一种1／8核聚变真空室的固定和焊缝打磨装置及方法

本发明涉及核聚变装置，具体为一种1/8核聚变真空室的固定和焊缝打磨装置及方法。

背景技术：

1、核聚变是极具潜力的新型绿色能源。cfetr作为国内首件大型托卡马克聚变装置的核心安全部件，具有技术要求高、建造难度大等特点。cfetr真空室为双层d型截面环形结构，1/8真空室扇区预研件由4个1/32扇区、过渡段和领圈延长段焊接而成。装配工艺为极向段到1/32段真空室，再到1/16段真空室，最后到1/8段真空室。在两个1/16段真空室拼焊到1/8真空室的过程中，需要两个1/16真空室之间精密装配，同时在1/8真空室成型后，需要对焊缝进行打磨处理，降低多余焊材对1/8真空室质量和性能的影响。

2、在现有技术中，没有成熟的1/8核聚变真空室的固定和焊缝打磨装置，目前主要是用支撑立柱将1/16真空室水平放置，然后再拼焊上另一块1/16真空室扇区，再采用人工的方法对1/8真空室的焊缝进行打磨，但人工打磨不仅去除效果差、效率不高、打磨质量低，且作业环境恶劣对工人危害很大，浪费了大量的劳动力；鉴于此，我们提出了一种1/8核聚变真空室的固定和焊缝打磨装置及方法。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一1/8核聚变真空室的固定和焊缝打磨装置及方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种1/8核聚变真空室的固定和焊缝打磨装置，包括固定工装，所述1/8核聚变真空室的固定工装上悬挂安装有d形可拼接导轨，所述d型可拼接导轨为多自由度焊缝打磨小车提供支撑定位和导向作用；

3、所述固定工装包括底座、空心调整立柱、横梁和悬挂装置，所述底座包括底板，所述底板四角边缘设置有四根底部立柱，底板的中心位置安装固定有举升装置，所述举升装置上设有底部调整螺栓，所述空心调整立柱在所述四根底部立柱上依靠所述举升机构垂直移动，所述空心调整立柱包括内部立柱和外部立柱，所述内部立柱上设有内部调整螺栓，所述外部立柱上设有外部调整螺栓，所述横梁可拆卸地安装在所述空心调整立柱上，所述悬挂装置设在所述外部立柱上，所述悬挂装置包括电动缸，所述电动缸固定安装在所述外部立柱上并驱动悬挂钩上下滑动；

4、所述d形可拼接导轨呈d形环状，所述d形可拼接导轨包括导轨一、导轨二、导轨三、导轨四和塔扣，所述塔扣设置有四组，且四组所述塔扣将导轨一、导轨二、导轨三、导轨四进行连接。

5、所述多自由度焊缝打磨小车包括x向移动机构、旋转机构、横移机构、z向移动机构和可旋转打磨机构，所述旋转机构固定安装在所述x向移动机构中心，所述横移机构与旋转机构旋转台连接，所述z向移动机构固定安装在所述横移机构侧面，所述可旋转打磨机构固定安装在所述z向移动机构的底部。

6、可选的，所述底座还包括底部调整螺栓和内部调整螺栓，所述外部调整螺栓与所述横梁共同限定形成供/核聚变真空室固定的空间；将1/16核聚变真空室放入所述固定工装后，调节所述举升机构与所述底部调整螺栓使其水平，先调节下侧所述内部调整螺栓与下侧所述外部调整螺栓使该1/16核聚变真空室固定，再放入另一1/16核聚变真空室，接着调节上侧所述内部调整螺栓与上侧所述外部调整螺栓使另一1/16核聚变真空室固定，最后盖上所述横梁。

7、可选的，所述d形可拼接导轨悬挂固定在所述悬挂钩上，所述d形可拼接导轨是由弹簧钢制成的柔性轨道，其质量较轻且具有一定的刚性和柔性，能够消除一定制造误差在装配时的影响，以便d形轨道的拼接；将/核聚变真空室放置在所述固定工装后，启动所述电动缸使所有悬挂钩水平，将所述导轨一，导轨二，导轨三，导轨四放置在对应的所述悬挂钩上，利用弹簧钢特性将对应导轨相接，再用所述塔扣锁紧。

8、可选的，所述x向移动机构包括移动架，所述移动架中间两侧固定安装有驱动电机，所述驱动电机通过驱动齿轮进而带动所述滚轮在所述d型可拼接导轨上进行滚动。

9、可选的，所述横移机构包括伺服电动缸，所述伺服电动缸安装固定在旋转平台上，所述旋转平台与所述旋转机构固定连接，所述铝合金外框在所述伺服电动缸外侧避免发生碰撞损坏，所述固定框架安装固定在所述旋转平台上，来防止所述伺服电动缸发生偏移，所述滑轨连接所述伺服电动缸与横移板，在所述伺服电动缸上表面偏底部固定安装有后挡板，防止所述横移板发生碰撞，所述横移板前侧固定安装有前挡板，同时与所述伺服电动缸的活塞杆连接，来完成所述伺服电动缸驱动所述横移板的目的。

10、可选的，所述z向移动机构包括连接板，所述连接板安装固定在所述横移板侧面，所述横移板的上表面固定安装有升降电机，所述连接板与z向移动板之间用滑轨相连，所述z向移动板的一边侧壁上固定安装有齿条，由升降电机驱动所述z向移动板的上下移动，挡块安装固定在所述滑轨两端，防止所述z向移动板脱落，橡胶垫片安装固定在所述连接板上下侧，缓和所述连接板与所述挡块的碰撞。

11、可选的，所述可旋转打磨机构包括固定连接架，在所述固定架通槽内固定安装有电机，所述电机驱动大带轮装置，进而使y轴旋转框架转动，y轴旋转电机安装固定在所述y轴旋转框架内，所述y轴旋转电机驱动小带轮装置带动x轴旋转电机安装框转动，所述x轴旋转电机驱动电机安装框转动，电机驱动打磨头进行打磨工作。

12、一种1/8核聚变真空室的固定和焊缝打磨装置的打磨方法，所述方法包括以下步骤：

13、s1、将多自由度打磨小车放置在未拼接的导轨一上轨与下轨之间，并移动到导轨一中间位置，然后将d形导轨拼接；

14、s2、启动旋转平台，调节横移机构的角度；启动伺服电动缸，调节横移机构的y向位置；启动升降电机，调节z向移动机构的z向位置；启动电机，启动y轴旋转电机，启动x轴旋转电机，调整打磨头角度，启动电机，进行打磨；

15、s3、启动驱动电机，驱动多自由度打磨小车在可d形可拼接导轨进行移动打磨工作；

16、s4、在所述多自由度打磨小车将移动至所述固定工装时，停止驱动电机，启动升降电机，提升所述z向移动机构至d形可拼接导轨上方，启动旋转平台，将横移机构，z向移动机构，旋转打磨机构转动至导轨外侧；

17、s5：重复s2-s4直至焊缝全部打磨完成。

18、可选的，所述方法还包括以下步骤：

19、通过激光跟踪仪定位固定工装的安装位置；

20、通过激光跟踪仪定位/核聚变真空室的高度，查看是否水平；

21、通过激光跟踪仪定位悬挂钩的高度，查看是否水平；

22、通过激光测距仪定位多自由度打磨小车的工作位置。

23、与现有技术相比，本发明提供了一种1/8核聚变真空室的固定和焊缝打磨装置及方法，具备以下有益效果：

24、1、该1/8核聚变真空室的固定和焊缝打磨装置及方法，通过固定工装实现1/8核聚变真空室的拼接，通过多自由度焊缝打磨小车在d形轨道上的移动，实现了对1/8真空室焊接焊缝的打磨的功能，节约了人力，保证了工作人员的生命健康安全。

25、2、该1/8核聚变真空室的固定和焊缝打磨装置及方法，将多自由度焊缝打磨小车放置在d形可拼接轨道上，多自由度焊缝打磨小车的工作位置可以进行x、y、z三个方向的路程以及角度调整，以实现对1/8核聚变真空室焊缝的自动打磨，一段焊缝打磨结束可调整方向，控制越过固定工装立柱，焊缝完全由多自由度焊缝打磨小车进行打磨，打磨过程工人不用参与其中，保护了工人的生命健康安全，提高了打磨效率。