薄壁管超声检测系统自动上下料装置研制

发布时间：2020-08-12 05:52

【摘要】：随着全球能源匮乏、环境污染的加剧,世界各国大力发展清洁能源。核电以其资源消耗少、环境影响小、供应能力强等优点,在我国由“适度发展”转变为“积极发展”的战略,因此近年来核电获得了良好的发展机遇。为了包覆核燃料芯块,薄壁管在核燃料元件制造过程中作为关键零件得到广泛使用。薄壁管表面有无缺陷,将直接影响核燃料元件在反应堆内是否核泄漏。针对薄壁管的缺陷检测,中核北方自主研制一套薄壁管超声检测系统,该系统主要由检测主机、自动上下料装置等组成。为了实现持续给检测主机上下料、降低对操作人员的依赖、提高检测效率,研制超声检测系统自动上下料装置。针对Φ15.4、Φ15.7和Φ22.1的3种不同规格直径的薄壁管,为了实现操作工人为该检测系统批量上料、保证进入检测主机后薄壁管的防水密封,设计为检测主轴自动上料的装置,主要工作包括:上料架、自动取料机构、自动压塞装置及自动进管机构的设计。为了实现薄壁管检测后塞子的分离、塞子的自动装夹、薄壁管合格品与不合格品的区分以及检测后批量管的存储,设计自动下料装置,主要工作包括:自动拔塞装置、下料机构、下料架等的设计。针对自动上下料装置,设计气动原理图、传感器监控,实现上、下料各机构有序的动作,实时监控上、下料过程中的异常。薄壁管超声检测自动上下料装置安装完成后,同检测主机进行系统调试。该上下料装置能够为检测主机自动上下料,满足检测主机的检测效率,实现了薄壁管首尾的自动压塞与拔塞。该系统能够批量上料,摆脱对操作人员实时的依赖。
【学位授予单位】：湖南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TM623;TB559
【图文】：

自动上下料,等轴测图,系统整体,丝杠

工程硕士学位论文在上料位置上安放检查传感器，保证机器人可以精准识别出上料位置的待加工产品是不是还有。在下料位同样设置对应的传感器，确保机器人在下料时能够准确判断所下料位是否为空料位。料位上设置有万向球，减小上、下料时料盘与料位之间的摩擦阻力，方便人工操作。料盘到位后，有料盘到位传感器进行检测料盘是否上料到位，人工扣紧锁扣，确保定位准确。料盘底板设置精加工底板，保证料盘与料架定位准确。料盘两侧设置挡料板，底部安装 V 型支架，确保待加工件摆放位置准确，料盘主体材质为铝合金，重量轻，外观漂亮，料盘两侧配有把手，方便人工操作。该系统的控制原理是由 PLC（可编程控制器）作为主控系统，用于整个系统的控制、和通讯。该自动上下料系统的整体设计如图 1.1 所示：

上下料系统,超声波检测,俯视图,设备

薄壁管超声检测系统上下料装置研制板及型材采用喷漆处理。料架上设有 16 个料位，其中最前端料位为上下料工位，每个上料位设置 V 型支架及物料挡板。人工上料时启动上料程序，人工将待检物料放置在上下料工位，由步进机构将待检物料向前输送。人工放置物料时需要一端靠紧物料挡板，确保机器人能够准确抓取待检工物料。机器人夹爪采用气动双夹爪形式，一端固定，另一端为手动调整端，满足抓取不同长度物料。夹爪顶端设置旋转气缸，满足改变上料架上的物料状态与检测时物料 90°旋转要求。机器人框架采用铝合金型材搭建、其余机加件金属件表面镀镍或镀铬处理，保证设备整体整洁、美观。该自动上下料系统的整体设计如图 1.2：

运输线,夹持装置,整体设计

图 1.3 运输线夹持装置及自动运输线整体设计图某公司的薄板冲压自动上下料装置，该装置主要针对厚度在 1mm 以和宽约为 1m 左右的薄板的自动上下料，最大薄板重约 15kg。该装置的上采用端拾器，端拾器配备真空发生器和真空吸盘，保证板料的快速取放，间距可调，确保使用于不同产品；同时端拾器上配有双料检测开关，防止吸附在一起导致机模具的损坏。上料台由机架和上工作台组成，采用固定的安装方式，台面尺寸根据最大产品布置。工作台上面有滑行槽，方便磁机构在工作台上可以人工调整位置，以适应不同外形的板料。根据上料厚定磁力分张器大小。磁力分张器是用来将板材进行分张，目的是使机器人常的将每块板料单张取走，它由永磁铁和支座调整机构组件组成。冲压完器人将成品件放至下料台，下料台料满后由人工或叉车进行更换下料托盘动上下料装置采用的是 50kg 的 Vertical Multi-Joint 关节机器人，该上下料拾取机构与上料台如图 1.4：

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