核废料处置容器采用不锈钢制成,重达十二吨,封焊前需将容器精确放置在焊接工作台上,焊缝对中精度要求零点一毫米。由于容器具有放射性,操作人员需在屏蔽室外遥控作业。全自动升降平台集成X、Y、Z三轴精密调整机构,配合激光跟踪仪闭环反馈,可实现容器的远程自动对中。本文介绍适用于核废料处置容器封焊的重载精密定位全自动升降平台方案,从多轴控制、激光测量、远程操作等方面详细说明,帮助核废料处理企业提高封焊质量、保障人员安全。
核废料处置容器对焊接质量要求极高,对定位设备有苛刻要求。第一,重载,额定载重十二吨。第二,高精度定位,容器中心与焊接头中心偏差需小于零点一毫米。第三,多轴调整,需实现X向平移、Y向平移、Z向升降以及可能的小角度偏转。第四,远程遥控,操作人员在屏蔽墙外通过摄像头和控制台完成所有动作。第五,防辐射,电气元件需屏蔽或布置在辐射区外。第六,平稳无冲击,容器到位后不得晃动。第七,数据记录,每台容器的定位数据需保存。第八,高可靠性,定位失败可能导致焊接缺陷,造成严重后果。
成都见田科技为核废料处理行业开发的多轴定位平台采用以下技术。第一,Z向重载升降机构。四柱同步液压缸,额定载重十二吨,升降高度零点三米,同步误差小于零点五毫米。第二,X向Y向精密滑台。平台上方设十字交叉滚柱导轨滑台,X向行程四百毫米,Y向行程四百毫米,由伺服电机驱动高精度滚珠丝杠,定位精度正负零点零五毫米。第三,激光跟踪仪闭环测量。在焊接工作台和容器上安装反射靶球,激光跟踪仪实时测量容器相对于工作台的六自由度偏差,测量频率五十赫兹,精度零点零一毫米。控制系统根据偏差自动驱动各轴运动,直至所有偏差小于设定阈值。第四,远程遥控操作。所有控制指令通过光纤传输,操作人员通过工业电视监视。遥控台设有三轴摇杆和触摸屏。第五,防辐射设计。所有电机和传感器集中安装在屏蔽箱内,箱体为五十毫米厚铅板。液压泵站置于屏蔽区外。第六,机械锁止。各轴到位后自动锁死,防止意外位移。第七,安全装置。超载报警、各轴限位开关、急停按钮、防爆裂液压锁。第八,数据追溯。每次定位的初始偏差、调整过程、最终精度自动保存。
该升降平台的主要技术参数如下。额定载重十二吨,X行程正负二百毫米,Y行程正负二百毫米,Z行程零点三米。升降速度零点零一米每秒,X向速度零点五毫米每秒,Y向速度零点五毫米每秒。定位精度X正负零点零五毫米,Y正负零点零五毫米,Z正负零点一毫米。电机功率升降七点五千瓦,X向一千瓦伺服,Y向一千瓦伺服。精度测试使用激光跟踪仪,满载条件下综合定位误差零点零七毫米。
该厂对核废料容器进行最终封焊,原使用天车人工对中,每次需两小时且定位误差大。引入成都见田科技全自动多轴定位平台后,激光跟踪仪自动测量,三轴联动调整,五分钟内完成对中,焊缝合格率从百分之九十提升至百分之九十九。设备投资九十八万元,年节省人工及减少辐射剂量效益约五十万元,两年回本。通过国家核安全局验收。
每月检查激光跟踪仪靶球清洁,测试各轴运动。每季度校准伺服电机零点,备份运动学参数。每半年检查铅屏蔽完整性,更换液压油。每年进行满载多轴联动精度测试。备件包括靶球、伺服电机驱动器、液压密封件。
成都见田科技已为核工业单位提供重载精密定位设备。产品通过防辐射和精度测试,提供两年质保。可定制载重十五吨型号,可选配自动焊接机器人。甘肃地区设有技术服务站。
