ITER 遠隔保守モータ駆動グリッパの試作 仕様書 平成 29 年 5 月国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構核融合エネルギー研究開発部門那珂核融合研究所 ITERプロジェクト部遠隔保守機器開発グループ
目次 1 一般仕様... 1 1.1 件名... 1 1.2 目的及び概要... 1 1.3 契約範囲... 1 1.4 納入場所及び納入条件... 1 1.5 納期... 1 1.6 納入物件... 1 1.7 検収条件... 2 1.8 支給品... 2 1.9 貸与品... 2 1.10 適用法規... 3 1.11 産業財産権等... 3 1.12 機密保持... 3 1.13 安全管理... 3 1.14 グリーン購入法の推進... 4 1.15 協議... 4 2 技術仕様... 5 2.1 モータ駆動グリッパの設計... 5 2.1.1 現在のグリッパの仕様... 5 2.1.2 モータ駆動グリッパの仕様... 5 2.2 モータ駆動グリッパの試作... 7 2.3 モータ駆動グリッパの試験及び据付... 8 2.3.1 工場試験... 8 2.3.2 据付... 8 2.4 提出図書の作成... 9 2.4.1 構造図... 9 2.4.2 確認図... 9 2.4.3 設計報告書... 9 2.4.4 試験報告書... 9 2.5 参考図... 10 別紙 1: 産業財産権等の取扱いについて i
1 一般仕様 1.1 件名 ITER 遠隔保守モータ駆動グリッパの試作 1.2 目的及び概要量子科学技術研究開発機構 ( 以下 量研機構 という ) では ITER ブランケット遠隔保守システムの設計 製作を進めている ITER 遠隔保守制御装置及び運用手順について調達仕様を明確化するために モータにより駆動されるグリッパの試作を実施する 1.3 契約範囲モータ駆動グリッパの試作に関し 以下の業務を実施する (1) モータ駆動グリッパの設計 (2) モータ駆動グリッパの試作 (3) モータ駆動グリッパの試験及び据付 (4) 提出図書の作成 1.4 納入場所及び納入条件 (1) 納入場所 311-0193 茨城県那珂市向山 801 番地 1 量研機構那珂核融合研究所第 1 工学試験棟 (2) 納入条件据付調整後渡し 1.5 納期 平成 30 年 2 月 23 日 1.6 納入物件 (1) 提出図書図書名 提出時期 部数 確認 体制表及び工程表 契約後速やかに 1 部 不要 打合せ議事録 打合せ後 2 週間以内 1 部 要 構造図 詳細設計前 1 部 要 確認図 試作着手前 1 部 要 設計報告書 納入時 2 部 不要 試験報告書 納入時 2 部 不要 3 次元 CAD モデル 納入時 下記電子ファイルに含むこと 1 式 不要 1
提出図書に関わる納入時 1 式不要電子ファイル作業開始 2 週間前再委託承諾願 下請負等がある場合に提出のこ 1 部要 ( 量研機構指定様式 ) と その他必要な図書必要の都度 1 部要 (2) 納入品 モータ駆動グリッパ( グリッパ パッド カメラ機構 ) パルス出力変換器及びスイッチング電源等 ケーブル類( ケーブル コネクタ ) :1 式 :1 式 :1 式 ( 確認方法 ) 量研機構は 確認のために提出された図書を受理したときは 期限日を記載した受領印を押印して返却する また 当該期限までに審査を完了し 受理しない場合には修正を指示し 修正等を指示しないときは 確認したものとする ただし 再委託承諾願 は 量研機構の確認後 書面にて回答するものとする 1.7 検収条件 1.6 節に示す納入物件の確認及び量研機構が仕様書に定める業務が実施されたと認めたときをもって 検収とする 1.8 支給品 (1) 品名 グリッパ機構 :2 組 グリッパ用モータ :1 組 (HW100L-SD25-N3) カメラ及びレンズ :2 組 (CS8550i 及び FL-HC0416X-VG) (2) 引渡場所量研機構那珂核融合研究所第 1 工学試験棟 (3) 引渡時期別途指示 (4) 引渡方法別途指示 1.9 貸与品 (1) 品名量研機構での作業において 必要に応じて 以下を貸与する ただし 事前及び事後に指定の図書を量研機構に提出の上 確認を得ること 2
第 1 工学試験棟内 50/5 トン天井クレーン 高所作業車 (2) 引渡場所量研機構那珂核融合研究所第 1 工学試験棟 (3) 引渡時期クレーン使用の際は 事前に使用届を量研機構に提出の上 確認を得ること (4) 引渡方法別途指示 1.10 適用法規 (1) 労働基準法 (2) 労働安全衛生法 (3) 量研機構内諸規程 ( 安全衛生管理規程 電気工作物保安規程 ) (4) 日本工業規格 (JIS) (5) 日本電気工業会標準基準 (JEM) (6) 日本電線工業会規格 (JCS) (7) 電気設備技術基準 1.11 産業財産権等 産業財産権等の取扱いについては 別紙 1 産業財産権等の取扱いについて に定められたと おりとする 1.12 機密保持 (1) 技術情報の取扱い受注者は 本契約を実施することによって得た技術情報を第三者に開示しようとするときは あらかじめ書面による量研機構の承認を得なければならないものとする 量研機構が本契約に関し その目的を達成するため受注者の保有する技術情報を了知する必要が生じた場合は 量研機構と受注者協議の上 決定するものとする (2) 成果の公開受注者は 本契約に基づく業務の内容及び成果について 発表若しくは公開し 又は特定の第三者に提供しようとするときは あらかじめ書面による量研機構の承認を得なければならないものとする 1.13 安全管理本契約に基づき量研機構において作業 試験等を行う場合 受注者は以下の項目を遵守すること (1) 作業計画に際し綿密かつ無理のない工程を組み 材料 労働安全対策等の準備を行い 作業の安全確保を最優先としつつ 迅速な進捗を図るものとする また 作業遂行上既設物 3
の保護及び第三者への損害防止にも留意し 必要な措置を講ずるとともに 火災その他の事故防止に努めるものとする (2) 作業現場の安全衛生管理は 法令に従い受注者の責任において自主的に行うこと (3) 受注者は 作業着手に先立ち量研機構と安全について十分に打合せを行った後着手すること (4) 受注者は 作業現場の見やすい位置に 作業責任者名及び連絡先等を表示すること (5) 作業中は 常に整理整頓を心掛ける等 安全及び衛生面に十分留意すること (6) 受注者は 本作業に使用する機器 装置の中で地震等により安全を損なうおそれのあるものについては 転倒防止策等を施すこと 1.14 グリーン購入法の推進 (1) 本契約において グリーン購入法 ( 国等による環境物品等の調達の推進等に関する法律 ) に適用する環境物品 ( 事務用品 OA 機器等 ) が発生する場合は これを採用するものとする (2) 本仕様に定める提出図書 ( 納入印刷物 ) については グリーン購入法の基本方針に定める 紙類 の基準を満たしたものであること 1.15 協議本仕様書に記載されている事項及び本仕様書に記載のない事項について疑義が生じた場合は 量研機構と協議の上 その決定に従うものとする 4
2 技術仕様 本件では ITER 遠隔保守モータ駆動グリッパの試作に関し 以下の業務を実施する (1) モータ駆動グリッパの設計 (2) モータ駆動グリッパの試作 (3) モータ駆動グリッパの試験及び据付 (4) 提出図書の作成 2.1 モータ駆動グリッパの設計受注者は 以下に示す設計条件に基づきモータ駆動グリッパを設計すること また 指定した型式の部品で問題がある場合 適切な型式を選定すること ただし 部品選定や寸法公差等の詳細については 別途量研機構と協議を行うこと 2.1.1 現在のグリッパの仕様 (1) 全体図 : 参考図 1 グリッパ及びパッドにてブランケットを拘束し把持する (2) グリッパ機構 : 参考図 2 トグルレバーを手動で操作し シャフトをストロークさせることで把持爪を開閉する (3) パッド機構 : 参考図 3 送りネジを手動で操作し パッドをストロークさせる パッド内部にはパッドに負荷される圧縮力を検出するためのロードセルがある 2.1.2 モータ駆動グリッパの仕様 (1) 全体図 : 参考図 4 グリッパ機構及びパッド機構をモータ駆動とすること カメラ機構を取付けること 以下 駆動系構成において 減速比を R 効率を η リード量を L と記載している (2) グリッパ機構 : 参考図 5 参考図 6 現在のグリッパ機構を取り外し 改造又は新規製作すること 把持爪開閉はモータ駆動 1 軸とすること モータ/ ブレーキ :HW100L-SD25-N3 / BXW-05-10S を用いること ただし HW100L-SD25-N3 は カスタム品のため 量研機構が支給する センサ: リミットスイッチを用いること 対向する 2 つのスイッチを用いて シャフト駆動により把持爪の開閉を検出すること 駆動系の構成を以下に示す 5
名称 型式 スペック AC servo motor Reduction gear HW100L-SD25-N3 (B100L-A11+ SD25) 10W, 6000rpm R=25, η=0.94 Brake BXW-05-10S 15W, Spur gear SS1.5-14, SS1.5-42 R=3, η=0.95 Spline nut and Shaft Nut:DP12, Shaft:SS12 R=1, η=1.0 Spiral gear m=2 z=13 R=1, η=0.7 Spur gear SS1.5-15, SS1.5-75 R=5, η=0.95 Trapezoidal screw D=10 L=2 (3) パッド機構 : 参考図 7 参考図 8 新規で製作し 現在のパッド機構と交換すること パッド駆動はモータ駆動 2 軸とすること モータ/ ブレーキ :BNRⅡ006BC を用いること センサ: リミットスイッチ及びリニアエンコーダ LIC0308H2-RL-1 を用いること アンプ: リニアエンコーダ用パルス出力変換器 MP19H-5 を用いること パルス出力は 量研機構の USB モジュール CNT24-2(USB)GY に入力される 変換器用(24V) 及び計測用 (5V) のスイッチング電源等を用意すること リミットスイッチは モータ駆動軸のエンドリミットとすること リニアエンコーダは 駆動軸に対するパッド皿ばねのたわみ量を検出すること 駆動系の構成及びストロークの詳細を以下に示す 名称 型式 スペック AC servo motor BNRⅡ006BC 60W,3000rpm Harmonic drive unit CSG-17-80-2A-GR R= 80, η=0.68 Spur gear SSG1.5-50 R=1.0, η=0.95 Ball screw BNF2505-3.5 L=5mm, ボールネジ出力概算 : モータ定格トルク 0.19N-m:0.19* 80*0.68*1*0.95*0.005/2π*0.94 = 11599N ブレーキトルク 0.78N-m:0.78*80*1*2π/0.005 = 78414N 名称 型式 スペック Belleville spring MC-I-34 Q ty:32 パッドストローク ボールネジ移動量:35mm 以上 皿ばねたわみ量 :4.5mm 以上 グリッパフックとの位置拘束: パッド表面が 125mm~160mm 地点を動作可能なこと 位置拘束は ストローク量により多少変動するため 必要に応じて調整すること 6
(4) カメラ機構 : 参考図 9 参考図 10 カメラ機構は カメラ及び反射ミラーより構成される エンドエフェクタ側面から反射ミラーにより 正面を見えるようにすること 配置は ゴニオステージ等を用いて 微調整可能とすること 配置及びミラー角度等の詳細は 別途量研機構と協議を行うこと カメラ: 量研機構の CCD カメラ CS8550i 及び FL-HC0416X-VG を用いること カメラ画角を水平 50 垂直 39 と仮定し 可視範囲をまとめること (5) モータ及びケーブル類 : モータ / ブレーキは 本契約範囲内とする ただし ドライバ本体は含まないものとする モータ / ブレーキ及びドライバの対応を以下の表に示す 名称 モータ / ブレーキ ドライバ パッド軸 1 BNRⅡ006BC GDR-8-2 パッド軸 2 BNRⅡ006BC GDR-8-2 把持爪開閉 HW100L-SD25-N3 / BXW-05-10S UMAR-2R4 ケーブル類は 本契約範囲内とする また ケーブルは両端をコネクタ接続とすること コネクタの対応を以下の表に示すが コネクタ処理は基本的に含まないものとする モータ ブレーキレセプタクル : 日本航空 :NMS3102A-16S-1-S ピン番号 A B C D E F G 信号 U V W E B+ B- FG レゾルバレセプタクル : 七星科学 :NR-2010-RF ピン番号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 信号 R1 R2 S1 S3 S2 S4 FG リミット SW レセプタクル : 七星科学 :NR-243-RF ピン番号 1 2 3 信号 デジタル入力へ P24 リニアエンコーダレセプタクル :JST:SMR-07V-B ピン番号 1 2 3 4 5 6 7 信号 センサ及び変換器の仕様通りとする 2.2 モータ駆動グリッパの試作受注者は 2.1 節に従って設計したモータ駆動グリッパを試作すること (1) 対象 員数 7
グリッパ機構( モータ駆動 ) :1 式 パッド機構( モータ駆動 ) :2 組 カメラ機構 :2 組 パルス出力変換器及び電源 :1 式 ケーブル類( ケーブル + コネクタ ) :1 式 (2) ケーブル類 モータ ブレーキ : 機内配線用ケーブル 70m 程度 3 軸分 レゾルバ : 機内配線用ケーブル 70m 程度 3 軸分 リミット SW : 機内配線用ケーブル 70m 程度 8 台分 リニアエンコーダ : 機内配線用ケーブル 70m 程度 2 台分 ( エンコーダ延長ケーブル ) カメラ : 外部引出用ケーブル 15m 程度 2 本 ( 同軸ケーブル :BNC-RCA) コネクタ: ケーブルの両端がコネクタ接続可能なように適合品を選定すること 機内配線は ケーブルを切断し 中継コネクタ接続を行うため 合わせて用意すること (3) 備考 量研機構の制御装置まで配線可能な長さを用意すること ケーブルやコネクタの詳細については 別途量研機構と協議を行うこと その他試験に必要な物品は 量研機構に確認の上 合わせて用意すること 2.3 モータ駆動グリッパの試験及び据付受注者は 試作したモータ駆動グリッパの検査 試験を実施すること また 第 1 工学試験棟への据付を実施することとし 詳細は別途量研機構と協議を行うこと 2.3.1 工場試験 (1) 試験内容 外観 寸法 員数検査 ケーブル導通 絶縁抵抗検査 駆動軸動作 ストローク確認 センサ検出確認 (2) 備考 本項の試験については 受注者工場試験とする 2.3.2 据付 (1) 据付対象 グリッパ機構 パッド機構 カメラ機構 (2) 据付条件 第 1 工学試験棟実規模試験体の指定箇所に取付けること 8
(3) 備考 納入したケーブル類の配線については 基本的に含まないものとする 据付の詳細については 別途量研機構と協議を行うこと 2.4 提出図書の作成本件で実施した業務について 以下の内容を含む図書を作成すること 図書は 紙面での提出及び PDF 等の電子ファイルを格納した CD-R 又は DVD-R での提出とすること また 3 次元 CAD モデルは 上記電子ファイルに含め 提出すること 2.4.1 構造図 (1) 提出時期 詳細設計前( 要確認 ) (2) 備考 部品の選定及び構造設計図を作成し 量研機構の確認を得ること 2.4.2 確認図 (1) 提出時期 試作着手前( 要確認 ) (2) 備考 構造図を基に試作用の図面を作成し 量研機構の確認を得ること 2.4.3 設計報告書 (1) 内容 駆動方式 カメラ配置及び可視範囲 完成図 3 次元 CAD モデル (2) 提出時期 納入時 2.4.4 試験報告書 (1) 内容 検査成績 駆動軸動作 ストローク確認結果 センサ検出確認結果 (2) 提出時期 納入時 9
2.5 参考図 参考図 1: 現在のグリッパの全体図 参考図 2: グリッパ機構の現設計 10
参考図 3: パッド機構の現設計 参考図 4: モータ駆動グリッパ全体図 11
参考図 5: モータ駆動のグリッパ機構 12
参考図 6: モータ駆動のグリッパ機構 13
参考図 7: モータ駆動のパッド機構 14
参考図 8: パッドストローク 15
参考図 9: カメラ機構 16
参考図 10:CCD カメラ及びレンズ 17
産業財産権等の取扱いについて 別紙 1 ( 受注者が単独で行った発明等の産業財産権の帰属 ) 第 1 条受注者は 本契約に関して 受注者が単独でなした発明又は考案 ( 以下 発明等 という ) に対する特許権 実用新案権又は意匠権 ( 以下 特許権等 という ) を取得する場合は 単独で出願できるものとする ただし 出願するときはあらかじめ出願に際して提出すべき書類の写しを添えて量研機構に通知するものとする ( 受注者が単独で行った発明等の特許権等の譲渡等 ) 第 2 条受注者は 受注者が前条の特許権等を量研機構以外の第三者に譲渡又は実施許諾する場合には 本取扱いの各条項の規定の適用に支障を与えないよう当該第三者と約定しなければならない ( 受注者が単独で行った発明等の特許権等の実施許諾 ) 第 3 条量研機構は 第 1 条の発明等に対する特許権等を無償で自ら試験又は研究のために実施することができる 量研機構が量研機構のために受注者以外の第三者に製作させ 又は業務を代行する第三者に再実施権を許諾する場合は 受注者の承諾を得た上で許諾するものとし その実施条件等は量研機構 受注者協議の上 決定する ( 量研機構及び受注者が共同で行った発明等の特許権等の帰属及び管理 ) 第 4 条量研機構及び受注者は 本契約に関して共同でなした発明等に対する特許権等を取得する場合は 共同出願契約を締結し 共同で出願するものとし 出願のための費用は 量研機構 受注者の持分に比例して負担するものとする ( 量研機構及び受注者が共同で行った発明等の特許権等の実施 ) 第 5 条量研機構は 共同で行った発明等を試験又は研究以外の目的に実施しないものとする ただし 量研機構は量研機構のために受注者以外の第三者に製作させ 又は業務を代行する第三者に実施許諾する場合は 無償にて当該第三者に実施許諾することができるものとする 2 受注者が前項の発明等について自ら商業的実施をするときは 量研機構が自ら商業的実施をしないことに鑑み 受注者の商業的実施の計画を勘案し 事前に実施料等について量研機構 受注者協議の上 別途実施契約を締結するものとする ( 秘密の保持 ) 第 6 条量研機構及び受注者は 第 1 条及び第 4 条の発明等の内容を出願により内容が公開される日まで他に漏えいしてはならない ただし あらかじめ書面により出願を行った者の了解を得た場合はこの限りではない ( 委任 下請負 ) 第 7 条受注者は 本契約の全部又は一部を第三者に委任し 又は請け負わせた場合においては その第三者に対して 本取扱いの各条項の規定を準用するものとし 受注者はこのために必要な措置を講じなければならない 2 受注者は 前項の当該第三者が本取扱いに定める事項に違反した場合には 量研機構に対し全ての責任を負うものとする ( 協議 ) 第 8 条第 1 条及び第 4 条の場合において 単独若しくは共同の区別又は共同の範囲等について疑義が生じたときは 量研機構 受注者協議して定めるものとする ( 有効期間 ) 第 9 条本取扱いの有効期限は 契約締結の日から当該特許権等の消滅する日までとする 以上 18