JP2000206287A - Working robot in reactor - Google Patents

Working robot in reactor

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JP2000206287A
JP2000206287A JP11009945A JP994599A JP2000206287A JP 2000206287 A JP2000206287 A JP 2000206287A JP 11009945 A JP11009945 A JP 11009945A JP 994599 A JP994599 A JP 994599A JP 2000206287 A JP2000206287 A JP 2000206287A
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JP
Japan
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welding
reactor
robot
working
working robot
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Application number
JP11009945A
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Japanese (ja)
Inventor
Kazuo Sudo
和雄 須藤
Toshihiro Yasuda
年廣 安田
Yuichi Tonmiya
雄一 頓宮
Kiyoshi Ishikawa
澄 石川
Masahiro Kobayashi
雅弘 小林
Ryusuke Tsuboi
竜介 坪井
Keiji Taki
圭史 多紀
Kazuo Aoyama
和夫 青山
Hiroyuki Takebayashi
弘之 竹林
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Toshiba Corp
Toshiba FA Systems Engineering Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Toshiba FA Systems Engineering Corp
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Publication date
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    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E30/00Energy generation of nuclear origin
    • Y02E30/30Nuclear fission reactors

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To quickly execute operation in a reactor such as welding even under much radiation dose and to reduce exposure dose by equipping an arm part that can be operated three-dimensionally due to a base part that can travel in the reactor and an articulated interlocking structure and an operation part that is provided at the tip. SOLUTION: A working robot in a reactor basically consists of a traveling robot 11 and a control device 12 for controlling it. The robot 11 is provided with a base part 13 with a traveling wheel and an articulated arm part that is supported by a robot body 15 that is connected via a post 14 (shaft O1) that is vertical to the base part 13. A welding head 21 is detachably mounted to the tip of a rotary arm 19 via a holder 20 that can be rotated around a shaft 15 that orthogonally crosses a shaft O4, and a welding torch 22 can be rotated around a head 21 via a shaft O6 that is concentric with the shaft O5. An encoder is provided at each joint part. Regarding welding to a welded site in a complex shape and a narrow part also, the installation location, procedures of a welding machine, a site, and the design of a connection head and the like are considered for simplifying the execution.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、既設の原子炉内で
の保守、点検等に際して溶接等の作業を実施するために
適用される原子炉内作業ロボットに関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an in-reactor working robot which is used for performing work such as welding at the time of maintenance and inspection in an existing reactor.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、建設中のプラントおよび既設のプ
ラントの補修等のために行われる原子炉内における溶接
等の施工は、溶接士によるマニュアル溶接、または特定
の部位を溶接するために設計した半自動溶接機を用いて
行われている。
2. Description of the Related Art Conventionally, welding and the like performed in a nuclear reactor for repairing a plant under construction and an existing plant have been designed for manual welding by a welder or for welding specific parts. This is done using a semi-automatic welding machine.

【0003】溶接士によるマニュアル溶接では、溶接用
の治工具を原子炉内に搬入するとともに、溶接士自身が
原子炉内に入域して溶接トーチと溶接棒とを各々手に持
ち、溶接部に接近して溶接施工を行っている。
[0003] In manual welding by a welder, a welding jig is carried into a nuclear reactor, and the welder himself enters the reactor and holds a welding torch and a welding rod in his / her hands, respectively. Welding is being carried out close to.

【0004】この場合、溶接部のまわりには足場や溶接
士のサポートを設置し、既設のプラントでの作業の場合
には、さらに放射線の影響を低減するために遮蔽壁を設
置するなど、溶接の環境条件を事前に整備している。
In this case, a scaffold or a support of a welder is installed around the welded portion, and when working in an existing plant, a shield wall is installed to further reduce the influence of radiation. Environmental conditions are prepared in advance.

【0005】図5および図6は、特定の部位を溶接する
ために設計した半自動溶接機の構成例を示している。こ
の半自動溶接機は、垂直な溶接機取付け架台1の上にレ
ール2を設け、このレール2の上に溶接機本体3を設置
するようにしている。溶接機本体3にはアーム4を介し
て溶接ヘッド5が取付けられている。なお、アーム4は
特に移動するものではなく、溶接ヘッド5はレール2上
で一定範囲の移動を行うことができるが、溶接機取付け
架台1全体を移動して、溶接位置に搬入するようになっ
ている。
FIGS. 5 and 6 show an example of the configuration of a semi-automatic welding machine designed for welding a specific part. In this semi-automatic welding machine, a rail 2 is provided on a vertical welding machine mounting base 1, and a welding machine body 3 is installed on the rail 2. A welding head 5 is attached to the welding machine body 3 via an arm 4. The arm 4 does not move in particular, and the welding head 5 can move within a certain range on the rail 2. However, the entire welding mount 1 is moved and carried to the welding position. ing.

【0006】図5の例では、原子炉圧力容器6に、ライ
ザ管7を支持するライザブレース8を、パッド8aを介
して溶接する状態を例示したもので、原子炉圧力容器6
の内面には炉壁シールド9を添装して作業を行うように
している。
FIG. 5 shows an example in which a riser brace 8 supporting a riser pipe 7 is welded to a reactor pressure vessel 6 via a pad 8a.
A furnace wall shield 9 is attached to the inner surface of the work.

【0007】この半自動溶接機を用いる溶接において
は、溶接士または溶接補助者が原子炉圧力容器6内に入
域し、溶接部の近傍に半自動溶接機を設置するための構
造物である溶接機取付け架台1、レール2等を取付け、
半自動溶接機である溶接機本体3をレール2にセットす
る。そして、溶接部と溶接機および溶接ヘッド5の動作
確認と位置調整を行う。動作確認と位置調整は、遠隔に
てオペレータが原子炉外に設置した溶接制御盤から原子
炉内の溶接士または溶接補助者と連絡を取りながら実施
する。
In welding using this semi-automatic welding machine, a welder or a welding assistant enters the reactor pressure vessel 6 and is a structure for installing a semi-automatic welding machine in the vicinity of a welded portion. Attach mounting base 1, rail 2, etc.
The welding machine main body 3 which is a semi-automatic welding machine is set on the rail 2. Then, operation confirmation and position adjustment of the welding portion, the welding machine, and the welding head 5 are performed. The operation check and the position adjustment are performed while the operator remotely contacts a welder or a welding assistant in the reactor from a welding control panel installed outside the reactor.

【0008】オペレータは、溶接制御盤から溶接ヘッド
5に取付けられたCCDカメラ等の画像を通して溶接状
態を目視するとともに、溶接機の動作制御および溶接の
制御を行う。溶接施工にあたっては、予め検討し評価し
た溶接シーケンスを確立しておき、これに従って上述の
動作確認および位置調整を繰り返し行い、溶接を実施す
る。
The operator visually observes the welding state through an image of a CCD camera or the like attached to the welding head 5 from the welding control panel and controls the operation of the welding machine and the welding. In performing welding, a welding sequence that has been examined and evaluated in advance is established, and the above-described operation check and position adjustment are repeatedly performed in accordance with the established welding sequence, and welding is performed.

【0009】さらに、既設のプラントでは、放射線の影
響を低減するため事前に放射線遮蔽として炉壁シールド
9を設置し、また、溶接施工中は、半自動溶接機の調整
段取り替えの際、簡易遮蔽の取付けり取外し行い、放射
線を防御する付帯的な作業を実施する。
Further, in the existing plant, a furnace wall shield 9 is installed in advance as a radiation shield in order to reduce the influence of radiation, and during the welding operation, a simple shielding is required when the adjustment setup of the semi-automatic welding machine is changed. Attach and remove and perform incidental work to protect against radiation.

【0010】[0010]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
溶接士による施工方法では、溶接に関わる治工具を原子
炉内に搬入し、原子炉内に溶接士が入域して溶接トーチ
と溶接棒を各々手に持ち、溶接部に接近して溶接施工を
行う必要があり、溶接施工中、現場に滞在する必要があ
った。
However, in the conventional welding method, a welding tool is carried into the reactor, and the welder enters the reactor, and the welding torch and the welding rod are removed. Each had to be held in hand and approached to the weld, to perform the welding work, and it was necessary to stay at the site during the welding work.

【0011】このため、溶接士の被曝線量管理上、原子
炉内の放射線環境下で長時間の連続した作業は困難であ
った。特に高放射線量下の溶接部位では、溶接士が直接
近づくことができず、溶接士による溶接施工を実施する
ことさえ困難であった。
[0011] For this reason, it has been difficult to perform a long-time continuous operation in a radiation environment in a nuclear reactor in order to control the exposure dose of the welder. In particular, at a welding site under a high radiation dose, the welder could not directly approach, and it was difficult even for the welder to perform welding work.

【0012】また、このような放射線環境下では、溶接
士の放射線に対する装備は重厚になり、両手もふさがっ
ており、視野や動作が制限される。
Further, in such a radiation environment, the equipment for the radiation of the welder is heavy and both hands are occupied, and the field of view and the movement are restricted.

【0013】また、形状が複雑な部位や狭隘部への施工
に際しては、繊細で高度な技量が必要とされるととも
に、特殊な治具が必要となり、かつ作業時間が制限され
るため、多数の熟練した溶接士が携わる必要があった。
また、溶接部のまわりには足場や溶接士のサポートを設
置し、既設のプラントでは、さらに放射線の影響を低減
するため遮蔽を設置するなど溶接の環境条件を事前に整
備する必要があった。
[0013] Further, in the case of construction on a part having a complicated shape or a narrow part, delicate and advanced skills are required, special jigs are required, and work time is limited. A skilled welder had to be involved.
In addition, scaffolds and support for welders were installed around the welded parts, and in the existing plant, it was necessary to prepare welding environmental conditions in advance, such as installing shields to further reduce the effects of radiation.

【0014】一方、特定の部位を溶接するために設計し
た半自動溶接機等を用いる溶接では、溶接士または溶接
補助者が原子炉内に入域し、溶接部の近傍に半自動溶接
機を設置するための構造物(例えばレール2や架台等
1)を事前に取付ける必要があり、半自動溶接機をレー
ル2にセットして溶接部と溶接機本体3および溶接ヘッ
ド5の動作確認と位置調整を行う必要があった。動作確
認と位置調整は、遠隔にてオペレータが原子炉外に設置
した溶接制御盤から操作するが、原子炉内の当該部に溶
接士または溶接補助者が滞在し、オペレータと連絡を取
りながら溶接機の動作状態を監視するとともに、微妙な
調整を行う必要があった。
On the other hand, in welding using a semi-automatic welding machine or the like designed to weld a specific part, a welder or a welding assistant enters the reactor and installs the semi-automatic welding machine near a welded portion. (For example, the rail 2 and the gantry 1) need to be attached in advance, and a semi-automatic welding machine is set on the rail 2 to check the operation of the welding portion, the welding machine body 3 and the welding head 5 and adjust the position. Needed. Operation confirmation and position adjustment are remotely performed by the operator from the welding control panel installed outside the reactor, but a welder or welding assistant stays in the relevant part of the reactor and welds while communicating with the operator. It was necessary to monitor the operating state of the machine and make fine adjustments.

【0015】さらに、既設のプラントでは、放射線の影
響を低減するため事前に遮蔽を設置し、また、溶接施工
中は、半自動溶接機の調整段取り替えの際、簡易遮蔽の
取付けり取外し行い放射線を防御する付帯的な作業を実
施する必要があった。
Further, in the existing plant, shields are installed in advance to reduce the influence of radiation, and during the welding work, when the adjustment setup of the semi-automatic welding machine is changed, a simple shield is attached and removed to remove the radiation. Ancillary work to defend had to be implemented.

【0016】従来の半自動溶接機による施工方法では、
様々な形状・環境条件の異なる溶接部位に対して各々専
用溶接機を設計する必要があり、溶接部位の形状が非常
に複雑な個所や狭隘部へ問題なく施工させるために、複
雑な構造と機能を有する溶接機を設計する必要があっ
た。
[0016] In the construction method using a conventional semi-automatic welding machine,
It is necessary to design a special welding machine for each welding part with various shapes and environmental conditions, and to have a complicated structure and function in order to be able to work on very complicated places and narrow parts without problems It was necessary to design a welding machine having

【0017】また、半自動溶接機を開発することによっ
て、溶接施工中溶接士が原子炉内に入域し溶接部に常時
滞在する必要がなくなったが、オペレータと連絡を取り
ながら溶接機の動作状態を監視すると共に、微妙な調整
を行う必要があり、溶接シーケンスの溶接パスごとに、
溶接士または溶接補助者が溶接部位で直接溶接機の微調
整をする必要があった。このため、1パスの施工時間が
短い部位ほど、頻繁に溶接部位に近づかなければなら
ず、被曝線量も増大するというするという問題があっ
た。
The development of a semi-automatic welding machine eliminates the need for a welder to enter the reactor and stay at the welding part during welding work. Must be monitored and fine adjustments must be made for each welding pass in the welding sequence.
The welder or welding assistant needed to fine-tune the welder directly at the weld site. For this reason, there is a problem that the shorter the construction time of one pass, the more frequently the part must be approached to the welded part, and the dose of exposure increases.

【0018】また、半自動溶接機を溶接部に設置するた
めの特殊な構造物(例えば溶接機が稼動するレール2や
溶接機取付け架台1等)を取付ける必要があったので、
溶接士または溶接補助者が原子炉内に入域し被曝する可
能性があった。
Further, it is necessary to attach a special structure (for example, a rail 2 on which the welding machine operates, a welding machine mounting base 1, etc.) for installing the semi-automatic welding machine at the welding portion.
A welder or welding assistant could enter the reactor and be exposed.

【0019】さらに、高放射線量下の溶接部位を施工す
る半自動溶接機の設置にあたっては、放射線被曝の危険
性が増大し、また、溶接部位の形状が複雑で溶接施工が
難しい部位ほど、溶接機の設置や周辺機器の設置に多大
な時間を要するため、被曝線量管理上、一人あるいは同
じグループの作業者が連続して作業に従事できなかっ
た。
Further, when installing a semi-automatic welding machine for performing a welding portion under a high radiation dose, the risk of radiation exposure increases, and the more complicated the shape of the welding portion is, the more difficult the welding process is. Because it takes a lot of time to install the equipment and peripheral equipment, one or the same group of workers could not work continuously in terms of radiation dose management.

【0020】その結果、多数の作業者従事が必要とな
り、作業時間と総被曝線量が増大してしまう問題があっ
た。このことは、溶接施工終了後の溶接機および周辺機
器の取り外しや、片付け等についても同様であった。
As a result, there is a problem that a large number of workers need to be engaged, and the working time and the total exposure dose increase. The same applies to the removal and clearing of the welding machine and peripheral devices after the completion of welding.

【0021】本発明はこのような事情に鑑みてなされた
もので、その目的は、高放射線量下でも溶接等の炉内作
業を可能とし、作業者の原子炉内に入域する時間を大幅
に削減して、放射線による被曝線量低減を図ることにあ
る。また、溶接施工中は遠隔によりオペレータが簡単に
溶接制御し監視できるようにし、溶接士または溶接補助
者が当該部に滞在する必要をなくすることにある。
The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to enable work in a furnace such as welding even under a high radiation dose, thereby greatly reducing the time required for an operator to enter the reactor. To reduce the radiation exposure dose. Another object of the present invention is to make it possible for a remote operator to easily control and monitor welding during a welding operation, so that a welder or a welding assistant does not need to stay in the section.

【0022】すなわち、本発明は、溶接機等の作業機器
自体に溶接施工部位を認識する制御機能を備えさせ、予
め基本動作を教示することで、自動的に適切な溶接等の
施工を行うことを可能とする原子炉内作業ロボットを提
供するものである。
That is, according to the present invention, a work function such as a welding machine itself is provided with a control function for recognizing a welding work site, and a proper operation such as welding is automatically performed by teaching basic operations in advance. It is intended to provide an in-reactor working robot capable of performing the following.

【0023】また、本発明の他の目的は、複雑な形状の
溶接部位や狭隘部への溶接等の作業についても、溶接機
等の設置場所と溶接手順および溶接部位と取り合う溶接
ヘッド部の設計を考慮するだけで、簡単に施工できるロ
ボットを提供することにある。
Another object of the present invention is to provide a welding head, a welding procedure, and the design of a welding head portion to be engaged with a welding portion, for work such as welding to a welding portion having a complicated shape or a narrow portion. It is an object of the present invention to provide a robot that can be easily constructed simply by considering the above.

【0024】本発明の別の目的は、小型,軽量で、運搬
移動に手間がかからず、容易に溶接部等の作業位置へ設
置でき、施行場所のスペースに制限されず自由に設置で
きるロボットを提供することにある。
Another object of the present invention is to provide a robot which is small, lightweight, requires little time for carrying and moving, can be easily installed at a work position such as a welded portion, and can be freely installed without being limited by the space of the working place. Is to provide.

【0025】本発明のさらに別の目的は、特定の溶接部
の専用溶接機としてではなく、ロボット本体の先端に取
付ける溶接部の形状および環境条件にあった溶接ヘッド
を準備するだけで、いかなる条件の溶接部位でも施工す
ることが可能である汎用機器を提供することにある。
Still another object of the present invention is to prepare a welding head suitable for the shape and environmental conditions of the welding portion to be mounted on the tip of the robot body, not for a special welding machine for a specific welding portion, but for any conditions. It is an object of the present invention to provide a general-purpose device that can be installed even at a welded part.

【0026】本発明のさらに他の目的は、放射線環境下
にない建設プラントに供した場合でも、効率よく信頼性
の高い溶接施工等の作業が可能である汎用性が高いロボ
ットを提供することにある。
Still another object of the present invention is to provide a highly versatile robot which can efficiently and reliably perform welding work and the like even when used in a construction plant which is not in a radiation environment. is there.

【0027】[0027]

【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
めに、請求項1の発明では、原子力発電所の原子炉内に
導入され、遠隔操作により炉内空間で作業を行う原子炉
内作業ロボットであって、炉内で移動可能なベース部
と、このベース部から突出し多関節の連結構造により三
次元的な動作が可能なアーム部と、このアーム部の先端
に設けられた作業部とを備えたことを特徴とする原子炉
内作業ロボットを提供する。
In order to achieve the above object, according to the first aspect of the present invention, a work in a nuclear reactor which is introduced into a nuclear reactor of a nuclear power plant and works in the furnace space by remote control. A robot, a base part movable in the furnace, an arm part protruding from the base part and capable of three-dimensional operation by a multi-joint connection structure, and a working part provided at a tip of the arm part. A work robot in a nuclear reactor characterized by comprising:

【0028】請求項2の発明では、請求項1記載の原子
炉内作業ロボットにおいて、アーム部の動作を行うため
の駆動部および制御部が、放射線環境下での使用が可能
で、かつ放射線に対して耐久性のある構成とされている
ことを特徴とする原子炉内作業ロボットを提供する。
According to a second aspect of the present invention, in the working robot in a nuclear reactor according to the first aspect, the drive unit and the control unit for performing the operation of the arm unit can be used in a radiation environment, and can control radiation. Provided is an in-reactor working robot characterized by having a durable configuration.

【0029】請求項3の発明では、請求項1記載の原子
炉内作業ロボットにおいて、アーム部の先端側が、原子
炉内の狭隘な空間での施工に要する動作を可能とする構
成とされていることを特徴とする原子炉内作業ロボット
を提供する。
According to a third aspect of the present invention, in the in-reactor working robot according to the first aspect, the distal end side of the arm portion is configured to enable an operation required for construction in a narrow space in the reactor. A working robot in a nuclear reactor is provided.

【0030】請求項4の発明では、請求項1記載の原子
炉内作業ロボットにおいて、アーム部および作業部を炉
外での遠隔で操作によって動作させる機能を有すること
を特徴とする原子炉内作業ロボットを提供する。
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided the in-reactor working robot according to the first aspect, further comprising a function of operating the arm portion and the working portion by remote operation outside the reactor. Provide a robot.

【0031】請求項5の発明では、請求項1記載の多関
節作業ロボットは、予め動作を教示しておきそれを再現
できる機能を有することを特徴とする原子炉内作業ロボ
ットを提供する。
According to a fifth aspect of the present invention, there is provided the multi-joint working robot according to the first aspect, which has a function of teaching an operation in advance and reproducing the operation.

【0032】請求項6の発明では、請求項1記載の原子
炉内作業ロボットにおいて、ベース部、アーム部および
作業部を含む全体構成が小型で軽量で、かつ移動および
設置が容易な構成とされていることを特徴とする原子炉
内作業ロボットを提供する。
According to a sixth aspect of the present invention, in the working robot in a nuclear reactor according to the first aspect, the entire configuration including the base, the arm, and the working unit is small, lightweight, and easy to move and install. A working robot in a nuclear reactor is provided.

【0033】請求項7の発明では、請求項1記載の原子
炉内作業ロボットにおいて、ベース部およびアーム部の
少なくともいずれかの部位にタッチセンサを有し、作業
部位を自動的に認識することが可能で、かつ原子炉内に
設置したレール上で異なる場所へ自動的に移動すること
が可能であることを特徴とする原子炉内作業ロボットを
提供する。
According to a seventh aspect of the present invention, in the working robot in the nuclear reactor according to the first aspect, a touch sensor is provided on at least one of the base portion and the arm portion to automatically recognize the working portion. Provided is a working robot in a nuclear reactor, which is capable of being automatically moved to a different place on a rail installed in the nuclear reactor.

【0034】[0034]

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る原子炉内作業
ロボットの一実施形態について、図1〜図面を参照して
説明する。なお、本実施形態の原子炉内作業ロボット
は、溶接用ロボットとして適用したものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of a working robot in a nuclear reactor according to the present invention will be described below with reference to FIGS. The working robot in the nuclear reactor of the present embodiment is applied as a welding robot.

【0035】図1は本実施形態による原子炉内作業ロボ
ットの全体構成を示す概略図であり、図2,図3は使用
状態を示す斜視図である。
FIG. 1 is a schematic diagram showing the overall configuration of the working robot in a nuclear reactor according to the present embodiment, and FIGS. 2 and 3 are perspective views showing a use state.

【0036】図1に示すように、本実施形態の原子炉内
作業ロボットは基本的に、移動用のロボット11と、こ
れを制御するための制御装置12とからなる。
As shown in FIG. 1, the in-reactor working robot according to the present embodiment basically includes a moving robot 11 and a control device 12 for controlling the same.

【0037】ロボット11は、移動用車輪を有するベー
ス部13と、これに垂直な支柱14(第1軸O1)を介
して接続されたロボット本体15と、これに軸支された
多間接構造のアーム部とを備えている。
The robot 11 has a base portion 13 having moving wheels, a robot main body 15 connected to a base column 14 (first axis O1) perpendicular to the base portion 13, and a multi-indirect structure supported by the robot body 15. Arm part.

【0038】アーム部は、ロボット本体15に水平な第
2,3軸O21,O22を介して連結された第1,第2
の独立動作できる俯仰アーム16,17と、この各アー
ム16,17の先端に軸O21,O22と平行な軸O3
1,O32を介して接続された円筒状のヘッドアーム1
8と、このヘッドアーム18に同軸的に連結され、軸O
4まわりに回動可能に連結された回動アーム19とを有
している。
The arm unit is connected to the robot body 15 via first and second horizontal axes O21 and O22.
Arms 16 and 17 that can operate independently of each other, and an axis O3 parallel to axes O21 and O22 at the ends of the arms 16 and 17 respectively.
1, a cylindrical head arm 1 connected via O32
8 and coaxially connected to the head arm 18,
And a rotating arm 19 rotatably connected around the rotation arm 4.

【0039】回動アーム19の先端には軸O4と直交す
る軸O5の回りで回転できるホルダ20を介して溶接ヘ
ッド21が着脱可能に取付けられている。溶接ヘッド2
1には溶接トーチ22が、軸O5と同心的な軸O6を介
して回動可能に取付けられている。
A welding head 21 is detachably attached to the tip of the rotating arm 19 via a holder 20 rotatable around an axis O5 orthogonal to the axis O4. Welding head 2
1, a welding torch 22 is rotatably mounted on a shaft O6 concentric with the shaft O5.

【0040】一方、制御装置12は、制御電源13、モ
ニタ14、溶接電源15と、動作指示を行うためのティ
ーチングペンダント16とを備えた構成とされている。
On the other hand, the control device 12 includes a control power supply 13, a monitor 14, a welding power supply 15, and a teaching pendant 16 for giving an operation instruction.

【0041】このような構成において、多関節(6関
節)のアーム部のヘッドアーム18および回動アーム1
9は、細長いマニュピレータとして構成されている。各
関節部には、エンコーダが設けられている。マニュピレ
ータは動作範囲が広く、軸O1まわりの旋回方向で約2
70度回転でき、上下方向も第1,第2の俯仰アーム1
6,17の動作(相互独立動作)により第1軸O1まわ
りで約300度の範囲で動くことができる。
In such a configuration, the head arm 18 and the rotating arm 1 of the multi-joint (six joints) arm portion are used.
9 is configured as an elongated manipulator. Each joint is provided with an encoder. The manipulator has a wide range of motion, about 2 in the direction of rotation around the axis O1.
Can be rotated 70 degrees and the first and second elevating arms 1 in the vertical direction
Due to the operations 6 and 17 (mutually independent operations), it is possible to move in a range of about 300 degrees around the first axis O1.

【0042】そして、多関節マニピュレータの図示しな
いモータ部(例えば各関節部に設けられる)に取り付け
られたエンコーダは、磁気式エンコーダを用いることで
放射線環境下の耐久性を向上することができる。
An encoder attached to a motor unit (not shown) of the articulated manipulator (for example, provided at each joint unit) can improve durability in a radiation environment by using a magnetic encoder.

【0043】さらに、マニュピュレータの先端に取付け
た溶接ヘッド21は、軸O5まわりで360度、振りや
ひねりも出来る。このため、溶接時の溶接姿勢を安定さ
せることができ、溶接ヘッドを小型にすることで、狭隘
部や複雑な形状の溶接部も施工可能である。
Further, the welding head 21 attached to the tip of the manipulator can swing and twist 360 degrees around the axis O5. For this reason, the welding posture at the time of welding can be stabilized, and a narrow portion or a welded portion having a complicated shape can be constructed by reducing the size of the welding head.

【0044】なお、溶接ヘッド21に取付ける溶接トー
チ22は、溶接部の条件に合せ取替可能であるため様々
な部位へ適用できる。
The welding torch 22 attached to the welding head 21 can be replaced according to the conditions of the welded portion, so that it can be applied to various parts.

【0045】ロボット操作は、制御電源13、溶接電源
15、溶接状態を監視するためのモニタ14、およびロ
ボット動作指示を行うためのティーチングペンダント1
6を原子炉外に配置し、遠隔操作ですべて実施できる。
The robot is operated by a control power supply 13, a welding power supply 15, a monitor 14 for monitoring a welding state, and a teaching pendant 1 for instructing a robot operation.
6 can be placed outside the reactor and all can be performed remotely.

【0046】図2、図3は、本実施形態の原子炉内作業
ロボットの施工状態図および溶接部の拡大図である。
FIGS. 2 and 3 are a construction state diagram and an enlarged view of a welded portion of the in-reactor working robot of the present embodiment.

【0047】これら図2、図3に示すように、本実施形
態では、例えばジェットポンプのライザーブレース8と
原子炉圧力容器6のライザーブレース取付けパッド8a
との溶接について示す。
As shown in FIGS. 2 and 3, in this embodiment, for example, the riser brace 8 of the jet pump and the riser brace mounting pad 8a of the reactor pressure vessel 6 are provided.
This shows the welding with.

【0048】当該溶接部は、放射線量当量率が非常に高
く、溶接部の形状が複雑でライザーブレース8の上下2
枚の板の間隙は狭く、マニュアルまたは半自動溶接機で
施工することが非常に困難である。
The welded portion has a very high radiation dose equivalent rate, the shape of the welded portion is complicated, and the upper and lower portions of the riser brace 8
The gap between the sheets is small and very difficult to apply with a manual or semi-automatic welding machine.

【0049】しかし、このような部位に本実施形態の原
子炉内作業ロボットを使用することで、作業ロボットの
機能と能力を最大限に発揮し多大な効果を得ることがで
きる。
However, by using the in-reactor working robot of the present embodiment in such a portion, the functions and capabilities of the working robot can be maximized and a great effect can be obtained.

【0050】第一は、放射線量当量率が非常に高いた
め、作業者は簡単に近づくことができず、作業者が近づ
くには、重厚な遮蔽が必要となり、その分作業スペース
が狭くなるため、溶接機の設置場所が制限されてしま
う。また、人が近づけたとしても長時間の作業は困難で
あり、複数の作業者が携わる必要がある。
First, since the radiation dose equivalent rate is very high, the worker cannot easily approach the worker, and if the worker approaches, a heavy shielding is required, and the working space is narrowed accordingly. However, the installation place of the welding machine is restricted. Further, even if a person approaches, it is difficult to work for a long time, and a plurality of workers need to be involved.

【0051】しかし、原子炉内作業ロボットは、小型軽
量で移動や設置が簡単にでき、溶接の施工は遠隔操作で
できるため、人間系を少なくでき、被曝線量を大幅に削
減できる。
However, the working robot in a nuclear reactor is small and lightweight, can be easily moved and installed, and can be welded by remote control. Therefore, the number of human systems can be reduced, and the exposure dose can be greatly reduced.

【0052】第二は、溶接部の廻りに遮蔽シールド8a
やライザー管7が設置されているため、溶接部が狭くな
っており、また、ライザーブレース8の上下板間は非常
に狭隘になっているが、スリムで自由に動作できる多関
節作業ロボットは、そのような部位でも多関節、多軸構
造を生かし安定した溶接姿勢保って施工することが可能
である。
Second, a shielding shield 8a is provided around the welded portion.
And the riser pipe 7 are installed, the welded part is narrow, and the space between the upper and lower plates of the riser brace 8 is very narrow. Even in such a part, it is possible to carry out the construction while maintaining a stable welding posture by utilizing the multi-joint and multi-axial structure.

【0053】従って、従来溶接が困難と思われた部位で
も本発明の原子炉内作業ロボット使用することで可能と
なるばかりでなく、溶接の信頼性も向上し品質向上が図
られる。
Therefore, not only is it possible to use the in-reactor working robot of the present invention in a portion where welding is conventionally considered to be difficult, but also the welding reliability is improved and the quality is improved.

【0054】その他の使用例として、図4は、完全自動
溶接を実施するために溶接部の作業足場にレール23を
敷設し、ロボット11のベース部13をレール23の軌
道に設置して自動的に移動できる原子炉内作業ロボット
の例を示す。
FIG. 4 shows another example of use, in which a rail 23 is laid on a work scaffold of a welding portion to perform fully automatic welding, and a base portion 13 of the robot 11 is installed on a track of the rail 23 to automatically perform the welding. An example of an in-reactor working robot that can be moved is shown below.

【0055】これにより、作業者による作業ロボットの
移動や設置などの溶接付帯作業を削減することができ、
作業者が原子炉内に入域する必要が無いので無駄な被曝
を回避できる。
As a result, it is possible to reduce welding incidental work such as movement and installation of the work robot by the operator,
Since there is no need for the operator to enter the reactor, unnecessary exposure can be avoided.

【0056】また、建設プラントにおいても、作業効率
の向上が図られる。さらに、同種の溶接で異なった場所
においても作業ロボットと溶接部の相対位置関係を一致
させられるめ、溶接場所ごとに人間系で微妙な位置関係
を調整していた作業を削減でき、均一な溶接施工結果が
得られるため溶接の健全性および信頼性の向上が図られ
る。
Further, also in the construction plant, the work efficiency is improved. Furthermore, the same type of welding can match the relative positional relationship between the work robot and the welded part even at different locations, eliminating the need to adjust the delicate positional relationship in the human system for each welding location, and achieving uniform welding. Since the construction result is obtained, the soundness and reliability of welding are improved.

【0057】以上の実施形態によれば、原子力発電所の
原子炉において、建設プラントおよび既設プラントの補
修のため、原子炉内で多関節ロボットを使用して、能率
よい作業が行える。
According to the above embodiment, in a nuclear reactor of a nuclear power plant, an efficient operation can be performed by using an articulated robot in the nuclear reactor for repairing a construction plant and an existing plant.

【0058】なお、溶接ヘッド21をホルダ20から着
脱することで、他の作業機器、例えば切断装置等として
の作業が行える。
By attaching and detaching the welding head 21 to and from the holder 20, work as another work equipment, for example, a cutting device can be performed.

【0059】また、磁気方式のエンコーダを適用するこ
とにより、半導体式のもの等に比して放射線に対し耐久
性のある駆動部および制御部とすることができる。した
がって、放射線環境下での溶接施工を可能とし、複雑な
形状やジェットポンプのライザーブレースのような狭隘
部に安定した溶接姿勢で施工できる溶接ヘッドおよび多
関節マニュピレータが提供できる。
Further, by applying a magnetic encoder, it is possible to provide a drive unit and a control unit that are more resistant to radiation than semiconductor type encoders. Therefore, it is possible to provide a welding head and an articulated manipulator that can perform welding in a radiation environment and can perform welding in a stable shape in a narrow shape such as a complicated shape or a riser brace of a jet pump.

【0060】本実施形態の6軸を有する多関節作業ロボ
ットは、オペレータにより遠隔操作することができる機
能を有しており、予め動作を教示しておくと、それを再
現できる機能を有している。したがって、人間系の作業
を短縮し、被曝線量を大幅に削減することができる。
The articulated working robot having six axes according to the present embodiment has a function that can be remotely operated by an operator, and has a function that can reproduce the operation if the operation is taught in advance. I have. Therefore, the work of the human system can be shortened, and the exposure dose can be significantly reduced.

【0061】また、多関節作業ロボットは、小型軽量の
ため、簡単に移動、設置ができるので、作業の迅速化が
図られ、また、設置スペースに制限されず作業ロボット
の動作範囲内ならばどこでも溶接等の作業を行うことが
できる。
The multi-joint working robot can be easily moved and installed because of its small size and light weight, so that the work can be speeded up. Further, it is not limited to the installation space and can be anywhere within the operating range of the working robot. Work such as welding can be performed.

【0062】さらに、本実施形態による多関節構造のロ
ボットは、各種センサを装着することで、溶接部位を認
識し、予め記憶した基本動作に認識した位置の情報を加
えて動作修正し、所定の位置に溶接することができる。
また、溶接機本体を作業架台や溶接部近傍に敷設したレ
ールやガイドに設置することによって、異なった場所の
溶接部へ自動的に移動でき、遠隔により監視するだけで
完全自動制御で溶接施工を実施できるため、作業に携わ
る人員を大幅に削減し、被曝線量を大幅に削減できる。
Further, the robot having the multi-joint structure according to the present embodiment recognizes a welding portion by mounting various sensors, corrects the motion by adding information of the recognized position to the pre-stored basic motion, and corrects the predetermined motion. Can be welded in position.
In addition, by installing the welding machine body on a work stand or a rail or guide laid near the welded part, it can be automatically moved to the welded part at a different location, and welding can be performed by fully automatic control just by monitoring remotely. As a result, the number of people involved in the work can be significantly reduced, and the radiation dose can be significantly reduced.

【0063】したがって、本実施形態で示した溶接施工
方法の採用により、原子炉内の溶接施工等において多関
節ロボットを使用することで、コンピュータ制御で遠隔
による自動溶接が可能となり、人間系の実働作業が削減
され、全体の溶接施工時間の削減と大幅な被曝低減が図
られる、さらに溶接機本体を溶接部から離れた位置に設
置でき、そこからロボットの多軸関節のマニュピレータ
が自由自在に任意の溶接部へアクセスできるため、複雑
な形状で溶接施工が困難な部位でも容易に施工できる。
Therefore, by employing the welding method described in the present embodiment, the use of the articulated robot in the welding operation in the nuclear reactor and the like makes it possible to perform automatic welding remotely by computer control, thereby realizing human-based operations. Work is reduced, overall welding time is reduced, and radiation exposure is greatly reduced.In addition, the welding machine body can be installed at a position away from the welded part, and the manipulator of the multi-axis joint of the robot can be freely set from there Because it is possible to access the welded part, it is possible to easily perform the welding even in a part where the welding is difficult due to its complicated shape.

【0064】なお、本実施形態では、多軸関節マニュピ
レータが動作できる範囲において、タッチセンサやエン
コーダやCCDカメラなどの各種センサを装着してい
る。このため、原点を設定し、それを認知することで、
演算処理を行い、真の溶接位置を算出し、予め記憶させ
た基本動作に算出した修正動作を加えて、所定の位置に
溶接することができる。また、施工部位の熱変形などに
よる変動に応じて、溶接条件を修正することが可能とな
る。
In this embodiment, various sensors such as a touch sensor, an encoder, and a CCD camera are mounted in a range where the multi-axis joint manipulator can operate. Therefore, by setting the origin and recognizing it,
By performing a calculation process, a true welding position is calculated, and the calculated correction operation is added to the basic operation stored in advance to perform welding at a predetermined position. In addition, it becomes possible to correct welding conditions in accordance with fluctuations due to thermal deformation of the construction site.

【0065】また、溶接機本体は、レールやガイドを予
め作業架台や溶接部近傍に敷設することによって、異な
った場所の溶接部へ自動的に移動でき、遠隔により監視
するだけで、完全自動制御で溶接施工等が実施できる。
これによって、従来人間系で行っていた溶接部と溶接機
の微妙な位置調整は必要なくなり、溶接機の移動や設置
などの段取りの手間も省くとができ、全体の溶接作業時
間を大幅に削減することができる。また、原子炉内に溶
接士または溶接補助者等が入域する必要がなくなり、大
幅な被曝低減が図られる。
Further, the welding machine body can be automatically moved to a welding portion in a different place by previously laying a rail or a guide near a work table or a welding portion, and can be automatically monitored only by remote monitoring. Can be used for welding work.
This eliminates the need for delicate position adjustment between the welded part and the welder, which was conventionally performed by a human system, and saves the time and labor required to move and install the welder, greatly reducing the overall welding time. can do. Further, it is not necessary for a welder or a welding assistant to enter the reactor, so that the radiation exposure can be greatly reduced.

【0066】[0066]

【発明の効果】以上のように、本発明に係る原子炉内作
業ロボットによれば、複雑な形状の溶接部位や狭隘部へ
の溶接についても、溶接機の設置場所と溶接手順および
溶接部位と取り合う溶接ヘッド部等の設計を考慮するだ
けで、簡単に施工することができる。
As described above, according to the in-reactor working robot according to the present invention, even in the case of welding to a welding portion having a complicated shape or a narrow portion, the installation location of the welding machine, the welding procedure, and the welding portion are not required. It can be easily constructed simply by considering the design of the welding head and the like to be engaged.

【0067】また、本発明に係る原子炉内作業ロボット
によれば、小型軽量で運搬移動に手間がかからないた
め、容易に溶接部等の作業位置に設置することができ、
作業場所のスペースに制限されずに自由に設置できる。
Further, according to the working robot in a nuclear reactor according to the present invention, since it is small and light and has no trouble in carrying and moving, it can be easily installed in a working position such as a welding portion.
It can be installed freely without being limited by the work space.

【0068】さらに、本発明の原子炉内作業ロボットに
よれば、特定の作業位置での専用機としてではなく、多
関節のロボット本体の先端に取付ける作業部の形状、お
よび環境条件に適合した溶接ヘッドを準備するだけで、
いかなる条件の溶接部位であっても施工容易に行える。
Furthermore, according to the working robot in a nuclear reactor of the present invention, not a dedicated machine at a specific working position, but a welding machine adapted to the shape of the working unit attached to the tip of the articulated robot body and environmental conditions. Just prepare the head,
Work can be performed easily even at welded parts under any conditions.

【0069】さらにまた、本発明に係る原子炉内ロボッ
トによれば、放射線環境下にない建設プラントに供した
場合でも効率よく、かつ信頼性の高い作業が可能であ
り、しかも汎用性が高い等の優れた効果が奏される。
Further, according to the robot in a nuclear reactor according to the present invention, efficient and highly reliable work can be performed even when used in a construction plant which is not in a radiation environment, and versatility is high. The excellent effect is achieved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の一実施形態による原子炉内作業ロボッ
トの全体構成を示す概略図。
FIG. 1 is a schematic diagram showing an overall configuration of a working robot in a nuclear reactor according to an embodiment of the present invention.

【図2】前記実施形態による原子炉内作業ロボットの使
用状態における斜視図。
FIG. 2 is a perspective view of the in-reactor working robot according to the embodiment in use.

【図3】前記実施形態による原子炉内作業ロボットを2
台使用した場合の使用例を示す斜視図。
FIG. 3 shows a working robot in a nuclear reactor 2 according to the embodiment.
The perspective view which shows the example of use at the time of using a stand.

【図4】前記実施形態による原子炉内作業ロボット原子
炉内における作業状況を示す斜視図。
FIG. 4 is a perspective view showing a working state in the working robot in the nuclear reactor according to the embodiment.

【図5】従来技術による原子炉用の半自動溶接機を示す
平面図。
FIG. 5 is a plan view showing a conventional semi-automatic welding machine for a nuclear reactor.

【図6】図5の側面図。FIG. 6 is a side view of FIG. 5;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11 ロボット 12 制御装置 13 ベース部 14 支柱 15 ロボット本体 16,17 俯仰アーム 18 ヘッドアーム 19 回動アーム 20 ホルダ 21 溶接ヘッド 22 溶接トーチ 23 レール DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 Robot 12 Control device 13 Base part 14 Prop 15 Robot main body 16, 17 Elevation arm 18 Head arm 19 Rotating arm 20 Holder 21 Welding head 22 Welding torch 23 Rail

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【手続補正書】[Procedure amendment]

【提出日】平成11年2月1日(1999.2.1)[Submission date] February 1, 1999 (1999.2.1)

【手続補正1】[Procedure amendment 1]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】全文[Correction target item name] Full text

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction contents]

【書類名】 明細書[Document Name] Statement

【発明の名称】 原子炉内作業ロボット[Title of the Invention] In-reactor working robot

【特許請求の範囲】[Claims]

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、既設の原子炉内で
の保守、点検等に際して溶接等の作業を実施するために
適用される原子炉内作業ロボットに関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an in-reactor working robot which is used for performing work such as welding at the time of maintenance and inspection in an existing reactor.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、建設中のプラントおよび既設のプ
ラントの補修等のために行われる原子炉内における溶接
等の施工は、溶接士によるマニュアル溶接、または特定
の部位を溶接するために設計した半自動溶接機を用いて
行われている。
2. Description of the Related Art Conventionally, welding and the like performed in a nuclear reactor for repairing a plant under construction and an existing plant have been designed for manual welding by a welder or for welding specific parts. This is done using a semi-automatic welding machine.

【0003】溶接士によるマニュアル溶接では、溶接用
の治工具を原子炉内に搬入するとともに、溶接士自身が
原子炉内に入域して溶接トーチと溶接棒とを各々手に持
ち、溶接部に接近して溶接施工を行っている。
[0003] In manual welding by a welder, a welding jig is carried into a nuclear reactor, and the welder himself enters the reactor and holds a welding torch and a welding rod in his / her hands, respectively. Welding is being carried out close to.

【0004】この場合、溶接部のまわりには足場や溶接
士のサポートを設置し、既設のプラントでの作業の場合
には、さらに放射線の影響を低減するために遮蔽壁を設
置するなど、溶接の環境条件を事前に整備している。
In this case, a scaffold or a support of a welder is installed around the welded portion, and when working in an existing plant, a shield wall is installed to further reduce the influence of radiation. Environmental conditions are prepared in advance.

【0005】図5および図6は、特定の部位を溶接する
ために設計した半自動溶接機の構成例を示している。こ
の半自動溶接機は、垂直な溶接機取付け架台1の上にレ
ール2を設け、このレール2の上に溶接機本体3を設置
するようにしている。溶接機本体3にはアーム4を介し
て溶接ヘッド5が取付けられている。なお、アーム4は
特に移動するものではなく、溶接ヘッド5はレール2上
で一定範囲の移動を行うことができるが、溶接機取付け
架台1全体を移動して、溶接位置に搬入するようになっ
ている。
FIGS. 5 and 6 show an example of the configuration of a semi-automatic welding machine designed for welding a specific part. In this semi-automatic welding machine, a rail 2 is provided on a vertical welding machine mounting base 1, and a welding machine body 3 is installed on the rail 2. A welding head 5 is attached to the welding machine body 3 via an arm 4. The arm 4 does not move in particular, and the welding head 5 can move within a certain range on the rail 2. However, the entire welding mount 1 is moved and carried to the welding position. ing.

【0006】図5の例では、原子炉圧力容器6に、ライ
ザ管7を支持するライザブレース8を、パッド8aを介
して溶接する状態を例示したもので、原子炉圧力容器6
の内面には炉壁シールド9を添装して作業を行うように
している。
FIG. 5 shows an example in which a riser brace 8 supporting a riser pipe 7 is welded to a reactor pressure vessel 6 via a pad 8a.
A furnace wall shield 9 is attached to the inner surface of the work.

【0007】この半自動溶接機を用いる溶接において
は、溶接士または溶接補助者が原子炉圧力容器6内に入
域し、溶接部の近傍に半自動溶接機を設置するための構
造物である溶接機取付け架台1、レール2等を取付け、
半自動溶接機である溶接機本体3をレール2にセットす
る。そして、溶接部と溶接機および溶接ヘッド5の動作
確認と位置調整を行う。動作確認と位置調整は、遠隔に
てオペレータが原子炉外に設置した溶接制御盤から原子
炉内の溶接士または溶接補助者と連絡を取りながら実施
する。
In welding using this semi-automatic welding machine, a welder or a welding assistant enters the reactor pressure vessel 6 and is a structure for installing a semi-automatic welding machine in the vicinity of a welded portion. Attach mounting base 1, rail 2, etc.
The welding machine main body 3 which is a semi-automatic welding machine is set on the rail 2. Then, operation confirmation and position adjustment of the welding portion, the welding machine, and the welding head 5 are performed. The operation check and the position adjustment are performed while the operator remotely contacts a welder or a welding assistant in the reactor from a welding control panel installed outside the reactor.

【0008】オペレータは、溶接制御盤から溶接ヘッド
5に取付けられたCCDカメラ等の画像を通して溶接状
態を目視するとともに、溶接機の動作制御および溶接の
制御を行う。溶接施工にあたっては、予め検討し評価し
た溶接シーケンスを確立しておき、これに従って上述の
動作確認および位置調整を繰り返し行い、溶接を実施す
る。
The operator visually observes the welding state through an image of a CCD camera or the like attached to the welding head 5 from the welding control panel and controls the operation of the welding machine and the welding. In performing welding, a welding sequence that has been examined and evaluated in advance is established, and the above-described operation check and position adjustment are repeatedly performed in accordance with the established welding sequence, and welding is performed.

【0009】さらに、既設のプラントでは、放射線の影
響を低減するため事前に放射線遮蔽として炉壁シールド
9を設置し、また、溶接施工中は、半自動溶接機の調整
段取り替えの際、簡易遮蔽の取付け取外しを行い、放射
線を防御する付帯的な作業を実施する。
Further, in the existing plant, a furnace wall shield 9 is installed in advance as a radiation shield in order to reduce the influence of radiation, and during the welding operation, a simple shielding is required when the adjustment setup of the semi-automatic welding machine is changed. Attach / remove and carry out incidental work to protect against radiation.

【0010】[0010]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
溶接士による施工方法では、溶接に関わる治工具を原子
炉内に搬入し、原子炉内に溶接士が入域して溶接トーチ
と溶接棒を各々手に持ち、溶接部に接近して溶接施工を
行う必要があり、溶接施工中、現場に滞在する必要があ
った。
However, in the conventional welding method, a welding tool is carried into the reactor, and the welder enters the reactor, and the welding torch and the welding rod are removed. Each had to be held in hand and approached to the weld, to perform the welding work, and it was necessary to stay at the site during the welding work.

【0011】このため、溶接士の被曝線量管理上、原子
炉内の放射線環境下で長時間の連続した作業は困難であ
った。特に高放射線量下の溶接部位では、溶接士が直接
近づくことができず、溶接士による溶接施工を実施する
ことさえ困難であった。
[0011] For this reason, it has been difficult to perform a long-time continuous operation in a radiation environment in a nuclear reactor in order to control the exposure dose of the welder. In particular, at a welding site under a high radiation dose, the welder could not directly approach, and it was difficult even for the welder to perform welding work.

【0012】また、このような放射線環境下では、溶接
士の放射線に対する装備は重厚になり、両手もふさがっ
ており、視野や動作が制限される。
Further, in such a radiation environment, the equipment for the radiation of the welder is heavy and both hands are occupied, and the field of view and the movement are restricted.

【0013】また、形状が複雑な部位や狭隘部への施工
に際しては、繊細で高度な技量が必要とされるととも
に、特殊な治具が必要となり、かつ作業時間が制限され
るため、多数の熟練した溶接士が携わる必要があった。
また、溶接部のまわりには足場や溶接士のサポートを設
置し、既設のプラントでは、さらに放射線の影響を低減
するため遮蔽を設置するなど溶接の環境条件を事前に整
備する必要があった。
[0013] Further, in the case of construction on a part having a complicated shape or a narrow part, delicate and advanced skills are required, special jigs are required, and work time is limited. A skilled welder had to be involved.
In addition, scaffolds and support for welders were installed around the welded parts, and in the existing plant, it was necessary to prepare welding environmental conditions in advance, such as installing shields to further reduce the effects of radiation.

【0014】一方、特定の部位を溶接するために設計し
た半自動溶接機等を用いる溶接では、溶接士または溶接
補助者が原子炉内に入域し、溶接部の近傍に半自動溶接
機を設置するための構造物(例えばレール2や架台1
等)を事前に取付ける必要があり、半自動溶接機をレー
ル2にセットして溶接部と溶接機本体3および溶接ヘッ
ド5の動作確認と位置調整を行う必要があった。動作確
認と位置調整は、遠隔にてオペレータが原子炉外に設置
した溶接制御盤から操作するが、原子炉内の当該部に溶
接士または溶接補助者が滞在し、オペレータと連絡を取
りながら溶接機の動作状態を監視するとともに、微妙な
調整を行う必要があった。
On the other hand, in welding using a semi-automatic welding machine or the like designed to weld a specific part, a welder or a welding assistant enters the reactor and installs the semi-automatic welding machine near a welded portion. Structure (for example, rail 2 or gantry 1)
) Must be mounted in advance, and it is necessary to set the semi-automatic welding machine on the rail 2 and to confirm the operation of the welding part, the welding machine body 3 and the welding head 5 and adjust the position. Operation confirmation and position adjustment are remotely performed by the operator from the welding control panel installed outside the reactor, but a welder or welding assistant stays in the relevant part of the reactor and welds while communicating with the operator. It was necessary to monitor the operating state of the machine and make fine adjustments.

【0015】さらに、既設のプラントでは、放射線の影
響を低減するため事前に遮蔽を設置し、また、溶接施工
中は、半自動溶接機の調整段取り替えの際、簡易遮蔽の
取付け取外しを行い放射線を防御する付帯的な作業を実
施する必要があった。
Further, in the existing plant, a shield is installed in advance to reduce the influence of radiation, and during welding, when the adjustment setup of the semi-automatic welding machine is changed, the simple shield is attached and removed to remove the radiation. Ancillary work to defend had to be implemented.

【0016】従来の半自動溶接機による施工方法では、
様々な形状・環境条件の異なる溶接部位に対して各々専
用溶接機を設計する必要があり、溶接部位の形状が非常
に複雑な個所や狭隘部へ問題なく施工させるために、複
雑な構造と機能を有する溶接機を設計する必要があっ
た。
[0016] In the construction method using a conventional semi-automatic welding machine,
It is necessary to design a special welding machine for each welding part with various shapes and environmental conditions, and to have a complicated structure and function in order to be able to work on very complicated places and narrow parts without problems It was necessary to design a welding machine having

【0017】また、半自動溶接機を開発することによっ
て、溶接施工中溶接士が原子炉内に入域し溶接部に常時
滞在する必要がなくなったが、オペレータと連絡を取り
ながら溶接機の動作状態を監視すると共に、微妙な調整
を行う必要があり、溶接シーケンスの溶接パスごとに、
溶接士または溶接補助者が溶接部位で直接溶接機の微調
整をする必要があった。このため、1パスの施工時間が
短い部位ほど、頻繁に溶接部位に近づかなければなら
ず、被曝線量も増大するというするという問題があっ
た。
The development of a semi-automatic welding machine eliminates the need for a welder to enter the reactor and stay at the welding part during welding work. Must be monitored and fine adjustments must be made for each welding pass in the welding sequence.
The welder or welding assistant needed to fine-tune the welder directly at the weld site. For this reason, there is a problem that the shorter the construction time of one pass, the more frequently the part must be approached to the welded part, and the dose of exposure increases.

【0018】また、半自動溶接機を溶接部に設置するた
めの特殊な構造物(例えば溶接機が稼動するレール2や
溶接機取付け架台1等)を取付ける必要があったので、
溶接士または溶接補助者が原子炉内に入域し被曝する可
能性があった。
Further, it is necessary to attach a special structure (for example, a rail 2 on which the welding machine operates, a welding machine mounting base 1, etc.) for installing the semi-automatic welding machine at the welding portion.
A welder or welding assistant could enter the reactor and be exposed.

【0019】さらに、高放射線量下の溶接部位を施工す
る半自動溶接機の設置にあたっては、放射線被曝の危険
性が増大し、また、溶接部位の形状が複雑で溶接施工が
難しい部位ほど、溶接機の設置や周辺機器の設置に多大
な時間を要するため、被曝線量管理上、一人あるいは同
じグループの作業者が連続して作業に従事できなかっ
た。
Further, when installing a semi-automatic welding machine for performing a welding portion under a high radiation dose, the risk of radiation exposure increases, and the more complicated the shape of the welding portion is, the more difficult the welding process is. Because it takes a lot of time to install the equipment and peripheral equipment, one or the same group of workers could not work continuously in terms of radiation dose management.

【0020】その結果、多数の作業者従事が必要とな
り、作業時間と総被曝線量が増大してしまう問題があっ
た。このことは、溶接施工終了後の溶接機および周辺機
器の取り外しや、片付け等についても同様であった。
As a result, there is a problem that a large number of workers need to be engaged, and the working time and the total exposure dose increase. The same applies to the removal and clearing of the welding machine and peripheral devices after the completion of welding.

【0021】本発明はこのような事情に鑑みてなされた
もので、その目的は、高放射線量下でも溶接等の炉内作
業を可能とし、作業者の原子炉内に入域する時間を大幅
に削減して、放射線による被曝線量低減を図ることにあ
る。また、溶接施工中は遠隔によりオペレータが簡単に
溶接制御し監視できるようにし、溶接士または溶接補助
者が当該部に滞在する必要をなくすることにある。
The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to enable work in a furnace such as welding even under a high radiation dose, thereby greatly reducing the time required for an operator to enter the reactor. To reduce the radiation exposure dose. Another object of the present invention is to make it possible for a remote operator to easily control and monitor welding during a welding operation, so that a welder or a welding assistant does not need to stay in the section.

【0022】すなわち、本発明は、溶接機等の作業機器
自体に溶接施工部位を認識する制御機能を備えさせ、予
め基本動作を教示することで、自動的に適切な溶接等の
施工を行うことを可能とする原子炉内作業ロボットを提
供するものである。
That is, according to the present invention, a work function such as a welding machine itself is provided with a control function for recognizing a welding work site, and a proper operation such as welding is automatically performed by teaching basic operations in advance. It is intended to provide an in-reactor working robot capable of performing the following.

【0023】また、本発明の他の目的は、複雑な形状の
溶接部位や狭隘部への溶接等の作業についても、溶接機
等の設置場所と溶接手順および溶接部位と取り合う溶接
ヘッド部の設計を考慮するだけで、簡単に施工できるロ
ボットを提供することにある。
Another object of the present invention is to provide a welding head, a welding procedure, and the design of a welding head portion to be engaged with a welding portion, for work such as welding to a welding portion having a complicated shape or a narrow portion. It is an object of the present invention to provide a robot that can be easily constructed simply by considering the above.

【0024】本発明の別の目的は、小型,軽量で、運搬
移動に手間がかからず、容易に溶接部等の作業位置へ設
置でき、施行場所のスペースに制限されず自由に設置で
きるロボットを提供することにある。
Another object of the present invention is to provide a robot which is small, lightweight, requires little time for carrying and moving, can be easily installed at a work position such as a welded portion, and can be freely installed without being limited by the space of the working place. Is to provide.

【0025】本発明のさらに別の目的は、特定の溶接部
の専用溶接機としてではなく、ロボット本体の先端に取
付ける溶接部の形状および環境条件にあった溶接ヘッド
を準備するだけで、いかなる条件の溶接部位でも施工す
ることが可能である汎用機器を提供することにある。
Still another object of the present invention is to prepare a welding head suitable for the shape and environmental conditions of the welding portion to be mounted on the tip of the robot body, not for a special welding machine for a specific welding portion, but for any conditions. It is an object of the present invention to provide a general-purpose device that can be installed even at a welded part.

【0026】本発明のさらに他の目的は、放射線環境下
にない建設プラントに供した場合でも、効率よく信頼性
の高い溶接施工等の作業が可能である汎用性が高いロボ
ットを提供することにある。
Still another object of the present invention is to provide a highly versatile robot which can efficiently and reliably perform welding work and the like even when used in a construction plant which is not in a radiation environment. is there.

【0027】[0027]

【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
めに、請求項1の発明では、原子力発電所の原子炉内に
導入され、遠隔操作により炉内空間で作業を行う原子炉
内作業ロボットであって、炉内で移動可能なベース部
と、このベース部から突出し多関節の連結構造により三
次元的な動作が可能なアーム部と、このアーム部の先端
に設けられた作業部とを備えたことを特徴とする原子炉
内作業ロボットを提供する。
In order to achieve the above object, according to the first aspect of the present invention, a work in a nuclear reactor which is introduced into a nuclear reactor of a nuclear power plant and works in the furnace space by remote control. A robot, a base part movable in the furnace, an arm part protruding from the base part and capable of three-dimensional operation by a multi-joint connection structure, and a working part provided at a tip of the arm part. A work robot in a nuclear reactor characterized by comprising:

【0028】請求項2の発明では、請求項1記載の原子
炉内作業ロボットにおいて、アーム部の動作を行うため
の駆動部および制御部が、放射線環境下での使用が可能
で、かつ放射線に対して耐久性のある構成とされている
ことを特徴とする原子炉内作業ロボットを提供する。
According to a second aspect of the present invention, in the working robot in a nuclear reactor according to the first aspect, the drive unit and the control unit for performing the operation of the arm unit can be used in a radiation environment, and can control radiation. Provided is an in-reactor working robot characterized by having a durable configuration.

【0029】請求項3の発明では、請求項1記載の原子
炉内作業ロボットにおいて、アーム部の先端側が、原子
炉内の狭隘な空間での施工に要する動作を可能とする構
成とされていることを特徴とする原子炉内作業ロボット
を提供する。
According to a third aspect of the present invention, in the in-reactor working robot according to the first aspect, the distal end side of the arm portion is configured to enable an operation required for construction in a narrow space in the reactor. A working robot in a nuclear reactor is provided.

【0030】請求項4の発明では、請求項1記載の原子
炉内作業ロボットにおいて、アーム部および作業部を炉
外での遠隔操作によって動作させる機能を有することを
特徴とする原子炉内作業ロボットを提供する。
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided the in-reactor working robot according to the first aspect, further comprising a function of operating the arm and the working unit by remote control outside the reactor. I will provide a.

【0031】請求項5の発明では、請求項1記載の多関
節作業ロボットは、予め動作を教示しておきそれを再現
できる機能を有することを特徴とする原子炉内作業ロボ
ットを提供する。
According to a fifth aspect of the present invention, there is provided the multi-joint working robot according to the first aspect, which has a function of teaching an operation in advance and reproducing the operation.

【0032】請求項6の発明では、請求項1記載の原子
炉内作業ロボットにおいて、ベース部、アーム部および
作業部を含む全体構成が小型,軽量で、かつ移動および
設置が容易な構成とされていることを特徴とする原子炉
内作業ロボットを提供する。
According to a sixth aspect of the present invention, in the working robot in a nuclear reactor according to the first aspect, the entire configuration including the base, the arm, and the working unit is small in size, light in weight, and easy to move and install. A working robot in a nuclear reactor is provided.

【0033】請求項7の発明では、請求項1記載の原子
炉内作業ロボットにおいて、ベース部およびアーム部の
少なくともいずれかの部位にタッチセンサを有し、作業
部位を自動的に認識することが可能で、かつ原子炉内に
設置したレール上で異なる場所へ自動的に移動すること
が可能であることを特徴とする原子炉内作業ロボットを
提供する。
According to a seventh aspect of the present invention, in the working robot in the nuclear reactor according to the first aspect, a touch sensor is provided on at least one of the base portion and the arm portion to automatically recognize the working portion. Provided is a working robot in a nuclear reactor, which is capable of being automatically moved to a different place on a rail installed in the nuclear reactor.

【0034】[0034]

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る原子炉内作業
ロボットの一実施形態について、図1〜図4を参照して
説明する。なお、本実施形態の原子炉内作業ロボット
は、溶接用ロボットとして適用したものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of a working robot in a nuclear reactor according to the present invention will be described below with reference to FIGS. The working robot in the nuclear reactor of the present embodiment is applied as a welding robot.

【0035】図1は本実施形態による原子炉内作業ロボ
ットの全体構成を示す概略図であり、図2,図3は使用
状態を示す斜視図である。
FIG. 1 is a schematic diagram showing the overall configuration of the working robot in a nuclear reactor according to the present embodiment, and FIGS. 2 and 3 are perspective views showing a use state.

【0036】図1に示すように、本実施形態の原子炉内
作業ロボットは基本的に、移動用のロボット11と、こ
れを制御するための制御装置12とからなる。
As shown in FIG. 1, the in-reactor working robot according to the present embodiment basically includes a moving robot 11 and a control device 12 for controlling the same.

【0037】ロボット11は、移動用車輪を有するベー
ス部13と、これに垂直な支柱14(第1軸O1)を介
して接続されたロボット本体15と、これに軸支された
多間接構造のアーム部とを備えている。
The robot 11 has a base portion 13 having moving wheels, a robot main body 15 connected to a base column 14 (first axis O1) perpendicular to the base portion 13, and a multi-indirect structure supported by the robot body 15. Arm part.

【0038】アーム部は、ロボット本体15に水平な第
2,3軸O21,O22を介して連結された第1,第2
の独立動作できる俯仰アーム16,17と、この各アー
ム16,17の先端に軸O21,O22と平行な軸O3
1,O32を介して接続された円筒状のヘッドアーム1
8と、このヘッドアーム18に同軸的に連結され、軸O
4まわりに回動可能に連結された回動アーム19とを有
している。
The arm unit is connected to the robot body 15 via first and second horizontal axes O21 and O22.
Arms 16 and 17 that can operate independently of each other, and an axis O3 parallel to axes O21 and O22 at the ends of the arms 16 and 17 respectively.
1, a cylindrical head arm 1 connected via O32
8 and coaxially connected to the head arm 18,
And a rotating arm 19 rotatably connected around the rotation arm 4.

【0039】回動アーム19の先端には軸O4と直交す
る軸O5の回りで回転できるホルダ20を介して溶接ヘ
ッド21が着脱可能に取付けられている。溶接ヘッド2
1には溶接トーチ22が、軸O5と同心的な軸O6を介
して回動可能に取付けられている。
A welding head 21 is detachably attached to the tip of the rotating arm 19 via a holder 20 rotatable around an axis O5 orthogonal to the axis O4. Welding head 2
1, a welding torch 22 is rotatably mounted on a shaft O6 concentric with the shaft O5.

【0040】一方、制御装置12は、制御電源23、モ
ニタ24、溶接電源25と、動作指示を行うためのティ
ーチングペンダント26とを備えた構成とされている。
On the other hand, the control device 12 includes a control power supply 23, a monitor 24, a welding power supply 25, and a teaching pendant 26 for giving an operation instruction.

【0041】このような構成において、多関節(6関
節)のアーム部のヘッドアーム18および回動アーム1
9は、細長いマニュピレータとして構成されている。各
関節部には、エンコーダが設けられている。マニュピレ
ータは動作範囲が広く、軸O1まわりの旋回方向で約2
70度回転でき、上下方向も第1,第2の俯仰アーム1
6,17の動作(相互独立動作)により第1軸O1まわ
りで約300度の範囲で動くことができる。
In such a configuration, the head arm 18 and the rotating arm 1 of the multi-joint (six joints) arm portion are used.
9 is configured as an elongated manipulator. Each joint is provided with an encoder. The manipulator has a wide range of motion, about 2 in the direction of rotation around the axis O1.
Can be rotated 70 degrees and the first and second elevating arms 1 in the vertical direction
Due to the operations 6 and 17 (mutually independent operations), it is possible to move in a range of about 300 degrees around the first axis O1.

【0042】そして、多関節マニピュレータの図示しな
いモータ部(例えば各関節部に設けられる)に取り付け
られたエンコーダは、磁気式エンコーダを用いることで
放射線環境下の耐久性を向上することができる。
An encoder attached to a motor unit (not shown) of the articulated manipulator (for example, provided at each joint unit) can improve durability in a radiation environment by using a magnetic encoder.

【0043】さらに、マニュピュレータの先端に取付け
た溶接ヘッド21は、軸O5まわりで360度、振りや
ひねりも出来る。このため、溶接時の溶接姿勢を安定さ
せることができ、溶接ヘッドを小型にすることで、狭隘
部や複雑な形状の溶接部も施工可能である。
Further, the welding head 21 attached to the tip of the manipulator can swing and twist 360 degrees around the axis O5. For this reason, the welding posture at the time of welding can be stabilized, and a narrow portion or a welded portion having a complicated shape can be constructed by reducing the size of the welding head.

【0044】なお、溶接ヘッド21に取付ける溶接トー
チ22は、溶接部の条件に合せ取替可能であるため様々
な部位へ適用できる。
The welding torch 22 attached to the welding head 21 can be replaced according to the conditions of the welded portion, so that it can be applied to various parts.

【0045】ロボット操作は、制御電源23、溶接電源
25、溶接状態を監視するためのモニタ24、およびロ
ボット動作指示を行うためのティーチングペンダント2
6を原子炉外に配置し、遠隔操作ですべて実施できる。
The operation of the robot includes a control power supply 23, a welding power supply 25, a monitor 24 for monitoring a welding state, and a teaching pendant 2 for giving a robot operation instruction.
6 can be placed outside the reactor and all can be performed remotely.

【0046】図2、図3は、本実施形態の原子炉内作業
ロボットの施工状態図および溶接部の拡大図である。
FIGS. 2 and 3 are a construction state diagram and an enlarged view of a welded portion of the in-reactor working robot of the present embodiment.

【0047】これら図2、図3に示すように、本実施形
態では、例えばジェットポンプのライザーブレース8と
原子炉圧力容器6のライザーブレース取付けパッド8a
との溶接について示す。
As shown in FIGS. 2 and 3, in this embodiment, for example, the riser brace 8 of the jet pump and the riser brace mounting pad 8a of the reactor pressure vessel 6 are provided.
This shows the welding with.

【0048】当該溶接部は、放射線量当量率が非常に高
く、溶接部の形状が複雑でライザーブレース8の上下2
枚の板の間隙は狭く、マニュアルまたは半自動溶接機で
施工することが非常に困難である。
The welded portion has a very high radiation dose equivalent rate, the shape of the welded portion is complicated, and the upper and lower portions of the riser brace 8
The gap between the sheets is small and very difficult to apply with a manual or semi-automatic welding machine.

【0049】しかし、このような部位に本実施形態の原
子炉内作業ロボットを使用することで、作業ロボットの
機能と能力を最大限に発揮し多大な効果を得ることがで
きる。
However, by using the in-reactor working robot of the present embodiment in such a portion, the functions and capabilities of the working robot can be maximized and a great effect can be obtained.

【0050】第一は、放射線量当量率が非常に高いた
め、作業者は簡単に近づくことができず、作業者が近づ
くには、重厚な遮蔽が必要となり、その分作業スペース
が狭くなるため、溶接機の設置場所が制限されてしま
う。また、人が近づけたとしても長時間の作業は困難で
あり、複数の作業者が携わる必要がある。
First, since the radiation dose equivalent rate is very high, the worker cannot easily approach the worker, and if the worker approaches, a heavy shielding is required, and the working space is narrowed accordingly. However, the installation place of the welding machine is restricted. Further, even if a person approaches, it is difficult to work for a long time, and a plurality of workers need to be involved.

【0051】しかし、原子炉内作業ロボットは、小型軽
量で移動や設置が簡単にでき、溶接の施工は遠隔操作で
できるため、人間系を少なくでき、被曝線量を大幅に削
減できる。
However, the working robot in a nuclear reactor is small and lightweight, can be easily moved and installed, and can be welded by remote control. Therefore, the number of human systems can be reduced, and the exposure dose can be greatly reduced.

【0052】第二は、溶接部の廻りに遮蔽シールド8a
やライザー管7が設置されているため、溶接部が狭くな
っており、また、ライザーブレース8の上下板間は非常
に狭隘になっているが、スリムで自由に動作できる多関
節作業ロボットは、そのような部位でも多関節、多軸構
造を生かし安定した溶接姿勢保って施工することが可能
である。
Second, a shielding shield 8a is provided around the welded portion.
And the riser pipe 7 are installed, the welded part is narrow, and the space between the upper and lower plates of the riser brace 8 is very narrow. Even in such a part, it is possible to carry out the construction while maintaining a stable welding posture by utilizing the multi-joint and multi-axial structure.

【0053】従って、従来溶接が困難と思われた部位で
も本発明の原子炉内作業ロボットを使用することで可能
となるばかりでなく、溶接の信頼性も向上し品質向上が
図られる。
Therefore, not only is it possible to use the in-reactor working robot of the present invention in a portion where welding is conventionally considered to be difficult, but also the welding reliability is improved and the quality is improved.

【0054】その他の使用例として、図4は、完全自動
溶接を実施するために溶接部の作業足場にレール27を
敷設し、ロボット11のベース部13をレール27の軌
道に設置して自動的に移動できる原子炉内作業ロボット
の例を示す。
As another example of use, FIG. 4 shows a case where a rail 27 is laid on a work platform of a welded portion in order to perform fully automatic welding, and a base portion 13 of the robot 11 is set on a track of the rail 27 to automatically perform welding. An example of an in-reactor working robot that can be moved is shown below.

【0055】これにより、作業者による作業ロボットの
移動や設置などの溶接付帯作業を削減することができ、
作業者が原子炉内に入域する必要が無いので無駄な被曝
を回避できる。
As a result, it is possible to reduce welding incidental work such as movement and installation of the work robot by the operator,
Since there is no need for the operator to enter the reactor, unnecessary exposure can be avoided.

【0056】また、建設プラントにおいても、作業効率
の向上が図られる。さらに、同種の溶接で異なった場所
においても作業ロボットと溶接部の相対位置関係を一致
させられるめ、溶接場所ごとに人間系で微妙な位置関係
を調整していた作業を削減でき、均一な溶接施工結果が
得られるため溶接の健全性および信頼性の向上が図られ
る。
Further, also in the construction plant, the work efficiency is improved. Furthermore, the same type of welding can match the relative positional relationship between the work robot and the welded part even at different locations, eliminating the need to adjust the delicate positional relationship in the human system for each welding location, and achieving uniform welding. Since the construction result is obtained, the soundness and reliability of welding are improved.

【0057】以上の実施形態によれば、原子力発電所の
原子炉において、建設プラントおよび既設プラントの補
修のため、原子炉内で多関節ロボットを使用して、能率
よい作業が行える。
According to the above embodiment, in a nuclear reactor of a nuclear power plant, an efficient operation can be performed by using an articulated robot in the nuclear reactor for repairing a construction plant and an existing plant.

【0058】なお、溶接ヘッド21をホルダ20から着
脱することで、他の作業機器、例えば切断装置等として
の作業が行える。
By attaching and detaching the welding head 21 to and from the holder 20, work as another work equipment, for example, a cutting device can be performed.

【0059】また、磁気方式のエンコーダを適用するこ
とにより、半導体式のもの等に比して放射線に対し耐久
性のある駆動部および制御部とすることができる。した
がって、放射線環境下での溶接施工を可能とし、複雑な
形状やジェットポンプのライザーブレースのような狭隘
部に安定した溶接姿勢で施工できる溶接ヘッドおよび多
関節マニュピレータが提供できる。
Further, by applying a magnetic encoder, it is possible to provide a drive unit and a control unit that are more resistant to radiation than semiconductor type encoders. Therefore, it is possible to provide a welding head and an articulated manipulator that can perform welding in a radiation environment and can perform welding in a stable shape in a narrow shape such as a complicated shape or a riser brace of a jet pump.

【0060】本実施形態の6軸を有する多関節作業ロボ
ットは、オペレータにより遠隔操作することができる機
能を有しており、予め動作を教示しておくと、それを再
現できる機能を有している。したがって、人間系の作業
を短縮し、被曝線量を大幅に削減することができる。
The articulated working robot having six axes according to the present embodiment has a function that can be remotely operated by an operator, and has a function that can reproduce the operation if the operation is taught in advance. I have. Therefore, the work of the human system can be shortened, and the exposure dose can be significantly reduced.

【0061】また、多関節作業ロボットは、小型軽量の
ため、簡単に移動、設置ができるので、作業の迅速化が
図られ、また、設置スペースに制限されず作業ロボット
の動作範囲内ならばどこでも溶接等の作業を行うことが
できる。
The multi-joint working robot can be easily moved and installed because of its small size and light weight, so that the work can be speeded up. Further, it is not limited to the installation space and can be anywhere within the operating range of the working robot. Work such as welding can be performed.

【0062】さらに、本実施形態による多関節構造のロ
ボットは、各種センサを装着することで、溶接部位を認
識し、予め記憶した基本動作に認識した位置の情報を加
えて動作修正し、所定の位置に溶接することができる。
また、溶接機本体を作業架台や溶接部近傍に敷設したレ
ールやガイドに設置することによって、異なった場所の
溶接部へ自動的に移動でき、遠隔により監視するだけで
完全自動制御で溶接施工を実施できるため、作業に携わ
る人員を大幅に削減し、被曝線量を大幅に削減できる。
Further, the robot having the multi-joint structure according to the present embodiment recognizes a welding portion by mounting various sensors, corrects the motion by adding information of the recognized position to the pre-stored basic motion, and corrects the predetermined motion. Can be welded in position.
In addition, by installing the welding machine body on a work stand or a rail or guide laid near the welded part, it can be automatically moved to the welded part at a different location, and welding can be performed by fully automatic control just by monitoring remotely. As a result, the number of people involved in the work can be significantly reduced, and the radiation dose can be significantly reduced.

【0063】したがって、本実施形態で示した溶接施工
方法の採用により、原子炉内の溶接施工等において多関
節ロボットを使用することで、コンピュータ制御で遠隔
による自動溶接が可能となり、人間系の実働作業が削減
され、全体の溶接施工時間の削減と大幅な被曝低減が図
られる。さらに溶接機本体を溶接部から離れた位置に設
置でき、そこからロボットの多軸関節のマニュピレータ
が自由自在に任意の溶接部へアクセスできるため、複雑
な形状で溶接施工が困難な部位でも容易に施工できる。
Therefore, by employing the welding method described in the present embodiment, the use of the articulated robot in the welding operation in the nuclear reactor and the like makes it possible to perform automatic welding remotely by computer control, thereby realizing human-based operations. The work is reduced, so that the entire welding work time is reduced and the exposure is significantly reduced. Furthermore, since the welding machine body can be installed at a position away from the welding part, and the manipulator of the robot's multi-axis joint can freely access any welding part from there, it is easy to weld even complicated parts with complicated shapes. Can be constructed.

【0064】なお、本実施形態では、多軸関節マニュピ
レータが動作できる範囲において、タッチセンサやエン
コーダやCCDカメラなどの各種センサを装着してい
る。このため、原点を設定し、それを認知することで、
演算処理を行い、真の溶接位置を算出し、予め記憶させ
た基本動作に算出した修正動作を加えて、所定の位置に
溶接することができる。また、施工部位の熱変形などに
よる変動に応じて、溶接条件を修正することが可能とな
る。
In this embodiment, various sensors such as a touch sensor, an encoder, and a CCD camera are mounted in a range where the multi-axis joint manipulator can operate. Therefore, by setting the origin and recognizing it,
By performing a calculation process, a true welding position is calculated, and the calculated correction operation is added to the basic operation stored in advance to perform welding at a predetermined position. In addition, it becomes possible to correct welding conditions in accordance with fluctuations due to thermal deformation of the construction site.

【0065】また、溶接機本体は、レールやガイドを予
め作業架台や溶接部近傍に敷設することによって、異な
った場所の溶接部へ自動的に移動でき、遠隔により監視
するだけで、完全自動制御で溶接施工等が実施できる。
これによって、従来人間系で行っていた溶接部と溶接機
の微妙な位置調整は必要なくなり、溶接機の移動や設置
などの段取りの手間も省くとができ、全体の溶接作業時
間を大幅に削減することができる。また、原子炉内に溶
接士または溶接補助者等が入域する必要がなくなり、大
幅な被曝低減が図られる。
Further, the welding machine body can be automatically moved to a welding portion in a different place by previously laying a rail or a guide near a work table or a welding portion, and can be automatically monitored only by remote monitoring. Can be used for welding work.
This eliminates the need for delicate position adjustment between the welded part and the welder, which was conventionally performed by a human system, and saves the time and labor required to move and install the welder, greatly reducing the overall welding time. can do. Further, it is not necessary for a welder or a welding assistant to enter the reactor, so that the radiation exposure can be greatly reduced.

【0066】[0066]

【発明の効果】以上のように、本発明に係る原子炉内作
業ロボットによれば、複雑な形状の溶接部位や狭隘部へ
の溶接についても、溶接機の設置場所と溶接手順および
溶接部位と取り合う溶接ヘッド部等の設計を考慮するだ
けで、簡単に施工することができる。
As described above, according to the in-reactor working robot according to the present invention, even in the case of welding to a welding portion having a complicated shape or a narrow portion, the installation location of the welding machine, the welding procedure, and the welding portion are not required. It can be easily constructed simply by considering the design of the welding head and the like to be engaged.

【0067】また、本発明に係る原子炉内作業ロボット
によれば、小型軽量で運搬移動に手間がかからないた
め、容易に溶接部等の作業位置に設置することができ、
作業場所のスペースに制限されずに自由に設置できる。
Further, according to the working robot in a nuclear reactor according to the present invention, since it is small and light and has no trouble in carrying and moving, it can be easily installed in a working position such as a welding portion.
It can be installed freely without being limited by the work space.

【0068】さらに、本発明の原子炉内作業ロボットに
よれば、特定の作業位置での専用機としてではなく、多
関節のロボット本体の先端に取付ける作業部の形状、お
よび環境条件に適合した溶接ヘッドを準備するだけで、
いかなる条件の溶接部位であっても施工容易に行える。
Furthermore, according to the working robot in a nuclear reactor of the present invention, not a dedicated machine at a specific working position, but a welding machine adapted to the shape of the working unit attached to the tip of the articulated robot body and environmental conditions. Just prepare the head,
Work can be performed easily even at welded parts under any conditions.

【0069】さらにまた、本発明に係る原子炉内ロボッ
トによれば、放射線環境下にない建設プラントに供した
場合でも効率よく、かつ信頼性の高い作業が可能であ
り、しかも汎用性が高い等の優れた効果が奏される。
Further, according to the robot in a nuclear reactor according to the present invention, efficient and highly reliable work can be performed even when used in a construction plant which is not in a radiation environment, and versatility is high. The excellent effect is achieved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の一実施形態による原子炉内作業ロボッ
トの全体構成を示す概略図。
FIG. 1 is a schematic diagram showing an overall configuration of a working robot in a nuclear reactor according to an embodiment of the present invention.

【図2】前記実施形態による原子炉内作業ロボットの使
用状態における斜視図。
FIG. 2 is a perspective view of the in-reactor working robot according to the embodiment in use.

【図3】前記実施形態による原子炉内作業ロボットを2
台使用した場合の使用例を示す斜視図。
FIG. 3 shows a working robot in a nuclear reactor 2 according to the embodiment.
The perspective view which shows the example of use at the time of using a stand.

【図4】前記実施形態による原子炉内作業ロボット原子
炉内における作業状況を示す斜視図。
FIG. 4 is a perspective view showing a working state in the working robot in the nuclear reactor according to the embodiment.

【図5】従来技術による原子炉用の半自動溶接機を示す
平面図。
FIG. 5 is a plan view showing a conventional semi-automatic welding machine for a nuclear reactor.

【図6】図5の側面図。FIG. 6 is a side view of FIG. 5;

【符号の説明】 11 ロボット 12 制御装置 13 ベース部 14 支柱 15 ロボット本体 16,17 俯仰アーム 18 ヘッドアーム 19 回動アーム 20 ホルダ 21 溶接ヘッド 22 溶接トーチ 23 制御電源 24 モニタ 25 溶接電源 26 ティーチングペンダント 27 レールDESCRIPTION OF SYMBOLS 11 Robot 12 Control device 13 Base part 14 Support 15 Robot main body 16, 17 Elevation arm 18 Head arm 19 Rotating arm 20 Holder 21 Welding head 22 Welding torch 23 Control power supply 24 Monitor 25 Welding power supply 26 Teaching pendant 27 rail

【手続補正2】[Procedure amendment 2]

【補正対象書類名】図面[Document name to be amended] Drawing

【補正対象項目名】図1[Correction target item name] Fig. 1

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction contents]

【図1】 FIG.

【手続補正3】[Procedure amendment 3]

【補正対象書類名】図面[Document name to be amended] Drawing

【補正対象項目名】図2[Correction target item name] Figure 2

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction contents]

【図2】 FIG. 2

【手続補正4】[Procedure amendment 4]

【補正対象書類名】図面[Document name to be amended] Drawing

【補正対象項目名】図3[Correction target item name] Figure 3

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction contents]

【図3】 FIG. 3

【手続補正5】[Procedure amendment 5]

【補正対象書類名】図面[Document name to be amended] Drawing

【補正対象項目名】図4[Correction target item name] Fig. 4

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction contents]

【図4】 FIG. 4

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 安田 年廣 神奈川県横浜市鶴見区末広町二丁目4番地 株式会社東芝京浜事業所内 (72)発明者 頓宮 雄一 神奈川県横浜市鶴見区末広町二丁目4番地 株式会社東芝京浜事業所内 (72)発明者 石川 澄 神奈川県横浜市鶴見区末広町二丁目4番地 株式会社東芝京浜事業所内 (72)発明者 小林 雅弘 神奈川県横浜市鶴見区末広町二丁目4番地 株式会社東芝京浜事業所内 (72)発明者 坪井 竜介 神奈川県横浜市鶴見区末広町二丁目4番地 株式会社東芝京浜事業所内 (72)発明者 多紀 圭史 神奈川県横浜市鶴見区末広町二丁目4番地 株式会社東芝京浜事業所内 (72)発明者 青山 和夫 神奈川県横浜市鶴見区末広町二丁目4番地 株式会社東芝京浜事業所内 (72)発明者 竹林 弘之 東京都府中市晴見町二丁目24番地の1 東 芝エフエーシステムエンジニアリング株式 会社内 Fターム(参考) 2G075 AA03 BA18 CA07 CA14 DA20 FA13 FB02 FC03 FC04 FC14 FD01 GA02 GA09 GA16 GA37 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Toshihiro Yasuda 2-4, Suehirocho, Tsurumi-ku, Yokohama-shi, Kanagawa Prefecture Inside the Toshiba Keihin Plant (72) Inventor Yuichi Tonmiya 2-chome, Suehirocho, Tsurumi-ku, Yokohama-shi, Kanagawa No. 4 Toshiba Keihin Works Co., Ltd. (72) Inventor Sumi Ishikawa 2-chome, Suehirocho, Tsurumi-ku, Yokohama, Kanagawa Prefecture No. 4 Masato Kobayashi Masahiro Kobayashi 2-chome, Suehirocho, Tsurumi-ku, Yokohama, Kanagawa Prefecture No. 4 Toshiba Keihin Works, Inc. 4 Toshiba Keihin Works Co., Ltd. (72) Inventor Kazuo Aoyama 2 Suehirocho, Tsurumi-ku, Yokohama, Kanagawa No. 4 Toshiba Keihin Works Co., Ltd. (72) Inventor Hiroyuki Takebayashi 2--24-1, Harumi-cho, Fuchu-shi, Tokyo Toshiba FA System Engineering Co., Ltd. F-term (reference) 2G075 AA03 BA18 CA07 CA14 DA20 FA13 FB02 FC03 FC04 FC14 FD01 GA02 GA09 GA16 GA37

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】原子力発電所の原子炉内に導入され、遠隔
操作により炉内空間で作業を行う原子炉内作業ロボット
であって、炉内で移動可能なベース部と、このベース部
から突出し多関節の連結構造により三次元的な動作が可
能なアーム部と、このアーム部の先端に設けられた作業
部とを備えたことを特徴とする原子炉内作業ロボット。
An in-reactor working robot introduced into a nuclear reactor of a nuclear power plant and operated in a reactor space by remote control, comprising: a base portion movable in the furnace; A working robot in a nuclear reactor, comprising: an arm part capable of three-dimensional operation by a multi-joint connection structure; and a working part provided at a tip of the arm part.
【請求項2】 請求項1記載の原子炉内作業ロボットに
おいて、アーム部の動作を行うための駆動部および制御
部が、放射線環境下での使用が可能で、かつ放射線に対
して耐久性のある構成とされていることを特徴とする原
子炉内作業ロボット。
2. A working robot in a nuclear reactor according to claim 1, wherein the driving unit and the control unit for operating the arm unit can be used in a radiation environment and have a durability against radiation. An in-reactor working robot having a certain configuration.
【請求項3】 請求項1記載の原子炉内作業ロボットに
おいて、アーム部の先端側が、原子炉内の狭隘な空間で
の施工に要する動作を可能とする構成とされていること
を特徴とする原子炉内作業ロボット。
3. The working robot in a nuclear reactor according to claim 1, wherein the distal end side of the arm portion is configured to be capable of performing an operation required for construction in a narrow space in the nuclear reactor. Robot inside the reactor.
【請求項4】 請求項1記載の原子炉内作業ロボットに
おいて、アーム部および作業部を炉外での遠隔で操作に
よって動作させる機能を有することを特徴とする原子炉
内作業ロボット。
4. The in-reactor working robot according to claim 1, further comprising a function of operating the arm unit and the working unit by remote operation outside the reactor.
【請求項5】 請求項1記載の多関節作業ロボットは、
予め動作を教示しておきそれを再現できる機能を有する
ことを特徴とする原子炉内作業ロボット。
5. The multi-joint working robot according to claim 1,
An in-reactor working robot having a function of teaching an operation in advance and reproducing the operation.
【請求項6】 請求項1記載の原子炉内作業ロボットに
おいて、ベース部、アーム部および作業部を含む全体構
成が小型で軽量で、かつ移動および設置が容易な構成と
されていることを特徴とする原子炉内作業ロボット。
6. The working robot in a nuclear reactor according to claim 1, wherein an entire configuration including a base, an arm, and a working unit is small, lightweight, and easy to move and install. Robot inside the reactor.
【請求項7】 請求項1記載の原子炉内作業ロボットに
おいて、ベース部およびアーム部の少なくともいずれか
の部位にタッチセンサを有し、作業部位を自動的に認識
することが可能で、かつ原子炉内に設置したレール上で
異なる場所へ自動的に移動することが可能であることを
特徴とする原子炉内作業ロボット。
7. The working robot in a nuclear reactor according to claim 1, further comprising a touch sensor on at least one of the base and the arm, capable of automatically recognizing the working part, and An in-reactor working robot characterized in that it can be automatically moved to a different location on a rail installed in the reactor.
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JP2005221384A (en) * 2004-02-05 2005-08-18 Toshiba Corp In-reactor work system
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