一種核廢料鋼桶自動(dòng)取封蓋控制系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于核廢料處理技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種核廢料鋼桶自動(dòng)取封蓋控制系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]核廢料(nuclear waste material)泛指在核燃料生產(chǎn)、加工和核反應(yīng)堆用過(guò)的不再需要的并具有放射性的廢料。在運(yùn)輸和存儲(chǔ)核廢料的過(guò)程中，都要用到鋼桶盛裝經(jīng)過(guò)封閉的核廢料，由于鋼桶具有很強(qiáng)的放射性，所以在其灌裝和運(yùn)輸?shù)倪^(guò)程中，都必須禁止人員靠近，也就無(wú)法采用傳統(tǒng)的人工的方式，對(duì)鋼桶進(jìn)行密封，然而現(xiàn)有的設(shè)備中，也沒(méi)有類似的設(shè)備能夠?qū)ｉT對(duì)核廢料桶蓋進(jìn)行封裝和拆卸處理，同時(shí)也沒(méi)有與之匹配的控制系統(tǒng)進(jìn)行有效控制。傳統(tǒng)的操作方式是人在密封室外手通過(guò)手套孔用劍式機(jī)械手進(jìn)行取封蓋，這樣的操作方式使操作人員勞動(dòng)強(qiáng)度大、操作效率低并且要求操作人員的操作技術(shù)高，需經(jīng)過(guò)一定時(shí)間的操作訓(xùn)練才能掌握其中的技巧。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明為解決公知技術(shù)中存在的技術(shù)問(wèn)題而提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、安裝使用方便、提高工作效率的核廢料鋼桶自動(dòng)取封蓋控制系統(tǒng)。
[0004]本發(fā)明為解決公知技術(shù)中存在的技術(shù)問(wèn)題所采取的技術(shù)方案是:該核廢料鋼桶自動(dòng)取封蓋控制系統(tǒng)包括:圖像監(jiān)控單元、運(yùn)動(dòng)控制單元、定位單元、傳感器單元；
[0005]運(yùn)動(dòng)控制單元用于數(shù)據(jù)的運(yùn)算和處理，并發(fā)出控制命令；
[0006]圖像監(jiān)控單元與運(yùn)動(dòng)控制單元相連接，用于對(duì)整個(gè)裝置運(yùn)行過(guò)程中的動(dòng)作進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控；
[0007]定位單元與運(yùn)動(dòng)控制單元相連接，用于對(duì)X軸、Y軸、Z軸以及回轉(zhuǎn)C軸的精確定位；
[0008]傳感器單元與運(yùn)動(dòng)控制單元相連接，用于檢測(cè)金屬桶的位置。
[0009]本發(fā)明還可以采用如下技術(shù)措施:
[0010]所述的運(yùn)動(dòng)控制單元包括:上位機(jī)、第一電源模塊、PLC控制器、伺服驅(qū)動(dòng)器、伺服電機(jī)；
[0011]上位機(jī)的信號(hào)輸入端與圖像監(jiān)控單元連接，上位機(jī)的信號(hào)輸出端與PLC控制器連接；PLC控制器由第一電源模塊供電，PLC控制器的輸出端連接伺服驅(qū)動(dòng)器并通過(guò)伺服驅(qū)動(dòng)器連接伺服電機(jī)；PLC控制器還與定位單元和傳感器單元相連接。
[0012]所述的圖像監(jiān)控單元包括:顯示屏、4路硬盤錄像機(jī)、第二電源模塊、攝像機(jī)；
[0013]第二電源模塊分別與顯示屏、4路硬盤錄像機(jī)相連接，4路硬盤錄像機(jī)和攝像機(jī)的信號(hào)輸出端分別與顯示屏相連接。
[0014]所述的攝像機(jī)為點(diǎn)陣紅外槍式攝像機(jī)。
[0015]所述的上位機(jī)是采用觸摸屏結(jié)構(gòu)；所述的PLC控制器包括:CPU模塊、DI模塊、DO模塊、Al模塊、FM353模塊；
[0016]CPU模塊通過(guò)DP總線與上位機(jī)相連接；
[0017]DI模塊與CPU模塊相連接，用于反饋各執(zhí)行機(jī)構(gòu)的動(dòng)作完成位置是否正確以及控制信號(hào)；
[0018]DO模塊與CPU模塊相連接，用于控制電磁閥動(dòng)作；
[0019]Al模塊與CPU模塊相連接，用于反饋扭矩信號(hào)；
[0020]FM353模塊與CPU模塊相連接，用于控制伺服驅(qū)動(dòng)器運(yùn)動(dòng)。
[0021]所述的定位單元包括從XY方向平動(dòng)時(shí)垂直掃描金屬桶的弦長(zhǎng)，再由所述定位單元計(jì)算出金屬桶的中心位置的激光傳感器。
[0022]所述的傳感器單元包括運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)極限傳感器和位置檢測(cè)傳感器。
[0023]本發(fā)明具有的優(yōu)點(diǎn)和積極效果是:該核廢料鋼桶自動(dòng)取封蓋控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單、合理，運(yùn)行穩(wěn)定可靠，能夠?qū)崿F(xiàn)桶蓋抓取、移動(dòng)、桶蓋與廢料桶自動(dòng)定位、桶螺紋孔位置定位、桶蓋上的螺釘位置定位、放置桶蓋、擰緊桶蓋緊固螺栓等功能，在整個(gè)過(guò)程中，操作人員均遠(yuǎn)程操作，不與裝置進(jìn)行直接接觸，亦不直接暴漏在操作現(xiàn)場(chǎng)；根據(jù)對(duì)象的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，機(jī)械手采用主動(dòng)定位加浮動(dòng)定位的結(jié)構(gòu)、主動(dòng)定位結(jié)構(gòu)采用X、Y、Z三軸直交直線運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，以及繞Z軸回轉(zhuǎn)的C軸回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu);X、Y軸方向伺服運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)緊固螺栓的浮動(dòng)操作頭對(duì)桶或者桶蓋的精確自動(dòng)定位，Z軸的伺服運(yùn)動(dòng)帶動(dòng)浮動(dòng)操作頭上下運(yùn)動(dòng)，為取放桶蓋的運(yùn)動(dòng)自由度，C軸回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)主要完浮動(dòng)頭回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，通過(guò)回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)結(jié)合尋找桶螺紋孔和桶蓋螺釘?shù)膫鞲衅鳎瑢?duì)桶上螺紋孔以及桶蓋上螺釘?shù)亩ㄎ?。浮?dòng)操作頭上用于自適應(yīng)精確定位桶蓋上的螺栓或者桶螺紋孔，其上固定電動(dòng)扳手，用于擰緊螺栓。同時(shí)，根據(jù)機(jī)械手使用環(huán)境，曝露在工作現(xiàn)場(chǎng)部分的電氣驅(qū)動(dòng)控制功能模塊和各傳感器，選用有一定的耐輻照特性的器件；同時(shí)，曝露在輻照環(huán)境下的部分的機(jī)械與電氣控制模塊需符合ΙΡ54防護(hù)要求，做防水防塵處理，可完全防止灰塵進(jìn)入；控制系統(tǒng)采用遠(yuǎn)程控制的方式，人機(jī)交互控制臺(tái)以控制計(jì)算機(jī)為核心，通過(guò)總線與現(xiàn)場(chǎng)控制器PLC通信的方式實(shí)現(xiàn)設(shè)備的控制，與輻照環(huán)境相隔離。
【附圖說(shuō)明】
[0024]圖1是本發(fā)明實(shí)施例提供的核廢料鋼桶自動(dòng)取封蓋控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025]圖2是本發(fā)明實(shí)施例提供的圖像監(jiān)控單元的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0026]圖3是本發(fā)明實(shí)施例提供的運(yùn)動(dòng)控制單元的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0027]圖4是本發(fā)明實(shí)施例提供的PLC控制器的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0028]圖中:1、圖像監(jiān)控單元；1_1、顯示屏；1_2、4路硬盤錄像機(jī)；1_3、第二電源模塊；1_4、攝像機(jī)；2、運(yùn)動(dòng)控制單兀；2_1、上位機(jī)；2_2、第一電源模塊；2_3、PLC控制器；2_3_1、CPU 模塊;2-3-2、DI 模塊;2-3-3、D0 模塊;2-3_4、AI 模塊；2-3_5、FM353 模塊;2_4、伺服驅(qū)動(dòng)器；2-5、伺服電機(jī)；3、定位單元；4、傳感器單元。
【具體實(shí)施方式】
[0029]為能進(jìn)一步了解本發(fā)明的
【發(fā)明內(nèi)容】
、特點(diǎn)及功效，茲例舉以下實(shí)施例，并配合附圖詳細(xì)說(shuō)明如下。
[0030]請(qǐng)參閱圖1至圖4所示:該核廢料鋼桶自動(dòng)取封蓋控制系統(tǒng)包括:圖像監(jiān)控單元1、運(yùn)動(dòng)控制單元2、定位單元3、傳感器單元4 ；
[0031]運(yùn)動(dòng)控制單元2用于數(shù)據(jù)的運(yùn)算和處理，并發(fā)出控制命令；
[0032]圖像監(jiān)控單元I與運(yùn)動(dòng)控制單元2相連接，用于對(duì)整個(gè)裝置運(yùn)行過(guò)程中的動(dòng)作進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控；
[0033]定位單元3與運(yùn)動(dòng)控制單元2相連接，用于對(duì)X軸、Y軸、Z軸以及回轉(zhuǎn)C軸的精確定位;
[0034]傳感器單元4與運(yùn)動(dòng)控制單元2相連接，用于檢測(cè)金屬桶的位置。
[0035]所述的運(yùn)動(dòng)控制單元2包括:上位機(jī)2-1、第一電源模塊2_2、PLC控制器2_3、伺服驅(qū)動(dòng)器2-4、伺服電機(jī)2-5 ；
[0036]上位機(jī)2-1的信號(hào)輸入端與圖像監(jiān)控單元I連接，上位機(jī)2-1的信號(hào)輸出端與PLC控制器2-3連接；PLC控制器2-3由第一電源模塊2-2供電，PLC控制器2_3的輸出端連接伺服驅(qū)動(dòng)器2-4并通過(guò)伺服驅(qū)動(dòng)器2-4連接伺服電機(jī)2-5 ;PLC控制器2_3還與定位單元3和傳感器單元4相連接。
[0037]所述的圖像監(jiān)控單元I包括:顯示屏1_1、4路硬盤錄像