JPS59156595A - レ−ザ加工装置 - Google Patents

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】 本発明はレーザ加工、特に第１％第２加工片のレーザ溶
接を行なうための装置に関するものである。

更に明確には、本発明は第１１第コ加工片のレーザ加工
作業を制御するために複数台のコンピュータを使用する
装置に関するものであって、第、ｌ、第２加工片がレー
ザ光線に関して精確に位置決めされるように各加工片の
移動の制御を行なうことによって、一連のレーザ加ニス
テップをコンピュータの制御下に各加工片に対して実施
するものである。更に、本発明は核燃料棒格子の種々の
要素、即ち格子ストラップを溶接する装置に関するもの
で、ある。

本発明の精密レーザ溶接装置は一般に、第１図に示され
るような棒束型燃料集合体ｌθの製造をこ関係している
。図示のように、燃料集合体ｉｏは、上部ノズル組体／
：ｌと下部ノズル組体／４ｔとを備え、その間に、核燃
料棒／１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１６によってこのような配列に
保持される内蔵ユニットである。第１図には示していな
いが、制御棒が核燃料棒ｌざの配列内の選択した位置に
備えられている。上部ノズル組体／、２、下部ノズル組
体／Ｆ及び燃料棒格子１４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１０は
原子炉内の所定位置に装荷され、それ故、燃料棒ｉｔの
相互に関する方向は厳格に制御される。

本発明の精密レーザ溶接装置は、その一実施例において
は、第２Ａ−２３図に示されるような燃料棒格子１６の
製造に関連している。燃料棒格子１６は、略々正方形で
あり、その周囲は、り枚の行側格子ストラップ２コによ
って形成されている。外側格子ストラップ、２Ｊ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。

複数の内側格子ストラップλＱ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１５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ツプコ
０は、垂直に配置された別の内側格子ストラツプコＱを
受けるため交点−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２’ｌ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、内側格子ストラップ−〇のそれ
ぞれが各端に、第、２　Ａ、５４に示されるように、外
側格子ストラップココに形成された上部又は下部のスロ
ット２を列のいずれかにしっかりと受けとめられるべき
大きさ及び形状の一対のタブＪ６を含んでいる。該スロ
ット及びタブの溶接部３４１は、外側格子ストラップ：
１コ内のスロット２ｔが形成する上部又は下部の列に沿
って形成される。さらに、複数の案内スリーブ３６が燃
料棒格子／４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４ｔＯは、内側格子ストラッ
プ、２θ内に形成された切欠き３ｔに、案内スリーブ３
６を確実に取り付ける。本発明の精密レーザ溶接装置は
、溶接部３θ、３コ、３ダ及びダθをそれぞれ形成する
一連の制御された溶接作業を行なうのに特に適している
。本発明の精密レーザ溶接装置は、レーザ光線を発生す
る種々のパラメータを、各レーザパルスのパルス幅、パ
ルス高さ、及び各溶接部に印加されるべきパルスの数に
ついて制御するばかりでなく、レーザ光線に関する燃料
棒格子／ｌの順次位置決めを制御する。このようなそれ
ぞれの溶接の後に、燃料棒格子１６は再位置決めされ、
そして／又は、レーザ光線の焦点が特定の形式の所望の
溶接部を形成するために変えられる。

第λＢ及び２Ｃ図を参照すると、複数の弾性指＋４！が
、相互に平行関係に内側格子ストラツプコ０の長手方向
に配置されている。一対の間隔保持指＆Ａが対応する弾
性指ダケのいずれかの側に配置され、そして弾性指＜ｚ
＜ｚと共に、交差する内側格子曵トラップ−〇によって
形成されたセル内に配置される核燃料棒／”ｔの弾性的
把持を行なうのに役立っている。弾性指１Ｉｐａは、間
隔保持指Ｆ４＆に相対する関係で第２０図において見て
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θを相互に対して且つ外側格子ス
トラップ、２．２に対して組み立てる方法が第２Ｄ図に
示されている。内側格子ストラップ２０のそれぞれが、
複数のスロット！コを含んでいる。上部ストラップａｏ
ａは下方に延びるスロットｊｌ＆を有し、一方、下部ス
トラップλθｂは、上部ストラップ、２（７ａの対応す
るスロット、１．２１Ｌ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！コｂを有している
。内側格子ストラップ２０の各端に、外側格子ストラッ
プ２．２の対応するスロット−ｌ内に配置される一対の
タブ、２４が配置されている。

後から詳細に説明するように、内側格子ストラップ２ｏ
は、突出タブ４４ｇ及びタブ部分ＳＯａ。

ｒｏｂから形成されるような交点溶接部３．２によって
相互に溶接されている。即ち、突出タブ４４ｇは、内側
格子ストラップＪｏ＆及びコ。ｂ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！ｒｏａと３θｂ
の間に配置されている。突出タブダざ及びタブ部分ｈｏ
ｈ、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い交点溶接部３コが形成される。

さらに、外側格子ストラップＪ、２の各端は隅タブ１＋
を有している。第２Ｄ図に示すように、外側格子ストラ
ップココＣ及び、２λｂは、相互に重なりかついっしょ
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ｓｏｂ及び５ｔｉａをそれぞれ有している。゛ 羽根４ＩＪは、第一〇及び２２図に見られるように、核
燃料棒ｉｔを通過する水の乱流を促進するために燃料棒
格子ｉｔの羽根側から突出する。さらに、特に第２Ｃ図
に示すように、案内スリーブＪｔは、弾性指４ＩＩＩ又
は間隔保持指４ｔＡのいずれもない内側格子ストラップ
コ０によって形成されたセルと整列され、それζこよっ
て、制御棒をセル内でかつ案内スリーブ３基内を通って
自由に移動できるようにする。

米Ｊｉ（ｌ特Ｎｇ　、７．ＰＡｊ、７６０号及び第３，
７９／、４１４４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
より効率的な使用を可能にし、それ故、燃料集合体の取
り換えによる燃料交換と燃料交換との間の経過時間をよ
り長くすることが可能である。特に、ジルカロイから造
られた燃料棒格子は、インコネルによって造られたスト
ラップよりも、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
子ストラップが力源めされるのではなく、すなわちハン
マーで打って所定位置番こ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
交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、ろう付けするときができない。

米国特許第ｊ、、１−　＃　！、２３９号明剛書は、溶
接プロセスと同様に被加工片の位置もディジタルコンピ
ュータにより制御する初期の自動レーザ溶接装置の一例
である。この米国特許は、Ｘ軸に沿って一側から他側に
、またＸ軸に沿って水平前後方向に、更に２、軸に沿っ
て垂直上下に移動するように被加工物を制御しなからレ
ーザ光線を制御することを教示している。典型的には、
パルス駆動されるモータは、ディジタルコンピュータに
より付勢されて被加工物を選択された軸線に沿い直線状
に移動させる。また溶接は制御された雰囲気中において
行われ、特に溶接室に流入するガスの圧力及び流量は、
ディジタルコンピュータによって制御される。パルス数
をカウントするためにカウンタが用いられ、それにより
被加工片に供給されるレーザパルスの数も同様に制御さ
れる。

米国特許第ダ、ｏｒざ、ざ９０号明細書には、レーザ発
射光を制御するためのプログラマブル制御装置、特に高
ビームシャッターを制御して所望量のレーザ発射光を被
加工片に向けることが開示されている。また被加工片を
担持した往復台を垂直軸に沿って直線状に移動させるこ
とにより、レーザ溶接位置に被加工片をもってくること
と、互に溶接するべき一個の被加工片の間の継目にレー
ザ光線を向ける間に被加工片を回転させてシーム溶接部
を形成することも開示されている。

米国特許第、７，４１．２．２．．２　ｌＩＡＩ４側書
は、Ｘ及びＹ軸に沿ってそれぞれ加工片を駆動するサー
ボ駆動モータを制御するためのサーボシステムヲ含むレ
ーザ・切断工作機械を開示している。変換器がサーボモ
ータのそれぞれと関連して、その個々の軸に沿って加工
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の初期の開発時には、レーザは、個
々の低生産機械加工作業のために使用されていた。レー
ザ技術の開発に伴って、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、
このような高生産システムは加工片を再位置決めするた
めに効率的に動作し、それによって、一連の溶接その他
の機械加工作業を迅速に実施することができる。迅速な
実施のためにレーザの連続励起を行なう場合には、レー
ザ寿命が、効率的作業及び生産コストに関する一つの要
因になる。前述の燃料棒格子の生産のように、同一溶接
部を繰り返し形成する必要がある高率利用のもとで、レ
ーザ寿命は、重要な考慮すべき要因であると考えられる
。高率利用のもとで、パルスレーザを励起するランプの
期待寿命は数日のオーダーであり、かつこの寿命が終っ
た後、新たにレーザシステムを較正すると共に、少なく
ともランプを取り換える必要があろう。

レーザ効率及び寿命を改善するために、米国特許第弘、
２．２Ｊ、２０７号、第ダ、ココ３．．１．θコ号及び
第も０ｇ　３，４．２９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、そして単一
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。米国特許第ダ、
Ｏざ３，６２９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２の場所に運ばれる自動溶接システムで
の問題について記載している。あるいは、複数の溶接部
を形成するために単一場所でλ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
を運ぶかあるいは再位置決めすることを必要とするので
、生産速度が低下する。または、これらの方法は、２台
の溶接機を使用する必要があるのでこのような装置につ
いての設備投資をかなり増加させる。

これらの問題を克服する試みとして、米国特許第ダ、θ
ｇ、３．Ａコタ号明細書は、レーザ溶接機が２つの別個
の溶接位置で順次溶接する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
めのモータが記載され、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
レーザ光線の切り換えや、ワイヤ切断や他の処理作業と
同期させるために、レーザ溶接機の自動化された制御が
明らかに記載されている。米国特許第１．ココ３，１０
１号明細書は、船の建造において出会うようなより大き
な加工片に適した幾分同じレーザシステムについて記載
している。特に、米国特許第グ、２コＪ、Ｊｏｉ号明細
書は、レーザ光線を第ｔと第２の通路にａ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、単一加工片上のλ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。米国特許第ダ、２
２３．ｉｏ−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一つの加工片の
両側に溶接を行なうと共に、２つの加工片をいっしょに
シーム溶接すると♂を示唆している。

前述した米国特許第九０１；　、７．Ａコブ号明細書は
、レーザ光線を分割し別個の光路に沿ってそれぞれの加
工、即ち溶接個所に向ける、単一レーザ源の時分割制御
を開示している。また、この米国特許は、各溶接個所が
単一の加工片上にあるとＬを開示している。従って、単
一レーザ源のレーザ光線を別個の光路に゛治って２個の
加工片に指向させるため、該単一レーザ源を時分割制御
することが望まれる、コ個の加工片の加工に関連した問
題についても開示していない。このようなレーザ加工装
置においては、典型的には、各加工片の加工プロセスを
制御、することが望まれる。各加工片はそれ自身の加工
場所に接続されており、そして、本発明で考えているよ
うに、各加工場所を該加工場所に向けられているレーザ
光線に関して３軸方向に別個に位置決めするための手段
を含んでいる。また、加工片を形成する材料は通常の雰
囲気に対して反応性であり、該材料に対して非反応的な
環境内でレーザ加工を行なう必要がある、ことも考えら
れている。

従って、希望順序の移動を行なうだけでなく、各加工場
所の環境を制御して、高品質のレーザ加工、時にレーザ
溶接ζこよる製作を保証するためには、各加工片に対し
て一連の制御指令を与えることが必要である。

また、前記米国特許第グ、θざ３，１．．２９号明細書
は、レーザ溶接装置にダイバータ機構を使用し、これを
レーザ光線を遮断するように置くことによって、レーザ
光線を吸熱タンクに方向転換することを特に教示してい
る。特に、この米国特許は、加工片を別のものと置き換
えている際中に、レーザ光線を吸熱タンクに方向転換す
ることを教示している。この技術によればレーザ光線を
停止することなく一様の割合で発射し続けるので、一旦
平衡状態が確立した場合、その温度は加工作業と作業と
の間で変わらないが、加工片を移動又は交換するのに要
する時間と比較して、比較的短時間にレーザ加工、特に
溶接が行える点で、この技術は明らかに作業効率が低下
する。

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

この目的から本発明は、少なくとも第１、第一の加工片
をレーザ加工するレーザ加工装置であって、ａ）レーザ
光線を放射する単一の時分割レーザ源と、　ｂ）レーザ
光線を第１１第２の光路に沿って指向させる光線指向装
置と、Ｃ）前記第１１第２光路と交差するようにそれぞ
れ配置された第１１第２の加工室と、ｄ）レーザ光線を
第１１第コの加工片に焦点合わせする第１１第一の光学
系と、を有するレーザ加工装置において、ｅ）第１、第
２加工片のレーザ加工を制御するための第１１第２コン
ピユータ制御装置であって、各コンピュータ制御装置が
前記光＃ｉ！指向装置に作動可能に接続されると共に、
双方のコンピュータ制御装置が互いに接続されていて、
１回にトチラか一方のコンピュータのみが前記光線指向
装置の制御を得て、他方のコンピュータを前記光線指向
装置にアクセスさせない第１．第一コンピュータ制御装
置、を備えることを特徴とするものである。

本発明の好適な実施例によれば、少なくとも第１．第一
の加工片を加工する、特に一連の加ニステップを各加工
片に行なうレーザ加工装置が開示されている。このレー
ザ加工装置は、レーザ光線を放射するための単一の時分
割レーザ源と、レーザ透過部及びレーザ反射部を有する
部材を有し、該部材により単一のレーザ光線を第１のレ
ーザ光路に沿って第１加工片−こ向け、第一のレーザ光
路に沿って第２加工片に向ける光線指向装置とを備える
。この光線指向装置は１度にただ一つの加工片を処理す
るために供用される。

本発明の一側面ｌこおいては、各加工場所は、レーザ光
線によって行なわれる各加ニステップ後に、次のレーザ
加ニステップの準備のため、加工片を選択的に再位置決
めするように加工片を位置決めする装置を含んでいる。

例えば、該位置決め装置は、加工片が次のレーザ加ニス
テップのために位置決めされるように該加工片をレーザ
光線に関してＹ軸及びＹ軸に沿って移動させるＹ軸及び
Ｙ軸駆動テーブルの形態をとることができる。

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

しかし、光線指向装置及びレーザ源を制御することを禁
じられた他方のコンピュータは、その加工片に関連した
その他の装置だけでなく、加工片位置決め装置に対して
完全な制御を有しており、レーザ光線がその加工片に向
けられていないときでも、加工プロセスを続行する。そ
の結果、本発明によれば、制御を禁じられた他方のコン
ピュータが位置決め装置及びその加工場所にアクセスし
、加工片を次のレーザ御ニステップのために再位置決め
しつるように位置決め装置及びその加工場所を制御する
のを許容することによって、明らかに生産効率の向上が
達成される。

本Ｐ明の更に別の一側面においては、複数台のコンピュ
ータのうち１台が主コンピユータと呼ばれており、主コ
ンピユータが加工片に尚てられるレーザパルスの周波数
、パルス幅を含む、加工、特に溶接の特定モードを設定
する。しかし、各コンピュータはそれ自身のレーザ電圧
、即ちパルス形成回路に印加され、それによって励起パ
ルスをレーザ励起ランプに印加させる電圧を設定する。

ごδようにして、各コンピュータは、較正測定値に基づ
き、加工片に゛向けられるレーザ光線の強度を該レーザ
光線が加工片に向けられるときに沿う光路の関数として
調整する。

次に、本発明の好適な実施例を添付図面について詳細に
説明する。

燃料棒格子／６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２コから成り、これら
の格子ストラップは第２Ａ〜２Ｅ図に示すように互に組
立てられ溶接される。

格子ストラップ２０，２コは細長い材料の連続したロー
ルから打抜かれるので、打抜き作業の際化多少の油が表
面に付着する。この油膜を除去した後、ストラツプコθ
、２−を熱処理し、米国特許願連番第グ／　Ｆ、／　９
　ｇ　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／Ａと被加工片取付装置とを本゛発
明のレーザ溶接装置ｉｏｏによって溶接する。溶接装置
ｌ′ＯＯ限不活性ガスの純粋な雰囲気中において、交点
溶接部３コ、隅溶接部３０（シーム溶接）、スロット−
タブ溶接部３ケ及び切欠き溶接部ｑ。

（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〜
ＪＬ図について説明する。レーザ溶接装置については後
に説明する。被加工片即ち燃料棒格子１６が３軸方向の
各々について操作されるしかたを理解することは、レー
ザ溶接装置ｉｏｏの作用を理解する上に有用と思われる
。第３Ａ〜ＪＬ図かられかるように、燃料棒格子／Ａは
、Ｙ軸及びＹ軸に沿ってｌっの平面内において増分的に
移動し、Ｙ軸の回りに選択的に回動される。尚この運動
は、不活性ガスの雰囲気が高純度に保たれた室中におい
て行われる。第３Ａ図に示す第１ステツプでは、燃料棒
格子１６は、溶接室により形成された制御された雰囲気
中に、羽根４Ｉ−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＃　／　４Ｉｊａｊ号に記載
されており、内側格子スト５　ツ７’　Ｊ　ｏ及び外側
格子ストラップコ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４’Ｊの偏向用の装置であり、ベーンｌＩコはこのジ
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１Ｉ／　ｌＩ、／　？り号に記載さ
れている。所望の純度即ち水／　Ｏｐｐｍ及び酸素７ｐ
ｐｍが得られるまでアルゴンガスを溶接室中に向けるこ
とによつ・て雰囲気を清浄にする。純粋１雰囲気が萼゛
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、ｉ。

の間の一各々の交点２４１をレーザ光線１７ｇ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
ることにより交点溶接部３コを形成する。後Ｊこ詳述す
るように、較正されたりザーバー電圧により付勢される
パルス状励起ランプによって励起させたＮ（１：　ＹＡ
Ｇパルスレーザによって、レーザ光線／７ｇを供給し、
燃料棒格子ｌ乙に特定されたレベルのエネルギーを与え
る。特に内側格子ストラツプコＯの交点コクに向けられ
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４．２　ｍ秒、パルスＭ　波数が１秒
間２０パルス（２θｐｐθ）、平均出力、？　、ｔ　ｏ
　ｗ、ピーク出力、２ｚｔｏｗであるレーザ光線の６個
のパルスが被加工片に向けられて交点溶接部３２を形成
する。燃料棒格子／ｌがレーザ光線／７ｇに対し整列位
置になった時にレーザ光線／７ｇをオンにすることによ
って交点溶接部３２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１６がＹ軸の回りに９００回動され、そ
れにより第１のスロツ１−．−タ／ ブ溶接部ｊｌ及び第１の隅溶接部３ｏ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／７ｔを・指向させつつ燃料棒格子１６をそのＹ軸
に沿って移動させることにより形成する。本発明の代表
的な実施例によれば、スロット−タブ溶接部３１Ｉは、
１分間７　Ａ、；１ｃｍ　（３０インチ）の速度（，７
ｏＩＰＭ）で燃料棒格子１６を移動させつつパルス幅コ
、Ｊ　ｍ　秒、パルス周波数ＡｒＯパルス／秒（ｓ　ｏ
　ｐｐｓ）及び平均出力３ｓｏｗのレーザ光線１ｔｔｒ
によって形成スル。第３Ｂ図には、各々のスロット−タ
ブ溶接部ｊ４’ａ及び隅溶接部３０ｅＬを形成するため
のレーザ光線／７ｇの相対位置が示されてｌ、）る。

次に第３Ｃ図に示すように、燃料棒格子１６を時計方向
に回転させ、反対側の外側格子ストラツプコＪｂがレー
ザ光線ｔｔｇに整列され、ツレによって第２のスロット
−タブ溶接部３４ｔｂ及び第２の隅溶接部３０ｂを形成
する。次番こ第３Ｄ図に示すように、燃料棒格子１６を
反時計方向に９００回転させて、第３Ａ図に示した出発
位置とし、燃料棒格子／Ａとその溶接ジグとを溶接室か
ら取出す。

第３Ｅ〜３Ｈ図に示すように、同様の一連の溶接ステッ
プが行われる。溶接室から取出した後、燃料棒格子／Ａ
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／Ａと溶接ジグとを２軸の回りに
９０°時計方向に回転させ、未溶接の外側格子ストラッ
プ２２０を溶接室のドアに゛１向させる。燃料棒格子／
Ａとその溶接ジグとは溶接室及びレーザ光線番こ関し固
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きなるまで、溶接室の内
部の空気をアルゴンガスで、ｆ−ジする。

次に第３Ｅ図に示すように、Ｙ軸及びＹ軸に沿って一連
のステップにより燃料棒格子１６を増分的に移動させる
ことにより、上述したよう１と交点溶接部３．２を形成
する。全部の交点溶接部３２が形成された後に、燃料棒
格子／ＡをそのＹ軸の回りに反時計方向に９０°回転さ
せることにより、第３のスロット−タブ溶接部Ｊ４’Ｏ
及び第３の隅溶接部、ｙｏａを形成する。次に第３Ｇ図
に示すように燃料棒格子１６をそのＹ軸の回りにｌざＯ
０回転させて第グの外側格子ストラップ２２ｄをレーザ
光線１７ｇに対向させることにより、第グのスロット−
タブ溶接部ｊＩＩａと第ダの隅溶接部３−０　（ｉとを
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／６とその溶接ジグとを溶接室から取出
す。

第３１〜３Ｌ図には、案内スリーブ３６を燃料棒格子１
６に溶接するステ゛イブが図示されている。最初に燃料
棒格子／ｌを、第３Ａ〜３Ｈ図に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１
Ｉ／　ｌＩ、Ｊ　、７２号に記載されたスリーブ溶接ジ
グ中に配置する。このスリーブ溶接ジグは、案内スリー
ブ３６を受入れるために内側格子ストラップ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３Ａの軸線が内側格子ストラップ
２０の表面の中心部にそれと平行に配設されるように、
案内スリーブ３６を正確に位置決めする。案内スリーブ
３Ａが燃料棒格子１６に対し正確に整列され組立てられ
たら、燃料棒格子１６及びそのスリーブ溶接ジグを溶接
室中に配し、溶接室及びレーザ光線／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。次に第３Ｊ図に示すように燃料棒格子／ルを反時計
方向に４１．ｔ°回転させた後、第３Ｊ図に示すように
レーザ光線／７ｇの通路に対してＬｔｏになるこの位置
に燃料棒格子／乙と案内スリーブＪｔの溶接ジグとをロ
ックする。次にパルス幅６．２ｍ秒、パルス周波数２０
１）９日、平均出力ｓ５−５ｓ及び溶接速度２！ｒ、４
１ｃｍ１分（ｌＯ工ＰＭ　）によって一連の切欠き溶接
部００を形成する。レーザ光線／７ｇをパルス状にして
燃料棒格子１６を上記速度でＹ軸に沿い移動させる。後
に詳述するように、案内スリーブ３λの各々の水平列に
ついて第３３図に示すようにレーザ光線ｌ？ｇを再度合
焦する必要がある。燃料棒格子／６をＹ軸に沿って移動
させ、各々の案内スリーブ３４をレーザ光線／７ｇ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
接部ダθを形成した後、次の案内スリーブ３６を整列さ
せるように燃料棒格子１６を移動させることによって、
一連の切欠き溶接部ｑｏを形成する。ｌ水平列の案内ス
リーブ３６が溶接された後、燃料棒格子１６をＸ軸に沿
って移動させ、次の列の案内スリーブ３６をレーザ光線
／７ｇと整列するように位置決めする。次に切欠き溶接
部ｌＩＯを形成するようにレーザ光ｌｓ／　７　ｇを再
度合焦させる必要がある。第、？Ｊ、、？に図に示すよ
うに案内スリーブ３６をダ個の切欠き３ｇに係合させ、
案内スリーブ３６の両側で切欠き溶接部ｇｏを形成する
。

案内スリーブ３６の一側を溶接した後、第ｊＫ図に示す
ように燃料棒格子１６を反時計方向に９０６回転させ、
反対側の他方の切欠き３ｇをレーザ光線１７ｇ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ｑｏ
を上述したように形成する。最後に第３Ｌ図に示すよう
に燃料棒格子／Ａを出発位置まで反時計方向に１１．ｔ
’回転させた後、燃料棒格子１６と案内スリーブ３６の
溶接ジグとを溶接室から取出して、燃料棒格子／Ａの溶
接ステップを終了する。

第１図には、内側及び外側の格子ストラップ２ｏ、’、
ｚ２を連結して燃料棒格子１６を形成し、案内スリーブ
３６を燃料棒格子／乙に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ｊｌＩ、
隅溶接部３０及び切欠き溶接部ｌθを制御するためのレ
ーザ溶接装置／θ、２（後から詳細に説明する）が図示
されている。この制御は、制御されたエネルギー量のレ
ーザ光線／７１を発射し、上記溶接部のレーザ溶接を行
うための適切な不活性ガス例えばアルゴンの供給を制御
するように、レーザ装置１０２を制御することによって
行われる。

′このレーザ溶接装置１０２は、本発明の好ましい実施
例によれば、レイセオン社（Ｒａｙｔｈθｏｎ）により
型式指定番号ｓｓ　ｈｏｏの下に製造されたレーザ装置
の形式としてもよい。レーザ装置１０２は、−例として
、Ｎａ　；　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θを備えている
。レ−ザヘッドは、レーザロッド／り０の両側に、全反
射ミラー／ｇ２及び部分反射即ち半透過ミラー１ｒｌｌ
を備えている。内部空洞シャッター／ｇざは、レーザロ
ッド／７０と全反射ミラー／１２との間に配設されてお
り、成る選択された数のレーザパルスを発射するように
選択的に制御されるので、レーザ溶接を行うために与え
られるエネルギーが後述するように正確に制御される。

レーザヘッドは、レーザロッド／７０゜励起ランプ／ｇ
Ａ及びミラー／ｇ、２．／ｌ；’ｌを含むその全部の光
学要素が容易に且つ独立して交換され得るようにモジュ
ール式の構造を備えている。励起ランプ／ざＡ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
ラッシュランプ／ざ６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。励起ランプｌざ６のトリガ
ーは空洞め励起によって励起ランプｉｇｔの平行パルス
化を与える。レーザヘッドン７０は一例として、パルス
幅６ｍ秒とパルス周波数；）、　Ｑ　Ｈ２及びパルス幅
２ｍ秒とパルス周波数５ＯＨｓｚにおいて動作している
際にパルス形成回路への入力電力がｔｔＫＶＩを超過し
ないようにして、ダＯＯＷ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ｉｔｙθは、燃料棒格子ｌ乙の形の被加工片が溶接
室ｉｏｇ中において交換されている期間中にレーザ光線
／り７を偏向路／９Ａに沿って光線吸収器１９１Ｉに向
けるように第１装置ｌこ配することができる。作動機構
／１λは、レーザ光線１７りを光線切換用の可動ミラー
ｔ７コと固定ミラー１７グとから成る光線指向装置に光
線拡大レンズ装置／？すによって合焦させる第２位置に
ダンプシャッター／９０をその光線遮断第１位置から移
動させるため１こ用いられる。反射ミラー・である可動
ミラー１７．２がレーザ光線／７７を遮断するように配
置されると、レーザ光線／７７は、垂直に指向されるよ
うに、垂直指向ミラー／７Ａ＆の方にレーザ光線ｌりざ
ａとして偏向される。レーザ合焦レンズ装置、２０１Ｉ
ａはレーザ光線／７ｇＰＬを遮断してそれを溶接室ＩＯ
ｇａ中の燃料棒格子／Ａの方に向ける。

図示したレーザ合焦レンズ装置コθダは、以下に説明す
るように、２軸レーザ装置２２．２により直線状に位置
されたレンズ２０２及びレンズ支持管−〇〇を備えてい
る。反射ミラー１７コがレーザ光線ｔ７７を遮断する位
置からモータ／７３によって回転するき、レーザ光線／
７７は固定ミラー／７４１（反射ミラー）により反射さ
れてレーザ光線ｔ７ｇｂを形成し、このレーザ光線／り
ｇｂは、垂直仰向固定ミラー１７乙すによって溶接室ｉ
ｏｇ’ｏの方に向けられる。

励起ランプ／ｇＡは、−例として、充電銹導子を経てパ
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
ュータ数値制御部／２１は直流電源リザーバーのコンデ
ンサー列からパルス形成回路を充電しパルス形成回路か
ら励起ランプ／ｇＡに放電することによりレーザロッド
／７０を励起して一連のレーザパルスを発生させるスイ
ッチ（シリコン制御整流素子）を交互に閉成する。励起
ランプ／ざ６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する。パ
ルス形成回路ＰＥＮは２ｍ秒から６ｍ秒のパルスを発生
させる。

レーザ光線／７ｇに対する溶接室１０ｇ特に燃料棒格子
／Ａの最初の整列を助けるために、格子／ｌを規準し、
特にレーザ光線７７ｇに対する格子１６の正確な位置を
定めるために、整列ＴＶカメラ２０４の形態の規準装置
があり、この整列ＴＶカメラは、レーザ光線１７ざａと
合致する像光路、２ＩＱを定めるように整列されている
。像光路：ｌ／ｌＩの光線は、第７図に示すように、米
国放射線保健局（ＢＲＨ）の規則に従った安全シャッタ
ー、２１２を選択的に通過し、部分透過ミラー／７６を
経てＴＶカメラ２０６に到達する。レンズ２０．２は、
燃料棒格子／Ａにレーザ光線／７ｇを合焦させるだけで
なく、レンズ２１０の助けを借りて格子／６の像をＴＶ
カミラｕ、、ＱＡに形成する。後述するようｌこ、レー
ザ合焦レンズ装置２０’ｌは、整列の目的で燃料棒格子
／６を照明するように選択的に付勢される照明灯も備え
ている。安全シャッター２１λは、燃料棒格子／６をレ
ーザ光線／７１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／θｇは、第９図に示すように、一点鎖線
で示した第１位置即ち溶接位置から第４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ｌｏｇが第２位置にある時
に、シールド管２／／、中に支持された出力測定装置又
は熱電対列２／Ｅの方に、垂直偏向固定ミラー／７４に
よって向けられる。シールド管、２１６は、後に示すよ
うに、溶接室１０ざの後部に取付けてあり、狭くなった
開口２．２０を有し、レーザ光線／７ｇはこれによりシ
ールド管、２１６中に有効に封じこめられる。

溶接室１０ｇは周期的にその第４位置即ち休止位置に移
動させ、レーザ光線／７ｇを熱電対列２／ｇ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。

レーザ溶接装置１０２に強い負荷が加わると、レーザロ
ッド／７０及び（又は）その励起ランプ／ｌＡ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、２／ｇの測定値に依存して、レーザ溶接装置１０２
の使用寿命を通じて、励起ランプ／Ｉｔに供給される電
圧を増大させる。

アルゴン供給装置ダク３が、適当な不活性ガス、例えば
アルゴンの流れを溶接室ｌθｇ及びレーザ合焦レンズ装
置コθグに、選択された可変の割合で供給するため第３
図に示されている。

内側格子ストラップ２０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
より不活性雰囲気中で行なわなければならない。損傷も
なく原子炉の悪環境に耐える所望の高品質の溶接部を形
成するためには、加工片の直接的な溶接領域のまわりに
不活性ガス流を万えても、酸素及び水に対して適切にシ
ールドしないということが溶接テストから分かった。第
５図に示すアルゴン供給装置１Ｉ７ｊは、第ｙ図に特に
示した溶接室ｉｏｔを包含している。アルゴン供給装置
＋　７．１　Ｇ２アルゴン供給タンク＆？４’を備え、
該タンクは、アルゴン供給装置４ｔ７３からアルコ゛ン
供給タンク１Ｉ７４’を分離する流量弁１Ｉ７１に結合
されている。この弁’１７Ａ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、全開番と保持され
る。アルゴンはタンク１Ｉ７１Ｉから弁ダクｔを通って
圧力調整器ｙｔｇに流れ、該調整器力Ｓ、最大レベル、
例えばｚ　ｏ　ｐｓｉ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１０ｔｆＬ及び１０
ｒｂのそれぞれ並びにレーザ合焦レンズ装置２０４ｔへ
のアルゴンの流れは、格子／Ａが溶接室内に装荷されて
いるが、溶接室１０１がパージされているか、又は溶接
動作中であるかどうかに依存して、複数の異なる割合で
制御するようになっている。例えば、溶接室ｉｏｇのパ
ージは、比較的大流量の不活性ガスを必要とし、その時
、圧力は最大レベルを越えるべきではない。このため、
逃がし弁１１ｇ２がマニホルド管ｌＩｇｏに結合されて
いて、ガス流を受けとめ、それを複数の流量コントロー
ラ４！ｇ！Ｉ、ｌｌｇｔ、及び４Ｉｔｇに分配する。流
量コントローラｌｌｎ　、４ｔｇ＆及びｌＩｇｇはそれ
ぞれ、溶接室１０ｇに、回転可能の取付装置、２１Ｉコ
に、そしてレーザ合焦レンズ装置スＯ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ｑ
ｔ４１から可撓性ホース’１９θを経てアルゴン入口３
３ｇに供給され、それによってアルゴンは第５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、流量コントローラｌＩｇｔからのガス流は、可撓
性ホース’１９０を通ってアルゴン入口Ｓ０θ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、
２１１コの出口ｋＯＡを通って放出されるように導管５
１２及びｊ／４’を経て流される。

可撓性ホース’１９０は、溶接室１０ｔが摺動テーブル
コ６コによってキャビネット１ｏ４Ｉ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、流量コンドローラダｇＳから可撓性ホースゲタ
Ｏを経てレーザ合焦レンズ装置２０４Ｉに、特にアルゴ
ン入口４ｔｌＩＳに導かれ、それによって、アルゴンは
導管４Ｉｇｏ及び複数の噴出口１１を経て、レーザ合焦
レンズλＱコのすぐ下のスペース内に向けることができ
る（第ダ図参照）。合焦レンズ、２０１及び特にレーザ
合焦レンズ装置２０ダは米国特許願連番第り／ｌｌ、−
０５号明細書にもつと十分に記載されている。このアル
ゴン流は、溶接室ｉｏｔ内のレーザ溶接によって生じた
極微小酸化物がレンズ、２０２を汚染するのを防いでい
る。

水分（Ｈ２Ｃ）センサー＋／θが溶接室ｉｏｔ内に配置
され、水分モニター１Ｉ９２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）／、２Ａは、パ
ージ及び溶接作業中に溶接室ｉｏｇ内の水充レベルを検
査し、もし水分含有量が規定レベル、例えば／　ｏ　ｐ
ｐＩｎよりも大きいならば、レーザ溶接を止めることが
できる。さらに、酸素プローブゲタ≦が、溶接室ｔｏｇ
の上部フランジ３３／とシールプレー）／　ｚＡ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１３６内に配置されている。

酸素プローブ４！９ｔの出力はまた、溶接室１０１内の
空気の窒素含有量の指示を与える機能も有する。溶接室
１０ｇ内の雰囲気の監視は、溶接室ｉｏｔがその第１の
溶接位置に配置されるときに始める。各酸素プローブ又
はモニター４４９６は、較正ガス入口を“含み、そのた
め酸素プローブｌＩ９＆への直接のガス流がある。酸素
プローブ４！９乙の出力は酸素分析装置４１９４ｔに結
合され、該分析装置の出力は、モニター計’１９１にお
いてＰＰＭで表示することができる。ＯＮＯ／コロは、
後述のようにプログラムして、酸素レベルがプログラム
値、例えば７．ＰＰＭ以下まで、一連の溶接が開始され
ないようにすることができる。溶接中、酸素のサンプリ
ングは、溶接くずによる酸素プローブグデ乙の汚染を防
ぐために自動的に停止される。

アルゴン供給装置？７．３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ｉｏｔ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ｌθｇ１
ｆｉその装荷及び取おろしサイクルにあるか、パージサ
イクルにあるか、又は溶接サイクルにあるかζこ依存し
ている。後述のように、溶接室ｉｏｇと関連したＣＮＣ
１２６は直接、コンドローラダざダ。

ダｇｔ及びｌＩｇｔの流量を、複数の流量のどれか一つ
に制御する。特に、各流量コントローラに対してダつの
ポテンショメータがある。ＯＮＯ／、２ｔ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、ＣＮＣ１２６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、コントローラの適当なディジタルディ
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。

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、３θＣ？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１０１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／　ｌＩ、、２　Ａ　
２号に記載されたような機械的把持装置によって行なわ
れるべきである。もしこのような把持装置を使用しなけ
れば、操作者は彼の手で溶接室１０１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１０ｇがその第１の溶接位置に
、すなわちシールプレートｔ３ｔの直下に戻った後、流
量コントローラｙｇｑ及び（’　ｇ　Ａ　（ｒｉ、１１
００　Ｃ！ＦＨのオーダーの不活性ガスの比較的大流量
を得るため番こそれらのＯＮＣ！　ｔ２Ａによって制御
され、それによって、／＋Ｘ／ＡＸ／Ａインチの略々正
方形の寸法を有する第７図の溶接室１０１は、酸素レベ
ルを約１分で／　（９ＰＰＭ以下以下下げるようにパー
ジされる。

パージザイクルが完了した後、レーザ溶接装置１００．
特にそのＯＮＯ／２４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４！ｒ＋
及びＩＩＩ；Ａによって制御されるかなり少ないガス流
量が溶接室７０ｇ内に導入されている。溶接室ｉｏｚ内
の非反応性環境の制、御については、米国特許願連番第
１Ｉ／　４１，２４１．．２号明細書にもっと十分に記
載されている。

第ＡＡ、ＡＢ図には本発明に従ったコンピュータ数値制
御装置、特に第ダ図の溶接室１０１ｈに関係する左側の
コンピュータ数値制御部／’、２　Ａ　ａ（ＯＮＯ）と
、第６Ｂ図に単一のブロックｌこより示した別のコンピ
ュータ数値制御部／、７．Ａｂ（Ｃ！Ｎ（：りへのその
接続が、機能的なブロック線図により示されている。尚
、別のコンピュータ数値制御部７．２Ａｂは、第４Ａ、
ＡＢ図に示すように、コンピュータ数値制御部ｌコＡａ
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／ＪＡａは、中央処理記憶装置（ＣＰＵ）　ｊｋ　、
Ｇ’　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ｌλ６、特にその中央処理記憶装置Ｓ６０は、本出
願人が型式番号２り４０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Ｓｔ、Ｏ
は、６ダにのコアメモリを有し、その装置形態及びプロ
グラミングについて機械加工制御に特？ζ適合している
。

尚、標準型の２．ｔｌ、０号ＣＮＯ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ｌこ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。討６ｏ号ＯＮＣにおいて確立されたデータ
構造において、コード組即ち８．Ｔ及びＭコードは、２
ｇ１．０号ＯＮＯを容易ｌと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サブルーチンと
称されるサブルーチンを呼出し又は要求するＭ、Ｅ＋、
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。パートプログラムは、被°加工片に
Ｘ軸駆動モータ、２？４’とＹ軸駆動モータユデＡｔこ
よって、またレーザ合焦レンズ装置２ｏｌｌ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
動量及び目標を指定する。同様に２コードは、レーザ合
焦レンズ装置ユθｌにみえるべき移動量を制御し、それ
によってレーザ光線７７ｇ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ａＯの形成に必要で
ある。この場合、回動自在な取付装置又はジグコグλは
、レーザ光線１７ｇ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、２０
ダ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！ＡＯ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ｌこ用いられる。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、より特定的にハ、Ｍ、Ｓ、Ｔノ各コー
ドによりプロゲラ、ミングされることにより、溶接モー
ドとアルゴン流量とが有効に制御される。パートプログ
ラム記憶領域は、第７Ａ、２Ｂ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１ｒＡ〜ざＤ図に本発
明に密接に関連した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左ヲｏ
を経て磁気テープ駆動装置ｓｅｔにより中央処理記憶装
Ｈｓ　ｉ’　ｏ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５ｇ乙は、カンテックス社（こ
より型式番号２．２０号の下に製造されている駆動装置
とすることができる。別の方法として、パートプログラ
ムを紙テープ上に記憶させ、紙テープリーダーｊ、　ｇ
　／Ｉによりマイクロプロセッサ−のインターフェース
ｓｉｔを介し入力してもよい。

紙テープリーダーｒｇｙは一例きしてデシテックス社製
のリーダーさすることができる。マイクロプロセッサ−
のインターフェース５ｇＩｒはデータメ、ツセージを陰
極線管７．３３（ＣＲＴ）上にディスプレイすることも
可能にする。また操作者がインターフェースｒｇｇを介
し文字・数字けん盤／３／上において中央処理記憶装ｆ
ｊＬ　５１．０のメモリに種々のデータを入力すること
もできる。

中央処理記憶装置り６θは、第ＡＡ、ＡＢ図に示すよう
に、Ｘ軸駆動モータＪ９１１．Ｙ軸駆動モーターデク及
び２軸駆動モータａｙｏにそれぞれ組合された閉ループ
軸駆動・制御盤５ｔ６゜ｋｔｇ、！７θに組合されてい
る。尚、各々の駆動モータ：１９Ｊ、１９ｂ、１７θは
、その回転速度及び走行距離を表示することにより、対
応するＸ、Ｙ、Ｚの各テーブルの運動の非常に正確な制
御を与えるように、タコメーター及びリゾルバーに組合
されている。図には示してないが、Ｘ軸駆動モータ、２
９ダとＹ軸駆動モータ２９６とはそれぞれＸテーブルと
Ｙテーブルとに組合されており、これらのテーブル及び
該テーブルζこ支持された溶接室１０ｒをレーザ光線／
７ｇに関してそれぞれ駆動する。同様に２軸駆動モーダ
４’７０は２テーブル（図示しない）に組合され、この
２テーブル上に支持されたレーザ合焦レンズ装置、２ｏ
ｙを再位置決めして、レーザ光線／７ｇを燃料棒格子ｌ
Ａ上に合焦させる。Ｘ　、Ｙ　、Ｘテーブル及びそれ等
の駆動モータは米国特許願迷番第４ｔ／　４１．．２４
−号にもつと十分に記載されている。

また制御盤５乙６から導出された制御出力信号は、サー
ボ増幅器左６７に供給され、モータ速度を表わす信号と
比較され、Ｙ軸駆動モーターデクを作動させる出力信号
を送出する。モーターデク、２り乙、ダ７０は、概略的
に図示したように、対応するＸ、　Ｙ、　Ｚの各テーブ
ルを駆動するための親ねじ２９に、：１９７．ｌＩ７／
に組合されている。１組のリミットスイッチｓｒ、２（
ｋｙ２ｔ＞　〜ｈｑｓａ）は、親ねじ、２９Ｓの位置従
ってその位置決めテーブルａｑｏの位置を検出して入出
力インターフェースよ６コを介し中央処理記憶装置Ｓｔ
Ｏに信号を、送出するように、親ねじ２９３に組合され
ている。特にリミットスイッチ！７１ＦＬ、！り２Ｃは
、Ｘ軸位置決めテーブル２９０がその最前方及び最後方
の極限行程位置にあることを示す出力信号を送出し、リ
ミットスイッチに７２ｂは、Ｘテーブル（Ｘ軸位置決め
テーブル）ｓｑｏがレーザ光ａ／’１ｇ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！７６（左？ｊａ−４７１
０）は、２軸駆動テーブルを駆動する親ねじデク／に組
合されている。１組のリミットスイッチリダａ、ｊ７ダ
ｂ、６りｌＩｃは、Ｙ軸テーブルを駆動する親ねじ、２
ｑ７に組合されており、第ダのリミットスイッチ、ｔ７
＠ｄは、Ｙテーブル（Ｘ軸位置決めテーブル）がそのセ
ンター位置即ち溶接室１０ｔ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
９７に組合されている。

／ ＠　Ａ　Ａ図と第ＡＢ図に示すように、−組の周辺装置
が、インターフェースｊ４Ｊ、６４４Ａ　を光学的に遮
断することによ）、中央処理記憶装置３４０により制御
され、これに献金されている。

特に別のコンピュータ数値制御部ｌコロｂは、数値制御
部リンクｓｉｔ及びインターフェース！ｒ４コを介して
中央処理記憶装置２１０と１組の初期接続手順信号を交
換し、それによシ各々の数値制御部／：１ｔ＆、／コロ
ｂは時分割形態で光線切換用のぼツーｌグーの制御を要
求し取得する。

本発明によれば、一台の数値制御部／　２４　ａ、／Ｊ
Ａｂの各々は一し−ザ光１！Ａｌ７ｇをその溶接室ｉｏ
ｔ中に向けるように光線切換用のミラーｌグーの制御を
要求し、後にその制御を行うことができる。第１Ｂ図に
示すよりに、　ＯＮＯリンクｚｈｔはそれぞれレーザ要
求、レーザリリース、レーザロックと記された３本のラ
インを有する。それ等のアプリケーションサブルーチン
に関して後から詳細に説明するように、各コンピュータ
、特に各ＯＮＯ／コロａ及び／ＪＡｔ）は、涙滴形状の
部材として形成された可動の光線切換えミラー１７コを
駆動することによってル−ザ光線ｌククを燃料棒格子１
４の形態をしたコ個の別個の加工片に第１のレーザ光路
／７’ｇｔＬに沿って）その後筒−のレーザ光路１７ざ
ｂに沿って向けるように）ステッピングそ一タ／７！の
形態の光線指向装置の排他的制御を要求する。各燃料棒
格子１６は第１溶接室１ｏｔａ及び第１溶接室１ｏｔａ
の形態をとるその加工場所に収容される。

前述の通シ、各溶接室１０ざａ及び１ｏｉｒｂはＸ−Ｙ
位置決め装置２１１ｔの形態をしたＸ軸、Ｙ軸に沿って
のその駆動装置に接続されておｐ、該駆動装置によって
燃料棒格子１１は、一つの加工作業、例えば溶接の後、
次の加ニステップに備えて善位置決めされる。第４Ａ及
びＡＢ図に示したＯＮＯ７１４ｍ及び／２Ａｂのうち１
回に１台のみが可動の光線切換え虐う−１７ｂ及びレー
ザ制御装置ｊ轟−の制御を取得することができる。

ある意味では、１台のＯＮＯ’／−孟ａ及びｌコロｂは
一ハンドシエイキンクリ態様で相互に一通信して、他方
のＯＮＯに現在レーザ源を制御中であることを伝達し、
他方の（５ＮＯが可動の光線切換え電ツー１１コ又はレ
ーザ制御装置タデ−にアクセスすることを禁じる。即ち
、第１ＯＯＮＯ／λ４ａがミｙ−ｔ７−の形態をした光
線指向装置の制御を取得してしまった場合１第１のＯＮ
Ｏ／ＪＡａはＯＮＯリンクｓｚｇの前記ラインを経由し
てレーザロック信号を第一のＯＮＯ／コ４ｂに印加し、
それによって第一のＯＮＯ／２４ｂは可動の光線切換え
ミラー１７コに対してアクセスすることを禁止される。

各ＯＮＯ１２１，は、レーザ源に対してアクセスを取得
しだいとき、他方のＯＮＯがＯＮＯす／りＳＺｔにレー
ンロック又はレーザ要求の出力をすでに送出してしまっ
たかどうかをチェックする。送出していなければ、別の
Ｏ’ＨＯ１ＩＡｂはレーザ要求出力をそのラインに送出
し、ＯＮＯ／Ｊ６＆がレーザリリース出力＠　ＯＮＯリ
ンクｓｒｔに送出するのを待機する。別のＯＮＯ／コ４
ｂがし゛−ザ要求出力をＯＮＯリンクｊＳｇに送出済み
のときには、該ＯＮＯ／ユ４ｂはレーザ源をロックし１
即ちレーザ源をその使用のために専用して、匍制御信号
の供給を開始することによって、レーザ光線を加工片に
向ける。この時点で、別の０１０１コロｂはレーザロッ
ク出力をＯＮＯリンクＺＳｔに送出し、それにより６て
ｃ’ｍａ　１ｓｂａはレーザ源の如何なる使用も禁止さ
れる。明らかなように、レーザ要求又はレーザロック信
号のどちらかが存在すれば、他方のＯＮＯはＣＩＯリン
クまよｇに対してレーザ要求信号を発生し送出すること
を禁止される。このようにして、コ台の別個に運転する
Ｏ　）”　Ｏ／　２４　ｍ及び／２４ｂは、レーザ田ツ
ド／’１０及び光線切換えミツ−ｌグーの時分割使用に
関して、互いに通信することができる。従って、各ＯＮ
Ｏ／ＪＡ＆及び／ＪＡＩ）は、互いに干渉することなく
、シかも特に、他方の０１０がレーザ制御装置ｊ−ｆＪ
又は光線切換えミラーｌグーを使用しているときそれ等
の制御を取得しようとすることなく、高速で運転を継続
することができる。

本発明の一実施例によれば、レーザ装置１０コ　“は、
レイ七オン社が型式番号ＢＢ！；００の下に製造してい
るレーザ装置としてもよく、レーザ電源と、インターフ
ェース５番−にょシ中央処理記憶装。置１４０に結合さ
れたレーザ制御装置３２２とを備えている。レーザ制御
装置！タコは、第１Ｂ図に示すように、レーザ溶接機デ
ィスプレイパネルｌＪ：１に結合されている。レーザ溶
接機ディスプレイパネルｌＪａは、レーザ装置１０コ及
びレーザ制御装＠ｚｖフの状態を制御しディスプレイす
るための一連の表示灯及び押ボタンを備えている。

中央制御記憶装置５１ｏは、第ＡＡ、ｊＢ図に示すよう
に、光学的に遮断されたインターフェース！を−を介し
て制御信号を供給し、レーザ制御装置ｊデコを作動させ
る。特にインターフェース出力信号は、レーザ制御装置
３デコに供給サレテレーザ電源の高電圧出力をオンオフ
させ、レーザランプのトリガーを可能化し、内部空洞シ
ャッターｌｔｔ及び安全シャッター、２／コを開放位置
とし、溶接プロセスを開始さぜ、Ｍ！／〜Ｍｊ４＋コー
ドのうちのｌっに依存して特別のレーデ溶接モードを選
択し、Ｔコードがら導、出されたパルス周波数（繰返し
速さ：　ＲＩＰＲＡＴ］１ｌｉ）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コを゛位置決めする。光
学的に遮断されたインターフェース５６−を介して中央
処理記憶装置５６ｏ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３デコに
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ＩＯ−の作動特にレーザ制御装置よデ４
の作動を停止させることができる。

第４３図はＯＮＯ／コロａの出力、特にレーザ制御装置
５デ」の光学的にｍ＠されたインターフェースタ４ｊの
出力を概略的に示している。

第すＡ−９ｏ図について後から説明するように、別のＯ
ＮＯ／コ４ｂはレーザ制御装置！タコにも接続されてい
る。前述した通Ｊ）、ＯＮＯ／コＡａ及び／ＪＡｂの７
台のみが１度に光線切換えミラー／りλ（第１図に示す
）及びレーザ制御装置！タコの制御を取得することがで
きる。本発明の好適な実施例においては、レーザロッド
／７０から発射されたレーザ光線／７７は分割されて別
個のレーザ光路１７ざａ及び１７ざｂに沿い、溶接室／
θＪｌ及びｉｏｇｂ内にそれぞれ収納された第１．第λ
加工片に合焦するように指向される。

各溶接室１０ｔｈ及び１ｏｘｂ内においては同一の時間
枠で同種の加工作栗、特に溶接を行なうように計画され
ておシ、また、各溶接室ｉｏｔ内で行なわれる溶接の形
態又はモードも、交点溶接部Ｊコ、隅シーム溶接部３０
、スロット−タブ溶接部３ダ及び切欠きシーム溶接部０
０のｌりから選択される同一のものとなるように考えら
れている。かかる溶接形態の各々は実質的に同一のパル
ス幅及び周波数で行なわれる。しかし、個々の調節は、
レーザ光線の光路１７Ｅ＆及び／７ｇｂについての第４
図に示した種々の光学的性質のため、各溶接室１０ｔに
おいて行なってよい。また、各レーザ光線の光路／　７
ｆ＆及び／ｌｔｂはレーザ光線の減衰の度合、従ってそ
の出力に若干の差を与えるであろうと考えられる。

これ等の差は、光路／　ＦｆｆｌＬ及び１７１ｂに沿っ
て指向されるレーザ光線を別個に較正して、光路につい
ての１組の較正オフセットを出し、それによって出力、
特に励起ランプｉｇｔに印加されるレーザ電圧を光路／
　’７ｔｔＬ及び７７ｔｂの各々について別々に調節す
ることによって、吸収される。このような較正装置及び
方法は米国特許願連番第１Ｉ１４ｔ、コク−号に十分に
記載されている。

第？Ａ〜９０図に示した回路は、選択されたＯＮＯ／コ
ロ又は主ＯＮＯ／コロと呼ばれる複数台のＯＮＯ／コロ
ａ及びｌコ孟すの一台がレーザロッドｌり０がら発射さ
れるパルス周波数及びパルス幅を制御すると同時に、　
ＯＮＯ／２Ａａ及び／Ｊｌのそれぞれが関連するレーザ
光路及び光学系の光学的性質に応じて自身のレーザ電圧
を設定しうるようにするものである。特に、第１スイツ
チ／３０ＪｅＬ及び第一スイッチ／３０２１：Ｊ　　が
λつの位置の１つに設定されていて、一台のＯＮＯ／Ｊ
Ａａ及びｌコロｂのうち１台を主ＯＮＯに指定１−でお
ル）主ＯＮＯであると選択されたものの入力端子にＤｏ
　を圧が印加される。またｓ　ＩＩ＝　ｉスイッチ／Ｊ
０．２ａ及び第４スイツチ／Ｊ（７ＪｂｉｌＪ１ｇ　Ｊ
スイッチｉ、ｙｔｉ、ｔに機招的に接αされてお）、該
第３スイツチは、電源／３００の負出力をライン／３’
ｌ’／又は１３ｙ−のうち選択されたものに印加するよ
う接続されている。第ｆＡ図に示すよりに、負ＤＣ電圧
も共通ライン／　３４ＩＯに印加される。各ライン１３
４Ｉｌ及び／、３４Ｉ２は、ＣＮＯ／Ｊ４ａ及びｌコロ
ｂのうちどれが主ＯＮＯであると指定されたのかに応じ
て、ＯＮＯ／コｌ、ｅｈ及びｌコ４ｂのうちの１台の出
力をレーザ制御装置！デコの対応する入力端子に印加す
る複数の動作可能化装置に接続されてしる。例えば、ス
イッチ／３θ、２　ｍ　、　／３０．２１及び１３ダ１
が第？Ａ図に示すように設定されれば、第一の、即ち左
側ＯＮＯ／、２４１）が主ＯＮＯであると指定され、こ
のＯＮＯが、どの溶接モードを取るべきか制御するほか
に、レーザ光線／７？の周波数及びパルス幅を制御する
。例えば、スイッチ／３４ｔｔが負電圧をライン／３４
１１に印加すると１この電圧によって動作可能化装置１
３θ５ａが作動され、　ＣＩＯｉコ４ｂとレーザ制御装
置Ｓ９コの交・点溶接部入力端子との間の回路が完成す
る。

第１Ｂ図に示すように、レーザ制御装置！？−へのレー
ザモード選択入力は、溶接部が交点溶接部、隅溶接部、
スリーブ−タブ溶接部のどれであるかを示す複数の入力
端子を含み、前述した例では、交点溶接部、隅溶接部、
スリーブ−タブ溶接部の一つを設定する入力の全て゛が
ＯＮＯ／ＪＡｂから導出される。動作可能化装置／ＪＯ
９＊。

／３１０ａ及び／、７／／ＩＬも同様に作動され一〇Ｎ
Ｏ／コｔｂから導出された出力がレーザ制御装置３デ・
−に接続される。一方、Ｏ’Ｏ／ＪＡＩＬからの対応す
る出力は接続されず、溶接モードの制御はｅｘａｌコ４
ｂに委ねられる。

第１Ｂ図に示したレーザ制御装置よデλのパルス幅選択
入力端子は、第デＢｌｉに２−ｍｓ、、７ｍｓ。

４（ｍｌｌ、ｊ−ｍｓ及びｇｍＢのパルス幅に対応する
３個の入力端子としてもつと十分に記載されている。

前述し九例については、動作可能化装置／３／３ＩＬ。

／Ｊ／Ｆａｔ／Ｊ／ｊａ、／Ｊ／４ａ及び１ｓｉｙｈの
各々がイネイブルされ、それによりＯＮＯ／−４ｂは選
択されたパルス幅を指示するその制御信号をレーザ制御
装置！９．１ｒｃ与える。同様に１範囲１及び周波数の
範囲内Ｏ特定周波数が動作可能化装置／Ｊｕｇ〜１３１
ｇの対応の組によって設定される。

前述した例については、動作可能化装置ｉｓｉりａ〜１
３コＨａがそこに負電圧を共通ライン／３’ｌ／によ）
印加されてイネイブルすることによって、ＣＮ）　／コ
ロｂがレーザ制御装置、１Ｆコに希望のパルプ周波数を
設定する。しかし、第９Ｃ図に示すように、レーザ電圧
はＯＮＯ／２Ａａ及びｌコミｂのそれぞれによって設定
される。即ち、動作可能化装置へ−９〜／　、？　ｊ　
Ａのそれぞれの組が共通ライン／Ｊ＃０に接続されてい
る点で、各組がイネイブルし、それによｔ）　ＯＮＯ／
ｘＡａ及び／ｌＡｂの各々は、米国特許願連番第４’　
／　ｌＩ、２７コ号に十分に記載されている較正手頴に
従って、励起２ンプ／ざ乙に印加される励起電圧を制御
する。

また中央処理記憶装置５６０によって、ドア開閉機構コ
３ダを制御し、溶接室１０１を収容するキャビネットに
接続されてい不ドアを開放又は閉止するための信号が発
生され、光学的に＆Ｊ’［れたインターフェース５ルコ
・により転送される。溶接室７０ｇをロックしたシその
ロックを解除したシする信号が供給され、特に前方ロケ
−クー装置又は組体コｔＩＩ及び後方ロケータ−組体コ
ｇ６に供給される。前方′及び後方のｏケ−１−９体、
２ｇタ、コξ１　は、溶接室／　Ｏｔを装着した摺ｉテ
ーブル（図示しない）に関連してお９、各溶接室１０ｔ
ｈ、１０ｒｂを、第ダ図に溶接室ｌθｊａが示されてい
る位置に対応する第１位置から、レーザ光線の較正を可
能にするためｍｌｌ図に実線で示されている溶接室１０
Ａｂに対応する第２位置へ移動可能である。特に、第２
位置においては、レーザ光線／７１１：Ｉは熱電対列２
ｆｔとして知られる測定装置に向けられ、該測定装置に
よシ入射レーザ光線／７１１の出力を精密に測定して希
望の較正を行なう、前方及び後方のロケータ−組体コｔ
ダ、コを峨、溶接室／ａｔ及び燃料棒格子１６をレーザ
光線ｉ’ｒｇに対し位置決めするように摺動テーブルを
ロックし位置決めする。第６Ｂ図に示した摺動駆動モー
タ２６６は摺動テーブルをその角位置と外位置との間に
駆動する。摺動駆動モータコロ１、摺動テーブル、前方
及び後方のロケータ−組体コｔ４１．−１１　　は米国
吟許願連香第４Ｉ／グ、−１３号に十分に記載されてい
る。

リミットスイッチよりコ、５り亭、３り６から導出され
た出力信号はインターフェース３孟コに供給される。レ
ーザ水冷装置５コ０にも信号が供給される。レーザの励
起ランプ１１４と、ミラーｔｅＪ、ｔｒ４Ｉによって限
定された空洞とは、閉ループの水冷装置によって冷却さ
れる。この水冷装置は、所要の圧力及び流速の清浄な温
度制御された純水を供給する。水冷装置よコθは、図示
してないが周知の、ボンダ、水対水型の熱交換器、リザ
ーバー、脱イオン装置、ν過器及−び温度調節装置を備
えている。レーザロッド１７０及び光線吸収器／１９か
らの熱は水中に排出されて系から除去される。また燃料
棒格子／Ａを照射するためにレーザ合焦レンズ装置コｏ
ｑのランプに制御信号が供給され、それに゛よｊｊＪＸ
−Ｙ位置決め装置コｔｒｙはレーザ光線１ｔｔｒに対し
て燃料棒格子／Ａの出発点を整列させるようにＸ軸又は
Ｙ軸に沿って調節される。

第３図に示すように溶接室１０１に対して配設された酸
素プμｍプ亭ゾロ及び水分センサーａｉ。

から入力信号が供給され、溶接室ｉｏｔの雰囲気中の酸
素及び水のｐｐｍ値を表わすアナログ信号を供給する。

同様に、シールド管コ１６の内部に配設された熱電対列
、２７ざは、シールド管コ１４の内部に向けられたレー
ザ光線／７にの出力を表わすアナログ信号を供給する。

グローブ４Ｍ＆、センサー１１１０及び熱電対列コｉｇ
の出力信号は対応のデジタル電圧計（ＤＶＭ）ｊ−７Ｊ
ｒ。

ｓｇｏ、ｚｇコに供給される。入力アナログ信号は、こ
れらの電圧計によって対応のデジタル信号に変換された
後、光学的に遮断されたインターフェース！４ダによっ
て中央処理記憶装置１４０に供給される。インター７エ
ース６４４’はデジタル電圧°計！７１．！ｇｏ、ｓｒ
コの各々に適切な電圧計選択信号を供給し、一時に只１
個のデジタル信号をインターフェース５４ダを介し中央
処理記憶装置３６θに選択的に送出する。中央処理記憶
装置ｊ６０は、レーザ溶接装置ｌＯＪの作動に依存して
、光学的に遮断されたインターフェースＩ基亭を経て流
量コントローラｅｇｇ、４！ｔダ。

’１１４の各々に信号を送出し、レーザ合焦レンズ装置
コＯ−と、溶接室ｉｏｇ中に燃料棒格子１６を取付ける
ための回動自在なジグ、２１Ｉコとに対するアルゴンガ
スの流量を制御する。同様に、Ｂ軸モータｓｅｔに信号
が供給されることによシ、位置決めホイールＪｉｇ及び
ジグ、２Ｆ−が回動する。ジグ、２１Ｉコの角度位置は
、複数の近接スイッチ’ｌ　Ｏ，２ａ−１ＩＯコｅによ
り検出されて１進信号を形成し、この−進信号がインタ
ーフェースｊ＆＋によって中央処理記憶装置！６０く送
出される。第参図に示すように回転自在のジグ−２ダコ
を回転駆動するためのＢ軸駆動モータ３ｔδと回転自在
のジグコ参コの角位置を検知するための近接スイッチ参
〇コ訃はとの作用及び構造は、米国特許願連番第４Ｉ／
ｌコロ３号にもつと十分に記載１れている。

内側格子ストラップ２０を溶接し、次にこれを外側格子
ストラップココに溶接し、かくして形成された燃料棒格
子１４を案内スリーブ／６に溶接するプ四セスは、第３
Ａ〜３に図に説明した通ｐである。これらの図には、燃
料棒格子１６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／’４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３コ、隅溶接部３０、スロット−タブ溶接部Ｊ４’
及び切欠き溶接部ｑｏが形成される。内側及び外側の格
子ストラッグコ０゜−一は、米国特許願連番第’Ｉ／’
ｌ、／９７号及び第ｐｉ＜６ｔｔｔ号に記載されている
ように組立てられて燃料棒格子１６を形成する。次に燃
料棒格子１４を、米国特許願連番第ダ１４４．コ孟よ号
に詳細に記載された溶接ジグ上に配置する。溶接ジグは
溶接’Ｍ　ｉ　ｏｔ中に回動自在に配設した回動自在の
ジグ又は取付装置に、位置決めビン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
の回シに回動させ、切欠電溶接部りＯを形成するｌ：め
にレーザ光線／７ｇを受入れる所定位置に燃料棒格子１
６を配設することができる。各ＯＮＯ／、２４がＸ及び
！テーブル（位置決めテープＡ／）をｚ　ｖ−ｆ光ｍ／
　７　ｇに関し燃料棒格子１６を位置決めするようにＸ
軸及びＹ軸に沿った一連の増分ステップにょシ作動させ
ることによル、交点溶接部Ｊ゛コを形成し、次に回動自
在の取付装置上において回動させた後、スロット−タグ
溶接部３４を及び隅溶接部Ｊσを形成する。

このプ諺セスのための機械制御は、コンピュータ数値制
御部（ＣＩＯ）／コロ、特に中央処理記憶装置ｋｔＯに
よって行われる。中央処理記憶装置Ｓ１Ｑは）第７Ａ、
７Ｂ図を参照して以下に説明するパートプログラム７０
０を格納するための記憶装置を備えで埴る。パートグロ
グ２ム７００は、操作者が機械機能パネル（ＭＦＰ）／
３０上の押ボタンＡＵ’ｒＯを押すことによル数値制御
部／、２ｊを自動モードにするステップク０１によって
入力される。操作者は次にパートプログ２ムを実行のた
め呼出す命令を文字・数字けん盤ＩＪＩに入力する。操
作者は次に。

０ＹＯＩＩＥＩ　５ＴＡＲＴ’押ボタンｔｘｔを押す。

次のステップ’ｙｏｇでは、プログラム’ｋＪ／：ｆ−
ドは、ＬＯＡＤ／ｌｒＮ’ＬＯＡＤ　（ＲＡＭＢＩＩＩ
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、摺動駆動そ一タコ６４を作動させる。

操作者はこれによってｔ組立てられてはいるが溶接され
てない燃料棒格子１４とその溶接ジグとを回動自在な取
付装置上に装架するととができる。燃料棒格子１４とそ
の溶接ジグとは、レーザ光線／Ｙｌに対する所定の位置
に位置決めビ、ンによってロックされる。溶接ジグを回
転自在のジグコ亭コに関し位置決めしロックする位置決
めビンは、溶接ジグと共に、米国特許願連番＠　４４　
／　４（、Ｊ　Ａ　！ｉ号にもつと十分に記載されてい
る。；４テツプクｉｏでは、操作者は、米国特許願連番
第ダ／　４ｔ、コロー号に記載された装架−取おるし−
＝ビーレータによって燃料棒−子１６を溶接室ｉｏｔに
装架（ロード）する。ステップクθｔが終了したら、操
作者がステップク／Ｊにおいて機械機能パネルｉｓｏ上
の０ＹＯＬＢＳ’Ｉ’ＡＲＴ　押ボ／／を押してパート
プロゲラムク００の実行を再開するまで、パートプログ
ラム７００の実行が中断される。次にステップク／４Ｉ
において、ＬＯＡＤ／ＵＩＪＩＬＯＡＤ　（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
ｉｏｔをレーザ光線ｉｙｘの下方の第１の溶接位置に再
装架（リロード）する。再位置決めされたら、Ｍコード
を用いてＯＨＡＭＢＩｌｉＲ１１！ＮＶＩＩＲＯＮＭ］
ｌ［ｉＮＴ　ＯＨＦ！ＯＫ　（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、溶接室ｉｏ
ｇの底部にアルゴンを昆教的高速で供給することによシ
、酸素及び水のような不純物を溶接室ｉｏｔからパージ
する。これによル比較的重いアルゴンが空気を排除し、
溶接室／　Ｏｔ（Ｄ縁越しに空気を押出す。特別のアル
ゴン流量は１Ｍコードによシ設定し、それによシ流量コ
ントロータクｔ゛ダは溶接室ｌＯ３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コ
グ」及びレーザ合焦レンズ装置コ０ダに組合された流量
コントローラｌＩｇ’ｔ、、ダｇｔ　　も、溶接室１０
１からのパージを早めるために大きな流量に設定される
。特別のＭ　：１−　）’は５ＫＬＥＯ’ｌ’　ＧＡＰ
　ＩＦＬＯＷＲＡ’ｌ’ｆｉ　（ガス流量選択）アプリ
ケーションルーチンを呼出す。

パートプロゲラムク００の次のステップ１１４では、Ｍ
９／コードは、回動自在の取付装置２ダニ又はジグを回
動させるように、特にＢ軸回転駆動装置、２３ｇを作動
させて取付装置詳コ及びそのグリッド１６を溶接室１０
１中において回動させるように設定される。特に、ステ
ップ７１４によ）実行されるＭ？／コードは、ＲＯＴ、
ＡＴＥ　、ＦＩＸＴＩＴＲｌｌ、（ジグ回転）アプリケ
ーションサブルーチンを要求する。ステップク１１は、
酸素及び水分についての溶接室ｉｏｚ中の環境をモニタ
ーし、酸素及び水分のレベルが所定レベル以下になるま
でパートプログラム７００をそれ以上実行しないように
、　ＯＨＡＭＢＩＩｉＲＰｉ）ｉＶＩＲＯＮＭ１！ＩＮ
’ｌ’　０ＨＩｌｉＯＫ　（溶接室環境ｆ工”）り）ア
プリケーションサブルーチンを開始或いは要求する。

溶接室ＩＩｔ中の環境が十分に純粋であることがステッ
プク／Ｋによシ定められた後、ステップクコ０は、Ｘ及
びＹコードに応答して、Ｘ及びＹ駆動モーターデダ、コ
ブ４を制御可能に駆動する。それによシ、最初に形成す
べき溶接部は、レーザ光＠１１ｇ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Ｙコードによって特定化され、これらのコードは、
Ｘ軸駆動モータコ？４Ｉ及びＹ軸駆動モータコｑ４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！りＯに送
出され、レーザ合焦レンズ装置−〇４！はそれによシ燃
料棒格子１６の最初の溶接部にレーザ光線ｉｔｓ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、ステップクＪＯにおいて、パートプロゲラムク＃
０は終了する。ステップクー−において操作者はＸ　工
Ｎ押ボタン、Ｘ０ＵＴ押ボタン、Ｙ左押ボタン及びＹ布
押ボタン（機械機能パネル１３’０上に取付けられてい
る）を適切に作動することによシ、手動で制御し、Ｘテ
ーブル及びＹチー、プルを位置決めすることによル、燃
料棒格子１６の最初の溶接部をレーザ光線ｔ’ｙｔに対
して正確に整列させる。この目的のために、安全シャッ
ターコｌコは開放され、操作者は、陰極線管ｉｓｓ上に
ディスプレイされた、整列ＴＶカメミラ０６から得られ
る格子ｌ乙の像を見ることができる。ＴＶカメツコ０６
のレンズは電子的十字線を有するので、操作者は最初の
溶接部をレーザ光線１７ｇ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ボネルｌＪ、０ｆ）ＺＵ
Ｐ押ボタボタン２ＤＯＷＮ　押ボタンを操１作してレー
ザ合焦レンズ装置−〇４！の運動を制御し、レーザレン
ズ−〇−を正確に配置し、レーザ光線／７ｇを燃料棒格
子、／６上に合焦させる。

操作者は、パート／ログラムの実行を再開するために、
ステップタックにおいてＣＹＯＬＥ’５ＴＡＲＴ（サイ
クル起動）押ボタンを押す０次のステップ７コ６では、
ハートプログラム７００は、最初の溶接位置と整列位置
即ちステップクＪＪ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
とレーザ金魚しンズ装置コθタノ合焦位置との差は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／、２４によって
、燃料棒格子１６の調節された位置或いはオフ＋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。

次のステップクコｌでは、レーザ装置１０コのいろいろ
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Ｊ　Ｊ
　、隅溶接部３０、スロット−タブ溶接部３ダ及び切欠
き溶接部ｑ。

のうちのどれを形成するかを定める５１丁、Ｍの各コー
ドがプログラムされる。特にレーザ装置ｉｏｓの出力レ
ベルは、５ＩＲＶ工ＯＥ　ＥＩ　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。同様にパル
ス周波数は、ｓｍｖ工０ＥＴＯＯＤＥ（サービスＳコー
ド）アプリケーションサブルーチンによシサービスされ
るＴコードによシ設定される。パルス幅は、Ｉｚ＆ｍ秒
に対応するＭコードＭ！ｔ、ｔ−Ｍｌ、０のうちの１つ
により設定さ、れる。これらのコードは５ＥＴＬＡＢＥ
！ＲＰＵＬＳＥ　ＷよりＴＨ（ｌｚ−ザパＡ／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、
グク、の形式のＭゴードＭ！；／−Ｍ！；’Ｉがあ夛、
これらのコードは、ＳＥＴ　ＬＡＳＩ！！ＲＭＯＤ］］
Ｘ（レーザモード設定）アプリケーションサプル−チン
の実行を要求する。次のステップ７３０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Ｍ
ＡＩ〜Ｍ４ダのうチ１つの使用に・よ）設定され、特に
５ＥｉＬＥＯＴ　ＧＡＳＦＬＯＷ　ＲＡＴＥ　（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７３．２では、ＭコードＭｊ／〜Ｍｊ亭の
うち１つの設定によって、第１１図に関して詳細に説明
スルＰＩＩＩＲＦＯＲＭ　’ＬＡＥＩＩＩＩＲＷＥＬＤ
（Ｌ／−ｆ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、ＰＦ！ＲＦＯＲＭ　ＬＡＳＩ！ｉ
ＲＷＥＬＤ　（レーザ溶接実行）アプリケーションサブ
ルーチンは１第ｆＤ図に示したＣ＋］ｌＩ！Ｔ　、ＬＡ
ＥＩＥ！Ｒ（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
って別のコンピユー！数値制御部ノコｔｂが、数値制御
部ｌコＡｂのＲＦＩ、Ｑ、ＵＦｉＳＴ　ＬＡＳＩＩＩＲ
（レーザ要求）出力及びＬＯＣＩＫ　ＬＡＳＥＩ！’ｊ
　（レーザロック）出方の点検によシチェックされ、も
し存在したら、：１７　ｋ’　ｚ−夕数値制御部ｌムａ
は、別のコンピュータ数値制御部／２４ｂ　（７）　Ｒ
１！！Ｌｌｌｌ！ＡＳＩ　ＬＡＳＥＲ（レーザーリリー
ス）出力信号が発生するまで待期し、この出力信号が発
生した時点で数値制御部／コロａ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７．
２Ａａは、レーザ装置１０コの使用を得た後、レーザ光
線７７ｇ＆をその溶接室７０ｇに向けるように、光線切
換え用の可動ミラー１７−を位置させる。

次にｘ７−プル及びＹテーブルが適切な位置において停
止したか否かについて、Ｘテーブル及びＹテーブルの位
置がチェックされ、位置決めタイムアウト期間、の経過
後にレーザロッド／７０を励起させる。次のステップク
Ｊコでは、溶接ステップが終了したことを示すＬＡＳ工
ＮＧ００ＭＰＬＥＴＩ！！　（レーザ発射終了）信号を
待ちｔその後に光線切換え用の可動ミラー１７コをリリ
ースし、ｘＪｉｌＫ動モータータク及びＹ駆動モーター
ヂ６に指令して燃料棒格子１６を、一連の溶接部のうち
次の溶接部の形成に備えた次の位置に移動させる。次の
ステップ７３４では、ＭコードＭ、ｔ／〜Ｍ左りのう′
−ｔ／りにょシ設定された特別の形態の溶接部が完成し
たか否かが定められ、完成していなかったら、パートプ
ロゲラムクθθは、次の溶接部を形成するためにステッ
プ７３．２に戻ル、ステップク、７４（では燃料棒格子
／６を次の溶接位置に移動させる。次のステップク３３
では、ＷＡ工Ｔ　ＦＯＲ０ＴＨＥＩＲ０ＮＯ（別のコン
ピュータ数値制御部待期）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Ｍざざがプログラムされて
いるか否かが定められ、それによ）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／　、２／
ｂに送出され、別の数値制御部／ハｂ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、ここでパートプログ
ラム１００は停止し、次の溶接形式を定めるためにＭコ
ードＭ、ｔ／〜Ｍ９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７’ＩＯでは、燃料棒格子
／６の少くとも一側の溶接を完成するのに必要−な全部
の溶接形式が行われたか否かが定められ、行われていな
い場合は、パートプログラム７００はステップクＩＡに
戻シ、一連のステップ７／６〜７３Ｉｒが反復される。

燃料棒格子／Ａをその溶接室１０１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３Ａ〜
ＪＤ図に示した一連の溶接ステップを燃料棒格子ｌ乙の
羽根側において実行する。ステップクｌＩ：ｉでは第７
図に実線で示したようにダンプシャッター／９０を位置
させレーザ光線／７７を光線吸収器／９’ｌに向けるた
めの信号を送出することによって、レーザ装置ｌＯユを
オフにする。

次のステップククグでは、ＭコードＭＪコがＬＯＡＤ／
ＵＮＬＯＡＤ　　０ＡＲＴ（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、２ル６はそれによ多作動して摺動
テーブルを第２位置である休止位置（第９図における溶
接室／θｒｂの位置参照）に向けるので、燃料神格子／
シを溶接室１０１から取出すことができる。操作者はこ
の時点で溶接室１０１から燃料棒格子１４及びその溶接
ジグ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だめの手動操作を行う、−
例として、燃料棒格子１４の羽根側の交点溶接部３コが
、第３Ａ〜ＪＤ図に示したステップに従って形成された
後、燃料神格子／ｌを取外して回転させ、燃料棒格子１
６の反対側即ち案内スリーブ側の交点溶接部３コが第３
Ｅ〜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３コが形成さ
れたら、格子１６を取外し、案内スリーブ３基をそれに
挿入した後１第Ｊ工〜ＪＬ図に示すように切欠き溶接部
４１．０を形成する。

第ｇＢ図を参照すると、ＣＰＵ　！；ＡＯの／　００Ｈ
ｚクロツクによって第７Ｃ図のパートプログラムにおけ
るステップ７デθにおいてコールされる１Ｎ期”アプリ
ケーションサブルーチンが示されている。＆テップ７デ
コは、別のＣＮＯ／コＡｂと関連した溶接室にレーザ光
線１７Ｋを向けられている位置、かつその位置の変更が
指令されていなかった位置に、光線切換えミラー１７コ
があるかどうかを決定する。もしノーならば、ステップ
７り３は、　０Ｎ（Ｙ　１コ４ａによ）レーザ作動電圧
を分離選択する。ＯＮＯ７，２Ａａ及び別の０ＩＪＯ１
ｉｔもの各々が、レーザ装置ｌＯ：２の制御を時分割し
、ここで、一方のＯＮＯ／　２　ｔのみが任意のあると
きに制御を有している。さらに、　ＣｌＮ。

ｌコロａ及び１ｓｔｂの一方が、主ＯＮＯとして指定さ
れ、かつパルス幅及び繰返し速さを設定し、そのパラメ
ータを他のＣＮＯが採用する。しかし、各ＯＮＯ／ＪＡ
＆及び／コロｂは、レーザ光線／７Ｋｔ＆及び／　７１
ｂが対応する溶接室ｌ０Ｅａ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７７
ｇに加えられる減衰度はちる程度異なシ、また各溶接室
１０１内で起きる溶接プロセスは別の影響、すなわち、
レーザ合焦レンズコＯコ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ＯＮＯ
／１Ａ＆及びｌユＡｂは、第６Ｂ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！タコに印加されるリゾルバ電圧ＲＥＳＶＯＬＴの
それ自身の値を計算する。従って、　ＯＮＣ！　／コロ
又はｌハｂの一方がレーザ装置１０２の制御をリリース
するとき、その一方のＣｌＮ０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３デコに印加す
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／２４は
、−ステップ７デ３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、ステップクｔ’ｌは、両方のＣｌＮ０　／ＪＡ＆
及び／ｕＡｔ）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７２まは、主ＯＮ
Ｏ／コロａはレーザをロックしたかどうかを決定する。

もしノーならば、ステップ？？Ａは、主ＯＮＯ／−ルａ
によりレーザのロックを解く即ちアンマツクすると共に
、第ＪＤ図に示すル−ザ取得ゝ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７デ「は１主
ＯＮＯｉコルａ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、主ＯＮＯ／コロ
は、ステップざｏｇに直接進む前に、第ＡＢ図に示され
るように別のａｑａ　７コ４ｂに０Ｎ（７リンクよ３ｔ
を経て、ステップ１００にお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ｇ０コは、別のＯＮＯ／、２４１）がレーザ要求
信号をａｍａリンク！３ｇを経て主ＯＮＯ／コロａに印
加したかどうかを決定し、もしイエスならば、このルー
ｆンＵ、主（’Ｎｏ”／ｊＡａがレーザロック信号をＯ
ＮＯリンク′３３１に印加することによって、レーザー
システムｌθコをロックしたかどうかを決定するステ１
ツブｔｔ’ｏ　ｌＩに動く。もし、ノーならば、主ａ　
Ｎ、ｏ　、ｉ　ｘ４．ａはステップｔ０乙において、Ｏ
ＮＯリンクｚｚｇを更新し、１ステツプｔｒｏｔに進む
前にレーザ要求信号をリセットする。

主０１０　／コロａがレーザをロックしたとき、すなわ
ち、レーザロック信号をｃＮｃリンクｚｒｔを経て別の
ＯＮＯ／コロｂに印加したとき、このルーチンはレーザ
状態チェックを開始する。最初に、ステップｔｔｏｔｒ
は、主ＯＮＯ／コロａがレーザに対して制御を有してい
るかどうか、すなわち１使用中７ラツグが発生している
かどうかを決定し、もしノーならば、このサブルーチン
を出る。

もしイエスならばアプリケーションサブルーチンは１ス
テツプｊ１０において、ランプ電圧がオンであるかどう
か、励起ランプｌざ６が最大出力限界以下で作動してい
るかどうか、ラング冷却水の温度、ランプ冷却水の流量
、レーザ電源からの電流及び電圧、キャビネットドアが
開かれているかどうか等を含む種々のレーザパラメータ
をチェックする。もし全てが問題ないならば、このサブ
ルーチンから出る。もしランプパラメータのいずれかが
限界内にないならば、ステップｖｉａは、レーザトリガ
ー回路がイネイブルにされたかどうかを決定し、もしイ
エスならば、ステップｔｉｐは、レーザ装置１０２を機
能抑止する遅延を設定する前にレーザイネイブル回路を
オフにする。もしステップ１／コがノーと決定するなら
ば、ステップざｌｔは、内部空洞シャッターｔｉｔが開
かれているかどうかを決定し、もしイエスならば、ステ
ップざコ０は、ステップざコニで光線切換えミラー１’
１２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ｔコクが、ＯＲＴ　／、７．７上に追補なア
ラームメツセージ１きツー外れ位置′を表示する。もし
内部空洞シャッターｌざＳが閉じているならば、ステッ
プ１２４は、　０ＲＴｉ、ｙ３上にアラームメツセージ
をただちに表示する。

１台の数値制御部ＯＮＯ／：１４のうち１台は主数値制
御部と称され、他の数値制御部／　２１１３又はｌコロ
ａのレーザ制御装置ｊデ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／−６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１各々の数値制御部／、２ｊａ、／
、２４ｂに組合された溶接室１０ざに供給されるレーザ
光線／りｔ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１０１は同種の溶接形態を実行するので
、主要数値制御部と呼ばれる１つの数値制御部／２Ａｔ
Ｌ又はｌコ１ｂ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コｏ４を及び溶接
室ｉｏｔ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（Ｒ１１！５ＶＯＬＴ）を個別に調節
することが望ましい。

ｐＩ！！ｕｈｏＲｕ　ＬＡＴＮ！！ＲＷＥＬＤ８　（ｖ
−ｆ溶接実行）アプリケーションサブルーチンは、第ｔ
Ａ図に示され、第７Ｂ図のパートプロゲラムク０００ス
テツプクコｇによ）設定されたＭｗ−ドＭ７／１Ｍ７−
によって要求され１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ｔａｂｏ　を入力すると、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１０１；１において、Ｍ！Ｉ〜Ｍ！−＋
のうちｌり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。レーザ掛御装置！タコは、上述した
ように、交点溶接部３コ、スロット−タブ溶接部、７１
Ｉ、隅溶接部３０及び切欠き溶接部４ｔＯのうちの１つ
を制御するようにグ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　□１０６３でＥＲＩＲＯＲＭＦ！５Ｅｆ
ＡＧＥｉ（エラーメツセージ）ルーチンがディスプレイ
される。選択されていたら、ステップｌθ６ダにおいて
、　ＯＨＡＭＢ］ＩｉＲ］１ｆｉＮＶＩＲＯＮＭＩＮ’
ｌ’　０ＨＨＯＫ　（溶接室環境チェック）アプリケー
ションサブルーチンのステップｔｔｔｘにおいてａＯ（
９）フラッグが設定されていたか否かが定められる。設
定さ詐ていなかったらス゛テップ１ｏｂｔ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１溶接室／ａｔの酸素及び水分が所定の限度よシも低
くなるように溶接室ｉｏｘ中の雰囲気が清浄になつてい
るか否かが再び定められる。低くなっていたらステップ
／θ６ｇにおいて光線切換え用の可動者ラー！７コを作
動させ、コンピュータ数値制御部ｌコロａ又はｉ：ｌｔ
ｂの溶接室ｌＯｇにレーザ光線１７１を向ける。その後
に１ダングシヤツター／９０を開放位置に配設すること
によシ、選択された溶接’Ｂ１１ｏｘにレーザ光線／’
７りを向ける。次にステップ１０クコにおいて、Ｍコー
ドＭ７／が設定されたか否かが定められる。

上述したように、コクのＭコードＭ７／、Ｍ’ｌコがあ
シ、ＭコードＭ７１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コは、隅溶接
部３０．スロットータブ溶接部３ダ及び切欠き溶接部ダ
Ｑ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１との相、違は次の通シである。即ち
シーム溶接の場合ハ、レーザロッドｌりθ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１６が
Ｘ、Ｙ位置決め装置−５ざによって移動する。点溶接の
場合には、レーザ光線／７ｇに対し燃料棒格子１６を固
定させた状態で溶接が行われる。即ち点溶接を行うべき
ことを示すＭコードＭ？／が検出されたら、ステップ１
０クコにおいて、レーザロッドｌり０を励起させる前に
Ｘ、！位置決め装置２ｇｇが停止するのを待期する遅延
が設定される。シーム溶接を行うべきことを示すＭコー
ドＭ７−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ｌりθの溶接を開始することができる。

次のステップ１０７４では、励起ランプ／ｌ！：ｔに供
給される電圧がプログラムされた通シか否かがチェック
される。次のステップ／＜１７７ｇ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Ｉｌ’ｌが開放しているか否かが定
められる。次のステップｉｏざ０では、　５ＩＩＩＴＬ
ＡＳＩＩ！ｌ’ｔ　ＰＯＷ］ｌ［ｌＲ：ｔ、１１１！Ｖ
］ｌｎＬ　Ｏ１１’Ｉｌ’５ＫＴ（レーｆ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１０／コ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チェックされる。トリガーされな
かった場合は、ステップ１０１１コにおいて、アラーム
メツセージ「トリガー回路が動作可能化（イネイズル）
されていない」が陰極線管／、７．７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１０１
１４４において、レーザ制御装置３９：Ｌのシャッター
制御モジュールを動作可能化すると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ｌθｇｔ、では、レーザロッド／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ＳＶコからの溶接
終了信号を受けるように待期する）。ステップ１０ｇｇ
では、を秒の時間が経過したか否かが定められ、経過し
てない場合は、「レーザ操作終了タイムアウト」のメツ
セージが陰極線管／３３にディスプレイされる。タイム
アウト後にステップ１０ｆ−において、点溶接を行うべ
きか否か、即ちＭ；−ドＭ？／が設定されたか否かが定
められ、設定されていたら、サブルーチンはステップ１
０９乙に移行し、中央処理記憶装置Ｓ４０は、レーザロ
ッドｌりθがリリースされ、別の数値制御部／コロｂが
レーザを要求し得ないことを示すレーザリリース信号が
中央処理ｍＵ憶装Ｗｔ、！４０からインターフェースＳ
孟コを介し数値制御部リンクｈｒｔ上に発生する。シー
ム溶接部が形成されたら、ステップ１０９４Ｉにおいて
ダンプシャッターｌデ０及び安全シャッターコｌコを閉
じた後、７テツプ１０９５においてサブルーチンから出
る。

１別ノ０１０を待機（ＷＡ工Ｔ　ＦＯＲ０ＴＨＥＲ０Ｎ
Ｏ）アプリケーションサブルーチンは第ｔＣ図に示され
ておシ、これは、主ＯＮＯ／、ＩＡ＆に、一連の溶接部
を完了させ、その後、別のＯＮＯ／ｊｊｂからの応答を
待機しながら、第７Ａ及び７Ｂ図に示されたバー）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７Ｂ麻に示さ
れたパートプログラムのステップ７３３において設定さ
れ九ＭコードＭｊｔによって呼び出され、そして主タス
クルーズの次の゛要求フラッグ実行サイク／Ｌ’”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０ＮＯｌコ４ａが特定の種類の溶接部を完了した後、
別のＣＮ〇八２へｔ）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０１ｉ０　／Ｊ
Ａ＆及び７．２４１）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、一台のＣ＋ＮＯｉｓｔの一方のみが、主ＯＮＯ／
λ６ａとして設定されてパルス幅及び繰返し速さを制御
し、別のＯＮＯ／２Ａｂが、主ＯＮＯ／ＪＡ＆によ”り
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ＯＮＯ／２Ａｂ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ＯＮＯ／コロａ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７３ルが第１形態の溶接部の完了を
決定した後、ＭコードＭざｇのチェックが行なわれ、“
別のＯＮＯ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／θ３０に入った後、ステップｉｏｓ
コは、第りＡ及び７Ｂ図に示されたようなパートプログ
ラムの実行を中止し、従って、別のＯＮＯ／コロｂ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／θ３４！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１ｏｑｏは、別のＯＮＯが現在運転至れてい
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１０１Ｉｒに動
く。もし別のＯＮＯが運転されているなら、ば、ステッ
プ／θり乙においてその溶接待機信号を設定し、遅延を
開始する前に、別のＯＮＯ／コＡ〉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ＯＮＯ／、、２６が主でないならば、ステップ
ｌＯＪ＆はこのＯＮＯに対して“溶接待機”を設定する
一方、ステップ１０３ｇは、′溶接完了”表示を設定す
るために主ＯＮＯを待つ。この様にして、ステップ１ｏ
ｔｉｔ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ＯＮＯ／ＪＡｔ）に与えられた後、ステップｉ
ｏ４Ｉｇは１溶接待機″フラッグをクリアして、このル
ーチンを出る。

”レーザ取得（ＧｍＴＩＩＡＳＥＲ）″アプリケーショ
ンサブルーチンは第ｊＤ図に示されてオ」、レーザ装置
１０コの使用を要求するために、第ＡＢ図に示されるよ
うに、ｌ：ｌＮｏリンク２２ｇを介して一方のＯＮＯ／
ＪＡが通信することのできる手段を提供している。ＯＮ
Ｏ／コロａ及びｌコロｂの一方のみが、任意のある時に
レーザ装置１０２の制御をすることができる。従って、
一台のＯＮＯ／２Ａａ　、７２４９間の調整を可能にす
るために・レーザ装置１０コを制御中の第１のＯＮＯ／
、２ＡがＣｌＮ０リンクｋｅｇに“レーザロック”信号
・を出す。レーザ装置ｉｏ、２の使用を放棄した後、第
７のｎｏは、ＯＮＣリンクｚｚｔにル−ザリリース”信
号を出し、それによってレーザ装置１０コの制御を求め
る第一のＯＮＯがＣＮＣリンクＳ倉ｔに“レーザ要求”
−信号を出すことができる。その後、　ＯＮＯ／ＪＡ　
はレーザ装置１０コの使用を得て、ＯＮＯリンクｊｉｆ
ｆに“レーザロック２信号を出し、それによって、第１
の０ＮＯｌコ４ｂは、レーザ装置ｌＯコへのアクセスを
得ることが禁止される。ステップ／　／４０に示すよう
に、ル−ザ取得”アプリケーションサブルーチンは、ル
−ザ出力レベルオフセット設定１アプリケーションサブ
ルーチンのステップ１ｏｏｇ。

ル−ザ較正１アプリケーシロンサブルーチンのステップ
７３ル、又は“レーザ溶接実行２アプリケ−シコンサブ
ルーチンのステップ１０７０Ｉ）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１ステツプ／／１コは、第一のＯＮＯ／２１がその
１し」ザ要求”又は゛レーザロック”出力を設定したか
どうかを決定するためにＣ＋ＮＯリンクｋｉｇを調べ、
もしそうならば、ステップ／／Ａダは、第１のＯＮＧ　
　７コ６ａでシーケンスポインター（ｓｅｑｕｅｎｃｅ
　ｐｏｉｎｔｅｒ）を設定し、このルーチンを出る。他
方、もし第一のＯ”Ｏ／、２Ａｂがレーザ装置１０コ倉
要求せず、あるいはロックしなかったならば、第１の０
ＨＣｊ　１２ｔａは、ｃＮｏリンク３ｇｇに対して、そ
の光学的に遮断したインターフェースｓ６，２に、ル−
ザ要求２出力を出す。その後、メチツブｉｉｔｇは、第
一のａＸａ／−２４ｂの゛レーザリリース”出方の特機
を開始スル。第一　ノＯＮＯ１２ｂｂがＯＮＯリンク３
３ｔに“レーザリリース”出力を出した後、ステップ／
／７２におイテ、第ｔ　ｏ　ＯＮＯ／、２＆ａハ、レー
ザ使用中７２ッグを設定し、かっル−ザロック′出力を
ＯＮＯリンクｚｓｇ上忙出した後、ステップ／／７’ｌ
において、レーザ光線切換え１７．２を作動して、第１
のｃＮａ　／、２Ａａと関連した溶接室ｉｏｇにレーザ
光線を向ける。その後、ステップ／／２ｔにおいて、Ｋ
　／　ノＱＮＯ／１Ａａ−ハソノｙゾルバ電圧出力を設
定した後、ステップｌ／りｇにおいて１ルーチンシーケ
ンスポインターをクリアし、ザブルーチンの呼び出しに
戻る。

従って、レーザ取得アプリケーションサブルーチンはＯ
ＮＯリンク左！ざの走査を実行して）別のＯＮＯ／＝６
ｂが第を図に示す可動の光線切換ミラーｌ？コ又は第６
Ｂ図に示すレーザ制御装置３７．２の使用の制御を要求
済み又はロック済みである時には、最初のＯＮ○／　、
ｉ４ａがそれ等に対してアクセスを得ることを防止す・
る。レーザ制御装置３９．２の制御を現に有している別
のＯＮｏ　／−２１がレーザの使用を終了した後、咳０
ＮＣＪ　／コＡ′ｂがＣｌＮ０リンク５３ｔにレーザリ
リース信号を送シ、この信号によシ最初のＯＮＯ／ムａ
はミラー１７．２及びレーザ制御装置３タコの制御を要
求し、その後取得することができる。

本発明は上述した実施例のみに限定されず、それ以外の
すべての変形例を包含する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の教示に従って製作された燃料集合体の
斜視図、第λへ〜、２　Ｆｉ図は第１図の燃料集合体に
組み込まれる本発明の教示に従った燃料棒格子のそれぞ
れ斜視図、平面図、側断面図、分解斜視図及び平面図、
第３Ａ〜ＪＬ図は第−Ａ−＝Ｅ図に示した燃料棒格子を
溶接する一連のステップを示す斜視図、修止２±−一゛
　　　　第７図は単一レー・ザ源からのレーザ光線を時
分割式に２個の被加工物例えば燃料棒格子に向けるため
の精密レーザ溶接装置に組み込まれるレーザ装置の分解
斜視図、第３図は適当な不活性ガス、例えばアルゴンを
そのタンクから溶接室及びレーザ合焦レンズ装置の各々
へ供給するアルゴン供給装置の概略系統図、第ｊＡ、Ａ
Ｂ図はレーザ溶接装置のコンピュータ制御システムを示
すブロック図でアシ１中央処理記憶装置と各々の溶接室
位置決め装置に対するレーザ装置の同種の第一コンピュ
ータ制御装置のインターフェース回路との関係を示す図
、第７Ａ、７Ｂ図は燃料棒格子の一連の溶接部を高精度
で形成するようにレーザ溶接装置を制御する制御ステッ
プを示すパートプログラムのフローチャート図、第ＫＡ
、ｇＢ％ざｃ。 ５９図は第７Ａ、？Ｂ図に示したツク−ドブログラムに
よシ設定されたＭ、Ｅｌ、Ｔコードによって要求される
アプリケーションサブルーチン、特にＰＥＲＦＯＲＭ　
Ｉ、ＡＳＥＲ’ＷＫＬＤ、５ＹＮＯ，ＷＡＩＴＦＯＲ０
ＴＨＥＲＣＩＯ及びＧＥＴ　ＬＡＳＥＲの各アプリケー
ションサブルーチンのフローチャート図、第ＰＡＮ　ｑ
Ｂ、　９０図は複数台のコンピュータ制御装置の各々と
レーザ制御装置との間の、本発明に従った相互接続の関
係を示す回路図である。 図中、１６は第１．第一加工片（燃料棒格子）、１０ざ
ａ及び１０ｔｂは第１．第一加工室（溶接室）、／７０
はレーザ源（レーザロッド）、１７コは光線指向装置（
可動の光線切換えミラー）、／７ｆｆａ及び１７ざｂは
第１１第コ光路、コｏｑはレーザ合焦レンズ装置、ｌコ
ロａ及びｌコロｂは第１、第一コンピュータである。 特許出願人　　　ウェスチングハウス０エレク第２Ｄ図 第２Ｅ図 第３Ｂ図 第３Ｃ図 第３０図 第３Ｅ図 ４ 第３Ｆ図 第３Ｇ図 第３Ｈ図 第３１図 第３に図 第３Ｌ医 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！を年特許願第１ｊ；９／Ａ；り号２、　発明の名
称 レーザ加工装置 ３、　補正をする者 事件との関係　特許出願人 ４、代理人 ＼ム補正の対象 別紙の通り第７Ａ図を補正する。 手続補正書（方式） 昭第１１５９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１！９／！７　　号２、　発明の名
称 レーザ加工装置 ３、　補正をする者 事件との関係　特許出願人 名称　（７１１）ウエスチンクパウス・エレクトリック
・コーポレーション ４、代理人 Ｌ　補正の内容 図面第ｇ）、ｒｃ％　ｆｆＤ図を別紙の通り補正する。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 少なくとも第１１第２の加工片をレーザ加工するレーザ
   加工装置であって、 ａ）　レーザ光線を放射する単一の時分割レーザ源と、 ｂ）　レーザ光線を第１、第λの光路に沿って指向させ
   る光線指向装置と、 Ｃ）前記第１１第コ光路と交差するようにそれぞれ配置
   された第１、第２の加工室と、ｄ）　レーザ光線を第１
   １第一の加工片に焦点合わせする第１１第２の光学系と
   、 を有するレーザ加工装置において、 リ　第１１第コ加工片のレーザ加工を制御するための第
   １．第λコンピュータ制御装置であって、各コンピュー
   タ制御装置が前記光線指向装置に作動可能に接続される
   と共に、双方のコンピュータ制御装置が互いに接続され
   ていて、１回にどちらか一方のコンピュータのみが前記
   光線指向装置の制御を得て、他方のコンピュータを前記
   光線指向装置にアクセスさせない第１、第１コンピュー
   タ制御装置、を備えることを特徴とするレーザ加工装置
   。