JPH01240285A - 人体に有害な環境で作業するツール保持ロボットの配置方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、人体に有害な環境におけるロボット化作業の
分野に係る。より詳細には本発明は、厳重な防護条件か
整備されない限り人の存在が許容されない核反応装置内
部の点検及び保守作業を行なうロホッＩ・の配置方法に
係る。このような場合として特に、加圧水型原子炉発電
所の蒸気発生器の保守作業かある。これらの作業のため
に論理装置の制御下に配置された関節アームから成るツ
ール保持ロボットの使用は既に提案されている。該ロボ
ットのベースは蒸気発生器のタンク下方に配置された支
柱に固定され、該支柱ＣＪ、タンクに設（プられた開口
にロボットを接近さぜ該開口から作業場所にロポッ１〜
を到達せしめるようにある程度の運動の自由をもつ。

このような従来の構造にはいくつかの欠点がある。例え
は、支柱が極めて重い装置を構成する。

また経時的に安定な既知の基準座標をもたない。

更に、かかる装置は設置に比較的長時間を要するため、
発電所の運転休止時間に関して不利な影響を与える。

本発明の目的は、中央論理装置の制御下に配置された関
節アームから成り、ベースと相称される該アームの一端
が密閉容器によって規定される作業ゾーンの外部て既知
座標をもつ第１点に固定され、ヘラ）・と相称される該
アームの他端か作業に必要なツールを受容すべく＋１４
成された前記種類のツール保持ロボットを配置するため
に支柱を削除し得る方法を提供することである。本発明
方法によれば、第１段階において、ロボットのヘッドを
作業ゾーンの外部に位置する既知座標をもつ第２点に固
定し、次に第２段階において、前記第２点に支承された
ヘッドを支点としてロボットが自動的に移動して該ロホ
ッＩ−のベースを作業ゾーンの密閉容器に設けられた開
口の近傍の作業位置に案内し、最後に第３段階において
、ベースが既知座標をもつ第１点に固定されると、ヘッ
ドが解放されロポッＩ〜が逆上がり運動を行なってヘッ
ドを作業ゾーンの作業位置に案内する。

特に有利な実施態様によれば、ロボッ）・のヘラＩ〜及
びベースが、中央論理装置の制御下に、夫々の固定点に
自動的に固定されかつ鎖点から自動的に解放される。

外側から内側に向かって耐圧プレートと汚染防止シャッ
タとを順次に含む二重防護を備えたアクセス開口をもつ
加圧水型原子炉の蒸気発生器にロボッｌ−を使用するた
めに、ロボットの配置以前に耐圧プレー１〜が取り外さ
れており、該プレートの取イ」用エレメントを利用して
ロボットのベースか自動的に固定され、ロボット自体か
汚染防止シャッタを取り外すのか有利である。

開口の近傍に配置されるためにロポッ１〜のベースかＵ
字形をもつのが有利である。

ベースの固定後に、アクセス開口を基準座標とし作業ソ
ークの内部に位置する既知の点を確認することによって
座標系を再設定する。

本発明方法を実施するために、ヘッド側に位置する関節
アームの最終ニレメン１−が分離可能であり、既知座標
をもつ第２点にアームを固定するために該エレメント取
イ」用手段を使用するのが好ましい。

加圧水型原子炉発電所の蒸気発生器の熱交換管の保守に
関する本発明方法の実施態様を添イ」図面に基ついて非
限定的に以下に説明する。

第１図は、加圧水型原子炉発電所の蒸気発生器のタンク
１の下部を示す。この下部はウォーターボックスと相称
される半球状スペース２から成り、多数の熱交換管３が
該スペースに開口している。

判り易いように熱交換管を１つだけ図示した。半球状ス
ペースにアクセス開口４が設りられている。

正常作動中、即ちタンクに加圧水が充満しているとき、
アクセス開口には、外側から内側に向かって耐圧プレー
トと汚染防止シャッタとを順次に含む二重閉鎖構造が具
備されている。一部停止の場合には、水回路全体を排水
し、耐圧プレー１〜を取り外し、汚染防止シャッタだけ
か残存する。該汚染防止シャッタの取り外しはロボット
自体が行なう。第１図は関節アームから成るタイプのツ
ール保持口ホット５を作業位置で示す。公知のごとく該
ロボッｌ−５は、（昇降及び回転のことき）いくつかの
自由度をもつ支柱６の上端に固定されている。

ロボッ１へ５はタンク１の近傍に案内されアクセス開口
４からタンク内に侵入し得る。ロポッ１〜のヘッド７は
、特に特殊保守を要する熱交換管３の点検及び補修作業
を行なうための種々の付属部品を受容するツール日ノ−
ボー１へ８を備える。

関節アームから成るロポッ１へ５は、所謂黒鉛−ガスタ
イプの装置にｒｓＩｓなる名称で出願人か既に使用して
いる公知種類のロホッ１〜である。図示の具体例てはロ
ボットが３つの関節と３つの回転装置とを備える。

本発明方法の種々の段階を示す第２図以下の図において
も第１図と同じロボッＩ〜５を使用した。

第２図は本発明方法の第１段階を示す。関節ロボット５
はキャリッジ９によって蒸気発生器のタンク１の下方の
所定の一点に案内される。ロホット５自体は、ピポッ）
・１２によって連結された２つの脚１０．１１から成る
コンパスを介してキャリッジ９に連結されている。キャ
リッジ側に位置する第１脚１０はベース１３を備え、該
ベースを介して脚１０か前記キャリッジに暫定的に固定
される。ピボット１２の反対側の第２脚１１の末端は関
節アーム自体を支持している。本発明によれは、キャリ
ッジ９が配置された後に、ロボット５がそれ自体の駆動
手段の作用下及び中央論理装置の制御下に伸長し、該ロ
ボット５のヘッド７が既知座標をもつ支持点１４にロッ
クされる。

第３図に示す位置では、ベース１３かキャリッジ９から
解放され、支持手段１４に支承されたヘッド７を支点と
してロボットかそれ自体の駆動手段によって中央論理装
置の制御下にベース１３をタンク１の開口４の近傍に配
置し固定する。正常作動中に開口４を閉鎖していた耐圧
プレー１〜が予め取り外されておりロホッｌ〜が前記プ
レー１への取付用手段を利用してベース１３を固定し得
るのが有利である。

また開口４が円形なのでベース１３をＵ字形に形成する
のが有利であることは容易に理解されよう。

本発明方法の変形例では、ロボット５の最終エレメント
１５を分離し該最終エレメントの取付用手段１６を利用
してロボットを支持手段１４に固定できるように構成す
ると更によい結果か得られる。即ちこの場合には、関節
か十分な数たけ維持され、これらの関節の処で最終関節
の駆動１〜ルクを」皿回る駆動トルクか得られるからで
ある。環境次第では本発明の要旨の範囲内で必要に応し
て支持点１４をアーム５の任意の関節の支点即ち基準座
標として使用するように変形してもよい。

ここでロボットは第４図に示す最終配置段階に移行し得
る。このために、ロポッＩ・は該ロポッＩ・のヘッド７
または使用した関節のヘッドを支持手段１４から解放し
、ベース１３を支点として逆上かり運動を行ない、汚染
防止シャッタを実質的に取り外し、開口４から侵入して
作業ゾーンの作業位置に到達する。この最終位置てコン
パスの脚１０．１１はピボット１２の周囲て閉鎖してお
り、ロポッ１〜５は第１図に示す従来技術の作業位置と
同様の作業位置に到達しているが、ロボットと地」こと
を連結するのは制御ケーフル１７たけである。ヘッド７
が開口４を通過するときに、適当なセンザ手段によって
制御装置の基準座標を開口の直径に合わせて再設定する
ことが可能であり、従って、軌道を修正しコンピュータ
援用設計（ＣΔ０）に伝達し中央処理装置に記憶させる
ことか可能である。その結果ロポッＩ・はより高い精度
で作業し得る。また、例えはビデオのごとき照準合わせ
手段を用いタンク１の内部２に存在する既知座標をもつ
箇所に照準合わせすることによってシステムの精度を改
良することも可能である。このために、従来のプロジェ
クタ１８か配備されており該プロジェクタはカメラ１９
と協働してロボットの作業を視覚的にモニタすることが
理解されよう。

前記の記載より、本発明の配置方法は、支柱６を使用す
る第１図の従来装置に比較してかなりの軽量化を達成す
ることか容易に理解されよう。本発明の配置方法はまた
、予定の保守を行なうための時間をかなり短縮し得る。

原子力発電所の部分停止は厳密にプロクラムされ極めて
限定されているので迅速な作業が要求されることを考慮
するとこれは極めて有利である。

脚１０，１１及びピボット１２から成るコンパスの存在
はまた作業中のロボットの操作にも有用である。

これを第５図に示ず。第５図においてロホッ１へは、予
定の作業に必要なツール類をツール収容マガジン２０に
おいて探している。

１つの保守作業中にロボッ１へは開口４を多数回出入り
する必要か生しるが、第５図によれは、コンパスの存在
によってロボットか開口４から容易に出入ってきること
が理解されよう。

極めて多様なツール及び器具を支持し得ること、軽量な
こと及び配置か容易なこと等の観点から、ロボットに汎
用性が与えられ極めて多様な環境でも使用できるという
利点が得られる。

本発明の配置方法を制御する中央論理装置は本発明の一
部を構成しないが、すべての軌道及びそれらの自動制御
を記憶し、また種々の結合に必要なすへての演算機能を
確保することは理解されよう。

【図面の簡単な説明】

第１図は、公知技術を用い支柱によって地上に支持され
た関節アームから成るロボツ１〜を蒸気発生器のタンク
内の作業位置で示す説明図、第２図は本発明方法の第１
段階の説明図、第３図は本発明方法の第２段階の説明図
、第４図は本発明方法の第３段階の終期のロボットの作
業位置を示す説明図、第５図はツール保持ヘッドにツー
ルを配置する位置のロボットを示す説明図である。 １・・・・・タンク、２　・・半球状スペース、３・・
・・・熱交換管、４・・アクセス開口、５・・・・・ロ
ホッ１〜．６・・・・支柱、７・・・　ヘッド、８・・
・・・・ツールサボ−１・、９・・・・キャリッジ、１
０．１１・・脚、１２　　　ピホッ１〜．１３　　　ベ
ース、１４・・・支持手段、１５・　最終ニレ代理人ブ
ｊ−４＋１川：　甲　　刊　　　　至手続補正書 平成元年３月１夕日 １、事件の表示　　平成１年特許願第４５７５号２、発
明の名称　　人体に有害な環境で作業するツール保持ロ
ボットの配置方法 ３、補正をする者 事件との関係　　特許出願人 名　称　　　イスパノーシュイザ ５、補正命令の日イ」　　　　自　発 ６、補正により増加する請求項の数　　　な　し７、補
正の対象　　　　　　図　面

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）人体に有害な環境で作業すべく規定され、中央論
   理装置の制御下に配置された関節アームから成り、ベー
   スと指称される該アームの一端が密閉容器によってその
   範囲が限定された作業ゾーンの外部で既知座標をもつ第
   １点に固定され、ヘッドと指称される該アームの他端が
   作業に必要なツールを受容すべく構成されたタイプのツ
   ール保持ロボットの配置方法であって、第１段階におい
   て、ロボットのヘッドを作業ゾーンの外部に位置する既
   知座標をもつ第２点に固定し、次に第２段階において、
   前記第２点に支承されたヘッドを支点としてロボットが
   自動的に移動して該ロボットのベースを作業ゾーンの密
   閉容器に設けられた開口の近傍の作業位置に案内し、最
   後に第３段階において、ベースが既知座標をもつ第１点
   に固定されると、ヘッドが解放されロボットが逆上がり
   運動を行なってヘッドを作業ゾーンの作業位置に案内す
   ることを特徴とするツール保持ロボットの配置方法。 （２）ロボットのヘッドが、既知座標をもつ第２点に自
   動的に固定されかつ該第２点から自動的に解放されるこ
   とを特徴とする請求項１に記載のツール保持ロボットの
   配置方法。（３）ロボットのベースが、作業ゾーンの密
   閉容器に設けられた開口の近傍に位置する既知座標をも
   つ第１点に自動的に固定されることを特徴とする請求項
   １または２に記載のツール保持ロボットの配置方法。 （４）外側から内側に向かって耐圧プレートと汚染防止
   シャッタとを順次に含む二重防護を備えたアクセス開口
   をもつ密閉容器に対して作業を実行するために、ロボッ
   トの配置以前に耐圧プレートが取り外されており、該プ
   レートの取付用エレメントを利用してロボットのベース
   が自動的に固定されることを特徴とする請求項１から３
   のいずれかに一項に記載のツール保持ロボットの配置方
   法。 （５）ベースが固定されるとロボットがヘッドを介して
   汚染防止シャッタを取り外すことを特徴とする請求項４
   に記載のツール保持ロボットの配置方法。 （６）ベースかほぼＵ字形であり、作業ゾーンでアクセ
   ス開口を包囲することを特徴とする請求項１から５のい
   ずれかに一項に記載のツール保持ロボットの配置方法。 （７）アクセス開口の直径を基準とし作業ゾーンの内部
   に位置する既知の点を確認することによって座標系を再
   設定することを特徴とする請求項１から６のいずれか一
   項に記載のツール保持ロボットの配置方法。 （８）ヘッド側に位置するアームの最終エレメントが分
   離可能で配置の第１段階で非使用であり、この場合、既
   知座標をもつ第２点にアームを固定するために該エレメ
   ントの取付手段が使用されることを特徴とする請求項１
   から７のいずれか一項に記載のツール保持ロボットの配
   置方法。