JPH0630855B2 - 人体に有害な環境で作業するツール保持ロボットの配置方法 - Google Patents

人体に有害な環境で作業するツール保持ロボットの配置方法

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JPH0630855B2
JPH0630855B2 JP1004575A JP457589A JPH0630855B2 JP H0630855 B2 JPH0630855 B2 JP H0630855B2 JP 1004575 A JP1004575 A JP 1004575A JP 457589 A JP457589 A JP 457589A JP H0630855 B2 JPH0630855 B2 JP H0630855B2
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J18/00—Arms
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00—Program-controlled manipulators
    • B25J9/06—Program-controlled manipulators characterised by multi-articulated arms
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F22—STEAM GENERATION
    • F22B—METHODS OF STEAM GENERATION; STEAM BOILERS
    • F22B37/00—Component parts or details of steam boilers
    • F22B37/002—Component parts or details of steam boilers specially adapted for nuclear steam generators, e.g. maintenance, repairing or inspecting equipment not otherwise provided for
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    • F22B37/005—Positioning apparatus specially adapted therefor

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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、人体に有害な環境におけるロボット化作業の
分野に係る。より詳細には本発明は、厳重な防護条件が
整備されない限り人の存在が許容されない該反応装置内
部の点検及び保守作業を行なうロボットの配置方法に係
る。このような場合として特に、加圧水型原子炉発電所
の蒸気発生器の保守作業がある。これらの作業のために
論理装置の制御下に配置された関節アームから成るツー
ル保持ロボットの使用は既に提案されている。該ロボッ
トのベースは蒸気発生器のタンク下方に配置された支柱
に固定され、該支柱は、タンクに設けられた開口にロボ
ットを接近させ該開口から作業場所にロボットを到達せ
しめるようにある程度の運動の自由をもつ。
このような従来の構造にはいくつかの欠点がある。例え
ば、支柱が極めて重い装置を構成する。また経時的に安
定な既知の基準座標をもたない。
更に、かかる装置は設置に比較的長時間を要するため、
発電所の運転休止時間に関して不利な影響を与える。
本発明の目的は、中央論理装置の制御下に配置された関
節アームから成り、ベースと指称される該アームの一端
が密閉容器によって規定される作業ゾーンの外部で既知
座標をもつ第1点に固定れ、ヘッドと指称される該アー
ムの他端が作業に必要なツールを受容すべく構成された
前記種類のツール保持ロボットを配置するために支柱を
削除し得る方法を提供することである。本発明方法によ
れば。第1段階において、ロボットのヘッドを作業ゾー
ンの外部に位置する既知座標をもつ第2点に固定し、次
に第2段階において、前記第2点に支承されたヘッドを
支点としてロボットが自動的に移動して該ロボットのベ
ースを作業ゾーンの密閉容器に設けられた開口の近傍の
作業位置に案内し、最後に第3段階において、ベースが
既知座標をもつ第1点に固定されると、ヘッドが解放さ
れロボットが逆上がり運動を行なってヘッドを作業ゾー
ンの作業位置に案内する。
特に有利な実施態様によれば、ロボットのヘッド及びベ
ースが、中央論理装置の制御下に、夫々の固定点に自動
的に固定されかつ該点から自動的に解放される。
外側から内側に向かって耐圧プレートと汚染防止シヤッ
タとを順次に含む二重防護を備えたアクセス開口をもつ
加圧水型原子炉の蒸気発生器にロボットを使用するため
に、ロボットの配置以前に耐圧プレートが取り外されて
おり、該プレートの取付用エレメントを利用してロボッ
トのベースが自動的に固定され、ロボット自体が汚染防
止シャッタを取り外すのが有利である。
開口の近傍に配置されるためのロボットのベースがU字
形をもつのが有利である。
ベースの固定後に、アクセス開口を基準座標とし作業ゾ
ーンの内部に位置する既知の点を確認することによって
座標系を再設定する。
本発明方法を実施するために、ヘッド側に位置する関節
アームの最終エレメントが分離可能であり、既知座標を
もつ第2点にアームを固定するために該エレメント取付
用手段を使用するのが好ましい。
加圧水型原子炉発電所の蒸気発生器の熱交換管の保守に
関する本発明方法の実施態様を添付図面に基づいて非限
定的に以下に説明する。
第1図は、加圧水型原子炉発電所の蒸気発生器のタンク
1の下部を示す。この下部はウォーターボックスと指称
される半球状スペース2から成り、多数の熱交換管3が該
スペースに開口している。判り易いように熱交換管を1
つだけ図示した。半球状スペースにアクセス開口4が設
けられている。正常作動中、即ちタンクに加圧水が充満
しているとき、アクセス開口には、外側から内側に向か
って耐圧プレートと汚染防止シャッタとを順次に含む二
重閉鎖構造が具備されている。一部停止の場合には、水
回路全体を排水し、耐圧プレートを取り外し、汚染防止
シャッタだけが残存する。該汚染防止シャッタの取り外
しはロボット自体が行なう。第1図は関節アームから成
るタイプのツール保持ロボット5を作業位置で示す。公
知のごとく該ロボット5は、(昇降及び回転のごとき)
いくつかの自由度をもつ支柱6の上端に固定されてい
る。
ロボット5はタンク1の近傍に案内されアクセス開口4か
らタンク内に侵入し得る。ロボットのヘッド7は、特に
特殊保守を要する熱交換管3の点検及び補修作業を行な
うための種々の付属部品を受容するツールサポート8を
備える。
関節アームから成るロボット5は、所謂黒鉛−ガスタイ
プの装置にISISなる名称で出願人が既に使用している公
知種類のロボットである。図示の具体例ではロボットが
3つの関節と3つの回転装置とを備える。
本発明方法の種々の段階を示す第2図以下の図において
も第1図と同じロボット5を使用した。
第2図は本発明方法の第1段階を示す。関節ロボット5
はキャリッジ9によって蒸気発生器のタンク1の下方の所
定の一点に案内される。ロボット5自体は、ピボット12
によって連結された2つの脚10,11から成るコンパスを
介してキャリッジ9に連結されている。キャリッジ側に
位置する第1脚10はベース13を備え、該ベースを介して
脚10が前記キャリッジに暫定的に固定される。ピボット
12の反対側の第2脚11の末端は関節アーム自体を支持し
ている。本発明によれば、キャリッジ9が配置された後
に、ロボット5がそれ自体の駆動手段の作用下及び中央
論理装置の制御下に伸長し、該ロボット5のヘッド7が既
知座標をもつ支持点14にロックされる。
第3図に示す位置では、ベース13がキャリッジ9から解
放され、支持手段14に支承されたヘッド7を支点として
ロボットがそれ自体の駆動手段によって中央論理装置の
制御下にベース13をタンク1の開口4の近傍に配置し固定
する。正常作動中に開口4を閉鎖していた耐圧プレート
が予め取り外されておりロボットが前記プレートの取付
用手段を利用してベース13を固定し得るのが有利であ
る。また開口4が円形なのでベース13をU字形に形成す
るのが有利であることは容易に理解されよう。本発明方
法の変形例では、ロボット5の最終エレメント15を分離
し該最終エレメントの取付用手段16を利用してロボット
を支持手段14に固定できるように構成すると更によい結
果が得られる。即ちこの場合には、関節が十分な数だけ
維持され、これらの関節の処で最終関節の駆動トルクを
上回る駆動トルクが得られるからである。環境次第では
本発明の要旨の範囲内で必要に応じて支持点14をアーム
5の任意の関節の支点即ち基準座標として使用するよう
に変形してもよい。
ここでロボットは第4図に示す最終配置段階に移行し得
る。このために、ロボットは該ロボットのヘッド7また
は使用した関節のヘッドを支持手段14から解放し、ベー
ス13を支点として逆上がり運動を行ない、汚染防止シャ
ッタを実質的に取り外し、開口4から侵入して作業ゾー
ンの作業位置に到達する。この最終位置でコンパスの脚
10.11はピボット12の周囲で閉鎖しており、ロボット5は
第1図に示す従来技術の作業位置と同様の作業位置に到
達しているが、ロボットと地上とを連結するのは制御ケ
ーブル17だけである。ヘッド7が開口4を通過するとき
に、適当なセンサ手段によって制御装置の基準座標を開
口の直径に合わせて再設定することが可能であり、従っ
て、軌道を修正しコンピュータ援用設計(C.A.O.)に伝達
し中央処理装置に記憶させることが可能である。その結
果ロボットはより高い精度で作業し得る。また、例えば
ビデオのごとき照準合わせ手段を用いタンク1の内部2に
存在する既知座標をもつ箇所に照準合わせすることによ
ってシステムの精度を改良することも可能である。この
ために、従来のプロジェクタ18が配置されており該プロ
ジェクタはカメラ19と協働してロボットの作業を視覚的
にモニタすることが理解されよう。
前記の記載より、本発明の配置方法は、支柱6を使用す
る第1図の従来装置に比較してかなりの軽量化を達成す
ることが容易に理解されよう。本発明の配置方法はま
た、予定の保守を行なうための時間をかなり短縮し得
る。原子力発電所の部分停止は厳密にプログラムされ極
めて限定されているので迅速な作業が要求されることを
考慮するとこれは極めて有利である。
脚10.11及びピボット12から成るコンパスの存在はまた
作業中のロボットの操作にも有用である。これを第5図
に示す。第5図においてロボットは、予定の作業に必要
なツール類をツール収容マガジン20において探してい
る。
1つの保守作業中にロボットは開口4を多数回出入りす
る必要が生じるが、第5図によれば、コンパスの存在に
よってロボットが開口4から容易に出入りできることが
理解されよう。
極めて多様なツール及び器具を支持し得ること、軽量な
こと及び配置が容易なこと等の観点から、ロボットに汎
用性が与えられ極めて多様な環境でも使用できるという
利点が得られる。
本発明の配置方法を制御する中央論理装置は本発明の一
部を構成しないが、すべての軌道及びそれらの自動制御
を記憶し、また種々の結合に必要なすべての演算機能を
確保することは理解されよう。
【図面の簡単な説明】
第1図は、公知技術を用い支柱によって地上に支持され
た関節アームから成るロボットを蒸気発生器のタンク内
の作業位置で示す説明図、第2図は本発明方法の第1段
階の説明図、第3図は本発明方法の第2段階の説明図、
第4図は本発明方法の第3段階の終期のロボットの作業
位置を示す説明図、第5図はツール保持ヘッドにツール
を配置する位置のロボットを示す説明図である。 1……タンク、2……半球状スペース、3……熱交換管、4
……アクセス開口、5……ロボット、6……支柱、7……
ヘッド、8……ツールサポート、9……キャリッジ、10,1
1……脚、12……ピボット、13……ベース、14……支持
手段、15……最終エレメント。

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】人体に有害な環境で作業すべく規定され、
    中央論理装置の制御下に配置された関節アームから成
    り、ベースと指称される該アームの一端が密閉容器によ
    ってその範囲が限定された作業ゾーンの外部で既知座標
    をもつ第1点に固定され、ヘッドと指称される該アーム
    の他端が作業に必要なツールを受容すべく構成されたタ
    イプのツール保持ロボットの配置方法であって、第1段
    階において、ロボットのヘッドを作業ゾーンの外部に位
    置する既知座標をもつ第2点に固定し、次に第2段階に
    おいて、前記第2点に支承されたヘッドを支点としてロ
    ボットが自動的に移動して該ロボットのベースを作業ゾ
    ーンの密閉容器に設けられた開口の近傍の作業位置に案
    内し、最後に第3段階において、ベースが既知座標をも
    つ第1点に固定されると、ヘッドが解放されロボットが
    逆上がり運動を行なってヘッドを作業ゾーンの作業位置
    に案内することを特徴とするツール保持ロボットの配置
    方法。
  2. 【請求項2】ロボットのヘッドが、既知座標をもつ第2
    点に自動的に固定されかつ該第2点から自動的に解放さ
    れることを特徴とする請求項1に記載のツール保持ロボ
    ットの配置方法。
  3. 【請求項3】ロボットのベースが、作業ゾーンの密閉容
    器に設けられた開口の近傍に位置する既知座標をもつ第
    1点に自動的に固定されることを特徴とする請求項1ま
    たは2に記載のツール保持ロボットの配置方法。
  4. 【請求項4】外側から内側に向かって耐圧プレートと汚
    染防止シャッタとを順次に含む二重防護を備えたアクセ
    ス開口をもつ密閉容器に対して作業を実行するために、
    ロボットの配置以前に耐圧プレートが取り外されてお
    り、該プレートの取付用エレメントを利用してロボット
    のベースが自動的に固定されることを特徴とする請求項
    1から3のいずれかに一項に記載のツール保持ロボット
    の配置方法。
  5. 【請求項5】ベースが固定されるとロボットがヘッドを
    介して汚染防止シャッタを取り外すことを特徴とする請
    求項4に記載のツール保持ロボットの配置方法。
  6. 【請求項6】ベースがほぼU字形であり、作業ゾーンで
    アクセス開口を包囲することを特徴とする請求項1から
    5のいずれかに一項に記載のツール保持ロボットの配置
    方法。
  7. 【請求項7】アクセス開口の直径を基準とし作業ゾーン
    の内部に位置する既知の点を確認することによって座標
    系を再設定することを特徴とする請求項1から6のいず
    れか一項に記載のツール保持ロボットの配置方法。
  8. 【請求項8】ヘッド側に位置するアームの最終エレメン
    トが分離可能で配置の第1段階で非使用であり、この場
    合、既知座標をもつ第2点にアームを固定するために該
    エレメントの取付手段が使用されることを特徴とする請
    求項1から7のいずれか一項に記載のツール保持ロボッ
    トの配置方法。
JP1004575A 1988-01-14 1989-01-11 人体に有害な環境で作業するツール保持ロボットの配置方法 Expired - Lifetime JPH0630855B2 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR8800344A FR2625936A1 (fr) 1988-01-14 1988-01-14 Procede de mise en place d'un robot porte-outils destine a des interventions en milieu humainement hostile
FR8800344 1988-01-14

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Publication Number Publication Date
JPH01240285A JPH01240285A (ja) 1989-09-25
JPH0630855B2 true JPH0630855B2 (ja) 1994-04-27

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US (1) US4919194A (ja)
EP (1) EP0324685B1 (ja)
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DE (1) DE68900941D1 (ja)
ES (1) ES2029926T3 (ja)
FR (1) FR2625936A1 (ja)

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