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丸山 孝仁; 野口 悠人; 武田 信和; 角舘 聡
no journal, ,
国際熱核融合実験炉(ITER)では、放射線環境下で重量物(最大4.5トン)の高精度ハンドリングを行うため、遠隔保守ロボットが不可欠である。日本原子力研究開発機構では、ITER調達活動の一環として、調達仕様を明確にするために保守用ロボットの技術開発を行っている。本報では「国際熱核融合実験炉(ITER)用保守ロボットの技術開発)」というテーマのオーガナイズセッションの1つとして、人が近づけない真空容器内で保守ロボットが故障した場合のリカバリ技術について報告する。放射線環境下で保守作業を行う保守ロボットにとって、構成部品の故障は致命的な事象である。構成部品の信頼性を高め、保守や点検による保全措置を講ずることにより故障確率を小さくはできるが、その確率はゼロにはなりえない。よって、発生確率が高くかつ致命的な故障については、遠隔によるレスキューによって復旧可能であるように保守ロボットを設計する必要がある。そのような故障を特定するため、FMEA(Failure Mode and Effect Analysis)を実施した。これにより、保守作業中に発生しうる故障事象(モータやケーブルの絶縁不良による電気的故障、潤滑剤劣化による摺動部焼き付きなどの機械的故障など)を明らかにし、レスキューの対象とすべき故障事象を特定したうえで、それら故障事象に対する具体的なレスキュー機構設計、レスキュー手順検討を実施した。
野口 悠人; 丸山 孝仁; 安斉 克則; 武田 信和; 角舘 聡
no journal, ,
現在建設中の国際熱核融合実験炉(ITER)では、放射線環境下(250Gy/h)でブランケット(最大4.5トン)の高精度ハンドリング(
5mm)を行うため、遠隔保守システム(保守ロボット)が不可欠である。保守ロボットには440個のブランケットを2年間で交換する作業が要求されており、2年間での積算線量は約5MGyとなるため、保守ロボットを構成するメカトロニクス部品は、耐放射線性を考慮した設計である必要がある。これまで、保守ロボットの構成部品であるモータ、レゾルバ(モータ回転検出器)、多芯複合ケーブル外被材(非ハロゲン製)、電気コネクターの耐放射線性能を明確にするために
線照射試験を進めてきた。本報では、これら保守ロボット部品(モータ、センサ、減速機、ケーブル等)の設計の妥当性を検証するための照射試験結果を報告する。
角舘 聡; 武田 信和; 松日楽 信人*
no journal, ,
ITERでは、核融合反応によって実験炉内部の機器(受熱板など)が放射化(線250Gy/h)されるため、これらの機器が故障した場合には、人のアクセスが不可能となるため、遠隔保守ロボットによる保守が必要となる。保守ロボットの主要な技術要件は、(1)ヒューマンマシンインターフェース(視覚/力覚情報などの利用)技術開発、(2)冷却配管の溶接・切断/検査ツールの技術開発、(3)保守ロボットが故障した場合のリカバリ技術、(4)耐放射線部品の技術開発などである。本報は、計測自動制御学会システムインテグレション部門講演会においてオーガナイズドセッション(OS)として企画したテーマである「国際熱核融合実験炉(ITER)用保守ロボットの技術開発」の一つとして、調達活動の一環として進めている4つの技術要件に対する開発概要や、保守ロボットの全体設計概要などを報告する。
上野 健一; 谷川 尚; 野口 悠人; 井上 隆一; 安斉 克則; 椛澤 稔; 武田 信和; 角舘 聡
no journal, ,
ITERブランケットには冷却配管が設置され、交換に際しては専用のツールを用いて冷却配管切断、溶接を行う計画である。配管切断に際してはダスト等の発生を無くすこと。再溶接が可能な切断面を得ることが設計条件となっている。これらの条件を満足するためにスウェッジカッターを用いた配管切断ツールの試作し、模擬配管切断試験を実施した。その結果、ダスト発生が無く配管を切断できること、さらに溶接に適した切断面が得られることを確認した。冷却配管溶接に際しては、開先位置合わせ要求精度の緩和、溶接用レーザー光学系へのスパッタ付着による繰り返し使用回数の向上が求められ、レーザーを用いた溶接ツール開発と溶接条件の最適化を行った。その結果、スパッタ発生を低減しつつ、位置合わせ要求精度を緩和する条件を得た。また溶接用開先合わせツールの試作を行い、冷却配管を模擬した配管を用いて初期位置ズレに対する位置合わせ試験を実施し、目違い1.5mm、角度ズレ0.5度以下であれば、十分な開先位置合わせ精度を達成できる見通しを得た。実機に向けては、各ツール設置精度および動作時安定性の確保が共通課題である。