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JP6959565B2 - Remote processing equipment and remote processing method - Google Patents
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Description

本発明は、遠隔加工装置及び遠隔加工方法に関する。 The present invention relates to a remote processing apparatus and a remote processing method.

近年、狭小で人の手が届かない箇所での機械加工を実現するべく、各種の装置類が提案されている(例えば、特許文献1−2を参照)。 In recent years, various devices have been proposed in order to realize machining in a narrow and inaccessible place (see, for example, Patent Document 1-2).

特開2003−94236号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2003-94236 特開2006−15413号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2006-15413

管やその他の棒状体が集合する狭小な箇所において、特定の棒状体に機械加工を施したい場合、棒状体の隙間に機械加工用のツールを通すことになる。そして、機械加工時には、棒状体から受ける反力に耐えられるようにツールを支持する。なお、棒状体が集合する狭小な箇所としては、例えば、新型転換炉原型炉施設ふげんに用いられているような圧力管型原子炉、水管が密集するボイラーの燃焼室内、使用済み核燃料を貯蔵する燃料プールの燃料ラック、配管を多数擁する化学プラント等が挙げられる。 If you want to machine a specific rod in a narrow space where pipes and other rods gather, you have to pass a machining tool through the gap between the rods. Then, during machining, the tool is supported so that it can withstand the reaction force received from the rod-shaped body. In addition, as a narrow place where rod-shaped bodies gather, for example, a pressure tube type reactor as used in the advanced thermal reactor prototype reactor facility, a combustion chamber of a boiler where water pipes are densely packed, and spent nuclear fuel are stored. Examples include fuel racks for fuel pools and chemical plants with a large number of pipes.

しかし、棒状体が集合する狭小な箇所に、例えば、ロボットアームのような長尺の道具でツールを入れた場合、機械加工時にツールが棒状体から受ける反力に耐えるようにツールを当該長尺の道具で支持することは難しい。そこで、本願は、棒状体が密集する狭小な箇所に挿入して特定の棒状体に機械加工を施しても、棒状体から受ける反力に耐えられる遠隔加工装置及び遠隔加工方法を提供する。 However, when a tool is inserted into a narrow space where rod-shaped bodies gather, for example, with a long tool such as a robot arm, the tool is placed in such a long space so that the tool can withstand the reaction force received from the rod-shaped body during machining. It is difficult to support with the tools of. Therefore, the present application provides a remote processing device and a remote processing method that can withstand the reaction force received from the rod-shaped body even if the rod-shaped body is inserted into a narrow place where the rod-shaped body is densely processed and the specific rod-shaped body is machined.

上記課題を解決するため、本発明では、棒状体に加工を施す加工ツールを、スイング機構や捻転機構を設けたアームの先端に設けると共に、当該加工ツールから出し入れ可能な可動式の突出部材を設け、当該加工ツールで棒状体に加工を施す際は当該突出部材を突出させて他の棒状体に接触させ、反力をこれで受けることにした。 In order to solve the above problems, in the present invention, a processing tool for processing a rod-shaped body is provided at the tip of an arm provided with a swing mechanism and a twisting mechanism, and a movable protruding member that can be taken in and out of the processing tool is provided. When processing a rod-shaped body with the processing tool, the protruding member is projected to come into contact with another rod-shaped body, and the reaction force is received by this.

詳細には、本発明は、棒状体が集合する集合体の特定の棒状体に機械加工を施す遠隔加工装置であって、棒状体に加工を施す加工ツールと、加工ツールをスイングさせる第1のスイング機構を介して加工ツールが先端側に設けられたアームであり、先端側とその反対側とを相対的に捻転させる捻転機構を有する第1のアームと、第1のアームをスイングさせる第2のスイング機構を介して第1のアームが先端側に設けられた第2のアームと、加工ツールから出し入れ可能な可動式の突出部材を加工ツールから突き出し、加工ツールが機械加工を施す特定の棒状体の付近にある他の棒状体に接触させ、特定の棒状体から反力を受ける加工ツールを支持する反力受け部を備える。 Specifically, the present invention is a remote processing device that performs machining on a specific rod-shaped body of an aggregate in which rod-shaped bodies are assembled, and is a processing tool for processing the rod-shaped body and a first method of swinging the processing tool. An arm in which a machining tool is provided on the tip side via a swing mechanism, a first arm having a twisting mechanism that relatively twists the tip side and the opposite side, and a second arm that swings the first arm. A specific rod shape in which a second arm provided on the tip side of the first arm and a movable protruding member that can be taken in and out of the machining tool are projected from the machining tool via the swing mechanism of the machining tool, and the machining tool performs machining. It is provided with a reaction force receiving portion that supports a processing tool that is brought into contact with another rod-shaped body in the vicinity of the body and receives a reaction force from a specific rod-shaped body.

このような遠隔加工装置であれば、例えば、少なくとも2以上ある各アームを棒状体の隙間に集合体の側方から挿入した状態で、何れかのアームを棒状体と平行な形態にしてからスイングさせたり、アームの先端に設けられた加工ツールをスイングさせたりすることができるので、加工ツールを集合体内で適宜の位置に配置することができる。そして、加工ツールには、可動式の突出部材が設けられており、機械加工を施す際には加工対象の周
辺にある棒状体に当該突出部材が接触して加工ツールを支持するので、機械加工により反力を受ける加工ツールが動いて加工に支障を来すことが無い。
In such a remote processing device, for example, in a state where at least two or more arms are inserted into the gap of the rod-shaped body from the side of the aggregate, one of the arms is made parallel to the rod-shaped body and then swings. Since the machining tool can be made to swing or the machining tool provided at the tip of the arm can be swung, the machining tool can be arranged at an appropriate position in the assembly body. The machining tool is provided with a movable protruding member, and when machining is performed, the protruding member comes into contact with a rod-shaped body around the machining target to support the machining tool. As a result, the processing tool that receives the reaction force does not move and interfere with processing.

なお、加工ツール、第1のアーム及び第2のアームは、例えば、直線状に伸ばした状態で集合体に側方から挿入され、第1のアームは、第1のアームと第2のアームとの連結部分が集合体内に位置する状態において、棒状体と平行になるように第2のスイング機構でスイングされ、加工ツールは、第1のスイング機構のスイング方向が特定の棒状体へ向かうように捻転機構で第1のアームの先端側の向きが調整された後、特定の棒状体の方へ向くように第1のスイング機構でスイングされてもよい。加工ツールや各アームをこのように動かせば、加工ツールが集合体内の適宜の位置に配置された状態になるので、棒状体に加工ツールで加工を施すことが可能となる。 The machining tool, the first arm, and the second arm are inserted into the assembly from the side in a linearly extended state, and the first arm includes the first arm and the second arm. In the state where the connecting portion of the above is located in the assembly body, it is swung by the second swing mechanism so as to be parallel to the rod-shaped body, and the machining tool is set so that the swing direction of the first swing mechanism is directed to the specific rod-shaped body. After the orientation of the tip end side of the first arm is adjusted by the twisting mechanism, the first swing mechanism may swing so as to face a specific rod-shaped body. By moving the machining tool and each arm in this way, the machining tool is placed at an appropriate position in the assembly body, so that the rod-shaped body can be machined with the machining tool.

また、集合体は、棒状体が互いに隙間を空けて縦横に整列したものであってもよい。集合体がこのように構成されていれば、加工ツールや各アームを直線状の形態で集合体に側方から挿入することが可能となるため、加工ツールを所望の位置へ配置することが容易となる。 Further, the aggregate may be a rod-shaped body arranged vertically and horizontally with a gap between them. If the assembly is configured in this way, the machining tool and each arm can be inserted into the assembly from the side in a linear form, so that the machining tool can be easily arranged at a desired position. It becomes.

また、本発明は、方法の側面から捉えることも可能である。例えば、本発明は、棒状体が集合する集合体の特定の棒状体に機械加工を施す遠隔加工方法であって、上記の遠隔加工装置が備える加工ツール、第1のアーム及び第2のアームを、直線状に伸ばした状態で集合体に側方から挿入し、第1のアームを、第1のアームと第2のアームとの連結部分が集合体内に位置する状態において、棒状体と平行になるように第2のスイング機構でスイングし、加工ツールを、第1のスイング機構のスイング方向が特定の棒状体へ向かうように捻転機構で第1のアームの先端側の向きが調整された後、特定の棒状体の方へ向くように第1のスイング機構でスイングするものであってもよい。 The present invention can also be grasped from the aspect of the method. For example, the present invention is a remote processing method for machining a specific rod-shaped body of an aggregate in which rod-shaped bodies are assembled, and the processing tool, the first arm and the second arm provided in the above-mentioned remote processing apparatus are provided. , Inserted into the assembly from the side in a linearly extended state, and the first arm is parallel to the rod-shaped body in a state where the connecting portion between the first arm and the second arm is located in the assembly. After swinging with the second swing mechanism so that the machining tool is adjusted by the twisting mechanism so that the swing direction of the first swing mechanism is directed to a specific rod-shaped body, the direction of the tip side of the first arm is adjusted. , It may swing by the first swing mechanism so as to face a specific rod-shaped body.

上記の遠隔加工装置及び遠隔加工方法であれば、棒状体が密集する狭小な箇所に挿入して特定の棒状体に機械加工を施しても、棒状体から受ける反力に耐えられる。 With the above-mentioned remote processing device and remote processing method, even if a specific rod-shaped body is machined by inserting it into a narrow place where the rod-shaped bodies are densely packed, it can withstand the reaction force received from the rod-shaped body.

図1は、実施形態に係る試料採取装置を示した図である。FIG. 1 is a diagram showing a sampling device according to an embodiment. 図2は、試料採取装置の各部の詳細を示した図である。FIG. 2 is a diagram showing details of each part of the sampling device. 図3は、試料採取装置が実現可能な動作を示した図である。FIG. 3 is a diagram showing a feasible operation of the sampling device. 図4は、試料採取装置の適用対象物の一例を示した図である。FIG. 4 is a diagram showing an example of an application object of the sampling device. 図5は、原子炉の内部構造を側方から示した全体構成図である。FIG. 5 is an overall configuration diagram showing the internal structure of the reactor from the side. 図6は、原子炉の内部構造を上方から示した部分拡大図である。FIG. 6 is a partially enlarged view showing the internal structure of the reactor from above. 図7は、制御棒案内管の試料を採取する際の試料採取装置の動作例を示した図である。FIG. 7 is a diagram showing an operation example of the sampling device when collecting a sample of the control rod guide tube. 図8は、試料の採取準備が整った状態の加工ツールを示した図である。FIG. 8 is a diagram showing a processing tool in a state where the sample is ready to be collected. 図9は、防振板の試料を採取する際の試料採取装置の動作例を示した図である。FIG. 9 is a diagram showing an operation example of the sampling device when collecting a sample of the vibration isolator. 図10は、試料の採取準備が整った状態の加工ツールを示した図である。FIG. 10 is a diagram showing a processing tool in a state where the sample is ready to be collected.

以下、本願発明の実施形態について説明する。以下に示す実施形態は、本願発明の一態様であり、本願発明の技術的範囲を以下の態様に限定するものではない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described. The embodiments shown below are one aspect of the present invention, and the technical scope of the present invention is not limited to the following aspects.

図1は、実施形態に係る試料採取装置を示した図である。試料採取装置1は、棒状体が集合する集合体の特定の棒状体に機械加工を施す遠隔加工装置であり、図1に示すように
、加工ツール2、アーム3(本願でいう「第1のアーム」の一例である)、アーム4(本願でいう「第2のアーム」の一例である)を備える。試料採取装置1は、オペレータが操作する操作盤を通じて遠隔操作される。加工ツール2には、加工ツール2付近の様子をオペレータの監視モニタに映す撮像手段が設けられていてもよい。
FIG. 1 is a diagram showing a sampling device according to an embodiment. The sampling device 1 is a remote processing device that performs machining on a specific rod-shaped body in which rod-shaped bodies are assembled, and as shown in FIG. 1, a processing tool 2 and an arm 3 (“first” in the present application). It is provided with an arm (an example of an "arm") and an arm 4 (an example of a “second arm” referred to in the present application). The sampling device 1 is remotely controlled through an operation panel operated by an operator. The processing tool 2 may be provided with an imaging means for displaying the state of the vicinity of the processing tool 2 on the monitor of the operator.

図2は、試料採取装置1の各部の詳細を示した図である。試料採取装置1の先端部分を形成する加工ツール2は、ボディ20、刃物21、ストッパ22、反力受23(本願でいう「反力受け部」の一例である)、軸24(本願でいう「第1のスイング機構」の一例である)を備える。ボディ20は、軸24を介してアーム3の先端に設けられている。ボディ20には、駆動装置類が連結されており、軸24を中心に約90度の範囲内で遠隔操作によりスイング可能である。ボディ20には、刃物21を回転駆動させ、刃物21や反力受23を出し入れする機構が内蔵されている。刃物21は、回転式の切削刃であり、例えば、棒状体を切削し、切削によって切り出した試料を収容する機能を発揮する。ストッパ22は、切削中の刃物21が棒状体へ過剰に食い込むのを抑制する役割を果たす部材であり、切削対象の棒状体に接触することで刃物21と棒状体との位置関係を適当に保つ。反力受23は、ボディ20の外周面において周方向沿いに90度毎に均等配置されている部材であり、遠隔操作によりボディ20の外周面から突き出たり引っ込んだりする。反力受23は、刃物21が棒状体を切削する際、加工ツール2が棒状体から受ける反力で動かないよう、試料採取装置1が用いられる箇所の構造物に接触する部材であり、当該構造物の寸法に合わせて突出量や突出箇所が設計されている。なお、加工ツール2は軸24を含んでおり、軸24を中心に回転するのはボディ20であって軸24ではないが、説明の便宜上、以下においてはボディ20が軸24を中心に回転することを加工ツール2の回転と表現する場合がある。 FIG. 2 is a diagram showing details of each part of the sampling device 1. The processing tool 2 for forming the tip portion of the sampling device 1 includes a body 20, a blade 21, a stopper 22, a reaction force receiver 23 (an example of the “reaction force receiver” in the present application), and a shaft 24 (referred to in the present application). It is an example of a "first swing mechanism"). The body 20 is provided at the tip of the arm 3 via the shaft 24. Drive devices are connected to the body 20, and the body 20 can be swung by remote control within a range of about 90 degrees around the shaft 24. The body 20 has a built-in mechanism for rotationally driving the blade 21 to move the blade 21 and the reaction force receiver 23 in and out. The blade 21 is a rotary cutting blade, and exhibits, for example, a function of cutting a rod-shaped body and accommodating a sample cut out by cutting. The stopper 22 is a member that plays a role of suppressing excessive biting of the cutting tool 21 into the rod-shaped body during cutting, and keeps the positional relationship between the cutting tool 21 and the rod-shaped body appropriately by coming into contact with the rod-shaped body to be cut. .. The reaction force receiver 23 is a member that is evenly arranged at 90 degree intervals along the circumferential direction on the outer peripheral surface of the body 20, and protrudes or retracts from the outer peripheral surface of the body 20 by remote control. The reaction force receiver 23 is a member that comes into contact with the structure at the place where the sampling device 1 is used so that the processing tool 2 does not move due to the reaction force received from the rod-shaped body when the cutting tool 21 cuts the rod-shaped body. The amount of protrusion and the location of protrusion are designed according to the dimensions of the structure. The machining tool 2 includes a shaft 24, and it is the body 20 that rotates about the shaft 24, not the shaft 24. However, for convenience of explanation, the body 20 rotates about the shaft 24 in the following. This may be expressed as the rotation of the processing tool 2.

また、先端に加工ツール2が設けられたアーム3は、アームボディ31、軸32、シリンダ33を備える。アームボディ31は、アーム4の先端に軸32(本願でいう「第1のスイング機構」の一例である)を介して延設される棒状体である。アームボディ31は、アームボディ31を長手方向に伸縮させる機構を内蔵しており、遠隔操作によって伸縮可能である。また、アームボディ31は、加工ツール2が設けられている先端側と、アーム4が設けられている側とを相対的に捻転させる機構を内蔵しており、遠隔操作によって捻転可能である。また、アームボディ31は、遠隔操作によって伸縮されるシリンダ33により、軸32を中心に90度の範囲で回転可能である。なお、アーム3はアームボディ31の他に軸32とシリンダ33を含んでおり、軸32を中心に回転するのはアームボディ31であって軸32やシリンダ33ではないが、説明の便宜上、以下においてはアームボディ31が軸32を中心に回転することをアーム3の回転と表現する場合がある。 Further, the arm 3 provided with the processing tool 2 at the tip includes an arm body 31, a shaft 32, and a cylinder 33. The arm body 31 is a rod-shaped body extending from the tip of the arm 4 via a shaft 32 (an example of the “first swing mechanism” referred to in the present application). The arm body 31 has a built-in mechanism for expanding and contracting the arm body 31 in the longitudinal direction, and can be expanded and contracted by remote control. Further, the arm body 31 has a built-in mechanism for relatively twisting the tip side on which the processing tool 2 is provided and the side on which the arm 4 is provided, and can be twisted by remote control. Further, the arm body 31 can be rotated in a range of 90 degrees around the shaft 32 by a cylinder 33 that is expanded and contracted by remote control. The arm 3 includes a shaft 32 and a cylinder 33 in addition to the arm body 31, and it is the arm body 31 that rotates about the shaft 32, not the shaft 32 or the cylinder 33. In the above, the rotation of the arm body 31 around the shaft 32 may be expressed as the rotation of the arm 3.

また、先端にアーム3が設けられたアーム4は、アームボディ40とクランプシリンダ41と突起42を備える。アームボディ40は、アームボディ31と同様、遠隔操作によってアームボディ40を長手方向に伸縮させる機構を内蔵する伸縮可能な棒状体である。また、アームボディ40は、アームボディ40が挿入される管の内周面を押圧することにより、試料採取装置1全体の姿勢を保持するクランプシリンダ41を備える。クランプシリンダ41は、遠隔操作によってアームボディ40の外周面から突き出たり引っ込んだりする。突起42は、クランプシリンダ41の突出方向からアームボディ40の中心軸回りに120度傾く方向へ向かって突出する突起であり、アームボディ40が挿入される管の内周面をクランプシリンダ41が押圧する際、当該内周面に接触する。 Further, the arm 4 provided with the arm 3 at the tip includes an arm body 40, a clamp cylinder 41, and a protrusion 42. Like the arm body 31, the arm body 40 is a stretchable rod-shaped body having a built-in mechanism for expanding and contracting the arm body 40 in the longitudinal direction by remote control. Further, the arm body 40 includes a clamp cylinder 41 that holds the posture of the entire sampling device 1 by pressing the inner peripheral surface of the tube into which the arm body 40 is inserted. The clamp cylinder 41 protrudes or retracts from the outer peripheral surface of the arm body 40 by remote control. The protrusion 42 is a protrusion that protrudes from the protruding direction of the clamp cylinder 41 in a direction inclined by 120 degrees around the central axis of the arm body 40, and the clamp cylinder 41 presses the inner peripheral surface of the pipe into which the arm body 40 is inserted. When doing so, it comes into contact with the inner peripheral surface.

図3は、試料採取装置1が実現可能な動作を示した図である。試料採取装置1は、図3(1)に示すように、アーム3やアーム4を伸縮可能である。また、試料採取装置1は、図3(2)に示すように、アーム3を捻転可能である。また、試料採取装置1は、図3(3)に示すように、軸24を中心に加工ツール2が回転したり、軸32を中心にアーム3
が回転したりすることにより、軸24や軸32の部分で屈曲可能である。試料採取装置1は、このような動作を実現できるため、例えば、以下に例示するように、棒状体が密集する狭小な箇所に挿入し、特定の棒状体に機械加工を施すことができる。
FIG. 3 is a diagram showing a feasible operation of the sampling device 1. As shown in FIG. 3 (1), the sampling device 1 can expand and contract the arm 3 and the arm 4. Further, as shown in FIG. 3 (2), the sampling device 1 can twist the arm 3. Further, in the sampling device 1, as shown in FIG. 3 (3), the processing tool 2 rotates around the shaft 24, and the arm 3 is centered around the shaft 32.
Can be bent at the shaft 24 and the shaft 32 by rotating. Since the sampling device 1 can realize such an operation, for example, as illustrated below, the sampling device 1 can be inserted into a narrow place where rod-shaped bodies are densely packed, and a specific rod-shaped body can be machined.

図4は、試料採取装置1の適用対象物の一例を示した図である。試料採取装置1は、例えば、日本国福井県にある新型転換炉原型炉施設ふげんの原子炉100から試料を採取する際に用いることが可能である。新型転換炉原型炉施設ふげんの原子炉100は、圧力管型の原子炉であり、図4に示すように、炉心タンク101、炉心タンク101における核反応によって放射される放射線を遮る遮蔽体102U,102S,102Bを備える。遮蔽体102Sには、原子炉100の通常運転中に原子炉100内に供給されるヘリウムガスを原子炉100の内外で循環させるヘリウム循環系のヘリウム配管102SPが、原子炉100の内部へ物理的にアクセス可能な経路の一つとして備わっている。長年使用された原子炉100内の放射線量は比較的高い。よって、解体する原子炉100の放射能インベントリの評価に用いる原子炉100内の構造物の試料を、作業者の被ばく量を可及的に抑制しながら採取することが求められる。 FIG. 4 is a diagram showing an example of an application object of the sampling device 1. The sampling device 1 can be used, for example, when sampling from the reactor 100 of the Advanced Thermal Reactor prototype reactor facility Fugen in Fukui Prefecture, Japan. Advanced Thermal Reactor Prototype Reactor Facility Fugen's reactor 100 is a pressure tube type reactor, and as shown in FIG. 4, a shield 102U that blocks radiation emitted by a nuclear reaction in the core tank 101 and the core tank 101. , 102S, 102B. In the shield 102S, a helium pipe 102SP of a helium circulation system that circulates helium gas supplied into the reactor 100 inside and outside the reactor 100 during normal operation of the reactor 100 physically enters the inside of the reactor 100. It is provided as one of the accessible routes to. The radiation dose in the reactor 100 that has been used for many years is relatively high. Therefore, it is required to collect a sample of the structure in the reactor 100 used for evaluating the radioactivity inventory of the reactor 100 to be dismantled while suppressing the exposure dose of the operator as much as possible.

図5は、原子炉100の内部構造を側方から示した全体構成図である。また、図6は、原子炉100の内部構造を上方から示した部分拡大図である。原子炉100は、運転中に内部が重水とヘリウムで満たされるカランドリアタンク103を、外側から遮蔽体102U,102S,102Bで覆う構造となっている。そして、炉心タンク101は、カランドリアタンク103の中に立設されている。また、原子炉100は、燃料集合体が各々装荷される224本の圧力管105が原子炉100の中心部を上下に貫通する構造を有する。圧力管105は、図6を見ると判るように、互いに隙間を空けて縦横に規則正しく整列している。圧力管105は、カランドリア管104に挿通されており、カランドリア管104と共に二重管構造を形成する。原子炉100の中心部には、カランドリア管104や圧力管105の他に、原子炉100内に抜き差しされる制御棒を案内するための制御棒案内管106が49本設けられている。制御棒案内管106は、カランドリア管104の隙間に配置されており、原子炉100の中心部の適当な箇所に離散配置されている。また、原子炉100の中心部には、核計装として用いる中性子検出器を案内するための中性子検出器案内管108が適当な箇所に離散配置されている。カランドリア管104や制御棒案内管106は、炉心タンク101の中で水平に配設された管板状の防振板107により、上下方向における中央部付近が側方から固定されている。 FIG. 5 is an overall configuration diagram showing the internal structure of the reactor 100 from the side. Further, FIG. 6 is a partially enlarged view showing the internal structure of the reactor 100 from above. The reactor 100 has a structure in which a calandria tank 103 whose inside is filled with heavy water and helium during operation is covered with shields 102U, 102S, 102B from the outside. The core tank 101 is erected in the calandria tank 103. Further, the reactor 100 has a structure in which 224 pressure pipes 105, each loaded with a fuel assembly, penetrate the central portion of the reactor 100 up and down. As can be seen from FIG. 6, the pressure pipes 105 are regularly arranged vertically and horizontally with a gap between them. The pressure pipe 105 is inserted through the Kalandria pipe 104 and forms a double pipe structure together with the Kalandria pipe 104. In addition to the calandria pipe 104 and the pressure pipe 105, 49 control rod guide pipes 106 for guiding the control rods inserted into and removed from the reactor 100 are provided in the center of the reactor 100. The control rod guide pipes 106 are arranged in the gaps of the Calandria pipes 104, and are discretely arranged at appropriate locations in the center of the reactor 100. Further, in the central portion of the reactor 100, neutron detector guide tubes 108 for guiding the neutron detector used as the nuclear instrument are discretely arranged at appropriate positions. The calandria pipe 104 and the control rod guide pipe 106 are fixed from the side in the vicinity of the central portion in the vertical direction by a pipe plate-shaped vibration isolator 107 horizontally arranged in the core tank 101.

カランドリア管104、圧力管105、制御棒案内管106は、何れも本願でいう「棒状体」の一例である。また、カランドリア管104、圧力管105、制御棒案内管106は、何れも原子炉100の中心部に集合しているため、本願でいう「集合体」の一例に相当する形態を構成する。 The calandria pipe 104, the pressure pipe 105, and the control rod guide pipe 106 are all examples of the "rod-shaped body" referred to in the present application. Further, since the calandria pipe 104, the pressure pipe 105, and the control rod guide pipe 106 are all gathered at the central portion of the reactor 100, they form a form corresponding to an example of the “aggregate” referred to in the present application.

試料採取装置1は、このような構造を有する原子炉100に側方から挿入され、制御棒案内管106の一部を試料として採取することが可能である。すなわち、試料採取装置1は、原子炉100の内部にヘリウム配管102SPから挿入される。そして、カランドリア管104の隙間を通りながら特定の制御棒案内管106に加工ツール2を近づけ、制御棒案内管106を切削して制御棒案内管106の一部を試料として採取する。試料採取装置1は、試料を採取した後、ヘリウム配管102SPから引き抜かれる。 The sampling device 1 is inserted into the reactor 100 having such a structure from the side, and a part of the control rod guide tube 106 can be sampled as a sample. That is, the sampling device 1 is inserted into the reactor 100 from the helium pipe 102SP. Then, the processing tool 2 is brought close to the specific control rod guide pipe 106 while passing through the gap of the calandria pipe 104, the control rod guide pipe 106 is cut, and a part of the control rod guide pipe 106 is collected as a sample. After collecting the sample, the sampling device 1 is pulled out from the helium pipe 102SP.

なお、図4や図5に示す原子炉100の構造から明らかなように、試料採取装置1をヘリウム配管102SPから挿入しても、炉心タンク101が障害物となり、試料採取装置1の加工ツール2を制御棒案内管106に近づけることができない。そこで、試料採取装置1の使用に際しては、棒状体の先端にレーザ切断装置を取り付けた装置をヘリウム配管102SPから挿入し、炉心タンク101に試料採取装置1が通過可能な大きさの孔を予
め穿孔する作業が行われた後に、試料採取装置1の使用が開始される。以下、試料採取装置1の動作例について説明する。
As is clear from the structure of the reactor 100 shown in FIGS. 4 and 5, even if the sampling device 1 is inserted from the helium pipe 102SP, the core tank 101 becomes an obstacle and the processing tool 2 of the sampling device 1 Cannot be brought close to the control rod guide pipe 106. Therefore, when using the sampling device 1, a device having a laser cutting device attached to the tip of the rod-shaped body is inserted from the helium pipe 102SP, and a hole having a size that allows the sampling device 1 to pass is pre-drilled in the core tank 101. After the work is performed, the sampling device 1 is started to be used. Hereinafter, an operation example of the sampling device 1 will be described.

図7は、制御棒案内管106の試料を採取する際の試料採取装置1の動作例を示した図である。原子炉100内に整列するカランドリア管104の間隔は、試料採取装置1の先端に設けられているツール2の長手方向の長さよりも狭い。よって、各カランドリア管104の隙間に挿入されたツール2の姿勢を自由に動かすことはできない。そこで、試料採取装置1は、例えば、オペレータによって以下のように動かされる。 FIG. 7 is a diagram showing an operation example of the sampling device 1 when collecting a sample of the control rod guide tube 106. The distance between the Calandria tubes 104 aligned in the reactor 100 is narrower than the longitudinal length of the tool 2 provided at the tip of the sampling device 1. Therefore, the posture of the tool 2 inserted in the gap of each Kalandria tube 104 cannot be freely moved. Therefore, the sampling device 1 is operated by an operator, for example, as follows.

例えば、試料採取装置1を使って原子炉100から制御棒案内管106の試料を取り出す場合は、ヘリウム配管102SPから試料採取装置1を原子炉100内へ挿入する(図7(1)を参照)。そして、ヘリウム配管102SPが設けられている箇所よりも上側から制御棒案内管106の試料を取り出したい場合には、クランプシリンダ41を突出させてアーム4をヘリウム配管102SPに固定した後、軸32を中心にアーム3を90度回転させてアーム3の先端を上に向け、アーム3を垂直に立てる(図7(2A)を参照)。そして、アーム3の捻転角度を適当に調整した後、軸24を中心に加工ツール2を90度回転させて加工ツール2の先端を制御棒案内管106の方へ横向きにする(図7(2B)を参照)。加工ツール2の先端が制御棒案内管106の方へ向くと、加工ツール2の先端に設けられているストッパ22が制御棒案内管106に接触する。 For example, when the sample of the control rod guide tube 106 is taken out from the reactor 100 by using the sampling device 1, the sampling device 1 is inserted into the reactor 100 from the helium pipe 102SP (see FIG. 7 (1)). .. Then, when it is desired to take out the sample of the control rod guide pipe 106 from above the place where the helium pipe 102SP is provided, the clamp cylinder 41 is projected, the arm 4 is fixed to the helium pipe 102SP, and then the shaft 32 is attached. Rotate the arm 3 90 degrees to the center, turn the tip of the arm 3 upward, and stand the arm 3 vertically (see FIG. 7 (2A)). Then, after appropriately adjusting the twist angle of the arm 3, the machining tool 2 is rotated 90 degrees around the shaft 24 so that the tip of the machining tool 2 is turned sideways toward the control rod guide tube 106 (FIG. 7 (2B). )). When the tip of the machining tool 2 faces the control rod guide tube 106, the stopper 22 provided at the tip of the machining tool 2 comes into contact with the control rod guide tube 106.

また、ヘリウム配管102SPが設けられている箇所と同じ高さで制御棒案内管106の試料を取り出したい場合には、ヘリウム配管102SPから試料採取装置1を原子炉100内へ挿入した後(図7(1)を参照)、アーム3の捻転角度を適当に調整し、軸24を中心に加工ツール2を90度回転させて加工ツール2の先端を上または下へ向ける(図7(3A)を参照)。そして、アーム3を90度捻転させ、加工ツール2の先端を制御棒案内管106の方へ横向きにする(図7(3B)を参照)。加工ツール2の先端が制御棒案内管106の方へ向くと、加工ツール2の先端に設けられているストッパ22が制御棒案内管106に接触する。 Further, when it is desired to take out the sample of the control rod guide pipe 106 at the same height as the place where the helium pipe 102SP is provided, after inserting the sampling device 1 into the reactor 100 from the helium pipe 102SP (FIG. 7). (Refer to (1)), adjust the twist angle of the arm 3 appropriately, rotate the machining tool 2 90 degrees around the shaft 24, and turn the tip of the machining tool 2 upward or downward (FIG. 7 (3A). reference). Then, the arm 3 is twisted 90 degrees so that the tip of the machining tool 2 is turned sideways toward the control rod guide tube 106 (see FIG. 7 (3B)). When the tip of the machining tool 2 faces the control rod guide tube 106, the stopper 22 provided at the tip of the machining tool 2 comes into contact with the control rod guide tube 106.

図8は、試料の採取準備が整った状態の加工ツール2を示した図である。例えば、ヘリウム配管102SPが設けられている箇所と同じ高さで制御棒案内管106の試料を取り出す場合、試料採取装置1が最終的に図7(3B)に示したような形態になるため、加工ツール2は、図8に示すように、横向きに延在する状態のアーム3に支持された状態となっている。加工ツール2がこのように制御棒案内管106の方へ先端を向けた状態で配置された後は、反力受23がボディ20の外周面から突き出される。反力受23の突出量や突出箇所は制御棒案内管106や制御棒案内管106の周囲のカランドリア管104の寸法に合わせて設計されているため、ボディ20の外周面から突き出た反力受23は、カランドリア管104の外周面に接触する。加工ツール2の先端にあるストッパ22が制御棒案内管106に接触しているため、反力受23がボディ20の外周面から突き出ることにより、加工ツール2は、加工ツール2の左右両側へ突出してカランドリア管104に各々接触する2つの反力受23と、制御棒案内管106に接触するストッパ22の三カ所で三点支持されて固定状態になる。この状態で刃物21の駆動装置が作動し、刃物21が回転しながら制御棒案内管106を切削することにより、制御棒案内管106の試料の取り出しが行われる。刃物21の切削により加工ツール2が制御棒案内管106から反力を受けても、反力受23が反力に抗して加工ツール2を固定しているため、刃物21による切削が安定的に行われる。 FIG. 8 is a diagram showing a processing tool 2 in a state in which a sample is ready to be collected. For example, when the sample of the control rod guide tube 106 is taken out at the same height as the place where the helium pipe 102SP is provided, the sampling device 1 finally has the form shown in FIG. 7 (3B). As shown in FIG. 8, the machining tool 2 is in a state of being supported by an arm 3 extending laterally. After the machining tool 2 is arranged in such a state that the tip is directed toward the control rod guide pipe 106, the reaction force receiver 23 is projected from the outer peripheral surface of the body 20. Since the protruding amount and protruding portion of the reaction force receiver 23 are designed according to the dimensions of the control rod guide pipe 106 and the calandria pipe 104 around the control rod guide pipe 106, the reaction force receiver protruding from the outer peripheral surface of the body 20 23 comes into contact with the outer peripheral surface of the Calandria tube 104. Since the stopper 22 at the tip of the machining tool 2 is in contact with the control rod guide pipe 106, the reaction force receiver 23 protrudes from the outer peripheral surface of the body 20, so that the machining tool 2 protrudes to both the left and right sides of the machining tool 2. It is supported at three points by two reaction force receivers 23 that come into contact with the calandria pipe 104 and a stopper 22 that comes into contact with the control rod guide pipe 106, and is in a fixed state. In this state, the drive device of the blade 21 operates, and the control rod guide pipe 106 is cut while the blade 21 rotates, so that the sample of the control rod guide pipe 106 is taken out. Even if the machining tool 2 receives a reaction force from the control rod guide pipe 106 due to the cutting of the cutting tool 21, the reaction force receiver 23 fixes the machining tool 2 against the reaction force, so that the cutting by the cutting tool 21 is stable. It is done in.

刃物21による制御棒案内管106の切削が完了し、制御棒案内管106の試料が刃物21の中に収容された後は、反力受23がボディ20の外周面から引っ込み、図7を使って上述したのと逆の手順で試料採取装置1が原子炉100から引き抜かれる。 After the cutting of the control rod guide tube 106 by the blade 21 is completed and the sample of the control rod guide tube 106 is housed in the blade 21, the reaction force receiver 23 retracts from the outer peripheral surface of the body 20, and FIG. 7 is used. The sampling device 1 is withdrawn from the reactor 100 in the reverse procedure of the above.

なお、例えば、ヘリウム配管102SPが設けられている箇所よりも上側から制御棒案内管106の試料が取り出される場合には、試料採取装置1が図7(2B)に示したような形態になるため、加工ツール2は、垂直に立った状態のアーム3に支持された状態となり、図8とは少々異なる状態になるが、制御棒案内管106やカランドリア管104と加工ツール2との位置関係は基本的に同じであり、刃物21が制御棒案内管106を切削する際の加工ツール2の固定状態も上述と同様である。 For example, when the sample of the control rod guide tube 106 is taken out from above the place where the helium pipe 102SP is provided, the sampling device 1 has the form shown in FIG. 7 (2B). The machining tool 2 is supported by the arm 3 in a vertically standing state, which is slightly different from that in FIG. 8, but the positional relationship between the control rod guide pipe 106 and the calandria pipe 104 and the machining tool 2 is It is basically the same, and the fixed state of the machining tool 2 when the cutting tool 21 cuts the control rod guide pipe 106 is also the same as described above.

試料採取装置1は、このように、カランドリア管104が密集する狭小な原子炉100内に挿入して特定の制御棒案内管106に切削加工を施しても、制御棒案内管106から受ける反力に耐えて刃物21による切削を安定的に行うことができる。 Even if the sampling device 1 is inserted into the narrow reactor 100 in which the calandria pipes 104 are densely packed and the specific control rod guide pipe 106 is machined in this way, the reaction force received from the control rod guide pipe 106 is received. It is possible to stably perform cutting with the cutting tool 21.

なお、本実施形態では、機械加工の一例として刃物21による切削加工を例示したが、試料採取装置1は、切削以外の機械加工を行うものであってもよい。切削以外の機械加工としては、例えば、研削、押圧、溶接、放電加工、レーザ加工、その他各種の機械加工が挙げられる。 In this embodiment, cutting with a cutting tool 21 is illustrated as an example of machining, but the sampling device 1 may perform machining other than cutting. Machining other than cutting includes, for example, grinding, pressing, welding, electric discharge machining, laser machining, and various other types of machining.

ところで、試料採取装置1は、制御棒案内管106の試料を取り出す形態に限定されるものではない。試料採取装置1は、一部の形態を変更することにより、例えば、防振板107の試料の取り出しに用いることも可能である。 By the way, the sampling device 1 is not limited to the form of taking out the sample of the control rod guide tube 106. The sampling device 1 can be used, for example, for taking out a sample from the anti-vibration plate 107 by changing a part of the form.

図9は、防振板107の試料を採取する際の試料採取装置1の動作例を示した図である。防振板107の試料を取り出す場合、防振板107からヘリウム配管102SPまでの高さに合うように、上記加工ツール2の寸法を改変した加工ツール2’が用意される。試料採取装置1を使って原子炉100から防振板107の試料を取り出す場合は、ヘリウム配管102SPから試料採取装置1を原子炉100内へ挿入する(図9(1)を参照)。そして、アーム3の捻転角度を適当に調整した後、軸24を中心に加工ツール2’を90度回転させて加工ツール2’の先端を防振板107の方へ下向きにする(図8(2)を参照)。加工ツール2’の先端が防振板107の方へ向くと、加工ツール2’の先端に設けられているストッパ22が防振板107に接触する。 FIG. 9 is a diagram showing an operation example of the sampling device 1 when collecting a sample of the vibration isolator 107. When taking out the sample of the anti-vibration plate 107, a processing tool 2'in which the dimensions of the processing tool 2 are modified so as to match the height from the anti-vibration plate 107 to the helium pipe 102SP is prepared. When the sample of the vibration isolator 107 is taken out from the reactor 100 by using the sampling device 1, the sampling device 1 is inserted into the reactor 100 from the helium pipe 102SP (see FIG. 9 (1)). Then, after appropriately adjusting the twist angle of the arm 3, the machining tool 2'is rotated 90 degrees around the shaft 24 so that the tip of the machining tool 2'is directed downward toward the vibration isolator 107 (FIG. 8 (FIG. 8). See 2)). When the tip of the machining tool 2'directs toward the anti-vibration plate 107, the stopper 22 provided at the tip of the machining tool 2'comes into contact with the anti-vibration plate 107.

図10は、試料の採取準備が整った状態の加工ツール2’を示した図である。防振板107の試料を取り出す場合、試料採取装置1が最終的に図9(2)に示したような形態になるため、加工ツール2’は、図10に示すように、横向きに延在する状態のアーム3と、ストッパ22が接触する防振板107に支持された状態となっている。この状態で反力受23がボディ20の外周面から突き出されると、反力受23がカランドリア管104の外周面に接触し、加工ツール2’が固定された状態になる。この状態で刃物21の駆動装置が作動し、刃物21が回転しながら防振板107を切削することにより、防振板107の試料の取り出しが行われる。刃物21の切削により加工ツール2’が防振板107から反力を受けても、反力受23が反力に抗して加工ツール2’を固定しているため、刃物21による切削が安定的に行われる。 FIG. 10 is a diagram showing a processing tool 2'in a state in which a sample is ready to be collected. When the sample of the anti-vibration plate 107 is taken out, the sampling device 1 finally has the form shown in FIG. 9 (2), so that the processing tool 2'extends sideways as shown in FIG. The arm 3 is in a state of being supported by the anti-vibration plate 107 in which the stopper 22 is in contact with the arm 3. When the reaction force receiver 23 is projected from the outer peripheral surface of the body 20 in this state, the reaction force receiver 23 comes into contact with the outer peripheral surface of the calandria tube 104, and the machining tool 2'is fixed. In this state, the driving device of the blade 21 operates, and the vibration-proof plate 107 is cut while the blade 21 rotates, so that the sample of the vibration-proof plate 107 is taken out. Even if the machining tool 2'receives a reaction force from the anti-vibration plate 107 due to the cutting of the cutting tool 21, the reaction force receiver 23 fixes the machining tool 2'against the reaction force, so that the cutting by the cutting tool 21 is stable. Is done.

刃物21による防振板107の切削が完了し、防振板107の試料が刃物21の中に収容された後は、反力受23がボディ20の外周面から引き込まれ、図9を使って上述したのと逆の手順で試料採取装置1が原子炉100から引き抜かれる。 After the cutting of the anti-vibration plate 107 by the blade 21 is completed and the sample of the anti-vibration plate 107 is housed in the blade 21, the reaction force receiver 23 is pulled in from the outer peripheral surface of the body 20, and using FIG. The sampling device 1 is withdrawn from the reactor 100 in the reverse procedure of the above.

試料採取装置1は、このように、カランドリア管104が密集する狭小な原子炉100内に挿入して特定の防振板107に切削加工を施しても、防振板107から受ける反力に耐えて刃物21による切削を安定的に行うことができる。 The sampling device 1 withstands the reaction force received from the vibration isolator 107 even if it is inserted into the narrow reactor 100 in which the calandria pipes 104 are densely packed and the specific vibration isolator 107 is machined in this way. Cutting with the cutting tool 21 can be performed stably.

また、試料採取装置1は、制御棒案内管106や防振板107の他、試料採取装置1の一部の形態を適宜変更することにより、炉心タンク101やカランドリア管104、圧力管105、その他の原子炉100各部の試料の取り出しに用いることも可能である。試料採取装置1を炉心タンク101の試料採取に適用する場合には、例えば、吸着方式で加工ツール2を炉心タンク101に吸着させる機構を反力受として加工ツール2の先端に設け、加工ツール2が受ける反力に対し、吸着力で耐えるようにしてもよい。吸着方式による反力受は、炉心タンク101のみならず、例えば、防振板107のような平板にも適用することができる。 Further, in the sampling device 1, in addition to the control rod guide pipe 106 and the vibration isolation plate 107, the core tank 101, the calandria pipe 104, the pressure pipe 105, and the like can be obtained by appropriately changing a part of the sample collecting device 1. It is also possible to use it for taking out a sample of each part of the reactor 100 of the above. When the sampling device 1 is applied to sampling the core tank 101, for example, a mechanism for adsorbing the processing tool 2 to the core tank 101 by a suction method is provided at the tip of the processing tool 2 as a reaction force receiver, and the processing tool 2 is provided. The reaction force received by the sample may be withstood by the adsorption force. The reaction force receiver by the suction method can be applied not only to the core tank 101 but also to a flat plate such as a vibration isolation plate 107.

1・・試料採取装置:2,2’・・加工ツール:3,4・・アーム:20・・ボディ:21・・刃物:22・・ストッパ:23・・反力受:24・・軸:31・・アームボディ:32・・軸:33・シリンダ:40・・アームボディ:41・・クランプシリンダ:42・・突起:100・・原子炉:101・・炉心タンク:102U,102S,102B・・遮蔽体:102SP・・ヘリウム配管:103・・カランドリアタンク:104・・カランドリア管:105・・圧力管:106・・制御棒案内管:107・・防振板:108・・中性子検出器案内管 1 ・ ・ Sampling device: 2,2'・ ・ Processing tool: 3,4 ・ ・ Arm: 20 ・ ・ Body: 21 ・ ・ Blade: 22 ・ ・ Stopper: 23 ・ ・ Reaction force receiver: 24 ・ ・ Axis: 31 ・ ・ Arm body: 32 ・ ・ Axis: 33 ・ Cylinder: 40 ・ ・ Arm body: 41 ・ ・ Clamp cylinder: 42 ・ ・ Protrusion: 100 ・ ・ Reactor: 101 ・ ・ Core tank: 102U, 102S, 102B ・・ Shield: 102SP ・ ・ Helium piping: 103 ・ ・ Calandria tank: 104 ・ ・ Calandria tube: 105 ・ ・ Pressure rod: 106 ・ ・ Control rod guide tube: 107 ・ ・ Anti-vibration plate: 108 ・ ・ Neutron detector Information pipe

Claims (4)

棒状体が集合する集合体の特定の棒状体に機械加工を施す遠隔加工装置であって、
前記棒状体に加工を施す加工ツールと、
前記加工ツールをスイングさせる第1のスイング機構を介して前記加工ツールが先端側に設けられたアームであり、先端側とその反対側とを相対的に捻転させる捻転機構を有する第1のアームと、
前記第1のアームをスイングさせる第2のスイング機構を介して前記第1のアームが先端側に設けられた第2のアームと、
前記加工ツールから出し入れ可能な可動式の突出部材を前記加工ツールから突き出し、前記加工ツールが機械加工を施す前記特定の棒状体の付近にある他の棒状体に接触させ、前記特定の棒状体から反力を受ける前記加工ツールを支持する反力受け部を備える、
遠隔加工装置。
It is a remote processing device that performs machining on a specific rod-shaped body of an aggregate in which rod-shaped bodies are assembled.
A processing tool for processing the rod-shaped body and
An arm provided on the tip side of the machining tool via a first swing mechanism for swinging the machining tool, and a first arm having a twisting mechanism for relatively twisting the tip side and the opposite side. ,
A second arm provided with the first arm on the tip side via a second swing mechanism for swinging the first arm, and
A movable protruding member that can be taken in and out of the machining tool is projected from the machining tool, and is brought into contact with another bar in the vicinity of the particular rod to be machined by the machining tool, and the movable protrusion member is brought into contact with the other rod that is machined from the specific rod. A reaction force receiving portion for supporting the processing tool that receives the reaction force is provided.
Remote processing equipment.
前記加工ツール、前記第1のアーム及び前記第2のアームは、直線状に伸ばした状態で前記集合体に側方から挿入され、
前記第1のアームは、前記第1のアームと前記第2のアームとの連結部分が前記集合体内に位置する状態において、前記棒状体と平行になるように前記第2のスイング機構でスイングされ、
前記加工ツールは、前記第1のスイング機構のスイング方向が前記特定の棒状体へ向かうように前記捻転機構で前記第1のアームの先端側の向きが調整された後、前記特定の棒状体の方へ向くように前記第1のスイング機構でスイングされる、
請求項1に記載の遠隔加工装置。
The processing tool, the first arm, and the second arm are inserted into the assembly from the side in a linearly extended state.
The first arm is swung by the second swing mechanism so as to be parallel to the rod-shaped body in a state where the connecting portion between the first arm and the second arm is located in the assembly. ,
In the processing tool, the direction of the tip end side of the first arm is adjusted by the twisting mechanism so that the swing direction of the first swing mechanism is directed to the specific rod-shaped body, and then the specific rod-shaped body is subjected to the twisting mechanism. It is swung by the first swing mechanism so as to face toward it.
The remote processing apparatus according to claim 1.
前記集合体は、前記棒状体が互いに隙間を空けて縦横に整列したものである、
請求項1または2に記載の遠隔加工装置。
The aggregate is a rod-shaped body arranged vertically and horizontally with a gap between them.
The remote processing apparatus according to claim 1 or 2.
棒状体が集合する集合体の特定の棒状体に機械加工を施す遠隔加工方法であって、
請求項1から3のうち何れか一項の遠隔加工装置が備える前記加工ツール、前記第1のアーム及び前記第2のアームを、直線状に伸ばした状態で前記集合体に側方から挿入し、
前記第1のアームを、前記第1のアームと前記第2のアームとの連結部分が前記集合体内に位置する状態において、前記棒状体と平行になるように前記第2のスイング機構でスイングし、
前記加工ツールを、前記第1のスイング機構のスイング方向が前記特定の棒状体へ向かうように前記捻転機構で前記第1のアームの先端側の向きが調整された後、前記特定の棒状体の方へ向くように前記第1のスイング機構でスイングする、
遠隔加工方法。
It is a remote processing method that performs machining on a specific rod-shaped body of an aggregate in which rod-shaped bodies are assembled.
The processing tool, the first arm, and the second arm included in the remote processing apparatus according to any one of claims 1 to 3 are inserted into the assembly from the side in a linearly extended state. ,
The first arm is swung by the second swing mechanism so as to be parallel to the rod-shaped body in a state where the connecting portion between the first arm and the second arm is located in the assembly body. ,
After the twisting mechanism adjusts the direction of the tip end side of the first arm of the processing tool so that the swing direction of the first swing mechanism is directed toward the specific rod-shaped body, the processing tool of the specific rod-shaped body is adjusted. Swing with the first swing mechanism so as to face toward
Remote processing method.
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