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技術 保護部材挿入システム及び方法

出願人 三菱重工業株式会社
発明者 石田誠松元繁片木佑樹朝尾祐貴
出願日 2018年2月28日 (2年7ヶ月経過) 出願番号 2018-035574
公開日 2019年9月12日 (1年1ヶ月経過) 公開番号 2019-150891
状態 未査定
技術分野 自動組立 放射線の遮蔽 燃料及び物質の取扱い並びに実験設備
主要キーワード 抵抗反力 仮想支点 ネジ穴内 保持工具 工具保管 開閉対象 水平方向上 抜き取り工具
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2019年9月12日)のものです。
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図面 (11)

課題

保護部材挿入システム及び方法において、保護部材挿入作業の作業性の向上を図る。

解決手段

ネジ穴43bの保護部材50を保持する保持工具T1,T2と、保持工具T1,T2をネジ穴43bの中心軸BXを中心として回転可能なる工具駆動装置71と、保持工具T1,T2をネジ穴43bの中心軸BXに沿って移動可能であると共にネジ穴43bの中心軸BXに対する保持工具T1,T2の角度を調整する多関節ロボット挿入装置103)と、保持工具T1,T2の角度をネジ穴41bの中心軸BXに対して予め設定された初期挿入角度θだけ傾斜させた状態で保持工具T1,T2を回転すると共に保持工具T1,T2をネジ穴43bの中心軸BXに沿って移動して保持工具T1,T2が保持した保護部材50をネジ穴43bに挿入する制御装置107とを設ける。

概要

背景

原子力発電プラント原子炉などで発生した放射性廃棄物は、放射性物質収納容器収納され、貯蔵施設再処理施設などに搬送され、貯蔵または再処理される。このような放射性物質収納容器は、上部が開口した底付き円筒形状をなす胴部と、この胴部の上部に固定される蓋部とから構成される。そして、この胴部は、胴本体の外周側に伝熱フィン周方向所定間隔で複数溶接により固定され、その外側に外筒が溶接により固定されており、胴本体と外筒との間に中性子遮蔽材充填されて構成されている。

この放射性物質収納容器を構成する胴部は、上部に開口部が形成された胴本体と、胴本体の開口部に固定される蓋部とから構成され、蓋部は、複数のボルトにより胴本体に固定されている。そのため、胴本体は、開口部の周縁部には、蓋部固定用ネジ螺合するネジ穴が周方向に均等間隔で複数形成されている。そして、各ネジ穴は、ネジ部を保護するための保護部材が配置されている。この保護部材は、螺旋状に形成され、ネジ穴の内周とネジの外周との間に配置される。この構成では、ネジ穴に配置された保護部材の内周が、蓋部固定用のネジに対して雌ネジとなる。従来の保護部材挿入システムとしては、下記特許文献1に記載されたものがある。

概要

保護部材挿入システム及び方法において、保護部材挿入作業の作業性の向上をる。ネジ穴43bの保護部材50を保持する保持工具T1,T2と、保持工具T1,T2をネジ穴43bの中心軸BXを中心として回転可能なる工具駆動装置71と、保持工具T1,T2をネジ穴43bの中心軸BXに沿って移動可能であると共にネジ穴43bの中心軸BXに対する保持工具T1,T2の角度を調整する多関節ロボット挿入装置103)と、保持工具T1,T2の角度をネジ穴41bの中心軸BXに対して予め設定された初期挿入角度θだけ傾斜させた状態で保持工具T1,T2を回転すると共に保持工具T1,T2をネジ穴43bの中心軸BXに沿って移動して保持工具T1,T2が保持した保護部材50をネジ穴43bに挿入する制御装置107とを設ける。

目的

本発明は、上述した課題を解決するものであり、保護部材挿入作業の作業性の向上を図る保護部材挿入システム及び方法を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

ネジ穴保護部材を保持する保持工具と、前記保持工具を前記ネジ穴の中心軸を中心として回転可能な駆動装置と、前記保持工具を前記ネジ穴の中心軸に沿って移動可能な移動装置と、前記ネジ穴の中心軸に対する前記保持工具の角度を調整する角度調整装置と、前記角度調整装置により前記保持工具の角度を前記ネジ穴の中心軸に対して予め設定された初期挿入角度だけ傾斜させた状態で前記駆動装置により前記保持工具を回転すると共に前記移動装置により前記保持工具を前記ネジ穴の中心軸に沿って移動して前記保持工具が保持した前記保護部材を前記ネジ穴に挿入する制御装置と、を備えることを特徴とする保護部材挿入システム

請求項2

前記保持工具に作用する回転反力を検出する反力検出装置が設けられ、前記制御装置は、前記保持工具が保持した前記保護部材を前記ネジ穴に挿入するとき、前記反力検出装置が検出した回転反力が予め設定された挿入基準反力よりも小さいとき、前記初期挿入角度を予め設定された変更角度だけ小さく変更することを特徴とする請求項1に記載の保護部材挿入システム。

請求項3

前記初期挿入角度は、前記変更角度の整数倍に設定されることを特徴とする請求項2に記載の保護部材挿入システム。

請求項4

前記制御装置は、前記反力検出装置が検出した回転反力が前記予め設定された挿入基準反力よりも小さいとき、前記駆動装置による前記保持工具の回転を停止すると共に前記移動装置により前記保持工具を前記ネジ穴の中心軸に沿って移動して前記保持工具が保持した前記保護部材を前記ネジ穴から抜き取ってから、前記初期挿入角度を変更することを特徴とする請求項2または請求項3に記載の保護部材挿入システム。

請求項5

前記制御装置は、前記反力検出装置が検出した回転反力が前記予め設定された挿入基準反力よりも小さいとき、前記駆動装置により前記保持工具を回転したままで前記初期挿入角度を変更することを特徴とする請求項2または請求項3に記載の保護部材挿入システム。

請求項6

前記制御装置は、前記反力検出装置が検出した回転反力が前記予め設定された挿入基準反力よりも小さいとき、前記角度調整装置による前記保持工具の傾斜方向を変更することを特徴とする請求項2から請求項5のいずれか一項に記載の保護部材挿入システム。

請求項7

前記制御装置は、前記反力検出装置が検出した回転反力が前記予め設定された挿入基準反力よりも小さいとき、前記角度調整装置による前記保持工具の傾斜方向を前記ネジ穴の周方向に90度だけ変更することを特徴とする請求項6に記載の保護部材挿入システム。

請求項8

保持工具にネジ穴を保護する保護部材を保持させる工程と、前記ネジ穴の中心軸に対する前記保持工具の角度を予め設定された初期挿入角度だけ傾斜させる工程と、前記保持工具を回転すると共に前進させて前記保持工具が保持した前記保護部材を前記ネジ穴に挿入する工程と、を有することを特徴とする保護部材挿入方法

請求項9

前記保持工具に作用する回転反力を検出する工程と、前記回転反力が予め設定された挿入基準反力よりも小さいときに前記初期挿入角度を予め設定された変更角度だけ小さく変更する工程と、を設ける、ことを特徴とする請求項8に記載の保護部材挿入方法。

技術分野

0001

本発明は、例えば、放射性廃棄物収納して搬送や貯蔵を行う放射性物質収納容器において、胴体に形成されたネジ穴保護部材を挿入する保護部材挿入システム及び保護部材挿入方法に関するものである。

背景技術

0002

原子力発電プラント原子炉などで発生した放射性廃棄物は、放射性物質収納容器に収納され、貯蔵施設再処理施設などに搬送され、貯蔵または再処理される。このような放射性物質収納容器は、上部が開口した底付き円筒形状をなす胴部と、この胴部の上部に固定される蓋部とから構成される。そして、この胴部は、胴本体の外周側に伝熱フィン周方向所定間隔で複数溶接により固定され、その外側に外筒が溶接により固定されており、胴本体と外筒との間に中性子遮蔽材充填されて構成されている。

0003

この放射性物質収納容器を構成する胴部は、上部に開口部が形成された胴本体と、胴本体の開口部に固定される蓋部とから構成され、蓋部は、複数のボルトにより胴本体に固定されている。そのため、胴本体は、開口部の周縁部には、蓋部固定用ネジ螺合するネジ穴が周方向に均等間隔で複数形成されている。そして、各ネジ穴は、ネジ部を保護するための保護部材が配置されている。この保護部材は、螺旋状に形成され、ネジ穴の内周とネジの外周との間に配置される。この構成では、ネジ穴に配置された保護部材の内周が、蓋部固定用のネジに対して雌ネジとなる。従来の保護部材挿入システムとしては、下記特許文献1に記載されたものがある。

先行技術

0004

特開2016−159368号公報

発明が解決しようとする課題

0005

上述した保護部材挿入システムは、保護部材を胴本体のネジ穴に挿入するとき、挿入装置ハンド部に取付けられた保持工具が保護部材を保持し、この保護部材を回転しながらネジ穴内に押し込んでいく。このとき、保護部材は、螺旋状をなすことから、保護部材の外周がネジ穴のネジ部に螺合して装着される。このとき、保持工具の中心線をネジ穴の中心線と一致させ、保護部材を回転しながらネジ穴の中心線に沿って移動することで、保護部材をネジ穴内に挿入する。しかし、ネジ穴や保護部材などの製作精度にばらつきが発生すると、保護部材を回転しながらネジ穴内に挿入しても、保護部材がネジ穴に適正に螺合しないことがある。この場合、保持工具の位置や角度、挿入方向を調整した後、再度保護部材の挿入作業を実施することとなるが、その調整作業に戸惑い、作業時間が長くなってしまうという課題がある。

0006

本発明は、上述した課題を解決するものであり、保護部材挿入作業の作業性の向上を図る保護部材挿入システム及び方法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

0007

上記の目的を達成するための本発明の保護部材挿入システムは、ネジ穴の保護部材を保持する保持工具と、前記保持工具を前記ネジ穴の中心軸を中心として回転可能な駆動装置と、前記保持工具を前記ネジ穴の中心軸に沿って移動可能な移動装置と、前記ネジ穴の中心軸に対する前記保持工具の角度を調整する角度調整装置と、前記角度調整装置により前記保持工具の角度を前記ネジ穴の中心軸に対して予め設定された初期挿入角度だけ傾斜させた状態で前記駆動装置により前記保持工具を回転すると共に前記移動装置により前記保持工具を前記ネジ穴の中心軸に沿って移動して前記保持工具が保持した前記保護部材を前記ネジ穴に挿入する制御装置と、を備えることを特徴とするものである。

0008

従って、保持工具の角度をネジ穴の中心軸に対して初期挿入角度だけ傾斜させた状態で、保持工具を回転すると共にネジ穴の中心軸に沿って移動することで、保持工具が保持した保護部材をネジ穴に挿入する。保持工具の中心軸とネジ穴の中心軸が一致していたとしても、ネジ穴や保護部材などの製作精度のばらつきにより保護部材をネジ穴に適切に挿入できない可能性がある。そのため、まず、保持工具を初期挿入角度だけ傾斜させた状態でネジ穴に挿入し、保護部材をネジ穴に挿入することができなかったときは、保持工具の角度を調整して再挿入する。その結果、保護部材挿入作業の作業性の向上を図ることができる。

0009

本発明の保護部材挿入システムでは、前記保持工具に作用する回転反力を検出する反力検出装置が設けられ、前記制御装置は、前記保持工具が保持した前記保護部材を前記ネジ穴に挿入するとき、前記反力検出装置が検出した回転反力が予め設定された挿入基準反力よりも小さいとき、前記初期挿入角度を予め設定された変更角度だけ小さく変更することを特徴としている。

0010

従って、保持工具が保持した保護部材をネジ穴に挿入するとき、回転反力が挿入基準反力よりも小さくて保護部材が空回りしているとき、初期挿入角度を変更角度だけ小さく変更する。即ち、保持工具を初期挿入角度だけ傾斜させた状態でネジ穴に挿入することができなかったときは、保持工具の角度をネジ穴の中心軸と平行になる側に調整して再挿入する。そのため、保持工具の角度の調整方向を規定することで、保護部材挿入作業の作業性の向上を図ることができる。

0011

本発明の保護部材挿入システムでは、前記初期挿入角度は、前記変更角度の整数倍に設定されることを特徴としている。

0012

従って、初期挿入角度を変更角度の整数倍に設定することから、保持工具の角度を細かく調整することができると共に、保持工具の中心軸とネジ穴の中心軸が一致した角度に調整することができ、保護部材挿入作業の作業性の向上を図ることができる。

0013

本発明の保護部材挿入システムでは、前記制御装置は、前記反力検出装置が検出した回転反力が前記予め設定された挿入基準反力よりも小さいとき、前記駆動装置による前記保持工具の回転を停止すると共に前記移動装置により前記保持工具を前記ネジ穴の中心軸に沿って移動して前記保持工具が保持した前記保護部材を前記ネジ穴から抜き取ってから、前記初期挿入角度を変更することを特徴としている。

0014

従って、回転反力が挿入基準反力よりも小さくて保護部材が空回りしているとき、保持工具の回転を停止して保持工具をネジ穴から抜き取った後、初期挿入角度を変更して再挿入することから、保持工具とネジ穴との挿入位置関係を解消してから、ネジ穴への挿入部材の再挿入を実施することとなり、保持工具やネジ穴の損傷を抑制することができる。

0015

本発明の保護部材挿入システムでは、前記制御装置は、前記反力検出装置が検出した回転反力が前記予め設定された挿入基準反力よりも小さいとき、前記駆動装置により前記保持工具を回転したままで前記初期挿入角度を変更することを特徴としている。

0016

従って、回転反力が挿入基準反力よりも小さくて保護部材が空回りしているとき、保持工具を回転したままで初期挿入角度を変更して再挿入することから、ネジ穴への挿入部材の挿入作業を継続して実施することとなり、保護部材挿入作業の作業時間を短縮することができる。

0017

本発明の保護部材挿入システムでは、前記制御装置は、前記反力検出装置が検出した回転反力が前記予め設定された挿入基準反力よりも小さいとき、前記角度調整装置による前記保持工具の傾斜方向を変更することを特徴としている。

0018

従って、回転反力が挿入基準反力よりも小さくて保護部材が空回りしているとき、保持工具の傾斜方向を変更して再挿入することから、ネジ穴への挿入部材の挿入作業を自動的に継続して行うことができ、作業性の向上を図ることができる。

0019

本発明の保護部材挿入システムでは、前記制御装置は、前記反力検出装置が検出した回転反力が前記予め設定された挿入基準反力よりも小さいとき、前記角度調整装置による前記保持工具の傾斜方向を前記ネジ穴の周方向に90度だけ変更することを特徴としている。

0020

従って、回転反力が挿入基準反力よりも小さくて保護部材が空回りしているとき、保持工具の傾斜方向をネジ穴の周方向に90度だけ変更して再挿入することから、ネジ穴への挿入部材の挿入作業を自動的に継続して行うことができる。

0021

また、本発明の保護部材の挿入方法は、保持工具にネジ穴を保護する保護部材を保持させる工程と、前記ネジ穴の中心軸に対する前記保持工具の角度を予め設定された初期挿入角度だけ傾斜させる工程と、前記保持工具を回転すると共に前進させて前記保持工具が保持した前記保護部材を前記ネジ穴に挿入する工程と、を有することを特徴とするものである。

0022

従って、保持工具を初期挿入角度だけ傾斜させた状態でネジ穴に挿入し、保護部材をネジ穴に挿入することができなかったときは、保持工具の角度を調整して再挿入する。その結果、保護部材挿入作業の作業性の向上を図ることができる。

0023

本発明の保護部材の挿入方法では、前記保持工具に作用する回転反力を検出する工程と、前記回転反力が予め設定された挿入基準反力よりも小さいときに前記初期挿入角度を予め設定された変更角度だけ小さく変更する工程と、を設ける、ことを特徴とする請求項1に記載の保護部材挿入方法。

0024

従って、保持工具が保持した保護部材をネジ穴に挿入するとき、回転反力が挿入基準反力よりも小さくて保護部材が空回りしているとき、初期挿入角度を変更角度だけ小さく変更する。即ち、保持工具を初期挿入角度だけ傾斜させた状態でネジ穴に挿入することができなかったときは、保持工具の角度をネジ穴の中心軸と平行になる側に調整して再挿入する。そのため、保持工具の角度の調整方向を規定することで、保護部材挿入作業の作業性の向上を図ることができる。

発明の効果

0025

本発明の保護部材挿入システム及び方法によれば、保護部材挿入作業の作業性の向上を図ることができる。

図面の簡単な説明

0026

図1は、本実施形態に係る保護部材挿入システムの一例を示す斜視図である。
図2は、放射性物質収納容器を表す縦断面図である。
図3は、回転支持装置の一例を示す概略図である。
図4は、挿入装置のハンド部の一例を示す平面図である。
図5は、供給装置の一例を示す概略図である。
図6は、保護部材挿入方法の一例を示すフローチャートである。
図7は、挿入動作の一例を示すフローチャートである。
図8は、挿入動作時の挿入角度調整作業の一例を示すフローチャートである。
図9は、保護部材の挿入角度の調整方法の一例を示す説明図である。
図10は、挿入動作時の挿入角度調整作業の別の例を示すフローチャートである。

実施例

0027

以下に添付図面を参照して、本発明に係る保護部材挿入システム及び方法の好適な実施形態を詳細に説明する。なお、この実施形態により本発明が限定されるものではなく、また、実施形態が複数ある場合には、各実施形態を組み合わせて構成するものも含むものである。

0028

図1は、本実施形態に係る保護部材挿入システム一例を示す斜視図である。

0029

本実施形態において、図1に示すように、保護部材挿入システム100は、回転支持装置101と、検出装置102と、挿入装置103と、供給装置104と、塗布装置105と、工具保管装置106とを備えている。保護部材挿入システム100を構成するこれら各装置は、例えば工場等において同一階の床面113上に設けられている。また、保護部材挿入システム100は、上記各装置を統括的に制御する制御装置107を備えている。

0030

保護部材挿入システム100は、円筒状に形成された胴本体21のネジ穴41b,42b,43bに対して保護部材50を挿入するものである。ここで、保護部材挿入システム100の各装置の構成を説明する前に、胴本体21について説明する。この胴本体21は、放射性物質収納容器としてのキャスク11の一部を構成する。

0031

図2は、放射性物質収納容器を表す縦断面図である。

0032

図2に示すように、キャスク11は、胴部12と蓋部13とバスケット14とを有している。胴部12は、上記の胴本体21と、外筒25と、底板28とを有している。胴本体21は、円筒状に形成され、中心軸AXの軸線方向の一端部に開口部22を有し、他端部に底部23を有する。以下、胴本体21のうち開口部22が形成された側の端部を開口側端部21aと表記し、底部23が形成された側の端部を底部側端部21bと表記する。胴本体21の内部には、キャビティ24が形成されている。胴本体21の内面は、バスケット14の外周形状に合わせた形状となっている。バスケット14は、例えば、使用済燃料集合体である放射性物質(図示略)を個々に収納するセルを複数有している。底部23を含む胴本体21は、γ線遮蔽機能を有する炭素鋼製鍛造品となっている。

0033

また、外筒25は、胴本体21の外周側に設けられている。外筒25は、胴本体21の外周面との間に所定の隙間を空けて配置されている。この胴本体21の外周面と外筒25の内周面との隙間には、熱伝導を行う不図示の伝熱フィンが周方向に所定間隔で複数溶接されている。また、この隙間には、レジン中性子遮蔽体)27が充填されている。レジン27としては、例えば水素を多く含有する高分子材料が用いられる。このような高分子材料には、例えば中性子遮蔽機能を有するボロン又はボロン化合物が含有されてもよい。

0034

また、底板28は、胴本体21の底部側端部21bに連結されている。底板28は、底部23との間に所定の隙間を空けて配置されている。底部23と底板28との隙間には、レジン(中性子遮蔽体)29が設けられている。また、胴部12の側面には、トラニオン30が固定されている。

0035

胴本体21の開口側端部21aには、第1段部41と、第2段部42と、第3段部43とが形成されている。第1段部41は、中心軸AXの軸線方向に垂直な円環状の第1端面41aを有する。第1端面41aには、複数のネジ穴41bが胴本体21の周方向に等間隔で形成されている。ネジ穴41bには、当該ネジ穴41bを錆等から保護する保護部材50が挿入されている。保護部材50は、例えばステンレス等の材料を用いて螺旋状に形成されている。保護部材50の内周面は、雌ねじを構成している。本実施形態では、保護部材50として、端部から径方向の内側に突出する突出部を有しない保護部材が用いられるが、これに限定するものではなく、端部から径方向の内側に突出する突出部を有する保護部材が用いられてもよい。

0036

第2段部42は、第1段部41よりも開口部22の外側に形成されている。第2段部42は、第1端面41aに平行な円環状の第2端面42aを有する。第2端面42aには、複数のネジ穴42bが胴本体21の周方向に等間隔で形成されている。例えばネジ穴42bは、ネジ穴41bと等しい径となるように形成される。第3段部43は、第2段部42よりも開口部22の外側に形成されている。ネジ穴42bには、当該ネジ穴42bを錆等から保護する保護部材50が挿入されている。

0037

第3段部43は、第1端面41a及び第2端面42aに平行な円環状の第3端面43aを有する。第3端面43aには、複数のネジ穴43bが胴本体21の周方向に等間隔で形成されている。例えばネジ穴43bは、ネジ穴41b及び42bよりも径が小さくなるように形成される。ネジ穴43bには、当該ネジ穴43bを錆等から保護する保護部材50が挿入されている。ネジ穴43bに挿入する保護部材50は、ネジ穴41b及び42bに挿入される保護部材50よりも径が小さくなるように形成される。

0038

蓋部13は、一次蓋31と、二次蓋32と、三次蓋33とを有している。一次蓋31は、胴本体21の第1段部41に対して着脱可能に取付けられる。一次蓋31は、第1段部41に嵌合され、第1端面41aに密着する。一次蓋31は、ボルト51により第1段部41に締結される。ボルト51は、一次蓋31を貫通し、ネジ穴41b内の保護部材50の内周に螺合される。一次蓋31は、キャビティ24側の負圧を維持してキャビティ24内に充填されたガス漏洩を防ぐ。また、一次蓋31は、キャビティ24内に収納された放射性物質から出る放射線(γ線)を遮蔽する。また、一次蓋31の外側(二次蓋32側)には、レジン(中性子遮蔽体)が設けられている。一次蓋31と二次蓋32との間には、大気に対して加圧された圧力監視境界が形成される。

0039

二次蓋32は、胴本体21の第2段部42に対して着脱可能に取付けられる。二次蓋32は、第2段部42に嵌合され、第2端面42aに密着する。二次蓋32は、ボルト52により第2段部42に締結される。ボルト52は、二次蓋32を貫通し、ネジ穴42b内の保護部材50の内周に螺合される。二次蓋32は、一次蓋31からのガスの漏洩を阻止する。また、二次蓋32は、キャビティ24側の圧力を担保する。

0040

三次蓋33は、胴本体21の第3段部43に対して着脱可能に取付けられる。三次蓋33は、第3段部43に嵌合され、第3端面43aに密着する。三次蓋33は、ボルト53により第3段部43に締結される。ボルト53は、三次蓋33を貫通し、ネジ穴43b内の保護部材50の内周に螺合される。三次蓋33は、胴本体21の開口部22における第3段部43に固定される。三次蓋33は、外部の衝撃から二次蓋32を防御する。

0041

続いて、保護部材挿入システム100の各装置の構成を説明する。図3は、回転支持装置101の一例を示す図である。なお、図3では、胴本体21の3つの端面のうち第3端面43aのみを示しており、第1端面41a及び第2端面42aについては図示を省略している。また、ネジ穴についても、第3端面43aに形成されたネジ穴43bのみを示しており、ネジ穴41b及びネジ穴42bについては省略している。

0042

図3に示すように、回転支持装置101は、開口側端部21aが水平方向を向くように胴本体21を横倒し状態で支持する。また、回転支持装置101は、胴本体21を支持した状態で周方向に回転可能である。回転支持装置101としては、例えばターニングローラなどが用いられる。

0043

回転支持装置101は、支持台111と、複数の脚部112と、一対の支持ローラ114,115とを有している。支持台111は、複数の脚部112により床面113に設置されている。一対の支持ローラ114,115は、それぞれ回転可能に設けられている。各支持ローラ114,115は、胴本体21の開口側端部21a及び底部側端部21bをそれぞれ支持するように、中心軸AXの軸線方向の2箇所に配置されている。各支持ローラ114,115には、駆動装置116が連結されている。駆動装置116は、支持ローラ114,115を周方向の一方向及び他方向に回転駆動する。

0044

なお、図3に示すように、胴本体21には、位置決め用穴44が形成されている。位置決め用穴44は、検出装置102(図1参照)によって検出される基準位置として用いられる。この位置決め用穴44は、三次蓋33を第3段部43に固定するときに位置合わせ用として使用されるものである。位置決め用穴44は、胴本体21の周方向に等間隔で複数形成されている。複数の位置決め用穴44は、ネジ穴43bに対応付けた位置に形成されている。複数の位置決め用穴44は、例えば6つのネジ穴43b毎に1つずつ設けられている。この位置決め用穴44を検出することにより、位置決め用穴44と複数のネジ穴43bとの位置関係から、複数のネジ穴43bの位置が認識可能である。この基準位置は、位置決め用穴44に限定されるものではなく、別の部材でもよい。また、位置決め用穴44に代えて、別途、基準位置となる部材をマグネットやボルト溶接などにより固定して構成してもよい。また、位置決め用穴44の配置については、5つ以下又は7つ以上のネジ穴43b毎に1つ設けられてもよい。なお、図示を省略しているが、第1端面41a及び第2端面42aについても、位置決め用穴44と同様の構成が設けられている。

0045

続いて、挿入装置103を説明する。挿入装置103は、例えば、6軸の多関節ロボットなどが用いられる。図1に示すように、挿入装置103は、基部61と、アーム支持部62と、アーム部63と、ハンド部64とを有している。挿入装置103は、保護部材50を保持して挿入可能領域に搬送する。挿入装置103は、挿入可能領域に配置されるネジ穴41b,42b,43bに保護部材50を挿入可能である。この挿入可能領域とは、胴本体21を回動することなく、挿入装置103の作動だけで保護部材50を挿入可能な複数のネジ穴41b,42b,43bがある領域である。

0046

基部61は、床面113に固定されている。アーム支持部62は、基部61に支持されている。アーム支持部62は、鉛直方向に沿った中心軸の軸線周りに回転可能に設けられる。アーム部63は、アーム支持部62に支持されている。アーム部63は、水平方向に伸縮可能に設けられる。ここで、挿入装置103は、後述する保持工具T1,T2をネジ穴41b,42b,43bの中心軸BXに沿って移動可能な移動装置と、ネジ穴41b,42b,43bの中心軸BXに対する保持工具T1,T2の角度を調整する角度調整装置とを有している。この移動装置と角度調整装置は、多関節ロボットのアーム支持部62とアーム部63とハンド部64により構成される。

0047

図4は、挿入装置のハンド部の一例を示す平面図である。

0048

図4に示すように、ハンド部64は、アーム部63の先端に設けられている。ハンド部64は、フレーム65を有している。フレーム65は、アーム部63から伸び支持部材の中心軸AX2の軸線回りに回転可能に設けられる。フレーム65は、先端部にチャック66が中心軸CXの軸線回りに回転自在に設けられ、工具駆動装置71により回転可能となっている。チャック66は、工具保管装置106に配置された各種工具を着脱可能である。

0049

また、フレーム65は、気体ノズル67と、洗浄液ノズル68が支持されている。気体ノズル67は、気体噴射可能である。気体ノズル67は、チューブ等の気体供給管を介して気体供給部69に接続されている。気体供給部69は、アーム支持部62に設けられている。洗浄液ノズル68は、洗浄液を噴射可能である。洗浄液ノズル68は、チューブ等の洗浄液供給管を介して洗浄液供給部に接続されている。

0050

また、フレーム65には、検出装置102が取り付けられている。検出装置102は、胴本体21の第1端面41a、第2端面42a及び第3端面43aに設けられた複数のネジ穴41b,42b,43bの位置を検出する。検出装置102は、ハンド部64と一体で移動する。更に、フレーム65には、チャック66の回転トルクを検出するトルクセンサ(反力検出装置)72が設けられている。トルクセンサ72は、チャック66が回転するときに受ける抵抗反力を検出する。

0051

検出装置102は、CCDカメラ122と、レーザセンサ123とを有している。CCDカメラ122は、第1端面41a、第2端面42a及び第3端面43aを撮影する。この撮影画像二値化処理することにより、ネジ穴41b,42b,43b又は上記の位置決め用穴44の内部が黒色となり、ネジ穴41b,42b,43b又は位置決め用穴44の外部(各端面の表面)が白色となった画像が生成される。このため、ネジ穴41b,42b,43b又は位置決め用穴44の輪郭が認識可能となる。この輪郭により、ネジ穴41b,42b,43b又は位置決め用穴44の中心位置(中心点)が検出可能である。

0052

レーザセンサ123は、各端面に対してレーザ光照射し、反射光を検出することにより、対象物との間の距離を測定する。ネジ穴41b,42b,43bにレーザ光が照射された場合、各端面の表面よりも距離が長くなる。このため、距離の変化を検出することでネジ穴41b,42b,43bが検出可能である。なお、レーザセンサ123に代えて、例えば超音波センサ赤外線センサ等、対象物までの距離を測定可能センサであれば他のセンサを用いてもよい。

0053

続いて、供給装置104を説明する。図5は、供給装置の一例を示す図である。

0054

図5に示すように、供給装置104は、挿入装置103に保護部材50を供給する。供給装置104は、保護部材50を供給する。供給装置104は、基台80と、ストッカ81と、送出機構82と、クランプ機構83とを有している。

0055

基台80は、床面113上に固定されている。ストッカ81は、複数の保護部材50を保管する。ストッカ81の内部は、仕切り部材81aによって複数段図5では3段)に形成されている。ストッカ81及び仕切り部材81aは、基台80に対して傾いて配置されている。保護部材50は、仕切り部材81aに沿って段毎に配置される。ストッカ81は、保護部材50を排出する排出口81bを有している。排出口81bは、基台80側(図5の下方)に向けられている。排出口81bからは、保護部材50が1つずつ排出される。ストッカ81内の各段と排出口81bとの間には、ストッパ81cが設けられている。ストッパ81cは、各段の保護部材50の落下を規制する。ストッパ81cは、開閉可能に設けられる。ストッパ81cが開状態になった場合、各段の保護部材50が仕切り部材81aに沿って落下するようになっている。ストッパ81cの開閉は、不図示の開閉駆動機構によって行われる。ストッカ81には、保護部材50を段毎に検出する不図示のセンサが設けられる。このセンサにより、保護部材50が無くなったと検出された場合、ストッパ81cの開閉対象となる段が変更される。このように、段毎に保護部材50を供給可能であるため、ストッカ81内での保護部材50の詰まり等を抑制することができる。

0056

送出機構82は、排出口81bから排出位置P1に排出された保護部材50を供給位置P2に送り出す。供給位置P2には、保護部材50を載置する載置部84が設けられる。送出機構82としては、例えばエアシリンダ機構などが用いられる。クランプ機構83は、載置部84との間で、供給位置P2に送り出された保護部材50を保持する。クランプ機構83としては、例えば電動シリンダ機構などが用いられる。クランプ機構83により保護部材50を保持することで、保護部材50の位置ズレが抑制される。

0057

また、図1に示すように、塗布装置105は、保護部材50に潤滑剤を塗布する。塗布装置105は、吐出部91と、受部92と、待機部93とを有している。吐出部91は、潤滑剤を下方に吐出する。受部92は、吐出部91から吐出された潤滑剤を受ける。受部92は、吐出部91の吐出方向に配置される。待機部93は、吐出部91の先端を収容する。待機部93に収容されることにより、吐出部91の先端の乾燥が抑制される。吐出部91は、移動機構94によって受部92の上部と待機部93との間を移動可能である。

0058

また、工具保管装置106には、保持工具T1,T2と、リタップ工具T3,T4と、抜き取り工具T5,T6と、が配置されている。保持工具T1,T2は、先端部において保護部材50を保持する。保持工具T1,T2は、それぞれ異なる径の保護部材50を保持可能である。例えば保持工具T1は、ネジ穴43bに挿入される保護部材50を保持する際に用いられる。また、保持工具T2は、ネジ穴41b及び42bに挿入される保護部材50を保持する際に用いられる。

0059

リタップ工具T3,T4は、ネジ穴41b,42b,43bに挿入し、各ネジ穴の内周面をリタップする。リタップ工具T3,T4は、それぞれ異なる径のネジ穴に挿入可能である。例えば、リタップ工具T3はネジ穴43bに挿入する際に用いられる。また、リタップ工具T4は、ネジ穴41b、42bに挿入する際に用いられる。

0060

抜き取り工具T5,T6は、ネジ穴41b,42b,43bに挿入された保護部材50を抜き取る際に用いられる。抜き取り工具T5,T6は、それぞれ異なる径の保護部材50を抜き取り可能である。例えば、抜き取り工具T5は、ネジ穴43bに挿入された保護部材50を抜き取る際に用いられる。また、抜き取り工具T6は、ネジ穴41b及び42bに挿入された保護部材50を抜き取る際に用いられる。なお、抜き取り工具T5,T6については、設けられなくてもよい。

0061

続いて、本実施形態に係る保護部材挿入システム100を用いて保護部材50を挿入する保護部材挿入方法を説明する。この保護部材挿入方法は、図1に示すように、胴本体21を回転支持装置101によって周方向に回転可能に支持させた状態で、検出装置102によってネジ穴41b,42b,43bを検出する工程と、挿入装置103の挿入可能領域にネジ穴41b,42b,43bが配置されるように、検出装置102の検出結果に基づいて回転支持装置101によって胴本体21を回転する工程と、挿入装置103によって、挿入可能領域に配置されたネジ穴41b,42b,43bに保護部材50を挿入する工程とを有する。

0062

具体的に、保護部材挿入方法は、保持工具T1,T2にネジ穴41b,42b,43bを保護する保護部材50を保持させる工程と、ネジ穴41b,42b,43bの中心軸BXに対する保持工具T1,T2の角度を予め設定された初期挿入角度θだけ傾斜させる工程と、保持工具T1,T2を回転すると共に前進させて保持工具T1,T2が保持した保護部材50をネジ穴41b,42b,43bに挿入する工程とを有する。そして、保護部材挿入方法は、保持工具T1,T2に作用する回転反力を検出する工程と、回転反力が予め設定された挿入基準反力よりも小さいときに初期挿入角度θを予め設定された変更角度θ1だけ小さく変更する工程とを有する。

0063

図6は、保護部材挿入方法の一例を示すフローチャートである。以下、胴本体21の第3端面43aに形成されるネジ穴43bに保護部材50を挿入する場合を例に挙げて説明する。なお、第1端面41aに形成されるネジ穴41bに保護部材50を挿入する場合、また、第2端面42aに形成されるネジ穴42bに対して保護部材50を挿入する場合についても、同様の説明が可能である。

0064

図1及び図6に示すように、ステップS11にて、不図示のクレーンなどを用いて胴本体21を搬送し、この胴本体21を横倒し状態で、回転支持装置101の支持ローラ114,115上に載置する。第3端面43aが床面113に沿った方向に向けられた状態で胴本体21が4つの支持ローラ114,115に載置されることにより、胴本体21は回転支持装置101に回転可能に支持される。

0065

また、胴本体21が回転支持装置101に支持された後、制御装置107は、検出装置102のCCDカメラ122及びレーザセンサ123が第3端面43aに対向するように、挿入装置103のハンド部64を移動させる。このとき、制御装置107は、検出装置102を胴本体21の中心軸AXの水平方向上に配置させておく。そして、ステップS12にて、制御装置107は、回転支持装置101を駆動制御することで胴本体21を回転させる。そして、ステップS13にて、胴本体21の回転の後、制御装置107は、検出装置102(CCDカメラ122及びレーザセンサ123)を用いてネジ穴43bの位置を検出させる。

0066

ステップS14では、予め胴本体21の中心軸AXの水平方向上に配置された検出装置102により、第3端面43a上の位置決め用穴44を検出する。このとき、検出装置102の位置は固定させておく。即ち、検出装置102によって位置決め用穴44が検出されると、制御装置107は、回転支持装置101に胴本体21の回転を停止させる。この場合、制御装置107は、位置決め用穴44が胴本体21の中心軸AXの水平方向上の位置に配置されるように胴本体21の回転量を調整する。第3端面43aでは、位置決め用穴44の位置と各ネジ穴43bの位置とが対応付けられている。位置決め用穴44が位置に配置されることにより、所定数のネジ穴43bが挿入装置103の挿入可能領域に配置される。このように、検出装置102が位置決め用穴44を検出することにより、挿入装置103の挿入可能領域に所定数のネジ穴43bが配置されたことを認識できる。

0067

ステップS16にて、制御装置107は、挿入装置103を用いて保護部材50の挿入動作を行わせる。図7は、保護部材50の挿入動作の手順を示すフローチャートである。

0068

図7に示すように、ステップS21にて、制御装置107は、挿入可能領域の所定数のネジ穴43bに対してエアを噴出させる。ここで、制御装置107は、第3端面43aの周方向に沿って検出装置102を移動させつつネジ穴43bを検出させる。検出装置102によってネジ穴43bが検出された場合、制御装置107は、検出結果に基づいてネジ穴43bの位置を求め、気体ノズル67の先端がネジ穴43bに対向するように挿入装置103のハンド部64を移動させる。気体ノズル67の先端をネジ穴43bに対向させた後、制御装置107は、気体ノズル67から気体を噴射させる。気体ノズル67から噴射された気体により、ネジ穴43bの内部の異物が除去される。制御装置107は、このエアブロー動作を6つのネジ穴43bに対して1つずつ連続して行わせる。

0069

ステップS22にて、制御装置107は、所定数のネジ穴43bに対してリタップを行わせる。ここで、制御装置107は、挿入装置103のハンド部64を工具保管装置106に移動させ、リタップ工具T3を選択してチャック66に装着させる。なお、ネジ穴41b又は42bに保護部材50を挿入する場合、制御装置107は、リタップ工具T4を選択してチャック66に装着させる。

0070

リタップ工具T3がチャック66に装着された後、制御装置107は、ステップS21の処理と同様に、検出装置102によってネジ穴43bを検出させる。検出装置102によってネジ穴43bが検出された場合、制御装置107は、ネジ穴43bの位置を求め、リタップ工具T3の先端がネジ穴43bに対向するように挿入装置103のハンド部64を移動させる。その後、制御装置107は、リタップ工具T3の先端をネジ穴43bに挿入し、リタップを行わせる。リタップ工具T3により、ネジ穴43bの内部の形状が調整され、異物が除去される。制御装置107は、このリタップ動作を6つのネジ穴43bに対して1つずつ連続して行わせる。リタップ動作の終了後、制御装置107は、リタップ工具T3を工具保管装置106に戻すようにしてもよい。

0071

ステップS23にて、制御装置107は、所定数のネジ穴43bに対して洗浄を行わせる。ここで、制御装置107は、ステップS21の処理と同様に、検出装置102によってネジ穴43bを検出させ、洗浄液ノズル68の先端がネジ穴43bに対向するように挿入装置103のハンド部64を移動させる。洗浄液ノズル68の先端をネジ穴43bに対向させた後、制御装置107は、洗浄液ノズル68から洗浄液を噴射させる。洗浄液ノズル68から噴射された洗浄液により、ネジ穴43bの内部が洗浄される。制御装置107は、この洗浄動作を6つのネジ穴43bに対して1つずつ連続して行わせる。

0072

ステップS24にて、制御装置107は、挿入装置103に保護部材50を保持させる。ここで、制御装置107は、挿入装置103のハンド部64を工具保管装置106に移動させ、保持工具T1を選択してチャック66に装着させる。保持工具T1がチャック66に装着された後、制御装置107は、保持工具T1を供給装置104の供給位置に移動させ、保持工具T1の先端に保護部材50を保持させる。

0073

ステップS25にて、制御装置107は、保護部材50に潤滑剤を塗布させる。ここで、制御装置107は、挿入装置103のハンド部64を塗布装置105に移動させ、保持工具T1に保持された保護部材50を吐出部91の下方に配置させる。その後、制御装置107は、吐出部91から潤滑剤を吐出させる。吐出された潤滑剤は、保護部材50の表面に塗布される。

0074

ステップS26にて、制御装置107は、保護部材50を回転しながらネジ穴43bに挿入させる。ここで、制御装置107は、挿入装置103のハンド部64を第3端面43aに移動させ、ステップS21の処理と同様に、検出装置102によってネジ穴43bを検出させる。検出装置102によってネジ穴43bが検出された場合、制御装置107は、保持工具T1の先端をネジ穴43bに対向させ、回転させながら先端を保護部材50ごとネジ穴43bに挿入させる。保護部材50には潤滑剤が塗布されているため、ネジ穴43bと保護部材50との間の摩擦が低減され、保護部材50がスムーズにネジ穴43bに挿入される。

0075

ステップS27にて、制御装置107は、1つのネジ穴43bに保護部材50を挿入した後、挿入可能領域に配置された所定数のネジ穴43bの全部に保護部材50が挿入されたか否かを判断する。ここで、所定数のネジ穴43bのうち1つでも保護部材50が挿入されていないと判定(No)した場合、制御装置107は、ステップS24に戻って処理を継続する。一方、所定数のネジ穴43bの全部に保護部材50が挿入されたと判定(Yes)した場合、制御装置107は、挿入動作を完了させる。

0076

ところで、保持工具T1に保持した保護部材50を回転しながらネジ穴43bに挿入するとき、保護部材50は、螺旋状をなすことから、保護部材50の外周がネジ穴43bの雌ネジ部に螺合することとなる。しかし、ネジ穴43bや保護部材50などに製造誤差があると、保護部材50がネジ穴43bに適正に螺合しないことがある。本実施形態では、この場合、保持工具T1に保持した保護部材50の角度を変更して再挿入させる。

0077

図8は、挿入動作時の挿入角度調整作業の一例を示すフローチャート、図9は、保護部材の挿入角度の調整方法の一例を示す説明図である。

0078

図4及び図8に示すように、ステップS31にて、制御装置107は、保持工具T1(保護部材50)の挿入開始角度を設定する。即ち、図9に示すように、胴本体21の中心軸AXとネジ穴43bの中心軸BXは、平行をなしており一般的に、保護部材50をネジ穴43bに挿入するとき、挿入装置103のハンド部64の中心軸CXとネジ穴43bの中心軸BXとが平行をなし、且つ、一直線上に位置する。本実施形態では、保護部材50をネジ穴43bに挿入する初期時、ネジ穴43bの中心軸BXに対する保持工具T1,T2の角度を初期挿入角度θだけ傾斜させておく。つまり、ハンド部64の中心軸CXとネジ穴43bの中心軸BXとが一致した状態から、保持工具T1,T2の角度をハンド部64の中心軸CX上に設定された仮想支点Oを中心として初期挿入角度θだけ傾斜させる。そのため、ハンド部64の中心軸CXは、初期挿入角度θだけ傾斜した中心軸CX−1の位置となる。

0079

ここで、保持工具T1,T2を傾斜させる方向は、胴本体21における径方向の内方(中心軸AX)側であるが、胴本体21における径方向の外方側であってもよい。また、保持工具T1,T2を傾斜させる方向は、胴本体21における周方向の一方側または他方側であってもよいし、胴本体21における径方向と周方向の間でその一方側または他方側であってもよい。また、保持工具T1,T2の初期挿入角度θは、例えば、2度であるが、ネジ穴43bの形状や寸法により設定される。即ち、ネジ穴43bの寸法公差に基づいて保持工具T1,T2が傾斜していても、保持した保護部材50をネジ穴43bに挿入することが可能な最大角度である。

0080

図4及び図8戻り、ステップS32にて、制御装置107は、工具駆動装置71により保持工具T1,T2を回転することで保持した保護部材50を回転し、ステップS33にて、ハンド部64をネジ穴43bの中心軸BXに沿って前進することで、保持工具T1,T2が保持した保護部材50をネジ穴43bに挿入を開始する。そして、ステップS34にて、トルクセンサ72が保持工具T1,T2に作用する回転反力、つまり、回転トルクを検出する。ステップS35にて、制御装置107は、トルクセンサ72が検出した回転トルクが挿入基準反力以上であるかどうかを判定する。

0081

ステップS35で、回転トルクが挿入基準反力以上であると判定(Yes)されると、保護部材50がネジ穴43bに適正に螺合して挿入されていると判定し、ステップS36にて、保護部材の挿入完了を認識し、所定時間の経過後に、保持工具T1,T2による保護部材50の保持を解除し、保持工具T1,T2の回転を停止すると共に、ハンド部64を後退させる。一方、回転トルクが挿入基準反力以上でないと判定(No)されると、保護部材50がネジ穴43b内で空回りして適正に螺合していないと判定する。そして、ステップS37にて、保護部材50の挿入開始から所定時間が経過したかどうかを判定する。

0082

ステップS37で、保護部材50の挿入開始から所定時間が経過していないと判定(No)されると、ステップS34に戻って処理を継続する。一方、保護部材50の挿入開始から所定時間が経過したと判定(Yes)と、ステップS38にて、保持工具T1,T2の回転を停止し、ステップS39にて、ハンド部64により保持工具T1,T2を後退させることで、ネジ穴43bから保護部材50を抜き取る。そして、ステップS40にて、制御装置107は、保持工具T1,T2の角度(初期挿入角度θ)を予め設定された変更角度θ1だけ小さく変更する。

0083

即ち、図9に示すように、一度、保護部材50をネジ穴43bに挿入したが、適正に挿入できずに抜き取った保持工具T1,T2は、中心軸CXが初期挿入角度θだけ傾斜した中心軸CX−1の位置にある。そのため、この中心軸CX−1を中心軸CX側に変更角度θ1だけ移動することで、ハンド部64の中心軸CXを、初期挿入角度θから変更角度θ1を減算した角度(θ−θ1)だけ傾斜した中心軸CX−2の位置となる。ここで、初期挿入角度θは、変更角度θ1の整数倍に設定されている。例えば、θ=3θ1に設定するが、この倍率は、3に限らず適宜設定すればよいものである。なお、変更角度θ1は、上述したように、一定値に設定する必要はなく、徐々に小さくしたり、徐々に大きくしたりしてもよく、好ましくは、保持工具T1,T2における挿入角度の変更は、一方向であり、逆戻りや行ったり来たりはしない。

0084

図4及び図8に戻り、ステップS41にて、制御装置107は、保持工具T1,T2の角度の変更回数が予め設定された所定回数に到達したかどうかを判定する。例えば、上述したように、θ=3θ1に設定されると、保持工具T1,T2の調整角度が2θであることから、所定回数は、6回となり、中心軸CX−6(中心軸CX−n)の位置となる。但し、所定回数を2θ分の6回とせずに、それより少ない5回以下としてもよい。ステップS41で、保持工具T1,T2の角度の変更回数が所定回数に到達していないと判定(No)されると、ステップS32に戻り、ステップS32からステップS41の処理を再度実行する。

0085

そして、保持工具T1,T2の角度を何度か変更した後、ネジ穴43bへの保護部材50の再挿入により保護部材50がネジ穴43bに適正に螺合して挿入されると、ステップS36にて、保護部材の挿入完了を認識して処理を終了する。一方、保持工具T1,T2の角度を何度か変更した後、ネジ穴43bへ保護部材50を再挿入しても保護部材50がネジ穴43bに適正に螺合されず、ステップS41で、保持工具T1,T2の角度の変更回数が所定回数に到達したと判定(Yes)されると、ステップS42にて、保護部材50をネジ穴43bに挿入できなかったことをエラー表示し、処理を中止する。

0086

なお、保持工具T1,T2が保持した保護部材50のネジ穴43bへの再挿入処理は、上述した処理に限定されるものではない。図10は、挿入動作時の挿入角度調整作業の別の例を示すフローチャートである。

0087

図4及び図10に示すように、ステップS31にて、制御装置107は、保持工具T1(保護部材50)の挿入開始角度を設定する。ステップS32にて、制御装置107は、工具駆動装置71により保持工具T1,T2を回転することで保持した保護部材50を回転し、ステップS33にて、ハンド部64をネジ穴43bの中心軸BXに沿って前進することで、保持工具T1,T2が保持した保護部材50をネジ穴43bに挿入を開始する。そして、ステップS34にて、トルクセンサ72が保持工具T1,T2に作用する回転反力、つまり、回転トルクを検出する。ステップS35にて、制御装置107は、トルクセンサ72が検出した回転トルクが挿入基準反力以上であるかどうかを判定する。

0088

ステップS35で、回転トルクが挿入基準反力以上であると判定(Yes)されると、保護部材50がネジ穴43bに適正に螺合して挿入されていると判定し、ステップS36にて、保護部材の挿入完了を認識する。一方、回転トルクが挿入基準反力以上でないと判定(No)されると、保護部材50がネジ穴43b内で空回りして適正に螺合していないと判定する。そして、ステップS37にて、保護部材50の挿入開始から所定時間が経過したかどうかを判定する。

0089

ステップS37で、保護部材50の挿入開始から所定時間が経過していないと判定(No)されると、ストップS34に戻って処理を継続する。一方、保護部材50の挿入開始から所定時間が経過したと判定(Yes)と、ステップS40にて、制御装置107は、保持工具T1,T2の角度(初期挿入角度θ)を予め設定された変更角度θ1だけ小さく変更する。即ち、制御装置107は、工具駆動装置71により保持工具T1,T2を回転し、且つ、保持した保護部材50をネジ穴43bに押付けたままで初期挿入角度θを変更する。

0090

ステップS41にて、制御装置107は、保持工具T1,T2の角度の変更回数が予め設定された所定回数に到達したかどうかを判定する。ここで、保持工具T1,T2の角度の変更回数が所定回数に到達していないと判定(No)されると、ステップS32に戻り、ステップS32からステップS41の処理を再度実行する。一方、保持工具T1,T2の角度の変更回数が所定回数に到達したと判定(Yes)されると、ステップS42にて、保護部材50をネジ穴43bに挿入できなかったことをエラー表示し、処理を中止する。

0091

また、上述したステップS41にて、制御装置107は、保持工具T1,T2の角度の変更回数が予め設定された所定回数に到達したと判定(Yes)すると、ステップS42にて、エラー表示して処理を中止するようにした。しかし、制御装置107は、保持工具T1,T2の回転反力が挿入基準反力よりも小さく、角度の変更回数が所定回数に到達したとき、保持工具T1,T2の傾斜方向を変更し、保護部材50の再挿入処理を実行してもよい。例えば、保持工具T1,T2を胴本体21における径方向の内方側から外方側へ角度を調整した後、保持工具T1,T2を傾斜させる方向を、例えば、90度ずらし、胴本体21における周方向の一方側または他方側に傾斜された後、同様の処理を実行してもよい。

0092

図6に戻り、ステップS16で、制御装置107は、挿入装置103を用いて保護部材50の挿入動作を行うと、ステップS17にて、制御装置107は、第3端面43aに形成された全部のネジ穴43bに保護部材50が挿入されたか否かを判断する。ここで保護部材50が挿入されていないネジ穴43bが1つ以上あると判定(No)した場合、制御装置107は、ステップS12に戻って処理を継続する。一方、第3端面43aの全部のネジ穴43bに保護部材50が挿入されたと判定(Yes)場合、制御装置107は、動作を終了させる。その後、第1端面41aのネジ穴41bや第2端面42aのネジ穴42bに保護部材50を挿入する動作を行わせてもよい。

0093

このように本実施形態の保護部材挿入システムにあっては、ネジ穴43bの保護部材50を保持する保持工具T1,T2と、保持工具T1,T2をネジ穴43bの中心軸BXを中心として回転可能なる工具駆動装置71と、保持工具T1,T2をネジ穴43bの中心軸BXに沿って移動可能であると共にネジ穴43bの中心軸BXに対する保持工具T1,T2の角度を調整する多関節ロボット(挿入装置103)と、保持工具T1,T2の角度をネジ穴41bの中心軸BXに対して予め設定された初期挿入角度θだけ傾斜させた状態で保持工具T1,T2を回転すると共に保持工具T1,T2をネジ穴43bの中心軸BXに沿って移動して保持工具T1,T2が保持した保護部材50をネジ穴43bに挿入する制御装置107とを設けている。

0094

従って、保持工具T1,T2の角度をネジ穴13bの中心軸BXに対して初期挿入角度θだけ傾斜させた状態で、保持工具T1,T2を回転すると共にネジ穴43bの中心軸BXに沿って移動することで、保持工具T1,T2が保持した保護部材50をネジ穴43bに挿入する。保持工具T1,T2の中心軸CXとネジ穴43bの中心軸BXが一致していたとしても、ネジ穴43bや保護部材50などの製作精度のばらつきにより保護部材50をネジ穴43bに適切に挿入できない可能性がある。そのため、まず、保持工具T1,T2を初期挿入角度θだけ傾斜させた状態でネジ穴43bに挿入し、保護部材50をネジ穴43bに挿入することができなかったときは、保持工具T1,T2の角度を調整して再挿入する。その結果、保護部材挿入作業の作業性の向上を図ることができる。また、作業者の手を煩わせることなく、自動的に複数のネジ穴43bに保護部材50を挿入することができ、作業時間を短縮化し、作業者の負担を軽減することができる。

0095

本実施形態の保護部材挿入システムでは、保持工具T1,T2に作用する回転反力を検出するトルクセンサ(反力検出装置)72を設け、制御装置107は、保持工具T1,T2が保持した保護部材50をネジ穴43bに挿入するとき、回転反力が予め設定された挿入基準反力よりも小さいとき、初期挿入角度θを予め設定された変更角度θ1だけ小さく変更する。従って、保持工具T1,T2が保持した保護部材50をネジ穴43bに挿入するとき、回転反力が挿入基準反力よりも小さくて保護部材50が空回りしているとき、初期挿入角度θを変更角度θ1だけ小さく変更する。即ち、保持工具T1,T2を初期挿入角度θだけ傾斜させた状態でネジ穴43bに挿入することができなかったときは、保持工具T1,T2の角度をネジ穴43bの中心軸BXと平行になる側に調整して再挿入する。そのため、保持工具T1,T2の角度の調整方向を規定することで、保護部材挿入作業の作業性の向上を図ることができる。

0096

本実施形態の保護部材挿入システムでは、初期挿入角度θを変更角度θ1の整数倍に設定している。従って、保持工具T1,T2の角度を細かく調整することができると共に、保持工具T1,T2の中心軸CXとネジ穴43bの中心軸BXが一致した角度に調整することができ、保護部材挿入作業の作業性の向上を図ることができる。

0097

本実施形態の保護部材挿入システムでは、制御装置107は、回転反力が挿入基準反力よりも小さいとき、保持工具T1,T2の回転を停止すると共に保持工具T1,T2をネジ穴43bの中心軸BXに沿って移動して保持工具T1,T2が保持した保護部材50をネジ穴43bに抜き取ってから、初期挿入角度θを変更する。従って、回転反力が挿入基準反力よりも小さくて保護部材50が空回りしているとき、保持工具T1,T2の回転を停止してネジ穴に抜き取った後、初期挿入角度θを変更して再挿入することから、保持工具T1,T2とネジ穴43bとの挿入位置関係を解消してから、ネジ穴43bへの挿入部材の再挿入を実施することとなり、保持工具T1,T2やネジ穴43bの損傷を抑制することができる。

0098

本実施形態の保護部材挿入システムでは、制御装置107は、回転反力が挿入基準反力よりも小さいとき、保持工具T1,T2を回転したままで初期挿入角度θを変更する。従って、回転反力が挿入基準反力よりも小さくて保護部材50が空回りしているとき、保持工具T1,T2を回転したままで初期挿入角度θを変更して再挿入することから、ネジ穴43bへの保護部材50の挿入作業を継続して実施することとなり、保護部材挿入作業の作業時間を短縮することができる。

0099

本実施形態の保護部材挿入システムでは、制御装置107は、回転反力がた挿入基準反力よりも小さいとき、保持工具T1,T2の傾斜方向を変更する。従って、回転反力が挿入基準反力よりも小さくて保護部材50が空回りしているとき、保持工具T1,T2の傾斜方向を変更(好ましくは、ネジ穴の周方向に90度だけ変更)して再挿入することから、ネジ穴43bへの保護部材50の挿入作業を自動的に継続して行うことができ、作業性の向上を図ることができる。

0100

また、本実施形態の構造物角度測定方法にあっては、保持工具T1,T2にネジ穴41b,42b,43bを保護する保護部材50を保持させる工程と、ネジ穴41b,42b,43bの中心軸BXに対する保持工具T1,T2の角度を予め設定された初期挿入角度θだけ傾斜させる工程と、保持工具T1,T2を回転すると共に前進させて保持工具T1,T2が保持した保護部材50をネジ穴41b,42b,43bに挿入する工程とを有する。そして、保護部材挿入方法は、保持工具T1,T2に作用する回転反力を検出する工程と、回転反力が予め設定された挿入基準反力よりも小さいときに初期挿入角度θを予め設定された変更角度θ1だけ小さく変更する工程とを有する。

0101

従って、保持工具T1,T2を初期挿入角度θだけ傾斜させた状態でネジ穴43bに挿入し、保護部材50をネジ穴43bに挿入することができなかったときは、保持工具T1,T2の角度を調整して再挿入する。その結果、保護部材挿入作業の作業性の向上を図ることができる。

0102

本実施形態の保護部材挿方法では、保持工具T1,T2に作用する回転反力を検出する工程と、回転反力が予め設定された挿入基準反力よりも小さいときに初期挿入角度θを予め設定された変更角度だけ小さく変更する工程とを設ける。従って、保持工具T1,T2が保持した保護部材50をネジ穴43bに挿入するとき、回転反力が挿入基準反力よりも小さくて保護部材50が空回りしているとき、初期挿入角度θを変更角度θ1だけ小さく変更する。即ち、保持工具T1,T2を初期挿入角度θだけ傾斜させた状態でネジ穴43bに挿入することができなかったときは、保持工具T1,T2の角度をネジ穴43bの中心軸BXと平行になる側に調整して再挿入する。そのため、保持工具T1,T2の角度の調整方向を規定することで、保護部材挿入作業の作業性の向上を図ることができる。

0103

なお、上述した実施形態では、本発明の移動装置と角度調整装置を多関節ロボットのアーム支持部62とアーム部63とハンド部64により構成したが、この構成に限定されるものではない。例えば、移動装置と角度調整装置を多関節ロボットではなく、単独の独立した装置により構成してもよい。

0104

また、上述した実施形態では、各蓋31,32,33を固定するためのネジ穴41b,42b,43bを用いて胴本体21の位置を検出したが、ネジ穴41b,42b,43b以外の構成部材(例えば、トラニオンなど)を用いて胴本体21の位置を検出してもよい。

0105

また、上述した実施形態では、本発明の保護部材挿入システム及び方法として、キャスク11の胴本体21に設けられたネジ穴41b,42b,43bに保護部材50を挿入するものとして説明したが、この構成に限定されるものではない。また、挿入部材を挿入するネジ穴がキャスク(放射性物質収納容器)11の胴本体21に設けられたものとしたが、これに限らず、熱交換器の胴体などに設けたられたネジ穴に挿入部材を挿入するものとしてもよい。

0106

11キャスク(放射性物質収納容器)
12胴部
13 蓋部
14バスケット
21 胴本体
21a開口側端部
21b 底部側端部
22 開口部
23 底部(閉塞部)
24キャビティ
25外筒
27,29レジン(中性子遮蔽体)
28底板
30トラニオン
31 一次蓋
32 二次蓋
33 三次蓋
41 第1段部
41a 第1端面
41bネジ穴
42 第2段部
42a 第2端面
42b ネジ穴
43 第3段部
43a 第3端面
43b ネジ穴
44位置決め用穴
50保護部材
51,52,53ボルト
61 基部
62アーム支持部(移動装置、角度調整装置)
63 アーム部(移動装置、角度調整装置)
64ハンド部(移動装置、角度調整装置)
65フレーム
66チャック
67気体ノズル
68洗浄液ノズル
69気体供給部
71工具駆動装置
72トルクセンサ(反力検出装置)
100 保護部材挿入システム
101回転支持装置
102 検出装置
103挿入装置
104供給装置
105塗布装置
106工具保管装置
107制御装置
111支持台
112 脚部
113 床面
114,115支持ローラ
116駆動装置
122CCDカメラ
123レーザセンサ
AX,AX2,BX,CX,CX−1,CX−n中心軸
T1,T2保持工具
T3,T4リタップ工具
T5,T6 抜き取り工具

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