JPH0557518B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は人手による作業を大巾に減らし、作
業能率を高めることのできるレードルの内面補修
方法及びその装置に関するものである。

（従来の技術） 例えば銅製錬用金属製レードルは溶融銅の影響
と熱によるヒートシヨツクなどによつて内面にヒ
ビ割れ（以下、クラツクという）が生じる。その
ため、数日間使つたら定期的にその内面を補修し
なければならないが、従来、このような補修作業
は専ら人手によつている。すなわち、補修すると
きは作業者が１名、レードル内に入つて、内面の
素肌を削り取りながらクラツクの発生状況を確認
し、クラツクが小さい場合はクラツクに沿つてＶ
形の溝堀りをし、しかる後クラツク又は溝堀りし
た溝穴を溶接によつて埋め、最終的に溶失量の肉
盛りを行なつている。しかしながら、前記の場合
には１名の作業者が夏の暑いときであろうと、ど
んなにレードルの内部にガスや埃が発生していて
も予定通りの手順で作業をやり終えねばならず、
作業者に酷な作業を強いることとなつて作業能率
が著しく悪いうえに、作業に長時間がかかる等の
欠点がある。

（目的） この発明は上記従来のもののもつ欠点を排除
し、人手による作業を大巾に減らして作業能率を
高め、かつ作業時間を短縮することができるレー
ドルの内面補修方法及びその装置を提供すること
を目的とする。

（構成） 前記の目的を達成するため、この発明のレード
ルの内面補修方法は、レードル内面の清掃を終
え、ついでクラツクが発生すると想定される部分
に塗剤を塗布したのち該塗剤を剥離除去してクラ
ツクにのみ塗剤が充填塗布された状態になした
後、前記想定部分に判読膜を塗布してクラツクの
縁部を鮮明にし、次に判読膜が塗布された前記想
定部分におけるクラツクの位置及びその態様を縦
横方向の移動、及び回動が自在となつた作業ロボ
ツトに取付けたセンサによつて３次元的に検出
し、この検出データを制御装置に入力して記憶さ
れるとともに、該記憶されたデータ通りに前記作
業ロボツトに取付けた研削機を作動してクラツチ
部を研削し、研削後、該研削溝穴を前記作業ロボ
ツトに取付けた溶接機を作動して肉盛溶接するこ
とを特徴とし、また、この発明のレードルの内面
補修装置は、一側にレードル載置台を有する縦向
き支持フレームの上部に、前記載置台の上方を横
方向に移動可能に設置された移動部材と、この移
動部材を移動する第１駆動部材と、前記移動部材
の前記載置台側の一端部に、上下動、及び回動が
可能に設置された支持部材と、この支持部材を上
下動する第２駆動部材と、前記支持部材を回動す
る第３駆動部材と、前記支持部材の下端部にそれ
ぞれ複数の屈曲、かつ回動可能なアーム支片を有
して取付けられ、３次元的な動きが可能なアーム
と、このアームを駆動する第４駆動部材と、前記
アームの先端に取付けられ、レードル内面のクラ
ツクの位置及びその態様を検出するセンサと、こ
のセンサを駆動する第５駆動部材と、前記アーム
の先端に取付けられ、前記センサによつて検出さ
れたクラツク部を研削する研削機と、この研削機
を駆動する第６駆動部材と、前記アームの先端に
取付けられ、前記研削機によつて研削された研削
溝穴を肉盛溶接する溶接機と、この溶接機を駆動
する第７図駆動部材と、前記各駆動部材を制御す
る制御装置とを具えたことを特徴とするものであ
る。

以下、この発明の実施例を添付図面を参照して
説明する。

図面において１は作業ロボツトで、作業ロボツ
ト１は上方開口部の直径が約４ｍ、高さ約３ｍの
大きさのレードルＬを載置した載置台２と一体と
なつた支持フレーム３の上部に、断面方形の支持
穴４が横向きに貫通して形成された支持部５を有
している。支持部５の支持穴４には、中空本体６
の前端部にヘツド部７を有する移動部材８の該中
空本体がベアリングプレート１０を介して前後に
（第２図で左右）摺動可能に嵌挿されている。ベ
アリングプレート１０はプレート単体１０ａ〜１
０ｄの各端部同志を連結具１１で連結して組立て
られ、支持穴４の内面に取付けられている。プレ
ート単体１０ｃより下方の支持部５には、段付貫
通孔１２が形成され、貫通孔の中間部内周面には
めねじ１３がキー１４とキー溝１５の摺嵌により
配設されている。めねじ１３と貫通孔１２の段部
１７との間には、ばね１８が介装されている。め
ねじ１３には、移動部材８の本体６とほぼ同じ長
さに形成され、その両端部が本体６に固定した軸
受２０，２１によつて支持されたねじ付回転軸２
２が螺合されている。軸受２１から突出した回転
軸２２の端部はモータ２４の回転軸とカツプリン
グを介して連結されている。したがつて、モータ
２４を駆動すると、移動部材８が支持部５に対し
前後に移動するようになつている。２６はつば部
外周に歯車２７を有し、ばね１８と反対側の貫通
孔１２に回転軸２２に嵌挿して配設された押えリ
ングで、該リングの歯車２７には支持部５に架設
した回転軸２８上の歯車２９が噛合されていて、
回転軸２８を外部からハンドル３０で回転するこ
とにより回転軸２２のおねじとめねじ１３とのギ
ヤツプをなくして、両ねじの回転当初の螺合がう
まくいくように調節可能となつている。３２は外
部に表出した回転軸２２を覆うジヤバラ状のカバ
ーである。

移動部材８のヘツド部７には、支持孔３４が縦
向きに貫通して形成され、該支持孔にはスリーブ
３５がベアリング３６，３７を介して回動可能に
支持されている。スリーブ３５の支持孔３４から
上方に突出した部分にはウオームホイール３８が
ボルト３９によつて固定されている。ウオームホ
イール３８には回転軸４０上のウオーム４１が噛
合され、該回転軸はヘツド７にスリーブ３５の上
部を貫通させる貫通穴４２を有して立設されたケ
ーシング４３に架設され、その端部はモータ４４
の回転軸と連結されている。したがつて、モータ
４４を駆動すると、スリーブ３５がヘツド部７に
対し回動するようになつている。４５はスリーブ
３５の下端にボルト４６によつて取付けられた環
状の蓋板である。

スリーブ３５内には中空の支持軸４８が上下に
摺動可能に嵌挿されている。支持軸４８の外周面
にはほぼ全長に亘つてキー溝４９が複数個形成さ
れ、該キー溝にはスリーブ３５の上端部内周面に
固定したキー５０が摺嵌されている。また、支持
軸４８の外周面にはキー溝４９間においてラツク
５１が該キー溝と平行に形成されている。一方、
スリーブ３５の上端部にはキー５０間における円
周方向の一部が切欠され、該切欠部５２には回転
軸５３上に設けられ、前記ラツク５１と噛合する
ピニオン５４が配設されている。回転軸５３はス
リーブ３５に固定されたケーシング５５に架設さ
れ、その端部はモータ５６の回転軸と連結されて
いる。したがつて、モータ５６を駆動すると、支
持軸４８がスリーブ３５に対して上下動するよう
になつている。支持軸４８内は縦向きの仕切板５
８によつて軸方向に２つの室５９，６０に仕切ら
れていて、第１室５９には後記研削機などのケー
ブルを収納したパイプ類が配設され、第２室６０
はレードルＬ内を清掃するとき用いる空気の吸引
用ダクトとして使用されるようになつている。第
２室６０の上端開口部には継手管６１を介してフ
レキシブルホース６２の一端が接続され、フレキ
シブルホース６２の他端部は継手管６３を介して
バキユームクリーナへ接続されている。６４はホ
ースサポートである。また、６５は第２室６０の
下端開口部に着脱自在に取付けられたスイーパー
用ホースで、その先端開口が吸込口となつてい
る。

支持軸４８の下端部には取付部材６８がボルト
６９によつて固定され、該取付部材には２つのア
ーム７０，７１が相対向する位置に取付けられて
いる。アーム７０は３つのアーム支片７０ａ，７
０ｂ，７０ｃが矢印方向に屈曲、かつ回動可能に
枢支されて構成され、アーム支片７０ｃの先端に
は研削機７２が取付けられている。また、アーム
７１も３つのアーム支片７１ａ，７１ｂ，７１ｃ
が矢印方向に屈曲、かつ回動可能に枢支されて構
成され、アーム支片７１ｃの先端には電気溶接機
７３の溶接部が取付けられている。前記アーム７
０，７１は図示しない駆動部材によつて３次元的
な動きが可能なように構成されている。７４は視
覚センサであり、同様にアーム支片７１ｃの先端
に前記溶接部の先端を臨んで取付部材６８側に反
転可能に取付けられている。これら研削機７２、
溶接機７３、及び視覚センサ７４の図示しない駆
動部材は支持フレーム３に設けたマイクロコンピ
ユータを含む制御装置７５と、前記移動部材８、
スリーブ３５、支持軸４８の駆動を司るモータ２
４，４４，５６、及びアーム７０，７１用駆動部
材とともに電源ケーブルによつて接続され、自動
的にその駆動が制御されるようになつている。そ
のため、研削機７２、溶接機７３、視覚センサ７
４関係の電源ケーブルはそれぞれパイプに収納さ
れ、第１室５９を経て支持軸４８の上端分岐部７
７に引き出され、ここからさらにフレキシブルパ
イプ７８にそれぞれ収納されてヘツド部７、ケー
ブルキヤリア８０を経て支持部５に至り、支持部
５からは再びパイプ８１に収納されて制御装置７
５へ連結されるようになつている。８３はケーブ
ルキヤリア８０のチエーン受け、８４は溶接機７
３におけるワイヤードラム、８５は溶接用通電グ
リツプである。

次に、前記実施例の作用について説明する。

まず、載置台２に載置したレードルＬの内面を
清掃する。これは作業者が１名レードル内に入つ
てスイーパー用ホース６５を使用して内面に積つ
た埃などを吸引するのであるが、この際、クラツ
クの発生状況を同時に目視し、極めて小さなクラ
ツクを発見したときは必要に応じて研削機７２を
作動してＶ形の溝堀りをする。

清掃を終えたら、レードル内面のクラツクが発
生すると想定される部分、例えばレードル底部内
面に塗剤を塗布する。これはクラツクを探すため
のものであり、塗剤としてはガラス粉末を主成分
としたペースト状のものを用いる。そして、ある
程度乾燥したら、該塗剤を剥離して除去し、クラ
ツクにのみ塗剤が浸透して充填塗布された状態に
する。その後、同様に前記想定部分に判読膜を塗
布する。判読膜は0.2mm程度の膜であり、これに
よつて前記塗剤が浸透して充填されたクラツクの
縁部が鮮明となるとともに、該想定部分から平滑
な面となる。ここまでは清掃に際し、一部作業ロ
ボツト１を利用するも、全て作業者の作業によ
る。

次に、制御装置７５の電源をONして各駆動部
材を駆動することにより作業ロボツト１を制御す
るが、その制御方法を説明すると、次の通りであ
る。まず、最初に移動部材８の前後動、スリーブ
３５の回動、及び支持軸４８の上下動、さらにア
ーム７０，７１の屈曲、かつ回動運動を行なわせ
て視覚センサ７４を検出基準位置にもつていく。
この検出基準位置は前記クラツクが発生すると想
定される部分であればどこでもよく、任意に設定
できる。そして、前記各部材８，３５…を介して
アーム７１を基準位置から横方向のＸ、縦方向の
Ｙ、高さ方向のＺの３次元的方向に動かし、視覚
センサ７４でクラツクの縁部の位置、及びその態
様を３次元的に検出し、この検出したデータを制
御装置７５内のコンピユータに入力して記憶させ
る。

次に、視覚センサ７４による検出が終了した
ら、前記記憶されたデータを出力信号として出力
し、研削機７２をデータ通りに駆動し、クラツク
部を研削する。この研削ではクラツクの大きさよ
りやや大きめに研削して、研削内面が溶接し易い
ようにするとともに、研削したかすは清掃のとき
用いたスイーパホース６５で除去する。

研削が終了したら、研削機７２の駆動を停止
し、かつ視覚センサ７４を第１図に鎖線で示すよ
うに取付部材６８側の待機位置に反転させたうえ
で、溶接機７３を前記研削機７２と同様、記憶さ
れたデータ通りに駆動し、ワイヤドラム８４から
繰出すワイヤを溶かして研削した溝穴に埋める。
溶接は通常溝穴の高さにもよるが、１つの溝穴に
ついて数回行ない、レードル内面より肉盛がやや
高くなつたところで終える。

前記溶接の終了とともに、レードル内面の補修
は全て終了するが、補修に当りレードル内面が摩
耗等により流失して予め基準面以下になつている
場合もあるので、このような場合には、該内面の
部分における溶失量の肉盛溶接を行なう。

前記のように、レードル内面の清掃、塗剤の塗
布及び剥離除去、判読膜の塗布、視覚センサによ
るクラツクの検出、研削機による研削、溶接機に
よる溶接という１サイクル作業によつて１つのレ
ードルの内面補修を行なうものである。

尚、前記実施例においてはクラツクの検出部材
として視覚センサを用いたが、これに限定するも
のでなく、ほかの同様の機能をもつセンサを用い
てもよいことは言う迄もなく、また作業ロボツト
を構成する各部材やアームの３次元的な動きを司
る部分の構成なども１例を示したにすぎず、この
発明は要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更が
可能である。

（効果） 前記のようにこの発明の方法によれば、レード
ル内面の補修に当り、作業者の作業によるのはレ
ードル内面の清掃、塗剤の塗布及び剥離除去、判
読膜の塗布のみであり、そのほかのクラツクの検
出から溶接までの作業を全て作業ロボツトで自動
的に行なうようになつているため、人手による作
業を大巾に減らして作業能率を高めることができ
るとともに、作業時間も従来の全て人手による作
業に比べ短縮できる。しかも作業者の健康管理も
良好となるのに加え、前記クラツクの検出などを
機械的に行なうから検出精度が極めて高くなり高
品質の再生レードルを供給することができる。

また、この発明の装置によれば、一側にレード
ル載置台を有する縦向き支持フレームに、セン
サ、研削機及び溶接機を有するアーム、このアー
ムをもつ支持部材、この支持部材をもつ移動部材
を具えていて、移動部材の横方向移動、支持部材
の上下動、及び回動によつてアームを載置台に載
置されるレードル内に適確に臨ませて、前記セン
サ等による補修作業が自動的に、かつ迅速にでき
るようになつており、しかも前記に際しては載置
台に補修用レードルを載置するだけでよく、作業
性と操作性が極めてよいなどのすぐれた効果を有
する。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明方法を実施する装置の全体正
面図、第２図は第１図の装置の要部拡大断面図、
第３図は第２図−線に沿う支持フレームの支
持部の断面図、第４図は第２図−線に沿う断
面図、第５図は第２図Ｖ−Ｖ線に沿うピニオンと
ラツクの噛合部の断面図、第６図は第２図−
線に沿うウオームとウオームホイールの噛合部の
断面図である。 １……作業ロボツト、２……載置台、３……支
持フレーム、４……支持穴、５……支持部、７…
…ヘツド部、８……移動部材、１０……ベアリン
グプレート、１２……段付貫通孔、１３……めね
じ、２０，２１……軸受、２２……ねじ付回転
軸、３４……支持孔、３５……スリーブ、３８…
…ウオームホイール、４１……ウオーム、４３…
…ケーシング、４８……支持軸、４９……キー
溝、５０……キー、５１……ラツク、５４……ピ
ニオン、５８……仕切板、６８……取付部材、７
０，７１……アーム、７２……研削機、７３……
溶接機、７４……視覚センサ、７５……制御装
置。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ レードル内面の清掃を終え、ついでクラツク
   が発生すると想定される部分に塗剤を塗布したの
   ち該塗剤を剥離除去してクラツクにのみ塗剤が充
   填塗布された状態になした後、前記想定部分に判
   読膜を塗布してクラツクの縁部を鮮明にし、次に
   判読膜が塗布された前記想定部分におけるクラツ
   クの位置及びその態様を縦横方向の移動、及び回
   動が自在となつた作業ロボツトに取付けたセンサ
   によつて３次元的に検出し、この検出データを制
   御装置に入力して記憶されるとともに、該記憶さ
   れたデータ通りに前記作業ロボツトに取付けた研
   削機を作動してクラツク部を研削し、研削後、該
   研削溝穴を前記作業ロボツトに取付けた溶接機を
   作動して肉盛溶接することを特徴とするレードル
   の内面補修方法。 ２ 一側にレードル載置台を有する縦向き支持フ
   レームの上部に、前記載置台の上方を横方向に移
   動可能に設置された移動部材と、この移動部材を
   移動する第１駆動部材と、前記移動部材の前記載
   置台の一端部に、上下動、及び回動が可能に設置
   された支持部材と、この支持部材を上下動する第
   ２駆動部材と、前記支持部材を回動する第３駆動
   部材と、前記支持部材の下端部にそれぞれ複数の
   屈曲、かつ回動可能なアーム支片を有して取付け
   られ、３次元的な動きが可能なアームと、このア
   ームを駆動する第４駆動部材と、前記アームの先
   端に取付けられ、レードル内面のクラツクの位置
   及びその態様を検出するセンサと、このセンサを
   駆動する第５駆動部材と、前記アームの先端に取
   付けられ、前記センサによつて検出されたクラツ
   ク部を研削する研削機と、この研削機を駆動する
   第６駆動部材と、前記アームの先端に取付けら
   れ、前記研削機によつて研削された研削溝穴を肉
   盛溶接する溶接機と、この溶接機を駆動する第７
   駆動部材と、前記各駆動部材を制御する制御装置
   とを具えたことを特徴とするレードルの内面補修
   装置。