芯块生坯自动装舟装置研制

　　3.4真空吸盘装置
　　
　　图5真空吸盘装置结构示意图
　　主要构成：1.堵头；2.安装基板；3.真空吸盘；4.真空发生器；5.气源处理单元组合；6.反吹单元组合。
　　真空吸盘系统设置18行、每行16个、共288个吸盘，吸盘波纹部分可较好地适应生坯芯块一定的长度差、直径差，并保证吸盘与生坯芯块可靠接触。
　　真空吸盘装置设置在二维转运机械手端部并由其驱动，以实现芯块生坯的可靠吸取和释放。压缩空气通过气体管路系统驱动真空发生器，进而驱动与真空发生器连接的各真空吸盘唇口处产生所需的局部真空状态，用以吸取芯块生坯；需要释放芯块生坯时，气体管路系统中的反吹电磁阀动作，引入正压气流，破坏真空吸盘唇口处的局部真空状态，保证可靠释放。
　　本机构创新的采用真空吸盘作为动作执行器，选用真空发生器作为驱动源，并引入反吹概念；真空发生器由压缩空气直接驱动，可将芯块轧制过程中产生的碎屑、粉尘等直接引入车间排风系统中，避免常规设计采用真空泵驱动而产生的粉尘进入真空系统等工程问题，可靠性极高；柔性结构设计的真空吸盘唇口，可良好地适应芯块生坯一定的长度差、直径差，保证芯块生坯的完整性；经过实际生产运行表明，芯块生坯吸取可考虑大于99%，满足芯块无损转运要求。
　　3.5二维机械手
　　
　　图6二维机械手结构简图
　　主要构成：1.铝合金型材；2.电缆保护链；3.交流伺服电机+精密行星减速机(A组）；4.电作用缸A；5.电缆保护链托板；6.电作用缸B；7.交流伺服电机+精密行星减速机（B组）。
　　机械手为二维直角坐标方式，作水平方向平移、铅垂方向升降的运动，从而使真空吸盘能分别在预装盘机构中两个预装区域吸取生坯芯块，依次装入钼舟，直至达到设定的装舟层数，完成装舟工序后，系统以声光警示方式提醒操作人员及时推出钼舟。
　　3.6钼舟转运及定位机构
　　
　　图7钼舟转运及定位机构结构简图
　　主要构成：1.钼舟托盘；2.步进装置用抬升气缸；3.钼舟挡块；4.水平辊道；5.侧部辊道；6.气缸连接板；7.连接滑板；8.步进装置用水平运动气缸；9.直线滑轨。
　　人工把空钼舟放到的空舟位处，当相邻装舟位上的钼舟装满芯块生坯后，空舟位和装舟位处的两个钼舟首先在抬升气缸作用下垂直向上运动，以使钼舟底面到达水平轨道面，然后在水平运动气缸作用下沿水平方向向右运动一个舟位，接着抬升气缸下降，空舟位处的钼舟运动到装舟位准备装载芯块生坯，装舟位处的钼舟运动到水平辊道上准备人工搬离，空舟位处由人工搬运空舟到其上。
　　3.8主支架
　　主支架采用铝合金型材，不仅组装方便，而且能够减少机加、焊接、热处理部分工作量，使得设备造型美观、实用。
　　3.9电控系统
　　以PLC为控制核心，采集设备状态信息和控制柜操作面板操作指令，实现设备的半自动化或手动控制，为保证生产安全，同时设置故障报警装置，一般性故障应以声光警示方式提醒操作人员及时人工处理，严重故障应发出联动信号停止旋转成型压机工作。
　　4结语
　　芯块生坯自动装舟装置采用坡倒加挡块的简洁组合结构有效保证了生坯芯块的状态转换；采用光电传感装置保证了每列V型槽所装芯块数量；采用气缸加气爪保证了推送定长芯块的连续性、芯块生坯加持力的可调性；采用先进驱动机构保证了装料盘移动频率和距离严格同步，取消了常规机构中的快进、快退动作，充分满足时间节拍的匹配要求；创新性的采用真空吸盘结构使该装置良好地适应芯块生坯一定的长度差、直径差，保证生坯芯块的完整性，满足芯块无损转运要求；采用二维机械手驱动装置保证了芯块生坯的正确装舟。通过以上技术的研制，使得本装置中各子机构得到有效衔接，实现了装舟自动化操作，将有助于核燃料生产线芯块制备部分向完全自动化、无人化方向发展，适应了未来的发展趋势。
　　本次所研制的芯块生坯自动装舟装置在芯块生坯自动装舟环节中实现了自动化操作，提升了装备自动化水平，成功解决了与前段旋转成型压机的工序衔接，但尚未考虑与后端工序、尤其是生坯芯块高温烧结装置的衔接，下一步有必要继续开展针对性的研制。
　　参考文献
　　[1]成大先，机械设计手册，化学工业出版社，2000
　　[2]成大先，机械设计图册，化学工业出版社，2000
　　[3]余梦生，机械零部件手册，机械工业出版社，1996

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