烧结炉作为重水堆元件生产线的关键重要设备,负责完成将UO₂生坯烧结成UO₂芯块,烧结后的芯块,体积变小、密度变大、硬度和强度增强。烧结岗位自动化程度较低,生坯翻舟、料舟上料、料舟下料、芯块拨料都需要人工完成,劳动强度大、生产效率低,而且操作人员需要长时间、近距离与物料接触,对员工的辐射防护造成不利影响。因此,本课题将设计制作一套烧结炉自动上、下料系统,提高生产线自动化水平,降低员工劳动强度,提高生产线辐射防护水平。本文首先介绍了课题的研究意义和背景及国内外对烧结炉自动上、下料系统的研究现状,接着介绍了烧结炉料舟形式及特点,本次课题研究的内容和目的。烧结炉自动上下料系统由支撑框架、扫码器、限位夹紧装置、三轴机械手、缓存上料平台、控制柜、触摸屏等组成,本文介绍了各机构的机械设计方案,根据设计要求,对各机构的零部件和元器件进行设计、选型;接着介绍了自动上下料系统的电气控制系统和信息化系统,电气控制系统完成各机构间的自动控制,对控制系统不同控制模式、操作界面、按键功能进行介绍,信息化系统完成烧结物料批号、类型、重量、数量等数据的自动统计,自动生成统计报表。自动上下料控制系统向芯块制备生产线中央控制系统发出请求,由中央控制系统调拨AGV小车,完成系统物料的运转;自动上下料系统组装完毕后,进行了试验调试,验证系统控制算法的合理性和精确度,经验证满足设计要求。同时对发现一些硬件问题,主要集中在自动上下料系统与烧结炉衔接处,通过优化改进,最终解决了上料缓存输送机构中推料2#气缸、下料输送机构传输方式中存在的问题。本次课题研究主要创新点有以下两方面:1)实现了无框烧结舟的自动上料、自动下料,实现烧结物料运转的全自动化;2)生坯舟在缓存输送台上Y向至X向传动过程中,在换向处通过增加托举气缸,实现了自然换向,避免出现料舟晃动。经过实践应用验证,烧结炉自动上下料系统满足设计要求,完美应用于芯块制备生产线。最后对自动工作站及整条芯块制备生产线的未来发展进行了展望。