JPH0243672Y2 - - Google Patents

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JPH0243672Y2
JPH0243672Y2 JP1988062767U JP6276788U JPH0243672Y2 JP H0243672 Y2 JPH0243672 Y2 JP H0243672Y2 JP 1988062767 U JP1988062767 U JP 1988062767U JP 6276788 U JP6276788 U JP 6276788U JP H0243672 Y2 JPH0243672 Y2 JP H0243672Y2
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fixed
shaft
arm
clamp
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    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E30/00Energy generation of nuclear origin
    • Y02E30/30Nuclear fission reactors

Description

【考案の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本考案は、蒸気発生器等に設置されるマニピユ
レータの位置決め装置に関するものである。
[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] The present invention relates to a positioning device for a manipulator installed in a steam generator or the like.

[従来の技術] 例えば原子力発電所の蒸気発生器は、その信頼
性向上の観点から定期点検等において種々の検査
が実施されている。こうした蒸気発生器の水室は
複数の細管が挿置される管板で区画された半球状
で、前記細管入口部よりアクセスする作業では前
記水室よりアクセスするが、水室内は放射線雰囲
気であるため、その作業には遠隔装置(マニピユ
レータ)が必要となる。
[Prior Art] For example, steam generators in nuclear power plants are subjected to various inspections during periodic inspections and the like in order to improve their reliability. The water chamber of such a steam generator has a hemispherical shape divided by a tube plate into which a plurality of thin tubes are inserted, and when accessing from the thin tube inlet, the water chamber is accessed from the water chamber, but the inside of the water chamber is in a radiation atmosphere. Therefore, a remote device (manipulator) is required for this work.

[考案が解決しようとする課題] しかしながら、従来のマニピユレータはその工
具等の位置決めに利用される位置決め軸を、管板
の孔に挿着することにより行なう方式、つまり管
板の孔を基準として行なう方式であるため、その
挿着に労力を要し、さらに例えば管板の孔が盲プ
ラグ等で施された場合、極めて使用性が制限され
る等の問題があつた。
[Problems to be solved by the invention] However, conventional manipulators position the tools by inserting the positioning shaft into the hole in the tube sheet, that is, using the hole in the tube sheet as a reference. Because of this, it requires a lot of effort to insert and install, and furthermore, when the hole in the tube sheet is filled with a blind plug, there are problems such as extremely limited usability.

本考案は上記事情に鑑みてなされたもので、位
置決め軸(クランプ軸)の位置決めを簡単に行な
うことが可能なマニピユレータの位置決め装置を
提供しようとするものである。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and is intended to provide a positioning device for a manipulator that can easily position a positioning shaft (clamp shaft).

[課題を解決するための手段と作用] 本考案の骨子は以下に列記する点にある。[Means and actions to solve the problem] The main points of the present invention are listed below.

極座標型のマニピユレータの先端に、位置確
認のためのフアイバースコープとIVTVカメラ
とを有し、かつこの位置誤差を入力補正可能な
制御回路を備えることによつて、自在な位置補
正を可能にした。
The tip of the polar coordinate manipulator is equipped with a fiberscope and an IVTV camera for position confirmation, and a control circuit that can input and correct position errors enables flexible position correction.

ITVカメラによる画像を画像解析装置に入
力し、その中心のずれ量及び大きさを測定解析
することによつて、水平、垂直方向の誤差量を
測定可能とし、ひいては正確な位置決め情報を
目標位置から直接知ることができる。
By inputting the image taken by the ITV camera into an image analysis device and measuring and analyzing the amount and size of the center deviation, it is possible to measure the amount of error in the horizontal and vertical directions, and in turn, obtain accurate positioning information from the target position. You can know directly.

前記で求めた値を利用して所要な軸位置と
の対応を図ることを可能にした計算機構を付設
することによつて、正確な自動位置決めを可能
にした。
Accurate automatic positioning is made possible by adding a calculation mechanism that makes it possible to correspond to the required axis position using the values determined above.

[実施例] 以下、本考案の実施例を図面を参照して説明す
る。
[Example] Hereinafter, an example of the present invention will be described with reference to the drawings.

第1図は例えば加圧水型原子炉で加熱された加
圧水(一次側水)と熱交換を行ない2次側水を蒸
気化する熱交換器の一種である蒸気発生器を示す
斜視図である。図中の1は円筒シエルで、この下
部は半球状の水室2が形成されている。この水室
2は多数の細管孔7を有する管板3と隔壁5で仕
切られている。また、前記円筒シエル1内には前
記管板3に支持されたU字形の細管群4が配設さ
れており、この細管群4には一次側水が流れる。
なお、図中の6は後記する固定架台装置の固定は
りが挿入されるマンホールである。
FIG. 1 is a perspective view showing a steam generator, which is a type of heat exchanger that exchanges heat with pressurized water (primary water) heated in a pressurized water nuclear reactor to vaporize secondary water. 1 in the figure is a cylindrical shell, and a hemispherical water chamber 2 is formed in the lower part of this shell. This water chamber 2 is partitioned by a tube plate 3 having a large number of thin tube holes 7 and a partition wall 5. Further, a U-shaped thin tube group 4 supported by the tube plate 3 is disposed within the cylindrical shell 1, and primary water flows through this thin tube group 4.
In addition, 6 in the figure is a manhole into which a fixed beam of a fixed frame device to be described later is inserted.

上記第1図図示の蒸気発生器の管板3下の水室
2には第2図に示す如く固定架台に取付けられた
マニピユレータが設置されている。
As shown in FIG. 2, a manipulator attached to a fixed frame is installed in the water chamber 2 below the tube plate 3 of the steam generator shown in FIG.

図中15は固定架台であり、この固定架台15
は外部から水室2のマンホール6を通して該水室
2内に挿置された固定はり21を備えている。こ
の固定はり21の先端には固着台16があり、該
固着台16にはカムロツクレバー34をを介して
走査用マニピユレータの下部板が固定されてい
る。
In the figure, 15 is a fixed frame, and this fixed frame 15
is equipped with a fixed beam 21 inserted into the water chamber 2 from the outside through the manhole 6 of the water chamber 2. A fixing base 16 is provided at the tip of the fixing beam 21, and a lower plate of a scanning manipulator is fixed to the fixing base 16 via a cam lock lever 34.

前記固体架台15の固定はり21は第2図に示
す如く固定ねじ11でマンホール6付近に固着さ
れた固定板17により支持されている。この固定
ねじ11は前記固定板17をマンホール面18と
離れる方向に引張り重力を発生させる。前記固定
はり21は第3図に示す如くマンホール付近の水
室面19に接する箇所に固定ブロツク14を有
し、かつ該水室面19に対応する箇所に屈曲部2
0を有する。また、固定はり21の先端はピン2
2を介して前述した回転自在な固着台16に連結
し、後端側は組立台23となると共に該はり21
の上面はガイドレール24を形成している。な
お、図中の39は締め付けナツトで、このナツト
39は前記固定板17にスラスト保持された状態
で、かつ回転フリーに取り付けられている。
The fixing beam 21 of the solid frame 15 is supported by a fixing plate 17 fixed near the manhole 6 with fixing screws 11, as shown in FIG. The fixing screw 11 pulls the fixing plate 17 away from the manhole surface 18 to generate gravity. As shown in FIG. 3, the fixed beam 21 has a fixed block 14 at a location in contact with the water chamber surface 19 near the manhole, and a bent portion 2 at a location corresponding to the water chamber surface 19.
has 0. Also, the tip of the fixed beam 21 is connected to the pin 2.
The rear end side serves as an assembly table 23 and the beam 21
The upper surface of forms a guide rail 24. In addition, numeral 39 in the figure is a tightening nut, and this nut 39 is attached to the fixing plate 17 in a thrust-supported state and free of rotation.

前記固着台16の構造を上面にマニピユレータ
の固定円筒25が固定された状態を示す第4図
a,bを参照して説明する。固着台16の両側に
はジヤツキ12,12が夫々取付けられている。
これらジヤツキ12,12はモータ(図示せず)
軸の出力ギア26、ウオーム軸(図示せず)のギ
ア27、トルクリミツタ付ウオームホイル28に
噛合するギア系と、前記ウオームホイル28に軸
着されるネジ33、伸縮シリンダ29に摺動自在
で回転が防止されるナツト30から成るネジ系と
で構成される。前記伸縮シリンダ29の下端には
球軸受31が取付けられており、この球軸受31
は高い摩擦係数を有する固定シリンダ32に揺動
自在に接合されている。
The structure of the fixing base 16 will be explained with reference to FIGS. 4a and 4b, which show a state in which the fixed cylinder 25 of the manipulator is fixed to the upper surface. Jacks 12, 12 are attached to both sides of the fixing base 16, respectively.
These jacks 12, 12 are motors (not shown).
A gear system that meshes with the output gear 26 of the shaft, the gear 27 of the worm shaft (not shown), the worm wheel 28 with a torque limiter, the screw 33 that is pivotally attached to the worm wheel 28, and the telescopic cylinder 29 that is slidable and rotatable. It consists of a screw system consisting of a nut 30 that prevents A ball bearing 31 is attached to the lower end of the telescopic cylinder 29.
is swingably joined to a fixed cylinder 32 having a high coefficient of friction.

一方、前記固着台16の他側面には2対のカム
ロツクレバー34が設けられている。このカムロ
ツクレバー34は該固着台16に取付けられた反
力ジヤツキと同等な伸縮機構を有する電動シリン
ダ35に球軸受31′を介して傾動自在に設置さ
れている。また、前記カムロツクレバー34はピ
ン36を介して前記固着台16に支持され、該レ
バー34上端の爪部は前記固定円筒25下面に固
定されたガイドローラ38を有するボート状の固
着ブロツク37に圧接可能になつている。
On the other hand, two pairs of cam lock levers 34 are provided on the other side of the fixing base 16. The cam lock lever 34 is tiltably installed in an electric cylinder 35 having an expansion and contraction mechanism equivalent to a reaction force jack attached to the fixing base 16 via a ball bearing 31'. The cam lock lever 34 is supported by the fixing base 16 via a pin 36, and the claw at the upper end of the lever 34 is attached to a boat-shaped fixing block 37 having a guide roller 38 fixed to the lower surface of the fixed cylinder 25. Pressure welding is now possible.

上記マニピユレータは、固定架台15上に水平
旋回する旋回台151(θ軸)と、この旋回台1
51に設けられた伸縮自在なメインアーム101
(R軸)と、このメインアーム101を俯仰する
軸(軸)で形成され、メインアーム101の先
端にサブアーム401が設けられ、このサブアー
ム401にも水平旋回する旋回軸(α軸)と俯仰
する軸(β軸)と、サブアーム401に対して垂
直方向に移動するクランプ軸351(C軸)とを
備えている。また、走査面(管板3)に平行とな
るように基準となる旋回台151を調整するため
互いに直交する揺動軸(k軸、λ軸)が設けてあ
る。作業に当つて必要な工具や検査装置等はサブ
アーム401先端に取付けられ任意の位置に走査
される。
The manipulator includes a rotating base 151 (theta axis) that horizontally rotates on a fixed frame 15, and a rotating base 151 (θ axis) that rotates horizontally on a fixed frame 15.
A telescopic main arm 101 provided in 51
A sub-arm 401 is provided at the tip of the main arm 101, and this sub-arm 401 also has a rotation axis (α-axis) that horizontally rotates, and an axis that moves the main arm 101 up and down. and a clamp shaft 351 (C-axis) that moves in a direction perpendicular to the sub-arm 401. Additionally, swing axes (k-axis, λ-axis) orthogonal to each other are provided in order to adjust the reference swivel table 151 so as to be parallel to the scanning plane (tube plate 3). Tools, inspection devices, etc. necessary for the work are attached to the tip of the sub-arm 401 and scanned to any desired position.

ところで、上述したマニピユレータはR,θ,
,β,α,C軸を夫々動作させることで任意の
位置に走査させることができるが、その基準面と
なる固定架台15の固着台16の固定誤差が前記
旋回台151等に影響するので、該固着台16上
に該旋回台が管板3と平行となるように補正する
機構を設け、これを修正する。このため、前記固
定円筒25には前記第4図a,b図示の如く揺動
機構、即ちk軸及びλ軸が固着台16で旋回台1
51下方の互いに直交する位置に設けられてい
る。k軸及びλ軸は固着台16上の固定円筒25
内に設置されるK軸保持ブロツク459を備えて
おり、この保持ブロツク459の上部に旋回台1
51が置かれ、k軸はk軸保持ブロツク459で
支持され、旋回台151を傾動し、これと直交す
る方向に設けられるλ軸は固定円筒25に支持さ
れ、k軸保持ブロツク459を傾動させることで
旋回台151を傾動する。
By the way, the manipulator mentioned above has R, θ,
, β, α, and C axes, it is possible to scan to an arbitrary position, but the fixing error of the fixed base 16 of the fixed base 15, which serves as the reference plane, affects the rotating base 151, etc. A mechanism is provided on the fixed base 16 to correct the swivel base so that it is parallel to the tube plate 3. For this reason, the fixed cylinder 25 has a swinging mechanism as shown in FIGS.
51 at positions perpendicular to each other. The k-axis and the λ-axis are fixed cylinders 25 on the fixed base 16.
It is equipped with a K-axis holding block 459 installed inside the machine, and a swivel base 1 is mounted on the top of this holding block 459.
51 is placed, the k-axis is supported by the k-axis holding block 459 and tilts the rotating table 151, and the λ-axis provided in the direction perpendicular to this is supported by the fixed cylinder 25 and tilts the k-axis holding block 459. This causes the swivel base 151 to tilt.

まず、k軸について、旋回台151の下端面に
突出して設けた保持フレーム462,463がピ
ン460,461でk軸保持ブロツク459に回
動自在に設けられ、これと直交する方向にも旋回
台151の下方に突出部が設けられ、この突出部
にリンク457a,457bおよびリンク458
a,458bがピン451および452で回動自
在に設けられ、それぞれのリンク457a,45
7b間と、リンク458a,458b間にはナツ
ト455および456が固定され、それぞれコ字
形状のリンクを形成しており、それぞれのナツト
455,456にk軸ボールネジ453,454
が螺合している。このk軸ボールネジ453,4
54は互いに逆ネジとしてあり同一方向に回転す
ると逆に動き旋回台151を傾斜する。このボー
ルネジ453,454の駆動はk軸保持ブロツク
459に固定されたk軸駆動モータ464の駆動
ピニオン468がアイドラ467を介してボール
ネジの端部に設けたボールネジ駆動ギア465,
466と噛合することにより行なわれる。同様な
構成をもつ機構がこれと直交する方向に傾斜駆動
させるλ軸にも設けられ、このλ軸はk軸保持ブ
ロツク459に回転ピン511,512が設けら
れ、旋回台151に保持されたベアリング51
3,514で回動自在に保持されている。また、
k軸保持ブロツク459にはk軸ボールネジ45
3,454に直交する方向にλ軸ボールネジ50
1,502がリンク505,506に設けたナツ
ト503,504に螺合する。また、リンク50
5,506は保持ピン507,508でk軸保持
ブロツク459に回動自在に保持されている。こ
のλ軸ボールネジ501,502の駆動はλ軸ボ
ールネジの端部に設けたボールネジ駆動ギヤ51
8,519がアイドラ517を介してλ軸駆動モ
ータ515の駆動ピニオン516と噛合すること
で行なわれる。
First, regarding the k-axis, holding frames 462 and 463 protruding from the lower end surface of the swivel base 151 are rotatably provided on the k-axis holding block 459 with pins 460 and 461, and the swivel base is also mounted in a direction perpendicular to this. A protrusion is provided below 151, and links 457a, 457b and link 458 are attached to this protrusion.
a, 458b are provided rotatably by pins 451 and 452, and the respective links 457a, 45
Nuts 455 and 456 are fixed between 7b and between links 458a and 458b, forming U-shaped links, respectively, and k-axis ball screws 453 and 454 are attached to the nuts 455 and 456, respectively.
are screwed together. This k-axis ball screw 453,4
54 have opposite threads, and when rotated in the same direction, they move in the opposite direction and tilt the swivel table 151. The ball screws 453 and 454 are driven by a drive pinion 468 of a k-axis drive motor 464 fixed to a k-axis holding block 459 via an idler 467, and a ball screw drive gear 465 provided at the end of the ball screw.
This is done by meshing with 466. A mechanism with a similar configuration is also provided for the λ-axis for tilting in a direction perpendicular to this, and this λ-axis is connected to a k-axis holding block 459 with rotation pins 511 and 512, and a bearing held on the swivel base 151. 51
3,514 and is rotatably held. Also,
The k-axis ball screw 45 is attached to the k-axis holding block 459.
3,454 in the direction perpendicular to the λ-axis ball screw 50.
1,502 are screwed into nuts 503, 504 provided on links 505, 506. Also, link 50
5 and 506 are rotatably held by a k-axis holding block 459 by holding pins 507 and 508. The λ-axis ball screws 501 and 502 are driven by a ball screw drive gear 51 provided at the end of the λ-axis ball screw.
8,519 meshes with the drive pinion 516 of the λ-axis drive motor 515 via the idler 517.

このk軸、λ軸を用いての旋回台151の平行
度の調整は、第5図および第6図(図示上、歯車
の噛合順序が一部異なる)に示すように、k軸駆
動モータ464の回転力が駆動ピニオン468か
らアイドラ467に、さらにボールネジ駆動ギヤ
465,466に伝達され、ボールネジ453,
454を回転する。このとき、ボールネジ45
3,454が互いに逆ネジであるのでナツト45
5,456は逆方向に同量移動する。したがつ
て、リンク457,458、保持ピン451,4
52、旋回ピン460,461からなるリンク機
構は旋回ピン460,461まわりに回転し、旋
回台151を傾斜する。また、これと直角方向に
ついても、同様な機構でk軸保持ブロツク459
ごと傾斜するので、旋回台151を傾斜すること
になる。
Adjustment of the parallelism of the swivel base 151 using the k-axis and the λ-axis is performed using the k-axis drive motor 464 as shown in FIGS. The rotational force is transmitted from the drive pinion 468 to the idler 467 and further to the ball screw drive gears 465, 466.
Rotate 454. At this time, the ball screw 45
3,454 are opposite threads to each other, so nut 45
5,456 moves the same amount in the opposite direction. Therefore, links 457, 458, holding pins 451, 4
52, the link mechanism consisting of the pivot pins 460, 461 rotates around the pivot pins 460, 461 and tilts the pivot table 151. Also, in the direction perpendicular to this, a similar mechanism is used to hold the k-axis holding block 459.
Since the swivel table 151 is tilted, the swivel table 151 is tilted.

なお、前記固定円筒25はその固着ブロツク3
7に取付けたガイドローラ38によりマニピユレ
ータを設置した状態で前記固定架台15の固定は
り21の上面(ガイドレール24)に沿つて走行
可能になつており、マニピユレータを動作させる
場合は水室2の外部からマンホール6を通つて水
室2内の固定架台15の固着台16上にセツトさ
れる。
Note that the fixed cylinder 25 is attached to its fixed block 3.
Guide rollers 38 attached to 7 allow the manipulator to run along the upper surface (guide rail 24) of the fixed beam 21 of the fixed frame 15 with the manipulator installed, and when operating the manipulator, the manipulator can be moved outside the water chamber 2. From there, it passes through the manhole 6 and is set on the fixing base 16 of the fixed frame 15 in the water chamber 2.

次に、固定架台15上に設けられ極座標R,
θ,に従つて動く、R軸、θ軸、軸について
これらを順に説明する。R軸すなわちメインアー
ム101は第2図および第7図に示すようにボー
ルネジ102の正逆回転を往復動に変える機構を
有し伸縮自在な二重テレスコープ式となつてお
り、保持用丸軸(R1軸)103、中軸(R2軸)
104、内軸(R3軸)105から構成されてお
り後述のθ軸すなわち旋回台151上に設けられ
る。このR1軸103、R2軸104、R3軸105
は、第7図にその詳細を示すように、R2軸10
4、R3軸105に設けられたガイドレール10
6,107と保持ベアリングでスライド可能に保
持される。ガイドレール106はボルト108お
よびナツトプレート109でR2軸104に固定
され、R1軸103に固定された支持ピン110
で支持された構造となつている。また、同様に、
ガイドレール107はボルト113、ボールネジ
102の保持フレーム115でR3軸105に固
定され、R2軸104に固定された支持ピン11
6、ベアリング117、ローラ118で摺動自在
に保持される。これらのR軸101の駆動は、第
8図に示すように、R軸駆動モータ119に結合
されたピニオン120はボールネジ102に固定
されたギヤ121と噛合する。このボールネジ1
02にはR3軸105(第8図では図示せず)に
固定されているボールナツト122が設けられ回
転運動が往復運動に変換される。また、R軸10
1の伸縮量の検出を行なう検出機構は、ボールネ
ジ102に固定された検出用ギヤ123があり、
エンコーダ124に固定されたギヤ125に適当
なかみ合い比で噛合しておりR軸101の伸縮量
がボールネジ102の回転量から検出される。な
お、伸縮動作時には、R2軸104、R3軸105
に伸張量の規制ストツパ(図示せず)で規制され
るので、両軸とも適当割合で伸縮が行なわれる。
Next, the polar coordinates R,
The R axis, the θ axis, and the axis that move according to θ will be explained in order. As shown in FIGS. 2 and 7, the R-axis, that is, the main arm 101, has a mechanism that converts the forward and reverse rotation of the ball screw 102 into reciprocating motion, and is of a telescoping double-telescoping type, and has a round shaft for holding. (R 1 axis) 103, center axis (R 2 axis)
104, and an inner shaft (R 3 axis) 105, which is provided on a θ axis, that is, a swivel table 151, which will be described later. This R 1 axis 103, R 2 axis 104, R 3 axis 105
As shown in detail in Fig. 7, R2 axis 10
4. Guide rail 10 provided on R3 axis 105
6, 107 and is slidably held by a holding bearing. The guide rail 106 is fixed to the R2 shaft 104 with a bolt 108 and a nut plate 109, and a support pin 110 fixed to the R1 shaft 103.
The structure is supported by Also, similarly,
The guide rail 107 is fixed to the R3 shaft 105 with bolts 113 and a holding frame 115 of the ball screw 102, and the support pin 11 fixed to the R2 shaft 104.
6. It is slidably held by bearings 117 and rollers 118. To drive these R shafts 101, as shown in FIG. 8, a pinion 120 coupled to an R shaft drive motor 119 meshes with a gear 121 fixed to a ball screw 102. This ball screw 1
02 is provided with a ball nut 122 fixed to the R3 shaft 105 (not shown in FIG. 8) to convert rotational motion into reciprocating motion. In addition, R axis 10
The detection mechanism for detecting the amount of expansion/contraction in step 1 includes a detection gear 123 fixed to the ball screw 102.
It meshes with a gear 125 fixed to an encoder 124 at an appropriate meshing ratio, and the amount of expansion and contraction of the R shaft 101 is detected from the amount of rotation of the ball screw 102. In addition, during the expansion and contraction operation, the R 2 axis 104 and the R 3 axis 105
Since the amount of expansion is regulated by a stopper (not shown), both axes are expanded and contracted at an appropriate rate.

次に、θ軸すなわち水平旋回する旋回台151
には、第9図に示すように、中央部に下方に突出
した円筒状の旋回筒152が設けられ、後述する
旋回台151の平行調整機構の一つをなすk軸保
持枠459と、そのリンク457,458(第5
図及び第6図参照)で結合する固定ギヤ台153
に設置された回転軸受154,155およびスラ
スト軸受156で旋回自在に支持されている。ま
た、旋回台151上面に設けられる接合フレーム
163はボルト164で固定されているので、こ
のボルト164で接合フレーム163と旋回台1
51を分離することができる。この旋回台151
の駆動部は、第10図に示すように、旋回台15
1に固定されたθ軸駆動モータ157にピニオン
158と駆動ピニオン161とが固定され、駆動
ピニオン161が旋回台151に固定された固定
ギヤ162と噛合する。また、旋回量の検出は、
前記ピニオン158が旋回台151に設けられた
エンコーダ159のギヤ160と噛合することに
よつてなされる。このθ軸の動作は、θ軸駆動モ
ータ157を回動し、駆動ピニオン161から旋
回台151の固定ギヤ162に回転力が伝達さ
れ、θ軸駆動モータ157は旋回台151ととも
に公転する。また、接合フレーム163を分離す
ることで前述したR軸、θ軸や後述する軸、α
軸、β軸も分割される。また、旋回量はエンコー
ダ159によつて知ることができる。
Next, a swivel base 151 that rotates around the θ axis, that is, horizontally.
As shown in FIG. 9, a cylindrical turning tube 152 is provided in the center and projects downward, and the k-axis holding frame 459, which forms one of the parallel adjustment mechanisms of the turning table 151 to be described later, and its Links 457, 458 (5th
Fixed gear stand 153 connected with
It is rotatably supported by rotation bearings 154, 155 and a thrust bearing 156 installed in the. In addition, since the joint frame 163 provided on the top surface of the swivel base 151 is fixed with bolts 164, the joint frame 163 and the swivel base 1 are fixed with bolts 164.
51 can be separated. This turning table 151
As shown in FIG.
A pinion 158 and a drive pinion 161 are fixed to a θ-axis drive motor 157 fixed to the θ-axis drive motor 157 , and the drive pinion 161 meshes with a fixed gear 162 fixed to the swivel base 151 . In addition, the amount of rotation can be detected by
This is achieved by the pinion 158 meshing with a gear 160 of an encoder 159 provided on the swivel base 151. This θ-axis operation rotates the θ-axis drive motor 157, and rotational force is transmitted from the drive pinion 161 to the fixed gear 162 of the swivel base 151, so that the θ-axis drive motor 157 revolves together with the swivel base 151. In addition, by separating the joint frame 163, the R-axis, the θ-axis mentioned above, the axis mentioned later, and the α
The axis and β axis are also divided. Further, the amount of turning can be determined by the encoder 159.

次に、軸すなわち俯仰軸について説明する。
この軸は、前述したメインアーム101(R
軸)の俯仰を行なうものである。第10図に示す
ように、R1軸103の基端に設けられた旋回ピ
ン202は旋回台151に固定されたベアリング
保持フレーム203に保持された軸受204で回
転可能に支持されている。また、R軸101の側
方に1対の俯仰シリンダ201が配置され、その
一端がR1軸103上部にピン208a,208
bで軸着され、他端には俯仰シリンダ201の内
シリンダ215に固定されたボールネジ212が
設けられ、先端にかさ歯車217が固着されてい
る。もう一方の俯仰シリンダも同様な構成となつ
ている。また、接合フレーム163の一端部に設
けられたベアリングホルダ205で支持された回
転軸206の両端にかさ歯車207,218が設
けられ、このかさ歯車207が前記かさ歯車21
7と噛合する。この俯仰シリンダ201の駆動部
は、第10図と、その一部を抽出拡大した第11
図に示すように、ボールネジ212には回転ギヤ
213が設けられ、軸駆動モータ209が俯仰
シリンダ201の外シリンダ216上に設けら
れ、この軸駆動モータ209の先端に駆動ギヤ
210が設けられ、この駆動ギヤ210がアイド
ラ211を介して前記ボールネジ212の回転ギ
ヤ213と噛合する。また、もう一方の俯仰シリ
ンダ201のかさ歯車218も同じ様に駆動さ
れ、円滑な俯仰を可能としてある。また、俯仰量
の検出は、R軸101の一端の旋回ピン202に
固定された検出ギヤ220エンコーダ221の検
出ギヤ222と噛合することで行なわれる。この
軸の動作は、第10図および第12図aに示す
ように、軸駆動モータ209の回転力はアイド
ラ211→回転ギヤ213でボールネジ212に
伝達される。同時に、ボールネジ212と対称位
置にあるボールネジ219にはかさ歯車217→
かさ歯車207→回転軸206のかさ歯車218
→かさ歯車223を介して回転力が伝達され、ボ
ールネジ212と同量だけ回転する。このとき、
R軸101のピン着した部分には、第12図bに
示すような推力f5が発生し、旋回ピン202でR1
軸103は軸受203で保持されているので、そ
の分力f4が回転力として作用し、旋回ピン202
のまわりにR軸101を相当量俯仰させる。
Next, the axis, that is, the elevation axis will be explained.
This axis is the main arm 101 (R
This is to raise and lower the shaft. As shown in FIG. 10, a swing pin 202 provided at the base end of the R1 shaft 103 is rotatably supported by a bearing 204 held in a bearing holding frame 203 fixed to a swing base 151. Also, a pair of elevation cylinders 201 are arranged on the sides of the R axis 101, one end of which is attached to the upper part of the R1 axis 103 with pins 208a, 208.
A ball screw 212 is fixed to the inner cylinder 215 of the elevating cylinder 201 at the other end, and a bevel gear 217 is fixed to the tip. The other elevation cylinder has a similar configuration. Furthermore, bevel gears 207 and 218 are provided at both ends of a rotating shaft 206 supported by a bearing holder 205 provided at one end of the joint frame 163, and this bevel gear 207 is connected to the bevel gear 21.
meshes with 7. The drive unit of this elevation cylinder 201 is shown in FIG. 10 and in FIG.
As shown in the figure, a rotating gear 213 is provided on the ball screw 212, a shaft drive motor 209 is provided on the outer cylinder 216 of the elevation cylinder 201, a drive gear 210 is provided at the tip of this shaft drive motor 209, and a drive gear 210 is provided at the tip of this shaft drive motor 209. A drive gear 210 meshes with a rotating gear 213 of the ball screw 212 via an idler 211. Furthermore, the bevel gear 218 of the other elevating cylinder 201 is driven in the same way, allowing smooth elevating. Further, the amount of elevation is detected by a detection gear 220 fixed to the turning pin 202 at one end of the R axis 101 meshing with a detection gear 222 of an encoder 221. As shown in FIGS. 10 and 12a, the rotational force of the shaft drive motor 209 is transmitted to the ball screw 212 via an idler 211 and a rotating gear 213. At the same time, a bevel gear 217→
Bevel gear 207→Bevel gear 218 of rotating shaft 206
→The rotational force is transmitted via the bevel gear 223, and the ball screw 212 rotates by the same amount. At this time,
A thrust force f 5 as shown in FIG .
Since the shaft 103 is held by a bearing 203, the component force f 4 acts as a rotational force, and the rotation pin 202
The R-axis 101 is raised and raised by a considerable amount.

以上説明したR軸、θ軸、軸はメインアーム
101の基端部に設けられ、それぞれ伸縮、旋
回、俯仰によりメインアーム101の先端部を任
意の走査点に走査するが、このメインアーム10
1の先端部には工具等を取付けるためのサブアー
ム401が設けられ、この先端部の工具等により
種々の作業が行なわれる。このサブアーム401
にも走査範囲の拡大や走査時の姿勢の調整や荷重
保持等のためβ軸、α軸、C軸が設けてある。そ
こで、ますβ軸について述べる。第13図に示す
ように、R軸101の先端部には、β軸すなわち
補助俯仰軸が、サブアーム401の姿勢を補正す
るために設けられる。このβ軸を支持するためβ
軸フレーム305がR3軸105にボルト304
で固定されている。このβ軸フレーム305には
フレーム301が突出しており、このフレーム3
01に軸受が設けられ、旋回ピン303が回転自
在に保持され、サブアーム401が旋回ピン30
3に固定してある。β軸回りのサブアーム401
の駆動はβ軸フレーム305に取付けられてR3
軸105側に突出したβ軸駆動モータ306とβ
軸フレーム305内に設けられたピニオン30
7、連結ギヤ309,310、ウオームギヤ31
1等で構成され、β軸駆動モータ306のピニオ
ン307が連結ギヤ309,310を介してウオ
ーム軸312を回転させ、ウオーム軸312のウ
オーム311とウオームホイール313とが噛合
し、このウオームホイール313と同軸に設けた
減速ギヤ314と旋回ピン303に設けられた駆
動ギヤ302とが噛合し、モータの回転力が伝達
される。俯仰量の検出は第14図に示すように、
β軸フレーム305内に設けたエンコーダ316
がウオーム軸312に設けたエンコーダギヤ31
5とエンコーダ316に設けたピニオンとが噛合
し、エンコーダ316が回転されることで行なわ
れる。β軸の動作は前述の軸の動作によるサブ
アーム401が管板3に対して姿勢が変化するこ
とを防止するものであり、第15図に示すよう
に、β軸まわりにサブアーム401が俯仰できな
い場合には、R軸101が水平状態ではサブアー
ム401と管板3が平行となるが、俯仰により角
度が時計回りに変化するにしたがいサブアーム
401の姿勢も変化し、ついにR軸101が垂直
状態となると管板3と垂直となつてしまう。そこ
で、サブアーム401を角度の変化にともない
β軸まわりに俯仰することで常に管板3と平行に
保つことができる。
The R-axis, θ-axis, and axes described above are provided at the base end of the main arm 101 and scan the tip of the main arm 101 to an arbitrary scanning point by extending/contracting, turning, and tilting, respectively.
A sub-arm 401 is provided at the tip of the sub-arm 401 for attaching tools and the like, and various operations are performed using the tools and the like at this tip. This sub arm 401
Also, β-axes, α-axes, and C-axes are provided for expanding the scanning range, adjusting the posture during scanning, holding the load, etc. Therefore, let's talk about the β axis. As shown in FIG. 13, a β axis, that is, an auxiliary elevation axis is provided at the tip of the R axis 101 in order to correct the attitude of the sub arm 401. To support this β axis, β
The shaft frame 305 is R 3 bolts 304 to the shaft 105
is fixed. A frame 301 protrudes from this β-axis frame 305, and this frame 3
01 is provided with a bearing, a swing pin 303 is rotatably held, and a sub-arm 401 is mounted on the swing pin 30.
It is fixed at 3. Sub arm 401 around β axis
The drive of R 3 is attached to the β-axis frame 305.
β-axis drive motor 306 protruding to the shaft 105 side and β
Pinion 30 provided within shaft frame 305
7. Connection gears 309, 310, worm gear 31
The pinion 307 of the β-axis drive motor 306 rotates the worm shaft 312 via the connecting gears 309 and 310, and the worm 311 of the worm shaft 312 and the worm wheel 313 mesh with each other. A reduction gear 314 provided coaxially with the drive gear 302 provided on the pivot pin 303 meshes with each other, and the rotational force of the motor is transmitted. The amount of elevation is detected as shown in Figure 14.
Encoder 316 provided within β-axis frame 305
is the encoder gear 31 provided on the worm shaft 312.
5 and a pinion provided on the encoder 316 mesh with each other, and the encoder 316 is rotated. The β-axis movement prevents the sub-arm 401 from changing its attitude with respect to the tube plate 3 due to the above-mentioned axis movement, and as shown in FIG. When the R-axis 101 is horizontal, the sub-arm 401 and the tube plate 3 are parallel, but as the angle changes clockwise due to elevation, the attitude of the sub-arm 401 also changes, and when the R-axis 101 finally becomes vertical. It becomes perpendicular to tube plate 3. Therefore, by tilting the sub-arm 401 around the β-axis as the angle changes, it is possible to keep the sub-arm 401 parallel to the tube plate 3 at all times.

次に、このサブアーム401を旋回するα軸、
すなわちクランプ軸351回りの旋回は、前述の
第13図に示すように、クランプ軸351に軸受
(図示せず)支持されたサブアーム401にギヤ
402が設けられる。このα軸の駆動部は、第1
6図に示すように、α軸駆動モータ403、ピニ
オン410、アイドラ404、減速ギヤ405、
減速機406と駆動ギヤ407で構成される。ま
た、旋回量の検出も減速ギヤ405と噛合する検
出用ギヤ408でエンコーダ409を回転するこ
とで行なわれる。サブアーム401の旋回動作
は、α軸駆動モータ403の回転力がピニオン4
10→アイドラ404→減速ギヤ405→減速機
406→駆動ギヤ407を介してギヤ402に伝
達されることで行なわれる。このように、サブア
ーム401を旋回することによつて、水室2のす
みや隔壁5の近くまで、全域に渡つて走査がで
き、しかも、水室2の壁や隔壁5と干渉すること
もない。これを第17図に示した。図中、411
はα軸駆動部の全体形状の概念を示すもので、4
12は走査点を示し、二点鎖線で示す部分はサブ
アーム401がない場合で斜線部は干渉状態を示
す。サブアーム401の長さをチユーブ配列(任
意の方向から見たときに正方状の格子配列のと
き)ピツチの5倍もしくはその整数倍、または13
倍もしくはその整数倍としておくことで、サブア
ーム401を旋回したときに走査できる伝熱管位
置が増加する。これを第18図に示した。図中、
各交点が伝熱管の位置を示し、サブアーム401
の長さを配管ピツチの5倍とした場合で、このと
きには円で示した12点を走査することができる。
Next, the α-axis that rotates this sub-arm 401,
That is, the rotation around the clamp shaft 351 is achieved by a gear 402 provided on a sub-arm 401 supported by a bearing (not shown) on the clamp shaft 351, as shown in FIG. 13 described above. This α-axis drive section is the first
As shown in FIG. 6, an α-axis drive motor 403, a pinion 410, an idler 404, a reduction gear 405,
It is composed of a reduction gear 406 and a drive gear 407. Further, the amount of rotation is also detected by rotating an encoder 409 using a detection gear 408 that meshes with a reduction gear 405. The rotational movement of the sub-arm 401 is caused by the rotational force of the α-axis drive motor 403
10 → idler 404 → reduction gear 405 → reduction gear 406 → drive gear 407 to be transmitted to gear 402. By rotating the sub-arm 401 in this way, it is possible to scan the entire area, including the corners of the water chamber 2 and the vicinity of the partition wall 5, without interfering with the walls of the water chamber 2 or the partition wall 5. This is shown in FIG. In the figure, 411
4 shows the concept of the overall shape of the α-axis drive section.
Reference numeral 12 indicates a scanning point, and the portion indicated by the two-dot chain line is the case where the sub-arm 401 is not present, and the diagonally shaded portion indicates the interference state. The length of the sub-arm 401 is 5 times the pitch of the tube arrangement (when it is a square lattice arrangement when viewed from any direction) or an integral multiple thereof, or 13
By setting the number to double or an integral multiple thereof, the number of heat exchanger tube positions that can be scanned when the sub-arm 401 is rotated increases. This is shown in FIG. In the figure,
Each intersection indicates the position of the heat transfer tube, and the sub-arm 401
When the length of is set to 5 times the piping pitch, in this case, 12 points indicated by circles can be scanned.

次に、メインアーム101の先端部であり、か
つサブアーム401の基端部でもある部分に設け
られるC軸、すなわちクランプ軸について述べ
る。管板3の細管孔7にクランプするためのクラ
ンプ軸351がサブアーム401に垂直に軸支さ
れ、上下動可能としてある。クランプ軸351の
先端部でのクランプ機構は、第19図にその詳細
を示すように、クランプ軸351の先端が先細の
テーパ状としてあり、この下部に4つ割りの爪3
52が設けられ、この爪352の外周をOリング
353で保持してある。またクランプ軸351の
他端はクランプピストン354が一体に設けられ
る。また、クランプ軸351は昇降軸359の内
側に組込まれており、この昇降軸359の内側に
形成されたクランプシリンダ358内におかれ
る。このクランプシリンダ358の外周は昇降ピ
ストン361となり、昇降シリンダ360内にお
かれる。クランプシリンダ358への空気の供給
はクランプ軸351の下端部に設けた空気供給ブ
ロツク355のクランプ空気供給孔364からク
ランプ軸351の中心部を通り、クランプピスト
ン354に連通したクランプ空気孔356を通し
て行なわれ、クランプの解除には、空気供給ブロ
ツク355のアンクランプ空気供給孔365から
昇降シリンダ360内に貫ぬいて設けた供給管3
57がクランプシリンダ358に通じているの
で、これによりなされる。さらに昇降軸359の
昇降のために、昇降シリンダ360の下端部に上
昇用空気孔362が、また上端部に下降用空気孔
363が設けてある。また、クランプ軸351の
先端には、位置検出装置として、フアイバーヘツ
ド367が設けられ、フアイバースコープ366
を通してスケール板370(第20図参照)が設
けてあるITVカメラ368に光学的に接合され、
TVモニタ369に連結してある。
Next, the C-axis, that is, the clamp axis, provided at the distal end of the main arm 101 and the base end of the sub-arm 401 will be described. A clamp shaft 351 for clamping to the thin tube hole 7 of the tube plate 3 is vertically supported by the sub-arm 401 and is movable up and down. The clamp mechanism at the tip of the clamp shaft 351 has a tapered tip, as shown in detail in FIG.
52 is provided, and the outer periphery of this pawl 352 is held by an O-ring 353. Further, a clamp piston 354 is integrally provided at the other end of the clamp shaft 351. Further, the clamp shaft 351 is assembled inside an elevating shaft 359, and placed in a clamp cylinder 358 formed inside this elevating shaft 359. The outer periphery of this clamp cylinder 358 becomes a lifting piston 361 and is placed inside the lifting cylinder 360. Air is supplied to the clamp cylinder 358 from a clamp air supply hole 364 of an air supply block 355 provided at the lower end of the clamp shaft 351, through the center of the clamp shaft 351, and through a clamp air hole 356 communicating with the clamp piston 354. To release the clamp, use the supply pipe 3 provided by penetrating into the lifting cylinder 360 from the unclamping air supply hole 365 of the air supply block 355.
57 communicates with the clamp cylinder 358, this is done. Further, in order to raise and lower the elevator shaft 359, a lifting cylinder 360 is provided with a lifting air hole 362 at its lower end and a lowering air hole 363 at its upper end. Further, a fiber head 367 is provided at the tip of the clamp shaft 351 as a position detection device, and a fiber scope 366
through which a scale plate 370 (see FIG. 20) is optically coupled to an ITV camera 368 provided with the
It is connected to a TV monitor 369.

次に、補正値入力機構を第21図を参照して説
明する。図中の374は管板3に対する三次元方
向の補正値ΔxD,ΔyD,zDを入力するための補正
値デジタルスイツチであり、このスイツチ374
はその中に含まれる適切なインタフエース(図示
せず)を介してバス375に接続されている。ま
た、図中の376は管板3に対する三次元方向の
位置X,Y,Zを入力するための番地スイツチで
あり、このスイツチ376はその中に含まれる適
切なインタフエース(図示せず)を介して前記バ
ス375に接続されている。また、前記バス37
5は前述したR,θ,軸等の各軸を走査させる
CPU377に接続されている。なお、これらス
イツチ374,376、CPU377等は制御盤
に組込まれている。
Next, the correction value input mechanism will be explained with reference to FIG. 374 in the figure is a correction value digital switch for inputting three-dimensional direction correction values Δx D , Δy D , z D for the tube sheet 3;
is connected to bus 375 via a suitable interface (not shown) contained therein. Further, 376 in the figure is an address switch for inputting three-dimensional positions X, Y, and Z with respect to the tube sheet 3, and this switch 376 connects an appropriate interface (not shown) included therein. It is connected to the bus 375 via the bus 375. In addition, the bus 37
5 scans each axis such as R, θ, axis, etc. mentioned above.
Connected to CPU377. Note that these switches 374, 376, CPU 377, etc. are incorporated into the control panel.

しかして、第21図図示の補正値入力機構を用
いて、クランプ軸351の位置決め等の作用を説
明する。
Using the correction value input mechanism shown in FIG. 21, operations such as positioning of the clamp shaft 351 will be explained.

まず、指令位置に対応する管板3(細管孔7)
下の番地X,Y,Zを番地スイツチ376を介し
て入力すれば、CPU377で必要なパラメータ
を使用してマニピユレータの各軸(R,θ,
軸)を移動できる。
First, the tube plate 3 (thin tube hole 7) corresponding to the command position
By inputting the addresses X, Y, and Z below through the address switch 376, the CPU 377 uses the necessary parameters to control each axis of the manipulator (R, θ,
axis) can be moved.

上記移動において、番地X,Y,Zの位置決め
誤差が解つている時は、対応する補正値ΔxD
ΔyD,zDを補正値デジタルスイツチ374から入
力することによつて、予め相対量を補正した目標
値にマニピユレータの各軸(R,θ,軸)を移
動、調整でき、位置決め誤差は相殺され正確な位
置決めが可能になる。
In the above movement, when the positioning errors of addresses X, Y, and Z are solved, the corresponding correction values Δx D ,
By inputting Δy D and z D from the correction value digital switch 374, each axis of the manipulator (R, θ, axes) can be moved and adjusted to the target value with the relative amount corrected in advance, and the positioning error is canceled out. Accurate positioning becomes possible.

一方、補正値が不明のときは、目標点に達した
後、ITVカメラ368によりそのスケール板3
70の基準線371上における細管孔7の像37
3をTVモニタ369に写し出し、これにより細
管4の位置を読み取り、その相応する補正値を
CPU377に入力すればマニピユレータの各軸
(R,θ,軸)は再位置決めがなされ、所要の
位置で静定することが可能となる。即ち、必要な
位置と補正値を入力し、CPU377で補正計算
を行なうことによつて、通常間違いない操作が可
能となる。
On the other hand, when the correction value is unknown, after reaching the target point, the ITV camera 368
Image 37 of the capillary hole 7 on the reference line 371 of 70
3 on the TV monitor 369, read the position of the thin tube 4, and calculate the corresponding correction value.
When inputted to the CPU 377, each axis (R, θ, axis) of the manipulator is repositioned and can be statically fixed at a desired position. That is, by inputting the necessary position and correction value and performing correction calculations by the CPU 377, it is possible to perform an operation that is normally error-free.

このように、R,θ,軸等の各軸で細管孔7
下記に走査された後、クランプ軸351の動作が
なされる。まず、前述した第19図に示す如く昇
降シリンダ360に上昇用空気孔362を通して
図示しない空気供給装置により圧縮空気が送ら
れ、昇降ピストン361が上昇し、昇降軸359
とクランプ軸351が一体となつて上昇し、細管
孔7内に挿入される。次いで、クランプシリンダ
358にクランプ空気供給孔364→クランプ空
気孔356を通して圧縮空気が供給され、クラン
プピストン356と一体のクランプ軸351が押
し下げられ、爪352がテーパ部のため円周状に
開き管壁と圧着する。したがつて、摩擦力でクラ
ンプ軸351は細管孔7に確実に固定される。ク
ランプ軸351の解除は、クランプ時とは逆に、
アンクランプ空気供給孔365より圧縮空気を供
給することで、クランプピストン354と一体の
クランプ軸351が上昇し、Oリングの収縮力で
爪352が緒小し管壁から離脱し、下降用空気孔
363への圧縮空気の供給で昇降ピストン361
が下降し細管孔7より引き抜かれる。
In this way, each axis such as R, θ, axis, etc.
After being scanned below, the clamp shaft 351 is operated. First, as shown in FIG. 19 described above, compressed air is sent to the lifting cylinder 360 through the lifting air hole 362 by an air supply device (not shown), the lifting piston 361 rises, and the lifting shaft 359
The clamp shaft 351 and the clamp shaft 351 rise together and are inserted into the thin tube hole 7. Next, compressed air is supplied to the clamp cylinder 358 through the clamp air supply hole 364→clamp air hole 356, the clamp shaft 351 integrated with the clamp piston 356 is pushed down, and the pawl 352 opens in a circumferential manner due to the tapered portion and the pipe wall and crimp. Therefore, the clamp shaft 351 is securely fixed to the thin tube hole 7 by the frictional force. To release the clamp shaft 351, contrary to when clamping,
By supplying compressed air from the unclamping air supply hole 365, the clamp shaft 351 integrated with the clamp piston 354 rises, and the claw 352 separates from the small tube wall due to the contractile force of the O-ring, and the lowering air hole Lifting piston 361 by supplying compressed air to 363
descends and is pulled out from the thin tube hole 7.

次に自動補正について第22図を参照して説明
する。
Next, automatic correction will be explained with reference to FIG. 22.

図中の378はITVカメラ368からカメラ
コントローラ379を介してビデオ信号が入力さ
れる画像解析装置である。この画像解析装置37
8の出力は処理後において、TVモニタ369で
も表示可能となるように切換スイツチ380が設
けられている。また、前記解析装置378の出力
側はインタフエース381に接続されている。こ
のインタフエース381は制御盤382内に組込
まれた前述の第21図図示のバス375に接続さ
れている。また、前記インタフエース381には
信号処理タイミングを制御する制御信号線383
が設けられ、この信号線383は前記画像解析装
置378に接続されている。
378 in the figure is an image analysis device to which a video signal is input from the ITV camera 368 via a camera controller 379. This image analysis device 37
A changeover switch 380 is provided so that the output of No. 8 can be displayed on a TV monitor 369 after processing. Further, the output side of the analysis device 378 is connected to an interface 381. This interface 381 is connected to the aforementioned bus 375 shown in FIG. 21, which is incorporated into the control panel 382. The interface 381 also includes a control signal line 383 for controlling signal processing timing.
is provided, and this signal line 383 is connected to the image analysis device 378.

次に、第22図図示の自動補正システムを用い
た位置決め方法を説明する。
Next, a positioning method using the automatic correction system shown in FIG. 22 will be explained.

(イ) 誤差の測定 第22図に示される画像解析装置378は、
ITVカメラ368の細孔画像信号を2値化処理
する2値化処理、2値化処理画像を円近似する円
近似処理部、並びに近似円の直径及び中心座標を
検出する検出部を有するものである。
(b) Measurement of error The image analysis device 378 shown in FIG.
It has a binarization process that binarizes the pore image signal of the ITV camera 368, a circle approximation processing unit that approximates the binarized image to a circle, and a detection unit that detects the diameter and center coordinates of the approximate circle. be.

ITVカメラ368は通常正確な枡目上を電子
を走査することによつて画像を得るので、この枡
目に番地を与え、各番地における情報を画像解析
装置378で2値化(白黒)すれば第23図に示
すような細管孔の画像が得られる。次に、画像解
析装置378において、2値化された信号に一般
的な手法(ノイズ対策、スムージング、相関等)
を適用して円近似する。次いで、画像解析装置3
78において、こうして得られた近似円とITV
カメラ368の座標(スケール板(透明プレー
ト)370の十字線)とを重ね合わせると第24
図に示すようになる。この映像を幾可学的に解析
することにより、近似円の直径、及びITVカメ
ラ368の中心座標(ここでは基準座標であるク
ランプ軸351及びフアイバーヘツド367の中
心と一致する)からの細管孔の中心の変位Δγ,
Δθ′すなわち誤差が算出される。
Since the ITV camera 368 usually obtains images by scanning electrons over accurate squares, addresses are assigned to these squares, and the information at each address is binarized (black and white) by the image analyzer 378. An image of the capillary pore as shown in FIG. 23 is obtained. Next, in the image analysis device 378, a general method (noise countermeasure, smoothing, correlation, etc.) is applied to the binarized signal.
Approximate the circle by applying . Next, the image analysis device 3
In 78, the approximate circle obtained in this way and ITV
When the coordinates of the camera 368 (the crosshairs of the scale plate (transparent plate) 370) are superimposed, the 24th
The result will be as shown in the figure. By geometrically analyzing this image, we can determine the diameter of the approximate circle and the diameter of the tube hole from the center coordinates of the ITV camera 368 (here, the reference coordinates coincide with the centers of the clamp axis 351 and the fiber head 367). Center displacement Δγ,
Δθ' or error is calculated.

更に、CPU377により、クランプ軸351
(フアイバーヘツド367)と細管孔7(すなわ
ち管板3下面)との垂直距離、及びクランプ軸3
51(フアイバーヘツド367)中心と細管孔7
中心との水平距離が演算される。まず、目標から
の垂直距離Z′は上記近似円の直径Dから知ること
ができる。すなわち、第25図に示されるよう
に、垂直距離と近似円の直径Dとの関係は既知で
あるので、 Z′=f(D) の関係から垂直距離Z′が一意に定められる。ま
た、上述した変位Δγ,Δθ′と誤差の実長とはあら
じめ関係が知られており、係数(倍数)mを用い
て Δγ=m・Δγ Δθ′=m・Δθ′ で算出される。
Furthermore, the CPU 377 controls the clamp shaft 351.
(fiber head 367) and the thin tube hole 7 (i.e., the lower surface of the tube plate 3), and the clamp shaft 3.
51 (fiber head 367) center and thin tube hole 7
The horizontal distance from the center is calculated. First, the vertical distance Z' from the target can be found from the diameter D of the approximate circle. That is, as shown in FIG. 25, since the relationship between the vertical distance and the diameter D of the approximate circle is known, the vertical distance Z' is uniquely determined from the relationship Z'=f(D). Furthermore, the relationship between the above-mentioned displacements Δγ, Δθ′ and the actual length of the error is known in advance, and using the coefficient (multiple) m, it is calculated as Δγ=m・Δγ Δθ′=m・Δθ′ .

(ロ) 誤差の補正 第26図a,bに示すように、求められたΔγ,
Δθ′,ΔZ′はマニピユレータの情報,R,θに
関係付けられる。ここで、Z0は原点と管板3の距
離であるから既知である。すなわち、所定位置は γ=√2−(0−′)2 Rc=√(+)2+(0−)2 θ=θ′/γ c=tan-1γc/|Z01|−Z=tan-1 γ+Δγ/|Z0|−Z で算出される。
(b) Correction of errors As shown in Figure 26a and b, the obtained Δγ,
Δθ' and ΔZ' are related to the manipulator information, R, and θ. Here, Z 0 is the distance between the origin and the tube sheet 3 and is therefore known. That is, the given position is γ=√ 2 −( 0 −′) 2 Rc=√(+) 2 +( 0 −) 2 θ=θ′/γ c=tan −1 γc/|Z 01 |−Z=tan -1 γ+Δγ/|Z 0 |−Z.

したがつて、前述の第22図の画像解析装置3
78からの変位Δγ,D,Δθ′をインタフエース3
81、バス375を介してCPU377に出力し、
このCPU377で最初の目標値として計算され
たR,θ,を前の値と入れかえて {R=Rc θ=θc =c α=−θ β=90−} として再位置決めすれば位置誤差は完全に吸収さ
れて、非常に精度の高い位置決め精度が確保され
る。第27図にフローチヤートを示す。なお、第
27図中の601は目標値のX,Y,Z指定入力
部、602は座標変換部、603は補正された座
標部、604は補正値入力部、605は節点座標
計算部、606は最終節点部、607は座標計算
部、375は画像解析装置、608は補正座標出
力部である。但し、節点計算は説明を省いたが、
目標位置と前回位置途中の制御様式であり、特に
本考案とは関係ない。
Therefore, the image analysis device 3 in FIG.
The displacements Δγ, D, Δθ′ from 78 are
81, output to CPU 377 via bus 375,
If you replace R and θ, calculated as the first target values by this CPU 377, with the previous values and reposition as {R=Rc θ=θc =c α=−θ β=90−}, the position error will be completely eliminated. This ensures very high positioning accuracy. FIG. 27 shows a flowchart. In addition, 601 in FIG. 27 is a target value X, Y, Z designation input section, 602 is a coordinate conversion section, 603 is a corrected coordinate section, 604 is a correction value input section, 605 is a nodal coordinate calculation section, 606 607 is a coordinate calculation unit, 375 is an image analysis device, and 608 is a corrected coordinate output unit. However, although we omitted the explanation of the nodal calculation,
This is a control style between the target position and the previous position, and is not particularly related to the present invention.

[考案の効果] 以上詳述した如く本考案によれば以下に示す
種々の効果を発揮できる。
[Effects of the Invention] As detailed above, the present invention can exhibit the following various effects.

(1) 装置精度不足分が目標位置を使用して完全自
動補正されるので極めて高精度の位置決めを可
能にすることができる。
(1) Since the lack of device precision is completely automatically corrected using the target position, extremely high precision positioning can be achieved.

(2) 上記位置決め時において、装置は目標位置を
見失わない程度の位置精度を初期位置決めでは
行なえば良いから、装置剛性・精度を下げるこ
とが可能であり、装置の小型化・軽量化・低コ
スト化に著しく寄与することができる。
(2) During the above positioning, the device only needs to perform initial positioning with enough positional accuracy to not lose sight of the target position, so it is possible to lower the device rigidity and accuracy, making the device smaller, lighter, and less expensive. can significantly contribute to the development of

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は熱交換器の蒸気発生器を示す斜視図、
第2図は蒸気発生器の水室内に設置した作業用マ
ニピユレータ及び固定架台を示す外観斜視図、第
3図は固定架台を示す説明図、第4図a,bは固
定架台の固着台及びこの上に設置された揺動機構
を示すもので、第4図aは斜視図、同図bは揺動
機構の組立説明図、第5図、第6図は揺動機構の
動作説明図、第7図はメインアーム(R軸)の横
断面図、第8図は第2図のB矢視図でメインアー
ムの駆動部を示す。第9図は旋回台(θ軸)の中
央断面図、第10図は第2図のB矢視図で俯仰シ
リンダ(軸)の駆動部を示す。第11図は俯仰
シリンダの駆動部を一部抽出拡大して示す断面
図、第12図a,bは俯仰シリンダの動作説明図
でaは平面図、bは正面図、第13図は第2図の
A矢視図でメインアームの先端部を示す。第14
図はサブアームの俯仰機構(β軸)とその検出部
を抽出拡大して示す断面図、第15図はメインア
ームとサブアームの俯仰関係の説明図、第16図
はサブアームの旋回駆動部を抽出拡大して示す断
面図、第17図はサブアームの走査範囲の説明
図、第18図はサブアームの走査点の説明図、第
19図はクランプ軸(C軸)を抽出拡大して示す
断面図、第20図はスケール板の説明図、第21
図は補正入力機構を示す説明図、第22図は自動
補正システムを示す説明図、第23〜第26図
a,bは夫々自動補正の目標値の計算式を導き出
すための説明図、第27図は自動補正の目標値を
得るための流れを示すフローチヤートである。 1……円筒シエル、2……水室、3……管板、
4……細管群、6……マンホール、7……細管
孔、12……ジヤツキ、15……固定架台、16
……固着台、17……固定板、21……固定は
り、34……カムロツクレバー、101……メイ
ンアーム(R軸)、103……保持用外軸(R1
軸)、104……中軸(R2軸)、105……内軸
(R3軸)、151……旋回台(θ軸)、201……
俯仰シリンダ(軸)、351……クランプ軸
(C軸)、368……ITVカメラ、369……TV
モニタ、370……スケール板、374……補正
値デジタルスイツチ、376……番地スイツチ、
377……CPU、378……画像解析装置。
FIG. 1 is a perspective view showing the steam generator of the heat exchanger;
Figure 2 is an external perspective view showing the working manipulator and fixed frame installed in the water chamber of the steam generator, Figure 3 is an explanatory diagram showing the fixed frame, and Figures 4 a and b are the fixing frame of the fixed frame and this. Fig. 4a is a perspective view, Fig. 4b is an explanatory diagram of the assembly of the swinging mechanism, Figs. FIG. 7 is a cross-sectional view of the main arm (R axis), and FIG. 8 is a view taken along arrow B in FIG. 2, showing the drive section of the main arm. FIG. 9 is a central sectional view of the swivel table (θ axis), and FIG. 10 is a view taken along arrow B in FIG. 2, showing the driving portion of the elevation cylinder (axis). Fig. 11 is a cross-sectional view showing a partially extracted and enlarged driving section of the elevating cylinder; Figs. 12 a and b are explanatory diagrams of the operation of the elevating cylinder; a is a plan view; b is a front view; Fig. 13 is a second The tip of the main arm is shown in the view from arrow A in the figure. 14th
The figure is an enlarged cross-sectional view of the sub-arm's elevating mechanism (β-axis) and its detection part, Fig. 15 is an explanatory diagram of the elevating relationship between the main arm and sub-arm, and Fig. 16 is an enlarged extract of the sub-arm's rotation drive part. 17 is an explanatory diagram of the scanning range of the sub-arm, FIG. 18 is an explanatory diagram of the scanning point of the sub-arm, FIG. 19 is a sectional diagram showing an extracted and enlarged clamp axis (C-axis), Figure 20 is an explanatory diagram of the scale plate, No. 21
FIG. 22 is an explanatory diagram showing the correction input mechanism, FIG. 22 is an explanatory diagram showing the automatic correction system, FIGS. The figure is a flowchart showing the flow for obtaining a target value for automatic correction. 1...Cylindrical shell, 2...Water chamber, 3...Tube plate,
4... Thin tube group, 6... Manhole, 7... Thin tube hole, 12... Jacket, 15 ... Fixed frame, 16
...Fixing base, 17...Fixing plate, 21...Fixing beam, 34...Camrock lever, 101...Main arm (R axis), 103...Outer shaft for holding (R 1
axis), 104... Middle axis (R 2 axis), 105... Inner axis (R 3 axis), 151... Swivel base (θ axis), 201...
Elevation cylinder (axis), 351... Clamp axis (C axis), 368... ITV camera, 369... TV
Monitor, 370... Scale plate, 374... Correction value digital switch, 376... Address switch,
377...CPU, 378...Image analysis device.

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】[Scope of utility model registration request] 熱交換器の水室内に設置されたマニピユレータ
の先端部に、該熱交換器の細孔に向くように設置
された光学系と、この光学系に付設された十字線
の目盛を刻んだ透明プレートと、この透明プレー
トの目盛と細孔画像を重ねて表示する位置に撮像
部を配置したITVカメラと、このITVカメラの
細孔画像信号を2値化処理する2値化処理部、2
値化処理画像を円近似する円近似処理部、並びに
近似円の直径及び中心座標を検出する検出部を有
する画像解析装置と、近似円の直径から上記光学
系と細孔との垂直距離を演算する垂直距離演算
部、及び近似円の中心座標から上記光学系と細孔
との水平距離を演算する水平距離演算部を有する
演算機構とを具備したことを特徴とするマニピユ
レータの位置決め装置。
An optical system is installed at the tip of a manipulator installed in the water chamber of the heat exchanger so as to face the pores of the heat exchanger, and a transparent plate with a scale of cross lines attached to this optical system. 2, an ITV camera having an imaging unit arranged at a position where the scale of the transparent plate and the pore image are displayed in an overlapping manner, and a binarization processing unit that binarizes the pore image signal of the ITV camera.
An image analysis device having a circle approximation processing unit that approximates a value-processed image into a circle, and a detection unit that detects the diameter and center coordinates of the approximate circle, and calculates the perpendicular distance between the optical system and the pore from the diameter of the approximate circle. 1. A manipulator positioning device comprising: a vertical distance calculation unit that calculates a horizontal distance between the optical system and the pore from center coordinates of an approximate circle;
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