JP6522367B2 - 研磨装置及び研磨方法 - Google Patents

Description

本発明は、研磨装置及び研磨方法に関する。

金属製の部材の研磨処理において、特許文献１、特許文献２、及び特許文献３に開示されているような研磨装置が使用される。

特開平０３−０６６５５４号公報 特開平０５−３３７８０４号公報 特開平０７−１５６０６７号公報

ところで、原子力発電プラントで発生した放射性廃棄物を貯蔵する方法として、金属製の部材を含む放射性物質収納容器を用いる乾式方式と、使用済燃料プールを用いる湿式方式とが知られている。乾式方式による貯蔵のニーズが高まる場合、多数の放射性物質収納容器を効率良く製造できる技術の確立が要望される。

本発明は、放射性物質収納容器の製造工程のうち、研磨処理を効率良く行うことができる研磨装置及び研磨方法を提供することを目的とする。

本発明は、円筒形状を有する胴本体を研磨する研磨装置であって、前記胴本体を回転可能に支持する回転支持装置と、前記胴本体の表面を研磨可能な研磨ツールと、前記研磨ツールを移動可能に支持するロボットアームと、前記ロボットアームに支持され、前記回転支持装置に支持されている前記胴本体の表面のうち視野エリアに配置された前記胴本体の表面の特定エリアの画像データを取得するカメラと、前記画像データに基づいて前記特定エリアの研磨を実施するか否かを判定する判定部と、前記判定部により前記研磨を実施すると判定されたとき、前記ロボットアームに支持されている前記研磨ツールで前記回転支持装置に支持されている前記胴本体の表面が研磨されるように研磨用指令信号を出力する研磨制御部と、を備える研磨装置を提供する。

本発明によれば、胴本体を回転可能に支持する回転支持装置とロボットアームに支持される研磨ツールとが設けられるので、回転支持装置で胴本体を回転させることにより、ロボットアームに支持されている研磨ツールは胴本体の表面を効率良く研磨することができる。また、胴本体を回転可能に支持する回転支持装置とロボットアームに支持されるカメラとが設けられるので、回転支持装置で胴本体を回転させることにより、ロボットアームに支持されているカメラは胴本体の表面の画像データを効率良く取得することができる。胴本体の表面の画像データは、カメラの視野エリアに対応した特定エリア毎に取得される。判定部は、特定エリア毎に研磨の要否を判定する。これにより、研磨制御部は、研磨が不要な特定エリアを研磨せず、研磨が必要な特定エリアだけ研磨することができる。研磨が不要な特定エリアが研磨されることが抑制されるので、研磨処理は効率良く行われる。

本発明において、前記カメラと前記胴本体とを相対移動させながら複数の前記特定エリアの画像データが順次取得されるように、前記ロボットアーム及び前記回転支持装置に撮影用指令信号を出力する撮影制御部を備えることが好ましい。

これにより、カメラは、視野エリアに対応した特定エリア毎に画像データを取得して、胴本体の表面全体の画像データを効率良く取得することができる。

本発明において、前記回転支持装置は、前記胴本体の中心軸と水平面とが平行となるように前記胴本体を支持することが好ましい。

これにより、回転支持装置は胴本体を円滑に回転させることができる。

本発明において、前記ロボットアームに支持され、前記カメラによる前記画像データの取得前に前記特定エリアに気体を吹き付けるブローツールを備えることが好ましい。

これにより、ブローツールから特定エリアに吹き付けられた気体によって特定エリアの異物が吹き飛ばされた後、画像データが取得される。そのため、画像データに基づいて、特定エリアの状態が的確に把握される。

本発明において、前記カメラの光学系の複数の光学素子のうち前記光学系の焦点に最も近い先端光学素子の周囲に配置され、前記特定エリアを照明する照明装置を備えることが好ましい。

これにより、照明装置で照明された特定エリアの画像データが取得されるので、特定エリアの状態が的確に把握される。先端光学素子の周囲に配置された照明装置から射出される照明光は、光学系の光軸とほぼ平行に進行して、特定エリアを照明する。そのため、特定エリアの錆の有無が的確に把握される。

本発明において、前記カメラは、前記カメラの光学系の光軸と前記特定エリアとがなす角度が第１角度になるように配置され、前記画像データの取得においてスリット光を射出して前記特定エリアを照明する照明装置を備え、前記照明装置は、前記照明装置から射出された前記スリット光と前記特定エリアとがなす角度が前記第１角度よりも小さい第２角度になるように配置されることが好ましい。

これにより、照明装置で照明された特定エリアの画像データが取得されるので、特定エリアの状態が的確に把握される。照明装置から射出されたスリット光と特定エリアとがなす第２角度は、カメラの光学系の光軸と特定エリアとがなす第１角度よりも小さく、特定エリアは射入射照明される。そのため、特定エリアの凹凸（うねり）の有無が的確に把握される。

本発明は、円筒形状を有する胴本体を研磨する研磨方法であって、前記胴本体を回転支持装置で回転可能に支持する工程と、ロボットアームに支持されたカメラで、前記回転支持装置に支持されている前記胴本体の表面のうち前記カメラの視野エリアに配置された前記胴本体の表面の特定エリアの画像データを取得する工程と、前記画像データに基づいて前記特定エリアの研磨を実施するか否かを判定する工程と、前記研磨を実施すると判定されたとき、前記ロボットアームに支持されている研磨ツールで前記回転支持装置に支持されている前記胴本体の表面を研磨する工程と、を含む研磨方法を提供する。

本発明によれば、カメラの視野エリアに対応した特定エリア毎に研磨の要否が判定される。これにより、研磨が不要な特定エリアが研磨されてしまうことが抑制されるので、研磨処理は効率良く行われる。

本発明によれば、放射性物質収納容器の製造工程のうち、研磨処理を効率良く行うことができる研磨装置及び研磨方法が提供される。

図１は、本実施形態に係る放射性物質収納容器の一例を示す縦断面図である。 図２は、本実施形態に係る放射性物質収納容器の一例を示す水平断面図である。 図３は、本実施形態に係る研磨装置の一例を示す模式図である。 図４は、本実施形態に係る研磨装置の一部を示す斜視図である。 図５は、本実施形態に係るカメラの一例を模式的に示す側面図である。 図６は、本実施形態に係るカメラの一例を模式的に示す正面図である。 図７は、本実施形態に係る制御装置の一例を示す機能ブロック図である。 図８は、本実施形態に係るカメラの視野エリアと胴本体の表面の特定エリアとの関係を示す模式図である。 図９は、本実施形態に係る研磨方法の一例を示すフローチャートである。 図１０は、本実施形態に係る研磨方法の一例を示す模式図である。 図１１は、本実施形態に係る研磨装置の一例を示す模式図である。

以下、本発明に係る実施形態について図面を参照しながら説明するが、本発明はこれに限定されない。以下で説明する各実施形態の構成要素は、適宜組み合わせることができる。また、一部の構成要素を用いない場合もある。

［放射性物質収納容器］
図１は、本実施形態に係る放射性物質収納容器の一例を示す縦断面図である。図２は、本実施形態に係る放射性物質収納容器の一例を示す水平断面図である。

本実施形態において、図１及び図２に示すように、放射性物質収納容器としてのキャスク１１は、胴部１２と蓋部１３とバスケット１４とを有している。胴部１２は、胴本体２１の上部に開口部２２が形成され、下部に底部（閉塞部）２３が形成された円筒形状をなしている。胴本体２１は、内部にキャビティ２４が設けられ、このキャビティ２４は、その内面がバスケット１４の外周形状に合わせた形状となっている。バスケット１４は、例えば、使用済燃料集合体である放射性物質（図示略）を個々に収納するセルを複数有している。胴本体２１は、下部に底部２３が溶接結合または一体成形されており、この胴本体２１及び底部２３は、γ線遮蔽機能を有する炭素鋼製の鍛造品となっている。

胴部１２は、胴本体２１の外周側に所定の隙間を空けて外筒２５が配設されており、胴本体２１の外周面と外筒２５の内周面との間に熱伝導を行う胴や鋼製の伝熱フィン２６が周方向に所定間隔で複数溶接されている。そして、胴部１２は、胴本体２１と外筒２５との空間部に水素を多く含有する高分子材料で中性子遮蔽機能を有するボロンまたはボロン化合物を含有したレジン（中性子遮蔽体）２７が充填されている。

また、胴部１２は、底部２３の下側に所定の隙間を空けて底板２８が連結されており、底部２３と底板２８との空間部にレジン（中性子遮蔽体）２９が設けられている。また、胴部１２は、側面部にトラニオン３０が固定されている。

蓋部１３は、一次蓋３１と、二次蓋３２と、三次蓋３３とを有している。一次蓋３１は、胴部１２における胴本体２１の開口部２２に対して着脱可能に取付けられる。二次蓋３２は、一次蓋３１の外側で開口部２２に対して着脱可能に取付けられる。三次蓋３３は、二次蓋３２の外側で開口部２２に対して着脱可能に取付けられる。一次蓋３１は、キャビティ２４側の負圧を維持してキャビティ２４内に充填されたガスの漏洩を防ぐと共に、キャビティ２４内に収納された放射性物質から出る放射線（γ線）を遮蔽する。また、一次蓋３１は、二次蓋３２側にレジン（中性子遮蔽体）が設けられている。二次蓋３２は、一次蓋３１との間に大気に対して加圧された圧力監視境界を有し、一次蓋３１からのガスの漏洩を阻止すると共に、キャビティ２４側の圧力を担保する。三次蓋３３は、二次蓋３２を外部の衝撃から防御する。

胴部１２は、胴本体２１の開口部２２の内周部に３個の段部４１，４２，４３が設けられている。第１段部４１は、第１座面部４１ａを有し、第１座面部４１ａに複数のネジ穴４１ｂが胴本体２１の周方向に等間隔で形成されている。第２段部４２は、第１段部４１よりも開口部２２の外側に位置し、第２座面部４２ａを有し、第２座面部４２ａは、複数のネジ穴４２ｂが胴本体２１の周方向に等間隔で形成されている。第３段部４３は、第２段部４２よりも開口部２２の外側に位置し、第３座面部４３ａを有し、第３座面部４３ａは、複数のネジ穴４３ｂが胴本体２１の周方向に等間隔で形成されている。

一次蓋３１は、第１段部４１に嵌合し、第１座面部４１ａに密着する。そして、ボルト５１が一次蓋３１を貫通してネジ穴４１ｂに螺合することで、一次蓋３１は、胴本体２１の開口部２２における第１段部４１に固定される。二次蓋３２は、第２段部４２に嵌合し、第２座面部４２ａに密着する。そして、ボルト５２が二次蓋３２を貫通してネジ穴４２ｂに螺合することで、二次蓋３２は、胴本体２１の開口部２２における第２段部４２に固定される。三次蓋３３は、第３段部４３に嵌合し、第３座面部４３ａに密着する。そして、ボルト５３が三次蓋３３を貫通してネジ穴４３ｂに螺合することで、三次蓋３３は、胴本体２１の開口部２２における第３段部４３に固定される。

［研磨装置］
次に、本実施形態に係る研磨装置１００の一例について説明する。図３は、本実施形態に係る研磨装置１００の一例を示す模式図である。研磨装置１００は、キャスク１１の製造工程において使用される。研磨装置１００は、キャスク１１の製造工程のうち、キャスク１１の表面の少なくとも一部の研磨処理を行う。本実施形態においては、研磨装置１００は、キャスク１１の胴本体２１を研磨して、胴本体２１の表面仕上げを行う。

図３に示すように、研磨装置１００は、胴本体２１を回転可能に支持する回転支持装置１０１と、胴本体２１の表面を研磨可能な研磨ツール２０１と、研磨ツール２０１を移動可能に支持するロボットアーム２０２と、ロボットアーム２０２に支持され、回転支持装置１０１に支持されている胴本体２１の表面のうち視野エリアに配置された胴本体２１の表面の特定エリアの画像データを取得するカメラ２０３とを備えている。

また、研磨装置１００は、ロボットアーム２０２に支持され、カメラ２０３による画像データの取得前に特定エリアに気体を吹き付けるブローツール２０４を備えている。

また、研磨装置１００は、研磨装置１００を制御する制御装置３００を備えている。

胴本体２１は、円筒形状を有する。胴本体２１は、中心軸ＡＸを有する。中心軸ＡＸの周囲に胴本体２１が配置される。

（回転支持装置）
回転支持装置１０１は、胴本体２１が中心軸ＡＸを中心に回転するように、胴本体２１を回転可能に支持する。回転支持装置１０１は、胴本体２１の中心軸ＡＸと水平面とが平行となるように胴本体２１を支持する。すなわち、胴本体２１は、横倒し状態で回転支持装置１０１に支持される。

回転支持装置１０１は、ターニングローラを含み、胴本体２１を横倒し状態で回転可能に支持する。回転支持装置１０１は、胴本体２１を回転可能に支持する支持ローラ１１４及び支持ローラ１１５と、支持ローラ１１４及び支持ローラ１１５を支持する支持台１１１と、支持台１１１を支持する複数の脚部１１２と、支持ローラ１１４及び支持ローラ１１５を駆動する駆動装置１１６とを備えている。脚部１１２は、床面１１３に設けられる。支持台１１１は、脚部１１２を介して床面１１３に支持される。

支持ローラ１１４は、胴本体２１の一部分を支持する。支持ローラ１１５は、中心軸ＡＸを中心とする回転方向に関して、支持ローラ１１４に支持される部分とは異なる胴本体２１の一部分を支持する。支持ローラ１１４は、中心軸ＡＸと平行な方向に２つ設けられ、支持ローラ１１５は、中心軸ＡＸと平行な方向に２つ設けられる。一対の支持ローラ１１４及び支持ローラ１１５は、胴本体２１における上部（開口部２２近傍）の外周面を支持し、もう一対の支持ローラ１１４及び支持ローラ１１５は、胴本体２１の下部（底部２３近傍）の外周面を支持する。すなわち、胴本体２１は、支持ローラ１１４及び支持ローラ１１５により、４点支持されている。

駆動装置１１６は、アクチュエータを含む。複数の支持ローラ１１４及び支持ローラ１１５のそれぞれは、駆動装置１１６により駆動される。駆動装置１１６により、支持ローラ１１４及び支持ローラ１１５は、正転及び逆転することができる。胴本体２１が支持ローラ１１４及び支持ローラ１１５に支持された状態で、支持ローラ１１４及び支持ローラ１１５が回転することにより、胴本体２１は、中心軸ＡＸを中心に回転する。

（研磨ユニット）
本実施形態において、ロボットアーム２０２は、複数設けられる。複数のロボットアーム２０２のそれぞれに、研磨ツール２０１、カメラ２０３、及びブローツール２０４が支持される。以下の説明においては、１組の研磨ツール２０１、ロボット２０２、カメラ２０３、及びブローツール２０４を適宜、研磨ユニット２００、と称する。

本実施形態において、研磨ユニット２００は、複数設けられる。図３に示すように、本実施形態においては、研磨ユニット２００は、回転支持装置１０１に支持された胴本体２１の中心軸ＡＸに対して一方側及び他方側のそれぞれに配置される。また、研磨ユニット２００は、中心軸ＡＸと平行な方向に２つ配置される。すなわち、本実施形態においては、４つの研磨ユニット２００が、回転支持装置１０１に支持された胴本体２１の周囲に配置される。なお、研磨ユニット２００の数は、４つに限定されず、例えば、６つでもよい。

図４は、本実施形態に係る研磨ユニット２００の一例を示す斜視図である。図３及び図４に示すように、研磨ツール２０１は、胴本体２１の表面を研磨可能な研磨部材（砥石）２０１Ａと、研磨部材２０１Ａを回転させるアクチュエータ２０１Ｂと、胴本体２１に対する研磨部材２０１Ａの押付力を検出する力センサ２０１Ｃとを有する。研磨ツール２０１は、高周波グラインダを含み、軽い押付力で胴本体２１の表面を研磨することができる。力センサ２０１Ｃの検出結果は、制御装置３００に出力される。制御装置３００は、力センサ２０１Ｃの検出結果に基づいて、胴本体２１に対する研磨部材２０１Ａの押付力が目標値になるように、ロボットアーム２０２を制御する。

ロボットアーム２０２は、複数の関節を有し、関節のそれぞれに設けられたアクチュエータの作動により動くことができる。ロボットアーム２０２は、制御装置３００に制御される。ロボットアーム２０２は、研磨ツール２０１を支持する。研磨ツール２０１は、ロボットアーム２０２の先端部に接続される。ロボットアーム２０２が動くことによって、研磨ツール２０１の位置が調整される。

カメラ２０３は、ロボットアーム２０２に支持される。ロボットアーム２０２が動くことによって、カメラ２０３の位置が調整される。カメラ２０３は、視野エリアを有する。視野エリアは、カメラ２０３が物体の画像を取得（撮影）可能なエリアである。カメラ２０３の位置が変動することによって、視野エリアの位置も変動する。カメラ２０３で取得された画像データは、制御装置３００に出力される。

ブローツール２０４は、ロボットアーム２０２に支持される。ロボットアーム２０２が動くことによって、ブローツール２０４の位置が調整される。ブローツール２０４は、気体を噴射する噴射口を有するノズルを有する。ブローツール２０４は、噴射口から噴射した気体を胴本体２１の表面に吹き付けて、その胴本体２１の表面の異物を吹き飛ばす。ブローツール２０４は、制御装置３００に制御される。

本実施形態において、カメラ２０３は、ロボットアーム２０２に支持されたケーシング２０５の内側に配置されている。ブローツール２０４は、ケーシング２０５に支持されている。

ケーシング２０５は、開口２０５Ｋと、開口２０５Ｋを開閉可能なカバー部材（不図示）とを有する。カメラ２０３で胴本体２１の画像データを取得するとき、開口２０５Ｋからカバー部材が退かされる。これにより、ケーシング２０５の内側に配置されているカメラ２０３は、開口２０５Ｋを介して、胴本体２１の画像データを取得することができる。カメラ２０３による画像データの取得が行われないとき、開口２０５Ｋはカバー部材で塞がれる。例えば、研磨ツール２０１による研磨処理において開口２０５Ｋが塞がれることにより、研磨により発生した異物がケーシング２０５の内部に入り込むことが抑制される。

（カメラ）
図５は、本実施形態に係るカメラ２０３の一例を模式的に示す側面図である。図６は、本実施形態に係るカメラ２０３の一例を模式的に示す正面図である。図５及び図６に示すように、カメラ２０３は、ケーシング２０５の内側に配置される。カメラ２０３は、光学系２０３Ａと、光学系２０３Ａを介して画像データを取得する撮像素子２０３Ｂとを有する。光学系２０３Ａは、光軸ＢＸを有する。撮像素子２０３Ｂは、ＣＣＤイメージセンサである。なお、撮像素子２０３Ｂは、ＣＭＯＳイメージセンサでもよい。

本実施形態において、研磨ユニット２００は、カメラ２０３の被写体である胴本体２１を照明する照明装置２０６を備えている。照明装置２０６は、ケーシング２０５の内側に配置される。

照明装置２０６は、カメラ２０３の光学系２０３Ａの複数の光学素子のうち、光学系２０３Ａの焦点に最も近い先端光学素子２０３Ａｆの周囲に配置される。本実施形態において、照明装置２０６は、先端光学素子２０３Ａｆの周囲に配置される複数の赤色ＬＥＤ光源２０６Ａを有する。赤色ＬＥＤ光源２０６Ａから射出された照明光で、胴本体２１が照明される。

［制御システム］
次に、本実施形態に係る制御装置３００を含む制御システムの一例について説明する。図７は、本実施形態に係る制御システムの一例を示す機能ブロック図である。

図７に示すように、制御装置３００は、力センサ２０１Ｃ及びカメラ２０３と接続される。力センサ２０１Ｃで取得された押付力を示す検出データ、及びカメラ２０３で取得された胴本体２１の表面の画像を示す画像データは、制御装置３００に出力される。

本実施形態において、研磨装置１００は、ロボットアーム２０２の位置を検出するロボットアーム位置検出装置４０１と、回転支持装置１０１に支持されている胴本体２１の位置を検出する胴本体位置検出装置４０２とを有する。

ロボットアーム位置検出装置４０１の少なくとも一部は、ロボットアーム２０２に設けられている。ロボットアーム位置検出装置４０１は、例えば、ロボットアーム２０２の関節の駆動量を検出可能なロータリーエンコーダを含む。

本実施形態において、ロボットアーム２０２の位置は、ロボットアーム２０２の先端部に接続される研磨ツール２０１（研磨部材２０１Ａ）の位置を含む。ロボットアーム２０２の位置は、ロボットアーム２０２に支持されるカメラ２０３の位置を含む。

ロボットアーム位置検出装置４０１は、装置原点に対するロボットアーム２０２の位置を検出可能である。ロボットアーム位置検出装置４０１は、ＸＹＺ直交座標系における研磨部材２０１Ａの位置及びカメラ２０３の位置を検出可能である。ＸＹＺ直交座標系における位置とは、装置原点に対するＸ軸方向の位置、Ｙ軸方向の位置、Ｚ軸方向の位置、θＸ方向の位置、θＹ方向の位置、及びθＺ方向の位置である。Ｘ軸及びＹ軸を含む平面は、水平面と平行である。Ｚ軸は、水平面と直交する。θＸ方向はＸ軸を中心とする回転方向であり、θＹ方向はＹ軸を中心とする回転方向であり、θＺ方向はＺ軸を中心とする回転方向である。

胴本体位置検出装置４０２の少なくとも一部は、回転支持装置１０１に設けられている。胴本体位置検出装置４０２は、例えば、支持ローラ１１４及び支持ローラ１１５の回転量を検出可能なロータリーエンコーダを含む。

本実施形態において、胴本体２１の位置は、中心軸ＡＸを中心とする回転方向に関する胴本体２１の位置を含む。銅本体位置検出装置４０２は、回転方向の基準位置に対する胴本体２１の位置を検出可能である。

また、制御装置３００は、回転支持装置１０１の駆動装置１０６、研磨ユニット２００のアクチュエータ２０１Ｂ、ロボットアーム２０２（ロボットアーム２０２のアクチュエータ）、ブローツール２０４、及び照明装置２０６と接続される。制御装置３００は、駆動装置１０６、研磨ユニット２００のアクチュエータ２０１Ｂ、ロボットアーム２０２、カメラ２０３、ブローツール２０４、及び照明装置２０６のそれぞれを作動させるための制御信号を出力する。

制御装置３００は、コンピュータシステムを含む。制御装置３００は、ＣＰＵのようなプロセッサと、ＲＡＭ及びＲＯＭのようなメモリとを含む。

制御装置３００は、力センサ２０１Ｃから出力された検出データ及びカメラ２０３から出力された画像データを取得するデータ取得部３０１と、データ取得部３０１で取得された画像データに基づいて、胴本体２１の表面の特定エリアの研磨を実施するか否かを判定する判定部３０２と、判定部３０２により研磨を実施すると判定されたとき、ロボットアーム２０２に支持されている研磨ツール２０１で回転支持装置１０１に支持されている胴本体２１の表面が研磨されるように研磨用指令信号を出力する研磨制御部３０３とを有する。

また、制御装置３００は、カメラ２０３と胴本体２１とを相対移動させながら複数の特定エリアの画像データが順次取得されるように、ロボットアーム２０２及び回転支持装置２０１に撮影用指令信号を出力する撮影制御部３０４を有する。

また、制御装置３００は、データを記憶する記憶部３０５と、カメラ２０３で取得された画像データを画像処理する画像処理部３０６とを有する。

［視野エリアと特定エリアとの関係］
図８は、本実施形態に係るカメラ２０３の視野エリアＦＡと胴本体２１の表面の特定エリアＳＡとの関係を示す模式図である。

図８に示すように、カメラ２０３は、視野エリアＦＡを有する。視野エリアＦＡは、カメラ２０３が物体の画像を取得（撮影）可能なエリアである。カメラ２０３は、視野エリアＦＡに配置された物体の画像を取得可能である。視野エリアＦＡは、カメラ２０３の光学系２０３Ａの視野エリアによって決定される。

胴本体２１の表面は、視野エリアＦＡよりも大きい。カメラ２０３で胴本体２１の表面の画像データを取得する場合、カメラ２０３は、１回の撮影動作において、胴本体２１の表面の一部のエリアの画像データを取得する。本実施形態において、胴本体２１の表面の特定エリアＳＡは、カメラ２０３の１回の撮影動作において、カメラ２０３が画像データを取得可能な胴本体２１の表面の一部のエリアをいう。カメラ２０３は、１回の撮影動作において、胴本体２１の表面のうち視野エリアＦＡに配置された胴本体２１の表面の特定エリアＳＡの画像データを取得する。視野エリアＦＡよりも大きい胴本体２１の表面の画像データを取得する場合、制御装置３００は、カメラ２０３と胴本体２１とを相対移動させながら、視野エリアＦＡに複数の特定エリアＳＡを順次配置して、それら複数の特定エリアＳＡの画像データを取得する。これにより、視野エリアＦＡよりも大きい胴本体２１の表面全体の画像データが取得される。

本実施形態においては、カメラ２０３による特定エリアＳＡの画像データの取得において、照明装置２０６は、少なくとも特定エリアＳＡを照明する。カメラ２０３は、照明装置２０６から射出された照明光で照明された特定エリアＳＡの画像データを取得する。

［研磨方法］
次に、本実施形態に係る胴本体２１の表面の研磨方法の一例について、図９のフローチャートを参照して説明する。

研磨対象である胴本体２１が回転支持装置１０１に回転可能に支持される（ステップＳＰ１）。

次に、ロボットアーム２０２に支持されたカメラ２０３で、回転支持装置１０１に支持されている胴本体２１の表面のうちカメラ２０３の視野エリアＦＡに配置された胴本体２１の表面の特定エリアＳＡの画像データが取得される（ステップＳＰ２）。

撮影制御部３０４は、カメラ２０３と胴本体２１とを相対移動させながら複数の特定エリアＳＡの画像データが順次取得されるように、ロボットアーム２０２及び回転支持装置１０１に撮影用指令信号を出力する。

図１０は、胴本体２１の表面の全体の画像データが取得されるときのカメラ２０３及び胴本体２１の動作の一例を模式的に示す図である。図１０に示すように、撮影制御部３０４は、ロボットアーム２０２及び回転支持装置１０１を制御して、胴本体２１の表面の第１特定エリアＳＡ１とカメラ２０３とを対向させる。視野エリアＦＡに第１特定エリアＳＡ１が配置された後、撮影制御部３０４は、胴本体２１及びカメラ２０３を静止させた状態で、ブローツール２０４を作動して、第１特定エリアＳＡ１に気体を吹き付ける。気体が吹き付けられた後、撮影制御部３０４は、胴本体２１及びカメラ２０３を静止させた状態で、カメラ２０３を使って第１特定エリアＳＡ１の画像データを取得する。

第１特定エリアＳＡ１の画像データが取得された後、撮影制御部３０４は、ロボットアーム２０２及び回転支持装置１０１の少なくとも一方を作動して、胴本体２１の表面の第２特定エリアＳＡ２とカメラ２０３とを対向させる。視野エリアＦＡに第２特定エリアＳＡ２が配置された後、撮影制御部３０４は、胴本体２１及びカメラ２０３を静止させた状態で、ブローツール２０４を作動して、第２特定エリアＳＡ２に気体を吹き付ける。気体が吹き付けられた後、撮影制御部３０４は、胴本体２１及びカメラ２０３を静止させた状態で、カメラ２０３を使って第２特定エリアＳＡ２の画像データを取得する。

以下、同様の手順が繰り返されることによって、複数の特定エリアＳＡの画像データが取得される。撮影制御部３０４は、撮影用指令信号を出力して、カメラ２０３と胴本体２１とを相対移動させながら、複数の特定エリアＳＡ（第１特定エリアＳＡ１から第ｎ特定エリアＳＡｎ）の画像データを順次取得する。複数の特定エリアＳＡそれぞれの画像データは、記憶部３０５に記憶される。

胴本体２１の表面全体の画像データがカメラ２０３によって取得された後、判定部３０２は、記憶部３０５に記憶されている画像データに基づいて、複数の特定エリアＳＡ（第１特定エリアＳＡ１から第ｎ特定エリアＳＡｎ）のそれぞれについて、研磨を実施するか否かを判定する（ステップＳＰ３）。

本実施形態においては、複数の画像データのそれぞれが画像処理部３０６によって二値化処理される。特定エリアＳＡが平滑な場合、画像データは白色の画像を示す。特定エリアＳＡに錆等が存在し、特定エリアＳＡが平滑でない場合、画像データは黒色の画像を示す。判定部３０２は、画像データに基づいて、その画像データに対応する特定エリアＳＡが平滑であるか否かを判定する。特定エリアＳＡが平滑である場合（画像データが白色を示す場合）、判定部３０２は、その特定エリアＳＡの研磨は不要であると判定する。特定エリアＳＡが平滑でない場合（画像データが黒色を示す場合）、判定部３０２は、その特定エリアＳＡの研磨は必要であると判定する。

判定部３０２は、記憶部３０５に記憶されている複数の画像データのそれぞれについて、白色を示すか黒色を示すかを判定する。すなわち、判定部３０２は、記憶部３０５に記憶されている複数の特定エリアＳＡ（第１特定エリアＳＡ１から第ｎ特定エリアＳＡｎ）のそれぞれについて、研磨を実施する必要があるか否かを判定する。

例えば、複数の特定エリアＳＡのうち、第ｋ特定エリアＳＡｋの研磨が必要であると判定された場合（ステップＳＰ３：Ｙｅｓ）、研磨制御部３０３は、ロボットアーム２０２に支持されている研磨ツール２０１で回転支持装置１０１に支持されている胴本体２１の表面のうち第ｋ特定エリアＳＡｋが研磨されるように研磨用指令信号を出力する（ステップＳＰ４）。

本実施形態においては、第ｋ特定エリアＳＡｋの画像データを取得したときのロボットアーム２０２の位置（カメラ２０３の位置）がロボットアーム位置検出装置４０１で検出され、記憶部３０５に記憶されている。また、第ｋ特定エリアＳＡｋの画像データを取得したときの胴本体２１の位置（回転量）が胴本体位置検出装置４０２で検出され、記憶部３０５に記憶されている。研磨制御部３０３は、記憶部３０５に記憶されているロボットアーム２０２の位置データ及び胴本体２１の位置データに基づいて、ロボットアーム２０２及び回転支持装置１０１を制御して、研磨ツール２０１（研磨部材２０１Ａ）と胴本体２１の表面の第ｋ特定エリアＳＡｋとを位置合わせすることができる。

研磨ツール２０１と胴本体２１の表面の第ｋ特定エリアＳＡｋとが位置合わせされた後、研磨制御部３０３は、研磨ツール２０１を作動する。これにより、ロボットアーム２０２に支持されている研磨ツール２０１によって、回転支持装置１０１に支持されている胴本体２１の表面の第ｋ特定エリアＳＡｋが研磨される。

なお、第ｋ特定エリアＳＡｋの他に、研磨が必要と判定された特定エリアＳＡが存在する場合、上述と同様の手順で、その特定エリアＳＡの研磨が実施される。

研磨が必要と判定された特定エリアＳＡの研磨が終了した後、研磨終了後の特定エリアＳＡについて、研磨が適正に行われたか否かの確認処理が実施される。撮影制御部３０４は、研磨終了後の特定エリアＳＡとカメラ２０３とが対向するように、ロボットアーム２０２及び回転支持装置１０１に撮影用指令信号を出力する。視野エリアＦＡに研磨終了後の特定エリアＳＡが配置された後、撮影制御部３０４は、胴本体２１及びカメラ２０３を静止させた状態で、ブローツール２０４を作動して、研磨終了後の特定エリアＳＡに気体を吹き付ける。気体が吹き付けられた後、撮影制御部３０４は、胴本体２１及びカメラ２０３を静止させた状態で、カメラ２０３で研磨終了後の特定エリアＳＡの画像データを取得する（ステップＳＰ５）。

研磨終了後の特定エリアＳＡの画像データが白色の画像を示す場合、研磨が適正に実施されたと判定され、研磨が終了する。

なお、ステップＳＰ３において、研磨が必要な特定エリアＳＡは存在しないと判定された場合（ステップＳＰ３：Ｎｏ）、研磨が実施されることなく、処理が終了する。

[効果]
以上説明したように、本実施形態によれば、胴本体２１が回転支持装置１０１に支持されるので、胴本体２１を回転させて、ロボットアーム２０２に支持されている研磨ツール２０１で胴本体２１の表面の特定エリアＳＡを効率良く研磨することができる。ロボットアーム２０２には視野エリアＦＡを有するカメラ２０３が支持されているので、胴本体２１を回転させて、ロボットアーム２０２に支持されているカメラ２０３で胴本体２１の表面の画像データを効率良く取得することができる。胴本体２１の表面の画像データは、カメラ２０３の視野エリアＦＡに対応した特定エリアＳＡ毎に取得される。判定部３０２は、特定エリアＳＡ毎に研磨の要否を判定する。これにより、研磨制御部３０３は、研磨が不要な特定エリアＳＡを研磨せず、研磨が必要な特定エリアＳＡだけ研磨することができる。研磨が不要な特定エリアＳＡを研磨してしまうことが抑制されるので、研磨処理は効率良く行われる。

また、本実施形態においては、カメラ２０３と胴本体２１とを相対移動させて、複数の特定エリアＳＡの画像データを順次取得した後、それら画像データに基づいて、研磨が必要な特定エリアＳＡが抽出される。胴本体２１の表面全体の画像データが効率良く取得された後、研磨が必要な特定エリアＳＡが抽出されるので、研磨処理の効率が向上する。

また、本実施形態においては、回転支持装置１０１は、胴本体２１の中心軸ＡＸと水平面とが平行となるように胴本体２１を支持する。これにより、回転支持装置１０１は胴本体２１を円滑に回転させることができる。

また、本実施形態においては、研磨ユニット２００は、特定エリアＳＡに気体を吹き付けるブローツール２０４を備えている。ステップＳＰ２で説明したカメラ２０３による特定エリアＳＡの画像データの取得前に、特定エリアＳＡに気体が吹き付けられることにより、撮影対象の特定エリアＳＡに異物が存在していても、その異物を気体で吹き飛ばした後、画像データを取得することができる。したがって、画像データに基づいて、特定エリアＳＡの状態を的確に把握することができる。例えば、撮影対象の特定エリアＳＡが平滑で、その特定エリアＳＡについて研磨の必要が無いにもかかわらず、その特定エリアＳＡに異物が付着している状態でその特定エリアＳＡの撮影が実施されると、異物に起因して、その特定エリアＳＡの画像データは、黒色の画像を示すこととなる。その結果、研磨の必要が無いにもかかわらず、その特定エリアＳＡについて研磨が実施されてしまう。本実施形態によれば、研磨の必要性の有無を判定するための画像データの取得において、気体により特定エリアＳＡの異物を除去してから、特定エリアＳＡの画像データを取得するので、特定エリアＳＡの平滑状態を的確に把握することができ、作業効率の低下を抑制することができる。

また、ステップＳＰ５で説明したカメラ２０３による研磨終了後の特定エリアＳＡの画像データの取得前に、特定エリアＳＡに気体が吹き付けられることにより、撮影対象の特定エリアＳＡに研磨により発生した異物が存在していても、その異物を気体で吹き飛ばした後、画像データを取得することができる。したがって、画像データに基づいて、特定エリアＳＡの状態を的確に把握することができる。例えば、研磨が適正に行われ、研磨終了後の特定エリアＳＡが平滑で、その特定エリアＳＡについて再研磨の必要が無いにもかかわらず、その特定エリアＳＡに異物が付着している状態でその特定エリアＳＡの撮影が実施されると、異物に起因して、その特定エリアＳＡの画像データは、黒色の画像を示すこととなる。その結果、再研磨の必要が無いにもかかわらず、その特定エリアＳＡについて再研磨が実施されてしまう。本実施形態によれば、再研磨の必要性の有無を判定するための画像データの取得において、気体により特定エリアＳＡの異物を除去してから、特定エリアＳＡの画像データを取得するので、特定エリアＳＡの平滑状態を的確に把握することができ、作業効率の低下を抑制することができる。

また、本実施形態においては、カメラ２０３の光学系２０３Ａの複数の光学素子のうち光学系２０３の焦点に最も近い先端光学素子２０３Ａｆの周囲に、特定エリアＳＡを照明する照明装置２０６が設けられる。これにより、照明装置２０６で特定エリアＳＡを照明した状態で、特定エリアＳＡの画像データが取得されるので、特定エリアＳＡの状態を的確に把握することができる。照明装置２０６から射出された照明光は、光学系２０３Ａの光軸ＢＸとほぼ平行に進行し、胴本体２１の表面にほぼ垂直に入射するので、特定エリアＳＡの錆の有無を的確に把握することができ、錆に起因する特定エリアＳＡの平滑度の低下を把握することができる。

[変形例]
図１１は、変形例に係る研磨装置１００の一例を示す図である。図１１に示す例において、カメラ２０３は、カメラ２０３の光学系２０３Ａの光軸ＢＸと特定エリアＳＡとがなす角度が第１角度θ１になるように配置される。

照明装置２０６Ｈは、カメラ２０３による画像データの取得において特定エリアＳＡを照明する。本変形例において、照明装置２０６Ｈは、画像データの取得においてスリット光を射出して特定エリアＳＡを照明する。

照明装置２０６Ｈは、照明装置２０６Ｈから射出されたスリット光（光束）と特定エリアＳＡとがなす角度が第１角度θ１よりも小さい第２角度θ２になるように配置される。第１角度θ１は、例えば９０[°]である。第２角度θ２は、例えば５[°]以上１５[°]以下である。

本変形例においては、特定エリアＳＡは、スリット光で射入射照明される。射入射照明された特定エリアＳＡの画像データが取得されるので、特定エリアＳＡの状態を的確に把握することができる。本変形例によれば、特に、特定エリアＳＡの凹凸（うねり）の有無を的確に把握することができる。

１１ キャスク（放射性物質収納容器）
１２ 胴部
１３ 蓋部
１４ バスケット
２１ 胴本体
２２ 開口部
２３ 底部（閉塞部）
２４ キャビティ
２５ 外筒
２６ 伝熱フィン
２７ レジン（中性子遮蔽体）
２８ 底板
２９ レジン（中性子遮蔽体）
３０ トラニオン
３１ 一次蓋
３２ 二次蓋
３３ 三次蓋
４１ 第１段部
４１ａ 第１座面部
４１ｂ ネジ穴
４２ 第２段部
４２ａ 第２座面部
４２ｂ ネジ穴
４３ 第３段部
４３ａ 第３座面部
４３ｂ ネジ穴
５１ ボルト
５２ ボルト
５３ ボルト
１００ 研磨装置
１０１ 回転支持装置
１１１ 支持台
１１２ 脚部
１１３ 床面
１１４ 支持ローラ
１１５ 支持ローラ
１１６ 駆動装置
２０１ 研磨ツール
２０１Ａ 研磨部材
２０１Ｂ アクチュエータ
２０１Ｃ 力センサ
２０２ ロボットアーム
２０３ カメラ
２０３Ａ 光学系
２０３Ａｆ 先端光学素子
２０３Ｂ 撮像素子
２０４ ブローツール
２０５ ケーシング
２０５Ｋ 開口
２０６ 照明装置
２０６Ａ 赤色ＬＥＤ光源
２０６Ｈ 照明装置
３００ 制御装置
３０１ データ取得部
３０２ 判定部
３０３ 研磨制御部
３０４ 撮影制御部
３０５ 記憶部
４０１ ロボットアーム位置検出装置
４０２ 胴本体位置検出装置
ＦＡ 視野エリア
ＳＡ 特定エリア

Claims (6)

1. 円筒形状を有する胴本体を研磨する研磨装置であって、
   前記胴本体を回転可能に支持する回転支持装置と、
   前記胴本体の表面を研磨可能な研磨ツールと、
   前記研磨ツールを移動可能に支持するロボットアームと、
   前記ロボットアームに支持され、前記回転支持装置に支持されている前記胴本体の表面のうち視野エリアに配置された前記胴本体の表面の特定エリアの画像データを取得するカメラと、
   前記ロボットアームの位置を検出するロボットアーム位置検出装置と、
   前記回転支持装置に支持されている前記胴本体の位置を検出する胴本体位置検出装置と、
   前記カメラと前記胴本体とを相対移動させながら複数の前記特定エリアの画像データが順次取得されるように、前記ロボットアーム及び前記回転支持装置に撮影用指令信号を出力する撮影制御部と、
   複数の前記特定エリアの画像データと、複数の前記特定エリアのそれぞれの画像データが取得されたときに前記ロボットアーム位置検出装置により検出された前記ロボットアームの位置データと、複数の前記特定エリアのそれぞれの画像データが取得されたときに前記胴本体位置検出装置により検出された前記胴本体の位置データとを記憶する記憶部と、
   前記画像データに基づいて前記特定エリアの研磨を実施するか否かを判定する判定部と、
   前記判定部により前記特定エリアの前記研磨を実施すると判定されたとき、前記記憶部に記憶されている前記ロボットアームの位置データ及び前記胴本体の位置データに基づいて、前記ロボットアームに支持されている前記研磨ツールと前記回転支持装置に支持されている前記胴本体の表面の前記特定エリアとを位置合わせして、前記特定エリアが研磨されるように研磨用指令信号を出力する研磨制御部と、
   を備える研磨装置。
2. 前記回転支持装置は、前記胴本体の中心軸と水平面とが平行となるように前記胴本体を支持する請求項１に記載の研磨装置。
3. 前記ロボットアームに支持され、前記カメラによる前記画像データの取得前に前記特定エリアに気体を吹き付けるブローツールを備える請求項１又は請求項２に記載の研磨装置。
4. 前記カメラの光学系の複数の光学素子のうち前記光学系の焦点に最も近い先端光学素子の周囲に配置され、前記特定エリアを照明する照明装置を備える請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の研磨装置。
5. 前記カメラは、前記カメラの光学系の光軸と前記特定エリアとがなす角度が第１角度になるように配置され、
   前記画像データの取得においてスリット光を射出して前記特定エリアを照明する照明装置を備え、
   前記照明装置は、前記照明装置から射出された前記スリット光と前記特定エリアとがなす角度が前記第１角度よりも小さい第２角度になるように配置される請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の研磨装置。
6. 円筒形状を有する胴本体を研磨する研磨方法であって、
   前記胴本体を回転支持装置で回転可能に支持する工程と、
   ロボットアームに支持されたカメラで、前記回転支持装置に支持されている前記胴本体の表面のうち前記カメラの視野エリアに配置された前記胴本体の表面の複数の特定エリアの画像データを取得する工程と、
   前記カメラと前記胴本体とを相対移動させながら複数の前記特定エリアの画像データを順次取得する工程と、
   前記カメラにより複数の前記特定エリアのそれぞれの画像データが取得されたときの前記ロボットアームの位置データを取得する工程と、
   前記カメラにより複数の前記特定エリアのそれぞれの画像データが取得されたときの前記胴本体の位置データを取得する工程と、
   前記画像データに基づいて前記特定エリアの研磨を実施するか否かを判定する工程と、
   前記特定エリアの前記研磨を実施すると判定されたとき、前記ロボットアームの位置データ及び前記胴本体の位置データに基づいて、前記ロボットアームに支持されている研磨ツールと前記回転支持装置に支持されている前記胴本体の表面の前記特定エリアとを位置合わせして、前記特定エリアを研磨する工程と、
   を含む研磨方法。

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