JPH02205260A - 端栓自動溶接装置 - 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】 【産業上の利用分野】

この発明は、核燃料棒の端栓を自動的に溶接するための
端栓自動溶接装置に関するものである。

【従来の技術】

核燃料棒の端栓の溶接は、燃料棒の密封性を確保するた
めに厳密に行なう必要がある。 このため、従来、核燃料棒の端栓の溶接は、工業用テレ
ビモニタ上に溶接部分を拡大して写し出し、技量確認を
受けた溶接工が、このモニタ画面を見ながら溶接トーチ
位置の調整を行ない、溶接部分に対して溶接トーチ電極
先端の正確な位置決めを行なってから溶接する方法がと
られていた。 また、溶接により消耗した溶接電極もまた、手作業によ
り交換していた。

【発明が解決しようとする課題】

このため、プルトニウム燃料を製造する場合には■溶接
工が受ける放射線の被ばく量が多くなる、■溶接の熟練
者を養成するための経費がかかる、■先端が鋭く研磨さ
れている電極を取扱うため、電極の交換時にグローブが
破損するなどの欠点があった。 従って、この発明は、これ等の欠点を解消するため、核
燃料棒の端栓を自動的に溶接するための端栓自動溶接装
置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

この発明においては、ワーク保持駆動装置及びＴＩＧ溶
接装置をシーケンサに接続して、更にこのシーケンサと
ホストコンピュータと制御用コンピュータとを相互に接
続すると共に、この制御用コンピュータの端末に撮像装
置に接続され、撮像された溶接電極の先端位置及び核燃
料棒の被覆管との間の端栓溶接位置をパターン認識する
ウイズスアナライザを含む電極位置検出装置と溶接トー
チ上下動装置と溶接トーチ水平移動装置とを接続するこ
とにより上記目的を達成したものである。 上記構成の装置においては、更に溶接電極を溶接トーチ
に着脱するコレットチャック開閉機構並びに溶接電極を
水平に収納し、収納されている溶接電極の１本を取出し
て垂直に回転し、溶接トーチに供給する電極供給機構を
含む電極交換装置をシーケンサに接続することが好まし
い。

【作　用】

上記構成のこの発明の端栓自動溶接装置によれば、ワー
ク保持駆動装置にセットした核燃料棒の被覆管との間の
端栓溶接位置と溶接電極の先端位置を撮像装置で撮像す
ると、相互の位置がウイズスアナライザでパターン認識
され、電極位置検出装置で端栓溶接位置を基準とした溶
接電極の先端位置が検出される。この溶接電極の先端位
置は、予めホストコンピュータに入力された設定位置と
比較され、次いで制御用コンピュータに指示されて溶接
トーチ上下動装置及び溶接トーチ水平移動装置が作動し
、この設定位置に設定され、溶接電極の先端が自動的に
、且つ、正確に位置決めされることとなる。また、シー
ケンサにより、上記電極の位置決め工程、及びこの工程
に前後してワーク保持駆動装置によりセットされた被覆
管及び端栓を軸回りに同期して回転する工程、並びに然
る後のＴＩＧ溶接装置による端栓溶接工程が順次、自動
的に実行される。 前記電極交換装置をシーケンサに接続した場合には、溶
接電極交換時、コレットチャック開閉機構によりコレッ
トを開けると溶接トーチから溶接電極が外れ、次いで電
極供給機構を作動してこれに収納されている溶接電極の
１本を垂直に回転すると新しい溶接電極が溶接トーチに
供給される。然る後、コレットチャック開閉機構により
コレットが閉じられ、自動的に溶接電極の交換が行なわ
れる。

【実施例】

以下に実施例を示し、この発明を具体的に説明する。 第１図に、この発明の端栓自動溶接装置の構成の１例を
示す。 この装置においては、シーケンサ１にワーク保持駆動装
置２及びＴＡＧ溶接装置３が接続されている。 この内のワーク保持駆動装置２は、第２図に示す様に溶
接する核燃料棒の被覆管４及び端栓５をそれぞれ把握保
持する被覆管チャック６、端栓チャック７及びこれ等を
軸回りに同期して回転する第１図のモータ２４を含む図
示しない回転機構を含んで構成され、他方、ＴＩＧ溶接
装置３は、第２図に示す様に溶接電極８が先端に取付け
られた溶接トーチ９を含むＴＩＧ溶接機１０とシーケン
サ１とＴＩＧ溶接機１０との間に接続された溶接電流及
び溶接時間を溶接の進行に応じて所定の値に制御する溶
接機制御装置１１きから構成されている。 また、この装置は、ホストコンピュータ１２の指示に従
ってシーケンサ１及び制御用コンピュータ１３が作動す
る様、シーケンサ１のシ−ケンスに従って制御用コンピ
ュータ１３が作動する様、シーケンサ１とホストコンピ
ュータ１２と制御用コンピュータ１３が相互に接続され
ている。更に制御用コンピュータ１３には、第１図に示
す様に電極位置検出装置１４並びに第２図に示す溶接ト
ーチ９を上下動及び水平移動する溶接トーチ上下動装置
１５及び溶接トーチ水平移動装置１６が接続されている
。この内の電極位置検出装置１４は、この装置１４に接
続された工業用テレビカメラ１７で撮像された第２図に
示す溶接電極８の先端位置及び被覆管４と端栓５の間の
端栓溶接位置をパターン認識する第１図のウィズアナラ
イザ１８及びカメラコントローラを含み、更にデジタル
表示ユニットを含む電極位置表示装置１つ及びモニタテ
レビ受像機２０に接続されている。また、工業用テレビ
カメラ７に対向する被覆管４、端栓５及び溶接電極８の
背後には投光器２１が配設されている。他方、溶接トー
チ上下動装置１５及び溶接トーチ水平移動装置１６はそ
れぞれパルスコントローラ２２及びモータドライバー２
３を含んで溶接トーチ９に接続されている。 更にこの装置は、第１図に示すようにシーケンサ１に更
にシーケンサ２５を介してモータ２４によって駆動する
電極交換装置２６が接続されている。この電極交換装置
２６は、第３図に示すように溶接電極８の貫通孔を有す
る溶接トーチ９の途中に底面に２つのガイド溝が下向き
に開けられたコレットチャック開閉機構２７が設けられ
、溶接時の位・置決め位置から離れた所定位置に、頂面
にコレットチャック開閉機構２７の２つのガイド溝にそ
れぞれ嵌合するガイドピンが上向きに突出し、その中央
に開口が設けられた使用済電極収納具２８が配設され、
またこの使用済電極収納具２８の開口の上方に交換用の
溶接電極８を水平に収納するホッパー２９、及びホッパ
ー２９の外周面に接して振動器３０、ホッパー２９の下
端の溶接電極出口に近接して溶接電極受穴が開けられ、
前記モータ２４により溶接電極受穴を水平方向又は垂直
方向に向ける９０°の回転が可能な電極供給機）ＭＢ２
力（設けられている。 この装置は、第２図に示す被覆管チャック６及び端栓チ
ャック７に被覆管４及び端栓５を挿着して人力すれば既
に説明した様にシーケンサ１により端栓５の溶接が順次
自動的になされる。 更に詳しく説明するため補足すれば、第１図に示す様に
投光機２１により投光しながら被覆管４、端栓５及び溶
接電極８を工業用テレビカメラ７で撮像するため、第１
図及び第２図に示すようにそれぞれがモニタテレビ受像
機２０の画面上にシルエット画像として受像される。従
って第１図のウィズアナライザ１８においてはそれぞれ
の簡単な輪郭形状の図形認識を例えばウィズアナライザ
１８に予め入力されたパターンとの照合により行うこと
により第２図に示す溶接電極８の先端位置及び端栓溶接
位置が精度良く認識され、電極位置検出装置１４におい
て、第２図に示すように溶接電極８の先端の現在位置が
例えば端栓溶接位置を原点とする２次元座標（ｘ、ｙ）
として検出され、この２次元座標（Ｘ、Ｙ）が電極位置
表示装置１９のデジタル表示ユニットに表示される。こ
の２次元座標（Ｘ、Ｙ）は予めホストコンピュータに人
力された設定位置座標（Ｘｏ、Ｙｏ）と比較され、例え
ばＸをＸ。に変える溶接トーチ上下動装置１５による溶
接トーチ９の上下動及びＹをＹ。 に変える溶接トーチ水平移動装置１６による溶接トーチ
９の水平移動が制御用コンピュータ１３の指示によりな
されることとなる。即ち、この場合、差分（ＸＸｏ）及
び（ＹＹｏ）の符号と大きさに相当する制御用コンピュ
ータ１３の指示信号がそれぞれ溶接トーチ上下動装置１
５及び溶接トーチ水平移動装置１６のパルスコントロー
ラ２２に伝達され、モータドライバー２４を指令してモ
ータ２４により溶接電極８の先端を設定位置座標（Ｘｏ
、Ｙｏ）に設定する溶接トーチ９の移動が行われる。 溶接時にアークが出なくなった場合には、シーケンサ１
によりシーケンサ２５が作動して溶接トーチ上下動装置
１５及び溶接トーチ水平移動装置１６により溶接トーチ
９を電極収納具２８の真上に移動し、次いで溶接トーチ
上下動装置１５により溶接トーチ９を下向きに移動して
コレットチャック開閉機４Ｍ　２７のガイド溝に電極収
納具２８のガイドビンを嵌め、コレットチャック開閉機
構２７のコレットを開放して溶接トーチ９から溶接電極
８を外し、使用済の溶接電極８を電極収納具２８内に収
納する。然る後、ホッパー２９に収納されている溶接電
極８を振動器３０でホッパー２９を振動することにより
１本取出して電極供給機構３１の溶接電極受穴に挿入し
、この溶接電極受穴を９０°回転することにより新しい
溶接電極８を溶接トーチ９に供給する。然る後、コレッ
トチャック開閉機構２７によりコレットが閉じられ、自
動的に溶接電極の交換が行なわれ、電極交換の終了した
溶接トーチ９は溶接トーチ上下動装置１５及び溶接トー
チ水平移動装置１６により元の位置に戻される。 この装置により核燃料棒の端栓を溶接する際に生じた溶
接ビートの高さの標準偏差は０．００９１であり、従来
の熟練工により溶接していた場合に生じた標準偏差０．
０１５ａｖに比べて小さい。 〈発明の効果〉 以上の説明から明らかなように、この発明によれば、電
極位置の調整や電極交換を含む全ての作業が自動的に行
えるようになり、燃料棒加工作業における作業者の放射
線被ばく量が低減するとともに電極交換に゛伴うグロー
ブの破損等も防止される。 更に画像処理技術を応用した溶接電極の位置決めにより
、溶接電極は正確に位置決めされ、先に説明した高精度
高品質の溶接を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明の端栓自動溶接装置の構成の１例を
示すブロック図、 第２図は、第１図の装置の溶接電極位置検出部分を示す
説明図、 第３図は、第１図の装置の溶接電極交換部分を示す説明
図である。 １・・・シーケンサ、２・・・ワーク保持駆動装置、３
・・・ＴＩＧ溶接装置、４・・・被覆管、５・・・端栓
、８・・・溶接電極、９・・・溶接トーチ、１２・・・
ホストコンピュータ、１３・・・制御用コンピュータ、
１４・・・電極位置検出装置、１５・・・溶接トーチ上
下動装置、１６・・・溶接トーチ水平移動装置、１７・
・・工業用テレビカメラ、１８・・・ウィズアナライザ
、２６・・・電極交換装置、２７・・・コレットチャッ
ク開閉機構、３１・・・電極供給機構。 特許出願人　　　動力炉・核燃料開発事業団式　　理 人 尾 股 １丁 雄

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、シーケンサにワーク保持駆動装置及びＴＩＧ溶接装
   置を接続し、更に該シーケンサとホストコンピュータと
   制御用コンピュータとを相互に接続すると共に、この制
   御用コンピュータの端末に撮像装置に接続され、撮像さ
   れた溶接電極の先端位置及び核燃料棒の被覆管との間の
   端栓溶接位置をパターン認識するウイズスアナライザを
   含む電極位置検出装置と溶接トーチ上下動装置と溶接ト
   ーチ水平移動装置とを接続して具備することを特徴とす
   る端栓自動溶接装置。 ２、更にシーケンサに、溶接電極を溶接トーチに着脱す
   るコレットチャック開閉機構並びに溶接電極を水平に収
   納し、収納されている溶接電極の１本を取出して垂直に
   回転し、溶接トーチに供給する電極供給機構を含む電極
   交換装置を接続した請求項１記載の装置。