一种组件自动装配装置的制作方法

本发明属于核燃料元件组件组装工艺技术领域，具体涉及一种组件自动装配装置。

背景技术：

快堆核燃料元件结构与压水堆核燃料元件结构差别较大，无法使用现有压水堆核燃料元件装配工装进行组装。快堆核燃料元件的模拟件制造过程中，采用人工装配的方式进行组装。该组件具有体积大、重量大，装配精度高等装配难点，使用人工装配的方式人员众多且装配周期较长，极度影响快堆燃料元件的经济性。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种快堆组件自动装配装置，以解决目前快堆核燃料元件人工装配存在的经济性低的问题，保证组件组装精度要求。

为达到上述目的，本发明所采取的技术方案为：

一种组件自动装配装置，设备床身水平放置，齿条安装在设备床身上方；夹爪a、夹爪b、夹爪c、夹爪d、夹爪e分别通过电机a、电机b、电机c、电机d、电机e与齿条相连，通过电机转动带动夹爪沿齿条方向水平运动；力传感器a和力传感器b分别安装在设备床身两侧。

所述的齿条的长度与设备床身相等。

所述的电机a、电机b、电机c、电机d、电机e的输出端为与齿条啮合的齿轮。

所述的夹爪a、夹爪b、夹爪c、夹爪d、夹爪e既可单独运动，也可协同运动。

使用该装置进行组件自动装配时，分为三个步骤：

第一个步骤：夹爪e抓取上操作头，夹爪b、夹爪c、夹爪d抓取棒束；电机e带动夹爪e向力传感器b运动使上操作头靠紧力传感器b；然后电机b、电机c、电机d分别带动夹爪b、夹爪c、夹爪d夹持的棒束向上操作头做相对运动进行自动装配；此时力传感器b可检测到上操作头与棒束之间的装配力，当装配力达到事先设置的阈值80n时，即说明装配配合紧密，各夹爪停止运动，完成上操作头与棒束的装配；

第二个步骤：夹爪d、夹爪e抓取上操作头与棒束的组合件，夹爪a、夹爪b、夹爪c抓取外套管；夹爪d、夹爪e靠紧力传感器b，夹爪a、夹爪b、夹爪c向夹爪d、夹爪e做相对运动进行自动装配；此时力传感器b可检测到装配工件之间的装配力，当装配力达到事先设置的阈值80n时，即说明装配配合紧密，各夹爪停止运动，完成上操作头、外套管和棒束的装配；

第三个步骤：夹爪b、夹爪c、夹爪d、夹爪e抓取上操作头、外套管、棒束三个部件的装配体，夹爪a抓取下次级部件靠紧力传感器a；夹爪b、夹爪c、夹爪d、夹爪e向夹爪a做相对运动进行自动装配；此时力传感器a可检测到装配工件之间的装配力，当装配力达到事先设置的阈值80n时，即说明装配配合紧密，各夹爪停止运动，完成整个组件的装配。

本发明所取得的有益效果为：

针对某种组件装配精度高，装配工件尺寸重量大等特点，设计制作组件自动装配装置。本发明能够满足组件组装使用要求，根据装置的设计方案，确定了该工装的制作工艺并完成了其加工。最终该装置用于某类组件自动组装工艺，能够完成组件的自动组装，组装后组件的形位公差满足上操作头外表面的圆跳动不大于ф1.0mm，下次级部件的圆柱外表面的圆跳动不大于ф0.5mm。

附图说明

图1为某类组件示意图；

图2为组件自动装配装置示意图；

图中：1-上操作头；2-外套管；3-棒束；4-下次级部件；5-设备床身；6-齿条；7-电机a；8-电机b；9-电机c；10-电机d；11-电机e；12-力传感器a；13-夹爪a；14-夹爪b；15-夹爪c；16-夹爪d；17-夹爪e；18-力传感器b。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。

组件结构见图1，组件由上操作头1、外套管2、棒束3、下次级部件4组成。组件自动装配装置结构见图2，由设备床身5、齿条6、电机a7、电机b8、电机c9、电机d10、电机e11、力传感器a12、夹爪a13、夹爪b14、夹爪c15、夹爪d16、夹爪e17、力传感器b18组成。设备床身5水平放置，长度与设备床身5相等的齿条6安装在设备床身5上方。夹爪a13、夹爪b14、夹爪c15、夹爪d16、夹爪e17分别通过电机a7、电机b8、电机c9、电机d10、电机e11与齿条6相连。电机a7、电机b8、电机c9、电机d10、电机e11输出端为与齿条6啮合的齿轮，通过电机转动，带动夹爪a13、夹爪b14、夹爪c15、夹爪d16、夹爪e17沿齿条6方向水平运动。夹爪a13、夹爪b14、夹爪c15、夹爪d16、夹爪e17既可单独运动，也可协同运动。力传感器a12和力传感器b18分别安装在设备床身5两侧。

使用快堆组件自动装配装置进行组件自动装配时，分为三个步骤。

第一个步骤：夹爪e17抓取上操作头1，夹爪b14、夹爪c15、夹爪d16抓取棒束3；电机e11带动夹爪e17向力传感器b18运动使上操作头1靠紧力传感器b18；然后电机b8、电机c9、电机d10分别带动夹爪b14、夹爪c15、夹爪d16夹持的棒束3向上操作头1做相对运动进行自动装配。此时力传感器b18可检测到上操作头1与棒束3之间的装配力。当装配力达到事先设置的阈值80n时，即说明装配配合紧密，各夹爪停止运动，完成上操作头1与棒束3的装配。

第二个步骤：夹爪d16、夹爪e17抓取上操作头1与棒束3的组合件，夹爪a13、夹爪b14、夹爪c15抓取外套管2；夹爪d16、夹爪e17靠紧力传感器b18，夹爪a13、夹爪b14、夹爪c15向夹爪d16、夹爪e17做相对运动进行自动装配。此时力传感器b18可检测到装配工件之间的装配力。当装配力达到事先设置的阈值80n时，即说明装配配合紧密，各夹爪停止运动，完成上操作头1、外套管2和棒束3的装配。

第三个步骤：夹爪b14、夹爪c15、夹爪d16、夹爪e17抓取上操作头1、外套管2、棒束3三个部件的装配体，夹爪a13抓取下次级部件4靠紧力传感器a12。夹爪b14、夹爪c15、夹爪d16、夹爪e17向夹爪a13做相对运动进行自动装配。此时力传感器a12可检测到装配工件之间的装配力。当装配力达到事先设置的阈值80n时，即说明装配配合紧密，各夹爪停止运动，完成整个组件的装配。

技术特征：

技术总结
本发明属于核燃料元件组件组装工艺技术领域，具体涉及一种组件自动装配装置。设备床身水平放置，齿条安装在设备床身上方；夹爪a、夹爪b、夹爪c、夹爪d、夹爪e分别通过电机a、电机b、电机c、电机d、电机e与齿条相连，通过电机转动带动夹爪沿齿条方向水平运动；力传感器a和力传感器b分别安装在设备床身两侧。本发明解决目前快堆核燃料元件人工装配存在的经济性低的问题，保证组件组装精度要求。

技术研发人员：布仁;刘长城;张成云;韩志华;任永岗;李庆杰;赵毅朝;孙刚峰;李刚;张鹏举;王珅玮;宋永刚;陈娟;林宗奇
受保护的技术使用者：中核北方核燃料元件有限公司;沈阳新松机器人自动化股份有限公司
技术研发日：2018.12.29
技术公布日：2019.03.29