核燃料棒的端塞自動(dòng)焊接裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種使構(gòu)成核燃料棒的包覆管和端塞自動(dòng)焊接的裝置，所述核燃料棒的端塞自動(dòng)焊接裝置用于在焊接腔室內(nèi)電阻焊接包覆管和端塞，所述核燃料棒的端塞自動(dòng)焊接裝置包括：焊接腔室（110），使端塞（12）和包覆管（11）進(jìn)行電阻焊接；包覆管輸送部（120），其包括把持固定包覆管（11）的包覆管夾（123）和使該包覆管夾（123）向水平方向驅(qū)動(dòng)的第一伺服電動(dòng)機(jī)（124），從而使包覆管向所述焊接腔室（110）水平輸送；端塞焊接電極（130），其用于把持由端塞供給裝置供給的端塞（12）；端塞輸送驅(qū)動(dòng)部（140），將把持在所述端塞焊接電極（130）上的端塞（12）向所述焊接腔室（110）水平輸送；位置控制模塊（150），控制所述第一伺服電動(dòng)機(jī)（124）和所述端塞輸送驅(qū)動(dòng)部（140）的驅(qū)動(dòng)，通過(guò)對(duì)端塞和包覆管迅速精密地控制，形成焊接，從而可提高作業(yè)效率性和生產(chǎn)率。
【專利說(shuō)明】核燃料棒的端塞自動(dòng)焊接裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及核燃料棒的端塞自動(dòng)焊接裝置，尤其涉及一種利用伺服電動(dòng)機(jī)使構(gòu)成核燃料棒的包覆管和端塞準(zhǔn)確而迅速地進(jìn)行自動(dòng)焊接的裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]原子爐是一種通過(guò)人工控制核裂變物質(zhì)的連鎖核裂變反應(yīng)，使核裂變產(chǎn)生的熱能用作動(dòng)力的裝置。
[0003]原子爐中使用的核燃料是將濃縮鈾成形為具有一定大小的圓筒形小球(pellet)(以下稱為“燒結(jié)體”)后，將多個(gè)燒結(jié)體裝填至燃料棒內(nèi)制得，這些多個(gè)燃料棒構(gòu)成核燃料組件，將該組件裝填至原子爐的爐心后，通過(guò)核反應(yīng)形成燃燒。
[0004]如圖1所示，核燃料棒10由包覆管11、端塞12、燒結(jié)體13及彈簧構(gòu)成，在包覆管11內(nèi)插入燒結(jié)體13和彈簧后，在開(kāi)口的端部上結(jié)合端塞12，從而形成焊接，在焊接結(jié)束之后，包覆管11和端塞12的焊接部IOa通過(guò)加工裝置去除突出的焊縫(weld bead)。
[0005]由此制得的多個(gè)燃料棒構(gòu)成核燃料組件裝填至原子爐內(nèi)。因此，為了制備核燃料組件需要很多燃料棒，與此相關(guān)的包覆管和端塞的焊接作業(yè)也會(huì)增加。
[0006]例如，本發(fā)明 申請(qǐng)人:的韓國(guó)授權(quán)專利第1044336號(hào)(授權(quán)日:2011年6月20日沖公開(kāi)有一種用于向焊接位置自動(dòng)供給端塞的核燃料棒的端塞供給裝置，在韓國(guó)公開(kāi)專利第10-2011-0054432號(hào)(
【公開(kāi)日】:2011年5月25日)中公開(kāi)有一種核燃料棒的端塞焊接部加工裝置，其在焊接包覆管和端塞后，用于加工焊縫。
[0007]因此，在需要多個(gè)核燃料棒的核燃料組件的制備過(guò)程中，對(duì)于制備核燃料組件來(lái)說(shuō)，準(zhǔn)確而迅速地進(jìn)行包覆管和端塞的焊接作業(yè)，從而提高作業(yè)的效率性和生產(chǎn)率非常重要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008](一)要解決的技術(shù)問(wèn)題
[0009]根據(jù)上述觀點(diǎn)，本發(fā)明的目的在于，提供一種核燃料棒的端塞自動(dòng)焊接裝置，其通過(guò)自動(dòng)化焊接包覆管和端塞，利用伺服電動(dòng)機(jī)，通過(guò)精密的位置控制，迅速地形成焊接。
[0010](二)技術(shù)方案
[0011]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種核燃料棒的端塞自動(dòng)焊接裝置，本發(fā)明的核燃料棒的端塞自動(dòng)焊接裝置用于在焊接腔室內(nèi)電阻焊接包覆管和端塞，所述裝置包括:焊接腔室，使端塞和包覆管進(jìn)行電阻焊接；包覆管輸送部，其包括把持固定包覆管的包覆管夾和使該包覆管夾向水平方向驅(qū)動(dòng)的第一伺服電動(dòng)機(jī)，從而將包覆管向所述焊接腔室水平輸送；端塞焊接電極，其用于把持由端塞供給裝置供給的端塞；端塞輸送驅(qū)動(dòng)部，其使所述端塞焊接電極向所述焊接腔室側(cè)進(jìn)行前后驅(qū)動(dòng)；位置控制模塊，其用于控制所述第一伺服電動(dòng)機(jī)和所述端塞輸送驅(qū)動(dòng)部的驅(qū)動(dòng)。
[0012]優(yōu)選地，本發(fā)明的所述端塞輸送驅(qū)動(dòng)部包括:增壓汽缸，其用于前后驅(qū)動(dòng)端塞焊接電極，從而使端塞加壓固定在位于焊接腔室內(nèi)的包覆管上；及第二伺服電動(dòng)機(jī)，其用于前后驅(qū)動(dòng)所述增壓汽缸。
[0013]優(yōu)選地，本發(fā)明的所述焊接腔室的前端部進(jìn)一步設(shè)置有包覆管原點(diǎn)設(shè)定部，其在向焊接腔室內(nèi)側(cè)輸送包覆管的輸送區(qū)間內(nèi)設(shè)定包覆管原點(diǎn)。
[0014]優(yōu)選地，本發(fā)明的所述包覆管原點(diǎn)設(shè)定部包括觸控傳感器，所述觸控傳感器通過(guò)接觸所述包覆管的前端部來(lái)感知位置信號(hào)。
[0015]優(yōu)選地，本發(fā)明的所述位置控制模塊控制所述第一伺服電動(dòng)機(jī)和所述端塞輸送驅(qū)動(dòng)部，以使把持在所述端塞焊接電極上的端塞和把持在所述包覆管夾上的包覆管同時(shí)向上述焊接腔室內(nèi)部進(jìn)入。
[0016](三)有益效果
[0017] 本發(fā)明的核燃料棒的端塞自動(dòng)焊接裝置用于在焊接腔室內(nèi)對(duì)構(gòu)成核燃料棒的包覆管和端塞進(jìn)行電阻焊接，所述核燃料棒的端塞自動(dòng)焊接裝置包括:包覆管夾，其通過(guò)伺服電動(dòng)機(jī)向焊接腔室側(cè)輸送包覆管；端塞焊接電極，其利用伺服電動(dòng)機(jī)和增壓汽缸向焊接腔室側(cè)輸送由端塞自動(dòng)供給裝置供給的端塞；位置控制模塊，其控制伺服電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)至正確的焊接位置；能夠迅速、準(zhǔn)確精密地控制端塞和包覆管，從而形成焊接，提高作業(yè)的效率性和生產(chǎn)率。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0018]圖1是表示一般的核燃料棒結(jié)構(gòu)的示意圖。
[0019]圖2是本發(fā)明的核燃料棒的端塞自動(dòng)焊接裝置的正面圖。
[0020]圖3是本發(fā)明的核燃料棒的端塞自動(dòng)焊接裝置的平面圖。
[0021]圖4是在本發(fā)明的核燃料棒的端塞自動(dòng)焊接裝置中，表示焊接腔室和端塞輸送驅(qū)動(dòng)部的示意圖。
[0022]圖5是在本發(fā)明的核燃料棒的端塞自動(dòng)焊接裝置中，表示包覆管輸送驅(qū)動(dòng)部的示意圖。
[0023]附圖標(biāo)記說(shuō)明
[0024]10:燃料棒；IOa:焊縫；
[0025]11:包覆管；12:端塞；
[0026]13:燒結(jié)體；
[0027]110:焊接腔室；120:包覆管輸送部；
[0028]121:包覆管輸送伺服固定板；122:滑輪；
[0029]123:包覆管夾；124:第一伺服電動(dòng)機(jī)；
[0030]130:端塞焊接電極；140:端塞輸送驅(qū)動(dòng)部；
[0031]141:增壓汽缸；142:第二伺服電動(dòng)機(jī)；
[0032]150:控制系統(tǒng)；160:包覆管原點(diǎn)設(shè)定部。
【具體實(shí)施方式】
[0033]下面，結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
[0034]本發(fā)明的核燃料棒的端塞自動(dòng)焊接裝置用于在焊接腔室內(nèi)電阻焊接包覆管和端塞，所述裝置包括:焊接腔室110，使端塞12和包覆管11進(jìn)行電阻焊接；包覆管輸送部120，其包括把持固定包覆管11的包覆管夾123和使該包覆管夾123向水平方向驅(qū)動(dòng)的第一伺服電動(dòng)機(jī)124，從而使包覆管向所述焊接腔室110水平輸送；端塞焊接電極130，其用于把持由端塞供給裝置供給的端塞12 ;端塞輸送驅(qū)動(dòng)部140，其使所述端塞焊接電極130向所述焊接腔室110側(cè)進(jìn)行前后驅(qū)動(dòng)；位置控制模塊150，其用于控制所述第一伺服電動(dòng)機(jī)124和所述端塞輸送驅(qū)動(dòng)部140的驅(qū)動(dòng)。
[0035]焊接腔室110用于安插端塞12和包覆管11，從而形成電阻壓力焊接(RPff:Resistance Pressure Welding),而位于焊接腔室110內(nèi)的端塞12和包覆管11的前端部在加壓狀態(tài)下，沿著端塞12和包覆管11的結(jié)合部形成焊接。
[0036]包覆管輸送部120用于向焊接腔室110側(cè)輸送包覆管，其包括:水平設(shè)置的包覆管輸送伺服固定板121，其設(shè)置有用于水平引導(dǎo)包覆管11的多個(gè)滑輪122 ;包覆管夾123，其把持固定包覆管11 ;第一伺服電動(dòng)機(jī)124,其用于向水平方向驅(qū)動(dòng)該包覆管夾123。如圖5所示，在包覆管輸送部設(shè)置有通過(guò)第一伺服電動(dòng)機(jī)124形成前后驅(qū)動(dòng)的包覆管夾123，該包覆管夾123在把持固定包覆管11的狀態(tài)下，將包覆管11輸送至焊接腔室110側(cè)。第一伺服電動(dòng)機(jī)124的驅(qū)動(dòng)通過(guò)控制系統(tǒng)150完成。
[0037]水平輸送包覆管11的第一伺服電動(dòng)機(jī)124能夠進(jìn)行精密的位置控制，因此與下述用作感知包覆管基準(zhǔn)點(diǎn)的觸控傳感器一起，能夠精密地控制包覆管的焊接位置。
[0038]優(yōu)選地，本發(fā)明的特征為，進(jìn)一步設(shè)置有包覆管原點(diǎn)設(shè)定部160，其用于感知向焊接腔室110輸送的包覆管11的前端部的位置，更優(yōu)選地，包覆管原點(diǎn)設(shè)定部160包括觸控傳感器單元161，其通過(guò)接觸包覆管11的前端部來(lái)感知位置信號(hào)。
[0039]如圖2所示，包覆管被送達(dá)的焊接腔室110的前端部設(shè)置有觸控傳感器單元161，而觸控傳感器單元161通過(guò)直線滑動(dòng)導(dǎo)軌(LM GUIDE)能夠前后移動(dòng)，包覆管通過(guò)接觸觸控傳感器單元161來(lái)識(shí)別包覆管11的位置。優(yōu)選地，為了準(zhǔn)確地識(shí)別位置，形成二次接觸，第一次接觸以IOOOrpm的速度推進(jìn),第二次接觸以50rpm的速度推進(jìn),從而能夠精確地識(shí)別原點(diǎn)。
[0040]包覆管前端部原點(diǎn)的位置數(shù)據(jù)將被傳輸?shù)娇刂葡到y(tǒng)150，而控制系統(tǒng)150以包覆管前端部的原點(diǎn)為基準(zhǔn)，推進(jìn)包覆管11至包覆管11與端塞12接觸的位置后停止，而包覆管11通過(guò)包覆管電極111被固定。
[0041]端塞焊接電極130用于把持由端塞供給裝置供給的端塞12并將端塞12輸送至焊接腔室110，為固定端塞12，在端塞焊接電極130的前端部設(shè)置有真空吸嘴，從而使端塞12吸入真空而固定。
[0042]端塞供給裝置通過(guò)自動(dòng)化從端塞箱中(magazine)逐個(gè)地排出端塞，從而連續(xù)作業(yè)，而排出的端塞通過(guò)端塞夾131被逐個(gè)地輸送到端塞焊接電極130上。
[0043]端塞夾131通過(guò)汽缸的驅(qū)動(dòng)，使端塞12在把持的狀態(tài)下，推進(jìn)至端塞焊接電極130的運(yùn)轉(zhuǎn)位置Ol.吾罕丨文I)。接著，把持在端塞夾131上的端塞12被設(shè)置成與端塞夾131垂直，并固定在等待的端塞焊接電極130上。此時(shí)，端塞焊接電極130通過(guò)向內(nèi)部吸入真空來(lái)固定端塞12。
[0044]如上所述，把持端塞12的端塞焊接電極130通過(guò)端塞輸送驅(qū)動(dòng)部140的推進(jìn)驅(qū)動(dòng)被輸送至焊接腔室110。[0045]為了使輸送至焊接腔室110的端塞12精密地焊接，應(yīng)具有對(duì)端塞的迅速供給和適當(dāng)?shù)膲毫?。因此，本發(fā)明將增壓汽缸和伺服電動(dòng)機(jī)用作將端塞12輸送至燃燒室110的激勵(lì)源(子§翅)。
[0046]具體如圖4所示，本發(fā)明的特征為，端塞輸送驅(qū)動(dòng)部140包括:增壓汽缸141，其用于前后驅(qū)動(dòng)端塞焊接電極130，從而使端塞12加壓固定在位于焊接腔室110內(nèi)的包覆管11上；及第二伺服電動(dòng)機(jī)142，其用于前后驅(qū)動(dòng)所述增壓汽缸141。
[0047]增壓汽缸141固定在可前后移動(dòng)的輸送板143上，該輸送板143通過(guò)第二伺服電動(dòng)機(jī)142形成前后驅(qū)動(dòng)。
[0048]這種端塞輸送驅(qū)動(dòng)部140在第二伺服電動(dòng)機(jī)142驅(qū)動(dòng)下，通過(guò)端塞焊接電極130的插入口廣生的真空吸入，從把持端塞12的端塞夾131上傳遞犾得端塞12，接著端塞夾131后退至等待位置。端塞夾131完成后進(jìn)時(shí)，端塞焊接電極130通過(guò)第二伺服電動(dòng)機(jī)142形成一次推進(jìn)，在完成一次推進(jìn)后，增壓汽缸141驅(qū)動(dòng)，向焊接腔室110內(nèi)固定有包覆管11的包覆管焊接電極側(cè)形成二次推進(jìn)，此時(shí)端塞12和包覆管11的前端部相互加壓接觸，即接通焊接電流，從而形成端塞12和包覆管11的焊接。
[0049]本發(fā)明的各驅(qū)動(dòng)元件通過(guò)控制系統(tǒng)150形成驅(qū)動(dòng)控制，特別是，控制系統(tǒng)150包括用于控制增壓汽缸141及第二伺服電動(dòng)機(jī)142的位置控制模塊。所述增加汽缸141與第一伺服電動(dòng)機(jī)124 —起輸送端塞。此外，位置控制模塊為了獲取包覆管的準(zhǔn)確的位置信息，將由包覆管位置感知部160傳遞的信號(hào)作為輸入信息。
[0050]優(yōu)選地，本發(fā)明的控制系統(tǒng)同時(shí)進(jìn)行輸送端塞12和包覆管11至焊接腔室110的動(dòng)作，從而可以加快動(dòng)作速度，簡(jiǎn)化工序并提高生產(chǎn)率。
[0051]在完成端塞12和包覆管11的焊接之后，燃料棒通過(guò)包覆管夾123形成后退,通過(guò)重復(fù)相同的過(guò)程形成下一個(gè)包覆管和端塞的焊接。
[0052]在焊接腔室110所處的主基座171上面可以設(shè)置用于檢測(cè)焊縫IOa的焊縫檢測(cè)部170。
[0053]以上說(shuō)明的本發(fā)明不僅限定于上述實(shí)施例及附圖，在不脫離本發(fā)明技術(shù)思想的范圍內(nèi)，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以進(jìn)行多種替換、變形及變更是顯然的。
【權(quán)利要求】
1.一種核燃料棒的端塞自動(dòng)焊接裝置，其用于在焊接腔室內(nèi)電阻焊接包覆管和端塞，其特征在于，所述核燃料棒的端塞自動(dòng)焊接裝置包括:焊接腔室，使端塞和包覆管進(jìn)行電阻焊接；包覆管輸送部，其包括把持固定包覆管的包覆管夾和使該包覆管夾向水平方向驅(qū)動(dòng)的第一伺服電動(dòng)機(jī)，從而將包覆管向所述焊接腔室水平輸送；端塞焊接電極，其用于把持由端塞供給裝置供給的端塞；端塞輸送驅(qū)動(dòng)部，其使所述端塞焊接電極向所述焊接腔室側(cè)進(jìn)行前后驅(qū)動(dòng)；位置控制模塊，其用于控制所述第一伺服電動(dòng)機(jī)和所述端塞輸送驅(qū)動(dòng)部的驅(qū)動(dòng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的核燃料棒的端塞自動(dòng)焊接裝置，其特征在于，所述端塞輸送驅(qū)動(dòng)部包括:增壓汽缸，其用于前后驅(qū)動(dòng)端塞焊接電極，從而使端塞加壓固定在位于焊接腔室內(nèi)的包覆管上；及第二伺服電動(dòng)機(jī)，其用于前后驅(qū)動(dòng)所述增壓汽缸。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的核燃料棒的端塞自動(dòng)焊接裝置，其特征在于，所述焊接腔室的前端部進(jìn)一步設(shè)置有包覆管原點(diǎn)設(shè)定部，其在向焊接腔室內(nèi)側(cè)輸送包覆管的輸送區(qū)間內(nèi)設(shè)定包覆管原點(diǎn)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的核燃料棒的端塞自動(dòng)焊接裝置，其特征在于，所述包覆管原點(diǎn)設(shè)定部包括觸控傳感器，所述觸控傳感器通過(guò)接觸所述包覆管的前端部來(lái)感知位置信號(hào)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的核燃料棒的端塞自動(dòng)焊接裝置，其特征在于，所述位置控制模塊控制所述第一伺服電動(dòng)機(jī)和所述端塞輸送驅(qū)動(dòng)部，以使把持在所述端塞焊接電極上的端塞和把持在所述包覆管夾上的包覆管同時(shí)向所述焊接腔室內(nèi)部進(jìn)入。
【文檔編號(hào)】B23K11/36GK103909331SQ201310222124
【公開(kāi)日】2014年7月9日 申請(qǐng)日期:2013年6月5日 優(yōu)先權(quán)日:2013年1月8日
【發(fā)明者】曹泳春, 黃昌煥, 張興淳, 孔相弼, 羅泰炯, 尹暎晳 申請(qǐng)人:韓電原子力燃料株式會(huì)社