[发明专利]一种全自动燃料棒装焊装置及方法

说明书

本发明公开了一种全自动燃料棒装焊装置及方法，全自动燃料棒装焊装置，包括机架，机架上设置有芯块定位系统、智能装配装置、旋转焊台、氩弧焊自动焊接装置、物料治具、控制器；芯块定位系统、智能装配装置、旋转焊台、氩弧焊自动焊接装置、物料治具均与控制器相连接，控制器设置于机架下端的机箱中；全自动燃料棒装焊装置的使用方法通过多个步骤完成燃料棒的全自动装配及焊接任务。本发明用于燃料棒的生产制造过程，能够完成燃料棒的全自动装配及焊接任务，解决人工操作效率低、废品率高、操作困难、劳动强度大、人身健康受到威胁等问题，具有装焊效率高、精度高、智能化程度高、焊接质量好等优点。

技术领域

本发明涉及一种装焊装置及方法，尤其涉及一种全自动燃料棒装焊装置及方法。

背景技术

目前绿色发展已经成为我国社会发展的主题，现代社会对绿色环保提出了越来越高的要求。核电作为低碳能源，是清洁能源的重要组成部分，已经成为我国现在使用能源的重要组成部分。而随着核电站的发展，燃料棒作为核电机组堆芯的重要部件，其需求日益增多。

然而因为燃料棒产品在生产制造过程中具有严重的辐射危险性，为保护操作人员的健康，这类产品通常在屏蔽空间中进行生产。由于我国核电工艺技术比较落后，自动化程度低，目前核燃料棒的装焊流程为：操作人员在屏蔽空间外部操作位于屏蔽空间内部的机械手，依次实现芯块、端塞与包壳的装配，然后对端塞与包壳之间进行密封焊接。由于芯块与包壳之间装配精度要求高，人工装焊的方法由操作人员在屏蔽空间外部依靠目视进行装配及远程装焊，存在操作难度大、操作效率低、劳动强度高、装焊质量差、合格率低等缺点，同时操作人员人身健康受到威胁，这些缺点严重制约着燃料棒的生产进程，无法适应当前核电蓬勃发展的需要。因此，迫切需要一种效率更高、更加安全可靠、更加智能化的核燃料棒装焊装置及方法。

发明内容

为了解决上述技术所存在的不足之处，本发明提供了一种全自动燃料棒装焊装置及方法。

为了解决以上技术问题，本发明采用的技术方案是：一种全自动燃料棒装焊装置，包括机架，机架上设置有芯块定位系统、智能装配装置、旋转焊台、氩弧焊自动焊接装置、物料治具、控制器；芯块定位系统、智能装配装置、旋转焊台、氩弧焊自动焊接装置、物料治具均与控制器相连接，控制器设置于机架下端的机箱中；

芯块定位系统设置于机架的左部前侧，芯块定位系统包括视觉传感器、图像处理模块，视觉传感器与图像处理模块相连接，用来实现燃料芯块的精确定位；

智能装配装置设置于芯块定位系统的后方，智能装配装置包括水平关节机器人、装配夹具，装配夹具设置于水平关节机器人的下端；装配夹具包括真空吸盘、三爪气动手指、气动摆台；真空吸盘、三爪气动手指均通过气动摆台与水平关节机器人相连接，气动摆台用于进行真空吸盘与三爪气动手指的切换；

物料治具设置于芯块定位系统与智能装配装置之间，物料治具包括芯块治具、元件治具，元件治具设置于芯块治具的后方，芯块治具用于放置燃料芯块，元件治具用于放置燃料棒的包壳、端塞、垫片；

氩弧焊自动焊接装置设置于芯块定位系统的右方，氩弧焊自动焊接装置包括氩弧焊枪、气缸、压头、焊枪运动机构、压头运动机构；压头设置于氩弧焊枪的后方，压头的上端连接有气缸，压头在气缸压力的作用下实现端塞与包壳的压紧固定，氩弧焊枪用于实现端塞与包壳的焊接；压头与压头运动机构相连接，氩弧焊枪与焊枪运动机构相连接，焊枪运动机构、压头运动机构分别对氩弧焊枪、压头的位置进行调整以适应不同规格燃料棒的焊接；

旋转焊台设置于压头的下方，旋转焊台用于夹紧包壳并带动包壳旋转。

水平关节机器人的升降轴的下端设置有摆台固定块，气动摆台与摆台固定块相连接；气动摆台连接有可旋转的夹具固定块，真空吸盘、三爪气动手指分别固定在夹具固定块相邻的两个侧面上，真空吸盘用于夹取燃料芯块、端塞及垫片，三爪气动手指用于夹取包壳。