JPH029553B2 - - Google Patents
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- JPH029553B2 JPH029553B2 JP58159149A JP15914983A JPH029553B2 JP H029553 B2 JPH029553 B2 JP H029553B2 JP 58159149 A JP58159149 A JP 58159149A JP 15914983 A JP15914983 A JP 15914983A JP H029553 B2 JPH029553 B2 JP H029553B2
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、レーザ光線のパルスを発生させ、深
い溶けこみの強固な溶接部を得るようにそれらの
パルスを被加工物に向けるための装置に関するも
のである。より特定的には、本発明は、レーザ発
射エネルギーを正確に制御し、特に被加工物に加
えられるレーザパルスの数を制御することによ
り、被加工物を溶接するための装置に関するもの
である。
い溶けこみの強固な溶接部を得るようにそれらの
パルスを被加工物に向けるための装置に関するも
のである。より特定的には、本発明は、レーザ発
射エネルギーを正確に制御し、特に被加工物に加
えられるレーザパルスの数を制御することによ
り、被加工物を溶接するための装置に関するもの
である。
本発明の一実施例によれば、被加工物は、その
格子ストラツプが交点において一緒に溶接されて
いる原子炉燃料集合体である。
格子ストラツプが交点において一緒に溶接されて
いる原子炉燃料集合体である。
本発明の精密レーザ溶接装置もしくはレーザ加
工装置は一般に、第１図に示されるような棒束型
燃料集合体１０の製造に関係している。図示のよ
うに、燃料集合体１０は、上部ノズル組体１２と
下部ノズル組体１４とを備え、その間に、核燃料
棒１８のマトリツクスが行及び列をなして配列さ
れ、そして複数の燃料棒格子１６によつてこのよ
うな配列に保持される内蔵ユニツトである。第１
図には示されていないけれども、制御棒が核燃料
棒１８の配列内の選択した位置に備えられてい
る。上部ノズル組体１２、下部ノズル組体１４及
び燃料棒格子１６は、燃料棒１８及び制御棒を支
持するための骨格構造を形成する。燃料集合体１
０は原子炉内の所定位置に装荷され、それ故、燃
料棒１８の相互に関する方向は厳格に制御され
る。
工装置は一般に、第１図に示されるような棒束型
燃料集合体１０の製造に関係している。図示のよ
うに、燃料集合体１０は、上部ノズル組体１２と
下部ノズル組体１４とを備え、その間に、核燃料
棒１８のマトリツクスが行及び列をなして配列さ
れ、そして複数の燃料棒格子１６によつてこのよ
うな配列に保持される内蔵ユニツトである。第１
図には示されていないけれども、制御棒が核燃料
棒１８の配列内の選択した位置に備えられてい
る。上部ノズル組体１２、下部ノズル組体１４及
び燃料棒格子１６は、燃料棒１８及び制御棒を支
持するための骨格構造を形成する。燃料集合体１
０は原子炉内の所定位置に装荷され、それ故、燃
料棒１８の相互に関する方向は厳格に制御され
る。
本発明の精密レーザ溶接装置は、その一実施例
においては、第２Ａ〜２Ｅ図に示されるような燃
料棒格子１６の製造に関連している。燃料棒格子
１６は、略々正方形であり、その周囲は、４つの
外側格子ストラツプ２２によつて形成されてい
る。外側格子ストラツプ２２の各端は、垂直に配
置された別の外側格子ストラツプの端に隅シーム
溶接部３０によつて溶接されている。複数の内側
格子ストラツプ２０は相互に垂直な行及び列にな
つて配置され、それによつて、複数のセルが形成
され制御棒及び核燃料棒１８を受け容れるように
なつている。行及び列に沿つて配置された内側格
子ストラツプ２０は、垂直に配置された別の内側
格子ストラツプ２０を受けるため交点２４のそれ
ぞれに相補的形状のスロツトを有している。交点
溶接部３２は、交点２４のそれぞれに形成され、
それによつて剛な卵詰め枠状の格子構造が形成さ
れる。さらに、内側格子ストラツプ２０のそれぞ
れが各端に、第２Ａ図に示されるように、外側格
子ストラツプ２２に形成された上部又は下部のス
ロツト２８列のいずれかにしつかりと受けとめら
れるべき大きさ及び形状の一対のタブ２６を含ん
でいる。該スロツト及びタブの溶接部３４は、外
側格子ストラツプ２２内のスロツト２８が形成す
る上部又は下部の列に沿つて形成される。さら
に、複数の案内スリーブ３６が燃料棒格子１６の
スリーブ側表面に配置されて、該案内スリーブに
配置された制御棒を収納し案内する。一連の切欠
きシーム溶接部４０は、内側格子ストラツプ２０
内に形成された切欠き３８に、案内スリーブ３６
を確実に取り付ける。本発明の精密レーザ溶接装
置は、溶接部３０，３２，３４、及び４０をそれ
ぞれ形成する一連の制御された溶接作業を行なう
のに特に適している。本発明の精密レーザ溶接装
置は、レーザ光線の発生についての種々のパラメ
ータを、各レーザパルスのパルス幅、パルス高
さ、及び各溶接部に印加されるべきパルスの数に
よつて制御するばかりでなく、レーザ光線に関す
る燃料棒格子１６の順次位置決めを制御する。こ
のようなそれぞれの溶接の後に、燃料棒格子１６
は再位置決めされ、そして／又は、レーザ光線の
焦点が特定の形式の所望の溶接部を形成するため
に変えられる。
においては、第２Ａ〜２Ｅ図に示されるような燃
料棒格子１６の製造に関連している。燃料棒格子
１６は、略々正方形であり、その周囲は、４つの
外側格子ストラツプ２２によつて形成されてい
る。外側格子ストラツプ２２の各端は、垂直に配
置された別の外側格子ストラツプの端に隅シーム
溶接部３０によつて溶接されている。複数の内側
格子ストラツプ２０は相互に垂直な行及び列にな
つて配置され、それによつて、複数のセルが形成
され制御棒及び核燃料棒１８を受け容れるように
なつている。行及び列に沿つて配置された内側格
子ストラツプ２０は、垂直に配置された別の内側
格子ストラツプ２０を受けるため交点２４のそれ
ぞれに相補的形状のスロツトを有している。交点
溶接部３２は、交点２４のそれぞれに形成され、
それによつて剛な卵詰め枠状の格子構造が形成さ
れる。さらに、内側格子ストラツプ２０のそれぞ
れが各端に、第２Ａ図に示されるように、外側格
子ストラツプ２２に形成された上部又は下部のス
ロツト２８列のいずれかにしつかりと受けとめら
れるべき大きさ及び形状の一対のタブ２６を含ん
でいる。該スロツト及びタブの溶接部３４は、外
側格子ストラツプ２２内のスロツト２８が形成す
る上部又は下部の列に沿つて形成される。さら
に、複数の案内スリーブ３６が燃料棒格子１６の
スリーブ側表面に配置されて、該案内スリーブに
配置された制御棒を収納し案内する。一連の切欠
きシーム溶接部４０は、内側格子ストラツプ２０
内に形成された切欠き３８に、案内スリーブ３６
を確実に取り付ける。本発明の精密レーザ溶接装
置は、溶接部３０，３２，３４、及び４０をそれ
ぞれ形成する一連の制御された溶接作業を行なう
のに特に適している。本発明の精密レーザ溶接装
置は、レーザ光線の発生についての種々のパラメ
ータを、各レーザパルスのパルス幅、パルス高
さ、及び各溶接部に印加されるべきパルスの数に
よつて制御するばかりでなく、レーザ光線に関す
る燃料棒格子１６の順次位置決めを制御する。こ
のようなそれぞれの溶接の後に、燃料棒格子１６
は再位置決めされ、そして／又は、レーザ光線の
焦点が特定の形式の所望の溶接部を形成するため
に変えられる。
さて、第２Ｂ及び２Ｃ図を参照すると、弾性を
有する複数の指状部材４４が、相互に平行関係に
内側格子ストラツプ２０の長手方向に配置されて
いる。一対の間隔保持用の指状部材４６が対応す
る指状部材４４のいずれかの側に配置され、そし
て指状部材４４と共に、交差する内側格子ストラ
ツプ２０によつて形成されたセル内に配置される
核燃料棒１８の弾性的把持を行なうのに役立つて
いる。指状部材４４ａは、指状部材４６ａに相対
する関係で第２Ｃ図に見られるように右側に配置
され、それによつて核燃料棒１８がその間に弾性
的に保持される。
有する複数の指状部材４４が、相互に平行関係に
内側格子ストラツプ２０の長手方向に配置されて
いる。一対の間隔保持用の指状部材４６が対応す
る指状部材４４のいずれかの側に配置され、そし
て指状部材４４と共に、交差する内側格子ストラ
ツプ２０によつて形成されたセル内に配置される
核燃料棒１８の弾性的把持を行なうのに役立つて
いる。指状部材４４ａは、指状部材４６ａに相対
する関係で第２Ｃ図に見られるように右側に配置
され、それによつて核燃料棒１８がその間に弾性
的に保持される。
内側格子ストラツプ２０を相互に対して且つ外
側格子ストラツプ２２に対して組み立てる方法
が、第２Ｄ図に示されている。内側格子ストラツ
プ２０のそれぞれが、複数のスロツト５２を含ん
でいる。上部ストラツプ２０ａは下方に延びるス
ロツト５２ａを有し、一方、下部ストラツプ２０
ｂは、上部ストラツプ２０ａの対応するスロツト
５２ａ内に受けとめられる形状及び大きさの複数
の上方に延びるスロツト５２ｂを有している。内
側格子ストラツプ２０の各端に、外側格子ストラ
ツプ２２の対応するスロツト２８内に配置される
一対のタブ２６が配置されている。
側格子ストラツプ２２に対して組み立てる方法
が、第２Ｄ図に示されている。内側格子ストラツ
プ２０のそれぞれが、複数のスロツト５２を含ん
でいる。上部ストラツプ２０ａは下方に延びるス
ロツト５２ａを有し、一方、下部ストラツプ２０
ｂは、上部ストラツプ２０ａの対応するスロツト
５２ａ内に受けとめられる形状及び大きさの複数
の上方に延びるスロツト５２ｂを有している。内
側格子ストラツプ２０の各端に、外側格子ストラ
ツプ２２の対応するスロツト２８内に配置される
一対のタブ２６が配置されている。
後から詳細に説明するように、内側格子ストラ
ツプ２０は、突出タブ４８及びタブ部分５０ａ，
５０ｂから形成されるような交点溶接部３２によ
つて相互に溶接されている。即ち、突出タブ４８
は、内側格子ストラツプ２０ａ及び２０ｂがいつ
しよに組み立てられるとき、対応する一組のタブ
部分５０ａと５０ｂの間に配置されている。突出
タブ４８及びタブ部分５０ａ，５０ｂにレーザ光
線を当てると、本発明に従つて非常に強くかつ汚
染のない交点溶接部３２が形成される。さらに、
外側格子ストラツプ２２の各端は隅タブ５４を有
している。第２Ｄ図に示されるように、外側格子
ストラツプ２２ｃ及び２２ｂは、相互に重なりか
ついつしよにシーム溶接されて隅シーム溶接部３
０を形成する隅タブ５４ｂ及び５４ｃをそれぞれ
有している。
ツプ２０は、突出タブ４８及びタブ部分５０ａ，
５０ｂから形成されるような交点溶接部３２によ
つて相互に溶接されている。即ち、突出タブ４８
は、内側格子ストラツプ２０ａ及び２０ｂがいつ
しよに組み立てられるとき、対応する一組のタブ
部分５０ａと５０ｂの間に配置されている。突出
タブ４８及びタブ部分５０ａ，５０ｂにレーザ光
線を当てると、本発明に従つて非常に強くかつ汚
染のない交点溶接部３２が形成される。さらに、
外側格子ストラツプ２２の各端は隅タブ５４を有
している。第２Ｄ図に示されるように、外側格子
ストラツプ２２ｃ及び２２ｂは、相互に重なりか
ついつしよにシーム溶接されて隅シーム溶接部３
０を形成する隅タブ５４ｂ及び５４ｃをそれぞれ
有している。
羽根４２は、第２Ｃ及び２Ｅ図に見られるよう
に、核燃料棒１８を通過する水の乱流を促進する
ために燃料棒格子１６の羽根側から突出する。さ
らに、特に第２Ｃ図に示されるように、案内スリ
ーブ３６は、指状部材４４又は指状部材４６のい
ずれもない内側格子ストラツプ２０によつて形成
されたセルと整列され、それによつて、制御棒を
セル内でかつ案内スリーブ３６内を通つて自由に
移動できるようにする。
に、核燃料棒１８を通過する水の乱流を促進する
ために燃料棒格子１６の羽根側から突出する。さ
らに、特に第２Ｃ図に示されるように、案内スリ
ーブ３６は、指状部材４４又は指状部材４６のい
ずれもない内側格子ストラツプ２０によつて形成
されたセルと整列され、それによつて、制御棒を
セル内でかつ案内スリーブ３６内を通つて自由に
移動できるようにする。
米国特許第3966550号及び3791466号明細書は、
従来技術の同様な形状の燃料棒格子を開示してい
る。これらの特許のそれぞれは、内側及び外側格
子ストラツプがインコネルのような適当な金属合
金から造られかつ前述の相互結合が炉内ろう付け
によつて行なわれる燃料棒格子を開示している。
しかし、ジルコニウム合金であるジルカロイは、
低中性子吸収断面積であるという望ましい特性を
有することが知られており、そしてこれが実際の
運転において核燃料のより効率的な使用を可能に
し、それ故、燃料集合体の取り換えによる燃料交
換と燃料交換との間の経過時間をより長くするこ
とが可能である。特に、ジルカロイから造られた
燃料棒格子は、インコネルによつて造られたスト
ラツプよりも、燃料棒によつて発生された中性子
の吸収率が低い。ジルカロイから格子ストラツプ
を造ることは、燃料棒格子の組み立てに少くとも
いくつかの変更を必要とする。第１に、内側格子
ストラツプが相互に交差することができるスロツ
トを、ジルカロイから造られた格子ストラツプが
力嵌めされるのではなく、すなわちハンマーで打
つて所定位置に入れられるのではなく、むしろ交
差する格子ストラツプの「押込み嵌め」を可能に
する制御された装着を要する、よりゆるい公差の
ものに造る必要がある。さらに、ジルカロイ製格
子ストラツプは、ろう付け合金を溶かすのに十分
な温度にまでジルカロイを加熱すると、ジルカロ
イが焼き戻され、その結果、機械的強度の損失に
なるという点で、ろう付けすることができない。
従来技術の同様な形状の燃料棒格子を開示してい
る。これらの特許のそれぞれは、内側及び外側格
子ストラツプがインコネルのような適当な金属合
金から造られかつ前述の相互結合が炉内ろう付け
によつて行なわれる燃料棒格子を開示している。
しかし、ジルコニウム合金であるジルカロイは、
低中性子吸収断面積であるという望ましい特性を
有することが知られており、そしてこれが実際の
運転において核燃料のより効率的な使用を可能に
し、それ故、燃料集合体の取り換えによる燃料交
換と燃料交換との間の経過時間をより長くするこ
とが可能である。特に、ジルカロイから造られた
燃料棒格子は、インコネルによつて造られたスト
ラツプよりも、燃料棒によつて発生された中性子
の吸収率が低い。ジルカロイから格子ストラツプ
を造ることは、燃料棒格子の組み立てに少くとも
いくつかの変更を必要とする。第１に、内側格子
ストラツプが相互に交差することができるスロツ
トを、ジルカロイから造られた格子ストラツプが
力嵌めされるのではなく、すなわちハンマーで打
つて所定位置に入れられるのではなく、むしろ交
差する格子ストラツプの「押込み嵌め」を可能に
する制御された装着を要する、よりゆるい公差の
ものに造る必要がある。さらに、ジルカロイ製格
子ストラツプは、ろう付け合金を溶かすのに十分
な温度にまでジルカロイを加熱すると、ジルカロ
イが焼き戻され、その結果、機械的強度の損失に
なるという点で、ろう付けすることができない。
特別の溶接方法を選択する前に、ジルカロイの
ような揮発性材料を溶接するいくつかの異なる方
法が、CO2レーザによる連続溶接Nd：YAGレー
ザのパルス放出、ガス・タングステンアーク溶
接、電子ビーム溶接を含めて、研究された。パル
ス電子ビームは、１マイクロ秒と数ミリ秒の範囲
のパルス幅で、109W／cm2までの出力密度にする
ことができる。しかし、電子ビームによる溶接
は、典形的には真空環境で実施され、かつこれ
は、建設費用が比較的に高価で、また所望程度の
真空を確立するために比較的に長い時間を必要と
し、従つて、燃料棒格子の製造を遅くする。さら
に、電子ビームに関して三次元で、加工片、例え
ば燃料棒格子を相対的に移動させることが必要で
あり、かつこれは、非常に複雑な格子位置決めシ
ステムを必要とするであろう。連続電子ビームの
使用は、（200Wのオーダーの）比較的に低レベル
の出力を供給して、比較的に長い溶接時間を必要
とし、かつ溶け込みは非常に浅い。ガスタングス
テンアークの使用はまた、所定数、例えば２５の
溶接部を形成した後に、所望の精密アークを発出
させて、多数のはつきりした形状の溶接部をつく
り、かつ隣接格子ストラツプ又は燃料棒格子の羽
根の損傷を避けるために、アーク電極は鋭利にす
る必要があるという点で、一連の溶接をするため
には受け入れることができないと考えられ、また
判明した。溶接に用いるために普通、２種類のレ
ーザが使用される。すなわち、(1)ネオジミウムで
ドープ処理したイツトリウム−アルミニウム−ガ
ーネツトのクリスタル棒を使用する固体Nd：
YAGレーザ、及び(2)レーザ媒体としてCO2−N2
−Heの混合物を使用するCO2レーザである。
Nd：YAGレーザの固有の利点は、その放射が波
長1.06ミクロンのオーダーであり、ガラスがその
レーザ放射に対して透過性であるという点にあ
る。この特性は、光学的観察とレーザ焦点合わせ
の両方のために同じ光学要素を使用する同軸マイ
クロスコープの使用を可能にする。さらに、
Nd：YAGパルスレーザは、200パルス／秒以内
のパルス周波数の400Wの平均出力に、かつ７ミ
リ秒以内に対しては8000Wを越えるピーク出力に
することができる。このような高ピーク出力によ
り、Nd：YAGレーザは、比較的に深い溶け込み
の溶接をすることができ、従つて、核燃料棒格子
の溶接されたストラツプの構造上の健全性を確保
する。このようなレーザは、そのシヤツターを開
いたままの「冷温始動（cold start）」から動作
されることができ、それによつて溶接時間は、電
力がそのフラツシユランプに印加される時間長に
よつて決定される。このような溶接方法は特に、
溶接毎の0.8秒のオーダーのレーザロツド予熱時
間のために、一連の比較的高速の溶接には応用す
ることができない。さらに、熱平衡状態がレーザ
ロツド内に達成されるまで、光路長変化が生じ
る。Nd：YAGレーザの第２の動作方法は、一定
数のパルスを“取り去る”ためにそのシヤツター
を使用しながら、レーザのパルス状の連続作動を
可能にし、従つて、レーザ予熱による影響をなく
し、かつ多数のこのような溶接部が形成されてさ
え、溶接部の一様性が保証される。
ような揮発性材料を溶接するいくつかの異なる方
法が、CO2レーザによる連続溶接Nd：YAGレー
ザのパルス放出、ガス・タングステンアーク溶
接、電子ビーム溶接を含めて、研究された。パル
ス電子ビームは、１マイクロ秒と数ミリ秒の範囲
のパルス幅で、109W／cm2までの出力密度にする
ことができる。しかし、電子ビームによる溶接
は、典形的には真空環境で実施され、かつこれ
は、建設費用が比較的に高価で、また所望程度の
真空を確立するために比較的に長い時間を必要と
し、従つて、燃料棒格子の製造を遅くする。さら
に、電子ビームに関して三次元で、加工片、例え
ば燃料棒格子を相対的に移動させることが必要で
あり、かつこれは、非常に複雑な格子位置決めシ
ステムを必要とするであろう。連続電子ビームの
使用は、（200Wのオーダーの）比較的に低レベル
の出力を供給して、比較的に長い溶接時間を必要
とし、かつ溶け込みは非常に浅い。ガスタングス
テンアークの使用はまた、所定数、例えば２５の
溶接部を形成した後に、所望の精密アークを発出
させて、多数のはつきりした形状の溶接部をつく
り、かつ隣接格子ストラツプ又は燃料棒格子の羽
根の損傷を避けるために、アーク電極は鋭利にす
る必要があるという点で、一連の溶接をするため
には受け入れることができないと考えられ、また
判明した。溶接に用いるために普通、２種類のレ
ーザが使用される。すなわち、(1)ネオジミウムで
ドープ処理したイツトリウム−アルミニウム−ガ
ーネツトのクリスタル棒を使用する固体Nd：
YAGレーザ、及び(2)レーザ媒体としてCO2−N2
−Heの混合物を使用するCO2レーザである。
Nd：YAGレーザの固有の利点は、その放射が波
長1.06ミクロンのオーダーであり、ガラスがその
レーザ放射に対して透過性であるという点にあ
る。この特性は、光学的観察とレーザ焦点合わせ
の両方のために同じ光学要素を使用する同軸マイ
クロスコープの使用を可能にする。さらに、
Nd：YAGパルスレーザは、200パルス／秒以内
のパルス周波数の400Wの平均出力に、かつ７ミ
リ秒以内に対しては8000Wを越えるピーク出力に
することができる。このような高ピーク出力によ
り、Nd：YAGレーザは、比較的に深い溶け込み
の溶接をすることができ、従つて、核燃料棒格子
の溶接されたストラツプの構造上の健全性を確保
する。このようなレーザは、そのシヤツターを開
いたままの「冷温始動（cold start）」から動作
されることができ、それによつて溶接時間は、電
力がそのフラツシユランプに印加される時間長に
よつて決定される。このような溶接方法は特に、
溶接毎の0.8秒のオーダーのレーザロツド予熱時
間のために、一連の比較的高速の溶接には応用す
ることができない。さらに、熱平衡状態がレーザ
ロツド内に達成されるまで、光路長変化が生じ
る。Nd：YAGレーザの第２の動作方法は、一定
数のパルスを“取り去る”ためにそのシヤツター
を使用しながら、レーザのパルス状の連続作動を
可能にし、従つて、レーザ予熱による影響をなく
し、かつ多数のこのような溶接部が形成されてさ
え、溶接部の一様性が保証される。
米国特許第3555239号明細書は、溶接プロセス
と同様に被加工片の位置もデイジタルコンピユー
タにより制御する初期の自動レーザ溶接装置の一
例である。この米国特許は、Ｘ軸に沿つて一側か
ら他側に、またＹ軸に沿つて水平前後方向に、更
にＺ軸に沿つて垂直上下に移動するように被加工
物を制御しながらレーザ光線を制御することを教
示している。典型的には、パルス駆動されるモー
ターは、デイジタルコンピユータにより付勢され
て被加工物を選択された軸線に沿い直線上に移動
させる。また溶接は制御された雰囲気中において
行われ、特に溶接室に流入するガスの圧力及び流
量は、デイジタルコンピユータによつて制御され
る。パルス数をカウントするためにカウンタが用
いられ、それにより被加工片に供給されるレーザ
パルスの数を同様に制御される。
と同様に被加工片の位置もデイジタルコンピユー
タにより制御する初期の自動レーザ溶接装置の一
例である。この米国特許は、Ｘ軸に沿つて一側か
ら他側に、またＹ軸に沿つて水平前後方向に、更
にＺ軸に沿つて垂直上下に移動するように被加工
物を制御しながらレーザ光線を制御することを教
示している。典型的には、パルス駆動されるモー
ターは、デイジタルコンピユータにより付勢され
て被加工物を選択された軸線に沿い直線上に移動
させる。また溶接は制御された雰囲気中において
行われ、特に溶接室に流入するガスの圧力及び流
量は、デイジタルコンピユータによつて制御され
る。パルス数をカウントするためにカウンタが用
いられ、それにより被加工片に供給されるレーザ
パルスの数を同様に制御される。
米国特許第4263495号明細書には、溶接時に溶
接部位即ち２本の光学繊維の間の継目に向けられ
るレーザ光線の出力を測定するために該溶接部位
からの放射を受けるようにしたフオトダイオード
を用いることが開示されている。
接部位即ち２本の光学繊維の間の継目に向けられ
るレーザ光線の出力を測定するために該溶接部位
からの放射を受けるようにしたフオトダイオード
を用いることが開示されている。
米国特許第4088890号明細書には、レーザ発射
光を制御するためのプログラマブル制御装置、特
に高ビームシヤツターを制御して所望量のレーザ
発射光を被加工片に向けることが開示されてい
る。また被加工片を担持した往復台を垂直軸に沿
つて直線状に移動させることにより、レーザ溶接
が行われる位置に被加工片をもつてくることと、
互に溶接するでき２個の被加工片の間の継目にレ
ーザ光線を向ける間に被加工片を回転させてシー
ム溶接部を形成することも開示されている。
光を制御するためのプログラマブル制御装置、特
に高ビームシヤツターを制御して所望量のレーザ
発射光を被加工片に向けることが開示されてい
る。また被加工片を担持した往復台を垂直軸に沿
つて直線状に移動させることにより、レーザ溶接
が行われる位置に被加工片をもつてくることと、
互に溶接するでき２個の被加工片の間の継目にレ
ーザ光線を向ける間に被加工片を回転させてシー
ム溶接部を形成することも開示されている。
特に米国特許第4088890号明細書には、レーザ
溶接ヘツドの上流側45゜に垂直軸線と同じレベル
に各々配設された第１組の突起センサーにより溶
接領域を画定することが開示されている。突起セ
ンサーは、溶接領域の開始、及び特に当接する２
個の突起の間の継目を表わす高出力を供給する。
突起が回転通過した後に、突起の後縁の通過を表
わすレーザの反射の消失が、突起センサーにより
検出される。突起センサーを突起の前縁及び後縁
が通過するように回転することによつて、シヤツ
ターが制御され、２個の隣接した突起の間の継目
にレーザ発射光が向けられる。垂直軸に沿つて直
線状に往復台により支持された被加工片は、別の
１組のレベルセンサーによつて制御され、隣接し
た突起の間の継目がレーザヘツドに対し整列れた
垂直位置に配設される。レベルセンサーは、２個
の突起間の継目がレベルセンサーを通過する際の
反射光出力の実質的な減少を検出し、垂直軸線に
沿つた往復台及びその被加工片の直線運動はそれ
により停止する。
溶接ヘツドの上流側45゜に垂直軸線と同じレベル
に各々配設された第１組の突起センサーにより溶
接領域を画定することが開示されている。突起セ
ンサーは、溶接領域の開始、及び特に当接する２
個の突起の間の継目を表わす高出力を供給する。
突起が回転通過した後に、突起の後縁の通過を表
わすレーザの反射の消失が、突起センサーにより
検出される。突起センサーを突起の前縁及び後縁
が通過するように回転することによつて、シヤツ
ターが制御され、２個の隣接した突起の間の継目
にレーザ発射光が向けられる。垂直軸に沿つて直
線状に往復台により支持された被加工片は、別の
１組のレベルセンサーによつて制御され、隣接し
た突起の間の継目がレーザヘツドに対し整列れた
垂直位置に配設される。レベルセンサーは、２個
の突起間の継目がレベルセンサーを通過する際の
反射光出力の実質的な減少を検出し、垂直軸線に
沿つた往復台及びその被加工片の直線運動はそれ
により停止する。
米国特許第3858025号明細書には、溶接電極に
対する被加工片の位置決めを助けるために２個の
赤外線センサーを用いることが開示されている。
被加工片は、Ｔ字状に相互に対し配列された２枚
の薄板材であり、溶接電極は、これらの薄板材の
交点にシーム溶接部を形成するように位置決めさ
れる。１対の赤外線センサーは、溶接部パドルの
熱的不平衡を検出するために垂直に配向された薄
板材の両側に配設されている。この不平衡を検出
し、それに従つて溶接電極を再位置決めするため
に、適切な回路が赤外線センサーの出力部に接続
されている。
対する被加工片の位置決めを助けるために２個の
赤外線センサーを用いることが開示されている。
被加工片は、Ｔ字状に相互に対し配列された２枚
の薄板材であり、溶接電極は、これらの薄板材の
交点にシーム溶接部を形成するように位置決めさ
れる。１対の赤外線センサーは、溶接部パドルの
熱的不平衡を検出するために垂直に配向された薄
板材の両側に配設されている。この不平衡を検出
し、それに従つて溶接電極を再位置決めするため
に、適切な回路が赤外線センサーの出力部に接続
されている。
上述した従来技術の検出装置は、シーム溶接に
一義的に関連され、２つの被加工片間の継目の溶
接を制御する。上記の従来技術は、シーム溶接を
開始し、終了させること、並びにレーザヘツドに
対して継目を位置決めすることを特に対象として
いる。それに対し、本発明は、代表的な点溶接の
形式において、レーザ光路に対し加工部位を正確
に整列させることを対象としている。上述したよ
うに、被溶接物又は被加工片は燃料棒格子１６で
あり、加工部位は、内側格子ストラツプ２０の間
の交点２４であり、この交点において交点溶接部
３２が形成される。後述するように、交点２４の
うちどれかがレーザ光路に対し不整合であると、
互に直交する内側格子ストラツプ２０は、相互に
溶接されず、欠陥のある格子が形成される。また
１つの交点２４だけでなく、複数の交点２４を整
列させる必要がある。そのため、Ｘテーブル及び
Ｙテーブル（位置決めテーブル）が、燃料棒格子
１６を受け入れてそれを一連の位置の各々に移動
させるために用いられ、それにより各々の交点２
４がレーザ光路に対し正確に整列されるようにな
つている。
一義的に関連され、２つの被加工片間の継目の溶
接を制御する。上記の従来技術は、シーム溶接を
開始し、終了させること、並びにレーザヘツドに
対して継目を位置決めすることを特に対象として
いる。それに対し、本発明は、代表的な点溶接の
形式において、レーザ光路に対し加工部位を正確
に整列させることを対象としている。上述したよ
うに、被溶接物又は被加工片は燃料棒格子１６で
あり、加工部位は、内側格子ストラツプ２０の間
の交点２４であり、この交点において交点溶接部
３２が形成される。後述するように、交点２４の
うちどれかがレーザ光路に対し不整合であると、
互に直交する内側格子ストラツプ２０は、相互に
溶接されず、欠陥のある格子が形成される。また
１つの交点２４だけでなく、複数の交点２４を整
列させる必要がある。そのため、Ｘテーブル及び
Ｙテーブル（位置決めテーブル）が、燃料棒格子
１６を受け入れてそれを一連の位置の各々に移動
させるために用いられ、それにより各々の交点２
４がレーザ光路に対し正確に整列されるようにな
つている。
従つて、本発明の目的は、溶接部の品質を高く
し、特に溶接部の十分な溶け込みと被加工片の構
造的な建全性とを確保するように、被加工片の加
工部位をレーザ光路に整列させて溶接するレーザ
加工装置を提供することにある。
し、特に溶接部の十分な溶け込みと被加工片の構
造的な建全性とを確保するように、被加工片の加
工部位をレーザ光路に整列させて溶接するレーザ
加工装置を提供することにある。
この目的から、本発明によると、レーザ光線を
発射して該レーザ光線を被加工片の加工部位上に
精確に照射するレーザ加工装置は、(a)レーザパル
スの形態でレーザ光線を発射するレーザ源と、(b)
該レーザ光線をレーザ光路に沿つて前記加工部位
に精確に合焦させる合焦装置と、(c)前記レーザ光
路に関して整列した加工部位から反射された光を
受けるように前記レーザ光路に関して配向され、
前記反射光に応答して、該反射光のレベルを表す
出力信号を発生する、光線感知装置と、(d)前記出
力信号を受けるように接続されて、前記加工部位
の加工中における前記出力信号の増大の割合を測
定すると共に、前記反射光のレベルを表す前記出
力信号の測定された増大割合を前記出力信号の最
小許容増大割合と比較して、前記加工部位が前記
レーザ光路に関して精確に整列されたかどうか決
定する整列検出装置と、を備えている。
発射して該レーザ光線を被加工片の加工部位上に
精確に照射するレーザ加工装置は、(a)レーザパル
スの形態でレーザ光線を発射するレーザ源と、(b)
該レーザ光線をレーザ光路に沿つて前記加工部位
に精確に合焦させる合焦装置と、(c)前記レーザ光
路に関して整列した加工部位から反射された光を
受けるように前記レーザ光路に関して配向され、
前記反射光に応答して、該反射光のレベルを表す
出力信号を発生する、光線感知装置と、(d)前記出
力信号を受けるように接続されて、前記加工部位
の加工中における前記出力信号の増大の割合を測
定すると共に、前記反射光のレベルを表す前記出
力信号の測定された増大割合を前記出力信号の最
小許容増大割合と比較して、前記加工部位が前記
レーザ光路に関して精確に整列されたかどうか決
定する整列検出装置と、を備えている。
本発明の好適な実施例においては、光線感知装
置として、レーザ光路に対し配設されたフオトダ
イオードが使用されている。フオトダイオードの
出力信号は、反射光の増大割合を定めるために、
加工部位の加工中に解析される。出力信号が所定
レベルよりも高いと、レーザ光路が加工部位に対
して正確に整列されたことの表示がなされる。ま
た、フオトダイオードの出力信号は、サンプルア
ンドホールド回路に供給され、このサンプルアン
ドホールド回路は、制御可能な時間間隔で上記出
力信号をサンプリングし、加工工程の際に増大す
る認容可能な最小レベルを出力信号が超過したか
否かを定め、レーザ光路に対して加工部位が整列
されたことの表示、従つて加工部位が認容可能か
否かの表示を与える。
置として、レーザ光路に対し配設されたフオトダ
イオードが使用されている。フオトダイオードの
出力信号は、反射光の増大割合を定めるために、
加工部位の加工中に解析される。出力信号が所定
レベルよりも高いと、レーザ光路が加工部位に対
して正確に整列されたことの表示がなされる。ま
た、フオトダイオードの出力信号は、サンプルア
ンドホールド回路に供給され、このサンプルアン
ドホールド回路は、制御可能な時間間隔で上記出
力信号をサンプリングし、加工工程の際に増大す
る認容可能な最小レベルを出力信号が超過したか
否かを定め、レーザ光路に対して加工部位が整列
されたことの表示、従つて加工部位が認容可能か
否かの表示を与える。
従つて、光線感知装置及び整列検出装置を有す
る本発明のレーザ加工装置によると、溶接部の品
質を高くし、特に溶接部の十分な溶け込みと被加
工片の構造的な健全性とを確保するように、被加
工片の加工部位をレーザ光路に整列させて溶接す
るレーザ加工装置を提供するといる本発明の目的
とするところの作用効果が奏せられる。
る本発明のレーザ加工装置によると、溶接部の品
質を高くし、特に溶接部の十分な溶け込みと被加
工片の構造的な健全性とを確保するように、被加
工片の加工部位をレーザ光路に整列させて溶接す
るレーザ加工装置を提供するといる本発明の目的
とするところの作用効果が奏せられる。
また、本発明の好適な実施例によると、レーザ
溶接装置は、励起可能なレーザ源と、一連のレー
ザパルスを発射するようにレーザ源を連続的に励
起するための励起ランプとを備えている。被加工
片へのレーザパルスの供給は、開放された時に或
る正確な数のパルスが被加工片に向けられるよう
にするための共振器もしくは共振空間内のシヤツ
ターによつて制御される。レーザパルスの周波数
（繰返し速さ）及びパルス幅は、励起ランプによ
つて制御され、溶け込みが深く構造的に健全な連
続溶接部を生ずるように設定される。本発明の代
表的な実施態様によれば、パルス幅は、３〜９ｍ
秒に、またパルス周波数は、毎秒15〜25パルスに
それぞれ設定される。レーザは、2000〜4000Wの
ピーク出力のパルスを生ずるように励起され、そ
れによつて深い溶け込みの交点溶接部が漸進的に
形成される。
溶接装置は、励起可能なレーザ源と、一連のレー
ザパルスを発射するようにレーザ源を連続的に励
起するための励起ランプとを備えている。被加工
片へのレーザパルスの供給は、開放された時に或
る正確な数のパルスが被加工片に向けられるよう
にするための共振器もしくは共振空間内のシヤツ
ターによつて制御される。レーザパルスの周波数
（繰返し速さ）及びパルス幅は、励起ランプによ
つて制御され、溶け込みが深く構造的に健全な連
続溶接部を生ずるように設定される。本発明の代
表的な実施態様によれば、パルス幅は、３〜９ｍ
秒に、またパルス周波数は、毎秒15〜25パルスに
それぞれ設定される。レーザは、2000〜4000Wの
ピーク出力のパルスを生ずるように励起され、そ
れによつて深い溶け込みの交点溶接部が漸進的に
形成される。
本発明の代表的な実施態様によるレーザ溶接装
置は、２つの直交する部材即ち原子炉の燃料集合
体の格子ストラツプを溶接するために使用され
る。各々の格子ストラツプは、消耗性の突出タブ
を有し、両方の部材のタブは互に整列され、入射
するレーザ光線は両方の部材のタブを消耗させ、
その間に交点溶接部を形成する。
置は、２つの直交する部材即ち原子炉の燃料集合
体の格子ストラツプを溶接するために使用され
る。各々の格子ストラツプは、消耗性の突出タブ
を有し、両方の部材のタブは互に整列され、入射
するレーザ光線は両方の部材のタブを消耗させ、
その間に交点溶接部を形成する。
この実施態様によれば、互に溶接するでき２つ
の部材は、0.46mm（28ミル）程度の厚さをもち、
ジルカロイ製である。このパラメーターの場合、
レーザヘツドは、１秒間20パルス（20pps）の割
合で励起され、各パルスのパルス幅は６ｍ秒、ピ
ーク出力は約2600Wである。少くとも1.78mm（70
ミル）の溶接部の溶け込みが実現される。
の部材は、0.46mm（28ミル）程度の厚さをもち、
ジルカロイ製である。このパラメーターの場合、
レーザヘツドは、１秒間20パルス（20pps）の割
合で励起され、各パルスのパルス幅は６ｍ秒、ピ
ーク出力は約2600Wである。少くとも1.78mm（70
ミル）の溶接部の溶け込みが実現される。
本発明の更に別の特徴によれば、被加工片の加
工部位に供給されるパルス数をカウントするため
の制御手段、代表的にはシヤツター制御回路装置
が設けられ、それによつて既知の制御可能なエネ
ルギー量が各々の加工部位に供給される。この目
的のために、レーザパルスのカウントは、１レー
ザパルスの終了後に開始される。共振器もしくは
共振空間内のシヤツターの作動はコンピユータに
ではなく、レーザ発射に同期されるので、整数個
のパルスのみが加工部位に供給される。そのため
パルス数従つて加工部位に与えられるエネルギー
の変化が回避される。
工部位に供給されるパルス数をカウントするため
の制御手段、代表的にはシヤツター制御回路装置
が設けられ、それによつて既知の制御可能なエネ
ルギー量が各々の加工部位に供給される。この目
的のために、レーザパルスのカウントは、１レー
ザパルスの終了後に開始される。共振器もしくは
共振空間内のシヤツターの作動はコンピユータに
ではなく、レーザ発射に同期されるので、整数個
のパルスのみが加工部位に供給される。そのため
パルス数従つて加工部位に与えられるエネルギー
の変化が回避される。
本発明の好ましい実施態様によれば、シヤツタ
ー制御回路装置のカウンタに供給されるべき選択
された周波数及びパルス幅の一連のタイミング信
号を発生するためのレーザ制御回路装置が提供さ
れる。タイミング信号は、レーザパルスの発射に
同期して発生し、特に選択された周波数及びパル
ス幅の発射によつてレーザを励起するレーザラン
プの作動用に用いられる。カウンタはシヤツター
の開放と同時にカウントし始め、加工部位に向け
られるべきレーザパルスの数に対応する数になる
までカウントを続け、その時にシヤツターを閉止
する。シヤツターの開放は、シヤツター制御回路
装置に１つの信号が供給されることによつて始め
られる。シヤツター制御回路装置は、レーザ発射
開始信号に応答し、次のタイミング信号を受けた
後にシヤツターを開放し、整数個のレーザパルス
がシヤツターにより被加工片の加工部位に向けら
れる。本発明の好ましい実施態様によれば、レー
ザ発射開始信号は、レーザビームに対し被加工片
を移動させる機構によつて発生し、特にこの移動
機構がレーザ光路に関して被加工片を移動させる
ことを停止した際に発生する。
ー制御回路装置のカウンタに供給されるべき選択
された周波数及びパルス幅の一連のタイミング信
号を発生するためのレーザ制御回路装置が提供さ
れる。タイミング信号は、レーザパルスの発射に
同期して発生し、特に選択された周波数及びパル
ス幅の発射によつてレーザを励起するレーザラン
プの作動用に用いられる。カウンタはシヤツター
の開放と同時にカウントし始め、加工部位に向け
られるべきレーザパルスの数に対応する数になる
までカウントを続け、その時にシヤツターを閉止
する。シヤツターの開放は、シヤツター制御回路
装置に１つの信号が供給されることによつて始め
られる。シヤツター制御回路装置は、レーザ発射
開始信号に応答し、次のタイミング信号を受けた
後にシヤツターを開放し、整数個のレーザパルス
がシヤツターにより被加工片の加工部位に向けら
れる。本発明の好ましい実施態様によれば、レー
ザ発射開始信号は、レーザビームに対し被加工片
を移動させる機構によつて発生し、特にこの移動
機構がレーザ光路に関して被加工片を移動させる
ことを停止した際に発生する。
本発明の更に別の特徴によれば、１個以上のレ
ーザランプは、連続的に励起され、パルス状の放
射をレーザに放出するので、反復予熱時間が除か
れる。被加工片へのレーザパルスの供給の制御は
共振器もしくは共振空間内のシヤツターによつて
行われる。そのためレーザは、安定した連続励起
レベルにおいて作動し、被加工片に供給されるレ
ーザパルスのエネルギーレベルは正確に制御さ
れ、レーザロツドの予熱時間が不要なことによつ
て溶接部の形成速度が速くなる。
ーザランプは、連続的に励起され、パルス状の放
射をレーザに放出するので、反復予熱時間が除か
れる。被加工片へのレーザパルスの供給の制御は
共振器もしくは共振空間内のシヤツターによつて
行われる。そのためレーザは、安定した連続励起
レベルにおいて作動し、被加工片に供給されるレ
ーザパルスのエネルギーレベルは正確に制御さ
れ、レーザロツドの予熱時間が不要なことによつ
て溶接部の形成速度が速くなる。
燃料棒格子１６は、上述したように、内側格子
ストラツプ２０及び外側格子ストラツプ２２から
成り、これらの格子ストラツプは第２Ａ〜２Ｅ図
に示すように互に組立てられ溶接される。格子ス
トラツプ２０，２２は細長い材料の連続したロー
ルから打抜かれるので、打抜き作業の際に多少の
油が表面に付着する。この油膜を除去した後、ス
トラツプ２０，２２を熱処理し、特開昭59−
60397号公報に記載された被加工片取付装置中に
組立てられる。次に燃料棒格子１６と被加工片取
付装置とを本発明のレーザ溶接装置１００によつ
て溶接する。溶接装置１００は、不活性ガスの純
粋な雰囲気中において、交点溶接部３２、隅溶接
部３０（シーム溶接）、スロツト−タブ溶接部３
４及び切欠き溶接部４０（シーム溶接）を形成す
る。次に本発明の教示に従う不活性ガス中におい
ての一連の溶接ステツプを、第３Ａ〜３Ｌ図につ
いて説明する。レーザ溶接装置については後に説
明する。被加工片即ち燃料棒格子１６が３軸方向
の各々について操作されるしかたを理解すること
は、レーザ溶接装置１００の作用を理解する上に
有用と思われる。第３Ａ〜３Ｌ図からわかるよう
に、燃料棒格子１６は、Ｘ軸及びＹ軸に沿つて１
つの平面内において位置を変え、Ｙ軸の回りに選
択的に回動される。尚この運動は、不活性ガスの
雰囲気が高純度に保たれた室中において行われ
る。第３Ａ図に示す第１ステツプでは、燃料棒格
子１６は、溶接室により形成された制御された雰
囲気中に、羽根４２が上向きに延じるように配さ
れる。溶接ジグは特開昭59−65294号公報に記載
されており、内側格子ストラツプ２０及び外側格
子ストラツプ２２はこのジグによつて溶接作業の
あいだ相互に対し固定的に位置される。羽根抑制
ジグは、羽根４２の偏向用の装置であり、羽根４
２はこのジグによつて溶接ジグ中に嵌合される。
羽根抑制ジグは、特開昭59−77383号公報に記載
されている。所望の純度即ち水10ppm及び酸素
7ppmが得られるまでアルゴンガスを溶接室中に
向けることによつて雰囲気を清浄にする。純粋な
雰囲気が得られたら、Ｘ軸及びＹ軸に沿つた一連
の増分運動によつて燃料棒溶接プレート１６を移
動させることにより、内側格子ストラツプ２０の
間の各々の交点２４をレーザ光線１７８に整列さ
せる。次にれに或る制御された量のエネルギーを
与えることにより交点溶接部３２を形成する。後
に詳述するように、較正されたリザーバー電圧に
より付勢されるパルス状励起ランプによつて励起
させたNd：YAGパルスレーザによつて、レーザ
光線１７８を供給し、燃料棒格子１６に特定され
たレベルのエネルギーを与える。特に内側格子ス
トラツプ２０の交点２４に向けられるパルスの数
は、第３Ｍ図に示すように制御される。即ち各々
パルス幅が6.2ｍ秒、パルス周波数が１秒間20パ
ルス４20pps）、平均出力350W、ピーク出力
2580Wであるレーザ光線の６個のパルスが被加工
片に向けられて交点溶接部３２を形成する。燃料
棒格子１６がレーザ光線１７８に対し整列位置に
なつた時にレーザ光線１７８をオンにすることに
よつて交点溶接部３２を形成する。
ストラツプ２０及び外側格子ストラツプ２２から
成り、これらの格子ストラツプは第２Ａ〜２Ｅ図
に示すように互に組立てられ溶接される。格子ス
トラツプ２０，２２は細長い材料の連続したロー
ルから打抜かれるので、打抜き作業の際に多少の
油が表面に付着する。この油膜を除去した後、ス
トラツプ２０，２２を熱処理し、特開昭59−
60397号公報に記載された被加工片取付装置中に
組立てられる。次に燃料棒格子１６と被加工片取
付装置とを本発明のレーザ溶接装置１００によつ
て溶接する。溶接装置１００は、不活性ガスの純
粋な雰囲気中において、交点溶接部３２、隅溶接
部３０（シーム溶接）、スロツト−タブ溶接部３
４及び切欠き溶接部４０（シーム溶接）を形成す
る。次に本発明の教示に従う不活性ガス中におい
ての一連の溶接ステツプを、第３Ａ〜３Ｌ図につ
いて説明する。レーザ溶接装置については後に説
明する。被加工片即ち燃料棒格子１６が３軸方向
の各々について操作されるしかたを理解すること
は、レーザ溶接装置１００の作用を理解する上に
有用と思われる。第３Ａ〜３Ｌ図からわかるよう
に、燃料棒格子１６は、Ｘ軸及びＹ軸に沿つて１
つの平面内において位置を変え、Ｙ軸の回りに選
択的に回動される。尚この運動は、不活性ガスの
雰囲気が高純度に保たれた室中において行われ
る。第３Ａ図に示す第１ステツプでは、燃料棒格
子１６は、溶接室により形成された制御された雰
囲気中に、羽根４２が上向きに延じるように配さ
れる。溶接ジグは特開昭59−65294号公報に記載
されており、内側格子ストラツプ２０及び外側格
子ストラツプ２２はこのジグによつて溶接作業の
あいだ相互に対し固定的に位置される。羽根抑制
ジグは、羽根４２の偏向用の装置であり、羽根４
２はこのジグによつて溶接ジグ中に嵌合される。
羽根抑制ジグは、特開昭59−77383号公報に記載
されている。所望の純度即ち水10ppm及び酸素
7ppmが得られるまでアルゴンガスを溶接室中に
向けることによつて雰囲気を清浄にする。純粋な
雰囲気が得られたら、Ｘ軸及びＹ軸に沿つた一連
の増分運動によつて燃料棒溶接プレート１６を移
動させることにより、内側格子ストラツプ２０の
間の各々の交点２４をレーザ光線１７８に整列さ
せる。次にれに或る制御された量のエネルギーを
与えることにより交点溶接部３２を形成する。後
に詳述するように、較正されたリザーバー電圧に
より付勢されるパルス状励起ランプによつて励起
させたNd：YAGパルスレーザによつて、レーザ
光線１７８を供給し、燃料棒格子１６に特定され
たレベルのエネルギーを与える。特に内側格子ス
トラツプ２０の交点２４に向けられるパルスの数
は、第３Ｍ図に示すように制御される。即ち各々
パルス幅が6.2ｍ秒、パルス周波数が１秒間20パ
ルス４20pps）、平均出力350W、ピーク出力
2580Wであるレーザ光線の６個のパルスが被加工
片に向けられて交点溶接部３２を形成する。燃料
棒格子１６がレーザ光線１７８に対し整列位置に
なつた時にレーザ光線１７８をオンにすることに
よつて交点溶接部３２を形成する。
第３Ｂ図に示した次のステツプでは、後述する
機構によつて燃料棒格子１６がＹ軸の回りに90゜
回動され、それにより第１のスロツト−タブ溶接
部３４及び第１の隅溶接部３０が形成される。こ
れらの溶接部はシーム溶接部であり、被加工片に
レーザ光線１７８を指向させつつ燃料棒格子１６
をそのＸ軸に沿つて移動させることにより形成す
る。本発明の代表的な実施例によれば、スロツト
−タブ溶接部３４は、１分間76.2cm（30インチ）
の速度（30IPM）で燃料棒格子１６を移動させ
つつパルス幅2.2ｍ秒、パルス周波数50パルス／
秒（50pps）及び平均出力350Wのレーザ光線１
７８によつて形成する。第３Ｂ図には、各々のス
ロツト−タブ溶接部３４ａ及び隅溶接部３０ａを
形成するためのレーザ光線１７８の相対位置が示
されている。
機構によつて燃料棒格子１６がＹ軸の回りに90゜
回動され、それにより第１のスロツト−タブ溶接
部３４及び第１の隅溶接部３０が形成される。こ
れらの溶接部はシーム溶接部であり、被加工片に
レーザ光線１７８を指向させつつ燃料棒格子１６
をそのＸ軸に沿つて移動させることにより形成す
る。本発明の代表的な実施例によれば、スロツト
−タブ溶接部３４は、１分間76.2cm（30インチ）
の速度（30IPM）で燃料棒格子１６を移動させ
つつパルス幅2.2ｍ秒、パルス周波数50パルス／
秒（50pps）及び平均出力350Wのレーザ光線１
７８によつて形成する。第３Ｂ図には、各々のス
ロツト−タブ溶接部３４ａ及び隅溶接部３０ａを
形成するためのレーザ光線１７８の相対位置が示
されている。
次に第３Ｃ図に示すように、燃料棒格子１６を
時計方向に回転させ、反対側の外側格子ストラツ
プ２２ｂがレーザ光線１７８に整列され、それに
よつて第２のスロツト−タブ溶接部３４ｂ及び第
２の隅溶接部３０ｂを形成する。次に第３Ｄ図に
示すように、燃料棒格子１６を反時計方向に90゜
回転させて、第３Ａ図に示した出発位置とし、燃
料棒格子１６とその溶接ジグとを溶接室から取出
す。
時計方向に回転させ、反対側の外側格子ストラツ
プ２２ｂがレーザ光線１７８に整列され、それに
よつて第２のスロツト−タブ溶接部３４ｂ及び第
２の隅溶接部３０ｂを形成する。次に第３Ｄ図に
示すように、燃料棒格子１６を反時計方向に90゜
回転させて、第３Ａ図に示した出発位置とし、燃
料棒格子１６とその溶接ジグとを溶接室から取出
す。
第３Ｅ〜３Ｈ図に示すように、同様の一連の溶
接ステツプが行われる。溶接室から取出した後、
燃料棒格子１６及びその溶接ジグを天地逆にし
て、その羽根側を下方に向け、次に燃料棒格子１
６と溶接ジグとをＺ軸の回りに90゜時計方向に回
転させ、未溶接の外側格子ストラツプ２２ｃを溶
接室のドアに指向させる。燃料棒格子１６とその
溶接ジグとは溶接室及びレーザ光線に関し固定さ
れた位置となるようにロツクされる。最初に、認
容可能な純度レベルとなるまで、溶接室の内部の
空気をアルゴンガスでパージする。次に第３Ｅ図
に示すように、Ｘ軸及びＹ軸に沿つて一連のステ
ツプにより燃料棒格子１６の位置を変えることに
より、上述したように交点溶接部３２を形成す
る。全部の交点溶接部３２が形成された後に、燃
料棒格子１６をそのＹ軸の回りに反時計方向に
90゜回転させることにより、第３のスロツト−タ
ブ溶接部３４ｃ及び第３の隅溶接部３０ｃを形成
する。次に第３Ｇ図に示すように燃料棒格子１６
をそのＹ軸回りに180゜回転させて第４の外側格子
ストラツプ２２ｄをレーザ光線１７８に対向させ
ることにより、第４のスロツト−タブ溶接部３４
ｄと第４の隅溶接部３０ｄとを形成する。次に第
３Ｈ図に示すステツプにおいて燃料棒格子１６を
反時計方向に出発位置まで90゜回転させた後、燃
料棒格子１６とその溶接ジグとを溶接室から取出
す。
接ステツプが行われる。溶接室から取出した後、
燃料棒格子１６及びその溶接ジグを天地逆にし
て、その羽根側を下方に向け、次に燃料棒格子１
６と溶接ジグとをＺ軸の回りに90゜時計方向に回
転させ、未溶接の外側格子ストラツプ２２ｃを溶
接室のドアに指向させる。燃料棒格子１６とその
溶接ジグとは溶接室及びレーザ光線に関し固定さ
れた位置となるようにロツクされる。最初に、認
容可能な純度レベルとなるまで、溶接室の内部の
空気をアルゴンガスでパージする。次に第３Ｅ図
に示すように、Ｘ軸及びＹ軸に沿つて一連のステ
ツプにより燃料棒格子１６の位置を変えることに
より、上述したように交点溶接部３２を形成す
る。全部の交点溶接部３２が形成された後に、燃
料棒格子１６をそのＹ軸の回りに反時計方向に
90゜回転させることにより、第３のスロツト−タ
ブ溶接部３４ｃ及び第３の隅溶接部３０ｃを形成
する。次に第３Ｇ図に示すように燃料棒格子１６
をそのＹ軸回りに180゜回転させて第４の外側格子
ストラツプ２２ｄをレーザ光線１７８に対向させ
ることにより、第４のスロツト−タブ溶接部３４
ｄと第４の隅溶接部３０ｄとを形成する。次に第
３Ｈ図に示すステツプにおいて燃料棒格子１６を
反時計方向に出発位置まで90゜回転させた後、燃
料棒格子１６とその溶接ジグとを溶接室から取出
す。
第３Ｉ〜３Ｌ図には、案内スリーブ３６を燃料
棒格子１６に溶接するステツプが図示されてい
る。最初に燃料棒格子１６を、第３Ａ〜３Ｈ図に
示すステツプにおいて必要とされた溶接ジグから
取外し、特開昭59−60386号公報に記載されたス
リーブ溶接ジグ中に配置する。このスリーブ溶接
ジグは、案内スリーブ３６を受入れるために内側
格子ストラツプ２０により形成されたセルのうち
選択されたもの即ち第３Ｊ図に示すように周縁部
に切欠き３８を備えたセルを通つて配設された複
数の取付用ピンを備えている。これらの取付用ピ
ンは、案内スリーブ３６の軸線が内側格子ストラ
ツプ２０の表面の中心部にそれと平行に配設され
るように、案内スリーブ３６を正確に位置決めす
る。案内スリーブ３６が燃料棒格子１６に対し正
確に整列され組立てられたら、燃料棒格子１６及
びそのスリーブ溶接ジグを溶接室中に配し、溶接
室及びレーザ光線１７８に関し固定する。次に所
望の純度までアルゴンガスで空気をパージする。
次に第３Ｊ図に示すように燃料棒格子１６を反時
計方向に45゜回転させた後、第３Ｊ図に示すよう
にレーザ光線１７８の通路に対して45゜になるこ
の位置に燃料棒格子１６と案内スリーブ３６の溶
接ジグとをロツクする。次にパルス幅6.2ｍ秒、
パルス周波数20pps、平均出力255W及び溶接速
度25.4cm／分（10IPM）によつて一連の切欠き溶
接部４０を形成する。レーザ光線１７８をパルス
状にして燃料棒格子１６を上記速度でＹ軸に沿い
移動させる。後に詳述するように、案内スリーブ
３６の各々の水平列について第３Ｊ図に示すよう
にレーザ光線１７８を再度合焦する必要がある。
燃料棒格子１６をＹ軸に沿つて移動させ、各々の
案内スリーブ３６をレーザ光線１７８に関して所
定位置とし、レーザ光線をオンとして切欠き溶接
部４０を形成した後、次の案内スリーブ３６を整
列させるように燃料棒格子１６を移動させること
によつて、一連の切欠き溶接部４０を形成する。
１水平列の案内スリーブ３６が溶接された後、燃
料棒格子１６をＸ軸に沿つて移動させ、次の列の
案内スリーブ３６をレーザ光線１７８と整列する
ように位置決めする。次に切欠き溶接部４０を形
成するようにレーザ光線１７８を再度合焦させる
必要がある。第３Ｊ，３Ｋ図に示すように案内ス
リーブ３６を４個の切欠き３８に係合させ、案内
スリーブ３６の両側で切欠き溶接部４０を形成す
る。
棒格子１６に溶接するステツプが図示されてい
る。最初に燃料棒格子１６を、第３Ａ〜３Ｈ図に
示すステツプにおいて必要とされた溶接ジグから
取外し、特開昭59−60386号公報に記載されたス
リーブ溶接ジグ中に配置する。このスリーブ溶接
ジグは、案内スリーブ３６を受入れるために内側
格子ストラツプ２０により形成されたセルのうち
選択されたもの即ち第３Ｊ図に示すように周縁部
に切欠き３８を備えたセルを通つて配設された複
数の取付用ピンを備えている。これらの取付用ピ
ンは、案内スリーブ３６の軸線が内側格子ストラ
ツプ２０の表面の中心部にそれと平行に配設され
るように、案内スリーブ３６を正確に位置決めす
る。案内スリーブ３６が燃料棒格子１６に対し正
確に整列され組立てられたら、燃料棒格子１６及
びそのスリーブ溶接ジグを溶接室中に配し、溶接
室及びレーザ光線１７８に関し固定する。次に所
望の純度までアルゴンガスで空気をパージする。
次に第３Ｊ図に示すように燃料棒格子１６を反時
計方向に45゜回転させた後、第３Ｊ図に示すよう
にレーザ光線１７８の通路に対して45゜になるこ
の位置に燃料棒格子１６と案内スリーブ３６の溶
接ジグとをロツクする。次にパルス幅6.2ｍ秒、
パルス周波数20pps、平均出力255W及び溶接速
度25.4cm／分（10IPM）によつて一連の切欠き溶
接部４０を形成する。レーザ光線１７８をパルス
状にして燃料棒格子１６を上記速度でＹ軸に沿い
移動させる。後に詳述するように、案内スリーブ
３６の各々の水平列について第３Ｊ図に示すよう
にレーザ光線１７８を再度合焦する必要がある。
燃料棒格子１６をＹ軸に沿つて移動させ、各々の
案内スリーブ３６をレーザ光線１７８に関して所
定位置とし、レーザ光線をオンとして切欠き溶接
部４０を形成した後、次の案内スリーブ３６を整
列させるように燃料棒格子１６を移動させること
によつて、一連の切欠き溶接部４０を形成する。
１水平列の案内スリーブ３６が溶接された後、燃
料棒格子１６をＸ軸に沿つて移動させ、次の列の
案内スリーブ３６をレーザ光線１７８と整列する
ように位置決めする。次に切欠き溶接部４０を形
成するようにレーザ光線１７８を再度合焦させる
必要がある。第３Ｊ，３Ｋ図に示すように案内ス
リーブ３６を４個の切欠き３８に係合させ、案内
スリーブ３６の両側で切欠き溶接部４０を形成す
る。
案内スリーブ３６の一側を溶接した後、第３Ｋ
図に示すように燃料棒格子１６を反時計方向に
90゜回転させ、反対側の他方の切欠き３８をレー
ザ光線１７８に露呈させる必要がある。この回転
後に一連の切欠き溶接部４０を上述したように形
成する。最後に第３Ｌ図に示すように燃料棒格子
１６を出発位置まで反時計方向に45゜回転させた
後、燃料棒格子１６と案内スリーブ３６の溶接ジ
グとを溶接室から取出して、燃料棒格子１６の溶
接ステツプを終了する。
図に示すように燃料棒格子１６を反時計方向に
90゜回転させ、反対側の他方の切欠き３８をレー
ザ光線１７８に露呈させる必要がある。この回転
後に一連の切欠き溶接部４０を上述したように形
成する。最後に第３Ｌ図に示すように燃料棒格子
１６を出発位置まで反時計方向に45゜回転させた
後、燃料棒格子１６と案内スリーブ３６の溶接ジ
グとを溶接室から取出して、燃料棒格子１６の溶
接ステツプを終了する。
第４図には、内側及び外側の格子ストラツプ２
０，２２を連結して燃料棒格子１６を形成し、案
内スリーブ３６を燃料棒格子１６に固定するのに
必要な一連の溶接部特に交点溶接部３２、スロツ
ト−タブ溶接部３４、隅溶接部３０及び切欠き溶
接部４０を制御するためのレーザ溶接装置が図示
されている。この制御は、制御されたエネルギー
量のレーザ光線１７８を発射し、上記溶接部のレ
ーザ溶接を行うための適切な不活性ガス例えばア
ルゴンの供給を制御するように、レーザ装置１０
２を制御することによつて行われる。各々の被加
工片例えば燃料棒格子１６は、特開昭59−156592
号公報に詳細に記載された位置決めモジユールに
よつて、各々の溶接位置に次々に動かされる。特
に溶接室１０８は、一連の溶接部を形成するため
の燃料棒格子１６の運動を許容しつつレーザ溶接
の環境特に不活性ガスの雰囲気を確立するべく燃
料棒格子１６を受入れるように各々の位置決めモ
ジユールと組合されている。
０，２２を連結して燃料棒格子１６を形成し、案
内スリーブ３６を燃料棒格子１６に固定するのに
必要な一連の溶接部特に交点溶接部３２、スロツ
ト−タブ溶接部３４、隅溶接部３０及び切欠き溶
接部４０を制御するためのレーザ溶接装置が図示
されている。この制御は、制御されたエネルギー
量のレーザ光線１７８を発射し、上記溶接部のレ
ーザ溶接を行うための適切な不活性ガス例えばア
ルゴンの供給を制御するように、レーザ装置１０
２を制御することによつて行われる。各々の被加
工片例えば燃料棒格子１６は、特開昭59−156592
号公報に詳細に記載された位置決めモジユールに
よつて、各々の溶接位置に次々に動かされる。特
に溶接室１０８は、一連の溶接部を形成するため
の燃料棒格子１６の運動を許容しつつレーザ溶接
の環境特に不活性ガスの雰囲気を確立するべく燃
料棒格子１６を受入れるように各々の位置決めモ
ジユールと組合されている。
第４図に略示したレーザ装置１０２は、本発明
の好ましい実施例によれば、レイセオン社
（Raytheon）により型式指定番号ss500の下に製
造されたレーザ装置の形式としてもよい。レーザ
装置１０２は、一例として、Nd：YAG結晶レー
ザと高効率のレーザヘツド中に収納された１対の
真直な形状のクリプトンせん光ランプとの形式と
し得るレーザロツド１７０を備えている。レーザ
ヘツドは、レーザロツド１７０の両側に、全反射
ミラー１８２及び部分反射即ち半透過ミラー１８
４を備えている。共振器もしくは共振空間内のシ
ヤツター１８８は、レーザロツド１７０と全反射
ミラー１８２との間に配設されており、或る選択
された数のレーザパルスを発射するように選択的
に制御されるので、レーザ溶接を行うために与え
られるエネルギーが後述するように正確に制御さ
れる。レーザヘツドは、レーザロツド１７０、励
起ランプ１８６及びミラー１８２，１８４を含む
その全部の光学要素が容易に且つ独立して交換さ
れ得るようにモジユール式の構造を備えている。
励起ランプ１８６は光学的整合を乱さずにすみや
かに交換できる。また励起又はフラツシユランプ
１８６は、その端部の接続部を含めてその全長に
亘つて水冷される。励起ランプ１８６のトリガー
は共振器もしくは共振空間の励起によつて励起ラ
ンプ１８６の平行パルスを与える。レーザロツド
１７０は一例として、パルス幅６ｍ秒をパルス周
波数20Hz及びパルス幅２ｍ秒とパルス周波数50Hz
において動作している際にパルス形成回路への入
力電力が18kWを超過しないようにして、400W
の平均出力が被加工片において得られるように設
計することができる。ダンプシヤツター１９０
は、燃料棒格子１６の形の被加工片が溶接室１０
８中において交換されている期間中にレーザ光線
１７７を偏向路１９６に沿つて光線吸収器１９４
に向けるように第１位置に配することができる。
作動機構１９２は、レーザ光線１７７をビーム切
換用の可動ミラー１７２と固定ミラー１７４とか
ら成る光線指向装置に光線拡大レンズ装置１９８
によつて合焦させる第２位置にダンプシヤツター
１９０をその光線遮断第１位置から移動させるた
めに用いられる。反射ミラーである可動ミラー１
７２がレーザ光線１７７を遮断するように配設さ
れると、レーザ光線１７７、垂直に指向されるよ
うに、垂直指向ミラー１７６ａの方にレーザ光線
１７８ａとして偏向される。レーザ合焦レンズ装
置（合焦装置）２０４ａはレーザ光線１７８ａを
遮断してそれを溶接室１０８ａ中の燃料棒格子１
６の方に向ける。図示したレーザ合焦レンズ装置
２０４は、以下に説明するように、Ｚ軸レーザ装
置２２２により直線状に位置されたレンズ２０２
及びレンズ支持管２００を備えている。反射ミラ
ー１７２がレーザ光線１７７を遮断する位置から
モータ１７５によつて回転すると、レーザ光線１
７７は固定ミラー１７４（反射ミラー）により反
射されてレーザ光線１７８ｂを形成し、このレー
ザ光線１７８ｂは、垂直偏向固定ミラー１７６ｂ
によつて溶接室１０８ｂの方に向けられる。
の好ましい実施例によれば、レイセオン社
（Raytheon）により型式指定番号ss500の下に製
造されたレーザ装置の形式としてもよい。レーザ
装置１０２は、一例として、Nd：YAG結晶レー
ザと高効率のレーザヘツド中に収納された１対の
真直な形状のクリプトンせん光ランプとの形式と
し得るレーザロツド１７０を備えている。レーザ
ヘツドは、レーザロツド１７０の両側に、全反射
ミラー１８２及び部分反射即ち半透過ミラー１８
４を備えている。共振器もしくは共振空間内のシ
ヤツター１８８は、レーザロツド１７０と全反射
ミラー１８２との間に配設されており、或る選択
された数のレーザパルスを発射するように選択的
に制御されるので、レーザ溶接を行うために与え
られるエネルギーが後述するように正確に制御さ
れる。レーザヘツドは、レーザロツド１７０、励
起ランプ１８６及びミラー１８２，１８４を含む
その全部の光学要素が容易に且つ独立して交換さ
れ得るようにモジユール式の構造を備えている。
励起ランプ１８６は光学的整合を乱さずにすみや
かに交換できる。また励起又はフラツシユランプ
１８６は、その端部の接続部を含めてその全長に
亘つて水冷される。励起ランプ１８６のトリガー
は共振器もしくは共振空間の励起によつて励起ラ
ンプ１８６の平行パルスを与える。レーザロツド
１７０は一例として、パルス幅６ｍ秒をパルス周
波数20Hz及びパルス幅２ｍ秒とパルス周波数50Hz
において動作している際にパルス形成回路への入
力電力が18kWを超過しないようにして、400W
の平均出力が被加工片において得られるように設
計することができる。ダンプシヤツター１９０
は、燃料棒格子１６の形の被加工片が溶接室１０
８中において交換されている期間中にレーザ光線
１７７を偏向路１９６に沿つて光線吸収器１９４
に向けるように第１位置に配することができる。
作動機構１９２は、レーザ光線１７７をビーム切
換用の可動ミラー１７２と固定ミラー１７４とか
ら成る光線指向装置に光線拡大レンズ装置１９８
によつて合焦させる第２位置にダンプシヤツター
１９０をその光線遮断第１位置から移動させるた
めに用いられる。反射ミラーである可動ミラー１
７２がレーザ光線１７７を遮断するように配設さ
れると、レーザ光線１７７、垂直に指向されるよ
うに、垂直指向ミラー１７６ａの方にレーザ光線
１７８ａとして偏向される。レーザ合焦レンズ装
置（合焦装置）２０４ａはレーザ光線１７８ａを
遮断してそれを溶接室１０８ａ中の燃料棒格子１
６の方に向ける。図示したレーザ合焦レンズ装置
２０４は、以下に説明するように、Ｚ軸レーザ装
置２２２により直線状に位置されたレンズ２０２
及びレンズ支持管２００を備えている。反射ミラ
ー１７２がレーザ光線１７７を遮断する位置から
モータ１７５によつて回転すると、レーザ光線１
７７は固定ミラー１７４（反射ミラー）により反
射されてレーザ光線１７８ｂを形成し、このレー
ザ光線１７８ｂは、垂直偏向固定ミラー１７６ｂ
によつて溶接室１０８ｂの方に向けられる。
励起ランプ１８６は、一例として、充電誘導子
を経てパルス形成回路（PEN）を充電する電圧
制御される直流電源である電源によつて励起され
る。関連したコンピユータ数値制御部１２６は直
流電源リザーバーのコンデンサー列からパルス形
成回路を充電しパルス形成回路から励起ランプ１
８６に放電することによりレーザロツド１７０を
励起して一連のレーザパルスを発生させるスイツ
チ（シリコン制御整流素子）を交互に閉成する。
励起ランプ１８６は、レーザ閾値以下の低い直流
電流レベルにおいて動作し、この低レベルの電流
に高電流パルスが加わつてレーザパルスを発生す
る。パルス形成回路PENは２ｍ秒から６ｍ秒の
パルスを発生させる。
を経てパルス形成回路（PEN）を充電する電圧
制御される直流電源である電源によつて励起され
る。関連したコンピユータ数値制御部１２６は直
流電源リザーバーのコンデンサー列からパルス形
成回路を充電しパルス形成回路から励起ランプ１
８６に放電することによりレーザロツド１７０を
励起して一連のレーザパルスを発生させるスイツ
チ（シリコン制御整流素子）を交互に閉成する。
励起ランプ１８６は、レーザ閾値以下の低い直流
電流レベルにおいて動作し、この低レベルの電流
に高電流パルスが加わつてレーザパルスを発生す
る。パルス形成回路PENは２ｍ秒から６ｍ秒の
パルスを発生させる。
レーザ光線１７８に対する溶接室１０８特に燃
料棒格子１６の最初の整列を助けるために、格子
１６を観測し、特にレーザ光線１７８に対する格
子１６の正確な位置を定めるために、整列TVカ
メラ２０６の形態の観測装置があり、この整列
TVカメラは、レーザ光線１７８ａと合致するレ
ーザ光路２１４を定めるように整列されている。
レーザ光路２１４の光線は、第４図に示すよう
に、固定偏向ミラー２０８により反射され、米国
放射線保健局（BRH）の規則に従つた安全シヤ
ツター２１２を選択的に通過し、部分透過ミラー
１７６を経てTVカメラ２０６に到達する。レン
ズ２０２は、燃料棒格子１６にレーザ光線１７８
を合焦させるだけでなく、レンズ２１０の助けを
借りて格子１６の像をTVカメラ２０６に形成す
る。レーザ合焦レンズ装置２０４は、整列の目的
で燃料棒格子１６を照明するように選択的に点灯
される照明ランプも備えている。安全シヤツター
２１２は、後述するように、燃料棒レーザ光線１
７８に対し整列させるように選択的に開閉され、
その他の期間は安全処置として閉ざされている。
料棒格子１６の最初の整列を助けるために、格子
１６を観測し、特にレーザ光線１７８に対する格
子１６の正確な位置を定めるために、整列TVカ
メラ２０６の形態の観測装置があり、この整列
TVカメラは、レーザ光線１７８ａと合致するレ
ーザ光路２１４を定めるように整列されている。
レーザ光路２１４の光線は、第４図に示すよう
に、固定偏向ミラー２０８により反射され、米国
放射線保健局（BRH）の規則に従つた安全シヤ
ツター２１２を選択的に通過し、部分透過ミラー
１７６を経てTVカメラ２０６に到達する。レン
ズ２０２は、燃料棒格子１６にレーザ光線１７８
を合焦させるだけでなく、レンズ２１０の助けを
借りて格子１６の像をTVカメラ２０６に形成す
る。レーザ合焦レンズ装置２０４は、整列の目的
で燃料棒格子１６を照明するように選択的に点灯
される照明ランプも備えている。安全シヤツター
２１２は、後述するように、燃料棒レーザ光線１
７８に対し整列させるように選択的に開閉され、
その他の期間は安全処置として閉ざされている。
各々の溶接室１０８は、第４図に示すように、
一点鎖線で示した第１位置即ち溶接位置から第２
位置即ち休止位置に移動させることができる。レ
ーザ光線１７８は、溶接室１０８が第２位置にあ
る時に、シールド管２１６中に支持された出力測
定装置即ち熱電対列２１８の方に、垂直偏向ミラ
ー１７６によつて向けられる。シールド管２１６
は、後に示すように、溶接室１０８の後部に取付
けてあり、狭くなつた開口２２０を有し、レーザ
光線１７８はこれによりシールド管２１６中に有
効に封じこめられる。溶接室１０８は周期的にそ
の第２位置即ち休止位置に移動させ、レーザ光線
１７８を熱電対列２１８に向け、燃料棒格子１６
上に実際に入射するレーザロツド１７０の出力を
表示させる。レーザ装置１０２に強い負荷が加わ
ると、レーザロツド１７０及び（又は）その励起
ランプ１８６の消耗とレーザ溶接中に生ずる煙や
異物のためレーザ効率が低下すると考えられる。
従つて正確で再現可能な溶接部を形成するには、
熱電対列２１８の測定値に依存して、レーザ装置
１０２の使用寿命を通じて、励起ランプ１８６に
供給される電圧を増大させる。
一点鎖線で示した第１位置即ち溶接位置から第２
位置即ち休止位置に移動させることができる。レ
ーザ光線１７８は、溶接室１０８が第２位置にあ
る時に、シールド管２１６中に支持された出力測
定装置即ち熱電対列２１８の方に、垂直偏向ミラ
ー１７６によつて向けられる。シールド管２１６
は、後に示すように、溶接室１０８の後部に取付
けてあり、狭くなつた開口２２０を有し、レーザ
光線１７８はこれによりシールド管２１６中に有
効に封じこめられる。溶接室１０８は周期的にそ
の第２位置即ち休止位置に移動させ、レーザ光線
１７８を熱電対列２１８に向け、燃料棒格子１６
上に実際に入射するレーザロツド１７０の出力を
表示させる。レーザ装置１０２に強い負荷が加わ
ると、レーザロツド１７０及び（又は）その励起
ランプ１８６の消耗とレーザ溶接中に生ずる煙や
異物のためレーザ効率が低下すると考えられる。
従つて正確で再現可能な溶接部を形成するには、
熱電対列２１８の測定値に依存して、レーザ装置
１０２の使用寿命を通じて、励起ランプ１８６に
供給される電圧を増大させる。
第５Ａ，５Ｂ図には、コンピユータ数値制御装
置、特に左側のコンピユータ数値制御部１２６ａ
（CNC）と、第５Ｂ図に単一のブロツクにより示
した別のコンピユータ数値制御部１２６ｂ
（CNC）へのその接続が、機能的なブロツク線図
により示されている。尚、別のコンピユータ数値
制御部１２６ｂは、第５Ａ，５Ｂ図に示すよう
に、コンピユータ数値制御部１２６ａと同一の要
素から成立つている。コンピユータ数値制御部１
２６ａは、中央処理記憶装置（CPU）５６０を
備えている。本発明の図示した実施例によれば、
コンピユータ数値制御部１２６、特にその中央処
理記憶装置５６０は、本出願人が型式番号2560号
の下に製造しているコンピユータと同じものとし
てよい。中央処理記憶装置５６０は、64Kのコア
メモリを有し、その装置形態及びプログラミング
について機械加工制御に特に適合している。尚、
標準型の2560号CNCは、全システムの動作を監
視するための監視プログラムとしての性質の動作
をする、ここに主タスクループシステム又はオペ
レーテイングプログラムと称される基本監視ソフ
トウエアを含んでいる。2560号CNCにおいて確
立されたデータ構造において、コード組即ちＳ，
Ｔ及びＭコードは、2560号CNCを容易に適合さ
せ得る特別のオペレーシヨンないしは個別化オペ
レーシヨンを行うために用いられる。特にここに
アプリケーシヨンサブルーチンと称されるサブル
ーチンを呼出し又は要求するＭ，Ｓ，Ｔの各コー
ドによつて、パートプログラムがプログラミング
され、そのプログラムによつて、アルゴンの流量
及び特別の或る溶接モードの選択の制御を含む選
択された機能が実行される。パートプログラム
は、被加工片にＸ軸駆動モータ２９４とＹ軸駆動
モータ２９６によつて、またレーザ合焦レンズ装
置２０４にＺ軸駆動モータ５７０によつてそれぞ
れ与えられる運動を制御するＸ，Ｙ及びＺの各コ
ードによつてもプログラミングされている。特に
Ｘ，Ｙの各コードは、燃料棒格子１６である被加
工片を溶接ステツプの間において移動させる移動
量及び目標を指定する。同様にＺコードは、レー
ザ合焦レンズ装置２０４に与えるべき移動量を制
御し、それによつてレーザ光線１７８を燃料棒格
子１６上に合焦させる。特にＺコードは切欠き溶
接部４０の形成に必要である。この場合、回動自
在な取付装置又はジグ２４２は、レーザ光線１７
８と直角になるその通常の表面から離れるように
回動するので、レーザ合焦レンズ装置２０４の再
合焦が必要になるものである。更に中央処理記憶
装置５６０のメモリは、パートプログラム記憶領
域と呼ばれる特別の記憶領域を有し、この記憶領
域は、オペレーテイングシステムプログラムによ
つて実行されるようにパートプログラムを格納す
るために用いられる。パートプログラムは後述す
るように、制御された不活性ガスの雰囲気中にお
いての溶接プロセスの各ステツプを基本的に指定
し、より特定的には、Ｍ，Ｓ，Ｔの各コードによ
りプログラミングされることにより、溶接モード
とアルゴン流量とが有効に制御される。パードプ
ログラム記憶領域は、第６図について後述するパ
ートプログラムと、第７Ａ，７Ｂ，７Ｃ図につい
て説明するように本発明に密接に関連したアプリ
ケーシヨンルーチンとを格納している。パートプ
ログラムはインターフエース５９０を経て磁気テ
ープ駆動装置５８６により中央処理記憶装置５６
０に入力される。本発明の一実施例によれば、磁
気テープ駆動装置５８６は、カンテツクス社によ
り型式番号220号の下に製造されている駆動装置
とすることができる。別の方法として、パートプ
ログラムを紙テープ上に記憶させ、紙テープリー
ダー５８４によりマイクロプロセツサーのインタ
ーフエース５８８を介し入力してもよい。紙テー
プリーダー５８４は一例としてデシテツクス社製
のリーダーとすることができる。マイクロプロセ
ツサーのインターフエース５８８はデータメツセ
ージを陰極線管１３３（CRT）上にデイスプレ
イすることも可能にする。また操作者がインター
フエース５８８を介し文字・数字けん盤１３１上
において中央処理記憶装置５６０のメモリに種々
のデータを入力することもできる。
置、特に左側のコンピユータ数値制御部１２６ａ
（CNC）と、第５Ｂ図に単一のブロツクにより示
した別のコンピユータ数値制御部１２６ｂ
（CNC）へのその接続が、機能的なブロツク線図
により示されている。尚、別のコンピユータ数値
制御部１２６ｂは、第５Ａ，５Ｂ図に示すよう
に、コンピユータ数値制御部１２６ａと同一の要
素から成立つている。コンピユータ数値制御部１
２６ａは、中央処理記憶装置（CPU）５６０を
備えている。本発明の図示した実施例によれば、
コンピユータ数値制御部１２６、特にその中央処
理記憶装置５６０は、本出願人が型式番号2560号
の下に製造しているコンピユータと同じものとし
てよい。中央処理記憶装置５６０は、64Kのコア
メモリを有し、その装置形態及びプログラミング
について機械加工制御に特に適合している。尚、
標準型の2560号CNCは、全システムの動作を監
視するための監視プログラムとしての性質の動作
をする、ここに主タスクループシステム又はオペ
レーテイングプログラムと称される基本監視ソフ
トウエアを含んでいる。2560号CNCにおいて確
立されたデータ構造において、コード組即ちＳ，
Ｔ及びＭコードは、2560号CNCを容易に適合さ
せ得る特別のオペレーシヨンないしは個別化オペ
レーシヨンを行うために用いられる。特にここに
アプリケーシヨンサブルーチンと称されるサブル
ーチンを呼出し又は要求するＭ，Ｓ，Ｔの各コー
ドによつて、パートプログラムがプログラミング
され、そのプログラムによつて、アルゴンの流量
及び特別の或る溶接モードの選択の制御を含む選
択された機能が実行される。パートプログラム
は、被加工片にＸ軸駆動モータ２９４とＹ軸駆動
モータ２９６によつて、またレーザ合焦レンズ装
置２０４にＺ軸駆動モータ５７０によつてそれぞ
れ与えられる運動を制御するＸ，Ｙ及びＺの各コ
ードによつてもプログラミングされている。特に
Ｘ，Ｙの各コードは、燃料棒格子１６である被加
工片を溶接ステツプの間において移動させる移動
量及び目標を指定する。同様にＺコードは、レー
ザ合焦レンズ装置２０４に与えるべき移動量を制
御し、それによつてレーザ光線１７８を燃料棒格
子１６上に合焦させる。特にＺコードは切欠き溶
接部４０の形成に必要である。この場合、回動自
在な取付装置又はジグ２４２は、レーザ光線１７
８と直角になるその通常の表面から離れるように
回動するので、レーザ合焦レンズ装置２０４の再
合焦が必要になるものである。更に中央処理記憶
装置５６０のメモリは、パートプログラム記憶領
域と呼ばれる特別の記憶領域を有し、この記憶領
域は、オペレーテイングシステムプログラムによ
つて実行されるようにパートプログラムを格納す
るために用いられる。パートプログラムは後述す
るように、制御された不活性ガスの雰囲気中にお
いての溶接プロセスの各ステツプを基本的に指定
し、より特定的には、Ｍ，Ｓ，Ｔの各コードによ
りプログラミングされることにより、溶接モード
とアルゴン流量とが有効に制御される。パードプ
ログラム記憶領域は、第６図について後述するパ
ートプログラムと、第７Ａ，７Ｂ，７Ｃ図につい
て説明するように本発明に密接に関連したアプリ
ケーシヨンルーチンとを格納している。パートプ
ログラムはインターフエース５９０を経て磁気テ
ープ駆動装置５８６により中央処理記憶装置５６
０に入力される。本発明の一実施例によれば、磁
気テープ駆動装置５８６は、カンテツクス社によ
り型式番号220号の下に製造されている駆動装置
とすることができる。別の方法として、パートプ
ログラムを紙テープ上に記憶させ、紙テープリー
ダー５８４によりマイクロプロセツサーのインタ
ーフエース５８８を介し入力してもよい。紙テー
プリーダー５８４は一例としてデシテツクス社製
のリーダーとすることができる。マイクロプロセ
ツサーのインターフエース５８８はデータメツセ
ージを陰極線管１３３（CRT）上にデイスプレ
イすることも可能にする。また操作者がインター
フエース５８８を介し文字・数字けん盤１３１上
において中央処理記憶装置５６０のメモリに種々
のデータを入力することもできる。
中央処理記憶装置５６０は、第５Ａ，５Ｂ図に
示すように、Ｘ軸駆動モータ２９４、Ｙ軸駆動モ
ータ２９６及びＺ軸駆動モータ４７０にそれぞれ
組合された閉ループ軸駆動・制御盤５６６，５６
８，５７０に組合されている。尚、各々の駆動モ
ータ２９４，２９６．４７０は、その回転速度及
び走行距離を表示することにより、対応するＸ，
Ｙ，Ｚの各テーブルの運動の非常に正確な制御を
与えるように、タコメーター及びリゾルバーに組
合されている。これは、特開昭59−156592号公報
に詳細に記載されている。図には示してないが、
Ｘ軸駆動モータ２９４とＹ軸駆動モータ２９６と
はそれぞれＸテーブルとＹテーブルとに組合され
ており、これらのテーブル従つて溶接室１０８及
びその被加工片をレーザ光線１７８に関してＸ軸
及びＹ軸に沿つてそれぞれ駆動する。本発明の一
実施例によれば、ＸテーブルとＹテーブル並びに
その駆動モータ２９４，２９６は、中央処理記憶
装置５６０の出力信号に応答して所望の変位運動
を与えるように互に上下に取付けられ、１つの組
立てられたユニツトを形成する。同様にＺ軸駆動
モータ４７０はＺテーブルに組合され、このＺテ
ーブル上にレーザ合焦レンズ装置２０４が取付け
られている。レーザ合焦レンズ装置２０４は、第
４図に示すように、Ｚ軸に沿つて移動し、それに
よつてレーザ光線１７８が燃料棒格子１６上に合
焦される。また制御盤５６６から導出された制御
出力信号は、サーボ増幅器５６７に供給され、モ
ータ速度を表わす信号と比較され、Ｙ軸駆動モー
タ２９４を作動させる出力信号を送出する。モー
タ２９４，２９６，４７０は、概略的に図示した
ように、対応するＸ，Ｙ，Ｚの各テーブルを駆動
するための親ねじ２９５，２９７，４７１に組合
されている。１組のリミツトスイツチ５７２，５
７２ａ〜５７２ｃは、親ねじ２９５の位置従つて
その位置決めテーブル２９０の位置を検出して入
出力インターフエース５６２を介し中央処理記憶
装置５６０に信号を送出するように、親ねじ２９
５に組合されている。特にリミツトスイツチ５７
２ａ，５７２ｃは、Ｘ軸位置決めテーブル２９０
がその最前方及び最後方の極限行程位置にあるこ
とを示す出力信号を送出し、リミツトスイツチ５
７２ｂは、Ｘテーブル（Ｘ軸位置決めテーブル）
がレーザ光線１７８に関する基準位置になる位置
即ちホーム位置にあることを指示する。同様の１
組のリミツトスイツチ５７６，５７６ａ〜５７６
ｃは、Ｚ軸駆動テーブルを駆動する親ねじ４７１
に組合されている。１組のリミツトスイツチ５７
４ａ，５７４ｂ，５７４ｃは、Ｙ軸テーブルを駆
動する親ねじ２９７に組合されており、第４のリ
ミツトスイツチ５７４ｄは、Ｙテーブル（Ｙ軸位
置決めテーブル）がそのセンター位置即ち溶接室
１０８をそのキヤビネツトから取外し得る位置に
おかれた時を検出するために親ねじ２９７に組合
されている。
示すように、Ｘ軸駆動モータ２９４、Ｙ軸駆動モ
ータ２９６及びＺ軸駆動モータ４７０にそれぞれ
組合された閉ループ軸駆動・制御盤５６６，５６
８，５７０に組合されている。尚、各々の駆動モ
ータ２９４，２９６．４７０は、その回転速度及
び走行距離を表示することにより、対応するＸ，
Ｙ，Ｚの各テーブルの運動の非常に正確な制御を
与えるように、タコメーター及びリゾルバーに組
合されている。これは、特開昭59−156592号公報
に詳細に記載されている。図には示してないが、
Ｘ軸駆動モータ２９４とＹ軸駆動モータ２９６と
はそれぞれＸテーブルとＹテーブルとに組合され
ており、これらのテーブル従つて溶接室１０８及
びその被加工片をレーザ光線１７８に関してＸ軸
及びＹ軸に沿つてそれぞれ駆動する。本発明の一
実施例によれば、ＸテーブルとＹテーブル並びに
その駆動モータ２９４，２９６は、中央処理記憶
装置５６０の出力信号に応答して所望の変位運動
を与えるように互に上下に取付けられ、１つの組
立てられたユニツトを形成する。同様にＺ軸駆動
モータ４７０はＺテーブルに組合され、このＺテ
ーブル上にレーザ合焦レンズ装置２０４が取付け
られている。レーザ合焦レンズ装置２０４は、第
４図に示すように、Ｚ軸に沿つて移動し、それに
よつてレーザ光線１７８が燃料棒格子１６上に合
焦される。また制御盤５６６から導出された制御
出力信号は、サーボ増幅器５６７に供給され、モ
ータ速度を表わす信号と比較され、Ｙ軸駆動モー
タ２９４を作動させる出力信号を送出する。モー
タ２９４，２９６，４７０は、概略的に図示した
ように、対応するＸ，Ｙ，Ｚの各テーブルを駆動
するための親ねじ２９５，２９７，４７１に組合
されている。１組のリミツトスイツチ５７２，５
７２ａ〜５７２ｃは、親ねじ２９５の位置従つて
その位置決めテーブル２９０の位置を検出して入
出力インターフエース５６２を介し中央処理記憶
装置５６０に信号を送出するように、親ねじ２９
５に組合されている。特にリミツトスイツチ５７
２ａ，５７２ｃは、Ｘ軸位置決めテーブル２９０
がその最前方及び最後方の極限行程位置にあるこ
とを示す出力信号を送出し、リミツトスイツチ５
７２ｂは、Ｘテーブル（Ｘ軸位置決めテーブル）
がレーザ光線１７８に関する基準位置になる位置
即ちホーム位置にあることを指示する。同様の１
組のリミツトスイツチ５７６，５７６ａ〜５７６
ｃは、Ｚ軸駆動テーブルを駆動する親ねじ４７１
に組合されている。１組のリミツトスイツチ５７
４ａ，５７４ｂ，５７４ｃは、Ｙ軸テーブルを駆
動する親ねじ２９７に組合されており、第４のリ
ミツトスイツチ５７４ｄは、Ｙテーブル（Ｙ軸位
置決めテーブル）がそのセンター位置即ち溶接室
１０８をそのキヤビネツトから取外し得る位置に
おかれた時を検出するために親ねじ２９７に組合
されている。
第５Ａ図と第５Ｂ図に示すように、１組の周辺
装置が、インターフエース５６２，５６４を光学
的に遮断することにより、中央処理記憶装置５６
０により制御され、これに組合されている。特に
別のコンピユータ数値制御部１２６ｂは、数値制
御部リンク５５８及びインターフエース５６２を
介して中央処理記憶装置５６０と１組の初期接続
手順信号を交換し、それにより各々の数値制御部
１２６ａ，１２６ｂは時分割形態で光線切換用の
ミラー１７２の制御を要求し取得する。特開昭59
−156595号公報に記載されているように、数値制
御部１２６ａ，１２６ｂは、レーザ光線１７８を
その溶接室１０８中に向けるように光線切換用の
ミラー１７２の制御を要求し、後にその制御を行
うことができる。数値制御部１２６ａは使用後に
レーザリリース信号を発生し、別の数値制御１２
６ｂはこの信号によりそれ自身が使用するべくレ
ーザを要求し且つ後にそれをロツクする。
装置が、インターフエース５６２，５６４を光学
的に遮断することにより、中央処理記憶装置５６
０により制御され、これに組合されている。特に
別のコンピユータ数値制御部１２６ｂは、数値制
御部リンク５５８及びインターフエース５６２を
介して中央処理記憶装置５６０と１組の初期接続
手順信号を交換し、それにより各々の数値制御部
１２６ａ，１２６ｂは時分割形態で光線切換用の
ミラー１７２の制御を要求し取得する。特開昭59
−156595号公報に記載されているように、数値制
御部１２６ａ，１２６ｂは、レーザ光線１７８を
その溶接室１０８中に向けるように光線切換用の
ミラー１７２の制御を要求し、後にその制御を行
うことができる。数値制御部１２６ａは使用後に
レーザリリース信号を発生し、別の数値制御１２
６ｂはこの信号によりそれ自身が使用するべくレ
ーザを要求し且つ後にそれをロツクする。
本発明の一実施例によれば、レーザ装置１０２
は、レイセオン社が型式番号SS500の下に製造し
ているレーザ装置としてもよく、レーザ電源と、
インターフエース５６２により中央処理記憶装置
５６０に結合されたレーザ制御装置５９２とを備
えている。レーザ制御装置５９２は、第５Ａ図及
び第５Ｂ図に示すように、レーザ溶接機デイスプ
レイパネル１３２に結合されている。レーザ溶接
機デイスプレイパネル１３２は、特開昭59−
156592号公報に詳細に記載されているようにレー
ザ装置１０２及びレーザ制御装置５９２の状態を
制御しデイスプレイするための一連の表示灯及び
押ボタンを備えている。
は、レイセオン社が型式番号SS500の下に製造し
ているレーザ装置としてもよく、レーザ電源と、
インターフエース５６２により中央処理記憶装置
５６０に結合されたレーザ制御装置５９２とを備
えている。レーザ制御装置５９２は、第５Ａ図及
び第５Ｂ図に示すように、レーザ溶接機デイスプ
レイパネル１３２に結合されている。レーザ溶接
機デイスプレイパネル１３２は、特開昭59−
156592号公報に詳細に記載されているようにレー
ザ装置１０２及びレーザ制御装置５９２の状態を
制御しデイスプレイするための一連の表示灯及び
押ボタンを備えている。
中央処理記憶装置５６０は、第５Ａ，５Ｂ図に
示すように、光学的に遮断されたインターフエー
ス５６２を介して制御信号を供給し、レーザ制御
装置５９２を作動させる。特にインターフエース
出力信号は、レーザ制御装置５９２に供給されて
レーザ電源の高電圧出力をオンオフさせ、レーザ
ランプのトリガーを可能化し、共振器もしくは共
振空間内のシヤツター１８８及び安全シヤツター
２１２を開放位置とし、溶接プロセスを開始さ
せ、M51〜M54コードのうちの１つに依存して特
別のレーザ溶接モードを選択し、Ｔコードから導
出されたパルス周波数（繰返し速さ：REP
RATE）を設定し、Ｓコードから導出された出
力レベルを設定し、パルス幅を設定し、光線切換
用の可動ミラー１７２を位置決めする。光学的に
遮断されたインターフエース５６２を介して中央
処理記憶装置５６０に供給されるべき、レーザ状
態並びに溶接部の完成を表わす信号がレーザ制御
装置５９２によつて発生する。緊急時には緊急停
止信号の発生によつてレーザ装置１０２の作動特
にレーザ制御装置５９２の作動を停止させること
ができる。
示すように、光学的に遮断されたインターフエー
ス５６２を介して制御信号を供給し、レーザ制御
装置５９２を作動させる。特にインターフエース
出力信号は、レーザ制御装置５９２に供給されて
レーザ電源の高電圧出力をオンオフさせ、レーザ
ランプのトリガーを可能化し、共振器もしくは共
振空間内のシヤツター１８８及び安全シヤツター
２１２を開放位置とし、溶接プロセスを開始さ
せ、M51〜M54コードのうちの１つに依存して特
別のレーザ溶接モードを選択し、Ｔコードから導
出されたパルス周波数（繰返し速さ：REP
RATE）を設定し、Ｓコードから導出された出
力レベルを設定し、パルス幅を設定し、光線切換
用の可動ミラー１７２を位置決めする。光学的に
遮断されたインターフエース５６２を介して中央
処理記憶装置５６０に供給されるべき、レーザ状
態並びに溶接部の完成を表わす信号がレーザ制御
装置５９２によつて発生する。緊急時には緊急停
止信号の発生によつてレーザ装置１０２の作動特
にレーザ制御装置５９２の作動を停止させること
ができる。
シヤツター開放信号は、第５Ｂ図に示すよう
に、光学的に結合されたインターフエース５６２
によつてレーザ制御装置５９２に供給され、それ
によつてレーザ光線１７８は燃料棒格子１６に向
けられる。選定された整数個のパルスが燃料棒格
子１６に供給されることにより、制御された量の
エネルギーが各溶接部に供給され、各溶接部の一
様性と健全性とを確保する。後に明らかになるよ
うに、第８Ａ図に示した一連のレーザパルスが溶
接部位の温度を徐々に高くし、深い溶け込みの健
全な溶接部を形成する。単一の連続したパルスで
はなく、一連のパルスを供給した方が有利なこと
が実験により示されている。同じエネルギーの単
一のレーザパルスは溶接部位を溶融させる傾向を
もつため溶融した材料が不均等に流れる傾向を生
ずる。第２Ｄ図に示すように、内側格子ストラツ
プ２０ｂは１対の消耗性タブ部分５０ａ，５０ｂ
を有し、内側格子ストラツプ２０ａは単一のタブ
４８を有する。格子ストラツプ２０ａ，２０ｂを
完全に相互に連結すると、即ち格子ストラツプ２
０ａのスロツト５２ａが格子ストラツプ２０ｂの
相補形状のスロツト５２ｂに完全に挿入される
と、消耗可能なタブ部分８０ａ，５０ｂは、タブ
４８の両側に配置される。本発明に従つて、レー
ザ光線１７８の制御された数のレーザパルスがタ
ブ４８及びタブ部分５０ａ，５０ｂに向けられ、
点溶接部又は交点溶接部を形成する。単一のパル
スをタブ４８及びタブ部分５０ａ，５０ｂに向け
た場合、タブ部分５０ａ，５０ｂがすみやかに溶
融し、溶融した金属が、交差する内側格子ストラ
ツプ２０によつて形成された単一の象限即ちセル
に流れこむ傾向を示すことが、実験によつて示さ
れた。その反対に、パルス周波数（繰返し速さ）
とパルス幅並びに平均及びピーク出力について制
御される一連のレーザパルスは、各々のレーザパ
ルスを受けるごとに制御可能にその溶け込みが増
大する漸進的な溶接部を形成する。第８Ａ図に示
すように、垂直の温度ピークによつて示される
各々のパルスは、パルス間に生ずる溶接部位の冷
却によるわずかな弛緩を伴つて、溶接部位の平均
温度を上昇させる傾向を示す。溶接部位の温度
は、最後のレーザパルスが供給されるまで定常的
に上昇し、その後に溶接部位の温度は著しく下降
する。
に、光学的に結合されたインターフエース５６２
によつてレーザ制御装置５９２に供給され、それ
によつてレーザ光線１７８は燃料棒格子１６に向
けられる。選定された整数個のパルスが燃料棒格
子１６に供給されることにより、制御された量の
エネルギーが各溶接部に供給され、各溶接部の一
様性と健全性とを確保する。後に明らかになるよ
うに、第８Ａ図に示した一連のレーザパルスが溶
接部位の温度を徐々に高くし、深い溶け込みの健
全な溶接部を形成する。単一の連続したパルスで
はなく、一連のパルスを供給した方が有利なこと
が実験により示されている。同じエネルギーの単
一のレーザパルスは溶接部位を溶融させる傾向を
もつため溶融した材料が不均等に流れる傾向を生
ずる。第２Ｄ図に示すように、内側格子ストラツ
プ２０ｂは１対の消耗性タブ部分５０ａ，５０ｂ
を有し、内側格子ストラツプ２０ａは単一のタブ
４８を有する。格子ストラツプ２０ａ，２０ｂを
完全に相互に連結すると、即ち格子ストラツプ２
０ａのスロツト５２ａが格子ストラツプ２０ｂの
相補形状のスロツト５２ｂに完全に挿入される
と、消耗可能なタブ部分８０ａ，５０ｂは、タブ
４８の両側に配置される。本発明に従つて、レー
ザ光線１７８の制御された数のレーザパルスがタ
ブ４８及びタブ部分５０ａ，５０ｂに向けられ、
点溶接部又は交点溶接部を形成する。単一のパル
スをタブ４８及びタブ部分５０ａ，５０ｂに向け
た場合、タブ部分５０ａ，５０ｂがすみやかに溶
融し、溶融した金属が、交差する内側格子ストラ
ツプ２０によつて形成された単一の象限即ちセル
に流れこむ傾向を示すことが、実験によつて示さ
れた。その反対に、パルス周波数（繰返し速さ）
とパルス幅並びに平均及びピーク出力について制
御される一連のレーザパルスは、各々のレーザパ
ルスを受けるごとに制御可能にその溶け込みが増
大する漸進的な溶接部を形成する。第８Ａ図に示
すように、垂直の温度ピークによつて示される
各々のパルスは、パルス間に生ずる溶接部位の冷
却によるわずかな弛緩を伴つて、溶接部位の平均
温度を上昇させる傾向を示す。溶接部位の温度
は、最後のレーザパルスが供給されるまで定常的
に上昇し、その後に溶接部位の温度は著しく下降
する。
レーザパルス周波数（パルス繰返し速さ）とパ
ルス幅のいろいろの組合せが試みられ、その結果
として、３〜９ｍ秒のパルス幅と2000〜4000Wの
オーダーのピーク出力においてパルス繰返し速さ
を１秒間15〜25パルス（25pps）としたとこの、
第３Ｍ図に示すように構造的に健全な点溶接部が
得られることが判明した。本発明の一実施例によ
れば、内側格子ストラツプ２０は、ジルコニウム
合金（ジルカロイ）0.46mm（18ミル）の厚さに形
成し、レーザパルスは25ppsのパルス繰返し速さ
で発生させ、各パルスのパルス幅は６ｍ秒、ピー
ク出力は2580Wとして、溶接部の溶け込み深さ約
1.78mm（70ミル）とした。パルス繰返し速さを約
15pps以下に減少させると、溶接部位に供給され
るピーク出力は4000W以上に増大し、その結果と
して溶融金属が飛散する。パルス繰返し速さを
25pps以上にすると、ピーク出力は2000Wのレベ
ル以下になり、その結果として、溶接部の溶け込
みは浅くなり過ぎるため、構造的に健全な溶接部
は得られない。レーザ光線のパルス幅が上記の限
度を超えて変動すると次のような望ましくない結
果を生ずる。即ちパルス幅が約３ｍ秒以下に減少
するとレーザ光線は加工部位を溶接せずに切断す
る傾向を示すようになる。またパルス幅が９ｍ秒
を超過すると、タブ４８及びタブ部分５０ａ，５
０ｂがすみやかに溶融金属に変えられる傾向を生
じ、この溶融金属は溶接部位の回りに一様に分布
されない。レーザロツド１７０は上述したように
一例としてNd：YAGレーザとすることができ、
これは本発明の教示に従つて上記の範囲内で、ま
た例示したパラメーターにおいて容易に操作され
る。
ルス幅のいろいろの組合せが試みられ、その結果
として、３〜９ｍ秒のパルス幅と2000〜4000Wの
オーダーのピーク出力においてパルス繰返し速さ
を１秒間15〜25パルス（25pps）としたとこの、
第３Ｍ図に示すように構造的に健全な点溶接部が
得られることが判明した。本発明の一実施例によ
れば、内側格子ストラツプ２０は、ジルコニウム
合金（ジルカロイ）0.46mm（18ミル）の厚さに形
成し、レーザパルスは25ppsのパルス繰返し速さ
で発生させ、各パルスのパルス幅は６ｍ秒、ピー
ク出力は2580Wとして、溶接部の溶け込み深さ約
1.78mm（70ミル）とした。パルス繰返し速さを約
15pps以下に減少させると、溶接部位に供給され
るピーク出力は4000W以上に増大し、その結果と
して溶融金属が飛散する。パルス繰返し速さを
25pps以上にすると、ピーク出力は2000Wのレベ
ル以下になり、その結果として、溶接部の溶け込
みは浅くなり過ぎるため、構造的に健全な溶接部
は得られない。レーザ光線のパルス幅が上記の限
度を超えて変動すると次のような望ましくない結
果を生ずる。即ちパルス幅が約３ｍ秒以下に減少
するとレーザ光線は加工部位を溶接せずに切断す
る傾向を示すようになる。またパルス幅が９ｍ秒
を超過すると、タブ４８及びタブ部分５０ａ，５
０ｂがすみやかに溶融金属に変えられる傾向を生
じ、この溶融金属は溶接部位の回りに一様に分布
されない。レーザロツド１７０は上述したように
一例としてNd：YAGレーザとすることができ、
これは本発明の教示に従つて上記の範囲内で、ま
た例示したパラメーターにおいて容易に操作され
る。
第１０Ａ図及び第１０Ｂ図には、レーザ光線１
７８の或る整数個のパルスのみが燃料棒格子１６
の方に向けられるようにレーザを操作するべく共
振空間内のシヤツター１８８を作動させるための
シヤツター制御回路１３００が図示されている。
レーザ光線１７８により各々の溶接部に向けられ
るエネルギーの量がこのように制御される。この
ようにしないと、１個のパルスの一部分のみが放
出されようにシヤツター１８８が操作され、各々
の溶接部に供給する電力量の正確な制御が不可能
になるであろう。この目的のため、レーザ制御装
置５９２は、レーザロツド１７０に組合された励
起ランプ１８６に供給される電圧の周波数及びパ
ルス幅についてレーザ発射パラメータを設定する
ためのモジユール制御回路を備えており、発射さ
れるレーザパルスはこのモジユール制御回路によ
り制御されて各々の交点溶接部３２、隅溶接部３
０、スロツトタブ溶接部３４及び切欠き溶接部４
０を形成する。各々のモジユールは、レーザパル
スの周波数及びパルス幅の設定スイツチを有し、
これらのスイツチによつて、選定された周波数及
びパルス幅の第１１図のＡに示すようなレーザ同
期信号が発生、入力端子１３３０を経てシヤツタ
制御回路１３００に供給される。特にレーザ同期
信号は、１対のインバータ１３３２，１３３４を
経てイネイブル（動作可能化）用フリツプフロツ
プ１３２４に供給され、またインバータ１３３２
を経て正移行フリツプフロツプ１３３６をクロツ
クする。レーザ同期信号は１組のアツプ／ダウン
カウンター１３４４，１３４６，１３４８の各々
にもインバータ１３３４により供給される。各々
のカウンター１３４４，１３４６，１３４８は、
第１０Ｂ図に示すように１組のスイツチ１３５
４，１３５６，１３５８のうち対応するものとも
組合されているので、操作者は計数され燃料棒格
子１６に加えられる所望数のパルスを設定するこ
とができる。特に１位スイツチ１３５４、10位ス
イツチ１３５６及び百位スイツチ１３５８が設け
られている。そのスイツチにより入力されたカウ
ントまで計数すると、各アツプ／ダウンカウンタ
ー１３４４，１３４６，１３４８から出力信号が
導出され、NANDゲート１３２８に供給される。
各々のカウンター１３４４，１３４６，１３４８
がその設定されたカウントに到達した後、高レベ
ル移行信号がNANDゲート１３２８の各々の入
力に供給され、その出力を低レベルにする。低レ
ベルの出力信号は反転増幅器１３２６により反転
されてANDゲート１３２２に供給される。フリ
ツプフロツプ１３２４はレーザ同期信号の第１パ
ルスの正移行縁によつてセツトされ、ANDゲー
ト１３２２の他の入力部に動作可能化信号を供給
する。それによつてリセツト信号が正縁トリガ−
フリツプフロツプ１３１８に供給される。各アツ
プ／ダウンカウンター１３４４，１３４６，１３
４８のクロツク出力COはNANDゲート１３５０
の一方の入力部に供給され、他の入力信号は第１
１図のＤに示すようにフリツプフロツプ１３１８
の負荷出力により供給される。インバータ１３４
４，１３４６，１３４８によつてカウントされる
パルスの順序は第１１図のＦに示すように「パル
スカウント」出力部に供給される。
７８の或る整数個のパルスのみが燃料棒格子１６
の方に向けられるようにレーザを操作するべく共
振空間内のシヤツター１８８を作動させるための
シヤツター制御回路１３００が図示されている。
レーザ光線１７８により各々の溶接部に向けられ
るエネルギーの量がこのように制御される。この
ようにしないと、１個のパルスの一部分のみが放
出されようにシヤツター１８８が操作され、各々
の溶接部に供給する電力量の正確な制御が不可能
になるであろう。この目的のため、レーザ制御装
置５９２は、レーザロツド１７０に組合された励
起ランプ１８６に供給される電圧の周波数及びパ
ルス幅についてレーザ発射パラメータを設定する
ためのモジユール制御回路を備えており、発射さ
れるレーザパルスはこのモジユール制御回路によ
り制御されて各々の交点溶接部３２、隅溶接部３
０、スロツトタブ溶接部３４及び切欠き溶接部４
０を形成する。各々のモジユールは、レーザパル
スの周波数及びパルス幅の設定スイツチを有し、
これらのスイツチによつて、選定された周波数及
びパルス幅の第１１図のＡに示すようなレーザ同
期信号が発生、入力端子１３３０を経てシヤツタ
制御回路１３００に供給される。特にレーザ同期
信号は、１対のインバータ１３３２，１３３４を
経てイネイブル（動作可能化）用フリツプフロツ
プ１３２４に供給され、またインバータ１３３２
を経て正移行フリツプフロツプ１３３６をクロツ
クする。レーザ同期信号は１組のアツプ／ダウン
カウンター１３４４，１３４６，１３４８の各々
にもインバータ１３３４により供給される。各々
のカウンター１３４４，１３４６，１３４８は、
第１０Ｂ図に示すように１組のスイツチ１３５
４，１３５６，１３５８のうち対応するものとも
組合されているので、操作者は計数され燃料棒格
子１６に加えられる所望数のパルスを設定するこ
とができる。特に１位スイツチ１３５４、10位ス
イツチ１３５６及び百位スイツチ１３５８が設け
られている。そのスイツチにより入力されたカウ
ントまで計数すると、各アツプ／ダウンカウンタ
ー１３４４，１３４６，１３４８から出力信号が
導出され、NANDゲート１３２８に供給される。
各々のカウンター１３４４，１３４６，１３４８
がその設定されたカウントに到達した後、高レベ
ル移行信号がNANDゲート１３２８の各々の入
力に供給され、その出力を低レベルにする。低レ
ベルの出力信号は反転増幅器１３２６により反転
されてANDゲート１３２２に供給される。フリ
ツプフロツプ１３２４はレーザ同期信号の第１パ
ルスの正移行縁によつてセツトされ、ANDゲー
ト１３２２の他の入力部に動作可能化信号を供給
する。それによつてリセツト信号が正縁トリガ−
フリツプフロツプ１３１８に供給される。各アツ
プ／ダウンカウンター１３４４，１３４６，１３
４８のクロツク出力COはNANDゲート１３５０
の一方の入力部に供給され、他の入力信号は第１
１図のＤに示すようにフリツプフロツプ１３１８
の負荷出力により供給される。インバータ１３４
４，１３４６，１３４８によつてカウントされる
パルスの順序は第１１図のＦに示すように「パル
スカウント」出力部に供給される。
カウンター１３４４，１３４６，１３４８は、
溶接室１０８及び燃料棒格子１６が停止状態にな
るまでは、レーザ同期信号のカウントを開始する
ように動作可能化されない。より詳細には、Ｘ軸
及びＹ軸の駆動モータ２９４，２９６が対応のＸ
テーブル及びＹテーブル（これらの上に溶接室１
０８が取付けられる）の運動を終了させた後に、
「運動終了」を表わす信号が発生する。第１１図
のＣに示したこの運動終了信号は、インバータ１
３０４，１３０６を経てマルチバイブレータ１３
０８に供給される。マルチバイブレータ１３０８
は、NORゲート１３１０及び反転増幅器１３１
２を経てNANDゲート１３１４の一方の入力部
に単一の出力パルスを送出する。NANDゲート
１３１４の他方の入力信号は、レーザ同期信号に
対応したインバータ１３３４の出力信号から導出
される。NANDゲート１３１４はレーザ同期信
号の次のパルスが発生した時にインバータ１３１
６を経て正縁トリガ−フリツプフロツプ１３１８
のクロツク入力部COに出力信号を送出する。フ
リツプフロツプ１３１８は第１１図のＤに示す負
荷信号をそのＱ出力部に送出する。負荷信号は、
第１０Ａ図に示すように、正縁トリガ−フリツプ
フロツプ１３３６のリセツト入力部Ｒと、各アツ
プ／ダウンカウンター１３４４，１３４６，１３
４８のリセツト入力部とに供給され、クロツク入
力部COに供給されたレーザ同期信号をこれらの
カウンターが計数し始めることができるようにす
る。フリツプフロツプ１３３６は、或る整数個の
レーザパルスのみが燃料棒格子１６に向けられる
ように共振空間内のシヤツター１８８の作動を制
御するものであるから、その機能は本発明にとつ
て重要である。第１１図のＢと第１１図のＤとを
比較することによつてわかるように、フリツプフ
ロツプ１３３６は、運動終了信号の印加後に発生
する負荷信号によつてリセツトされる。第１１図
のＡ、第１１図のＥに示すように、レーザ同期信
号の次のパルスの負移行縁が発生した時にフリツ
プフロツプ１３３６から出力信号が導出される。
フリツプフロツプ１３３６の出力部から導出さ
れたリレー作動信号はインバータ１３３８を経て
トランジスタＱ１を導通させるため、リレー１３
４０が作動し、スイツチＳ２を閉成し、共振空間
内のシヤツター１８８をその開放位置に付勢す
る。ここでレーザ光線１７８のパルスが被加工片
に向けられる。第１１図のＥに示すように、共振
空間内のシヤツター１８８は、レーザ同期信号の
パルスの後縁が発生した後にのみ開放される。即
ち或る整数個のパルスのみが燃料棒格子１６に供
給される。上述したようにカウント値はスイツチ
１３５４，１３５６，１３５８により手動で対応
のカウンター１３４４，１３４６，１３４８に入
力される。このカウントに到達すると、NAND
ゲート１３２８が動作してフリツプフロツプ１３
１８をリセツトするので、フリツプフロツプ１３
３６のリセツト入力部Ｒから負荷信号が除かれ
る。次のタイミングパルスの後縁が発生すると、
Ｑ出力部から導出された信号（第１１図のＥ）が
高レベルとなるので、リレー作動信号（第１１図
のＧ）が除かれ、共振空間内のシヤツター１８８
を閉成する。レーザ同期信号はレーザロツド１７
０の付勢を同期させるために用いられるので、こ
の信号もカウンター１３４４，１３４６，１３４
８によつて制御され、共振空間内のシヤツター１
８８の開閉が制御され、或る整数のレーザパルス
のみが被加工片に向けられるようにする。
溶接室１０８及び燃料棒格子１６が停止状態にな
るまでは、レーザ同期信号のカウントを開始する
ように動作可能化されない。より詳細には、Ｘ軸
及びＹ軸の駆動モータ２９４，２９６が対応のＸ
テーブル及びＹテーブル（これらの上に溶接室１
０８が取付けられる）の運動を終了させた後に、
「運動終了」を表わす信号が発生する。第１１図
のＣに示したこの運動終了信号は、インバータ１
３０４，１３０６を経てマルチバイブレータ１３
０８に供給される。マルチバイブレータ１３０８
は、NORゲート１３１０及び反転増幅器１３１
２を経てNANDゲート１３１４の一方の入力部
に単一の出力パルスを送出する。NANDゲート
１３１４の他方の入力信号は、レーザ同期信号に
対応したインバータ１３３４の出力信号から導出
される。NANDゲート１３１４はレーザ同期信
号の次のパルスが発生した時にインバータ１３１
６を経て正縁トリガ−フリツプフロツプ１３１８
のクロツク入力部COに出力信号を送出する。フ
リツプフロツプ１３１８は第１１図のＤに示す負
荷信号をそのＱ出力部に送出する。負荷信号は、
第１０Ａ図に示すように、正縁トリガ−フリツプ
フロツプ１３３６のリセツト入力部Ｒと、各アツ
プ／ダウンカウンター１３４４，１３４６，１３
４８のリセツト入力部とに供給され、クロツク入
力部COに供給されたレーザ同期信号をこれらの
カウンターが計数し始めることができるようにす
る。フリツプフロツプ１３３６は、或る整数個の
レーザパルスのみが燃料棒格子１６に向けられる
ように共振空間内のシヤツター１８８の作動を制
御するものであるから、その機能は本発明にとつ
て重要である。第１１図のＢと第１１図のＤとを
比較することによつてわかるように、フリツプフ
ロツプ１３３６は、運動終了信号の印加後に発生
する負荷信号によつてリセツトされる。第１１図
のＡ、第１１図のＥに示すように、レーザ同期信
号の次のパルスの負移行縁が発生した時にフリツ
プフロツプ１３３６から出力信号が導出される。
フリツプフロツプ１３３６の出力部から導出さ
れたリレー作動信号はインバータ１３３８を経て
トランジスタＱ１を導通させるため、リレー１３
４０が作動し、スイツチＳ２を閉成し、共振空間
内のシヤツター１８８をその開放位置に付勢す
る。ここでレーザ光線１７８のパルスが被加工片
に向けられる。第１１図のＥに示すように、共振
空間内のシヤツター１８８は、レーザ同期信号の
パルスの後縁が発生した後にのみ開放される。即
ち或る整数個のパルスのみが燃料棒格子１６に供
給される。上述したようにカウント値はスイツチ
１３５４，１３５６，１３５８により手動で対応
のカウンター１３４４，１３４６，１３４８に入
力される。このカウントに到達すると、NAND
ゲート１３２８が動作してフリツプフロツプ１３
１８をリセツトするので、フリツプフロツプ１３
３６のリセツト入力部Ｒから負荷信号が除かれ
る。次のタイミングパルスの後縁が発生すると、
Ｑ出力部から導出された信号（第１１図のＥ）が
高レベルとなるので、リレー作動信号（第１１図
のＧ）が除かれ、共振空間内のシヤツター１８８
を閉成する。レーザ同期信号はレーザロツド１７
０の付勢を同期させるために用いられるので、こ
の信号もカウンター１３４４，１３４６，１３４
８によつて制御され、共振空間内のシヤツター１
８８の開閉が制御され、或る整数のレーザパルス
のみが被加工片に向けられるようにする。
第１０Ａ図及び第１０Ｂ図のシヤツター制御回
路１３００は、独立した試験モードにおいて作動
することができ、それぞれ20pps、70ppsの周波
数の試験タイミング信号を発生するための第１及
び第２のタイマー１３６２，１３６６を特に備え
ている。各々のタイマー１３６２，１３６６のタ
イミングは、これらに接続された特別の抵抗及び
コンデンサによつて設定される。タイミング信号
はNANDゲート１３６０，１３６４及びスイツ
チＳ３，Ｓ４のうち選択的に閉成される１つを経
て入力端子１３３０に供給される。選択されたタ
イミング信号は、レーザ同期信号の代りに用いら
れ、同様にインバータ１３３２，１３３４を経て
フリツプフロツプ１３２４に供給され、動作可能
化信号を供給すると共に、カウンター１３４４，
１３４６，１３４８のクロツク入力部Coに、ま
たインバータ１３３２を経てフリツプフロツプ１
３３６に供給される。試験モードにおいては操作
者はスイツチＳ８を操作することにより運動開始
信号又は運動終了信号をシユミレートし、タイマ
ー１３７０により発生した単一の出力パルスはそ
れによりNANDゲート１３６８、閉成したスイ
ツチＳ５及びマルチバイブレータ１３０８を経て
フリツプフロツプ１３１８のクロツク入力部Co
に供給され、それによりカウンター１３４４，１
３４６，１３４８の選択されたタイミング信号の
カウントを開始させる。第１０Ａ，１０Ｂ図のシ
ヤツター制御回路は、上述したタイマーの使用に
より、レーザ制御装置５９２によつて発生させた
信号と独立して試験することができる。別の試験
能力として設けられたマルチバイブレータ１３２
０は、手動スイツチＳ１により選択的に動作し、
NORゲート１３１０、インバータ１３１２、動
作可能化されたNANDゲート１３１４及びイン
バータ１３１６を経て試験パルスをフリツプフロ
ツプ１３１９のクロツク入力部Coに供給し、カ
ウントを開始させると共に、リレー１３４０を手
動で動作させ、共振空間内のシヤツター１８８を
開放させる。マルチバイブレータ１３２０からト
リガーパルスを手動供給し得るこの可能性は、シ
ヤツター制御回路１３００がレーザ制御装置５９
２に接続されており、共振空間内のシヤツター１
８８を手動で開放することが望まれる場合に特に
有用である。
路１３００は、独立した試験モードにおいて作動
することができ、それぞれ20pps、70ppsの周波
数の試験タイミング信号を発生するための第１及
び第２のタイマー１３６２，１３６６を特に備え
ている。各々のタイマー１３６２，１３６６のタ
イミングは、これらに接続された特別の抵抗及び
コンデンサによつて設定される。タイミング信号
はNANDゲート１３６０，１３６４及びスイツ
チＳ３，Ｓ４のうち選択的に閉成される１つを経
て入力端子１３３０に供給される。選択されたタ
イミング信号は、レーザ同期信号の代りに用いら
れ、同様にインバータ１３３２，１３３４を経て
フリツプフロツプ１３２４に供給され、動作可能
化信号を供給すると共に、カウンター１３４４，
１３４６，１３４８のクロツク入力部Coに、ま
たインバータ１３３２を経てフリツプフロツプ１
３３６に供給される。試験モードにおいては操作
者はスイツチＳ８を操作することにより運動開始
信号又は運動終了信号をシユミレートし、タイマ
ー１３７０により発生した単一の出力パルスはそ
れによりNANDゲート１３６８、閉成したスイ
ツチＳ５及びマルチバイブレータ１３０８を経て
フリツプフロツプ１３１８のクロツク入力部Co
に供給され、それによりカウンター１３４４，１
３４６，１３４８の選択されたタイミング信号の
カウントを開始させる。第１０Ａ，１０Ｂ図のシ
ヤツター制御回路は、上述したタイマーの使用に
より、レーザ制御装置５９２によつて発生させた
信号と独立して試験することができる。別の試験
能力として設けられたマルチバイブレータ１３２
０は、手動スイツチＳ１により選択的に動作し、
NORゲート１３１０、インバータ１３１２、動
作可能化されたNANDゲート１３１４及びイン
バータ１３１６を経て試験パルスをフリツプフロ
ツプ１３１９のクロツク入力部Coに供給し、カ
ウントを開始させると共に、リレー１３４０を手
動で動作させ、共振空間内のシヤツター１８８を
開放させる。マルチバイブレータ１３２０からト
リガーパルスを手動供給し得るこの可能性は、シ
ヤツター制御回路１３００がレーザ制御装置５９
２に接続されており、共振空間内のシヤツター１
８８を手動で開放することが望まれる場合に特に
有用である。
また中央処理記憶装置５６０によつて、ドア開
閉機構２３４を制御し、溶接室１０８を覆つてい
るドアを開放又は閉止するための信号が発生さ
れ、光学的に遮断されたインターフエース５６２
により転送される。溶接室１０８をロツクしたり
そのロツクを解除したりする信号が供給され、特
に前方位置設定装置２８４及び後方位置設定装置
２８６に供給される。位置設定装置は、特開昭59
−156593号公報に詳細に記載されている。前方及
び後方の位置設定装置２８４，２８６は、上述し
たＸ，Ｙの各テーブル及びその上に取付けた溶接
室を第１位置即ち溶接位置から第２位置即ち休止
位置に移動させるための摺動テーブルに組合され
ている。第４図においては溶接室１０８は溶接位
置にあり、レーザ光線１７８ａは被加工物である
格子１６に向けられる。これと対照的に溶接室１
０８ｂは休止位置にあり、レーザ光線１７８ｂは
較正の目的のために熱電対列２１８に向けられ
る。特に前方及び後方の位置設定装置２８４，２
８６は、溶接室１０８をレーザ光線１７８に対し
溶接位置に固定的に正確に配設するように摺動テ
ーブルを位置決めする。リミツトスイツチ５７
２，５７４，５７６から導出された出力信号はイ
ンターフエース５６２に供給される。レーザ水冷
装置５２０にも信号が供給される。レーザの励起
ランプ１８６と、ミラー１８２，１８４によつて
限定された共振空間とは、閉ループの水冷装置に
よつて冷却される。この水冷装置は、所要の圧力
及び流速の清浄な温度制御された純水を供給す
る。水冷装置５２０は、図示してないが周知のポ
ンプ、水対水型の熱交換器、リザーバー、脱イオ
ン装置、過器及び温度調節装置を備えている。
レーザロツド１７０及び光線吸収器１９４からの
熱は水中に排出されて系から除去される。また燃
料棒格子１６を照射するためにレーザ合焦レンズ
装置２０４のランプ４２８に制御信号が供給さ
れ、それによりＸ−Ｙ位置決め装置はレーザ光線
１７８に対して燃料棒格子１６の出発点を整列さ
せるようにＸ軸又はＹ軸に沿つて調節される。
閉機構２３４を制御し、溶接室１０８を覆つてい
るドアを開放又は閉止するための信号が発生さ
れ、光学的に遮断されたインターフエース５６２
により転送される。溶接室１０８をロツクしたり
そのロツクを解除したりする信号が供給され、特
に前方位置設定装置２８４及び後方位置設定装置
２８６に供給される。位置設定装置は、特開昭59
−156593号公報に詳細に記載されている。前方及
び後方の位置設定装置２８４，２８６は、上述し
たＸ，Ｙの各テーブル及びその上に取付けた溶接
室を第１位置即ち溶接位置から第２位置即ち休止
位置に移動させるための摺動テーブルに組合され
ている。第４図においては溶接室１０８は溶接位
置にあり、レーザ光線１７８ａは被加工物である
格子１６に向けられる。これと対照的に溶接室１
０８ｂは休止位置にあり、レーザ光線１７８ｂは
較正の目的のために熱電対列２１８に向けられ
る。特に前方及び後方の位置設定装置２８４，２
８６は、溶接室１０８をレーザ光線１７８に対し
溶接位置に固定的に正確に配設するように摺動テ
ーブルを位置決めする。リミツトスイツチ５７
２，５７４，５７６から導出された出力信号はイ
ンターフエース５６２に供給される。レーザ水冷
装置５２０にも信号が供給される。レーザの励起
ランプ１８６と、ミラー１８２，１８４によつて
限定された共振空間とは、閉ループの水冷装置に
よつて冷却される。この水冷装置は、所要の圧力
及び流速の清浄な温度制御された純水を供給す
る。水冷装置５２０は、図示してないが周知のポ
ンプ、水対水型の熱交換器、リザーバー、脱イオ
ン装置、過器及び温度調節装置を備えている。
レーザロツド１７０及び光線吸収器１９４からの
熱は水中に排出されて系から除去される。また燃
料棒格子１６を照射するためにレーザ合焦レンズ
装置２０４のランプ４２８に制御信号が供給さ
れ、それによりＸ−Ｙ位置決め装置はレーザ光線
１７８に対して燃料棒格子１６の出発点を整列さ
せるようにＸ軸又はＹ軸に沿つて調節される。
溶接室１０８に対して配設された酸素プローブ
４９６及び水分センサー４１０から入力信号が供
給され、溶接室１０８の雰囲気中の酸素及び水の
ppm値を表わすアナログ信号を供給する。同様
に、シールド管２１６の内部に配設された熱電対
列２１８は、シールド管２１６の内部に向けられ
たレーザ光線１７８の出力を表わすアナログ信号
を供給する。プローブ４９６、センサー４１０及
び熱電対列２１８の出力信号は対応デジタル電圧
計（DVM）５７８，５８０，５８２に供給され
る。入力アナログ信号は、これらの電圧計によつ
て対応のデジタル信号に変換された後、光学的に
遮断されたインターフエース５６４によつて中央
処理記憶装置５６０に供給される。インターフエ
ース５６４はデジタル電圧計５７８，５８０，５
８２の各々に適切な電圧計選択信号を供給し、一
時に只１個のデジタル信号をインターフエース５
６４を介し中央処理記憶装置５６０に選択的に送
出する。中央処理記憶装置５６０は、レーザ装置
１０２の作動に依存して、光学的に遮断されたイ
ンターフエース５６４を経て流量コントローラ４
８８，４８４，４８６の各々に信号を送出し、レ
ーザ合焦レンズ装置２０４と、溶接室１０８中に
燃料棒格子１６を取付けるための回動自在なジグ
２４２とに対するアルゴンガスの流量を制御す
る。回動自在なジグは、第４図に略示され、且つ
特開昭59−156593号公報に詳細に記載されてい
る。回動自在なジグ２４２は、Ｚ軸及びレーザ光
線１７８に関して傾斜した位置に燃料棒格子１６
を回動させ、切欠き溶接部４０、隅溶接部３０及
びスロツト−タブ溶接部３４をそれぞれ形成可能
とする。Ｂ軸モータ３８８に信号が供給されるこ
とにより、位置決めホイール及びジグ２４２が回
動する。上述したように、ジグ２４２の角度位置
は、複数の近接スイツチ４０２ａ〜４０２ｅによ
り検出されて２進信号を形成し、この２進信号が
インターフエース５６４によつて中央処理記憶装
置５６０に送出される。
４９６及び水分センサー４１０から入力信号が供
給され、溶接室１０８の雰囲気中の酸素及び水の
ppm値を表わすアナログ信号を供給する。同様
に、シールド管２１６の内部に配設された熱電対
列２１８は、シールド管２１６の内部に向けられ
たレーザ光線１７８の出力を表わすアナログ信号
を供給する。プローブ４９６、センサー４１０及
び熱電対列２１８の出力信号は対応デジタル電圧
計（DVM）５７８，５８０，５８２に供給され
る。入力アナログ信号は、これらの電圧計によつ
て対応のデジタル信号に変換された後、光学的に
遮断されたインターフエース５６４によつて中央
処理記憶装置５６０に供給される。インターフエ
ース５６４はデジタル電圧計５７８，５８０，５
８２の各々に適切な電圧計選択信号を供給し、一
時に只１個のデジタル信号をインターフエース５
６４を介し中央処理記憶装置５６０に選択的に送
出する。中央処理記憶装置５６０は、レーザ装置
１０２の作動に依存して、光学的に遮断されたイ
ンターフエース５６４を経て流量コントローラ４
８８，４８４，４８６の各々に信号を送出し、レ
ーザ合焦レンズ装置２０４と、溶接室１０８中に
燃料棒格子１６を取付けるための回動自在なジグ
２４２とに対するアルゴンガスの流量を制御す
る。回動自在なジグは、第４図に略示され、且つ
特開昭59−156593号公報に詳細に記載されてい
る。回動自在なジグ２４２は、Ｚ軸及びレーザ光
線１７８に関して傾斜した位置に燃料棒格子１６
を回動させ、切欠き溶接部４０、隅溶接部３０及
びスロツト−タブ溶接部３４をそれぞれ形成可能
とする。Ｂ軸モータ３８８に信号が供給されるこ
とにより、位置決めホイール及びジグ２４２が回
動する。上述したように、ジグ２４２の角度位置
は、複数の近接スイツチ４０２ａ〜４０２ｅによ
り検出されて２進信号を形成し、この２進信号が
インターフエース５６４によつて中央処理記憶装
置５６０に送出される。
内側格子ストラツプ２０を溶接し、次にこれを
外側格子ストラツプ２２に溶接し、かくして形成
された燃料棒格子１６を案内スリーブ１６に溶接
するプロセスは、第３Ａ〜３Ｋ図に説明した通り
である。これらの図には、燃料棒格子１６をレー
ザ光線１７８に関し適切に位置決めするように燃
料棒格子１６をＸ，Ｙ，Ｚの各軸に沿つて移動さ
せる一連の移動が示され、それによつて交点溶接
部３２、隅溶接部３０、スロツト−タブ溶接部３
４及び切欠き溶接部４０が形成される。内側及び
外側の格子ストラツプ２０，２２は、特開昭59−
77383号公報及び特開昭59−60397号公報に記載さ
れているように組立てられて燃料棒格子１６を形
成する。次に燃料棒格子１６を、特開昭59−
65294号公報に詳細に記載された溶接ジグ上に配
置する。溶接ジグは溶接室１０８中に回動自在に
配設した回動自在のジグ又は取付装置に、位置決
めピンによつて取外し自在に固定する。上述した
ように燃料棒格子１６をそのＢ軸の回りに回動さ
せ、切欠き溶接部４０を形成するためにレーザ光
線１７８を受入れる所定位置に燃料棒格子１６を
配設することができる。Ｘ及びＹテーブル（位置
決めテーブル）は、レーザ光線１７８に関し燃料
棒格子１６を位置決めするようにＸ軸及びＹ軸に
沿つた一連の変位ステツプにより作動させること
により、交点溶接部３２を形成し、次に回動自在
の取付装置上において回動させた後、スロツト−
タブ溶接部３４及び隅溶接部３０を形成する。
外側格子ストラツプ２２に溶接し、かくして形成
された燃料棒格子１６を案内スリーブ１６に溶接
するプロセスは、第３Ａ〜３Ｋ図に説明した通り
である。これらの図には、燃料棒格子１６をレー
ザ光線１７８に関し適切に位置決めするように燃
料棒格子１６をＸ，Ｙ，Ｚの各軸に沿つて移動さ
せる一連の移動が示され、それによつて交点溶接
部３２、隅溶接部３０、スロツト−タブ溶接部３
４及び切欠き溶接部４０が形成される。内側及び
外側の格子ストラツプ２０，２２は、特開昭59−
77383号公報及び特開昭59−60397号公報に記載さ
れているように組立てられて燃料棒格子１６を形
成する。次に燃料棒格子１６を、特開昭59−
65294号公報に詳細に記載された溶接ジグ上に配
置する。溶接ジグは溶接室１０８中に回動自在に
配設した回動自在のジグ又は取付装置に、位置決
めピンによつて取外し自在に固定する。上述した
ように燃料棒格子１６をそのＢ軸の回りに回動さ
せ、切欠き溶接部４０を形成するためにレーザ光
線１７８を受入れる所定位置に燃料棒格子１６を
配設することができる。Ｘ及びＹテーブル（位置
決めテーブル）は、レーザ光線１７８に関し燃料
棒格子１６を位置決めするようにＸ軸及びＹ軸に
沿つた一連の変位ステツプにより作動させること
により、交点溶接部３２を形成し、次に回動自在
の取付装置上において回動させた後、スロツト−
タブ溶接部３４及び隅溶接部３０を形成する。
このプロセスのための機械制御は、コンピユー
タ数値制御部（CNC）１２６、特に中央処理記
憶装置５６０によつて行われる。中央処理記憶装
置５６０は、第６Ａ，６Ｂ図を参照して以下に説
明するパートプログラム７００を格納するための
記憶装置を備えている。パートプログラム７００
は、操作者が機械機能パネル（MFP）１３０上
の押ボタンAUTOを押すことにより数値制御部
１２６を自動モードにするステツプ７０２によつ
て入力される。操作者は次にパートプログラムを
実行のため呼出す命令を文字・数字けん盤１３１
に入力する。操作者は次に“CYCLE START”
押ボタンを押す。次のステツプ７０８では、プロ
グラムＭ８１コードは、LOAD／UNLOAD
CHAMBER（溶接室装架−取おろし）サブルー
チンを呼出し、摺動テーブルを第１の溶接位置か
ら第２の休止位置（第４図の溶接室１０８ｂの位
置参照）に駆動するように、摺動駆動モータ２６
６を作動させる。操作者はこれよつて、組立てら
れてはいるが溶接されてない燃料棒格子１６とそ
の溶接ジグとを回動自在な取付装置上に装架する
ことができる。燃料棒格子１６とその溶接ジグと
は、レーザ光線１７８に対する所定の位置に位置
決めピンによつてロツクされる。ステツプ７１０
では、操作者は、特開昭59−56995号公報に記載
された装架−取おろしマニピユレータによつて燃
料棒格子１６を溶接室１０８に装架（ロード）す
る。ステツプ７０８が終了したら、操作者がステ
ツプ７１２において機械機能パネル１３０上の
CYCLE START押ボタンを押してパートプログ
ラム７００の実行を再開するまで、パートプログ
ラム７００の実行が中断される。次にステツプ７
１４において、LOAD／UNLOAD（装架−取お
ろし）アプリケーシヨンサブルーチンを呼出して
溶接室１０８をレーザ光線１７８の下方の第１の
溶接位置に再装架（リロード）する。再位置決め
されたら、Ｍコードを用いてCHAMBER
ENVIRONMENT CHECK（溶接室環境チエツ
ク）アプリケーシヨンサブルーチンを呼出した
後、溶接室１０８の底部にアルゴンを比較的高速
で供給することにより、酸素及び水のような不純
物を溶接室１０８からパージする。これより比較
的重いアルゴンが空気を排除し、溶接室１０８の
上部フランジ３３１と封止板（図示しない）との
間のスペースを通つて空気を押出す。特別のアル
ゴン流量は、Ｍコードにより設定し、それにより
流量コントローラ４８４は溶接室１０８への大き
な流量を与えるように設定される。回動自在な取
付装置又はジグ２４２及びレーザー合焦レンズ装
置２０４に組合された流量コントローラ４８６，
４８８も、溶接室１０８からのパージを早めるた
めに大きな流量に設定される。
タ数値制御部（CNC）１２６、特に中央処理記
憶装置５６０によつて行われる。中央処理記憶装
置５６０は、第６Ａ，６Ｂ図を参照して以下に説
明するパートプログラム７００を格納するための
記憶装置を備えている。パートプログラム７００
は、操作者が機械機能パネル（MFP）１３０上
の押ボタンAUTOを押すことにより数値制御部
１２６を自動モードにするステツプ７０２によつ
て入力される。操作者は次にパートプログラムを
実行のため呼出す命令を文字・数字けん盤１３１
に入力する。操作者は次に“CYCLE START”
押ボタンを押す。次のステツプ７０８では、プロ
グラムＭ８１コードは、LOAD／UNLOAD
CHAMBER（溶接室装架−取おろし）サブルー
チンを呼出し、摺動テーブルを第１の溶接位置か
ら第２の休止位置（第４図の溶接室１０８ｂの位
置参照）に駆動するように、摺動駆動モータ２６
６を作動させる。操作者はこれよつて、組立てら
れてはいるが溶接されてない燃料棒格子１６とそ
の溶接ジグとを回動自在な取付装置上に装架する
ことができる。燃料棒格子１６とその溶接ジグと
は、レーザ光線１７８に対する所定の位置に位置
決めピンによつてロツクされる。ステツプ７１０
では、操作者は、特開昭59−56995号公報に記載
された装架−取おろしマニピユレータによつて燃
料棒格子１６を溶接室１０８に装架（ロード）す
る。ステツプ７０８が終了したら、操作者がステ
ツプ７１２において機械機能パネル１３０上の
CYCLE START押ボタンを押してパートプログ
ラム７００の実行を再開するまで、パートプログ
ラム７００の実行が中断される。次にステツプ７
１４において、LOAD／UNLOAD（装架−取お
ろし）アプリケーシヨンサブルーチンを呼出して
溶接室１０８をレーザ光線１７８の下方の第１の
溶接位置に再装架（リロード）する。再位置決め
されたら、Ｍコードを用いてCHAMBER
ENVIRONMENT CHECK（溶接室環境チエツ
ク）アプリケーシヨンサブルーチンを呼出した
後、溶接室１０８の底部にアルゴンを比較的高速
で供給することにより、酸素及び水のような不純
物を溶接室１０８からパージする。これより比較
的重いアルゴンが空気を排除し、溶接室１０８の
上部フランジ３３１と封止板（図示しない）との
間のスペースを通つて空気を押出す。特別のアル
ゴン流量は、Ｍコードにより設定し、それにより
流量コントローラ４８４は溶接室１０８への大き
な流量を与えるように設定される。回動自在な取
付装置又はジグ２４２及びレーザー合焦レンズ装
置２０４に組合された流量コントローラ４８６，
４８８も、溶接室１０８からのパージを早めるた
めに大きな流量に設定される。
特別のＭコードはSELECT GAS FLOW
RATE（ガス流量選択）アプリケーシヨンルーチ
ンを呼出す。パートプログラム７００の次のステ
ツプ７１６では、Ｍ９１コードは、回動自在の取
付装置２４２又はジグを回動させるように、特に
Ｂ軸回転駆動装置もしくはモータ３８８を作動さ
せて取付装置２４２及びそのグリツド１６を溶接
室１０８中において回動させるように設定され
る。特に、ステツプ７１６により実行されるＭ９
１コードは、ROTATE FIXTURE（ジグ回転）
アプリケーシヨンサブルーチンを要求する。ステ
ツプ７１８は、酸素及び水分についての溶接室１
０８中の環境をモニターし、酸素及び水分のレベ
ルが所定レベル以下になるまでパートプログラム
７００をそれ以上実行しないように、
CHAMBER ENVIRONMENT CHECK（溶接
室環境チエツク）アプリケーシヨンサブルーチン
を開始或いは要求する。
RATE（ガス流量選択）アプリケーシヨンルーチ
ンを呼出す。パートプログラム７００の次のステ
ツプ７１６では、Ｍ９１コードは、回動自在の取
付装置２４２又はジグを回動させるように、特に
Ｂ軸回転駆動装置もしくはモータ３８８を作動さ
せて取付装置２４２及びそのグリツド１６を溶接
室１０８中において回動させるように設定され
る。特に、ステツプ７１６により実行されるＭ９
１コードは、ROTATE FIXTURE（ジグ回転）
アプリケーシヨンサブルーチンを要求する。ステ
ツプ７１８は、酸素及び水分についての溶接室１
０８中の環境をモニターし、酸素及び水分のレベ
ルが所定レベル以下になるまでパートプログラム
７００をそれ以上実行しないように、
CHAMBER ENVIRONMENT CHECK（溶接
室環境チエツク）アプリケーシヨンサブルーチン
を開始或いは要求する。
溶接室１０８中の環境が十分に純粋であること
がステツプ７１８により定められた後、ステツプ
７２０は、Ｘ及びＹコードに応答して、Ｘテーブ
ル及びＹテーブルを制御可能に駆動する。それに
より、最初に形成すべき溶接部は、レーザ光線１
７８と合致するＺ軸に沿つて位置決めされる。最
初の溶接位置は、１組のＸコード及びＹコードに
よつて特定化され、これらのコードは、Ｘ軸駆動
モータ２９４及びＹ軸駆動モータ２９６に適切な
制御信号を送出するように翻訳される。Ｚコード
は同様に翻訳され、制御信号がＺ軸駆動モータ４
７０に送出され、レーザ合焦レンズ装置２０４は
それにより燃料棒格子１６の最初の溶接部にレー
ザ光線１７８を合焦させるように位置決めされ
る。これらのステツプの終了後に、ステツプ７２
０において、パートプログラム７００は終了す
る。ステツプ７２２において操作者は、Ｘ IN
押ボタン、Ｘ OUT押ボタン、Ｙ左押ボタン及
びＹ右押ボタン（機械機能パネル１３０上に取付
けられている）を適切に作動することにより、手
動で制御し、Ｘテーブル及びＹテーブルを位置決
めすることにより、燃料棒格子１６の最初の溶接
部をレーザ光線１７８に対して正確に整列させ
る。この目的のために、安全シヤツター２１２は
開放され、操作者は、陰極線管１３３上にデイス
プレイされた、整列TVカメラ２０６から得られ
る格子１６の像を見ることがでる。TVカメラ２
０６のレンズは電子的十字線を有するので、操作
者は最初の溶接部をレーザ光線１７８に対し正確
に整列させることができる。操作者は同様に機能
パネル１３０のＺ UP押ボタン及びＺ DOWN
押ボタンを操作してレーザ合焦レンズ装置２０４
の運動を制御し、レーザレンズ２０２を正確に配
置し、レーザ光線１７８を燃料棒格子１６上に合
焦させる。
がステツプ７１８により定められた後、ステツプ
７２０は、Ｘ及びＹコードに応答して、Ｘテーブ
ル及びＹテーブルを制御可能に駆動する。それに
より、最初に形成すべき溶接部は、レーザ光線１
７８と合致するＺ軸に沿つて位置決めされる。最
初の溶接位置は、１組のＸコード及びＹコードに
よつて特定化され、これらのコードは、Ｘ軸駆動
モータ２９４及びＹ軸駆動モータ２９６に適切な
制御信号を送出するように翻訳される。Ｚコード
は同様に翻訳され、制御信号がＺ軸駆動モータ４
７０に送出され、レーザ合焦レンズ装置２０４は
それにより燃料棒格子１６の最初の溶接部にレー
ザ光線１７８を合焦させるように位置決めされ
る。これらのステツプの終了後に、ステツプ７２
０において、パートプログラム７００は終了す
る。ステツプ７２２において操作者は、Ｘ IN
押ボタン、Ｘ OUT押ボタン、Ｙ左押ボタン及
びＹ右押ボタン（機械機能パネル１３０上に取付
けられている）を適切に作動することにより、手
動で制御し、Ｘテーブル及びＹテーブルを位置決
めすることにより、燃料棒格子１６の最初の溶接
部をレーザ光線１７８に対して正確に整列させ
る。この目的のために、安全シヤツター２１２は
開放され、操作者は、陰極線管１３３上にデイス
プレイされた、整列TVカメラ２０６から得られ
る格子１６の像を見ることがでる。TVカメラ２
０６のレンズは電子的十字線を有するので、操作
者は最初の溶接部をレーザ光線１７８に対し正確
に整列させることができる。操作者は同様に機能
パネル１３０のＺ UP押ボタン及びＺ DOWN
押ボタンを操作してレーザ合焦レンズ装置２０４
の運動を制御し、レーザレンズ２０２を正確に配
置し、レーザ光線１７８を燃料棒格子１６上に合
焦させる。
操作者は、パートプログラムの実行を再開する
ために、ステツプ７２４においてCYCLE
START押ボタンを押す。次のステツプ７２６で
は、パートプログラム７００は、最初の溶接位置
と整列位置即ちステツプ７２２による整列後の新
しい格子位置との差（これらの差はＸ，Ｙの各オ
フセツトとして知られる）を計算する。同様に、
Ｚ軸に沿つた最初のホーム位置とレーザ合焦レン
ズ装置２０４の合焦位置との差はＺオフセツトを
与える。Ｘ，Ｙ，Ｚの各オフセツトは、記憶装置
中の指定された領域に記憶され、コンピユータ数
値制御部１２６によつて、燃料棒格子１６の調節
された位置或いはオフセツト位置を勘案して、
各々の溶接部の正確な位置を計算するために用い
られる。
ために、ステツプ７２４においてCYCLE
START押ボタンを押す。次のステツプ７２６で
は、パートプログラム７００は、最初の溶接位置
と整列位置即ちステツプ７２２による整列後の新
しい格子位置との差（これらの差はＸ，Ｙの各オ
フセツトとして知られる）を計算する。同様に、
Ｚ軸に沿つた最初のホーム位置とレーザ合焦レン
ズ装置２０４の合焦位置との差はＺオフセツトを
与える。Ｘ，Ｙ，Ｚの各オフセツトは、記憶装置
中の指定された領域に記憶され、コンピユータ数
値制御部１２６によつて、燃料棒格子１６の調節
された位置或いはオフセツト位置を勘案して、
各々の溶接部の正確な位置を計算するために用い
られる。
次のステツプ７２８では、レーザ装置１０２の
いろいろのパラーターが設定され、特に出力レベ
ル、パルス周波数、パルス幅及び溶接部の形態即
ち交点溶接部３２、隅溶接部３０、スロツト−タ
ブ溶接部３４及び切欠き溶接部４０のうちのどれ
を形成するかを定めるＳ，Ｔ，Ｍの各コードがプ
ログラムされる。特にレーザ装置１０２の出力レ
ベルは、SERVICE Ｓ CODE（サービスＳコー
ド）アプリケーシヨンサブルーチンによつてサー
ビスされるＳコードによつて定められる。同様に
パルス周波数は、SERVICE Ｔ CODE（サービ
スＴコード）アプルケーシヨンサブルーチンによ
りサービスされるＴコードにより設定される。パ
ルス幅は、１〜６ｍ秒に対応するＭコードＭ５５
〜Ｍ６０のうちの１つにより設定される。これら
のコードはSET LASER PULSE WIDTH（レー
ザパルス幅設定）アプリケーシヨンサブルーチン
を要求する。同様に、４つの形式のＭコードＭ５
１〜Ｍ５４があり、これらのコードは、SET
LASER MODE（レーザモード設定）アプリケー
シヨンサブルーチンの実行を要求する。次のステ
ツプ７３０では、或る溶接作業について必要な特
別のアルゴン流量が、ＭコードＭ６１〜Ｍ６４の
うち１つの使用により設定され、特にSELECT
GAS FLOW RATE（ガス流量選択）アプリケー
シヨンサブルーチンが要求される。次のステツプ
７３２では、ＭコードＭ５１〜Ｍ５４のうち１つ
の設定によつて、PERFORM LASER WELD
（レーザ溶接実行）アプリケーシヨンサブルーチ
ンが要求される。一般に、PERFORM LASER
WELD（レーザ溶接実行）アプリケーシヨンサブ
ルーチンは、GET LASER（レーザ取得）アプリ
ケーシヨンサブルーチンを経てレーザを使用する
ことを最初要求し、それよつて別のコンピユータ
数値制御部１２６ｂが、数値制御部１２６ｂの
REQUEST LASER（レーザ要求）出力及び
LOCK LASER（レーザロツク）出力の点検によ
りチエツクされ、もし存在したら、コンピユータ
数値制御部１２６ａは、別のコンピユータ数値制
御部１２６ｂのRELEASE LASER（レーザーリ
リース）出力信号が発生するまで待機し、この出
力信号が発生した時点で数値制御部１２６ａはレ
ーザを要求し、専用のためにレーザをその後ロツ
クする。数値制御部１２６ａは、レーザ装置１０
２の使用を得た後、レーザ光線１７８ａをその溶
接室１０８に向けるように、光線切換え用の可動
ミラー１７２を位置させる。次にＸテーブル及び
Ｙテーブルが適切な位置において停止したか否か
について、Ｘテーブル及びＹテーブルの位置がチ
エツクされ、位置決めタイムアウト期間の経過後
にレーザロツド１７０を励起させる。次のステツ
プ７３２では、溶接ステツプが終了したことを示
すLASING COMPLETE（レーザ発射終了）信
号を待ち、その後に光線切換え用の可動ミラー１
７２をリリースし、Ｘ軸駆動モータ２９４及びＹ
軸駆動モータ２９６に指令して燃料棒格子１６
を、一連の溶接部のうち次の溶接部の形成に備え
た次の位置に移動させる。次のステツプ７３６で
は、ＭコードＭ５１〜Ｍ５４のうち１つにより設
定された特別の形態の溶接部が完成したか否かが
定められ、完成していなかつたら、パートプログ
ラム７００は、次の溶接部を形成するためにステ
ツプ７３２に戻り、ステツプ７３４では燃料棒格
子１６を次の溶接位置に移動させる。次のステツ
プ７３５では、WAIT FOR OTHER CNC（別
のコンピユータ数値制御部待機）アプリケーシヨ
ンサブルーチンを要求するようにＭコードＭ８８
がプログラムされているか否かが定められ、それ
により一連の溶接部が完成したことを示すための
信号が別の数値制御部１２６ｂに送出され、別の
数値制御部１２６ｂからの応答を待機する。この
期間中はパートプログラムの実行は中断される。
いろいろのパラーターが設定され、特に出力レベ
ル、パルス周波数、パルス幅及び溶接部の形態即
ち交点溶接部３２、隅溶接部３０、スロツト−タ
ブ溶接部３４及び切欠き溶接部４０のうちのどれ
を形成するかを定めるＳ，Ｔ，Ｍの各コードがプ
ログラムされる。特にレーザ装置１０２の出力レ
ベルは、SERVICE Ｓ CODE（サービスＳコー
ド）アプリケーシヨンサブルーチンによつてサー
ビスされるＳコードによつて定められる。同様に
パルス周波数は、SERVICE Ｔ CODE（サービ
スＴコード）アプルケーシヨンサブルーチンによ
りサービスされるＴコードにより設定される。パ
ルス幅は、１〜６ｍ秒に対応するＭコードＭ５５
〜Ｍ６０のうちの１つにより設定される。これら
のコードはSET LASER PULSE WIDTH（レー
ザパルス幅設定）アプリケーシヨンサブルーチン
を要求する。同様に、４つの形式のＭコードＭ５
１〜Ｍ５４があり、これらのコードは、SET
LASER MODE（レーザモード設定）アプリケー
シヨンサブルーチンの実行を要求する。次のステ
ツプ７３０では、或る溶接作業について必要な特
別のアルゴン流量が、ＭコードＭ６１〜Ｍ６４の
うち１つの使用により設定され、特にSELECT
GAS FLOW RATE（ガス流量選択）アプリケー
シヨンサブルーチンが要求される。次のステツプ
７３２では、ＭコードＭ５１〜Ｍ５４のうち１つ
の設定によつて、PERFORM LASER WELD
（レーザ溶接実行）アプリケーシヨンサブルーチ
ンが要求される。一般に、PERFORM LASER
WELD（レーザ溶接実行）アプリケーシヨンサブ
ルーチンは、GET LASER（レーザ取得）アプリ
ケーシヨンサブルーチンを経てレーザを使用する
ことを最初要求し、それよつて別のコンピユータ
数値制御部１２６ｂが、数値制御部１２６ｂの
REQUEST LASER（レーザ要求）出力及び
LOCK LASER（レーザロツク）出力の点検によ
りチエツクされ、もし存在したら、コンピユータ
数値制御部１２６ａは、別のコンピユータ数値制
御部１２６ｂのRELEASE LASER（レーザーリ
リース）出力信号が発生するまで待機し、この出
力信号が発生した時点で数値制御部１２６ａはレ
ーザを要求し、専用のためにレーザをその後ロツ
クする。数値制御部１２６ａは、レーザ装置１０
２の使用を得た後、レーザ光線１７８ａをその溶
接室１０８に向けるように、光線切換え用の可動
ミラー１７２を位置させる。次にＸテーブル及び
Ｙテーブルが適切な位置において停止したか否か
について、Ｘテーブル及びＹテーブルの位置がチ
エツクされ、位置決めタイムアウト期間の経過後
にレーザロツド１７０を励起させる。次のステツ
プ７３２では、溶接ステツプが終了したことを示
すLASING COMPLETE（レーザ発射終了）信
号を待ち、その後に光線切換え用の可動ミラー１
７２をリリースし、Ｘ軸駆動モータ２９４及びＹ
軸駆動モータ２９６に指令して燃料棒格子１６
を、一連の溶接部のうち次の溶接部の形成に備え
た次の位置に移動させる。次のステツプ７３６で
は、ＭコードＭ５１〜Ｍ５４のうち１つにより設
定された特別の形態の溶接部が完成したか否かが
定められ、完成していなかつたら、パートプログ
ラム７００は、次の溶接部を形成するためにステ
ツプ７３２に戻り、ステツプ７３４では燃料棒格
子１６を次の溶接位置に移動させる。次のステツ
プ７３５では、WAIT FOR OTHER CNC（別
のコンピユータ数値制御部待機）アプリケーシヨ
ンサブルーチンを要求するようにＭコードＭ８８
がプログラムされているか否かが定められ、それ
により一連の溶接部が完成したことを示すための
信号が別の数値制御部１２６ｂに送出され、別の
数値制御部１２６ｂからの応答を待機する。この
期間中はパートプログラムの実行は中断される。
或る特別の形態の溶接部が完成したら、パート
プログラム７００はステツプ７３８に進み、ここ
でパートプログラム７００は停止し、次の溶接形
式を定めるためにＭコードＭ５１〜Ｍ５４のうち
どれがプログラムされているかと点検する。次の
ステツプ７４０では、燃料棒格子１６の少くとも
一側の溶接を完成するのに必要な全部の溶接形式
が行われたか否かが定められ、行われていない場
合は、パートプログラム７００はステツプ７１６
に戻り、一連のステツプ７１６〜７３８が反復さ
れる。燃料棒格子１６をその溶接室１０８から取
出して回転させ溶接室１０８に戻すことが必要に
なる前に、堂３Ａ〜３Ｄ図に示した一連の溶接ス
テツプを燃料棒格子１６の羽根側において実行す
る。ステツプ７４２では、第４図に実線で示した
ようにダンプシヤツター１９０を位置させレーザ
光線１７７を光線吸収器１９４に向けるための信
号を送出することによつて、レーザ装置１０２を
オフにする。
プログラム７００はステツプ７３８に進み、ここ
でパートプログラム７００は停止し、次の溶接形
式を定めるためにＭコードＭ５１〜Ｍ５４のうち
どれがプログラムされているかと点検する。次の
ステツプ７４０では、燃料棒格子１６の少くとも
一側の溶接を完成するのに必要な全部の溶接形式
が行われたか否かが定められ、行われていない場
合は、パートプログラム７００はステツプ７１６
に戻り、一連のステツプ７１６〜７３８が反復さ
れる。燃料棒格子１６をその溶接室１０８から取
出して回転させ溶接室１０８に戻すことが必要に
なる前に、堂３Ａ〜３Ｄ図に示した一連の溶接ス
テツプを燃料棒格子１６の羽根側において実行す
る。ステツプ７４２では、第４図に実線で示した
ようにダンプシヤツター１９０を位置させレーザ
光線１７７を光線吸収器１９４に向けるための信
号を送出することによつて、レーザ装置１０２を
オフにする。
次のステツプ７４４では、ＭコードＭ８２が
LOAD／UNLOAD CART（カート装架／取おろ
し）アプリケーシヨンサブルーチンを要求するよ
うにセツトされ、摺動駆動モータ２６６はそれに
より作動して摺動テーブルを第２位置である休止
位置に向けるので、燃料棒格子１６を溶接室１０
８から取出すことができる。操作者はこの時点で
溶接室１０８から燃料棒格子１６及びその溶接ジ
グを取出すように手動マニピユレータを操作し、
次の一連の溶接ステツプに備えるための手動操作
を行う。一例として、燃料棒格子１６の羽根側の
交点溶接部３２が、第３Ａ〜３Ｄ図に示したステ
ツプに従つて形成された後、燃料棒格子１６を取
外して回転させ、燃料棒格子１６の反対側即ち案
内スリーブ側の交点溶接部３２が第３Ｅ〜３Ｈ図
に示したステツプに従つて形成されるようにす。
燃料棒格子１６の両側の交点溶接部３２が形成さ
れたら、格子１６を取外し、案内スリーブ３６を
それに挿入した後、第３Ｉ〜３Ｌ図に示すように
切欠き溶接部４０を形成する。
LOAD／UNLOAD CART（カート装架／取おろ
し）アプリケーシヨンサブルーチンを要求するよ
うにセツトされ、摺動駆動モータ２６６はそれに
より作動して摺動テーブルを第２位置である休止
位置に向けるので、燃料棒格子１６を溶接室１０
８から取出すことができる。操作者はこの時点で
溶接室１０８から燃料棒格子１６及びその溶接ジ
グを取出すように手動マニピユレータを操作し、
次の一連の溶接ステツプに備えるための手動操作
を行う。一例として、燃料棒格子１６の羽根側の
交点溶接部３２が、第３Ａ〜３Ｄ図に示したステ
ツプに従つて形成された後、燃料棒格子１６を取
外して回転させ、燃料棒格子１６の反対側即ち案
内スリーブ側の交点溶接部３２が第３Ｅ〜３Ｈ図
に示したステツプに従つて形成されるようにす。
燃料棒格子１６の両側の交点溶接部３２が形成さ
れたら、格子１６を取外し、案内スリーブ３６を
それに挿入した後、第３Ｉ〜３Ｌ図に示すように
切欠き溶接部４０を形成する。
第７Ａ図には、第６Ｂ図のパートプログラム７
００のステツプ７２８により要求され主タスクプ
ログラム即ちオペレーテイングシステムプログラ
ムのBIDFLAG EXECUTE（要求フラツグ実行）
サイクルの間実行されるSET LASER MODE
（レーザモード設定）アプリケーシヨンサブルー
チンが示されている。SET LASER MODE（レ
ーザモード設定）アプリケーシヨンサブルーチン
は、燃料棒格子１６についてなされる４つの異な
る溶接形態に対応する溶接モードのうちどれを選
択するべきあを定める。第２Ａ図に示すように、
交点溶接部３２、隅溶接部３０、スロツト−タブ
溶接部３４及び切欠き溶接部４０の４つの異なつ
た形式の溶接部がある。レーザ装置１０２は上述
したようにレイセオン社製の型式番号SS500とし
てもよく、パルス状のレーザ光線１７８を燃料棒
格子１６に向ける時間及び（又は）パルス数につ
いて４形態の溶接部の各々を制御するための４個
の異なつたモジユールないしは固定結線された回
路を備えている。一例として、各々のモジユール
は、レーザ光線１７８を被加工物に向ける時間又
はパルス数を設定するための親指スイツチを備え
ている。各々のモジユール及びその溶接形態にコ
ードＭ５１〜Ｍ５４のうち１つが割当てられる。
ステツプ９０２において、これらのモードのうち
１つがそのコードに従つてアドレスされる。ステ
ツプ９０４において、光学的に遮断されたインタ
ーフエース５６２のSELECT LASER MODE
（レーザモード選択）端子に現れるレーザモード
出力がクリアされる。最後にステツプ９０６で
は、特別の形態の溶接部について所望のモジユユ
ールを選択するために、SELECT LASER
MODE OUTPUT（レーザモード選択出力）を介
して、選択されたモードがレーザ制御装置５９２
に供給される。パルス幅及びパルス周波数（繰返
し速さ）は、後述するように、プログラムされた
Ｍコード及びＴコードに従つて選定される。
００のステツプ７２８により要求され主タスクプ
ログラム即ちオペレーテイングシステムプログラ
ムのBIDFLAG EXECUTE（要求フラツグ実行）
サイクルの間実行されるSET LASER MODE
（レーザモード設定）アプリケーシヨンサブルー
チンが示されている。SET LASER MODE（レ
ーザモード設定）アプリケーシヨンサブルーチン
は、燃料棒格子１６についてなされる４つの異な
る溶接形態に対応する溶接モードのうちどれを選
択するべきあを定める。第２Ａ図に示すように、
交点溶接部３２、隅溶接部３０、スロツト−タブ
溶接部３４及び切欠き溶接部４０の４つの異なつ
た形式の溶接部がある。レーザ装置１０２は上述
したようにレイセオン社製の型式番号SS500とし
てもよく、パルス状のレーザ光線１７８を燃料棒
格子１６に向ける時間及び（又は）パルス数につ
いて４形態の溶接部の各々を制御するための４個
の異なつたモジユールないしは固定結線された回
路を備えている。一例として、各々のモジユール
は、レーザ光線１７８を被加工物に向ける時間又
はパルス数を設定するための親指スイツチを備え
ている。各々のモジユール及びその溶接形態にコ
ードＭ５１〜Ｍ５４のうち１つが割当てられる。
ステツプ９０２において、これらのモードのうち
１つがそのコードに従つてアドレスされる。ステ
ツプ９０４において、光学的に遮断されたインタ
ーフエース５６２のSELECT LASER MODE
（レーザモード選択）端子に現れるレーザモード
出力がクリアされる。最後にステツプ９０６で
は、特別の形態の溶接部について所望のモジユユ
ールを選択するために、SELECT LASER
MODE OUTPUT（レーザモード選択出力）を介
して、選択されたモードがレーザ制御装置５９２
に供給される。パルス幅及びパルス周波数（繰返
し速さ）は、後述するように、プログラムされた
Ｍコード及びＴコードに従つて選定される。
第７Ｂ図には、SET LASER PULSE
WIDTH（レーザパルス幅設定）アプリケーシヨ
ンサブルーチンが示されている。最初にステツプ
９１０において、第６Ｂ図のパートプログラム７
００のステツプ７２８により選択された５つの可
能なレーザパルス幅のうちの１つに従つて、Ｍコ
ードＭ５５〜Ｍ５９のうちの１つをセツトするこ
とによつて、上記アプリケーシヨンサブルーチン
が入力され、中央処理記憶装置５６０の記憶部の
データプール中の選択されたＭコードを解釈しア
クセスする次のBidflag Execute Cycle（要求フ
ラツグ実行サイクル）ステツプ９１２において実
行される。ステツプ９１４では、選択されたパル
スについて計算されたレーザ光線１７８の安全出
力レベルが、SAFE PWR（安全出力）アプリケ
ーシヨンサブルーチンに要求することによりチエ
ツクされる。ステツプ９１６では、計算された出
力レベルが安全か否か、即ち最大限度より低いか
否かが定められ、安全でない場合はステツプ９１
８において警報が設定され、パートプログラムに
対する即時停止が行われる。安全ならばステツプ
９２０においてインターフエース５６２
SELECT PULSE WIDTH OUTPUT（パルス
幅選択出力）をリセツトし、ステツプ９２２にお
いてSELECTED PULSE WIDTH OUTPUT
（パルス幅選択ずみ出力）を設定する。レーザ制
御装置５９２はそれによりレーザ光線１７８の所
望パルス幅を設定する。尚、２つのコンピユータ
数値制御部のうちの１つ１２６ａ又は１２６ｂが
パルス幅を設定し、残りの数値制御部１２６ｂ又
は１２６ａは、このように設定されたパルス幅を
採用することができる。特開昭59−156595号公報
に詳細に説明されているように、２個の数値制御
部１２６ａ又は１２６ｂは主要数値制御部と称さ
れ、他の数値制御部１２６ｂ又は１２６ａのレー
ザ制御装置のパルス幅及びパルス周波数を実際に
制御する。しかし各々の数値制御部１２６はその
レーザ電源からのリザーバー電圧ないし出力電圧
を選択的に制御するので、各々の数値制御部１２
６ａ，１２６ｂに組合された溶接室１０８に供給
されるレーザ光線１７８の出力レベルを個別に調
節することができる。各々の溶接室１０８は同種
の溶接形態を実行するので、主要数値制御部と呼
ばれる１つの数値制御部１２６ａ又は１２６ｂが
パルス幅及びパルス周波数を選択する。別々の光
路、レーザ合焦レンズ装置２０４及び溶接室１０
８のいろいろの条件について各々の溶接室１０８
に向けられる各々のレーザ光線を個別に調節し得
るようにリザーバー電圧（RESVOLT）を個別
に調節することが望ましい。
WIDTH（レーザパルス幅設定）アプリケーシヨ
ンサブルーチンが示されている。最初にステツプ
９１０において、第６Ｂ図のパートプログラム７
００のステツプ７２８により選択された５つの可
能なレーザパルス幅のうちの１つに従つて、Ｍコ
ードＭ５５〜Ｍ５９のうちの１つをセツトするこ
とによつて、上記アプリケーシヨンサブルーチン
が入力され、中央処理記憶装置５６０の記憶部の
データプール中の選択されたＭコードを解釈しア
クセスする次のBidflag Execute Cycle（要求フ
ラツグ実行サイクル）ステツプ９１２において実
行される。ステツプ９１４では、選択されたパル
スについて計算されたレーザ光線１７８の安全出
力レベルが、SAFE PWR（安全出力）アプリケ
ーシヨンサブルーチンに要求することによりチエ
ツクされる。ステツプ９１６では、計算された出
力レベルが安全か否か、即ち最大限度より低いか
否かが定められ、安全でない場合はステツプ９１
８において警報が設定され、パートプログラムに
対する即時停止が行われる。安全ならばステツプ
９２０においてインターフエース５６２
SELECT PULSE WIDTH OUTPUT（パルス
幅選択出力）をリセツトし、ステツプ９２２にお
いてSELECTED PULSE WIDTH OUTPUT
（パルス幅選択ずみ出力）を設定する。レーザ制
御装置５９２はそれによりレーザ光線１７８の所
望パルス幅を設定する。尚、２つのコンピユータ
数値制御部のうちの１つ１２６ａ又は１２６ｂが
パルス幅を設定し、残りの数値制御部１２６ｂ又
は１２６ａは、このように設定されたパルス幅を
採用することができる。特開昭59−156595号公報
に詳細に説明されているように、２個の数値制御
部１２６ａ又は１２６ｂは主要数値制御部と称さ
れ、他の数値制御部１２６ｂ又は１２６ａのレー
ザ制御装置のパルス幅及びパルス周波数を実際に
制御する。しかし各々の数値制御部１２６はその
レーザ電源からのリザーバー電圧ないし出力電圧
を選択的に制御するので、各々の数値制御部１２
６ａ，１２６ｂに組合された溶接室１０８に供給
されるレーザ光線１７８の出力レベルを個別に調
節することができる。各々の溶接室１０８は同種
の溶接形態を実行するので、主要数値制御部と呼
ばれる１つの数値制御部１２６ａ又は１２６ｂが
パルス幅及びパルス周波数を選択する。別々の光
路、レーザ合焦レンズ装置２０４及び溶接室１０
８のいろいろの条件について各々の溶接室１０８
に向けられる各々のレーザ光線を個別に調節し得
るようにリザーバー電圧（RESVOLT）を個別
に調節することが望ましい。
PERFORM LASER WELDS（レーザ溶接実
行）アプリケーシヨンサブルーチンは、第７Ｃ図
に示され、パートプログラム７００のステツプ７
２８により設定されたＭコードＭ７１，Ｍ７２に
よつて要求され、次の要求フラツグ実行サイクル
の間に実行される。ステツプ１０６０を入力する
と、アプリケーシヨンサブルーチン要求フラツグ
は、次の要求フラツグ実行サイクルを実行するよ
うに設定される。入力後にステツプ１０６２にお
いて、Ｍ５１〜Ｍ５４のうち１つのコードに対応
するレーザモードが選択されたか否かを定める。
レーザ制御装置５９２は、上述したように、交点
溶接部３２、スロツト−タブ溶接部３４、隅溶接
部３０及び切欠き溶接部４０のうちの１つを制御
するようにプログラムされた固定結線された４個
の別々のモジユールを備えている。選択されてい
なかつたらステツプ１０６３でERROR
MESSAGE（エラーメツセージ）ルーチンがデイ
スプレイされる。選択されていたら、ステツプ１
０６４において、CHAMBER
ENVIRONMENT CHECK（溶接室環境チエツ
ク）アプリケーシヨンサブルーチンのステツプ８
８２においてGOフラツグが設定されていたか否
かが定められる。設定されていなかつたらステツ
プ１０６６において溶接室環境チエツクアプリケ
ーシヨンサブルーチンに再要求し、溶接室１０８
の酸素及び水分が所定の限度よりも低くなるよう
に溶接室１０８中の雰囲気が清浄になつているか
否かが再び定められる。低くなつていたらステツ
プ１０６８において光線切換え用の可動ミラー１
７２を作動させ、コンピユータ数値制御部１２６
ａ又は１２６ｂの溶接室１０８にレーザ光線１７
８を向ける。その後に、ダンプシヤツター１９０
を開放位置に配設することにより、選択された溶
接室１０８にレーザ光線１７７を向ける。次にス
テツプ１０７２において、ＭコードＭ７１が設定
されたか否かが定められる。上述したように、２
つのＭコードＭ７１，Ｍ７２があり、ＭコードＭ
７１は、交点溶接部３２に対応する点溶接を行う
べきことを指示し、ＭコードＭ７２は、隅溶接部
３０、スロツト−タブ溶接部４０に対応するシー
ム溶接を行うべきことを指示する。シーム溶接と
点溶接との相違は次の通りである。即ちシーム溶
接の場合は、レーザロツド１７０がレーザ光線１
７８の一連のパルスを発射する間に燃料棒格子１
６がＸ，Ｙ駆動モータ２９４，２９６によつて移
動する。点溶接の場合には、レーザ光線１７８に
対し燃料棒格子１６を固定させた状態で溶接が行
われる。即ち点溶接を行うべきことを示すＭコー
ドＭ７１が検出されたら、ステツプ１０７４にお
いて、レーザロツド１７０を励起させる前にＸ，
Ｙ駆動モータ２９４，２９６が停止するのを待機
する遅延が設定される。シーム溶接を行うべきこ
とを示すＭコードＭ７２がプログラムされた場合
には、遅延は設定されないので、燃料棒格子１６
の移動が開始される前にレーザロツド１７０を溶
接開始状態にすることができる。次のステツプ１
０７６では、励起ランプ１８６に供給される電圧
がプログラムされた通りか否かがチエツクされ
る。次のステツプ１０７８では、レーザの状態が
チエツクされ、特に励起ランプ冷却材の温度及び
流量が所定の限度以内になつているか否か、励起
ランプの電流及び電圧が所定の限度以内になつて
いるか否か、またキヤビネツトのドアが開放して
いるか否かが定められる。
行）アプリケーシヨンサブルーチンは、第７Ｃ図
に示され、パートプログラム７００のステツプ７
２８により設定されたＭコードＭ７１，Ｍ７２に
よつて要求され、次の要求フラツグ実行サイクル
の間に実行される。ステツプ１０６０を入力する
と、アプリケーシヨンサブルーチン要求フラツグ
は、次の要求フラツグ実行サイクルを実行するよ
うに設定される。入力後にステツプ１０６２にお
いて、Ｍ５１〜Ｍ５４のうち１つのコードに対応
するレーザモードが選択されたか否かを定める。
レーザ制御装置５９２は、上述したように、交点
溶接部３２、スロツト−タブ溶接部３４、隅溶接
部３０及び切欠き溶接部４０のうちの１つを制御
するようにプログラムされた固定結線された４個
の別々のモジユールを備えている。選択されてい
なかつたらステツプ１０６３でERROR
MESSAGE（エラーメツセージ）ルーチンがデイ
スプレイされる。選択されていたら、ステツプ１
０６４において、CHAMBER
ENVIRONMENT CHECK（溶接室環境チエツ
ク）アプリケーシヨンサブルーチンのステツプ８
８２においてGOフラツグが設定されていたか否
かが定められる。設定されていなかつたらステツ
プ１０６６において溶接室環境チエツクアプリケ
ーシヨンサブルーチンに再要求し、溶接室１０８
の酸素及び水分が所定の限度よりも低くなるよう
に溶接室１０８中の雰囲気が清浄になつているか
否かが再び定められる。低くなつていたらステツ
プ１０６８において光線切換え用の可動ミラー１
７２を作動させ、コンピユータ数値制御部１２６
ａ又は１２６ｂの溶接室１０８にレーザ光線１７
８を向ける。その後に、ダンプシヤツター１９０
を開放位置に配設することにより、選択された溶
接室１０８にレーザ光線１７７を向ける。次にス
テツプ１０７２において、ＭコードＭ７１が設定
されたか否かが定められる。上述したように、２
つのＭコードＭ７１，Ｍ７２があり、ＭコードＭ
７１は、交点溶接部３２に対応する点溶接を行う
べきことを指示し、ＭコードＭ７２は、隅溶接部
３０、スロツト−タブ溶接部４０に対応するシー
ム溶接を行うべきことを指示する。シーム溶接と
点溶接との相違は次の通りである。即ちシーム溶
接の場合は、レーザロツド１７０がレーザ光線１
７８の一連のパルスを発射する間に燃料棒格子１
６がＸ，Ｙ駆動モータ２９４，２９６によつて移
動する。点溶接の場合には、レーザ光線１７８に
対し燃料棒格子１６を固定させた状態で溶接が行
われる。即ち点溶接を行うべきことを示すＭコー
ドＭ７１が検出されたら、ステツプ１０７４にお
いて、レーザロツド１７０を励起させる前にＸ，
Ｙ駆動モータ２９４，２９６が停止するのを待機
する遅延が設定される。シーム溶接を行うべきこ
とを示すＭコードＭ７２がプログラムされた場合
には、遅延は設定されないので、燃料棒格子１６
の移動が開始される前にレーザロツド１７０を溶
接開始状態にすることができる。次のステツプ１
０７６では、励起ランプ１８６に供給される電圧
がプログラムされた通りか否かがチエツクされ
る。次のステツプ１０７８では、レーザの状態が
チエツクされ、特に励起ランプ冷却材の温度及び
流量が所定の限度以内になつているか否か、励起
ランプの電流及び電圧が所定の限度以内になつて
いるか否か、またキヤビネツトのドアが開放して
いるか否かが定められる。
次のステツプ１０８０では、SET LASER
POWER LEVEL OFFSET（レーザ出力レベル
オフセツト設定）アプリケーシヨンサブルーチン
のステツプ１０１２によつて励起ランプトリガー
回路が完全にトリガーされたか否かがチエツクさ
れる。トリガーされなかつた場合は、ステツプ１
０８２において、アラームメツセージ「トリガー
回路が動作可能化（イネイブル）されていない」
が陰極線管１３３上にデイスプレイされる。動作
可能化されていた場合は、ステツプ１０８４にお
いて、レーザ制御装置５９２のシヤツター制御モ
ジユールを動作可能化することによつてレーザを
作動させる（即ち溶接開始信号をレーザに供給す
る）。ステツプ１０８６では、レーザロツド１７
０がその間にレーザ操作を終了するようにプログ
ラムされた遅延時間を開始させる（即ちレーザ制
御装置５９２からの溶接終了信号を受けるように
待機する）。ステツプ１０８８では、８秒の時間
が経過したか否かが定められ、経過してない場合
は、「レーザ操作終了タイムアウト」のメツセー
ジが陰極線管１３３にデイスプレイされる。タイ
ムアウト後にステツプ１０９２において、点溶接
を行うべきか否か、即ちＭコードＭ７１が設定さ
れたか否かが定められ、設定されていら、サブル
ーチンはステツプ１０９６に移行し、中央処理記
憶装置５６０は、レーザロツド１７０がリリース
され、別の数値制御部１２６ｂがレーザを要求し
得ないことを示すレーザリリース信号が中央処理
記憶装置５６０からインターフエース５６２を介
し数値制御部リンク５５８上に発生する。シーム
溶接部が形成されたら、ステツプ１０９４におい
てダンプシヤツター１９０及び安全シヤツター２
１２を閉じた後、ステツプ１０９６においてサブ
ルーチンから出る。
POWER LEVEL OFFSET（レーザ出力レベル
オフセツト設定）アプリケーシヨンサブルーチン
のステツプ１０１２によつて励起ランプトリガー
回路が完全にトリガーされたか否かがチエツクさ
れる。トリガーされなかつた場合は、ステツプ１
０８２において、アラームメツセージ「トリガー
回路が動作可能化（イネイブル）されていない」
が陰極線管１３３上にデイスプレイされる。動作
可能化されていた場合は、ステツプ１０８４にお
いて、レーザ制御装置５９２のシヤツター制御モ
ジユールを動作可能化することによつてレーザを
作動させる（即ち溶接開始信号をレーザに供給す
る）。ステツプ１０８６では、レーザロツド１７
０がその間にレーザ操作を終了するようにプログ
ラムされた遅延時間を開始させる（即ちレーザ制
御装置５９２からの溶接終了信号を受けるように
待機する）。ステツプ１０８８では、８秒の時間
が経過したか否かが定められ、経過してない場合
は、「レーザ操作終了タイムアウト」のメツセー
ジが陰極線管１３３にデイスプレイされる。タイ
ムアウト後にステツプ１０９２において、点溶接
を行うべきか否か、即ちＭコードＭ７１が設定さ
れたか否かが定められ、設定されていら、サブル
ーチンはステツプ１０９６に移行し、中央処理記
憶装置５６０は、レーザロツド１７０がリリース
され、別の数値制御部１２６ｂがレーザを要求し
得ないことを示すレーザリリース信号が中央処理
記憶装置５６０からインターフエース５６２を介
し数値制御部リンク５５８上に発生する。シーム
溶接部が形成されたら、ステツプ１０９４におい
てダンプシヤツター１９０及び安全シヤツター２
１２を閉じた後、ステツプ１０９６においてサブ
ルーチンから出る。
第４図には、燃料棒格子１６の形の被加工物の
加工部位１９１即ち各々の交点２４がレーザ光線
１７８ａに整列されたか否かを定めるための整列
検出装置１８３が図示されている。整列検出装置
１８３は、可視光線だけでなく赤外線も感知する
フオトダイオード１８５の形式の光線感知装置
と、加工部位１９１から反射された光線を反射光
路１８９に沿つてフオトダイオード１８５に合焦
させるためのレンズ１８７とを備えている。フオ
トダイオード１８５の出力は、第１２Ａ，１２
Ｂ，１２Ｃ図に示すように、加工部位整列検出回
路（整列検出装置）１４００に供給される。整列
検出装置１８３は、フオトダイオード１８５及び
レンズ１８７を取付けるための管状ハウジング１
９３も備えている。
加工部位１９１即ち各々の交点２４がレーザ光線
１７８ａに整列されたか否かを定めるための整列
検出装置１８３が図示されている。整列検出装置
１８３は、可視光線だけでなく赤外線も感知する
フオトダイオード１８５の形式の光線感知装置
と、加工部位１９１から反射された光線を反射光
路１８９に沿つてフオトダイオード１８５に合焦
させるためのレンズ１８７とを備えている。フオ
トダイオード１８５の出力は、第１２Ａ，１２
Ｂ，１２Ｃ図に示すように、加工部位整列検出回
路（整列検出装置）１４００に供給される。整列
検出装置１８３は、フオトダイオード１８５及び
レンズ１８７を取付けるための管状ハウジング１
９３も備えている。
管状ハウジング１９３は、レーザ光線１７８ａ
が内側格子ストラツプ２０の間の交点即ち加工部
位１９１に対し正確に整列された時に加工部位１
９１からの反射光路１８９がフオトダイオード１
８５に整列されるように、レーザ合焦レンズ装置
２０４のレンズ支持管２００に取付けられてい
る。この実施例によれば、溶接室１０８をその第
１位置と第２位置との間に移動させ得るように、
整列検出装置１８３とレーザ合焦レンズ装置２０
４とをその溶接室１０８から取外すことができ
る。本発明の一実施例によれば、管状ハウジング
１９３は、約7.62〜10.16cm（３〜４インチ）だ
け相互から隔てられたフオトダイオード１８５と
レンズ１８７とを受入れるための、外径約6.3mm
（1/4インチ）、内径約3.2mm（1/8インチ）の管と
してもよい。整列検出装置１８３の底部縁が加工
部位１９１から約7.62cm（３インチ）隔てられよ
うな位置に、レーザ合焦レンズ装置２０４と整列
検出装置１８３とを使用中に移動させる。
が内側格子ストラツプ２０の間の交点即ち加工部
位１９１に対し正確に整列された時に加工部位１
９１からの反射光路１８９がフオトダイオード１
８５に整列されるように、レーザ合焦レンズ装置
２０４のレンズ支持管２００に取付けられてい
る。この実施例によれば、溶接室１０８をその第
１位置と第２位置との間に移動させ得るように、
整列検出装置１８３とレーザ合焦レンズ装置２０
４とをその溶接室１０８から取外すことができ
る。本発明の一実施例によれば、管状ハウジング
１９３は、約7.62〜10.16cm（３〜４インチ）だ
け相互から隔てられたフオトダイオード１８５と
レンズ１８７とを受入れるための、外径約6.3mm
（1/4インチ）、内径約3.2mm（1/8インチ）の管と
してもよい。整列検出装置１８３の底部縁が加工
部位１９１から約7.62cm（３インチ）隔てられよ
うな位置に、レーザ合焦レンズ装置２０４と整列
検出装置１８３とを使用中に移動させる。
整列検出装置１８３は、第９Ａ図に示すように
レーザ光線１７８が内側格子ストラツプ２０ａ，
２０ｂの交点２４に向けられているか否か、又は
レーザ光線１７８が交点２４に対して不整合にな
り、加工部位１９１が第９Ｂ図に示すように不適
切な位置にあるか否かを定めるために用いられ
る。レーザ光線が交点２４に向けられていれば、
内側格子ストラツプ２０ａ，２０ｂの間の交点２
４とレーザ光線１７８との正確な整列によつて、
第９Ａ図に示すように承認可能な構造的に健全な
交点溶接部３２が形成される。その反対に加工部
位１９１が第９Ｂ図に示すように不適切な位置に
あると、格子ストラツプ２０の間の交点溶接部３
２は形成されない。即ち格子ストラツプ２０ａの
タブ部分５０ａ，５０ｂは格子ストラツプ２０ａ
のタブ４８と共に溶融しない。そのため格子スト
ラツプ２０ａ，２０ｂは溶接されず、換言すれ
ば、欠陥溶接部を生ずる。
レーザ光線１７８が内側格子ストラツプ２０ａ，
２０ｂの交点２４に向けられているか否か、又は
レーザ光線１７８が交点２４に対して不整合にな
り、加工部位１９１が第９Ｂ図に示すように不適
切な位置にあるか否かを定めるために用いられ
る。レーザ光線が交点２４に向けられていれば、
内側格子ストラツプ２０ａ，２０ｂの間の交点２
４とレーザ光線１７８との正確な整列によつて、
第９Ａ図に示すように承認可能な構造的に健全な
交点溶接部３２が形成される。その反対に加工部
位１９１が第９Ｂ図に示すように不適切な位置に
あると、格子ストラツプ２０の間の交点溶接部３
２は形成されない。即ち格子ストラツプ２０ａの
タブ部分５０ａ，５０ｂは格子ストラツプ２０ａ
のタブ４８と共に溶融しない。そのため格子スト
ラツプ２０ａ，２０ｂは溶接されず、換言すれ
ば、欠陥溶接部を生ずる。
上述したようにレーザ光線１７８は制御された
数のレーザ発射パルスとして加工部位１９１に向
けられる。加工部位１９１が交点２４に正確に整
列されていると、レーザ発射の各々の連続するパ
ルスは、交点２４の溶融温度を除々に高くして、
タブ部分５０ａ，５０ｂをタブ１４８と共に溶融
させ、交点溶接部３２を形成する。フオトダイオ
ード１８５は加工部位１９１から反射される放射
特に赤外線放射を検出し、整列がなされて承認可
能な溶接部が得られたか否かを後述するように表
示する。第８Ａ図には、加工部位１９１から反射
された放射光を表わすフオトダイオード１９５の
出力信号と加工部位１９１の残留温度とが図示さ
れている。整列が実現すると、レーザー発射の
各々の連続するパルスは、第８Ａ図に示すよう
に、反射された放射光のスパイクを生じ、また
各々のパルスにより溶接個所の残留温度が徐々に
上昇する。その反対に、加工部位１９１が交点２
４に対し整列されていないと、溶接個所の温度は
ほぼ一定になつており、第８Ｂ図に示すように上
昇しないので、レーザ光線１７８が交点２４に対
し不整列であり、従つて交点溶接部３２が承認可
能ではないことが示される。加工部位１９１は、
第９Ｂ図に示すように、単に１枚のストラツプ２
０であり、レーザパルスの熱を蓄積するのに必要
な質量を形成しないため、この熱はレーザパルス
の間にすみやかに消散する。
数のレーザ発射パルスとして加工部位１９１に向
けられる。加工部位１９１が交点２４に正確に整
列されていると、レーザ発射の各々の連続するパ
ルスは、交点２４の溶融温度を除々に高くして、
タブ部分５０ａ，５０ｂをタブ１４８と共に溶融
させ、交点溶接部３２を形成する。フオトダイオ
ード１８５は加工部位１９１から反射される放射
特に赤外線放射を検出し、整列がなされて承認可
能な溶接部が得られたか否かを後述するように表
示する。第８Ａ図には、加工部位１９１から反射
された放射光を表わすフオトダイオード１９５の
出力信号と加工部位１９１の残留温度とが図示さ
れている。整列が実現すると、レーザー発射の
各々の連続するパルスは、第８Ａ図に示すよう
に、反射された放射光のスパイクを生じ、また
各々のパルスにより溶接個所の残留温度が徐々に
上昇する。その反対に、加工部位１９１が交点２
４に対し整列されていないと、溶接個所の温度は
ほぼ一定になつており、第８Ｂ図に示すように上
昇しないので、レーザ光線１７８が交点２４に対
し不整列であり、従つて交点溶接部３２が承認可
能ではないことが示される。加工部位１９１は、
第９Ｂ図に示すように、単に１枚のストラツプ２
０であり、レーザパルスの熱を蓄積するのに必要
な質量を形成しないため、この熱はレーザパルス
の間にすみやかに消散する。
フオトダイオード１８５の出力信号は、第１２
Ａ，１２Ｃ，１２Ｃ図に示した加工部位整列検出
回路１４００に供給される。フオトダイオード出
力信号は、入力端子１４０２及び１対の演算増幅
器１４０４，１４０６を経て供給され、増幅され
た入力信号をサンプルアンドホール回路１４０８
に供給する。ツエナダイオードＺ１は、第８Ａ，
８Ｂ図に示すようにレーザスパイクをクリツプす
るために用いられ、加工部位１９１の残留熱を表
わす増幅された信号をサンプルアンドホールド回
路１４０８に供給する。更に、第１１図のＡに示
すクロツク信号即ちレーザ同期信号は入力端子１
４１８を経てマルチバイブレータ（MV）１４２
０に供給され、サンプルアンドホールド回路１４
０８に基づいてサンプリング機能のタイミングを
取るに足りる固定パルス幅が供給される。マルチ
バイブレータ１４２０の出力パルス幅はポテンシ
ヨメーターＲ２によりセツトされ、それによりレ
ーザー同期信号のものと対応する調節されたパル
ス幅及び周波数の単発パルスが形成される。この
目的のために、第２のマルチバイブレータ１４２
２は、この出力信号を反転し、サンプルアンドホ
ールド回路１４０８のサンプル入力部に負移行パ
ルスを送出する。入力端子１４１８に供給される
レーザ同期信号は、第１１図のＡに示され、上述
したように、所望の溶接部の特性に依存して加工
部位１９１に所望のエネルギーレベルを与えるよ
うに設定したパルス幅及びパルス周波数を有して
いる。一例として、交点溶接部３２のための同期
信号のパルス幅及びパルス周波数は、それぞれ６
ｍ秒、20ppsである。パルス幅及びパルス周波数
は、第５Ａ，５Ｂ図に示したレーザ制御装置５９
２の４つの溶接形態の各々に対応する４個のモジ
ユールの１つに設定される。従つてサンプルアン
ドホールド回路１４０８は、レーザパルスの送出
に対応する頻度で、フオトダイオード１８５の増
幅された出力信号をサンプリングし、サンプリン
グされたフオトダイオード出力を表わすアナログ
出力を供給する。フオトダイオード１８５が加工
部位１９１から反射された放射光を正確に感知す
るように、各レーザパルスの発射に同期してフオ
トダイオード出力をサンプリングする必要のある
ことがわかつている。
Ａ，１２Ｃ，１２Ｃ図に示した加工部位整列検出
回路１４００に供給される。フオトダイオード出
力信号は、入力端子１４０２及び１対の演算増幅
器１４０４，１４０６を経て供給され、増幅され
た入力信号をサンプルアンドホール回路１４０８
に供給する。ツエナダイオードＺ１は、第８Ａ，
８Ｂ図に示すようにレーザスパイクをクリツプす
るために用いられ、加工部位１９１の残留熱を表
わす増幅された信号をサンプルアンドホールド回
路１４０８に供給する。更に、第１１図のＡに示
すクロツク信号即ちレーザ同期信号は入力端子１
４１８を経てマルチバイブレータ（MV）１４２
０に供給され、サンプルアンドホールド回路１４
０８に基づいてサンプリング機能のタイミングを
取るに足りる固定パルス幅が供給される。マルチ
バイブレータ１４２０の出力パルス幅はポテンシ
ヨメーターＲ２によりセツトされ、それによりレ
ーザー同期信号のものと対応する調節されたパル
ス幅及び周波数の単発パルスが形成される。この
目的のために、第２のマルチバイブレータ１４２
２は、この出力信号を反転し、サンプルアンドホ
ールド回路１４０８のサンプル入力部に負移行パ
ルスを送出する。入力端子１４１８に供給される
レーザ同期信号は、第１１図のＡに示され、上述
したように、所望の溶接部の特性に依存して加工
部位１９１に所望のエネルギーレベルを与えるよ
うに設定したパルス幅及びパルス周波数を有して
いる。一例として、交点溶接部３２のための同期
信号のパルス幅及びパルス周波数は、それぞれ６
ｍ秒、20ppsである。パルス幅及びパルス周波数
は、第５Ａ，５Ｂ図に示したレーザ制御装置５９
２の４つの溶接形態の各々に対応する４個のモジ
ユールの１つに設定される。従つてサンプルアン
ドホールド回路１４０８は、レーザパルスの送出
に対応する頻度で、フオトダイオード１８５の増
幅された出力信号をサンプリングし、サンプリン
グされたフオトダイオード出力を表わすアナログ
出力を供給する。フオトダイオード１８５が加工
部位１９１から反射された放射光を正確に感知す
るように、各レーザパルスの発射に同期してフオ
トダイオード出力をサンプリングする必要のある
ことがわかつている。
サンプルアンドホールド回路１４０８の出力信
号は、第１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃ図に示すよう
に、Ａ／Ｄ変換器１４１０によつてアナログ信号
からデジタル信号に変換される。Ａ／Ｄ変換器１
４１０のデジタル出力信号は、デジタル比較器１
４１２に送出され、比較器１４１２は、データセ
レクター／マルチプレクサ１４１４ａ〜１４１４
ｄの出力部から供給された加工部位１９１の残留
熱の承認可能な最小値に対応するデジタル値と、
フオトダイオード１８５のサンプリングされたデ
ジタル値とを比較する。第８Ａ図に示すように、
レーザ光線１７８と交点２４との間に不整合が存
在した場合、加工部位１９１の残留熱は、時間の
関数、特に加工部位１９１に向けられるレーザパ
ルスの数の関数として、既知の割合で上昇する。
特に、比較器１４１２のＢ０〜Ｂ３入力部に供給
されるデジタル値は、加工部位１９１に供給され
るレーザパルスの数の関数として増大し、フオト
ダイオード出力信号のサンプリングされた値と比
較される。フオトダイオード出力信号がより大き
いと、比較器１４１２は、２進カウンター１４２
８をクロツク同期する出力信号を送出する。より
詳細には、比較器１４１２の出力信号はNAND
ゲート１４２６を経てカウンター１４２８のクロ
ツク入力部CAに供給される。変換の終了を表わ
す別の信号はＡ／Ｄ変換器１４１０によつて
NANDゲート１４２６に供給され、カウンター
１４２８への比較器出力信号の供給のタイミング
を定め、フオトダイオード１８５の出力値がデジ
タル信号に変換された後に或る特別のフオトダイ
オードのサンプル値の比較がなされるようにす
る。
号は、第１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃ図に示すよう
に、Ａ／Ｄ変換器１４１０によつてアナログ信号
からデジタル信号に変換される。Ａ／Ｄ変換器１
４１０のデジタル出力信号は、デジタル比較器１
４１２に送出され、比較器１４１２は、データセ
レクター／マルチプレクサ１４１４ａ〜１４１４
ｄの出力部から供給された加工部位１９１の残留
熱の承認可能な最小値に対応するデジタル値と、
フオトダイオード１８５のサンプリングされたデ
ジタル値とを比較する。第８Ａ図に示すように、
レーザ光線１７８と交点２４との間に不整合が存
在した場合、加工部位１９１の残留熱は、時間の
関数、特に加工部位１９１に向けられるレーザパ
ルスの数の関数として、既知の割合で上昇する。
特に、比較器１４１２のＢ０〜Ｂ３入力部に供給
されるデジタル値は、加工部位１９１に供給され
るレーザパルスの数の関数として増大し、フオト
ダイオード出力信号のサンプリングされた値と比
較される。フオトダイオード出力信号がより大き
いと、比較器１４１２は、２進カウンター１４２
８をクロツク同期する出力信号を送出する。より
詳細には、比較器１４１２の出力信号はNAND
ゲート１４２６を経てカウンター１４２８のクロ
ツク入力部CAに供給される。変換の終了を表わ
す別の信号はＡ／Ｄ変換器１４１０によつて
NANDゲート１４２６に供給され、カウンター
１４２８への比較器出力信号の供給のタイミング
を定め、フオトダイオード１８５の出力値がデジ
タル信号に変換された後に或る特別のフオトダイ
オードのサンプル値の比較がなされるようにす
る。
上記出力から、第９Ａ図に示すように加工部位
１９１の最終残留温度に対応する或る一定の割合
で増大する値をフオトダイオード出力のサンプル
値が超過した場合にのみカウンター１４２８がク
ロツク同期されることがわかる。１つの溶接部を
形成するのに必要な所定数のパルスの各々につい
てフオトダイオード１８５の各々のサンプルが増
大最小レベルを超過していると、整列された承認
可能な溶接部を表わす出力信号が２進比較器１４
３２によつて供給される。特に、交点溶接部３２
を形成するのに必要なレーザパルスの設定された
数を表わす比較器１４３２のＢ０〜Ｂ３入力部へ
の入力信号を供給するように、スイツチ１４３４
が設定される。整列された加工部位１９１を表わ
す比較器１４１２の同数の出力信号をカウンター
１４２８が受けると、２進入力部Ａ０〜Ａ３は、
入力部Ｂ０〜Ｂ３に供給された対応値を超過し、
溶接部承認出力信号が比較器１４３２から導出さ
れる。
１９１の最終残留温度に対応する或る一定の割合
で増大する値をフオトダイオード出力のサンプル
値が超過した場合にのみカウンター１４２８がク
ロツク同期されることがわかる。１つの溶接部を
形成するのに必要な所定数のパルスの各々につい
てフオトダイオード１８５の各々のサンプルが増
大最小レベルを超過していると、整列された承認
可能な溶接部を表わす出力信号が２進比較器１４
３２によつて供給される。特に、交点溶接部３２
を形成するのに必要なレーザパルスの設定された
数を表わす比較器１４３２のＢ０〜Ｂ３入力部へ
の入力信号を供給するように、スイツチ１４３４
が設定される。整列された加工部位１９１を表わ
す比較器１４１２の同数の出力信号をカウンター
１４２８が受けると、２進入力部Ａ０〜Ａ３は、
入力部Ｂ０〜Ｂ３に供給された対応値を超過し、
溶接部承認出力信号が比較器１４３２から導出さ
れる。
レーザ同期信号は、マルチバイブレーター１４
３６にも供給され、マルチバイブレーター１４３
６の出力信号は、交点溶接部３２を形成するため
の選択された数のレーザパルスを送出するのに必
要な期待される時間間隔に対応する幅にポテンシ
ヨメーターＲ３によりセツトされた期間につい
て、低レベルになる。この時間間隔の終了時にマ
ルチバイブレーター１４３６の出力信号は高レベ
ルとなり、カウンター１４２８をリセツトする。
マルチバイブレーター１４３６の出力信号が低レ
ベルにある間に、カウンター１４２８は、
NANDゲート１４２６から導出された、徐々に
上昇する溶接個所の温度を表わす比較器１４１２
の出力信号をカウントし続ける。マルチバイブレ
ーター１４３６の出力信号は、４ビツトカウンタ
ー１４２８にも、これをリセツトするために供給
される。カウンター１４２８のQD，QC，QBの
各出力部は、データセレクターマルチプレクサー
１４１４ａ〜１４１４ｄの各々のアドレスし、溶
接個所の温度を次の上昇閾値又は承認可能な最低
レベルを表わす２進信号をＹ出力部に送出する。
第１２Ｂ図に示すように、各々のデータセレクタ
ーマルチプレクサー１４１４ａ〜１４１４ｄは、
対応するスイツチ１４１６ａ〜１４１６ｄに組合
されており、これらのスイツチは、承認可能な溶
接部を得るのに必要な一つのレーザパルスから次
のレーザパルスへの溶接個所の温度の最小増分変
化に対応する増分をもつて設定することができ
る。各々のレーザパルスの送出に対応するクロツ
ク信号は、マルチバイブレーター１４２０，１４
２２，１４２４から導出され、それによつてカウ
ンター１４２８の出力が変更され、マルチプレク
サー１４１４ａ〜１４１４ｄをアドレスし、溶接
個所の最小温度の次の対応する高値を出力する。
３６にも供給され、マルチバイブレーター１４３
６の出力信号は、交点溶接部３２を形成するため
の選択された数のレーザパルスを送出するのに必
要な期待される時間間隔に対応する幅にポテンシ
ヨメーターＲ３によりセツトされた期間につい
て、低レベルになる。この時間間隔の終了時にマ
ルチバイブレーター１４３６の出力信号は高レベ
ルとなり、カウンター１４２８をリセツトする。
マルチバイブレーター１４３６の出力信号が低レ
ベルにある間に、カウンター１４２８は、
NANDゲート１４２６から導出された、徐々に
上昇する溶接個所の温度を表わす比較器１４１２
の出力信号をカウントし続ける。マルチバイブレ
ーター１４３６の出力信号は、４ビツトカウンタ
ー１４２８にも、これをリセツトするために供給
される。カウンター１４２８のQD，QC，QBの
各出力部は、データセレクターマルチプレクサー
１４１４ａ〜１４１４ｄの各々のアドレスし、溶
接個所の温度を次の上昇閾値又は承認可能な最低
レベルを表わす２進信号をＹ出力部に送出する。
第１２Ｂ図に示すように、各々のデータセレクタ
ーマルチプレクサー１４１４ａ〜１４１４ｄは、
対応するスイツチ１４１６ａ〜１４１６ｄに組合
されており、これらのスイツチは、承認可能な溶
接部を得るのに必要な一つのレーザパルスから次
のレーザパルスへの溶接個所の温度の最小増分変
化に対応する増分をもつて設定することができ
る。各々のレーザパルスの送出に対応するクロツ
ク信号は、マルチバイブレーター１４２０，１４
２２，１４２４から導出され、それによつてカウ
ンター１４２８の出力が変更され、マルチプレク
サー１４１４ａ〜１４１４ｄをアドレスし、溶接
個所の最小温度の次の対応する高値を出力する。
承認可能な溶接部が得られたか否かを表わす比
較器１４３２の出力信号は、NANDゲート１４
４２の入力部に直接供給されると共に、インバー
タ１４４６を経て、NANPゲート１４４４の入
力部にも供給される。NANPゲート１４４２，
１４４４への他の入力信号は、マルチバイブレー
ター１４３８から導出される。マルチバイブレー
ター１４３８の入力部は、レーザ同期信号を受け
るように接続され、１つの交点溶接部３２を完成
するための選択されれた数のレーザパルスを送出
するのに必要な時間に対応するようにポテンシヨ
メーターＲ４により設定された期間負に移行する
パルスを送出する。マルチバイブレーター１４３
８の出力信号は、マルチバイブレーター１４４０
によつて反転され、同じ持続時間の高レベル移行
パルスを生ずる。マルチバイブレーター１４４０
の出力信号が低レベルになると、NANDゲート
１４４２，１４４４は、承認可能又は承認不可能
な溶接部の数をカウントしデイスプレイする回路
に比較器出力信号を通過させるように可能化され
る。特に、承認可能な溶接部を表わす比較器１４
３２の高レベル出力は、承認可能な溶接部の数の
１の位、10の位及び100の位をそれぞれカウント
するためのカスケード接続された10進カウンター
１４５２ａ〜１４５２ｃから成る承認溶接部カウ
ンター１４５０に、可能化されたNANDゲート
１４４２を経て送出される。尚、燃料棒格子１６
は17×17本の内側格子ストラツプ２０を含み、従
つて256個の交点溶接部３２を必要とする。各々
のカウンター１４５２ａ〜１４５２ｃは１組のデ
イスプレイドライバー１４５４ａ〜１４５４ｃ及
び１組のデジタルデイスプレイ１４５６ａ〜１４
５６ｃの各々対応する１つに組合されている。同
様に、比較器１４３２の出力が承認不可能な溶接
部を指示した場合、可能化されたNANDゲート
１４４４は、１組のカウンター１４６２ａ〜１４
６２ｃ並びに対応のデイスプレイドライバー１４
６４ａ〜１４６４ｃ及びデイジタルデイスプレイ
１４６６ａ〜１４６６ｃから成る不承認溶接部カ
ウンター１４６０に単一のカウントを送出し、被
加工物上に形成された不整合ないし不承認溶接部
の数を可視デイスプレイする。第１２Ｃ図に示す
ように、スイツチ１４７０が各々のカウンター１
４５２ａ〜１４５２ｃ及び１４６２ａ〜１４６２
ｃのリセツト端子に接続されているので、新しい
被加工物例えば燃料棒格子１６を溶接すべき場合
には、承認溶接部及び不承認溶接部の新しいカウ
ントを行うようにカウンター１４５２ａ〜１４５
２ｃ及び１４６２ａ〜１４６２ｃをリセツトする
ことができる。
較器１４３２の出力信号は、NANDゲート１４
４２の入力部に直接供給されると共に、インバー
タ１４４６を経て、NANPゲート１４４４の入
力部にも供給される。NANPゲート１４４２，
１４４４への他の入力信号は、マルチバイブレー
ター１４３８から導出される。マルチバイブレー
ター１４３８の入力部は、レーザ同期信号を受け
るように接続され、１つの交点溶接部３２を完成
するための選択されれた数のレーザパルスを送出
するのに必要な時間に対応するようにポテンシヨ
メーターＲ４により設定された期間負に移行する
パルスを送出する。マルチバイブレーター１４３
８の出力信号は、マルチバイブレーター１４４０
によつて反転され、同じ持続時間の高レベル移行
パルスを生ずる。マルチバイブレーター１４４０
の出力信号が低レベルになると、NANDゲート
１４４２，１４４４は、承認可能又は承認不可能
な溶接部の数をカウントしデイスプレイする回路
に比較器出力信号を通過させるように可能化され
る。特に、承認可能な溶接部を表わす比較器１４
３２の高レベル出力は、承認可能な溶接部の数の
１の位、10の位及び100の位をそれぞれカウント
するためのカスケード接続された10進カウンター
１４５２ａ〜１４５２ｃから成る承認溶接部カウ
ンター１４５０に、可能化されたNANDゲート
１４４２を経て送出される。尚、燃料棒格子１６
は17×17本の内側格子ストラツプ２０を含み、従
つて256個の交点溶接部３２を必要とする。各々
のカウンター１４５２ａ〜１４５２ｃは１組のデ
イスプレイドライバー１４５４ａ〜１４５４ｃ及
び１組のデジタルデイスプレイ１４５６ａ〜１４
５６ｃの各々対応する１つに組合されている。同
様に、比較器１４３２の出力が承認不可能な溶接
部を指示した場合、可能化されたNANDゲート
１４４４は、１組のカウンター１４６２ａ〜１４
６２ｃ並びに対応のデイスプレイドライバー１４
６４ａ〜１４６４ｃ及びデイジタルデイスプレイ
１４６６ａ〜１４６６ｃから成る不承認溶接部カ
ウンター１４６０に単一のカウントを送出し、被
加工物上に形成された不整合ないし不承認溶接部
の数を可視デイスプレイする。第１２Ｃ図に示す
ように、スイツチ１４７０が各々のカウンター１
４５２ａ〜１４５２ｃ及び１４６２ａ〜１４６２
ｃのリセツト端子に接続されているので、新しい
被加工物例えば燃料棒格子１６を溶接すべき場合
には、承認溶接部及び不承認溶接部の新しいカウ
ントを行うようにカウンター１４５２ａ〜１４５
２ｃ及び１４６２ａ〜１４６２ｃをリセツトする
ことができる。
本発明は上述した実施例のみに限定されず、そ
れ以外のすべての変形例を包含する。
れ以外のすべての変形例を包含する。
第１図は本発明の教示に従つて製作された燃料
集合体の斜視図、第２Ａ〜２Ｅ図は第１図の燃料
集合体に組み込まれる本発明の教示に従つた燃料
棒格子のそれぞれ斜視図、平面図、側断面図、分
解斜視図及び平面図、第３Ａ〜３Ｌ図は第２Ａ〜
２Ｅ図に示した燃料棒格子を溶接する一連のステ
ツプを示す斜視図、第３Ｍ図はレーザ光線の波形
図、第４図は単一レーザ源からのレーザ光線を時
分割式に２個の被加工物例えば燃料棒格子に向け
るための精密レーザ溶接装置に組み込まれるレー
ザ装置の分解斜視図、第５Ａ，５Ｂ図はレーザ溶
接装置のコンピユータ制御システムを示すブロツ
ク図であり、中央処理記憶装置と各々の溶接室位
置決め装置に対するレーザ装置の同種の第２コン
ピユータ制御装置のインターフエース回路との関
係を示す図、第６Ａ，６Ｂ図は燃料棒格子の一連
の溶接部を高精度で形成するようにレーザ溶接装
置を制御する制御ステツプを示すパートプログラ
ムのフローチヤート図、第７Ａ，７Ｂ，７Ｃ図は
第６Ａ，６Ｂ図に示したパートプログラムにより
部分的に設定されたＭ，Ｓ，Ｔコードによつて要
求されるアプリケーシヨンサブルーチン並びに
SET LASER MODE、SET LASER PW及び
PERFORM LASER WELDの各アプリケーシヨ
ンサブルーチンのフローチヤート図、第８Ａ，８
Ｂ図は、それぞれ交点溶接部と正確に整列された
パルスレーザ発射及び整列されないパルスレーザ
発射により形成された交点溶接部から反射された
エネルギーを表わす線図、第９Ａ，９Ｂ図はそれ
ぞれレーザ光線に対し正確に整列された交点溶接
部及び整列されなかつた交点溶接部の１つの内側
格子ストラツプの側面図、第１０Ａ，１０Ｂ図は
第５Ｂ図に一般的に図示されたシヤツター制御装
置の回路図であり、特に燃料棒格子に向けられた
溶接レーザパルスの数をカウントする回路を示す
図、第１１図は第１０Ａ，１０Ｂ図に示したシヤ
ツター制御装置の特定の個所の波形を示す線図、
第１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃ図は燃料棒格子の交点
さら反射された放射光を検出するように配置され
た第４図に示すフオトダイオードの出力を処理す
るための整列検出回路の回路図である。 １６……被加工片（燃料棒格子）、２４……交
点（加工部位）、１００……レーザ溶接装置（レ
ーザ加工装置）、１７０……レーザロツド（レー
ザ源）、１７８……レーザ光線、１８３……整列
検出装置、１８５……フオトダイオード（光線感
知装置）、１９１……加工部位、２０４……レー
ザ合焦レンズ装置（合焦装置）、２１４……レー
ザ光路、１４００……整列検出回路（整列検出装
置）。
集合体の斜視図、第２Ａ〜２Ｅ図は第１図の燃料
集合体に組み込まれる本発明の教示に従つた燃料
棒格子のそれぞれ斜視図、平面図、側断面図、分
解斜視図及び平面図、第３Ａ〜３Ｌ図は第２Ａ〜
２Ｅ図に示した燃料棒格子を溶接する一連のステ
ツプを示す斜視図、第３Ｍ図はレーザ光線の波形
図、第４図は単一レーザ源からのレーザ光線を時
分割式に２個の被加工物例えば燃料棒格子に向け
るための精密レーザ溶接装置に組み込まれるレー
ザ装置の分解斜視図、第５Ａ，５Ｂ図はレーザ溶
接装置のコンピユータ制御システムを示すブロツ
ク図であり、中央処理記憶装置と各々の溶接室位
置決め装置に対するレーザ装置の同種の第２コン
ピユータ制御装置のインターフエース回路との関
係を示す図、第６Ａ，６Ｂ図は燃料棒格子の一連
の溶接部を高精度で形成するようにレーザ溶接装
置を制御する制御ステツプを示すパートプログラ
ムのフローチヤート図、第７Ａ，７Ｂ，７Ｃ図は
第６Ａ，６Ｂ図に示したパートプログラムにより
部分的に設定されたＭ，Ｓ，Ｔコードによつて要
求されるアプリケーシヨンサブルーチン並びに
SET LASER MODE、SET LASER PW及び
PERFORM LASER WELDの各アプリケーシヨ
ンサブルーチンのフローチヤート図、第８Ａ，８
Ｂ図は、それぞれ交点溶接部と正確に整列された
パルスレーザ発射及び整列されないパルスレーザ
発射により形成された交点溶接部から反射された
エネルギーを表わす線図、第９Ａ，９Ｂ図はそれ
ぞれレーザ光線に対し正確に整列された交点溶接
部及び整列されなかつた交点溶接部の１つの内側
格子ストラツプの側面図、第１０Ａ，１０Ｂ図は
第５Ｂ図に一般的に図示されたシヤツター制御装
置の回路図であり、特に燃料棒格子に向けられた
溶接レーザパルスの数をカウントする回路を示す
図、第１１図は第１０Ａ，１０Ｂ図に示したシヤ
ツター制御装置の特定の個所の波形を示す線図、
第１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃ図は燃料棒格子の交点
さら反射された放射光を検出するように配置され
た第４図に示すフオトダイオードの出力を処理す
るための整列検出回路の回路図である。 １６……被加工片（燃料棒格子）、２４……交
点（加工部位）、１００……レーザ溶接装置（レ
ーザ加工装置）、１７０……レーザロツド（レー
ザ源）、１７８……レーザ光線、１８３……整列
検出装置、１８５……フオトダイオード（光線感
知装置）、１９１……加工部位、２０４……レー
ザ合焦レンズ装置（合焦装置）、２１４……レー
ザ光路、１４００……整列検出回路（整列検出装
置）。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ レーザ光線を発射して該レーザ光線を被加工
片の加工部位上に精確に照射するレーザ加工装置
であつて、 (a) レーザパルスの形態でレーザ光線を発射する
レーザ源と、 (b) 該レーザ光線をレーザ光路に沿つて前記加工
部位に精確に合焦させる合焦装置と、 (c) 前記レーザ光路に関して整列した加工部位か
ら反射された光を受けるように前記レーザ光路
に関して配向され、前記反射光に応答して、該
反射光のレベルを表す出力信号を発生する、光
線感知装置と、 (d) 該出力信号を受けるように接続されて、前記
加工部位の加工中における前記出力信号の増大
の割合を測定すると共に、前記反射光のレベル
を表す該出力信号の測定された増大割合を前記
出力信号の最小許容増大割合と比較して、前記
加工部位が前記レーザ光路に関して精確に整列
されたかどうか決定する整列検出装置と、 を備えるレーザ加工装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US414264 | 1982-09-01 | ||
| US06/414,264 US4560856A (en) | 1982-09-01 | 1982-09-01 | Pulsed laser machining apparatus |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59156591A JPS59156591A (ja) | 1984-09-05 |
| JPH029553B2 true JPH029553B2 (ja) | 1990-03-02 |
Family
ID=23640683
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58159149A Granted JPS59156591A (ja) | 1982-09-01 | 1983-09-01 | レーザ加工装置 |
Country Status (10)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4560856A (ja) |
| EP (1) | EP0102834B1 (ja) |
| JP (1) | JPS59156591A (ja) |
| KR (1) | KR910007153B1 (ja) |
| BE (1) | BE897647A (ja) |
| BR (1) | BR8304835A (ja) |
| DE (1) | DE3380206D1 (ja) |
| ES (1) | ES8501274A1 (ja) |
| FR (1) | FR2532216B1 (ja) |
| ZA (1) | ZA836159B (ja) |
Families Citing this family (32)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3371754D1 (en) * | 1983-06-01 | 1987-07-02 | Inoue Japax Res | Beamed energy radiation control method and apparatus, and processes and equipment comprising said method and apparatus respectively |
| US5171965A (en) * | 1984-02-01 | 1992-12-15 | Canon Kabushiki Kaisha | Exposure method and apparatus |
| EP0201306A3 (en) * | 1985-05-08 | 1989-06-28 | Lambda Photometrics Limited | Apparatus for providing uniform exposure at an exposing station |
| US4828523A (en) * | 1987-06-04 | 1989-05-09 | Zenith Electronics Corporation | Tension mask securement means and process therefore |
| US4950945A (en) * | 1987-06-04 | 1990-08-21 | Zenith Electronics Corporation | Tension mask securement means and process therefor |
| SK74493A3 (en) * | 1991-01-17 | 1993-11-10 | United Distillers Plc | Method and device for a marking a moving object |
| US5877472A (en) * | 1996-02-22 | 1999-03-02 | Pacesetter, Inc. | System for laser-welding components of an implantable device |
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