專利名稱：用于焊接核燃料組件之構(gòu)件的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及到組成反應(yīng)堆核燃料組件骨架之構(gòu)件的焊接。
更具體的說，本發(fā)明涉及到這樣的裝置，它被用來將該燃料組件的導(dǎo)管焊接到沿著導(dǎo)管分布的格架一類構(gòu)件上，此種裝置包括一個機(jī)座，用來納置由水平放置之導(dǎo)管以及由構(gòu)件組成的部件組，并用來將這組部件保持于待焊接的位置;一種焊接設(shè)備，它包括一可平行于上述導(dǎo)管作水平移動的滑架，同時包括至少一個由某種器件連接到此滑架上的焊接夾具，而此種器件則能使該夾具平行于一排導(dǎo)管位移，同時能使該夾具處于下述兩個角度位置間旋轉(zhuǎn)，在一個位置，此夾具能通過相鄰兩排的導(dǎo)管之間，在另一個位置，此夾具能夾定于一導(dǎo)管上的待焊接位置;以及能把電焊脈沖施加到此類夾具上的器件。
上述這種包括有用來緊夾住格架的器件已在法國專利FR-A-2533353中描述到。所說機(jī)座經(jīng)設(shè)計(jì)成用來納置一單一組件的構(gòu)件以及這組導(dǎo)管。一旦導(dǎo)管組安置就位，此種夾具或每一個這樣的夾具就橫切于導(dǎo)管的取向移位，同時保持于一能通過相鄰兩排導(dǎo)管間的角度位置，之后，此夾具即繞其位移方向轉(zhuǎn)動并在其閉合和用于焊接之前與一導(dǎo)管夾合上。
上述裝置能使一骨架形成，并在同時避免了應(yīng)力與弱點(diǎn)。要是前述機(jī)座設(shè)計(jì)成可使各組部件能相續(xù)就位，占據(jù)一個精密確定的并能恰切重現(xiàn)的位置，就可常常通過使夾具進(jìn)入相同的預(yù)編程序的位置，來進(jìn)行焊接作業(yè)。
但是，上述這類已知的裝置卻存在著這樣的缺點(diǎn)，它在將一新骨架的構(gòu)件安置就位時，需要中斷焊接作業(yè)，而此時的焊接設(shè)備本身則單純損耗而不作功。不幸的是，這種構(gòu)件與導(dǎo)管的安裝、固定與轉(zhuǎn)換作業(yè)要是直接在機(jī)座上進(jìn)行時，會耗用大量的時間。如果把一骨架的構(gòu)件在前述裝置鄰近的焊接平臺上進(jìn)行組裝，然后把這組預(yù)裝配好的導(dǎo)管與構(gòu)件運(yùn)到機(jī)座上時，則所需從事的輸運(yùn)工作以及焊接平臺的剛度不足，就會降低焊接作業(yè)的精度。
本發(fā)明之目的在于提供這樣一種用于焊接的裝置，它能在焊接設(shè)備有效工作的期間內(nèi)顯著地減少其中斷時間，而不會影響到焊接作業(yè)的精度或最終所得骨架的質(zhì)量。
為此目的，本發(fā)明提供如上限定的這種類型的裝置，特征在于它包括兩個平行并列設(shè)置的機(jī)座，同時，前面述及的那些器件歸屬于這樣一種自動機(jī)，它具有充分多的自由度，能使夾具作用在交替地放置在任一機(jī)座的構(gòu)件上。
由于上述布置，骨架構(gòu)件的安裝、固定與分度作業(yè)就能在“掩蔽的”時間內(nèi)進(jìn)行，而構(gòu)成本發(fā)明之裝置所需的主要部分的焊接設(shè)備，幾乎可以是連續(xù)地使用。
在本發(fā)明的最佳實(shí)施例中，前述的器件包括可相對于滑架作水平移動并橫切此移動方向的支承箱;可相對于此支承箱作垂向移動的臂;以及一可繞平行于滑架位移方向之水平軸線轉(zhuǎn)動的肘節(jié)，此肘節(jié)可使它所載承的夾具與成排的導(dǎo)管平行，借助于此垂直臂與支架位移之間的協(xié)同工作，當(dāng)此肘節(jié)處于適當(dāng)?shù)慕嵌任恢弥校涂墒箠A具通過相鄰的兩排導(dǎo)管之間，同時使此夾具從一排導(dǎo)管轉(zhuǎn)移到另一排上去。
本發(fā)明的目的還在于提供這樣的裝置，它能獲得前述先有技術(shù)裝置所能獲得的焊接精度，但卻能更快地從事焊接。
本發(fā)明還提出了一種有利的結(jié)構(gòu)，當(dāng)然這并非基本必須的，在此種結(jié)構(gòu)中，所述肘節(jié)包括一探頭，可用來從橫向使夾緊構(gòu)件的框架定位，此探頭從肘節(jié)突出，偏離夾具一個一般約為180°的預(yù)定角度。
此橫向定位用探頭可嚴(yán)格地確定框架的位置，因而也就精確地確定了構(gòu)件的位置，結(jié)果就能使焊接夾具在每次焊接時正確地就位。
要是使可垂直位移的臂能繞一立軸轉(zhuǎn)動，則此探頭還能用來使框架(從而使構(gòu)件)在導(dǎo)管方向中精確定位，據(jù)此就能計(jì)算出為使焊接夾具精確定位所需的校正值。
通過閱讀以非限制舉例方式對本發(fā)明一具體實(shí)施例所作的描述，將能更好地理解本發(fā)明。描述中參看以下附圖，其中

圖1為一示意圖，在所示本發(fā)明的裝置中沒有包括它的用來置納骨架的機(jī)座;
圖2示明依據(jù)圖1從箭頭F方向看去的這一裝置，同時包括了兩個機(jī)座，其中之一已為待焊接到一起的骨架構(gòu)件所占據(jù);
圖3是從箭頭F方向看過去的經(jīng)放大的詳圖，示明自動機(jī)肘節(jié)的結(jié)構(gòu);而圖4示明待焊接到一特定骨架中之導(dǎo)管的配置，此種骨架可以認(rèn)為是有代表性的，其中包括有能確定特殊焊接程序的轉(zhuǎn)換盤。
下面用一具體例子描述的本發(fā)明的裝置，是用來將一燃料組件的導(dǎo)管焊接到一批格架之上的，在此所設(shè)置的這批格架，它們的舌片取常規(guī)的布置形式，例如法國專利說明書FR-A-2049108中所述的。
圖1與2所示的裝置可以看作是其中包括有一組件工作臺和一可沿此工作臺運(yùn)動的自動焊接機(jī)。
此組件工作臺由一兩側(cè)能為防護(hù)板所遮蓋的金屬框架件構(gòu)成，此框架件由一些豎立的沿縱向延伸的部件組成，這些個部件形成一上面載有兩根水平梁10的臺架，而自動機(jī)載承用滑架12即于此臺架上運(yùn)動。此工具臺界定出兩個并列配置的平行工作區(qū)(圖2)，每個工作區(qū)的長度至少是同待焊接之骨架的長度相當(dāng)。每個工作區(qū)中設(shè)有一機(jī)座14，可于其中預(yù)組裝好一骨架。每個機(jī)座可包括一焊桌16與一板件18。
圖2所示的工作臺還包括有軌道22，橫切梁10配置，可使一箱籠24運(yùn)行于圖2所示的一個位置(它在這一位置時罩在一機(jī)座14之上)以及另一個位置(它在這一位置時罩在另一機(jī)座14之上)之間。這一箱籠設(shè)有縱向軌道，滑架25可在此軌道上行駛而使一批可擴(kuò)展的心軸定位，使后者能在焊接位置插入導(dǎo)管內(nèi)，以免導(dǎo)管變形。這些心軸的結(jié)構(gòu)可與專利說明書FR-A2533353中所述相同，能由固定在箱籠上的框架(未示明)所導(dǎo)引。
延及到機(jī)座14整個長度的板件18是用來承受框架20的，以使待焊接的骨架的格架能精確地定于可調(diào)的位置。這些器件能使之張開以置納格架同時能使之再次閉合的框架可取周知的結(jié)構(gòu)。在所示的實(shí)施例中，這些框架是用來承受一骨架的各個格架的，在此骨架中，燃料元件按方形陣列分布，它們的對角線沿水平與垂直方向延伸。結(jié)果使得成排的導(dǎo)管，例如圖3中所示的導(dǎo)管28相對于水平成45°的角u與v。
每個框架至少是兩個相鄰的水平側(cè)面由于下面所敘之目的而有參考區(qū)30與32。
自動機(jī)載承用滑架12占據(jù)了組件工具臺的全寬并承載有上面行駛著一支承箱36的橫向軌道34，同時含有用來控制此支承箱沿導(dǎo)軌34以及用來垂直臂38相對于此箱移動的器件。這樣設(shè)置的器件可使臂38依三個正交方向運(yùn)動，此三個方向?yàn)閤(梁10的方向)、y(軌道34的方向)以及z(垂直方向)。此支承箱還裝盛有焊接用變壓器。
于現(xiàn)在供舉例用所述的實(shí)施例中，臂38裝配有可使之如圖1與3在A處所示明的環(huán)繞z方向旋轉(zhuǎn)的裝置。臂38的底端載有一箭頭B所示的，可繞束縛于此臂上的水平軸轉(zhuǎn)動的肘節(jié)40。此肘節(jié)40本身又載有一用來納置焊接夾具46的夾盤42。此夾盤則能繞正交于肘節(jié)之轉(zhuǎn)動軸線的軸線轉(zhuǎn)動，如箭頭C所示。此箱子44裝配有由電纜構(gòu)成的常規(guī)的氣動的與電力的進(jìn)給裝置。由此可以看到，此種夾具具有六個自由度，因而能夠作用在任何所需的工作區(qū)，同時能使夾具具有六個自由度，因而能夠作用在任何所需的工作區(qū)，同時能使夾具指向任何通過相鄰兩排導(dǎo)管之間所需的方向，并夾定在一導(dǎo)管需待進(jìn)行焊接的部位上。
在圖3所示的最佳實(shí)施例中，肘節(jié)40配備有一沿焊接夾具46相反方向延伸的定位探頭50。通過把臂配置到方向u(如圖3中虛線所示)或方向v中，在滑架12處于適當(dāng)位置時使支承箱36運(yùn)動，就能使探頭觸及參考區(qū)30或32。在框架的于y-z平面中延伸的面上還能提供一或多個參考區(qū)52，在此還能同樣地提供縱向參考區(qū)。上述探頭可以包括一開關(guān)，用來提供信號去指出各個框架在橫向中的位置并指出其角度位置。據(jù)此就能為這批自動機(jī)提供一參考位置。同時通過校正預(yù)編程序地址，還能計(jì)算出待進(jìn)行焊接處的精確位置。換言之，這種自動機(jī)能夠自動對準(zhǔn)到每個待焊接的格架，由此能獲得約為0.1mm內(nèi)的精度，但所使用的元器件則是一般商品。
此外應(yīng)注意到，通過采用裝配有控制計(jì)算機(jī)和相應(yīng)于不同骨架編序之存儲器的自動機(jī)，就能在同一工作臺上焊接不同類型的骨架。
于是，當(dāng)一骨架已然安置于機(jī)座14之上，同時心軸也已插入于導(dǎo)管之內(nèi)時，本發(fā)明之裝置就可按以下步驟進(jìn)行操作。
將滑架12置于x方向使之上升到待焊接之格架所在位置。起動自動機(jī)使探頭50與參考區(qū)30相接觸，在v方向中確定一基準(zhǔn)校正值。然后移動自動機(jī)，使探頭與參考區(qū)32接觸，這樣就在u方向中提供了校正值。使臂38繞z軸轉(zhuǎn)過90°，同時運(yùn)動滑架來確定框架20沿x軸的位置，使探頭與參考區(qū)52接觸。以上測量結(jié)果便為可依例如下述方式運(yùn)行的焊接程序提供了校正數(shù)據(jù)(相應(yīng)的參考標(biāo)號見圖4)在第一個焊接程序中，借助心軸42使夾具置入第一方向中，例如如圖4所示，沿u方向以插入導(dǎo)管陣列中;然后起動用來位移支承箱36與臂38的機(jī)構(gòu)，使夾具上升到待焊接的第一導(dǎo)管處，即與位于圖4中D1處的導(dǎo)管平齊，而角度方向則與圖4中所示的正交;
使夾具向左轉(zhuǎn)過120°，在此使夾具的兩個電極分處在延伸到格架板件處之舌片的相對兩側(cè)，同時把它們壓向待焊接的導(dǎo)管;
夾具46的兩個電極于是閉合而得以與舌片接觸;
起動一脈沖發(fā)生器(未示明)，提供電流脈沖，用來沿著兩條發(fā)生器電路來于D1處焊接導(dǎo)管;
使夾具46向后傾斜120°至其插入位置;然后移動夾具46，使之朝位于E1處的后續(xù)導(dǎo)管推進(jìn)一個行程，重復(fù)所述的焊接作業(yè)。
依上述步驟，相繼處理D1、E1與F2處的導(dǎo)管。
完成上述程序便得以處理一半這樣的導(dǎo)管，例如可依據(jù)圖4中箭頭所指路程，對此可參著法國專利說明書FR-A2533353號中的相應(yīng)描述。
當(dāng)將夾具相對于骨架移動到不同位置之后，便可進(jìn)行其它三個焊接程序。舉例來說，圖2與3即表明了為此目的給夾具確定的位置。
權(quán)利要求
1.用來將核燃料組件的導(dǎo)管焊接到沿著導(dǎo)管分布的格架一類構(gòu)件上的裝置，此種裝置包括一個機(jī)座(14)，用來按水平方式納置由導(dǎo)管與構(gòu)件組成的部件組，并用來將這組部件保持于待焊接的位置；一種焊接設(shè)備，它包括一可平行于導(dǎo)管移動的滑架(12)，同時包括至少一個由某種器件連接到此滑架上的焊接夾具(44)，而此種器件則能使該夾具平行于一排導(dǎo)管位移，同時能使該夾具處于下述兩個角度位置間旋轉(zhuǎn)，在一個位置，此夾具能通過相鄰兩排的導(dǎo)管之間，在另一個位置，此夾具能夾定于一導(dǎo)管上的待焊接位置；以及能把電焊脈沖施加到此類夾具上的器件；此裝置的特征在于它包括有兩個平行并列設(shè)置的機(jī)座(14)，同時，前述器件則歸屬于這樣一種自動機(jī)，它具有充分多的自由度，能使夾具作用于旋轉(zhuǎn)在任一臺機(jī)座的構(gòu)件上。
2.如權(quán)利要求1所述的裝置，特征在于前述器件包括一支承箱(36)，它可相對于滑架作水平移動，并可相對于此滑架移動方向作橫向移動;一種臂，它可相對于支承箱(36)作垂直移動;以及一肘節(jié)(40)，它可圍繞一平行于滑架之位移方向的水平軸線轉(zhuǎn)動，以使其所載承的夾具指向與成排導(dǎo)管平行的方向。
3.如權(quán)利要求2所述的裝置，特征在于上述肘節(jié)包括一用來使構(gòu)件之支承箱沿橫向定位的探頭(50)，此探頭相對于夾具有一預(yù)定的角度偏離值。
4.如權(quán)利要求3所述的裝置，特征在于上述探頭(50)是設(shè)置在肘節(jié)(40)之轉(zhuǎn)動軸線相對于夾具(46)的相反一側(cè)。
5.如權(quán)利要求3或4所述的裝置，特征在于前述臂38可繞一垂直軸線轉(zhuǎn)動，使探頭(50)能將構(gòu)件的支承箱定位于導(dǎo)管的方向中。
6.如權(quán)利要求2至5中任一項(xiàng)所述的裝置，特征在于上述肘節(jié)(40)通過一心軸載承著夾具(46)，用來使此夾具在兩個角度位置間轉(zhuǎn)動，在這樣的一個位置中，此夾具能通過相鄰兩排導(dǎo)管之間;在另一個角度位置中，此夾具則夾定于一導(dǎo)管之上。
全文摘要
適用于為輕水反應(yīng)堆的燃料組件制造其骨架的裝置，它包括有并列平行設(shè)置的用來承受骨架的兩個機(jī)座，并包括一具有滑架的焊接設(shè)備，滑架可平行于導(dǎo)管位移，并載有能使焊接夾具具備足夠多的自由度而得以作用在任一機(jī)座上的構(gòu)件之自動機(jī)。自動機(jī)可使夾具平行于一排導(dǎo)管位移，并能在兩個角度位置間位移，在其中一個位置中，夾具能通過相鄰兩排導(dǎo)管之間，而在另一位置中，夾具能在擬進(jìn)行焊接的位置處夾定于一導(dǎo)管上。
文檔編號B23K37/02GK1062862SQ91111838
公開日1992年7月22日 申請日期1991年12月24日 優(yōu)先權(quán)日1990年12月24日
發(fā)明者蒂波特·伯納德, 皮卡德·保羅, 福格特·瓊 申請人:弗蘭克巴爾日燃料制造公司