一种用于辐照环境下乏燃料容器切割的现场加工系统技术方案

本实用新型专利技术涉及一种用于辐照环境下乏燃料容器切割的现场加工系统，主要由基座、C轴运动机构、X轴运动机构、Z轴运动机构、主轴头组件、刀具组件和控制柜组成。所述基座安装在所述乏燃料容器上，所述C轴运动机构固定在所述基座上，所述X轴运动机构安装在所述C轴运动机构上，所述Z轴运动机构固定在所述水平滑座上，所述主轴头组件安装在所述竖直滑座上，所述刀具组件安装在所述竖直滑座上，所述控制柜通过线缆与所述接线盒组件相连接。本实用新型专利技术现场安装调整简单、操作方便，可进行复杂轨迹的车削和铣削加工，且具有切割过程远程控制及远程实时监控功能，提高工作效率，减少人员的介入，降低操作人员受辐照的风险。降低操作人员受辐照的风险。降低操作人员受辐照的风险。

【技术实现步骤摘要】
一种用于辐照环境下乏燃料容器切割的现场加工系统


[0001]本技术涉及现场加工工程
，具体涉及一种用于辐照环境下乏燃料容器切割的现场加工系统。

技术介绍

[0002]核电站换料时，乏燃料容器用于乏燃料暂存和转运，乏燃料容器将乏燃料转运至指定位置后，需将乏燃料从乏燃料容器中取出。将乏燃料从乏燃料容器中取出时，需将乏燃料容器的密封焊缝去除并形成下次焊接的坡口，且需要在标记位置进行开孔。
[0003]需要切割的密封焊缝轨迹包含圆形轨迹和一条折线轨迹，且对标记位置进行开孔时包含两种不同规格的孔。
[0004]现使用的切割工具包括两台切割设备，一台车削设备用于切割圆形轨迹的焊缝，一台铣削设备用于切割一条折线轨迹的焊缝及对标记位置进行开孔。现有两台切割设备使用过程中存在以下问题：
[0005]（1）安装复杂，安装时需操作人员手动进行对中和调平；
[0006]（2）自动化程度低，使用时需操作人员现场手动对设备进行操作；
[0007]（3）无法实现复杂轨迹的一次切割完成，切割折线轨迹焊缝时需多次调整刀具位置；
[0008]（4）完成切割工作，需两台切割设备分别进行车削、铣削操作，增加了安装、操作复杂程度；
[0009]此外乏燃料容器切割现场具有较高的辐照剂量，操作人员不宜长时间在现场进行操作。
[0010]因此有必要提供一种现场安装调整简单、操作方便，可进行复杂轨迹的车削和铣削加工，具有切割过程远程控制及实时监控功能，自动化程度高的现场加工系统。
专利技术内容
[0011]本技术的目的在于提供一种现场安装调整简单、操作方便，可进行复杂轨迹的车削和铣削加工，具有切割过程远程控制及实时监控功能的现场加工系统。
[0012]为了实现上述目的，本技术提供了一种用于辐照环境下乏燃料容器切割的现场加工系统，所述一种用于辐照环境下乏燃料容器切割的现场加工系统主要由基座、C轴运动机构、X轴运动机构、Z轴运动机构、主轴头组件、刀具组件和控制柜组成。
[0013]所述基座安装在所述乏燃料容器上。所述C轴运动机构固定在所述基座上，所述C轴运动机构主要由伺服电机一、减速机、回转组件、消隙装置、滑环组件和接线盒组件组成。所述C轴运动机构可通过远程控制实现回转运动，所述消隙装置用于消除所述回转组件正向、反向旋转时的回程间隙，所述滑环组件用于所述C轴运动机构连续旋转过程中，从固定位置向旋转部位传输电源动力和数据信号，避免旋转过程中线缆的缠绕，所述接线盒组件用于方便外部线缆的连接。
[0014]所述X轴运动机构安装在所述C轴运动机构上，所述X轴运动机构主要由回转臂、水平滑座、伺服电机二、导轨滑块组件一、丝杠螺母组件一、联轴器一和拖链组成。所述X轴运动机构可通过远程控制实现水平方向运动，所述拖链用于避免所述X轴运动机构运动过程中线缆的拖拽。
[0015]所述Z轴运动机构固定在所述水平滑座上，所述Z轴运动机构主要由竖直滑座、伺服电机三、电机座一、导轨滑块组件二、丝杠螺母组件二、联轴器二、相机组件和位移传感器组件组成。所述Z轴运动机构可通过远程控制实现竖直方向的运动，所述相机组件用于对切割过程进行远程实时监控，所述位移传感器组件用来测量水平距离和竖直距离。
[0016]所述主轴头组件安装在所述竖直滑座上，所述主轴头组件主要由伺服电机四、电机座二、镗铣主轴和铣刀组成。通过所述伺服电机四驱动铣刀旋转，所述主轴头组件可完成铣削加工，通过调整所述C轴运动机构和所述X轴运动机构位置，所述主轴头组件可实现对任意位置的铣削。
[0017]所述刀具组件安装在所述竖直滑座上，所述刀具组件主要由刀座和车刀组成，通过所述C轴运动机构的回转运动和所述Z轴运动机构的升降运动，所述刀具组件即可完成车削加工，通过调整所述X轴运动机构，可实现对不同半径位置的车削。
[0018]所述控制柜与所述接线盒组件通过线缆连接，为设备提供电源动力及数据信号传输。所述控制柜安装有控制软件，可对设备进行远程控制，并对切割过程进行远程实时监控。
[0019]具体的，所述主轴头组件在所述竖直滑座安装时，所述主轴头组件安装位置可沿竖直方向进行调整，从而避免所述主轴头组件在车削过程中发生干涉。
[0020]具体的，所述一种用于辐照环境下乏燃料容器切割的现场加工系统具有三轴联动功能，即所述C轴运动机构、所述X轴运动机构和所述Z轴运动机构可进行联动，从而所述刀具组件和所述主轴头组件可完成复杂轨迹的切割。
[0021]具体的，所述一种用于辐照环境下乏燃料容器切割的现场加工系统具有回转偏差补偿功能，通过所述位移传感器组件测量距所述乏燃料容器的内侧壁的水平距离，控制系统计算回转偏差，并控制所述X轴运动机构对回转偏差进行补偿，在安装时无需人工对设备进行复杂的对中操作，使设备安装调整简单、快捷。
[0022]具体的，所述一种用于辐照环境下乏燃料容器切割的现场加工系统具有水平偏差补偿功能，通过所述位移传感器组件测量距所述乏燃料容器的上端面的竖直距离，控制系统计算水平偏差，并控制所述Z轴运动机构对水平偏差进行补偿，在安装时无需人工对设备进行复杂的调平操作，使设备安装调整简单、快捷。
[0023]本技术与现有设备相比的有益效果：
[0024]本技术所述的一种用于辐照环境下乏燃料容器切割的现场加工系统为具有车铣复合功能的多轴数控现场加工设备，其优势在于：同时具有车刀和铣刀安装接口，安装相应的刀具即可完成车削或铣削加工，满足焊缝切割、坡口形成及开孔的要求，而无需更换设备，提高了工作效率；具有消隙装置，消除了正向、反向旋转时的回程间隙，保证了回转精度；具有三轴联动功能，可满足对复杂轨迹焊缝的切割，及对标记位置开孔的要求；具有回转偏差补偿功能，在安装时无需人工对设备进行复杂的对中操作，使设备安装调整简单、快捷；具有水平偏差补偿功能，在安装时无需人工对设备进行复杂的调平操作，使设备安装调
整简单、快捷；具有切割过程远程控制及远程实时监控功能，加工过程中无需操作人员在现场进行操作、查看，减少了人员的介入，降低了操作人员受辐照的风险。
附图说明
[0025]为了更清楚地说明本技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍。
[0026]图1为本技术一种用于辐照环境下乏燃料容器切割的现场加工系统示意图；
[0027]图2为C轴运动机构示意图；
[0028]图3为X轴运动机构示意图；
[0029]图4为Z轴运动机构、主轴头组件及刀具组件示意图；
[0030]图中各符号表示含义如下：
[0031]1‑
乏燃料容器，2
‑
基座，3
‑
C轴运动机构，4
‑
X轴运动机构，5
‑
Z轴运动机构，6
‑
主轴头组件，7
‑
刀具组件，8
‑
控制柜，11
‑...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于辐照环境下乏燃料容器切割的现场加工系统，其特征在于，由基座（2）、C轴运动机构（3）、X轴运动机构（4）、Z轴运动机构（5）、主轴头组件（6）、刀具组件（7）和控制柜（8）组成；所述基座（2）安装在所述乏燃料容器（1）上；所述C轴运动机构（3）固定在所述基座（2）上，所述C轴运动机构（3）主要由伺服电机一（31）、减速机（32）、回转组件（33）、消隙装置（34）、滑环组件（35）和接线盒组件（36）组成，所述C轴运动机构（3）可通过远程控制实现回转运动，所述消隙装置（34）用于消除所述回转组件（33）正向、反向旋转时的回程间隙，所述滑环组件（35）用于所述C轴运动机构（3）连续旋转过程中，从固定位置向旋转部位传输电源动力和数据信号，避免旋转过程中线缆的缠绕，所述接线盒组件（36）用于方便外部线缆的连接；所述X轴运动机构（4）安装在所述C轴运动机构（3）上，所述X轴运动机构（4）主要由回转臂（41）、水平滑座（42）、伺服电机二（43）、导轨滑块组件一（44）、丝杠螺母组件一（45）、联轴器一（46）和拖链（47）组成，所述X轴运动机构（4）可通过远程控制实现水平方向运动，所述拖链（47）用于避免所述X轴运动机构（4）运动过程中线缆的拖拽；所述Z轴运动机构（5）固定在所述水平滑座（42）上，所述Z轴运动机构（5）主要由竖直滑座（51）、伺服电机三（52）、电机座一（53）、导轨滑块组件二（54）、丝杠螺母组件二（55）、联轴器二（56）、相机组件（57）和位移传感器组件（58）组成，所述Z轴运动机构（5）可通过远程控制实现竖直方向的运动，所述相机组件（57）用于对切割过程进行远程实时监控，所述位移传感器组件（58）用来测量水平距离和竖直距离；所述主轴头组件（6）安装在所述竖直滑座（51）上，所述主轴头组件（6）主要由伺服电机四（61）、电机座二（62）、镗铣主轴（63）和铣刀（64）组成，通过所述伺服电机四（61）驱动所述铣刀（64）旋转，所述主轴头组件（6）可完成铣削加工...

【专利技术属性】
技术研发人员：周文，赵战国，王双剑，马小纯，
申请(专利权)人：北京雷蒙赛博机电技术有限公司，
类型：新型
国别省市：