JP3765212B2

JP3765212B2 - Remote working device

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Publication number: JP3765212B2
Application number: JP27180299A
Authority: JP
Inventors: 祐司細田; 孝夫志村
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1999-09-27
Filing date: 1999-09-27
Publication date: 2006-04-12
Anticipated expiration: 2019-09-27
Also published as: JP2001096366A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、遠隔操作により対象物の切断及び除去を行う遠隔作業装置、特に原子炉の補修作業、解体作業等に好適な遠隔作業装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
炉内補修作業、原子炉解体作業等の構造物の切断作業を伴う原子炉内遠隔作業においては、構造物の切断作業と後続する切断片の搬送作業を交互に反復して作業を遂行する。従来の作業方法としては、構造物の近傍に遠隔切断工具を設置して切断を実施し、切断後に遠隔切断工具を退避し、クレーン装置等により切断片を把持し、所定の切断片集積領域に搬出するといった作業を反復するものであった。この場合、遠隔切断工具の開始作業及び退避作業切断の段取り、切断片の把持搬送作業の段取りが、切断片の切り出し作業毎に発生し、作業効率が悪いといった問題があった。
【０００３】
この対策として、対象物の把持固定と切断作業を並列に実施し、切断作業と切断片搬出作業を連続して行う作業形態が提案されている。例えば特開平10−90493号公報では、炉内に切断工具を備えた切断専用マニピュレータと把持装置を備えた搬送作業専用マニピュレータを投入し、対象物を搬送作業専用マニピュレータで把持固定した状態で、搬送作業専用マニピュレータにより切断を実施し、切断終了後、搬送作業専用マニピュレータにより、切断片を所定の集積領域に搬出するシステムが開示されている。また、例えば特開平5−171822号公報では、対象物に把持固定する機構に切断工具を装備し、切断作業と切断片搬出作業の連続化を図る装置が開示されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記記載の特開平10−90493号公報で開示されるシステムでは、切断工具と把持装置を各々別個のマニピュレータに設置している。このため、システム運用上、相互のマニピュレータの動作干渉の管理が難しくなる。炉内の狭い環境内での構造物とマニピュレータの干渉によりフレキシブルな作業が難しくなる。さらに、複数のマニピュレータの各々につき作業開始前の、切断工具及び把持装置の位置決め段取り作業が必要となり作業効率が悪いという問題があった。
【０００５】
上記記載の特開平5−171822号公報で開示される装置では、切断工具が直線的な1方向のみの切断を行う構造となっており、円筒状の構造部の切断作業に於いて、縦方向の切断とこれに直交する方向の周方向の切断に対し、各々専用の装置を用いる構成となっている。このため、1つの切断片の切断のために、対象物に対する縦方向切断用装置及び周方向切断用装置の据え付け及び撤去作業をすることになり、作業効率が悪いという問題があった。
【０００６】
さらに、効率的な遠隔切断作業に於いては、切断作業中に性能劣化した切断工具の交換作業に要する時間の短縮、交換作業に伴う作業者の被曝低減が要求されるが、上記両従来技術に於いては、高効率な切断工具の遠隔交換手段に対し配慮されていない。
【０００７】
また、作業時の被曝の低減及び遠隔切断作業の工期短縮には、切断作業に伴い切断工具から発生するガス、切削用砥粒等の生成物及び切断作業に伴い発生する切断屑の拡散を防ぎ、切断と同時に回収、除去する必要があるが、上記両従来技術に於いては、生成物と切断屑の遠隔回収手段に対し配慮されていない。
【０００８】
本発明の目的は、対象物の1回の遠隔把持操作で切断片の切断切り離し作業が可能で、かつ単一のマニピュレータもしくはクレーン装置により遠隔把持、切断作業の両立が可能であり、かつ切断工具の遠隔交換作業が可能であり、かつ切断作業に伴う生成物及び切断屑の遠隔回収が可能な、切断作業効率が良く、被曝低減に好適な遠隔作業装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
１）本発明の目的は、対象物を把持する把持装置、把持装置を任意の空間位置に位置決めする移動装置、対象物を切断する切断工具、把持装置上に設置され把持装置に対し切断工具を相対位置決めする切断工具位置決め機構とを具備し、切断工具位置決め機構は対象物に対する切断方向を２方向以上切替えて切断するための自由度を有し、さらに切断工具が発生する生成物もしくは切断に伴い発生する切断屑を回収する回収装置と、切断工具が対向する対象物の切断面の裏面に回収装置を位置決めするための回収装置位置決め装置を具備し、かつ把持装置とは独立に対象物上に回収装置位置決め装置を固定設置する手段を有し、かつ把持装置と移動装置との間に両者を切り離しもしくは接続する第 1 の着脱機構を備え、かつ回収装置位置決め装置と移動装置との間に両者を切り離しもしくは接続する第２の着脱機構を備え、対象物に対する把持装置及び回収装置位置決め装置の据付を、共通の移動装置により実施するように遠隔作業装置を構成することで達成される。
【００１０】
２）本発明の目的は、対象物を把持する把持装置、把持装置を任意の空間位置に位置決めする移動装置、対象物を切断する切断工具、把持装置上に設置され把持装置に対し切断工具を相対位置決めする切断工具位置決め機構とを具備し、切断工具位置決め機構は対象物に対する切断方向を２方向以上切替えて切断するための自由度を有し、さらに切断工具が発生する生成物もしくは切断に伴い発生する切断屑を回収する回収装置を具備し、切断工具が対向する対象物の切断面の裏面に回収装置を位置決めするための回収装置位置決め装置を把持装置に設置し、さらに第２の回収装置と、切断工具が対向する対象物の切断面の裏面に第２の回収装置を位置決めするための第２の回収装置位置決め装置とを具備し、第２の回収装置位置決め装置を把持装置とは独立に対象物上に固定設置する手段を有し、かつ把持装置と移動装置との間に両者を切り離しもしくは接続する第 1 の着脱機構を備え、かつ回収装置位置決め装置と移動装置との間に両者を切り離しもしくは接続する第２の着脱機構を備え、対象物に対する把持装置及び回収装置位置決め装置の据付を、共通の移動装置により実施するように遠隔作業装置を構成することで達成される。
【００１１】
３）本発明の目的は、板状の対象物を遠隔操作により切断する遠隔作業装置において、対象物を挟持する把持装置、把持装置を任意の空間位置に位置決めする移動装置、対象物を切断する２つ以上の切断工具、把持装置上に設置され把持装置に対し各々の異なった切断方向に前記切断工具を相対位置決め移動する切断工具位置決め機構とを具備し、さらに切断に伴い発生する屑を回収する回収装置と、切断工具が対向する対象物の切断面の裏面に回収装置を位置決めするための回収装置位置決め装置を具備し、この回収装置位置決め装置は把持装置に設置されており、回収装置は、切断工具により形成される切断線を覆うダクト状をしており、回収装置位置決め装置は、把持装置から対象物に対し回収装置を押付ける自由度を有することで達成される。
【００３０】
【発明の実施の形態】
以下、図１から図6を用いて本発明の実施例について説明する。
【００３１】
図１は本実施の形態の全体構成図、図２は本実施の形態の動作を表す説明図である。図１及び図２において、同じ構成要素に対しては同じ構成番号を記してある。
【００３２】
遠隔作業装置１は、対象物２を把持する把持装置３と、把持装置３を任意の空間位置に移動し対象物２に対し位置決めする多関節マニピュレータから構成される移動装置４と、把持装置３と移動装置４とを遠隔操作により切り離しもしくは結合する着脱機構５と、対象物２を切断するための切断工具６を、対象物２に対し位置決めする切断工具位置決め機構７と、切断工具６が発生するガスや砥粒等の生成物や切断時に発生する切断屑を吸引回収する回収装置８を対象物２に対し位置決めする回収装置位置決め装置９とから構成される。
【００３３】
切断工具６としては、プラズマ切断工具、レーザー切断工具、ガス切断工具、放電加工装置、ウォータージェット切断工具、アブレイシブウォータージェット切断工具等の非接触型切断工具を用いる。
【００３４】
このような構成において、切断作業は次の手順で実行される。まず、移動装置４により把持装置３を対象物２の所定の把持位置に位置決めし、把持装置３により対象物２を把持固定する。この状態で、把持装置３に設置された切断工具位置決め機構７により切断工具６を、把持装置３の周囲に設定された切断目標軌跡に沿って移動させ、切断作業を実行する。同時に、回収装置８は、回収装置位置決め装置９により、切断工具６の先端位置に対向する対象物２の裏面位置に位置決めされ、対象物２を貫通する生成物及び切断屑を吸引回収する。切断作業が終了した後は、切断工具位置決め機構７により切断工具６を退避位置に移動し、切断された対象物２、すなわち切断片を把持装置３で把持したまま、移動機構４により所定の切断片集積領域まで搬送し、切断片を切断片集積領域で降ろした後、対象物２の次の切断個所に該当する把持位置に把持装置３を移動し、上記の切断、搬送作業を反復する。
【００３５】
切断工具６は切断作業の経過に伴い損耗等により切断効率が低下してくる。この場合は、図２に示す装置構成及び動作手順で把持装置３と抱き合わせで切断工具６の遠隔交換作業を実施する。遠隔作業環境には、把持装置３を仮置きするためのスタンド１２、１３が設置されている。まず、移動機構４により、使い古しの切断工具６を持つ把持装置３をスタンド１３に着座させ、着脱機構５の把持装置３側に設置された第２結合部１１と移動装置４側に設置された第１結合部１０とを切り離す。この後、移動装置４を、予めスタンド１２に着座させた整備済の把持装置３の上部に移動し、第１結合部１０と第２結合部１１とを接合し、切断作業に復帰させる。スタンド１３に残された把持装置３は、第１結合部１４を備えたクレーン装置等の移動装置１５により、遠隔作業領域から整備作業領域に搬出され、切断工具６の性能低下部分のメインテナンスを行った後、整備済の把持装置３として、再び移動装置１５により遠隔作業領域に搬入される。この作業は、原子炉内部等での遠隔作業環境下での作業を想定し移動装置１５としてクレーン装置を用いる構成としているが、例えば移動装置４を原子炉外に引き上げて把持装置３を交換する場合でも、移動装置１５として他のマニピュレータを用いて新旧の把持装置３を供給及び引き取り作業を実施する形態も可能であり、同様の被曝低減効果を期待できる。また、遠隔操作により把持装置３の着脱を可能とする構成は、切断工具６の交換だけでなく、遠隔作業環境での異なる種類の把持装置の使い分けを可能とするものである。
【００３６】
次に、把持装置３周辺の装置構成の詳細について、図３及び図４を用いて説明する。図３は本実施の形態の把持装置３周辺の側面図、図４は本実施の形態の把持装置３周辺の正面図である。図３及び図４において、図１と同じ構成要素に対しては同じ構成番号を記してある。
【００３７】
切断工具位置決め機構７は、把持装置３上に回転中心を設定した円筒座標型マニピュレータで構成されている。すなわち、切断工具位置決め機構７は、把持装置３上に設置された旋回駆動機構１６を備え、円筒座標系の半径方向の自由度を、旋回駆動機構１６上に設置された半径駆動機構１７により構成し、半径駆動機構１７の先端に切断工具６の先端を対象物２に接近もしくは遠ざけるための昇降駆動機構１８を備える。さらに、回収装置位置決め装置９は把持装置３の切断工具位置決め機構７の設置位置と対向する面に設置されており、機構構成は切断工具位置決め機構７と同様に円筒座標型マニピュレータであり、旋回駆動機構２１、半径駆動機構２２及び回収装置８の先端を対象物２に接近もしくは遠ざけるための昇降駆動機構２３から構成される。切断工具６への切断パワー供給及び制御に用いる電力ケーブル、圧力配管等のケーブル束６ａは、フレキシブルな構成とし、切断工具６から旋回駆動機構１６の固定部及び把持装置３内部を通過し、さらに着脱機構５を経由し、図には示していないが移動装置４上もしくは移動装置４につながる外部環境に設置する切断パワー源装置に接続される。同様に、回収装置８には吸引用のチューブ８ａが接続され、チューブ８ａは、回収装置８から旋回駆動機構２１の固定部及び把持装置３内部を通過し、さらに着脱機構５を経由し、図には示していないが移動装置４上もしくは移動装置４につながる外部環境に設置する吸引装置に接続される。
【００３８】
このような構成により、対象物２の面上の把持装置３を囲む任意の切断目標線２ａに対し、切断工具６の切断作業軌跡を設定することができる。さらに、半径駆動機構１７の縮退機能により、切断作業以外の搬送作業時等には、切断工具位置決め機構７を図４に示す退避位置７ａに退避し、周囲環境との衝突等を避ける。さらに、切断工具６の先端近傍には、対象物２と切断工具８先端の間のギャップを検出するセンサ１９を装備しており、この検出結果に基づき、常にギャップを一定にするよう昇降機構１８を制御することにより、切断工具６の切断性能を最適に維持でき、さらに、対象物２の任意の曲面に対し、切断工具６を追従位置決めすることができる。旋回駆動機構１６の把持装置３に直結する固定部には作業監視用のＴＶカメラ２０を備えており、遠隔目視確認により切断目標線２ａに対する切断工具６の位置決めを行う。
【００３９】
一方、回収装置８の対象物２の面に沿った位置は、常時切断工具６の先端位置と同様に保つよう追従制御される。この制御は、切断工具位置決め機構７と回収装置位置決め装置９駆動機構を独立に構成した場合は、切断目標軌跡情報を回収装置位置決め軌跡情報として従属的に用いることで達成できる。また、切断工具位置決め機構７と回収装置位置決め装置９の各自由度の駆動機構を各々共通にする機構構成を用いた場合は、特別な制御を必要とせず、切断工具位置決め機構７の動作に連動して、切断工具６に対する回収装置８の位置決めが実現できる。回収装置８は先端部を柔軟な構造としており、対象物２の裏面に密着して移動する。対象物２の裏面に対する回収装置８の先端位置は、切断工具６の場合と同様に一定に維持する。図３に示す例のように、対象物２の厚さがほぼ一定の場合は、切断工具６の対象物２の表面に対する追従制御の結果を昇降機構２３の位置決め制御目標に反映し、対象物２の裏面に対する回収装置８の追従制御を実施する。対象物２の厚さが不均一の場合は、図７には示していないが、回収装置８に、センサ１９と同様なセンサを設け、その検出情報に基づき、対象物２の裏面に対する回収装置８の距離を一定に維持する制御を行う。
【００４０】
旋回駆動機構２１の把持装置３に直結する固定部には作業監視用のＴＶカメラ２４を備えており、切断目標線２ａに沿って切断工具６により貫通切断した切断痕を遠隔目視監視し、切断作業の不良の有無を確認する。
【００４１】
次に、図５を用いて、着脱機構５の構成及び動作を説明する。図５において、図１と同じ構成要素に対しては同じ構成番号を記してある。
【００４２】
第１結合部１０は、移動装置４に接続するベース２５と、爪２６を備えたロック機構２７と、アラインメントピン２８と、把持装置３、切断工具位置決め機構７、切断工具６、回収装置位置決め装置、回収装置８、回収装置位置決め装置９等の動力供給及び制御用の電装ケーブル、圧力配管を接続するためのワンタッチ着脱型のコネクタ２９とから構成される。一方、第２結合部１１は、把持装置３に接続するベース３０と、爪２６を引掛けるステー３１と、アラインメントピン２８の差込穴を有する位置決めブロック３２と、コネクタ２９に接合するレセプタクル（図示していない）とから構成される。
【００４３】
本構成により、図５（ａ）に示すように、第２結合部１１に対し、第１結合部１０を接近させると、爪２６がステー３１の隙間を通過しつつ、先端がテーパー状に形成されたアラインメントピン２８が位置決めブロック３２に挿入され、第１結合部１０に対する第２結合部１１の位置及び姿勢が結合位置及び姿勢に修正される。詳細には示していないが、スタンド１２、１３に対する把持装置３の着座状態には所定の剛性を与えておき、移動装置４の位置決め操作に対し、柔軟性を持たせ、上記の遠隔接続をスムーズに行うようにする。
【００４４】
次に、図５（ｂ）に示すように、ロック機構２７により爪２６を旋回させ、さらに、図５（ｃ）に示すように、ロック機構２７により爪２６を引き込むことにより、旋回させ第１結合部１０と第２結合部１１の遠隔操作による結合を完了する。ロック機構２７としては、液圧もしくは空圧駆動のシリンダ機構で、伸縮ストローク運動に伴いロッドに旋回運動を発生させる形式の機構を採用することができる。
【００４５】
次に、図６を用いて、把持装置３の構成及び動作を説明する。図６において、図３と同じ構成要素に対しては同じ構成番号を記してある。
【００４６】
把持装置３は、シリンダ３５により回転する押し付けカム３３と、同様の構成で回転する押し付けカム３４とを備える。対象物２に把持装置３を位置決めする場合は、カム３３，３４は図６上で破線にて示すように把持装置３内部に引き込まれており、把持時には、シリンダ３５の推力によりカム３３，３４を対象物２に押し付け挟持する。この構成により、対象物２を鉛直方向に吊り下げる場合は、対象物２の自重により摩擦力を介しカム３３，３４が張り出し自律的に把持力を発生し、重量の重い対象物２を安定に把持できる。また、カム３３，３４の２箇所の把持により、把持装置３の姿勢を水平にしても安定に対象物２の姿勢を保持できる。
【００４７】
以上述べた本実施の形態によれば、対象物に対する把持装置の位置決め据付操作を１回実施することにより、把持装置を囲む任意の切断目標線に対し、連続して切断を実施し切断片の切り抜き作業を実施でき、その直後に切断片の搬送作業を実施することができる。さらに、把持装置を基準に切断工具の相対位置決めを行う構成から、把持装置の据付位置管理のみで、切断位置の管理を同時に行うことができる。さらに、切断工具の先端を対象物の表面に対し一定ギャップを保って追従制御する構成により任意の曲面の切断が可能となる。さらに、整備済把持装置と使用済把持装置の遠隔作業領域でのローテーションを伴う把持装置の遠隔交換作業により、切断工具の損耗部品交換に伴う、遠隔切断作業の停止期間を、移動装置に対する把持装置の遠隔着脱に要する時間のみに短縮できる。さらに、対象物を挟んで、切断工具と回収装置を常に対向する位置に位置決めできるため、切断に伴い対象物を貫通して飛散する発生物及び切断屑を効率良く吸引回収することができる。切断貫通時に大量の砥粒を発生するアブレイシブウォータジェット切断方式を、切断工具に適用した場合、特に効果を発揮する。
【００４８】
なお、本実施の形態においては、切断工具位置決め機構として円筒座標型のマニピュレータを用いる構成としているが、スカラ型等他の形式の多関節型マニピュレータを用いても同様の効果を得られることは明白である。
【００４９】
また、本実施の形態においては、移動装置として多関節型マニピュレータを用いる構成としているが、クレーン装置を用いても同様の効果を得られることは明白である。
【００５０】
次に、図７から図９を用いて本発明の他の実施例について説明する。図７から図９において、同じ構成要素に対しては同じ構成番号を記してある。
【００５１】
図７は本実施の形態の側面図及び正面図である。本実施の形態の遠隔作業装置３６は、複数の長尺の円筒管３７を貫通して取り付けた板状の対象物３８の切断を目的としたものである。
【００５２】
遠隔作業装置３６は、切断工具３９を対象物３８に対し位置決めする切断装置４０と、回収装置４１を、切断工具３９の先端位置に対向する対象物３８の裏面位置に位置決めする回収装置位置決め装置４２と、切断装置４０及び回収装置位置決め装置４２を遠隔作業環境に搬送、据付、撤去するための移動装置４から構成される。
【００５３】
切断装置４０と回収装置位置決め装置４２は、各々個別に円筒管３７上に着座し固定される。切断装置４０と回収装置位置決め装置４２の上端部は各々着脱機構４３を介して移動装置４に対し遠隔操作により分離結合できる構成となっている。
【００５４】
着脱機構４３は、移動機構４に結合された第１結合部４４と、切断装置４０の上端部に結合された第2結合部４５と、回収装置位置決め装置４２の上端部に結合された第2結合部４６とから構成され、第１結合部４４と第2結合部４５の間の接続構造は、第１結合部４４と第2結合部４６の間の接続構造と同一の構造となっており、共通の移動機構４を用いて、順次、回収装置位置決め装置４２と切断装置４０の、円筒管３７上への据え付け及び撤去が実施される。
【００５５】
遠隔作業装置３６を用いた、切断作業手順は次のようになる。
まず、移動装置４に回収装置位置決め装置４２を結合し、対象物３８に既に開けられた開口部３８ａに隣接する円筒管３７の上に回収装置位置決め装置４２を移動し着座させる。次に、遠隔制御により回収装置位置決め装置４２を操作し、回収装置４１を、開口部３８ａを通過させ、切断工具３９の先端位置に対向する対象物３８の裏面位置に位置決めする。
【００５６】
この後、後で詳細に説明するように、回収装置４１を開放状態として、切断作業に伴い発生する生成物及び切断屑の回収の準備をする。上記業終了後、移動装置４と回収装置位置決め装置４２を分離し、移動装置４と切断装置４０を結合し、開口部３８ａと回収装置位置決め装置４２に隣接する円筒管３７の上に切断装置４０を移動し着座させる。
【００５７】
以上の準備が整ったところで、切断装置４０が着座する円筒管３７を中心としてその周囲の対象物３８を切断工具３９により周回切断する。切断作業終了後、切断装置４０とこれに固定把持された対象物３８の切断片を共に、移動装置４により所定の切断片集積領域まで搬送し、切断片を切断片集積領域で降ろす。この後、移動装置４と切断装置４０を分離し、移動装置４と回収装置位置決め装置４２を再結合し、移動装置４により所定の切断生成物集積領域まで搬送し、回収蓄積した切断屑及び生成物を廃棄する。この後、対象物３８の次の切断個所に移動し、上記の据付、切断、搬送作業を反復する。
【００５８】
次に、切断装置４０の詳細構成を図８を用いて説明する。
切断装置４０は、把持装置４７と、切断工具位置決め機構４８から構成される。
【００５９】
把持装置４７は円筒管３７に挿入され、フランジ５４による円筒管３７上面への着座及び円筒管３７の内壁面のパッド５３による押付け把持により、切断装置４０を円筒管３７に据付固定し、切断片搬出時には切断片の把持手段となる。把持装置４７と着脱装置４３はマスト５５で結合されており、マスト５５を足場として、切断工具位置決め機構４８が動作する。
【００６０】
切断工具位置決め機構４８は、マスト５５の軸心を回転中心を設定した円筒座標型マニピュレータで構成されている。すなわち、切断工具位置決め機構４８は、マスト５５を中心して切断工具３９を周回移動させる旋回駆動機構４９と、円筒座標系の半径方向の自由度を構成する半径駆動機構５０と、半径駆動機構５０の先端で切断工具３９の先端を対象物３８に接近もしくは遠ざけるための昇降駆動機構５１とを備える。旋回駆動機構４９はマスト５５に固定設置され、マスト５５に回転結合し半径駆動機構５０を設置したシリンダ５６を旋回させる。半径駆動機構５０は、リンク５７、５８及び５９から構成される並行リンク機構により構成され、リンク５７及び５８を、シリンダ５６上に設置したモータ６２、ボールネジ６３により直動駆動される直動ガイド６１上を移動するブロック６０により駆動する事で、切断工具３９及び昇降駆動機構５１の高さを一定に保ち半径方向に移動させる。
【００６１】
このような構成により、切断装置４０が着座する円筒管３７を中心としてその周囲の対象物３８を周回切断する切断工具３９の切断作業軌跡を設定することができる。さらに、図３に示す実施例と同様に、切断工具３９の先端近傍には、対象物３８と切断工具３９先端の間のギャップを検出するセンサ５２を装備しており、この検出結果に基づき、常にギャップを一定にするよう昇降機構５１を制御することにより、切断工具３９の切断性能を最適に維持でき、さらに、対象物３８の任意の曲面に対し、切断工具３９を追従位置決めすることができる。
【００６２】
次に、回収装置位置決め装置４２の構成及び動作を図９を用いて説明する。
回収装置位置決め装置４２は、対象物３８に開けられた開口部３８ａと切断装置４０が着座する円筒管３７ａに隣接する円筒管３７ｂに着座し据え付けられる。回収装置位置決め装置４２は、回収装置４１を閉じた状態で周辺形状を縮小し開口部３８ａを通過させ垂直移動し、切断目標線３８ｂをカバーできる位置まで水平移動する。次に、回収装置４１を開放状態とし、コの字状の切断目標線３８ｂの全てをカバーするようにする。この後、回収装置位置決め装置４２の各可動部分をロック状態にして、移動装置４を分離する。
【００６３】
回収装置位置決め装置４２は、円筒管３７ｂに着座しパッド６５、６６により円筒管３７ｂの内壁面を押付け固定する固定装置６４を備える。固定装置６４の上端部には、着脱機構４０の一部の第2結合部４６が設置されている。回収装置４１の位置決め動作は、第1旋回駆動機構６８により固定装置６４を中心に旋回する第１ビーム６７と、第２旋回駆動機構７０により第１ビーム６７の先端で旋回する第２ビーム６９と、第２ビーム６９の先端で、回収装置４１を昇降及び旋回させる昇降旋回駆動機構７１とから構成されるスカラ型マニピュレータ機構及び回収装置４１の下部に設けられた水平直動機構７３により実施される。
【００６４】
回収装置４１は、既に開けられた切断目標線３８ｂと同じ形状の開口部３８ａを通過させるために、平面形状の大きさを、開口部３８ａの形状より小さくし、切断位置に移動した状態で、切断目標線３８ｂの範囲をカバーするように拡張する必要がある。このため、回収装置４１は、開閉機構７４によりフード７２を、閉じた状態のニの字状の形態から、開放状態のコの状の形態に変形させる構成となっている。回収装置４１の底部には、回収蓄積された生成物や切断屑を排出する排出機構７５が設けられている。
【００６５】
以上述べた本実施の形態によれば、原子炉内構造物に良くある複数の長尺の円筒管を貫通して取り付けた板状の対象物の切断について、図１に示す実施例と同様に、対象物に対する切断装置の位置決め据付操作を１回実施することにより、切断装置を囲む任意の切断目標線に対し、連続して切断を実施し切断片の切り抜き作業を実施でき、その直後に切断片の搬送作業を実施することができる。さらに、切断装置を基準に切断工具の相対位置決めを行う構成から、切断装置の据付位置管理のみで、切断位置の管理を同時に行うことができる。さらに、切断工程が進行する過程で形成される対象物の開口部を有効に利用し、切断目標線の直下に回収装置のフードを展開でき、切断に伴い対象物を貫通して飛散する発生物及び切断屑を効率良く回収することができる。さらに、切断装置と回収装置位置決め装置の搬送及び据付作業を、遠隔作業環境下で共通の移動装置を遠隔着脱することで交互に遂行でき、狭隘な遠隔作業環境での効率的な切断作業を展開しかつ作業者の被曝低減を図ることができる。
【００６６】
なお、本実施の形態においては、移動装置として多関節型マニピュレータを用いる構成としているが、クレーン装置を用いても同様の効果を得られることは明白である。
【００６７】
次に、図１０を用いて本発明の他の実施例について説明する。図１０は本実施の形態の側面図である。
【００６８】
本実施の形態の遠隔作業装置７６は、下端部が開放した複数の円筒管７７を貫通して取り付けた板状の対象物７８の切断を目的としたものである。
【００６９】
遠隔作業装置７６は、切断工具７９を対象物７８に対し位置決めし、かつ傘状構造の回収装置８０を備えた切断装置８１と、傘状構造の第２の回収装置８２を備えた補助回収装置８３と、切断装置８１及び補助回収装置８３を遠隔作業環境に搬送、据付、撤去するための移動装置４から構成される。
【００７０】
切断装置８１及び補助回収装置８３は、各々個別に円筒管７７上に着座し固定される。切断装置８１及び補助回収装置８３の上端部は各々着脱機構８４を介して移動装置４に対し遠隔操作により分離結合できる構成となっている。
【００７１】
着脱機構８４は、移動機構４に結合された第１結合部８５と、切断装置８１の上端部に結合された第2結合部８６と、補助回収装置８３の上端部に結合された第2結合部８７とから構成され、第１結合部８５と第2結合部８６の間の接続構造は、第１結合部８５と第2結合部８７の間の接続構造と同一の構造となっており、共通の移動機構４を用いて、順次、切断装置８１及び補助回収装置８３、円筒管７７上への据え付け及び撤去が実施される。
【００７２】
遠隔作業装置７６を用いた、切断作業手順は次のようになる。
まず、移動装置４に補助回収装置８３を結合し、補助回収装置８３を円筒管７７ａ上に移動し、閉じた状態で第２の回収装置８２を円筒管７７ａ内部を貫通させながら降下し、補助回収装置８３を円筒管７７ａ上に据え付け、第２の回収装置８２を開放状態にする。次に、移動装置４を補助回収装置８３から切り離し、切断装置８１に結合し、切断装置８１を円筒管７７ｂ上に移動し、閉じた状態で回収装置８０を円筒管７７ｂ内部を貫通させながら降下し、切断装置８１を円筒管７７ｂ上に据え付け、回収装置８０を開放状態にする。
【００７３】
以上の準備が整ったところで、切断装置８１が着座する円筒管７７ｂを中心としてその周囲の対象物７８を切断工具７９により周回切断する。切断作業終了後、切断装置８１とこれに固定把持された対象物７８の切断片を共に、移動装置４により所定の切断片集積領域まで搬送し、切断片を切断片集積領域で降ろす。
【００７４】
次に、切断装置８１を移動装置４により所定の切断生成物集積領域まで搬送し、回収装置８０内に回収蓄積した切断屑及び生成物を廃棄する。この後、移動装置４と切断装置８１を分離し、移動装置４と補助回収装置８３を再結合し、移動装置４により所定の切断生成物集積領域まで搬送し、回収蓄積した切断屑及び生成物を廃棄する。この後、対象物７８の次の切断個所に移動し、上記の据付、切断、搬送作業を反復する。
【００７５】
次に、切断装置８１の詳細構成について説明する。
切断装置８１は、把持装置８８と、切断工具位置決め機構８９と、回収装置８０から構成される。把持装置８８及び切断工具位置決め機構８９の構造及び機能は、図８に示す実施例の把持装置４７及び切断工具位置決め機構４８と同様である。
【００７６】
回収装置８０は、把持装置８８の直下にシャフト９０を介して設置されている。把持装置８８は、切断屑及び生成物を確保蓄積する可撓体からなるフード９１と、フード９１に放射状に取り付けられたリブ９２を傘状に開閉する開閉駆動機構９３により構成される。また、把持装置８８の底部には、フード９１内部に蓄積した切断屑及び生成物を排出するための排出機構９４が設けられている。
【００７７】
次に、補助回収装置８３の詳細構成について説明する。
補助回収装置８３は、第２の回収装置８２と、固定装置９５とから構成されている。
【００７８】
第２の回収装置８２の構造は、回収装置８０と同様である。固定装置９５は、把持装置８８と同様に、円筒管７７ａに着座しパッド９６の押付け力で円筒管７７ａの内壁面に固着する。固定装置９５の上端部には旋回機構９７を介して第２結合部８７が設けられている。ただし、図１０の例に示すような、第２結合部８７と切断装置８１の干渉を避けるための固定装置９５と第２結合部８７の中心位置のオフセットが無い場合、移動装置４の手先に旋回自由度が備わっている場合は、旋回機構９７は不要である。
【００７９】
以上述べた本実施の形態によれば、原子炉内構造物に良くある下端部が開放状態の複数の円筒管を貫通して取り付けた板状の対象物の切断について、図１に示す実施例と同様に、対象物に対する切断装置の位置決め据付操作を１回実施することにより、切断装置を囲む任意の切断目標線に対し、連続して切断を実施し切断片の切り抜き作業を実施でき、その直後に切断片の搬送作業を実施することができる。
【００８０】
さらに、切断装置を基準に切断工具の相対位置決めを行う構成から、切断装置の据付位置管理のみで、切断位置の管理を同時に行うことができる。さらに、回収装置及び第２の回収装置を円筒管を貫通して挿入及び据付できるため、切断作業の全行程に渡り、完全に切断屑及び生成物の回収蓄積が可能である。さらに、回収装置及び第２の回収装置により、回収可能領域を拡大し、広範囲な切断が可能となる。
【００８１】
さらに、図８に示す実施例と同様に、切断装置と補助回収装置の搬送及び据付作業を、遠隔作業環境下で共通の移動装置を遠隔着脱することで交互に遂行でき、狭隘な遠隔作業環境での効率的な切断作業を展開しかつ作業者の被曝低減を図ることができる。
【００８２】
なお、本実施の形態においては、移動装置として多関節型マニピュレータを用いる構成としているが、クレーン装置を用いても同様の効果を得られることは明白である。
【００８３】
また、本実施の形態においては、補助回収装置により、切断屑及び生成物の回収領域の拡大を図っているが、円筒管７７ｂの近傍である狭い範囲を切断する用途には、遠隔作業装置を、切断装置のみで構成して、切断作業を実施できることは明白である。
【００８４】
次に、図１１と図１２を用いて本発明の他の実施例について説明する。図１１と図１２において、同じ構成要素に対しては同じ構成番号を記してある。
【００８５】
図１１は本実施の形態の側面図、図１２は正面図である。
本実施の形態の遠隔作業装置９８は、板状の対象物９９の切断を目的とする。
【００８６】
遠隔作業装置９８は、対象物９９を把持する把持装置１００と、把持装置１００を任意の空間位置に移動し対象物９９に対し位置決めするクレーン装置から構成される移動装置１０１と、把持装置１００と移動装置１０１とを遠隔操作により切り離しもしくは結合する着脱機構１０２と、対象物９９を切断するための２つの切断工具１０３、１０４を、対象物９９に対し位置決めする切断工具位置決め機構１０５、１０６と、切断工具１０３、１０４に対向する対象物９９の裏面より切断屑を吸引回収する回収装置１０７から構成される。
【００８７】
切断工具１０３、１０４は切断工具として回転型の鋸刃１０８、１０９を用いており、切断時に発生する反力を支えるため、把持装置１００のフレームは対象物９９上の切断線９９ａ、９９ｂで形成される領域と同等の広さを持つ。把持装置１００はフレームの周辺に沿ってクランプ１１０、１１１を有し、対象物９９を挟持し把持する。把持装置１００には、切断片固定装置１１２が設けられており、クランプ１１３、１１４で対象物９９の切残し領域を把持固定することで、切断終了直後の切断片の倒れこみを防止する。
【００８８】
切断工具１０３は、回転型の鋸刃１０８と、その回転動力のモータ１１５と、鋸刃１０８を対象物９９に押し付けるためのアーム１１６及びアクチュエータ１１７とから構成される。切断工具位置決め機構１０５は、把持装置１００の垂直方向の端面に設置されたレール１１８、１１９と、ラックギア１２０と、レール１１８、１１９に沿ってラックギア１２０を駆動しつつ切断工具１０３を垂直方向に送る送り機構１２１とから構成される。切断工具１０４及び切断工具位置決め機構１０６は、把持装置１００のフレームの下端部に水平に設けられ、その構成は、切断工具１０３及び切断工具位置決め機構１０５と同様である。
【００８９】
回収装置１０７は、切断目標線９９ａ及び９９ｂをカバーする形のダクト構造となっており、対象物９９に接する部分は、可撓体からなるスカート１２２で接している。また、回収装置１０７は、把持装置１００に設置された押付け機構１２３により、切断時に対象物９９に対し押付ける構成となっている。
【００９０】
本実施例の形態では、対象物９９に、把持装置１００を把持固定した後、垂直方向の切断目標線９９ｂと水平方向の切断目標線９９ａを、切断工具１０３、１０４により並行して切断する。図１２に示すように、前回の切断で実施した垂直方向切断線につなげる形で、Ｌ字型の切断線を形成することで、１回の把持作業に伴い、切断片の切り出しが完了する。さらに、切断工具１０３、１０４の並行作業により切断時間の短縮を図れる。
【００９１】
本実施例の形態によれば、先の実施例の形態と同様に、１回の把持作業毎に、切断片の切り出し搬出が可能である。さらに、切断手段として鋸型工具を用いているため、切断に伴い切断屑以外の生成物の発生が少なく、さらに発生した切断屑は回収装置により吸引回収されるため、被爆低減及び放射性廃棄物発生の低減に効果をもつ。さらに、鋸刃の直径の選択により曲面を持つ対象物の切断に対して、先の実施例で提示した、切断工具の対象物表面への追従制御といった複雑な制御を必要としない。
【００９２】
なお、本実施の形態では、切断工具として、回転型の鋸刃を取り上げたが、これは、研削ディスク、ミーリング刃等他の回転型機械加工型工具を用いても、さらに往復型鋸刃の形態を取っても、同様の効果を得られることは明白である。
【００９３】
なお、本実施の形態では、移動装置としてクレーン装置を適用しているが、多関節型マニピュレータを用いても、同様な効果を得られることは明白である。
【００９４】
次に、図１３を用いて本発明の他の実施例について説明する。図１３において図１１及び図１２に示す構成要素と同じ構成要素に対しては同じ構成番号を記してある。
【００９５】
図１３は本発明の他の実施例における装置側面図である。
本実施の形態の遠隔作業装置１２４は、板状の対象物９９の切断を目的とする。
【００９６】
遠隔作業装置１２４において、回収装置を除く他の構成及び機能は、図１１に示す実施例と同一である。遠隔作業装置１２４においては、垂直切断用の切断工具１０３及び水平切断用の切断工具１０４に対応し、回収装置１２５及び１２６を設けている。回収装置１２５及び１２６は同一構造であり、切断に伴う切断工具１０３、１０４の移動に伴い、吸引ダクト１２７、１２８を追従移動させながら、切断屑を回収するものである。
【００９７】
垂直切断対応の回収装置１２５を例に、その構成と動作を説明する。
回収装置１２５は、可撓体からなるスカート１２９を設けた吸引ダクト１２７と、吸引ダクト１２７を対象物９９に押付ける押付け機構１３０と、把持機構１００に切断工具１０３の移動方向に平行に敷設されたレール１３１、１３２に沿いラックギア１３３を用いた推進により押付け機構１３０を移動する送り機構１３４とから構成される。
【００９８】
本実施例の形態によれば、図１１に示す実施例に比べ、切断屑の吸引回収を、切断中常時切断工具の近傍に集中できるので、切断屑の吸引回収の信頼性が高く、吸引回収に必要な真空吸引システムの規模を小さくできる。
【００９９】
以上のとおり、本発明の実施例を原子炉の解体作業に適用すると、内部構造物により作業環境が狭い原子炉内部での、フレキシブルかつ迅速な遠隔切断作業を実現できる。さらに、切断工具の交換作業と、切断装置及び周辺補助装置の原子炉内での据付、搬送、撤去作業を全て、原子炉遮蔽環境下で遠隔操作にて実施できるため、作業工数の低減を図れる共に、作業者の被曝低減を図ることができる。さらに、切断と並行して、切断に伴い発生する切断屑及び生成物を効率よく回収することができ、切断作業後の切断屑及び生成物の回収作業に要する工程の低減、切断屑及び生成物残留による後続作業の障害の防止、作業者の被曝低減を図ることが可能となる。
【０１００】
【発明の効果】
本発明によれば、１台のマニピュレータもしくはクレーン装置により、切断作業とそれに続く切断片の搬出作業を、段取り変え無しに連続して実施できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例の全体構成図。
【図２】本発明の実施例の動作を示す説明図。
【図３】本発明の実施例の側面図。
【図４】本発明の実施例の正面図。
【図５】本発明の実施例の着脱機構の構成及び動作を示す説明図。
【図６】本発明の実施例の把持装置の構成及び動作を示す説明図。
【図７】本発明の他の全体構成図。
【図８】本発明の他の実施例の側面図。
【図９】本発明の他の実施例の回収装置の構成及び動作を示す説明図。
【図１０】本発明の他の全体構成図。
【図１１】本発明の他の実施例の側面図。
【図１２】本発明の他の実施例の側面図。
【図１３】本発明の他の実施例における装置断面図。
【符号の説明】
１、３６、７６、９８、１２４…遠隔作業装置、
２、３８、７８、９９…対象物、
３、４７、８８、１００…把持装置、
４、１５、１０１…移動装置、
５、４３、８４、１０２…着脱機構、
６、３９、７９、１０３、１０４…切断工具、
７、４８、８９、１０５、１０６…切断工具位置決め機構、
８、４１、８０、１０７、１２５、１２６…回収装置、
１、４２…回収装置位置決め装置、
１０、１４、４４、８５…第１結合部、
１１、４５、４６、８６、８７…第２結合部、
１２、１３…スタンド、
１６、２１、４９…旋回駆動機構、
１７、２０、５０…半径駆動機構、
１８、２３、５１…昇降駆動機構、
１９、５２…センサ、
２０、２４…ＴＶカメラ、
２５、３０…ベース、
２６…爪、
２７…ロック機構、
２８…アラインメントピン、
２９…コネクタ、
３１…ステー、
３２…位置決めブロック、
３３、３４…カム、
３５…シリンダ、
３７、７７…円筒管、
４０、８１…切断装置、
５３、６５、６６、９６…パッド、
５４…フランジ、
５５…マスト、
５６…シリンダ、
５７、５８、５９…リンク、
６０…ブロック、
６１…直動ガイド、
６２、１１５…モータ、
６３…ボールネジ、
６４、９５…固定装置、
６７…第１ビーム、
６８…第1旋回駆動機構、
６９…第２ビーム、
７０…第２旋回駆動機構、
７１…昇降旋回駆動機構、
７２、９１…フード、
７３…水平直動機構、
７４…開閉機構、
７５、９４…排出機構、
８２…第２の回収装置、
８３…補助回収装置、
９０…シャフト、
９２…リブ、
９３…開閉駆動機構、
９７…旋回機構、
１０８、１０９…鋸刃、
１１０、１１１、１１３、１１４…クランプ、
１１２…切断片固定装置、
１１６…アーム、
１１７…アクチュエータ、
１１８、１１９、１３１、１３２…レール、
１２０、１３３…ラックギア、
１２１、１３４…送り機構、
１２２、１２９…スカート、
１２３、１３０…押付け機構、
１２７、１２８…吸引ダクト。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a remote work device that cuts and removes an object by remote operation, and more particularly to a remote work device that is suitable for nuclear reactor repair work, dismantling work, and the like.
[0002]
[Prior art]
In the remote work in the reactor accompanied by the work of cutting the structure such as the repair work in the reactor and the work of dismantling the reactor, the work is performed by alternately repeating the work of cutting the structure and the subsequent work of transporting the cut pieces. As a conventional work method, a remote cutting tool is installed in the vicinity of a structure, cutting is performed, the remote cutting tool is retracted after cutting, a cutting piece is gripped by a crane device, etc., and a predetermined cutting piece collecting area is set. The work of carrying out was repeated. In this case, there has been a problem that the start work of the remote cutting tool, the evacuation work, the cutting setup, and the setup of the gripping and conveying work of the cutting piece occur every cutting work of the cutting piece, resulting in poor work efficiency.
[0003]
As a countermeasure against this, there has been proposed a work form in which the object is held and fixed and the cutting work is performed in parallel, and the cutting work and the cut piece carry-out work are continuously performed. For example, in Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-90493, a manipulator dedicated to cutting equipped with a cutting tool and a manipulator dedicated to conveying work equipped with a gripping device are placed in a furnace, and the object is conveyed and held by the manipulator dedicated to conveying work. A system is disclosed in which cutting is performed by a work-specific manipulator, and after the end of cutting, the cut pieces are carried out to a predetermined accumulation region by a transport work-specific manipulator. Further, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-171822 discloses an apparatus in which a cutting tool is provided in a mechanism for gripping and fixing to an object so that cutting work and cut piece carrying-out work are continued.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
In the system disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 10-90493 described above, the cutting tool and the gripping device are installed in separate manipulators. This makes it difficult to manage the operation interference between the manipulators in system operation. Flexible work becomes difficult due to the interference between the manipulator and the structure in a narrow environment in the furnace. Furthermore, there has been a problem in that the work efficiency is poor because the cutting tool and the gripping device need to be positioned before each work is started.
[0005]
In the apparatus disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 5-171822 described above, the cutting tool has a structure for cutting only in one linear direction, and in the cutting operation of the cylindrical structure portion, the vertical direction For each of the cutting and the circumferential cutting in the direction orthogonal thereto, a dedicated device is used. For this reason, in order to cut one piece, the installation and removal work of the longitudinal cutting device and the circumferential cutting device with respect to the object is performed, and there is a problem that work efficiency is poor.
[0006]
Furthermore, in an efficient remote cutting operation, it is required to reduce the time required for replacing a cutting tool whose performance has deteriorated during the cutting operation, and to reduce the exposure of workers accompanying the replacement operation. However, no consideration is given to a remote exchange means for a highly efficient cutting tool.
[0007]
Also, in order to reduce exposure during work and shorten the work period of remote cutting work, it prevents the diffusion of gas generated from cutting tools, products such as abrasive grains for cutting, and cutting waste generated by cutting work. It is necessary to collect and remove at the same time as the cutting. However, in both the above prior arts, no consideration is given to the means for remotely collecting the product and cutting waste.
[0008]
An object of the present invention is to enable cutting and cutting work of a cut piece by one remote gripping operation of an object, and to be capable of both remote gripping and cutting work by a single manipulator or crane device, and a cutting tool. It is an object of the present invention to provide a remote working device that is capable of performing a remote exchanging work and is capable of remotely collecting products and cutting debris accompanying the cutting work with high cutting work efficiency and suitable for reducing exposure.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
1) The object of the present invention is toA gripping device for gripping an object, a moving device for positioning the gripping device at an arbitrary spatial position, a cutting tool for cutting the object, a cutting tool positioning mechanism installed on the gripping device and relatively positioning the cutting tool with respect to the gripping device; The cutting tool positioning mechanism has a degree of freedom for switching by cutting two or more cutting directions with respect to the object, and further collects the product generated by the cutting tool or the cutting waste generated by the cutting. And a recovery device positioning device for positioning the recovery device on the back surface of the cutting surface of the object facing the cutting tool, and the recovery device positioning device is fixedly installed on the object independently of the gripping device. Means for disconnecting or connecting between the gripping device and the moving device. 1 And a second attachment / detachment mechanism that separates or connects the recovery device positioning device and the moving device between the recovery device positioning device and the moving device. By configuring the remote work device to implement byAchieved.
[0010]
2) The object of the present invention is toA gripping device for gripping an object, a moving device for positioning the gripping device at an arbitrary spatial position, a cutting tool for cutting the object, a cutting tool positioning mechanism installed on the gripping device and relatively positioning the cutting tool with respect to the gripping device; The cutting tool positioning mechanism has a degree of freedom for switching by cutting two or more cutting directions with respect to the object, and further collects the product generated by the cutting tool or the cutting waste generated by the cutting. A recovery device positioning device for positioning the recovery device on the rear surface of the cutting surface of the object that the cutting tool faces, and the second recovery device and the object facing the cutting tool A second recovery device positioning device for positioning the second recovery device on the rear surface of the cut surface of the object, and the second recovery device positioning device is paired independently of the gripping device. The to disconnect both or connection between has means for fixedly installed on Butsujo, and the gripping device and the mobile device 1 And a second attachment / detachment mechanism that separates or connects the recovery device positioning device and the moving device between the recovery device positioning device and the moving device. Configure the remote work device to perform byIs achieved.
[0011]
3) The object of the present invention is toIn a remote working device that cuts a plate-like object by remote operation, a gripping device that holds the target, a moving device that positions the gripping device at an arbitrary spatial position, two or more cutting tools that cut the target, and gripping A cutting tool positioning mechanism that is installed on the apparatus and moves the cutting tool relative to each other in a different cutting direction with respect to the gripping device; and a collecting device that collects scraps generated by cutting, and a cutting tool It has a recovery device positioning device for positioning the recovery device on the back side of the cutting surface of the opposing object, and this recovery device positioning device is installed in the gripping device, and the recovery device is a cutting formed by a cutting tool The collection device positioning device has a degree of freedom to press the collection device against the object from the gripping device.Achieved.
[0030]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below with reference to FIGS.
[0031]
FIG. 1 is an overall configuration diagram of the present embodiment, and FIG. 2 is an explanatory diagram showing the operation of the present embodiment. 1 and 2, the same constituent numbers are given to the same constituent elements.
[0032]
The remote operation device 1 includes a gripping device 3 that grips an object 2, a moving device 4 that includes a multi-joint manipulator that moves the gripping device 3 to an arbitrary spatial position and positions the object 2, and a gripping device 3. The cutting tool 6 is generated, the detaching mechanism 5 that disconnects or couples the moving device 4 by remote control, the cutting tool positioning mechanism 7 that positions the cutting tool 6 for cutting the object 2 with respect to the object 2, and the cutting tool 6. And a recovery device positioning device 9 that positions the recovery device 8 that sucks and recovers products such as gas and abrasive grains and cutting waste generated during cutting with respect to the object 2.
[0033]
As the cutting tool 6, a non-contact type cutting tool such as a plasma cutting tool, a laser cutting tool, a gas cutting tool, an electric discharge machining device, a water jet cutting tool, an abrasive water jet cutting tool, or the like is used.
[0034]
In such a configuration, the cutting operation is executed in the following procedure. First, the gripping device 3 is positioned at a predetermined gripping position of the object 2 by the moving device 4, and the object 2 is gripped and fixed by the gripping device 3. In this state, the cutting tool 6 is moved along the cutting target trajectory set around the gripping device 3 by the cutting tool positioning mechanism 7 installed in the gripping device 3, and the cutting work is executed. At the same time, the collection device 8 is positioned by the collection device positioning device 9 at the back surface position of the object 2 opposite to the tip position of the cutting tool 6, and sucks and collects the product and cutting waste penetrating the object 2. After the cutting operation is completed, the cutting tool 6 is moved to the retracted position by the cutting tool positioning mechanism 7, and a predetermined cutting is performed by the moving mechanism 4 while the cut object 2, that is, the cut piece is held by the holding device 3. After transporting to the piece collecting area and dropping the cut piece in the cut piece collecting area, the gripping device 3 is moved to the gripping position corresponding to the next cutting position of the object 2 and the above cutting and transporting operations are repeated.
[0035]
The cutting efficiency of the cutting tool 6 decreases due to wear and the like as the cutting operation progresses. In this case, a remote exchanging operation of the cutting tool 6 is performed by tying the gripping device 3 with the apparatus configuration and operation procedure shown in FIG. Stands 12 and 13 for temporarily placing the gripping device 3 are installed in the remote work environment. First, the gripping device 3 having the used cutting tool 6 is seated on the stand 13 by the moving mechanism 4, and the second connecting portion 11 installed on the gripping device 3 side of the attaching / detaching mechanism 5 and the moving device 4 side. The first coupling part 10 is separated. Thereafter, the moving device 4 is moved to the upper part of the already-held holding device 3 that has been previously seated on the stand 12, and the first coupling portion 10 and the second coupling portion 11 are joined to return to the cutting operation. The gripping device 3 left on the stand 13 is carried out from the remote work area to the maintenance work area by the moving device 15 such as a crane device having the first coupling portion 14 and performs maintenance of the performance degradation portion of the cutting tool 6. After that, the gripping device 3 that has been repaired is again carried into the remote work area by the moving device 15. This work is configured to use a crane device as the moving device 15 assuming a remote working environment inside the reactor or the like. For example, the moving device 4 is pulled out of the reactor and the gripping device 3 is replaced. Even in this case, it is possible to supply and take out the old and new gripping devices 3 using other manipulators as the moving device 15, and the same exposure reduction effect can be expected. In addition, the configuration that enables the gripping device 3 to be attached and detached by remote operation enables not only the replacement of the cutting tool 6 but also the use of different types of gripping devices in a remote work environment.
[0036]
Next, details of the device configuration around the gripping device 3 will be described with reference to FIGS. 3 and 4. FIG. 3 is a side view of the periphery of the gripping device 3 of the present embodiment, and FIG. 4 is a front view of the periphery of the gripping device 3 of the present embodiment. 3 and 4, the same constituent numbers as those in FIG.
[0037]
The cutting tool positioning mechanism 7 is configured by a cylindrical coordinate type manipulator having a rotation center set on the gripping device 3. That is, the cutting tool positioning mechanism 7 includes a turning drive mechanism 16 installed on the gripping device 3, and the degree of freedom in the radial direction of the cylindrical coordinate system is configured by the radius drive mechanism 17 installed on the turning drive mechanism 16. In addition, an elevating drive mechanism 18 for moving the tip of the cutting tool 6 closer to or away from the object 2 is provided at the tip of the radius drive mechanism 17. Further, the recovery device positioning device 9 is installed on a surface of the gripping device 3 opposite to the installation position of the cutting tool positioning mechanism 7, and the mechanism configuration is a cylindrical coordinate manipulator similar to the cutting tool positioning mechanism 7, and is pivotally driven. The mechanism 21, the radius driving mechanism 22, and the lifting / lowering driving mechanism 23 for moving the tip of the collection device 8 toward or away from the object 2 are configured. A cable bundle 6a such as a power cable and a pressure pipe used for supplying and controlling cutting power to the cutting tool 6 has a flexible structure, and passes from the cutting tool 6 through the fixing portion of the turning drive mechanism 16 and the inside of the gripping device 3, and further Although not shown in the drawing, it is connected to a cutting power source device installed on the moving device 4 or in an external environment connected to the moving device 4 via the attachment / detachment mechanism 5. Similarly, a tube 8a for suction is connected to the collection device 8, and the tube 8a passes from the collection device 8 through the fixing portion of the turning drive mechanism 21 and the inside of the gripping device 3, and further through the attachment / detachment mechanism 5, Although not shown, the suction device is connected to the moving device 4 or an external environment connected to the moving device 4.
[0038]
With such a configuration, the cutting work trajectory of the cutting tool 6 can be set for an arbitrary cutting target line 2 a surrounding the gripping device 3 on the surface of the object 2. Further, due to the retracting function of the radius drive mechanism 17, the cutting tool positioning mechanism 7 is retracted to the retracted position 7 a shown in FIG. 4 during conveyance work other than cutting work to avoid collision with the surrounding environment. Further, a sensor 19 for detecting a gap between the object 2 and the tip of the cutting tool 8 is provided in the vicinity of the tip of the cutting tool 6, and the lifting mechanism 18 is always made constant based on the detection result. By controlling the above, the cutting performance of the cutting tool 6 can be optimally maintained, and the cutting tool 6 can be positioned following an arbitrary curved surface of the object 2. The fixed portion directly connected to the gripping device 3 of the turning drive mechanism 16 is provided with a TV camera 20 for monitoring work, and the cutting tool 6 is positioned with respect to the cutting target line 2a by remote visual confirmation.
[0039]
On the other hand, the position of the collection device 8 along the surface of the object 2 is controlled so as to keep the same position as the tip position of the cutting tool 6 at all times. This control can be achieved by using the cutting target trajectory information as the recovery device positioning trajectory information when the cutting tool positioning mechanism 7 and the recovery device positioning device 9 drive mechanism are configured independently. Further, when a mechanism configuration is used in which the cutting tool positioning mechanism 7 and the recovery device positioning device 9 have a common drive mechanism for each degree of freedom, no special control is required, and the operation of the cutting tool positioning mechanism 7 is linked. Thus, positioning of the collection device 8 with respect to the cutting tool 6 can be realized. The collection device 8 has a flexible structure at the tip, and moves in close contact with the back surface of the object 2. The tip position of the collection device 8 with respect to the back surface of the object 2 is kept constant as in the case of the cutting tool 6. When the thickness of the object 2 is substantially constant as in the example shown in FIG. 3, the result of the follow-up control of the cutting tool 6 with respect to the surface of the object 2 is reflected in the positioning control target of the lifting mechanism 23. The follow-up control of the collection device 8 with respect to the back surface of 2 is performed. When the thickness of the target object 2 is not uniform, although not shown in FIG. 7, a sensor similar to the sensor 19 is provided in the recovery device 8, and the recovery device for the back surface of the target object 2 is based on the detection information. Control is performed to keep the distance of 8 constant.
[0040]
The fixed part directly connected to the gripping device 3 of the turning drive mechanism 21 is provided with a TV camera 24 for monitoring work, and the cutting trace cut through by the cutting tool 6 along the cutting target line 2a is remotely monitored and cut. Check for work defects.
[0041]
Next, the configuration and operation of the attachment / detachment mechanism 5 will be described with reference to FIG. In FIG. 5, the same components as those in FIG.
[0042]
The first coupling unit 10 includes a base 25 connected to the moving device 4, a lock mechanism 27 including a claw 26, an alignment pin 28, a gripping device 3, a cutting tool positioning mechanism 7, a cutting tool 6, and a recovery device positioning device. , A power supply and control electrical cable for the recovery device 8, the recovery device positioning device 9 and the like, and a one-touch detachable connector 29 for connecting a pressure pipe. On the other hand, the second coupling portion 11 includes a base 30 connected to the gripping device 3, a stay 31 for hooking the claw 26, a positioning block 32 having an insertion hole for the alignment pin 28, and a receptacle (FIG. (Not shown).
[0043]
With this configuration, as shown in FIG. 5A, when the first coupling portion 10 is brought closer to the second coupling portion 11, the claw 26 passes through the gap of the stay 31, and the tip is tapered. The aligned alignment pin 28 is inserted into the positioning block 32, and the position and posture of the second coupling portion 11 with respect to the first coupling portion 10 are corrected to the coupling position and posture. Although not shown in detail, a predetermined rigidity is given to the seating state of the gripping device 3 with respect to the stands 12 and 13 so that the positioning operation of the moving device 4 is flexible, and the above remote connection is smoothly performed. To do.
[0044]
Next, as shown in FIG. 5 (b), the claw 26 is turned by the lock mechanism 27, and further, as shown in FIG. 5 (c), the claw 26 is drawn by the lock mechanism 27 to be turned. The coupling by the remote operation of the coupling unit 10 and the second coupling unit 11 is completed. As the lock mechanism 27, a hydraulic or pneumatic drive cylinder mechanism that can generate a swivel motion on the rod in accordance with the expansion / contraction stroke motion can be employed.
[0045]
Next, the configuration and operation of the gripping device 3 will be described with reference to FIG. In FIG. 6, the same components as those in FIG.
[0046]
The gripping device 3 includes a pressing cam 33 that is rotated by a cylinder 35 and a pressing cam 34 that is rotated by the same configuration. When positioning the gripping device 3 on the object 2, the cams 33 and 34 are drawn into the gripping device 3 as indicated by broken lines in FIG. 6, and the cams 33 and 34 are thrust by the thrust of the cylinder 35 during gripping. Is pressed against the object 2 and pinched. With this configuration, when the object 2 is suspended in the vertical direction, the cams 33 and 34 are extended by frictional force due to the weight of the object 2 and autonomously generate a gripping force, so that the heavy object 2 is stabilized. It can be gripped. Further, by gripping the cams 33 and 34 at two locations, the posture of the object 2 can be stably held even when the posture of the gripping device 3 is leveled.
[0047]
According to the present embodiment described above, by performing the positioning and positioning operation of the gripping device with respect to the object once, cutting is continuously performed on an arbitrary cutting target line surrounding the gripping device, and the cutting piece A cutting operation can be performed, and immediately after that, a cutting piece can be conveyed. Further, since the relative positioning of the cutting tool is performed based on the gripping device, the cutting position can be managed simultaneously only by managing the installation position of the gripping device. Furthermore, any curved surface can be cut by the configuration in which the tip of the cutting tool is controlled to follow the surface of the object while maintaining a certain gap. Furthermore, the remote cutting operation of the gripping device accompanied by the rotation in the remote work area of the maintained gripping device and the used gripping device allows the remote cutting work to be stopped during the replacement period of the worn parts of the cutting tool. It can be shortened only to the time required for remote attachment / detachment. Furthermore, since the cutting tool and the recovery device can always be positioned facing each other with the object sandwiched therebetween, it is possible to efficiently suck and collect the generated material and the cutting waste that scatters through the object with the cutting. This is particularly effective when the abrasive water jet cutting method that generates a large amount of abrasive grains during cutting penetration is applied to a cutting tool.
[0048]
In this embodiment, a cylindrical coordinate type manipulator is used as the cutting tool positioning mechanism. However, it is obvious that the same effect can be obtained even if other types of articulated manipulators such as a scalar type are used. It is.
[0049]
Moreover, in this Embodiment, although it is set as the structure which uses an articulated type manipulator as a moving apparatus, it is clear that the same effect can be acquired even if it uses a crane apparatus.
[0050]
Next, another embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 7 to 9, the same constituent numbers are given to the same constituent elements.
[0051]
FIG. 7 is a side view and a front view of the present embodiment. The remote operation device 36 according to the present embodiment is intended for cutting a plate-like object 38 attached through a plurality of long cylindrical tubes 37.
[0052]
The remote operation device 36 includes a cutting device 40 that positions the cutting tool 39 with respect to the object 38, and a recovery device positioning device 42 that positions the recovery device 41 at the back surface position of the object 38 opposite to the tip position of the cutting tool 39. And the moving device 4 for transporting, installing, and removing the cutting device 40 and the recovery device positioning device 42 to the remote work environment.
[0053]
The cutting device 40 and the recovery device positioning device 42 are individually seated and fixed on the cylindrical tube 37. The upper ends of the cutting device 40 and the recovery device positioning device 42 can be separated and coupled to the moving device 4 by remote control via the attachment / detachment mechanism 43, respectively.
[0054]
The attachment / detachment mechanism 43 includes a first coupling portion 44 coupled to the moving mechanism 4, a second coupling portion 45 coupled to the upper end portion of the cutting device 40, and a second coupling portion coupled to the upper end portion of the recovery device positioning device 42. The connection structure between the first connection part 44 and the second connection part 45 is the same as the connection structure between the first connection part 44 and the second connection part 46. The collection device positioning device 42 and the cutting device 40 are sequentially installed and removed from the cylindrical tube 37 by using the common moving mechanism 4.
[0055]
The cutting work procedure using the remote working device 36 is as follows.
First, the recovery device positioning device 42 is coupled to the moving device 4, and the recovery device positioning device 42 is moved and seated on the cylindrical tube 37 adjacent to the opening 38 a already opened in the object 38. Next, the collection device positioning device 42 is operated by remote control, and the collection device 41 is positioned at the back surface position of the object 38 that passes through the opening 38 a and faces the tip position of the cutting tool 39.
[0056]
Thereafter, as will be described in detail later, the collection device 41 is opened to prepare for the collection of products and cutting waste generated in the cutting operation. After the end of the above operation, the moving device 4 and the recovery device positioning device 42 are separated, the moving device 4 and the cutting device 40 are combined, and the cutting device 40 is placed on the cylindrical tube 37 adjacent to the opening 38a and the recovery device positioning device 42. Move and sit down.
[0057]
When the above preparation is completed, the surrounding object 38 is cut by the cutting tool 39 around the cylindrical tube 37 on which the cutting device 40 is seated. After the cutting operation is completed, both the cutting device 40 and the cut piece of the object 38 fixedly held by the cutting device 40 are conveyed to a predetermined cut piece accumulation region by the moving device 4, and the cut piece is lowered in the cut piece accumulation region. Thereafter, the moving device 4 and the cutting device 40 are separated, the moving device 4 and the recovery device positioning device 42 are recombined, and the moving device 4 transports to a predetermined cutting product accumulation region and collects and collects the cutting waste collected and generated. Discard things. Thereafter, the workpiece 38 is moved to the next cutting position of the object 38, and the above installation, cutting, and conveyance operations are repeated.
[0058]
Next, the detailed structure of the cutting device 40 is demonstrated using FIG.
The cutting device 40 includes a gripping device 47 and a cutting tool positioning mechanism 48.
[0059]
The gripping device 47 is inserted into the cylindrical tube 37, and the cutting device 40 is installed and fixed to the cylindrical tube 37 by seating on the upper surface of the cylindrical tube 37 by the flange 54 and pressing and gripping by the pad 53 on the inner wall surface of the cylindrical tube 37. When carrying out, it becomes a gripping means for the cut piece. The gripping device 47 and the attachment / detachment device 43 are coupled by a mast 55, and the cutting tool positioning mechanism 48 operates using the mast 55 as a scaffold.
[0060]
The cutting tool positioning mechanism 48 is constituted by a cylindrical coordinate type manipulator in which the center of rotation of the axis of the mast 55 is set. That is, the cutting tool positioning mechanism 48 includes a turning drive mechanism 49 that moves the cutting tool 39 around the mast 55, a radial drive mechanism 50 that configures the degree of freedom in the radial direction of the cylindrical coordinate system, and the radial drive mechanism 50. An elevating drive mechanism 51 for moving the tip of the cutting tool 39 toward or away from the object 38 at the tip is provided. The turning drive mechanism 49 is fixedly installed on the mast 55, and is rotated and coupled to the mast 55 to turn the cylinder 56 on which the radius drive mechanism 50 is installed. The radius drive mechanism 50 is configured by a parallel link mechanism including links 57, 58 and 59, and the links 57 and 58 are linearly driven by a motor 62 and a ball screw 63 installed on the cylinder 56. By driving with the block 60 that moves upward, the cutting tool 39 and the elevation drive mechanism 51 are kept constant in height and moved in the radial direction.
[0061]
With such a configuration, it is possible to set the cutting work trajectory of the cutting tool 39 for circularly cutting the surrounding object 38 around the cylindrical tube 37 on which the cutting device 40 is seated. Further, similarly to the embodiment shown in FIG. 3, a sensor 52 for detecting a gap between the object 38 and the tip of the cutting tool 39 is provided in the vicinity of the tip of the cutting tool 39. Based on the detection result, By controlling the elevating mechanism 51 so that the gap is always constant, the cutting performance of the cutting tool 39 can be optimally maintained, and the cutting tool 39 can be positioned following an arbitrary curved surface of the object 38. .
[0062]
Next, the configuration and operation of the recovery device positioning device 42 will be described with reference to FIG.
The recovery device positioning device 42 is seated and installed on a cylindrical tube 37b adjacent to the opening 38a opened in the object 38 and the cylindrical tube 37a on which the cutting device 40 is seated. The recovery device positioning device 42 reduces the peripheral shape with the recovery device 41 closed, moves vertically through the opening 38a, and horizontally moves to a position where the cutting target line 38b can be covered. Next, the collection device 41 is opened to cover all of the U-shaped cutting target line 38b. Thereafter, each movable part of the recovery device positioning device 42 is locked and the moving device 4 is separated.
[0063]
The collection device positioning device 42 includes a fixing device 64 that sits on the cylindrical tube 37b and presses and fixes the inner wall surface of the cylindrical tube 37b with pads 65 and 66. At the upper end of the fixing device 64, a part of the second coupling portion 46 of the attachment / detachment mechanism 40 is installed. The positioning operation of the recovery device 41 includes a first beam 67 that rotates around the fixing device 64 by the first turning drive mechanism 68, and a second beam 69 that turns at the tip of the first beam 67 by the second turning drive mechanism 70. This is implemented by a scalar manipulator mechanism composed of an elevating and turning drive mechanism 71 for raising and lowering and turning the recovery device 41 at the tip of the second beam 69 and a horizontal linear motion mechanism 73 provided at the lower portion of the recovery device 41. .
[0064]
In order for the recovery device 41 to pass the opening 38a having the same shape as the already opened cutting target line 38b, the size of the planar shape is made smaller than the shape of the opening 38a and moved to the cutting position. It is necessary to expand to cover the range of the cutting target line 38b. For this reason, the collection device 41 has a configuration in which the hood 72 is deformed by the opening / closing mechanism 74 from a closed D-shape to an open U-shape. At the bottom of the recovery device 41, a discharge mechanism 75 that discharges the collected and accumulated products and cutting waste is provided.
[0065]
According to the present embodiment described above, cutting of a plate-like object attached through a plurality of long cylindrical tubes, which is often found in reactor internal structures, is similar to the embodiment shown in FIG. By performing the positioning and positioning operation of the cutting device with respect to the target object once, it is possible to perform continuous cutting on any cutting target line surrounding the cutting device and perform the cutting work of the cut piece, and cut immediately after that. A piece transport operation can be performed. Furthermore, since the relative positioning of the cutting tool is performed based on the cutting device, the cutting position can be managed simultaneously only by managing the installation position of the cutting device. Furthermore, it is possible to expand the hood of the recovery device directly under the cutting target line by effectively using the opening of the object formed in the course of the cutting process, and the product that scatters through the object with cutting In addition, cutting waste can be efficiently recovered. In addition, the transfer and installation work of the cutting device and the recovery device positioning device can be performed alternately by remotely attaching and detaching a common moving device in a remote work environment, and efficient cutting work in a narrow remote work environment is developed. In addition, the exposure of workers can be reduced.
[0066]
In the present embodiment, an articulated manipulator is used as the moving device, but it is obvious that the same effect can be obtained even if a crane device is used.
[0067]
Next, another embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 10 is a side view of the present embodiment.
[0068]
The remote operation device 76 according to the present embodiment is intended for cutting a plate-like object 78 attached through a plurality of cylindrical pipes 77 whose lower ends are open.
[0069]
The remote working device 76 positions the cutting tool 79 with respect to the object 78, and includes a cutting device 81 having an umbrella-shaped structure recovery device 80, and an auxiliary recovery device having an umbrella-shaped structure second recovery device 82. 83 and a moving device 4 for transporting, installing, and removing the cutting device 81 and the auxiliary recovery device 83 to the remote work environment.
[0070]
The cutting device 81 and the auxiliary recovery device 83 are individually seated and fixed on the cylindrical tube 77. The upper ends of the cutting device 81 and the auxiliary recovery device 83 can be separated and coupled to the moving device 4 by remote control via the attachment / detachment mechanism 84.
[0071]
The detachable mechanism 84 includes a first coupling portion 85 coupled to the moving mechanism 4, a second coupling portion 86 coupled to the upper end portion of the cutting device 81, and a second coupling coupled to the upper end portion of the auxiliary recovery device 83. The connection structure between the first coupling portion 85 and the second coupling portion 86 is the same structure as the connection structure between the first coupling portion 85 and the second coupling portion 87. Using the common moving mechanism 4, the cutting device 81, the auxiliary recovery device 83 and the cylindrical tube 77 are sequentially installed and removed.
[0072]
The cutting work procedure using the remote work device 76 is as follows.
First, the auxiliary recovery device 83 is coupled to the moving device 4, the auxiliary recovery device 83 is moved onto the cylindrical tube 77a, and in a closed state, the second recovery device 82 is lowered while passing through the inside of the cylindrical tube 77a. The recovery device 83 is installed on the cylindrical tube 77a, and the second recovery device 82 is opened. Next, the moving device 4 is disconnected from the auxiliary recovery device 83, coupled to the cutting device 81, the cutting device 81 is moved onto the cylindrical tube 77b, and the recovery device 80 is lowered while passing through the cylindrical tube 77b in a closed state. Then, the cutting device 81 is installed on the cylindrical tube 77b, and the recovery device 80 is opened.
[0073]
When the above preparation is completed, the surrounding object 78 is cut by the cutting tool 79 around the cylindrical tube 77b on which the cutting device 81 is seated. After the cutting operation is completed, both the cutting device 81 and the cut piece of the object 78 fixedly held by the cutting device 81 are conveyed to a predetermined cut piece accumulation region by the moving device 4, and the cut piece is lowered in the cut piece accumulation region.
[0074]
Next, the cutting device 81 is transported to a predetermined cut product accumulation region by the moving device 4, and the cutting waste and product collected and accumulated in the collection device 80 are discarded. Thereafter, the moving device 4 and the cutting device 81 are separated, the moving device 4 and the auxiliary recovery device 83 are recombined, transported to a predetermined cutting product accumulation region by the moving device 4, and the collected and accumulated cutting waste and products. Discard. Then, it moves to the next cutting location of the object 78, and repeats the above installation, cutting, and conveying operations.
[0075]
Next, a detailed configuration of the cutting device 81 will be described.
The cutting device 81 includes a gripping device 88, a cutting tool positioning mechanism 89, and a collection device 80. The structures and functions of the gripping device 88 and the cutting tool positioning mechanism 89 are the same as those of the gripping device 47 and the cutting tool positioning mechanism 48 of the embodiment shown in FIG.
[0076]
The collection device 80 is installed directly below the gripping device 88 via the shaft 90. The gripping device 88 includes a hood 91 made of a flexible body that secures and accumulates cutting waste and products, and an opening / closing drive mechanism 93 that opens and closes ribs 92 radially attached to the hood 91 in an umbrella shape. Further, a discharge mechanism 94 for discharging cutting waste and products accumulated in the hood 91 is provided at the bottom of the gripping device 88.
[0077]
Next, a detailed configuration of the auxiliary recovery device 83 will be described.
The auxiliary recovery device 83 includes a second recovery device 82 and a fixing device 95.
[0078]
The structure of the second recovery device 82 is the same as that of the recovery device 80. Similar to the gripping device 88, the fixing device 95 is seated on the cylindrical tube 77a and is fixed to the inner wall surface of the cylindrical tube 77a by the pressing force of the pad 96. A second coupling portion 87 is provided at the upper end portion of the fixing device 95 via a turning mechanism 97. However, when there is no offset between the center positions of the fixing device 95 and the second coupling portion 87 for avoiding interference between the second coupling portion 87 and the cutting device 81, as shown in the example of FIG. When the degree of freedom of rotation is provided, the turning mechanism 97 is not necessary.
[0079]
According to the present embodiment described above, the embodiment shown in FIG. 1 is used for cutting a plate-like object attached through a plurality of cylindrical tubes whose lower ends are often opened in a reactor internal structure. In the same manner as described above, by performing the positioning installation operation of the cutting device with respect to the target object once, it is possible to continuously cut the cutting target line surrounding the cutting device and perform the cutting work of the cut piece. Immediately after that, the cutting piece can be transported.
[0080]
Furthermore, since the relative positioning of the cutting tool is performed based on the cutting device, the cutting position can be managed simultaneously only by managing the installation position of the cutting device. Further, since the recovery device and the second recovery device can be inserted and installed through the cylindrical tube, the cutting waste and the product can be completely collected and accumulated throughout the entire cutting operation. Furthermore, the recoverable area and the second recovery apparatus expand the recoverable area and enable a wide range of cutting.
[0081]
Further, similar to the embodiment shown in FIG. 8, the transport and installation work of the cutting device and the auxiliary recovery device can be performed alternately by remotely attaching and detaching a common mobile device in a remote work environment, and a narrow remote work environment. It is possible to develop an efficient cutting operation at the same time and to reduce the exposure of the worker.
[0082]
In the present embodiment, an articulated manipulator is used as the moving device, but it is obvious that the same effect can be obtained even if a crane device is used.
[0083]
In the present embodiment, the auxiliary collection device is used to expand the cutting waste and product collection area. However, a remote working device is used for cutting a narrow range in the vicinity of the cylindrical tube 77b. It is obvious that the cutting operation can be performed only with the cutting device.
[0084]
Next, another embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. In FIG. 11 and FIG. 12, the same constituent numbers are given to the same constituent elements.
[0085]
FIG. 11 is a side view of the present embodiment, and FIG. 12 is a front view.
The remote operation device 98 of the present embodiment is intended for cutting the plate-like object 99.
[0086]
The remote working device 98 includes a gripping device 100 that grips the object 99, a moving device 101 that includes a crane device that moves the gripping device 100 to an arbitrary spatial position and positions the gripping device 100 with respect to the object 99, and a gripping device 100. An attachment / detachment mechanism 102 for disconnecting or coupling the moving device 101 by remote operation; and cutting tool positioning mechanisms 105, 106 for positioning two cutting tools 103, 104 for cutting the object 99 with respect to the object 99; It is comprised from the collection | recovery apparatus 107 which sucks and collects cutting waste from the back surface of the target object 99 facing the cutting tools 103 and 104.
[0087]
The cutting tools 103 and 104 use rotary saw blades 108 and 109 as cutting tools, and the frame of the gripping device 100 is formed by cutting lines 99a and 99b on the object 99 in order to support the reaction force generated at the time of cutting. It has the same area as the area to be used. The gripping device 100 has clamps 110 and 111 along the periphery of the frame, and holds and grips the object 99. The gripping device 100 is provided with a cut piece fixing device 112. By holding and fixing the uncut region of the object 99 with the clamps 113 and 114, the fall of the cut piece immediately after the end of cutting is prevented.
[0088]
The cutting tool 103 includes a rotary saw blade 108, a motor 115 having the rotational power, and an arm 116 and an actuator 117 for pressing the saw blade 108 against an object 99. The cutting tool positioning mechanism 105 sends the cutting tool 103 in the vertical direction while driving the rack gear 120 along the rails 118 and 119, the rack gear 120, and the rails 118 and 119 installed on the vertical end face of the gripping device 100. And a feed mechanism 121. The cutting tool 104 and the cutting tool positioning mechanism 106 are provided horizontally at the lower end of the frame of the gripping device 100, and the configuration thereof is the same as the cutting tool 103 and the cutting tool positioning mechanism 105.
[0089]
The collection device 107 has a duct structure that covers the cutting target lines 99a and 99b, and a portion that contacts the object 99 is in contact with a skirt 122 made of a flexible body. Further, the recovery device 107 is configured to be pressed against the object 99 at the time of cutting by a pressing mechanism 123 installed in the gripping device 100.
[0090]
In the embodiment, after the gripping device 100 is gripped and fixed to the object 99, the vertical cutting target line 99b and the horizontal cutting target line 99a are cut in parallel by the cutting tools 103 and 104. As shown in FIG. 12, by forming an L-shaped cutting line that is connected to the vertical cutting line performed in the previous cutting, the cutting of the cut piece is completed with one gripping operation. Further, the cutting time can be shortened by the parallel operation of the cutting tools 103 and 104.
[0091]
According to the form of the present embodiment, the cut piece can be cut out and carried out for each gripping operation as in the case of the previous embodiment. Furthermore, since a saw-type tool is used as the cutting means, there is little generation of products other than cutting waste during cutting, and further, the generated cutting waste is sucked and collected by the recovery device, reducing exposure and generating radioactive waste. It has an effect on reduction. Furthermore, complicated control such as follow-up control of the cutting tool to the surface of the object presented in the previous embodiment is not required for cutting an object having a curved surface by selecting the diameter of the saw blade.
[0092]
In the present embodiment, a rotary saw blade is taken up as a cutting tool. However, even if another rotary machining tool such as a grinding disk or a milling blade is used, the reciprocating saw blade is used. Obviously, the same effect can be obtained even if the form is adopted.
[0093]
In this embodiment, a crane device is applied as the moving device, but it is obvious that the same effect can be obtained even if an articulated manipulator is used.
[0094]
Next, another embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In FIG. 13, the same components as those shown in FIGS. 11 and 12 are denoted by the same component numbers.
[0095]
FIG. 13 is a side view of an apparatus according to another embodiment of the present invention.
The remote operation device 124 of the present embodiment is intended for cutting the plate-like object 99.
[0096]
In the remote operation device 124, the configuration and functions other than the collection device are the same as those in the embodiment shown in FIG. In the remote operation device 124, recovery devices 125 and 126 are provided corresponding to the cutting tool 103 for vertical cutting and the cutting tool 104 for horizontal cutting. The collection devices 125 and 126 have the same structure, and collect cutting waste while moving the suction ducts 127 and 128 following the movement of the cutting tools 103 and 104 accompanying the cutting.
[0097]
The configuration and operation of the collection device 125 corresponding to vertical cutting will be described as an example.
The recovery device 125 is laid in parallel with the moving direction of the cutting tool 103 on the gripping mechanism 100, the suction duct 127 provided with the skirt 129 made of a flexible body, the pressing mechanism 130 pressing the suction duct 127 against the object 99. The feed mechanism 134 moves the pressing mechanism 130 by propulsion using the rack gear 133 along the rails 131 and 132.
[0098]
According to the form of this embodiment, compared with the embodiment shown in FIG. 11, the suction recovery of the cutting waste can be concentrated in the vicinity of the cutting tool at all times during the cutting, so the reliability of the suction recovery of the cutting waste is high and the suction recovery is achieved. The size of the vacuum suction system required for the operation can be reduced.
[0099]
As described above, when the embodiment of the present invention is applied to a nuclear reactor dismantling operation, it is possible to realize a flexible and quick remote cutting operation inside the nuclear reactor whose working environment is narrow due to the internal structure. In addition, the replacement work of the cutting tool and the installation, transfer, and removal of the cutting device and peripheral auxiliary devices in the reactor can all be performed remotely in a reactor shielding environment, reducing the number of work steps. Both can reduce the exposure of the operator. Furthermore, in parallel with the cutting, the cutting waste and products generated with the cutting can be efficiently recovered, the number of steps required for the recovery operation of the cutting waste and the product after the cutting operation, the cutting waste and the product are reduced. It is possible to prevent the failure of the subsequent work due to the residual and reduce the exposure of the worker.
[0100]
【The invention's effect】
According to the present invention, a cutting operation and a subsequent unloading operation of a cut piece can be continuously performed by one manipulator or a crane device without changing the setup.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an overall configuration diagram of an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an explanatory diagram showing the operation of the embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a side view of an embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a front view of an embodiment of the present invention.
FIG. 5 is an explanatory diagram showing the configuration and operation of an attachment / detachment mechanism according to an embodiment of the present invention.
FIG. 6 is an explanatory diagram showing the configuration and operation of a gripping device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 7 is another overall configuration diagram of the present invention.
FIG. 8 is a side view of another embodiment of the present invention.
FIG. 9 is an explanatory diagram showing the configuration and operation of a recovery apparatus according to another embodiment of the present invention.
FIG. 10 is another overall configuration diagram of the present invention.
FIG. 11 is a side view of another embodiment of the present invention.
FIG. 12 is a side view of another embodiment of the present invention.
FIG. 13 is a cross-sectional view of a device according to another embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
1, 36, 76, 98, 124 ... remote working device,
2, 38, 78, 99 ... object,
3, 47, 88, 100 ... gripping device,
4, 15, 101 ... moving device,
5, 43, 84, 102 ... Detachable mechanism,
6, 39, 79, 103, 104 ... cutting tools,
7, 48, 89, 105, 106 ... cutting tool positioning mechanism,
8, 41, 80, 107, 125, 126 ... recovery device,
1, 42 ... Recovery device positioning device,
10, 14, 44, 85 ... 1st coupling | bond part,
11, 45, 46, 86, 87 ... second coupling part,
12, 13 ... Stand,
16, 21, 49 ... turning drive mechanism,
17, 20, 50 ... Radial drive mechanism,
18, 23, 51 ... elevating drive mechanism,
19, 52 ... sensor,
20, 24 ... TV camera,
25, 30 ... Base
26 ... nails,
27 ... Lock mechanism,
28 ... Alignment pins,
29 ... Connector,
31 ... Stay,
32 ... positioning block,
33, 34 ... cam,
35 ... cylinder,
37, 77 ... cylindrical tube,
40, 81 ... cutting device,
53, 65, 66, 96 ... pads,
54 ... Flange,
55 ... Mast,
56 ... cylinder,
57, 58, 59 ... links,
60 ... Block,
61 ... Linear motion guide,
62, 115 ... motor,
63 ... Ball screw,
64, 95 ... fixing device,
67 ... first beam,
68. First turning drive mechanism,
69 ... second beam,
70 ... second turning drive mechanism,
71 ... Elevating and turning drive mechanism,
72, 91 ... Food,
73 ... Horizontal linear motion mechanism,
74 ... Opening / closing mechanism,
75, 94 ... discharge mechanism,
82 ... second recovery device,
83 ... auxiliary recovery device,
90 ... shaft,
92 ... ribs,
93 ... Opening / closing drive mechanism,
97 ... turning mechanism,
108, 109 ... saw blade,
110, 111, 113, 114 ... clamp,
112 ... Cutting piece fixing device,
116 ... arm,
117 ... Actuator,
118, 119, 131, 132 ... rails,
120, 133 ... rack gear,
121, 134 ... feeding mechanism,
122, 129 ... skirt,
123, 130 ... pressing mechanism,
127, 128 ... suction ducts.

Claims

In a remote working device that cuts an object by remote operation, a gripping device that grips the target, a moving device that positions the gripping device at an arbitrary spatial position, a cutting tool that cuts the target, and the gripping A cutting tool positioning mechanism that is installed on a device and relatively positions the cutting tool with respect to the gripping device, and the cutting tool positioning mechanism has a degree of freedom for cutting by switching two or more cutting directions with respect to an object. A recovery device for recovering scraps generated by cutting, and a recovery device positioning device for positioning the recovery device on the back surface of the cutting surface of the object facing the cutting tool, and A means for fixing and setting the recovery device positioning device on the object independently of the gripping device, and separating both between the gripping device and the moving device; Comprises a first attaching / detaching mechanism to be connected, and a second attaching / detaching mechanism for separating or connecting both the recovery device positioning device and the moving device, and the gripping device and the recovery device positioning for the object. A remote working device characterized in that the installation of the device is performed by the common mobile device.

In a remote working device that cuts an object by remote operation, a gripping device that grips the target, a moving device that positions the gripping device at an arbitrary spatial position, a cutting tool that cuts the target, and the gripping A cutting tool positioning mechanism that is installed on a device and relatively positions the cutting tool with respect to the gripping device, and the cutting tool positioning mechanism has a degree of freedom for cutting by switching two or more cutting directions with respect to an object. A holding device for collecting scraps generated by cutting, and a holding device for positioning the collecting device on the back surface of the cutting surface of the object facing the cutting tool. And a second recovery device for positioning the second recovery device on the back surface of the cut surface of the object that is opposed to the second recovery device and the cutting tool. A positioning device, and means for fixing and installing the second recovery device positioning device on the object independently of the gripping device, and separating both between the gripping device and the moving device. Alternatively, a first attaching / detaching mechanism to be connected is provided, and a second attaching / detaching mechanism for separating or connecting both the recovery device positioning device and the moving device is provided, and the gripping device and the recovery device positioning with respect to the object are provided. A remote working device characterized in that the installation of the device is performed by the common mobile device.

In a remote working device for cutting a plate-like object by remote operation, a gripping device for holding the target, a moving device for positioning the gripping device at an arbitrary spatial position, and two or more cuttings for cutting the target And a cutting tool positioning mechanism that is installed on the gripping device and moves the cutting tool relative to each other in different cutting directions with respect to the gripping device, and further collects scraps generated by cutting. And a recovery device positioning device for positioning the recovery device on the back surface of the cutting surface of the object facing the cutting tool, the recovery device positioning device being installed in the gripping device, The apparatus has a duct shape covering a cutting line formed by a cutting tool, and the recovery device positioning device is configured to recover the object from the gripping device. Remote working device, characterized in that it has a degree of freedom for pressing the location.

A gripping device including a locking mechanism that is inserted into the cylindrical tube and generates a pressing force on the inner surface of the cylindrical tube with respect to the object including a plurality of cylindrical tubes penetrating the plate-like structure; and wherein the collecting device positioning apparatus to a shaft structure connected to the gripping device further according to claim 2, characterized by including the recovery apparatus the cylindrical tube having an umbrella-like structure pierceable Remote working device.

A plate-like structure having a plurality of cylindrical tubes penetrating therethrough and having an already cut out opening, the object is inserted into the cylindrical tube adjacent to the opening and the gripping device, and inside the cylindrical tube A fixing mechanism having a locking mechanism for generating a pressing force on the surface; and the recovery device is inserted into the opening through the opening, and the recovery device is positioned on the rear surface of the cutting surface of the object facing the cutting tool. remote working device according to claim 1, characterized by including the collecting device positioning apparatus having the freedom to.