JPH036874B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は一般に、被加工物のレーザ加工装置、
特に該加工装置のためのレーザビーム位置合せ手
段に関するものである。

所与の被加工物に対しレーザ溶接のような種々
のレーザ加工作業を行なう場合には、しばしば、
実施されるべき各加工作業に対応するる異なつた
焦点スポツトにビーム集束レンズを反復的に焦点
合せすることが要求される。このような反復的な
焦点合せあるいは再集束が必要とされる応用分野
の典形的な例として、燃料棒を横方向から支持す
る目的で核燃料集合体と共に用いられるような燃
料棒格子のレーザ溶接がある。当該技術分野で周
知のように、このような格子は、貫通する個々の
燃料棒のための複数個のセルを画定する卵詰め枠
に類似の構造を形成するように交差組合せされた
複数個の金属ストラツプから構成されており、各
格子はそれを製作するのに多数の溶接部を必要と
する。即ち、内側のストラツプが互いに交差する
個所、内側のストラツプの端部が外側もしくは周
辺ストラツプに接続される個所、周辺ストラツプ
が格子の隅部で結合する個所および制御棒案内筒
のためのスリーブが内側ストラツプに結合される
個所における溶接を必要とする。格子にこのよう
な多数の溶接部を形成するためには、レーザビー
ムを異なつた焦点平面上に反復的に再集束する必
要があり、これは、レーザ集束レンズの対応の運
動によつて行なわれる。

このような集束レンズの高さを変えることに関
連して上述のようなレーザ工作装置が遭遇する問
題として、レーザビームの焦点スポツトがその適
切な位置から横方向にドリフトし、その結果とし
て品質の悪い溶接が生じ得ると言う問題があつ
た。

従つて、本発明の主たる目的は、レーザビーム
の焦点スポツトが上述のようにドリフトすること
なく高精度で複数のレーザ加工場所に同レーザビ
ームを容易に焦点合わせ可能な複数のレーザ加工
作業の実施装置を提供することである。

この目的を達成するため、本発明によると、レ
ーザビームを発射するための発射手段と、各レー
ザ加工作業に対応する異なつた焦点スポツトにレ
ーザビームを集束するために軸線に沿つて運動可
能な集束手段が配置されている少なくとも１つの
予め定められたビーム路に沿い、前記発射された
レーザビームを指向するための指向手段とを有す
る複数のレーザ加工作業の実施装置は、前記ビー
ム路の少なくとも１部分又は各ビーム路を、該ビ
ーム路内に配置されている前記集束手段の運動軸
線と位置合わせするためのビームアラインメント
手段を備え、該ビームアラインメント手段が、ア
ラインメント用ターゲツト手段と、前記ビーム路
又は各ビーム路と関連して設けられて該ビーム路
に前記アラインメント用ターゲツト手段を取り外
し可能に支持し、該ターゲツト手段をして前記レ
ーザビームを遮り、以て前記ビーム路の１部分が
前記集束手段の運動軸線に対し整合させられてい
るか或は不整合状態にあるかに従つて形状が変化
する影を投影せしめる取付け手段と、前記ターゲ
ツト手段により投影された影を不整合表示形状か
ら整合表示形状に回復するように前記ビーム路の
前記部分を方向変更すべく調節可能に、前記ビー
ム路或は各ビーム路に設けられ、前記ビーム路の
前記部分の方向変更により、同ビーム路の前記部
分を該ビーム路内の前記集束手段の前記運動軸線
と位置合わせする偏向ミラー装置とを備えている
ことを特徴とするものである。

本発明によるレーザ加工作業の実施装置は、上
述したようなビームアラインメント手段を備えて
いるために、高精度で焦点スポツトの忌まわしい
ドリフトを伴うことなく、複数のレーザ加工場所
にレーザビームを容易に集束することができ、品
質の良いレーザ溶接を行うことができる。

以下添付図面を参照し単なる例として本発明の
好ましい実施例について説明する。

図面、特に第１図を参照するに、同図には、本
発明を具現した精密レーザ加工装置を使用して製
作することができる或る型の核燃料集合体が示し
てある。参照数字１０で総括的に表わしたこの燃
料集合体は、上部ノズル１２と、下部ノズル１４
と、該ノズル１２および１４間に延在し格子１６
により定置に列状に保持されている核燃料棒１８
を備えている一体ユニツトである。２つのノズル
１２および１４は、燃料棒１８および制御棒（図
示せず）を支持する骨格フレームを成している。
燃料集合体１０のような核燃料集合体は、原子炉
内の予め定められた位置に装荷されるものであ
り、したがつて、燃料棒１８の相互間の配向は厳
格に制御される。

本明細書においては、本発明を具現する精密レ
ーザ溶接装置は、燃料棒格子１６の製作と関連し
て説明することにする。これら燃料棒格子の１つ
が第２Ａ図ないし第２Ｃ図に示してある。この格
子は平面図で見た場合近似的に正方形であり、そ
の周辺部は隅部シーム溶接３０により端部を接合
された４つの外側格子ストラツプ２２，２２ａ，
２２ｂ，２２ｃおよび２２ｄにより形成されてい
る。複数の内側格子ストラツプ２０は、燃料棒１
８および制御棒案内筒（図示せず）を受けるため
のセルを画定する卵詰め枠に類似した構造を形成
している。互いに交差する内側格子ストラツプ２
０は、互いに噛合うように、参照数字２４で示す
ように、交差個所に相補形のスロツトを有してお
り、交差する内側格子を互いに接合するために各
交差個所２４には交差部溶接３２が形成されてい
る。内側格子ストラツプ２０の各々は、その各端
に、外側格子ストラツプ２２の対応のスロツト２
８に受け入れられる一対のタブ２６を有してお
り、該タブ２６およびスロツト２８の上側および
下側の列に沿つて形成されるスロツト／タブ溶接
３４により外側格子ストラツプ２２に固定されて
いる。制御棒案内筒のためのスリーブ３６は、格
子１６の１つの面上に予め定められたパターンで
配列されている。各スリーブ３６は、それぞれの
スリーブ３６と関連の格子セルを画定する内側ス
トラツプ部分の縁部に形成されている凹部もしく
は切欠き３８に座着されておつて、切欠きシーム
溶接部４０により上記内側ストラツプ部分に固着
されている。

後述する本発明を具現した精密レーザ溶接装置
は、特に、一連の制御溶接作業において溶接部３
０，３２，３４および４０を形成するように適応
されている。なお、このような各溶接後に、所望
の所定の種類の溶接を行なうために、格子１６は
位置変更され、そして（または）レーザビームの
焦点も変えられるものであることを理解すべきで
ある。

さて、第２Ｂ図および第２Ｃ図を参照するに、
内側ストラツプ２０の各々は、複数の弾性を有す
る指状部材４４を有しており、これら指状部材は
互いに実質的に平行に離間した関係で配置されて
おり、そして各内側ストラツプ２０も、各弾性指
状部材４４の両端に隣接して位置する複数の間隔
保持用の指状部材４６を有しており、内側ストリ
ツプに設けられているこれら指状部材４４および
４６は、協働して、ストラツプにより形成される
各格子セルを貫通する燃料棒１８を弾力的に掴み
且つ該燃料棒１８に対して横方向支持を与えるよ
うな配列となつている。

格子１６の製作に当つては、上に述べた格子要
素が組立てられて溶接される。交差部溶接部３２
を形成する時には、格子１６はそのＸ軸およびＹ
軸の各々に沿つて同格子上の交差部が順に移動す
るように変位され、レーザビームが内側格子スト
ラツプ２０の各交差部と整列する複数の位置の各
位置で停止されて、そこで、レーザ源が付勢され
て整列もしくは位置合せされた交差部に向けてレ
ーザビームを発射し溶接を行なう。しかる後に、
格子１６は次の位置に進められて別の交差部溶接
３２が行なわれる。スロツト／タブ溶接３０なら
びに隅部シーム溶接３０は、格子１６をそのＹ軸
線を中心に回転して、その外側格子ストラツプ２
２の各々をレーザビームに当てることにより行な
われる。内側格子ストラツプ２０の凹部もしくは
切欠き部３８に座着されるスリーブ３６を定置固
定するための切欠き部シーム溶接４０は、レーザ
ビームに対して45゜の角度にある位置に格子１６
を回転してスリーブ３０と切欠き３８との間の界
面部をレーザビームに当てることにより形成され
る。レーザビームは、最初に、単一の平面内に在
る交差部溶接３２を実現するように集束（焦点合
せ）される。隅部シーム溶接３０およびスロツ
ト／タブ溶接３４を行なうためには、格子１６を
交差部溶接３２の平面から回転変位する必要があ
り、したがつて、レーザビームの集束調整（再焦
点合せ）が要求される。同様に、格子１６は、交
差部溶接３２の平面からレーザビームに対し45゜
の角度位置に回転され、したがつて、同様にレー
ザビームの集束調整もしくは再焦点合せが必要と
される。

次に第４図を参照するに、この図には、内側お
よび外側格子ストラツプ２０，２２を接合して格
子１６を形成する一体構造にするのに必要とされ
る交差部溶接３２、スロツト／タブ溶接３４、隅
部シーム溶接３０および切欠き部シーム溶接４０
を形成したり制御棒案内シンブル（図示せず）の
ためのスリーブ３６を格子１６に固定するのに要
求されるような一連の溶接作業を行なう上で使用
するのに適したレーザ溶接装置１０２が示してあ
る。

レーザ溶接装置１０２と関連して格子１６のよ
うな被加工物を相続く溶接位置に移動するための
一対の位置決めモジユール１０６ａおよび１０６
ｂが設けられている。各位置決めモジユール１０
６はそれと関連して、第５図に示した溶接室１０
８ａのような溶接室を備えており、この溶接室内
に溶接を行なうべき被溶接格子１６が配置され
る。また、この溶接室は、レーザ溶接を行なうこ
とを可能にするために、例えばアルゴンのような
不活性ガスの雰囲気のような環境雰囲気を維持す
るように適応されている。主フレーム１２２は、
調節自在に、レーザ溶接装置１０２を、２つの位
置決めモジユール１０６ａおよび１０６ｂに対し
整列した位置に支持する。レーザ溶接装置１０２
と整列したならば、位置決めモジユール１０６ａ
および１０６ｂは、主フレーム１２２に対し、ま
たレーザ溶接装置１０２に対して位置固定され、
それにより、位置決めモジユール１０６ａおよび
１０６ｂの各々に対し、また、該位置決めモジユ
ールが担持する燃料棒格子１６に対しレーザビー
ム１６９の位置合せを正確に制御することが保証
される。主フレーム１２２は、矩形の管からなる
フレームにそれぞれ溶接された上側板１４２およ
び下側板（図示せず）を備えている。上側板１４
２は、その矩形の管からなるフレームに溶接され
た後に扁平に機械加工され、該上側板上に取付け
られて例えばボルトまたはダウエルピンなど用い
るなどして適当な位置固定したレーザ溶接装置の
要素に対する基準面としての働きをなす。

上側板１４２には、支持装置１４０がボルトで
固定されており、一対の脚部１４１および１３９
を備えておつて、各脚部は上側板１４２に対し該
脚部を固定するダウエルピンを有している。位置
決めモジユール１０６は、主フレーム１２２上に
取付けられており、各モジユールは、４つの隅部
の各々で上側板１４２にボルト固定された基板１
５０と、該基板１５０にそれぞれボルト固定され
た側壁１５２および１５４と、第５図に示す溶接
室１０８ａの密封フランジ１０９ｂのように溶接
室にその開口を取巻いて形成された密封フランジ
に対し近接離間関係（１mmより小さい間隔）で配
置された上側もしくは密閉板１５６を有してい
る。

第４図および第５図を参照してさらに詳細に説
明すると、支持装置１４０は、レーザ装置もしく
はレーザ系１０２、特にレーザ棒１７０の形態に
あるレーザ発射源および関連の光学系を主フレー
ム１２２の基準表面および燃料棒格子１６に対し
て位置決めする。レーザ棒１７０は、非常に小さ
い公差で高い平坦度を有するように機械加工され
た光学的加工板１６８上に取付けられているレー
ザヘツドハウジング１６６（第４図参照）内に配
置されている。光学的加工板１６８は、レーザサ
ブベース１６２上に取付けられており、一方該サ
ブベースは支持装置１４０の部分を形成する横梁
１５７および水平部材１５９上に支持されてい
る。同様にして光学的加工板１６８上には、可動
のビーム切換ミラー１７２（第５図参照）が該ミ
ラーのための作動装置もしくはアクチユエータと
共に取付けられ、さらにミラー１７６ａ，１７６
ｂならびに１７４，１７７ａ，１７７ｂの形態に
ある固定ビーム偏向器が取付けられている。第７
Ｂ図に示すようにビーム切換ミラー１７２は、切
換ミラーホルダ３３１に取付けられており、一方
該ホルダ３３１はミラー切換台１７５上に支持さ
れている。ミラー切換台１７５は、実線で示すレ
ーザビーム１６９を遮る位置と、破線で示すよう
に、レーザビーム１６９を介して、第５図または
第７Ｂ図に示すように、位置固定のビーム偏向器
１７４に入射せしめ該偏向器により左方に偏向せ
しめる第２の位置との間で直線的に運動可能であ
る。ミラー切換台１７５を駆動するためのアクチ
ユエータは、例えば、アノラドインコーポレーシ
ヨン（Anorad Inc.）社から市販品として入手可
能なようなリニヤ誘導モータの形態をとる電気的
に付勢可能なソレノイドとすることができる。

レーザサブベース１６２と共に光学的加工板１
６８を支持する運動支持部１４０（第４図）は、
矩形断面の管から造られた溶接物であつて、レー
ザ棒１７０から発射されるレーザビーム１６９
（第５図）と燃料棒格子１６との間の微妙な位置
合せを維持するのに必要な剛性を有する。レーザ
サブベース１６２は、横梁１５７上にその両端に
隣接して配置された一対の水平位置調節ジヤツキ
（以下レベリングジヤツキとも称する）１５８ａ
および１５８ｂにボルト固定されている。水平部
材１５９の後方部には球軸受１６０が配置されて
おり、レーザサブベース１６２に対し単一点支持
を与え、各前部レベリングギヤツキ１５８ａおよ
び１５８ｂを昇降する際に、レーザサブベース１
６２をして軸線１６４を中心に回転することを可
能にする。球軸受１６０は、レーザサブベース１
６２をレベリングギヤツキ１５８ａおよび１５８
ｂにより真直ぐ上に持上げたり或いは所要の角度
に傾斜する際のピポツト（枢支点）となるように
固定の高さ位置に配置されている。

レーザサブベース１６２の平面は、レーザ溶接
装置１０２の初期の位置合せ中、レベリングジヤ
ツキ１５８ａおよび１５８ｂによりジヤツキ力を
加えている間、剛性に留まらなければならない。
レーザサブベース１６２はまた、一対のレーザ集
束レンズアツセンブリ２０４（第５図、第７Ａ図
および第１１図参照）をも支持する。該アツセン
ブリ２０４は、対応の溶接室１０８内の燃料棒格
子１６に対しレーザビーム１６９を集束（焦点合
せ）するように直線方向に調節可能であり、レー
ザサブベース１６２による支持は、アツセンブリ
２０４のＺ軸線がレーザサブベース１６２の上側
表面に対して垂直になるようにレーザ集束レンズ
アツセンブリ２０４を位置合せすることが可能な
ように行なわれる。したがつて、第４図および第
５図に見られるように、レーザ棒１７０から発射
されたビーム１６９のようなレーザビームはビー
ム切換ミラー１７２に向けて指向され、該ミラー
１７２はビームを、交互に、光路１７８ａに沿い
最初に一対の偏向ミラー１７６ａおよび１７６ｂ
に、そして次に光路７８ｂに沿い他の対の偏向ミ
ラー１７７ａおよび１７７ｂに指向け、そこで光
路１７８ａに沿う方向に偏向されたレーザビーム
は位置決めモジユール１０６ａに形成されている
開口１８０ａを通るように指向され、他方、光路
１７８ｂに沿うように偏向されたビームは位置決
めモジユール１０６ｂの開口１０８ｂを通るよう
に指向される。

単なる例として第５図に略示したレーザ装置
は、モデル指定番号「SS500」でレイセオン
（Raytheon）社により製作されている類のものと
することができる。このレーザ装置はNd：YAG
結晶レーザの形態にあるレーザ棒１７０ならびに
高効率レーザヘツド内に配置されている一対の直
線形のクリプトン閃光ランプ１８６を備えてい
る。レーザヘツドは、レーザ棒１７０の両端に配
置された全反射ミラー（鏡）１８２および１８４
を備えている。レーザ棒１７０と全反射ミラー１
８２との間に配置されている共振空間内のシヤツ
タ１８８は、各溶接に要求されるエネルギに依存
して選択された数のレーザパルスを通過するよう
に制御される。レーザヘツドは、レーザ棒１７
０、励起ランプ１８６ならびにミラー１８２およ
び１８４を含め総ての光学要素を容易に且つ個々
に独立に交換することができるようにモジユール
として構成されており、励起もしくは励振ランプ
１８６は光学的整合もしくはアラインメントを乱
すことなく迅速に交換可能である。さらに、励起
もしくは閃光ランプ１８６は、その端部コネクタ
を含め全長に亘り水冷されている。ランプのトリ
ガは、共振空間を付勢することにより、励起ラン
プ１８６の並列パルス駆動で行なわれる。レーザ
棒１７０は、６ｍｓおよび２ｍｓのパルス幅なら
びに20Hzおよび50Hzのパルス速度の動作時に、パ
ルス形成回路に対する入力電力が18KWを越え
ず、被加工物に平均400Wのエネルギが得られる
ように選択することができる。

第５図には落しシヤツター（ダンプシヤツタ
ー）１９０が第１の位置もしくはビーム遮り位置
で示してある。この位置においては、レーザビー
ム１６９は光路１９６に沿いビーム吸収体１９４
へと向けられる。被加工物、即ち燃料棒格子１６
を、溶接室１０８内で取り換えることができるの
はシヤツター１９０がこの位置にある期間中であ
る。シヤツター１９０をその第１の位置から、第
２位置もしくは非遮断位置へと動かすための作動
機構１９２が設けられている。この非遮断位置も
しくは第２の位置においては、ビーム１６９はビ
ーム拡大レンズアセンブリ１９８を介して、可動
ビーム切換ミラー１７２および固定ミラー１７４
を備えたビーム指向機構に向けられる。切換ミラ
ー１７２がレーザビーム１６９を遮るように配置
されている時には、ビームは光路１７８ａに沿い
１対の偏向ミラー１７６ａおよび１７６ｂに指向
され、これらミラー１７６ａおよび１７６ｂは、
ビームを垂直方向にレーザ集束レンズアセンブリ
２０４ａに向けるように方向変更する。

該レーザ集束レンズアセンブリ２０４ａは、ビ
ームを、溶接室１０８ａ内の燃料棒格子１６上に
集束するように適応されている。追つて詳述する
ように、各レーザ集束レンズアセンブリ２０４は
レーザ集束レンズ２０２およびレンズ担持管２０
０を備えている。切換ミラー１７２が、ミラー切
換台１７５により、ビーム遮断位置から非遮断位
置へと動かされると、レーザビーム１６９は固定
ミラー１７４に入射し、それによりビームは偏向
ミラー１７７ａおよび１７７ｂへと指し向けら
れ、該ミラー１７７ａおよび１７７ｂはビームを
垂直方向に、第５図に図示しない他方の溶接室に
向ける。

次に第６図を参照するに、この図には、集束さ
れた光スポツトを発生するために、集束レンズ２
０２によるレーザビーム１６９の屈折例が示して
ある。図示のレーザ集束レンズ２０２は、焦点調
節中にレーザ集束レンズアセンブリ２０４がレー
ザ集束レンズ２０２と共に運動するＺ−Z′軸線に
対してアラインメントもしくは整合されていない
ものと仮定する。即ち、レーザ集束レンズ２０２
の真の光軸Ｙ−Y′は、僅かに離心しており、Ｚ
−Z′軸線に対し角度θ′だけ傾いていると仮定す
る。レーザビーム１６９の光線Ｘ−X′はＺ−Z′軸
線に対して角度θで集束レンズ２０２に入射す
る。説明の便宜上、線Ｚ−Z′、Ｙ−Y′およびＸ−
X′は第６図では全て１つの共通の平面内に示し
てあるが、一般には、これら線は異なつた方向に
配位しており、したがつてこれらの線のうちの２
つの線が共通の平面内に存在することは無い。

第６図には、レーザビームの光線が集束レンズ
２０２によつて共通の焦点スポツトx′に集束され
ている状態が示してある。該焦点スポツトx′は集
束レンズ２０２から距離ｆ（焦点距離）だけ離間
し、Ｚ−Z′軸線から距離Ｘだけ横方向に変位して
位置している。Ｚ−Z′およびＸ−X′軸線が不整合
である場合には、焦点スポツトx′の横方向変位
は、レーザ集束レンズ２０２がＺ−Z′軸線に沿つ
て運動するに伴い変化する。第３図の単純な光線
軌跡略図には集束レンズ２０２の３つの異なつた
垂直位置ならびにそれに対応して焦点スポツトの
３つの異なつた横方向変位X₁、X₂およびX₃が示
してある。幾何光学からレンズのある垂直規準位
置に対応する変位X₀に対する横方向変位Ｘの変
分は次式で表すことができる。

Ｘ−X₀fZ△θ_Msinθcosθ／ｄ−Ｚ△θ_Mcosθ 上式中、ｆはレンズの焦点距離であり、Ｚは規
準位置からの垂直変位であり、△θ_Mはビーム拡大
器１９８によつて与えられるビームの発散を表
し、θは軸線Ｚ−Z′に対する入射レーザビーム１
６９の角度であり、そしてｄは集荷レンズ２０２
の位置におけるレーザビームの直径を表す。

上の式に対して２つの特殊例がある。それにつ
いて考察する。

先ず、θ＝０と仮定する。これは、入射レーザ
ビーム１６９とＺ−Z′軸線との完全なアラインメ
ントもしくは一致に対応する。この場合には、Ｚ
の全ての値に対して変位Ｘ−X₀＝０であり、こ
れは理想的な状態である。第２の事例として、レ
ーザビーム１６９が発散しない場合、即ち△θ_M＝
０の場合が考えられる。この場合にも、Ｚの全て
の値に対してＸ−X₀＝０である。

溶接スポツトの横方向変位Ｘ−X₀は、集束レ
ンズ２０２の垂直変位Ｚの関数として変化する。
したがつて、第６図に示すように、Ｚ−Z′軸線と
レーザビーム１６９の光線Ｘ−X′との間の角度
θを最小値に減少し好ましくは零にまで減少する
と、集束レンズ２０２の位置が変わる時に生ずる
る焦点スポツトの変位Ｘ−X₀は相当に減少する。

本発明を具現したレーザ溶接装置１０２は、第
５図に略示してあるように、レーザ集束レンズア
ラインメント２０４が沿つて移動するＺ−Z′軸線
（第６図）に対しレーザビーム１６９の整合即ち
アラインメントを可能にする。第５図から明らか
なように、第１のモードにおいては、レーザビー
ム１６９は切換ミラー１７２により光路１７８ａ
に沿い指向され、そして１対の偏向ミラー１７６
ａおよび１７６ｂにより垂直な光路１７８ｃに沿
い下向きに集束レンズ２０２ａへと指し向けら
れ、該集束レンズ２０２ａはレーザビームを、右
側の溶接室１０８ａ内に配置されている燃料棒格
子１６上に集束する。切換ミラー１７２がその第
２の位置、即ち非遮断位置にある第２の動作モー
ドにおいては、レーザビーム１６９は光路１７８
ｂに沿つて固定ミラー１７４により反射されて、
１対の偏向ミラー１７７ａ，１７７ｂにより垂直
光路１７８ｄに沿い下方向に指し向けられる。

レーザ溶接の通常の過程においては、光路１７
８ｃに沿うレーザビーム１６９は集束レンズ２０
２ａにより燃料棒格子１６上に集束される。典型
的には、溶接作業を行う前に、Ｚ−Z′軸線（第６
図）に対してレーザビーム１６９をアラインメン
トすること、即ち角度θを零に減少することが必
要である。これは、垂直ビーム光路１７８ｄと関
連して第５図に示してあるように、垂直ビーム路
に１対の整合ターゲツト１７９ｂおよび１８１ｂ
を挿入することにより達成される。該ターゲツト
は、レーザビーム１６９の影をレーザビームのア
ラインメント（整合）表示アセンブリ３１０上に
投影する。アラインメントもしくは整合過程にお
いては、追つて詳述するように、集束レンズ２０
２は必要とされず、その代りに下側のアラインメ
ントもしくは位置合せ用ターゲツト１８１ｂが用
いられる。偏向ミラー１７７ａおよび１７７ｂ
は、後述するように、微調節が可能であつて、そ
れにより、レーザビーム１６９の光路部分１７８
ｄを２つの整合もしくはアラインメント用ターゲ
ツト１７９ｂおよび１８１ｂ上に心出しすること
ができる。偏向ミラー１７７ｂおよび下側のアラ
インメント用ターゲツト１８１ｂ間のビーム部分
１７８ｄが集束レンズアセンブリ２０４ｂのＺ−
Z′軸線に対して平行であり然もレーザビーム１６
９がＺ−Z′軸線に対して適切にアラインメントさ
れている場合には、角度θ（第６図）はほぼ零に
まで減少され、焦点の横方向変位は、レンズアセ
ンブリ２０４が異なつた溶接を行うため上下に運
動する際にも最小となる。

各集束レンズと関連して、単一の垂直方向指向
ミラーの代りに用いられる１対の偏向ミラー１７
６ａ，１７６ｂまたは１７７ａ，１７７ｂを設け
ることにより、次のような利点が得られる。即
ち、レーザビーム１６９を切換ミラー１７２およ
び固定ミラー１７４に対してアラインメントした
ならば、これらミラーをそれらの位置に固定する
ことができ、垂直光路部分１７８ｃおよび１７８
ｄに沿う方向へのレーザビームの偏向は、各対の
偏向ミラー１７６ａ，１７６ｂおよび１７７ａ，
１７７ｂの調節だけにより達成されるという利点
である。

固定ミラー１７４の整合もしくはアラインメン
トにより、レーザビーム１６９を、レーザビーム
路１７８ａまたは１７８ｂから最大偏差限界内で
位置合せもしくはアラインメントすることが可能
である。この場合の最大偏差の大きさは、固定ミ
ラー１７４または切換ミラー１７２に対するレー
ザビーム１６９の入射角に依存する。このような
アラインメントによれば、レーザビーム１６９を
第２の光路部分１７８ｃまたは１７８ｄの１つに
沿うように指向する際に顕著な角度偏差が生じ得
る。２つのアラインメント用ターゲツト１７９お
よび１８１を用いることによりレーザビーム１６
９の微整合を行うためには、これらターゲツト１
７９および１８１を、それらの間に光学的要素、
即ちミラー、レンズ等を介在することなく、ビー
ム路の同じ区間内に配置することが必要である。
図示の本発明の好ましい実施例においては、アラ
インメント用ターゲツト１７９および１８１は第
２の光路部分１７８ｄ（または場合により１７８
ｃ）内に配置される。

次に、第７Ａ図および第７Ｂ図を参照するに、
切換ミラー１７２ならびに偏向ミラー１７６ａ，
１７６ｂおよび１７７ａ，１７７ｂのミラー対は
光学的加工板１６８上に取付けられる（第４図を
も参照されたい）。特に、固定ミラー１７４およ
び切換ミラー１７２は、光学的加工板１６８上に
支持されている偏向ミラー囲い室３０２内に配置
される。偏向ミラー囲い室３０２はベロー３０７
により相互接続された入れ子管３０６を介してレ
ーザヘツドハウジング１６６に結合されている。
レーザビーム１６９は、管３０６を介して第１の
モードで、切換ミラー１７２に当り、それにより
第１または水平の光路部分１７８ａに沿い、ベロ
ー３０８ａにより相互接続された伸縮管３０４ａ
を通り且つ開口３０１ａを経て、偏向ミラー１７
６ａおよび１７６ｂのミラー対を収容している偏
向ミラー囲い室３００ａ内へと指し向けられる。
切換ミラー１７２が非遮断位置にある第２のモー
ドにおいては、レーザビーム１６９は固定ミラー
１７４に入射して、第１もしくは水平の光路部分
１７８ｂに沿つて反射され、ベロー３０８ｂによ
り相互接続された伸縮縮管３０４ｂを通り且つ開
口３０１ｂを経て、偏向ミラー１７７ａおよび１
７７ｂのミラー対を格納している偏向ミラー囲い
室３００ｂに入る。

第７Ｂ図に示すように、切換ミラー１７２は、
リニヤ誘導モータの形態を取り得るソレノイド装
置（図示せず）のような適当なアクチユエータに
より、矢印３２７で示すように直線的に運動可能
であるミラー切換台１７５上に取付けられた支持
ブラケツト３３１に配置されている。固定ミラー
１７４は、調節用マイクロメータスピンドル３３
２を備えたアセンブリ３２８に取付けられてい
て、支持ブラケツト３３０により光学的加工板１
６８上に支持されている。スピンドル３３２は、
第７Ｂ図の面に対して垂直な軸線を中心に固定ミ
ラー１７４の回転微調節を可能にする。即ち、マ
イクロメータスピンドル３３２の調節により、水
平光路部分１７８ｂを、レーザビーム１６９が偏
向ミラー囲い室３０２内の偏向ミラー１７７ａ上
に指し向けられるように正確に位置設定すること
ができる。

次に第７Ａ図を参照するに、レーザビーム１６
９はレンズアセンブリ２０４ａおよび２０４ｂそ
れぞれ介して、位置決めモジユール１０６ａおよ
び１０６ｂ内に指向される。下側の光路部分１７
８ｃに沿うビーム１６９は、摺動台２６２ａ上に
取付けれている遮蔽管２１６ａ内の熱電対列２１
８ａに入射する。なお、摺動台２６２ａは支承軸
２７８ａおよびピローブロツク２８２ａによつ
て、位置決めモジユール１０６ａに対し直線的に
出入り運動可能なように支持されている。熱電対
列２１８ａは、入射レーザビーム１６９のパワー
を表す出力信号を発生し、そしてこの出力信号は
レーザ棒１７０の励振を制御して入射レーザビー
ム１６９のパワーを一定に維持するのに利用する
ことができる。

また、レーザビーム１６９は、レンズアセンブ
リ２０４ｂにより下側の光路部分１７８ｄに沿い
位置決めモジユール１０６ｂ内へと指し向けられ
て、レーザビーム整合もしくはアラインメント表
示アセンブリ３１０に入射する。該アセンブリ３
１０は、レンズアセンブリ２０４がそれに沿つて
移動するＺ−Z′軸線に対し下側の光路部分１７８
ｂの正確なアラインメントを達成するのに用いら
れる。第７Ａ図に示すように、このアセンブリ３
１０は、支持ブラケツト３２２上に取付けられて
いるランプ３２４から放出される紫外線放射で照
射されるビームパターン表示部材３２０を備えて
いる。ブラケツト３２２ならびにビームパターン
表示部材３２０は相方共に、表示台３１６上に取
付けられており、該表示台３１６は、台３１６を
摺動台２６２ｂ上の１対の支持脚３１１上に取外
し可能に支持する取付けブラケツト３１２を備え
ている。摺動台２６２ｂの下側部に固定されて１
対の枕状ブロツク２８２ｂ上に運動可能に支持さ
れている１対の支承軸２７８ｂは、位置決めモジ
ユール１０６ｂに対し接近離間方向に直線運動可
能なように摺動台２６２ｂを支持している。位置
決めモジユール１０６ａおよび１０６ｂによつて
表される２つの溶接ステーシヨンの何れかに対す
るビームの整合もしくはアラインメントを行うた
めに、各位置決めモジユールと関連の摺動台２６
２は、該位置決めモジユールから引き出されて、
その上にレーザビーム整合もしくはアラインメン
ト表示アセンブリ３１０を取付け、次いで、表示
アセンブリと共に摺動台を上記モジユール内の位
置に戻し、レーザビーム１６９は、第７Ａ図に示
すように下側の光路部分１７８ｄに沿い、ビーム
パターン表示部材３２０上へと指し向けられる。

次に第８Ａ図および第８Ｂ図を参照し、偏向ミ
ラー１７６ａおよび１７６ｂ、特に偏向ミラーア
ツセンブリ３４０ａおよび３４４ａについて詳細
に説明する。第８Ａ図に見られるように、上側の
光路部分１７８ａ（この光路部分は第８Ａ図の平
面に対して垂直な線である）に沿つて指向された
レーザビーム１６９は偏向ミラー１７６ａに入射
して、このミラーにより偏向ミラー１７６ｂに向
けて反射され、一方、該ミラー１７６ｂはレーザ
ビーム１６９を下側の光路部分１７８ａに沿いビ
ーム出口開口３０３ａを通り下方向に指向し、そ
の結果レーザビーム１６９は集束レンズ２０２ａ
に入射し、該レンズ２０２ａはビームを、第５図
に示すように燃料棒格子１６上に集束する。追つ
て第１０図を参照し詳しく説明するように、偏向
ミラー１７６ｂは、その方位角配位および仰角配
位を調節するための一対のマイクロメータスピン
ドル３４６および３４８を備えた偏向ミラーアツ
センブリ３４４内に取付けられている。偏向ミラ
ー１７６は、同じではないが類似の偏向ミラーア
ツセンブリ３４０内に配置されている。このアツ
センブリ３４０は、偏向ミラー１７６ａの方位お
よび仰角設定をそれぞれ調節するための一対のマ
イクロモメータスピンドル３４２および３４３を
備えている。偏向ミラーアツセンブリ３４４は、
支持基部３３８上の直立支持部材３５２に固定さ
れている。Ｔ字形の取付けブラケツト３７８が偏
向ミラーアツセンブリ３４０を支持している。

第８Ａ図に見られるように、支持基部３３８に
は、上側（第５図参照）の整合もしくはアライン
メント用ターゲツト１７９ａのためのターゲツト
アツセンブリ３７０を受けるためのターゲツト開
口３７１が形成されている。このターゲツトアツ
センブリ３７０は、基部３３８により開口３７１
内に形成された環状のフランジ部分上に座着され
る周辺フランジ３７３を有している。ターゲツト
開口３７１の寸法、形態および位置は、該ターゲ
ツト開口３７１内に配置されるターゲツトアツセ
ンブリ３７０のターゲツト１７９ａがレーザビー
ム１６９の垂直の下側光路部分１７８ａに対して
心出しされるように選択されている。アラインメ
ント用もしくは整合用ターゲツト１７９は、ター
ゲツトアツセンブリ３７０に螺合的に受けられた
係止リング３７５によつてターゲツトアツセンブ
リ３７０内に保持されている。アラインメントも
しくは整合手順の準備段階として、偏向ミラー囲
い室３００ａに形成されている開口を通常閉じて
いるカバー３３４（第８Ｂ図参照）を取外し、タ
ーゲツト１７９を含むターゲツトアツセンブリ３
７０を、参照数字３７４で示すように、適当な工
具によりターゲツト開口３７１内に挿入する。こ
の工具は、ターゲツトアツセンブリ３７０の周辺
溝３７２と緩く係合するフオーク状の端部を有し
ている。なお、整合もしくはアラインメント手続
の完了時でしかもレーザ溶接作業を再び行なう前
に、ターゲツトアツセンブリ３７０はアラインメ
ントもしくは整合用ターゲツト１７９ａと共にタ
ーゲツト開口３７１から、したがつて囲い室３０
０から取外される。ターゲツト開口３７１と偏向
ミラーアツセンブリ３４４ａとの間で支持部材３
５２ａには、偏向ミラー１７６ｂを、ターゲツト
アツセンブリ３７０の操作中に該アツセンブリ３
７０との接触から保護するためにミラーシールド
３７６が取付けられている。

第９Ａ図および第９Ｂ図に示すように、整合も
しくはアラインメント用ターゲツト１７９および
１８１の各々は、環状のリム３８２と該リム３８
２からの半径方向内向きに延びる２つの支柱３８
４ａおよび３８４ｂの内端部に互いに対向して配
置されている一対のリング部分３８６ａおよび３
８６ｂとを備えており、該リング部分の各々は、
環状リム３８２に対して同心的な円形ビーム開口
３８８の周辺のほぼ４分の１の部分を画定してい
る。

再び第８Ｂ図を参照するに、支持基部３３８ａ
に固定されて支持部材３５２ａに対し直角に配置
されている控え部材３５０ａは支持を補強して支
持部材３５２ａならびに偏向ミラーアツセンブリ
３４４ａに対し付加的な堅牢性を与える。偏向ミ
ラーアツセンブリのマイクロメータスピンドルを
調整している作業員をレーザ発射から保護すため
に、偏向ミラーアツセンブリ３４４ａの偏向ミラ
ー１７６ａと関連のマイクロメータスピンドル３
４６ａおよび３４８ａは、それぞれ、関連のスピ
ンドル延長部３５４ａおよび３６４ａを有してい
る。スピンドル延長部３５４のソケツト状の端部
分は、固定された止めねじ３５６ａにより、マイ
クロメータスピンドル３４６ａのローレツト端部
分と整合し偏向ミラー囲い室３００ａの側壁に形
成されている開口を貫通している。

偏向ミラー囲い室３００ａの側壁の外側には保
護キヤツプ３６０ａをを支持する支持ブラケツト
３５８ａが固定配置されている。該キヤツプ３６
０ａは、スピンドルの延長部３５４ａへの接近を
可能にするためにブラケツトから取外すことがで
き、係止ストラツプ３６２ａにより囲い室３００
ａに係留されている。スピンドル延長部３５４ａ
は、ハウジング延長部３６６ａを貫通して該ハウ
ジング３６６ａから突出し、使用しない場合に
は、キヤツプ３６０ａと類似の仕方で支持されて
いる着脱可能なキヤツプ３６８ａにより保護され
ているる。

第８Ｂ図を参照するに、レーザビーム整合もし
くはアラインメント過程で使用されるテレビジヨ
ンカメラから２０６（第５図および第８Ｂ図）
は、図示のように偏向ミラー囲い室３００ａ上に
取付けられており、該テレビジヨンカメラ２０６
は第５図に示すように、下側の光路部分１７８ｃ
と整合した軸線２１４にに沿い配向されている。
軸線２１４を遮るように安全シヤツタ２１２が配
置されており、そしてレンズ２１０は、、レーザ
ビーム整合（アラインメント）表示アツセンブリ
３１０上に上側および下側のアラインメント用タ
ーゲツト１７９および１８１により形成される像
を、テレビジヨンカメラ２０６上に集束し、それ
により、作業者はCRT（陰極線管）表示装置を観
察して、この表示を参考にしながら、後述するよ
うに、偏向ミラー１７６および１７７を調整する
ことができる。

第８Ａ図および第８Ｂ図は概略的に示してある
アツセンブリ３４４ａは、第１０図に詳細に図解
されている。なお、偏向ミラーアツセンブリ３４
０および固定ミラーアツセンブリ３２８は、偏向
ミラーアツセンブリ３４８と同一ではないが後者
に極めて類似している点を理解されたい。偏向ミ
ラーアツセンブリ３４４は、外側遊動環３４７お
よび内側遊動環３５１を備えている。外側遊動環
３４７はアツセンブリ３４４から一対の軸受３４
９ａおよび３４９ｂにより、仰角位置調整を行な
うために水平軸線を中心に回転可能に取付けられ
ている。マイクロメータスピンドル３４８は外側
遊動環３４７の位置、したがつて偏向ミラー１７
６の位置を微調節する働きをなす。内側遊動環３
５１は、第１０図に見らるように、垂直軸線を中
心に内側遊動環３５１および偏向ミラー１７６が
回転可能なように、一対の軸受３５３ａおよび３
５３ｂにより支持されている。マイクロメータス
ピンドル３４６は、内側遊動環３５１および偏向
ミラー１７６の方位位置を微調節する働きをな
す。偏向ミラーアツセンブリ３４４および３４０
（第８Ａ図）は、それぞれモデル番号「22−2125」
および「22−2177」としてイエリング・コーポレ
ーシヨン（Ealing Corporation）社により製作
されている種類のものとすることができよう。

次に第１１図を参照するに、この図には、燃料
棒格子１６のような被加工物上にレーザビーム１
６９を再集束するのに用いられるレーザ集束レン
ズアツセンブリ２０４が遮蔽キヤツプ４２２と共
に示してある。このアツセンブリ２０４は、光路
部分１７８ｃまたは１７８ｄと軸方向に整列した
関係で垂直方向に配置さされているレンズ担持管
２００を備えている。管２００の基部は、鎖錠リ
ング４３６と協働するレンズ取付け部材４４４を
着脱可能な受けるように適応されている。該鎖錠
リング４３６は、対応数の鎖錠ピンを受けるよう
に配置された幾つかの（例えば３つの）螺旋溝４
３４を有している。回転すると、鎖錠リング４３
６および取付け部材４４０は管の基部４３０に鎖
錠固定される。集束されたレーザビーム１６９を
被加工物上に導くための円錐形の安全フード４３
８は、取付け部材４４０の内ねじ部分内に螺入さ
れる外ねじが設けられた端部分を有している。取
付け部材４４０は、貫通する中心開口を備えてお
り、この開口は、レンズ２０２（第５図）かまた
は、第１１図に示すように、下側アラインメント
用ターゲツト１８１を受けるためのレンズソケケ
ツトを形成しており、該レンズ２０２或はターゲ
ツト１８１は、ソケツト内に配置されると、係止
リング４４２により係止保持される。該リング４
４２は、その外周にねじを有しており、レンズ２
０２或はターゲツト１８１を保持するソケツトの
内ねじ部分に着脱自在に螺入される。なお、集束
レンズ２０２は、通常即ちレーザ溶接作業中、取
付け部材４４０のレンズソケツトに取付けられ、
そしてアラインメント用ターゲツト１８１は、レ
ーザビームの整合もしくはアラインメントを行う
目的でのみソケツト内で用いいられるものであ
り、このアラインメントが完了した後にはターゲ
ツトはソケツトから取外されて集束レンズが挿入
されるものであることは理解されるであろう。

第１１図から明らかなように、安全フード４３
８は、ランプフード４４６の開口を貫通してお
り、該フード４４６を取付け部材４４０に固定す
るのに用いられている。ランプフード４４６内に
は、被加工物を照明するための１対の石英−ハロ
ゲンランプ４２８が配置されており、該ランプ４
２８の動作温度で溶接破片が該ランプ４２８上に
は付着するのを阻止する。作業者は、テレビジヨ
ンカメラ２０６によつて撮影される像を表示する
CRTを観察することによりレーザビーム１６９
と被加工物とを位置合せする。その場合、作業者
は、テレビジヨンカメラ２０６のレチクル（電子
的に作られた十字線）を初期溶接場所に狙いを付
けて合わせ、ホーム位置と最初の溶接場所との間
のオフセツト量を求めることができる。このオフ
セツト量は自動的に、Ｘ−Ｙ位置決め装置（図示
せず）に印加される制御信号に取入れ、それによ
り各溶接部をレーザビーム１６９に関し正確に位
置決めすることができる。ランプ４２８は、レン
ズ担持管２００の取付け部分２０１内に挿入され
たブツシユ４４９ならびに管の基部４３０に対す
る取付け部分２０１から延びる導管４５１を貫通
するワイヤを介して付勢される。さらに管取付け
部分２０１には、例えばアルゴンのような不活性
ガスを導入するための着脱自在の入口取付け部材
４４８を有するガス入口ポートを備えている。該
不活性ガスは、導管４５０を介し、取付け部材４
４０に形成されている通路４５２，４５３へ導か
れる。該通路４５２から、不活性ガスは、安全フ
ード４３８とレンズ２０２との間の空間にジエツ
ト（噴射流）として注入されてフード４３８内に
導かれ、溶接過程中に生ずるような破片や汚染物
を洗い去る。安全フード４３８内に注入された不
活性ガスは、そこから、遮蔽支持リング４２０に
よつて画定される空間内に入り、リング４２０に
形成されている排出ポート４５４を介して該空間
から排出される。

次に第５図、第７Ａ図、第１２Ａ図および第１
２Ｂ図を参照し、光路部分１７８ｂおよび１７８
ｄ（第５図）に関するビームアラインメント方法
の諸段階に関し説明する。なお、光路部分１７８
ａおよび１７８ｃに関しても同じ方法の諸段階が
採られるものであることは言うまでもない。最初
に、摺動台２６２をその位置決めモジユール１０
６から引出して、レーザビーム整合もしくはアラ
インメント表示アツセンブリ３１０を、第７Ａ
図、第５図に示すように摺動台２６２ｂ上に取付
ける。上側のアラインメント用ターゲツト１７９
を備えたターゲツトアツセンブリ３７０を、第８
Ａ図および第８Ｂ図と参照して述べたようにして
挿入し、そして第１１図と関連して述べたように
集束レンズアツセンブリ２０４内の集束レンズ２
０２を下側アラインメント用ターゲツト１８１と
置換する。次にテレビジヨンカメラ２０６の集束
レンズ２１０を焦点合わせして、ビームパターン
表示部材３２０の明瞭な像を同テレビジヨンカメ
ラのモニタースクリーン（図示せず）に生じさせ
る。その後、ビームパターン表示部材３２０をラ
ンプ３２４からの紫外線放射で照射すると、ビー
ムパターン表示部材３２０に入射するレーザビー
ム１６９は、同ビームパターン表示部材３２０の
紫外線放射を受けた明るい色の表面３９０上に、
第１２Ａ図及び第１２Ｂ図に符号３９２で示すよ
うに円形外郭の暗領域を作り、この暗領域に、明
るい影として、リング部分３８６の形状と、レー
ザビーム内に延びているアラインメントターゲツ
ト１７９及び１８０の支柱３８４の部分の形状と
が現れる。これ等の明るい影は、対照のため黒色
で第１２Ａ図及び第１２Ｂ図に示されたリング部
分及び支柱部分の形状に対応しており、アライン
メントターゲツト１７９に関しては、それぞれ符
号３８６′及び３８４′で、また、アラインメント
ターゲツト１８０に関しては、それぞれ符号３８
６″及び３８４″で示されている。アラインメント
用ターゲツト１７９および１８１の使用は、上側
アラインメント用ターゲツト１７９ａがＺ−Z′軸
線に対して同心的に取付けられていることならび
に下側アラインメント用ターゲツト１８１も同様
にＺ−Z′軸線に対して同心的に取付けられている
と言う条件により規制される。さらにまた、レー
ザビーム１６９は実質的に発散せず、したがつて
２つのアラインメント用ターゲツト１７９および
１８１の円弧状部分３８６ａおよび３８６ｂの直
径は近似的に等しい。第１２Ｂ図には、レーザビ
ーム１６９の下側光路部分１７８ｃまたは１７８
ｄおよびレーザ集束レンズアツセンブリ２０４の
垂直軸線Ｚ−Z′が互いに整合もしくは一致してい
ない事例を図解してある。整合もしくはアライン
メント（位置合せ）が達成されたならば、陰影像
が第１２Ａ図に示すように、ビームパターン表示
部材３２０上に現われる。即ち、上側および下側
アラインメント用ターゲツトのリング部分３８６
の影３８６′および３８６″は完全な円を形成し、
そしてこの完全な円形のパターンの周辺は、アラ
インメント用ターゲツト１７９および１８１の円
弧状部材３８６に対応する円形の影３８６′およ
び３８６″に対し円心位置となる。この状態下で
は、レーザビーム１６９はレーザ集束レンズアツ
センブリ２０４の垂直Ｚ−Z′軸線と適切にアライ
ンメントし、種々な溶接作業を行なう際に集束レ
ンズ２０２を上下に移動させても、焦点の変動ま
たは横方向変位は最小となる。

テレビジヨンカメラ２０６は、アラインメント
用ターゲツト１７９および１８１の環状リム３８
２の厚さの４分の１ないし８分の１に対応する運
動を検知することができる。このような運動は、
レーザビーム１６９の0.05゜よりも小さい角度偏
差に対応する。第６図に示してあるように、焦点
スポツトX′の横方向変位は、約12.7cmにもなるレ
ーザ集束レンズアツセンブリ２０４の垂直変位と
比較して、25.5ミクロン以下である。

以上、異なつたレーザ加工段階に対し異なつた
高さ位置におけるレーザビームを軸線に対し位置
合せもしくはアラインメント（整合）を達成する
ための新規且つ改良された装置および方法につい
て開示した。この目的で、偏向ミラーを含む機構
は、所望のアラインメントを達成するために行な
われるミラーの仰角および方位角位置の微調節を
可能にするように調節可能に取付けられる。ま
た、レーザビームの光路には少なくとも２つのア
ラインメント用ターゲツトが配置され、その影が
表示部材上に像を発生し、この像をテレビジヨン
カメラで観察することができる。レンズ運動曲線
とレーザビームの正確なアラインメントにより、
作業者に対して適切なアラインメントが達成され
たことを報知する所望のパターンが発生される。

【図面の簡単な説明】

第１図は、原子炉燃料集合体の斜視図、第２Ａ
図、第２Ｂ図および第２Ｃ図は、第１図の集合体
で用いられる燃料棒格子をそれぞれ斜視図、平面
図および側部断面図で示す図、第３図は、本発明
の教示を採用しない場合に、異なつた集束位置に
対するレーザビーム集束レンズの運動で焦点スポ
ツトがその適正位置からドリフトする模様を図解
する略図、第４図は、本発明の具体例によるレー
ザ溶接装置のための構造支持系を示す展開斜視
図、第５図は、レーザ溶接装置の光学系を略示す
る斜視図、第６図は、第３図のレーザ集束レンズ
においてレーザからの光線がどの様に屈折するか
に関する一例を示す図、第７Ａ図および第７Ｂ図
は、第４図および第５図のレーザ溶接装置の正面
図および頂面図、第８Ａ図および第８Ｂ図は、垂
直軸線もしくはＸ−X′軸線に対し正確に位置合
せされた垂直方向に配位した光路に沿うように垂
直方向に配位したレーザビームを方向変更するた
めの偏向ミラーを示すそれぞれ側立面図および正
面立面図、第９Ａ図および第９Ｂ図は、本発明に
従がつて用いられるビームアラインメント用ター
ゲツトをそれぞれ示す平面図および第９Ａ図の線
９Ｂ−９Ｂにおける断面図、第１０図は、第７Ｂ
図、第８Ａ図および第８Ｂ図に示したレーザ溶接
装置で用いられる偏向ミラーアツセンブリの正面
立面図、第１１図は、第５図および第７Ａ図に示
したレーザ集束アツセンブリの断面図、そして第
１２Ａ図および第１２Ｂ図は、それぞれ、レーザ
ビームおよびＺ−Z′軸線が整合している場合なら
びにレーザビームおよびＺ−Z′軸線が不整合状態
にある場合に、第９Ａ図および第９Ｂ図に示すよ
うな一対のビームアラインメント用ターゲツトを
通るように指向されたレーザビームにより投影さ
れる影を示す図である。 １６９……レーザビーム、１７０……レーザ棒
（発射手段）、１７２……ビーム切換えミラー（指
向手段）、１７６，１７７……偏向ミラー（偏向
ミラー装置）、１７８……光路（ビーム路）、１７
９，１８１……アラインメント用ターゲツト（タ
ーゲツト手段）、２０４……レーザ集束レンズア
ツセンブリ（集束手段）、３７０……ターゲツト
アツセンブリ（取付け手段）、４４０……取付け
部材（取付け手段）。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 複数のレーザ加工作業を実施するためのもの
   であつて、レーザビームを発射するための発射手
   段と、各レーザ加工作業に対応する異なつた焦点
   スポツトにレーザビームを集束するために軸線に
   沿つて運動可能な集束手段が配置されている少な
   くとも１つの予め定められたビーム路に沿い、前
   記発射されたレーザビームを指向するための指向
   手段とを有する複数のレーザ加工作業の実施装置
   において、前記ビーム路の少なくとも１部分又は
   各ビーム路を、該ビーム路内に配置されている前
   記集束手段の運動軸線と位置合わせするためのビ
   ームアラインメント手段を備え、該ビームアライ
   ンメント手段が、アラインメント用ターゲツト手
   段と、前記ビーム路又は各ビーム路と関連して設
   けられて該ビーム路に前記アラインメント用ター
   ゲツト手段を取り外し可能に支持し、該ターゲツ
   ト手段をして前記レーザビームを遮り、以て前記
   ビーム路の１部分が前記集束手段の運動軸線に対
   し整合させられているか或は不整合状態にあるか
   に従つて形状が変化する影を投影せしめる取付け
   手段と、前記ターゲツト手段により投影された影
   を不整合表示形状から整合表示形状に回復するよ
   うに前記ビーム路の前記部分を方向変更すべく調
   節可能に、前記ビーム路或は各ビーム路に設けら
   れ、前記ビーム路の前記部分の方向変更により、
   同ビーム路の前記部分と該ビーム路内の前記集束
   手段の前記運動軸線と位置合わせする偏向ミラー
   装置とを備えていることを特徴とする複数のレー
   ザ加工作業の実施装置。