(57)【要約】      （修正有）【課題】工業用物品の少なくとも１つの構成要素を保持および位置決めするための搬送装置を提供する。【解決手段】搬送装置は可動台車１２と、構成要素１１ａ、１１ｂを保持するように構成された台車１２上の構成要素支持体１３とを備え、構成要素支持体１３は台車１２に対して移動可能であるように構成されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
工業用物品の少なくとも１つの構成要素を保持し位置決めするための構成要素搬送装置であって、前記搬送装置は、
可動台車と、
前記構成要素を保持するように構成された、前記台車上の構成要素支持体とを備え、
前記構成要素支持体は前記台車に対して移動可能であるように構成された、搬送装置。
【請求項２】
前記構成要素支持体は、前記構成要素支持体を、請求項１に記載の構成要素搬送装置とは別の構成要素搬送装置の対応する構成要素支持体に対して係止するように構成された係止部を備え、それにより前記構成要素支持体によって保持された構成要素を互いに対して所定位置に固定する、請求項１に記載の搬送装置。
【請求項３】
構成要素支持体は、前記構成要素支持体を、請求項１に記載の構成要素搬送装置とは別の構成要素搬送装置の対応する構成要素支持体に対して１ｍｍ以内の精度で位置決めするように構成された微動位置決め装置を備え、それにより前記構成要素支持体によって保持された構成要素を互いに対して位置決めする、請求項１または２に記載の搬送装置。
【請求項４】
前記台車は、前記台車を、請求項１に記載の構成要素搬送装置とは別の構成要素搬送装置の対応する可動台車と連結するように構成された連結部を備える、請求項１から３のいずれか一項に記載の搬送装置。
【請求項５】
前記台車は、請求項１に記載の構成要素搬送装置とは別の構成要素搬送装置の対応する可動台車に対して、前記台車を位置決めするように構成された粗動位置決め装置を備える、請求項１から４のいずれか一項に記載の搬送装置。
【請求項６】
前記構成要素支持体によって保持された前記構成要素の位置を、別の構成要素支持体によって保持された対応する構成要素と比較してモニタするための、少なくとも１つのカメラを備える、請求項１から５のいずれか一項に記載の搬送装置。
【請求項７】
前記構成要素支持体によって保持された前記構成要素の位置を、複数の視点からモニタするための、複数のカメラを備えるカメラアレイを備える、請求項６に記載の搬送装置。
【請求項８】
前記カメラの各々が前記台車に対して固定されている、請求項６または７に記載の搬送装置。
【請求項９】
前記構成要素支持体は、前記台車を横切って２次元的に移動するように構成されている、請求項１から８のいずれか一項に記載の搬送装置。
【請求項１０】
前記構成要素支持体は、垂直軸の周りを回転するように構成されている、請求項１から９のいずれか一項に記載の搬送装置。
【請求項１１】
前記構成要素支持体は、前記構成要素の垂直位置を制御するように構成されたリフタを備える、請求項１から１０のいずれか一項に記載の搬送装置。
【請求項１２】
前記構成要素支持体は、前記構成要素を水平軸の周りに回転させるように構成された回転体を備える、請求項１から１１のいずれか一項に記載の搬送装置。
【請求項１３】
前記構成要素支持体は、前記台車を離れて、請求項１に記載の構成要素搬送装置とは別の構成要素搬送装置の対応する台車上に移動するように構成されている、請求項１から１２のいずれか一項に記載の搬送装置。
【請求項１４】
前記台車は、
補完的なレール上を走行するように構成された車輪、または
車輪と補完的な操縦システム
を含む、請求項１から１３のいずれか一項に記載の搬送装置。
【請求項１５】
前記台車は少なくとも２ｍの幅を有する、請求項１から１４のいずれか一項に記載の搬送装置。
【請求項１６】
前記構成要素支持体は、少なくとも５０トンの質量を有する構成要素を保持するように構成された、請求項１から１５のいずれか一項に記載の搬送装置。
【請求項１７】
請求項１から１６のいずれか一項に記載の搬送装置を複数備える、構成要素搬送装置システム。
【請求項１８】
請求項１から１７のいずれか一項に記載の搬送装置を複数備える、工場。
【請求項１９】
工業用物品の構成要素にプロセスを実施する方法であって、
可動台車上の構成要素支持体によって前記構成要素を保持することと、
前記台車の移動を制御することによって前記構成要素を粗く位置決めすることと、
前記台車に対する前記構成要素支持体の移動を制御することによって前記構成要素を精密に位置決めすることと、
前記構成要素に前記プロセスを実施することと
を含む、方法。
【請求項２０】
工業用物品の組立て方法であって、
第１の可動台車上の第１の構成要素支持体によって前記工業用物品の第１の構成要素を保持することと、
第２の可動台車上の第２の構成要素支持体によって前記工業用物品の第２の構成要素を保持することと、
前記台車の移動を制御することによって、前記構成要素を互いに対して粗く位置決めすることと、
前記台車に対する前記構成要素支持体の移動を制御することによって、前記構成要素を互いに対して精密に位置決めすることと、
前記構成要素を一緒に組み立てることと
を含む方法。
【請求項２１】
工業用物品の少なくとも１つの構成要素の位置決めを制御するためのシステムであって、
前記構成要素の保持および位置決めのために、構成要素搬送装置の粗動位置決め装置および微動位置決め装置のうちの少なくとも１つに制御信号を出力するように構成されたコンピュータシステムと、
フィードバック信号を前記コンピュータシステムに出力して、前記構成要素の位置を示すように構成されたフィードバックシステムと
を含み、
前記コンピュータシステムは、前記フィードバック信号を考慮して前記制御信号を出力するように構成された、システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、工業用物品の少なくとも１つの構成要素を保持および位置決めするための構成要素搬送装置に関する。本開示は更に、工業用物品の構成要素にプロセスを実施する方法、および工業用物品を組み立てる方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
工業用物品のセグメントは、例えば工場内で移動する必要がある。工業用物品の製造中にセグメントを互いに対して整列配置することが頻繁に必要である。クレーンとエアスキッドを使用して個々のセグメントを持ち上げ移動させることは以前から知られていた。部品にハーネスが手動で取り付けられ、次に部品がクレーンを使って取り上げられ、台車の上に持ち上げられる。部品が積み込まれた台車は次いで、例えばそのセグメントに対して更なるプロセスを実施することができるように、別の場所に移動される。次に部品は、別のクレーンリフトを使用して台車から降ろされる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
これらの持上げおよび移動は手動であり多くの時間を要するので望ましくない。
【０００４】
従って、工業用物品の少なくとも１つの構成要素を保持し位置決めするための改善された構成要素搬送装置を提供することが望ましい場合がある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本開示によれば、工業用物品の少なくとも１つの構成要素を保持および位置決めするための構成要素搬送装置が提供される。搬送装置は、可動台車と台車上の構成要素支持体とを備える。構成要素支持体は構成要素を保持するように構成されている。構成要素支持体は、台車に対して移動可能であるように構成されている。
【０００６】
一構成では、構成要素支持体は係止部を備える。係止部は、構成要素支持体を、他の構成要素搬送装置の対応する構成要素支持体に対して係止するように構成され、それにより構成要素支持体によって保持された構成要素は互いに対して所定位置に固定される。
【０００７】
一構成では、構成要素支持体は、構成要素支持体を他の構成要素搬送装置の対応する構成要素支持体に対して１ｍｍ以内の精度で位置決めするように構成された微動位置決め装置を備え、それにより構成要素支持体によって保持された構成要素を互いに対して位置決めする。
【０００８】
一構成では、台車は、台車を別の構成要素搬送装置の対応する可動台車と連結するように構成された連結部を備える。
【０００９】
一構成では、台車は、台車を別の構成要素搬送装置の対応する可動台車に対して位置決めするように構成された粗動位置決め装置を備える。
【００１０】
一構成では、搬送装置は、構成要素支持体によって保持された構成要素の位置を、別の構成要素支持体によって保持された対応する構成要素と比較してモニタするための、少なくとも１つのカメラを備える。一構成では、搬送装置は、構成要素支持体によって保持された構成要素の位置を、複数の視点からモニタするための、複数のカメラを備えるカメラアレイを備える。一構成では、各カメラは台車に対して固定されている。
【００１１】
一構成では、構成要素支持体は、台車を横切って２次元的に移動するように構成されている。一構成では、構成要素支持体は垂直軸の周りを回転するように構成されている。一構成では、構成要素支持体は、構成要素の垂直位置を制御するように構成されたリフタを備える。一構成では、構成要素支持体は、構成要素を水平軸の周りに回転させるように構成された回転体を備える。一構成では、構成要素支持体は、台車を離れて別の構成要素搬送装置の対応する台車上に移動するように構成されている。
【００１２】
一構成では、台車は補完的なレール上を走るように構成された車輪、または車輪および補完的な操縦システムを備える。
【００１３】
一構成では、台車は少なくとも２ｍの幅を有する。一構成では、構成要素支持体は、少なくとも５０トンの質量を有する構成要素を保持するように構成されている。
【００１４】
本開示の一態様によれば、複数の構成要素搬送装置を備える構成要素搬送装置システムが提供される。本開示の一態様によれば、複数の搬送装置を含む工場が提供される。
【００１５】
本開示の一態様によれば、工業用物品の構成要素にプロセスを実施する方法が提供され、この方法は、可動台車上の構成要素支持体によって構成要素を保持することと、台車の動きを制御することによって構成要素を粗く位置決めすることと、台車に対する構成要素支持体の移動を制御することによって構成要素を精密に位置決めすることと、構成要素にプロセスを実施することと、を含む。
【００１６】
本開示の一態様によれば、工業用物品を組み立てる方法が提供され、その方法は、工業用物品の第１の構成要素を、第１の可動台車上の第１の構成要素支持体によって保持することと、工業用物品の第２の構成要素を、第２の可動台車上の第２の構成要素支持体によって保持することと、台車の動きを制御することによって、構成要素を互いに対して粗く位置決めすることと、構成要素支持体の台車に対する動きを制御することによって、構成要素を互いに対して精密に位置決めすることと、構成要素を一緒に組み立てることと、を含む。
【００１７】
本開示の一態様によれば、工業用物品の少なくとも１つの構成要素の位置決めを制御するためのシステムが提供され、このシステムは、構成要素の保持および位置決めのために、構成要素搬送装置の粗動位置決め装置および微動位置決め装置のうちの少なくとも１つに制御信号を出力するように構成されたコンピュータシステムと、フィードバック信号をコンピュータシステムに出力して、構成要素の位置を示すように構成されたフィードバックシステムと、を含み、コンピュータシステムは、フィードバック信号を考慮して制御信号を出力するように構成されている。
【００１８】
ここで本開示を、添付の図面を参照して、非限定的な例として更に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】構成要素搬送装置の平面図である。
【図２】図１に示した構成要素搬送装置の側面図を示す。
【図３】図１に示した構成要素搬送装置のうちの１つの正面図を示す。
【図４】工業用物品を組み立てる方法の間のそれぞれの段階における構成要素搬送装置を示す。
【図５】工業用物品を組み立てる方法の間のそれぞれの段階における構成要素搬送装置を示す。
【図６】工業用物品を組み立てる方法の間のそれぞれの段階における構成要素搬送装置を示す。
【図７】工業用物品を組み立てる方法の間のそれぞれの段階における構成要素搬送装置を示す。
【図８】レール上の構成要素搬送装置を示す。
【図９】工業用物品の構成要素にプロセスを実施する方法を示す。
【図１０】工業用物品の組立方法を示す。
【図１１】フィードバックシステムを有するコンピュータシステムを示す。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
図１は、２つの構成要素搬送装置１０を概略的に示す。各構成要素搬送装置１０は、工業用物品の少なくとも１つの構成要素１１を保持し位置決めするためのものである。例えば、工業用物品は原子炉圧力容器の原子炉容器本体であってもよい。
【００２１】
原子炉圧力容器は、原子炉冷却材、炉心シュラウドおよび原子炉炉心を収容するために、原子力発電所で使用される圧力容器である。いったん組み立てられると、そのような圧力容器は、長さ約１０メートル〜１５メートル、内径約５メートルであり得る（圧力容器は、大まかに円筒形の形状を有する）。組み立てられた圧力容器の質量は約５００トン程度であり得る。
【００２２】
原子炉容器本体は、複数の構成要素１１を組み立てることによって製造することができる。各構成要素１１は、原子炉容器本体の円筒形セグメントに対応し得る。セグメントは、構成要素１１の端と端を固定することによって組み立てることができる。単一の原子炉容器本体は、任意の数のセグメント、例えば２〜１０個の構成要素１１で形成することができる。従って、各構成要素１１は、約５メートル程度の内径、および約２０〜２００トン程度の質量を有する場合がある。
【００２３】
構成要素搬送装置１０は、そのような構成要素１１を保持し位置決めするように構成されている。しかし、構成要素１１が原子炉圧力容器のセグメントである必要はない。構成要素搬送装置１０は、航空機の一部（例えばエンジン）などの他の種類の構成要素１１を保持し位置決めするために使用することができる。従って、構成要素１１の種類および工業用物品の種類は特に限定されない。
【００２４】
図１に示すように、構成要素搬送装置１０は可動台車１２を備える。可動台車１２は、例えば工場内（または屋外）で移動するように構成されている。
【００２５】
図１に示すように、構成要素搬送装置１０は構成要素支持体１３を更に備える。構成要素支持体１３は可動台車１２上にある。これは、図１に示した構成要素搬送装置１０の側面図を示す図２で、より明確に見ることができる。構成要素支持体１３は、構成要素１１を保持するように構成されている。
【００２６】
図３は、図１および図２に示した構成要素搬送装置１０の正面図を示す。図３に示すように、構成要素支持体１３は、構成要素１１を保持することに役立つ形状を有してもよい。例えば、上述のように、構成要素１１は円筒形状を有してもよい。
【００２７】
図３に示すように、構成要素支持体１３は、その上側表面上に構成要素１１を受けるための窪みを有してもよい。これにより、構成要素１１を構成要素支持体１３上に安定的均衡状態で位置決めすることが可能になる。図３に示す構成では、窪みはＶ字形をしている。しかし、丸みのある底部を有するＵ字形、または直角を有するＵ字形などの、他の形状も可能である。
【００２８】
構成要素１１が円筒形状を有する必要はない。構成要素の形状は特に限定されない。従って、構成要素支持体１３は、様々な形状およびサイズの構成要素１１を保持するように設計することができる。
【００２９】
図４〜図７は、複数の構成要素１１から工業用物品を組み立てる方法における様々な段階を示す。図４〜図７に示す段階は時系列順である。図４〜図７を経由する段階のフローに示すように、構成要素支持体１３は、可動台車１２に対して移動可能であるように構成されている。特に、図５と図６に示す段階の間に、更に図６と図７に示す段階の間に、構成要素支持体１３は可動台車１２に対して移動することが理解できる。
【００３０】
構成要素支持体１３が可動台車１２に対して移動できるようにすることによって、構成要素搬送装置１０は構成要素１１をより正確に位置決めすることができる。例えば、原子炉容器本体の組立てとの関連では、構成要素１１を互いに対して整列配置することが望ましい。例えば、図１および図２は、互いに対して整列配置された２つの構成要素１１ａ、１１ｂを示す。これにより、原子炉容器本体を形成するための構成要素１１の組立てが容易になる。
【００３１】
可動台車１２の動きを制御することによって、構成要素１１ａ、１１ｂを互いに対して大まかに整列配置させることが可能である。いったん構成要素１１が大まかに整列配置されると、構成要素支持体１３は可動台車１２に対して移動することができ、それにより構成要素１１は、より正確に互いに対して位置決めされる。
【００３２】
構成要素搬送装置１０は、移動式製造プロセス用の設備として機能することができる。これは、構成要素搬送装置１０が構成要素１１を正確に整列配置させることができるからである。
【００３３】
図４〜図７に示すように、可動台車１２に対する構成要素支持体１３の移動により、構成要素搬送装置１０を組み合わせ、それにより搬送装置の実効長を長くする（または短くする）ことが可能になる。これにより、搬送する必要がある構成要素１１のサイズに対応するように、搬送装置の長さを変えることが可能になる。その結果、これにより、工業用物品の構成要素を移動し位置決めするために以前使用されていた、重い構成要素の持上げおよび移動の数が減少する。これにより、例えば高能力クレーンを工場内に設置する必要も減少する。
【００３４】
構成要素搬送装置１０は、製造中に大型圧力容器およびそれらに関連するセグメントの移動を可能にする。これは、手動による持上げを伴う既知の方法に対する改善である。構成要素搬送装置１０はまた、工業用物品の製造のプロセスフローを改善させる。これは、可動台車１２に対して構成要素支持体１３が移動することにより、工業用物品の構成要素１１がより迅速に位置決めされるので、工業用物品をより迅速に製造することができるからである。
【００３５】
一構成では、構成要素支持体１３は係止部１４を備える。このような係止部を図１に示す。係止部１４は、構成要素支持体１３を、他の構成要素搬送装置１０の対応する構成要素支持体１３に対して係止するように構成されている。これを図１に示す。係止部１４は、構成要素支持体１３によって保持された構成要素１１ａ、１１ｂを互いに対して所定位置に固定することに役立つ。
【００３６】
図１に示すように、複数の係止部１４があってもよい。例えば、図１は２つの係止部を示し、構成要素支持体１３の幅方向におけるそれぞれの側に１つずつある。係止部１４の数は特に限定されず、１つでもよいし、３つ以上でもよい。
【００３７】
上述のように、可動台車１２に対して構成要素支持体１３を移動することが、構成要素１１ａ、１１ｂを互いに対して整列配置させることに役立つ。いったん所望の整列配置が実現された場合、係止部１４は構成要素１１ａ、１１ｂの相対位置を係止するように構成されている。
【００３８】
一構成では、係止部１４は、構成要素支持体１３を別の構成要素支持体１３に対して特定の位置に係止するように構成されている。この場合、係止部１４を用いて構成要素支持体１３を互いに係止する動作により、構成要素支持体１３は自動的に互いに対して整列配置される。構成要素１１ａ、１１ｂが、それらのそれぞれの構成要素支持体１３に整列配置されているならば、構成要素支持体１３を互いに対して係止する操作は、構成要素１１ａ、１１ｂを自動的に互いに対して整列配置させることに役立つ。
【００３９】
例えば、図３に示すように、円筒形構成要素１１が構成要素支持体１３の窪みの中に嵌め込まれる方法ゆえに、構成要素１１は構成要素支持体１３上に自動的に整列配置され得る。構成要素１１の形状が既知の場合は、構成要素支持体１３の窪みにおけるそれらの整列配置は予測可能である。このように、係止プロセスは、構成要素１１ａ、１１ｂを自動的に互いに対して整列配置させることに役立つために使用することができる。
【００４０】
いったん係止部１４を使用して構成要素支持体１３を互いに対して係止させると、構成要素１１ａ、１１ｂを組み合わせたものは外部からの影響に対してより堅牢になる。例えば、構成要素１１ａ、１１ｂの整列配置は、可動台車１２の移動によって乱される可能性が低い。
【００４１】
構成要素支持体１３は、圧力容器全体を製造するのに必要なセグメントを保持する適合可能な可動設備である。一構成では、構成要素支持体１３はモジュール式であり、相互連結可能である。例えば、構成要素支持体１３は、係止部１４を用いて相互連結されてもよい。一構成では、係止部１４は機械的ラッチを備える。しかし、係止部が機械的ラッチである必要はない。他の固定装置を使用することができる。例えば、代替的な構成では、係止部１４は磁気装置を備える。係止部１４は、例えば複数の圧力容器セグメントの組立てを促進する。これを、例えば図１に示す。
【００４２】
一構成では、構成要素支持体１３は微動位置決め装置１５を備える。微動位置決め装置１５は、構成要素支持体１３を、他の構成要素搬送装置１０の対応する構成要素支持体１３に対して位置決めするように構成されている。微動位置決め装置１５は、構成要素支持体１３によって保持された構成要素１１ａ、１１ｂを互いに対して位置決めするように、構成要素支持体１３を位置決めするように構成されている。
【００４３】
一構成では、微動位置決め装置は、可動台車１２の位置決めよりも、より正確に構成要素支持体１３を位置決めするように構成されている。一構成では、微動位置決め装置１５は、構成要素支持体を１ｍｍ以内の精度で位置決めするように構成されている。
【００４４】
各構成要素支持体１３は、製造プロセスに要求される公差で個々のセグメントの精密な整列配置を実施するために必要な装置を含有する。典型的には、製造プロセスに要求される公差は１００μｍ以内のオーダーである。従って、一構成では、微動位置決め装置は、構成要素支持体１３を１００μｍ以内の精度で位置決めするように構成されている。しかし、構成要素搬送装置１０が適用される状況に応じて、微動位置決め装置がそのような正確な移動を行うことが可能である必要はない場合がある。一構成では、微動位置決め装置１５は、構成要素支持体１３を５００μｍ以内または２００μｍ以内の精度で位置決めするように構成されている。一構成では、微動位置決め装置１５は、より高い精度で、例えば目標位置から１５μｍ以内、２０μｍ以内、または１０μｍ以内で構成要素支持体１３を位置決めするように構成されている。
【００４５】
微動位置決め装置１５は、工業用物品の個々の構成要素１１ａ、１１ｂの整列配置を実施することに役立つ。整列配置は、計量、すなわち構成要素支持体１３および／または構成要素１１の他の物品（例えば、別の構成要素支持体１３または別の構成要素１１ｂ）に対する位置の測定、と連係して実施することができる。一構成では、構成要素搬送装置１０は、少なくとも１つの接触型走査プローブおよび／または少なくとも１つのタッチプローブを備える。加えて、または代替として、構成要素搬送装置１０は少なくとも１つの非接触センサを備えてもよい。
【００４６】
例えば、図１〜図７に示すように、一構成において、構成要素搬送装置１０は少なくとも１つのカメラ１８を備える。カメラ１８は、構成要素支持体１３および／または構成要素１１ａの、対応する構成要素支持体１３および／または別の構成要素１１ｂなどの別の対象物、に対する位置を測定するための非接触センサの一例である。例えば、カメラ１８は、構成要素支持体１３によって保持された構成要素１１ａの位置を、別の構成要素支持体１３によって保持された対応する構成要素１１ｂに対してモニタするためのものであってもよい。
【００４７】
図１〜図７に示すように、一構成において、構成要素搬送装置１０はカメラアレイ１９を備える。カメラアレイ１９は、構成要素支持体１３に保持された構成要素１１ａの位置を複数の視点からモニタするための複数のカメラ１８を備える。例えば、図３に示すように、構成要素１１のそれぞれの側（幅方向に）に少なくとも１つのカメラが、ならびに構成要素１１の上方に少なくとも１つのカメラ１８があってもよい。カメラ１８の数は特に限定されない。単なる一例として、図３は合計５つのカメラ１８を示し、それぞれの側に１つずつ、上部に３つある。しかし、２個、３個、４個、または５個を超えるような他の数のカメラ１８を使用してもよい。同様に、カメラ１８が構成要素１１をモニタする視点の数も特に限定されない。
【００４８】
カメラ１８は、１つの構成要素１１ａが別の構成要素１１ｂと一緒に繋がる点の良好な視野を提供することが望ましい。従って、図３に示すように、カメラアレイ１９は、構成要素支持体１３を越えて（および構成要素１１を越えて）延びるフレームを備えてもよい。カメラアレイ１９のフレームは、構成要素搬送装置１０が別の構成要素搬送装置１０と繋がることが意図される、構成要素搬送装置１０の一端に配置されてもよい。
【００４９】
図３に示すように、例えば、一構成では各カメラ１８は可動台車１２に対して固定されている。これは例えばフレーム（または他のブラケット）を使用することによって行うことができる。しかし、カメラ１８を可動台車１２に対して固定することは必須ではない。例えば、代替的な構成では、少なくとも１つのカメラ１８が構成要素支持体１３に対して固定されている。カメラ１８を移動可能にすることも可能である。例えば、カメラアレイ１９のフレーム上のカメラ１８の位置は、構成要素１１ａ、１１ｂ間の整列配置の良好な視野を提供することに役立つように制御することができる。
【００５０】
図１〜図７に示すように、一構成において、構成要素搬送装置１０は非接触測定システム（例えば、カメラ１８）を備える。非接触測定システムは、嵌合する構成要素１１ａ、１１ｂの界面に整列配置されている。
【００５１】
非接触測定システムは、各構成要素１１ａ、１１ｂの端部プロファイルを特性化するように構成されている。一構成では、非接触測定システムは位置ロータリエンコーダを備える。位置ロータリエンコーダは、構成要素１１ａ、１１ｂの回転角度および／または向きをモニタするためのものである。任意選択的に、構成要素１１ａ、１１ｂの回転角度および／または向きは、構成要素１１ａ、１１ｂを同時に回転させ測定しながらモニタされる。例えば、構成要素１１ａ、１１ｂは、後述する回転体２１を用いて回転させることができる。
【００５２】
図１１に示すように、一構成において、構成要素搬送装置１０はコンピュータシステム３１を備える。コンピュータシステム３１は、測定プロファイル情報を取得し、構成要素１１ａ、１１ｂの最適な方向および整列配置を決定するアルゴリズムを実行するように構成されている。コンピュータシステム３１は、構成要素１１ａ、１１ｂの整列配置を互いに対して制御するために、後述の粗動位置決め装置１７および／または上述の微動位置決め装置１５に情報を出力するように構成されている。一構成では、構成要素搬送装置１０はフィードバックシステム３２を含む。このフィードバックシステム３２は、構成要素１１ａ、１１ｂの合わせ面が意図した通りに整列配置されることを確実にするために、整列配置プロセス中にフィードバックを提供するように構成されている。例えば、一構成では、フィードバックは、後述するカメラ１８によって決定されるような、構成要素１１ａ、１１ｂの位置に基づく。一構成では、構成要素１１ａ、１１ｂ間の整列配置の精度を向上させるために、デジタル画像処理技術が使用される。
【００５３】
コンピュータシステム３１は、アルゴリズムを実行するための任意の好適な回路を備えてもよい。コンピュータシステム３１は、アルゴリズムを実行するために、制御回路、および／またはプロセッサ回路、および／または少なくとも１つの特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、および／または少なくとも１つのフィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、および／またはシングルもしくはマルチプロセッサアーキテクチャ、および／または逐次／並列アーキテクチャ、および／または少なくとも１つのプログラマブル論理コントローラ（ＰＬＣ）、および／または少なくとも１つのマイクロプロセッサ、および／または少なくとも１つのマイクロコントローラ、および／または中央演算処理装置（ＣＰＵ）、および／または画像演算処理ユニット（ＧＰＵ）を備えてもよい。
【００５４】
様々な例では、コンピュータシステム３１は少なくとも１つのプロセッサおよび少なくとも１つのメモリを含んでもよい。メモリは、プロセッサによって読み取られたときに、本明細書に記載のアルゴリズムを実行するコンピュータ可読命令を含むコンピュータプログラムを格納する。コンピュータプログラムは、ソフトウェアまたはファームウェアであってもよく、またはソフトウェアとファームウェアの組み合わせであってもよい。
【００５５】
図４は、圧力容器などの工業用物品を組み立てる方法の初期段階を示す。図４は２つの構成要素搬送装置１０を示し、それぞれが圧力容器の構成要素１１ａ、１１ｂを保持する。
【００５６】
構成要素１１ａ、１１ｂを一緒に組み立てて圧力容器を形成するために、構成要素１１ａ、１１ｂは互いに対して整列配置される。最初に、２つの構成要素搬送装置１０を合体させることによって、粗いレベルで整列配置を実施することができる。これは、図４に示す段階から図５に示す段階への移行によって示される。図５は合体された２つの構成要素搬送装置１０を示す。
【００５７】
図１に示すように、一構成では、可動台車１２は連結部１６を備える。連結部１６は、可動台車１２を他の構成要素搬送装置１０の対応する可動台車１２と連結させるように構成されている。
【００５８】
例えば、図１は、別の可動台車１２の補完的な雌型連結部１６ｂと連結するように構成された突出した連結部１６ａを有する可動台車１２を示す。一構成では、それぞれの可動台車１２の連結部１６は補完的なので、それらは一緒に嵌合するように適合されている。連結部１６は、連結が達成されたときに可動台車１２が自動的に互いに整列配置されるように構成されている。
【００５９】
図１に示すように、一構成では、各可動台車１２は、可動台車１２のそれぞれの端部に雄型連結部１６ａと雌型連結部１６ｂとを備える。これは、所望に応じて搬送装置の長さを増加させることに役立つ。例えば、図１は、連結部１６によって一緒に結合されて実効的に２倍の長さの搬送装置が実現された、２つの構成要素搬送装置１０を示す。
【００６０】
図１に示すように、連結部１６はテーパ状のフィーチャであってもよい。連結部１６は、可動台車１２が互いに対して配置されることを可能にする。連結部１６は、概略の初期の整列配置を提供する。
【００６１】
一構成では、可動台車１２は粗動位置決め装置１７を備える。粗動位置決め装置１７は、可動台車１２を、他の構成要素搬送装置１０の対応する可動台車に対して位置決めするように構成されている。例えば、そのような粗動位置決め装置１７は、２つの構成要素搬送装置１０を互いに対して位置決めするために、図４から図５への移行において使用される。従って、２つの構成要素１１ａ、１１ｂの整列配置は、２つの構成要素搬送装置１０を合体させることによって粗いレベルで実施される。
【００６２】
次いで、精密な整列配置を、別個のシステム、すなわち構成要素支持体１３の微動位置決め装置１５を用いて実施することができる。これは、図５に示す段階から図６に示す段階への移行によって示される。図５から図６への移行において、構成要素搬送装置１３は両方とも、それらのそれぞれの可動台車１２に対して移動している。しかし、両方の構成要素支持体１３が、それらのそれぞれの可動台車１２に対して移動する必要はない場合がある。例えば、構成要素支持体１３のうちの１つだけを移動させることによって整列配置を達成することが可能であり得る。
【００６３】
微動位置決め装置１５を表す図１の矢印によって示されるように、一構成では、構成要素支持体１３は、可動台車１２を横切って２次元的に動くように構成されている。構成要素支持体１３は、可動台車１２の上部表面と平行な面内で移動するように構成されている。これにより、例えば、図５から図６への移行によって示すように、構成要素支持体１３が可動台車１２の長手方向に対して前後に移動することが可能になる。構成要素支持体１３は更に、可動台車１２に対して幅方向に移動するように構成されている。これは、構成要素支持体１３が可動台車１２に対して可動でない場合に可能であるよりも、より正確に構成要素１１ａを構成要素１１ｂに対して整列配置させることに役立つ。
【００６４】
一構成では、構成要素支持体１３は垂直軸の周りを回転するように構成されている。これは、図１に示す微動位置決め装置１５を表す、曲線状の矢印によって示される。垂直軸は、可動台車１２の上部表面の平面に対して実質的に垂直である。構成要素支持体１３が垂直軸の周りを回転するように構成されていることを実現することによって、構成要素１１ａ、１１ｂ間の整列配置を改善することができる。構成要素支持体１３は、可動台車１２の上部を自由に移動することができる。
【００６５】
図２に示すように、一構成では、構成要素支持体１３はリフタ２０を備える。リフタ２０は、構成要素支持体１３によって搬送される構成要素１１ａの垂直位置を制御するように構成されている。例えば、リフタ２０は、構成要素支持体１３が必要に応じて構成要素１１を持ち上げ移動させることを可能にする昇降デッキであってもよい。リフタ２０は、構成要素１１ａ、１１ｂ間の垂直方向の整列配置に役立つ。
【００６６】
一構成では、構成要素支持体１３は回転体２１を備える。回転体２１は、例えば図３に示す曲線状の矢印によって表される。回転体２１は、構成要素１１を水平軸の周りに回転させるように構成されている。水平軸は、可動台車１２の上部表面と平行である。
【００６７】
このような構成では、各構成要素支持体１３は構成要素１１を回転させる能力を有する。構成要素支持体１３は、構成要素１１を完全に回転させる能力を有し得る。一構成では、回転体１２は複数のローラを備える。しかし、他の回転手段もまた使用され得るので、回転体２１がローラを備えることは必須ではない。回転体２１は、構成要素１１をその中心軸の周りに３６０°回転させることができてもよい。これは、溶接、クラッディング、検査および機械加工などのプロセスで役に立つ場合がある。
【００６８】
例えば、図６に示すように、いったん構成要素１１ａ、１１ｂが互いに対して整列配置されると、構成要素１１ａ、１１ｂを適所に溶接することが望ましい場合がある。構成要素支持体１３の回転体２１を使用して構成要素１１ａ、１１ｂを回転させることによって、構成要素１１ａ、１１ｂを互いに対して溶接することがより容易になる。例えば、溶接工具は、そうでない場合ほどには、移動させる必要はない。しかし、回転体２１を設けることは必須ではない。例えば、溶接工具を、構成要素１１ａ、１１ｂ間の接合部の周囲を移動させることによって溶接作業を実施することが可能であろう。
【００６９】
構成要素搬送装置１０は、部品を機械に運ぶのではなく、機械を部品に運ぶという状況で使用することができる。一構成では、同じ構成要素支持体１３によって保持された構成要素１１に複数の製造作業が行われる。構成要素支持体１３、およびそのそれぞれの構成要素１１は、工業用物品の全体が完成するまで（すなわち完全に組み立てられるまで）、互いに結合されたままであり得る。いったん原子炉圧力容器などの工業用物品が組み立てられると、送り出しのためにクレーンリフトが一度実施され得る。これにより、以前必要であったクレーンリフトの回数が減少する。
【００７０】
製造作業を実施するために使用される装置は、構成要素支持体１３を収容するように修正または設計されてもよい。これにより、製造作業中、構成要素１１を構成要素支持体１３によって保持したままにすることができる。
【００７１】
いったん構成要素１１ａ、１１ｂが互いに対して溶接されると、更なる構成要素１１ｃを追加することができる。これは、図６から図７への移行によって示される。図７は、対応する構成要素支持体１３を有する更なる構成要素搬送装置１０が、更なる構成要素１１ｃを伴っていることを示す。第３の構成要素搬送装置１２の可動台車１２は、連結部１６を介して中間の構成要素搬送装置１０と嵌合している。これにより、初期の概略の整列配置がなされる。次いで、構成要素支持体１３は精密な整列配置を行う。
【００７２】
図７に示すように、一構成において、構成要素支持体１３は、可動台車１２を離れて別の構成要素搬送装置１０の対応する可動台車１２上に移動することができるように構成されている。構成要素支持体１３を可動台車１２から分離することができる。その時、これにより、図７に示す最も左側の可動台車１２は未使用のままになる。その時、未使用の可動台車１２は解除され得る（従って別のプロセスに使用される）。
【００７３】
構成要素搬送装置１０は、可動台車１２を整列配置して一緒に連結するための連結用のフィーチャを備える。カメラ１８などのセンサ構成は、構成要素１１（例えばワークピース）間の距離およびそれらの整列配置を測定するように構成されている。一構成では、センサ構成は構成要素１１を囲むフレームに取り付けられる。構成要素支持体１３はシェル支持体とも呼ばれる。構成要素支持体１３は可動台車１２に対して移動可能である。これにより、構成要素１１を以前可能であった状態よりも、より正確に合体させることが可能になる。
【００７４】
一構成では、可動台車１２は、少なくとも２メートル、任意選択的に少なくとも４メートル、任意選択的に少なくとも５メートルの幅を有する。一構成では、可動台車１２は、最大で２０メートル、任意選択的に最大で１０メートル、任意選択的に最大で５メートルの幅を有する。一構成では、可動台車１２はおよそ４メートルの幅を有する。
【００７５】
一構成では、構成要素支持体１３は、少なくとも１メートル、任意選択的に少なくとも２メートル、任意選択的に少なくとも４メートルの幅を有する。一構成では、構成要素支持体１３は、最大で１０メートル、任意選択的に最大で５メートルの幅を有する。
【００７６】
一構成では、構成要素搬送装置１０は、可動台車１２を並べて係止することができるように構成されている。加えて、図７に示すように、例えば、可動台車１２を互いに前面で係止することができる。
【００７７】
図８に示すように、一構成では、可動台車１２は補完的なレール２３上を走行するように構成された車輪２２を備える。レール２３は、例えば工場の床に配置されてもよい。一構成では、レール２５は標準ゲージを有する。図８に示すように、一構成では、可動台車１２が走行するために２組のレール２３が互いに隣接して設けられる。しかし、２組のレール２３を設ける必要はない。例えば、一組のレール２３を設けることができる。同様に、レール２３が標準ゲージである必要はない。レール２３のゲージは、可動台車１２の幅に応じてカスタマイズすることができる。
【００７８】
図１〜図７に示すように、一構成において、構成要素搬送装置１０は、車輪２４と、補完的な操縦システムとを備える。車輪２４は、可動台車１２を動かすように構成された全方向性の車輪であり得る。
【００７９】
上述したように、可動台車１２は、補完的なレール２３上を走行するように構成された車輪２２、または車輪２４および補完的な操縦システム、を備えることができる。同様に、一構成において、構成要素支持体１３は、車輪および補完的な操縦システムを備えてもよい。
【００８０】
一構成では、構成要素支持体１３は、エンコード式のリニア誘導レールを使用して可動台車１２に対して移動する。これにより、低摩擦を有しながら、軸方向位置を正確に制御することができる。代替的な構成では、構成要素支持体１３はリニア磁気レールを使用して可動台車１２に対して移動する。
【００８１】
一構成では、嵌合する可動台車１２は、流体ロックおよびリードスクリューのうちの１つ以上を使用することによって一緒に引き寄せることができる。他の固定装置も使用してもよい。
【００８２】
一構成では、構成要素搬送装置１０はＴ溝付き機械スロットを備える。例えば、特に構成要素１１が精密な整列配置または回転を必要としない場合には、Ｔ溝付き機械スロットを適切な締付けと共に使用して、構成要素１１を構成要素搬送装置１３および／または可動台車１２に静的に保持することができる。
【００８３】
図９に示すように、一構成において、構成要素搬送装置１０は、構成要素１１にプロセスを実施できるように、構成要素１１を位置決めするために使用される。ステップＳ９１において、方法は、可動台車１２上の構成要素支持体１３によって構成要素１１を保持することを含む。ステップＳ９２において、方法は、台車１２の移動を制御することによって構成要素を粗く位置決めすることを含む。ステップＳ９３において、方法は、構成要素支持体１３の移動を台車１２に対して制御することによって構成要素１１を精密に位置決めすることを含む。ステップＳ９４において、方法は構成要素１１にプロセスを実施することを含む。
【００８４】
図１０に示すように、一構成では、構成要素搬送装置１０の移動を制御し、次いで構成要素１１ａ、１１ｂを一緒に組み立てることによって、構成要素１１ａ、１１ｂを互いに対して位置決めすることによって、工業用物品を組み立てることができる。ステップＳ１０１ａにおいて、方法は、  第１の可動台車１２上の第１の構成要素支持体１３によって工業用物品の第１の構成要素１１ａを保持することを含む。ステップＳ１０１ｂにおいて、方法は、第２の可動台車１２上の第２の構成要素支持体１３によって工業用物品の第２の構成要素１１ｂを保持することを含む。ステップＳ１０２において、方法は、台車１２の動きを制御することによって、構成要素１１を互いに対して粗く位置決めすることを含む。ステップＳ１０３において、方法は、台車１２に対する構成要素支持体１３の移動を制御することによって、構成要素１１を互いに対して精密に位置決めすることを含む。ステップＳ１０４において、方法は、構成要素１１を一緒に組み立てることを含む。
【００８５】
製造プロセスをこのように作成することにより、プロセスフローを増やすことが可能になる。持上げが計画されていたり、部品にクレーンが接近したり、機械が部品を受け取る準備が整ったりする間に、プロセスを停止する必要性が小さくなる。構成要素支持体１３をこのように構成し、かつ例えばある範囲の圧力容器セグメント用に特別に設計することにより、製造プロセスを製造速度およびプロセスフローに合わせて特別に調整することが可能になる。これにより、製造プロセスにおける時間を節約することができ、以前に可能であったよりも多くの構成要素１１を所与の工場処理量に投入することが可能になる。
【００８６】
上述の説明は原子炉圧力容器に焦点を当てているが、構成要素搬送装置１０を使用して、航空エンジンまたはジェット航空機の胴体などの組立てを必要とする、他の構成要素１１を保持および位置決めすることができる。構成要素搬送装置１０はまた、組立てを必要とする多数の大型の部分からなる、他の大型の工場製造の構成要素に適用することができる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【外国語明細書】
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