JPH1099983A - Ｔ型配管溶接切断ロボット - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】従来の装置では、配管取り回しスペースの関係
で、配管外から加工箇所に接近不能な場合に溶接や切断
作業ができず、また母管内の直管部から挿入し、配管内
より加工箇所に接近して、母管に取付けられた枝管部分
の溶接や切断作業を行う装置はなかった。 【解決手段】本発明は、母管２内に挿入されて移動し、
加工箇所となる枝管取付部に接近し、芯出し機構９によ
り位置出しされた後、レーザ光照射口６を備えたヘッド
７部分を枝管内に挿入し、レーザ光照射口６よりレーザ
を照射した状態でレーザ光照射口を枝管４の円周方向に
旋回移動させることにより枝管部分を内壁側から溶接や
切断するＴ型配管溶接切断ロボットである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、配管取り回しスペ
ースの関係で配管外から加工箇所に接近不能な配管にお
いて、走行配管の内部を移動して加工箇所を有する走行
配管にＴ字型に取り付けられた枝管取付部に接近し、枝
管内に機構を挿入し、枝管内壁面を溶接または切断する
Ｔ型配管溶接切断ロボットに関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、配管を溶接または切断する自動
装置として、配管外から加工箇所に移動し、トーチ等の
位置決めを行い、溶接や切断作業するものが多数ある。

【０００３】また、配管内に挿入され、管内から加工箇
所に移動し、溶接や切断する自動装置としては、例え
ば、特開平５−１６１９７１号公報において、「スパイ
ラル鋼管の内面溶接方法と装置」として、走行管（以
下、母管と称する）内の直管部に対して、内面及び外面
から溶接を行っている装置が開示されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】前述した従来の技術で
は配管の外側から溶接や切断を行う装置においては、配
管取り回しスペースの関係で、配管外から加工箇所に接
近不能な場合には、その装置を用いて、溶接や切断作業
ができなった。

【０００５】また、母管内の直管部に挿入され、溶接を
行う装置においては、配管内より加工箇所に接近し、母
管にＴ字型に取り付けられた枝管部分の溶接や切断作業
を実施することができなかった。

【０００６】そこで本発明は、配管外から加工箇所に接
近できない配管においても、母管内を移動して加工箇所
を有する枝管取付部に接近し、枝管部分を内壁側から溶
接若しくは切断を行うＴ型配管溶接切断ロボットを提供
することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、走行すべき配管内に挿入され、配管溶接または切断
の加工を施すＴ型状に取り付けられた枝管の位置まで移
動する移動手段と、突出及び退避可能で、突出時にレー
ザ光を照射しつつ回転するヘッドを有するレーザ照射手
段と、加工を施す前記枝管の中心軸位置を検出し、該中
心軸位置と前記レーザ照射手段のヘッドの回転中心軸と
が一致するように該ヘッドを移動させる芯出し手段と、
を有し、前記走行配管内を移動して、前記枝管の中心軸
とヘッド部分の中心軸を一致させた後、ヘッド部分を前
記枝管内に挿入し、レーザ光を照射した状態でヘッド部
分を枝管の円周方向に旋回させることにより、レーザ光
を枝管内壁に一周させ、枝管を内壁面側から溶接または
切断を行うＴ型配管溶接切断ロボットを提供する。

【０００８】以上の構成により、本発明のＴ型配管溶接
切断ロボットは、走行配管内を移動し加工箇所を有する
枝管取付位置に接近し、枝管の中心軸とレーザ光照射口
を設けたヘッド部分の中心軸を一致させた後、ヘッド部
分が枝管内に挿入され、レーザ光を照射した状態でヘッ
ド部分を枝管の円周方向に旋回させることにより、レー
ザの集光点を枝管内壁に一周させ、枝管を内壁面側から
溶接または切断が行われる。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施形態について詳細に説明する。

【００１０】まず、本発明によるＴ型配管溶接切断ロボ
ットの概要について説明する。

【００１１】このＴ型配管溶接切断ロボットは、内部を
走行する配管（以後、母管と称する）内に挿入され、そ
の内部を移動して、加工箇所となる枝管取付位置に接近
し、レーザ光照射口を枝管の内壁面に位置決めする際
に、レーザ光照射口を備えたヘッド部分の中心軸（若し
くは中心線）と枝管の中心軸（若しくは中心線）を一致
させる位置決め（芯出し）を行った後、ヘッド部分を枝
管内に挿入する。前記ヘッド部分の中心軸は、旋回する
レーザ光の回転中心点でもある。

【００１２】前記ヘッド部分が母管断面内に収納されて
いる状態で枝管の中心軸にヘッド部分の中心軸を一致さ
せるように、ヘッド部分を移動させて位置決め（芯出
し）する移動機構と、その芯出しした後に、ヘッド部分
を枝管内に挿入するために、枝管軸方向にヘッド部分を
直線移動させる直線移動機構を有する。

【００１３】前記ヘッド部分を枝管内に挿入した後、Ｙ
ＡＧレーザ伝送用ファイバからＹＡＧレーザ光を光学系
部品により拡散及び集光し、ヘッド部分に設けられたレ
ーザ光照射口より溶接若しくは切断を行う箇所へ照射し
ながら、ヘッド部分を回転機構により、枝管円周方向に
一回転させることにより、枝管の内壁面一周の溶接、ま
たは切断が行なわれる。

【００１４】ロボット装置本体内には、不活性ガス等の
ガス流路が設けられ、レーザ光照射口若しくは近傍から
溶接時の溶融金属酸化防止と切断時の切断補助のために
噴出し、また、レーザ光によって加熱される光学系部品
の冷却も行っている。

【００１５】枝管中心軸とヘッド部分を枝管軸方向に直
線移動させる直線移動機構の軸との間に倒れがあると、
ヘッド部分を枝管内に挿入する際に、挿入量が増加する
に伴い、ヘッド部分と枝管内壁が干渉する可能性があ
り、Ｔ型配管溶接切断ロボットの中心軸と母管中心軸を
芯出し機構により一致させることにより、枝管中心軸と
ヘッド部分の直線移動機構の軸倒れを防止する。Ｔ型配
管溶接切断ロボット全体を加工箇所を有する枝管部分ま
で母管軸方向に直線移動機構により移動させる。本Ｔ型
配管溶接切断ロボットは接続ケーブルにより配管外に設
けられた制御盤に接続され、制御されている。

【００１６】図１には、本発明によるＴ型配管溶接切断
ロボットの第１の実施形態の概略的な構成例を示し説明
する。この図１は、配管サポート１に取り付けられた冷
却配管の母管２と、母管２にＴ字型に取り付けられ、被
冷却物３に導かれた枝管４に対して、本実施形態のＴ型
配管溶接切断ロボット５が位置決めされている状態を示
している。

【００１７】このＴ型配管溶接切断ロボット５は、大別
すると、レーザ光照射口６を備えたヘッド７と、移動機
構及びＹＡＧレーザ光学部品及び溶接または切断を補助
するガス流路を備えた本体８と、芯出し機構９とにより
構成されている。

【００１８】前記本体８に設けられた移動機構は、図１
に示すように、母管２の円周方向に旋回移動するθ軸
と、母管２の軸方向に直線移動するＺ軸と、枝管４の円
周方向に旋回移動するρ軸と、枝管４の軸方向に直線移
動するＲ軸との４軸を有している。

【００１９】この移動機構のうち、θ軸とＺ軸の２軸
は、ヘッド７が枝管４内に挿入できるように、枝管４の
中心軸ｍとヘッド７の中心軸を一致させる移動機構であ
り、Ｒ軸は、ヘッド７を枝管４内に挿入するために、枝
管４の軸方向に直線移動させる直線移動機構であり、ρ
軸はレーザ照射口６を枝管内の円周方向に旋回させる回
転機構である。

【００２０】そして、Ｔ型配管溶接切断ロボット５は、
接続ケーブル１０により上方に設けられた巻取りドラム
１１から吊り下げられている。接続ケーブル１０は、内
部に牽引用ワイヤとＹＡＧレーザ伝送用ファイバと駆動
用及び信号用電線とガスチューブが併せられて構成され
ている。

【００２１】前記接続ケーブル１０は、巻取りドラム１
１部分で分離され、駆動用及び信号用電線は制御盤１２
に、ＹＡＧレーザ伝送用ファイバはＹＡＧレーザ発振器
１３に、ガスチューブはガスボンベ（図示せず）に接続
されている。

【００２２】本実施形態では、ＹＡＧレーザ伝送用ファ
イバを用いて、外部からレーザを導入したが、ロボット
装置本体にレーザを生成する機構を備えてもよい。

【００２３】次に図２及び図３を参照して、前記本体８
の詳細な構成について説明する。

【００２４】ここで、図２はヘッド７を枝管４内に挿入
している本体の形態を示し、図３はヘッド７を本体８内
に収納し、本体８が母管２内を通過走行可能な形態を示
している。

【００２５】溶接や切断を行うためのＹＡＧレーザ光
は、ＹＡＧレーザ発振器１３より、ＹＡＧレーザ伝送用
ファイバ１４を経由して、本体８部分に伝送され、第１
レンズ１５、第２レンズ１６、第１ミラー１７、第３レ
ンズ１８、第２ミラー１９を経由して、ノズル２０にあ
けられたレーザ照射口６より収束光として照射される。
その集光点にワークを持ってくることにより溶接また
は、切断が行える。

【００２６】そして本体８内でのＹＡＧレーザ光の拡
散、集光状態を、図２中Ａの２点鎖線にて示す。ガスチ
ューブ２１が本体８に接続されており、溶接または切断
を補助するガスがＹＡＧレーザ光通過部分２２に供給さ
れている。供給されたガスは、第１レンズ１５、第２レ
ンズ１６、第１ミラー１７、第３レンズ１８及び、第２
ミラー１９の周囲を通過し、ノズル２０部分に導かれ、
レーザ照射口６より放出される。尚、本実施形態では、
ＹＡＧレーザ光を用いているがこれに限定されるもので
はなく、他の公知なレーザ光を用いて実施してもよい。

【００２７】ＹＡＧレーザ光通過部分２２は、Ｏリング
２３ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅ及びパッキン２４によってシー
ルされており、充填されているガスが漏れない構造とな
っている。レーザ光照射口６を備えたヘッド７は、ρ軸
用軸受２５により支持されており、ρ軸旋回用モータ２
６とρ軸旋回用平歯車２７によって構成されたρ軸移動
機構によりρ軸方向に旋回が可能な構造となっている。

【００２８】さらに、前記ヘッド７とρ軸移動機構は、
一体化され、Ｒ軸移動用モータ２８とＲ軸移動用傘歯車
２９とＲ軸移動用ピニオン３０とＲ軸移動用ラック３１
によって構成されたＲ軸移動機構により、Ｒ軸方向に直
線移動が可能な構造となっている。また、ヘッド７、第
１ミラー１７、第３レンズ１８、第２ミラー１９、前記
ρ軸移動機構とＲ軸移動機構を内蔵した中央台車３２に
ＬＭブッシュ３３により支持されており、Ｚ軸移動用モ
ータ３４とＺ軸移動用ボールネジ３５によって構成され
たＺ軸Ｔ型配管溶接切断ロボット５の移動機構により、
Ｚ軸方向に直線移動が可能な構造となっている。

【００２９】前記ＬＭブッシュ３３が芯出し機構９ａ，
９ｂにより母管２に対して、芯出しされた前方台車３６
と後方台車３７にθ軸用軸受３８を介して取付けられて
いるため、中央台車３２は、θ軸旋回用モータ３９とθ
軸旋回用平歯車４０ａ，４０ｂによって構成されたθ軸
移動機構によりθ軸方向に旋回が可能な構造となってい
る。

【００３０】そしてヘッド７は、図３に示すように、本
体８内に収納され、母管２の内壁や枝管４と干渉しない
状態で有れば、θ軸方向に回転、及びＺ軸方向に直線移
動可能である。

【００３１】前記の前方台車３６と後方台車３７には、
エアシリンダ４１により駆動される芯出し機構９ａ，９
ｂが円周方向に複数個配設されており、Ｔ型配管溶接切
断ロボット５の中心軸と母管２の中心軸を一致させる構
造となっている。

【００３２】次に、このように構成されたＴ型配管溶接
切断ロボットの作用について説明する。

【００３３】まず、Ｔ型配管溶接切断ロボット５は、図
３に示したヘッド７を本体８に収納した状態で母管２の
上方から管内部に挿入され、接続ケーブル１０を巻付け
た巻取りドラム１１を回転して放出させることにより、
母管２内の下方に吊り降ろされていく。

【００３４】そしてＴ型配管溶接切断ロボット５を母管
挿入口から加工箇所を有する枝管４の取付位置まで吊り
降ろした時に、巻取りドラム１１の回転を停止させる。
そして、エアシリンダ４１に圧縮空気を供給し、芯出し
機構９ａ，９ｂを動作させ、Ｔ型配管溶接切断ロボット
５の中心軸（Ｚ軸方向）を母管２の中心軸と一致させ
る。そして、θ軸とＺ軸をゆっくり動作させながら、ヘ
ッド７をＲ軸により枝管方向に移動させていくと、ヘッ
ド７と枝管４の中心軸が一致したところでヘッド７は枝
管４内に挿入される。ヘッド７の頭にテーパ部分４２を
設けることによりヘッド７はたやすく枝管４内に挿入す
ることができる。

【００３５】ヘッド７を枝管４内に挿入できた状態で、
θ軸とＺ軸の動作を停止し、Ｒ軸の動作により、レーザ
照射口６を溶接または切断箇所に位置決めする。

【００３６】そして位置決め完了の後、ガスチューブ２
１を通じて溶接または切断を補助するガスを本体８に供
給する。ガスは、レーザ照射口６より放出され、溶接時
は溶接箇所の酸化防止を、切断時は溶融金属を吹き飛ば
し、切断の補助を行う。

【００３７】この際、ガスはレーザ光により加熱された
光学部品の冷却も合わせて行う。ＹＡＧレーザ発振器１
３よりＹＡＧレーザ伝送用ファイバ１４を通じて本体８
にＹＡＧレーザ光を伝送し、レーザ照射口６より収束光
として枝管側壁部分に照射する。この状態でρ軸を回転
させ、レーザ照射口６を枝管４の円周方向に１回転させ
ることにより枝管内壁面の切断及び溶接を行う。

【００３８】以上のことから本実施形態によれば、母管
２にＴ字型に取り付けられた枝管４に母管２内より接近
し、枝管４内にレーザ照射口６を備えたヘッド７を挿入
し、溶接または切断箇所にレーザ照射口６を位置決め可
能であるから母管２の配管周辺が混みいり、管外から加
工箇所に接近できないような配管であっても枝管部分の
溶接または切断作業が実施できる。

【００３９】次に、本発明によるＴ型配管溶接切断ロボ
ットとしての第２の実施形態について説明する。

【００４０】図４には、連結型Ｔ型配管溶接切断ロボッ
ト４３の概略的な構成を示し、図５には、連結型Ｔ型配
管溶接切断ロボット４３の中心部分の詳細な構成を示
し、図６には、曲管を通過している形態を示す。

【００４１】この連結型Ｔ型配管溶接切断ロボット４３
においては、レーザ照射口６を備えたヘッド７と、ρ軸
移動機構，Ｒ軸移動機構，Ｚ軸移動機構及びＹＡＧレー
ザ光学部品を備えた溶接切断台車４４と、θ軸移動機構
を備えたθ軸駆動台車４５と、θ軸駆動用モータ４６を
備えたθ軸モータ台車４７と、ρ、Ｒ、Ｚ各３軸駆動用
モータ４８ａ，ｂ，ｃを備えたモータ台車４９とで構成
される。

【００４２】前記θ軸モータ台車４７とθ軸駆動台車４
５は、リンク５０により連結されている。また、θ軸駆
動台車４５と溶接切断台車４４は、ユニバーサルジョイ
ント５１により角度のずれのみ許容される形で連結され
ている。θ軸駆動用モータ４６とθ軸駆動台車４５は、
可撓性を有しながら、トルク伝達が可能なフレキシャフ
ト５２ａにより繋がっている。

【００４３】前記ρ、Ｒ、Ｚ各３軸駆動用モータ４８
ａ，ｂ，ｃも溶接切断台車４４に備えられたρ軸移動機
構、Ｒ軸移動機構、Ｚ軸移動機構とそれぞれフレキシャ
フト５２ｂ，ｃ，ｄにより繋がっている。

【００４４】前記θ軸駆動台車４５と溶接切断台車４４
の構成について、図５を参照して説明する。

【００４５】ＹＡＧレーザ伝送用ファイバ１４は、θ軸
駆動台車４５を貫通して溶接切断台車４４に接続されて
いる。ＹＡＧレーザ光学部品と溶接または切断を補助す
るガスの流路に関しては図２にて示した実施形態と同一
構成となっている。

【００４６】θ軸駆動用モータ４６の回転がフレキシャ
フト５２ａを介してθ軸駆動台車４５に伝達され、θ軸
駆動台車４５に設けられたθ軸駆動平歯車５３によって
減速された後、θ軸用軸受３８′に支持されたユニバー
サルジョイント５１を経由して、溶接切断台車４４に伝
達され、θ軸用軸受３８″に支持されたヘッド７部分を
θ軸方向に旋回させる構成となっている。

【００４７】また、ρ軸駆動用モータ４８ａの回転がフ
レキシャフト５２ｂを介して溶接切断台車４４に伝達さ
れ、溶接切断台車４４に設けられたρ軸駆動傘歯車５４
とρ軸駆動平歯車５５とによって減速された後、ヘッド
７部分をρ軸方向に旋回させる構成となっている。Ｒ軸
とＺ軸の移動機構は、フレキシャフト５２ｃ，ｄにより
分離されたモータ台車４９に取付けられたＲ、Ｚ各２軸
駆動用モータ４８ｂ，ｃから伝達されること以外は、前
述した図２に示した実施形態と同じ構成となっている。

【００４８】前記θ軸駆動台車４５にエアシリンダ５６
により動作する芯出し機構５７が、溶接切断台車４４に
エアシリンダにより構成された芯出し機構５８が円周方
向に複数個配設されており、θ軸駆動台車４５と溶接切
断台車４４の中心軸と母管２の中心軸を一致させる構造
となっている。

【００４９】このように構成された連結型Ｔ型配管溶接
切断ロボット４３の作用について説明する。

【００５０】図６に示したように、連結型Ｔ型配管溶接
切断ロボット４３は、母管の配管ルート内に曲管部分が
有る場合でも、リンク５０、ユニバーサルジョイント５
１、フレキシャフト５２ａ，５２ｂ，５２ｃ，５２ｄが
折れ曲がることにより、通過走行することができる。

【００５１】そして、この連結型Ｔ型配管溶接切断ロボ
ット４３が加工箇所を有する枝管４の取付位置に達した
際に、圧縮空気を芯出し機構５７用のエアシリンダ５６
と芯出し機構５８に供給することにより、溶接切断台車
４４とθ軸台車４５は、それぞれ母管２中心軸上に芯出
しされる。さらに、溶接切断台車４４とθ軸台車４５
は、角度ずれだけを許容し平行移動を許容しないユニバ
ーサルジョイント５１で連結されているため、連結型Ｔ
型配管溶接切断ロボット４３全体の中心軸と母管２の中
心軸が一致させることができる。芯出し後に、ヘッド７
部分を枝管４内に挿入し、溶接切断を実施する手順は、
図２に示した第１の実施形態と同様であり、ここでの説
明は省略する。

【００５２】本実施形態の連結型Ｔ型配管溶接切断ロボ
ットによれば、母管２に曲管部分があっても通過するこ
とが可能となり、曲管後にＴ字型に取り付けられた枝管
部分の溶接または切断作業が実施できる。さらに、本実
施形態におけるフレキシャフト５２ａ，ｂ，ｃ，ｄを用
いずに、各軸用モータを駆動機構に直接接続すれば、母
管配管内に配置された曲管部を通過走行可能となる。

【００５３】次に本発明によるＴ型配管溶接切断ロボッ
トの第３の実施形態について説明する。

【００５４】本実施形態のＴ型配管溶接切断ロボット５
９は、図４に示した第２の実施形態の溶接切断台車４４
を、母管２の内壁を監視し、枝管４部分では枝管４の断
面積分だけ母管２の内壁がとぎれることにより枝管４を
検知する枝管検知センサ６０を、図７と図８に示すよう
に円周方向に複数個配置した溶接切断台車６１に置き換
えた構成となっている。本実施形態において、枝管検知
センサ６０として、渦電流変位センサを用いるが、これ
に限定されるものではない。

【００５５】この枝管検知センサ６０は、ヘッド７用の
θ軸、Ｚ軸移動機構により、それぞれθ軸とＺ軸の移動
が可能な構造としている。

【００５６】図８には、溶接切断台車４４の枝管検知セ
ンサ６０の取付け断面を示す。図示するように、枝管４
による母管開口部６２が重なるように枝管想像線６３を
母管２の円周上に配置し、その枝管想像線６３の枝管中
心軸上に枝管検知センサ６０を配置すれば、枝管４の取
付角度によらず、いずれかの枝管検知センサ６０が枝管
４をＴ型配管溶接切断ロボット５９が母管２の軸方向に
移動するだけで検知することが可能となる。また、図８
の断面図では、ＹＡＧレーザ光通過部分２２とＺ軸移動
機構を成すＬＭブッシュ３３とＺ軸移動用ボールネジ３
５が示されている。

【００５７】この第３の実施形態のＴ型配管溶接切断ロ
ボットの作用について説明する。

【００５８】前記Ｔ型配管溶接切断ロボット５９が母管
２内を加工箇所の枝管４取付部分へ移動中に、枝管検知
センサ６０の取付断面が枝管４による開口部６２にかか
ると、母管２内壁の金属面と枝管検知センサ６０の距離
が変化するため、複数個配置された枝管検知センサ６０
のいずれかの信号が変化する。

【００５９】この信号変化により、母管２軸方向の移動
を停止し、芯出し機構５７，５８により母管２に対し
て、Ｔ型配管溶接切断ロボット５９の芯出しを行う。こ
の状態では、図９に示すように、枝管４の開口部を上方
より見た場合、枝管検知センサ６０の中心は、枝管４の
中心軸上に一致しているとは限らない。ここで、枝管検
知センサ６０をθ軸方向に回転させ（枝管検知センサ６
０を図９中で上方に移動させ）、枝管検知センサ６０に
より、図１０に示すＰ１で示した枝管開口部のエッジを
検出する。

【００６０】次に、逆方向にθ軸回転させ（枝管検知セ
ンサ６０を図９中で下方に移動させ）、図１０に示すＰ
２で示した枝管開口部のエッジを検出する。これらのＰ
１からＰ２の検出までに移動した移動量の半分だけ、θ
軸を戻すと、枝管検知センサ６０は母管２の中心軸上に
位置決めされる。

【００６１】次に枝管検知センサ６０をＺ軸方向に移動
させ（枝管検知センサ６０を図９中で左側に移動さ
せ）、枝管検知センサ６０で図１０に示すＰ３で示した
枝管開口部のエッジを検出する。

【００６２】さらに逆方向にＺ軸移動させ（枝管検知セ
ンサ６０を図９中で右側に移動させ）、図１０に示すＰ
４で示した枝管開口部のエッジを検出する。Ｐ３からＰ
４の検出までに移動した移動量の半分だけＺ軸を戻す
と、枝管検知センサ６０は、枝管４の中心軸に位置決め
される。枝管センサ６０の中心軸とヘッド７の中心軸の
機器配置によりあらかじめ判っている移動量分だけθ軸
とＺ軸を移動させるとヘッド７の中心軸と枝管４の中心
軸が合致される。この状態でＲ軸移動機構によりヘッド
７を枝管４内に挿入する。挿入後の溶接切断を実施する
手順は、図２で示した第１の実施形態と同様であり、こ
こでの説明は省略する。

【００６３】以上のことから本実施形態によれば、枝管
検知センサ６０により、枝管４の位置を検出し、枝管４
の中央にヘッド７を確実に挿入でき、ρ軸旋回を実施し
た際に枝管４の内壁とレーザ光照射口６との間隔を一定
に保つことができる。

【００６４】次に本発明によるＴ型配管溶接切断ロボッ
トの第４の実施形態について説明する。

【００６５】本実施形態は、前述した図７に示した第３
の実施形態の溶接切断台車６１を、ヘッド７のノズル２
０の後方に枝管４の内壁との距離を測定する枝管間隔セ
ンサ６５を取付けた溶接切断台車６６に、置き換えた構
成である。

【００６６】このように構成されたＴ型配管溶接切断ロ
ボットの作用について説明する。

【００６７】まず、第３の実施形態と同様な手順によ
り、ヘッド７部分を枝管４内に挿入した後、ρ軸移動機
構により枝管間隔センサ６５が母管２の軸方向を向くよ
うに位置決めし、その時の枝管内壁との間隔を枝管間隔
センサ６５にて測定する。その後、ρ軸を１８０°回転
させ、枝管内壁との間隔を再度、枝管間隔センサ６５に
て測定する。

【００６８】そして、２回の枝管内壁との間隔測定結果
の偏差量の１／２だけ偏差量をなくす方向にＺ軸を移動
させる。さらに、ρ軸を９０°回転させ、枝管内壁との
間隔を枝管間隔センサ６５で測定する。その後、ρ軸を
１８０°回転させ、枝管内壁との間隔を枝管間隔センサ
６５を用いて測定する。２回の枝管内壁との間隔測定結
果が均等化されるよう、θ軸を回転させることにより、
ヘッド７を枝管４の中心に位置決め補正する。

【００６９】また、溶接作業の時、図１１に示すよう
に、被取付枝管６７がまだ溶接位置に位置決めされてい
ない状態でＲ軸方向にヘッド７を移動させることによ
り、開先位置６８で枝管間隔センサ６５の測定結果は変
化する。これにより開先位置の検出が可能となる。予め
測定しておいた開先位置検出位置とノズル２０の位置と
の関係より、ノズル２０を開先位置に位置決めすること
が可能となる。

【００７０】以上のことから、本実施形態によれば、枝
管間隔センサ６５を用いて、枝管４内壁とヘッド７との
間隔を測定し、ヘッド７の中心軸を枝管４の中心軸に合
致するように位置決め補正することにより、ρ軸旋回を
実施した際に枝管４の内壁とレーザ光照射口６との間隔
をより正確に一定に保つことができる。

【００７１】次に、本発明によるＴ型配管溶接切断ロボ
ットの第５の実施形態について説明する。

【００７２】この第５の実施形態として、枝管検知セン
サ６０を有するＴ型配管溶接切断ロボットが母管２内を
母管軸方向に移動する際に、θ軸回転を合わせて実行す
る。これにより、母管内壁面上の枝管検知センサ６０の
軌跡は、スパイラル状になる。母管２の軸方向移動速度
とθ軸回転速度を調整すると、図１２に示すように枝管
検知センサ６０を１個にすることも可能となる。この場
合、母管２の軸方向に枝管４の管径と等しい距離を移動
する間に、θ軸が一回転すれば、枝管検知もれが生じな
い。Ｔ型配管溶接切断ロボットに枝管検知センサ６０の
取付スペースが少ない場合には有効である。

【００７３】次に本発明によるＴ型配管溶接切断ロボッ
トとしての第６の実施形態について説明する。

【００７４】本実施形態は、図４に示した第２の実施形
態の連結型Ｔ型配管溶接切断ロボット４３における接続
ケーブル１０′を、図１３に示すように一定間隔で母管
内移動機構７０を複数個設けるものである。

【００７５】図１４には、前記母管内移動機構７０の一
台分の詳細な構成を示す。

【００７６】この母管内移動機構７０の駆動系は、母管
内移動用モータ７１、母管内移動用傘歯車７２、母管内
移動用平歯車７３及び、母管内移動用ピンチローラ７４
により構成されている。

【００７７】前記母管内移動用ピンチローラ７４の対向
する位置に設けられたガイド用ピンチローラ７５をアー
ム７６とスプリング７７の組合せにより、母管２の内壁
面に押し付けるように構成され、得られた反力に対する
母管内移動用ピンチローラ７４と母管２内の壁面の摩擦
力により母管２の軸方向に推力を得る構造となってい
る。

【００７８】このように構成されたＴ型配管溶接切断ロ
ボットの作用について説明する。

【００７９】このＴ型配管溶接切断ロボット６９は、図
１に示した第１の実施形態のＴ型配管溶接切断ロボット
５と同様に、接続ケーブル１０′を巻き付けた巻取りド
ラム１１を回転させ放出させることにより、母管２内に
吊り降ろされていくとともに母管内移動用モータ７１を
回転させて母管内移動機構７０が１台ごとに母管２の軸
方向に推力を出す。

【００８０】以上のことから、本実施形態によれば、Ｔ
型配管溶接切断ロボット６９の母管内の移動距離が増え
るのに伴い、接続ケーブル１０′の長さが増大し、母管
２の内壁面と接続ケーブル１０′間で接触する箇所も生
じ、摩擦抵抗が増大する。

【００８１】また、母管２が水平に配置されている箇所
が有れば、Ｔ型配管溶接切断ロボット６９自身に母管２
の軸方向推力を備えていないと移動できなくなる。本実
施形態では、接続ケーブル１０′の長さが増大するとと
もに、母管内移動機構７０を増やすことにより、母管軸
方向の推進力を増加させ摩擦抵抗増加を補償することが
できる。

【００８２】次に本発明によるＴ型配管溶接切断ロボッ
トとしての第７の実施形態について説明する。

【００８３】前述した第３の実施形態における枝管検知
センサを有するＴ型配管溶接切断ロボットは、母管内を
母管軸方向に移動する際に加工箇所を有する枝管より、
Ｔ型配管溶接切断ロボット挿入口側に別の枝管が存在し
た場合、加工対象ではないその枝管部分で母管内移動が
停止してしまう。

【００８４】そこで第７の実施形態では、Ｔ型配管溶接
切断ロボットをコントロールする制御盤内に、設計施工
資料等で予め判っている枝管の配置情報に基づき、加工
箇所の枝管位置情報を記憶させておき、この情報と母管
内移動機構から随時、得られる母管内移動距離情報を制
御盤内で比較し、偏差が母管内移動機構の位置決め精度
以上である時は、枝管検知センサにより検知した枝管
は、加工対象外と判断する回路を組み込む。これによ
り、母管の途中に枝管が多数配置された場合でも加工箇
所を有する枝管にヘッド部分を位置決めすることができ
る。

【００８５】また、母管に継手や傷などが有り、枝管検
知センサが誤検知した場合でもその影響を受けることが
ないようにできる。

【００８６】次に本発明によるＴ型配管溶接切断ロボッ
トとしての第８の実施形態について説明する。

【００８７】本実施形態は、図１５に示すように母管２
側に円錐状のガイド７９を設け、ロボット側のヘッド部
分７にガイド７９に篏合するようなならい部８０と、な
らい部８０をガイド７９に押し付けるジャッキ機構８１
と、ならいリターン用スプリング８２を設けたものであ
る。

【００８８】このガイド７９の中心点の形成位置は、枝
管の中心軸との距離に基づくものであり、この距離は、
ヘッド部分７の中心軸とならい部８０の中心点との距離
が同じになるような位置にならい部８０が形成される。
従って、ガイド７９とならい部を篏合するだけで、自動
的にヘッド部分７の中心軸と枝管の中心軸とが合致する
のである。

【００８９】このように構成されたＴ型配管溶接切断ロ
ボットの作用について説明する。

【００９０】本実施形態のＴ型配管溶接切断ロボット７
８は、母管２内を移動し、加工箇所を有する枝管近傍に
位置決めされた後、ジャッキ機構８１を伸張し、ならい
部８０を母管２側に設けられたガイド７９に押し付け
る。そして、ガイド７９とならい部８０は、それぞれ嵌
合する円錐形状を成しているため、押しつけ動作ととも
にガイド７９とならい部８０の芯が一致される。

【００９１】そして、ガイド７９とならい部８０の中心
点が一致した状態で、図１７に示すように、ヘッド７を
Ｒ軸移動機構によって、枝管４の軸方向に移動させるこ
とにより挿入する。ジャッキ機構８１を収縮させるとリ
ターン用スプリング８２の働きにより、ならい部８０を
後退させて図１５に示した状態になる。

【００９２】以上のことから、本実施形態によれば、ガ
イド７９とならい部８０の嵌合によりヘッド７と枝管４
の中心軸が一致し、ρ軸旋回を実施した際に枝管４の内
壁とレーザ光照射口６との間隔を一定に保つことができ
る。

【００９３】次に本発明によるＴ型配管溶接切断ロボッ
トとしての第９の実施形態について説明する。

【００９４】本実施形態は、図１８に示すように、図４
に示した第２の実施形態の溶接切断台車４４を、Ｒ軸の
移動量を拡大するため、ヘッド７の収納時に第１ミラー
１７′を正規のＹＡＧレーザ反射位置より移動させた溶
接切断台車８３に置き換えたものである。前記第１ミラ
ー１７′は、ミラーケース８４、シャフト８５を介して
ケース８６に取り付けられている。このケース８６に
は、スプリング８７が有り、Ｒ軸方向にスライドできる
構造となっている。

【００９５】そしてヘッド７が伸長している状態では、
スプリング８７によりケース８６はスライド端に押し上
げられている。この状態で第１ミラー１７′は、正規の
ＹＡＧレーザ反射位置に位置するようになっている。ヘ
ッド７が収縮してくると、ρ軸用軸受押え８８がミラー
ケース８４と接触して押し下げ、第１ミラー１７′が移
動する。この第１ミラー１７が移動することにより、Ｒ
軸の移動機構のストロークを多く取ることが可能とな
る。

【００９６】次に本発明によるＴ型配管溶接切断ロボッ
トとしての第１０の実施形態について説明する。

【００９７】本実施形態のＴ型配管溶接切断ロボット８
８は、図１９に示すように、母管２側にリング状ガイド
８９を設け、図１に示した第１の実施形態におけるＴ型
配管溶接切断ロボット５に対して、２個ある芯出し機構
の内、一方の芯出し機構９ｃをリング状ガイド８９に嵌
合するように形成するものである。

【００９８】つまり、加工箇所を有する枝管部分にＴ型
配管溶接切断ロボット８８が、母管内移動機構により位
置決め完了した状態で、芯出し機構９ｃを母管２の内壁
側に押しひろげ、リング状ガイド８９と嵌合させる。芯
出し機構９ｃとヘッド７との間隔をリング状ガイド８９
と枝管４との間隔に一致させておけば、芯出し機構９ｃ
がリング状ガイド８９に嵌合されることにより、ヘッド
７と枝管４の中心軸は、母管２の軸方向に対して一致さ
れる。

【００９９】その後、母管２の円周方向に対してθ軸回
転機構により芯出しを行えば、ヘッド７を枝管４内に挿
入することができる。

【０１００】従って、本実施形態では、母管２の軸方向
のＺ軸移動機構をなくしても円周方向のθ軸回転機構の
１自由度のみで、ヘッド７を枝管４内に挿入することが
できる。

【０１０１】次に本発明によるＴ型配管溶接切断ロボッ
トとしての第１１の実施形態について説明する。

【０１０２】本実施形態は、図１１に示すようなＴ型配
管溶接切断ロボット６４において、ヘッド７をρ軸旋回
させる際に、枝管間隔センサ６５により、枝管内壁と枝
管間隔センサ６５との間隔を測定するものである。

【０１０３】前記測定値が一定となるように、Ｒ軸、Ｚ
軸、θ軸の各移動量を制御盤内に設けた計算回路により
計算し、その計算結果を指令値として、サーボ回路で位
置決め制御することにより、ノズル２０と枝管内壁の間
隔を一定に保つことが可能となる。

【０１０４】図１１に示すように、枝管間隔センサ６５
が母管の軸方向を向いているときは、Ｚ軸１軸にて枝管
との間隔を一定に位置決め制御ができる。ヘッド７が、
ρ軸方向に回転すると、θ軸方向に位置補正する必要が
生じる。さらに、θ軸が動作することにより生じるＲ軸
方向のずれも補正する必要がある。本実施形態のよれ
ば、ρ軸の回転角度と枝管間隔センサ６５の測定結果に
よりＲ軸、Ｚ軸、θ軸の各移動量が一義的に計算でき
る。

【０１０５】次に本発明によるＴ型配管溶接切断ロボッ
トとしての第１２の実施形態について説明する。

【０１０６】本実施形態は、図２０に示すように、図２
で示した第１の実施形態のＴ型配管溶接切断ロボットの
構成において、ＹＡＧレーザ伝送用ファイバ１４を溶接
電流用ケーブル９１に変更し、レンズ及びミラーの光学
系部品をスリップリング９２ａ，９２ｂに変更し、レー
ザ照射口をタングステン電極９３に変更したものであ
る。図２１は、構成の特徴部分を詳細に示す図であり、
図２０に対して、ヘッド７部分がＺ軸方向（図中下側）
とＲ軸方向（図中右側）に移動し、枝管４内に挿入され
ている状態を示している。

【０１０７】この図２１を参照して、前記溶接電流と溶
接時のシールドガスの供給状況について説明する。

【０１０８】溶接電流用ケーブル９１により伝送された
溶接電流は、電極９４ａと電極９４ｂにより構成されて
いるスリップリング９２ａから導電板９５を経て、電極
９４ｃと電極９４ｄにより構成されているスリップリン
グ９２ｂに伝えられ、ノズル２０′に取り付けられたタ
ングステン電極９３に供給される。

【０１０９】そして、スリップリング９２ａは、θ軸回
転とＺ軸移動を行っても電極９４ａと電極９４ｂ間がス
ライドし電流が伝わる構造となっている。スリップリン
グ９２ｂはρ軸回転とＲ軸移動を行っても電極９４ｃと
電極９４ｄ間がスライドし電流が伝わる構造となってい
る。

【０１１０】これらのスリップリング９２ａ、９２ｂ
は、絶縁板９６ａ〜９６ｅにより支持されており、溶接
電流が他の部分に流れないようになっている。ガスチュ
ーブ２１により供給された溶接時のシールドガスは、ス
リップリング９２ａ，９２ｂと導電板９５の中を伝わり
ヘッド７部分に供給されて、ノズル２０′より噴出され
る構造となっている。

【０１１１】また、ガスのシールドのため、Ｏリング９
７ａ〜９７ｊが設けられている。本実施形態ではこのシ
ールドガスにてスリップリング９２ａ，９２ｂの冷却を
実施している。

【０１１２】本実施形態によれば、一般的なＴＩＧ溶接
にて、枝管の内壁の溶接が実施できる。ＹＡＧ溶接に対
して溶接ビードが広くできるため、ノズル２０′の位置
決め精度が低くても溶接が実施できる。

【０１１３】次に本発明によるＴ型配管溶接切断ロボッ
トとしての第１３の実施形態について説明する。

【０１１４】本実施形態は、前記図４に示した第２の実
施形態の連結型Ｔ型配管溶接切断ロボット４３におい
て、各軸の駆動をモータに換わって、エアシリンダや油
圧モータのように流体力を用いたアクチュエータを用い
たものである。方向制御弁やサーボ弁等とアクチュエー
タを分離された台車に搭載し、チューブにより連結する
ことにより駆動する。

【０１１５】本実施形態によれば、流体力を利用するこ
とにより分割した台車間を駆動力を伝達しやすくなる。

【０１１６】本発明のＴ型配管溶接切断ロボットは、以
下の構成を備え、それぞれに作用効果を有している。

【０１１７】（１）Ｔ型配管溶接切断ロボット装置本体
を母管方向に複数台の台車に分割し、台車ごとをピンジ
ョイントで連結しており、母管配管内に配置された曲管
部が容易に通過走行可能である。

【０１１８】（２）枝管を検知する枝管検知センサと、
枝管検知センサを枝管の開口部に対して移動させる移動
機構とを有し、枝管近傍で枝管検知センサを移動させる
ことにより、変化する枝管検知センサの信号とその時の
枝管検知センサの移動機構の動作量情報より得られた枝
管中心位置情報により枝管の中心軸にヘッド部分の中心
軸を一致させ、ヘッド部を枝管内に挿入できる。

【０１１９】（３）枝管内に挿入されたヘッド部分と枝
管内壁との間隔を測定する間隔センサを備え、ヘッド部
分と枝管内壁との間隔が一定となるようヘッド部分を枝
管内に挿入する前に、ヘッド部分の位置決め動作に用い
た枝管の中心軸とヘッド部分の中心軸を一致させる移動
機構をヘッド部分を枝管内に挿入後、再動作させ、ヘッ
ド部分を枝管の中心軸上に位置決め補正を行う。

【０１２０】（４）母管内移動中に枝管検知センサを母
管周方向に回転させることにより、母管内壁面上での枝
管検知センサ軌跡をスパイラル状にすることにより枝管
検知センサ１個当たりの検出範囲を拡大できる。

【０１２１】（５）制御盤とＴ型配管溶接切断ロボット
間を接続しているケーブル部に複数個の母管内移動機構
を設けることにより、ケーブル長増大に伴い増加する母
管とケーブル間の摩擦抵抗を母管内移動機構を増加させ
て補償することができる。

【０１２２】（６）予め配管の設計施工情報により入力
された枝管配置情報を制御盤内に記憶させておき、母管
内移動機構の移動距離情報と枝管検知センサの信号より
作業対象枝管を特定する判断機能を有する。

【０１２３】（７）母管側にガイドを設け、Ｔ型配管溶
接切断ロボット側にガイドに嵌合するならい部と、なら
い部をガイドに押し付ける機構とを設け、ガイドになら
い部を嵌合することにより枝管の中心軸とヘッド部の中
心軸を一致させる。

【０１２４】（８）枝管内に挿入されたヘッド部分と枝
管内壁との間隔を測定する間隔センサを備え、レーザ照
射口を枝管内の円周方向に旋回させた際に、枝管内径誤
差やヘッド部分と枝管の芯ずれなどにより生じるヘッド
部分と枝管内壁との間隔変化を測定する。測定結果と枝
管径とヘッド寸法により求まる規定値とを比較し、その
偏差が一定となり、かつ枝管軸方向の位置ずれが発生し
ないようヘッド位置決めに供する移動機構の各軸移動量
を計算し、その計算結果により移動機構を逐次位置決め
動作させるサーボ機構を制御回路内に備える。

【０１２５】（９）ＹＡＧ伝送用ファイバに代わる溶接
電流用ケーブルと、光学部品に代わる給電用スリップリ
ングと、レーザ照射口に代わるタングステン電極と、Ｙ
ＡＧレーザ発振器に代わる溶接電源を備え、ＹＡＧ溶接
に代わるＴＩＧ溶接により配管溶接を実施する。

【０１２６】（１０）モータと駆動機構を別々の台車に
搭載し、駆動力を曲がった状態でトルク伝達が可能なフ
レキシャフトにて供給することにより台車の小型化を図
り、母管配管内に配置された曲管部を通過走行可能であ
る。

【０１２７】（１１）モータ及びフレキシャフトのかわ
りに流体力を用いたアクチュエータを駆動源として使用
し、流体制御機器とアクチュエータを別々の台車に搭載
し、台車間をチューブにて連結することにより、母管配
管内に配置された曲管部を通過走行可能としている。

【０１２８】

【発明の効果】本発明によると、レーザ光照射口を備え
たヘッド部分を母管にＴ字型に取り付けられた枝管内に
挿入することができ、レーザ光照射口よりレーザを照射
した状態でレーザ光照射口を枝管内で旋回させることに
より枝管部分を内壁側から溶接または切断作業が可能と
なる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるＴ型配管溶接切断ロボットの第１
の実施形態の概略的な構成を示す図である。

【図２】図１に示したＴ型配管溶接切断ロボットが作業
時の本体の詳細な構成を示す断面図である。

【図３】図１に示したＴ型配管溶接切断ロボットが移動
時の本体の詳細な構成を示す断面図である。

【図４】本発明によるＴ型配管溶接切断ロボットの第２
の実施形態の概略的な構成を示す図である。

【図５】第２の実施形態におけるＴ型配管溶接切断ロボ
ットが作業時の本体の詳細な構成を示す断面図である。

【図６】第２の実施形態のＴ型配管溶接切断ロボットが
曲管を通過する形態を示す図である。

【図７】第３の実施形態におけるＴ型配管溶接切断ロボ
ットの溶接切断台車の断面構成を示す図である。

【図８】図７における溶接切断台車のＡ−Ａ断面を示す
図である。

【図９】本発明の第４の実施形態におけるＴ型配管溶接
切断ロボットの枝管検知状態を説明するための図であ
る。

【図１０】第４の実施形態による枝管検知状態を説明す
るための図である。

【図１１】第４の実施形態における溶接切断台車の断面
構成を示す図である。

【図１２】本発明の第５の実施形態における枝管検知セ
ンサの配置を示す図である。

【図１３】本発明によるＴ型配管溶接切断ロボットの第
６の実施形態の概略的な構成を示す図である。

【図１４】第６の実施形態の特徴部分となる移動機構の
構成を詳細に示す図である。

【図１５】本発明によるＴ型配管溶接切断ロボットの第
７の実施形態の概略的な構成を示す図である。

【図１６】第７の実施形態の特徴部分となるヘッドの構
成を詳細に示す図である。

【図１７】第８の実施形態の特徴部分となるヘッドの構
成を詳細に示す図である。

【図１８】本発明の第９の実施形態におけるＴ型配管溶
接切断ロボットの溶接切断台車の断面構成を示す図であ
る。

【図１９】本発明によるＴ型配管溶接切断ロボットの第
１０の実施形態の概略的な構成を示す図である。

【図２０】本発明によるＴ型配管溶接切断ロボットの第
１１の実施形態の概略的な構成を示す図である。

【図２１】本発明によるＴ型配管溶接切断ロボットの第
１２の実施形態の概略的な構成を示す図である。

【符号の説明】

１…配管サポート ２…母管 ４…枝管 ５，５９…Ｔ型配管溶接切断ロボット ６…レーザ光照射口 ７…ヘッド部分（ヘッド） ９…芯出し機構 １０…接続ケーブル １１…巻取りドラム １２…制御盤 １３…ＹＡＧレーザ発振器 １４…ＹＡＧレーザ伝送用ファイバ ４３…連結型Ｔ型配管溶接切断ロボット ４４，８３…溶接切断台車 ４５…θ軸駆動台車 ４７…θ軸モータ台車 ４９…モータ台車 ５２…フレキシャフト ６０…枝管検知センサ ７０…母管内移動機構切断台車

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 ＦＩ Ｂ２３Ｋ 9/167 Ｂ２３Ｋ 9/167 Ａ 26/08 26/08 Ｂ Ｋ 26/14 26/14 Ｚ 37/02 ３０１ 37/02 ３０１Ｂ (72)発明者 辻 光一 神奈川県横浜市鶴見区末広町２丁目４番地 株式会社東芝京浜事業所内 (72)発明者 瀧口 裕司 神奈川県横浜市鶴見区末広町２丁目４番地 株式会社東芝京浜事業所内 (72)発明者 木村 盛一郎 東京都府中市東芝町１番地 株式会社東芝 府中工場内 (72)発明者 佐々木 奈美 東京都港区芝浦一丁目１番１号 株式会社 東芝本社事務所内 (72)発明者 尾崎 靖紀 東京都府中市東芝町１番地 株式会社東芝 府中工場内 (72)発明者 西村 哲郎 東京都府中市東芝町１番地 株式会社東芝 府中工場内

Claims (13)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 走行すべき配管内に挿入され、配管溶接
   または切断の加工を施すＴ型状に取り付けられた枝管の
   位置まで移動する移動手段と、 突出及び退避可能で、突出時にレーザ光を照射しつつ回
   転するヘッドを有するレーザ照射手段と、 加工を施す前記枝管の中心軸位置を検出し、該中心軸位
   置と前記レーザ照射手段のヘッドの回転中心軸とが一致
   するように該ヘッドを移動させる芯出し手段と、を具備
   し、 前記走行配管内を移動して、前記枝管の中心軸とヘッド
   部分の中心軸を一致させた後、ヘッド部分を前記枝管内
   に挿入し、レーザ光を照射した状態でヘッド部分を枝管
   の円周方向に旋回させることにより、レーザ光を枝管内
   壁に一周させ、枝管を内壁面側から溶接または切断を行
   うことを特徴とするＴ型配管溶接切断ロボット。
2. 【請求項２】 走行すべき配管内を移動し、Ｔ型状に取
   り付けられた枝管の加工対象箇所に接近し、ＹＡＧレー
   ザにより配管溶接または切断を行う配管溶接切断ロボッ
   トにおいて、 ＹＡＧレーザを生成するＹＡＧレーザ発振手段と、生成
   されたＹＡＧレーザを転送するＹＡＧレーザ伝送用ファ
   イバと、 前記ＹＡＧレーザ伝送用ファイバにより伝送されたレー
   ザ光を拡散若しくは集光する光学系手段と、 集光されたレーザ光を照射するレーザ光照射口と、 前記レーザ光照射口の近傍に設けられ、レーザ光照射時
   に溶接または切断箇所に向かってガスを噴出するガス噴
   出手段と、 前記レーザ光照射口が設けられたヘッド部分と、 前記枝管内に挿入するため前記ヘッド部分を枝管軸方向
   に直線移動させる直線移動機構と、 前記レーザ光照射口を枝管内の円周方向に旋回させる回
   転機構と、 前記ヘッド部分が前記枝管内へ挿入する前に、該枝管の
   中心軸とレーザ光照射口の旋回の中心軸とを一致させる
   移動機構と、 走行配管の中心軸上にＴ型配管溶接切断ロボットの中心
   軸を合致させる芯出し機構と、 前記各構成部位搭載したロボット装置本体を前記走行配
   管の軸方向に沿って移動させる移動機構と、 前記走行配管の外部の遠隔位置に設けられ、構成部位全
   体を制御する制御手段と、 前記ロボット装置本体と前記制御手段とを接続する接続
   ケーブルと、を具備することを特徴とするＴ型配管溶接
   切断ロボット。
3. 【請求項３】 前記Ｔ型配管溶接切断ロボットにおい
   て、 ロボット本体を走行配管の軸方向に移動可能な複数の台
   車に分割して搭載し、前記各台車を直列的にピンジョイ
   ントで連結し、走行配管に配置された曲管部の管内を通
   過走行可能なことを特徴とする請求項２記載のＴ型配管
   溶接切断ロボット。
4. 【請求項４】 前記Ｔ型配管溶接切断ロボットにおい
   て、 前記走行配管の内壁面状態を監視し、前記枝管が設けら
   れた開口部分の走行配管内壁がとぎれることにより、該
   枝管の有無を検知する枝管検知センサと、 前記枝管検知センサを枝管の開口部に対して移動させる
   移動機構とを備え、枝管近傍で枝管検知センサを移動さ
   せることにより変化する枝管検知センサ信号値とその時
   の前記枝管検知センサ移動機構の移動量情報より得られ
   た枝管中心位置情報により、該枝管の中心軸に前記ヘッ
   ド部分の中心軸を一致させ、ヘッド部が枝管内に挿入可
   能とすることを特徴とする請求項２若しくは請求項３の
   いずれかに記載のＴ型配管溶接切断ロボット。
5. 【請求項５】 前記Ｔ型配管溶接切断ロボットにおい
   て、 前記枝管内に挿入されたヘッド部分と枝管内壁との間隔
   を測定する間隔センサを具備し、 前記ヘッド部分が枝管内に挿入された後、前記ヘッド部
   分と枝管内壁との間隔が一定となるように前記枝管の中
   心軸とヘッド部分の中心軸を一致させるように前記移動
   機構を動作させ、前記ヘッド部分の枝管に対する芯出し
   を補正することを特徴とする請求項２若しくは請求項４
   いずれかに記載のＴ型配管溶接切断ロボット。
6. 【請求項６】 前記枝管検知センサにおいて、 前記ロボット装置本体を走行配管内の移動中に、前記枝
   管検知センサを走行配管円周方向に回転させ、走行配管
   内壁面上の枝管検知センサの軌跡をスパイラル状にする
   ことを特徴とする請求項４に記載のＴ型配管溶接切断ロ
   ボット。
7. 【請求項７】 前記Ｔ型配管溶接切断ロボットにおい
   て、 前記制御手段と前記ロボット装置本体間を接続する前記
   ケーブル部は、一定間隔に走行配管内移動機構を具備す
   ることを特徴とする請求項２記載のＴ型配管溶接切断ロ
   ボット。
8. 【請求項８】 前記Ｔ型配管溶接切断ロボットにおい
   て、 前記制御手段は、前記走行配管に設けられた枝管の配置
   情報と、該走行配管内における移動機構の移動距離情報
   と、前記枝管検知センサの信号とより、加工対象となる
   枝管を特定する判断機能を具備することを特徴とする請
   求項４記載のＴ型配管溶接切断ロボット。
9. 【請求項９】 前記Ｔ型配管溶接切断ロボットにおい
   て、 前記枝管の中心軸の位置に基づいた距離離れた位置で、
   前記走行配管内壁側に設けられたガイドと、 前記ロボット装置本体のヘッドの中心軸と前記距離で設
   けられた、前記ガイドと篏合するならい部と、 前記ならい部を前記ガイドに押し付ける機構と、を具備
   し、 前記ガイドに前記ならい部を嵌合させて、前記枝管の中
   心軸と前記ヘッド部の中心軸を一致させることを特徴と
   する請求項２記載のＴ型配管溶接切断ロボット。
10. 【請求項１０】 前記Ｔ型配管溶接切断ロボットにおい
    て、 前記枝管内に挿入されたヘッド部分と該枝管内壁との間
    隔を測定する間隔センサと、 前記レーザ光照射口を前記枝管内の円周方向に旋回させ
    る際に、前記ヘッド部分と該枝管内壁との間隔が一定と
    なるように、前記間隔センサの測定結果に基づき、該ヘ
    ッド部分の該枝管の半径方向及び軸方向位置決めに供す
    る移動機構の各軸移動量を計算する計算回路と、 前記計算回路の計算結果により、前記各移動機構を動作
    させる制御回路と、を具備することを特徴とする請求項
    ５記載のＴ型配管溶接切断ロボット。
11. 【請求項１１】 走行すべき配管内を移動し、Ｔ型状に
    取り付けられた枝管の加工対象箇所に接近し、ＴＩＧ溶
    接により配管溶接または切断を行う配管溶接切断ロボッ
    トにおいて、 溶接用の所定電流を生成する溶接電源と、 生成された前記所定電流を送電する溶接電流用ケーブル
    と、 前記所定電流を供給され、前記枝管に接触して溶接を若
    しくは切断を行うタングステン電極と、 前記タングステン電極と接続し、前記溶接電流用ケーブ
    ルからの所定電流を該タングステン電極に供給する給電
    用スリップリングと、 前記タングステン電極の近傍に設けられ、溶接または切
    断時に加工箇所に向かってガスを噴出するガス噴出手段
    と、 前記タングステン電極が設けられたヘッド部分と、 前記枝管内に挿入するため前記ヘッド部分を枝管軸方向
    に直線移動させる直線移動機構と、 前記タングステン電極を枝管内壁に接触しつつ、円周方
    向に旋回させる回転機構と、 前記ヘッド部分が前記枝管内へ挿入する前に、該枝管の
    中心軸とタングステン電極の旋回の中心軸とを一致させ
    る移動機構と、 走行配管の中心軸上にＴ型配管溶接切断ロボットの中心
    軸を位置決めさせる芯出し機構と、 前記各構成部位搭載したロボット装置本体を前記走行配
    管の軸方向に沿って移動させる移動機構と、 前記走行配管の外部の遠隔位置に設けられ、構成部位全
    体を制御する制御手段と、 前記ロボット装置本体と前記制御手段とを接続する接続
    ケーブルと、を具備することを特徴とするＴ型配管溶接
    切断ロボット。
12. 【請求項１２】 前記Ｔ型配管溶接切断ロボットにおい
    て、 前記ロボット装置本体を前記走行配管の軸方向に複数の
    台車に分割して搭載し、駆動力を可撓性を有し、各台車
    を直列的に繋ぐフレキシャフトを具備し、 前記各台車に駆動力を伝達し、前記走行配管配管内に配
    置された曲管部に沿って通過走行すること特徴とする請
    求項２若しくは請求項１１に記載のＴ型配管溶接切断ロ
    ボット。
13. 【請求項１３】 前記Ｔ型配管溶接切断ロボットにおい
    て、 前記ロボット装置本体を前記走行配管の軸方向に複数の
    台車に分割して搭載し、前記各台車を直列的に繋ぎ、駆
    動力を伝達する流体力を用いたアクチュエータを具備
    し、 前記各台車に駆動力を伝達し、前記走行配管配管内に配
    置された曲管部に沿って通過走行すること特徴とする請
    求項２若しくは請求項１１に記載のＴ型配管溶接切断ロ
    ボット。