用于核生产堆卸料机构自动封堵的焊接机器人、焊接系统及方法技术方案

本发明专利技术提供一种用于核生产堆卸料机构自动封堵的焊接机器人、焊接系统及方法，焊接机器人包括机架、顶升装置和焊接装置，机架的第一移动机构连接于底架和顶升装置之间，用于驱动顶升装置相对底架移动至与焊接目标对应；顶升装置包括顶升驱动装置和顶升机构，顶升驱动装置与顶升机构相连，用于驱动顶升机构上升至与塞杆抵接，以向塞杆提供顶升力；焊接装置包括第二移动机构和焊接机构，第二移动机构连接于顶升机构和焊接机构之间，用于驱动焊接机构移动以密封焊接所述焊接目标。本发明专利技术通过顶升装置对卸料机构的塞杆施力，以推动球状塞头与底座压紧，再通过焊接装置对塞杆和弹簧套进行焊接固连，从而间接实现了核生产堆卸料机构的有效封堵。有效封堵。有效封堵。

【技术实现步骤摘要】
用于核生产堆卸料机构自动封堵的焊接机器人、焊接系统及方法


[0001]本专利技术涉及焊接设备
，具体涉及一种用于核生产堆卸料机构自动封堵的焊接机器人、焊接系统及方法。

技术介绍

[0002]核生产堆堆芯封堵一般需要对堆本体所有贯穿件和孔洞进行封堵，实现堆芯与外部环境的隔离，并在长期的埋藏期中维持这种状态，以此确保安全封存期间放射性物质不对公众及环境造成不可接受的危害。
[0003]如图1所示的反应堆下部的卸料机构，其卸料口处通过压缩状态的弹簧套d推动塞杆c顶升球状塞头b，从而实现球状塞头b与底座100的压紧密封配合，以实现卸料口的关闭。
[0004]由于卸料机构辐射大，且反应堆下部卸料机构数量众多，卸料机构封堵无法采用人工焊完成，此外，由于球状塞头b与底座100配合处空间狭小，焊接工作难以展开，从而难以实现反应堆卸料机构的封堵。
[0005]理论上通过将塞杆c和弹簧套d焊接形成一体，即可维持塞杆c对球状塞头b的永久顶升，从而维持球状塞头b和底座100的永久压紧配合，以实现对卸料机构的间接封堵。
[0006]然而在实际操作过程中发现，有些卸料结构安全封存年限较长，存在弹簧套d失效，塞头b和底座100部件变形、腐蚀缺陷、杂质粘附等现象，从而导致球状塞头b和底座100密封失效的情况，仅通过焊接塞杆c和弹簧套d无法实现石墨生产堆卸料机构的有效封堵。

技术实现思路

[0007]本专利技术所要解决的技术问题是针对现有技术中存在的上述不足，提供一种自动实现石墨生产堆卸料机构有效封堵的焊接机器人，还相应提供一种具有该焊接机器人的焊接系统，以及利用该焊接系统实现石墨生产堆卸料机构有效封堵的焊接方法。
[0008]解决本专利技术技术问题所采用的技术方案是：
[0009]本专利技术提供一种用于核生产堆卸料机构自动封堵的焊接机器人，主要以核生产堆卸料机构的弹簧座和穿设于弹簧座中的塞杆为焊接目标，进行二者的密封焊接，
[0010]其包括：机架、顶升装置和焊接装置，
[0011]所述机架包括底架和第一移动机构，第一移动机构连接于底架和顶升装置之间，用于驱动顶升装置相对底架移动至与焊接目标对应；
[0012]所述顶升装置包括顶升驱动装置和顶升机构，顶升驱动装置与顶升机构相连，用于驱动顶升机构上升至与塞杆抵接，以向塞杆提供顶升力；
[0013]所述焊接装置包括第二移动机构和焊接机构，所述第二移动机构连接于顶升机构和焊接机构之间，用于驱动焊接机构相对顶升机构移动，以使焊接机构密封焊接所述焊接目标。
[0014]可选地，所述顶升机构滑动支撑于顶升驱动装置的上端，且能够相对顶升驱动装
置沿水平面任一方向滑动，
[0015]所述顶升机构的顶面中心位置开设有定位槽，所述定位槽为上大下小的锥台结构，用于在顶升机构上升过程中供塞杆的下端伸入，
[0016]所述顶升机构能够在顶升驱动装置的驱动力作用下，或顶升驱动装置的驱动力与塞杆的水平推力共同作用下，运动至其与塞杆同轴，且所述锥台结构的某个横截面的外缘与塞杆下端面的外缘配合抵接。
[0017]可选地，所述顶升驱动装置包括支撑座和顶升驱动机构，所述支撑座支撑于顶升驱动机构上，
[0018]所述支撑座内设有自适应腔，
[0019]所述顶升机构包括顶杆组件和自适应板，所述自适应板滑设于所述自适应腔中，所述顶杆组件设于自适应板的上端并伸出所述自适应腔外；
[0020]所述自适应板的外侧壁与自适应腔的侧腔壁之间设有回复结构，所述回复结构用于在塞杆对顶升机构产生水平推力推动自适应板滑移的过程中，对自适应板产生与水平推力相反的回复力，当顶杆组件与塞杆断开连接时，所述回复力驱动自适应板滑移以回复至初始状态。
[0021]可选地，所述自适应板为方形结构，所述回复结构包括四组压缩弹簧，四组压缩弹簧与自适应板的四个侧面一一对应，所述自适应腔的侧腔壁具有与自适应板各侧面对应且平行的导向段，每组压缩弹簧连接于自适应板对应的侧面和导向段之间，且所述压缩弹簧的中心轴线垂直于自适应板对应的侧面；
[0022]所述自适应板处于初始状态时，所述自适应板相对的两个侧面上的两组压缩弹簧对自适应板的压缩力大小相同，方向相反。
[0023]可选地，所述第二移动机构包括回转机构，其包括回转减速机和回转台，所述焊接机构设于回转台上；
[0024]所述回转台套设于顶杆组件上，且其上端伸出所述自适应腔外；
[0025]所述回转减速机设于自适应板上且与回转台相连，用于驱动回转台绕顶杆组件回转，以使焊接机构在回转过程中完成弹簧座和塞杆的满焊。
[0026]可选地，所述焊接机构包括焊枪和送丝机构，所述焊枪上设有送丝嘴，所述送丝机构设于回转台上，用于牵引焊丝通过送丝嘴；
[0027]所述第二移动机构还包括调整机构，所述调整机构连接于回转台和焊枪之间，用于驱动焊枪相对回转台移动，以使焊枪的枪口朝向并靠近弹簧座和塞杆的待焊接区域。
[0028]可选地，还包括钨极自动更换装置，所述钨极自动更换装置设于支撑座上，其包括上料装置和卸料装置；
[0029]所述上料装置包括钨极仓和推送单元，所述钨极仓用于容置替换钨极，其顶面开设有出料口，所述推送单元设于钨极仓上，用于驱动替换钨极从出料口中伸出；
[0030]所述卸料装置包括废料仓和第一夹持机构，所述废料仓与钨极仓相连，
[0031]所述第一夹持机构设于废料仓上，用于夹持或松开废钨极，所述废料仓上开设有落料口，所述第一夹持机构松开废钨极时，所述废钨极在重力作用下经所述落料口进入废料仓中；
[0032]所述焊枪中设有第二夹持机构，用于夹持或松开钨极，
[0033]所述调整机构还用于驱动焊枪移动至位于钨极自动更换装置的出料口上方，以使焊枪中的第二夹持机构夹持从出料口中伸出的替换钨极；或驱动焊枪移动至第二夹持机构夹持的废钨极伸入所述第一夹持机构中，以使第一夹持机构夹持所述废钨极。
[0034]可选地，所述推送单元包括第一推送机构和第二推送机构，
[0035]所述第一推送机构和第二推送机构均设于钨极仓上，所述钨极仓中设有出料工位，所述出料工位与出料口对应，
[0036]所述钨极仓用于容置呈竖向布置且线性排列的多个替换钨极，所述替换钨极与钨极仓滑动相连，
[0037]所述第一推送机构用于与最远离出料工位的替换钨极抵接，且推动所述替换钨极沿替换钨极线性排列方向滑移，以使多个替换钨极依次抵接，至最靠近出料工位的替换钨极移至出料工位上；
[0038]所述第二推送机构用于驱动位于出料工位的替换钨极轴向移动至其从出料口中伸出。
[0039]可选地，所述第一夹持机构包括第一夹持组件和夹持驱动机构，
[0040]所述第一夹持组件包括两个夹臂和第二弹簧，所述第二弹簧设于两个夹臂之间且水平布置，所述夹臂滑设于废料仓上，且能够相对废料仓沿第二弹簧轴向方向滑动；
[0041]所述夹持驱动本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于核生产堆卸料机构自动封堵的焊接机器人，主要以核生产堆卸料机构的弹簧座和穿设于弹簧座中的塞杆为焊接目标，进行二者的密封焊接，其特征在于，其包括：机架、顶升装置(3)和焊接装置(4)，所述机架包括底架(1)和第一移动机构(2)，第一移动机构(2)连接于底架(1)和顶升装置(3)之间，用于驱动顶升装置(3)相对底架(1)移动至与焊接目标对应；所述顶升装置(3)包括顶升驱动装置和顶升机构(31)，顶升驱动装置与顶升机构(31)相连，用于驱动顶升机构(31)上升至与塞杆抵接，以向塞杆提供顶升力；所述焊接装置(4)包括第二移动机构和焊接机构，所述第二移动机构连接于顶升机构(31)和焊接机构之间，用于驱动焊接机构相对顶升机构(31)移动，以使焊接机构密封焊接所述焊接目标。2.根据权利要求1所述的焊接机器人，其特征在于，所述顶升机构(31)滑动支撑于顶升驱动装置的上端，且能够相对顶升驱动装置沿水平面任一方向滑动，所述顶升机构(31)的顶面中心位置开设有定位槽(311)，所述定位槽(311)为上大下小的锥台结构，用于在顶升机构(31)上升过程中供塞杆的下端伸入，所述顶升机构(31)能够在顶升驱动装置的驱动力作用下，或顶升驱动装置的驱动力与塞杆的水平推力共同作用下，运动至其与塞杆同轴，且所述锥台结构的某个横截面的外缘与塞杆下端面的外缘配合抵接。3.根据权利要求2所述的焊接机器人，其特征在于，所述顶升驱动装置包括支撑座(32)和顶升驱动机构(33)，所述支撑座(32)支撑于顶升驱动机构(33)上，所述支撑座(32)内设有自适应腔(321)，所述顶升机构(31)包括顶杆组件(312)和自适应板(313)，所述自适应板(313)滑设于所述自适应腔(321)中，所述顶杆组件(312)设于自适应板(313)的上端并伸出所述自适应腔(321)外；所述自适应板(313)的外侧壁与自适应腔(321)的侧腔壁之间设有回复结构，所述回复结构用于在塞杆对顶升机构(31)产生水平推力推动自适应板(313)滑移的过程中，对自适应板(313)产生与水平推力相反的回复力，当顶杆组件(312)与塞杆断开连接时，所述回复力驱动自适应板(313)滑移以回复至初始状态。4.根据权利要求3所述的焊接机器人，其特征在于，所述自适应板(313)为方形结构，所述回复结构包括四组压缩弹簧(322)，四组压缩弹簧(322)与自适应板(313)的四个侧面一一对应，所述自适应腔(321)的侧腔壁具有与自适应板(313)各侧面对应且平行的导向段，每组压缩弹簧(322)连接于自适应板(313)对应的侧面和导向段之间，且所述压缩弹簧(322)的中心轴线垂直于自适应板(313)对应的侧面；所述自适应板(313)处于初始状态时，所述自适应板(313)相对的两个侧面上的两组压缩弹簧(322)对自适应板(313)的压缩力大小相同，方向相反。5.根据权利要求3所述的焊接机器人，其特征在于，所述第二移动机构包括回转机构(42)，所述回转机构(42)包括回转减速机(421)和回转台(422)，所述焊接机构设于回转台(422)上；所述回转台(422)套设于顶杆组件(312)上，且其上端伸出所述自适应腔(321)外；所述回转减速机(421)设于自适应板(313)上且与回转台(422)相连，用于驱动回转台
(422)绕顶杆组件(312)回转，以使焊接机构在回转过程中完成弹簧座和塞杆的满焊。6.根据权利要求5所述的焊接机器人，其特征在于，所述焊接机构包括焊枪(41)和送丝机构(43)，所述焊枪(41)上设有送丝嘴(412)，所述送丝机构(43)设于回转台(422)上，用于牵引焊丝通过送丝嘴(412)；所述第二移动机构还包括调整机构(44)，所述调整机构(44)连接于回转台(422)和焊枪(41)之间，用于驱动焊枪(41)相对回转台(422)移动，以使焊枪(41)的枪口朝向并靠近弹簧座和塞杆的待焊接区域。7.根据权利要求6所述的焊接机器人，其特征在于，还包括钨极自动更换装置(5)，所述钨极自动更换装置(5)设于支撑座(32)上，其包括上料装置(51)和卸料装置(52)；所述上料装置(51)包括钨极仓(511)和推送单元，所述钨极仓(511)用于容置替换钨极，其顶面设有出料口(517)，所述推送单元设于钨极仓(511)上，用于驱动替换钨极从出料口(517)中伸出；所述卸料装置(52)包括废料仓(524)和第一夹持机构，所述废料仓(524)与钨极仓(511)相连，所述第一夹持机构设于废料仓(524)上，用于夹持或松开废钨极，所述废料仓(524)上开设有落料口(5241)，所述第一夹持机构松开废钨极时，所述废钨极在重力作用下经所述落料口(5241)进入废料仓(524)中；所述焊枪(41)中设有第二夹持机构，用于夹持或松开钨极，所述调整机构(44)还用于驱动焊枪(41)移动至位于钨极自动更换装置(5)的出料口(517)上方，以使焊枪(41)中的第二夹持机构夹持从出料口(517)中伸出的替换钨极；或驱动焊枪(41)移动至第二夹持机构夹持的废钨极伸入所述第一夹持机构中，以使第一夹持机构夹持所述废钨极。8.根据权利要求7所述的焊接机器人，其特征在于，所述推送单元包括第一推送机构和第二推送机构(513)，所述第一推送机构和第二推送机构(513)均设于钨极仓(511)上，所述钨极仓(511)中设有出料工位，所述出料工位与出料口(517)对应，所述钨极仓(511)用于容置呈竖向布置且线性排列的多个替换钨极，所述替换钨极与钨极仓(511)滑动相连，所述第一推送机构用于与最远离出料工位的替换钨极抵接，且推动所述替换钨极沿替换钨极线性排列方向滑移，以使多个替换钨极依次抵接，至最靠近出料工位的替换钨极移至出料工位上；所述第二推送机构(513)用于驱动位于出料工位的替换钨极轴向移动至其从出料口(517)中伸出。9.根据权利要求7所述的焊接机器人，其特征在于，所述第一夹持机构包括第一夹持组件(523)和夹持驱动机构，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘自强，孙惠东，姜星斗，谢非，王珈浩，龙再沄，刘迎林，郑莉，鲍芳，
申请(专利权)人：中国核电工程有限公司，
类型：发明
国别省市：