JP5461145B2 - Control method of manipulator and work method in nozzle - Google Patents

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Description

本発明は、マニピュレータの制御方法及び管台内作業方法に関する。   The present invention relates to a manipulator control method and an in-pipe work method.

蒸気発生器や原子炉容器においては、管台に対する各種の作業部位が多く存在する。この作業は例えば管台内面肉盛溶接等があり、管台内面肉盛溶接を行うにはそれぞれの管台で専用の溶接ヘッドを開発し、製作している。この専用の溶接ヘッドは、管台の軸心を中心とした円軌道を描くように動作し（下記特許文献１参照）、溶接を行うことを特徴としている。しかし、専用の溶接ヘッドを用いた場合、管台の寸法等に応じて専用の溶接ヘッドを製作する必要があり、また、溶接ヘッドと管台との芯出し調整や溶接ヘッドの管台への固定が重要となるため、これらの作業に多くの時間と労力を要することとなる。   In the steam generator and the reactor vessel, there are many various working parts for the nozzle. This work includes, for example, nozzle inner surface overlay welding and the like, and in order to perform the nozzle inner surface overlay welding, a dedicated welding head is developed and manufactured for each nozzle nozzle. This dedicated welding head operates so as to draw a circular orbit centered on the axis of the nozzle (see Patent Document 1 below) and performs welding. However, when a dedicated welding head is used, it is necessary to manufacture a dedicated welding head according to the dimensions of the nozzle, etc., and also to adjust the centering between the welding head and the nozzle and to adjust the welding head to the nozzle Since fixing is important, these operations require a lot of time and labor.

特開２００７−３４４２号公報JP 2007-3442 A 特開平１−２５５００９号公報Japanese Patent Laid-Open No. 1-255009 特許第３９１７９１５号公報Japanese Patent No. 3917915 特開２００９−２１６３１０号公報JP 2009-216310 A

このため、専用の溶接ヘッドを用いずに、汎用性の高いマニピュレータを用いて溶接を行うことが考えられるが、従来一般的なティーチングプレイバック制御のマニピュレータの制御方法（上記特許文献２参照）では、予め人手によりマニピュレータを動作させたい軌跡を登録（ティーチング）することにより、マニピュレータは登録された軌跡をリアルタイムで補正を行いながらならい動作（プレイバック）するため、ティーチングに多くの時間と労力を要することとなる。また、狭小な蒸気発生器や原子炉容器内において人手によりティーチングを行うことは困難であり、安全性の観点からも問題がある。   For this reason, it is conceivable to perform welding using a highly versatile manipulator without using a dedicated welding head. However, in the conventional general teaching playback control manipulator control method (see Patent Document 2 above). By registering (teaching) a trajectory in which the manipulator is to be manually operated in advance, the manipulator performs a proper operation (playback) while correcting the registered trajectory in real time, which requires much time and labor for teaching. It will be. In addition, it is difficult to teach manually in a narrow steam generator or reactor vessel, and there is a problem from the viewpoint of safety.

以上のことから、本発明は、マニピュレータを用いた管台内における作業に要する時間と労力を低減することができるマニピュレータの制御方法及び管台内作業方法を提供することを目的とする。   In view of the above, it is an object of the present invention to provide a manipulator control method and an in-pipe work method that can reduce the time and labor required for work in a nozzle using a manipulator.

上記の課題を解決するための第１の発明に係るマニピュレータの制御方法は、
マニピュレータに対象物との距離を測定する距離計測手段を設置し、前記距離計測手段を円筒の内部又は外部に位置させて該位置を第１の位置とし、前記距離計測手段を前記円筒の周方向に回転させながら４点以上において距離を計測する第１の補正計測を行い、
前記第１の補正計測の結果より、前記円筒との中心位置のズレを求め中心位置を補正する第１の補正を行い、
前記第１の位置から前記円筒の軸方向に移動した第２の位置において前記距離計測手段を前記円筒の周方向に回転させながら４点以上において距離を計測する第２の補正計測を行い、
前記第２の補正計測の結果より、前記円筒との傾きのズレを求め前記円筒の傾きを補正する第２の補正を行う、
ことを特徴とする。
また、
上記の課題を解決するための第２の発明に係るマニピュレータの制御方法は、
マニピュレータに対象物との距離を測定する距離計測手段を設置し、前記距離計測手段を円筒の内部又は外部に位置させて該位置を第１の位置とし、前記距離計測手段を前記円筒の周方向に回転させながら９０°間隔で１ａ，２ａ，３ａ及び４ａ点の順に４点において距離を計測する第１の補正計測を行い、
前記第１の補正計測の結果より、前記１ａ点と前記３ａ点の距離の差及び前記２ａ点と前記４ａ点の距離の差を前記円筒との中心位置のズレとして中心位置を補正する第１の補正を行い、
前記第１の位置から前記円筒の軸方向に移動した第２の位置において前記距離計測手段を前記円筒の周方向に回転させながら９０°間隔で１ｂ，２ｂ，３ｂ及び４ｂ点の順に４点において距離を計測する第２の補正計測を行い、
前記第２の補正計測の結果より、前記１ｂ点と前記３ｂ点の距離の差及び前記２ｂ点と前記４ｂ点の距離の差を前記円筒との傾きのズレとして傾きを補正する第２の補正を行う、
ことを特徴とする。 A method for controlling a manipulator according to a first invention for solving the above-described problem is as follows.
A distance measuring means for measuring the distance to the object is installed in the manipulator, the distance measuring means is located inside or outside the cylinder and the position is set as the first position, and the distance measuring means is set in the circumferential direction of the cylinder. The first correction measurement that measures the distance at 4 points or more while rotating the
From the result of the first correction measurement, a first correction for obtaining a deviation of the center position from the cylinder and correcting the center position is performed.
Performing a second correction measurement for measuring the distance at four or more points while rotating the distance measuring means in the circumferential direction of the cylinder at a second position moved in the axial direction of the cylinder from the first position;
From the results of the second correction measurement, a second correction for correcting the inclination of the circular tube obtains a deviation of the inclination of said cylinder,
It is characterized by that.
Also,
A manipulator control method according to a second invention for solving the above-described problem is
A distance measuring means for measuring the distance to the object is installed in the manipulator, the distance measuring means is located inside or outside the cylinder and the position is set as the first position, and the distance measuring means is set in the circumferential direction of the cylinder. The first correction measurement is performed to measure the distance at four points in the order of points 1a, 2a, 3a and 4a at 90 ° intervals while rotating the
Based on the result of the first correction measurement, the center position is corrected by using the difference in the distance between the points 1a and 3a and the difference in the distance between the points 2a and 4a as a deviation of the center position from the cylinder. Correction,
At a second position moved in the axial direction of the cylinder from the first position, the distance measuring means is rotated in the circumferential direction of the cylinder at four points in the order of 1b, 2b, 3b and 4b at 90 ° intervals. Perform a second correction measurement to measure the distance,
Based on the result of the second correction measurement, a second correction is performed to correct the inclination by using the difference in the distance between the point 1b and the point 3b and the difference in the distance between the point 2b and the point 4b as a deviation in inclination from the cylinder. I do,
It is characterized by that.

上記の課題を解決するための第３の発明に係る管台内作業方法は、
旋回軸を有しマニピュレータを回転可能に支持する旋回支柱を容器内に搬入して該容器内に設置し、
前記旋回支柱に前記マニピュレータを取付け、
前記マニピュレータに実施する作業に応じた先端ヘッドを取付け、
前記マニピュレータを前記容器内に引込み、
前記旋回支柱の旋回軸を回転させ、
第１又は２の発明に記載のマニピュレータの制御方法を実行し、
前記マニピュレータにより作業を実施する、
ことを特徴とする。 The working method in the nozzle according to the third invention for solving the above-mentioned problem is as follows.
A swivel column having a swivel shaft and rotatably supporting the manipulator is carried into the container and installed in the container,
Attach the manipulator to the swivel strut,
Attach a tip head according to the work to be performed on the manipulator,
Retract the manipulator into the container;
Rotate the swivel axis of the swivel strut,
Executing the manipulator control method according to the first or second invention;
Work with the manipulator,
It is characterized by that.

上記の課題を解決するための第４の発明に係る管台内作業方法は、
第３の発明に記載の管台内作業方法を実行し、
前記旋回支柱の旋回軸を回転させ、
前記マニピュレータを前記容器外に引出し、
前記マニピュレータの先端ヘッドを次に実施する作業に応じた先端ヘッドに交換する、
ことを特徴とする。 The working method in the nozzle according to the fourth invention for solving the above-described problems is as follows.
Executing the work method in the nozzle according to the third invention,
Rotate the swivel axis of the swivel strut,
Pull the manipulator out of the container,
Replacing the tip head of the manipulator with a tip head according to the work to be performed next,
It is characterized by that.

本発明によれば、マニピュレータを用いた管台内における作業に要する時間と労力を低減することができるマニピュレータの制御方法及び管台内作業方法を提供することができる。 According to the present invention, Ru can provide a control method and a nozzle stub in the working process of the manipulator capable of reducing the time and labor required for the work in the nozzle stub using manipulators.

本発明の実施例に係るマニピュレータの制御方法を示したフロー図である。It is the flowchart which showed the control method of the manipulator which concerns on the Example of this invention. 本発明の実施例に係る芯出し手順における第１の補正計測の様子を示した模式図である。It is the schematic diagram which showed the mode of the 1st correction | amendment measurement in the centering procedure which concerns on the Example of this invention. 本発明の実施例に係る芯出し手順における第１の座標補正の様子を示した模式図である。It is the schematic diagram which showed the mode of the 1st coordinate correction | amendment in the centering procedure which concerns on the Example of this invention. 本発明の実施例に係る芯出し手順における第２の補正計測の様子を示した模式図である。It is the schematic diagram which showed the mode of the 2nd correction | amendment measurement in the centering procedure which concerns on the Example of this invention. 本発明の実施例に係る芯出し手順における第２の座標補正の様子を示した模式図である。It is the schematic diagram which showed the mode of the 2nd coordinate correction | amendment in the centering procedure which concerns on the Example of this invention. 本発明の実施例に係るマニピュレータの制御方法におけるマニピュレータの搬入手順を示したフロー図である。It is the flowchart which showed the carrying-in procedure of the manipulator in the control method of the manipulator which concerns on the Example of this invention. 本発明の実施例に係るマニピュレータの搬入手順における旋回支柱の搬入の様子を示した模式図である。It is the schematic diagram which showed the mode of carrying in of the turning support | pillar in the carrying-in procedure of the manipulator which concerns on the Example of this invention. 本発明の実施例に係るマニピュレータの搬入手順におけるスライドテーブルの搬入の様子を示した模式図である。It is the schematic diagram which showed the mode of the carrying-in of the slide table in the carrying-in procedure of the manipulator which concerns on the Example of this invention. 本発明の実施例に係るマニピュレータの搬入手順におけるマニピュレータの取付けの様子を示した模式図である。It is the schematic diagram which showed the mode of attachment of the manipulator in the carrying-in procedure of the manipulator which concerns on the Example of this invention. 本発明の実施例に係るマニピュレータの搬入手順における先端ヘッドの取付けの様子を示した模式図である。It is the schematic diagram which showed the mode of attachment of the front-end | tip head in the carrying-in procedure of the manipulator which concerns on the Example of this invention. 本発明の実施例に係るマニピュレータの搬入手順におけるマニピュレータの引込みの様子を示した模式図である。It is the schematic diagram which showed the mode of drawing in of the manipulator in the carrying-in procedure of the manipulator concerning the Example of this invention. 本発明の実施例に係るマニピュレータの搬入手順における旋回支柱の旋回軸の回転の様子を示した模式図である。It is the schematic diagram which showed the mode of rotation of the turning shaft of the turning support | pillar in the carrying-in procedure of the manipulator which concerns on the Example of this invention. 本発明の実施例に係るマニピュレータの搬入手順におけるマニピュレータの作業の様子を示した模式図である。It is the schematic diagram which showed the mode of the operation | work of the manipulator in the carrying-in procedure of the manipulator which concerns on the Example of this invention. 本発明の実施例に係るマニピュレータの制御方法におけるマニピュレータのヘッド部取替え手順を示したフロー図である。It is the flowchart which showed the head part replacement | exchange procedure of the manipulator in the control method of the manipulator which concerns on the Example of this invention. 本発明の実施例に係るマニピュレータのヘッド部取替え手順における旋回支柱の旋回軸の回転の様子を示した模式図である。It is the schematic diagram which showed the mode of rotation of the turning axis | shaft of the turning support | pillar in the head part replacement | exchange procedure of the manipulator which concerns on the Example of this invention. 本発明の実施例に係るマニピュレータのヘッド部取替え手順におけるマニピュレータの引出しの様子を示した模式図である。It is the schematic diagram which showed the mode of the drawer of the manipulator in the head part replacement | exchange procedure of the manipulator which concerns on the Example of this invention. 本発明の実施例に係るマニピュレータのヘッド部取替え手順における先端ヘッドの交換の様子を示した模式図である。It is the schematic diagram which showed the mode of replacement | exchange of the front-end | tip head in the head part replacement | exchange procedure of the manipulator which concerns on the Example of this invention. 本発明の実施例に係るマニピュレータの制御方法において用いるマニピュレータの例を示した斜視図である。It is the perspective view which showed the example of the manipulator used in the control method of the manipulator which concerns on the Example of this invention. 本発明の実施例に係るマニピュレータの制御方法において用いるマニピュレータの例を示したスケルトン図である。It is the skeleton figure which showed the example of the manipulator used in the control method of the manipulator which concerns on the Example of this invention.

以下、本発明に係るマニピュレータの制御方法及び管台内作業方法を実施するための形態について、図面を参照しながら説明する。   DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments for carrying out a manipulator control method and an in-pipe work method according to the present invention will be described with reference to the drawings.

以下、本発明の実施例に係るマニピュレータの制御方法及び管台内作業方法について説明する。
はじめに、本実施例に係るマニピュレータの制御方法及び管台内作業方法において用いるマニピュレータの構成例について説明する。 Hereinafter, a manipulator control method and an in-pipe work method according to an embodiment of the present invention will be described.
First, a configuration example of a manipulator used in the manipulator control method and the in-pipe work method according to the present embodiment will be described.

図１８，１９に示すように、本実施例に係るマニピュレータの制御方法及び管台内作業方法においては７軸を有するマニピュレータ１００（例えば、上記特許文献３参照）を用いた。マニピュレータ１００は、肩部１０１、上腕部１０２、下腕部１０３及び手首部１０４から構成されている。 As shown in FIGS. 18 and 19 , a manipulator 100 having seven axes (see, for example, Patent Document 3) is used in the manipulator control method and the in-tube work method according to the present embodiment. The manipulator 100 includes a shoulder 101, an upper arm 102, a lower arm 103, and a wrist 104.

マニピュレータ１００は、矢印Ｓ1で示す腕の左右旋回を可能とする第１軸１１０、矢印Ｓ2で示す腕の上下旋回を可能とする第２軸１１１、矢印Ｓ3で示す腕の左右旋回を可能とする第３軸１１２、矢印Ｅ1で示す腕の回転を可能とする第４軸１１３、矢印Ｅ2で示す腕の回転を可能とする第５軸１１４、矢印Ｗ1で示す手の振りを可能とする第６軸１１５及び矢印Ｗ2で示す手の回転を可能とする第７軸１１６を備えている。マニピュレータ１００は、図１９中に示す（Ｘｉ，Ｙｉ，Ｚｉ）軸からなるベース座標系と、図１９中に示す（Ｘｍ，Ｙｍ，Ｚｍ）軸からなるメカニカルインターフェース座標系とに基づき動作している。 The manipulator 100 has a first axis 110 that allows the arm to turn left and right as indicated by arrow S 1 , a second axis 111 that enables the arm to turn up and down as indicated by arrow S 2 , and a left and right turn of the arm indicated by arrow S 3. The third axis 112 that enables, the fourth axis 113 that enables the rotation of the arm indicated by the arrow E 1 , the fifth axis 114 that enables the rotation of the arm indicated by the arrow E 2 , and the swing of the hand indicated by the arrow W 1 and a seventh shaft 116 to allow rotation of the hand indicated by the sixth shaft 115 and arrow W 2 to enable. Manipulator 100 is operating based on the base coordinate system consisting of (Xi, Yi, Zi) axis shown in FIG. 19, the mechanical interface coordinate system consisting of (Xm, Ym, Zm) axis shown in FIG. 19 .

そして、マニピュレータ１００の第７軸１１６の先端には、先端ヘッド１２０が取り付けられている。図１８においては、例として、先端ヘッド１２０は、レーザにより距離を測定するためのレーザセンサ１２１と溶接を行うための溶接トーチ１２２を備えた先端ヘッド１２０を示している。 A tip head 120 is attached to the tip of the seventh shaft 116 of the manipulator 100. In FIG. 18 , as an example, the tip head 120 shows a tip head 120 including a laser sensor 121 for measuring a distance by a laser and a welding torch 122 for performing welding.

なお、図１８においては、管台を溶接するための溶接トーチを備えた先端ヘッド１２０を例として示したが、この他にも、管台１６（図７参照）を研磨や切断するためのバフや超硬カッタを備える先端ヘッドや、管台１６を検査するための超音波探傷検査（ＵＴ）装置、渦電流探傷検査（ＥＣＴ）装置及び目視検査（ＶＴ）装置を備える先端ヘッド等、実施したい作業の内容に応じて様々な種類の先端ヘッド１２０を取り付けて、マニピュレータ１００を用いて様々な作業を行うことができる。 In FIG. 18 , the tip head 120 provided with a welding torch for welding the nozzle is shown as an example, but in addition to this, a buff for polishing and cutting the nozzle 16 (see FIG. 7) is also shown. Or tip head with a super-hard cutter, tip head with an ultrasonic inspection (UT) device, eddy current inspection (ECT) device and visual inspection (VT) device for inspecting the nozzle 16 Various types of work can be performed using the manipulator 100 by attaching various types of tip heads 120 according to the content of the work.

また、本実施例においては、先端ヘッド１２０側にレーザセンサ１２１を設置したが、マニピュレータ１００側にレーザセンサ１２１を設置するようにしてもよい。さらに、マニピュレータ１００の肩部１０１には、マニピュレータ１００を後述する旋回支柱１０側に取付けるためのコネクタ１３０が取り付けられている。   In the present embodiment, the laser sensor 121 is installed on the tip head 120 side, but the laser sensor 121 may be installed on the manipulator 100 side. Further, a connector 130 for attaching the manipulator 100 to the swivel column 10 described later is attached to the shoulder portion 101 of the manipulator 100.

次に、本実施例に係るマニピュレータの制御方法におけるマニピュレータの搬入手順について説明する。
蒸気発生器内でマニピュレータを用いて作業を行う場合、マニピュレータを蒸気発生器内の所定の位置に確実に設置する必要がある。このため、本実施例においては、以下の手順によりマニピュレータの搬入を行う。なお、本実施例においては、例として、蒸気発生器内にマニピュレータを搬入する場合について説明するが、この他にも原子炉容器内にマニピュレータを搬入する場合等にも同様の手順によりマニピュレータの搬入行うことが可能である。 Next, a procedure for carrying in the manipulator in the manipulator control method according to the present embodiment will be described.
When performing work using a manipulator in a steam generator, it is necessary to install the manipulator at a predetermined position in the steam generator. For this reason, in this embodiment, the manipulator is carried in according to the following procedure. In this embodiment, the case where the manipulator is carried into the steam generator will be described as an example. However, in addition to this, when the manipulator is carried into the reactor vessel, the manipulator is loaded by the same procedure. Is possible.

図６に示すように、はじめに、ステップＰ１０において、図７に示すように、マニピュレータ１００を旋回可能に支持することができる旋回支柱１０（例えば、上記特許文献４参照）を蒸気発生器１１に設けられた開口部１１ａを通して蒸気発生器１１内に搬入する。このとき、蒸気発生器１１の天井部１１ｂの中央に滑車１２を取り付け、この滑車１２に旋回支柱１０の上部に取り付けたロープ１３を掛けて、このロープ１３を蒸気発生器１１の外部より引っ張ることにより旋回支柱１０を蒸気発生器１１内の中央に直立させる。なお、本実施例においては、蒸気発生器１１内には管台１６内にものが落下するのを防止するためホールドダウンリング１７が設置されている。   As shown in FIG. 6, first, in step P10, as shown in FIG. 7, as shown in FIG. 7, a swivel strut 10 (for example, refer to Patent Document 4 above) that can support the manipulator 100 is provided in the steam generator 11. It carries in in the steam generator 11 through the formed opening part 11a. At this time, a pulley 12 is attached to the center of the ceiling portion 11 b of the steam generator 11, and a rope 13 attached to the top of the swivel strut 10 is hung on the pulley 12, and the rope 13 is pulled from the outside of the steam generator 11. Thus, the swivel strut 10 is brought upright in the center of the steam generator 11. In the present embodiment, a hold-down ring 17 is installed in the steam generator 11 to prevent an object from falling into the nozzle 16.

この旋回支柱１０は伸縮可能となっており、旋回支柱１０を蒸気発生器１１内の中央に直立させた状態で旋回支柱１０を伸長することにより、図８（ａ）に示すように、旋回支柱１０を蒸気発生器１１の中央に確実に取付ける。   The swivel strut 10 can be extended and contracted. By extending the swivel strut 10 with the swivel strut 10 standing upright in the center of the steam generator 11, as shown in FIG. 10 is securely attached to the center of the steam generator 11.

次に、ステップＰ１１において、図８（ａ）に示すように、マニピュレータ１００を旋回支柱１０に取付けるためのスライドテーブル１４を蒸気発生器１１に設けられた開口部１１ａを通して蒸気発生器１１内に搬入し、図８（ｂ）に示すように、スライドテーブル１４を旋回支柱１０に取付ける。   Next, in step P11, as shown in FIG. 8A, the slide table 14 for attaching the manipulator 100 to the swivel strut 10 is carried into the steam generator 11 through the opening 11a provided in the steam generator 11. Then, as shown in FIG. 8B, the slide table 14 is attached to the turning column 10.

次に、ステップＰ１２において、図９（ａ）に示すように、スライドテーブル１４を立ち上げ、図９（ｂ）に示すように、スライドテーブル１４にマニピュレータ１００を蒸気発生器１１内に導入するための導入レール１５を取付け、この導入レール１５上を滑らせてマニピュレータ１００を蒸気発生器１１内に搬入しマニピュレータ１００のコネクタ１３０（図１８参照）をスライドテーブル１４に結合してマニピュレータ１００を旋回支柱１０側に取付ける。   Next, in step P12, the slide table 14 is started up as shown in FIG. 9A, and the manipulator 100 is introduced into the steam generator 11 into the slide table 14 as shown in FIG. 9B. The introduction rail 15 is attached, the manipulator 100 is slid on the introduction rail 15, the manipulator 100 is carried into the steam generator 11, the connector 130 (see FIG. 18) of the manipulator 100 is coupled to the slide table 14, and the manipulator 100 is pivoted. Install on the 10 side.

次に、ステップＰ１３において、図１０に示すように、マニピュレータ１００の第７軸１１６（図１８参照）の先端に実施したい作業に応じた先端ヘッド１２０ａを取付ける。
次に、ステップＰ１４において、図１１に示すように、蒸気発生器１１の開口部１１ａからマニピュレータ１００を引込む。 Next, in step P13, as shown in FIG. 10, the tip head 120a corresponding to the work to be performed is attached to the tip of the seventh shaft 116 (see FIG. 18) of the manipulator 100.
Next, in step P14, as shown in FIG. 11, the manipulator 100 is drawn from the opening 11a of the steam generator 11.

次に、ステップＰ１５において、図１２に示すように、旋回支柱１０の旋回軸を回転させる。
最後に、ステップＰ１６において、図１３に示すように、マニピュレータ１００は円筒状の管台１６内において作業を実施する。 Next, in step P15, as shown in FIG. 12, the turning shaft of the turning column 10 is rotated.
Finally, in step P16, as shown in FIG. 13, the manipulator 100 performs an operation in the cylindrical nozzle 16.

以上の手順によりマニピュレータ１００を蒸気発生器１１内に設置することにより、作業員が蒸気発生器１１内に入ることなくマニピュレータ１００を蒸気発生器１１内に設置することができる。   By installing the manipulator 100 in the steam generator 11 by the above procedure, the manipulator 100 can be installed in the steam generator 11 without an operator entering the steam generator 11.

次に、本実施例に係るマニピュレータの制御方法について説明する。
上述した手順により蒸気発生器１１内にマニピュレータ１００の搬入が完了した後、マニピュレータ１００により管台１６に対して作業を実施する際、先端ヘッド１２０を円軌道で動作させる際の円軌道の中心と管台１６の軸心とを正確に一致させる必要がある。このため、本実施例においては、以下の手順による芯出しを行う。 Next, a method for controlling the manipulator according to the present embodiment will be described.
After carrying in the manipulator 100 into the steam generator 11 according to the procedure described above, when the manipulator 100 performs an operation on the nozzle 16, the center of the circular orbit when the tip head 120 is operated in a circular orbit It is necessary to accurately match the axis of the nozzle 16. For this reason, in this embodiment, centering is performed according to the following procedure.

図１に示すように、はじめに、ステップＰ１において、第１の補正計測として、先端ヘッド１２０の位置ズレを検出するため、第１の位置（図３（ｂ）中にＲ１で示す位置）で図２（ａ）に示すように管台１６の周方向（図２中に示すθ方向）に９０°間隔で４点においてレーザセンサ１２１（図１８参照）によるレーザ計測により管台１６までの距離を計測する。なお、図２においては、実線により管台１６、言い換えれば正しい円軌道を示し、破線により設置誤差等により中心位置がズレている状態の円軌道を示している。   As shown in FIG. 1, first, in step P1, as a first correction measurement, in order to detect the positional deviation of the tip head 120, the first position (the position indicated by R1 in FIG. 3B) is shown. 2 (a), the distance to the nozzle 16 is measured by laser measurement by the laser sensor 121 (see FIG. 18) at four points at 90 ° intervals in the circumferential direction of the nozzle 16 (θ direction shown in FIG. 2). measure. In FIG. 2, a solid line indicates the nozzle 16, in other words, a correct circular orbit, and a broken line indicates a circular orbit where the center position is shifted due to an installation error or the like.

なお、図２（ｂ）は計測開始点が図２（ａ）に示す位置からθ方向に４５°ズレた位置を始点とした場合の第１の補正計測を示している。このように、第１の補正計測はどのような角度を始点としても同様に実施することが可能である。また、本実施例においては、計測箇所を４点としたが、５点以上計測するようにすることもできる。 Incidentally, FIG. 2 (b) shows the first correction measurements when the measurement starting point is a starting point of 45 ° deviation was position from the position shown in the θ direction FIG 2 (a). As described above, the first correction measurement can be similarly performed from any angle as a starting point. In this embodiment, four measurement points are provided, but five or more points can be measured.

次に、ステップＰ２において、第１の補正として、第１の補正計測の結果より、図３（ａ）に示す上下の差及び左右の差を管台１６との中心位置のズレとし、図３（ｂ）に示すように中心位置の補正を行う。なお、図３（ａ）においては、実線で管台１６、言い換えれば正しい円軌道を示し、破線で設置誤差等により中心位置がズレている状態の円軌道を示している。また、図３（ｂ）においては、実線により管台１６を示し、破線により設置誤差等により中心位置がズレている状態を示している。また、図３（ｂ）中のＲは、管台１６の軸心を示している。   Next, in step P2, as the first correction, from the result of the first correction measurement, the vertical difference and the horizontal difference shown in FIG. The center position is corrected as shown in FIG. In FIG. 3A, a solid line indicates the nozzle 16, that is, a correct circular orbit, and a broken line indicates a circular orbit in which the center position is shifted due to an installation error or the like. Moreover, in FIG.3 (b), the nozzle 16 is shown as the continuous line, and the center position has shown the state which has shifted | deviated by the installation error etc. with the broken line. Further, R in FIG. 3B indicates the axis of the nozzle 16.

次に、ステップＰ３において、第２の補正計測として、先端ヘッド１２０の傾きズレを検出するため、第２の位置（図３（ｂ）中にＲ２で示す位置）で図４（ａ）に示すようにθ方向に９０°間隔で４点においてレーザセンサ１２１によるレーザ計測により管台１６までの距離を計測する。なお、図４においては、実線により管台１６、言い換えれば正しい円軌道を示し、破線により設置誤差等により中心位置がズレている状態の円軌道を示している。   Next, in step P3, as a second correction measurement, in order to detect an inclination shift of the tip head 120, a second position (a position indicated by R2 in FIG. 3B) is shown in FIG. 4A. Thus, the distance to the nozzle 16 is measured by laser measurement by the laser sensor 121 at four points at intervals of 90 ° in the θ direction. In FIG. 4, a solid line indicates the nozzle 16, in other words, a correct circular orbit, and a broken line indicates a circular orbit where the center position is shifted due to an installation error or the like.

なお、図４（ｂ）は計測開始点が図４（ａ）に示す位置からθ方向に４５°ズレた位置を始点とした場合の第２の補正計測を示している。このように、第２の補正計測はどのような角度を始点としても同様に実施することが可能である。また、本実施例においては、計測箇所を４点としたが、５点以上計測するようにすることもできる。   FIG. 4B shows a second correction measurement in the case where the measurement start point is a position shifted by 45 ° in the θ direction from the position shown in FIG. As described above, the second correction measurement can be similarly performed from any angle as a starting point. In this embodiment, four measurement points are provided, but five or more points can be measured.

最後に、ステップＰ４において、第２の補正として、第２の補正計測の結果より、図５（ａ）及び図５（ｂ）に示す上下の差及び左右の差を管台１６との傾きのズレとし、図５（ｃ）に示すように傾きの補正を行う。なお、図５（ａ）は上下の傾きズレを示しており、実線により正しい傾きを示し、破線により設置誤差等により傾きがズレている状態を示している。また、図５（ｂ）は左右の傾きズレを示しており、実線により正しい傾きを示し、破線により設置誤差等により傾きがズレている状態を示している。また、図５（ｃ）においては、実線により管台１６を示し、破線により設置誤差等により傾きがズレている状態を示している。また、図５（ｃ）中のＲは、管台１６の軸心を示している。
以上の手順により先端ヘッド１２０を動作させる際の芯出しを人手によらずに正確に行うことができる。 Finally, in step P4, as the second correction, from the result of the second correction measurement, the vertical difference and the horizontal difference shown in FIG. 5A and FIG. The deviation is corrected and the inclination is corrected as shown in FIG. Note that FIG. 5A shows the vertical deviation, and the solid line indicates the correct inclination, and the broken line indicates the state where the inclination is shifted due to an installation error or the like. FIG. 5B shows a right / left inclination deviation, and a solid line indicates a correct inclination, and a broken line indicates a state where the inclination is shifted due to an installation error or the like. Moreover, in FIG.5 (c), the nozzle 16 is shown with the continuous line, and the state which the inclination has shifted | deviated with the installation error etc. with the broken line is shown. In addition, R in FIG. 5 (c) shows the axial center of the nozzle 16.
With the above procedure, centering when operating the tip head 120 can be accurately performed without human intervention.

なお、本実施例においては、円筒状の管台１６の内側から管台１６の周方向にレーザセンサ１２１により計測を行って芯出しを行った上で管台１６の内面に対して作業を実施しているが、同様の考え方を用いることにより、管台１６の外側からレーザセンサ１２１によりレーザ計測して芯出しを行った上で、管台１６の外面に対して作業を実施するようにすることも可能である。   In the present embodiment, the measurement is performed by the laser sensor 121 in the circumferential direction of the nozzle pedestal 16 from the inside of the cylindrical nozzle pedestal 16, and then the inner surface of the nozzle pedestal 16 is operated. However, by using the same concept, the laser sensor 121 performs laser measurement from the outside of the nozzle 16 to perform centering, and then work is performed on the outer surface of the nozzle 16. It is also possible.

すなわち、本実施例に係るマニピュレータの制御方法は、マニピュレータ１００に対象物である円筒状の管台１６との距離を測定する距離計測手段であるレーザセンサ１２１を設置し、レーザセンサ１２１を管台１６の内部又は外部に位置させてこの位置を第１の位置とし、レーザセンサ１２１を管台１６の周方向に回転させながら９０°間隔で１ａ，２ａ，３ａ及び４ａ点の順に４点において距離を計測する第１の補正計測を行い、
第１の補正計測の結果より、１ａ点と３ａ点の距離の差及び２ａ点と４ａ点の距離の差を管台１６との中心位置のズレとして中心位置を補正する第１の補正を行い、
第１の位置から管台１６の軸方向に移動した第２の位置においてレーザセンサ１２１を管台１６の周方向に回転させながら９０°間隔で１ｂ，２ｂ，３ｂ及び４ｂ点の順に４点において距離を計測する第２の補正計測を行い、
第２の補正計測の結果より、１ｂ点と３ｂ点の距離の差及び２ｂ点と４ｂ点の距離の差を管台１６との傾きのズレとして傾きを補正する第２の補正を行うことを特徴としている。 That is, in the manipulator control method according to the present embodiment, a laser sensor 121 that is a distance measuring unit that measures a distance from the cylindrical nozzle 16 that is an object is installed in the manipulator 100, and the laser sensor 121 is connected to the nozzle. 16 is located at the inside or outside of 16 and this position is set as the first position. While rotating the laser sensor 121 in the circumferential direction of the nozzle 16, the distance is 4 points in the order of 1a, 2a, 3a and 4a at 90 ° intervals. Perform the first correction measurement to measure
From the result of the first correction measurement, the first correction is performed to correct the center position by using the difference in the distance between the points 1a and 3a and the difference in the distance between the points 2a and 4a as the deviation of the center position from the nozzle 16. ,
At the second position moved in the axial direction of the nozzle 16 from the first position, the laser sensor 121 is rotated in the circumferential direction of the nozzle 16 at four points in the order of 1b, 2b, 3b and 4b at 90 ° intervals. Perform a second correction measurement to measure the distance,
From the result of the second correction measurement, the second correction for correcting the inclination is performed by using the difference in the distance between the point 1b and the point 3b and the difference in the distance between the point 2b and the point 4b as the deviation of the inclination with the nozzle 16. It is a feature.

このように、本実施例に係るマニピュレータの制御方法によれば、先端ヘッド１２０を動作させる際の芯出しを人手によらずに正確に行うことができるため、従来一般的なティーチングプレイバック制御のマニピュレータの制御方法に比べ、マニピュレータ１００を用いた管台１６内における作業に要する時間と労力を低減することができる。   As described above, according to the control method of the manipulator according to the present embodiment, the centering when operating the tip head 120 can be accurately performed without manual operation. Compared with the control method of the manipulator, the time and labor required for work in the nozzle 16 using the manipulator 100 can be reduced.

次に、本実施例に係るマニピュレータの制御方法におけるマニピュレータのヘッド部取替え手順について説明する。
マニピュレータ１００により管台１６の製作作業、管台１６の補修作業、管台１６の解体作業等における一連の作業を行うためには各作業の段階に応じて先端ヘッド１２０を交換する必要がある。このため、本実施例においては、以下の手順により先端ヘッド１２０の交換を行う。 Next, a manipulator head replacement procedure in the manipulator control method according to the present embodiment will be described.
In order to perform a series of operations such as the production of the nozzle 16, the repair of the nozzle 16, and the dismantling of the nozzle 16 by the manipulator 100, it is necessary to replace the tip head 120 according to the stage of each operation. For this reason, in the present embodiment, the tip head 120 is replaced by the following procedure.

図１４に示すように、はじめに、ステップＰ２０において、図１５に示すように、旋回支柱１０の旋回軸を回転させる。
次に、ステップＰ２１において、図１６に示すように、蒸気発生器１１の開口部１１ａからマニピュレータ１００を引出す。
最後に、ステップＰ２２において、図１７に示すように、実施する作業内容に応じて先端ヘッド１２０ａから別の先端ヘッド１２０ｂに交換する。
以上が本実施例に係るマニピュレータの制御方法におけるマニピュレータのヘッド部取替え手順である。 As shown in FIG. 14, first, in step P20, as shown in FIG. 15, the turning shaft of the turning column 10 is rotated.
Next, in step P21, the manipulator 100 is pulled out from the opening 11a of the steam generator 11, as shown in FIG.
Finally, in step P22, as shown in FIG. 17, the tip head 120a is replaced with another tip head 120b according to the contents of work to be performed.
The above is the manipulator head replacement procedure in the manipulator control method according to the present embodiment.

以上の手順により各作業の段階に応じて先端ヘッド１２０を交換することができるため、管台１６の製作作業、管台１６の補修作業、管台１６の解体作業等における一連の作業を行うことが可能となる。   Since the tip head 120 can be exchanged according to the stage of each operation according to the above procedure, a series of operations such as the production work of the nozzle 16, the repair work of the nozzle 16, the dismantling work of the nozzle 16 are performed. Is possible.

本発明は、例えば、蒸気発生器や原子炉容器等における管台に対する各種の作業に利用することが可能である。   The present invention can be used, for example, for various operations on a nozzle in a steam generator or a reactor vessel.

１０ 旋回支柱
１１ 蒸気発生器
１２ 滑車
１３ ロープ
１４ スライドテーブル
１５ 導入レール
１６ 管台
１７ ホールドダウンリング
１００ マニピュレータ
１０１ 肩部
１０２ 上腕部
１０３ 下腕部
１０４ 手首部
１１０ 第１軸
１１１ 第２軸
１１２ 第３軸
１１３ 第４軸
１１４ 第５軸
１１５ 第６軸
１１６ 第７軸
１２０，１２０ａ，１２０ｂ 先端ヘッド
１２１ レーザセンサ
１２２ 溶接トーチ DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Turning support | pillar 11 Steam generator 12 Pulley 13 Rope 14 Slide table 15 Introducing rail 16 Pipe base 17 Hold down ring 100 Manipulator 101 Shoulder part 102 Upper arm part 103 Lower arm part 104 Wrist part 110 1st axis | shaft 111 2nd axis | shaft 112 3rd Axis 113 Fourth Axis 114 Fifth Axis 115 Sixth Axis 116 Seventh Axis 120 120a 120b Tip Head 121 Laser Sensor 122 Welding Torch

Claims (4)

マニピュレータに対象物との距離を測定する距離計測手段を設置し、前記距離計測手段を円筒の内部又は外部に位置させて該位置を第１の位置とし、前記距離計測手段を前記円筒の周方向に回転させながら４点以上において距離を計測する第１の補正計測を行い、
前記第１の補正計測の結果より、前記円筒との中心位置のズレを求め中心位置を補正する第１の補正を行い、
前記第１の位置から前記円筒の軸方向に移動した第２の位置において前記距離計測手段を前記円筒の周方向に回転させながら４点以上において距離を計測する第２の補正計測を行い、
前記第２の補正計測の結果より、前記円筒との傾きのズレを求め前記円筒の傾きを補正する第２の補正を行う、
ことを特徴とするマニピュレータの制御方法。 A distance measuring means for measuring the distance to the object is installed in the manipulator, the distance measuring means is located inside or outside the cylinder and the position is set as the first position, and the distance measuring means is set in the circumferential direction of the cylinder. The first correction measurement that measures the distance at 4 points or more while rotating the
From the result of the first correction measurement, a first correction for obtaining a deviation of the center position from the cylinder and correcting the center position is performed.
Performing a second correction measurement for measuring the distance at four or more points while rotating the distance measuring means in the circumferential direction of the cylinder at a second position moved in the axial direction of the cylinder from the first position;
From the results of the second correction measurement, a second correction for correcting the inclination of the circular tube obtains a deviation of the inclination of said cylinder,
A manipulator control method characterized by the above. マニピュレータに対象物との距離を測定する距離計測手段を設置し、前記距離計測手段を円筒の内部又は外部に位置させて該位置を第１の位置とし、前記距離計測手段を前記円筒の周方向に回転させながら９０°間隔で１ａ，２ａ，３ａ及び４ａ点の順に４点において距離を計測する第１の補正計測を行い、
前記第１の補正計測の結果より、前記１ａ点と前記３ａ点の距離の差及び前記２ａ点と前記４ａ点の距離の差を前記円筒との中心位置のズレとして中心位置を補正する第１の補正を行い、
前記第１の位置から前記円筒の軸方向に移動した第２の位置において前記距離計測手段を前記円筒の周方向に回転させながら９０°間隔で１ｂ，２ｂ，３ｂ及び４ｂ点の順に４点において距離を計測する第２の補正計測を行い、
前記第２の補正計測の結果より、前記１ｂ点と前記３ｂ点の距離の差及び前記２ｂ点と前記４ｂ点の距離の差を前記円筒との傾きのズレとして傾きを補正する第２の補正を行う、
ことを特徴とするマニピュレータの制御方法。 A distance measuring means for measuring the distance to the object is installed in the manipulator, the distance measuring means is located inside or outside the cylinder and the position is set as the first position, and the distance measuring means is set in the circumferential direction of the cylinder. The first correction measurement is performed to measure the distance at four points in the order of points 1a, 2a, 3a and 4a at 90 ° intervals while rotating the
Based on the result of the first correction measurement, the center position is corrected by using the difference in the distance between the points 1a and 3a and the difference in the distance between the points 2a and 4a as a deviation of the center position from the cylinder. Correction,
At a second position moved in the axial direction of the cylinder from the first position, the distance measuring means is rotated in the circumferential direction of the cylinder at four points in the order of 1b, 2b, 3b and 4b at 90 ° intervals. Perform a second correction measurement to measure the distance,
Based on the result of the second correction measurement, a second correction is performed to correct the inclination by using the difference in the distance between the point 1b and the point 3b and the difference in the distance between the point 2b and the point 4b as a deviation in inclination from the cylinder. I do,
A manipulator control method characterized by the above. 旋回軸を有しマニピュレータを回転可能に支持する旋回支柱を容器内に搬入して該容器内に設置し、
前記旋回支柱に前記マニピュレータを取付け、
前記マニピュレータに実施する作業に応じた先端ヘッドを取付け、
前記マニピュレータを前記容器内に引込み、
前記旋回支柱の旋回軸を回転させ、
請求項１又は２に記載のマニピュレータの制御方法を実行し、
前記マニピュレータにより作業を実施する、
ことを特徴とする管台内作業方法。 A swivel column having a swivel shaft and rotatably supporting the manipulator is carried into the container and installed in the container,
Attach the manipulator to the swivel strut,
Attach a tip head according to the work to be performed on the manipulator,
Retract the manipulator into the container;
Rotate the swivel axis of the swivel strut,
Executing the manipulator control method according to claim 1 or 2,
Work with the manipulator,
A method for working in the nozzle. 請求項３に記載の管台内作業方法を実行し、
前記旋回支柱の旋回軸を回転させ、
前記マニピュレータを前記容器外に引出し、
前記マニピュレータの先端ヘッドを次に実施する作業に応じた先端ヘッドに交換する、
ことを特徴とする管台内作業方法。 The in-pipe work method according to claim 3 is executed,
Rotate the swivel axis of the swivel strut,
Pull the manipulator out of the container,
Replacing the tip head of the manipulator with a tip head according to the work to be performed next,
A method for working in the nozzle.
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