一种自动取样生产线的制作方法

本发明涉及桶装核原料取样，具体涉及一种自动取样生产线。

背景技术：

1、能源是人类社会和经济发展的保障性资源，核能作为一种清洁、安全、可靠、经济、技术成熟的能源，大力开发利用核能是实现人类社会和经济可持续发展的必然选择。在核能相关原料生产过程中，对材料材质要求极为苛刻，每一桶原材料均需要取样分析并记录数据，以此确保生产的安全性和可控性。目前对于桶装核原料的取样分析，开盖、取样等工作基本都采用的是人工操作，核原料具有放射性，人工取样方式使操作员受辐射污染的风险程度高，对操作工人的身体健康产生一定的损害，且效率低下，取出的样芯重量无法精准，样芯不能充分代表各深度原料的实际品质，样芯分析结果受受个人经验和取样原料深浅度的影响大。因此人工开盖、取样的流程，生产环境差，自动化程度低，不能满足日益增长的产能需求。

技术实现思路

1、有鉴于此，针对上述现有技术的不足，本发明提供了一种自动取样生产线，以克服现有技术中人工开盖、取样流程的弊端，减少取样过程中人工的参与，降低操作人员的安全风险，提高生产效率，适应自动化取样的生产要求。

2、为解决以上技术问题，本发明提供的技术方案是这样实现的：

3、一种自动取样生产线，包括依次设置在传输辊道上的包装桶外观检查单元、包装桶螺栓拆装单元、包装桶卡箍拆装单元、包装桶桶盖拆装单元和取样单元。包装桶外观检查单元对待取样的圆桶的外观进行检查，避免外观变形导致后续的螺栓、卡箍、桶盖拆装等动作无法进行，通过包装桶外观检查单元检测合格的圆桶依次通过包装桶螺栓拆装单元、包装桶卡箍拆装单元、包装桶桶盖拆装单元的动作完成圆桶的开盖动作，然后再经取样单元完成圆桶内核原料的取样操作，取样完成后，再经包装桶桶盖拆装单元、包装桶卡箍拆装单元、包装桶螺栓拆装单元的动作完成圆桶的封盖动作，由此完成圆桶的自动开盖、取样、封盖操作，实现取样操作的自动化生产。

4、进一步的，上述包装桶外观检查单元包括包装桶对中定位装置和视觉装置，所述包装桶对中定位装置包括对称设置在包装桶侧面用于夹紧包装桶的夹紧臂和顶升包装桶脱离辊道的旋转支撑底座，所述视觉装置包括智能相机。更进一步的是，所述夹紧臂内设置有驱动轮。

5、包装桶对中定位装置的夹紧臂将圆桶夹紧并在夹紧过程中使圆桶的轴心与两侧夹紧臂的中心对齐，使圆桶定位，然后旋转支撑底座升起，将圆桶顶升脱离辊道，夹紧臂内设置的驱动轮转动使圆桶沿轴线转动，圆桶顶部设置的智能相机时刻拍摄圆桶顶部照片，并同步将拍摄的照片与标准卡箍做对比，实时判断被拍摄的卡箍外形是否变形。当圆桶转至卡箍螺栓位置时，使用相同原理判断螺栓外形是否变形。通过视觉装置的检测，可以将卡箍和螺栓变形的圆桶定义为残次品，并在后续工位中单独存放，进入暂存工位，同时使合格圆桶进入自动开盖取样工位。

6、进一步的，上述包装桶螺栓拆装单元包括工业机器人以及装配在工业机器人上的螺栓装配工具头。

7、上述包装桶卡箍拆装单元包括工业机器人以及装配在工业机器人上的卡箍装配工具头。

8、上述包装桶桶盖拆装单元包括工业机器人以及装配在工业机器人上的桶盖装配工具头。

9、上述取样单元包括工业机器人以及装配在工业机器人上的取样工具头。

10、工业机器人是面向工业领域的多关节机械手或多自由度的机器装置，它能自动执行工作，是靠自身动力和控制能力来实现各种功能的一种机器。

11、螺栓装配工具头是实现卡箍连接螺栓自动拆装的工具，其结构主要包括压紧机构、夹持机构、螺栓动力头等部件，压紧机构和夹持机构固定连接在底板上，螺栓动力头与压紧机构连接夹持机构固定在底板上，在拆卸螺栓前夹紧螺母使螺母在拆卸过程保持固定，方便螺栓拆卸。压紧机构搭载螺栓动力头实现螺栓的拆卸和安装。

12、卡箍装配工具头是实现卡箍自动拆装的工具，其结构包括左右对称固定在机架上的移动机构和扶正机构以及固定在机架上的压紧机构，移动机构上连接有夹持头。夹持头负责将卡箍的螺栓接口固定，待螺栓拆除后将卡箍螺栓接口拉开，使卡箍脱离桶口。扶正机构负责在卡箍张开的过程中，扶正卡箍防止上下晃动。压紧机构负责压紧桶盖，防止桶盖移动。

13、桶盖装配工具头是实现桶盖自动拆装的工具，其结构主要包括限位销和吸盘，吸盘将桶盖吸附并向上拉，限位销用于限制桶盖在吸盘吸附过程中移动。

14、取样工具头是实现桶装核原料自动取样的工具，其结构可以是专利cn110361228a公开的螺旋取样器结构，也可以是本发明申请人同日申请的名称为“一种取样器及自动取样设备”的专利中公开的取样器结构，包括支座、伺服电机、取样柱和取样壳，伺服电机和取样壳分别固定在支座上，取样柱套设在取样壳内与伺服电机连接，取样柱上开设有取样槽，取样壳上开设有取样口，取样壳的端部安装有振动器。伺服电机带动取样柱转动，使取样壳能够将取样柱上的取样槽的槽口封闭，形成一个一定容积的密闭的腔室，用于容置样品粉末，完成定量取样操作。

15、当然，本申请中的螺栓装配工具头、卡箍装配工具头、桶盖装配工具头和取样工具头，并不仅限于上述结构，现有技术中任何一种能实现螺栓、卡箍和桶盖的自动拆装以及桶装核原料取样的工具头都可以用作本发明的工具头使用。

16、本发明通过工业机器人搭配不同工具头的使用，实现了核原料桶自动开盖、取样的操作。

17、进一步的，上述螺栓装配工具头、卡箍装配工具头、桶盖装配工具头和取样工具头均通过机器人工具快换装置与所述工业机器人连接。机器人工具快换装置为现有市场通用产品，能够让不同的介质例如气体、电信号、液体、视频、超声等从机器人手臂连通到末端工具头，实现多种工具头之间的快速切换，使机器人的应用更具柔性。机器人工具快换装置包括一个机器人侧用来安装在机器人手臂上，还包括一个工具侧用来安装在末端工具头上，快捷实现机器人与执行工具之间的电、气体和液体相通。

18、进一步的，所述传输辊道上设置有可改变辊道方向的移栽装置。所述移栽装置包括移栽辊道、驱动移栽辊道旋转的辊道旋转机构以及驱动移栽辊道的滚轴转动的滚轴驱动机构。传输辊道用于在取样生产线的各工作工位上传输圆桶，将各工作工位有效的连接起来，形成一个各工位间相互配合的自动化系统，移栽装置用于改变圆桶的传输方向，使经包装桶外观检查单元检测为残次品的圆桶传输至暂存辊道，避免残次圆桶影响取样生产线的运行。

19、综上，与现有技术相比，本发明提供的自动取样生产线，实现了核原料的无人化取样，减少了放射性物品取样对操作人员带来的安全风险，提高了核能生产效率，该高效、自动、无人化的取样生产线，提高了取样质量和分析结果，与核能自动化生产要求相适应。

技术特征：

1.一种自动取样生产线，其特征在于：包括依次设置在传输辊道上的包装桶外观检查单元、包装桶螺栓拆装单元、包装桶卡箍拆装单元、包装桶桶盖拆装单元和取样单元。

2.根据权利要求1所述的一种自动取样生产线，其特征在于：所述包装桶外观检查单元包括包装桶对中定位装置和视觉装置，所述包装桶对中定位装置包括对称设置在包装桶侧面用于夹紧包装桶的夹紧臂和顶升包装桶脱离辊道的旋转支撑底座，所述视觉装置包括智能相机。

3.根据权利要求2所述的一种自动取样生产线，其特征在于：所述夹紧臂内设置有驱动轮。

4.根据权利要求1所述的一种自动取样生产线，其特征在于：所述包装桶螺栓拆装单元包括工业机器人以及装配在工业机器人上的螺栓装配工具头。

5.根据权利要求1所述的一种自动取样生产线，其特征在于：所述包装桶卡箍拆装单元包括工业机器人以及装配在工业机器人上的卡箍装配工具头。

6.根据权利要求1所述的一种自动取样生产线，其特征在于：所述包装桶桶盖拆装单元包括工业机器人以及装配在工业机器人上的桶盖装配工具头。

7.根据权利要求1所述的一种自动取样生产线，其特征在于：所述取样单元包括工业机器人以及装配在工业机器人上的取样工具头。

8.根据权利要求4-7中任一项所述的一种自动取样生产线，其特征在于：所述螺栓装配工具头、卡箍装配工具头、桶盖装配工具头和取样工具头均通过机器人工具快换装置与所述工业机器人连接。

9.根据权利要求1所述的一种自动取样生产线，其特征在于：所述传输辊道上设置有可改变辊道方向的移栽装置。

10.根据权利要求9所述的一种自动取样生产线，其特征在于：所述移栽装置包括移栽辊道、驱动移栽辊道旋转的辊道旋转机构以及驱动移栽辊道的滚轴转动的滚轴驱动机构。

技术总结
本发明公开了一种自动取样生产线，它包括依次设置在传输辊道上的包装桶外观检查单元、包装桶螺栓拆装单元、包装桶卡箍拆装单元、包装桶桶盖拆装单元和取样单元。通过上述各单元工位的工作，本发明实现了核原料的无人化取样，减少了放射性物品取样对操作人员带来的安全风险，提高了核能生产效率，该高效、自动、无人化的取样生产线，提高了取样质量和分析结果，与核能自动化生产要求相适应。

技术研发人员：石志勇,潘磊,石曙光,何状远,彭晓娟
受保护的技术使用者：四川航天神坤科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13