JPS61116287A - レ−ドルの内面補修方法及びその装置 - 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） この発明は人手による作業を大巾に減らし、作菓能率ヲ
尚めることのできるし一ドルの内面補修装置及びその装
置に関するものである。

（従来の技術） 例えば′Ａ糖蝕用レしドルは溶Ｃ独銅の影響と熱による
ヒートショックなどにより【内面にヒビ割れ（以下、ク
ラックという）が生じる。そのため、数日間使ったら定
期的にその内面全補修しなければならないが、従来、こ
のような補イ１作業は専ら人手によっている。すなわち
、補修するときは作−丸者が１名、レードル内に入って
、内面の素肌を削り取υながらクラックの発生状況を確
認し、クラックが小さい場合はクラックに沿ってＶ形の
溝堀９′ｆ！ニジ、シかる後クラック又は溝堀りしｆｃ
溝穴金溶接によって埋め、最終的に溶失量の肉盛りを行
なっている。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、どんなにし−ドルの内部
にガスや埃が発生していても予定通夛の手順で作業をや
ｐ終えねばならず、作業者に酷な作業を強いることとな
って作業能率が著しく悪いうえに、作業に長時１…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し一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、この発明のし一ドルの内面
補修方法は縦横方向の移動、及び回動が自在に構成され
、レードル内を臨む支持部材に、先端にセンサ、研削機
、及び溶接機を有し、３次元的な動きが可能なアームを
取付けた作業ロボットと、この作業ロボットを制御する
制御装置とを具え、レードル内面の清掃ｆｔ終え、かつ
クラックが発生すると想定される部分に予め塗布した塗
剤を剥離除去してクラックにのみ成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℃クラ
ックの縁部を鮮明にするととも罠、該部分全平滑になし
、しかる後、判読膜が塗布された前記想定部分におけろ
クラックの位置及びその態様を前記センサによって３次
元的に検出し、この検出データ金前記制倒装置に入力し
て記憶させるとともに、該記憶さｎたデータ１［Ｉ！９
に前記研削機を作動してクラック部を研削し、研削後、
該研削溝穴を前記浴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
、、一側にし一ドル載欣台を有する縦向き支持フレーム
の上部に、前記ｒｘｕｔＵ一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．ＩＫ駆動部材、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ｉ；ｇ４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ックの位置及び
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
ンサによって検出されたクラッ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、前記研削機によって研削された研削
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、前記各駆動部材全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全参照し【説明する
。

図面においてｌは作業ロボットで、作業ロボット１は上
方開口部の直径が約４ＴｒＬｓ高さが約３１ｒＬの大き
さのレードルＬを載置した載置台２と一体となった支持
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℃いる６支持部５の支
持穴４には、中空本体６の前端部にヘッド部７を有する
Ｓ動部材８の該中空本体がベアリングプレート１０金介
して前後に（第２図で左右）慴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ＬＱｍ〜１０
ｄの各端部同志を連結具１１で連結しく組立てられ、支
持穴４の内面に取付けられ℃いる。プレート単体１０ｅ
より下方の支持部５には、紋付貫通孔１２が形成され、
貫・瑣孔の中間部内周面にはめねじ１３がキー１４とキ
ー溝１５のｉｆＪ嵌により配設されている。めねじ１３
と貫通孔１２０段部１７との商には、ばね１８が介装さ
れている。めねじ１３には、移動部材８０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によって支持され九ねじ何回転軸２２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の回転軸とカップリングを介して連結され
℃いる。したがって、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５になっている
。

２６はっは部外周に歯車２フを有し、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
金外部からハンドル３０で回転することによ）回転軸２
２のおねじとめねじ１３とのギャップをな（して、両ね
じの回転当初の噛合が５ま（いくように調節可能となっ
ている。３２は外部に表出した回転軸２２ｆｃ覆うジャ
バラ状のカバーである。

移動部材８のヘッド部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によって同定されている
。

ウオームホイール３８には回転４ｔｆ１４０上（７）ウ
オーム４１が噛合され、該回転軸はヘッド７にスリーブ
３５の上部１ｒ貞通させる山通穴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。

したがって、モータ４４１ｉ動すると、スリーブ３５か
ヘッド部７に対し回動するようンこなっている。４５は
スリーブ３５の下端にボルト４６によって取付けらｎ７
ＩＣ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
亘ってキー溝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１司定したキー５０が１習妖
されている。

また、支持軸４８の外周面ＶＣはキー溝４９間において
ラック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ｎ之ケ
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。したがって、モータ５６を駆動す
ると、支持軸４８がスリーブ３５に対し【上下動するよ
うになっている。

支持軸４８内は縦向きの仕切板５８によって軸方向に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ＪＲイブ類が配設さ
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っている。

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を介してバキュームクリー
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Ａ−用ホ
ースで、その先端開口が吸込口となっている。

支持１ｌｉＩｉ１４８の下端部には取付部材６８がボル
ト６９によって同定され、該取付部材には２つのアーム
７０．７１が相対向する位置に堰付けられている。アー
ム７ｏは３つのアーム支片７０　ｍ、　７０　ｂ、　７
０　ｅ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７０ａ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７
１＆、７１ｂ、７１ａが矢印方向に屈曲、かり回動可能
に枢支されて構成され、アーム支片７１ａの先１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
７０．７１は図示しない駆動部材によって３次元的な噛
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７１ａ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７
４の図示しない駆動部材は支持フレーム３に設けたマイ
クロコンピュータを含む制御装置７５と、前記移動部材
８、ス１７　＋ブ３５、支持軸４８の駆動を司るモータ
２４．４４．５６％及びアーム７０．７１＃１駆動部材
とともに電線ケーブルによって接続され、自動的にその
駆動が制御されるようになっている。

そのため、研削機７２、溶接機７３、視覚センサ７４関
係の電線ケーブルはそれぞれＡイブに収納され、第１室
５９を経て支持軸４８の上端分岐部７７に引き出され、
ここからさらにフレキシブル／ぐイブ７Ｂにそれぞれ収
納されてヘッド部７、ケーブルキャリア８０を経て支持
部５に至り、支持部５からは再びノイズ８１に収納され
て制御装置７５へ連結されるようになっている。８３は
ケーブルキャリア８０のチェーン受け、８４は溶接機７
３におけるワイヤードラム、８５は溶接用通電グリップ
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名し一ドル内に入ってスィーパ−用
ホース６５を使用して内面に積った埃など全吸引するの
であるが、この際、クラックの発生状況を四時釦目視し
、極めて小さなりラッ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形の溝堀シをする。

？＃掃ｔｈえたら、レードル内面のクラックが発生する
と想定される部分、例えばし−ドル底部内面に塗剤を塗
布する。これはクラッ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ｔ
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、クララ５り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０．２　ｍ、程度の膜であ、シ、
これによって前記塗剤が浸透して充填されたクラックの
一部が鮮明となるとともに、該想定部分が平滑な面とな
る。ここまでは清掃に際し、一部作条ロボット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ｆｆ１ＯＮｔ、て各駆動部材
を駆動することにより作業ロボット１を制御するが、そ
の制（財）方法を説明すると、次の通りである。まず、
最初に移動部材８０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７０，７１０屈曲、
かつ回動運動を行なわせて視覚センサ７４１ｆｔ検出基
準位置にもっていく。この検出基遣位置は前記クラック
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
１高さ方向の２の３次元的方向に動かし、視覚センサ７
４でクラックの縁部の位置、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Ｔｔ７５内のコン
ピュ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、クラック部を研削する。この研削
ではクラッ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ィーパホース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
側の待機位置く反転させたうえで、ｆａ接機７３１に前
記研削機７２と同様、記憶されたデータ通シＫ［動し、
ワイヤドラム８４から鎌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【数回性ない、レードル内面よシ肉盛がや
や高くなったところで終える。

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υ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っ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景の内盛溶
接を行な５゜ 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ックの検
出、研削機による研削、溶接機による溶接というｌサイ
クル作業によって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ッ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５迄
もなく、また作業ロボットヲ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例を示し九に
すぎず、この発明は要旨を逸脱しない範囲で穐々の設計
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
補修に当シ、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シ
、そのほかのクチツクの検出から溶接までの作業を全て
作業ロボットで自動的に行なうようになっているため、
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、前記クラックの検出などを機械的に行
なうから検出積置が極めて高くなシ高品質の丹吐し−ド
ルを供給することができる。

ま之、この発明の装置によれば、、一側にし一ドル載随
台を有する縦向き支持７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【いて、移動部材の横
方向移動、支持部材の上下動、及び回動によってアーム
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
るようになっており、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几た効果ｔ■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
線に沿うビニオンとラックの噛合部の断面図、第６図は
第２図ｖをｖｔ線に沿５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・・・作業ロボット　　２・・・載置台３・・・支持
フレーム　　４・・・支持穴５・・・支持部　　　　　
７・・・ヘッド部８・・・移動部材　　　　　　ＩＯ・
・・ベアリングプレート１２・・・段付貫通孔　　　１
３・・・めねじ２へ２１　・・・軸受　　　　　２２・
・・ねじ何回転軸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・・
・ラック　　　　　５４・・・ビニオン５８・・・仕切
板　　　　　６８・・・取付部材７へ７１　　・・・ア
ーム　　　７２・・・研削機フ３・・・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、縦横方向の移動、及び回動が自在に構成され、レー
   ドル内を臨む支持部材に、先端にセンサ、研削機、及び
   溶接機を有し、３次元的な動きが可能なアームを取付け
   た作業ロボットと、この作業ロボットを制御する制御装
   置とを具え、レードル内面の清掃を終え、かつクラック
   が発生すると想定される部分に予め塗布した塗剤を剥離
   除去してクラッ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ックの縁
   部を鮮明にするとともに、該部分を平滑になし、しかる
   後、判読膜が塗布された前記想定部分におけるクラック
   の位置及びその態様を前記センサによつて３次元的に検
   出し、この検出データを前記制御装置に入力して記憶さ
   せるとともに、該記憶されたデータ通りに前記研削機を
   作動してクラッチ部を研削し、研削後、該研削溝穴を前
   記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ッ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
   されたクラッ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。