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技術 部材の位置決め装置及び方法並びに胴本体に対するフィンの組立装置及び方法

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0ヶ月経過) 出願番号 2018-035573
公開日 2019年9月12日 (6ヶ月経過) 公開番号 2019-152447
状態 未査定
技術分野 放射線の遮蔽 自動組立 処理全般、補助装置、継手、開先形状 突合せ溶接及び特定物品の溶接 マニプレータ
主要キーワード 鈍角側 挟持装置 マグネット保持 横倒し状態 鋭角側 各支持ローラ 各伝熱フィン 傾斜動作
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図面 (15)

課題

部材の位置決め装置及び方法並びに胴本体に対するフィン組立装置及び方法において、部材の位置決め精度の向上を図ると共に胴本体に対してフィンを高精度に組付ける。

解決手段

伝熱フィン26を吸着保持する吸着保持部105と、吸着保持部105による吸着保持が解除された伝熱フィン26を基準位置に移動して位置決めを行う位置決め部材106とを設けている。

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、胴本体の外周側に複数の伝熱フィンが周方向に所定間隔で溶接により固定され、その外側に外筒が固定されている。この伝熱フィンは、重量物であることから、ロボットストッカ積み重ねられている伝熱フィンを吸着し、吸着した伝熱フィンを胴本体の外周部における位置決め位置まで搬送し、この位置決めした位置で伝熱フィンの溶接作業を実施している。なお、伝熱フィンの組立装置としては、下記特許文献1に記載されたものがあり、ロボットの位置決め装置としては、下記特許文献2に記載されたものがある。

概要

部材の位置決め装置及び方法並びに胴本体に対するフィンの組立装置及び方法において、部材の位置決め精度の向上をると共に胴本体に対してフィンを高精度に組付ける。伝熱フィン26を吸着保持する吸着保持部105と、吸着保持部105による吸着保持が解除された伝熱フィン26を基準位置に移動して位置決めを行う位置決め部材106とを設けている。

目的

本発明は、上述した課題を解決するものであり、部材の位置決め精度の向上を図ると共に構造の複雑化を抑制する部材の位置決め装置及び方法、並びに、胴本体に対してフィンを高精度に組付ける胴本体に対するフィンの組立装置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

部材を把持する把持装置と、前記把持装置による把持が解除された前記部材を基準位置に移動して位置決めを行う位置決め部材と、を備えることを特徴とする部材の位置決め装置

請求項2

前記把持装置により把持された前記部材を反転させる反転装置が設けられ、前記位置決め部材は、前記反転装置により反転されて前記把持装置による把持が解除された前記部材の位置決めを行うことを特徴とする請求項1に記載の部材の位置決め装置。

請求項3

前記位置決め部材は、互いに交差する三方向の位置決めを行うストッパを有することを特徴とする請求項1または請求項2に記載の部材の位置決め装置。

請求項4

前記位置決め部材は、支持板に固定されて第1方向における位置決めを行う第1ストッパと、前記支持板に固定されて前記第1方向に交差する第2方向における位置決めを行う第2ストッパと、前記支持板に固定されて前記第1方向及び前記第2方向に交差する第3方向における位置決めを行う第3ストッパとを有することを特徴とする請求項3に記載の部材の位置決め装置。

請求項5

前記把持装置による前記部材の把持時に前記部材が前記第1ストッパに当接することで前記第1方向の位置決めが行われ、前記支持板が水平方向に対して所定角度で傾斜した位置で前記把持装置による前記部材の把持解除時に前記部材が前記第2ストッパと前記第3ストッパに当接することで前記部材の前記第2方向と前記第3方向の位置決めが行われることを特徴とする請求項4に記載の部材の位置決め装置。

請求項6

前記ストッパは、少なくとも前記部材の当接位置に樹脂部材が設けられることを特徴とする請求項3から請求項5のいずれか一項に記載の部材の位置決め装置。

請求項7

部材を把持する工程と、把持された前記部材を反転させる工程と、反転されて把持が解除された前記部材を自重により位置決めを行う工程と、を有することを特徴とする部材の位置決め方法

請求項8

円筒形状をなす胴本体を横倒し状態で支持する支持装置と、ストッカに載置されたフィンを把持する把持装置と、前記把持装置により把持された前記フィンを反転させる反転装置と、前記反転装置により反転されて前記把持装置による把持が解除された前記フィンの位置決めを行う位置決め部材と、前記位置決め部材により位置決めされて前記把持装置により把持された前記フィンを前記胴本体の外周面におけるフィン取付位置に固定するフィン固定装置と、を備えることを特徴とする胴本体に対するフィンの組立装置

請求項9

横倒し状態で胴本体を支持する工程と、ストッカに載置されたフィンを把持する工程と、把持された前記フィンを反転させる工程と、反転されて把持が解除された前記フィンを自重により位置決めを行う工程と、位置決めされて把持された前記フィンを前記胴本体の外周面におけるフィン取付位置に固定する工程と、を有することを特徴とする胴本体に対するフィンの組立方法

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、胴本体の外周部に溶接により伝熱フィンを固定するために、このフィン位置決めを行う部材の位置決め装置及び方法、また、胴本体に対するフィンを組付ける胴本体に対するフィンの組立装置及び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が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、胴本体の外周側に複数の伝熱フィンが周方向に所定間隔で溶接により固定され、その外側に外筒が固定されている。この伝熱フィンは、重量物であることから、ロボットストッカ積み重ねられている伝熱フィンを吸着し、吸着した伝熱フィンを胴本体の外周部における位置決め位置まで搬送し、この位置決めした位置で伝熱フィンの溶接作業を実施している。なお、伝熱フィンの組立装置としては、下記特許文献1に記載されたものがあり、ロボットの位置決め装置としては、下記特許文献2に記載されたものがある。

先行技術

0004

特開2016−159303号公報
実開昭63−050688号公報

発明が解決しようとする課題

0005

ところで、ロボットがストッカにある伝熱フィンを吸着して保持するとき、ロボットは、吸着部が伝熱フィンの所定の位置を吸着する。しかし、伝熱フィンは、ストッカに位置決めされているとは限らず、ロボットの吸着部が吸着する伝熱フィンの保持位置がばらついてしまう。この場合、ストッカに供給された伝熱フィンを所定の位置に位置決めする位置決め装置を設けることが考えられるが、装置が複雑化してしまうという課題がある。また、ロボットの吸着部に吸着した伝熱フィンを所定の位置に位置決めする位置決め装置を設けることが考えられるが、吸着部が複雑化し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、部材の位置決め精度の向上を図ると共に構造の複雑化を抑制する部材の位置決め装置及び方法、並びに、胴本体に対してフィンを高精度に組付ける胴本体に対するフィンの組立装置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部材の位置決め装置は、部材を把持する把持装置と、前記把持装置による把持が解除された前記部材を基準位置に移動して位置決めを行う位置決め部材と、を備えることを特徴とするものである。

0008

従って、把持装置が部材を把持し、位置決め部材は、把持が解除された部材を基準位置に移動して位置決めを行うことから、把持装置に複雑な位置決め装置を設ける必要がなく、位置決め部材により部材を基準位置に容易に位置決めすることができる。そのため、部材の位置決め精度の向上を図ることができると共に、構造の複雑化を抑制することができる。

0009

本発明の部材の位置決め装置では、前記把持装置により把持された前記部材を反転させる反転装置が設けられ、前記位置決め部材は、前記反転装置により反転されて前記把持装置による把持が解除された前記部材の位置決めを行うことを特徴としている。

0010

従って、位置決め部材が反転されて把持が解除された部材の位置決めを行うことから、部材の位置決めを行うとき、部材の把持を解除しても部材が落下することはなく、部材を安全で容易に位置決めすることができる。

0011

本発明の部材の位置決め装置では、前記位置決め部材は、互いに交差する三方向の位置決めを行うストッパを有することを特徴としている。

0012

従って、位置決め部材として、互いに交差する三方向の位置決めを行うストッパを設けることから、部材を高精度に位置決めすることができる。

0013

本発明の部材の位置決め装置では、前記位置決め部材は、支持板に固定されて第1方向における位置決めを行う第1ストッパと、前記支持板に固定されて前記第1方向に交差する第2方向における位置決めを行う第2ストッパと、前記支持板に固定されて前記第1方向及び前記第2方向に交差する第3方向における位置決めを行う第3ストッパとを有することを特徴としている。

0014

従って、位置決め部材として、支持板に第1方向の位置決めを行う第1ストッパと第2方向の位置決めを行う第2ストッパと第3方向の位置決めを行う第3ストッパを設けることから構造の複雑化を抑制することができる。

0015

本発明の部材の位置決め装置では、前記把持装置による前記部材の把持時に前記部材が前記第1ストッパに当接することで前記第1方向の位置決めが行われ、前記支持板が水平方向に対して所定角度で傾斜した位置で前記把持装置による前記部材の把持解除時に前記部材が前記第2ストッパと前記第3ストッパに当接することで前記部材の前記第2方向と前記第3方向の位置決めが行われることを特徴としている。

0016

従って、部材が自重により移動して各ストッパに当接することで第1方向と第2方向と第3方向の位置決めが行われることから、部材を各ストッパに当接するための装置が不要となり、構造の複雑化を抑制することができる。

0017

本発明の部材の位置決め装置では、前記ストッパは、少なくとも前記部材の当接位置に樹脂部材が設けられることを特徴としている。

0018

従って、部材が自重により移動してストッパに当接するとき、部材の損傷を抑制することができる。

0019

また、本発明の部材の位置決め方法は、部材を把持する工程と、把持された前記部材を反転させる工程と、反転されて把持が解除された前記部材を自重により位置決めを行う工程と、を有することを特徴とするものである。

0020

従って、部材の位置決め精度の向上を図ることができると共に、構造の複雑化を抑制することができる。

0021

また、本発明の胴本体に対するフィンの組立装置は、円筒形状をなす胴本体を横倒し状態で支持する支持装置と、ストッカに載置されたフィンを把持する把持装置と、前記把持装置により把持された前記フィンを反転させる反転装置と、前記反転装置により反転されて前記把持装置による把持が解除された前記フィンの位置決めを行う位置決め部材と、前記位置決め部材により位置決めされて前記把持装置により把持された前記フィンを前記胴本体の外周面におけるフィン取付位置に固定するフィン固定装置と、を備えることを特徴とするものである。

0022

従って、支持装置が胴本体を横倒し状態で支持し、把持装置がストッカのフィンを把持し、反転装置がフィンを反転させると、把持が解除されたフィンが位置決め部材により位置決めが行われ、把持装置が位置決めされたフィンを把持した後、フィン固定装置が胴本体の外周面におけるフィン取付位置にフィンを固定することとなる。このとき、位置決め部材は、把持が解除されたフィンを基準位置に移動して位置決めを行うことから、把持装置に複雑な位置決め装置を設ける必要がなく、位置決め部材によりフィンを基準位置に容易に位置決めすることができる。そのため、フィンの位置決め精度の向上を図ることができると共に、構造の複雑化を抑制することができ、胴本体に対してフィンを高精度に組付けることができる。

0023

また、本発明の胴本体に対するフィンの組立方法は、横倒し状態で胴本体を支持する工程と、ストッカに載置されたフィンを把持する工程と、把持された前記フィンを反転させる工程と、反転されて把持が解除された前記フィンを自重により位置決めを行う工程と、位置決めされて把持された前記フィンを前記胴本体の外周面におけるフィン取付位置に固定する工程と、を有するものである。

0024

従って、フィンの位置決め精度の向上を図ることができると共に、構造の複雑化を抑制することができ、胴本体に対してフィンを高精度に組付けることができる。

発明の効果

0025

本発明の部材の位置決め装置及び方法によれば、部材の位置決め精度の向上を図ることができると共に構造の複雑化を抑制することができる。また、胴本体に対するフィンの組立装置及び方法によれば、胴本体に対してフィンを高精度に組付けることができる。

図面の簡単な説明

0026

図1は、本実施形態の胴本体に対する部材の位置決め装置が適用されたフィンの組立装置を表す平面概略図である。
図2は、フィンの組立装置を表す正面概略図である。
図3は、フィン搬送装置を構成する作業用ロボットアームを表す概略図である。
図4は、吸着保持部及び位置決め部材を表す正面図である。
図5は、吸着保持部及び位置決め部材を表す平面図である。
図6−1は、吸着前における位置決め部材を表す正面図である。
図6−2は、吸着時における位置決め部材を表す正面図である。
図6−3は、位置決め時における位置決め部材を表す正面図である。
図7−1は、吸着前における位置決め部材を表す側面図である。
図7−2は、吸着時における位置決め部材を表す側面図である。
図7−3は、位置決め時における位置決め部材を表す側面図である。
図8は、本実施形態の胴本体に対するフィンの組付方法を表すフローチャートである。
図9は、放射性物質収納容器を表す縦断面図である。
図10は、放射性物質収納容器を表す水平断面図である。

実施例

0027

以下に添付図面を参照して、本発明に係る部材の位置決め装置及び方法並びに胴本体に対するフィンの組立装置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9は、放射性物質収納容器を表す縦断面図、図10は、放射性物質収納容器を表す水平断面図である。

0029

本実施形態において、図9及び図10に示すように、放射性物質収納容器としてのキャスク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、胴本体21の上部に開口部22が形成され、下部に底部(閉塞部)23が形成された円筒形状をなしている。胴本体21は、内部にキャビティ24が設けられ、このキャビティ24は、その内面がバスケット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。胴本体21は、下部に底部23が溶接結合または一体成形されており、この胴本体21及び底部23は、γ線遮蔽機能を有する炭素鋼製鍛造品となっている。

0030

胴部12は、胴本体21の外周側に所定の隙間を空けて外筒25が配設されており、胴本体21の外周面と外筒25の内周面との間に熱伝導を行う銅や鋼製の伝熱フィン26が周方向に所定間隔で複数溶接されている。そして、胴部12は、胴本体21と外筒25との空間部に水素を多く含有する高分子材料中性子遮蔽機能を有するボロンまたはボロン化合物を含有したレジン中性子遮蔽体)27が充填されている。

0031

また、胴部12は、底部23の下側に所定の隙間を空けて底板28が連結されており、底部23と底板28との空間部にレジン(中性子遮蔽体)29が設けられている。また、胴部12は、側面部にトラニオン30が固定されている。

0032

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、胴部12における胴本体21の開口部22に対して着脱可能に取付けられる。二次蓋32は、一次蓋31の外側で開口部22に対して着脱可能に取付けられる。三次蓋33は、二次蓋32の外側で開口部22に対して着脱可能に取付けられる。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と共に、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は、二次蓋32側にレジン(中性子遮蔽体)が設けられている。二次蓋32は、一次蓋31との間に大気に対して加圧された圧力監視境界を有し、一次蓋31からのガスの漏洩を阻止すると共に、キャビティ24側の圧力を担保する。三次蓋33は、二次蓋32を外部の衝撃から防御する。

0033

胴部12は、胴本体21の開口部22の内周部に3個の段部41,42,43が設けられている。第1段部41は、第1座面部41aを有し、第1座面部41aに複数のネジ穴41bが胴本体21の周方向に等間隔で形成されている。第2段部42は、第1段部41よりも開口部22の外側に位置し、第2座面部42aを有し、第2座面部42a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。第3段部43は、第2段部42よりも開口部22の外側に位置し、第3座面部43aを有し、第3座面部43a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。

0034

一次蓋31は、第1段部41に嵌合し、第1座面部41aに密着する。そして、ボルト51が一次蓋31を貫通してネジ穴41bに螺合することで、一次蓋31は、胴本体21の開口部22における第1段部41に固定される。二次蓋32は、第2段部42に嵌合し、第2座面部42aに密着する。そして、ボルト52が二次蓋32を貫通してネジ穴42bに螺合することで、二次蓋32は、胴本体21の開口部22における第2段部42に固定される。三次蓋33は、第3段部43に嵌合し、第3座面部43aに密着する。そして、ボルト53が三次蓋33を貫通してネジ穴43bに螺合することで、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。

0035

このように構成されたキャスク11にて、胴部12は、胴本体21の外周側に複数の伝熱フィン26が周方向に所定間隔で溶接により固定され、その外側に外筒25が溶接により固定され、胴本体21と外筒25と各伝熱フィン26との間にレジン27が充填されて構成されている。

0036

本実施形態の位置決め装置(部材の位置決め装置)は、横倒し状態で支持された胴本体21へ固定する伝熱フィン(部材)26を自動的に位置決めするものであり、フィンの組立装置(胴本体に対するフィンの組立装置)は、胴本体21の外周面に複数の伝熱フィン26を周方向に所定間隔で自動的に組付けるものである。

0037

図1は、本実施形態の胴本体に対する部材の位置決め装置が適用されたフィンの組立装置を表す平面概略図、図2は、フィンの組立装置を表す正面概略図である。

0038

本実施形態において、図1及び図2に示すように、フィンの組立装置100Aは、回転支持装置(支持装置)101と、フィン搬送装置(フィン固定装置)102と、フィン溶接装置(フィン固定装置)103と、制御装置104とを備えている。位置決め装置100Bは、フィン搬送装置102に設けられ、吸着保持部(把持装置)105と、位置決め部材106とを備えている。この場合、フィン搬送装置102とフィン溶接装置103は、回転支持装置101に支持された胴本体21の水平方向における一側方側に配置されている。なお、フィン搬送装置102とフィン溶接装置103を2組設け、回転支持装置101に支持された胴本体21の両側方側に配置してもよい。

0039

回転支持装置101は、例えば、ターニングローラであって、胴本体21を横倒し状態で回転自在に支持するものである。支持台111は、下部に複数の脚部112により床面113に設置されており、上部に複数の支持ローラ114が回転自在に支持されている。各支持ローラ114は、水平方向に沿う回転軸心を有し、胴本体21における開口部22側と底部23側に所定間隔をあけて4個配置されている。各支持ローラ114は、胴本体21の外周面を転動自在に支持するものである。各支持ローラ114は、駆動装置115が駆動連結されており、駆動装置115により各支持ローラ114を正転駆動及び逆転駆動することができる。

0040

フィン搬送装置102は、伝熱フィン26を保持し、胴本体21の外周面におけるフィン取付位置にこの伝熱フィン26を搬送して保持するものである。このフィン搬送装置102は、作業用ロボット120であって、アーム121の先端部に吸着保持部105と位置決め部材106が装着されて構成されている。フィン搬送装置102は、アーム121を作動して吸着保持部105が保管場所としてのストッカ122にある伝熱フィン26を吸着し、この伝熱フィン26を胴本体21の長手方向に沿った姿勢とし、胴本体21のフィン取付位置まで搬送し、この伝熱フィン26の一側部をフィン取付位置に接触させた状態で保持する。また、フィン搬送装置102は、吸着保持部105が伝熱フィン26を保持した後、位置決め部材106により吸着保持部105に対する伝熱フィン26の位置を位置決めする。

0041

フィン溶接装置103は、フィン搬送装置102に保持された伝熱フィン26を胴本体21の外周面に溶接するものである。フィン溶接装置103は、作業用ロボット(図示略)であって、アーム123の先端部に溶接トーチ124が装着されて構成されている。フィン溶接装置103は、アーム123を作動して溶接トーチ124の先端部を伝熱フィン26の一側部と胴本体21の外周面が接触する位置の近傍に移動し、伝熱フィン26を胴本体21の外周面に溶接する。

0042

制御装置104は、回転支持装置101とフィン搬送装置102とフィン溶接装置103に接続され、制御可能となっている。制御装置104は、回転支持装置101とフィン搬送装置102とフィン溶接装置103を駆動制御する。即ち、制御装置104は、回転支持装置101により胴本体21を所定角度ずつ回動することで、胴本体21をフィン取付角度に位置決めする。そして、制御装置104は、フィン搬送装置102を駆動制御することで、アーム121の吸着保持部105がストッカ122にある伝熱フィン26を吸着し、この伝熱フィン26を胴本体21におけるフィン取付位置まで搬送して保持する。その後、制御装置104は、フィン溶接装置103によりフィン搬送装置102に保持された伝熱フィン26を胴本体21の外周面に溶接する。

0043

ここで、フィン搬送装置102を詳細に説明する。図3は、フィン搬送装置を構成する作業用ロボットのアームを表す概略図、図4は、吸着保持部及び位置決め部材を表す正面図、図5は、吸着保持部及び位置決め部材を表す平面図である。

0044

フィン搬送装置102を構成する作業用ロボット120は、回転支持装置101に支持された胴本体21の側方に配置されている。そして、作業用ロボット120に対して回転支持装置101とは反対側にストッカ122が配置されている。ストッカ122は、載置台131上に1個の第1ストッパ132と複数の第2ストッパ133が固定されている。複数の伝熱フィン26は、載置台131上に積み上げられるように搬入され、第1ストッパ132と各第2ストッパ133に当接して水平方向の位置決めがなされる。但し、ストッカ122への伝熱フィン26の搬入がクレーンにより行われることから、載置台131上の各伝熱フィン26は、第1ストッパ132及び各第2ストッパ133に必ずしも当接しておらず、ストッカ122での伝熱フィン26の位置決めは高精度なものではない。

0045

図3に示すように、作業用ロボット120のアーム121は、第1アーム141の先端部に関節部142により第2アーム143が連結され、第2アーム143の先端部に関節部144により第3アーム145が連結され、第3アーム145の先端部に吸着保持部105と位置決め部材106が装着されている。そのため、作業用ロボット120は、第1アーム141に対して関節部142により第2アーム143が軸心O1を中心に回動し、第2アーム143に対して関節部144により第3アーム145が軸心O2を中心に回動し、吸着保持部105と位置決め部材106を移動することができる。ここで、作業用ロボット120のアーム121により吸着保持部105が保持した伝熱フィン26を反転させる反転装置が構成される。

0046

吸着保持部105及び位置決め部材106において、図4及び図5に示すように、支持板151は、伝熱フィン26より長い平板形状をなし、平面部151aに吸着保持部105を構成する複数(本実施形態では、8個)の吸着パッド152が所定間隔(好ましくは、等間隔)を空けて設けられている。この各吸着パッド152は、図示しない吸引源が連結されており、伝熱フィン26の平面部を吸引することができる。

0047

支持板151は、平面部151aに位置決め部材106を構成する互いに交差する三方向の位置決めを行うストッパ153,154,155が設けられている。第1ストッパ153は、支持板151の平面部151aにおける各吸着パッド152の両側に固定されており、吸着保持部105が吸着した伝熱フィン26の厚さ方向に沿うZ方向(第1方向)における位置決めを行うものである。第2ストッパ154は、支持板151の一側面部151bにおける各吸着パッド152の間に固定されており、吸着保持部105が吸着した後に反転して保持が解除された伝熱フィン26の幅さ方向に沿うY方向(第2方向)における位置決めを行うものである。第3ストッパ155は、支持板151の一端部151cに固定されており、吸着保持部105が吸着した後に反転して保持が解除された伝熱フィン26の長さ方向に沿うX方向(第3方向)における位置決めを行うものである。

0048

なお、ストッパ153,154,155は、金属製または樹脂製であって、伝熱フィン26との接触面の摩擦抵抗が低いものとなっている。この場合、ストッパ153,154,155を金属部材とし、位置決め当接部だけ樹脂部材としてもよい。

0049

そのため、吸着保持部105は、各吸着パッド152が鉛直方向の下方を向き、ストッカ122に載置されている伝熱フィン26の平面部(上面部)に接触して吸着すると、伝熱フィン26の平面部が第1ストッパ153に当接することでZ方向の位置決めが行われる。そして、吸着保持部105は、各吸着パッド152が伝熱フィン26を吸着したままで180度反転し、伝熱フィン26が水平方向に対して第2ストッパ154及び第3ストッパ155が鉛直方向の下方に位置するように所定角度(例えば、20度から45度の間)で傾斜させる。このとき、吸着保持部105は、各吸着パッド152による伝熱フィン26の吸着を解除すると、伝熱フィン26が傾斜方向の下方側に移動して第2ストッパ154と第3ストッパ155に当接することでX方向及びY方向の位置決めが行われる。

0050

図6−1は、吸着前における位置決め部材を表す正面図、図6−2は、吸着時における位置決め部材を表す正面図、図6−3は、位置決め時における位置決め部材を表す正面図、図7−1は、吸着前における位置決め部材を表す側面図、図7−2は、吸着時における位置決め部材を表す側面図、図7−3は、位置決め時における位置決め部材を表す側面図である。

0051

図6−1及び図7−1に示すように、吸着保持部105は、吸着パッド152が鉛直方向の下方を向いており、吸着パッド152が位置決め部材106の第1ストッパ153より前方に突出している。この状態から作業用ロボット120(図1参照)により吸着保持部105及び位置決め部材106が移動し、図6−2及び図7−2に示すように、吸着パッド152をストッカ122(図1参照)に載置されている伝熱フィン26の平面部(上面部)に接触させ、吸着させる。すると、吸着パッド152が伝熱フィン26を吸着することで、伝熱フィン26の平面部が第1ストッパ153に当接し、伝熱フィン26におけるZ方向の位置決めが行われる。

0052

そして、吸着保持部105の吸着パッド152がストッカ122の伝熱フィン26を吸着することで、伝熱フィン26が第1ストッパ153に当接してZ方向の位置決めが行われると、作業用ロボット120により吸着保持部105及び位置決め部材106を介して、伝熱フィン26を180度反転させる。そして、図6−3及び図7−3に示すように、吸着保持部105が伝熱フィン26の吸着を解除し、吸着保持部105及び位置決め部材106を傾斜させる。位置決め部材106は、水平方向に対して第2ストッパ154及び第3ストッパ155が鉛直方向の下方に位置するように所定角度だけ傾斜させる。

0053

すると、伝熱フィン26は、吸着パッド152による吸着が解除されるため、第1ストッパ153上で水平方向(X方向及びY方向)の移動が自由となり、自重により傾斜方向における下方に移動する。このとき、吸着パッド152は弾性部材であることから、伝熱フィン26の吸着を解除しても、伝熱フィン26の重量により圧縮されたままとなり、伝熱フィン26は、第1ストッパ153に接触したままとなる。そして、伝熱フィン26は、自重により傾斜方向における下方に移動すると、側面が第2ストッパ154に当接してY方向の位置決めが行われると共に、端面が第3ストッパ155に当接してX方向の位置決めが行われる。

0054

吸着保持部105は、伝熱フィン26が各ストッパ153,154,155に当接した位置で再び伝熱フィン26を吸着すると、制御装置104は、吸着保持部105が伝熱フィン26を吸着した位置を基準位置として認識する。

0055

なお、吸着保持部105が伝熱フィン26の吸着を解除してから吸着保持部105及び位置決め部材106を傾斜させたが、吸着保持部105及び位置決め部材106を傾斜させてから吸着保持部105が伝熱フィン26の吸着を解除してしてもよい。また、吸着保持部105による伝熱フィン26の吸着解除と吸着保持部105及び位置決め部材106の傾斜動作を同時に行ってもよい。

0056

以下、本実施形態のフィンの位置決め方法並びに胴本体に対するフィンの組立方法について、詳細に説明する。図8は、本実施形態の胴本体に対するフィンの組付方法を表すフローチャートである。

0057

本実施形態の部材の位置決め方法は、伝熱フィン26を把持する工程と、把持された伝熱フィン26を反転させる工程と、反転されて把持が解除された伝熱フィン26を自重により位置決めを行う工程とを有する。

0058

また、胴本体に対するフィンの組立方法は、横倒し状態で胴本体21を支持する工程と、ストッカ122に載置された伝熱フィン26を把持する工程と、把持された伝熱フィン26を反転させる工程と、反転されて把持が解除された伝熱フィン26を自重により位置決めを行う工程と、位置決めされて把持された伝熱フィン26を胴本体21の外周面におけるフィン取付位置に固定する工程とを有する。

0059

図1及び図2図8に示すように、ステップS11にて、クレーン(図示略)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の上に載置する。ステップS12にて、制御装置104は、回転支持装置101を駆動制御することで胴本体21を回転し、フィン取付角度で停止する。そして、ステップS13にて、作業用ロボット120は、アーム121を作動し、吸着保持部105をストッカ122の上方に移動し、各吸着パッド152を下降してストッカ122の伝熱フィン26の平面部(上面部)に接触して吸着する。

0060

ステップS14にて、作業用ロボット120は、アーム121を作動して吸着保持部105及び位置決め部材106と共に吸着して伝熱フィン26を180度反転させる。ステップS15にて、作業用ロボット120は、アーム121を作動して吸着保持部105及び位置決め部材106を傾斜させ、水平方向に対して第2ストッパ154及び第3ストッパ155が鉛直方向の下方に位置するような傾斜姿勢で停止させる。ここで、ステップS16にて、吸着保持部105による伝熱フィン26の吸着を解除する。

0061

すると、ステップS17にて、伝熱フィン26は、第1ストッパ153上で水平方向(X方向及びY方向)の移動が自由となり、自重により傾斜方向における下方に移動し、側面が第2ストッパ154に当接してY方向の位置決めが行われると共に、端面が第3ストッパ155に当接してX方向の位置決めが行われる。位置決め部材106により伝熱フィン26における3方向の位置決めが完了すると、ステップS18にて、吸着保持部105が伝熱フィン26を再び吸着する。制御装置104は、吸着保持部105が伝熱フィン26を再び吸着した位置を基準位置として認識する。

0062

そして、ステップS19にて、伝熱フィン26の仮溶接を実施する。即ち、フィン搬送装置102が基準位置に保持された伝熱フィン26をフィン取付位置に移動し、フィン溶接装置103の溶接トーチ124が伝熱フィン26の鋭角側から溶接する。ステップS20にて、胴本体21に対して全ての伝熱フィン26の仮溶接が完了したかどうかを判定する。ここで、胴本体21に対して全ての伝熱フィン26の仮溶接が完了していないと判定(No)されたら、ステップS13に戻って前述した作業を繰り返し実施する。一方、ステップS20にて、胴本体21に対して全ての伝熱フィン26の仮溶接が完了したと判定(Yes)されたら、伝熱フィン26の仮溶接を完了し、続いて、同様の方法で、胴本体21に対して各伝熱フィン26の本溶接を実施する。伝熱フィン26の本溶接は、フィン溶接装置103の溶接トーチ124により伝熱フィン26の鋭角側と鈍角側の両方から実施する。

0063

このように本実施形態の部材の位置決め装置にあっては、伝熱フィン26を吸着保持する吸着保持部105と、吸着保持部105による吸着保持が解除された伝熱フィン26を基準位置に移動して位置決めを行う位置決め部材106とを設けている。

0064

従って、吸着保持部105が伝熱フィン26を吸着保持し、位置決め部材106は、吸着保持部105による吸着保持が解除された伝熱フィン26を基準位置に移動して位置決めを行うことから、吸着保持部105に複雑な位置決め装置を設ける必要がなく、位置決め部材106により伝熱フィン26を基準位置に容易に位置決めすることができる。そのため、伝熱フィン26の位置決め精度の向上を図ることができると共に、構造の複雑化を抑制することができる。

0065

本実施形態の部材の位置決め装置では、吸着保持部105により吸着保持された伝熱フィン26を反転させる反転装置としての作業用ロボット120が設けられ、位置決め部材106は、反転されて吸着保持が解除された伝熱フィン26の位置決めを行う。従って、伝熱フィン26の位置決めを行うとき、伝熱フィン26の吸着保持を解除しても伝熱フィン26が落下することはなく、伝熱フィン26を安全で容易に位置決めすることができる。

0066

本実施形態の部材の位置決め装置では、位置決め部材106は、互いに交差する三方向の位置決めを行うストッパ153,154,155を有している。従って、伝熱フィン26を高精度に位置決めすることができる。

0067

本実施形態の部材の位置決め装置では、位置決め部材106として、支持板151に固定されてZ方向における位置決めを行う第1ストッパ153と、支持板151に固定されてZ方向に交差するY方向における位置決めを行う第2ストッパ154と、支持板151に固定されてZ方向及びY方向に交差するX方向における位置決めを行う第3ストッパ155とを設けている。従って、構造の複雑化を抑制することができる。

0068

本実施形態の部材の位置決め装置では、吸着保持部105による伝熱フィン26の吸着保持時に伝熱フィン26が第1ストッパ153に当接することでZ方向の位置決めが行われ、支持板151が水平方向に対して所定角度で傾斜した位置で吸着保持部105による伝熱フィン26の吸着解除時に伝熱フィン26が第2ストッパ154と第3ストッパ155に当接することで伝熱フィン26のY方向とX方向の位置決めが行われる。従って、伝熱フィン26が自重により移動して各ストッパ153,154,155に当接することでX方向とY方向とZ方向の位置決めが行われることから、伝熱フィン26を各ストッパ153,154,155に当接するための装置が不要となり、構造の複雑化を抑制することができる。

0069

本実施形態の部材の位置決め装置では、ストッパ153,154,155における少なくとも伝熱フィン26の当接位置に樹脂部材を設けている。従って、伝熱フィン26が自重により移動してストッパ153,154,155に当接するとき、伝熱フィン26の損傷を抑制することができる。

0070

また、本実施形態の部材の位置決め方法にあっては、伝熱フィン26を吸着保持する工程と、吸着保持された伝熱フィン26を反転させる工程と、反転されて吸着保持が解除された伝熱フィン26を自重により位置決めを行う工程とを有する。

0071

従って、伝熱フィン26の位置決め精度の向上を図ることができると共に、構造の複雑化を抑制することができる。

0072

また、本実施形態の胴本体に対するフィンの組立装置にあっては、円筒形状をなす胴本体21を横倒し状態で支持する回転支持装置101と、ストッカ122に載置された伝熱フィン26を搬送するフィン搬送装置102と、伝熱フィン26を溶接するフィン溶接装置103とを設け、フィン搬送装置102は、伝熱フィン26を反転させる作業用ロボット120であり、伝熱フィン26を吸着保持する吸着保持部105と、吸着保持部105による吸着保持が解除された伝熱フィン26を基準位置に移動して位置決めを行う位置決め部材106とを有する。

0073

従って、回転支持装置101が胴本体21を横倒し状態で支持し、フィン搬送装置102の吸着保持部105がストッカ122の伝熱フィン26を吸着保持し、伝熱フィン26を反転して吸着保持を解除すると、伝熱フィン26が位置決め部材106により位置決めが行われ、吸着保持部105が位置決めされた伝熱フィン26を吸着保持した後、フィン溶接装置103が胴本体21の外周面におけるフィン取付位置に伝熱フィン26を固定する。このとき、位置決め部材106は、吸着保持が解除された伝熱フィン26を基準位置に移動して位置決めを行うことから、吸着保持部105に複雑な位置決め装置を設ける必要がなく、位置決め部材106により伝熱フィン26を基準位置に容易に位置決めすることができる。そのため、伝熱フィン26の位置決め精度の向上を図ることができると共に、構造の複雑化を抑制することができ、胴本体21に対して伝熱フィン26を高精度に組付けることができる。

0074

また、本実施形態の胴本体に対するフィンの組立方法にあっては、横倒し状態で胴本体21を支持する工程と、ストッカ122に載置された伝熱フィン26を吸着保持する工程と、吸着保持された伝熱フィン26を反転させる工程と、反転されて吸着保持が解除された伝熱フィン26を自重により位置決めを行う工程と、位置決めされて吸着保持された伝熱フィン26を胴本体21の外周面におけるフィン取付位置に固定する工程とを有する。

0075

従って、伝熱フィン26の位置決め精度の向上を図ることができると共に、構造の複雑化を抑制することができ、胴本体21に対して伝熱フィン26を高精度に組付けることができる。

0076

なお、上述した実施形態では、部材を把持する把持装置として吸着保持部105を設けたが、この構成に限定されるものではない。例えば、把持装置として、マグネット保持部を設けたり、一対の挟持部を有する挟持装置を設けたりしてもよい。

0077

また、上述した実施形態では、本発明の部材の位置決め装置として、キャスク11の胴本体21に固定する伝熱フィン26を位置決め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。更に、伝熱フィン26を固定する胴本体としてキャスク(放射性物質収納容器)11の胴本体21を適用したが、熱交換器胴体などを適用してもよい。

0078

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
22 開口部
23 底部
24キャビティ
25外筒
26伝熱フィン(部材)
27,29レジン
28底板
30トラニオン
31 一次蓋
32 二次蓋
33 三次蓋
101回転支持装置(支持装置)
102フィン搬送装置(フィン固定装置)
103 フィン溶接装置(フィン固定装置)
104制御装置
105吸着保持部(把持装置)
106位置決め部材
120作業用ロボット(反転装置)
121アーム
122ストッカ
124溶接トーチ
151 支持板
152吸着パッド
153 第1ストッパ
154 第2ストッパ
155 第3ストッパ

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