JPS59156592A - コンピユ−タ制御によるレ−ザ加工作業の実行装置 - Google Patents

コンピユ−タ制御によるレ−ザ加工作業の実行装置

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JPS59156592A
JPS59156592A JP58159152A JP15915283A JPS59156592A JP S59156592 A JPS59156592 A JP S59156592A JP 58159152 A JP58159152 A JP 58159152A JP 15915283 A JP15915283 A JP 15915283A JP S59156592 A JPS59156592 A JP S59156592A
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 制御された移動となるように被溶接加工片の移動を行な
ｉなからレーザ光線を使用することによって、前記加工
片をレーザ光線に関して精密している。特に、本発明は
、ジルカロイとして公知のジルコニウム合金のような揮
発性金属材料の核燃料集合体の要素、すなわち格子スペ
ーサを溶接するための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的に、第７図に示さ
れるような棒束型燃料集合体ｌθの製造に関係してｂる
。図示のように、燃料集合体ノ０は、上部ノズル組体７
．２と下部ノズル組体／４！とを備え、その間に、核燃
料棒７ｔのマトリッ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／ｌによってこのような配列に
保持される独立ユニットである。第７図には示されてい
ないけれども、制御棒が核燃料棒ｌざの配列内の選択し
た位置に備えられてしる〇上部ノズル組体ノコ、下部ノ
ズル組体ｌダ及び燃料棒格子１６は、燃料棒／ｇ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
ＩＯは原子炉内の所定位置に装荷され、それ故、燃料棒
ｉｇの相互に関する方向は厳格に制御される。
本１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−１８図に示されるような燃料棒格子ｌ
乙の製造に関連している。燃料棒格子１６は、略々正方
形であｐｌその周囲は゛、弘枚の外側格子ストラップ１
２によって形成されている。外側格子ストラップ！、２
の各端は、垂直に配置された別の外側格子ストラップの
端に隅シーム溶接部３０によって溶接されている。
複数の内側路、子ストラップ２０は相互に垂直な行及び
列になって配置され、それによって、複数のセルが形成
され制御棒及び核燃料棒／ｌを受は容れるようになって
いる。行及び列に沿って配置された内側格子ストラップ
２Ｑは、垂直に配置された別の内側格子ストラップコσ
を受けるため交点コタのそれぞれに相補的形状のスロッ
トを有している。交点溶接部３コは、交点２ｔのそれぞ
れに形成され、それによっ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コθのそれ
ぞれが各端に、第コへ図番こ示されるように、外側格子
名トラップ＝−に形成された上部又は下部のスロワ１２
１列のいずれかにしつか）と受けとめられるべき大きさ
及び形状の一対のタブ、２基を含んでいる。
該スロット及びタブの溶接３グは、外側格子ストラップ
ココ内のスロワ）Ｊｆｆが形成する上部又は下部の列に
沿って行なわれる。さらに、複数の案内スリーブ３６が
燃料棒格子／Ａ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ｇｏは、内側格子ストラツプユＯ内
に形成された切欠き３ｇに、案内スリーブ３ルを確実に
取９付ける。本発明の精密レーザ溶接装置は、溶接部３
０，３コ、３ダ及び４Ｉｏをそれぞれが形成する一連の
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よって
制御するばかシでなく、レーザ光線に関する燃料棒格子
／Ａ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を
行なうために変えられる。
さて、第λＢ及び２ａ図を参照すると、複数の弾性指＋
４４が、相互に平行関係に内側格子ストラップ２０の長
手方向に配置されてｂるｏ一対の間隔保持指１６が対応
する弾性指ｌｌＩのｂずれかの側に配置され、そして弾
性指ＩＦと共に、交差する内側格子ストラツブコＯによ
って形成されたセル内に配置される核燃料棒ｉｔの弾性
的把持を行なうのに役立ってｂる。弾性指＋ｐａは、間
隔保持指ＩＡ＆に相対する関係で第、２ａ図に見られる
ように右側に配置され、それによって核燃料棒／ざがそ
の間に弾性的に保持される。
内側格子ストラツプコＯを相互に対して且つ外側格子ス
トラツプコ２に対して組み立ズる方法が、第２９図に示
されてｂる。内側格子ストラップ、２０のそれぞれが、
複数のスロット！コを含んでしる。上部ストラップ、２
０ａは下方に延びるスロワ）３．２ａを有し、一方、下
部ストラップ２０ｂは、上部ストラツプコθａの対応す
るスロワ）　３２ｔＬ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ット３λｂを有している。
内側格子ストラップλ０の各端に、外側格子ストラップ
２４の対応するスロット−２ｇ内に配置される一対のタ
ブ、２孟が配置されてしる。
後から詳細に説明するように、内側格子ストラップ２０
は、突出タブｙｇ及びタブ部分ｓｏａ。
ｓｏｂから形成されるような交点溶接部３コによって相
互に溶接されている。即ち、突出タブｌＩｒは、内側格
子ストラップＵｏａ及びコθｂがいっしょに組み立てら
れるとき、対応する一組のタブ部分りＯａと５ｏｂＯ間
に配置されている。突出タブｑｇ及びタブ部分ｓｏｈ、
ｒｏｂにレーザ光線を当てると、本発明に従って非常に
強くかつ汚染のなし交点溶接部３コが形成される。さら
に、外側格子ストラップ２コノ各端ハ隅タブｓ４ｔを有
している。第２Ｄ図に示されるように、外側格子ストラ
ップ２２Ｃ及び、２．２１）は、相互に重なシかついっ
しょにシーム溶接されて隅シーム溶接部３ｏを形成する
隅タブｒｉｂ及びｋｅＱをそれぞれ有してｂる。
羽根４．２は、第、２Ｃ及び２Ｅ図に見られるように、
核燃料棒ｌざを通過する水の乱流を促進するために燃料
棒格子ｌ乙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、弾性指１Ｉ
ＩＩ又は間隔保持指ダ６のいずれもない内側格子ストラ
ップ−〇によって形成されたセルと整列され、それによ
って、制御棒をセル内でかつ案内スリーブ３ル内を通っ
て自由に移動できるようにする。
米国特許第３．？ｔｔ、、ｒｓｏ号及び第、７．７９　
／、４６６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ッ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
よっ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シ
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シ長
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、インコネルによって造られたストラッ
プよシも、燃料棒によっ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ップを造ることは、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、内側格子ストラップが相互に交差するこ
とができるスロットを、ジルカロイから造られた格子ス
トラップが力嵌めされるのではなく、すなわちハン辱−
で打って所定位置に入れられるのではなく、むしろ交差
する格子ストラップの「押込み嵌め」を可能にする制御
された仮締め（ｆｉｔｕＰ）をする、よりゆるい公差の
ものに造る必要がある。
サラに、ジルカロイ製格子ストラップは、ろう付は合金
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ル方法が、ＣＯ２レ
ーザによる連続溶接、Ｎｔｉ：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Ｏパルス電子ビームは、マイクロ秒
及び低いミリ秒の範囲のパルス幅でｓ　／　０”　Ｗ／
ｃｍ”までの出力密度にすることができるｇ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約１こ長い時間を必要と
し、従って、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
を相対的番こ移動させることが必要であり、かつこれは
、非常番こ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、（コＯＯＶ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、かつ溶は込みは非常に浅い。ガ
スタングステンアークの使用はまた、所定数、例えばコ
５の溶接部の形成後に、所望の精密アークを発生させて
、多数のはつきシした形状の溶接部を形成し、かつ隣接
格子ストラッ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り点で、
一連の溶接をするためには受は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、一
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−アルミニウムー
ガーネットのクリスタル棒を使用する固体ｌＪｄ：ＹＡ
Ｇレーザ、及び（２）、レーザ媒体として００、−　Ｎ
、　−Ｈｅの混合物を使用する。ｏｏ、レーザであるＯ
Ｎｄ：ＹＡＧレーザの固有の利点は、その放射が波長へ
〇６ミクロンのオーダーであシ、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
要素をする。さらに、Ｎｄ　：　ＹＡＧレーｒγ、コｏ
ｏパルス／秒以内のパルス周波数の４／、ＯＱＷの平均
出力に、かつ７ミリ秒以内に対してはｇｏｏｏＷ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−溶は
込みの溶接をすることができ、従って、核燃料棒格子の
溶接されたストラップの構造上の安全性を確保する。こ
のようなレーザは、そのシャッターを開いたままの［冷
温始動（ｃｏｌｄｓｔａｒｔ　）　Ｊから動作させるこ
とができ、それによって溶接時間は、電力がそのフラッ
シュランプに印加される時間長によって決定される。こ
のような溶接方法は特に、溶接毎のｏ、ｇ秒のオーダー
のレーザロッ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−。さらに、熱平衡状態
がレーザロッド内に達成されるまで、光路長変化が生じ
る・Ｎｄ工ＹＡＧレ−サの第一の動作方法は、一定数の
パルスを１取シ去る”ためにそのシャッターを使用しな
がら−、レーザのパルス状の連続作動を可能にして、従
って、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。
機械加工、特にジルカロイのレーザ穿孔及び痔接が、光
学器具工学学会の会報、ＶＯ’ｌ、　２４Ｉ７、「レー
ザ工学及び利用の進歩Ｊ　（ＡＤＶＡＮＱＫＳ工ＮＬＡ
ＳＥＲＩＮＧ工Ｎ１１ＪＲ工ＮＧ　ＡＮＤ　ＡＰＰＬ工
ＣＡＴ工０ＮＳ）における論文「レーザ溶接を使う核燃
料棒の与圧」（Ｐｒｅｓｓｕｒｉｚａｔｉｏｎ　ｏｆ　
Ｎｕｃｌｅａｒ　Ｆｕｅｌ　Ｒｏｄｓ　ＵｓｉｎｇＬａ
ｓｅｒ　Ｗｅｌｄｉｎｇ　）、及び「流体喪失試験原子
炉用のジルコニウム核燃料棒へのチタニウム保護サーモ
カップルの外部取シ付けＪ　（ＦｉｘｔｅｒｎａｌＡｔ
ｔａｃｈｍｅｎｔ　ｏｆ　Ｔｉｔａｎｉｕｍ　５ｈｅａ
ｔｈｅｄ　Ｔｈｅｒｍｏｃｏｕｐｌｅｓｔｏ　、Ｚｉｒ
ｏｎｉｕｍ　Ｎｕｃ’１ｅａｒ　Ｆｕ、ｅｌ　Ｒｏｄｓ
　ｆｏｒ　’ｔｈｅＬｏｓｓ−ｏｆ−Ｆｌｕｉｄ　Ｔｅ
５ｔ（ＬＯＦＴ）　Ｒｅａｃｔｏｒ　）に説明されてい
る。これらの論文は倚に、第１図に示された棒／ｇのよ
うな核燃料棒の製造に関連している。前記論文「レーザ
溶接を使う核燃料棒の与圧」において、レーザ溶接以外
の種々の可能な溶接技術が説明されている。特ｌこ、抵
抗突合せ溶接が試みられたが、しかし薄肉被覆を溶接す
るとき制御しかつ再現することが困難であるとわかった
。次に、高圧ガスタングステンアーク溶接は、比較的高
圧でのアーク開始及び制御の困難性があった。特に、核
燃料棒は、燃料ペレットが装填され、そして高純度ヘリ
ウム内でのガスタングステンアーク溶接によってシール
されるものとして説明されている。その後、燃料棒は、
パツキン押えによるシールを通してレーザ与王室内に導
かれる。各燃料棒の上部端栓は、与圧室を高純度ヘリウ
ムによって与圧しながら、鋭く焦点を合わせたレーザ光
線によって穿孔される。レーザ穿孔動作の後、ヘリウム
は、穿孔した開口を通って、燃料棒の中に進入する。
その後、穿孔した開口は、レーザ光線の焦点をぼかすこ
とによってシールされる。所望の与圧ガスを燃料棒内に
供給することに加えて１溶接室内でヘリウムを使用する
ことが、ジルカロイを急速に酸化（燃焼）、又は汚染さ
せない適当な不活性ガスを与えることになる。さらに、
テープ制御システム又はミニコンピユータを使用して、
燃料棒を、レーザ光線の焦点のレーザ溶接位置まで、レ
ーザ与圧室内に進めて、パツキン押えシールをロックし
、該与圧室に対する不活性ガスヘリウムの排気及び導入
を制御し、そして最初に所望の穿孔をして、その後この
孔をシールするためにレーザのパルス状動作を制御する
全自動の燃料棒レーザ与圧システムが記載されている。
核燃料棒のレーザ穿孔及びシールの同様な記載が、米国
特許第３．７７　’１．０　／　０号明細書に記載され
ている。この特許は、核燃料棒が最初に穿孔され、それ
からこの孔がシールされる単一位置に、核燃料棒がある
と込うことを開示している。
従って、第２ｈ図に示されたような燃料棒格子１６の交
点溶接部３コ、隅シーム溶接部３０゜スロット及びタブ
溶接部３４ｔを形成するために必要とされるように、核
燃料棒のような加工片を再位置決めし、あるいは一連の
レーザ操作を制御することは必要ないということが明白
である。燃料棒格子／６を製造するために必要とされる
溶接部の数及び種類を考慮すると、切欠きシーム溶接部
ｙｏ及びスロット及びタブ溶接部３りを形成可能にする
ために、Ｘ及びＹ軸によって画定された平面から格子／
Ａの形態をした加工片を回転させることが必要であ）、
一方、交点溶接部を形成するために一連のステップでＸ
及びＹ軸に沿って格子／６を動かすことが必要である。
従来技術は、燃料棒格子７ｔと燃料棒ｉｔの表面が相互
に摩擦し金層、溶接汚染や、その結果の燃料棒格子／Ａ
（７）機械的破損の可能性を増すフレツチング腐食の問
題があった。燃料棒１ｇ及び格子１６を含む燃料集合体
／θは、沸騰水型原子炉（ＢＷＲ）、又は、典形的には
水である′冷却材が３２０℃（６ｏｏ′Ｆ）のオーダー
の温度にまで過熱され、すかめち冷却水の沸騰点が非常
な高圧を加えることによって上昇させられる加圧水型原
子炉（ＰＷＲ）の悪環境内に配置されるように設計され
て−る。このような条件のもとで、何らかの汚染、及び
特にフレッチング腐食が増強される。７９７５年に刊行
された［原子カニ学及び設計Ｊ　（ＮＵＣＬＥＡＲＦｊ
ＮＧ工ＮＫＥＲ工Ｎ（ｉ　ＡＮＤ　ＤＦｆＳｌＧＮ）に
おける論文［沸騰水型原子炉における燃料被覆管の外部
腐食の特徴Ｊ　（５ｐｅｃｉａＩＦｅａｔｕｒｅｓｏｆ
　Ｅｃｔｅｒｎａ’ｌ　Ｃｏｒｒｏｓｉｏｎ　ｏｆ　Ｆ
ｕｅｌ　Ｏｌａｄｄｉｎｇ　ｉｎＢｏｉｌｉｎｇＷａｔ
ｅｒＲｅａｃｔｏｒｓ　）は、フレツチング腐食の原因
である種々の機構を説明している。第７に、格子／６と
その燃料棒７ｇとの間の接触点における溶接部の摩損に
よって、又はその形成によって、金属粒子が生じる。こ
れらの金属粒子はその後酸化して、摩損作用を増す摩損
粉を形成する。最後に、保護酸化物層下の金属は、表面
相互間のぢ］つ掻きによ多金属酸化物が連続的に除去さ
れることによシ、酸化する。特に、ジルコニウム合金は
、引っ掻き作用による金属の直接酸化の傾向がある。
内側格子ストラップ２０及び外側格子ストラツプコλと
、燃料棒格子／２の案内スリーブ３６との間の結合部の
連続汚染が結局該結合部の損傷になるということが容易
に考えられる。結果として、燃料棒／ｌは、強い水流に
よる強い振動を受け、続いて燃料棒破裂や、冷却水中へ
のウラン酸化物の放出となる。このウランの大部分はイ
オン交換器ｌこよって吸収されるが、しかし小量は炉心
の構成要素に付着するかもしれない。冷却水中へのウラ
ン酸化物の放出はさらに、燃料棒格子１６だけでなく燃
料棒／ｇの腐食速度を高める。上述した「原子カニ学及
び設計」における論文は特に、汚染溶接環境でのジルコ
ニウム合金のような格子及び燃料棒材料の溶接が、汚染
された溶接とを夛、従って前述の問題となるということ
を記載している。特に、ジルカロイのタングステン溶接
や、溶接環境における酸素及び水の悪影響の問題が論じ
られそいる。
高酸素量が溶接の困難性を増すであろう。
７９７３年に刊行された「原子カニ学及び設計」におけ
る別の論文「ＰＷＩ（における被覆の外部腐食Ｊ　（Ｅ
ｘｔｅｒｎａｌ　Ｃｏｒｒｏｓｉｏｎ　ｏｆ　Ｏｌａｄ
ｄｉｎｇ　１ｎＰＷＲｓ　）は特に、ジルカロイの腐食
の影響を述べ、ｓ　ｏ　ｏ　℃を越える温度で、酸素の
存在はこの金属の延性を低下させると記載している。こ
の論文は特に、タングステンアーク溶接の主要な問題は
、燃料粒子又はタングステン電極材料を含むシールドガ
ス中の不純物による汚染であるということを開示してい
る。特に、このような汚染は、燃料棒／ざ上に白い酸化
層として大量に現われるウラン酸化物の形態をとる。特
に、この論文は、水及び酸素の濃度をそれぞれ約コＯ及
び／　Ｏｐｐｍ以下に維持することを示唆している。「
原子カニ学及び設計」における前述した二組の論文は、
大きなジルカロイ要素、特にジルカロイから造られた燃
料棒格子を溶接する問題を取り扱っていないけれども、
経験によると、比較的に不純物のある環境で形成した溶
接部は、最初は汚染度の低い溶接部を生じ、原子炉の苛
酷な環境にさらされるとき特に、フレツチング汚染を受
ける、ということがわかった。従って、ジルカロイの何
らかの溶接、特にレーザ溶接は、汚染が最小にされかつ
原子炉の悪条件のもとで劣化しないということを確実に
するために、制御された純粋雰」気中で行なわれること
が特に重要である。
米国特許第Ｊ、ｊ　！ｒ！ｒ、１３９号明細書は、多数
の従来技術のうちの初期の一例であル、溶接プロセスと
共に加工片の位置がディジタルコンピュータによって制
御される自動化したレーザ溶接装置を開示してしる。こ
の特許は、加工片がＸ軸に沿って端から端まで、Ｙ軸に
沿って水平方向に前後に、そしてｚ軸に沿って垂直方向
に上下に動かされるとき、加工片を制御しながらのレー
ザ光線の制御を示している。典形的には、パルス駆動モ
ータがディジタルコンピュータによって作動されて、加
工片を選択された軸に沿って直線的に動かす。さらに、
溶接は制御された雰囲気内で実施され、特に、溶接室内
へのガスの圧力及び流れは、ディジタルコンピュータに
よって制御される。さらζど、カウンターがパルスを計
数するために使用され、それによって加工片に印加され
るレーザパルスの数が同様に制御されることができる。
米国特許第’１．Ｏｇ　ｇ、ｇ　？　０号明細書は、レ
ーザ放射を制御するためのプログラマブル制御装置、特
に、所望量のレーザ放射が加工片に向けられる高ビーム
シャッター９制御装置を開示している。この特許はまた
、垂直軸に沿って加工片を支える往復台の直線移動を開
示し、それによって加工片は、レーザ溶接がなされる位
置に具合よく運ばれる。特に、溶接して一体にされるべ
きコ片の間の継目にレーザ光線を向けながら、加工片を
回転してシーム溶接を行なうことが開示されている。
米国特許第Ｊ、１１．２コ、コ１６号明細書は、Ｘ及び
Ｙ軸に沿ってそれぞれ加工片を駆動するためのサーボ駆
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
の釉に沿って加工片の移動を示すフィードバック信号を
発生し、それによって正確な加工片位置を確保する。
レーザ加ニジステムは、半導体アセンブリの切断を含む
精密作業のために適していた。レーザをこのような高精
密加工作業ｊこ使用するとき、レーザと加工片の間、特
にレーザと加工片保持アセンブリの間の相対位置は正確
に維持されることが重要である。加工片と実際に接触す
る工作機械とは異なシ、レーザは、比較的大きな距離そ
の加工片から離される−０このようなレーザ加ニジステ
ムにおいて、加工片保持アセンブリはレーザから比較的
大きな距離のところに配置されている。このようなレー
ザ加ニジステムの装置において、力６工片保持アセンブ
リとレーザの１間のいかなる相対移動も支持構造によっ
て増幅されるので、レーザ光線が加工片に関して比較的
に大きく移動し、従ってレーザ光線を加工片上に焦点合
わせする際の精度が低下するＯレーザと加工片保持アセ
ンブリの間の相対振動は、加工片におけるレーザ光線に
希望される小断面積の割に重大である０／インチの数十
分のｌか又はそれ以下で測定された精度では、もし相対
振動があるならば、焦点を合わせたレーザ光線は同様に
振動し、そしてこのような振動は、レーザ及び加工片位
置決め手段がいっしょに結合されている支持構造によっ
て増幅されるといりことがわかる。これらの理由のため
、レーザ加工において、特に、レーザ光線を非常に微小
な点に焦点合わせする場合に、希望の精度を得る際に振
動が問題となっていた。レーザ光線のこのような正確な
焦点合わせは比較的に長す焦点距離では有利に行なわれ
るが、しかし振動及び衝撃のために、正確な機械加工を
達成するのに困難性が増す。米国特許第、３．ｇ　０３
，３　？　９号明細書は、レーザ光学システム装着台及
び加工片保持フレームの剛構造の使用を示唆している。
特に、該装着台は中空箱として構成され、かつ一方の部
材にある穴を通して力源めされそして他方の部材内にね
じ込まれる位置決めピンによって相互に結合される。さ
らに、装着ベッド及び加工片保持フレームは、堅固な床
で装着台の全重量を支えるために、防振パッド上に装着
されている。
前述の米国特許第３．ｇ：　０３，３７９号明細書はま
た、レーザ光線の強度を精確なレベルに維持する問題を
論じている。特に、この特許は、加工片を変えるとき、
新たな加工片を取シ付ける間レーザを止め、その後レー
ザを起動して、そのレーザ光線による機械加工を再び始
める前に所望の強度レベルにレーザを戻す必要があると
いうことを記載している。特に、レーザ光線の強度変化
は加工片に対する機械加工効果に相当する変化を生じさ
せるであろう。この問題を克服するために、米国特許第
３．ｇ　ｏ　、７．Ｊ　ｆ　を号明細書は、ダイバータ
機構をレーザ光線の通路に沿って組み込むことによって
レーザ光線を熱シンク内にそらしうろことを示唆してい
る。従って、加工片を取り換える間、ダイバータ機構は
、レーザ光線を熱シンク内にそらして、平衡状態のもと
にいったん確立した温度が機械加工作業間で変わらない
ように、レーザ光線を止めることなく一様な割合で発射
し続けるようにする。さらに、レーザを長く使用すると
、レーザ光線の強度は、関連した励起ランプ及びレーザ
自身のエイジングにより、時間と共に減衰するであろう
。さらに、レーザ光線は加工片に当たるとき典形的には
、ガス状物質及び異物を放出し、これが加工片文はレー
ザ焦点レンズを被覆して、機械加工効率は低下する。従
って、周期的にレーザシステムを較正して、加工片に加
えられるレーザ光線のエネルギーレベルを正確に制御す
ることが必要である。
レーザ加ニジステムの初期の開発において、レーザは、
個々の低生産機械加工作業のために使用された。レーザ
技術の開発に伴って、レーザシステムは、コンピュータ
によっ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
のようガ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、それによって、一連の溶接その他の
機械加工効果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
番どなる。前述の燃料棒格子の生産のように、同一溶接
部を繰シ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、ノマ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シ、かつこの寿命が終
った後、新たにレーザシステムを較正すると共に、少な
くともランプを鹸）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、米国特許第グ、
２２３．ユｏｉ号、第’１１２コ３，２０コ号、第ダ、
ＯＫ３，４２９号明細書によっ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−加工片上
に第１及び第一の光路に沿っ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。米国特許第グ０ざ３６ユ
タ号明細書は、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、第一の溶接機が溶接作業を行な
う第一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ａつの溶接機を使用することができ、
従って、第１から第一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、加工片を運ぶがあ
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、１台の溶接機を
使用する必要があるのでこのような装量についての設備
投資をがな多増加させる。これらの問題を克服する試み
として、米国特許第グ、０１３，４２９号明細書は、レ
ーザ溶接機が一つの別個の溶接位置で順次溶接するコモ
ード式スイッチング装置の使用を示唆している。特に、
反射ミラーを回転するためのモータか記載され、該モー
タによって、レーザ光線が交互に第１の、それから第一
の焦点通路に沿って加工片に交互に向けられ、電気素子
の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シ換えや、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０米国特許第
ダ、コ２３．λｏｉ号明細書は、船の建造において出会
うよりなよシ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ａ特に、米国特許第ダ、λ、
２３．コ０１号明細書は、レーザ光線を第１と第一の通
路に沿って順次向け、それによって、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−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と第一の溶接ヘッドを制御するために使用されている
。米国特許第１１，２２３，２θコ号明細書は、自動制
御装置が加工片に関する溶接ヘッ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λつの加工片の両側に溶接を行なうと共に、ａつ
の加工片をいっしょにシーム溶接することを示唆してい
る〇米国特許第ダ、ｏ’；ｔｔ、ｉｉ、’；を号明細書
は、レーザ溶接σ間、溶接位置の雰囲気汚染の問題を認
めている０真空中でのレーザ溶接を試みていたが、しか
しこの特許は、真空溶接が、真空状態をつくるために、
必要とされる溶接時間を増加させると共に、収容するこ
とのできる加工片の大きさ及び形状を制限する、という
ことを記載している。あるいは、加工片は不活性ガス内
に完全に沈めてもよく、また、溶接されるべき加工片の
領域上にアルゴンのような既知の不活性ガスの流れをト
レーラシールド（ｔｒａｉｌｅｒ　５ｈｉｅｌｄ　）に
よって形成してもよい。特に、米国特許第ｅ、０７１！
：、／　Ａ　７号明細書は、加工片がシールドハウジン
グ下方で運ばれるとき加工片の溶接位置まわシに不活性
ガス内を確立するためのシールドハウジングを開示して
いる。共形的にはアルゴンである不活性ガスは、不活性
ガスの一様なおおいを形成するため複数の開口を有する
ガス通過手段を通され、該不活性ガスは加工片上を流れ
かつシールドハウジングと加工片との間の通路を通って
雰囲気内に流入する。不活性ガスの流れは、酸素及び水
を含む雰囲気ガスが溶接領域に流れ込むのをある程度防
止する。不活性ガスの流量は、反応ガスから溶接部をシ
ールドするために制御されるが、溶融物質の乱流を生じ
させ、これが多孔且つ不均質な溶接部をつくる。
米国特許第４４０１ｔｌＡｔ号明細書は、溶接されるべ
き特別の金属について述べておらず、かつ前述の燃料棒
格子用のようなジルカロイのレーザ溶接を考えていない
。ジルカロイ、は、雰囲気中に見られるような酸素、窒
素、及び水に対して高い反応性があることが知られ、そ
してこの発明に通じる溶接テストは、隣接溶接領域まわ
りの不活性ガス流が、ジルカロイのレーザ溶接のための
適切なシールドを形成しないことを結論的に示している
。この発明によると、アルゴンのような不活性ガスの雰
囲気は、／７７ｐｐｍのオーダ〜の純度に確保され、そ
してこの程度の純度は、米国特許第４４０７ベ／４７号
明細書では考えられていない。
従来技術に関する前述の説明は、多数の精密溶接部を形
成するた込に、自動化コントローラのもとで加工片が順
次動かされる、ジルカロイのような高反応性材料の自動
レーザ溶接を哲なうときの重要な問題を示している。前
述のように、溶接材料の汚染を避けるために周囲豚囲気
を非常な高純度に維持しながら、加工片、例えば前述し
たよりなレーザ溶接する格子１６を、焦点合わせしたレ
ーザ光線に関してＸ、Ｙ及びｚ軸のそれぞれに沿って動
かすことが必要である。
また、レーザ光線に関して３次元で一連の位置に加工片
を動かしている間さえ、高度のレーザ効率を達成するこ
とが望まれる。さらに、小寸法の部分に精密溶接部を形
成する問題や、特に、異なる種類の溶接部に対して精確
なレベルで衝突レーザ光線の出力レベルを維持する問題
があ多、レーザロッド及び励起ランプを含むレーザ装置
又はシステムが長い期間にわたって高作業テコ−ティ率
で使用されるときのレーザ出力の減衰Ｎ及びレーザ溶接
異物の影響に注目されたい。
従って、本発明の目的は、加工片のレーザ加工作業の新
規且つ改良されたプログラマブル制御装置を提供するこ
とである。
本発明は広義には、非反応性のガスを含む環境内でコン
ピュータ制御により一連のレーザ加工作業を実行する装
置であって、加工室と、レーザ光線の焦点を加工片に合
わせ該加工片にレーザ光線を向けるレーザ及び光学装置
と、前記加工室内に非反応性ガスを選択された割合で指
向するためのガス指向装置と、レーザ光線に関して前記
加工室及び加工片を所定の移動順序で選択的に移動させ
、それによって加工片の選択された個所にそれぞれの加
工作業が実「参れる移動装置とを備えると共に、加工片
のレーザ加工を制御するためのプログラマブルコンピュ
ータであって、前記選択された割合を示すプログラマブ
ルパラメータに従って前記ガス指向装置を制御するため
の制御装置と、前記移動装置を制御して、前記加工室及
びその中に配置された加工片を前記移動順序で順次動か
すため、加工片の加工個所を示す一組の命令によってプ
ログラム可能のプログラマブル回路とを含むプログラマ
ブルコンピュータを備えるコンピュータ制御によるレー
ザ加工作業の実行装置に存する。
本発明の上記目的及び他の目的によると、加工片の材料
に関して非反応性のガスを含む環境内で、加工片に一連
のレーザ加工作業を実行するためのコンピュータ制御装
置が提供される。
このコンピュータ制御装置は、加工片を受は容れるため
の機械加工室と、制御され、選択された流量で機械加工
室内に非反応性ガスを指向するためのポンプ形態の指向
装置とを含んでいる。
レーザ光線はレーザによって発生され、焦点を合わせら
れて加工片への通路に沿ったビームになる。一連のステ
ップにおいて機械加工室及びその中の加工片を選択的に
動かすための移動装置が備えられ、それによって、一連
のレーザ発射操作、特に溶接を加工片の一連の選択され
た個所に行なうことができるように、加工片とし一ザ光
線の間の相対位置が変えられる。コンピュータは、非反
応性ガスが加工片の機械加工位置へ及び機械加工室内に
導入される割合を制御するようにプログラムされ、それ
によって、選択的に動かす移動装置は、一連の溶接作業
を達成するべく加工片を配置するように制御されること
ができる。
本発明の別の側面においては、コンピュータは、レーザ
光線を最初に第１の加工片への第１の通路に沿って、そ
れから第コの加工片への第コの通路に沿って向けるため
に、レーザ光線の指向又は分割アセンブリを制御するよ
らにプログラムされている。２台のコンピュータが各加
工片のレーザ加工を行なうように構成され、かつある瞬
間には一台のコンピュータのうち１台のみが、レーザ光
線の制御をするように、レーザ光線指向装置の制御を統
合するべく相互に惑続されるように計画されている。
本発明のさらに別の側面において、機械加工室は第１の
実質的に平面の基準面を形成する堅固な床の上に据え付
けられ、そして、第一の実質的に平面のシール面を与え
るシール室と機械加工室の位置を調整するためのアセン
ブリとを囲むハウジングが備えられて、機械加工室内の
機械加工環境の健全性を維持しながら、上部局面とシー
ル室の間に実質上一様な隙間を形成して、拘束もなく機
械加工室の移動を可能にする。
本発明のさらに別の特徴においては、機械加工室は摺動
テーブル上に装着されていて、該機械加工室及びその加
工片を、レーザ光線が加工片に向けられる第１の位置か
ら、加工片が容易に挿入され、かつそこから取シ除くこ
とのできるレーザ光線から離れた第２の位置に、移動さ
せることができる。摺動テーブルは、そこに取シ付けら
れた測定装置がレーザ光線を受けてその出力レベルを示
す信号を発生するように配置されている第３の位置に、
移動可能であシ、該出力レベル信号によって、レーザ励
起の度合は、コンピュータ内にプログラムされるパラメ
ータに従って調整又は較正することができる。
次に、・本発明の好ましい実施例を特に図面を参照して
詳細に説明する。
燃料棒格子１６は、上述したように、内側格子ストラッ
プ２０及び外側格子ストラップλλから成ル、これらの
格子ストラップは第、２Ａ〜、ＺＥ図に示すように互に
組立てられ溶接される。
格子ストラップ：ｌＯ，２１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、ストラップ２
０．．２２を熱処理し、米国特許願連番第１１１１１．
／９ｇ号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／６と被加工片取付装置とを本発明
のレーザ溶接装置１００によって溶接する。溶接装置ｉ
ｏ。
は、不活性ガスの純粋な雰囲気中において、交点溶接部
３２、陽暦接部ＪＯ（シーム溶接）、スロットタブ溶接
部３グ及び切欠き溶接部ｌＯ（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
の溶接ステップを、第３Ａ〜３Ｌ図について説明する０
レーザ溶接装置につめては後に説明する。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１０θの作用を
理解する上に有用と思われる。第３Ａ〜３Ｌ図かられか
るように、燃料棒格子／４は、Ｙ軸及びＹ軸に沿って１
つの平面内において増分的に移動し、Ｙ軸の回）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／６は、溶接室によ多
形成された制御された雰囲気中に羽根クコが上向きに延
びるように配される。溶接ジグは米国特許願連番第４ｔ
／　４’、Ａ　２　！ｒ号に記載されておシ、内側格子
ストラップ２０及び外側格子ストラップ２コはこのジグ
によっ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、羽根グーの偏向用の装置であシ、
ベーン４．２はこのジグによって溶接ジグ中に嵌合され
る。ベーン抑制ジグは、米国特許願連番第ａｉｌ／−、
ｉｙ’ｙ号に記載されている。所望の純度即ち水／　Ｏ
Ｉ）Ｉ）ｍ及び酸素７１）：９ｍ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って雰囲気を清浄に
する０純粋な雰囲気が得られたら、Ｙ軸及びＹ軸に沿っ
た一連の増分運動によって燃料棒格子１６を移動させる
ことにより、内側格子ストラップ２０の間の各々の交点
コグをレーザ光線／７ｇに整列させる。次にこれに成る
制御された量のエネルギーを与えることによフ交点溶接
部３２を形成する。後に群述するように、較正されたり
ザーバー電圧によｐ付勢されるパルス状励起ランプによ
って励起させたＮｄ　：　ＹＡＧパルスレーザによって
、レーザ光線／７１を供給し、燃料棒格子／６に特定さ
れたレベルのエネルギーを与える。特に内側格子トラッ
プ２０の交点コｑ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．−ｍ
秒、パルス周波数が１秒間２０パルス（、ｚＯＰＢＢ）
、平均出力３５θＷ１ピーク出力２１１θＷ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蝋溶接
部３コを形成する。燃料棒格子／６がレーザ光線／’／
ｌに対し整列位置になった時にレーザ光ａ／７ｇをオン
にすることによって交点溶接部３λを形成する。
第３Ｂ図に示した次のステップでは、後述する機構によ
って燃料棒格子／６がＹ軸の回シに９００回動され、そ
れによシ第１のスロット−タブ溶接部３ダ及び第１の陽
暦接部３θ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ｉｑｔを指向させつつ
燃料棒格子１４をそのＸ軸に沿って移動させることによ
多形成する。本発明の代表的な実施例によれば、スロッ
ト−タブ溶接部３グは、１分間ｑｂ、、２ｃｒｎ（ｓｏ
インチ）の速度（３０工ＰＭ）で燃料棒格子１６を移動
させつつパルス幅２０．２ｍ秒、パルス周波数５０パル
ス／秒（５θｐｐｓ　）及び平均出力Ｊ　！；ＯＷのレ
ーザ光線／１ｇによって形成する。第３Ｂ図には、各々
のスロット−タブ溶接部、７４ａ及び陽暦接部３０ａを
形成するためのレーザ光線／７ｇ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／Ａを時計方向
に回転させ、反対側の外側格子ストラップ、２．２ｂが
レーザ光線／７ｔに整列され、それによって第一のスロ
ット−タブ溶接部３１１１：）及び第一の陽暦接部、？
Ｏｂを形成する。次に第３Ｄ図に示すように、燃料棒格
子／６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／６とその溶接−ジグと
を溶接室から取出す。
第３１！ｉ〜３Ｈ図に示すように、同様の一連の溶接ス
テップが行われる。溶接室から取出した後−燃料棒格子
／６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１６と溶接ジグとを２軸の回
シに９００時計方向に回転させ、未溶接の外側格子スト
ラップλ４０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ックされる。
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３１！ｌ！図に示すように、Ｘ軸及びＹ軸に沿っ
て一連のステップにより燃料棒格子／６を増分的に移動
させることによル、上述したように交点溶接部３コを形
成する。全部の交点溶接部３コが形成された後に、燃料
棒格子１６をそのＹ軸の回９に反時計方向に９０°回転
させることにより、第３のスロット−タブ溶接部３ＱＯ
及び第３の陽暦接部３００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）に／ｇＯ°
回転させて第ｔの外側格子ストラップココｄをレーザ光
線ツクにに対向させることによシ、第グのスロット−タ
ブ溶接部、？４（＋１と第ダの陽暦接部３０ｄとを一形
成する。次に第３Ｈ図に示すステップにおいて燃料棒格
子１６を反時計方向に出発位置まで９００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３工〜３Ｌ図には、案内スリーブ３６を燃料棒格子／
６に溶接するステップが図示されている。最初に燃料棒
格子１６を、第３Ａ〜３Ｈ図ｉこ示すステップにおいて
必要とされた溶接ジグから取外し、米国特許願連番第弘
ｌ乞２３２号こと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ップ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３ｇを備えたレセルを通って配設された複
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ップＳＯの表
面の中心部にそれと平行に配設されるように１案内スリ
・−ブ３６を正確に位置決めする。案内ス１ｊ−ブ３６
が燃料棒格子／ふに対し正確に一列され組立てられたら
、燃料棒格子／６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／７ｇ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０
次に第３Ｊ図に示すように燃料棒格子１６を反時計方向
にｌｊ−’回転させた後、第３Ｊ図に示すようにレーザ
光線ｉｑｇの通路に対してグ！０になるこの位置に燃料
棒格子／６と案内スリーブ３６の溶接ジグとをロックす
る。次にパルス幅６０．２ｍ秒、パルス周波数コＱ　Ｐ
ＰＥＩ　、平均出力コマ３ｗ及び溶接速度、２４．ＩＩ
儂／分（ｉｏ工ＰＭ　）によって一連の切欠き溶接部ａ
Ｏを形成する。レーザ光線／７ｇをパルス状にして燃料
棒格子／６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１ｔｔｒを再度合焦
する必要がある。燃料棒格子１６をＹ軸に沿って移動さ
せ、各々の案内スリーブ３６をレーザ光線ｉｙｇ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
ｙｏを形成した後、次の案内スリーブ３ルを整列させる
ように燃料棒格子／６を移動させることによって、一連
の切欠き溶接部ダθを形成する。ｌ水平列の案内スリー
ブ３４が溶接された後、燃料棒格子／６をＸ軸に沿って
移動させ、次の列の案内スリーブ３６をレーザ光線／り
ｇと整列するように位置決めする。次に切欠き溶接部弘
０を形成するようにレーザ光線／７ｇを再度合焦させる
必要がある。第３Ｊ、３に図に示すように案内スリーブ
３６をグ個の切欠き３ｇに係合させ、案内スリーブ３ル
の両側で切欠き溶接部４ＩＯを形成する。
案内スリーブ３６の一側を溶接した後、第３に図に示す
ように燃料棒格子／６を反時計方向にｑｏ０回転させ、
反対側の他方の切欠き３ｇをレーザ光線／７ｇ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ｔｏ
を上述したように形成する。最後に第ｊＬ図に示すよう
に燃料棒格子／ｌ−を出発位置まで反時計方向にＩＩ　
ｓ　Ｏ回転させた後、燃料棒格子１６と案内スリーブ３
６の溶接ジグとを溶接室から取出して、燃料棒格子／＆
の溶接ステップを終了する。
第４図には、内側及び外側の格子ストラップ２０、−一
を連結して燃料棒格子／Ａを形成し、案内スリーブ３６
を燃料棒格子１ｔｉｃ、、固定するのに必要な一連の溶
接部特に交点溶接部３コ、スロット−タブ溶接部３４Ｉ
、陽暦接部３０及び切欠き溶接部ｙ−ｏを制御するため
のレーザ装置１０、Ｌ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１７ざを発射し、
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１
０２（後続の図で詳細に示す）を制御することによって
行われる。各々の被加工片例えば燃料棒格子１６は、位
置決めモジュール１ｏｔａ又は／、０１．ｂによって、
各々の溶接位置に次々に動かされる。第を図にはモジュ
ール１０６ａが示されている。特に溶接室／θｇは、一
連の溶接部を形成するための燃料棒格子／６の運動を許
容しつク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
決めモジュールｉｏｔと組合されている。着側位置決め
モジュールｉｏｔ　ａは、開位置で図示されている右側
キャビネットドア／／＋ａを有している。同じく１左側
キヤビネツトドア１ｉ４１ｂがその閉位置で図示されて
おシ、該ドアは、左側位置決めモジュールｉｏｔ　ｂ及
び左側溶接室１０ｇｂをカバーすることが諒解される。
キャビネットｉｏ＋はさらに、後述のレーザ装置ｉｏｘ
、主フレームｌココ、アルゴンパージ装置ｉｉｔ、及び
アルゴン供給装置ダク３と共に、右側及び左側位置決め
モジュール／θ４ｍ及びｌθ６ｂを取シ囲んでｂるＯ一
対の検知マットが右側及び左側位置決めモジュールｌ０
ＡＬ及び１ｏｔｂのすぐ前にそれぞれ配置され、左安全
ゾーン／、？４Ｉ−ａ及び／３’ｌ’ｂを形成している
。ゾーン／３’ｌａ及び／ＪＩＩｌ）は、対応の溶接室
ｉｏｔをキャビネツ）　１０１１外の位置に駆動するの
を防ぐために、その上の操作者の存在を検知する。
レーザ電源／２０は第１図に示され、かつこれは、以下
により完全に説明される方法でコヒーレント光の放射を
制御するために、レーザ装置／Ｑコに適当な導体によっ
て結合されているＯさらに、右側及び左側位置決めモジ
ュールｉｏｔ、ｈ及び１０＆ｂ内でのレーザ発射操作の
制御にそれぞれ関連した第１、すなわち右側コンピュー
タ数値制御部（ＯＮＯ）’　／　、２４　ａ及び同一の
第λ、すなわち左側ＯＮＯ／２６１）を含むコンピュー
タ制御装置／、２Ｆが備えられている。後述するように
、右側及び左側ＯＮＯ／、２４＆及びｌコミｂは、レー
ザ装置１０コの制御を命じ、それによってＯＮＯはレー
ザ装置／θコの制御を時分割する。
レーザ電源／２０は、第２３１図によシ完全に示される
ように、レーザ溶接機表示パネル／３２を含み、そして
ＯＮＯ／、２４ａ及び１ｓｔｂのそれぞれが、第、２３
Ｂ図によシ完全に示されるように、機械機能パネル（Ｍ
ＦＰ）　／　、？０を含んでいる。
主フレーム／、２．２は、右側及び左側位置決めモジュ
ール１０Ａａ及び１ｏＡｂに関して整列し位置にレーザ
装置１０２を調整可能に取９付けることができ、第Ｓ図
により完全に示されている。
レーザ装置ｉｏλに一旦整列されると、右側及び左側位
置決めモジュール１ｏｂａ及びｌ０Ａｂは主フレームに
関して、従って、レーザ装置１０１に関して固定され、
その結果、レーザ光線／７ｇの整列が各位置決めモジュ
ールＩＯＡ＆及びｉｏｔ、ｂに関して、従って、支持さ
れた燃料棒格子／乙に関して正確に制御することができ
るとｂうことを確実にする。主フレーム／２コは、上プ
レート／クコ及び下プレート１ｌＩ３（第７図参照）か
ら構成され、それぞれ正方形管のフレームに溶接されて
いる。第７図に示されるように、水平調節兼衝撃吸収パ
ッド、２．２＋は、下プレート／’１３に取シ付けられ
ておシ、レーザ溶接装置／Ｑθが載置される床を通して
該レーザ溶接装置ｉｏｏに加えられるかもしれない振動
から、レーザ装置１０２並びに左右の位置決めモジュー
ルｌθ６ａ及びｌ０Ａｂを遮断する。さらに、パッド２
２’ｌは、右側及び左側位置決めモ身ニール／Ｑ１．ｅ
Ｌ及び／θ＆）のそれぞれと関連した（後述の）モータ
駆動装置によって生じるかもしれないどんな振動も減衰
させる。上プレートｌクコは、他の装置構成要素を取シ
付けるための基準面を形成するために、正方形管のフレ
ームに溶接された後、平らに機械加工される。これらの
他の機械構成要素は、重要な整列を維持することができ
るように、上プレート／’１．２に、又は該プレートに
関して、ボルト締めされ、ある込はほぞで結合される。
運動支持体ｉｕｏは土プレート／クコにボルト締めされ
ておシ、そして上プレー）ＩＩコに関してドエルピンに
よりそれぞれ固定される／対の脚／ｌＩｌ及び７３９か
ら構成される装置置決めモジュール／０６は主フレーム
／２コに取着されておシ、そして第５図に示されるよう
に、ｌ隅のそれぞれで上プレー｝／Ｆλにボルト締めさ
れる基板ｉｓｏを備えている。各位置決めモジュールｉ
ｏｂは、第５及び７０図に示されるように、基板ｉｓｏ
にそれぞれがボルト締めされる側壁／５２及び／ｊ＋を
含んでいる。
各モジュール／０４は、第７θ図に示されるように、後
壁すなわち垂直支持壁２’ｌｇを含んでいる◎垂直摺動
体ユＳ２は、第７０図に示されるように、コ枚の補強板
２１４にボルト締めされる。Ｘ−Ｙプラットフォーム２
’ｌ’ｌが次に、第７図に示されるよう７に、該プラッ
トフォームの各側にあるコ枚の補強板コ４Ｉ６にボノレ
ト締めされる。第７０図に示されるように一，ＸーＹプ
ラットフォームコｌＩｇは，Ｘ−Ｙ位置決め装置２１ｇ
を受は入れて装着し、該Ｘ＝Ｙ位置装置によって溶接室
１０ｇは、コンピュータ数値制御部（ＣＩＯ）　／二６
による制御のもとでＸ及びＹ軸に沿って増進的に動かさ
れる。各位置決めモジュール／０４はさらに、第５図に
示されるように、トップシールプレートｉｓｂを含んで
おり、該トップシールプレートはｇｒ図に示すように、
溶接室ｉｏｇの上面を形成するシーノレプレートから密
接壜間隔で、すなわちｏ，ｏａｏインテ以下にして、実
質上平行関係で配置されるＯ第ｇ図を見ると、溶接室／
θｇとそのシーノレプレート／ｊｌｓの間の臨界的間隔
及び関係ｔこよ択シールプレート／Ｓ乙に対する溶接室
／０１の関係を維持しながら，Ｘ−Ｙ位置決め装置λｒ
ｔｒが溶接室ｉｏｔを動かすことを可能にすることがわ
かる。この臨界的関係は、後述されるような方法で、シ
ールプレ〜）Ｚｔａに関してプラットフォームコグダを
正確に位置決めすることによって確立される。
第７図及び第９図に示されるように、一対の垂直摺動体
、２！１２が、上プレート１４１コにドアルピンによっ
て固定される。特に、コ本のドエルビンが各垂直摺動体
、２３−の基部を通って嵌合１該摺動体を上プレート／
クコに保持する。サドル、２ＳＯは、各垂直摺動体２５
−に可動に取シ付けられ、かり上プレー）／＋２の基準
面に対して実質上垂直関係で伸びる位置決めねじ、２．
ｔｌを含む構成であり１該構成にょシ、サドルコｓｏ、
垂直摺動体２５コ及びプラットフォーム、２＋亭を厳密
に車列させることができる。サドルコ３Ｑは位置決めモ
ジ、：Ｌ−ル／　ＯＡ　（７）垂直摺動体、２まコに対
シテボルト締めされ且つドエルビンにょシ取シ付けられ
る。サドル２５ｏ及びその位置決めねじλよりは１例示
的にはミルウォーキー・マシン・コンポーネン゛ハカン
パニーによって、その会社の型式名ＲＢ／ｌ−，？、２
−．２０−Ｌ　−′ｃ製造されたようなものでよい◎垂
直摺動体、２５コは、溶接室ｉｏｇのプロセス又は高さ
の変化を吸収するために、Ｘ　−Ｙブラットフォームコ
４ｔ４ｔ　を昇降させる手段を形成する。３本のドエル
ビンは、Ｘ−Ｙプラットフォームコグダをその補強板ｕ
４’Ａに固定し、かつＸ−Ｙプラットフォームを自由に
するために補強板から取シ除くことができる。それから
、頭付きキー２３６及びコ３ｇはそれらのジャッキング
ねじによって引っ張られてしる。次に、位置決めねじ、
２３夕と関連したクランク（図示されず）は、Ｘ−Ｙプ
ラットフォームお→を上下に再位置決めするために回転
させられ１その後、垂直摺動体、２５．２がそのサドル
コ５０にボルト締めされ、かつドエルビンによって接合
すれる。Ｘ−Ｙプラットフォームおりは垂直摺動体ｓｓ
２にボルト締めされる。Ｘ−Ｙブラットフォームコ４を
弘が所望の高さにあるとき、それは水平にされ、すなわ
ち、溶接室ｉｏｔの上面とシールプレートｉｓ６の下面
との間の間隔が相互に平行にされ、その後、新たな頭付
きキー−！６及びコ！ｔが位置決めされ、そしてドアル
ピンが、それらの新たな位置で側壁１５２及び／ｋｉｌ
ｌこ穿孔されリーマ仕上をされた新たな穴に再び取り付
けられる。
アルゴンパージ装置ｉｉｇは、第３図によ）完全に示さ
れている。パージ及び溶接中に溶接室ｉｏｇがら漏れる
アルゴンは、各位置決めモジュール１０４の底部に落ち
て、基板ｌｋＯ＆及びｌ！ｏｂ内の複数の排気開口ｉｒ
ｉを通って流れる。主フレームｌココの前に、金網／り
乙によってカバーされたλつの開口ｉ４Ｉｇａ及びｌグ
ざｂがある。金網／１６及び主フレームｌココは、一対
の室／１ＩＩＩ＆及び／ｌＩ＃ｂを形成し、該室ハｔｙ
ａ及び／ｌＩ＆ｂは、ダンパＪ、２Ａ（第７図参照）を
経て主フレーム／２，２の後側で排気ダクト（図示せず
゛）にょ広かつダクト２．２ｇによシ送風機アセンブリ
コＪθに結合されてお〕、それによって、漏れたアルゴ
ンは、建屋からのアルゴン排気導管、２３コを介してキ
ャビネッ）　１０４４から強制排気される。ダンパ２２
乙はアルゴン流量を制御している。送風機アセンブ！Ｊ
　２ｓｏは、キャビネットドアｉｉａが閉じるとき、負
圧又は真空を造る。送風機アセンブリ２Ｊｌ）は例示的
には、ディトン・エレクトリック・カンパニーによって
、その会社の型式名コｏｔｇｔで製造されるような排気
送風機の形態をとることができる。第を図及び第１７図
に示されるように、溶接室１ｏｉｒの上面とシールプレ
ート／ｊ＆の間の間隔は、代表的には０．０３０インチ
のオーダーであって、溶接室１０ｇからのアルゴンの一
様な流れを可能にすると共に、Ｘ及びＹ軸に沿った溶接
室１０ｇの移動を可能にする。
第５図に示されるように、運動支持体１ｌＩｏは、レー
ザ装置１０．２、特にレーザロッド／７０の形態をとる
レーザ発射源とその関連光学系を、主フレームｌココの
基準面に関して、特に、燃料棒格′ｆ−／ルの形態をし
た加工片に関して位置決めする。レーザロッド・−／７
０は、レーザヘッドハウジングｌｂｂ内に配置されてお
シ、かつ平滑度について非常に精密な公差に加工された
光学系位置決めプレー’）　／　Ａ　ｇ上に取シ付けら
れる。
光学系位置決めプレートｉｂｇは、運動支持体／ＱＯｓ
特にその横ビーム／、ｔ７及び水平部材ｉｓｆ上に支持
されたレーザ補助基板／４２上に取り付けられる。
レーザヘッドハウジング／４４に加えて、可動のレーザ
光線切換えミラー１２．２及びステンビングモーメ〆り
ｊの形態のそのアクチュエータ、それにミ／’　−、／
　７４’　ｈ　／　７６　ａ及び／７４１）の形態をと
る固定のレーザ光線ダイバータがまた、光学系位置決め
プレートｉｔｔ上に取ル付けられている。第４図に示さ
れるように、切換えミ５）−７り−は、ステッピングモ
ータ１ｔＨｃ結合された涙滴形状のものであって、レー
ザロッド／９０から発したレーザ光線ｉｙｔを反射しあ
るいは透過する位置に、そしてその位置の外４Ｃ，％−
１１ｉり５によって連続的に回転される。
レーザ補助基板１４コは、光学系位置決めプレートｉｔ
ｓを支持し、そして運動支持体ｌり。
上に取シ付けられる。運動支持体／４１□は、正方形状
の管から造られた溶接物であり、そしてＬ／　−ｆロッ
ド／７０から発したレーザ光線／７ｇと、燃料神格子１
６との間に厳密な整列を維持するのに必要な剛性もたら
している。レーザ補助基板１１λは、横ビーム７ｓりの
両端に配置された一対の水平調節ジヤツキ１ｒｚＩＬ及
び／ｋＥｂにボルト締めされる。球面軸受／４０が水平
部材／Ａｒｔの後部に配置されて、レーザ補助基板１４
．２のための単一の支持点を形成し、それによって、前
側水平調節ジヤツキ／！ｒＫＩＬ及び／ｋｔｂのそれぞ
れが昇降すると１！、レーザ補助基板／６コは軸／！ｌ
ｉわシに回転することができる。球面軸受１４０は、ピ
ボットを形成するために一定高さに配置され、該ピボッ
トのまわ〕で、レーザ補助基板／６λは、水平調節ジヤ
ツキ１５ざａ及び／！ｔｂによって、まっすぐ上に持ち
上げるか、又は所望角度に傾けることができる。
レーザ補助基板１６コの平面は、レーザ溶接装置１００
の初期整列中に、ジヤツキ力が水平調節ジヤツキｉｓｇ
ｈ及びｔｓｇｂによって該平面に加えられている間、不
動でなければならない。
以下に説明されるように、レーザ補助基板／４２はまた
、一対の２軸レーザ装置、２ＪＪを支持しておシ、それ
によって、対応のレーザ合焦レンズ装置コＱダ（第を図
参照）は、対応する溶接室１０１内の燃料棒格子／Ｚ上
にレーザ光線を合焦する、即ちその焦点を合わせるため
に直線的に調整することができる。レーザ補助基板／Ｉ
Ｊは、２軸レーザ装置コ２コ（第７図径力を取ル付ける
ためのボルト締め表面を形成する。
各ｚ軸し−ザ装置−−−は、レーザ補助基板／ＩＪにし
りか）固定されていて、該２軸レーザ装置が、レーザ補
助基板／Ａコの上面に垂直なＺ軸に沿ってレーザ合焦レ
ンズ装置−〇４Ｉを移動するようにする。第３図に示す
ように、レーザロッド／り０は、光線切換えミラー１７
コ上に合焦点されるレーザ光線／７７を発し、該＜’ｙ
−／？コが、レーザ光線を最初に垂直指向ミラー／７Ａ
ａに、それから垂直指向ミラー／７＆ｂに交互に指向し
て、このように右側レーザ光線／？１ａ及び左側レーザ
光ｆｆＡ／７Ｅｂを形成する。
レーザ光線／７ｆｆａ及び／７ｇｂは、それぞれ位置決
めモジュール１０ｔ＆及び／θＡｂ内の開口／ざθａ及
びｉｔｏ′ｂを通って指向される。
第３図に、そして第６図に概略的に示されたレーザ装置
１０コは、本発明の好ましい実施例によれば、レイセオ
ン社（Ｒａ７ｔｈｅｏｎ）により型式指定番号５Ｅ３ｒ
Ｏｏ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ｉｏコは、−例として、　Ｎ（１：ＹＡＧ結
晶レーザと高効率のレーザヘッド中に収納されたｌ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
レーザロッドｌり０を備えている。レーザヘッドは、レ
ーザロッドｌγ０の両側に、全反射ミラー／Ｊｌ’Ｊ及
び部分反射即ち半透過建ツー１１４Ｉを備えている。内
部空洞シャッターｌｔＳは、レーザロッド／９０と全反
射ミラーｉｔコとの間に配設されておシ、成る選択され
た数のレーザヘッド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。レーザヘッドは、
レーザロッドｉｙｏ、励起ラング１ｔｒｔ及びミラーｉ
ｇコ、１ｔｌＩ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くジュール式の構造を備え
ている。励起ランプｉｔｔは光学的整合を乱さずにすみ
やかに交換できる。また励起又はフラッシュ２ンプ／Ｉ
ｔは、その端部の接続部を含めてその全長に亘って水冷
される。励起２ングｌ１４のトリガーは空洞の励起によ
って励起ランプｉｔｔの平行パルス化を与える。レーザ
ロッドｉｔｏは一例として、パルス幅Ａｖｎ秒とパルス
周波数λＱ　Ｈ２及びパルス幅−ｍ秒とパルス周波数、
ｔ　ＯＨｚ　において動作している際にパルス形成回路
への大刀電力が／＃ｋＷを超過しないようにして、ｌ０
ＱＷ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。ダンプシャッターｌり□は、燃料棒
格子１４の形の被加工片が溶接室１０１中において交換
されている期間中にレーザ光線ｌデクを偏向路ｉｔｔに
沿って光線吸収器／９４１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ｉｔλは、レーザ光線／７
７をビーム切換え用の可動ミ５’−／７２と固定ミラー
１７ダとから成る光線指向装置に光線拡大レンズ装置ｔ
Ｖｔによって合焦させる第１位置にダンプシャッターｌ
デａをその光線遮断第１位置から移動させるために用−
られる０反射ミラーである可動ミラー１７−がレーザ光
線１７りを遮断するように配設されると、レーザ光線ｌ
デクは、垂直に指向されるように、垂直指向でマー１ｔ
ａａの方にレーザ光線／’ｌＩ＆として偏向される。レ
ーザ合焦レンズ装置λθ亭ａはレーザ光線ｌりざ−ａを
遮断してそれを溶接室ＩＯ１＆中の燃料棒格子ｌ基の方
に向ける。図示し九し−ザ合焦しンズ装置誹σダは、以
下に説明するように、２軸レーザ装置−２１コによ〕直
線状に位置されたレンズコ＃λ及びレンズ支持管Ｊｄσ
を備えている。反射ミラーｌＩＩコがレーザ光線ｌデク
を遮断する位置からモータ１７３によ・って回転すると
、レーザ光線ｌり７は固定オシ−１フダ（反射＜９−）
Ｋよ）反射されてレーザ光線／　７ｔｂを形成し、？−
のレーザ光線／　７１１３は、垂直偏向固定ミツ−／７
４１）にょ′って溶接室１ｏｔｂの方に向けられ心。
励起ランプｉｚ６は、第参図に大体水したよりに電源ｌ
Ｊ０によって励起される。該電源ｌ−〇は一例として、
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って励起される
。関連したコンピユー・夕数値制御部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＃起ヲングｌざ番に放電すること
によルレーザロツドｌり０を励起して一連のレーザパル
スを発生させるスイッチ（シリコン制御整ｒＭ素子）を
交互に閉成する。
励起ランプ／Ｉｔ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（シンマー電
流）に高電流パルスが加わってレーザパルスを発生ずる
。パルス形成回路ｐＨ！！Ｎは−ｍ秒から４ｍ秒のパル
スを発生させる。
レーザ光線ｉりｇに対する溶接ｇｔｏｔ特に燃料棒格子
／４の最初の整列を助けるために、格子！４を規準し、
特にレーザ光線／’／ｇに対する格子１４の正確な位置
を定めるために、整列ＴＶカメツー０１の形態の規準装
置がＴｏ力。
この整列ＴＶ左カメラ、レーザ光線／７０と合致する像
光路コｌダを定めるように整列されている。像光路コ／
４１の光線は、第６図に示すように、レンズＪＩＱによ
）合焦され、米国放射線保健局（ＢＲＨ）の規則に従っ
九安全シャッターコｌコを選択的に通過し１部分透過ミ
ツ−／１４を経て’ｆｆカメツコ０６に到達する。レン
ズ−〇」は、燃料棒格子１１にレーザ光線ｉｔｓを合焦
させるだけでなく、レンズλ１０の助けを借りて格子／
４１２）像をＴＶカメ９Ｊ０４に形成する。後から説明
するように、レーザ金魚しンズ装置ｌコ０４１は、整列
の目的で燃料棒格子１４を照明するよりに選択的に付勢
される照明灯も備えて仏る。安全シャッターコ／Ｊは、
燃料棒格子１４をレーザ光線１７１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ｉｏｔは、第４図に示すよりに、一点鎖線
で示した第１位置即ち溶接位置から第コ位置即ち休止位
置に移動させることができる。
レーザ光線／７１は、溶接室ｉｏｔが第一位置にある時
に、シールド管−１６中に支持された電出力測定装置又
は熱電対列２／ｇの方に、垂直偏向固定＜９−／７４に
よって向けられる。
シールド管コ１６は、後に示すように、溶接室／ＤＩの
後部に取付けてあシ、狭くなった開ロコＪ６１を有し、
レーザ光線１７ｔはこれによシシールド管−ｌ≦中に有
効に封じこめられる。
溶接室１０１は周期的にその第１位置即ち休止位置に移
動させ、レーザ光線ｌグｒを熱電対列コ１１１に向け、
燃料棒格子１６上に実際に入射するレーザロッド／７０
の出力を表示させる。
レーザ装置１０λに強い負荷が加わると、レーザロッド
ｌり０及び（又は）その励起ンンプｔｉｔ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。従って正確で再現可能な溶接部を形成す
るには。
熱電対列、２ｔｅの測定値に依存して、レーザ装ｇｔｉ
ｏコの使用寿命を通じて、励起？　ｙ　：２　ｔｔＡに
供給される電圧を増大させる。
レーザ溶接装置１００のキャビネットＩＯ亭は、前述の
よりにアルゴンバージ装置／Ｉｔによってアルゴンを竣
出することができるように、溶接室ｉｏｔから漏れるア
ルゴンを閉じ込めておくのに役立つ。加工片、特に燃料
棒格子／６を取ル換えることができる第−位置即ち休止
位置に溶接室ｌｅｔが移動可能にするため、キャビネッ
トドア／ｌダは、第１図に示されるように開位置に直線
的に動かされるように取ｐ付けられる。本発明の実施例
において、ドア開閉機構コ３４Ｉは、主フレーム／ＪＪ
にボルト締めされる一つのケーブルシリンダから成るも
のとして第７図に示されている。補助空気シリンダは、
ケーブルの張力を一定に保ち、かつキャビネ６ツトドア
／／４ｔの作動中に生じる伸びを吸収する。
これらのシリンダに働く空気圧は調整器によって制御さ
れる。ケーブルシリンダへの空気は電磁弁によって制御
される。ドアｔｌダは、ブロック上に取ル付けられたレ
ールに沿って可動である。本発明の実施例においては、
空気作動式ケーブルシリンダは、トロマーｙ−ｙ　り社
（Ｔｏｌｏｍａｔｉｃ　）によって型式名Ａｉｏｏ−ｉ
ｓｏで製造されたような装置形態にすることカニできる
。
さて、第ｔ、ｙ、１０図を参照すると、溶接室１ｏｚを
キャビネット１０りからその第１位置即ち休止位置に取
シおろすことのできる摺動テーブルコ４コが示されてお
）、第１位置において、この機械の操作者は燃料棒格子
１６を溶接ｉ／　Ｏｇから取シ出すことができる。この
ため、摺動テープ／Ｉ／：１．６コは、キャビネット／
（Ｈに関して第１の溶接位置と第一の休止位置の間を直
線状に摺動駆動モータ２６番によって確実に駆動される
ように、精確に位置決めされたＸ−Ｙプラットフォーム
［りの上に取シ付けられている。摺動テーブルコｔコは
、操作者の傷害を防ぐために摺動テーブルコ６コの先縁
よシ前に突出する安全レールｊ１．ＩＩを含んでいる。
［［動モーター６６は、ＦＩＫ動チェーンコクコによっ
てねじ式駆動装置：ＩＡＨに結合されておシ、該駆動装
置は、段付きポル、÷コクダにねじ込まれて、摺動テー
プＪｖＪ＆−に固定され九支持プツケットコテ羞を駆動
する。特に第１（ＩＷＩに示すように、ねじ式駆動装置
コロｊは一対の軸受台−７０上の両端に取り付けられて
いる。
第ｇ図及び第７図に示すように、第１．第１の位置の間
における摺動テーブルの希望の直線移動を可能にするた
めに、摺動テーブルコ６コの底面に固定され、かつ実質
上相互に平行に配向された一対の軸受シャフトコブを力
大備えられている。第らｌユ、１３図に示すように、各
軸受シャフトａｔｅシャフト支持体３７０を含む。賦支
持体ハ、軸受シャフトコアｇの両端に配置され、摺動テ
ーブルコ６コの下面にボルト・繍めされ、そしてボルト
Ｊｌｌによって軸受シャフトコアｔに固定されている。
１ｆｔ、一対の軸受台二ｔ２が軸受シャフト：Ａ’ｒｇ
の長さに沿って置され、該軸受シャフトを直線移動可能
に収容し支持している。
特に、第１１図に示すように、摺動テーブルコＡ：ｉの
移動を第１、内側位置と第一、外側位置の間に制限する
ための手段が備えられておル、該手段は、摺動テーブル
コ４コに固定されたストＪＡＪＯＩの形態をとる。スト
ッパＪ０１（０両側に、位置決めナラ）、７４９亭及び
３０４のねじ込まれたストップブラケットＪＯＯ及び３
０．２が配置されている。位置決めナツト５Ｏ１１及び
ＪＯ４は、摺動テーブルコ４Ｊの移動の限界を可変選択
するように設定される。ストップブラケットＪａｐ及び
、７１１７Ｊは、Ｘ−Ｙ７″’）ｙドアオームコ４／Ｌ
ダにビンによって固定されている。
第を及び９図を参照すると、！、−Ｙグラットフォーム
１ダダを、従って溶接室ｉｏｔを、位置決めモジュール
１０／、内のｔｌｌｉ、溶接位置に、そしてキャビネッ
トｉｏ亭から取）出され操作者が溶接室ｉｏｔから燃料
棒格子１４を容易に取シ除くことのできる第一、休止位
置に精確に位置決めするための手段が示されている。溶
接室／ａｌｌ、特にその燃料棒格子１６は、１ｓｔ。
に、２図に示すようにレーザ光線７７Ｋに関して精確に
配置されることが重要である。このため、前部ロケーメ
装置−ｔヶは、第１−図に示すような位置決めビン、７
７Ａを、第１．退出位置から第２、ロック位置に選択的
に向ける。第一のフック位置で５位置決めビンは摺動テ
ーブル２≦−に固定された位置決め部材３／７の開口３
／を内に置かれて、摺動テーブル２番Ｊをレーザ光線／
９１に関して精確に位置決めする。
同様な位置決め部材３１コが摺動テーブルコ６コの後部
に配置され、かつ前部ロケータ装置１．２ｆ亭の位置決
めビンＪ／４に係合するように該摺動テーブルコ６コに
固定されていて、摺動テーグ／Ｉ／コＡＪ、従って溶接
室１０ｔを、その第２゜休止位置に位置決めしかつ保持
する。特に第１Ｊ図に示すように、前部ロケータ装置−
ｔ４１は、一端でプラットフォームコｌＩ＋に固定さ枢
かつ他端に支持腕Ｊコ０を有する位置決めプッケッ）Ｊ
コλを含み、該支持腕３２０からＵ字すンクＪ１．２ダ
、位置決めビンＪｅｔを駆動するアクテユエーメＪ／ダ
が垂下している。第７図及び＃Ｉｖ図に示された第一の
後部ロケータコムは、レーザ光線／りｌに関して摺動テ
ーブルコ６コを固定するように機能する。後部ロケータ
装置ＡＨ＆は、垂直支持体コｐｇに取シ付けられた位置
決めブラケット３λ３によって対応ノ位置決めモジュー
ル１０４に固定されていて。
アクチェエータ３１３と、該アクチェエータによシ第１
．退出位置から第一、ロック位置に駆動される位置決め
ビン、？／？とを含み、このように駆動されることによ
って１位置決めビンＪｅｔは、摺動テーブルコ４コに取
）付けられた位置決め部材３コｌの開口Ｊ：ｌ！ｔに係
合する。
この様にして、摺動テーブルコ４Ｊは、それぞれ後部汲
び前部ｐケータ装置コ１６及びコＪｒ亭の位置決めビン
ｓｔｙ及びＪ・１４によって対角線上で対峙する隅に取
〕付けられ、かくして摺動テープ／Ｉ／コ４Ｊとレーザ
光線／りｌの間の固定関係を確保にする。前部及び後部
ロケータ装゛置コ１０及びａｒｔは例示的には、デスタ
コ社（Ｄθ５ｔａａｏ）によって製造されたようなプラ
ンジャー機構の形態をとることができる。
第ｇ及びｉｏ図を参照すると１位置決めモジニー々１０
ｇのそれぞれは、溶接室１０Ｅ％特にそこに収納された
燃料神格子１４を、一平面のＸ及びＹ軸に沿った複数の
精確に制御され次位置に精確に位置決めすると共に、Ｙ
軸まわシに精確に制御された角度でその平面を回転させ
るためのＸ−Ｙ位置決め装置−ｉｇの形態をした手段を
含み、それによって、多様な溶接部がレーザ光線ｉｙｔ
によって形成される。Ｘ−Ｙ位置決め装置−ｉｔは、溶
接室ｉｏｔを支持しかつ位置決めするため摺動テープ々
ａ１Ｊ上に取ル付けられるものとして、Ｉｔ’ｓ　ｔ　
を図に示されるように配置されている。Ｘ−Ｙ位置決め
゛装置λｇｇは、Ｘ位置決めテープＡ／コ２０とその上
のＹ位置決めテーブルコ？コとを含んでいる。
Ｘ及ｑＹ位置決めテーブルλデθ及びコｔコは例示的に
は、シャアウム管マニュフ７クチャリングーカンバ、＝
　＋”　（Ｓｈａｕｍ　ＭａｎｕｆａａｔｕｒｌｎｇＯ
ｏｍｐａｎｙ　）によって、型式番号Ｄ　Ｏ／　Ｊ　、
／　Ｊで煕造されるような機構形態をとることができる
。Ｘ位置決めテーブルコ１０は溶接室ｔｏｅｔ第ｇ図の
平面に実質上垂直方向に動かすように機能するのに対し
て、Ｘ位置決めテーブルＪツコは、第１Ｏ図の平面に垂
直な方向に沿って溶接室１０１を動かす。Ｘ位置決めテ
ーブルλデコは、リゾルバ及びタコメータを含むＹ駆動
モータコ９乙に結合されてお）、それによって、精確な
増分距離を溶接室１０ｇに伝えることができる。同様に
、Ｘ位置決めテープＡ／　、２ｙθもリゾ々バ及びタコ
メータを含むＸ駆動モータに関連している。
後に詳細に説明するように、全体的に第９図に示すＢ軸
回転駆動装置、２Ｊｔは、溶接室ｉｏｇ。
特に、該溶接室ｉｏｒの側壁内に回転可能に取シ付けら
れるような回転自在の取付装置アセンブリ、２１１０と
保合可能であって、第を図に示されるような回転自在な
ジグ又は取付装置、２ダコを回転可能に位置決めする。
燃料棒格子１６は回転自在の取付装置アセンブリコｑｏ
に取シ付は可能でちり、それによって、格子１６はＹ軸
まわりＫ回転可能に配置することができる。
溶接室１０１及びその回転自在な取付装置アセンブリコ
ダ０は、特に第１４１及びｌ１図と関連し２て説明する
が、それは、底板３コロ、前壁３コｙａ、後壁３Ｊデｂ
、側壁Ｊコクａ及び３λりｂから構成される。上部フラ
ンジＪ、ｔｌは前述した壁の上部周辺まわシに配置され
て、シールプレートｉｓｔの下面に精確な平行関係で接
近配置される機械加工された平らなシール面３ＪＪを形
成する。シール面ＪＪＪとシールプレートｌよ６の間の
この精確な関係は、溶接室ｌｅｔから位置決めモジュー
ル１０４へのアルゴンの一様な流れを可能にすると共に
、シールプレートｌ！６の下面に対し実質上平行な面の
Ｘ、Ｙ軸に沿う溶接室／Ｉｇ及びその燃料棒格子ｌムの
移動を可能にする。
第１よ図に示すように、支持ガスクツトコ３コｔｒｉ、
７ｙｔｚｄン入口３Ｊｔを通るアルゴンの流れを受は入
れるプレナム室を形成するため、底板３２を上に配置さ
れている。このプレナム室は、底部カバーＪ−５．ディ
フューザ板３３θ、及び固定帯材３３ダによって形成さ
れ、この帯材３３ダは、フレーム構造として構成される
と共に、支持ガスケット３３：１に関してディフューザ
板、７Ｊ１７の周縁を保持するように配置されている。
１！に／４’及び７．５−図に示すような一対のマニホ
ルド管Ｊ、１ｔ（１つのみ例示）は、前記プレナム室内
にアルゴンの流れを分配するディフューザ板ＪＪＯは、
一様に焼結させた略々＆０’ｉ５密度のステンレス鋼か
ら形成するのが重要であシ、本発明の実施例では、４イ
ンチの厚さ及びｌ！平方インチの寸法を有し、かつプ２
クンスインク社（、Ｂｒｕｎθｗｉｃｋ　）によって、
型式番号ＦＭＩ／１０で製造される゛フェルトメタル（
Ｆｅｌｔｍθｔａ１）”として既知の材料から造られる
。
ディフューザ板ＪＪＯは、溶接室ｌｏｇの底部る手段と
なっている。よ）高い濃度のアルゴンは、溶接室／（ｌ
ｉｔの横断面領域全体にわたって一様に分配されて、溶
接室１０ざから空気を効果的に排除し、それによって、
不活°比ガス、例えばアルゴンの雰囲気を高純度に確保
することができる。水／　ＯＰＦＭ　、酸素７　ＰＰＭ
のオーダーの純度の雰囲気は、ジルカロイ材料の明らか
に改善された溶接部を形成する。種々の多孔金属製品が
、最も効果的な材料を確認するために試みられた。厚く
て、高密度の材料。例えば、６θ饅の密度を有する焼結
ステンレス鋼ファイバープレートによって、改善された
結果が得られるということが確かめられた。さらに、デ
ィフューザ板３３０は、できるだけ非拡散支持構造を少
なくして、溶接室ｉｏｔの実質上底部全体をカバーする
ことが重要である。拡散面積は、室の底面積との関係で
減少するとき、空気及び水分に関して溶接室ｉｏｔをパ
ージするために必要な時間及びアルゴン量は、増加する
。例えば、底面のほんの４をカバーするディフューザ板
３３０は、管その他層噴出口を通して溶接室１０δ内に
ガス流を単に向けるのと同様の効果しかない。第１♂図
に示すように、ディ７３−一ザ板３３０は、側壁３Ｊり
、前壁及び後壁３コタに効果的にシールされていて、プ
レナム室に流れるアルゴンがディフューザ板３３（Ｉを
通って拡散させられるようにしておシ、単に、ディフュ
ーザ板３３０をバイパスして側壁、前壁及び後壁に沿っ
て上に流れるにするものではない。
ディフューザ板ＪＪＯの周辺を支持する例示の構造は、
比較的に多いガス流量で導入されたアルゴンがディフュ
ーザ板ＪＪＯをゆがめないようにしている。底部カバー
Ｊｉｇ及びディフューザ板Ｊｉｏによって形成されたプ
レナム室の構造と共に一対のマニホルド管３．７６は、
溶接室１ｏｔＫ両端間のガス分布を一様にする。前述し
たように、シール面３３３は、０．０ダ０インチ以下の
距離で、シールプレート１３１の下面に関して実質上一
様な平行間隔で、そし、て実施例”ｔ”は、ｏ、ｏ３ｏ
インチの間隔で配置されていて、溶接室内への、そし′
てそこからの分配を一様にする。溶接’７Ｂｔｏざとシ
ールグレートｉｚｔ。
間にシールを使用すると、それがＸ−Ｙ位置決め装置−
ざ５に対して不必要な抵抗を与える傾向があ夛、そのた
め溶接部の形成速度が遅くなる点で、使用を回避した。
後に詳細に説明するゾこ ように、溶接室１０１内への、そして≠零からのガス流
は、他の汚染ガスが溶接室ｔｏｙ内に流れるのを妨げる
。溶接室７０ざ内への不活性ガスの流れを一様に維持す
る結果として、溶接室ｉｏｔ内の溶接雰囲気の純度が保
証される。
前述のように、燃料棒格子１６が過熱した大流量の水受
けて、どんな溶接部も急速に汚染し、格子ｌ乙の構造的
劣下及び燃料棒／にの破壊になる原子炉の悪環境にさら
されるときでさえ、常接部汚染は、燃料棒格子１６の構
造的健全性を保証するのに十分な程度まで防止される。
溶接室ｉｏｔは、燃料棒路／ｊを不活性雰囲気内で該格
子のレーザ溶接をするために取ル付ける回転自在のジグ
又は取付装置、２ダ一を収容し回転可能に支持する。第
１弘図に示すように、取付装置コ！Ｊは、第１のシャツ
）ｊｌｏ及び第２の取付シャフトｓｂｇを含んでいる。
ＦＩＸＩのシャフトＳｔＯは、溶接室／θｇの側壁３コ
アｂの開口３４４５内に開口カバー３グーに取シ付けら
れに軸受３４Ｉ乙によって回転可能に受は入れられる。
給送装置カバー５ｔｔｚは、軸受３り６をカバーすると
共に、アルゴンが可撓性ホースダタσによって取付装置
２４Ｉコに導入されるアルゴン人口ＳＯＯを支持しかつ
シールするために、回転自在の取付装置コＩＩ２に取シ
付けられている。第２の取付シャ７）ＪＡｆは、側壁３
コクａに取着した軸受ハウジング３ダグ内に取り付けら
れるように、軸受３Ｓ６内に装着されている（第１よ図
参照）。次に、シャフト３４ｇは位置決めホイール３３
ｔに固着され、該ホイールは、レーザ光線／７Ｋに関す
る溶接室ｌＯｔ内の回転自在の取付装置コｌＩコの位置
を選択的に回転させ、かつ方向を固定させるために、制
御可能に回転させられる。位置決め機構３７０は１位置
決めホイール３ｋｇの位置、従って回転自在の取付装置
λｌＩコの角度位置を、確実にロックするため、かつ位
置決めホイー／ｌ／　、７　ｋ　ｇを解放して、後述の
ように、Ｂ軸回転駆動装置コ３ｔによって該ホイールを
回転させるため、側壁３．２’ｌｔＬに取着されたハウ
ジング３クコに取り付けられている。位置決め機構３７
０は、位置決めホイール３３ｇをその位置に確実に位置
決やしかつロックするために開口３７デの１つにばね３
７６によって押し込まれる位置決めビン３７ｇを含んで
いる。位置決め機構ＪｔＯはまた、ビン３７ｇを軸方向
に案内するため該ビン、７７１ｒ゛に取着されかつノー
ウジフグ３クコ内に配置された位置シャフト３７’ｌと
、Ｂ軸回転駆動装置コＳｇによって回転させるため、ば
ね３７６を押し下げて位置決めホイール３３１を解放す
るように保合可能な解放ブラケット３ざθとを含んでい
る。
＠／ＩＩ、’／ｌ、／９，２０図に示すように、回転自
在の取付装置コ弘コが備えるフレーム！θコは、該フレ
ームｊ０コの両側で互いに関し整列したシャフト！ＩＯ
及び３４ｇの間に配置されている。一対の支柱が、フレ
ームｊＯコの相対する側の間で相互に平行に伸びて開口
ｇｏｓを形成し、この開口ＳＯＳを通るアルゴンの層流
が、最上方の支持面ｓｈｏに支持される燃料棒格子／Ａ
に、向けられる。燃料棒格子／４は、溶接ジグ５ダコ内
に保持され、該溶接ジグは、一対の位置決めビンＳコグ
によって回転自在の取付装置コグ−にロックされる。溶
接ジグＳミコは第１！図に仮想線で示され、米−特許願
連番第１／ＩＩ、、ＺＡ＆号に記載されている。アルゴ
ンは、溶接室１０ｇの最下部にある第１のアルゴン入口
Ｊ３１を通って溶接室／　０１ｒＩＣ流入し、また第一
のアルゴン入口２００を通って横方向導管３１λに向け
られ、そこから一対の軸方向導管！／りを通って、支柱
ｇｏ４１内の出口ＳＯｔを経由し放出され、溶接室１０
ざ内に流入する。
第２のディフューザ板Ｓコ０は開口ｓｍｏｇをカバーす
るために保持フレームｈｉｔによ９回動自在な取付装置
コｌコに取着、固定されておル、該フレームｊ１ｇは、
取付装置λ４ｊＪに形成された凹所ｊｊＭ内Ｆ：第２の
ディフューザ板ｊ−〇を保持するべくねじによって取ル
付けられている。従って、加工片を通して、特に燃料棒
格子１４の内側格子ストランプλ０及び外側格子ストラ
ンプユ誹を通して不活性ガスのアルゴンの更なる流れを
与え、それによって、雰囲気純度と、その純度で形成さ
れるレーザ溶接部の健全性とを保証する手段が提供され
る。
位置決めビン！−亭は、第１ｆ、２１図に示すようにロ
ックヘッド５２番を備えておシ、その下縁が、＠転回能
の取付装置−グーの支持面！ｒダＯ上の適所に溶接ジグ
ｊダ】をロックする。
ロックヘッドよＪ４は、一端で装着部、材ｊ３ａ固定さ
れた片持ちばル部材！ｆコｔによってその他端に旋回可
能に、可撓的に装着されている。
装着部材ＳＳＯは、そのカラーｊＪ−が凹所！３６内に
固定的に嵌合しその中にねじ３Ｊｔによって保持される
様に、開口！Ｊｌ内に配置されている。この様にして、
溶接ジグよ−−銖よって支持される燃料棒格子１４は支
持面ＳａＯ上に徐々に下げることがてき、そのため、溶
接ジグよｌコ内の開口は、位置決めピンよコグのロック
ヘッド３コロ整列してそれによって受は入れられ、そし
てばねで押されている該ピンよコグは、この開口を通る
ように偏向され、その後、ロックヘッド５コ１は、それ
らの片持ちばシ部材５コｇによって支持ロック位置に押
入される。
第１よ及び７６図を参照して、位置決め機構３７０の詳
細な構造を説明する。取付装置コグー ってスラストハウジング３４１０内に保持された軸受３
ダ乙によって回転可能に取シ付けられている。さらに、
一対の手回しノブ３８２が、溶接室１０ざの移動を助け
るためにカバー３グコ上に取着されている。回転可能の
取付装［，２ダコの他のシャフト３４ｇは、軸受ハウジ
ングＪ４Ｉ４１内に支持される軸受３ｊ乙によって回転
可能に支持され、かつ＠壁３コアａにねじ込まれた固定
カバー３コｌによって該ハウジング内に保持されている
。結合カラー３４＋はシャフト３４１の端を受は入れる
ための開口を有し、かつカラー開口及びシャツ１．．７
４　ｇ　４のスロットを通るように配置されたドエルピ
ン３６６によって位置決めホイール３ｋｇに回転自在に
結合されている。歯をつけた結合部材３６コが位置決め
ホイール、３！ｒｇに固定されておシ、該結合部材は、
位置決めホイールＪｋｇに、またその回転可能の取付装
置コ亭コに回転を伝えるべくＢ軸回転駆動装置、２３Ｓ
によって選択的に駆動されるように、対応する結合部材
ｓｔｙの歯に噛み合う形状及び間隔の歯を有している。
　　　　・−第１６図を参照すると、位置決めホイール
３１にの半径方向に配置された複数のセンサーストリッ
プ３ざコ（３Ｅ２Ｂ、＃、３１コｂ、３１２０．．ＩＩ
コｄ。
ＪＩｒコｅ）が示されておシ、これ等のセンサーストリ
ップは、第１６図に矢印で示すＢ軸位置まわりの位置決
めホイールｓａｇ及びその回転可能の取付装置−ターの
角度位置、すなわち、第７１図の平面に関して垂直に配
置されるＹ軸まわシの角度位置の指示を与えるように機
能する。
第１４Ｌ及び７３図に見られるように、センサーストリ
ップ３ｔコは、位置決めホイールＪｋｔＯＢ軸位置に応
じて、複数の近接スイッチ１Ｉｏａ（ダＯコａ、ｑｏコ
ｂ、ｏｏａａ、ｙｏａｄ’）のうちの相当するものを別
個に作動させるよりに、異なる形状を有している。例え
ば、センサーストリップ８２ａはスイッチｇｏハのみを
作動して、　−ｔｏｏのＢ軸位置の指示をする二進信号
”　ｉｏｏ”を発生する。ストリップ３ざＪｔ）は近接
スイッチ４ｔｏａｂのみを作動して、−参よ０角度位置
の指示をする二進信号１θ１０”を発生する。センサー
ストリップｓｇＪａはバイナリ近接スイッチａＯコａ、
ｂを作動して、ゼロ角度位置を指示する二進信号“ｉｉ
ｏ”を発生する。センサーストリップ３３コｄは、スイ
ッチｑｏ、、２ｃを作動して、十Ｉ１．ｔ０位置の指示
をする二進信号“ｏｏｉ”を発生する。そしてセンサー
ストリップ３ｔコｅはスイッチクｏコａ及び１０コＱを
作動して、＋ｙｏ０の角度位置の指示をする二進信号“
１０／″を発生する。３つの近接スイッチグθコａ、ｂ
、Ｏはセンサーストリップ３１２によって作動されて、
回転可能の取付装置２ａλのＢ軸位置を示す二進信号を
発生するのに対して、最下位すなわち最後の近接スイッ
チダθコｄは作動すると、センサーストリップ３ｔＪが
近接スイツテグθコに整列関係にあるということを示し
、位置決めホイー）’に３１ＥのＢ軸角度位置を指示す
る二進信号を発生する。
溶接室１ｏｉｒはＹ位置決めテーブルコデコによって、
第ｔＳ図に見られるように左方に動かされ、それによっ
てセンサーストリップ３ｔコは前述したよりに近接スイ
ツテダθコに選択的に係合して１位置決めホイール３３
ｇのＢ軸角度位置の指示をする。後述するように、Ｘ及
びＹ位置決めテーブル、２９０．コｆコは、コンピュー
タ数置制御部（ＯＮＯ）　／コロの制御下にあシ、それ
によって１位置決めホイールＪｅｇ及びその回転可能の
取付装置λ参１を回転させ危いとき、Ｙ位置決めテーブ
ル、ｌ’！２は、溶接室ｉｏｇを第１３図に見られるよ
うに左方に動かすように作動され、それによって、取付
装置アセンブリコａＯはＢ軸回転駆動装置２３Ｋに係合
し、特に、歯のある結合部材３を−は、歯のある結合部
材５ｅｌＩに係合して、取付装置−クコに対する位置決
めホイール３５にの回転可能な結合を達成する。ばね３
デ亭は、結合部材３６．２と噛み合うように結合部材３
ｇ１ｌを押す。また、第！の近接スイッチｔＯコｅがモ
ータブラケットａＯＯに取り付けらｉｔていて、その付
勢は、結合部材３４．２及び３！ケが互いに係合する位
置に溶接室１０ざが移動するとき、解放ブラケット３ｔ
θがモータブラケットに押しつけられて行なわれる。近
接スイッチダ０２ａを作動し、すなわち閉じると、ソレ
ノイド１４０４が付勢さ粗それによってトリップｑｏｙ
が、ばねダθεの付勢作用に逆って、第１！図に示すよ
うに左方に配置され、かくして解放ブラケット、１ｔｒ
ｏに係合し、ばね３７６を押し下げ、そして位置決めホ
イー／Ｌ／ｊ　ｊ　を内の開口３７９の１つから位置決
めビン３りｔを取シ出す。モータａｔｔは付勢されて、
噛み合った結合部材ｊ４Ｊ及び３！亭を駆動し、回転可
能の取付装置コ亭Ｊに回転運動を伝える。モータコ１ｇ
は、近接スイッチ＜１０２によって検知される新たな位
置に達するまで位置決めホイーに３ｋｇを回転し続ける
。その新たな位置に達したとき、ソレノイド！Ｉｏｔは
消勢され、位置決めビンは、新たなホイール位置に関連
したその位置決め開口３２ヂに再び挿入される。
第１＋及び１１図に示すように、溶接室１０１は、その
雰囲気内の水分含有量をＰＰＭによって指示するための
水分センサーｔｉｉｏを含んでいる。さらに、シールド
管コ／Ａが溶接室ｉｏｔの後壁３−デｂにシールドブラ
ケットダ／ｌによって取シ付けられている。また、溶接
室／ｌ）１が第６図に点線で示すように第一の休止位置
に配置されたときに、及びレンズ支持管コＯ０がシール
ド管２／Ａと軸方向に整列して配置されたときに、レー
ザ光線／７ｇに整列して熱電対列コＩｔを取着するため
、°メータブラケット４＜／λも後壁３λ９ｂ上に配置
されている。前述したように、レーザ装置１０コは、精
確なレーザエネルギー量をレーザ光線ｉｔｇによって燃
料棒格子／孟に与えることを確実にするために周期的に
較正される。さらに、第１を図に示すように、シールプ
レートｌ！６は、溶接室ｌｏｇが前部及び後部ロケータ
装置コｆｆ４１及び−ｇ乙ニヨってその第１の溶接位置
に配置されてロックされたと！、加工片、例えば格子／
基に整列して配置される開口ｌＩコロを含んでいる。レ
ーザ合焦レンズ装置λｏ４ｔが回転可能の取付装置２４
Ｉコに取着された加工片に整列したとき、２軸レーザ装
置は、Ｗ、６及び／Ａ図に示すよりに、ｚ軸に沿って下
方にレーザ合焦レンズ装置コ。ダを動かすように作動さ
れ、それによりて、レーザ合焦レンズ装置、２ｏｌＩ、
特にそのレンズコ。コは、加工片上にレーザ光線焦点を
合わせるように位置決めされる。その位置で、レーザ合
焦レンズ装置コＯ亭は、開ロダコ６まわ夛に同心的に配
置されたシールドリングダコＯ内で軸方向に整列される
。さらに、シールドキャップ４＜、２−がシールドリン
グ’１２０上に取り付けられておシ、そして該シールド
キャップは、レーザ合焦レンズ装置２０４ｔよシも少し
大きな寸法の開口ｌＩ：ｌｌＩを形成するように内方に
延びた７２ンジを含み、溶接室１０１内に向けて放射さ
れたレーザ光線に操作者がさらされるのを妨げている。
第７７図を参照すると、溶接室ｉｏｔ、特にそのシール
ドキャップｌＩＪコに対してｚ軸に沿って直線的に移動
させるために、２軸レーザ装置コ２−に取着されたレー
ザ合焦レンズ装置コｏｌＩが詳細に示されている。レー
ザ合焦レンズ装置コ０Ｉｌ−は、米国層許願連番第４（
／ダ、Ｊ０！号に記載されている。レーザ合焦レンズ装
置２０４Ｉは、垂直に配置されかクレーザ光線／７Ｋに
関して同心に整列したレンズ支持管Ｊｌ）ｅ）を含んで
いる。管ベース部４ｔＪＯは、レンズ装着部材ダ弘０を
着脱自在に受けとるように、レンズ支持管−００の底部
に配置され、かつ該レンズ支持管に結合されている。第
１り図の詳細な図面に示すように、レンズ装着部材＋＋
。は、複数のロックリング３２の対応するものを受は入
れるように配置された複数のらせん溝！Ｉ３グ（例えば
３個）を有するロックリング４ｔ３６を受は入れるよう
な形状に構成されている。回転すると、ロックリング！
、？Ａ及びレンズ装着部：４ｉ　４＜ダ０は管さ一ス部
ｌＩ３θにロックすることができる。安全フードダ３ｇ
は、焦点を合わせたレーザ光線／りｇを加工片に向ける
ため円錐形につくられたものであシ、そしてレンズ装着
部材４Ｉｑｏの内部周辺部分にあるねじ切シ部に係合す
るためのねじ切シ周辺部分を有している。
同様に、レンズ、！ｏλは、レンズ装着部材４ｔりθの
中央開口内に支持されていて、かつそり中ムレンズ装着
部材＋＋θにあるねじ切多部に１保合するべく周辺にね
じが切られた保持リング４’４ｔ、２によって保持され
ている。即ち、保持リングＱ　ＱＪは、Ｖ７Ｘ、ｔＯλ
を保持するためにレンズ装着部ｒｌＩ＃　ｏにねじ込む
ことができる。
安全フード４１３ｇは、レンズ装着部材ｉｉａ。
にランプフードｌＩダ６を取）付けるため、開口を通っ
てランプフード！４ＩＡ内に配置されている。一対のク
ォーツハロゲン２ング４’Ｊｆは、加工片を照明するた
めにランプフードＦｌＩＡ内に配置されていて、２軸又
はレーザ光線ｉ’ｙｔに関する加工片の整列を行なえる
ようにしている。ランプ４ｔＪｆｆの動作温度は、溶接
ぐずがその上に集まるのを防いでいる。詳細に後述する
ように、操作者は、ＴＶカメ９２０６の映像を表示する
ＯＲＴ　／ＪＪ　　を見ることによってレーザ光線Ｉ’
ｌＫに関して加工片を整列し、それによって、操作者は
電子的規準線を最初の溶接・−所に置き、ホ・−ム位置
と観測した最初の溶接個所との間のオフセットを決定す
ることができる。
次にこのオフセクトは、Ｘ−Ｙ位置決め装置、２ｔｇに
印加されるような制御信号に自動的に組み合わされ、そ
れによって、溶接部の各々が、レーザ光線ｉ’ｉｚに関
して精確に位置決めされる。ランプ亭コＳは、管取付部
コＯｌに挿入される電気釣人カポ−）ｌＩ＄？と、管取
付部、２０１から管ペース部ｙｓｏに延びる導管１Ｉｒ
ｔとを経由シてレンズフード４Ｉ０４に導かれるワイヤ
によって付勢される。同様に、不活性ガス、例えばアル
ゴンの流れは、安全フード４ＩＪｔ及びレンズフードに
より形成されたスペース内に。
管取付部コ０１の開口内にねじ込まれたアルゴン入カポ
−１１１Ｊｒから、レンズ装着部材ｌＩψＯに延びる導
管４Ｉｇｏを経て導かれる。レンズ装着部材ダ参〇は、
導管亭！０に整列して形成されたアルゴン噴出口を有し
、これによ）、アルゴンの流れは安全フード亭３を内に
向かう噴流になル、溶接プ四セス中に発生する異物又は
汚染物は、加工片に合焦されたレーザ光線／７Ｋを減衰
させないように、効果的に取シ除かれるであろう。第１
７図に見られるように、アルゴンの流れは、安全フード
４ＩＪＩから、シールドリングダコＯ及びキャップ亭コ
コによって囲まれたスペース内に逃げ、出口＃ｊ＃を経
て排出される。
レンズ支持管二０θ、及び特にその管取付部コ０／は、
２軸レーザ装置コココ上に装着装置ｌＩ轟Ｏによって取
り付けられズいる。ベローズｌＩｊ＆は、第１り図に点
線で示すようにレー・ザ光線１ｔｔの光路に沿って直線
状にレーザ合焦レンズ装置−〇亭を２軸レーザ装置ココ
１が動かせるようにしながら、レンズ支持管コ００の最
上部に固定されていて、該レンズ支持管を通るレーザ光
線シー〃ドを形成する。この様にして、ルンズコθコは
、異なる種類の溶接部を形成するために回転自在の取付
装置コ４Ｌコを回転させることによってレーザ光線１７
ｇに！シて位置が変化しうる加工片上にレーザ光線ルク
ｔの精確な焦点合わせをするために２＠に沿って可変に
配置させることができる。
第７及び１図に示すように、伸縮可能のベローズ１Ｉｊ
Ａは、ベローズアダプタｌｔ亭によってレンズ支持管コ
θＯの最上部に、そして保護ハウジングダ孟ｌに結合さ
れている。２軸レーザ装置−ココは２軸テーブルダｓｒ
を含み、その上に、レーザ合焦レンズ装置、２０＋１が
レンズ装着装置４！−４０によって取シ付けられ、そし
てレーザ合焦レンズ装置は、第７図に示すように２軸駆
動モータククＯによって増分的、選択的に駆動される。
Ｘ及びＹ軸駆動モータ２９ダ及びコタ６と同様に、２軸
駆動モータダクｏｉＪ：ｚ軸テープ／Ｉ／（Ｉｋ　ｆの
正確な位置と共にその移動速度を示す出力「号を発生す
るためにリゾルバ及びタコメークを含んでいる。２軸テ
一ブルｌｌ５ｇは曇直位１に取）付けられ、それによっ
て、一対のばね付勢す・・ルｌｌＡ＆と平衡する力を２
軸駆動モータククＱに加える。ばね付勢リール１６ｔは
、そのまわシに配設されると共にねじＩｌａｇのような
適当な固着手段によって２軸テ一ブルｌ１１ｇに固定さ
れたケープ／Ｉ／４Ｉグーによってそれぞれ結合されて
いる２軸テーブルｔｔｚｉｒは１本発明り実施例におい
ては、デザインＯコーボーネンツ（Ｄｅｓｉｇｎ　Ｏｏ
ｍｐｏｎｅｎｔｓ）、Ｉｎ＝。
によって、型式番号Ｆ３に１００で製造されるようなテ
ーブル形態をとることができる。２軸駆動モータダ７０
と２軸テーブル４Ｉｋｔの間の結合は、シャアウム・マ
ニエファクチャリング、工ｎ−０によって、型式名１ヘ
リーカ／Ｉ／　’　（Ｅｅｌ−４２ａｍ）　Ａ３’ｌク
クー／Ａ−１及びｈｏｇｓ−ｒ−ｇで製造された要素形
態を例えばとることができる。２軸駆動モーｐ＜ｔｑｏ
は例えばコントロール・システムズ・リサーチ、工ｎｏ
、によって、型式番号ＢＭ７０４ＲＨで製造されるよう
なりＣサーボコントローラーの形態をとることができる
。
アルゴン供給装Ｒダ７３が、適当な不活性ガス、例えば
アルゴンの流れを溶接室１０１及びレーザ合焦レンズ装
置−〇亭に、選択された可変の割合で供給するため第、
２７図に示されている。内側格子不トラップコ０及び外
側格子ストラップココ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シネ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
的な溶接領斌のまわシに不活性ガス流を与えても、酸素
及び水対して適切にシールドしないということが溶接テ
ストから分かつ友。第２１図に示すアルゴン供給装置ダ
ク３は、特に第１７図に示すようなレーザ合焦レンズ装
置コ。参と共に、第１ゼ図によ）完全に示すような溶接
室ｉｏざを包含している。アルゴン供給装置ダ７３はア
ルゴン供給タンク４Ｉ７４１を備え、該タンクは・アル
ゴン供給装置ダクＪからアルゴン供給タンクグア４ｔを
分離する流量弁４ｔ７６に結合されている。この弁＋７
４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。
アルゴンはタンクダクダがら弁４’７４を通って圧力調
整器４１７ｇに流れ、該調整器が、最大レベル、例えば
！　Ｏｐｓｉ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１０１：ａ、及び１０ざｂの
それぞれ並びにレーザ合焦レンズ装置コｏダへのアルゴ
ンの流れは、格子／ｌが溶接室内に装荷されているか、
溶接室ｉｏｔがパージされているが、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
ようになっている。例えば、溶接室１０１のパージは、
比較的大流量の不活性ガスを必要とし、かつその時、圧
力は最大レベルを越えるべきではない。この丸め、逃が
し弁ａｔコがマニホルド管１１１０（Ｉｃ＠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四−ラ
４ｔｇダ、ｌＩざ６及びｌＩざｔに分配する。流量コン
トローラｌＩｔ亭、ダｇ４及びダｔｇはそれぞれ、溶接
室ｉｏｔに１回転可能の取付装置２亭コに、そしてレー
ザ合焦レンズ装Ｒコθダに結合されている。特に、制御
されたガス流量は、流量コントローラ４Ｉｔ４ＩＬから
可撓性ホース弘デ□を経てアルゴン入口３３ｇに供給さ
れ、それによってアルゴンは第１３図に示すようにマニ
ホルド管３３６のそれぞれに向けられる。同様に、流量
コントローｔａｒｔからのガス流は、第１！及び７１図
に示すように、可撓性ホース４Ｉｙθを通ってアルゴン
入口５ｈｏｅに向けられ、それによって、アルゴンは、
回転可能の取付装置コタλの出口ｒｏｔを通って放出さ
れるように導管！／コ及び５ｉｌＩを経て流される。可
撓性ホースゲタ０は、溶接室／ＤＩが摺動テーブルλ４
λによってキャビネット１０１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
、流量コントローラ何ｇから可撓性ホースダヂＯを経て
レーザ合焦レンズ装置−Ｏ亭に、特にアルゴン入口ｌＩ
ダＳに導かれ、それによって、アルゴンは導管り５θ及
び複数の噴出口４ｔよコを経て、レーザ合焦レンズコ０
コのすぐ下のスペース内に向けることができる。このア
ルゴン流は、溶接室ｌｏｔ内のレーザ溶接によって生じ
た極微小酸化物がレンズ−〇ａを汚染するのを防いでい
る。
水分（ＨＩ３）センサー１Ｉｉｏが溶接室１０１内に配
置され、水分モニターｔｔｔ、ｚと結合されている。操
作者及びコンピュータ数値制御部（ＯＮＯ）ｌコロは、
パージ及び溶接作業中に溶接室７０ｇ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ＩＱ、
ＰＰＭよりも大きいならば、レイ溶接を止めることがで
きる。さらに、酸素グローブ１ＩｆＡが、溶接室ｔａｇ
の上部フランジＪ、７／とシールプレート１５６の間の
周辺開口を通っ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ｉｓｔ内に配置されでいる。
酸素グローブク９ＡＣ）出力はまへ溶接室／ａｔ内の空
気の窒紫含有量の指示を与える機能も有する。溶接室／
（７Ａ’内の雰囲気の監視は、溶接室１０ｇがその第１
の溶接位置に配置されるときに始める。各酸素グローブ
又はモニター１７９４は、較正ガス入口を含み、そのた
め酸素プロー７’　ＩＩｔ＆への直接のガス流がある。
酸素プＵ−ブダデ乙の出力は酸素分析装置１１に結合さ
れ、該分析装置の出力は、モニター計グデｔＶｃ訃いて
ＰＰＭで表示する・ことができる。（！Ｎｏ　／コロは
、後述のようにプログラムして、酸素レベルがプ四グツ
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、溶接ぐずによる酸素グ
ローブグｑｔの汚染を防ぐために自動的に停止される。
アルゴン供給装置り７３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１０ｇ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／θＳが
その装荷及び取おろしサイクルにあるが、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ｉｏｇと関連しりｏ）ＪＯ／、
？７は直′Ｍ１７！、コントローラ１Ｉｔｑ、ダｇｔ及
びダｉｔの流量を、複数の流量のどれが−っに制御す　
・・る。特に、各流量コントローラに対してダっのボテ
ンー／Ｂメータがある。ＯＮＣ！　／コｔは選択された
ポテンショメータを作動して、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、ＯＮＣ！／コｔ
がポテンショ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ョメータを調整する
ことができる。この流量は、コントローラの適尚なディ
ジタルディスプレイ上に現われるであろう。流量コント
ローラは標準のリットル７分（ＳＬＰＭ）で較正されて
いる。
格子１６を装荷し及び取おろすために溶接室／θｇを開
くとき、溶接室ｉｏざは、シールプレート１５６をドア
のように開に揺動させるよりもむしろ、シールプレート
／３乙に関して摺動テーブル２Ａ２上で摺動するべきで
ある。この摺動技術は、空気／アルゴンの乱れを軽減し
。
かつ溶接室１０ｇ内のアルゴンと空気を混合する傾向の
ある空気流を可及的に少なくする。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。
３θＯＩＩ’Ｈ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
ｉｏｇ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、米国特許願連番第１Ｉ／
　４（，２６２号に記載されたような機械的把持装置ｌ
こよって行なわれる。
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／θｇ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１０１がその第７の溶
接位置に、すなわちシールプレート１５乙の直下に戻っ
た後、流量コントローラフを亭笈び１６は、ｌθθＯＦ
Ｈ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ＯＮＯ，／λ乙によって制御され、それによっ
て。
第１６図に示すように／ｆＸ／ＡＸ／Ａインチの略々正
方形の寸法を有する溶接室ｉｏｔは、酸素レベルを約７
分で／　ＯＦＰＭ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ＯＮＯ／２６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。
流量コントローラダｇダ及びｌＩｇｔによって制御され
るようなかなり少ないガス流量速が溶接室ｉｏｇ内に導
入されている。また、酸素プｏ　−プク？乙のための溶
接ガスサンプリングポンプは、溶接くずによる汚染を防
ぐために自動的に停止される。３００ＴＰＨのオーダー
の比較的に少ない流量が、溶接室雰囲気を前述した純度
レベル以下に維持するために十分であることがわかった
。第１１Ｉ及び７３図に示すように、アルゴンガスは、
マニホルド管３３６によって導かれ。
ディフューザ板３Ｊθを通って流れて、空気を溶接室１
０ｇ外に１浮動”させるガス層流を発生させる。高濃度
のアルゴン及び実質上一定のその流量は、溶接室１０ｇ
から効果的に空気を排除する。ディフューザ板３３０は
、略々６θチの板密度及び０．１２５インチの厚さの焼
結ステンレス鋼ファイバから造られる。さらに、ディ７
５−−ザ板３Ｊθは、できるだけ非拡散支持構造を少な
くして、溶接室１０ｇの底部断面全体を実質上カバーす
る。拡散面積が溶接室ンｏざの断面積に関して減少する
と、空気について溶接室１ｏｉｒをパージするために必
要な時間及びアルゴン量は増加するので、格子／Ａの高
速で、高生産しなければならないとき、これは重要な考
慮事項である。さらに、ディフューザ板３３０は、流入
アルゴンがディフューザ板３３０を通つて拡散させられ
、単にディフューザ板３３θをバイパスして、壁３．２
７及び３．２９に沿って上に流れないように、溶接室の
側面に適切にシールされなければならない。固定ストリ
ップ３３１がディフューザ板３３０の上部局面まわりに
配置されていて、ディフューザ板３３０をそらせる傾向
のある大ガス流量のもとでも、それがそらされるのを防
いでいる。対のマニホルド管３３６の形態をした多数の
ガス入口は、溶接室ｉｏｇ内へのガス分配を改善する。
同様にして、第１７図に示すレーザ合焦レンズ装置Ｊ□
＋は、キャップ１２コに関してぴったりシールする必要
はない。その間の隙間は、大流量のアルゴンが空気につ
いて溶接室／θｇをパージするために使用されるとき、
溶接室、ｌＯｔかも出るアルゴンガスのための開口を形
成する。全てのガスは互いに拡散し合うので、一定のガ
ス流は、純粋雰囲気を維持するために溶接及びパージサ
イクル中に特に必要である。
小さな隙間は好ましくは、キャップ４ｔ、２−とレーザ
合焦レンズ装置、２０４４の間と共に、溶接室ｉｏｔと
シールプレートｌ！乙の間で必要であるけれども、溶接
室１０１の残りは、漏洩があってはならない。アルゴン
は空気より重く、そして溶接室１０を内ばの漏洩個所か
ら流出する傾向があるけれども、空気もまた、同じ穴を
通って溶接室１０１内に吸引され、従って溶接室／θｇ
の雰囲気を汚染することがある。
第、２．２Ａ、第２２Ｂ図には、コンピュータ数値制御
装置、特に左側のコンピュータ数値制御部／、２６ａ　
（ＯＮＯ）と、第、２．２Ｂ図に単一のブロックζこよ
り示した別のコンピュータ数値制御部／１１．ｂ　（Ｏ
ＮＯ）　　へのその接続が１機能的なブロック線図によ
り示されている。伺、別のコンピュータ数値制御部／２
１Ｔ：）は、第Ｊ、２Ａ＊コ２Ｂ図に示すように、コン
ピュータ数値制御部１ａＡＮと同一の要素から成立って
いる。コンピュータ数値制御部／２Ａａは、中央処理記
憶装置（ｏｐＴ：Ｉ）２１．０を備えている。本発明の
図示した実施例によれば、コンピュータ数値制御部／Ｊ
Ａ、特にその中央処理記憶装置ＳｔＯは１本出願人が型
式番号討６０号の下に製造しているコンピュータと同じ
ものとしてよい。中央処理記憶装置左ｔｏは、ＡＩＩＫ
のニアメモリを有し、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、標漁型
の：１ｓｂｏ号ＯＮＯ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ィングプログ
ラムと称される基本監視ソフトウェアを含んでいる。２
ＡｒＡＯ号ＯＮＯｌこお′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、２１ＡＯ
号ＣｌＮ０を容易に適合させ得る特別のオペレーション
ないしは個別化オペレーションを行うために用いられる
。特にここにアプリケーションザ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、Ｅｌ、Ｔの各コ
ードによって、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−って、アルゴンの流量及び特別
の成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。ツク−ドブログラムは、被加工片にＸ軸駆
動モータ２９’１とＹ軸駆動モータコ？６によって、ま
たレーザ合焦レンズ装置λＯａに２軸駆動モータ３７θ
によってそれぞれ与えられる運動を制御するＸ。
Ｙ及び２の各コードによっ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／Ａである被
加工片を溶接ステップの間において移動させる移動量及
び目響を指定する。
同様にＺコードは、レーザ合焦レンズ装置−〇ｔに力え
るべき移動量を制御し、それによってレーザ光線１７ｇ
を燃料棒格子１６上に合焦させる。特に２コードは切欠
き溶接部弘Ｏの形成に必要である。この場合１回動自在
な取付、装置又はジグ、２１Ｉ：ｌは、レーザ光線／７
ｇ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ｘｏｔｉ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！ｒｔＯ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、オペレーティングシス
テムプログラムによっ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ッ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さが
有効に制御される。パートプログラム記憶領域は、第、
２１ＩＡ。
、２１ＩＢ図について後述するパートプログラムを格納
しており、第一、ｔＡ−コ！；Ｒ図にはアプリケーショ
ンルーチンが記載されている。パートプログラムはイン
ターフェース３９ｏを経て磁気テープ駆動装＠！Ｉｌｌ
、”ｉこより中央処理記憶装置Ｓｔθ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ｓｅｔは
、カンテックス社により型式番号２２０号の下に製造で
れている駆動装置とするこきができる。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
リーダリボ参によりマイクロプロセッサ−のインターフ
ェースｓｇｇ：＠介（、入力してもよい。紙テープリー
ダーｊｇ亭は一例としてデシテックス社製のリーダーと
することができる。マイクロプロセッサ−のインターフ
ェースｓｒｇｇはデータメツセージを陰極線管／、ｊ３
　（ＧＥＴ）上にディスプレイすることも可能ζこする
◇また操作者がインターフェースｚｔｒｔを介し文字・
数字けん盤／、？／上において中央処理記憶装置５６ｏ
のメモリに種々のデータを入力することもできる。文字
暢数字けん盤／３／及びＯＲＴ／、７．７は第７図に示
すようにコンビニータハウジング／、２？ａ及び７．２
？ｂに設ける。
中央処理記憶装置５ｔθは、第２−Ａ、−２８図に示す
ように、Ｘ軸駆動モータ２デグＱ　Ｙ軸駆動毎−タ、２
？６及び２軸駆動モータ’１７０にそれぞれ組合された
閉ループ軸駆動・制御盤Ｊ−Ａ＆、、ｔ４１；、！；７
０　　に組合されている。賞、各々の駆動モータ２’！
４Ｉ、　ｊｑ４　、ダ７θ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２デθ１．２りλ。
ｌよｇ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。また制御盤
！６６から導出された制御出力信号は、サーボ増幅器５
６７に供給され、モータ速度を表わす信号と比較され、
Ｙ軸組、動モータ、２ｑダを作動させる出力信号を送出
する。
モータコ９ダ、コ？４．４ｔりθは、概略的に図示した
ように、対応するＸ、Ｙ、Ｈの各テーブル−２？θ。
コ？コ、ダ！ｇを駆動するための親ねじ−Ｐよ。
コ？？　、　ｌＩ７／に組合されている。１組のリミッ
トスイッチ！りＪ　（、？７Ｊａ−ｊ７２ａ）は、親ね
じコｑ！の位置従ってその位置決めテーブル２？０の位
置を検出して入出力インター７エース５６２を介し中央
処理記憶装置３６θに信号を送出するように、親ねじコ
ｑ！に組合されている。特にリミットスイッチ左７２ｅ
Ｌ、Ａ−７２０は。
Ｘ軸位置決めテーブルコブθ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
ットスイッチ！？２ｂは、Ｘ軸位置決めテーブル２ｑθ
がレーザ光線／りｒ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７組のリミット
スイッチ５り４　（、ｔ７Ａ！Ｌ−６７ＡＱ）は、２軸
駆動テ一ブル４４５ｇを駆動する親ねじ１Ｉ７１に組合
されている。７組のリミットスイッチ＆７４’ａ　。
５７りす、オフ４ｔＯは％Ｙ軸テーブル２９２を駆動す
る親ねじコックに組合されており、第りのリミットスイ
ッチ、ｔ７４ｔａは％　Ｘ軸位置決めテープ／Ｌ／２９
２がそのセンター位置即ち溶接室１０１をそのキャビネ
ッ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２り７に組合されている。
第、２２Ａ図と第一−ＢＢｉ２示すように、７組の周辺
装置が、インターフェースより、ｚ、ｓ、ＡＩＩヲ光学
的に迩断することにより、中央処理記憶装置！６θによ
り制御され、これに組合されている。特に別のコンピュ
ータ数値制御部／、２Ａｋ）は。
数値制御部リンク！ｉ′ｓｇ及びインターフェース左４
Ｊを介して中央処理記憶装置り６０と７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／！４ａ
、／２４ｂは時分割形態で光線切換用のミラー１７コの
制御を要求し取得する。米国特許願連番第１Ｉ／　Ｑ、
２１）グ号に記載されているように、数値制御部／コ４
ａ、／コ≦ｂは、レーザ光線／７１ｆをその溶接室ｉｏ
ｇ中に向けるように光線切換用のミラー／７２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
／２Ａａは使用後にレーザＩＪ　ＩＪ−ス信号を発生し
、別の数値制御部／２６ｂ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ックする
。
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ＳＳｔθθの下に製造している１／
−ザ装置としてもよく、第４図に示すレーザ電源／、２
θと、インターフェースタロ２により中央処理記憶装置
ｋＡＯに結合されたレーザ制御装置３９．２とを備えて
いる。レーザ制御装置３デλは、第、２２Ｂ図に示すよ
うに、レーザ溶接機ディスプレイノイネル１３．２に結
合されている。レーザ溶接機ディスプレイパネル／３２
は、第ｑ図に示されるように、レーザ電源ｌコＯに取り
付けられ、かつ第−ｒ、ｙｈ図にも詳細に示されている
。レーザ溶接機ディスプレイパネル１３．２は、ランプ
列及び押しボタン列を含み、これらによって、レーザ装
置１０２及びその制御装置ｊ？コの状態を制御しかつ表
示する。レーザロッド／７０を励起してレーザ光線／７
７を発射する前に、レーザトリガーをオンにして作動可
能化すなわちイネイブルしなければならない。照明押し
ボタンＡ００は、レーザ電源１２θがその準備モードに
あるという条件で、レーザ電源１．２０からパルス形成
回路に高電圧を印加するように作動する。レーザ電源が
高電圧を供給すととき、ル−ザ高電圧オン”押しボタン
６０θは照明される。１シヤツター開”ランプｔｏ２は
、ダンプシャッター１９０がその開位置にありかつＢＲ
Ｈ安全シャッター：ｌ／２がその開位置にあるとき照明
され。
それによって、レーザ光線／７７は溶接室／θｔの１つ
に向けられ、そしてＴＶ左カメラ〇６は燃料棒格子／６
の映像を見ることが可官ｌになる。
ル−ザ励起”ランプｔｏ４ｔは、レーザロッド／７０が
レーザ発射動作をするとき、すなわち。
その励起ランプｉｔｔがトリガーされ、内部空洞シャッ
ター７Ｋｇは開かれ、そしてそのＯＮＯ／コロはレーザ
ｌＯ，２の制御を得たとき、照明される光線切換えミラ
ー７７．２が右側溶接室１０ざａ内にレーザ光線を向け
る位置に配置されたとき１°ビーム・スイッチＱイン”
位置ランプｔｏｇが照明されるのに対して、光線切換え
ミラー／７コがその別の位置にあり、それによつ・て、
レーザ光線／７７が他方の左側溶接室ｉｏｇｂ内に向け
られるとき、″′ビーム・スイッチ−アウト”′位置ラ
ンプｌ、／２が照明される。
゛′ガス・オン゛′ランプ６／θは、特別のアルゴンガ
ス流量がそのＯＮＣ／　２６によって選択されたとき照
明される。′ホーム・ミラー”押しボタン６７グは、そ
のホーム位置すなわち基準位置に光線切換えミラー／７
２を向けるように押される。“トリガーφオン”ランプ
６／６は。
レーザ高電圧がオンにされたという条件で、レーザラン
プトリガー回路をイネチプルにするように押される。ル
−ザ高電圧オフ”押しボタンＡｕｇは、レーザ電源ｌλ
θから高電圧出力を除くために押される。メーター１７
９１及びダ９２は、溶接室１０ｇの酸素含有量及び水含
有量を連続的に表示するディジタルメーターである。
中央処理記憶装置左６０は、第、２．２Ａ、２２３図に
示すように、光学的に、゛て断されたインターフェース
５６．２を介して制御信号を供給し、レーザ制御装置３
？コを作動させる。特にインターフェース出力信号は、
レーザ制御装置！タコに供給されてレーザ電源の高電圧
出力を１ンオフさせ、レーザランプのトリガーを可能化
し。
内部空洞シャッター１ｇｇ及び安全シャッター２１コを
開放位置とし、溶接プロセスを開始させ１Ｍｊｒ／−、
Ｍよダコードのうちの７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：ＲＩＰ　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１７．２を位置決めする。
光学的に遮断されたインターフェース！６．２を介して
中央処理記憶装置３ｔθ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Ｓ
ｑ２によって発生する。
緊急時には緊急停止信号の発生によってレーザ装置１０
コの作動特にレーザ制御装置３９コの作動を停止させる
仁とができる。
さらに、第７図に示すようにドア開閉機構２３１Ｉを制
御して、キャヂネツ！−／　ＯＩＩのドア／／りを開閉
するために、ＣｊＰＵ！ｒＡＯによって信号が発生し、
これが、光学的に遮断したインターフェース３６．２に
よって伝達される。溶接室ｌＯｇをロックし、かつアン
ロックするために信号が印加され、該信号は特に、第７
図に示すように、前部及び後部ロケータ装置、２ｔｌＩ
及び：１ｇＡのそれぞれに印加される。リミットスイッ
チ組＆？、２　、３７ダ、左７６から得られる出力信号
は、インターフェースｋｌ、２に印加される。
信°号は才たレーザ水冷装置６コ０に印加される。
レーザフラッシュ又は励起ランプ／Ａ’Ａ、　　ミラー
／１２及び１ｇ亭によって画定される空洞は。
所望の圧力及び流量の清浄、純粋、且つ温度調整された
水を供給する閉ループ水冷装置によって冷却される。図
示されていないけれども、レーザ水冷装置は、ポンプ、
水−水熱交換器、リゾルバ、純水装置、フィルター、及
び温度調整器を含むことが一当県者には良く理解できよ
う・レーザロッド／７０及び光線吸収器／９ｇからの熱
は、水に放散され、この装置から除外される。さらに、
制御信号は、レーザ合焦レンズ装置ユθ亭のランプ１１
２ｇに印加されて、燃料神格子／Ａを照明し、それによ
って、　Ｘ−Ｙ位置決め装置２ｇｇは、Ｘ又はＹ軸のい
ずれかに沿って調整され、燃料棒格子１６の出発点をレ
ーザ光線／７ｇに関して整列させることができるＯ溶接
室雰囲気内の酸素及び水をＰＰＭで示すアナログ信号を
発生するためｌこ、溶接室１０１に関して配置される酸
素プローブゲタ６及び水分センサーｔノ０から入力が供
給される。同様にして、シールド管λ／６と共に配置さ
れるような熱電対列２／ｌは、そこに向けられたレーザ
光線／７ｇの出力を示すアナログ信号を発生する。プロ
ーブグデ６、センサー１１１０及び熱電対列２／ｇの各
々の出力は、対応するディジタル電圧計よ７ｇ、！１０
及び！Ｓコに印加され、該電圧計が１人力アナログ信号
を、光学的に遮断したインターフェース５Ａ’ｌを経て
０ＰＵＪ’Ａθに印加されるべき対応のディジタル信号
に変換する。インターフェース３Ａグは、ディジタル電
圧計に７ｇ　、！；１０．！ｇ２のそれぞれに適切なメ
ーター選択信号を供給して、インターフェースｊ６ダを
経てＯＰＵ　ｋｌ、０に、一度に／、つのディジタル信
号のみを選択的に印加する。レーザ溶接装置ｉｏｏの動
作に依存して、ＣＰＵｋ４０は、光学的に遮断したイン
ターフェース５６グヲ経て、流量コンドローラダｇｇ、
グｇｔｉ、グざ６のそれぞれに信号を印加して、レーザ
合焦１／ンズ装置２０’ｌ１回転可能の取付装置２１Ｉ
２及び溶接室１０１へのアルゴン流量を制御する。同様
に、Ｂ軸上−タ３ｇｇに信号が印加され、それによって
、位置決めホイール３５ざ及び回転可能の取付装置：１
ｌＩ２は回転することができる。
前述のように、位置決めホイール３！ｇの角度位置は、
複数の近接スイッチｌＩＯ：１ａ−ｅによって検知され
て、インターフェースｊｔＡ’ｌｌこよって０ＰＵｊｔ
Ａθに印加される二進信号を発生するＯ第、２．７Ｂ図
、を参照すると、第２２Ａ図について記載したように光
学的に遮断したインターフェースＳ乙ｔを経てＯＰＵ＆
ＡＯに入力を、供給するため、第７図に示すコンピュー
タ／・ウジング／ユテに取り付けられる機械機能ノ（ネ
ル（ＭＦＰ）ｉｓｏが示されている。機械機能ノくネル
１３θの押しボタン及び選択スイッチによって実施され
るような種々の制御機能について説明をする。
６緊急停止”押しボタンｔｇｏは　ＯＮＯ／、２Ａをオ
フにする緊急状況において操作者によって作動される。
押されると、　　ＣＰＵ　左ＡＯから得られる全てのデ
ィジタル出力が消勢され、そして、アルゴン供給装置ダ
７３、レーザ装置１０ユ、Ｘ及びＹ軸駆動モータ２？ダ
及び、２９１．、Ｚ軸１枢動モータグクθのような全て
の補助装置が停止される。”　ｆｌｆ制御オン゛押しボ
タン６Ａざは、ＯＮＯ／：ｌＡをオン状態にするために
作動され、それによって、電力が種々のロジック要素に
印加され、かつ種々のデータレジスターはクリアされる
。押しボタンＡＡｔを押して保持すると、機械機能パネ
ル／３０の多数の押しボタ゛ンを後面より点灯するラン
プが付勢され、その適当なテストをする。１クリア゛′
押しボタンＡＨＡは。
ＯＮＯ７，２Ａをクリアするために、特に、　　ＣＰＵ
左乙０の記憶されたプログラムアクティブバッファ内に
記憶される全てのアクティブ指令をクリアするために作
動され、そしてその選択された出力はリセットされる。
パートプログラムの過程に設定されるＭ及びＧコードは
、初期状態にリセットされる。種々のプログラムの実行
中に、押しボタン６Ｓ６は操作者からクリア機能を要求
するために照明される。“メツセージ”押しボタン４３
ｔは、ＣＲＴ　／３３上に表示されるべき診断メツセー
ジがあるということを示すために１周期的に照明される
。操作者によって押されると、全てのアクティブ診断メ
ツセージはディスプレイからクリアされ、かつ押しボタ
ン６．３ｇを照明するランプは消勢される。′テス）／
”ランプＡｊ＆は、溶接室／θｔがその第２の休止又は
較正位置にあること、及び熱電対列２／ｌに向けられた
冷却水がすでにオンにされたことを示すために照明され
る。′サーボ壱オン”押しボタンＡＡＡは、ＡＯ電力を
Ｘ及びＹ軸駆動モータ、２ｑｌＩＢｉ−びコ？６に、そ
して２軸駆動モータ４’７θに印加するためｌこ操作者
により作動され、そしてこれらの駆動モータが作動され
るとき照明される。′ビン惨アウト”押しボタンＡ３１
１“は、前部及び後部ロケータ装置λｇダ及び２ｇ＆を
作動させるために操作者によって押され、かつ保持され
、それによって１位置決めピン３／を及び３／９は１次
の移動が可能なように摺動テーブル２６−のピン止めを
外すために取り除かれる。ＯＮＯ／、２ｔは、この機能
を可能にするためにその”手動１モードでなければなら
ない°。′ピン・イン”押しボタンＡｋ：１は１位置決
めピン３／６及び３１９が完全に引っ込められるとき、
照明される。
操作者によって押され保持されると、″′ピン・イン”
押しボタン６タコは、前部及び後部ロケーク装置２ｇダ
及び２ｇＡを作動して、それらの位置決めピン、３／Ａ
及び３ノ？を、摺動テーブル−２６−内の位置決め開口
内に配置させる。同様に　ＯＮＯ／：ｌＡは、この機能
を果たすためにその６手動”モードになければならない
。位置決めピン３／６及び３／デがそれらの位置決め開
口内に完全に挿入されると、押しボタン６ｊ、２は照明
される。１ドア開”押しボタン６３．２は。
ドア開閉機構、２．、？ｌｌを作動させるために、操作
者によって押され保持される。ＯＮＯ’７．２６は、こ
の機能を実行させるため（・こ、その”手動”モードに
なければ！、ｆもない。ドア／／’Ｉがその全開位置に
配置されたとき、″′ドア開”押しボタン６３コが照明
される。１ドア閉”押しボタン乙ＳＯは、ドア開閉機構
２３４ｔを作動させて。
ドア／／’ｌを閉じるために押され保持される。
ＯＮＯ／２１．は、この機能を果たすために、その“手
動”モードになければならない。キャビネットドア／／
’Ｉがその全閉位置に配置されるとき、′ドア閉”押し
ボタン６Ｓθは照明される。
”室・アウト”押しボタンＩＪＯは、摺動駆動モータ、
２４Ａを作動させるために操作者によって押され保持さ
れ、それによって、摺動テーブル２Ａ、２及びその溶接
室ｉｏｔばその第一の休止位置に駆動される。摺動テー
ブル、２　Ａ　：１を駆動するために、　ＯＮＯ／２１
．はその１手動・”モードになければならず、レーザ合
焦レンズ装置スθりは、リミットスイッチ左？Ａｂによ
って検知されるように完全に引一つ込められなければな
らず、そしてＹ位置決めテーブル、１．ｑ２は、リミッ
トスイッチ９７つｉｄによ゛つて検出されるようにその
中心位置に配置μされなければならない。
摺動テーブル２６２が、その第一の休止位置に配置され
たとき、室・アウト”押しボタンＡＪＯが照明される。
同様に、″ドア閉”押しボタン６３０は、摺動駆動モー
タ、２６乙を逆方向に作動させて、摺動テープ／ｌ／　
２　ｂ　２を、その第７の溶接位置に戻すために押され
保持される。
摺動テーブル２６−を中に駆動するために。
ＯＮＯノ２ｔは１手動゛モードになければならず。
レーザ合焦レンズ装置、ｔｏｔｉは完全に引っ込められ
、ドア／／ＩＩは開かれ、前部及び後部ｐケータ装置、
２ｇ１Ｉ及び２ｇｔは作動してそれらの位置決めビンを
引っ込め、そしてＹ位置決めテーブル２デコは中心に置
かれる。摺動テーブル、２Ａ、２がその第７の溶接位置
にすでにあるとき、１ドア閉”押しボタンｔＳＯは照明
される。
１送り保持”押しボタン乙６０は、″送り保持”機能を
設定するために最初ζこ押され、それによって、Ｘ、Ｙ
及び２駆動モータ、２ｑ亭。
コ９６及びＱｌ）のそれぞれが消勢される。その結果、
Ｂ軸まわりの回転可能の取付装置コｌＩ：ｌの移動を除
いて、Ｘ又はＹ軸に沿った溶接室ｌｏｇの移動、及びｚ
軸に沿ったレーザ合焦レンズ装置２０’ｌの移動は、禁
止される。′送り保持”押しボタン６６θの２回目の押
し下げで。
”送り保持”機能は解放され、それによって、Ｘ及びＹ
軸に沿った溶接室１０ｇの移動及びｚ軸に沿ったレーザ
合焦レンズ装置、２０１の移動を可能にする。ＣＩＯ／
２１．が”自動単一サイクル又は手動”データ入力ＭＤ
Ｉモードにあるとき。
”サイクル起動”押しボタンＡＳｇは、パートプログラ
ムデータの実行を開始するために操作者によって作動さ
れる。ＯＮＯ／λ６がパートプログラムデータを実行し
ているとき、″ｙイクル起動”押しボタンｔ、ｓｒが照
明される。′手動”押しボタン４７ｇは、ＯＮＯ／２Ａ
をその１手動１動作モードにするために押される。その
１手動”モードにあるとき、″手動”押しボタンｔｑｇ
は照明される。”　ＭＤＩ単一”押しボタン６７６は、
　ＯＮＯ１２／、を１手動データ入力１ＭＤＩ単一”動
作モードにするために、操作者によって押される。″Ｍ
ＤＩ単一”モードにあるとき、押しボタン６り６は照明
される。”　ＭＤＩ単一”モードは診断道具であり、か
つこの機能に入るきき、操作者は、パートプログラムの
ステップを、文字彎数字けん盤／、？／を経て、ＯＰＵ
メモリの指定領域すなわちノくツファ内に入力さ°せら
れる。″′プサイル起動”押しボタンｔＳｔを押したと
き、入力されたプログラムは読み出され、かつ一度に７
ステツプ実行される。
”　ＭＤＩ連続”押しボタン６７４ｔは、　　ＯＮＯ／
、２４を、そのＭＤＩ連続動作モードにするために押さ
れる。１起動サイクル”押しボタンｔ！ｇを押したとき
、操作者の入力したプログラム全体が。
その自動モードにあるかのように読み出される点を除い
て、”ＭＤＩ連続”モードは。
単一”モードと同じである。１単一サイクル”押しボタ
ン６７コは、ＯＮＯ／１４をその１単一サイクル”モー
ドにするために操作者によって押され、かつそのモード
にあるとき、押しボタン６７コが照明される。′自動”
押しボタン６７０は、　０１０　／２１．をその”自動
”動作モードにするために押し下げられ、かつそのモー
ドにあるとき、′自動”押しボタン６りθが照明される
。
Ｗチ送り”選択スイッチ６ざコは、Ｘ及びＹ軸駆動モー
タλ９４１及び２９ＡがＸ及びＹ位置決めテープ／Ｉ／
２９θ及びコｑコをそれぞれ駆動する駆動送り速度め手
動無効をするために１２の位置を有している０図示され
るように、送り速度は、″′チ送り”スイッチｔｇ２の
位置に依存して１０％からｌ：１０％まで１０％の増分
で可変である。１ジヨグ・モード選択スイッチｔｒＩＩ
は次の軸ジョグ・モード：高、低、１．θθ０゜ｏ、ｉ
θｏｏ、θ、θ１００　、０．θ０１０．及びｏ、ｏ　
ｏ　Ｏ／の１つを選択するため７つの位置を有している
。
高及び低モードは、実質上連続移動がＸ及びＹ位置決め
テーブルλｑｏ及び１−に加えられる１スリユー（ｓ１
θＷ）″型式のジョグであるのに対して、残りのモード
においては、指定された長さの増分移動がＸ及びＹ位置
決めテープルコ９０及びコタコに加えらイする。′Ｘイ
ン”押しボタン６ココは、Ｘ軸ジョグ動作を、マイナス
方向にあるいは位置決めモジュールＩＯＡ内に。
すなわち８９図に示すように上方向にするために、操作
者によって押される。＠Ｘアウト１押しボタンｔａＯは
、Ｘ軸ジョグ動作を、プラス方向に又は位置決めモジュ
ール１０６から外に、すなわち第を図に示すように下方
向動作をさせるために押される。ＮＹ左”押しボタン６
２ダは、Ｙ軸ジョグ動作を、プラス又は左方向にさせる
ために操作者によって押される。すなわち。
溶接室／θｔは、第７図に見られるように左方に動かさ
れる。Ｙ右”押しボタン６１．２は。
Ｙ軸ジョグ動作を、マイナス又は右方向にするために、
操作者によって押される。すなわち、溶接室ｉｏｔは第
を図に見られるように右方に動かされる。
Ｉ′ｚアップ゛°押しボタン６２６は、Ｘ軸ジョグ動作
を、マイナス方向にするために操作者によって押し下げ
られる。すなわち、２軸駆動モータグア０は、２軸テ一
ブルｌｌ５ｇを第７図に示すようにマイナス又は上方向
に駆動するために付勢される。′２ダウン”押しボタン
１４’ｌＩは、２軸ジョグ動作をプラス方向にするため
に操作者によって押され、それに・よって、２軸テ一ブ
ル４１！ｒｇ及びそれにより支えられるレーザ合焦レン
ズ装鐙コθｌは、第７図に見られるようにプラス又はダ
ウン方向に配置される０　′ＢＣＷ”押しボタンＡｕｇ
は、ＯＮＯ／、２乙がその手動モードにあるならば、Ｂ
軸動作をプラス方向に、又は取付装置を右回り動作させ
るために押される。特に、押しボタン６λｇを押したと
きに、Ｂ軸駆動モータ３ざざは、位置決検ホイール３ｋ
ｇを第７図に示すように右回り方向に回転させるために
作動される。”ＥＱＯＷ”押しボタンＡ４’Ａは、　０
ＢＩＩＯ／２４がその１手動“モードにあるならば、Ｂ
軸動作をマイナス又は左回り方向にするために操作者に
よって押される。特に、Ｂ軸駆動モータ３ｇｇは１位置
決めホイーｋＪ！ｇを、第７図に見られるように左回り
方向に駆動するために作動される。
内側格子ストラップ−〇を溶接し、次にこれを外翻格子
ストラップ２．２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／６に溶接するプロ′セスは、
第３Ａ〜３に図に説明した通りである。これらの図には
、燃料棒格子／Ａをレーザ光線／７ｇに関し適切に位置
決めするように燃料棒格子／乙をＸ、Ｙ、Ｚの各軸に沿
って移動させる一連の移動が示され、それによって交点
溶接部３２．陽暦接部３０．スロットータブ溶接部３グ
及び切欠き溶接部ｌＩｏが形成される。内側及び外側の
格子ストラップλ−０゜−一は、米国特許願連番第４（
／ｌ、／？？号及び第’ｌ／ＩＩ、／９ｇ号に記載され
ているように組立てられて燃料棒格子／６を形成する。
次に燃料棒格子／６を、米国特許願連番第１／、／り、
２６３号に詳細に記載された第１夕図の溶接ジグｓ４ｔ
コ上に配置する。溶接ジグ３グ２は溶接室１０１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１位置
決めピン、ｔ、２４’によって取外し自在に固定する。
上述したように燃料棒格子／ＡをそのＢ軸の回りをこ回
動させ、切欠き溶接部ダθを形成するためにレーザ光線
／７ｇを受入れる所定位置に燃料棒格子／６を配設する
ことができる。Ｘ−Ｙ位置決め装置、２ｇｇは選択的に
作動して、Ｘ及びＹ位置決めテーブル２ｑＯ及び２９２
を、レーザ光線／７ｇに関し燃料棒格子／６を位置決め
するようにＹ軸及びＹ軸に沿った一連の増分ステップに
より作動させることにより、交点溶接部３：１を形成し
１次に回動自在の取付装置２タコ上において回動させた
後、スロット−タブ溶接部３ｑ及び陽暦接部３０を形成
する。
このプロセスのための機械制御は、コンビネータ数値制
御部（ＯＮＯ）　／　２Ａ　、％に中央処理記憶装置ｇ
ｔ、ｏによって行われる。中央処理記憶装置よ６０は、
第、２４’Ａ　、　２’ｌＢ図を参照して以下に説明す
るパートプログラム７０θ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
機能ノくネル（ＭＦＰ）ｉ、ｙｏ上の押ボタンＡＵＴＯ
（自動）を押すことにより数値制御部／コロを自動モー
ドにするステップ７θコによって入力される。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／、３／に入力する。操作者は次に押しボタ
７／、！ｇ″ＯＹＣ！ＬＥ　５ＴＡＲＴ”（サイクル起
動）を押す。次のステップ７０ｇでは、プログラムＭＩ
Ｋ／コードは、ＬＯＡＤ／ＵＮＬＯＡＤ　ＣＨＡＭＢＥ
Ｒ（溶接室装架−取おろし）ザブルーチンを呼出し、摺
動テーブルコロ２を第１の溶接位置から第一の休止位置
に駆動するように、摺動駆動子−タユ乙６を作動させる
。
操作者はこれｌこよって１組立てられてはいるが溶接さ
れてない燃料棒格子／６とその溶接ジグタフλとを回動
自在な取付装置コク２上に装架するこきができる。燃料
棒格子１６とその溶接ジグ、！−４ｔ、２とは、レーザ
光１ｉＪｌｑｇに対する取付装置２ダニ上の所定位置に
位置決めビン５コダによってロックされる。溶接室装架
−取おろしサブルーチンは第一５Ｂ図について詳細に説
明する。ステップク１０では、操作者は、米国特許願連
番第１１１４１，２Ａコ号に記載された装架−取オロシ
マニビュレータの助けを借りて、燃料棒格子／６及びそ
の溶接ジグ左ダコを取付装置、２１１．２に装架（ロー
ド）する。ステップ７０ｇが終了したら、操作者がステ
ップ７ノコにおいて機械機能バネ＃　／　３０上のＣＹ
ＣＬＥ日ＴＡＲＴ　（サイクル起動）押しボタン６３ｇ
を押してノく一ドブログラム７θ０の実行を再開するま
で、ノく一ドブログラム７００の実行が中断される１次
にステップ７７グにおイテ、ＬＯＡＤ／ＵＮＬＯＡＤ　
（装架−取おろし）アプリケーションサブルーチンを呼
出して溶接室１０ｇをレーザ光線／、’Ｚｇの下方の第
７の溶接位置に再装架（リロード）する。再位置決めさ
れたら１Ｍコードを用いてＯＨＡＭＢＢＲＫＮＶ工ＲＯ
ＮｂｆｆｌＮＴ　ＯＨコＯＸ　（溶接室環境チェック）
アプリケーションサブルーチンを呼出した後、マニホル
ド管、？３４及びディフューザ板３３０を経由して、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／θｇ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１０ｇ
の上部フランジ３３／とシールプレート／Ｓｇとの間の
スペースを通って。空気を押出す。特別のアルゴン流量
は、Ｘコードにより設定し、それにより流量コントロー
ラｌＩｇりは溶接室ｉｏｇ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２４ｔ、２
及びレーザ合焦レンズ装置λθりに組合された流量コン
トローラｙ、ｇｂ　、　ｙ、ｇ；ｇも、溶接室ｉｏざか
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Ｘコードは第二左工図について後から説明する５ｕ
Ｌｕｃｒ　６Ａｓ　１ＦＩＩｏ’Ｗ　ＲＡＴＥ　（ガス
流量選択）アプリケーションルーチンヲ呼出す。パート
プログラム７θＯの次のステップク／６では、Ｍ？／コ
ードぼ、回動自在の取付装置、２ｑ２又はジグを回動さ
せるように、特にＢ　’Ｍ１１回転駆動装置、２３ｇを
作動させて取付装置２４１２を回動させるように設定さ
れる。特に。
ステップ７／Ａにより実行されるＭ９ノコードは、第：
ｔｓＦ、図に詳細に記載したＲＯＴＡＴＩＩ！Ｆ工ＸＴ
ＵＦｊｌｉ：　　（ジグ回転）アプリケーションサーブ
ルーチンを要求する。ステップク／ｌは、酸素及び水分
についての溶接室１０’ｇ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
ロゲラムク００をそれ以上実行しないように、ＯＨＡＭ
Ｂ１１！ＲＥＮＶＩＲＯＮＭＥＭＴ　ＣＪＨｍＯＫ　（
溶接室環境’ｙ−ｓ−ｙり＞アプリケ“−ジョンサブル
ーチンを開始或いは要求する。溶接室環境チェックアプ
リケーションサブルーチンは第２．Ｓ−Ｆ図について詳
細に説明する。
溶接室１０ｇ中の環境が十分に純粋であることがステッ
プ７／ｇにより定められた後、ニステップ７２０は、Ｘ
及びＸコードに応答して、Ｘ位置決めテーブルユデθ及
びＹ位置決めテープルックス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／７ｇと合致す
るＺ軸に沿って位置決めされる。最初の溶接位置は、７
組のＸコード及びＸコードによって特定化され、これら
のコードは、Ｘ軸駆動モーター？り及びＹ軸駆動モータ
コ９６に適切な制御信号を送出するように解釈される。
２コードは同様に解釈され、制御信号が２軸駆動モータ
１Ｉ７０に送出され、レーザ合焦レンズ装置コθヶはそ
れにより燃料棒格子１６の最初の溶接部ｌこレーザ光＃
／７♂を合焦させるように位置決めされる。これらのス
テップの終了後に、ステップ７２０において、パートプ
ログラム７００は終了する。ステップクスコにおいて操
作者は、″Ｘ工Ｎ（イン）”押しボタン１，２．２゜Ｘ
０ＵＴ（アウト）”押しボタンＡ’ＩＯ，″′Ｙ左°′
押しボタン６２ダ及び”Ｙ右１”押しボターツＪ＋、ｌ
を適切ζこ作動することにより５手動で制御し、Ｘ位置
決めテーブル２９０及びＸ位置決めテーブル、２９．２
を位置決めすることにより、燃料棒格子／６の最初の溶
接部をレーザ光線／りざに対して正確に整列させる。こ
の目的のために、ＢＲＨ安全シャッターＪ／コは開放さ
れ、操作者は、陰極線管／３３上にディスプレイされた
。整列ＴＶカメラ２０１．から得られる格子／６の像を
見ることができる。ＴＶ左カメラ０４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／７ｇに対し正確に整列させることができる。操作者
は同様に機能ハネル／３０のｚＵＰ（アップ）押しボタ
ン、４．２Ａ及びＺ　　ＤＯＷＭ　（ダウン）押しボタ
ン６ダダを操作してレーザ合焦レンズ装置、１．０４Ｚ
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７７ｇを燃料神格子／を上に合焦させる。
操作者は、パートプログラムの実行を再開するために、
ステップ７．２ｇにおいてＯ’１ＯＬＩｎＳＴＡＲＴ　
押ボタンｂｓｔｙｉｒ押す。次のステップ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
即ちステップ７２コ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の各オフセットとして知られる
）を計算する。同様に、Ｚ軸に沿った最初のホーム位置
とレーザ合焦レンズ装置ＪＯ４’の合焦位置との差は２
オフセツトを与える。Ｘ、Ｙ、Ｚの各オフセットは、記
憶装置中の指定された領域に記憶され、コンピュータ数
値制御部ｌ、２６によって、燃料棒格子ｌ乙の調節され
た位置或いはオフセット位置を勘案して、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。
次のステップ７２１では、レーザ装Ｒ／θａ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３コ、
陽暦接部３θ、スロット−タブ溶接部３参及び切欠き溶
接部ＵＯのうちのどれを形成するかを定めるＢ、Ｔ、Ｈ
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、第Ｊ＆Ｊ図について詳細に説明するｇ
ｉｌｌ！ｌｆｆ１Ｏ１１１Ｂ　０ＯＤＩ！！（サービス
Ｓコード）アプリケーションサブルーチンによってサー
ビスされるＳコードによって定められる０同様にパルス
周波数は、第１ｔＸ図について詳細に説明するＥＩＩＲ
Ｖ工０１！　Ｔ　００ＤＩ（サービスＳコード）アプリ
ケーショ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Ｏパルス幅は、／＝４ｍ秒に対応する
ＭコードＭｊｒ−Ｍ２Ｏのうちの１つにより設定される
Ｏこれらのコードは第２ｔＬ図について詳細に説明する
８１！ＩＴ　Ｉ、Ａ３１ｉ！ＲＰＵＬＳＩ　ＷよりＴＨ
（レーザパルス幅設定）アプリケーションサブルーチン
を要求する。同様に、ダつの形式のＭコードＭｌ／〜Ｍ
、ｔダがあり、これらのコードは、第ｓｅＧ図について
詳細に説明゛する８ＥＴ　ＬムＳＩＲＭＯＤＩ（レーザ
モード設定−）アプリケーションサブルーチンの実行を
要求する。次のステップク３０では、成る溶接作業につ
いて必要な特別のアルゴン流量が、ＭコードＭＡ／〜Ｍ
＆ダ　のうちｌっの使用により設定され、特に第２５１
図について詳細に説明する５ＥＬＩｎＯＴ　ＧＡ８　Ｆ
ＬＯ’Ｗ　ＲＡＴＩＩＩＩ（ガス流量選択）アプリケー
ションサブルーチンが要求される。
次のステップ７３コでは、ＭコードＭｌ／−Ｍｒ＋のう
ち１つの設・定によって、第２３ｒＮ図において詳細に
説明するＰ］！！ＲＦＯＲＭ　ＬＡＳＩＩ！ＲＷｌｌ！
Ｌｌ）　（レーザ溶接実行）アプリケーションサブルー
チンが要求される。一般に、ＰＩ！ＩＲＦＯＲＭ　ＬＡ
８Ｆ！ＲＷＩＬＤ（レーザ溶接実行）アプリケーション
サブルーチンは、第２３Ｑ図に示すＧＥＴ　ＬＡＳＥＲ
（レーザ取得）アプリケーショ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、それによって別のコ
ンピュータ数値制御部ｌコ＆ｂが、数値制御部／２／、
ｂ（７）　ＲＩＱＵＥＩＳＴ　ＬＡＳｌ［！Ｒ（Ｌ／−
ザ要求）出力及びＬＯＯＫ　ＬＡＳＥＲ（レーザロック
）出力の点検によりチェックされ、もし存在したら、コ
ンピュータ数値制御部／２＆ＦＬは、別のコンピュータ
数値制御部１２＆）のＲＫＬ］ＩｃＡｓ：ＢＩ　ＬＡＥ
ｉｌｌｉＲ（レーザリリース）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／、
Ｚ６ａはレーザを要求し、専用のためにレーザをその後
ロックする。数値制御部ｌコ＆ａは、レーザ装置ｌθλ
の使用を得た後、レーザ光線／７ｒａをその溶接室ｉｏ
ｔに向けるように、光線切換え用の可動ミラーｔ７コを
位置させる。次にＸ位置決めテーブル、２９０及びＹ位
置決めテーブルλ９コが適切な装置において停止したか
否かについて、それらのテーブルの位置がチェックされ
、位置決めタイムアウト期間の経過後にレーザロッドｌ
りＯを励起させる。次のステップ７３コで未溶接ステッ
プが終了したことを示すＬＡ１３ＩＮＧ　ＯＯＭＦＩＩ
Ｉ！ｌＴｌ１１　（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／７コをリリースし、Ｘ
−Ｙ位置決め装置２１ｇに指命して燃料棒格子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。次のステップ７３６では、ＭコードＭ＆
／〜Ｍ、ｔダのうち１つにより設定された特別の形態の
溶接部が完ｉｔたか否かが定められ、完成していなかっ
たら、パートプログラム７００は、次の溶接部を形成す
るためにステップクＪ２に戻り、ステップ７Ｊｌでは燃
料棒格子ｌ＆を次の溶接位置に移動させる。次のステッ
プグ、ｙｓテハ、　ＷＡＩＴ　ＦＯＲ０ＴＨＩ！ＩＲＱ
ＮＯ（別のコンピュータ数値制御部時期）アプリケーシ
ョンサブルーチンを要求するようにＭコードＭｔｔ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／、２ｘ’ｂに送出され、別の数値制御部／２６１
：Ｊ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。
成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はステップ７３ｇに進み、ここでパートプロゲ
ラムク００は停止し、次の溶接形式を定めるためにＭコ
ードＭ　５１−Ｍ　ｓ　ｌのうちどれがプログラムされ
ているかを点検する。
次のステップ７１７０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１行われていない場合は、パート
プログラム７００はステップ７／４に戻り、一連のステ
ップ７ノ６〜７３ｇが反復される。燃料棒格子１６をそ
の溶接室ｉｏｔから取出して回転させ溶接室１０１に戻
すことが必要になる前に、第２Ａ〜３Ｄ図に示した一連
の溶接ステップを燃料棒格子１６の羽根側において実行
する。ステップク４１Ｊでは、第６図に集線で示したよ
うにダンプシャッターｉｔｏを位置させレーザ光線ｌり
７を光線吸収器／９１に向けるための信号を送出するこ
とによって、レーザ装＠１０２をオフにする。
次のステップクーｌでは、Ｍクー、ドＭＥλがＬＯＡＤ
７’ＴＩＮ　Ｔ、ＩＯムＤＯムＲ’ｒ（カート装架／取
おろし）アプリケーションサブルーチンを要求するよう
にセットされ、摺動駆動モータコロ基はそれにより作動
して摺動テーブル２番１を第２位置である休止位置に向
けるので、燃料棒格子ｌ＆を溶接室ｌθｌから取出すこ
とができる。操作者はこの時点で溶接室ｉｏｔから燃料
棒格子１４及びその溶接ジグｊ４ＩＪを取出すように手
動マニピュレータを操作し、次の一連の溶接ステップに
備えるための手動操作を行う。−例として、燃料棒格子
／感の羽根側の交点溶接部Ｊコが。
第ＪＡ〜３Ｄ図に示したステップに従って形成された後
、燃料棒格子ｌ＆を取外して回転させ、燃料棒格子／６
の反対側即ち案内スリーブ側の交点溶接部３コが第３Ｅ
〜ＪＨ図に示したステップに従っ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Ｊ２が形成され
たら、格子ｌルを取外し、案内スリーブＪ６をそれに挿
入した後、第ＳＸ〜３Ｌ図に示すように切欠き溶接部４
Ｉｏを形成する・ 第２５ム図を参照すると、較正パートプログラムが示さ
れている。それによって、操作者は、較正パートプログ
ラムをコールするための指令を、文字・数字けん盤ｉＪ
ｉを経て手動で入力することができる。最初にステップ
ｔＳＯにおいて、操作者は”自動”押しボタン６り０を
押す。その後、ステップクＳコにおいて、操作者は、較
正パートプログラムをコールする指命を、文字中数字け
ん盤／、７／上でタイプし、それからステップクｒｅに
おいて、６サイクル起動”押しボタンｂａｔを押す。次
に、ステップ７＃６はＬ　ＯＡＤ／１７Ｎ　Ｌ　ＯムＤ
ＯムＲＴ（装架／取おろしカート）アプリケーションサ
ブルーチンを命じ、それによって、摺動テーブル２＆λ
及び澄液室ｉｏｔはそれらの第１の休止位置に置かれ、
第４図に実線で示すように、レーザ光線／’Ｉｔは、シ
ールド管コ／６内にそして熱電対列２／を上に向けられ
る。次に、ステップｙｅｔにおいて、ＯＭＯ／：１＆は
、２軸駆動モータｌ’７θを制御して、レーザ合焦レン
ズ装置ＪＯ＋によりｌ／、−ザ光線を熱電対列コｉｔに
合焦させるｉし＝ザ装置／１１７，２は、第、２参Ｂ図
に示されるようなステップ’ｒａｔと同じ動作を実行す
るステッパ７．２Ｆ’において準備される。すなわち、
Ｓコードに従って出力レベルを、Ｔコードに従ってパル
ス周波数を、Ｍコードに従ってパルス幅を、そしてＭコ
ードに従って溶接部の形態を、較正アプリケーションサ
ブルーチンをコールするステップ７ｊ？における前に、
設定する。特に、ステップクＳｔはＭコードＭ９ｇを設
定し、それによって、”ル−ザ較正”アプリケーション
サブルーチンが命じられる。この様にして、操作者は、
レーザロッドｌりθ及びその励起ランプノｔｂの効率が
レーザ溶接装置ｉｏｏの激しい使用によって低下するこ
と、すなわち、高作業デユーティ率及びその結果として
燃料棒格子１６の高い生産率を確保証するためにレーザ
溶接装置１００がレーザロッドｉ’ｉｏを連続的に励起
することに注目して選択した時点で、レーザ装置１０λ
の較正を行なうことができる。励起ランプ／１＆は、２
日毎に取り換える必要があるかもしれないと考えられて
いる。連続使用中に、操作者は、レーザロッド／７０の
実際の出力をチェックし、かつ加工片上に加わるそのエ
ネルギーレベルを熱電対列２／ｌによって測定すること
によって、高レーザ電圧源の出力の調整を行ない、レー
ザロッド／２θ又はその励起ランプ／１１．の寿命櫂か
かわらず、一様な溶接部が形成されるレベルにレーザ光
＠／’Ｉｔの強度を維持する。
第２５Ｍ図に示すようなレーザ較正アプリケーションサ
ブルーチンはステップク５デにおけるＭコードｙｔｔの
設定によって入力され、そして一般に、パルス形成回路
（Ｐ？Ｍ）に印加されるリゾルバ電圧″’　Ｒ１１！５
ＶＯＬＴ”を計算し、それによって、励起ランプ／を乙
に印加されるその出力電圧が、選択されたＳコード、パ
ルス幅、及びパルス繰返し速さくＴコード）に従ったプ
ログラム出−カレベルに対しｔ調整される。レーザ較正
アプリケーションサブルーチンはそれからレーザロッド
ｉｔｏを励起し、熱電対列′２／ｌの出力を読み取り、
熱電対列出力をプログラム出力レベルと比較する０熱電
対列２／ｌの計算出力と測定出力の間の差は、リゾルバ
電圧出力を調整するために使用、８れる。この反復プロ
セスは、測定されたレーザ出力レベルとプログラムされ
たものとが所定の差５例えばコＷ以内になる丈で、継続
する。分岐（ｄｉＹｓｒｇａｎｏｅ　）に達するとき、
リゾルバ電圧の新たな値は、　ＣＰＵ５６０のメモリ内
の規定の位置にストアされる。
最初にステップク！ｒ９に入った後、ステップｉｏ−一
は、特別の例示レーザーシステム、すなわちレイセオン
社によって製造されるような型式名称ＩＩ＆１Ｆ３８ｔ
００のパルス形成回路の特別の特性に基いてリゾルバ電
圧（ＲＩＳＴＯ’ＬＴ）の値に対して等式ｌ及び、２を
解（。前述のレイセオン社のレーザ装置の特別のパルス
形成回路に対して計算が実行されて、第２ｒＢ図に示さ
れたような曲線を出す。この曲線は、繰返し速さＲＦｌ
！ＰＲＡＴＩ！ｌの関数としてパルス形成回路ファクタ
ーを特徴づけるパラメータを供給するために計算された
。等式／におけるパラメータＭは、第２５ｓ図の実験的
に得られた曲線の傾斜として定義され、かつゼロ繰返し
速さでの曲線のオフセット値は、仁のパルス形成回路網
について！７であると導出される。傾斜Ｍの値は例えば
０．３３　である。パルス形成回路ファクターＰＦＮ’
ＦＡＣＴＨの値は１等式ｌにおいて計算され、かつプロ
グラムされたＳコードｔｉ従ったレーザ光線／７１の所
望の出力、Ｔコードによって決定される繰返し速さＲ］
ｉ！Ｐ　ＲＡＴ？ｌ、及び選択されたＭコードによって
決定されるパルス幅等の適当な値と共に等式−に代入さ
れて、これに従ってリゾルバ電圧ＲＩ１８ＶＯＬＴ　の
計算値を出す。次に、ステップ１０２ダは、特別のレイ
セオン社のレーザ装置の”／Ａ変換回路のためにＲ］］
１８ＶＯＬＴの計算値をスケールする。次に、　ＲＥ１
８ＶＯＬＴの計算値は、第ＸＳＯ図に関して詳細に説明
するようにコールされかつ実行される安全出力レベル”
　ＳＡ？ＰＷＲ”アプリケーションサブルーチンによっ
てチェックされる・もしこの計算されたＲ］Ｉｃ５ＶＯ
ＬＴが安全ならば、ステップ１０：１ｇはパルス形成回
路を付勢し、そしてステップ／θ３０において計時され
るような適当な遅延の後、ステップ１０３コは、制御さ
れているレーザ光線ｉｖｙを溶接室ｉｏｔに向けるよう
に光線切換えミラー１７２を作動させる。次に、ステッ
プ１ｏｓｐは、励起ランプｉｔｔが付勢されているかど
うかを決定し、もし付勢されていないならば、アラーム
メツセージがＯＲＴ　／、７Ｊ上にステップ１ｏｔａに
よって表示される。もし励起ランプｔｘｔがオンにされ
たならば、励起ランプＩｔ＆と関連したトリガー回路は
、ステップ１０１１０がダンプシャッターｉｖｏを開く
前にイネチブルにされる。次に、ステップｉｏａ、２は
、内部空洞シャッターｉｔｓ；２開いて、レーザロッド
１７０によりレーザ光線を熱電対列コ／１内に発射させ
る・ステップ１０４＃は、内部空洞シャッター／Ｉｔを
閉じる前の適当な期間を計時し、熱電対列、２／ｌの出
力をアクセスし、アナログ熱電対列出力を対応するディ
ジタル表示に変換する。
ステップ１ｏｙｔ、は、Ｓコードに従ってプログラムさ
れた値と測定されたレーザ出力レベルを比較し、もしこ
の差が、±２Ｗ内にあるならば。
リゾルバ電圧ＲＨＢＶＯＬＴ　　の相当する値は、　Ｃ
ＰＵ５＆θのメモリテーブル内にストアされる。もし分
岐が一致しないならば、ステップ１ｏｒｏは・これがス
テップ１ｏ２ａ−ｉｏｑ６の６番目のル−プであるかど
うかを決定し、もしそうならば。
ステップ１ｏｓｘは、レーザ較正アプリケーションサブ
ルーチンが分岐に達することができないというアラーム
メツセージをＣＲＴ　／ＪＪ上に表示する。もし６番目
以下のループならば、ステップ１０１４Ｉは、第１ｊＭ
図のステップ１０ｊダにおいて示された等式に従ってＳ
コードのオフセント値すなわち修正、値８７を計算する
Ｇことで、ｓｉは最初にプログラムされたＳコードであ
り、ＭＥＡＳ　ＰＯＷ］ｉｌＲは、熱電対列２／ｌによ
りステップ１０ダ６で測定されたレーザ光線／７にの出
力であり、そしてＥ＋、２は、以前に計算されたオフセ
ット値である。修正コードＳ３は第λの等式に従ってＲ
ＦｌｉＳＶＯＬＴ　　の新たな値を計算するためにステ
ップ１０；１２に戻りかつそこで使用されるＣその後、
ステップ／θ、２１〜ステップ／θｓＩｌは、分岐が得
られるまで、すなわち６つのループが完了するまで、反
復される。第４５Ｍ図に示されるように、ステップ１０
４１６で決定されるような分岐が得られるとき、レーザ
装置１０，２のパルス形成回路に印加される電源からの
出力電圧は、メモリテーブル内にオフセット値としてス
トアされ、それによって、レーザ出力ビームの補償が効
巣的になされ、そして各溶接部のためのエネルギー人力
は、長い期間にわたって実質上一定に保持され、このよ
うにして溶接部の一様性を保証する。
装架／取おろしカートアプリケーションサブルーチンは
、ドア／／’Ｉが開かれ、レーザ合焦レンズ装置λ０４
Ｌが引っ込められ、そして位置決めピン２／ｌ、及び３
／９が取り除かれて、摺動テーブルコ６コを動かせると
いうことを確実にしながら、第１位置と第１位置の間で
摺動テーブル２６λ及びその溶接室ｉｏｔを配置す、る
ように摺動駆動モータコ６ルを作動させるために第一、
ｔＢ図に示されている。最初にステップクロＱにおいて
、第、２４ＩＡ図に示すパートプログラムのステップク
Ｏｔで設定されるＭコードは、オペレーティングシステ
ムプログラムの”要求フラッグ実行サイクル”の間実行
される。
特に、ステップクＱｔは、摺動テーブル２ルー及びその
溶接室ｉｏｔを取り除くためにＭコードＭＪコを設定す
るのに対して、ステップ７１Ｏにおいて、ＭコードＭざ
／が設定され、それによって、摺動テーブル２６２は、
その第一の溶接位置に戻される。次に、ステップ７６．
２は、動かされるべき溶接室１０Ｓの前の安全ゾーン１
３４４をアクセスし、もし何もなければ、ステップクロ
ダは２軸駆動モータグク０を作動して。
レーザ合焦レンズ装置２０ダをそのホーム位置に動かす
。次に、ステップ７６６はＸ及びＹ軸駆動モータ２９４
を及びコツ６を作動して１．ｘ及びＹ位置決めテーブル
λ１０及び２９コをそれらの中心位置に、そしてそれら
のホーム位置、すなわち延長位置にそれぞれ配置する。
次に。
ステップクロｒは１送り保持”を設定して、！及びＹ位
置決めテーブル２９０及び２９．２を停止させ、そして
ドア開閉機構２３ｇがドア／／４！をその開位置に置く
ために作動される。次に。
前部及び後部ロケータ装置コざダ及び２ｔ＆はそれらの
位置決めピン、ｙｉｂ及び３／９を持ち上げるために作
動され、それによって、摺動テーブルコ６コを自由にす
る０その後、ステップクロコは、ＭコードＭｆ、２が設
定されたとき外方に、あるいはＭコードＭｌｌが設定さ
れたとき内方に摺動テーブル２６．２を向けるように、
摺動駆動モータ２ル６を作動する。それから、ステップ
クロダは、前部及び後部ロケータ装置２ｔ４Ｉ及びλｆ
４を作動して、それらの位置決めピンＪ／６及び３／り
を、摺動テーブルコ６コに関してロック位置に配置する
。次に、キャビネットドアｉｉｙはＭコードＭｔｌに応
答して閉じ、かつステップ７１０において、″送り保持
”が解放される。ステップ７ｔコにおいて、ＭコードＭ
Ｅ／が設定されたかどうかについての決定がなされ、か
つそれは溶接室１０１が装架されているということを示
すが、もし装架されているならば、第、２５Ｆ図に示さ
れるような”溶接室環境チェック”アプリケーションサ
ブルーチンは、溶接室ｉｏｔ内の雰囲気が溶接を可能に
するのに十分な純度であるということを確認するために
命じられる。その後、ステップクｔ＃は、ルーチンを出
る前に、ルーチン要求フラッグ及びシーケンスポインタ
ーをクリアする。
Ｍ　Ｊ　ｒ　Ｏ図）ｌ！［スルと、　ＯＰＵ　Ｓ＆０の
ｔｏ。
Ｈｚクロックによってステップ７９０においてコールさ
れる”同期”アプリケーションサブルーチンが示されて
いる０ステツプク？λは、他のＯＮＯ／２４１）と関連
した溶接室にレーザ光線／’Ｉｔを向けられている位置
、かつその位置の変更が指命されていなかった位置に、
光線切換えミラー／’１２があるかどうかを決定する０
もしノーならば、ステップ７９３は％ＯＮＯ／、２４ｋ
ｌによりレーザ作動電圧を分離選択する。ａｍａｔｓｔ
、、ａ及び別のＯＮＯ／コロｂの各々が、レーザ装置／
θコの制御を時分割し、ここで、一方のＯＮＯ／２１の
みが任意のあるときに制御を有している。さらに、ＯＮ
Ｏ／２＆ｈ及び／２６ｂの一方が、主ＯＮＯとして指定
され、かつパルス幅及び繰造し速さを設定し、そのパラ
メータを他のｃｙｔｃが採用する。しかし、各ＯＮＯ／
コ１ａ及び／２６ｂは、レーザ光線／７ｔｈ及び／９１
１：）が対応する溶接室１ｏｔｔ及び１ｏｔｂ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、各光学系統によってそのレーザ光線
／’Ｉｔに加えられる減衰度はある程度異なり、また各
溶接室ｉｏｔ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Ｊ１７Ｊのコーティングを有す
るかもしれないということを理解されたい。較正後に、
各０ＮＯｌコロａ及び／ＪＩ−ｂは、第２１３図に示す
ようにそれ自身のディジタル／アナログコンバータを経
てレーザ制御装置Ｓ９コに印加されるリゾルバ電圧ＲＢ
ＥＩＶＯＬＴ　　のそれ自身の値を計算するであろう。
従って、ＯＮＯ／ＪＡａ又はｌλ６ｂの一方がレーザ装
置１０Ｊの制御をリリースするとき、その一方の＜３Ｎ
Ｏ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Ｓｔコに印加するかも知れないそのディジタ
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ＯＮＯ／Ｊ４は、ステップ７ｔＪ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。
ステップ７９ダは１両方のＯＮＣ／コ≦ａ及び／Ｊｏｂ
が現在レーザをロックしたかどうかを決定する。
もしイエスならば、ステップク９Ｓは、親ＯＮＯ／ＪＡ
ＩＬはレーザモロツクしたかどうかを決定する。もしノ
ーならば、ステップ７ｆ＆は、親０’ＭＯ／λＡＩＬに
よりレーザのロックを解く即ちアンロックすると共に、
第２ＩＱ、図に示すル−ザ取得”アプリケーションサブ
ルーチンを再初期化させる。次に、ステップｙ９ｔは、
親ａＭ。
／２６１Ｌがレーザをロックしたか、要求したかどうか
の双方を決定し、もしノーならば、親ＯＭＯ／、２４　
は、ステップ１０１に直接進ｄ前に、第２２３図に示さ
れるように他のＯＮＯ／２６１１１に０１０リンクＳＳ
ｔを経て、ステップ１００に詔いて印加されるようなレ
ーザリリース信号をリセットする。もしイエスならば、
ステップｔ０コは、他のＯＭＯ／Ｊｏｂがレーザ要求信
号を０１０リンクＳＳｔを経て親ＯＮＯ／コ４ａに印加
したかどうかを決定し、もし９ニスならば、このル−チ
ンは、親ＯＮＯ／ＪＡＩＬがレーザロック信号をＯＮＯ
リンクａｒｔに印加することによって、レニザシステム
１０２をロックしたかどうかを決定するステップ１０−
に動く。もし、ノーならば５親ＯＮＯ／２＆ｅＬはステ
ップｔａｂにおいて、ＯＮＯリンク２２１を更新し、ス
テップｇｏｔに進む前にレーザ要求信号をリセットする
。
親ＯＮＯ１２＆ｅＬがレーザをロックしたとき１すなわ
ち、レーザロック信号をＯＮＯリンクＳＳｔを経て他の
ＣＩＯ／３７．ｂに印加したとき、このル−チンはレー
ザ状態チェックを開始する。最初に、ステップｒｏｔは
、親ＯＮＯ／、２Ａａがレーザに対して制御を有してい
るかどうか、すなわち、使用中フラッグが発生している
かどうかを決定し、もしノーならば、このサブル−チン
を出る。
もしイエスならば、アプリケーションサブル−チンは、
ステップｊｌＯにおいて、ランプ電圧がオンであるかど
うか、励起ランプ／１４力Ｓ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、キャビネ゛７ト
ドアカ裟開かれているかどうか等を含む種々のレー、ザ
、（ラメータをチェックする。もし全てが問題な０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Ｇ１なら（ｉ、ステップｔｉλ
は、レーザトリガー回路がイネチブルにされたかどうか
を決定し、もしイエスならば、ステップｔｉ４！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
ザトリガー回路をオフにする。もしステップｔｌコがノ
ーと決定するならば、ステップｆ　／　ｆ、４１、内部
空洞シャッターｉｔｔが開かれてい２′かどうかを決定
し、もしイエスならば、ステップ１２０は、ステップｔ
ａａで光線切換えミラー１７．２を外れ位置に置く前に
アラーム状態を設定し、そしてステップｔ２’ｌが、Ｏ
ＲＴ　／、７．７上に適尚なアラームメツセージ１ミラ
ー外れ位置”を表示する０もし内部空洞シャ゛ンター７
１１力；閉じているならば、ステップｊコロは、　ＯＲ
Ｔ／ＪＪ上にアラームメツセージをただちに表示する。
”主”アプリケーションサブルーチンは、第−ｊＤ図に
示され、かつ高レベルオペレーティンクシステム・プロ
グラム又は１主タスク／Ｌ／　−プ”内で動作する。フ
ラッグζζよって遮断されるとき、又は文字・数字けん
盤ｉｓｉ、紙テープリーダーｔｔ４ｔ、又は磁気テープ
駆動装置ｔｒｔｔ等によって設定されるような他の遮断
を除いて、主ルーチンは連続的に動作する。前述したよ
うに、′同期”ルーチンは、　ＣＰＵの１００Ｈｚ・同
期クロック信号によって発生した遮断により呼出される
であろう。最初に、ステップＩＪＯは、１同期”アプリ
ケーションサブルーチンの間に設定されたフラッグをさ
がす。・ステップ１３２は、９トリガーフラツグが設定
されているかどうかを決定し、もしそうならば、トリガ
ーイネチブル出方がステップｔ３Ｑにおいてクリアされ
る前に、トリガータイマーはタイムアウトし、それによ
って、レーザ装置１０．２と関連したトリガー回路はク
リアされる。次に、ステップｔ３＆は、光線切換えミラ
ー／７Ｊが外れ位置にあるということを示すアラームフ
ラッグの指定されたビットｉｓをチェックする。
もしイエスならば、ステップｔ３ｔは、　ＯＲ’ｌ’ｉ
ｓｙ上に、メ、ツセージ″ミラー外れ位置″そ表示する
。ステップ１００は、第２３ｂ図に示されるような機械
機能パネルｉｙｏ上の１メツセージ”押しボタン６３ｔ
が作動したかどうかを決定し、もしそうならば、アラー
ム及びエラーメツセージフラッグは全てのエラー条件を
確認するためにリセットされ、そしてもしあするならば
、。メツセージ”押しボタン＆２１が照明される。最後
に、ステップｔａコにおいて、もし第：１４ｔＡ及び第
、２１Ｂ図に示すパートプログラムにおいて生じるよう
なプログラム停止が設定されるならば、レーザダンプシ
ャッター出方がクリアされ、それによって、ダンプシャ
ッター／９０が閉じて、レーザ光線ｌツクをビーム吸収
器ｉｖｙに向ける。
第−ｚｍ図を参照すると、１″クリア”アプリケーショ
ンサブルーチンが示され、このルーチンは、オペレーテ
ィングシステム・プログラムの１クリア要求フラッグ機
能内で実行されて、０ＰＵｋ６０のメモリの１初期化テ
ーブル”内に包含された全てのアプリケーションタイマ
ー、変数、出力、及び”要求フラ゛ジグをクリアする。
これは、メモリの初期化テーブルをアドレスすることに
よってステップｔＳＯにおいて指示されるように行なわ
れる。ステップｔａＪにおいて、その長さが決定され、
それによって、そこにストアされた値は、このルーチン
を出る前にクリアすることができる。１要求フラツグは
、オペレーティングシステムによって実行されるＭコー
ドが第、２ｊＡ−λｊＲ図において説明されるアプリケ
ーションサブルーチンを要求する、すなわちコールする
手段である。。
１溶接室環境チエツク”アプリケーションサブルーチン
は第λ、ｔ　ＩＩ’図に示され、かつ第一ダＡ図に示さ
れたパートプログラムのステップクｉｔから要求される
。この要求は、主タスクループ又はオペレーティングシ
ステム・プログラムの次の″′要求フラッグ実行サイク
ル間、実行される０基本的に、このアプリケーションサ
ブルーチンは、溶接雰囲気が十分に純粋であるかどうか
を決定するために、溶接室／ＤＩ内の雰囲気の酸素及び
水の読み取りをするために配置された水分センサー０１
０及び酸素プローブ弘９６を読み取る。酸素及び水の指
示は、規定の限界と、比較されて、レーザ溶接のための
１良否”環境条件を決定する。ステップｔ６．２におい
て、１良否”フラッグがクリアされる。
その後、ステップｔｔｅは、ＯＮＯ／ハ品ｏｘＴ上に、
溶接室環境の酸素及び水含有量が測定されているという
ことを示すメツセージ”溶接室ガスチェック”を表示す
る。その後、ステップｔｔ＆は、選択された酸素プロー
ブグデ６をアクセスし、遅延を設定する。この遅延で、
サンプル酸素の読みは、ＣＰＵｒ＆Ｏがその読み取り行
なう前に引き出される。同様にして、ステップｔｂｔは
、希望の水分センサーダｉｏを選択し、かつ遅延を設定
し、その間に、　ＣＰＵ　ｒ４０がその読みを引き出す
前に、サンプリングがなされる。次に、ステップｇｔｏ
は、酸素プローブ４’？！及び水分センサーｙｉｏのア
ナログ指示をディジタル値に変換し、これらの値を予め
選択された限界と比較する。ステップ７コは、酸素及び
水分値が設定された限界よりも小さいかどうかを決定し
、もしノーならば、ステップｔ７ダは、次の組の水及び
酸素指示が引き出される前の遅延を設定し、そしてステ
ップ１７＆は、アラームメツセージ１指示不良”をＣＲ
Ｔ上に表示させる。もし不良、すなわち制限以上の指示
がなされるならば、ステップｆ４４’〜ｔ７．２が反復
されて、空気が溶接室１０ｒからパージされるとき、希
望の純度が比較的に短い期間、例えば−分以内に達成さ
れるであろうということを期待している。もし、ステッ
プ１７λによって決定されるような単一の良好な指示が
なされるならば、ステップ１１０は、このような良好な
３つ指示がなされたかどうかを決定し、もしノーならば
、ステップｔ≦ダ〜１７２　が反復される。ステップ１
１０によって決定されるような３つの良好な指示がなさ
れた後、ステップ１１コは、パートプログラム、特に第
−ｌＡ図に見られるようなステップク２０に戻る前に、
良条件フラッグを設定する。
、２／ □７ 第２ＳＧ図には、第２１１Ｂ図のパートプログラム７０
０のステップ７コｌにより要求され主タスクプログラム
即ちオペレーティングシステムプログラム（７）　ＢＩ
ＤＦ’ＬＡＧ　ＥＸＥＣＵＴＥ　（要求フラッグ実行）
サイクルの間実行されるＳＥＴ　ＬＡＳＥＲＭＯＤＫ　
　（レーザモード設定）アプリケーションサブル−チン
が示されている。ＳＦ！Ｔ　ＬＡＳＥＲＭＯＤＫ　　（
レーザモード設定）アプリケーションサブルーチンは、
燃料棒格子／乙についてなされるダ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かを定
める。第、２Ａ図に示すように、交点溶接部３．２、陽
暦接８ｐθ、スロット−タブ溶接部３Ｖ及び切欠き溶接
部４７０の１つの異なった形式の溶接部がある。レーザ
装置１０コは上述したようにレイエセン社製の型式番号
ＳＳよ００としてもよく、パルス状のレーザ光線ｉ７ｓ
を燃料棒格子／ｌに向ける時間及び（又は）パルス数に
ついてｑ形態の溶接部の各々を制御するためのダ個の異
なったモジュールないしは固定結線された回路を備えて
いる。
−例として、各々のモジュールは、レーザ光線１７ｇ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
指スイッチを備えている。各々のモジュール及びその溶
接形態にコードＭｋ／〜Ｍ５ダのうち１つが割当てられ
る。ステップ９０．２において、これらのモードのうち
１つがそのコードに従ってアドレスされる。ステップ９
０４１において、光学的に遮断されたインターフェース
ｊ４コの８１１ＣＬ１！！ＯＴ　ＬＡＳ、［！！ＲＭＯ
ＤＩ　（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。最後にステップデ０６では、特別
の形態の溶接部について所望のモジュールを選択するた
めに、ＥＩＥＬＪ：ＣＴ　ＬＡＳ■ＭＯＤＥ　０ＵＴＰ
ＵＴ（レーザモード選択出力）を介して、通値されたモ
ードがレーザ制御装置！テコに供給される。
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コードに従っ
て選定される。
第２５８図には、８１！！Ｔ　ＬＡＳＥＲＰＵＬＥｌｌ
ｌｌ　ＷＩＤＴ只（レーザパルス幅設定）アプリケーシ
ョンサブルーチンが示されている。最初にステップｑ／
θにおいて、第−ＩＢ図のパートプログラム７００のス
テップ７．２ｇ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７つに従って、ＭコードＭｊｊ−Ｍｊり
のうちのｌっをセットすることによって、上記アプリケ
ーションサブルーチンが入力され、中央処理記憶装置ｊ
Ａｏ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　ＥＸθｃｕｔ
θＯｙＯ１θ（要求フラッグ実行サイクル）ステップデ
／λにおいて実行される。ステップ９７ダでは、選択さ
れたパルスについて計算されたレーザ光線／りｇの安全
出力レベルが、第２６０図の５ＡＦＥ　ＰＷＲ（安全出
力）アプリケーションサブルーチンに要求することによ
りチェックされる。ステップデ１６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、安釡でない場合はステップテ／す屹おいて警
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。安全ならばステップ９２０においてインターフ
ェース（６コの５ＩＣＬＢｌｉＯＴ　ＦＴＪＬＳＩ　Ｗ
よりＴＨ０ＵＴＰＵＴ　（パルス幅選択出力）をリセッ
トし、ステップｑλコにおいて５ＥＩｉｌ！！（！ＴＥ
Ｄ　：ＰＵＬ８１！！　ＷよりＴＨ０ＵＴＰＵＴ（パル
ス幅選択ずみ出力）を設定する。レーザ制御装置５輯は
それによりレーザ光線／７ｇの所望パルス幅を設定する
。尚、一つのコンピュータ数値制御部のうちの１つ／コ
ロａ又は／コロｂがパルス幅を設定し、残りの数値制御
部／コロｂ又は／ＪＡｔ１−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。米国特許願連番第’
７１４１，２０４Ｉ号に詳細に説明されているように、
２個の数値制御部／２６ａ又は／、２４ｂは主数値制御
部と称され、他の数値制御部ｌコ４ｂ又は／２４ａのレ
ーザ′制御装置！９コ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／、２４はその
レーザ電源からのり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ｌａ＆　＆　、　
／Ｊ４１１に組合された溶接室ｌθＳに供給されるレー
ザ光線／７Ｍ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／θｇ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７つの数値制御部／２４
ａ又は／２６ｂ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、２ｏｐ及び溶接室
１０１のいろいろの条件について各々の溶接室１０１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（ＲｚｓｖｏＬＴ）を個別に調節するこ
とが望ましい。
１ガス流量選択”アプリケーションサブルーチンは第一
５工図に示されており、このサブルーチンは、第、２４
ＩＡ及びコ／ＩＢ図に示されたパートプログラムのステ
ップ７／４！及びり３Ｑにおいて、特別のＭコニド、す
なわち、ＭコードＭＡ／〜Ｍ４４（の１つを設定するこ
とによって要求され、そして主タスクループ又はオペレ
ーティングシステムプログラムのその後の１要求フラッ
グ実行サイクル”の間に実行される０次に、ステップ９
３−において、第２．２Ａ図に示した光学的に遮断した
インターフェース３６４Ｉの３つの流量選択出力がクリ
アされた後、ステップデｊ４１において、流量コントロ
ーラｔ１ｔ４Ｉ。
４！ｇｔｈ　、ｌＩｔｇの一つに印加される流量選択済
み出力がプログラムされたＭコードに従って設定される
。その後、ステップ９３４は、　ＯＮＯの制御がないと
きに設定される手動又は定常状態流量選択を不能にする
。
第、２！Ｊ図を参照すると、６サービスＳコード（８Ｆ
ｉＲＶ工０３！１８’　０ＯＤＢ　）”アプリケーショ
ンサブルーチンが示されており、ここでは　、Ｎｏ　　
）プログラムのステップ７２ｇにおいてＳコードの変化
が、オペレーティングシステム・プログラムの予め調整
された出発データサイク／Ｌ／の間に、゛サービスＳコ
ード”アプリケーションサブルーチンが実行されること
を要求する。Ｓコードは、レーザ作動電圧、特に、励起
ランプ／ＫＡに印加される電圧を決定する。ステップ９
１０において命じられた後、ステップ？ｊ’、２は、新
たなＳコードが限界内にあるかどうかを決定し、もしノ
ーならば、このアブリケーションサフルーチンは中止さ
れ、アラームメツセージがステップ９ｒｌｌに招いて（
３ＲＴ上に表示される。もし限界内ならば、ステップ？
３孟は、第２ｔＡ及び２３Ｍ図に示較正サブルーチンを
ステップｙｓｇにおいて要求するために、操作者によっ
て手動で設定されるＭ９ｇフラッグの存在を決定する。
次に、ステップ９１０は、第２、ｔＬ図に関してより完
全に説明される”レーザ出力レベル設定オフセット”ア
プリケーションサブルーチンを要求する、すなわちコー
ルする＠最後に、新たなＳコード値が、ＣＰＵ　！ｉ４
’Ｑのメモリ内のプログラム制御バッファ（ＰＣＢ　）
に転送さ・れる。
”　サー　ヒスＴ　＝２　＝ト（、５ＥＲＶＩＯＦ！　
Ｔ　（！０ＤＦ３）　”アプリケーションサブルーチン
は、第Ｊ＜ｚＢ図のパートプログラムのステップク、２
ＪｒにおけるＴ：ｌ−１／ニょって設定されるレーザパ
ルス繰返し速さＲＦｊＰ　ＲＡＴ］ｌｎ即ち周波数（Ｐ
ＲＦ　）の値を計算するため第、２３に図に示されてい
る。ステップ９７０は、ＯＰＵ　ｋ　６０のメモリの変
換データバツ′ファ（ＯＤＢ　）を調べるととによって
、１サービスＴコード”アプリケーションサブルーチン
を開始する。変換があったとき、新たなＴコードは、Ｃ
ＰＵメモリのプログラム制御バッファ（ｐｃＢ）に転送
され、６サービスＴコード”アプリケーションサブルー
チンは、Ｔコードの新たな値を受は入れることができる
かできないかを決定するオペレーティングシステムプロ
グラムの予め調整された出発データサイクルの間に、要
求されかつ実行される。ステップ９りλにおいて、Ｔコ
ードの新たな値は、所定の限界と比較してチェックされ
、もし限界外ならば、アプリケーションルーチンは中断
され、適当なアラームメツセージがＯＲＴ　／　３３上
に表示さ糺る・もし−限界内ならば、ステップデクダは
、レーザ制御装置！９コ内にあるようなディジタルアナ
ログ変換器と関連したＰＲ？範囲を決定する。第２２Ｂ
図に示すように、レーザ制御装置Ｓ？コは、６選択パル
ス周波数”とマークした線にディジタル出力を受は取り
、そのディジタル出方は、レーザ制御装置ｓｑ２がディ
ジタル出力の精確なアナログ値を発生することができる
ように選択された対応する範囲を有している。次ζこ、
ステップタフ６は、指示された等式に従ってＰＲ？ディ
ジタル／アナログ出カ値（ＰＲＦＯＵ’ｌ’）を計算す
る。この等式で、Ｆ８０Ｔ７Ｔは、特別のディジタル／
アナログユニットのフルスケール出力であり、Ｔコード
は、Ｔコード値であり、そしてＲＡＭＧＥは、各Ｐ、Ｒ
Ｆ範囲のｆ大仏である。
ＰＲＦＯＵ’ｌ’の計算値が、光学的に遮断したインタ
ーフェース３６．２の１パルス周波数選択出方”を経て
、レーザ制御装置、ｔｑλに印加される。
次に、ステップ９７ｇは、第、２５０図に関して詳細に
説明されるように、安全出力レベルチェック“（８ＡＦ
ＦｉＰＷＲ）アプリケーションサブルーチンを要求する
。安全出方の計算値は、既知の限界と比較され、もし限
界外にあるならば、パートフログラムの実行は中止され
、アラームメツセージがＯＲＴ　／　３３上に表示され
る。安全ならば、光学的に遮断したインターフェース５
ｔコによってレーザ制御装置ｊ９コに印加されるトリガ
ー信号がオフにされ、ステップデざ６は、。
このＯＮＯ／　ｊ　ｔが主であるかどうか、すなわち、
レーザパルス繰返し速さ及びパルス幅がこのＯＮＯ／　
、２　Ａによって選択されているかどうかを決定し、ノ
ーならば、このアプリケーションサブルーチンから出る
。さもなければ、ステップ９ｔｇはパルス周波数選択出
力及びリゾルバ電圧出力を不能°にした後、ステップデ
９０は、選択出力レベル端子を経てレーザ制御装置３デ
コに印加されるべき希望のＰＲＩＰ範囲及びその範囲信
号に応じてパルス周波数選択出力を設定する。
第２よ５図のル−ザ出力レベルオフセット設定”アプリ
ケーションサブルーチンは、“Ｓコードの変化、又はＭ
コードＭ７θのプログラミングによって示されるような
Ｍコードのどれかの変化によって要求され、そしてオペ
レーティングシステムプログラムのその後の要求フラッ
グ実行サイクルの間に実行される。例えば、Ｓコードの
変化があったとき、”サービス８コード”アプリケーシ
ョンサブルーチンは実行され、そのステップデｔθにお
いて、６レーザ出力レベルオフセツト設定”アプリケー
ションサブルーチンが要求される。Ｍコードの変化があ
ったとき、ＭコードＭａｏが設定され、それによってこ
のアプリケーションルーチンを要求する。
一般に、ル−ザ出カレベルオフセット設定”アプリケー
ションサブルーチンは、Ｔコードによって設定されるプ
ロゲラ、ムされたパルス繰返し速さに基いて、かっａｐ
ｔｒメモリテーブル内にストアされたプログラムされた
パルス幅に基いてリゾルバ電圧を取得する。リゾルバ電
圧は、パルス形成回路に印加されるレニザ電源１２゜の
出力電圧であり、それによって、ランプ付勢電圧が発生
する。ステップ１００２において、＠Ｕメモリ内のオフ
セットテーブルが、出方レベノー周波数、及びパルス＠
ｉ設定するプログラムされたＥｌ、Ｔ、Ｍコードについ
て探索されて、それによって、リゾルバ電圧の指示を得
る。ステップ１００４Ｉは、出力レベル選択端子をイネ
イブルした後（第一、２Ｂ図参照）、ステップ１ｏｏｂ
はｐイミング遅延を開始する。次に、ステラ７’　ｉｏ
ｏ♂は、光線切換えミラー／り一を作動して、レーザ光
線ｉ’ｙｔをコ（７）　ＣＨＱ　／、２４＆の溶接室ｉ
ｏｔに向ける。次に、ステップ１０１０は、ランプ電圧
が限界内にあるかどうかを決定し、その後、ステップｌ
θ／、２ｊこおいて、レーザトリガー回路をイネイブル
し、すなわち光学的に遮断したインターフェース３１コ
の１トリガー”出力はオンにされる。その後、ステップ
１０１４Ｉは、遅延を開始して、ステップ１０／４に出
る前に、励起ランプｉｔｔを安定化させる。このように
、第、２！Ｎ図について説明する“レーザ溶接実行”ア
プリ扮−ションサブルーチンが呼出されるとき、レーザ
ロッド／り０はそのレーザ光線を発射させる用意をする
。
ＰＢＲＦＯＲＭ　ＬＡ８Ｆ：ＲＷＥ！ＬＤＥＩ　（レー
ザ溶接実行）アプリケーションサブルーチンは、第、２
３＆図に示され、パードブ四グラム７００のステップ７
コＳにより設定されたＭコードＭ？／　、Ｍ？−によっ
て要求され、次の要求フラッグ実行サイクルの間に実行
される。ステップ１０４θを入りすると、アプリケーシ
ョンサブルーチン要求フラッグは、次の要求フラッグ実
行サイクルを実行するように設定される。入力後にステ
ップ１０４−において、Ｍ、！に／ＮＭ！ｒ４！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５９コは、上述したように
、交点溶接部３２、スロット−タブ溶接部３亭、陽暦接
部３θ及び切欠き溶接部ｌＩｏ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ダ個の別々のモ
ジュールを備えている。
選択されていなかったらステップ１０１３でＩｅＲＲＯ
ＲＭＥＳＳＡＧ進（エラーメツセージ）がルーチンを出
る前にディスプレイされる。選択されていたら、ステッ
プｉｏｔ、ｑにおいて、第Ｊ、ｔＦ図ニツイテ説明ｊ、
　タＯＨＡＭＢ１ｆｔＲＥＮＶＩＲＯＮＭＢＩＮＴＯＨ
ＮＯｘ　（溶接室環境チェック）アプリケーションサブ
ルーチンあステップざｇ２においてＧ０フラッグが設定
されていたか否かが定められる皓・設定されていなかっ
たらステップ１０６＆において溶接室環境チェックアプ
リケーションサブルーチンに再要求し、溶接室ｉｏｇ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
７０ｇ中の雰囲気が清浄になっているか否かが再び定め
られる。低くなっていたらステップｌ０ＡＫにおいて光
線切換え用の可動ミラー１７コを作動させ、コンピュー
タ数値制御部７２番の溶接室１０１にレーザ光ａｔｔｔ
を向ける。その後に、ダンプシャッター／９０を開放位
置に配設することにより、選択された溶接室／Ｑｌにレ
ーザ光線／７りを向ける。次にステップ／θ７ａにおい
て、ＭコードＭり／が設定されたか否かが定められる。
上述したように、λつのＭコードＭ７／〜Ｍ７．２があ
り、ＭコードＭ’ｓ／は、交点溶接部３コに対応する点
溶接を行うべきことを指示し、ＭコードＭ７．２は、陽
暦接部３０、スロット−タブ溶接部３り及び切欠き溶接
部ｌＩ。
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、　ｌ／−ザロツド／７０がレーザ光線／
７ｇの一連のパルスを発射する間に燃料棒格子／６がＸ
−Ｙ位置決め装置によって移動する。点溶接の場合には
、レーザ光線／７ｇに対し燃料棒格子／６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Ｍ７／が検出されたら、ステップ１０７１に
おいて、レーザロッド／７０を励起させる前にＸ、Ｙ位
置決め装置が停止するのを時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ッド／７０
の溶接を開始することができる。
次のステップ１０７６では、励起ランプ１ｌｅｔに供給
される電圧がプログラムされた通りか否かがチェックさ
れる。次のステップ１０７ｇでは、レーザの状態がチェ
ックされ、特に励起ランプ冷却材の温度及び流量が所定
の限度以内になっているか否か、励起ランプの電流及び
電圧が所定の限度以内になっているか否か、またキャビ
ネットのドア／／ＩＩが開放しているか否かが定められ
る。次のステップ／θｇｏでは、第２３Ｌ図に示した８
１！！Ｔ　ＬＡＳＥｌｉＲＰＯＷＥＲＩ、ｍＶ］ｌＩＪ
、　Ｏ１１’ＩＩ’ＥＩ］ｌ！ＩＴ（レーザ出力レベル
オフセット設定）アプリケーションサブルーチンのステ
ップ／’０１・λによっ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乏ニックされ、る。トリガ
ーされなかった場合は、ステップ１０ｇ−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１３．７上にディスプ
レイされる。動作可能化されていた場合は、ステップｉ
ｏｇｑにおいて、レーザ制御装置３９．２のシャッター
制御モジュールを動作可能化することによってレーザを
作動させる（即ち溶接開始信号を゛レーザに供給する）
。ステップ１０ｇ４では、レーザーロッド／７０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５９．２からの
溶接終了信号を受けるよう番ご時期する）。ステップ１
０１！；ｇで番よ、を秒の時間力ｉ経過したか否かが定
められ、経過してな（１場合は、「レーザ操作終了タイ
ムアウト」のメ゛ノセージが陰極線管／３３にディスプ
レイされる。
タイムアウト後にステップ１０９１こおｌ／Ｎて、点溶
接を行うべきか否か、即ちＭコードＭ７／力Ｓ設定され
たか否かが定められ、設定されてＧ）たら、サブルーチ
ンはステ゛ンプｌＯ夕４８こ移行し、中央処理記憶装置
Ｓ６θは、レーザロッド／７０がＩＪ　ＩＪ−スされ、
別の数値制御部／２６ｂ力Ｓレーザを要求し得ないこと
を示すレーザリ１ノース信号が中央処理記憶装置＆ＡＯ
からインターフェースＳｔユを介し数値制御部リンクｓ
ｉｔ上ζこ発生する。シーム溶接部が形成されたら、ス
テップｌθ１においてダンプシャ゛ンター７９０及び安
全シャッター２ノコを閉じた後、ステ゛ンプｌθゾロに
おいてサブルーチンから出る。
″　”安全出力レベルチェック（０ＨＩＩＩＣ！Ｋ　Ｓ
ＡＦ’ＥｎＰＯＷＩＲＬＦｉＶＩＩ、　）”ア７’　１
３ケーションサブル−チンが第２５０図に示され、Ｔコ
ード及びＭコードＭ＆、ｔ−Ｍｊ７によってプログラム
される通りの所定の繰返し速さ及び／（／レス幅ζこ対
して、及び第２ｋＩ−図に関して前述した６レーザ出力
レベルオフセット設定”アブ１ケーシヨンサブル−チン
において決定されるようなレーザランプ出力圧に対して
必要なレーザランプ出力を計算″４−るために実行され
る。実施例のレーザ装置ｆｉ１１０．１．、すなわぢレ
イさオン社の型式番号ｓｓ　ｚｏｏ　ｃこついては、最
大安全出力レベル＜ｔ、／４Ｋｗのオーダーであり、も
しランプレーザ出力の計算イ直力Ｓそのレベルを越える
ならば　／Ｎｌｌ　　Ｆプログラムは自動的に停止され
る。１安全出力レベルチェックパアプリケーションサブ
ル−チン６よ、第λｊＨ図に示された“レーザノクルス
幅設定”アブ１ノケーシヨンサブルーチンのステ゛ノブ
ｑ／’Ｉ％ル５に図に示された０サービスＴコード″ア
ブ１ノケーシヨンサブルーチンのステ゛ンプｑ７ｇ、又
番ま第２３Ｍ図の６レーザ較正”アブ１ノケーシヨンサ
ブルーチンのス・テップ１０−６の１／’ｌずれ力１力
１ら、ステップ１ｉｏｏに入力される。次に、ステップ
／１０．２において、現在のＴコード値がＣＰＵメモリ
のプログラム制御バッファ（ＰＯＢ）から得られ、ステ
ップ／１０４Ｉにおいて、指示された等式に従ってパル
ス形成回路ファクターを計算するために使用される。こ
こで、繰返し速さＲＥＰＲＡＴＥの値は、Ｔコード値に
よってプログラムされるパルス周波数を示し、オフセッ
トは、第２ｊＬ図の６レーザー出力レベルオフセツト設
定”アプリケーションサブルーチンによって入力される
オフセットテーブルから得られ、傾斜は、第２ｊＳ図の
曲線から決定される傾斜である。次に、ステップ／１０
６は、ＭコードＭ！３〜Ｍ６θによって設定されるパル
ス幅とリゾルバ電圧ＲＫＳｆｆＯＬＴの値の関数として
の中間値ＶＳＱ、Ｒを計算する。もしＶＳＱ、Ｒがｌよ
り小さいならば、ランプ出力は希望の最大限界内にある
ことが分かり、このアプリケーションサブルーチンから
出る。もし太きければ、ステップ／／１０は、中間値Ｖ
ＢＱＲを使い、指示された等式に従ってパルス形成回路
（ｖｐｙＮ）に印加される電圧の値を計算しあしＶＰＦ
Ｎがｌより小さいならば、レーザランプ出力が最大安全
レベル以下であるという決定があったことであって、こ
のルーチンを出る。もしノーならば、ランプ出力が最大
安全限界を越えているかもしれないという指示を出し、
もしそうであるならば、ステップ／／／ｌＩは、ＶＰＦ
Ｎ及びＰＦＮＦＡＯＴＲの値に従ってランプ出力を計算
する。もしランプ出力の値が最大安全限界以下であるな
らば、このルーチンを出るが、もし限界以上ならステッ
プ／／／ｌ：はアラームメツセージをＣＲＴ　／　３．
７上に表示し、そしてパートプログラムは自動的に停止
する。ＣＰＵ　、！ｉ　４　＜７のＧレジスタは、ルー
チン呼び出しのためのチェックリターン指示器として使
われ、それによって、６安全出力レベルチエツク“アプ
リケーションサブルーチンを出たときに、６レ一ザパル
ス幅設定”、“サービスＴコード”又は゛レーザ出力レ
ベルオフセット設定”アプリケーションサブルーチンの
一つへ戻る。
１別のＯＮＯを待機（ＷＡ工Ｔ　ＶＯＲ０ＴＨＥＲ０Ｎ
（１り″アプリケーシヨンサブルーチン第、ｚ６ｐ図に
示されており、これは主ＯＮＣ／ＪＡＮに、一連の溶接
部を完了させ１．その後、別の０ＮＯ７，２Ａｂからの
応答を待機しながら、第、２４１Ａ及び、２ＦＢ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
ケーションサブルーチンは、第２ダＢ図に示されたパー
トプログラムのステップク３ｊにおいて設定されたＭコ
ードＭｇｇによって呼び出され、そして主タスクループ
の次の１要求フラッグ実行サイクル”の間に実行される
。このアプリケーションサブルーチンは、主ＯＮＧ／、
２ｊ＆が特定の種類の溶接部を完了した後、別のＯＮＯ
／ＪＡｂ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ＯＮＯ／コＡ＆及び／２６ｂ
によっ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、λつのＯＮＯ／　２　＆の一方のみが、主ＯＭＯ
／コロａとして設定されてパルス幅及び繰返し速すヲ制
御シ、別（７）　ＯＮＯ／４４１）　カ、主ＯＮＯ／２
ｔｌＬによって設定されたパルス幅及び繰返し速さを採
用する。従って、別のｉｏ　／コロｂ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ＯＭＯ／コＡａ
は、パルス幅及び繰返し速さのリセットを遅延させなけ
ればならない。従って、ステップ７３６が第１形態の溶
接部の完了を決定した後、ＭコードＭｇｇのチェックが
行なわ札゛別の０ＮＣＩを待機”アプリケーションサブ
ルーチンを呼び出す。ステップ１０３０に入った後、ス
テップ１ｏ３ａは、第２１Ａ及び、１ｌＩＢ図に示され
たようなパートプログラムの実行を中止し、従って、別
の０ＮＯ７，２Ａｂがその溶接動作を完了してしまうま
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、ステップ１０３＋は、
このＯＮＯが主ＯＮＯ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、ステップ／θ４ｉｏは、別
のＯＮＯ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、このアプリケーションサブルーチンは、
直接ステップ１１０４ｔに動く。もしイのＣＮＯが運転
されているならば、ステップ／θｌｉｔにおいてその溶
接時期信号を設定し、遅延を開始する前に、別のＯＮＣ
／　２　Ａ　１）が”溶接完了”フラッグを設定するこ
とのできるタイミング期間を設定する。もしこのＣ！Ｎ
ｏ　／　、２４が主でないならば、ステップ１０３Ａは
このＯＮＯに対して６溶接待期”を設定する一方、ステ
ップＩＯＪｇは、６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、ステップ１０１１６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０
ＮＯ７，２４ｂに与えられた後、ステップｉｏ＋３は１
溶接待期”フラッグをクリアして、このルーチンを出る
。
”レーザ取得（Ｇ兄Ｔ　ＬＡｓｚＲ）　”アプリケーシ
ョンサブルーチンは第、ＺｊＱ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２−Ｂ図に示
されるように、ＯＮ○リンクＡｒｊｔｔを介して一方の
ＯＮＯ７，２４が通信することのできる手段を提供して
いる。ＯＮＯ／ｊ４ａ及び／２６ｂの一方のみが、任意
のある時にレーザ装置１０．１゜の制御をすることがで
きる。従って、一台のＯＨＯ／２４１．／コ４ｂ間の調
整を可能にするために、レーザ装置ＩＯ，２を制御中の
第１のＯＮＯ７２番がＯＮＯリンクｓｇｔに６レーザロ
ツク”信号を出す。レーザ装置ｌθコの使用を放棄した
後、第７のＯＮＯは、ＯＮＯリンクｓｚｔにル−ザリリ
ース”信号を出し、それによってレーザ装置／θコの制
御を求める第一のＯＮＯがａｍａ＋）ンクｓ　ｇ　ｔ　
Ｉｃ″レーザ要求”信号を出すことができる。その後、
ＯＮＯ／　Ｊ　Ａはレーザ装置１０コの使用を得て、Ｃ
ＩＯリンク３５ｇに”レーザロック”信号を出し、それ
によって、第１０）ＯＮＯ／Ｊ４は、レーザ装置１０２
へのアクセスを得ることが禁止される。ステップ／／４
０に示すように、”レーザ取得”アプリケーションサブ
ルーチンは、６レーザ出力レベルオフセツト設定”アプ
リケーションサブルーチンのステップ１ｏｏｔ、”レー
ザ較正”アプリケーションサブルーチンのステップ１０
３−Ｘｓ又は６レ一ザ溶接実行”アプリケーションサブ
ルーチンのステップｌθりθのいずれか１つによって要
求され、オペレーティングシステムプログラムの次の１
要求フラッグ実行サイクル”の間に実行される。入力後
に、ステップ／／４Ｊは、第一のＯＮＯ／、２４ｂがそ
の“レーザ要求”又はル−ザロツタ”出力を設定したか
どうかを決定するためにＯＮＯ！Ｊンクｊ−，ｔｒを調
べ、もしそうならば、ステップｉｉｔ、４Ｉは、第１の
０ＮＣＩ２Ａａでシーケンスポインター（θｅｑｕｅｎ
ｃｅ　ｐｏｉｎｔｅｒ　）を設定し、このルーチンを出
る。他方、もし第一のＯＮＯｌＩＡ’Ｆ）がレーザ装置
／θコを要求せず、あるいはロックしなかったならば、
第１のＯＮＯ／１１．ｔＬは、ＯＮＯリンクｚｇｔに対
して、その光学的に遮断したインターフェース！４−に
、”レーザ要求“出力を出す。その後、ステップ／／１
ｇは、第２のＯＮＯ／、Ｚｉのル−ザＩＪ　ＩＪ−ス”
出力の時期を開始する。第一のｎｏ／、２Ａ１）がＯＮ
Ｏリンクよ３ｇにル−ザリリース”出力を出した後、ス
テップｌ／クコにおいて、第１のＯＮＣ／、２４１Ｌは
、レーザ使用中フラッグを設定し、かつ”レーザロック
”出力をＣＮＣリンクＳＳＳ上に出した後・ステップ／
／’ＤＩにおいて、レーザ光線切換え／７．２を作動し
て、第１のＯＮＯ／コロ１Ｌと関連した溶接室ｉｏｔに
レーザ光線を向ける。その後、ステ゛ンプ／／７４にお
いて、第１のＯＮＯ／２ＡｅＬはそのリゾルバ電圧出力
を設定した後、ステップ／／７１において、ルーチンシ
ーケンスポインターをクリアし、呼び出し、サブルーチ
ンに戻る。
６取付装置回転（ＲＯＴＡＴ：ｉｎ　ＦＩＸＴＵＲ丘）
　”　７ブリケーシヨンサブルーチンは第、２．ｔＲ図
に示されており、第ＪＦＢ図に示したパートプログラム
のステップ７２ｇにおいて設定されるようなＭコードＭ
？／−Ｍ９ｋによって要求され、ｉして次の６要求フラ
ッグ実行サイクル１の間Ｊ′ｃ実行される。入力後、ス
テップｌハコは、２軸駆声モータダ７０を作動させ、そ
れによって、レーザ合焦レンズ装置ｘｏｔｉはリミット
スイッチｙ７１Ｊこよって検出されるホーム位置に配置
される。その後、ステップ／２４ＩＩにおいて、Ｙ軸駆
動モータコブ４は作動されて、Ｙ位置決めテ−ｊル、２
　ｑ　、２を、リミットスイッｆｓ７＜ｔ−ｄｉＣよっ
て検出されるようなその中心位置に駆動し、Ｘ軸は、Ｂ
軸回転駆動装置２３ｇの保合を可能にするように位置決
めされる。その後、ステップ／２４＆において、Ｙ軸駆
動モータが作動され、位置決め輪３３ｇの結合部材３６
コがＢ軸回転駆動装置コＪｇと関連した結合部材３ｇ夕
に係合するように、Ｙ位置決めテーブル−タコを駆動す
る。その後、ステップ／２６ｇは、Ｘ及びＹ位置決めテ
ーブル、２９ｏ及びコ９コの移動を禁止するために１送
り保持”を設定し、回転自在の取付装置２グーの現在の
角度位置を検知するために近接スイッチ１ｌＯＪａ−ｄ
の出力をアクセスして、取付装置を回転させる必要があ
るかどうかを決定し、その後、位置決めホイール３ｊｔ
をロックしている位置決めピン３７ｇを引き抜き、Ｂ軸
回転駆動装置３ｇｇを付勢する。ステップ／、２７θに
おいて、近接スイッチグ。、２ｄの出力はストローブと
して検知され、検知されると、残りの近接スイッチｌＩ
Ｏ，２ａ−１ＩＯ：２ｃの出力が、新たな位置に向かっ
て回転させられている取付装置の位置を決定するために
検知される。新−たな位置に回転したとき、ステップ／
２りλはＢ軸回転駆動装置３ｇｇと、トリップソレノイ
ドＱＯ／。
を消勢し、それによって位置決めピン３７ｇは、位置決
めホイール３３ｇに係合しそれをロックするために復帰
する。その後、１送り保持”はリリースされかつクリア
され、Ｙ軸駆動モータコ？Ａは作動されてＹ位置決めテ
ーブルλデλを動かし、Ｂ軸回転駆動装置２３ｇとの保
合から解放し、最後にステップ／２７りにおいて、補助
プロセスがイネイブルにされ、かっ６取付装置回転”ア
プリケーションサブルーチンの１要求フラツグ及びシー
ケンスポインターかクリアされる。
本発明を考えるとき、この開示は単なる例示であり、本
発明の範囲は、特許請求の範囲によって決定されるべき
である。
【図面の簡単な説明】
第１図は、本発明に従って形成された複数の格子を有す
る棒束型核燃料集合体の斜視図、第２Ａ〜、２１図はそ
れぞれ、本発明に従って形成され第１図の燃料集合体に
組み付けられる燃料棒格子の斜視図、平面図、断面側面
図、分解斜視図、及び平面図、第ＪＡ−Ｊ１図は、第−
Ａ−、２Ｅ図に示した燃料棒格子を溶接する諸ステップ
の順序を示す斜視図、第３Ｍ図は、レーザ光線プロフィ
ールを示す曲線図、第７図は、本発明に従って構成され
た精密レーザ藩接装置の斜視図、第Ｓ図は、第９図に示
した精密レーザ溶接装置のための構造支持関係の分解斜
視図であり、左側及び右側位置決めモジュールによって
位置決めされるような、一対の加工片、例えば燃料棒格
子に関してレーザ装置をしっかり支持すで、２つの加工
片、例えば、核燃料棒格子のそれぞれｌこ向けるため、
第９図及び第Ｓ図に示すような精密レーザ溶接装置に組
み合わされるレーザ装置の概略斜視図、第７図は、第１
図に示したレーザ溶接装置の側面図、第を図は、第を図
に示したレーザ溶接装置の部分正面図、第９図は、第３
図の線１）（−■に沿ったレーザ溶接装置の平面図、第
１θ図は、第３図の線Ｘ−Ｘに沿った側断面図、第１１
図は、第Ｓ図の線Ｘｌ−１に沿った側断面図、第１コ図
は、第１／図の線■−■から見た部分正面図、第１３図
は、第１１図の線ＸＩ　−ＸＩに沿った摺動テーブルの
移動を可能にするための機構を示す部分断面図、第１亭
図は、第７図に示した溶接室及びその回転可能の取付装
置を選択的に位置決めするための機構の分解斜視図、第
１ｊ図は、第７図の線ｘｖ−ｘｖに沿って、特に、溶接
室と、取付装置を選択的に回転させる機構と、該機構に
組み合うＢ軸回転駆動装置とを示す正面断面図、第１４
向は、第７．１図の線ＸＶＩ　−ＸＶＩに沿って、特に
回転自在の取付装置の位置決め機構と、溶接室に対する
レーザ合焦レンズ装置の関係とを示す一部断面の側面図
、第１り図は、第７図に示した特にレーザ合焦レンズ装
置を縦方向に切断して示す断面図、第１ｇ図は、第１４
Ｉ図の溶接室内に配置される回転自在の取付装置の一部
破断した平面図、第１ｑ図は、第１ｊ図の線ＸＩＸ　−
ＸＩＸに沿った取付装置の断面図、第２０図は、第１デ
図の線ｘｘ　−ｘｘに沿った回転取付装置の側、断面図
、第２７図は、適当な不活性ガス、例えばアルゴンをタ
ンクから溶接室及びレーザ合焦レンズ装置に供給するア
ルゴン供給装置の概略系統図、第２２ｋ及び２２Ｂ図は
、中央処理記憶装置、溶接室位置決め機構、別のコンピ
ュータ制御装置、レーザ装置、アルゴン供給装置、排気
装置、Ｂ軸回転駆動装置、酸素分析装置、水分分析装置
、及び熱電対列のそれぞれに関するインターフェース回
路の関係を示すレーザ溶接装置用のコンピュータ制御装
置の概略図、第、２ＪＡ及び２３Ｂ図は、第り図に示し
たレーザ電源及び第２２１及び、Ｉ、２Ｂ図に示したＣ
ＰＨに関連した、レーザ溶接機表示パネルと機械機能パ
ネルとをそれぞれ示す正面図、第２１４Ａ及び、２４ｔ
Ｂ図は、核燃料棒格子の一連の溶接部を精確に形成する
ようにレーザ溶接装置を制御する制御プロセスのステッ
プを示すパートプログラムのフローチャート図、第２ｊ
Ａ−２ｊＲ図は、第２１１Ａ及び、２２Ｂ図に示したパ
ートプログラムによって設定されたＭ、Ｓ、Ｔコードに
より要求さ、れるアプリケーションサブルーチンのフロ
ーチャート図、第２５Ｓ図は、レーザーパルス形成回路
を特徴付けるパラメータ示す曲線図である。 図において、／６は燃料棒格子（加工片）、３θ、３コ
、３’ｌ及び３１Ｉは溶接個所、ｉｏｏはレーザ溶接装
置、１０．２はレーザ装置、／　０．４は位置決めモジ
ュール、１０１は溶接室（加工室）／２０はレーザ電源
、／２４はコンピュータ数値制御部（ＯＮＯ）、／７０
はレーザロッド、λｏ４Ｉはレーザ合焦レンズ装置、’
７７３はアルゴン供給装置である。 特許出願人　　　ウェスチングハウス・エレクトリック
中コーポレーション 代　　理　　人　　　曽　　　我　　　道　　　照第２
Ｄ図 第３Ｂ図 第３Ｃ図 第３Ｄ図 第３Ｅ図 ！ 第３Ｆ図 第３Ｇ図 第３Ｈ図 第３１図 第３に図 第３Ｌ医 第２５Ａ図 第２５Ｆ図 −６１５− リグーン リターン 第２５Ｉ図 Ｄ ミ→に漏襖口囮ｐ円ら込−と 巴 手続補正書（方式） 昭和５８年１２月１３　日 特許庁長官殿 １、　事件の表示 昭和！Ｓ年特許願第１ま１／まコ号 ２、　発明の名称 コンピュータ制御によるレーザ加工作業の実行装置３、
　補正をする者 事件との関係　特許出願人 名称（り／／）ウェスチングハウス・エレクトリックコ
ーポレーション ４、代理人 図を補正する。 手続補正書（方式） 昭和５９年　３月２７日 特許庁長官殿 １、　事件の表示 昭和５ｇ年特許願第１５り／Ｓコ　号 ２、　発明の名称 コンピュータ制御によるレーザ加工作業の実行装置 ３、補正をする者 事件との関係　特許出願人 名称（７１１）ウェスチングハウス・エレクトリック・
コーポレーション する。 第２５Ｆ図 リターン リターン 第２５’Ｉ図 リノーノ

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 非反応性のガスを含む環境内でコンピュータ制御によシ
    一連のレーザ加工作業を実行する装置であって、 加工室と、 レーザ光線の焦点を加工片に合わせ該加工片にレーザ光
    線を向けるレーザ及び光学装置と、前記加工室内に非反
    応性ガスを選択された割合で指向す、るためのガス指向
    装置と、レーザ光線に関して前記加工室及び加工片を所
    定の移動順序で選択的に移動させ、加工片の選択された
    個所にそれぞれの加工作業が実行される移動装置と、 加工片のレーザ加工を制御するためのプログラマブルコ
    ンピュータであって、前記潟択された割合を示すプログ
    ラマブルパラメータに従って前記ガス指向装置を制御す
    るための制御装置と、前記移動装置を制御して、前記加
    工室及びその中に配置された加工片を前記移動順序で順
    次動かすため、加工片の加工個所を示す一組の命令によ
    ってプログラム可能のプログラマブル回路とを含むプロ
    グラマブルコンピュータと、を備えるコンピュータ制御
    によるレーザ加工作業の実行装置。
JP58159152A 1982-09-01 1983-09-01 コンピユ−タ制御によるレ−ザ加工作業の実行装置 Granted JPS59156592A (ja)

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