JPH029555B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はレーザ加工、特に第１、第２加工片の
レーザ溶接を行なうための装置に関するものであ
る。

更に明確には、本発明は第１、第２加工片のレ
ーザ加工作業を制御するために複数台のコンピユ
ータを使用する装置に関するものであつて、第
１、第２加工片がレーザ光線に関して精確に位置
決めされるように各加工片の移動の制御を行なう
ことによつて、一連のレーザ加工ステツプをコン
ピユータの制御下に各加工片に対して実施するも
のである。更に、本発明は核燃料棒格子の種々の
要素、即ち格子ストラツプを溶接する装置に関す
るものである。

本発明の精密レーザ溶接装置は一般に、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図には示していない
が、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１
８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１０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枚の
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、レーザ光線を発生する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ついて制御
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。

第２Ｂ及び２Ｃ図を参照すると、複数の弾性を
有する指状部材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が対応する弾性
を有する指状部材４４のいずれかの側に配置さ
れ、そして弾性を有する指状部材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。弾性を有する指状部
材４４ａは、指状部材４６ａに相対する関係で第
２ｃ図において見て右側に配置され、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２
０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２０ｂ
は、上部ストラツプ２０ａの対応するスロツト５
２ａ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図に示すように、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３０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図に示すように、案内スリーブ
３６は、指状部材４４又は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号及び第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仮締め（fit up）をする、よ
りゆるい交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。

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状に移動さ
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
パルスの数も同様に制御される。

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
位置に被加工片をもつてくることと、互に溶接す
るべき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。

米国特許第3422246号明細書は、Ｘ及びＹ軸に
沿つてそれぞれ加工片を駆動するサーボ駆動モー
タを制御するためのサーボシステムを含むレーザ
切断工作機械を開示している。変換器がサーボモ
ータのそれぞれと関連して、その個々の軸に沿つ
て加工片の移動を示すフイードバツク信号を発生
し、それによつて正確な加工片位置を確保する。

レーザ加工システムの初期の開発時には、レー
ザは、個々の低生産機械加工作業のために使用さ
れていた。レーザ技術の開発に伴つて、レーザシ
ステムは、コンピユータによつて自動的に制御さ
れるような高生産加工処理作業のための使用がだ
んだんと増加した。前述のように、このような高
生産システムは加工片を再位置決めするために効
率的に動作し、それによつて、一連の溶接その他
の機械加工作業を迅速に実施することができる。
迅速な実施のためにレーザの連続励起を行なう場
合には、レーザ寿命が、効率的作業及び生産コス
トに関する一つの要因になる。前述の燃料棒格子
の生産のように、同一溶接部を繰り返し形成する
必要がある高率利用のもとで、レーザ寿命は、重
要な考慮すべき要因であると考えられる。高率利
用のもとで、パルスレーザを励起するランプの期
待寿命は数日のオーダーであり、かつこの寿命が
終つた後、新たにレーザシステムを較正すると共
に、少なくともランプを取り換える必要があろ
う。

レーザ効率及び寿命を改善するために、米国特
許第4223201号、第4223202号及び第4083629号明
細書によつて例示されるような従来技術は、単一
レーザから発射され、そして単一加工片上に第１
及び第２の光路に沿つて交互に向けられるレーザ
光線の時分割を開示している。米国特許第
4083629号明細書は、加工片が複数の溶接部の形
成を必要とし、特に、加工片が、第１の溶接機が
作業する第１の場所に運ばれ、それから、第２の
溶接機が溶接作業を行なう第２の場所に運ばれる
自動溶接システムでの問題について記載してい
る。あるいは、複数の溶接部を形成するために単
一場所で２つの溶接機を使用することができ、従
つて、第１から第２の場所に加工片を運ぶ必要性
を最少にする。しかし、これらの方法は、加工片
を運ぶかあるいは再位置決めすることを必要とす
るので、生産速度が低下する。または、これらの
方法は、２台の溶接機を使用する必要があるので
このような装置についての設備投資をかなり増加
させる。これらの問題を克服する試みとして、米
国特許第4083629号明細書は、レーザ溶接機が２
つの別個の溶接位置で順次溶接する２モード式ス
イツチング装置の使用を示唆している。特に、反
射ミラーを回転るためのモータが記載され、該モ
ータによつて、レーザ光線が交互に第１の、それ
から第２の焦点通路に沿つて加工片に交互に向け
られ、電気素子ような単一加工片に対して第１及
び第２の溶接部を形成する。レーザの発射をレー
ザ光線の切り換えや、ワイヤ切断や他の処理作業
と同期させるために、レーザ溶接機の自動化され
た制御が明らかに記載されている。米国特許第
4223201号明細書は、船の建造において出合うよ
うなより大きな加工片に適した幾分同じレーザシ
ステムについて記載している。特に、米国特許第
4223201号明細書は、レーザ光線を第１と第２の
通路に沿つて順次向け、それによつて、単一レー
ザ光線を時分割することのできる回転ミラーの使
用を示唆している。さらに、適当な自動制御装置
が、単一加工片上の２つの異なる位置で一連の溶
接部を順次形成するように、レーザ光線の分割と
タイミングを合わせて動かされる第１と第２の溶
接ヘツドを制御するために使用されている。米国
特許第4223202号明細書は、自動制御装置が加工
片に関する溶接ヘツドの移動を行ないながら、両
側でレーザシーム溶接部を形成するべく実質上同
じ点で２つの加工片の両側に溶接を行なうと共
に、２つの加工片をいつしよにシーム溶接するこ
とを示唆している。

前述した米国特許第4083629号明細書は、レー
ザ光線を分割し別個の光路に沿つてそれぞれの加
工、即ち溶接個所に向ける、単一レーザ源の時分
割制御を開示している。また、この米国特許は、
各溶接個所が単一の加工片上にあることを開示し
ている。従つて、単一レーザ源のレーザ光線を別
個の光路に沿つて２個の加工片に指向させるた
め、該単一レーザ源を時分割制御することが望ま
れる、２個の加工片の加工に関連した問題につい
ても開示していない。このようなレーザ加工装置
においては、典型的には、各加工片の加工プロセ
スを制御することが望まれる。各加工片はそれ自
身の加工場所に接続されており、そして、本発明
で考えているように、各加工場所を該加工場所に
向けられているレーザ光線に関して３軸方向に別
個に位置決めするための手段を含んでいる。ま
た、加工片を形成する材料は通常の雰囲気に対し
て反応性であり、該材料に対して非反応的な環境
内でレーザ加工を行なう必要がある、ことも考え
られている。従つて、希望順序の移動を行なうだ
けでなく、各加工場所の環境を制御して、高品質
のレーザ加工、時にレーザ溶接による製作を保証
するためには、各加工片に対して一連の制御指令
を与えることが必要である。

また、前記米国特許第4083629号明細書は、レ
ーザ溶接装置に切換機構を使用し、これをレーザ
光線を遮断するように置くことによつて、レーザ
光線を吸熱タンクに方向転換することを特に教示
している。特に、この米国特許は、加工片を別の
ものと置き換えている際中に、レーザ光線を吸熱
タンクに方向転換することを教示している。この
技術によればレーザ光線を停止することなく一様
の割合で発射し続けるので、一旦平衡状態が確立
した場合、その温度は加工作業と作業との間で変
わらないが、加工片を移動又は交換するのに要す
る時間と比較して、比較的短時間にレーザ加工、
特に溶接が行える点で、この技術は明らかに作業
効率が低下する。

従つて、本発明の目的は、加工片の製作につい
て効率の向上を達成することのできる新規且つ改
良したレーザ加工装置を提供することである。

この目的から本発明は、少なくとも第１、第２
の加工片をレーザ加工するレーザ加工装置であつ
て、ａレーザ光線を放射する単一の時分割レーザ
源と、ｂ前記レーザ光線を第１、第２の光路に沿
つて指向させる光線指向装置と、ｃ前記第１、第
２の光路と交差するようにそれぞれ配置された第
１、第２の加工室と、ｄ前記レーザ光線を前記第
１、第２の加工片に焦点合わせする第１、第２の
光学系と、を備えるレーザ加工装置において、ｅ
前記第１、第２の加工片のレーザ加工を制御する
ための第１、第２コンピユータ制御装置であつ
て、該コンピユータ制御装置の各々が前記光線指
向装置に作動可能に接続されると共に、双方のコ
ンピユータ制御装置が互いに接続されていて、１
回にどちらか一方のコンピユータ制御装置のみが
前記光線指向装置の制御を得て、他方のコンピユ
ータ制御装置を前記光線指向装置にアクセスさせ
ない前記第１、第２コンピユータ制御装置を備
え、前記第１、第２コンピユータ制御装置の各々
が、同コンピユータ制御装置による前記光線指向
装置の制御を可能化する回路及び禁止する回路
と、前記第１、第２コンピユータ制御装置の各々
の前記可能化する回路及び前記禁止する回路の間
に接続されたリンクとを有すると共に、前記可能
化する回路及び前記禁止する回路の各々が、前記
光線指向装置の制御の取得に応答して前記リンク
にレーザロツク信号を印加し、前記第１、第２コ
ンピユータ制御装置の他方が前記光線指向装置か
らの制御の取得を禁止することを特徴とするもの
である。

本発明の好適な実施例によれば、少なくとも第
１、第２の加工片を加工する、特に一連の加工ス
テツプを各加工片に行なうレーザ加工装置が開示
されている。このレーザ加工装置は、レーザ光線
を放射するための単一の時分割レーザ源と、レー
ザ透過部及びレーザ反射部を有する部材を有し、
該部材により単一のレーザ光線を第１のレーザ光
路に沿つて第１加工片に向け、第２のレーザ光路
に沿つて第２加工片に向ける光線指向装置とを備
える。この光線指向装置は１度にただ一つの加工
片を処理するために供用される。

本発明の一側面においては、各加工場所は、レ
ーザ光線によつて行なわれる各加工ステツプ後
に、次のレーザ加工ステツプの準備のため、加工
片を選択的に再位置決めするように加工片を位置
決めする装置を含んでいる。例えば、該位置決め
装置は、加工片が次のレーザ加工ステツプのため
に位置決めされるように該加工片をレーザ光線に
関してＸ軸及びＹ軸に沿つて移動させるＸ軸及び
Ｙ軸駆動テーブルの形態をとることができる。

本発明の別の側面においては、各加工片が別個
の制御用コンピユータに関連していて、各コンピ
ユータが光線指向装置の作動を制御するため競合
し、一方のコンピユータのみが光線指向装置の制
御をアクセスすることができる。このため、各コ
ンピユータは優先順位決定手段を含んでおり、該
手段が他方のコンピユータの同様の手段に適当な
リンクで接続されていて、該手段により、一方の
コンピユータが光線指向装置及びそのレーザ源の
制御を要求し取得したとき、他方のコンピユータ
がかかる制御を取得するのを禁じている。

しかし、光線指向装置及びレーザ源を制御する
ことを禁じられた他方のコンピユータは、その加
工片に関連したその他の装置だけでなく、加工片
位置決め装置に対して完全な制御を有しており、
レーザ光線がその加工片に向けられていないとき
でも、加工プロセスを続行する。その結果、本発
明によれば、制御を禁られた他方のコンピユータ
が位置決め装置及びその加工場所にアクセスし、
加工片を次のレーザ加工ステツプのために再位置
決めしうるように位置決め装置及びその加工場所
を制御するのを許容することによつて、明らかに
生産効率の向上が達成される。

本発明の更に別の一側面においては、複数台の
コンピユータのうち１台が主コンピユータと呼ば
れており、主コンピユータが加工片に当てられる
レーザパルスの周波数、パルス幅を含む、加工、
特に溶接の特定モードを設定する。しかし、各コ
ンピユータはそれ自身のレーザ電圧、即ちパルス
形成回路に印加され、それによつて励起パルスを
レーザ励起ランプに印加させる電圧を設定する。
このようにして、各コンピユータは、較正測定値
に基づき、加工片に向けられるレーザ光線の強度
を該レーザ光線が加工片に向けられるときに沿う
光路の関数として調整する。

次に、本発明の好適な実施例を添付図面につい
て詳細に説明する。

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が上向きに延びるように配さ
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格子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
にこ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１
７８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
（20pps）、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１
６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。

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。

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軸の回りに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３
４ｄ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３Ｊ〜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。

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。

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１０２
（後から詳細に説明する）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１０２を制御するこ
とによつて行われる。

このレーザ溶接装置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１８
２及び部分反射即ち半透過ミラー１８４を備えて
いる。共振器もしくは共振空間内のシヤツター１
８８は、レーザロツド１７０と全反射ミラー１８
２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１
８６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
の平行パルス化を与える。レーザロツド１７０は
一例として、パルス幅６ｍ秒とパルス周波数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１０８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１
９２は、レーザ光線１７７を光線切換用の可動ミ
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１７２がレーザ
光線１７７を遮断するように配置されると、レー
ザ光線１７７は、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２０４ａ
はレーザ光線１７８ａを遮断してそれを溶接室１
０８ａ中の燃料棒格子１６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１
７７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１７７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１７
８ｂ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と合致する像
光路２１４を定めるように整列されている。像光
路２１４の光線は、第４図に示すように、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１
７６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。後述するように、レーザ合焦レンズ装置２０
４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、燃料棒格子１６を
レーザ光線１７８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
定装置又は熱電対列２１８の方に、垂直偏向固定
ミラー１７６によつて向けられる。シールド管２
１６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。レーザ溶接装置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
ーザ溶接装置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。

アルゴン供給装置４７３が、適当な不活性ガ
ス、例えばアルゴンの流れを溶接室１０８及びレ
ーザ合焦レンズ装置２０４に、選択された可変の
割合で供給するため第５図に示されている。内側
格子ストラツプ２０及び外側格子ストラツプ２２
を形成するジルカロイのような揮発性材料のレー
ザ溶接は、ジルカロイの酸素、窒素及び水に対す
る高い反応性により不活性雰囲気中で行なわなけ
ればならない。損傷もなく原子炉の悪環境に耐え
る所望の高品質の溶接部を形成するためには、加
工片の直接的な溶接領域のまわりに不活性ガス流
を与えても、酸素及び水に対して適切にシールド
しないということが溶接テストから分かつた。第
５図に示すアルゴン供給装置４７３は、第４図に
特に示した溶接室１０８を包含している。アルゴ
ン供給装置４７３はアルゴン供給タンク４７４を
備え、該タンクは、アルゴン供給装置４７３から
アルゴン供給タンク４７４を分離する流量弁４７
６に結合されている。この弁４７６は、アルゴン
供給装置全体を停止する必要があるときを除い
て、全開に保持される。アルゴンはタンク４７４
から弁４７６を通つて圧力調整器４７８に流れ、
該調整器が、最大レベル、例えば3.5Kg／cm²
（50psi）を越えないようにアルゴン供給装置にお
ける圧力を確立する。溶接室１０８ａ及び１０８
ｂのそれぞれ並びにレーザ合焦レンズ装置２０４
へのアルゴンの流れは、格子１６が溶接室内に装
荷されているが、溶接室１０８がパージされてい
るか、又は溶接動作中であるかどうかに依存し
て、複数の異なる割合で制御するようになつてい
る。例えば、溶接室１０８のパージは、比較的大
流量の不活性ガスを必要とし、その時、圧力は最
大レベルを越えるべきではない。このため、逃が
し弁４８２がマニホルド管４８０に結合されてい
て、ガス流を受けとめ、それを複数の流量コント
ローラ４８４，４８６及び４８８に分配する。流
量コントローラ４８４，４８６及び４８８はそれ
ぞれ、溶接室１０８に、回転可能の取付装置２４
２に、そしてレーザ合焦レンズ装置２０４に結合
されている。特に、制御されたガス流量は、流量
コントローラ４８４から可撓性ホース４９０を経
てアルゴン入口３３８に供給され、それによつて
アルゴンは第５図に示すようにマニホルド管３３
６のそれぞれに向けられる。同様に、流量コント
ローラ４８６からのガス流は、可撓性ホース４９
０を通つてアルゴン入口５００に向けられ、それ
によつて、アルゴンは、回転可能の取付装置２４
２の出口５０６を通つて放出されるように導管５
１２及び５１４を経て流される。可撓性ホース４
９０は、溶接室１０８が摺動テーブル２６２によ
つてキヤビネツト１０４の内外に動かされるの
で、その移動を可能にするため備えられている。
ガス流は、流量コントローラ４８８から可撓性ホ
ース４９０を経てレーザ合焦レンズ装置２０４
に、特にアルゴン入口４４８に導かれ、それよつ
て、アルゴンは導管４５０及び複数の噴出口４５
２を経て、レーザ合焦レンズ２０２のすぐ下のス
ペース内に向けることができる（第４図参照）。
合焦レンズ２０２及び特にレーザ合焦レンズ装置
２０４は特開昭59−61588号公報にもつと十分に
記載されている。このアルゴン流は、溶接室１０
８内のレーザ溶接によつて生じた極微小酸化物が
レンズ２０２を汚染するのを防いでいる。

水分（H₂O）センサー４１０が溶接室１０８
内に配置され、水分モニター４９２と結合されて
いる。操作者及びコンピユータ数値制御部
（CNC）１２６は、パージ及び溶接作業中に溶接
室１０８内の水分レベルを検査し、もし水分含有
量が規定レベル、例えば10ppmよりも大きいなら
ば、レーザ溶接を止めることができる。さらに、
酸素プローブ４９６が、溶接室１０８の上部フラ
ンジ３３１とシールプレート１５６の間の周辺開
口を通つて導出されるアルゴンをサンプリングす
るために、シールプレート１５６内に配置されて
いる。酸素プローブ４９６の出力はまた、溶接室
１０８内の空気の窒素含有量の指示を与える機能
も有する。溶接室１０８内の雰囲気の監視は、溶
接室１０８がその第１の溶接位置に配置されると
きに始める。各酸素プローブ又はモニター４９６
は、較正ガス入口を含み、そのため酸素プローブ
４９６への直接のガス流がある。酸素プローブ４
９６の出力は酸素分析装置４９４に結合され、該
分析装置の出力は、モニター計４９８において
PPMで表示することができる。CNC１２６は、
後述ようにプログラムして、酸素レベルがプログ
ラム値、例えば7PPM以下まで、一連の溶接が開
始されないようにすることができる。溶接中、酸
素のサンプリングは、溶接くずによる酸素プロー
ブ４９６の汚染を防ぐために自動的に停止され
る。

アルゴン供給装置４７３は、実質上一定の流量
で不活性ガス、例えばアルゴンの流れを、溶接室
１０８内に供給して、その中の雰囲気を実質上純
粋に、すなわち、前述したような酸素及び水汚染
の限界以下に維持する。流量は、レーザ溶接装置
１００、特にその溶接室１０８がその装荷及び取
おろしサイクルにあるか、パージサイクルにある
か、又は溶接サイクルにあるかに依存している。
後述のように、溶接室１０８と関連したCNC１
２６は直接、コントローラ４８４，４８６及び４
８８の流量を、複数の流量のどれか一つに制御す
る。特に、各流量コントローラに対して４つのポ
テンシヨメータがある。CNC１２６は選択され
たポテンシヨメータを作動して、装荷及び取おろ
し、パージ、及び溶接サイクルのそれぞれに必要
なガス流量を供給する。プログラム流量を変える
には、CNC１２６がポテンシヨメータをアドレ
スし、その後操作者が希望の流量を供給するよう
に該ポテンシヨメータを調整することができる。
この流量は、コントローラの適当なデイジタルデ
イスプレイ上に現われるであろう。流量コントロ
ーラは標準のリツトル／分（SLPM）で較正され
ている。

装荷／取おろしサイクル中、アルゴン流は、ア
ルゴン雰囲気をできるだけ純粋に、典形的には、
毎時2.75m³（300FH）のオーダーに維持するよう
に少量に設定される。装荷／取おろしサイクル中
の大流量は、溶接室１０８内に空気を引き込む乱
流を生じさせるであろう。格子１６の装荷／取お
ろしは、特開昭59−56995号公報に記載されたよ
うな機械的把持装置によつて行なわれるべきであ
る。もしこのような把持装置を使用しなければ、
操作者は彼の手で溶接室１０８に対し作業しなけ
ればならないので、空気／アルゴンの混合が増
え、望ましくない余分の水分がアルゴン雰囲気に
入る。溶接サイクルの直前、及び溶接室１０８が
その第１の溶接位置に、すなわちシールプレート
１５６の直下に戻つた後、流量コントローラ４８
４及び４８６は、毎時36.7m²（400CFH）のオー
ダーの不活性ガスの比較的大流量を得るためにそ
れらのCNC１２６によつて制御され、それによ
つて、35.56×40.64×40.64cm（14×16×16イン
チ）の略々正方形の寸法を有する第４図の溶接室
１０８は、酸素レベルを約１分で10PPM以下に
下げるようにパージされる。

パージサイクルが完了した後、レーザ溶接装置
１００、特にそのCNC１２６はレーザ溶接サイ
クルの開始準備をする。このサイクルの間、流量
コントローラ４８４及び４８６によつて制御され
るかなり少ないガス流量が溶接室１０８内に導入
されている。溶接室１０８内の非反応性環境の制
御については、特開昭59−156596号公報にもつと
十分に記載されている。

第６Ａ，６Ｂ図には本発明に従つたコンピユー
タ数値制御装置、特に第４図の溶接室１０８ａに
関係する左側のコンピユータ数値制御部１２６ａ
（CNC）と、第６Ｂ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６Ａ，６Ｂ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２
０４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１７８
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。パートプログ
ラム記憶領域は、第７Ａ，７Ｂ図について後述す
るパートプログラムを格納しており、第８Ａ〜８
Ｄ図に本発明に密接に関連したアプリケーシヨン
ルーチンが記載されている。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５６０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５
８８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６Ａ，６Ｂ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。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
れらのテーブル及び該テーブルに支持された溶接
室１０８をレーザ光線１７８に関してそれぞれ駆
動る。同様にＺ軸駆動モータ４７０はＺテーブル
（図示しない）に組合され、このＺテーブル上に
支持されたレーザ合焦レンズ装置２０４を再位置
決めして、レーザ光線１７８を燃料棒格子１６上
に合焦させる。Ｘ，Ｙ，Ｚテーブル及びそれ等の
駆動モータは特開昭59−156596号公報にもつと十
分に記載されている。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２９５，２９７，４
７１に組合されている。１組のリミツトスイツチ
５７２，５７２ａ〜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２９５に組合されている。特にリミツトス
イツチ５７２ａ，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５７２ｂは、Ｘテーブル（Ｘ軸位置決め
テーブル）２９０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〜５７６ｃ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５７４ａ，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６Ａ図と第６Ｂ図に示すように、一組の周辺
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。本発明に
よれば、２台の数値制御部１２６ａ，１２６ｂの
各々は、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。第
６Ｂ図に示すように、CNCリンク５５８はそれ
ぞれレーザ要求、レーザリリース、レーザロツク
と記された３本のラインを有する。それ等のアプ
リケーシヨンサブルーチンに関して後から詳細に
説明するように、各コンピユータ、特に各CNC
１２６ａ及び１２６ｂは、涙滴形状の部材として
形成された可動の光線切換えミラー１７２を駆動
することによつて、レーザ光線１７７を燃料棒格
子１６の形態をした２個の別個の加工片に第１の
レーザ光路１７８ａに沿つて、その後第２のレー
ザ光路１７８ｂに沿つて向けるように、ステツピ
ングモータ１７５の形態の光線指向装置の排他的
制御を要求する。各燃料棒格子１６は第１溶接室
１０８ａ及び第２溶接室１０８ｂの形態をとるそ
の加工場所に収容される。前述の通り、各溶接室
１０８ａ及び１０８ｂはＸ−Ｙ位置決め装置２８
８の形態をしたＸ軸、Ｙ軸に沿つてのその駆動装
置に接続されており、該駆動装置によつて燃料棒
格子１６は、一つの加工作業、例えば溶接の後、
次の加工ステツプに備えて再位置決めされる。第
６Ａ及び６Ｂ図に示したCNC１２６ａ及び１２
６ｂのうち１回に１台のみが可動の光線切換えミ
ラー１７２及びレーザ制御装置５６２の制御を取
得することができる。ある意味では、２台の
CNC１２６ａ及び１２６ｂは初期接続手順信号
を交換して、他方のCNCに現在レーザ源を制御
中であることを伝達し、他方のCNCが可動の光
線切換えミラー１７２又はレーザ制御装置５９２
にアクセスすることを禁じる。即ち、第１の
CNC１２６ａがミラー１７２の形態をした光線
指向装置の制御を取得してしまつた場合、第１の
CNC１２６ａはCNCリンク５５８の前記ライン
を経由してレーザロツク信号を第２のCNC１２
６ｂに印加し、それによつて第２のCNC１２６
ｂは可動の光線切換えミラー１７２に対してアク
セスすることを禁止される。各CNC１２６は、
レーザ源に対してアクセスを取得したいとき、他
方のCNCがCNCリンク５５８にレーザロツク又
はレーザ要求の出力をすでに送出してしまつたか
どうかをチエツクする。送出していなければ、別
のCNC１２６ｂはレーザ要求出力をそのライン
に送出し、CNC１２６ａがレーザリリース出力
をCNCリンク５５８に送出するのを待機する。
別のCNC１２６ｂがレーザ要求出力をCNCリン
ク５５８に送出済みのときには、該CNC１２６
ｂはレーザ源をロツクし、即ちレーザ源をその使
用のために専用して、制御信号の供給を開始する
ことによつて、レーザ光線を加工片に向ける。こ
の時点で、別のCNC１２６ｂはレーザロツク出
力をCNCリンク５５８に送出し、それによつて
CNC１２６ａはレーザ源の如何なる使用も禁止
される。明らかなように、レーザ要求又はレーザ
ロツク信号のどちらかが存在すれば、他方の
CNCはCNCリンク５５８に対してレーザ要求信
号を発生し送出することを禁止される。このよう
にして、２台の別個に運転するCNC１２６ａ及
び１２６ｂは、レーザロツド１７０及び光線切換
えミラー１７２の時分割使用に関して、互いに通
信することができる。従つて、各CNC１２６ａ
及び１２６ｂは、互いに干渉することなく、しか
も特に、他方のCNCがレーザ制御装置５９２又
は光線切換えミラー１７２を使用しているときそ
れ等の制御を取得しようとすることなく、高速で
運転を継続することができる。

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６Ｂ図に
示すように、レーザ溶接機デイスプレイパネル１
３２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、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。

中央制御記憶装置５６０は、第６Ａ、６Ｂ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：REPRATE）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。

第６Ｂ図はCNC１２６ａの出力、特にレーザ
制御装置５９２の光学的に遮断されたインターフ
エース５６２の出力を概略的に示している。第９
Ａ〜９Ｃ図について後から説明するように、別の
CNC１２６ｂはレーザ制御装置５９２にも接続
されている。前述した通り、CNC１２６ａ及び
１２６ｂの１台のみが１度に光線切換えミラー１
７２（第４図に示す）及びレーザ制御装置５９２
の制御を取得することができる。本発明の好適な
実施例においては、レーザロツド１７０から発射
されたレーザ光線１７７は分割されて別個のレー
ザ光路１７８ａ及び１７８ｂに沿い、溶接室１０
８ａ及び１０８ｂ内にそれぞれ収納された第１、
第２加工片に合焦するように指向される。各溶接
室１０８ａ及び１０８ｂ内においては同一の時間
枠で同種の加工作業、特に溶接を行なうように計
画されており、また、各溶接室１０８内で行なわ
れる溶接の形態又はモードも、交点溶接部３２、
隅シーム溶接部３０、スロツト−タブ溶接部３４
及び切欠きシーム溶接部４０の１つから選択され
る同一のものとなるように考えられている。かか
る溶接形態の各々は実質的に同一のパルス幅及び
周波数で行なわれる。しかし、個々の調節は、レ
ーザ光線の光路１７８ａ及び１７８ｂについての
第４図に示した種々の光学的性質のため、各溶接
室１０８において行なつてよい。また、各レーザ
光線の光路１７８ａ及び１７８ｂはレーザ光線に
減衰の度合、従つてその出力に若干の差を与える
であろうと考えられる。これ等の差は、光路１７
８ａ及び１７８ｂに沿つて指向されるレーザ光線
を別個に較正して、光路についての１組の較正オ
フセツトを出し、それによつて出力、特に励起ラ
ンプ１８６に印加されるレーザ電圧を光路１７８
ａ及び１７８ｂの各々について別々に調節するこ
とによつて、吸収される。このような較正装置及
び方法は特開昭59−156594号公報に十分に記載さ
れている。

第９Ａ〜９Ｃ図に示した回路は、選択された
CNC１２６又は主CNC１２６と呼ばれる複数台
のCNC１２６ａ及び１２６ｂの一台がレーザロ
ツド１７０から発射されるパルス周波数及びパル
ス幅を制御すると同時に、CNC１２６ａ及び１
２６ｂのそれぞれが関連するレーザ光路及び光学
系の光学的性質に応じて自身のレーザ電圧を設定
しうるようにするものである。特に、第１スイツ
チ１３０２ａ及び第２スイツチ１３０２ｂが２つ
の位置の１つに設定されていて、２台のCNC１
２６ａ及び１２６ｂのうち１台を主CNCに指定
しており、主CNCであると選択されたものの入
力端子にDC電圧が印加される。また、第１スイ
ツチ１３０２ａ及び第２スイツチ１３０２ｂは第
３スイツチ１３４６に機構的に接続されており、
該第３スイツチは、電源１３００の負出力をライ
ン１３４１又は１３４２のうち選択されたものに
印加するよう接続されている。第９Ａ図に示すよ
うに、負DC電圧も共通ライン１３４０に印加さ
れる。各ライン１３４１及び１３４２は、CNC
１２６ａ及び１２６ｂのちどれが主CNCである
と指定されたのかに応じて、CNC１２６ａ及び
１２６ｂのうちの１台の出力をレーザ制御装置５
９２の対応する入力端子に印加する複数の動作可
能化装置に接続されている。例えば、スイツチ１
３０２ａ，１３０２ｂ及び１３４６が第９Ａ図に
示すように設定されれば、第２の、即ち左側
CNC１２６ｂが主CNCであると指定され、この
CNCが、どの溶接モードを取るべきか制御する
ほかに、レーザ光線１７７の周波数及びパルス幅
を制御する。例えば、スイツチ１３４６が負電圧
をライン１３４１に印加すると、この電圧によつ
て動作可能化装置１３０８ａが作動され、CNC
１２６ｂとレーザ制御装置５９２の交点溶接部入
力端子との間の回路が完成する。第６Ｂ図に示す
ように、レーザ制御装置５９２へのレーザモード
選択入力は、溶接部が交点溶接部、隅溶接部、ス
リーブ−タブ溶接部のどれであるかを示す複数の
入力端子を含み、前述した例では、交点溶接部、
隅溶接部、スリーブ−タブ溶接部の一つを設定す
る入力の全てがCNC１２６ｂから導出される。
動作可能化装置１３０９ａ，１３１０ａ及び１３
１１ａも同様に作動され、CNC１２６ｂから導
出された出力がレーザ制御装置５９２に接続され
る。一方、CNC１２６ａからの対応する出力は
接続されず、溶接モードの制御はCNC１２６ｂ
に委ねられる。

第６Ｂ図に示したレーザ制御装置５９２のパル
ス幅選択入力端子は、第９Ｂ図に2ms，3ms，
4ms，5ms及び5msのパルス幅に対応する５個の
入力端子としてもつと十分に記載されている。前
述した例については、動作可能化装置１３１３
ａ，１３１４ａ，１３１５ａ，１３１６ａ及び１
３１７ａの各々がイネイブル即ち作動可能化さ
れ、それによりCNC１２６ｂは選択されたパル
ス幅を指示するその制御信号をレーザ制御装置５
９２に与える。同様に、範囲、及び周波数の範囲
内の特定周波数が動作可能化装置１３１８〜１３
２８の対応の組によつて設定される。前述した例
については、動作可能化装置１３１７ａ〜１３２
８ａがそこに負電圧を共通ライン１３４１により
印加されてイネイブルすることによつて、CNC
１２６ｂがレーザ制御装置５９２に希望のパルブ
周波数を設定する。しかし、第９Ｃ図に示すよう
に、レーザ電圧はCNC１２６ａ及び１２６ｂの
それぞれによつて設定される。即ち、動作可能化
装置１３２９〜１３３６のそれぞれの組が共通ラ
イン１３４０に接続されている点で、各組がイネ
イブルし、それによりCNC１２６ａ及び１２６
ｂの各々は、特開昭59−156594号公報に十分に記
載されている較正手順に従つて、励起ランプ１８
６に印加される励起電圧を制御する。

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を収容する
キヤビネツトに接続され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も
しくはロケーター組体２８４及び後方位置設定装
置２８６に供給される。前方及び後方の位置設定
装置２８４，２８６は、溶接室１０８を装着した
摺動テーブル（図示しない）に関連しており、各
溶接室１０８ａ，１０８ｂを、第４図に溶接室１
０８ａが示されている位置に対応する第１位置か
ら、レーザ光線の較正を可能にするため第４図に
実線で示されている溶接室１０６ｂに対応する第
２位置へ移動可能である。特に、第２位置におい
ては、レーザ光線１７８ｂは熱電対列２１８とし
て知られる測定装置に向けられ、該測定装置によ
り入射レーザ光線１７８の出力を精密に測定して
希望の較正を行なう。前方及び後方の位置設定装
置２８４，２８６は、溶接室１０８及び燃料棒格
子１６をレーザ光線１７８に対し位置決めするよ
うに摺動テーブルをロツクし位置決めする。第６
Ｂ図に示した摺動駆動モータ２６６は摺動テーブ
ルをその内位置と外位置との間に駆動する。摺動
駆動モータ２６６、摺動テーブル、前方及び後方
の位置設定装置２８４，２８６は特開昭59−
156593号報に十分に記載されている。

リミツトスイツチ５７２，５７４，５７６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のランプに
制御信号が供給され、それによりＸ−Ｙ位置決め
装置２８８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。

第５図に示すように溶接室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４１
０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
対応のデジタル電圧計（DVM）５７８，５８
０，５８２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５７８，５８０，５８２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５６４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、レーザ溶接装置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４８８，４８４，４８６
の各々に信号を送出し、レーザ合焦レンズ装置２
０４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。同様に、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３５８及びジグ２４２が回動する。ジグ
２４２の角度位置は、複数の近接スイツチ４０２
ａ〜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。第４
図に示すように回転自在のジグ２４２を回転駆動
するためのＢ軸駆動モータ３８８と回転自在のジ
グ２４２の角位置を検知するための近接スイツチ
４０２ａ〜ｄとの作用及び構造は、特開昭59−
156593号公報にもつと十分に記載されている。

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。各CNC１２６がＸ及び
Ｙテーブル（位置決めテーブル）を、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軸に沿つた一連の増分ステツプによ
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３
０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７Ａ、７Ｂ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６５８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の休止位置に駆動するように、摺
動駆動モータ２６６を作動させる。操作者はこれ
によつて、組立てられてはいるが溶接されていな
い燃料棒格子１６とその溶接ジブとを回動自在な
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。溶接ジグを回転自在のジグ２４２に関し位
置決めしロツクする位置決めピンは、溶接ジグと
共に、特開昭59−65294号公報にもつと十分に記
載されている。ステプ７１０では、操作者は、米
国特許願連番第414262号に記載された装架−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７０
８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７１４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。これにより比較的重いアルゴンが
空気を排除し、溶接室１０８の縁越しに空気を押
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７
１６では、M91コードは、回動自在の取付装置２
４２又はジグを回動させるように、特にＢ軸回転
駆動装置２３８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M91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
水分ついての溶接室１０８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及びＹ駆
動モータ２９４，２９６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１７８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解釈される。Ｚ
コードは同様に解釈され、制御信号がＺ軸駆動モ
ータ４７０に送出され、レーザ合焦レンズ装置２
０４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
７２０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きる。TVカメラ
２０６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
能ポネル１３０のＺ UP押ボタン及びZDOWN
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２４においてCYCLE START
（サイクル起動）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１
６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
いろいろのパラメーターが設定され、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）アプリ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Ｍ５
５−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Ｍ
５１−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、第８Ａ図に関して詳細に説明す
る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、第８Ｄ
図に示した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、それに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、そし存在したら、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期し、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駆動モータ２９４及びＹ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７
００は、次の溶接部を形成するためにステツプ７
３２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７３
５では、WAIT FOR OTHER CNC（別のコン
ピユータ数値制御部待期）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からの応答を待期する。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５１〜Ｍ５４のうちど
れがプログラムされているかを点検する。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、第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（第４図における溶接室１０８ｂの位置参
照）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
る。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３
６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８Ｂ図を参照すると、CPU５６０の100Hzク
ロツクによつて第７Ｃ図のパートプログラムにお
けるステツプ７９０においてコールされる“同
期”アプリケーシヨンサブルーチンが示されてい
る。ステツプ７９２は、別のCNC１２６ｂと関
連した溶接室にレーザ光線１７８を向けられてい
る位置、かつその位置の変更が指令されていなか
つた位置に、光線切換えミラー１７２があるかど
うかを決定する。もしノーならば、ステツプ７９
３は、CNC１２６ａによりレーザ作動電圧を分
離選択する。CNC１２６ａ及び別のCNC１２６
ｂの各々が、レーザ装置１０２の制御を時分割
し、ここで、一方のCNC１２６のみが任意のあ
るときに制御を有している。さらに、CNC１２
６ａ及び１２６ｂの一方が、主CNCとして指定
され、かつパルス幅及び繰返し速さを設定し、そ
のパラメータを他のCNCが採用する。しかし、
各CNC１２６ａ及び１２６ｂは、レーザ光線１
７８ａ及び１７８ｂが対応する溶接室１０８ａ及
び１０８ｂ内に入る光路の関数であるそれ自身の
較正プロセスを実行する。この事については、各
光学系統によつてそのレーザ光線１７８に加えら
れる減衰度はある程度異なり、また各溶接室１０
８内で起きる溶接プロセスは別の影響、すなわ
ち、レーザ合焦レンズ装置２０２のコーテイング
を有するかもしれないということを理解された
い。較正後に、各CNC１２６ａ及び１２６ｂは、
第６Ｂ図に示すようにそれ自身のデイジタル／ア
ナログコンバータを経てレーザ制御装置５９２に
印加されるリゾルバ電圧RESVOLTそれ自身の
値を計算する。従つて、CNC１２６ａ又は１２
６ｂの一方がレーザ装置１０２の制御をリリース
するとき、その一方のCNCは、動作電圧すなわ
ちリゾルバ電圧をさもないとレーザ制御装置５９
２に印加するかも知れないそのデイジタル／アナ
ログコンバータを消勢する必要である。言い換え
ると、各CNC１２６は、ステツプ７９３におい
て示されるようなその動作電圧を分離選択する。
次に、ステツプ７９４は、両方のCNC１２６ａ
及び１２６ｂが現在レーザをロツクしたかどうか
を決定する。もしイエスならば、ステツプ７９５
は、主CNC１２６ａはレーザをロツクしたかど
うかを決定する。もしノーならば、ステツプ７９
６は、主CNC１２６ａによりレーザのロツクを
解く即ちアンロツクすると共に、第８Ｄ図に示す
“レーザ取得”アプリケーシヨンサブルーチンを
再初期化させる。次に、ステツプ７９８は、主
CNC１２６ａがレーザをロツクしたか、要求し
たかどうかの双方を決定し、もしノーならば、主
CNC１２６は、ステツプ８０８に直接進む前に、
第６Ｂ図に示されるように別のCNC１２６ｂに
CNCリンク５５８を経て、ステツプ８００にお
いて印加されるようなレーザリリース信号をリセ
ツトする。もしイエスならば、ステツプ８０２
は、別のCNC１２６がレーザ要求信号をCNCリ
ンク５５８を経て主CNC１２６ａに印加したか
どうかを決定し、もしイエスならば、このルーチ
ンは、主CNC１２６ａがレーザロツク信号を
CNCリンク５５８に印加することによつて、レ
ーザーシステム１０２をロツクしたかどうかを決
定するステツプ８０４に動く。もし、ノーなら
ば、主CNC１２６ａはステツプ８０６において、
CNCリンク５５８を更新し、ステツプ８０８に
進む前にレーザ要求信号をリセツトする。

主CNC１２６ａがレーザをロツクしたとき、
すなわち、レーザロツク信号をCNCリンク５５
８を経て別のCNC１２６ｂに印加したとき、こ
のルーチンはレーザ状態チエツクを開始する。最
初に、ステツプ８０８は、主CNC１２６ａがレ
ーザに対して制御を有しているかどうか、すなわ
ち、使用中フラツグが発生しているかどうかを決
定し、もしノーならば、このサブルーチンを出
る。もしイエスならばアプリケーシヨンサブルー
チンは、ステツプ８１０において、ランプ電圧が
オンであるかどうか、励起ランプ１８６が最大出
力限界以下で作動しているかどうか、ランプ冷却
水の温度、ランプ冷却水の流量、レーザ電源から
の電流及び電圧、キヤビネツトドアが開かれてい
るかどうか等を含む種々のレーザパラメータをチ
エツクする。もし全てが問題ないならば、このサ
ブルーチンから出る。もしランプパラメータのい
ずれかが限界内にないならば、ステツプ８１２
は、レーザトリガー回路がイネイブルにされたか
どうかを決定し、もしイエスならば、ステツプ８
１４は、レーザ装置１０２を機能抑止する遅延を
設定する前にレーザイネイブル回路をオフにす
る。もしステツプ８１２がノーと決定するなら
ば、ステツプ８１８は、共振空間内のシヤツター
１８８が開かれているかどうかを決定し、もしイ
エスならば、ステツプ８２０は、ステツプ８２２
で光線切換えミラー１７２を外れ位置に置く前に
アラーム状態を設定し、そしてステツプ８２４
が、CRT１３３上に適当なアラームメツセージ
“ミラー外れ位置”を表示する。もし共振空間内
のシヤツター１８８が閉じているならば、ステツ
プ８２６は、CRT１３３上にアラームメツセー
ジをただちに表示する。

２台の数値制御部CNC１２６のうち１台は主
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５９２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１２６ａ，１２６ｂに組合
された溶接室１０８に供給されるレーザ光線１７
８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１０８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８Ａ図
に示され、第７Ｂ図のパートプログラム７００の
ステツプ７２８により設定されたＭコードＭ７
１，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１０６
０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。入力後にはステツ
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１０６４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（良）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１７２を作動させ、コンピユータ数値制御部
１２６ａ又は１２６ｂの溶接室１０８にレーザ光
線１７８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Ｍ７１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３４及び切欠
き溶接部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１７８の一連のパルス
を発射する間に燃料棒格子１６がＸ，Ｙ位置決め
装置２８８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１
７０を励起させる前にＸ，Ｙ位置決め装置２８８
が停止するのを待期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の溶接を開始することができる。
次のステツプ１０７６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１１４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るように待
期する）。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、経過していない場合
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、設定されていたら、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
２１２を閉じた後、ステツプ１０９６においてサ
ブルーチンから出る。

“別のCNCを待機（WAIT FOR OTHER
CNC）”アプリケーシヨンサブルーチンは第８Ｃ
図に示されており、これは、主CNC１２６ａに、
一連の溶接部を完了させ、その後、別のCNC１
２６ｂからの応答を待機しながら、第７Ａ及び７
Ｂ図に示されたパートプログラムの実行を中止す
る。このアプリケーシヨンサブルーチンは、第７
Ｂ図に示されたパートプログラムのステツプ７３
５において設定されたＭコードＭ８８によつて呼
び出され、そして主タスクループの次の“要求フ
ラツグ実行サイクル”の間に実行される。このア
プリケーシヨンサブルーチンは、主CNC１２６
ａが特定の種類の溶接部を完了した後、別の
CNC１２６ｂが燃料棒格子１６に対して溶接動
作を完了することができる遅延を与え、さもなけ
れば、共通溶接パラメータ、すなわち、両方の
CNC１２６ａ及び１２６ｂよつて使用されるパ
ルス幅及び繰返し速さを変化させるであろう。な
お、２台のCNC１２６の一方のみが、主CNC１
２６ａとして設定されてパルス幅及び繰返し速さ
を制御し、別のCNC１２６ｂが、主CNC１２６
ａによつて設定されたパルス幅及び繰返し速さを
採用する。従つて、別のCNC１２６ｂが特定形
態の溶接部について溶接動作を完了するまで、主
CNC１２６ａは、パルス幅及び繰返し速さのリ
セツトを遅延させなければならない。従つて、ス
テツプ７３６が第１形態の溶接部の完了を決定し
た後、ＭコードＭ８８のチエツクが行なわれ、
“別のCNCを待機”アプリケーシヨンサブルーチ
ンを呼び出す。ステツプ１０３０に入つた後、ス
テツプ１０３２は、第７Ａ及び７Ｂ図に示された
ようなパートプログラムの実行を中止し、従つ
て、別のCNC１２６ｂがその溶接動作を完了し
てしうまで、同形態の溶接部、及びその繰返し速
さとパルス幅を維持する。この目的のため、ステ
ツプ１０３４は、このCNCが主CNCとして選択
されているかどうかを決定し、もしイエスなら
ば、ステツプ１０４０は、別のCNCが現在運転
されているかどうかを決定する。もしノーなら
ば、このアプリケーシヨンサブルーチンは、直接
ステツプ１０４８に動く。もし別のCNCが運転
されているならば、ステツプ１０４６においてそ
の溶接待機信号を設定し、遅延を開始する前に、
別のCNC１２６ｂが“溶接完了”フラツグを設
定することのできるタイミング期間を設定する。
もしこのCNC１２６が主でないならば、ステツ
プ１０３６はこのCNCに対して“溶接待機”を
設定する一方、ステツプ１０３８は、“溶接完了”
表示を設定するために主CNCを待つ。この様に
して、ステツプ１０４６で設定された遅延がレー
ザ溶接動作を完了するために別のCNC１２６ｂ
に与えられた後、ステツプ１０４８は“溶接待
機”フラツグをクリアして、このルーチンを出
る。

“レーザ取得（GET LASER）”アプリケーシ
ヨンサブルーチンは第８Ｄ図に示されており、レ
ーザ装置１０２の使用を要求するために、第６Ｂ
図に示されるように、CNCリンク５５８を介し
て一方のCNC１２６が通信することのできる手
段を提供している。CNC１２６ａ及び１２６ｂ
の一方のみが、任意のある時にレーザ装置１０２
の制御をすることができる。従つて、２台の
CNC１２６ａ，１２６ｂ間の調整を可能にする
ために、レーザ装置１０２を制御中の第１の
CNC１２６がCNCリンク５５８に“レーザロツ
ク”信号を出す。レーザ装置１０２の使用を放棄
した後、第１のCNCは、CNCリンク５５８に
“レーザリリース”信号を出し、それによつてレ
ーザ装置１０２の制御を求める第２のCNCが
CNCリンク５５８に“レーザ要求”信号を出す
ことができる。その後、CNC１２６はレーザ装
置１０２の使用を得て、CNCリンク５５８に
“レーザロツク”信号を出し、それによつて、第
１のCNC１２６ｂは、レーザ装置１０２へのア
クセスを得ることが禁止される。ステツプ１１６
０に示すように、“レーザ取得”アプリケーシヨ
ンサブルーチンは、“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１００８、“レーザ較正”アプリケーシヨンサ
ブルーチンのステツプ１０３２、又は“レーザ溶
接実行”アプリケーシヨンサブルーチンのステツ
プ１０７０のいずれか１つによつて要求され、オ
ペレーテイングシステムプログラムの次の“要求
フラツグ実行サイクル”の間に実行される。入力
後に、ステツプ１１６２は、第２のCNC１２６
ｂがその“レーザ要求”又は“レーザロツク”出
力を設定したかどうかを決定するためにCNCリ
ンク５５８を調べ、もしそうならば、ステツプ１
１６４は、第１のCNC１２６ａでシーケンスポ
インター（sequence pointer）を設定し、このル
ーチンを出る。他方、もし第２のCNC１２６ｂ
がレーザ装置１０２を要求せず、あるいはロツク
しなかつたならば、第１のCNC１２６ａは、
CNCリンク５５８に対して、その光学的に遮断
したインターフエース５６２に、“レーザ要求”
出力を出す。その後、ステツプ１１６８は、第２
のCNC１２６ｂの“レーザリリース”出力の待
機を開始する。第２のCNC１２６ｂがCNCリン
ク５５８に“レーザリリース”出力を出した後、
ステツプ１１７２において、第１のCNC１２６
ａは、レーザ使用中フラツグを設定し、かつ“レ
ーザロツク”出力をCNCリンク５５８上に出し
た後、ステツプ１１７４において、レーザ光線切
換え１７２を作動して、第１のCNC１２６ａと
関連した溶接室１０８にレーザ光線を向ける。そ
の後、ステツプ１１７６において、第１のCNC
１２６ａはそのリゾルバ電圧出力を設定した後、
ステツプ１１７８において、ルーチンシーケンス
ポインターをクリアし、サブルーチンの呼び出し
に戻る。

従つて、レーザ取得アプリケーシヨンサブルー
チンはCNCリンク５５８の走査を実行して、別
のCNC１２６ｂが第４図に示す可動の光線切換
ミラー１７２又は第６Ｂ図に示すレーザ制御装置
５９２の使用の制御を要求済み又はロツク済みで
ある時には、最初のCNC１２６ａがそれ等に対
してアクセスを得ることを防止する。レーザ制御
装置５９２の制御を現に有している別のCNC１
２６ｂがレーザの使用を終了した後、該CNC１
２６ｂがCNCリンク５５８にレーザリリース信
号を送り、この信号により最初のCNC１２６ａ
はミラー１７２及びレーザ制御装置５９２の制御
を要求し、その後取得することができる。

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。

以上の説明から諒解されるように、本発明は、
高い作業効率で加工片（格子）に所要の加工（溶
接部の形成）を行うレーザ加工装置を提供するこ
とを目的とするもので、この目的から、レーザ加
工装置は第１、第２の溶接室１０８ａ，１０８ｂ
を備えており、それ等の中の第１、第２の格子１
６の各々に対して、単一の時分割レーザから放射
されるレーザ光線により一連の溶接部の形成を行
う。また、このレーザ加工装置は可動ミラー１７
２を含む光線指向装置を備えていて、単一のレー
ザ光線を第１の格子への第１光路１７８ａに沿つ
て、或は第２の格子への第２光路１７８ｂに沿つ
て指向させるようになつている。

更に、可動ミラー１７２を駆動する光線指向装
置のモータ１７５には第１、第２コンピユータ制
御装置であるコンピユータ１２６ａ，１２６ｂが
接続されており、且つこれ等のコンピユータ１２
６ａ，１２６ｂが相互に接続されていて、１回に
どちらか一方のコンピユータのみでモータ１７５
を制御し、他方のコンピユータをモータ１７５に
アクセスさせないようにしている。そのために、
コンピユータ１２６ａ，１２６ｂの各々が、同コ
ンピユータによる光線指向装置の制御を可能化す
る回路及び禁止する回路と、コンピユータ１２６
ａ，１２６ｂの各々の前記可能化する回路及び前
記禁止する回路の間に接続されたCNCリンク５
５８とを有すると共に、前記可能化する回路及び
前記禁止する回路の各々が、光線指向装置の制御
の取得に応答してCNCリンク５５８にレーザロ
ツク信号を印加し、コンピユータ１２６ａ，１２
６ｂの他方が光線指向装置の制御を得ることを禁
止される。

従つて、光線指向装置は一度に１つの格子１６
の溶接に供され、１つの格子１６の溶接作業中、
他の格子及びそれが入つている溶接室は、対応の
コンピユータからの制御下に、次の溶接場所が所
定の位置にくるように移動され、かくして高作業
効率が実現される。

【図面の簡単な説明】

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５図は適
当な不活性ガス、例えばアルゴンをそのタンクか
ら溶接室及びレーザ合焦レンズ装置の各々へ供給
するアルゴン供給装置の概略系統図、第６Ａ，６
Ｂ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７Ａ，７Ｂ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８Ａ，
８Ｂ，８Ｃ，８Ｄ図は第７Ａ，７Ｂ図に示したパ
ートプログラムにより設定された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、特にPERFORM LASER WELD，
SYNC，WAIT FOR OTHER CNC及びGET
LASER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９Ａ，９Ｂ，９Ｃ図は複数台
のコンピユータ制御装置の各々とレーザ制御装置
との間の、本発明に従つた相互接続の関係を示す
回路図である。 図中、１６は第１、第２加工片（燃料棒格子）、
１０８ａ及び１０８ｂは第１、第２加工室（溶接
室）、１７０はレーザ源（レーザロツド）、１７２
は光線指向装置（可動の光線切換えミラー）、１
７８ａ及び１７８ｂは第１、第２光路、２０４は
レーザ合焦レンズ装置、１２６ａ及び１２６ｂは
第１、第２コンピユータ、５５８はCNCリンク
である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 少なくとも第１、第２の加工片をレーザ加工
   するレーザ加工装置であつて、 ａ レーザ光線を放射する単一の時分割レーザ源
   と、 ｂ 前記レーザ光線を第１、第２の光路に沿つて
   指向させる光線指向装置と、 ｃ 前記第１、第２の光路と交差するようにそれ
   ぞれ配置された第１、第２の加工室と、 ｄ 前記レーザ光線を前記第１、第２の加工片に
   焦点合わせする第１、第２の光学系と、 を有するレーザ加工装置において、 ｅ 前記第１、第２の加工片のレーザ加工を制御
   するための第１、第２コンピユータ制御装置で
   あつて、該コンピユータ制御装置の各々が前記
   光線指向装置に作動可能に接続されると共に、
   双方のコンピユータ制御装置が互いに接続され
   ていて、１回にどちらか一方のコンピユータ制
   御装置のみが前記光線指向装置の制御を得て、
   他方のコンピユータ制御装置を前記光線指向装
   置にアクセスさせない前記第１、第２コンピユ
   ータ制御装置を備え、 前記第１、第２コンピユータ制御装置の各々
   が、同コンピユータ制御装置による前記光線指向
   装置の制御を可能化する回路及び禁止する回路
   と、前記第１、第２コンピユータ制御装置の各々
   の前記可能化する回路及び前記禁止する回路の間
   に接続されたリンクとを有すると共に、前記可能
   化する回路及び前記禁止する回路の各々が、前記
   光線指向装置の制御の取得に応答して前記リンク
   にレーザロツク信号を印加し、前記第１、第２コ
   ンピユータ制御装置の他方が前記光線指向装置か
   らの制御の取得を禁止することを特徴とするレー
   ザ加工装置。