术方案进行详细说明。如图1所示，本专利技术一种UO2燃料芯块自动装舟装置，芯块是圆柱体结构，其高度为15～16.5mm，直径为10mm；包括芯块传输装置、芯块转移装置、转运小车和装料平台；(1)芯块传输装置芯块传输装置包括分离装置、慢速输送装置、计数装置和夹料器；分离装置包括U型槽和分离胶带；U型槽与进料口衔接，宽度为12mm，U型槽的底端水平面低于进料口；芯块从进料口进入后通过分离胶带输送到慢速输送装置；慢速输送装置包括伺服电机驱动的皮带轮和带有双胶带的V型槽，双胶带的水平面低于U型槽的底端，双胶本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种UO2燃料芯块自动装舟装置，芯块是圆柱体结构，其高度为15～16.5mm，直径为10mm；其特征在于：包括芯块传输装置、芯块抓取转移装置、转运小车和装料平台；(1)芯块传输装置芯块传输装置包括分离装置、慢速输送装置、计数分离装置和夹料器；分离装置包括U型槽和分离胶带；U型槽与进料口衔接，宽度为12mm，U型槽的底端水平面低于进料口；芯块从进料口进入后通过分离胶带输送到慢速输送装置；慢速输送装置包括伺服电机驱动的皮带轮和带有双胶带的V型槽，双胶带的水平面低于U型槽的底端，双胶带的线速度大于芯块倒下的理论线速度；通过芯块从进料口竖立出来后与双胶带之间的高度差和速度差使其由竖立状态转换为横置状态；计数装置包括快速输送装置和前后两个光仟传感器，利用快速输送装置和慢速输送装置的速度差将慢速输送装置上的芯块之间拉开距离，通过前后两个光仟传感器对通过的芯块数量进行计数，当计数有15颗芯块通过时利用夹料器夹紧这15颗芯块；夹料器通过气缸的上下移动带动夹头的左右移动，从而起到夹紧作用；气缸的活塞杆通过螺纹套与连杆连接，通过将调节螺母的上下位置进行调节来控制夹头的开合度；(2)芯块抓取转移装置芯块转移装置包括一台机械手、一块扁平装置和根据系统属性设定数量的真空吸盘；采用了单行吸取芯块生坯并且多轴机械人转移，烧结舟内自动排列堆积的芯块生坯堆垛方式将芯块生坯装入钼舟；在机械手的前端的设置一块条状的扁平装置，在扁平装置的顶部设置真空吸盘，在扁平装置的内部设置气道用于给真空吸盘提供真空；利用芯块的圆柱面将芯块吸住，然后由机械手提起转移到钼舟内；(3)转运小车转运小车用来转运空舟和装满芯块的钼舟，包括驱动气缸、钼舟、辊轮、滚轮档边、侧档、架体、方向轮、定向凸边和手动摩擦锁；每一辆转运小车上设置8个呈直线分布的钼舟；钼舟摆放在辊轮上，滚轮档边设置在转运小车两侧作为挡板，侧档设置在转运小车的前后用来进出钼舟；架体用来承载钼舟，最高承受载荷为500kg；通过方向轮控制转运小车移动；通过定向凸边与装料平台上的锁紧装置配合对转运小车进行定位；通过手动摩擦锁固定转运小车；在转运小车后部设置驱动气缸以推动钼舟；(4)装料平台转运小车从两个方向与装料平台对接，空车从前面对接，装有空钼舟的转运小车从后面对接；对接后通过转运小车上的定向凸边与装料平台上的锁紧装置配合将小车固定；由驱动气缸驱动钼舟从后面的转运小车上传送到装料平台上，装满芯块后再传送到前面的空车上；装料平台上设置光电开关，用来检测钼舟位置，实现对钼舟的运动控制；设置锁紧气缸，用来固定钼舟位置，保证钼舟在装料平台上的正确定位。...
【技术特征摘要】
1.一种UO2燃料芯块自动装舟装置，芯块是圆柱体结构，其高度为15～16.5mm，直径为10mm；其特征在于：包括芯块传输装置、芯块转移装置、转运小车和装料平台；(1)芯块传输装置芯块传输装置包括分离装置、慢速输送装置、计数装置和夹料器；分离装置包括U型槽和分离胶带；U型槽与进料口衔接，宽度为12mm，U型槽的底端水平面低于进料口；芯块从进料口进入后通过分离胶带输送到慢速输送装置；慢速输送装置包括伺服电机驱动的皮带轮和带有双胶带的V型槽，双胶带的水平面低于U型槽的底端，双胶带的线速度大于芯块倒下的理论线速度；通过芯块从进料口竖立出来后与双胶带之间的高度差和速度差使其由竖立状态转换为横置状态；计数装置包括快速输送装置和前后两个光纤传感器，利用快速输送装置和慢速输送装置的速度差将慢速输送装置上的芯块之间拉开距离，通过前后两个光纤传感器对通过的芯块数量进行计数，当计数有15颗芯块通过时利用夹料器夹紧这15颗芯块；夹料器通过气缸的上下移动带动夹头的左右移动，从而起到夹紧作用；气缸的活塞杆通过螺纹套与连杆连接，通过将调节螺母的上下位置进行调节来控制夹头的开合度；(2)芯块转移装置芯块转移装置包括一台机械手、一块扁平装置和根据系统属性设定数量的真空吸盘；采用了单行吸取芯块生坯并且多轴机械人转移，烧结舟内自动排列堆积的芯块生坯堆垛方式将芯块生坯装入钼舟；在机械手的前端设置一块条状的扁平装置，在扁平装置的顶部设置真空吸盘，在扁平装置的内部设置气道用于给真空吸盘提供真空；利用芯块的圆柱面将芯块吸住，然后由机械手提起转移到钼舟内；(3)转运小车转运小车用来转运空舟和装满芯块的钼舟，包括驱动气缸、钼舟、辊轮、滚轮档边、侧档、架体、方向轮、定向凸边和手动摩擦锁；每一辆转运小车上设置8个呈直线分布的钼舟；钼舟摆放在辊轮上，滚轮档边设置在转运小车两侧作为挡板，侧档设置在转运小车的前后用来进出钼舟；架体用来承载钼舟，最高承受载荷为500kg；通过方向轮控制转运小车移动；通过定向凸边与装料平台上的锁紧装置配合对转运小车进行定位；通过手动摩擦锁固定转运...
【专利技术属性】
技术研发人员：廖宾，孙毓宝，王友良，石磊，朱奎，姚广起，王军，陈煜，杨树威，彭建西，
申请(专利权)人：中核建中核燃料元件有限公司，
类型：发明
国别省市：四川;51
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