JPH08257851A - 弁ボルト締緩装置 - Google Patents

弁ボルト締緩装置

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JPH08257851A
JPH08257851A JP9202495A JP9202495A JPH08257851A JP H08257851 A JPH08257851 A JP H08257851A JP 9202495 A JP9202495 A JP 9202495A JP 9202495 A JP9202495 A JP 9202495A JP H08257851 A JPH08257851 A JP H08257851A
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tightening
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Akira Shinomiya
陽 篠宮
Akira Tsumura
章 津村
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 作業対象の弁11の位置や形状等にかかわら
ず適用することができ、長さが短く、軽量小形で正確容
易に作業を行わせることができ、また、取付位置補正と
隙間計測とを共通して距離センサ71のみで行わせる。 【構成】 ティーチングプレイバック操作の可搬式のマ
ニピュレータ31が取り付けられた固定取付台57を作
業対象の弁11が接続されている配管14に帯状体58
を巻き付けて緊締手段59,55によって締付けて固定
し、マニピュレータ31の先端部に設けられた距離セン
サ71によって弁11の上フランジ12の上面を検出し
て取付位置誤差を測定してティーチングデータを修正
し、距離センサ71によって弁11の上フランジ12と
下フランジ15との間の隙間を検出し測定して両フラン
ジ12,15を締結するボルト13の締緩を行わせる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、大径配管に設けられ
ている大形の弁のフランジを締結するボルト又はナット
(以下「ボルト」という)の締め又は緩めを、マニピュ
レータ(ロボット)で行わせるようにした弁ボルト締緩
装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】図3は従来の弁ボルト締緩装置を示す。
図3(A)において、11は、例えば原子力発電所等の
配管14に設けられた大形の弁であり、この弁11の下
フランジ15と上フランジ12とを締結する締付けボル
ト13を締め又は緩める作業を、ティーチングプレイバ
ック操作の可搬式のマニピュレータ31で行わせるもの
である。先ず、床91に共通取付台52を取り付け、そ
の上にマニピュレータ31の基部を取り付けて固定す
る。次に、取付位置補正用センサである位置誤差センサ
74で上フランジ12の上面を検出して取付位置の誤差
を測定してティーチングデータを修正して作業位置を確
定する。次に、隙間計測用センサ75で上フランジ12
と下フランジ15とのフランジ間隙間16を計測しなが
ら、ボルト締緩具41を用いて締付けボルト13の締め
又は緩めを行う。図3(B)は床91に恒久的に取り付
けられている専用取付台53の上にマニピュレータ31
を取り付けて上記作業を行わせるものである。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】従来の弁ボルト締緩装
置は上記のようであるが、床91と弁11との相対位置
は各弁11毎に異なるのが通常であり、共通取付台52
を用いてマニピュレータ31を固定すれば、弁11毎に
位置が異なるのでティーチングデータの修正に手間がか
かる。また、床91から弁11までの高さが1.5mを
超えるような高さになると、マニピュレータ31の基部
から先端までの長さが長く大形大重量のものとする必要
があり、作業の反力により基部に生じるモーメント及び
撓みが大きくなり不利である。また、各弁と取付台との
関係位置が一定になるように、各弁11に対して適切に
形成された専用取付台53を設ければ、上記問題は解消
するが、弁11の数だけの専用取付台53を必要とし、
恒設された専用取付台53は他の作業の邪魔になるとい
うような問題があった。また、距離センサは1次元の判
定、隙間計測は2次元形状の判定を行うものであり機構
的に別物であるので、検出手段として、取付位置補正用
センサである位置誤差センサ74と隙間計測用センサ7
5とを別個に具備する必要があった。
【0004】この発明は上記課題を解消するためになさ
れたもので、作業対象の弁の位置等に関係なく使用する
ことができ、長さが短く、軽量小形で正確容易に作業を
行うことができ、かつ、取付位置補正と隙間計測とを共
通して距離センサのみで行わせるようにした弁ボルト締
緩装置を得ることを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】この発明に係る弁ボルト
締緩装置は、ティーチングプレイバック操作の可搬式の
マニピュレータと、このマニピュレータを取り付ける固
定取付台と、この固定取付台を作業対象の弁が接続され
ている配管に固定するように巻き付ける帯状体及びこの
帯状体を緊締する緊締手段と、前記マニピュレータの先
端部に着設された距離センサとを具備するものである。
また、ティーチングプレイバック操作の可搬式のマニピ
ュレータが取り付けられた固定取付台を作業対象の弁が
接続されている配管に帯状体を巻き付けて緊締手段によ
って締付けて固定し、前記マニピュレータの先端部に設
けられた距離センサによって前記弁の上フランジの上面
を検出して取付位置誤差を測定してティーチングデータ
を修正し、前記距離センサによって前記弁の上フランジ
と下フランジとの間の隙間を検出し測定して前記弁の前
記両フランジを締結するボルトの締緩を行わせるように
したものである。
【0006】
【作用】この発明における弁ボルト締緩装置のマニピュ
レータは、配管に帯状体を巻き付けて緊締手段によって
締付けて固定される。したがって、作業対象の弁の形状
や大きさ,配管の径,床からの位置等が異なっていて
も、マニピュレータ及びその取付手段を各弁に汎用する
ことができる。また、作業対象の弁の近くに取り付ける
ことができるので、このマニピュレータの取付部から先
端までの長さを短くすることができ、撓みなどの変形が
小さくなり、正確な作業を行わせることができる。ま
た、距離センサのみによって取付位置誤差の測定とフラ
ンジ間の隙間の検出をさせるので構成が簡単になる。
【0007】
【実施例】以下、この発明の一実施例を図について説明
する。図1はこの発明の一実施例による弁ボルト締緩装
置を示し、(A)は側面図、(B)は(A)を右から見
た図である。図1において、11は作業対象の大形の
弁、13はこの弁11の上フランジ12を下フランジ1
5に締結する締付けボルト、14は弁11が接続されて
いる配管、31は締付けボルト13を締め又は緩める作
業を行うティーチングプレイバック操作の可搬式のマニ
ピュレータ(センサ付きメカニカルハンドを先端部に有
するコンピュータを内蔵したロボットアーム)である。
57はマニピュレータ31を取り付けて固定する固定取
付台、58は固定取付台57を配管14に固縛して固定
する帯状体のチェーンである。
【0008】図1に示すように、固定取付台57は2本
のチェーン58によって配管14に緊縛して固定され
る。2本のチェーン58の各一端部は四角形の固定取付
台57の2隅部に強固に固着され、配管14に巻き付け
たチェーン58の各他端部にはチェーン締付けねじ棒5
9が連結され、固定取付台57の他の2隅部にあけられ
ている孔に通して、チェーン締付けナット55をチェー
ン締付けねじ棒59にねじ込み締め付けることによって
固定取付台57を配管14に固定している。このように
して配管14に固定した固定取付台57にマニピュレー
タ31の基部を取り付けて据え付ける。マニピュレータ
31の先端部にはボルト締緩具41及び距離センサ71
が装着されている。距離センサ71は対向する表面まで
の距離を検出する。ボルト締緩具41は締付けボルト1
3に嵌合する六角凹部を回転させて締付けボルト13を
締め又は緩めるものである。
【0009】次に、図1に示す実施例の動作について説
明する。先ず、このマニピュレータ31を据え付けて固
定するには、作業対象の弁11が接続している配管14
の弁11のなるべく近くで作業に適当な箇所に固定取付
台57を置き、2本のチェーン58を配管14に巻き付
けてチェーン締付けねじ棒59を固定取付台57の孔に
通してチェーン締付けナット55をねじ込んで締め付け
る。これで固定取付台57は、締め込まれた2本のチェ
ーン58の引張り力により配管14に圧着して固定され
た。固定取付台57の表面が上フランジ12の表面に対
してほぼ平行になるように取り付ければよい。次に、図
1に示すように、配管14に固定された固定取付台57
の上にマニピュレータ31の基部を取り付けてマニピュ
レータ31を固定する。
【0010】次に、図2に示すように、マニピュレータ
31のアームを駆動してその先端部(ハンド)を上フラ
ンジ12の表面にほぼ平行に動かす。固定取付台57の
表面が上フランジ12の表面に完全に平行ではないので
ほぼ平行に動くことになる。図2に示すように、その移
動を上フランジ12の表面のほぼ中心で直交する2方向
に行わせ、その移動中に、距離センサ71により対向面
である上フランジ12の表面までの距離を検出させる。
上記各方向について両端部における上フランジ12の表
面までの距離を求め、その差を算出し上フランジ12の
両端間の距離で割ることにより、マニピュレータ31の
取付誤差である傾斜を算出することができる。また、上
記各方向にある上フランジ12の端部の位置を検出し、
各両端を結ぶ線の垂直2等分線を各々算出すれば、その
交点として上フランジ12の上面の中心点を算出するこ
とができる。これらの得られたデータをマニピュレータ
31のコンピュータに入力してティーチングデータを修
正する。
【0011】次に、図2に示すように、マニピュレータ
31の先端部を上フランジ12及び下フランジ15の横
の位置に移動させた後、距離センサ71を有する先端部
を上下に移動させて、距離センサ71により各フランジ
12,15の側面までの距離を検出し、その距離の値が
急に変化した箇所として、上フランジ12の下端の位置
及び下フランジ15の上端の位置を検出し、その間の距
離であるフランジ間隙間16の大きさを測定する。これ
でマニピュレータ31による締付けボルト13の締め又
は緩め作業の準備が完了した。
【0012】次に、図1に示すように、マニピュレータ
31の先端部(ハンド)にボルト締緩具41を取り付
け、上記のようにして修正したティーチングデータに従
ってマニピュレータ31に締付けボルト13を締め又は
緩める作業を行わせる。すなわち、修正したティーチン
グデータに従ってプレイバックさせることにより、ボル
ト締緩具41を締付けボルト13に嵌合させた後、ボル
ト締緩具41を締め又は緩めのいずれかの方向に回転さ
せて締付けボルト13を回すことによって、締付けボル
ト13を締め又は緩める作業を行わせる。これをティー
チングデータとして入力されている所定の順序で各締付
けボルト13について行い、全部の締付けボルト13に
ついて行う。次に、図2に示すように、マニピュレータ
31の先端部を上フランジ12及び下フランジ15の横
の位置に移動させた後、距離センサ71を有する先端部
を上下に移動させて、距離センサ71により、上フラン
ジ12の下端の位置及び下フランジ15の上端の位置を
検出し、その間の距離であるフランジ間隙間16の大き
さを再び測定する。この測定結果を予め与えられていた
値又は作業前の測定結果と比較して締め又は緩めの結果
を確認して作業を完了する。
【0013】この発明による弁ボルト締緩装置のマニピ
ュレータ31の基部は、図1に示すように、弁11が接
続されて弁11の至近距離にある配管14に固定される
ので、マニピュレータ31の基部から先端部までの長さ
を短くすることができる。これにより、ボルト締緩具4
1で締付けボルト13を回すときの力の反力によりマニ
ピュレータ31に生じる力のモーメントが小さくなる。
マニピュレータ31の撓み量は、力のモーメントに長さ
の2乗を乗じたものであるので、長さの3乗に比例し、
従来に比べて非常に撓み量が小さくなる。結局それだけ
作業を正確かつ容易に行わせることができる。また、マ
ニピュレータ31を軽量小形にすることができる。
【0014】また、図1に示すように、この発明による
弁ボルト締緩装置の固定取付台57は、チェーン58を
配管14に巻き付けて緊締して固定する構成であるが、
弁には配管が必ず接続されているので必ず適用すること
ができ、配管14の径が異なっても自由に対応して適用
することができる。
【0015】なお、図1に示す実施例では、固定取付台
57を配管14に固定する帯状体としてチェーンを示し
たが、例えば、金属帯材とか鋼線,合成樹脂繊維,ガラ
ス繊維やカーボン繊維で補強した合成樹脂繊維等を帯状
に束ねたもの等を用いることもできる。また、緊締手段
としてねじ締め手段を示したが、例えばくさびを用いて
締付けるような手段を採用することも可能である。
【0016】なお、この発明による弁ボルト締緩装置
は、弁のフランジを締結するボルトの締緩を行わせるも
のとして説明したが、その他、原子力発電所等の人の接
近が好ましくない配管に設けられた弁,その他の機器等
の外観検査や超音波による検査等に使用することもでき
る。
【0017】
【発明の効果】以上のように、この発明によれば、配管
に帯状体で緊縛して固定取付台を設けることにより、作
業対象の弁の位置が異なっても同じ固定取付台を設置す
ることができる。また、作業対象の弁のすぐ近くにマニ
ピュレータを設置することができるので、マニピュレー
タが小形軽量で変形が少なくなり、正確容易に作業をさ
せることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の一実施例による弁ボルト締緩装置を
示し、(A)は側面図、(B)は(A)の右から見た図
である。
【図2】この発明の一実施例による弁ボルト締緩装置の
取付位置誤差等の検出方法を示す斜視図である。
【図3】従来の弁ボルト締緩装置を示し、(A)は側面
図、(B)は専用取付台の側面図である。
【符号の説明】
11:弁、 12:上フランジ、13:締付けボルト、
14:配管、15:下フランジ、 16:フランジ間
隙間、31:マニピュレータ、 41:ボルト締緩具、
55:チェーン締付けナット、 57:固定取付台、5
8:チェーン、 59:チェーン締付けねじ棒、71:
距離センサ。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ティーチングプレイバック操作の可搬式
    のマニピュレータと、このマニピュレータを取り付ける
    固定取付台と、この固定取付台を作業対象の弁が接続さ
    れている配管に固定するように巻き付ける帯状体及びこ
    の帯状体を緊締する緊締手段と、前記マニピュレータの
    先端部に着設された距離センサとを具備することを特徴
    とする弁ボルト締緩装置。
  2. 【請求項2】 前記帯状体はチェーンであり、前記緊締
    手段はねじ締め手段である請求項1に記載の弁ボルト締
    緩装置。
  3. 【請求項3】 ティーチングプレイバック操作の可搬式
    のマニピュレータが取り付けられた固定取付台を作業対
    象の弁が接続されている配管に帯状体を巻き付けて緊締
    手段によって締付けて固定し、前記マニピュレータの先
    端部に設けられた距離センサによって前記弁の上フラン
    ジの上面を検出して取付位置誤差を測定してティーチン
    グデータを修正し、前記距離センサによって前記弁の上
    フランジと下フランジとの間の隙間を検出し測定して前
    記弁の前記両フランジを締結するボルトの締緩を行わせ
    るようにしたことを特徴とする弁ボルト締緩装置。
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