JP5090260B2 - Method and apparatus for processing rod-shaped long member - Google Patents
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Description
本発明は、棒形状長尺部材の加工方法及び装置に係り、特に、原子力発電プラントにおける原子炉内構造物の保全に必要な遠隔・水中下での原子炉内構造物の内、棒形状長尺部材に対して追込み加工するに好適な棒形状長尺部材の加工方法及び装置に関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a method and apparatus for processing a rod-shaped long member, and in particular, the length of a rod-shaped member in a remote / underwater reactor structure necessary for maintenance of a reactor structure in a nuclear power plant. The present invention relates to a method and apparatus for processing a bar-shaped long member suitable for performing a follow-up process on a scale member.
近年、既設の原子力発電プラントでは、安全運転の維持・継続及び将来的なプラント運転の長寿命化をにらみ、特に原子炉内の構造物を中心に材料対策および構造物の強度等の健全化を念頭に大型の予防保全あるいは事後保全技術が多数適用され、その工事が急速に推進されている。 In recent years, existing nuclear power plants have been designed to maintain and continue safe operation and extend the life of future plant operations. Many large-scale preventive or post-maintenance technologies have been applied in mind, and the construction is being promoted rapidly.
原子炉内構造物の保全技術を推進するにあたり、原子炉内構造物は高放射線量および高放射能濃度を有しており、人が接近して作業をすることが不可能なため、その作業環境は、原子炉とその上部に構成される原子炉ウェル内に純水を満水にはり、原子炉内構造物からの放射線や放射性物質をさえぎり、その上部から水面下の対象物をねらった高度な遠隔・水中作業が要求される。 In promoting the maintenance technology of the reactor internal structure, the reactor internal structure has a high radiation dose and high radioactivity concentration, and it is impossible for people to work close to it. The environment is filled with pure water in the reactor well and the reactor well formed at the top of the reactor, blocking radiation and radioactive materials from the reactor internal structure, and aiming at objects below the surface of the water from the top. Remote and underwater work is required.
遠隔・水中作業の一例として、長尺配管に対して、遠隔により、水中放電加工により切断作業を行うものが知られている(例えば、特許文献1参照)。 As an example of remote / underwater work, a long pipe is known which performs a cutting work by underwater electric discharge machining remotely (see, for example, Patent Document 1).
原子炉内構造物の保全技術としては、特許文献1記載の配管の切断の他にも、既設の構造物の傷め除去または他構造物との干渉回避などの目的で、棒形状長尺部材に対して、棒の外周から棒の中心方向に対する加工(追込み加工)がある。 As a maintenance technique for the structure inside the nuclear reactor, in addition to cutting the pipe described in Patent Document 1, for the purpose of removing damage to an existing structure or avoiding interference with another structure, a rod-shaped long member is used. On the other hand, there is processing (follow-up processing) from the outer periphery of the rod to the center direction of the rod.
棒形状長尺部材に対する追込み加工方法として、放電加工を用いて平板状の放電加工用電極を棒の半径方向に動作させて加工する方法が考えられる。 As a follow-up machining method for the rod-shaped long member, a method of machining a plate-like electric discharge machining electrode in the radial direction of the rod by using electric discharge machining can be considered.
この時、棒形状長尺部材の長手方向に対する加工範囲が放電加工用電極より小さい場合は、一度の追込み加工でその範囲を包括できるが、棒形状長尺部材の追込み加工範囲が放電加工用電極の寸法より長い場合は、棒形状長尺部材の長手方向の加工を分割して追込み加工を複数回繰返す必要がある。棒形状長尺部材の追込み加工範囲が放電加工用電極の寸法より長い場合の例としては、原子炉内に他の構造物を追加することにより、既存の長尺部材が干渉する場合がある。この場合には、追加される他の構造物に対して、既存の長尺部材が干渉することを回避するため、両者の干渉位置よりも下方における、既存の長尺部材に対する追込み加工が必要となる。また、既存の長尺部材に下方に複数箇所の傷等が発見された場合には、その複数箇所に対して追込み加工する場合も、棒形状長尺部材の追込み加工範囲が放電加工用電極の寸法より長くなる。 At this time, if the machining range in the longitudinal direction of the rod-shaped long member is smaller than the electrode for electric discharge machining, the range can be covered by a single additional machining, but the additional machining range of the rod-shaped long member is the electrode for electric discharge machining. If it is longer than the above dimension, it is necessary to divide the longitudinal processing of the rod-shaped long member and repeat the follow-up processing a plurality of times. As an example of a case where the follow-up processing range of the rod-shaped long member is longer than the dimension of the electrode for electric discharge machining, there is a case where an existing long member interferes by adding another structure in the nuclear reactor. In this case, in order to prevent the existing long member from interfering with other structures to be added, it is necessary to perform a follow-up process on the existing long member below the interference position of both. Become. In addition, when a plurality of scratches or the like are found in the lower part of an existing long member, the follow-up processing range of the rod-shaped long member is also the same as that of the electrode for electric discharge machining. It becomes longer than the dimension.
このような場合に、長手方向の加工を分割して複数回繰返すと、先の追込み加工と次の追込み加工の繋ぎ目において不連続な面が発生する。これは、先の加工と次の加工の追込み量の僅かな差や放電加工用電極の消耗具合のバラツキなどの要因で発生するため、この不連続面の解消が困難である。加工面における不連続な面は、追込み加工後の研磨作業において、その段差部の研磨が不可能となるとともに、その段差部に過度な応力が集中すると、新たな傷等が生じる恐れもある。 In such a case, if the machining in the longitudinal direction is divided and repeated a plurality of times, a discontinuous surface is generated at the joint between the previous follow-up process and the next follow-up process. This occurs due to factors such as a slight difference in the amount of follow-up between the previous machining and the next machining, and variations in the degree of wear of the electrode for electric discharge machining, and it is difficult to eliminate this discontinuous surface. The discontinuous surface of the processed surface cannot be polished at the stepped portion in the polishing operation after the follow-up process, and if excessive stress is concentrated on the stepped portion, there is a possibility that a new scratch or the like may occur.
本発明の目的は、長尺部材の追込み加工において、連続的で均一な加工面が得られる棒形状長尺部材の加工方法及び装置を提供することにある。 The objective of this invention is providing the processing method and apparatus of a rod-shaped elongate member which can obtain a continuous and uniform process surface in the follow-up process of an elongate member.
(1)上記目的を達成するために、本発明は、原子炉内構造物の棒形状長尺部材を、水中遠隔で放電加工により追込み加工する棒形状長尺部材の加工方法であって、加工対象の前記棒形状長尺部材の長手方向の2箇所に設けられた第一把持固定機構及び第二把持固定機構を用いて、加工対象の前記棒形状長尺部材に装置設備を把持固定することで追込み加工の基準とし、円柱形状の放電加工用電極を前記棒形状長尺部材の長手方向と略直交する回転軸を中心に回転駆動させた状態で、前記棒形状長尺部材の径方向の加工を実施し、その後、前記放電加工用電極により、径方向の加工を軸方向に連続的に継続するようにしたものである。
かかる方法により、長尺部材の追込み加工において、連続的で均一な加工面が得られるものとなる。
To achieve (1) above object, the present invention is a rod-shaped elongated member reactor internal structure, a processing method of drive-processed to bar-shaped elongated member by electric discharge machining in the underwater remote, processing Gripping and fixing the equipment to the rod-shaped long member to be processed using the first gripping and fixing mechanism provided at two locations in the longitudinal direction of the target rod-shaped long member. In the state where the cylindrical electric discharge machining electrode is rotationally driven around a rotation axis substantially orthogonal to the longitudinal direction of the rod-shaped long member, the radial shape of the rod-shaped long member is The machining is performed, and then the machining in the radial direction is continuously continued in the axial direction by the electric discharge machining electrode.
By this method, a continuous and uniform processed surface can be obtained in the follow-up processing of the long member.
(2)また、上記目的を達成するために、本発明は、原子炉内構造物の棒形状長尺部材を、水中遠隔で放電加工により追込み加工する棒形状長尺部材の加工装置であって、加工対象の前記棒形状長尺部材に装置設備を把持固定することで追込み加工の基準にするとともに、前記加工対象の前記棒形状長尺部材の長手方向の2箇所を把持し固定する第一及び第二の把持固定機構と、円柱形状の放電加工用電極を連続的に回転駆動させるための回転機構と、前記棒形状長尺部材の径方向に、前記回転機構により前記円柱形状の放電加工用電極を前記棒形状長尺部材の長手方向と略直交する回転軸を中心に回転駆動させた状態で、前記回転機構を径方向に移動する径方向駆動機構と、前記放電加工用電極により、径方向の加工を軸方向に連続的に継続すべく、前記回転機構を前記棒形状長尺部材の軸方向に移動する軸方向駆動機構とを備えるようにしたものである。
かかる構成により、長尺部材の追込み加工において、連続的で均一な加工面が得られるものとなる。
(2) Moreover, in order to achieve the said objective, this invention is a processing apparatus of the rod-shaped elongate member which carries out the follow-up process of the rod-shaped elongate member of a reactor internal structure by electric discharge machining remotely in water. First, gripping and fixing two longitudinal portions of the rod-shaped long member to be processed as a reference for follow-up processing by gripping and fixing the equipment to the rod-shaped long member to be processed And a second gripping and fixing mechanism, a rotating mechanism for continuously rotating and driving the cylindrical electrode for electric discharge machining, and the cylindrical electric discharge machining by the rotating mechanism in the radial direction of the rod-shaped long member. In a state where the electrode for rotation is driven to rotate about a rotation axis substantially orthogonal to the longitudinal direction of the rod-shaped long member, the radial drive mechanism for moving the rotation mechanism in the radial direction, and the electric discharge machining electrode, Continuous machining in the axial direction in the radial direction Subeku, in which the rotation mechanism so as to include an axial drive mechanism that moves in the axial direction of the rod-shaped elongate member.
With this configuration, a continuous and uniform processed surface can be obtained in the follow-up processing of the long member.
(3)上記(2)において、好ましくは、加工対象の前記棒形状長尺部材に装置設備を把持固定する把持固定機構部と放電加工用電極を搭載した放電加工用機構部に機能を分割し、前記把持固定機構部に対して、前記放電加工用機構部を遠隔で分離及び再取付け可能な構成としたものである。 (3) In the above (2), preferably, the function is divided into a gripping and fixing mechanism section for gripping and fixing the apparatus equipment to the rod-shaped long member to be processed and an electric discharge machining mechanism section on which an electric discharge machining electrode is mounted. The structure for electric discharge machining can be remotely separated and reattached to the holding and fixing mechanism.
(4)上記(3)において、好ましくは、前記把持固定機構部は、前記放電加工用機構部に代えて、放電加工による加工面を研磨する研磨用機構部、若しくは補修加工後の寸法測定用機構部を搭載可能である。 (4) In the above (3), preferably, the holding and fixing mechanism portion is a polishing mechanism portion for polishing a machining surface by electric discharge machining, or for dimension measurement after repair processing, instead of the electric discharge machining mechanism portion. A mechanism part can be mounted.
本発明によれば、長尺部材の追込み加工において、連続的で均一な加工面が得られるものとなる。 According to the present invention, a continuous and uniform processed surface can be obtained in the follow-up processing of a long member.
以下、図1〜図8を用いて、本発明の一実施形態による棒形状長尺部材の加工装置の構成及び動作について説明する。
最初に、図1を用いて、本実施形態による棒形状長尺部材の加工装置を用いる原子炉内構造物の保全技術工事の作業環境について説明する。
図1は、本発明の一実施形態による棒形状長尺部材の加工装置を用いる原子炉内構造物の保全技術工事の作業環境の説明図である。
Hereinafter, the configuration and operation of a processing apparatus for a rod-shaped long member according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
First, the working environment of the maintenance technical construction of the reactor internal structure using the rod-shaped long member processing apparatus according to the present embodiment will be described with reference to FIG.
FIG. 1 is an explanatory diagram of a working environment for maintenance technology construction of a reactor internal structure using a rod-shaped long member processing apparatus according to an embodiment of the present invention.
原子炉内構造物1の保全技術を推進するにあたり、原子炉内構造物1は高放射線量および高放射能濃度を有しており、人が接近して作業をすることが不可能である。そのため、その作業環境は、原子炉2とその上部に構成される原子炉ウェル3の内部に純水を満水にはり、原子炉内構造物1からの放射線や放射性物質をさえぎり、その上部から作業台車4を用い水深約25m下の対象物をねらった遠隔・水中作業が要求される。
In promoting the maintenance technology of the reactor internal structure 1, the nuclear reactor internal structure 1 has a high radiation dose and a high radioactivity concentration, and it is impossible for a person to work closely. Therefore, the working environment is such that the
原子炉内構造物1の保全技術の中で、既設の構造物の傷め除去または他構造物との干渉回避などの目的で補修加工は、原子炉内構造物1の多種多様な部位に亘るが、そのひとつに棒形状長尺部材7がある。この棒形状長尺部材7に対し、追込み装置10を用いて、放射線環境下における遠隔・水中作業を行う。追込み装置10の詳細構成については、図3以降を用いて説明する。
In the maintenance technology of the reactor internal structure 1, repair processing is performed for various parts of the nuclear reactor internal structure 1 for the purpose of removing damage to existing structures or avoiding interference with other structures. One of them is a rod-shaped
次に、図2を用いて、本実施形態による棒形状長尺部材の加工装置による追込み加工の概念について説明する。
図2は、本発明の一実施形態による棒形状長尺部材の加工装置による追込み加工の概念の説明図である。
Next, with reference to FIG. 2, the concept of follow-up processing by the processing apparatus for the rod-shaped long member according to the present embodiment will be described.
FIG. 2 is an explanatory view of the concept of follow-up processing by the processing apparatus for the long bar-shaped member according to one embodiment of the present invention.
本実施形態では、棒形状長尺部材7の長手方向と直行する向きに配置された円柱状の放電加工用電極9を回転させながら、棒形状長尺部材7の半径方向(矢印L1方向)に規定の深さの追込み加工を行う。半径方向の追込み加工後、放電加工用電極9の追込み加工深さを維持した状態で、放電加工用電極9を棒形状長尺部材7の長手方向(矢印L2方向)の加工に移行する。
In the present embodiment, while rotating the cylindrical electric discharge machining electrode 9 arranged in a direction orthogonal to the longitudinal direction of the rod-shaped
これにより、長手方向の加工範囲を分割する必要がないため、放電加工用電極の繋ぎ目が発生せず、連続的で均一な加工面の形成が可能となる。 Thereby, since it is not necessary to divide the processing range in the longitudinal direction, there is no connection between the electrodes for electric discharge machining, and a continuous and uniform processed surface can be formed.
次に、図3を用いて、本実施形態による棒形状長尺部材の加工装置である追込み装置10の全体構成について説明する。
図3は、本発明の一実施形態による棒形状長尺部材の加工装置である追込み装置の全体構成図である。図3(A)は左側面図であり、図3(B)は正面図である。
Next, with reference to FIG. 3, the overall configuration of the follow-up
FIG. 3 is an overall configuration diagram of a follow-up device that is a processing apparatus for a rod-shaped long member according to an embodiment of the present invention. 3A is a left side view, and FIG. 3B is a front view.
棒形状長尺部材7用の追込み装置10は、加工対象の棒形状長尺部材7を把持する把持固定機構AA1,AA2と、放電加工用電極24を連続的に回転する回転機構BBと、加工対象の棒形状長尺部材7に対して径方向の駆動軸である前後軸(LMガイド21)に沿って回転機構BBを駆動する径方向駆動機構CCと、棒形状長尺部材7に対して軸方向の駆動軸である上下軸(LMガイド18)に沿って回転機構BBを駆動する軸方向駆動機構DDとを有する。
The follow-up
次に、図4を用いて、本実施形態による追込み装置の把持固定機構AA1,AA2の構成について説明する。なお、図3に示した把持固定機構AA1,AA2は、同一構成を有するため、ここでは、把持固定機構AAとして説明する。
図4は、本発明の一実施形態による追込み装置の把持固定機構の正面図である。なお、図3と同一符号は、同一部分を示している。
Next, the configuration of the holding and fixing mechanisms AA1 and AA2 of the follow-up device according to the present embodiment will be described with reference to FIG. Note that the gripping and fixing mechanisms AA1 and AA2 shown in FIG. 3 have the same configuration, and therefore will be described here as the gripping and fixing mechanism AA.
FIG. 4 is a front view of the holding and fixing mechanism of the driving device according to the embodiment of the present invention. In addition, the same code | symbol as FIG. 3 has shown the same part.
図3に示した追込み装置10は、加工対象の棒形状長尺部材7に対し、自身の姿勢が平行になるよう設定される必要がある。そのため、把持固定機構AAは、先端にV字型のパッドを有する固定クランプ13と、同じく先端にV字型のパッドを有するシリンダ駆動の可動クランプ14とにより構成される。さらに、エアまたは水を駆動源とするシリンダ15を備え、シリンダ15の推力により、加工対象の棒形状長尺部材7を固定クランプ13および可動クランプ14で把持固定する。
The follow-up
この構造により、加工対象の棒形状長尺部材7の外周に、固定クランプ13先端のV字型の面が接するように把持固定できるため、追込み装置10の位置を、棒形状長尺部材7の軸心に対し相対的に合せることが可能である。
With this structure, the rod-shaped
また、棒形状長尺部材7の径にばらつきがある場合でも、クランプの先端がV字型になっているため、必ず接触点が3点以上になる様、把持することが可能であり、追込み装置10を棒形状長尺部材7に剛に固定できる。
Even if the diameter of the rod-shaped
把持固定機構AAで、棒形状長尺部材7の長手方向の加工範囲を挟む2点を把持固定することにより、棒形状長尺部材7の軸に対し、追込み装置10を平行かつ安定的に設定することが可能である。
By holding and fixing two points sandwiching the longitudinal processing range of the rod-shaped
次に、図5を用いて、本実施形態による追込み装置の回転機構BBと径方向駆動機構CCの構成について説明する。
図5は、本発明の一実施形態による追込み装置の回転機構と径方向駆動機構の構成図である。図5(A)は平面図であり、図5(B)は側面図である。なお、図3と同一符号は、同一部分を示している。
Next, the configuration of the rotation mechanism BB and the radial drive mechanism CC of the follow-up device according to the present embodiment will be described with reference to FIG.
FIG. 5 is a configuration diagram of a rotation mechanism and a radial drive mechanism of a follow-up device according to an embodiment of the present invention. FIG. 5A is a plan view, and FIG. 5B is a side view. In addition, the same code | symbol as FIG. 3 has shown the same part.
最初に、追込み装置10の回転機構BBの構成について説明する。
First, the configuration of the rotation mechanism BB of the follow-up
本実施形態における放電加工方式は、消耗のばらつきによる加工面への影響を低減でき、かつ、放電加工の効率が良い回転式とし、これにより放電加工用電極24は円柱形状とする。
The electric discharge machining method in the present embodiment is a rotary type that can reduce the influence on the machined surface due to variations in wear and that has a good electric discharge machining efficiency, whereby the electric
このとき、放電加工用電極24の径は消耗量や、次ステップでの磨きに配慮すると、放電加工用電極24の径は大きい方が良いが、実際には寸法上の取合いや、放電加工用電極24の偏芯による振れと、装置剛性の兼合いを加味し、適正な径を決定する。
At this time, the diameter of the
放電加工用電極24の回転機構BBは、駆動源であるモータ22と、タイミングベルト25と、プーリー23と、プーリー26とから構成される。モータ22からの動力は、プーリー26,タイミングベルト25,プーリー23により、放電加工用電極24に伝達され、放電加工用電極24を連続的に回転させる。
The rotating mechanism BB of the electric
放電加工用電極24の回転は、加工対象の棒形状長尺部材7の径方向および軸方向の二軸に直交する軸に対して、平行な軸の回りの回転である。放電加工用電極24の回転駆動により、放電加工用電極24の外周面が均一に放電し消耗するので、均一な加工面を形成することが可能である。
The rotation of the electric
また、放電加工用電極24の回転により生じる水の流れで、放電加工用電極24と加工対象の棒形状長尺部材7の加工面間に発生する放電加工の二次生成物を排除することにより、加工効率を上げるとともに、放電加工用電極24の消耗を低減することができる。
Further, by eliminating the secondary product of electric discharge machining generated between the electric
放電加工用電極24への給電は、放電加工用電極24と電気的に通な機構部にケーブルを接続し行う。
Power supply to the electric
放電加工用電極24、および放電加工用電極24と電気的に通な機構部は、絶縁体27およびタイミングベルト25により、追込み装置10の他の構造部と絶縁され、放電加工用電極24への給電が追込み装置10本体に導通することのない構造とする。
The electric
次に、追込み装置10の径方向駆動機構CCの構成について説明する。
Next, the configuration of the radial drive mechanism CC of the follow-up
追込み装置10の径方向駆動機構CCは、棒形状長尺部材7径方向の加工をするための駆動機構である。径方向駆動機構CCは、駆動源であるモータ19と、ボールネジ20と、LMガイド21とにより構成される。径方向駆動機構CCは、放電加工用電極24の回転機構BBを、棒形状長尺部材7の径方向に動作させる。
The radial drive mechanism CC of the follow-up
追込み装置10の径方向駆動機構CCにおける位置制御は、前述の把持固定機構AAの機能により棒形状長尺部材7の芯を相対的な基準とするため、正確な追込み深さでの棒形状長尺部材7径方向の加工が可能である。
The position control in the radial drive mechanism CC of the follow-up
次に、図6を用いて、本実施形態による追込み装置の軸方向駆動機構DDの構成について説明する。
図6は、本発明の一実施形態による追込み装置の軸方向駆動機構の構成図である。図6(A)は左側面図であり、図6(B)は正面図である。なお、図3と同一符号は、同一部分を示している。
Next, the configuration of the axial drive mechanism DD of the follow-up device according to the present embodiment will be described with reference to FIG.
FIG. 6 is a configuration diagram of the axial drive mechanism of the driving device according to the embodiment of the present invention. 6A is a left side view, and FIG. 6B is a front view. In addition, the same code | symbol as FIG. 3 has shown the same part.
追込み装置10の軸方向駆動機構DDは、棒形状長尺部材7の軸方向の加工をするための駆動機構である。軸方向駆動機構DDは、駆動源であるモータ16と、ボールネジ17と、LMガイド18とにより構成される。軸方向駆動機構DDは、放電加工用電極24の回転機構BBを、棒形状長尺部材7の軸方向の動作を可能とする構造である。
The axial drive mechanism DD of the
追込み装置10の軸方向駆動機構DDは、前述の把持固定機構AAの機能により、加工対象の棒形状長尺部材7の軸と平行な配置にあるため、棒形状長尺部材7の径方向の加工を、棒形状長尺部材7の軸方向に一定の深さで継続することが可能である。
The axial drive mechanism DD of the follow-up
図5及び図6にて説明した追込み装置10の径方向駆動機構CC及び軸方向駆動機構DDにより、図2にて説明したように、最初に加工対象の棒形状長尺部材7径方向を加工軸とした追込み加工を行い、次に、径方向の追込み深さを維持したまま、加工軸を棒形状長尺部材7の軸方向に切り替え、棒形状長尺部材7径方向の加工を、棒形状長尺部材7の軸方向に継続することで、連続的な加工面を形成することが可能である。
As described with reference to FIG. 2, the radial direction driving mechanism CC and the axial direction driving mechanism DD of the follow-up
次に、図3に戻り、図4〜図6にて説明した機構を用い、連続的かつ均一な加工面の形成が可能である加工方向について説明する。 Next, returning to FIG. 3, a description will be given of a processing direction in which a continuous and uniform processing surface can be formed using the mechanism described in FIGS. 4 to 6.
まず、把持固定機構AAにより、加工対象の棒形状長尺部材7を把持し、追込み装置10を棒形状長尺部材7の軸に対し平行に固定し、加工の基準だしを行う。
First, the bar-shaped
次に、放電加工用電極24を回転駆動により連続的に回転させ、前後軸を加工軸とし、棒形状長尺部材7径方向の追込み加工を行う。
Next, the electric
棒形状長尺部材7径方向の追込み加工を所定の深さまで実施した後、前後軸の加工位置を保持したまま、加工軸を上下軸に切り替え、棒形状長尺部材7の軸方向に径方向の追込みを継続する。
After carrying out the follow-up process in the radial direction of the rod-shaped
以上説明したように、本実施形態によれば、上述の様な加工方法および加工装置により、棒形状長尺部材7の長手方向の追込み補修を遠隔・水中で施工する場合においても、段差のない連続的かつ均一な加工面を形成することが可能である。
As described above, according to the present embodiment, there is no step even when the longitudinal repair of the rod-shaped
また、把持固定機構AAの機能により、装置の設定と同時に加工基準の位置だしが可能であり、放電加工用電極24の回転機構BBの機能により、放電加工用電極24の消耗を抑え放電加工用電極24の交換、再設定の回数を最小限にすることが可能であるため作業の一部に簡略化を図れる。従って、ヒューマンエラーの低減や、工程の短縮が行える。
Further, the gripping and fixing mechanism AA enables the position of the machining reference to be set simultaneously with the setting of the apparatus, and the function of the rotating mechanism BB of the electric
次に、図5及び図6を用いて、本実施形態による追込み装置において、装置設備を加工対象の棒形状長尺部材7に把持固定する機構部と、放電加工用電極24を搭載した放電加工用の機構部とに装置設備の機能を分割し、各々を個別に遠隔で分離および再取付け可能な構造について説明する。
Next, in FIG. 5 and FIG. 6, in the follow-up device according to the present embodiment, an electrical discharge machining equipped with an electric
図6は、受け台11の構成を示している。受け台11は、前述の装置設備を加工対象の棒形状長尺部材7に把持固定する機構部であり、把持固定機構AAと、上下軸(LMガイド18)と、この上下軸の駆動により上下昇降するテーブル28とを有する。
FIG. 6 shows the configuration of the
受け台11は、加工対象の棒形状長尺部材7に対し、自身の姿勢が平行になるよう設定される必要がある。そのため、把持固定機構AAは、図4にて説明した構成を有しており、棒形状長尺部材7の長手方向の加工範囲を挟む2点を把持固定することにより、棒形状長尺部材7の軸に対し、受け台11を平行かつ安定的に設定することが可能である。
The
図5は、EDM(Electrical Discharge Machining:放電加工)アクチュエータ12の構成例を示している。
FIG. 5 shows a configuration example of an EDM (Electrical Discharge Machining)
EDMアクチュエータ12は、放電加工用電極24を搭載した放電加工用の機構部であり、放電加工用電極24の回転機構BBと前後軸(LMガイド21)を有する。
The
EDMアクチュエータ12の前後軸は、棒形状長尺部材7径方向の加工をするための駆動機構であり、放電加工用電極24の棒形状長尺部材7の径方向の動作を可能とする構造である。EDMアクチュエータ12の前後軸における位置制御は、前述した受け台11の把持固定機構AAの機能により棒形状長尺部材7の芯を相対的な基準とするため、棒形状長尺部材7の径方向の加工を正確な追込み深さで可能である。
The front / rear axis of the
受け台11およびEDMアクチュエータ12は、前述の追込み装置10が有する機能に加え、遠隔での組合せを行うための着脱機構を有する。
The
受け台11は、ガイドピン30と、EDMアクチュエータ12を固定するためのボルト穴29とを有する。EDMアクチュエータ12は、ガイドピン挿入穴32と、遠隔ボルトヘッド31とを有する。
The
EDMアクチュエータ12のガイドピン挿入穴32は、これに受け台のガイドピン30を挿入することでEDMアクチュエータ12を位置決めするものである。
The guide
EDMアクチュエータ12の遠隔ボルトヘッド31は、図1に示したように、これと取合うためのソケットポール6と、これを気中に配置された作業台車4まで延長するための操作ポール5とを用いて、手動で回転させることで、ボルトを締め、または緩めて、遠隔での取付け、または取外し操作が可能である。すなわち、操作ポール5を操作して、ソケットポール6を回転させると、ボルトヘッド31が回転する。ボルトヘッド31が回転すると、ボルトの先端が図示の下方向に突出し、穴29にねじ止めされる。また、ボルトヘッド31を逆に回転させると、穴29からボルトヘッド31が解離される。
As shown in FIG. 1, the
これにより、放電加工用電極24の消耗時の放電加工用電極24の交換や、放電加工用電極24の回転機構BB、前後軸の故障に伴う、装置の回収、および再投入が、EDMアクチュエータ12の着脱だけで対応可能であり、受け台11を再設定する必要がないため、加工基準を変更することなく作業を継続できる。
As a result, the
また、あらかじめ放電加工用電極24を組付けたEDMアクチュエータ12を複数台準備し、放電加工用電極24交換の際にEDMアクチュエータ12ごと交換することで、更なる作業の時間短縮を図ることも可能である。
In addition, it is possible to further shorten the work time by preparing a plurality of
このように、追込み装置10の機能を、受け台11とEDMアクチュエータ12に分割することで、作業の簡略化と作業時間の短縮を図ることができ、ヒューマンエラーの低減や、工程を短縮することができる。
As described above, by dividing the function of the follow-up
次に、図7を用いて、本実施形態による追込み装置に用いる研磨用アクチュエータの構成について説明する。
図7は、本発明の一実施形態による追込み装置に用いる研磨用アクチュエータの構成図である。図7(A)は平面図であり、図7(B)は側面図である。
Next, the configuration of the polishing actuator used in the follow-up device according to the present embodiment will be described with reference to FIG.
FIG. 7 is a configuration diagram of a polishing actuator used in the follow-up device according to the embodiment of the present invention. FIG. 7A is a plan view, and FIG. 7B is a side view.
図5に示したEDMアクチュエータ12の替りに、図7に示す、研磨作業の装置設備である研磨用アクチュエータEEを受け台11上に設定することで、EDMアクチュエータ12と同一の基準で研磨ができ、研磨面の位置決め精度の向上及び位置決め作業の効率化が図れる。
In place of the
研磨用アクチュエータEEは、図5に示したEDMアクチュエータ12と同じ遠隔での着脱機構を有し、ガイドピン挿入穴34と、遠隔ボルトヘッド35により構成される。
The polishing actuator EE has the same remote attachment / detachment mechanism as the
研磨用アクチュエータEEに搭載したブラシ36を交換する場合、研磨用アクチュエータEEを一旦取外し、ブラシ36の交換後に再取り付けしても先の研磨面と同一の基準で研磨が継続可能である。
When replacing the
研磨は、ブラシ36の毛の先端を放電加工面に押し付け、これを追込み加工の軸周りに回転させて行う。従って、研磨用アクチュエータEEは、研磨のためのブラシ36と、ブラシ36を回転駆動するためのブラシ回転軸37と、ブラシを放電加工面に押し付けるための前後軸38とを有する。
Polishing is performed by pressing the tip of the bristles of the
ブラシ回転軸37は、モータ39を駆動源とし、これをプーリー40とタイミングベルト42、プーリー41で連結し、ブラシ36を連続的に回転可能な構造である。ブラシ回転軸37の先端は、雄ネジになっており、ブラシ36をブラシ回転軸37の先端に取り付けて、これをナットで固定する構造であり、ブラシ36の交換作業が容易に可能である。
The
前後軸38は、エアまたは水を駆動源とするシリンダ43の推力により、ブラシ36を放電加工の面に押し付ける構造であり、シリンダ43とLMガイド44により構成される。ブラシ36の加工面への押付け力は、エアまたは水の駆動源の圧力を可変することで調整が可能であり、これにより研磨面の仕上がり具合を調整することが可能である。
The front /
研磨は、ブラシ36を回転させて行うため、回転中心に研磨できない箇所が生じる。このため、受け台11の上下軸を駆動させることで回転中心を上下方向にずらすことができ、放電加工面全体の研磨が可能である。
Since the polishing is performed by rotating the
次に、図8を用いて、本実施形態による追込み装置に用いる寸法測定用アクチュエータの構成について説明する。
図8は、本発明の一実施形態による追込み装置に用いる寸法測定用アクチュエータの構成図である。図8(A)は平面図であり、図8(B)は側面図である。
Next, the configuration of the dimension measuring actuator used in the follow-up device according to the present embodiment will be described with reference to FIG.
FIG. 8 is a configuration diagram of a dimension measuring actuator used in the tracking device according to the embodiment of the present invention. FIG. 8A is a plan view, and FIG. 8B is a side view.
図5に示したEDMアクチュエータ12の替りに、図8に示す、寸法測定用アクチュエータFFを受け台11上に設定することで、EDMアクチュエータ12及び研磨用アクチュエータEEと同一の基準で寸法測定ができ、寸法測定の精度向上が可能である。
Dimension measurement actuator FF shown in FIG. 8 is set on
寸法測定用アクチュエータFFは、図5に示したEDMアクチュエータ12と同じ遠隔での着脱機構を有し、ガイドピン挿入穴46と、遠隔ボルトヘッド47により構成される。
The dimension measuring actuator FF has the same remote attaching / detaching mechanism as the
寸法測定は、対象の部材を把持することで、把持前後での寸法差から求める。そのため、寸法測定用アクチュエータFFは、対象物を把持するための把持固定機構59と、把持固定機構59を対象物に接近及び位置調整するための前後軸60と左右軸61の駆動機構を有する。
The dimension measurement is obtained from the dimensional difference before and after gripping the target member. Therefore, the dimension measuring actuator FF includes a gripping and fixing
把持固定機構59は、対象物の把持及び寸法測定基準となる把持部材48と、エアまたは水を駆動源とするシリンダ49と、シリンダ49が可動した寸法を読み取るためのメジャー50とにより構成される。把持部材48の先端は、位置決め及び寸法測定の基準出しのために対象物と2点で接触する様にL字型の形状になっている。メジャー50は、シリンダ49の駆動に対して固定側に取り付けられており、シリンダ49の可動側に指針51を取り付ける。メジャー50と指針51の位置関係を水中カメラで読み取ることにより、シリンダ49の可動位置が測定できる。
The gripping and fixing
これにより、シリンダ49を収縮させた時の把持部材48とシリンダ49の開口寸法と、このときのメジャー50読み値の関係を事前に把握することで、対象物を把持した時のメジャー50の読み値から、対象物の寸法が求められる。また、補修加工による加工寸法が必要な場合は、加工前及び加工後に寸法を測定することで、加工前後での寸法差から加工量を求めることが可能である。
Accordingly, by grasping in advance the relationship between the opening size of the gripping member 48 and the
次に、把持固定機構59を対象物に接近及び位置調整するための前後軸60と左右軸61について説明する。前後軸60と左右軸61は、直行する軸配置になっており、それぞれ対象物の径方向に把持固定機構59を駆動可能な軸である。前後軸60の駆動機構は、遠隔ボルトヘッド62を操作ポール5とソケットポール6を用いて遠隔手動で回転させることにより、歯車52と台形ネジ53及びLMガイド54を介して把持固定機構AA59を駆動する。左右軸61も前後軸60と同じ機構であり、遠隔ボルトヘッド55を遠隔手動で回転させることで歯車56と台形ネジ57及びLMガイド58を介して把持固定機構59を駆動する。
Next, the front /
なお、上述の説明では、前後軸60および左右軸61の駆動源を手動にしているが、電動モータなどの他の駆動源を用いてもよいものである。
In the above description, the drive sources of the front and
以上、EDMアクチュエータ12の替わりに、受け台11上に研磨用アクチュエータEE及び寸法測定用アクチュエータFFを搭載することで、放電加工による追込み加工と加工面の研磨及び寸法測定の一連の作業が、高い位置決め精度で、かつ効率的な作業で実施が可能である。
As described above, by mounting the polishing actuator EE and the dimension measurement actuator FF on the
以上説明したように、本実施形態によれば、長尺部材の追込み加工において、連続的で均一な加工面が得られる。 As described above, according to the present embodiment, a continuous and uniform processed surface can be obtained in the follow-up processing of the long member.
そのため、原子炉内構造物の補修技術向上に貢献でき、これにより適用範囲の拡大が期待でき、しいては原子力発電プラントの長寿命化に寄与できる。 Therefore, it can contribute to the improvement of the repair technology of the structure inside the nuclear reactor, which can be expected to expand the scope of application, thereby contributing to the extension of the life of the nuclear power plant.
また、不連続面が発生しないため、加工面の連続化を目的とした追加加工のステップが不要になるため作業の効率化が可能になり、定期検査期間の短縮に貢献でき、原子力発電プラントの発電効率の向上に寄与できる。
In addition, since discontinuous surfaces do not occur, additional machining steps aimed at continuation of the machined surface are not required, making it possible to improve work efficiency and contribute to shortening the periodic inspection period. It can contribute to the improvement of power generation efficiency.
1…原子炉内構造物
2…原子炉
3…原子炉ウェル
4…作業台車
5…操作ポール
6…ソケットポール
7…棒形状長尺部材
9…放電加工用電極
10…追込み装置
11…受け台
12…EDMアクチュエータ
13…固定クランプ
14…可動クランプ
15,43,49…シリンダ
16,19,22,39…モータ
17,20…ボールネジ
18,21,44,54,58…LMガイド
23,26,40,41…プーリー
24…放電加工用電極
25…タイミングベルト
27…絶縁体
28…テーブル
29…ボルト穴
30…ガイドピン
31,35,47,55,62…遠隔ボルトヘッド
32,46…ガイドピン挿入穴
34…ガイドピン挿入穴
36…ブラシ
37…ブラシ旋回軸
38,60…前後軸
42…タイミングベルト
48…把持部材
50…メジャー
51…指針
52,56…歯車
53,57…台形ネジ
59…把持固定機構
61…左右軸
AA…把持固定機構
BB…回転機構
CC…径方向駆動機構
DD…軸方向駆動機構
EE…研磨用アクチュエータ
FF…寸法測定用アクチュエータ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Reactor
Claims (4)
加工対象の前記棒形状長尺部材の長手方向の2箇所に設けられた第一把持固定機構及び第二把持固定機構を用いて、加工対象の前記棒形状長尺部材に装置設備を把持固定することで追込み加工の基準とし、
円柱形状の放電加工用電極を前記棒形状長尺部材の長手方向と略直交する回転軸を中心に回転駆動させた状態で、前記棒形状長尺部材の径方向の加工を実施し、
その後、前記放電加工用電極により、径方向の加工を軸方向に連続的に継続することを特徴とする棒形状長尺部材の加工方法。 A method for processing a rod-shaped long member, in which a rod-shaped long member of a reactor internal structure is subjected to follow-up processing by electric discharge machining remotely in water,
Using the first holding and fixing mechanism and the second holding and fixing mechanism provided at two locations in the longitudinal direction of the long rod-shaped member to be processed, the equipment is held and fixed to the long rod-shaped member to be processed. As a standard for additional processing,
In the state where the cylindrical electrode for electric discharge machining is rotationally driven around a rotation axis substantially orthogonal to the longitudinal direction of the rod-shaped long member, the rod-shaped long member is processed in the radial direction,
Then, the processing method of the rod-shaped long member characterized by continuing the processing in the radial direction continuously in the axial direction by the electric discharge machining electrode.
加工対象の前記棒形状長尺部材に装置設備を把持固定することで追込み加工の基準にするとともに、前記加工対象の前記棒形状長尺部材の長手方向の2箇所を把持し固定する第一及び第二の把持固定機構と、
円柱形状の放電加工用電極を連続的に回転駆動させるための回転機構と、
前記棒形状長尺部材の径方向に、前記回転機構により前記円柱形状の放電加工用電極を前記棒形状長尺部材の長手方向と略直交する回転軸を中心に回転駆動させた状態で、前記回転機構を径方向に移動する径方向駆動機構と、
前記放電加工用電極により、径方向の加工を軸方向に連続的に継続すべく、前記回転機構を前記棒形状長尺部材の軸方向に移動する軸方向駆動機構とを備えることを特徴とする棒形状長尺部材の加工装置。 A rod-shaped long member machining apparatus for performing a follow-up machining of a rod-shaped long member of a reactor internal structure by electric discharge machining remotely in water,
The first and second gripping and fixing two longitudinal portions of the rod-shaped long member to be processed as a reference for follow-up processing by gripping and fixing the equipment to the rod-shaped long member to be processed A second holding and fixing mechanism;
A rotation mechanism for continuously rotating and driving the cylindrical electrode for electric discharge machining;
In the radial direction of the rod-shaped long member, the cylindrical electric discharge machining electrode is rotationally driven around a rotation axis substantially orthogonal to the longitudinal direction of the rod-shaped long member by the rotation mechanism, A radial drive mechanism for moving the rotation mechanism in the radial direction;
An axial drive mechanism that moves the rotating mechanism in the axial direction of the rod-shaped long member so as to continuously continue the radial machining in the axial direction by the electric discharge machining electrode. Processing equipment for rod-shaped long members.
加工対象の前記棒形状長尺部材に装置設備を把持固定する把持固定機構部と放電加工用電極を搭載した放電加工用機構部に機能を分割し、
前記把持固定機構部に対して、前記放電加工用機構部を遠隔で分離及び再取付け可能な構成とすることを特徴とする棒形状長尺部材の加工装置。 In the processing apparatus of the rod-shaped long member according to claim 2,
Dividing the function into a gripping and fixing mechanism part for gripping and fixing the equipment to the rod-shaped long member to be processed and an electric discharge machining mechanism part equipped with an electrode for electric discharge machining,
An apparatus for processing a long bar-shaped member, wherein the electric discharge machining mechanism can be remotely separated and reattached to the gripping and fixing mechanism.
前記把持固定機構部は、前記放電加工用機構部に代えて、放電加工による加工面を研磨する研磨用機構部、若しくは補修加工後の寸法測定用機構部を搭載可能であることを特徴とする棒形状長尺部材の加工装置。 In the processing apparatus of the rod-shaped elongate member of Claim 3,
The gripping and fixing mechanism portion can be mounted with a polishing mechanism portion for polishing a machining surface by electric discharge machining or a dimension measurement mechanism portion after repair processing, instead of the electric discharge machining mechanism portion. Processing equipment for rod-shaped long members.
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