JPH09314369A - レーザ切断装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 コストが低く設置が簡単な小型の機器で構成
され、且つ死角がなくて作業範囲（切断可能範囲）が広
いレーザ切断装置を提供する。 【解決手段】 支柱５にこの支柱５を中心として水平方
向に旋回する２段の旋回アーム６Ａを設けると共にこの
旋回アーム６Ａの先端の支持部１１Ａに取り付けた鉛直
方向に昇降する昇降軸３にタンク１２等の切断対象物を
切断するための切断レーザ２とこの切断レーザ２によっ
て切断した切断片の運搬を補助するための機構とを先端
部に着脱可能なマニピュレータ１を取り付けてなる切断
機構と、切断対象物を載せる固定台１６と、旋回アーム
６Ａの上方を移動して切断片を運搬する天井クレーンと
を備えてレーザ切断装置を構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はレーザ切断装置に関
し、特にタンク等の廃棄物を解体する場合に適用して有
用なものである。また、解体だけでなく、検査や洗浄作
業などにも適用可能なものである。

【０００２】

【従来の技術】図４は、従来のレーザ切断装置の構成を
示す斜視図である。同図に示すように、固定台１６には
架台１０が設けられており、これらの架台１０上には切
断対象物の一例であるタンク１２が載せられている。一
方、固定台１６の側方には台板２４が配置されており、
この台板２４上にはリニア機構付き台板２３ａ，２３ｂ
が設けられている。そして、これらの台板２３ａ，２３
ｂには、先端部に切断レーザ２を備えたマニピュレータ
１ａと、先端部に把持機構２０を備えたマニピュレータ
１ｂとが設けられている。

【０００３】上記構成のレーザ切断装置による解体手順
は次の通りである。即ち、切断レーザ２を備えたマニピ
ュレータ１ａによってタンク１２の一部を切断し、この
切断片を、把持機構２０を備えたマニピュレータ１ｂに
よって把持し廃棄物回収ドラム缶２５に投入する。かか
る作業を台板２３ａ，２３ｂを順次移動させながら繰り
返すことによって、タンク１２の片面を切断・解体して
いく。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来のレーザ切断装置では、切断対象物が大型の場合、切
断用のマニピュレータ１ａは、切断対象物の上面から下
面までの大きな作業範囲をカバーするために大型のもの
が必要になり、また把持用のマニピュレータ１ｂも、よ
り重量のある切断片を把持して運搬するために大型のも
のが必要になる。しかも、これら大型のマニピュレータ
１ａ，１ｂを移動する台板２３ａ，２３ｂも大型化し
て、非常に高価なシステムとなる上に、装置の設置にも
多くの費用と時間を要する。更には、図４に示す如く、
切断可能範囲が切断対象物の片側だけであり、側面や裏
面などが死角となるため、作業範囲が狭い。

【０００５】従って本発明は上記従来技術に鑑み、コス
トが低く設置が簡単な小型の機器で構成され、且つ死角
がなくて作業範囲が広いレーザ切断装置を提供すること
を課題とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決する本発
明のレーザ切断装置は、支柱にこの支柱を中心として略
水平方向に旋回するジブクレーン方式の１段式旋回アー
ム又はスカラー型ロボット方式の２段式アーム等の１段
又は複数段の旋回アームを設けると共に、この旋回アー
ムの先端側に取り付けた略鉛直方向に昇降する昇降軸
に、切断対象物を切断するための切断レーザとこの切断
レーザによって切断した切断片の運搬を補助するための
機構とを先端部に着脱可能なマニピュレータを取り付け
てなる切断機構と、前記切断対象物を載せる固定台又は
移動台と、前記旋回アームのフレームに沿って移動し前
記切断片を運搬するホイストクレーン又は前記旋回アー
ムの上方を移動して前記切断片を運搬する天井クレーン
とを備えたことを特徴とする。

【０００７】従って、上記構成のレーザ切断装置によれ
ば、１段又は複数段の旋回アームによる略水平方向への
旋回と、昇降軸による略鉛直方向への昇降と、更には移
動台を備えた場合にはこの移動台による移動とによっ
て、マニピュレータを３次元空間の任意の位置に位置決
めし、このマニピュレータに備えた切断レーザによって
切断対象物の任意の位置を切断することができる。従っ
て、死角がなく作業範囲（切断可能範囲）が広い。しか
も、このように作業範囲が広いにもかかわらず、マニピ
ュレータ自身は、リーチの短い小型にものにすることが
できる。

【０００８】切断レーザによって切断された切断片は、
ホイストクレーン又は天井クレーンによって運搬する。
このとき、マニピュレータには切断片の搬送を補助する
ための機構を取付け、このマニピュレータによって、ホ
イストクレーン又は天井クレーンによる切断片の運搬を
補助する。従って、マニピュレータ自身は、重量物（切
断片）を把持して運搬する必要がないため、可搬重量の
小さなものにすることができる。

【０００９】そして、マニピュレータを上記の如く小型
で軽可搬重量のものにすることができることから、マニ
ピュレータを移動する機構も小型化することができる。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基ずき詳細に説明する。

【００１１】＜実施の形態１＞図１は、本発明の実施の
形態１に係るレーザ切断装置の構成を示す斜視図であ
る。

【００１２】同図に示すように、固定台１６には架台１
０が設けられており、これらの架台１０上には切断対象
物の一例であるタンク１２が載せられている。

【００１３】そして、固定台１６の側方には支柱５が立
設されており、この支柱５の上部には旋回アーム６Ａが
水平に設けられている。この旋回アーム６Ａは、タンク
１２等の切断対象物の上方に位置し、且つ切断対象物全
体に届く充分な長さを有すると共に、支柱５を中心にし
て矢印Ａの如く水平方向に旋回する。また、旋回アーム
６Ａは、基端側の旋回アームフレーム６ａー１と先端側
の旋回アームフレーム６ａー２とからなる２段式の旋回
アームであり、先端側の旋回アームフレーム６ａー２は
旋回軸１３を中心として矢印Ｂの如く水平方向に旋回す
る。更に、旋回アーム６Ａの先端の支持部１１Ａには矢
印Ｃの如く鉛直方向に昇降する昇降軸３が設けられお
り、この昇降軸３の下端部には切断レーザ２を先端に備
えたマニピュレータ１が取り付けられている。

【００１４】また、マニピュレータ１の近傍には、上下
左右に回動可能なパンチルトカメラ８が設置されてい
る。

【００１５】一方、旋回アーム６Ａの上方には、ガータ
フレーム１５と、このガータフレーム１５に沿って移動
するホイストクレーン７とからなる天井クレーン１４が
配設されている。

【００１６】従って、上記構成のレーザ切断装置によれ
ば、パンチルトカメラ８によって遠隔監視を行いなが
ら、マニピュレータ１を、旋回アーム６Ａと昇降軸３と
の協調動作によって、即ち、旋回アーム６Ａ全体による
水平方向の旋回及び旋回アームフレーム６ａー２による
水平方向の旋回と、昇降軸３による鉛直方向の昇降とに
よって、３次元空間の任意の位置に位置決めすると共
に、マニピュレータ１自身の自由度と合わせて、マニピ
ュレータ１の先端に装備した切断レーザ２によりタンク
１２の任意の位置を切断することができる。

【００１７】このため、死角がなく作業範囲（切断可能
範囲）が広い。しかも、このように作業範囲が広いにも
かかわらず、マニピュレータ１自身は、リーチの短い小
型のものにすることができる。

【００１８】切断レーザ２によって切断した切断片は、
天井クレーン１４によって運搬する。このとき、マニピ
ュレータ１によって、天井クレーン１４による切断片の
運搬を補助する。即ち、各種の機構（工具）を自動的に
交換することができる周知のオートチェンジャー（図示
せず）により、切断レーザ２に代えて周知の玉掛け用機
構（図示せず）をマニピュレータ１に取り付け、この玉
掛け用機構を備えたマニピュレータ１によって、切断片
をホイストクレーン７のフック７ａにワイヤー等を用い
て玉掛けする。これ以外にも、例えば、切断片がフック
７ａに直接引っ掛けることができるような形状であれ
ば、マニピュレータ１にフック７ａを把持することがで
きる把持機構を取り付け、このマニピュレータ１により
フック７ａを把持して切断片に引っ掛けるようにしても
よい。

【００１９】何れにしても、マニピュレータ１自身は、
天井クレーン１４の運搬を補助するだけであり、重量物
（切断片）を把持して運搬する必要がないため、可搬重
量の小さなものにすることができる。

【００２０】そして、マニピュレータ１を上記の如く小
型で軽可搬重量のものにすることができることから、こ
のマニピュレータ１を移動する機構も小型化が図れ、設
置が簡単で且つ安価である。

【００２１】＜実施の形態２＞図２は、本発明の実施の
形態２に係るレーザ切断装置の構成を示す斜視図であ
る。

【００２２】同図に示すように、移動台９には架台１０
が設けられており、これらの架台１０上には切断対象物
の一例であるタンク１２が載せられている。

【００２３】そして、移動台９の側方には支柱５が立設
されており、この支柱５の上部には旋回アーム６Ｂが水
平に設けられている。この旋回アーム６Ｂは、一体の旋
回アームフレーム６ｂからなる１段式の旋回アームであ
って、タンク１２等の切断対象物の上方に位置し、且つ
切断対象物全体に届く充分な長さを有すると共に、支柱
５を中心にして矢印Ａの如く水平方向に旋回する。更
に、旋回アーム６Ａの先端の支持部１１Ａには矢印Ｃの
如く鉛直方向に昇降する昇降軸３が設けられており、こ
の昇降軸３の下端部には切断レーザ２を先端に備えたマ
ニピュレータ１が取り付けられている。

【００２４】また、マニピュレータ１の近傍には、上下
左右に回動可能なパンチルトカメラ８が設置されてい
る。

【００２５】一方、旋回アーム６Ａの上方には、ガータ
フレーム１５と、このガータフレーム１５に沿って移動
するホイストクレーン７とからなる天井クレーン１４が
配設されている。

【００２６】従って、上記構成のレーザ切断装置によれ
ば、パンチルトカメラ８によって遠隔監視を行いなが
ら、マニピュレータ１を、旋回アーム６Ｂと昇降軸３と
移動台９の協調動作によって、即ち、旋回アーム２によ
る水平方向の旋回と、昇降軸３による鉛直方向の昇降
と、移動台９によるタンク１２の一方向以上への移動と
によって、３次元空間の任意の位置に位置決めすると共
に、マニピュレータ１自身の自由度と合わせて、マニピ
ュレータ１の先端に装備した切断レーザ２によりタンク
１２の任意の位置を切断することができる。

【００２７】このため、死角がなく作業範囲（切断可能
範囲）が広い。しかも、このように作業範囲が広いにも
かかわらず、マニピュレータ１自身は、リーチの短い小
型のものにすることができる。

【００２８】切断レーザ２によって切断した切断片は、
天井クレーン１４によって運搬する。このとき、マニピ
ュレータ１によって、天井クレーン１４による切断片の
運搬を補助する。なお具体的には上記実施の形態１と同
様であるため、ここでの詳細な説明は省略する。

【００２９】このため、マニピュレータ１自身は、天井
クレーン１４の運搬を補助するだけであり、重量物（切
断片）を把持して運搬する必要がないため、可搬重量の
小さなものにすることができる。

【００３０】そして、マニピュレータ１を上記の如く小
型で軽可搬重量のものにすることができることから、こ
のマニピュレータ１を移動する機構も小型化が図れ、設
置が簡単で且つ安価である。

【００３１】＜実施の形態３＞図３は、本発明の実施の
形態３に係るレーザ切断装置の構成を示す斜視図であ
る。

【００３２】同図に示すように、移動台９には架台１０
が設けられており、これらの架台１０上には切断対象物
の一例であるタンク１２が載せられている。

【００３３】そして、移動台１６の側方には支柱５が立
設されており、この支柱５の上部には旋回アーム６Ｂが
水平に設けられている。この旋回アーム６Ｂは、一体の
旋回アームフレーム６ｂからなる１段式の旋回アームで
あって、タンク１２等の切断対象物の上方に位置し、且
つ切断対象物全体に届く充分な長さを有すると共に、支
柱５を中心にして矢印Ａの如く水平方向に旋回する。更
に、旋回アーム６Ａの先端の支持部１１Ｂには、矢印Ｃ
の如く鉛直方向に昇降する昇降軸３が設けられおり、こ
の昇降軸３の下端部には先端に切断レーザ２を備えたマ
ニピュレータ１が取り付けられている。しかも、この支
持部１１Ｂは、旋回アーム６Ｂの基端部と機械的に結合
され、この基端部が矢印Ａの如く旋回するのに伴って矢
印Ｄの如く従動旋回し、このことによって、マニピュレ
ータ１を旋回アーム６Ｂの旋回角度に関わらず常に一定
の方向に向けることができる。

【００３４】また、マニピュレータ１の近傍には、上下
左右に回動可能なパンチルトカメラ８が設置されてい
る。

【００３５】更に、旋回アームフレーム６ｂには、この
旋回アームフレーム６ｂに沿って移動するようホイスト
クレーン７が設けられている。

【００３６】従って、上記構成のレーザ切断装置によれ
ば、パンチルトカメラ８によって遠隔監視を行いなが
ら、マニピュレータ１を、旋回アーム６Ｂと昇降軸３と
移動台９の協調動作によって、即ち、旋回アーム６Ｂに
よる水平方向の旋回と、昇降軸３による鉛直方向の昇降
と、移動台９によるタンク１２の一方向以上への移動と
によって、３次元空間の任意の位置に位置決めすると共
に、マニピュレータ１自身の自由度と合わせて、マニピ
ュレータ１の先端に装備した切断レーザ２によりタンク
１２の任意の位置を切断することができる。

【００３７】このため、死角がなく作業範囲（切断可能
範囲）が広い。しかも、このように作業範囲が広いにも
かかわらず、マニピュレータ１自身は、リーチの短い小
型のものにすることができる。

【００３８】切断レーザ２によって切断した切断片は、
ホイストクレーン７によって運搬する。このとき、マニ
ピュレータ１によって、ホイストクレーン７による切断
片の運搬を補助する。なお具体的には上記実施の形態１
と同様であるため、ここでの詳細な説明は省略する。

【００３９】このため、マニピュレータ１自身は、ホイ
ストクレーン７の運搬を補助するだけであり、重量物
（切断片）を把持して運搬する必要がないため、可搬重
量の小さなものにすることができる。

【００４０】そして、マニピュレータ１を上記の如く小
型で軽可搬重量のものにすることができることから、こ
のマニピュレータ１を移動する機構も小型化が図れ、設
置が簡単で且つ安価である。

【００４１】

【発明の効果】以上発明の実施の形態と共に具体的に説
明したように、本発明のレーザ切断装置によれば、マニ
ピュレータを３次元空間の任意の位置に位置決めし、こ
のマニピュレータに備えた切断レーザよって切断対象物
の任意の位置を切断することができる。従って死角がな
く作業範囲が広い。しかも、このように作業範囲が広い
にもかかわらず、マニピュレータ自身は、リーチの短い
小型にものにすることができる。

【００４２】また、切断レーザによって切断した切断片
はホイストクレーン又は天井クレーンによって運搬する
ため、マニピュレータ自身は、重量物（切断片）を把持
して運搬する必要がなく、可搬重量の小さなものにする
ことができる。

【００４３】そして、このように切断に係わる一連の作
業（切断・運搬）を、マニピュレータだけに頼らず、ク
レーンや移動台、位置決め機構などの協調作業によって
作業分担するよう構成したことにより、マニピュレータ
を小型で軽可搬重量のものにすることができると共に、
マニピュレータを移動する機構の小型化も図れることか
ら、装置が安価になる。また、作業範囲が広くなること
から段取りがえが減り、更には、各機器が小型軽量にな
ることから設置やメンテナンスの工期も短縮される。よ
って、廃棄物の解体作業などにおける汚れた環境下での
作業が減少し、所謂３Ｋ作業の撲滅にも貢献できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態１に係るレーザ切断装置の
構成を示す斜視図である。

【図２】本発明の実施の形態２に係るレーザ切断装置の
構成を示す斜視図である。

【図３】本発明の実施の形態３に係るレーザ切断装置の
構成を示す斜視図である。

【図４】従来のレーザ切断装置の構成を示す斜視図であ
る。

【符号の説明】 １ マニピュレータ ２ 切断レーザ ３ 昇降軸 ５ 支柱 ６Ａ，６Ｂ 旋回アーム ６ａー１，６ａー２，６ｂ 旋回アームフレーム ７ ホイストクレーン ８ パンチルトカメラ ９ 移動台 １０ 架台 １１Ａ，１１Ｂ 支持部 １２ タンク １３ 旋回軸 １４ 天井クレーン １５ ガータフレーム １６ 固定台

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 支柱にこの支柱を中心として略水平方向
   に旋回する１段又は複数段の旋回アームを設けると共
   に、この旋回アームの先端側に取り付けた略鉛直方向に
   昇降する昇降軸に、切断対象物を切断するための切断レ
   ーザとこの切断レーザによって切断した切断片の運搬を
   補助するための機構とを先端部に着脱可能なマニピュレ
   ータを取り付けてなる切断機構と、 前記切断対象物を載せる固定台又は移動台と、 前記旋回アームのフレームに沿って移動し前記切断片を
   運搬するホイストクレーン又は前記旋回アームの上方を
   移動して前記切断片を運搬する天井クレーンとを備えた
   ことを特徴とするレーザ切断装置。