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CANDU-6型核燃料元件端塞焊去焊瘤设备自动化改造

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摘要

截至2014年底,国内唯一一条CANDU6型核燃料元件生产线已连续稳定运行12年,关键、重要设备均存在生产效率低、自动化程度低、重复性操作劳动强度大,人因失误造成质量缺陷等问题,难以适应现阶段工业生产线高效率、自动化、集成化和智能化的发展方向.为此,针对CANDU-6型核燃料生产线中棒束组装生产线上端塞焊接、焊后元件去焊瘤、元件称重、测长及涡流检测环节所面临的自动化程度低、重复性操作劳动强度大、焊接环境难以控制等诸多问题,以设备现有机械和电气系统为基础,开展了自动化加工系统的研究工作,达到提高棒束组装生产线自动化程度、清洁生产、减轻人员重复性劳动强度和避免人因失误造成质量缺陷的效果.自动化加工系统解决方案涉及机械系统和电气控制系统两方面,整体方案及各项功能组件均为中核北方核燃料元件有限公司重水堆元件厂自主设计,主要解决次组件自动上料,内外环元件的转运、旋转、连续焊接及各设备间信息交换等问题.为保证相关设备主要功能的完整性,在系统研制过程中,关键点和难点在于对操作人员手臂动作执行步骤的完全模拟并匹配端塞焊机及去焊瘤设备的整体动作和加工模式.通过ABB IRB 1410工业机器人的引入,并配以Devicenet现场总线通信系统及元件夹具,成功突破这一难题.自动化系统在试运行阶段,主要表现出重复上料造成产品报废、各功能组件协同工作差等问题,尤其是加工效率方面,无法满足本厂生产要求.通过对机器人夹具的修改,整体加工流程的改进和控制程序的优化,提高了设备的生产效率.目前,自动化加工系统已通过厂内各项鉴定并用于棒束组装生产线,各项功能稳定可靠,满足生产使用要求.

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