JP4099846B2

JP4099846B2 - Underwater welding equipment

Info

Publication number: JP4099846B2
Application number: JP01732798A
Authority: JP
Inventors: 秀一佐藤; 定金子; 康弘三輪; 桂大脇; 末美平田; 尚哉廣瀬; 雄一三浦
Original assignee: IHI Corp
Current assignee: IHI Corp
Priority date: 1998-01-29
Filing date: 1998-01-29
Publication date: 2008-06-11
Anticipated expiration: 2018-01-29
Also published as: JPH11216586A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液体が貯留されている原子炉圧力容器やタンク等の内壁面に対する溶接作業を遠隔で行うことができる水中溶接装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、原子炉圧力容器や原子力発電所に備えられているタンク等の内部点検は、被爆等の安全性やコスト等の点から遠隔操作によって制御可能な水中移動台車によって行われている。
【０００３】
このような水中移動台車としては、従来から種々提案されており（実開平３−７９３２３号等）、その一つとして既に本発明者らは図１０，図１１に示すような水中移動台車を提案している（特願平６−３１９９７２号）。
【０００４】
図示するようにこの水中移動台車は、腹側が開口したシャーレ状のケーシングａに、これを水中に浮遊させる浮体ｂと、このケーシングａ内の水を背側に形成された排水口ｆ，ｆから噴出してケーシングａ内を負圧状態にするスラストファンｃ，ｃと、壁面Ｈに吸着した時にケーシングａ内の負圧を保つシールスカートｄと、このケーシングａを壁面Ｈに沿って走行させる駆動手段ｅとを備えたものであり、ファン用モータｍ，ｍでスラストファンｃ，ｃを駆動してケーシングａ内を減圧し、その腹側を壁面Ｈに吸着させることによって駆動手段ｅの走行車輪ｇ，ｇを壁面Ｈに接触させた後、この駆動車輪ｇ，ｇを駆動する駆動モータｈ，ｈを遠隔操作することで壁面Ｈに対してケーシングａを任意の位置に走行移動及び停止自在としたものである。
【０００５】
そして、このような走行移動自在なケーシングａに、水深計やＣＣＤカメラ等の位置検出手段や超音波探傷子（Ultra-soner ）等の検査手段、或いは回転ブラシ等の清掃手段等を付設することで水中において種々の検査・壁面清掃作業等を遠隔で安全に行えるようになっている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、従来の水中移動台車にあっては、この水中移動台車自体が吸着して移動する壁面Ｈ自体に対して溶接作業まで行うものについては未だ具体的に提案されていないのが現状である。
【０００７】
すなわち、例えば、原子炉圧力容器等の極めて高い安全性が要求されるものにあっては、その内部機器は勿論、原子炉圧力容器の外殻を構成する鋼製容器自体の点検と補修の一環として場合によっては溶接を施すことが必要となってくるが、従来では鋼製容器に対する溶接作業は、内部の液体を全て抜き出した後、作業員が防護服に身を包み、必要な被爆低減処置（遮蔽・時間制限）を施した上で溶接機器を持参して内部に入り込んで直接人手で作業が行われていた。
【０００８】
そのため、従来の溶接作業は、被爆量，作業時間，点検コスト等の観点から不都合が大きく、上記水中移動台車を利用した遠隔操作による水中溶接装置の提案が切望されていた。
【０００９】
そこで、本発明はこのような課題を有効に解決するために案出されたものであり、その目的は、原子炉圧力容器等の水中の内壁面に対する溶接作業を遠隔操作で行うことができる新規な水中溶接装置を提供するものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために本発明は、腹側が開口したケーシングの背側にケーシング内を負圧にすべく排水するスラストファンを設けると共に、上記ケーシング内に左右一対の走行車輪を設けて水中の壁面に吸着しながら無軌道で走行する水中移動台車を構成し、上記左右一対の走行車輪を境として、一方のケーシングの背側に、水中の壁面を溶接するマイクロ溶接機のレーザ加工ヘッドを配置すると共にこのレーザ加工ヘッドを壁面に対して３次元方向に移動する位置決め機構を介して設け、上記左右一対の走行車輪を境とした他方のケーシングの背側の左右に、上記スラストファンを駆動するためのファン駆動モータを設けたものである。
【００１１】
これによって、マイクロ溶接機を壁面の溶接部まで移動させて溶接作業を遠隔操作で行うことができるため、従来多大な労力と時間を要していた原子炉圧力容器等の内壁面に対する溶接作業を安全かつ容易に行うことができる。また、このマイクロ溶接機を壁面に対して３次元方向に移動する位置決め機構を介して備えたため、水中移動台車自体を動かして位置決めを行う必要がなくなる。従って、そのマイクロ溶接機の加工ヘッドを溶接部に精度良く位置させることができるため、高精度の溶接作業を容易に達成することができる。
【００１２】
また、上記マイクロ溶接機は、壁面に対して垂直にレーザ光を照射する上記レーザ加工ヘッドと、上記ケーシングに設けられたワイヤリールと、このワイヤリールから取り出されたワイヤをレーザ照射側に繰り出すべく斜めに傾倒して設けられるワイヤフィーダとを備えるとよい。またさらに、水中溶接装置は、上記壁面の溶接部位をモニタリングするＣＣＤカメラユニットを備えるとよい。そして、位置決め機構としては具体的に、マイクロ溶接機の加工ヘッドを支持すると共にこれを壁面側に近接離間するＺ軸移動ユニットと、このＺ軸移動ユニットを壁面と平行に往復動するＹ軸移動ユニットと、このＹ軸移動ユニットをその移動方向と交差方向に往復移動するＸ軸方向ユニットと、このＸ軸方向ユニットを上記水中移動台車側に移動自在に支持する支持ユニットとから構成したため、これらを順に或いは同時に移動させることで、マイクロ溶接機を３次元方向に移動させることが可能となり、これによってそのマイクロ溶接機の加工ヘッドを任意の位置に精度良く位置させることができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
次に、本発明を実施する好適一形態を添付図面を参照しながら説明する。
【００１４】
図１〜図３は本発明に係る水中溶接装置の実施の一形態を示したものである。
【００１５】
図示するように、この水中溶接装置は、原子炉圧力容器等の水中の壁面に吸着しながら無軌道で移動する水中移動台車１に、水中の壁面をレーザー溶接するマイクロ溶接機２と、このマイクロ溶接機２を壁面Ｈに対して３次元方向に移動する位置決め機構３とから主に構成されている。
【００１６】
この水中移動台車１は、従来と同様に腹側が開口したシャーレ状のケーシング４の背側にスラストファン５，５が設けられており、内部の水を排水口６，６から排水して内部を負圧にすることでケーシング４を壁面Ｈ側に移動し吸着させるようになっている。このスラストファン５，５は、ケーシング４内に設けられたファン駆動用モータ７，７によって駆動されるようになっており、ケーシング４の上部に接続された操作ケーブル８によって水上（外部）に設けられた制御手段（ＰＣ，ジョイスティック，モニター等）によって遠隔操作されるようになっている。また、このケーシング４内には走行車輪１０，１０と、この走行車輪１０，１０を独立して駆動する車輪駆動用モータ１１，１１が設けられており、壁面Ｈに吸着したケーシング４を壁面Ｈに沿って任意の位置に走行移動させるようになっている。尚、この車輪駆動用モータ１１，１１もファン駆動用モータ７，７と同様、操作ケーブル８を介して外部から遠隔操作されるようになっている。また、このケーシング１内には従来と同様、走行距離を計測するプラニメータ（図示せず）や、このケーシング１を一対の走行車輪１０，１０と共に壁面Ｈ側に３点支持するボールベアリング（図示せず）等が設けられている。さらに、図中１２はケーシング４の吸着性を高めるスカート、１３，１３はこのケーシング４を着脱する際に利用する把持ハンドルである。
【００１７】
次に、マイクロ溶接機２は、例えば、レーザの微小焦点と高パワー密度と短パルスの特徴を利用したレーザ溶接機の一つであるＹＡＧレーザ加工機が用いられている。このＹＡＧレーザ加工機は、図１〜図３に示すように、位置決め機構３側に取り付けられたレーザ加工ヘッド１５と、このレーザ加工ヘッド１５側に溶接ワイヤＹを繰り出すワイヤフィーダ１６と、この溶接ワイヤＹを供給すべくケーシング４側に設けられたワイヤリール１７と、同じくケーシング４側に固定された中継ボックス１８とから主に構成されており、ワイヤフィーダ１６側に設けられたワイヤフィードモータ１９によってワイヤリール１７に巻き付けられている溶接ワイヤＹをレーザ加工ヘッド１５側に送り出し、レーザ加工ヘッド１５から照射される高密度のレーザの熱によってその溶接ワイヤＹを溶かし、壁面Ｈに肉盛溶接できるようになっている。尚、このマイクロ溶接機２は、ケーシング４側に固定された中継ボックス１８から操作ケーブル８を介して水上（外部）に設けられた制御手段（ＰＣ，ジョイスティック，モニター等）に接続され、水中移動台車１と同様に遠隔操作されるようになっている。
【００１８】
一方、位置決め機構３は、このマイクロ溶接機２を支持して壁面Ｈ側に近接離間するＺ軸移動ユニット２０と、Ｙ軸移動ユニット２１と、Ｘ軸移動ユニット２２と、支持ユニット２３との４つのユニットからなっている。
【００１９】
先ず、支持ユニット２３は、図４に示すように、水中移動台車１側に固定されたコ字形をしたユニット本体２４と、ユニット本体２４の中心部を貫通するボールネジ２５と、ユニット本体２４に固定されたギアユニット２６を介して取り付けられたＸ軸モータ２７とから主に構成されており、このボールネジ２５に螺合するＸ軸移動ユニット２２を図中矢印に示す如くボールネジ２５の長さ方向（Ｘ軸方向）に往復動させるようになっている。
【００２０】
Ｘ軸移動ユニット２２は、図５に示すように支持ユニット２３のボールネジ２５に螺合する筒状のナット部２８と、このナット部２８に直交するように固定されたコ字形のスライドアーム２９と、両端がこのスライドアーム２９に回転自在に軸支されたボールネジ３０と、このスライドアーム２９の端部に設けられたギアボックス３１を介して設けられたＹ軸モータ３２とから主に構成されており、このＹ軸モータ３２によってボールネジ３０を回転させることでこのボールネジ３０に螺合しているＹ軸移動ユニット２１を図中矢印に示す如くボールネジ３０の長さ方向（Ｙ軸方向）に往復動させるようになっている。尚、図３に示すように、このスライドアーム２９には、ナット部材２８を挟んで一対のガイドピン３３，３３がＸ軸移動ユニット２２のユニット本体２４側に挿脱自在に設けられており、Ｘ軸移動ユニット２２を支持ユニット２３側に支持すると共に、Ｘ軸移動ユニット２２の往復動時においてＸ軸移動ユニット２２全体が回転するのを防止するようになっている。
【００２１】
Ｙ軸移動ユニット２１は、図６に示すようにＸ軸移動ユニット２２のボールネジ３０に螺合してスライドアーム２９に沿って往復動するスライド部３４と、このスライド部３４に固定されたＺ軸モータ３５と、ラック＆ピニオン部３６とから主に構成されており、このＺ軸モータ３５によってラック＆ピニオン部３６のピニオンを回転させることで、図７に示すようにＺ軸移動ユニット２０を壁面Ｈ方向（Ｚ軸方向）に往復動（昇降動）するようになっている。
【００２２】
図示するように、このＺ軸移動ユニット２０には、上述したＹＡＧレーザ加工機のレーザ加工ヘッド１５と、このレーザ加工ヘッド１５側に溶接ワイヤＹを繰り出すワイヤフィーダ１６と、ワイヤフィーダモータ１９が一体的に取り付けられており、Ｚ軸移動ユニット２０がＺ軸方向に移動することでこれらを壁面Ｈに対して近接離間するようになっている。さらに、このＺ軸移動ユニット２０にはＣＣＤカメラユニット３７が設けられており、壁面Ｈの溶接部位あるいは装置全体の移動方向をモニタリングするようになっている。
【００２３】
次に、以上のような構成をした本発明の水中溶接装置の作用を説明する。
【００２４】
図１に示すように、先ず従来と同様水中移動台車１を壁面Ｈに吸着させた後、これを壁面Ｈに沿って走行させながらＣＣＤカメラユニット３７によって壁面Ｈを監視し、壁面Ｈに発生した孔食，ひび割れ等の欠陥部を探索することになる。この結果、欠陥部が見つかったなら、水中移動台車１をその位置で停止させた後、位置決め機構３によってマイクロ溶接機２を３次元方向に移動させてその欠陥部直上に位置決めした後、その欠陥部を高密度のレーザー光によって母材と共に溶融させると共に溶接ワイヤＹを供給し、これをその溶接部に肉盛り溶接することで溶接作業を遠隔で行うことが可能となる。尚、このように壁面Ｈに発生した欠陥部を本発明装置で直接溶接する他に、研削手段を備えた別の水中移動台車によってその欠陥部を予め研削して開先を形成しておき、この開先部に対して本発明装置を用いて溶接を施すようにしても良い。
【００２５】
ここで位置決め機構３の動きとしては、例えば、水中移動台車１を溶接部の近傍に停止させた後、Ｘ軸モータ２７，Ｙ軸モータ３２をそれぞれ交互に或いは同時に駆動してＸ軸移動ユニット２０，Ｙ軸移動ユニット２１をそれぞれＸ軸，Ｙ軸方向に動かしながらＺ軸移動ユニット２０を溶接部の直上に位置させ、その後、Ｚ軸モータ３５を駆動してＺ軸移動ユニット２０をＺ軸方向、すなわち壁面Ｈ側に接近移動させてマイクロ溶接機２のレーザ加工ヘッド１５を溶接部に接近させた後、マイクロ溶接機２を駆動してレーザ加工ヘッド１５から照射されるレーザーと溶接ワイヤＹによって溶接部に対して肉盛り溶接を施すことになる。尚、この位置決めに際して、Ｘ軸移動ユニット２０，Ｙ軸移動ユニット２１，Ｚ軸移動ユニット２０の移動量はそれぞれＸ軸モータ２７，Ｙ軸モータ３２，Ｚ軸モータ３５内に設けられたロータリーエンコーダ（図示せず）によって、また、溶接時の溶接ワイヤＹの繰り出し量等はワイヤフィードモータ１９に設けられたタコジェネ（図示せず）によってそれぞれ検出され、中継ボックス１８，操作ケーブル８を介して外部の制御部側に随時リアルタイムで送られることになるため、高い精度で位置決め制御を行うことができる。
【００２６】
【発明の効果】
以上要するに本発明によれば、従来、人手によって行われていた水中壁面の溶接作業を作業員に頼ることなく遠隔操作で行うことが可能となり、従来、危険性，多大な労力，コストを要している原子炉圧力容器等の内壁面の溶接作業であっても安全かつ容易，低コストで行うことが可能となる等といった優れた効果を発揮することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る水中溶接装置の実施の一形態を示す平面図である。
【図２】本発明に係る位置決め機構の実施の一形態を示す平面図である。
【図３】図２中Ａ−Ａ矢視図である。
【図４】位置決め機構の支持ユニットを示す平面図である。
【図５】位置決め機構のＸ軸移動ユニットを示す平面図である。
【図６】位置決め機構のＹ軸移動ユニットを示す平面図である。
【図７】位置決め機構のＺ軸移動ユニットを示す平面図である。
【図８】従来の水中移動台車の一例を示す部分破断平面図である。
【図９】図８に示す従来の水中移動台車を示す断面図である。
【符号の説明】
１水中移動台車
２マイクロ溶接機
３位置決め機構
15 加工ヘッド
20 Ｚ軸移動ユニット
21 Ｙ軸移動ユニット
22 Ｘ軸移動ユニット
Ｈ壁面[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an underwater welding apparatus capable of remotely performing a welding operation on an inner wall surface of a reactor pressure vessel, a tank or the like in which a liquid is stored.
[0002]
[Prior art]
In general, internal inspection of a reactor pressure vessel or a tank provided in a nuclear power plant is performed by an underwater mobile trolley that can be controlled by remote operation from the viewpoint of safety such as exposure and cost.
[0003]
Various types of such underwater mobile trolleys have been proposed in the past (Japanese Utility Model Publication No. 3-79323, etc.). As one of them, the present inventors have already proposed an underwater mobile trolley as shown in FIGS. (Japanese Patent Application No. 6-319972).
[0004]
As shown in the figure, this underwater moving carriage is made up of a petri dish-like casing a having an abdomen open, a floating body b that floats it in water, and drains f and f formed on the back side of water in the casing a. Thrust fans c and c that are jetted to bring the inside of the casing a into a negative pressure state, a seal skirt d that keeps the negative pressure inside the casing a when adsorbed to the wall H, and a drive that drives the casing a along the wall H Means e, the thrust motors c, c are driven by fan motors m, m to depressurize the inside of the casing a, and the abdomen side is adsorbed to the wall surface H, thereby driving wheels of the drive means e. After g and g are brought into contact with the wall H, the casing a can be moved and stopped at any position with respect to the wall H by remotely operating the drive motors h and h for driving the drive wheels g and g. What A.
[0005]
Further, a position detecting means such as a water depth gauge and a CCD camera, an inspection means such as an ultrasonic flaw detector (Ultra-soner), a cleaning means such as a rotating brush, etc. are attached to the casing a which can be moved and moved. In water, various inspections and wall cleaning work can be performed remotely and safely.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, as for the conventional underwater mobile trolley, the present situation has not yet been concretely proposed for performing welding work on the wall surface H itself which the underwater mobile trolley itself adsorbs and moves.
[0007]
That is, for example, in the case where extremely high safety is required such as a reactor pressure vessel, it is a part of inspection and repair of the steel vessel itself that constitutes the outer shell of the reactor pressure vessel as well as its internal equipment. In some cases, it may be necessary to perform welding, but in the past, welding work on steel containers has been done by removing all the liquid inside and then wearing the protective clothing by workers to reduce the necessary exposure. The work was carried out by hand directly after bringing in the welding equipment after applying (shielding and time limit).
[0008]
For this reason, the conventional welding work is inconvenient from the viewpoint of the amount of exposure, work time, inspection cost, and the like, and a proposal of an underwater welding apparatus by remote control using the underwater mobile carriage has been desired.
[0009]
Therefore, the present invention has been devised in order to effectively solve such problems, and the purpose thereof is a novel that can remotely perform welding work on an inner wall surface in water such as a reactor pressure vessel. An underwater welding apparatus is provided.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
The present invention for solving the above-Rutotomoni provided a thrust fan ventral to drain so as to a negative pressure in the casing on the back side of the opened casing, provided with a pair of right and left running wheels in the casing water A submersible mobile trolley that travels without track while adsorbing to the wall of a micro welder is placed on the back side of one casing with the pair of left and right traveling wheels as a boundary. the laser processing head provided through the positioning mechanism to move in three dimensions relative to the wall, to the left and right rear side of the other casing and border the pair of right and left running wheels, driving the thrust fan as well as The fan drive motor for this is provided.
[0011]
As a result, the welding operation can be performed remotely by moving the micro welder to the welded portion of the wall surface, so that the welding operation for the inner wall surface of a reactor pressure vessel or the like, which has conventionally required a great amount of labor and time, can be performed. It can be done safely and easily. In addition, since the micro welder is provided via a positioning mechanism that moves in a three-dimensional direction with respect to the wall surface, it is not necessary to perform positioning by moving the underwater moving carriage itself. Therefore, since the processing head of the micro welder can be accurately positioned on the welded portion, a highly accurate welding operation can be easily achieved.
[0012]
Further, the micro welder is intended to feed the laser processing head that irradiates the laser beam perpendicularly to the wall surface, the wire reel provided in the casing, and the wire taken out from the wire reel to the laser irradiation side. It is good to provide the wire feeder provided inclining diagonally. Furthermore, the underwater welding apparatus may include a CCD camera unit that monitors the welded portion of the wall surface. Then, specifically as position-decided prevention mechanism, parallel to reciprocate this and Z-axis moving unit adjacent spaced wall side, and the wall of the Z-axis moving unit to support the processing head micro welder Y Because it is composed of an axial movement unit, an X-axis direction unit that reciprocates the Y-axis movement unit in a direction intersecting the movement direction, and a support unit that movably supports the X-axis direction unit on the underwater movable carriage side. By moving these in order or simultaneously, it becomes possible to move the micro welder in a three-dimensional direction, whereby the processing head of the micro welder can be accurately positioned at an arbitrary position.
[0013]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Next, a preferred embodiment for carrying out the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
[0014]
1 to 3 show an embodiment of an underwater welding apparatus according to the present invention.
[0015]
As shown in the figure, this underwater welding apparatus includes a micro welder 2 that laser welds an underwater wall surface to an underwater moving carriage 1 that moves without a track while adsorbing to an underwater wall surface such as a reactor pressure vessel, and the microweld. The positioning mechanism 3 mainly moves the machine 2 with respect to the wall surface H in a three-dimensional direction.
[0016]
The underwater mobile trolley 1 is provided with thrust fans 5 and 5 on the back side of a petri dish-like casing 4 opened on the abdomen as in the prior art. By making the negative pressure, the casing 4 is moved to the wall surface H side to be adsorbed. The thrust fans 5 and 5 are driven by fan driving motors 7 and 7 provided in the casing 4, and are provided on the water (external) by an operation cable 8 connected to the upper part of the casing 4. Remotely operated by a control means (PC, joystick, monitor, etc.). The casing 4 is provided with traveling wheels 10 and 10 and wheel drive motors 11 and 11 for independently driving the traveling wheels 10 and 10. It is made to run and move to arbitrary positions along. The wheel drive motors 11 and 11 are also remotely operated from the outside via the operation cable 8 in the same manner as the fan drive motors 7 and 7. Further, in the casing 1, as in the conventional case, a planimeter (not shown) for measuring the travel distance and a ball bearing (not shown) for supporting the casing 1 on the wall surface H side with a pair of travel wheels 10 and 10 are shown. Etc.) etc. are provided. Further, in the figure, reference numeral 12 denotes a skirt for enhancing the adsorptivity of the casing 4, and reference numerals 13 and 13 denote grip handles used when the casing 4 is attached and detached.
[0017]
Next, as the micro welder 2, for example, a YAG laser processing machine, which is one of laser welders utilizing the features of a laser micro focus, high power density, and short pulses, is used. As shown in FIGS. 1 to 3, the YAG laser processing machine includes a laser processing head 15 attached to the positioning mechanism 3 side, a wire feeder 16 for feeding a welding wire Y to the laser processing head 15 side, and the welding A wire reel 17 provided on the casing 4 side for supplying the wire Y and a relay box 18 fixed on the casing 4 side are mainly configured, and a wire feed motor 19 provided on the wire feeder 16 side. The welding wire Y wound around the wire reel 17 is sent out to the laser processing head 15 side, and the welding wire Y is melted by the heat of the high-density laser irradiated from the laser processing head 15 and can be overlay welded to the wall surface H. It is like that. The micro welder 2 is connected to control means (PC, joystick, monitor, etc.) provided on the water (external) via the operation cable 8 from the relay box 18 fixed to the casing 4 side, and moves underwater. Similar to the cart 1, it can be remotely operated.
[0018]
On the other hand, the positioning mechanism 3 is composed of a Z-axis moving unit 20, a Y-axis moving unit 21, an X-axis moving unit 22, and a support unit 23 that support the micro welder 2 and move closer to and away from the wall H side. It consists of two units.
[0019]
First, as shown in FIG. 4, the support unit 23 is fixed to the unit main body 24, a U-shaped unit main body 24 fixed to the underwater mobile carriage 1 side, a ball screw 25 penetrating the center of the unit main body 24, and the unit main body 24. An X-axis motor 27 that is attached via a gear unit 26 that is mounted on the X-axis moving unit 22 that is screwed into the ball screw 25 is indicated by an arrow in the figure. It is made to reciprocate in the (X-axis direction).
[0020]
As shown in FIG. 5, the X-axis moving unit 22 includes a cylindrical nut portion 28 screwed into the ball screw 25 of the support unit 23, and a U-shaped slide arm 29 fixed so as to be orthogonal to the nut portion 28. The ball screw 30 is rotatably supported by the slide arm 29 at both ends, and a Y-axis motor 32 is provided via a gear box 31 provided at the end of the slide arm 29. Then, by rotating the ball screw 30 by the Y-axis motor 32, the Y-axis moving unit 21 screwed into the ball screw 30 is reciprocated in the length direction (Y-axis direction) of the ball screw 30 as indicated by an arrow in the figure. It is supposed to let you. As shown in FIG. 3, the slide arm 29 is provided with a pair of guide pins 33, 33 on the unit body 24 side of the X-axis moving unit 22 so as to be detachable with the nut member 28 interposed therebetween. The X-axis moving unit 22 is supported on the support unit 23 side, and the entire X-axis moving unit 22 is prevented from rotating when the X-axis moving unit 22 reciprocates.
[0021]
As shown in FIG. 6, the Y-axis moving unit 21 includes a slide portion 34 that reciprocates along the slide arm 29 by screwing with a ball screw 30 of the X-axis moving unit 22, and a Z-axis fixed to the slide portion 34. The motor 35 and the rack and pinion unit 36 are mainly configured. By rotating the pinion of the rack and pinion unit 36 by the Z-axis motor 35, the Z-axis moving unit 20 is mounted on the wall surface as shown in FIG. It is designed to reciprocate (elevate) in the H direction (Z-axis direction).
[0022]
As shown in the figure, the Z-axis moving unit 20 is integrated with the laser processing head 15 of the YAG laser processing machine, the wire feeder 16 for feeding the welding wire Y to the laser processing head 15 side, and the wire feeder motor 19. The Z-axis moving unit 20 moves in the Z-axis direction so as to be close to and away from the wall surface H. Further, the Z-axis moving unit 20 is provided with a CCD camera unit 37 to monitor the moving direction of the welded portion of the wall surface H or the entire apparatus.
[0023]
Next, the operation of the underwater welding apparatus of the present invention configured as above will be described.
[0024]
As shown in FIG. 1, first, the underwater mobile carriage 1 is adsorbed to the wall surface H as in the prior art, and then the wall surface H is monitored by the CCD camera unit 37 while traveling along the wall surface H. It will search for defects such as pitting corrosion and cracks. As a result, if a defective portion is found, the underwater mobile carriage 1 is stopped at that position, and then the positioning mechanism 3 moves the micro welder 2 in the three-dimensional direction to position it immediately above the defective portion. It is possible to perform the welding work remotely by melting the part together with the base material with high-density laser light and supplying the welding wire Y to the welded part. In addition to directly welding the defect portion generated on the wall surface H in this way with the apparatus of the present invention, the defect portion is previously ground by another underwater moving carriage equipped with a grinding means to form a groove, You may make it weld to this groove part using this invention apparatus.
[0025]
Here, as the movement of the positioning mechanism 3, for example, after the underwater moving carriage 1 is stopped near the welded portion, the X-axis motor 27 and the Y-axis motor 32 are driven alternately or simultaneously, respectively. The Y-axis moving unit 21 is moved in the X-axis and Y-axis directions while the Z-axis moving unit 20 is positioned immediately above the weld, and then the Z-axis motor 35 is driven to move the Z-axis moving unit 20 in the Z-axis direction. That is, the laser processing head 15 of the micro welding machine 2 is moved closer to the wall surface H side to approach the welded portion, and then the micro welding machine 2 is driven to irradiate the laser processing head 15 with the laser and the welding wire Y. Overlay welding is performed on the weld. In this positioning, the movement amounts of the X-axis movement unit 20, the Y-axis movement unit 21, and the Z-axis movement unit 20 are the rotary encoders provided in the X-axis motor 27, the Y-axis motor 32, and the Z-axis motor 35, respectively. (Not shown), and the amount of the welding wire Y during welding is detected by a tachometer (not shown) provided in the wire feed motor 19 and is externally connected via the relay box 18 and the operation cable 8. Since it is sent to the control unit side in real time as needed, positioning control can be performed with high accuracy.
[0026]
【The invention's effect】
According to the brief present invention above, the past, it becomes possible to perform remotely without resorting to workers welding operation underwater walls was done by hand, traditional risk, much effort, the cost Even if the inner wall surface of a reactor pressure vessel or the like is required, excellent effects such as being able to be performed safely, easily and at low cost can be exhibited.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a plan view showing an embodiment of an underwater welding apparatus according to the present invention.
FIG. 2 is a plan view showing an embodiment of a positioning mechanism according to the present invention.
FIG. 3 is an AA arrow view in FIG. 2;
FIG. 4 is a plan view showing a support unit of the positioning mechanism.
FIG. 5 is a plan view showing an X-axis moving unit of the positioning mechanism.
FIG. 6 is a plan view showing a Y-axis moving unit of the positioning mechanism.
FIG. 7 is a plan view showing a Z-axis moving unit of the positioning mechanism.
FIG. 8 is a partially broken plan view showing an example of a conventional underwater mobile carriage.
FIG. 9 is a cross-sectional view showing the conventional underwater mobile carriage shown in FIG.
[Explanation of symbols]
1 Underwater moving cart 2 Micro welding machine 3 Positioning mechanism
15 Processing head
20 Z-axis moving unit
21 Y-axis moving unit
22 X-axis moving unit H Wall surface

Claims

腹側が開口したケーシングの背側にケーシング内を負圧にすべく排水するスラストファンを設けると共に、上記ケーシング内に左右一対の走行車輪を設けて水中の壁面に吸着しながら無軌道で走行する水中移動台車を構成し、上記左右一対の走行車輪を境として、一方のケーシングの背側に、水中の壁面を溶接するマイクロ溶接機のレーザ加工ヘッドを配置すると共にこのレーザ加工ヘッドを壁面に対して３次元方向に移動する位置決め機構を介して設け、上記左右一対の走行車輪を境とした他方のケーシングの背側の左右に、上記スラストファンを駆動するためのファン駆動モータを設けたことを特徴とする水中溶接装置。Water ventral travels in trackless with adsorbed Rutotomoni provided a thrust fan for draining in order to the casing to a negative pressure to the back side of the opened casing, provided with a pair of right and left running wheels in the casing on the wall surface of the water A movable carriage is configured, and a laser processing head of a micro welder for welding a wall surface in water is arranged on the back side of one casing with the pair of left and right traveling wheels as a boundary, and the laser processing head is mounted on the wall surface. provided via a positioning mechanism that moves in three dimensions, characterized in that the left and right rear side of the other casing and border the pair of right and left running wheels, provided with a fan drive motor for driving the thrust fan Underwater welding equipment.

上記マイクロ溶接機は、壁面に対して垂直にレーザ光を照射する上記レーザ加工ヘッドと、上記ケーシングに設けられたワイヤリールと、このワイヤリールから取り出されたワイヤをレーザ照射側に繰り出すべく斜めに傾倒して設けられるワイヤフィーダとを備える請求項１記載の水中作業装置。 The micro welder is configured to obliquely extend the laser processing head that irradiates a laser beam perpendicularly to the wall surface, a wire reel provided in the casing, and a wire taken out from the wire reel to the laser irradiation side. The underwater work apparatus of Claim 1 provided with the wire feeder provided inclining.

上記壁面の溶接部位をモニタリングするＣＣＤカメラユニットを備えたことを特徴とする請求項１又は２に記載の水中溶接装置。 The underwater welding apparatus according to claim 1, further comprising a CCD camera unit that monitors a welding portion of the wall surface.

上記位置決め機構は、上記マイクロ溶接機の加工ヘッドを支持すると共にこれを壁面側に近接離間するＺ軸移動ユニットと、このＺ軸移動ユニットを壁面と平行に往復動するＹ軸移動ユニットと、このＹ軸移動ユニットをその移動方向と交差方向に往復移動するＸ軸方向ユニットと、このＸ軸方向ユニットを上記水中移動台車側に移動自在に支持する支持ユニットとからなることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の水中溶接装置。 The positioning mechanism includes a Z-axis moving unit that supports the machining head of the micro welder and moves the Z-axis moving unit close to and away from the wall surface, a Y-axis moving unit that reciprocates the Z-axis moving unit in parallel with the wall surface, An X-axis direction unit that reciprocates the Y-axis movement unit in a direction intersecting with the movement direction, and a support unit that movably supports the X-axis direction unit on the underwater moving carriage side. The underwater welding apparatus in any one of 1-3.