JPH029548B2 - - Google Patents
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- JPH029548B2 JPH029548B2 JP58159159A JP15915983A JPH029548B2 JP H029548 B2 JPH029548 B2 JP H029548B2 JP 58159159 A JP58159159 A JP 58159159A JP 15915983 A JP15915983 A JP 15915983A JP H029548 B2 JPH029548 B2 JP H029548B2
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- G21C3/32—Bundles of parallel pin-, rod-, or tube-shaped fuel elements
- G21C3/34—Spacer grids
- G21C3/3424—Fabrication of spacer grids
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E30/00—Energy generation of nuclear origin
- Y02E30/30—Nuclear fission reactors
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- General Engineering & Computer Science (AREA)
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、その好適な形態においては、加工片
に対する複数のレーザ光線発生ステツプの制御に
関し、特に、加工片に対して一連の加工ステツプ
を実行するためにレーザ光線を使用する制御に関
するものであつて、レーザ光線の発生についての
パラメータ（以下、レーザパラメータもしくは単
にパラメータという）は希望のステツプ及びその
モードについて自動的に制御される。更に特定的
には、本発明は、希望のモードやレーザパラメー
タ組に応じて及び加工片に指向されるレーザ光線
の測定出力の関数として、発生レーザ光線の出力
レベルを変更するために較正されるレーザ加工の
制御に関するものである。本発明の実施例におい
ては、較正されたコンピユータ制御により、ジル
カロイとして知られるジルコニウム合金のような
揮発性材料でできた核燃料棒格子の形態をとる加
工片に対して一連の溶接部を形成する。
に対する複数のレーザ光線発生ステツプの制御に
関し、特に、加工片に対して一連の加工ステツプ
を実行するためにレーザ光線を使用する制御に関
するものであつて、レーザ光線の発生についての
パラメータ（以下、レーザパラメータもしくは単
にパラメータという）は希望のステツプ及びその
モードについて自動的に制御される。更に特定的
には、本発明は、希望のモードやレーザパラメー
タ組に応じて及び加工片に指向されるレーザ光線
の測定出力の関数として、発生レーザ光線の出力
レベルを変更するために較正されるレーザ加工の
制御に関するものである。本発明の実施例におい
ては、較正されたコンピユータ制御により、ジル
カロイとして知られるジルコニウム合金のような
揮発性材料でできた核燃料棒格子の形態をとる加
工片に対して一連の溶接部を形成する。
本発明の精密レーザ溶接装置もしくはレーザ加
工装置は一般に、第１図に示されるような棒束型
燃料集合体１０の製造に関係している。図示のよ
うに、燃料集合体１０は、上部ノズル組体１２と
下部ノズル組体１４とを備え、その間に、核燃料
棒１８のマトリツクスが行及び列をなして配列さ
れ、そして複数の燃料棒格子１６によつてこのよ
うな配列に保持される独立ユニツトである。第１
図には示されていないけれども、制御棒が核燃料
棒１８の配列内の選択した位置に備えられてい
る。上部ノズル組体１２、下部ノズル組体１４及
び燃料棒格子１６は、燃料棒１８及び制御棒を支
持するための骨格構造を形成する。燃料集合体１
０は原子炉内の所定位置に装荷され、それ故、燃
料棒１８の相互に関する方向は厳格に制御され
る。
工装置は一般に、第１図に示されるような棒束型
燃料集合体１０の製造に関係している。図示のよ
うに、燃料集合体１０は、上部ノズル組体１２と
下部ノズル組体１４とを備え、その間に、核燃料
棒１８のマトリツクスが行及び列をなして配列さ
れ、そして複数の燃料棒格子１６によつてこのよ
うな配列に保持される独立ユニツトである。第１
図には示されていないけれども、制御棒が核燃料
棒１８の配列内の選択した位置に備えられてい
る。上部ノズル組体１２、下部ノズル組体１４及
び燃料棒格子１６は、燃料棒１８及び制御棒を支
持するための骨格構造を形成する。燃料集合体１
０は原子炉内の所定位置に装荷され、それ故、燃
料棒１８の相互に関する方向は厳格に制御され
る。
本発明の精密レーザ溶接装置は、その一実施例
においては、第２Ａ〜２Ｅ図に示すような燃料棒
格子１６の製造に関連している。燃料棒格子１６
は、略々正方形であり、その周囲は、４枚の外側
格子ストラツプ２２によつて形成されている。外
側格子ストラツプ２２の各端は、垂直に配置され
た別の外側格子ストラツプの端に隅シーム溶接部
３０によつて溶接されている。複数の内側格子ス
トラツプ２０は相互に垂直な行及び列になつて配
置され、それによつて、複数のセルが形成され制
御棒及び核燃料棒１８を受け容れるようになつて
いる。行及び列に沿つて配置された内側格子スト
ラツプ２０は、垂直に配置された別の内側格子ス
トラツプ２０を受けるため交点２４のそれぞれに
相補的形状のスロツトを有している。交点溶接部
３２は、交点２４のそれぞれに形成され、それに
よつて剛な卵詰め枠状の格子構造が形成される。
さらに、内側格子ストラツプ２０のそれぞれが各
端に、第２Ａ図に示されるように、外側格子スト
ラツプ２２に形成された上部又は下部のスロツト
２８列のいずれかにしつかりと受けとめられるべ
き大きさ及び形状の一対のタブ２６を含んでい
る。該スロツト及びタブの溶接３４は、外側格子
ストラツプ２２内のスロツト２８が形成する上部
又は下部の列に沿つて行なわれる。さらに、複数
の案内スリーブ３６が燃料棒格子１６のスリーブ
側表面に配置されて、該案内スリーブに配置され
た制御棒を収納し案内する。一連の切欠きシーム
溶接部４０は、内側格子ストラツプ２０内に形成
された切欠き３８に、案内スリーブ３６を確実に
取り付ける。本発明の精密レーザ溶接装置は、溶
接部３０，３２，３４，及び４０をそれぞれ形成
する一連の制御された溶接作業を行なうのに特に
適している。本発明の精密レーザ溶接装置は、レ
ーザ光線を発生する種々のパラメータを、各レー
ザパルス幅、パルス高さ、及び各溶接部に印加さ
れるべきパルスの数について制御するばかりでな
く、レーザ光線に関する燃料棒格子１６の順次位
置決めを制御する。このようなそれぞれの溶接の
後に、燃料棒格子１６は再位置決めされ、そし
て／又は、レーザ光線の焦点が特定の形式の所望
の溶接を行なうために変えられる。
においては、第２Ａ〜２Ｅ図に示すような燃料棒
格子１６の製造に関連している。燃料棒格子１６
は、略々正方形であり、その周囲は、４枚の外側
格子ストラツプ２２によつて形成されている。外
側格子ストラツプ２２の各端は、垂直に配置され
た別の外側格子ストラツプの端に隅シーム溶接部
３０によつて溶接されている。複数の内側格子ス
トラツプ２０は相互に垂直な行及び列になつて配
置され、それによつて、複数のセルが形成され制
御棒及び核燃料棒１８を受け容れるようになつて
いる。行及び列に沿つて配置された内側格子スト
ラツプ２０は、垂直に配置された別の内側格子ス
トラツプ２０を受けるため交点２４のそれぞれに
相補的形状のスロツトを有している。交点溶接部
３２は、交点２４のそれぞれに形成され、それに
よつて剛な卵詰め枠状の格子構造が形成される。
さらに、内側格子ストラツプ２０のそれぞれが各
端に、第２Ａ図に示されるように、外側格子スト
ラツプ２２に形成された上部又は下部のスロツト
２８列のいずれかにしつかりと受けとめられるべ
き大きさ及び形状の一対のタブ２６を含んでい
る。該スロツト及びタブの溶接３４は、外側格子
ストラツプ２２内のスロツト２８が形成する上部
又は下部の列に沿つて行なわれる。さらに、複数
の案内スリーブ３６が燃料棒格子１６のスリーブ
側表面に配置されて、該案内スリーブに配置され
た制御棒を収納し案内する。一連の切欠きシーム
溶接部４０は、内側格子ストラツプ２０内に形成
された切欠き３８に、案内スリーブ３６を確実に
取り付ける。本発明の精密レーザ溶接装置は、溶
接部３０，３２，３４，及び４０をそれぞれ形成
する一連の制御された溶接作業を行なうのに特に
適している。本発明の精密レーザ溶接装置は、レ
ーザ光線を発生する種々のパラメータを、各レー
ザパルス幅、パルス高さ、及び各溶接部に印加さ
れるべきパルスの数について制御するばかりでな
く、レーザ光線に関する燃料棒格子１６の順次位
置決めを制御する。このようなそれぞれの溶接の
後に、燃料棒格子１６は再位置決めされ、そし
て／又は、レーザ光線の焦点が特定の形式の所望
の溶接を行なうために変えられる。
第２Ｂ及び２Ｃ図を参照すると、弾性を有する
複数の指状部材４４が、相互に平行関係に内側格
子ストラツプ２０の長手方向に配置されている。
一対の間隔保持用の指状部材４６が対応する指状
部材４４の両側に配置され、そして指状部材４４
と共に、交差する内側格子ストラツプ２０によつ
て形成されたセル内に配置される核燃料棒１８の
弾性的把持を行なうのに役立つている。指状部材
４４ａは、指状部材４６ａに相対する関係で第２
Ｃ図に見られるように右側に配置され、それによ
つて核燃料棒１８がその間に弾性的に保持され
る。
複数の指状部材４４が、相互に平行関係に内側格
子ストラツプ２０の長手方向に配置されている。
一対の間隔保持用の指状部材４６が対応する指状
部材４４の両側に配置され、そして指状部材４４
と共に、交差する内側格子ストラツプ２０によつ
て形成されたセル内に配置される核燃料棒１８の
弾性的把持を行なうのに役立つている。指状部材
４４ａは、指状部材４６ａに相対する関係で第２
Ｃ図に見られるように右側に配置され、それによ
つて核燃料棒１８がその間に弾性的に保持され
る。
内側格子ストラツプ２０を相互に対して且つ外
側格子ストラツプ２２に対して組み立てる方法
が、第２Ｄ図に示されている。内側格子ストラツ
プ２０のそれぞれが、複数のスロツト５２を含ん
でいる。上部ストラツプ２０ａは下方に延びるス
ロツト５２ａを有し、一方、下部ストラツプ２０
ｂは、上部ストラツプ２０ａの対応するスロツト
５２ａ内に受けとめられる形状及び大きさの複数
の上方に延びるスロツト５２ｂを有している。内
側格子ストラツプ２０の各端に、外側格子ストラ
ツプ２２の対応するスロツト２８内に配置される
一方のタブ２６が配置されている。
側格子ストラツプ２２に対して組み立てる方法
が、第２Ｄ図に示されている。内側格子ストラツ
プ２０のそれぞれが、複数のスロツト５２を含ん
でいる。上部ストラツプ２０ａは下方に延びるス
ロツト５２ａを有し、一方、下部ストラツプ２０
ｂは、上部ストラツプ２０ａの対応するスロツト
５２ａ内に受けとめられる形状及び大きさの複数
の上方に延びるスロツト５２ｂを有している。内
側格子ストラツプ２０の各端に、外側格子ストラ
ツプ２２の対応するスロツト２８内に配置される
一方のタブ２６が配置されている。
後から詳細に説明するように、内側格子ストラ
ツプ２０は、突出タブ４８及びタブ部分５０ａ，
５０ｂから形成されるような交点溶接部３２によ
つて相互に溶接されている。即ち、突出タブ４８
は、内側格子ストラツプ２２ａ及び２０ｂがいつ
しよに組み立てられるとき、対応する一組のタブ
部分５０ａと５０ｂの間に配置されている。突出
タブ４８及びタブ部分５０ａ，５０ｂにレーザ光
線を当てると、本発明に従つて非常に強くかつ汚
染のない交点溶接部３２が形成される。さらに、
外側格子ストラツプ２２の各端は隅タブ５４を有
している。第２Ｄ図に示すように、外側格子スト
ラツプ２２ｃ及び２２ｂは、相互に重なりかつい
つしよにシーム溶接されて隅シーム溶接部３０を
形成する隅タブ５４ｂ及び５４ｃをそれぞれ有し
ている。
ツプ２０は、突出タブ４８及びタブ部分５０ａ，
５０ｂから形成されるような交点溶接部３２によ
つて相互に溶接されている。即ち、突出タブ４８
は、内側格子ストラツプ２２ａ及び２０ｂがいつ
しよに組み立てられるとき、対応する一組のタブ
部分５０ａと５０ｂの間に配置されている。突出
タブ４８及びタブ部分５０ａ，５０ｂにレーザ光
線を当てると、本発明に従つて非常に強くかつ汚
染のない交点溶接部３２が形成される。さらに、
外側格子ストラツプ２２の各端は隅タブ５４を有
している。第２Ｄ図に示すように、外側格子スト
ラツプ２２ｃ及び２２ｂは、相互に重なりかつい
つしよにシーム溶接されて隅シーム溶接部３０を
形成する隅タブ５４ｂ及び５４ｃをそれぞれ有し
ている。
羽根４２は、第２Ｃ及び２Ｅ図に見られるよう
に、核燃料棒１８を通過する水の乱流を促進する
ために燃料棒格子１６の羽根側から突出する。さ
らに、特に第２Ｃ図に示すように、案内スリーブ
３６は、指状部材４４又は４６のいずれもない内
側格子ストラツプ２０によつて形成されたセルと
整列され、それによつて、制御棒をセル内でかつ
案内スリーブ３６内を通つて自由に移動できるよ
うにする。
に、核燃料棒１８を通過する水の乱流を促進する
ために燃料棒格子１６の羽根側から突出する。さ
らに、特に第２Ｃ図に示すように、案内スリーブ
３６は、指状部材４４又は４６のいずれもない内
側格子ストラツプ２０によつて形成されたセルと
整列され、それによつて、制御棒をセル内でかつ
案内スリーブ３６内を通つて自由に移動できるよ
うにする。
米国特許第3966550号及び第3791466号明細書
は、従来技術の同様な形状の燃料棒格子を開示し
ている。これらの特許のそれぞれは、内側及び外
側格子ストラツプがインコネルのような適当な金
属合金から造られかつ前述の相互結合が炉内ろう
付けによつて行なわれる燃料棒格子を開示してい
る。しかし、ジルコニウム合金であるジルカロイ
は、低中性子吸収断面積であるという望ましい特
性を有することが知られており、そしてこれが実
際の運転において核燃料のより効率的な使用を可
能にし、それ故、燃料集合体の取り換えによる燃
料交換と燃料交換との間の経過時間をより長くす
ることが可能である。特に、ジルカロイから造ら
れた燃料棒格子は、インコネルによつて造られた
ストラツプよりも、燃料棒によつて発生された中
性子の吸収率が低い。ジルカロイから格子ストラ
ツプを造ることは、燃料棒格子の組み立てに少く
ともいくつかの変更を必要とする。第１に、内側
格子ストラツプが相互に交差することができるス
ロツトを、ジルカロイから造られた格子ストラツ
プが力嵌めされるのではなく、すなわちハンマー
で打つて所定位置に入れられるのではなく、むし
ろ交差する格子ストラツプの「押込み嵌め」を可
能にする制御された装着をする、よりゆるい交差
のものに造る必要がある。さらに、ジルカロイ製
格子ストラツプは、ろう付け合金を溶かすのに十
分な温度にまでジルカロイを加熱すると、ジルカ
ロイが焼き戻され、その結果、機械的強度の損失
になるという点で、ろう付けすることができな
い。
は、従来技術の同様な形状の燃料棒格子を開示し
ている。これらの特許のそれぞれは、内側及び外
側格子ストラツプがインコネルのような適当な金
属合金から造られかつ前述の相互結合が炉内ろう
付けによつて行なわれる燃料棒格子を開示してい
る。しかし、ジルコニウム合金であるジルカロイ
は、低中性子吸収断面積であるという望ましい特
性を有することが知られており、そしてこれが実
際の運転において核燃料のより効率的な使用を可
能にし、それ故、燃料集合体の取り換えによる燃
料交換と燃料交換との間の経過時間をより長くす
ることが可能である。特に、ジルカロイから造ら
れた燃料棒格子は、インコネルによつて造られた
ストラツプよりも、燃料棒によつて発生された中
性子の吸収率が低い。ジルカロイから格子ストラ
ツプを造ることは、燃料棒格子の組み立てに少く
ともいくつかの変更を必要とする。第１に、内側
格子ストラツプが相互に交差することができるス
ロツトを、ジルカロイから造られた格子ストラツ
プが力嵌めされるのではなく、すなわちハンマー
で打つて所定位置に入れられるのではなく、むし
ろ交差する格子ストラツプの「押込み嵌め」を可
能にする制御された装着をする、よりゆるい交差
のものに造る必要がある。さらに、ジルカロイ製
格子ストラツプは、ろう付け合金を溶かすのに十
分な温度にまでジルカロイを加熱すると、ジルカ
ロイが焼き戻され、その結果、機械的強度の損失
になるという点で、ろう付けすることができな
い。
特別の溶接方法を選択する前に、ジルカロイの
ような揮発性材料を溶接するいくつかの異なる方
法が、CO2レーザによる連続溶接、Nd：YAGレ
ーザのパルス放出、ガス・タングステンアーク溶
接、電子ビーム溶接を含めて、研究された。パル
ス電子ビームは、１マイクロ秒と数ミリ秒の範囲
のパルス幅で、109W／cm2までの出力密度にする
ことができる。しかし、電子ビームによる溶接
は、典形的には真空環境で実施され、かつこれ
は、建設費用が比較的に高価で、また所望程度の
真空を確立するため比較的に長い時間を必要と
し、従つて、燃料棒格子の製造を遅くする。さら
に、電子ビームに関して三次元で、加工片、例え
ば燃料棒格子を相対的に移動させることが必要で
あり、かつこれは、非常に複雑な格子位置決めシ
ステムを必要とするであろう。連続電子ビームの
使用は、（200Wのオーダーの）比較的にレベルの
出力を供給して、比較的に長い溶接時間を必要と
し、かつ溶け込みは非常に浅い。ガスタングステ
ンアークの使用はまた、所定数、例えば２５の溶
接部の形成後に、所望の精密アークを発生させ
て、多数のはつきりした形状の溶接部を形成し、
かつ隣接格子ストラツプ又は燃料棒格子の羽根の
損傷を避けるために、アーク電極は鋭利にする必
要があるという点で、一連の溶接をするためには
受け入れることができないと考えられ、また判明
した。溶接に用いるために普通、２種類のレーザ
が使用される。すなわち、(1)、ネオジミウムでド
ープ処理したイツトリウム−アルミニウム−ガー
ネツトのクリスタル棒を使用する固体Nd：YAG
レーザ、及び(2)、レーザ媒体としてCO2−N2−
Heの混合物を使用するCo2レーザである。Nd：
YAGレーザの固有の利点は、その放射が波長
1.06ミクロンのオーダーであり、ガラスがそのレ
ーザ放射に対して透過性であるという点にある。
この特性は、光学的観察とレーザ焦点合わせの両
方のために同じ光線要素を使用する同軸マイクロ
スコープの使用を可能にする。さらに、Nd：
YAGパルスレーザは、200パルス／秒以内のパル
ス周波数の400Wの平均出力に、かつ７ミリ秒以
内に対しては800Wを越えるピーク出力にするこ
とができる。このような高ピーク出力により、
Nd：YAGレーザは、比較的に深い溶け込みの溶
接をすることができ、従つて、核燃料棒格子の溶
接されたストラツプの構造上の健全性を確保す
る。このようなレーザは、そのシヤツターを開い
たままの「冷温始動（cold start）」から動作さ
せることができ、それによつて溶接時間は、電力
がそのフラツシユランプに印加される時間長によ
つて決定される。このような溶接方法は特に、溶
接毎の0.8秒のオーダーのレーザロツド予熱時間
のために、一連の比較的高速の溶接には応用する
ことができない。さらに、熱平衡状態がレーザロ
ツド内に達成されるまで、光路長変化が生じる。
Nd：YAGレーザの第２の動作方法は、一定数の
パルスを“取り去る”ためにそのシヤツターを使
用しながら、レーザのパルス状の連続作動を可能
にして、従つて、レーザ予熱による影響をなく
し、かつ多数のこのような溶接部が形成されてさ
え、溶接部の一様性が保証される。
ような揮発性材料を溶接するいくつかの異なる方
法が、CO2レーザによる連続溶接、Nd：YAGレ
ーザのパルス放出、ガス・タングステンアーク溶
接、電子ビーム溶接を含めて、研究された。パル
ス電子ビームは、１マイクロ秒と数ミリ秒の範囲
のパルス幅で、109W／cm2までの出力密度にする
ことができる。しかし、電子ビームによる溶接
は、典形的には真空環境で実施され、かつこれ
は、建設費用が比較的に高価で、また所望程度の
真空を確立するため比較的に長い時間を必要と
し、従つて、燃料棒格子の製造を遅くする。さら
に、電子ビームに関して三次元で、加工片、例え
ば燃料棒格子を相対的に移動させることが必要で
あり、かつこれは、非常に複雑な格子位置決めシ
ステムを必要とするであろう。連続電子ビームの
使用は、（200Wのオーダーの）比較的にレベルの
出力を供給して、比較的に長い溶接時間を必要と
し、かつ溶け込みは非常に浅い。ガスタングステ
ンアークの使用はまた、所定数、例えば２５の溶
接部の形成後に、所望の精密アークを発生させ
て、多数のはつきりした形状の溶接部を形成し、
かつ隣接格子ストラツプ又は燃料棒格子の羽根の
損傷を避けるために、アーク電極は鋭利にする必
要があるという点で、一連の溶接をするためには
受け入れることができないと考えられ、また判明
した。溶接に用いるために普通、２種類のレーザ
が使用される。すなわち、(1)、ネオジミウムでド
ープ処理したイツトリウム−アルミニウム−ガー
ネツトのクリスタル棒を使用する固体Nd：YAG
レーザ、及び(2)、レーザ媒体としてCO2−N2−
Heの混合物を使用するCo2レーザである。Nd：
YAGレーザの固有の利点は、その放射が波長
1.06ミクロンのオーダーであり、ガラスがそのレ
ーザ放射に対して透過性であるという点にある。
この特性は、光学的観察とレーザ焦点合わせの両
方のために同じ光線要素を使用する同軸マイクロ
スコープの使用を可能にする。さらに、Nd：
YAGパルスレーザは、200パルス／秒以内のパル
ス周波数の400Wの平均出力に、かつ７ミリ秒以
内に対しては800Wを越えるピーク出力にするこ
とができる。このような高ピーク出力により、
Nd：YAGレーザは、比較的に深い溶け込みの溶
接をすることができ、従つて、核燃料棒格子の溶
接されたストラツプの構造上の健全性を確保す
る。このようなレーザは、そのシヤツターを開い
たままの「冷温始動（cold start）」から動作さ
せることができ、それによつて溶接時間は、電力
がそのフラツシユランプに印加される時間長によ
つて決定される。このような溶接方法は特に、溶
接毎の0.8秒のオーダーのレーザロツド予熱時間
のために、一連の比較的高速の溶接には応用する
ことができない。さらに、熱平衡状態がレーザロ
ツド内に達成されるまで、光路長変化が生じる。
Nd：YAGレーザの第２の動作方法は、一定数の
パルスを“取り去る”ためにそのシヤツターを使
用しながら、レーザのパルス状の連続作動を可能
にして、従つて、レーザ予熱による影響をなく
し、かつ多数のこのような溶接部が形成されてさ
え、溶接部の一様性が保証される。
米国特許第3555239号明細書は、多数の従来技
術のうちの初期の一例であり、溶接プロセスと共
に加工片の位置がデイジタルコンピユータによつ
て制御される自動化したレーザ溶接装置を開示し
ている。この特許は、加工片がＸ軸に沿つて端か
ら端まで、Ｙ軸に沿つて水平方向に前後に、そし
てＺ軸に沿つ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
イジタルコンピユータによつて作動されて、加工
片を選択された軸に沿つて直線的に動かす。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、デイジ
タルコンピユータによつて制御される。さらに、
カウンターがパルスを計数するために使用され、
それによつ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。
術のうちの初期の一例であり、溶接プロセスと共
に加工片の位置がデイジタルコンピユータによつ
て制御される自動化したレーザ溶接装置を開示し
ている。この特許は、加工片がＸ軸に沿つて端か
ら端まで、Ｙ軸に沿つて水平方向に前後に、そし
てＺ軸に沿つ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
イジタルコンピユータによつて作動されて、加工
片を選択された軸に沿つて直線的に動かす。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、デイジ
タルコンピユータによつて制御される。さらに、
カウンターがパルスを計数するために使用され、
それによつ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3803379号明細書は、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
たな加工片を取り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3803379
号明細書は、切換機構をレーザ光線の通路に沿つ
て組み込むことによつてレーザ光線を熱シンク内
にそらしうることを示唆している。従つて、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
つ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、これが加工片又はレーザ焦点
レンズを被覆して、機械加工効率は低下する。従
つて、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。また、米国特
許第3803379号明細書が開示する較正は比較的簡
単な形式のものであつて、加工片上に指向される
レーザ光線の一部を、レーザ光線の通路に関して
45゜で配置されたミラー（部分的に銀張りもしく
は銀メツキが施されている）によつて、トランス
ジユーサに転向し、レーザ光線の反射部分の出力
を指示する電気信号を発生する。該トランスジユ
ーサは、反射部分の出力を目視可能に指示するメ
ータ若しくは指示計に接続されており、加工片に
指向されるレーザ光線の強度を調節若しくは較正
することが可能である。
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
たな加工片を取り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3803379
号明細書は、切換機構をレーザ光線の通路に沿つ
て組み込むことによつてレーザ光線を熱シンク内
にそらしうることを示唆している。従つて、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
つ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、これが加工片又はレーザ焦点
レンズを被覆して、機械加工効率は低下する。従
つて、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。また、米国特
許第3803379号明細書が開示する較正は比較的簡
単な形式のものであつて、加工片上に指向される
レーザ光線の一部を、レーザ光線の通路に関して
45゜で配置されたミラー（部分的に銀張りもしく
は銀メツキが施されている）によつて、トランス
ジユーサに転向し、レーザ光線の反射部分の出力
を指示する電気信号を発生する。該トランスジユ
ーサは、反射部分の出力を目視可能に指示するメ
ータ若しくは指示計に接続されており、加工片に
指向されるレーザ光線の強度を調節若しくは較正
することが可能である。
レーザ加工システムの初期の開発においては、
レーザは、個々の低生産機械加工作業のために使
用された。レーザ技術の開発に伴つて、レーザシ
ステムは、コンピユータによつて自動的に制御さ
れるような高生産加工処理作業のための使用がだ
んだんと増加した。前述のように、このような高
生産システムは加工片を再位置決めするために効
率的に動作し、それによつて一連の溶接その他の
機械加工作業を迅速に実施することができる。迅
速な実施のためにレーザの連続励起を行なう場合
には、レーザ寿命が、効率的作業及び生産コスト
に関する一つの要因になる。前述の燃料棒格子の
生産のように、同一溶接部を繰り返し形成する必
要がある高率利用のもとで、レーザ寿命は、重要
な考慮すべき要因であると考えられる。高率利用
のもとで、パルスレーザを励起するランプの期待
寿命は数日のオーダーであり、かつこの寿命が終
つた後、新たにレーザシステムを較正すると共
に、少なくともランプを取り換える必要があろ
う。
レーザは、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つて、レーザシ
ステムは、コンピユータによつて自動的に制御さ
れるような高生産加工処理作業のための使用がだ
んだんと増加した。前述のように、このような高
生産システムは加工片を再位置決めするために効
率的に動作し、それによつて一連の溶接その他の
機械加工作業を迅速に実施することができる。迅
速な実施のためにレーザの連続励起を行なう場合
には、レーザ寿命が、効率的作業及び生産コスト
に関する一つの要因になる。前述の燃料棒格子の
生産のように、同一溶接部を繰り返し形成する必
要がある高率利用のもとで、レーザ寿命は、重要
な考慮すべき要因であると考えられる。高率利用
のもとで、パルスレーザを励起するランプの期待
寿命は数日のオーダーであり、かつこの寿命が終
つた後、新たにレーザシステムを較正すると共
に、少なくともランプを取り換える必要があろ
う。
以下に説明する本発明は、レーザパラメータが
それぞれ異なる複数のモードのうちから選択した
モードで行なわれるレーザ加工のコンピユータ制
御に特に向けられている。例えば、本発明の好適
な実施例においては、レーザ源は励起されて一連
のレーザパルスを、前述したように燃料棒格子１
６の形態をした加工片上に照射する。燃料棒格子
１６は加工、例えば溶接され、隅シーム溶接部３
０、交点溶接部３２、スロツト−タブ溶接部３４
及び切欠きシーム溶接部４０を含む多数の溶接部
を持つ。かかる各形態又はモードの加工、溶接部
を形成するのに与えられる希望の出力、レーザ光
線のパルス周波数、パルス幅について別個のパラ
メータ組を必要とする。前述のように、レーザ、
特にその励起ランプの効率は、本発明で考えてい
る高デユーテイ使用率では急速に減衰するものと
思われる。このような使用をする場合、経験によ
ると、２日毎にひんぱんに励起ランプを交換する
必要がある。実際には、形成した溶接部の健全性
を確保するためには少なくとも１日に２回、溶接
部の形成を行なうレーザ光線の出力レベルを調節
する必要があることが分かつた。例えば、作業日
の初めに較正を行なつてレーザ出力を調節し、２
回目の較正は、その日に行なわれた溶接部の健全
性をチエツクする意味で、その日の最後に行な
う。以下に説明するように、レーザ光線は各モー
ド即ち溶接形態において、プログラムされた出力
レベルで照射され、該出力レベルは、当該モード
についての希望のレーザパラメータと、燃料棒格
子上に指向されるレーザ光線の実際の出力レベル
の測定値との関数として調節若しくは較正され
る。
それぞれ異なる複数のモードのうちから選択した
モードで行なわれるレーザ加工のコンピユータ制
御に特に向けられている。例えば、本発明の好適
な実施例においては、レーザ源は励起されて一連
のレーザパルスを、前述したように燃料棒格子１
６の形態をした加工片上に照射する。燃料棒格子
１６は加工、例えば溶接され、隅シーム溶接部３
０、交点溶接部３２、スロツト−タブ溶接部３４
及び切欠きシーム溶接部４０を含む多数の溶接部
を持つ。かかる各形態又はモードの加工、溶接部
を形成するのに与えられる希望の出力、レーザ光
線のパルス周波数、パルス幅について別個のパラ
メータ組を必要とする。前述のように、レーザ、
特にその励起ランプの効率は、本発明で考えてい
る高デユーテイ使用率では急速に減衰するものと
思われる。このような使用をする場合、経験によ
ると、２日毎にひんぱんに励起ランプを交換する
必要がある。実際には、形成した溶接部の健全性
を確保するためには少なくとも１日に２回、溶接
部の形成を行なうレーザ光線の出力レベルを調節
する必要があることが分かつた。例えば、作業日
の初めに較正を行なつてレーザ出力を調節し、２
回目の較正は、その日に行なわれた溶接部の健全
性をチエツクする意味で、その日の最後に行な
う。以下に説明するように、レーザ光線は各モー
ド即ち溶接形態において、プログラムされた出力
レベルで照射され、該出力レベルは、当該モード
についての希望のレーザパラメータと、燃料棒格
子上に指向されるレーザ光線の実際の出力レベル
の測定値との関数として調節若しくは較正され
る。
従つて、本発明の目的は、励起ランプの全寿命
に亙つて溶接部の健全性をチエツクし確認するた
めに、選択されたレーザパラメータ組に従つて
種々の溶接もしくは加工モードで精密レーザ加工
を行うよう較正するレーザ加工装置を提供するこ
とである。
に亙つて溶接部の健全性をチエツクし確認するた
めに、選択されたレーザパラメータ組に従つて
種々の溶接もしくは加工モードで精密レーザ加工
を行うよう較正する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、広義には、加工片
を、第１加工モード及び第２加工モードにそれぞ
れ対応する、少なくとも第１組及び第２組の別個
のレーザパラメータに従つて発振されるレーザ光
線による加工を伴う少なくとも第１，第２レーザ
加工ステツプからなる順序で、コンピユータ制御
によりレーザ加工する装置であつて、(a)レーザ光
線を発振するためのレーザ源と、(b)該レーザ源を
励起するための制御信号に応答して、該制御信号
に対応する出力の前記レーザ光線を発振させる励
起装置と、(c)前記レーザ光線をレーザ光路に沿つ
て前記加工片上に指向させる光学系と、(d)前記加
工片上に指向される前記レーザ光線の出力を測定
するために前記レーザ光路と交差するように配設
可能な測定装置と、(e)前記指向されたレーザ光線
の前記測定された出力と、前記第１組もしくは第
２組のレーザパラメータとの関数として前記第１
加工モード及び第２加工モードの各々のために前
記制御信号を供給するため、前記測定された出力
に応答する較正手段を含むと共に、前記第１加工
モードから前記第２加工モードへのモード変更に
応答して、前記第２加工モードのための制御信号
を発生させるよう前記較正手段を作動する作動手
段を含んで、前記励起装置及び前記測定装置の
各々に接続されたコンピユータ制御装置と、(f)前
記レーザ光線の出力を測定するために前記レーザ
光路と交差する第１位置と、前記レーザ光線から
離れた第２位置との間に前記測定装置を配設する
ための配設手段と、を備えるコンピユータ制御の
レーザ加工装置に存する。
を、第１加工モード及び第２加工モードにそれぞ
れ対応する、少なくとも第１組及び第２組の別個
のレーザパラメータに従つて発振されるレーザ光
線による加工を伴う少なくとも第１，第２レーザ
加工ステツプからなる順序で、コンピユータ制御
によりレーザ加工する装置であつて、(a)レーザ光
線を発振するためのレーザ源と、(b)該レーザ源を
励起するための制御信号に応答して、該制御信号
に対応する出力の前記レーザ光線を発振させる励
起装置と、(c)前記レーザ光線をレーザ光路に沿つ
て前記加工片上に指向させる光学系と、(d)前記加
工片上に指向される前記レーザ光線の出力を測定
するために前記レーザ光路と交差するように配設
可能な測定装置と、(e)前記指向されたレーザ光線
の前記測定された出力と、前記第１組もしくは第
２組のレーザパラメータとの関数として前記第１
加工モード及び第２加工モードの各々のために前
記制御信号を供給するため、前記測定された出力
に応答する較正手段を含むと共に、前記第１加工
モードから前記第２加工モードへのモード変更に
応答して、前記第２加工モードのための制御信号
を発生させるよう前記較正手段を作動する作動手
段を含んで、前記励起装置及び前記測定装置の
各々に接続されたコンピユータ制御装置と、(f)前
記レーザ光線の出力を測定するために前記レーザ
光路と交差する第１位置と、前記レーザ光線から
離れた第２位置との間に前記測定装置を配設する
ための配設手段と、を備えるコンピユータ制御の
レーザ加工装置に存する。
以上のように、本発明によるレーザ加工装置
は、較正手段とその作動手段とを含むコンピユー
タ制御装置を備えているために、励起ランプ（励
起装置）の効率が減衰しても、同励起ランプの全
寿命に亙つてレーザ光線の出力レベル等を適正な
レベルに調節可能であるだけでなく、加工モード
を例えば交点溶接部の形成から切欠きシーム溶接
部の形成へと切り換えたような場合でも、レーザ
光線の出力レベル等を新たな溶接部の形成に適す
るレベルに較正することができる。
は、較正手段とその作動手段とを含むコンピユー
タ制御装置を備えているために、励起ランプ（励
起装置）の効率が減衰しても、同励起ランプの全
寿命に亙つてレーザ光線の出力レベル等を適正な
レベルに調節可能であるだけでなく、加工モード
を例えば交点溶接部の形成から切欠きシーム溶接
部の形成へと切り換えたような場合でも、レーザ
光線の出力レベル等を新たな溶接部の形成に適す
るレベルに較正することができる。
本発明の好適な実施例によれば、レーザ光線を
使用する一連の加工ステツプをコンピユータで制
御する制御装置が開示されており、レーザ光線の
出力レベルは、発生されたレーザ光線の出力レベ
ルの関数としてそのパラメータに従つて調節され
る。レーザ装置は、レーザ光線を照射するレーザ
源即ちレーザロツドと、レーザ光線を加工片上に
指向し合焦させるレーザ合焦レンズ装置の形態の
装置とを含む。レーザロツドはランプの形態の励
起装置と組み合つていて、パルス駆動又は励起さ
れ、一連のレーザパルスを放射する。該レーザパ
ルスのパラメータ、例えばパルス幅、周波数は選
択的に変更され且つ制御される。レーザ光線の出
力レベルは、最初に加工片上に向けられるレーザ
光線の出力レベルを測定し、次にこのレーザ出力
の測定値を使つてランプの励起度合を調節又は較
正することによつて、較正される。
使用する一連の加工ステツプをコンピユータで制
御する制御装置が開示されており、レーザ光線の
出力レベルは、発生されたレーザ光線の出力レベ
ルの関数としてそのパラメータに従つて調節され
る。レーザ装置は、レーザ光線を照射するレーザ
源即ちレーザロツドと、レーザ光線を加工片上に
指向し合焦させるレーザ合焦レンズ装置の形態の
装置とを含む。レーザロツドはランプの形態の励
起装置と組み合つていて、パルス駆動又は励起さ
れ、一連のレーザパルスを放射する。該レーザパ
ルスのパラメータ、例えばパルス幅、周波数は選
択的に変更され且つ制御される。レーザ光線の出
力レベルは、最初に加工片上に向けられるレーザ
光線の出力レベルを測定し、次にこのレーザ出力
の測定値を使つてランプの励起度合を調節又は較
正することによつて、較正される。
本発明の特定実施例においては、励起ランプが
接続されているパルス形成回路は、較正された希
望の出力レベルのパルス状レーザ光線を照射する
ようにレーザロツドを励起するべく設定されたリ
ゾルバ電圧によつて付勢される。較正を行なうた
め、照射されたレーザ光線の出力レベルを測定し
て、印加されたリゾルバ電圧に相当するプログラ
ム出力レベルと比較する。レーザ光線の測定出力
が限界内なら、リゾルバ電圧を調整する必要はな
い。しかし、レーザ源及びその励起ランプの効率
は時間及び使用と共に減衰するので、出力レベル
はプログラムされた出力レベルとは変わり始め、
従つてリゾルバ電圧の調整が必要になる。このた
め、リゾルバ電圧が調整される。即ち、最初にプ
ログラムされた出力レベルの値にオフセツトが測
定出力の関数として加えられる。本発明の好適な
実施例においては、オフセツトは測定出力レベル
とプログラム出力レベルの差として取られてい
る。新たなリゾルバ電圧は調節済み即ち較正済み
出力の関数として計算され、このリゾルバ電圧が
パルス形成回路に印加されて、新たなレーザ光線
を発生させる。新たなレーザ光線はその出力レベ
ルが測定され、希望の、即ちプログラムされたレ
ベルと比較される。この反復プログラムは分岐
（divergence）に達するまで、即ち測定出力レベ
ルが限界内に入るまで繰り返す。
接続されているパルス形成回路は、較正された希
望の出力レベルのパルス状レーザ光線を照射する
ようにレーザロツドを励起するべく設定されたリ
ゾルバ電圧によつて付勢される。較正を行なうた
め、照射されたレーザ光線の出力レベルを測定し
て、印加されたリゾルバ電圧に相当するプログラ
ム出力レベルと比較する。レーザ光線の測定出力
が限界内なら、リゾルバ電圧を調整する必要はな
い。しかし、レーザ源及びその励起ランプの効率
は時間及び使用と共に減衰するので、出力レベル
はプログラムされた出力レベルとは変わり始め、
従つてリゾルバ電圧の調整が必要になる。このた
め、リゾルバ電圧が調整される。即ち、最初にプ
ログラムされた出力レベルの値にオフセツトが測
定出力の関数として加えられる。本発明の好適な
実施例においては、オフセツトは測定出力レベル
とプログラム出力レベルの差として取られてい
る。新たなリゾルバ電圧は調節済み即ち較正済み
出力の関数として計算され、このリゾルバ電圧が
パルス形成回路に印加されて、新たなレーザ光線
を発生させる。新たなレーザ光線はその出力レベ
ルが測定され、希望の、即ちプログラムされたレ
ベルと比較される。この反復プログラムは分岐
（divergence）に達するまで、即ち測定出力レベ
ルが限界内に入るまで繰り返す。
一旦分岐に達すれば、オフセツトがコンピユー
タのメモリーに格納される。特に、このオフセツ
トはレーザ加工モードの各々についてのオフセツ
トの配列又はテーブルを計算するのに使用する。
例えば、加工即ち溶接すべき加工片は、出力レベ
ル、周波数及びパルス幅についてそれぞれ別個の
パラメータを有する４個の形態の溶接部を含む。
１組の計算は、各モードについて、オフセツト及
び該モードのレーザパラメータの関数としてパル
ス形成回路に印加されるリゾルバ電圧を計算する
ようコンピユータによつて行なわれる。従つて、
加工片を加工する過程で、コンピユータの制御の
下に、選択されたモードの複数の加工ステツプが
行なわれる。モードの変更を行なつたときには、
記憶されているテーブルを新しいモードに従つて
アドレスして対応のリゾルバ電圧を読み出し、該
リゾルバ電圧を印加してパルス形成回路を付勢す
ることによつて、照射されたレーザ光線は、選択
されたモードについての、調節され較正された出
力レベルのものとなる。
タのメモリーに格納される。特に、このオフセツ
トはレーザ加工モードの各々についてのオフセツ
トの配列又はテーブルを計算するのに使用する。
例えば、加工即ち溶接すべき加工片は、出力レベ
ル、周波数及びパルス幅についてそれぞれ別個の
パラメータを有する４個の形態の溶接部を含む。
１組の計算は、各モードについて、オフセツト及
び該モードのレーザパラメータの関数としてパル
ス形成回路に印加されるリゾルバ電圧を計算する
ようコンピユータによつて行なわれる。従つて、
加工片を加工する過程で、コンピユータの制御の
下に、選択されたモードの複数の加工ステツプが
行なわれる。モードの変更を行なつたときには、
記憶されているテーブルを新しいモードに従つて
アドレスして対応のリゾルバ電圧を読み出し、該
リゾルバ電圧を印加してパルス形成回路を付勢す
ることによつて、照射されたレーザ光線は、選択
されたモードについての、調節され較正された出
力レベルのものとなる。
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。
て詳細に説明する。
燃料棒格子１６は、上述したように、内側格子
ストラツプ２０及び外側格子ストラツプ２２から
成り、これらの格子ストラツプは第２Ａ〜２Ｅ図
に示すように互に組立てられ溶接される。格子ス
トラツプ２０，２２は細長い材料の連続したロー
ルから打抜かれるので、打抜き作業の際に多少の
油が表面に付着する。この油膜を除去した後、ス
トラツプ２０，２２を熱処理し、特開昭59−
60397号公報に記載された被加工片取付装置中に
組立てられる。次に燃料棒格子１６と被加工片取
付装置とを本発明のレーザ溶接装置１００によつ
て溶接する。溶接装置１００は、不活性ガスの純
粋な雰囲気中において、交点溶接部３２、隅溶接
部３０（シーム溶接）、スロツト−タブ溶接部３
４及び切欠き溶接部４０を形成する。次に本発明
の教示に従う不活性ガス中においての一連の溶接
ステツプを、第３Ａ〜３Ｌ図について説明する。
レーザ溶接装置については後に説明する。被加工
片即ち燃料棒格子１６が３軸方向の各々について
操作されるしかたを理解することは、レーザ溶接
装置１００の作用を理解する上に有用と思われ
る。第３Ａ〜３Ｌ図からわかるように、燃料棒格
子１６は、Ｘ軸及びＹ軸に沿つて１つの平面内に
おいて位置を変え、Ｙ軸の回りに選択的に回動さ
れる。尚、この運動は、不活性ガスの雰囲気が高
純度に保たれた室中において行われる。第３Ａ図
に示す第１ステツプでは、燃料棒格子１６は、溶
接室により形成された制御された雰囲気中に羽根
４２が上向きに延びるように配される。溶接ジグ
は特開昭59−65294号公報に記載されており、内
側格子ストラツプ２０及び外側格子ストラツプ２
２はこのジグによつて溶接作業のあいだ相互に対
し固定的に位置される。羽根抑制ジグは、羽根４
２の偏向用の装置であり、羽根４２はこのジグに
よつて溶接ジグ中に嵌合される。羽根抑制ジグ
は、59−77383に記載されている。所望の純度即
ち水10ppm及び酸素7ppmが得られるまでアルゴ
ンガスを溶接室中に向けることによつて雰囲気を
清浄にする。純粋な雰囲気が得られたら、Ｘ軸及
びＹ軸に沿つた一連の増分運動によつて燃料棒格
子１６を移動させることにより、内側格子ストラ
ツプ２０の間の各々の交点２４をレーザ光線１７
８に整列させる。次にこれに或る制御された量の
エネルギーを与えることにより交点溶接部３２を
形成する。後に詳述するように、較正されたリザ
ーバ電圧により付勢されるパルス状励起ランプに
よつて励起させたNd：YAGパルスレーザによつ
て、レーザ光線１７８を供給し、燃料棒格子１６
に特定されたレベルのエネルギーを与える。特に
内側格子ストラツプ２０の交点２４に向けられる
パルスの数は、各々パルス幅が6.2m秒、パルス
周波数が１秒間20パルス（20PPS）、平均出力
350W、ピーク出力2580Wであるレーザ光線の６
個のパルスが被加工片に向けられて交点溶接部３
２を形成するように制御される。燃料棒格子１６
がレーザ光線１７８に対し整列位置になつた時に
レーザ光線１７８をオンにすることによつて交点
溶接部３２を形成する。
ストラツプ２０及び外側格子ストラツプ２２から
成り、これらの格子ストラツプは第２Ａ〜２Ｅ図
に示すように互に組立てられ溶接される。格子ス
トラツプ２０，２２は細長い材料の連続したロー
ルから打抜かれるので、打抜き作業の際に多少の
油が表面に付着する。この油膜を除去した後、ス
トラツプ２０，２２を熱処理し、特開昭59−
60397号公報に記載された被加工片取付装置中に
組立てられる。次に燃料棒格子１６と被加工片取
付装置とを本発明のレーザ溶接装置１００によつ
て溶接する。溶接装置１００は、不活性ガスの純
粋な雰囲気中において、交点溶接部３２、隅溶接
部３０（シーム溶接）、スロツト−タブ溶接部３
４及び切欠き溶接部４０を形成する。次に本発明
の教示に従う不活性ガス中においての一連の溶接
ステツプを、第３Ａ〜３Ｌ図について説明する。
レーザ溶接装置については後に説明する。被加工
片即ち燃料棒格子１６が３軸方向の各々について
操作されるしかたを理解することは、レーザ溶接
装置１００の作用を理解する上に有用と思われ
る。第３Ａ〜３Ｌ図からわかるように、燃料棒格
子１６は、Ｘ軸及びＹ軸に沿つて１つの平面内に
おいて位置を変え、Ｙ軸の回りに選択的に回動さ
れる。尚、この運動は、不活性ガスの雰囲気が高
純度に保たれた室中において行われる。第３Ａ図
に示す第１ステツプでは、燃料棒格子１６は、溶
接室により形成された制御された雰囲気中に羽根
４２が上向きに延びるように配される。溶接ジグ
は特開昭59−65294号公報に記載されており、内
側格子ストラツプ２０及び外側格子ストラツプ２
２はこのジグによつて溶接作業のあいだ相互に対
し固定的に位置される。羽根抑制ジグは、羽根４
２の偏向用の装置であり、羽根４２はこのジグに
よつて溶接ジグ中に嵌合される。羽根抑制ジグ
は、59−77383に記載されている。所望の純度即
ち水10ppm及び酸素7ppmが得られるまでアルゴ
ンガスを溶接室中に向けることによつて雰囲気を
清浄にする。純粋な雰囲気が得られたら、Ｘ軸及
びＹ軸に沿つた一連の増分運動によつて燃料棒格
子１６を移動させることにより、内側格子ストラ
ツプ２０の間の各々の交点２４をレーザ光線１７
８に整列させる。次にこれに或る制御された量の
エネルギーを与えることにより交点溶接部３２を
形成する。後に詳述するように、較正されたリザ
ーバ電圧により付勢されるパルス状励起ランプに
よつて励起させたNd：YAGパルスレーザによつ
て、レーザ光線１７８を供給し、燃料棒格子１６
に特定されたレベルのエネルギーを与える。特に
内側格子ストラツプ２０の交点２４に向けられる
パルスの数は、各々パルス幅が6.2m秒、パルス
周波数が１秒間20パルス（20PPS）、平均出力
350W、ピーク出力2580Wであるレーザ光線の６
個のパルスが被加工片に向けられて交点溶接部３
２を形成するように制御される。燃料棒格子１６
がレーザ光線１７８に対し整列位置になつた時に
レーザ光線１７８をオンにすることによつて交点
溶接部３２を形成する。
第３Ｂ図に示した次のステツプでは、後述する
機構によつて燃料棒格子１６がＹ軸の回りに90゜
回動され、それにより第１のスロツト−タブ溶接
部３４及び第１の隅溶接部３０が形成される。こ
れらの溶接部はシーム溶接部であり、被加工片に
レーザ光線１７８を指向させつつ燃料棒格子１６
をそのＸ軸に沿つて移動させることにより形成す
る。本発明の代表的な実施例によれば、スロツト
−タブ溶接部３４は、１分間76.2cm（30インチ）
の速度（30IPM）で燃料棒格子１６を移動させ
つつパルス幅2.2m秒、パルス周波数50パルス／
秒（50PPS）及び平均出力350Wのレーザ光線１
７８によつて形成する。第３Ｂ図には、各々のス
ロツト−タブ溶接部３４ａ及び隅溶接部３０ａを
形成するためのレーザ光線１７８の相対位置が示
されている。
機構によつて燃料棒格子１６がＹ軸の回りに90゜
回動され、それにより第１のスロツト−タブ溶接
部３４及び第１の隅溶接部３０が形成される。こ
れらの溶接部はシーム溶接部であり、被加工片に
レーザ光線１７８を指向させつつ燃料棒格子１６
をそのＸ軸に沿つて移動させることにより形成す
る。本発明の代表的な実施例によれば、スロツト
−タブ溶接部３４は、１分間76.2cm（30インチ）
の速度（30IPM）で燃料棒格子１６を移動させ
つつパルス幅2.2m秒、パルス周波数50パルス／
秒（50PPS）及び平均出力350Wのレーザ光線１
７８によつて形成する。第３Ｂ図には、各々のス
ロツト−タブ溶接部３４ａ及び隅溶接部３０ａを
形成するためのレーザ光線１７８の相対位置が示
されている。
次に第３Ｃ図に示すように、燃料棒格子１６を
時計方向に回転させ、反対側の外側格子ストラツ
プ２２ｂがレーザ光線１７８に整列され、それに
よつて第２のスロツト−タブ溶接部３４ｂ及び第
２の隅溶接部３０ｂを形成する。次に第３Ｄ図に
示すように、燃料棒格子１６を反時計方向に90゜
回転させて、第３Ａ図に示した出発位置とし、燃
料棒格子１６とその溶接ジグとを溶接室から取出
す。
時計方向に回転させ、反対側の外側格子ストラツ
プ２２ｂがレーザ光線１７８に整列され、それに
よつて第２のスロツト−タブ溶接部３４ｂ及び第
２の隅溶接部３０ｂを形成する。次に第３Ｄ図に
示すように、燃料棒格子１６を反時計方向に90゜
回転させて、第３Ａ図に示した出発位置とし、燃
料棒格子１６とその溶接ジグとを溶接室から取出
す。
第３Ｅ〜３Ｈ図に示すように、同様の一連の溶
接ステツプが行われる。溶接室から取出した後、
燃料棒格子１６及びその溶接ジグを天地逆にして
その羽根側を下方に向け、次に燃料棒格子１６と
溶接ジグとをＺ軸の回りに90゜時計方向に回転さ
せ、未溶接の外側格子ストラツプ２２ｃを溶接室
のドアに指向させる。燃料棒格子１６とその溶接
ジグとは溶接室及びレーザ光線に関し固定された
位置となるようにロツクされる。最初に、認容可
能な純度レベルとなるまで、溶接室の内部の空気
をアルゴンガスでパージする。次に第３Ｅ図に示
すように、Ｘ軸及びＹ軸に沿つて１連のステツプ
により燃料棒格子１６の位置を変えることによ
り、上述したように交点溶接部３２を形成する。
全部の交点溶接部３２が形成された後に、燃料棒
格子１６をそのＹ軸の回りに反時計方向に90゜回
転させることにより、第３のスロツト−タブ溶接
部３４ｃ及び第３の隅溶接部３０ｃを形成する。
次に第３Ｇ図に示すように燃料棒格子１６をその
Ｙ軸の回りに180゜回転させて第４の外側格子スト
ラツプ２２ｄをレーザ光線１７８に対向させるこ
とにより、第４のスロツト−タブ溶接部３４ｄと
第４の隅溶接部３０ｄとを形成する。次に第３Ｈ
図に示すステツプにおいて燃料棒格子１６を反時
計方向に出発位置まで90゜回転させた後、燃料棒
格子１６とその溶接ジグとを溶接室から取出す。
接ステツプが行われる。溶接室から取出した後、
燃料棒格子１６及びその溶接ジグを天地逆にして
その羽根側を下方に向け、次に燃料棒格子１６と
溶接ジグとをＺ軸の回りに90゜時計方向に回転さ
せ、未溶接の外側格子ストラツプ２２ｃを溶接室
のドアに指向させる。燃料棒格子１６とその溶接
ジグとは溶接室及びレーザ光線に関し固定された
位置となるようにロツクされる。最初に、認容可
能な純度レベルとなるまで、溶接室の内部の空気
をアルゴンガスでパージする。次に第３Ｅ図に示
すように、Ｘ軸及びＹ軸に沿つて１連のステツプ
により燃料棒格子１６の位置を変えることによ
り、上述したように交点溶接部３２を形成する。
全部の交点溶接部３２が形成された後に、燃料棒
格子１６をそのＹ軸の回りに反時計方向に90゜回
転させることにより、第３のスロツト−タブ溶接
部３４ｃ及び第３の隅溶接部３０ｃを形成する。
次に第３Ｇ図に示すように燃料棒格子１６をその
Ｙ軸の回りに180゜回転させて第４の外側格子スト
ラツプ２２ｄをレーザ光線１７８に対向させるこ
とにより、第４のスロツト−タブ溶接部３４ｄと
第４の隅溶接部３０ｄとを形成する。次に第３Ｈ
図に示すステツプにおいて燃料棒格子１６を反時
計方向に出発位置まで90゜回転させた後、燃料棒
格子１６とその溶接ジグとを溶接室から取出す。
第３Ｉ〜３Ｌ図には、案内スリーブ３６を燃料
棒格子１６に溶接するステツプが図示されてい
る。最初に燃料棒格子１６を、第３Ａ〜３Ｈ図に
示すステツプにおいて必要とされた溶接ジグから
取外し、特開昭59−60386号公報号に記載された
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
側格子ストラツプ２０により形成されたセルのう
ち選択されたもの即ち第３Ｊ図に示すように周縁
部に切欠き３８を備えたセルを通つて配設された
複数の取付用ピンを備えている。これらの取付用
ピンは、案内スリーブ３６の軸線が内側格子スト
ラツプ２０の表面の中心部にそれと平行に配設さ
れるように、案内スリーブ３６を正確に位置決め
する。案内スリーブ３６が燃料棒格子１６に対し
正確に整列され組立てられたら、燃料棒格子１６
及びそのスリーブ溶接ジグを溶接室中に配し、溶
接室及びレーザ光線１７８に関し固定する。次に
所望の純度までアルゴンガスで空気をパージす
る。次に第３Ｊ図に示すように燃料棒格子１６を
反時計方向に45゜回転させた後、第３Ｊ図に示す
ようにレーザ光線１７８の通路に対して45゜にな
るこの位置に燃料棒格子１６と案内スリーブ３６
の溶接ジグとをロツクする。次にパルス幅6.2m
秒、パルス周波数20PPS、平均出力255W及び溶
接速度25.4cm／分（10IPM）によつて一連の切欠
き溶接部４０を形成する。レーザ光線１７８をパ
ルス状にして燃料棒格子１６を上記速度でＹ軸に
沿い移動させる。後に詳述するように、案内スリ
ーブ３６の各々の水平列について第３Ｊ図に示す
ようにレーザ光線１７８を再度合焦する必要があ
る。燃料棒格子１６をＹ軸に沿つて移動させ、
各々の案内スリーブ３６をレーザ光線１７８に関
して所定位置とし、レーザ光線をオンとして切欠
き溶接部４０を形成した後、次の案内スリーブ３
６を整列させるように燃料棒格子１６を移動させ
ることによつて、一連の切欠き溶接部４０を形成
する。１水平列の案内スリーブ３６が溶接された
後、燃料棒格子１６をＸ軸に沿つて移動させ、次
の列の案内スリーブ３６をレーザ光線１７８と整
列するように位置決めする。次に切欠き溶接部４
０を形成するようにレーザ光線１７８を再度合焦
させる必要がある。第３Ｊ、３Ｋ図に示すように
案内スリーブ３６を４個の切欠き３８に係合さ
せ、案内スリーブ３６の両側で切欠き溶接部４０
を形成する。
棒格子１６に溶接するステツプが図示されてい
る。最初に燃料棒格子１６を、第３Ａ〜３Ｈ図に
示すステツプにおいて必要とされた溶接ジグから
取外し、特開昭59−60386号公報号に記載された
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
側格子ストラツプ２０により形成されたセルのう
ち選択されたもの即ち第３Ｊ図に示すように周縁
部に切欠き３８を備えたセルを通つて配設された
複数の取付用ピンを備えている。これらの取付用
ピンは、案内スリーブ３６の軸線が内側格子スト
ラツプ２０の表面の中心部にそれと平行に配設さ
れるように、案内スリーブ３６を正確に位置決め
する。案内スリーブ３６が燃料棒格子１６に対し
正確に整列され組立てられたら、燃料棒格子１６
及びそのスリーブ溶接ジグを溶接室中に配し、溶
接室及びレーザ光線１７８に関し固定する。次に
所望の純度までアルゴンガスで空気をパージす
る。次に第３Ｊ図に示すように燃料棒格子１６を
反時計方向に45゜回転させた後、第３Ｊ図に示す
ようにレーザ光線１７８の通路に対して45゜にな
るこの位置に燃料棒格子１６と案内スリーブ３６
の溶接ジグとをロツクする。次にパルス幅6.2m
秒、パルス周波数20PPS、平均出力255W及び溶
接速度25.4cm／分（10IPM）によつて一連の切欠
き溶接部４０を形成する。レーザ光線１７８をパ
ルス状にして燃料棒格子１６を上記速度でＹ軸に
沿い移動させる。後に詳述するように、案内スリ
ーブ３６の各々の水平列について第３Ｊ図に示す
ようにレーザ光線１７８を再度合焦する必要があ
る。燃料棒格子１６をＹ軸に沿つて移動させ、
各々の案内スリーブ３６をレーザ光線１７８に関
して所定位置とし、レーザ光線をオンとして切欠
き溶接部４０を形成した後、次の案内スリーブ３
６を整列させるように燃料棒格子１６を移動させ
ることによつて、一連の切欠き溶接部４０を形成
する。１水平列の案内スリーブ３６が溶接された
後、燃料棒格子１６をＸ軸に沿つて移動させ、次
の列の案内スリーブ３６をレーザ光線１７８と整
列するように位置決めする。次に切欠き溶接部４
０を形成するようにレーザ光線１７８を再度合焦
させる必要がある。第３Ｊ、３Ｋ図に示すように
案内スリーブ３６を４個の切欠き３８に係合さ
せ、案内スリーブ３６の両側で切欠き溶接部４０
を形成する。
案内スリーブ３６の一側を溶接した後、第３Ｋ
図に示すように燃料棒格子１６を反時計方向に
90゜回転させ、反対側の他方の切欠き３８をレー
ザ光線１７８に露呈させる必要がある。この回転
後に一連の切欠き溶接部４０を上述したように形
成する。最後に第３Ｌ図に示すように燃料棒格子
１６を出発位置まで反時計方向に45゜回転させた
後、燃料棒格子１６と案内スリーブ３６の溶接ジ
グとを溶接室から取出して、燃料棒格子１６の溶
接ステツプを終了する。
図に示すように燃料棒格子１６を反時計方向に
90゜回転させ、反対側の他方の切欠き３８をレー
ザ光線１７８に露呈させる必要がある。この回転
後に一連の切欠き溶接部４０を上述したように形
成する。最後に第３Ｌ図に示すように燃料棒格子
１６を出発位置まで反時計方向に45゜回転させた
後、燃料棒格子１６と案内スリーブ３６の溶接ジ
グとを溶接室から取出して、燃料棒格子１６の溶
接ステツプを終了する。
第４図に略示したレーザ装置１０２は、本発明
の好ましい実施例によれば、レイセオン社
（Raytheon）により型式指定番号SS500の下に製
造されたレーザ装置の形式としてもよい。レーザ
装置１０２は、一例として、Nd：YAG結晶レー
ザと高効率のレーザヘツド中に収納された１対の
真直な形状のクリプトンせん光ランプの形式とし
得るレーザロツド（レーザ源）１７０を備えてい
る。レーザヘツドは、レーザロツド１７０の両側
に、全反射ミラー１８２及び部分反射即ち半透過
ミラー１８４を備えている。共振器もしくは共振
空間内のシヤツター１８８は、レーザロツド１７
０と全反射ミラ１８２との間に配設されており、
或る選択された数のレーザパルスを発射するよう
に選択的に制御されるので、レーザ溶接を行うた
めに与えられるエネルギーが後述するように正確
に制御される。レーザヘツドは、レーザロツド１
７０、励起ランプ１８６及びミラー１８２，１８
４を含むその全部の光学要素が容易に且つ独立し
て交換され得るようにモジユール式の構造を備え
ている。励起ランプ１８６は光学的整合を乱さず
にすみやかに交換できる。また励起又はフラツシ
ユランプ１８６は、その端部の接続部を含めてそ
の全長に亘つて水冷される。励起ランプ１８６の
トリガーは空洞の励起によつて励起ランプ１８６
の平行パルス化を与える。レーザロツド１７０は
一例として、パルス幅6m秒とパルス周波数20Hz
及びパルス幅2m秒とパルス周波数50Hzにおいて
動作している際にパルス形成回路への入力電力が
18kWを超過しないようにして、400Wの平均出
力が被加工片において得られるように設計するこ
とができる。ダンプシヤツター１９０は、燃料棒
格子１６の形の被加工片が溶接室１０８中におい
て交換されている期間中にレーザ光線１７７を偏
向路１９６に沿つて光線吸収器１９４に向けるよ
うに第１位置に配置することができる。作動機構
１９２は、レーザ光線１７７とビーム切換用の可
動ミラー１７２と固定ミラー１７４とから成る光
線指向装置に光線拡大レンズ装置１９８によつて
合焦させる第２位置にダンプシヤツター１９０を
その光線遮断第１位置から移動させるために用い
られる。反射ミラーである可動ミラー１７２がレ
ーザ光線１７７を遮断するように配設されると、
レーザ光線１７７は、垂直に指向されるように、
垂直指向ミラー１７６ａの方にレーザ光線１７８
ａとして偏向される。レーザ合焦レンズ装置２０
４ａはレーザ光線１７８ａを遮断してそれを溶接
室１０８ａ中の燃料棒格子１６の方に向ける。図
示したレーザ合焦レンズ装置２０４は、以下に説
明するように、Ｚ軸レーザ装置２２２により直線
状に位置されたレンズ２０２及びレンズ支持管２
００を備えている。反射ミラー１７２がレーザ光
線１７７を遮断する位置からモータ１７５によつ
て回転すると、レーザ光線１７７は固定ミラー１
７４（反射ミラー）により反射されてレーザ光線
１７８ｂを形成し、このレーザ光線１７８ｂは、
垂直偏向固定ミラー１７６ｂによつて溶接室１０
８ｂの方に向けられる。
の好ましい実施例によれば、レイセオン社
（Raytheon）により型式指定番号SS500の下に製
造されたレーザ装置の形式としてもよい。レーザ
装置１０２は、一例として、Nd：YAG結晶レー
ザと高効率のレーザヘツド中に収納された１対の
真直な形状のクリプトンせん光ランプの形式とし
得るレーザロツド（レーザ源）１７０を備えてい
る。レーザヘツドは、レーザロツド１７０の両側
に、全反射ミラー１８２及び部分反射即ち半透過
ミラー１８４を備えている。共振器もしくは共振
空間内のシヤツター１８８は、レーザロツド１７
０と全反射ミラ１８２との間に配設されており、
或る選択された数のレーザパルスを発射するよう
に選択的に制御されるので、レーザ溶接を行うた
めに与えられるエネルギーが後述するように正確
に制御される。レーザヘツドは、レーザロツド１
７０、励起ランプ１８６及びミラー１８２，１８
４を含むその全部の光学要素が容易に且つ独立し
て交換され得るようにモジユール式の構造を備え
ている。励起ランプ１８６は光学的整合を乱さず
にすみやかに交換できる。また励起又はフラツシ
ユランプ１８６は、その端部の接続部を含めてそ
の全長に亘つて水冷される。励起ランプ１８６の
トリガーは空洞の励起によつて励起ランプ１８６
の平行パルス化を与える。レーザロツド１７０は
一例として、パルス幅6m秒とパルス周波数20Hz
及びパルス幅2m秒とパルス周波数50Hzにおいて
動作している際にパルス形成回路への入力電力が
18kWを超過しないようにして、400Wの平均出
力が被加工片において得られるように設計するこ
とができる。ダンプシヤツター１９０は、燃料棒
格子１６の形の被加工片が溶接室１０８中におい
て交換されている期間中にレーザ光線１７７を偏
向路１９６に沿つて光線吸収器１９４に向けるよ
うに第１位置に配置することができる。作動機構
１９２は、レーザ光線１７７とビーム切換用の可
動ミラー１７２と固定ミラー１７４とから成る光
線指向装置に光線拡大レンズ装置１９８によつて
合焦させる第２位置にダンプシヤツター１９０を
その光線遮断第１位置から移動させるために用い
られる。反射ミラーである可動ミラー１７２がレ
ーザ光線１７７を遮断するように配設されると、
レーザ光線１７７は、垂直に指向されるように、
垂直指向ミラー１７６ａの方にレーザ光線１７８
ａとして偏向される。レーザ合焦レンズ装置２０
４ａはレーザ光線１７８ａを遮断してそれを溶接
室１０８ａ中の燃料棒格子１６の方に向ける。図
示したレーザ合焦レンズ装置２０４は、以下に説
明するように、Ｚ軸レーザ装置２２２により直線
状に位置されたレンズ２０２及びレンズ支持管２
００を備えている。反射ミラー１７２がレーザ光
線１７７を遮断する位置からモータ１７５によつ
て回転すると、レーザ光線１７７は固定ミラー１
７４（反射ミラー）により反射されてレーザ光線
１７８ｂを形成し、このレーザ光線１７８ｂは、
垂直偏向固定ミラー１７６ｂによつて溶接室１０
８ｂの方に向けられる。
励起ランプ１８６は、一例として、充電誘導子
を経てパルス形成回路（PEN）を充電する、電
圧制御される直流電源である電源によつて励起さ
れる。第５Ａ，５Ｂ図に示したコンピユータ制御
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１８６に放電することによりレーザロツド１７
０を励起して一連のレーザパルスを発生させるス
イツチ（シリコン制御整流素子）を交互に閉成す
る。レーザロツド１７０からのレーザパルスの照
射を制御する方法及び装置は特開昭59−156591号
公報にもつと十分に記載されている。励起ランプ
１８６は、レーザ閾値以下の低い直流電流レベル
において動作し、この低レベルの電流に高電流パ
ルスが加わつてレーザパルスを発生する。パルス
形成回路PENは2m秒から6m秒のパルスを発生さ
せる。
を経てパルス形成回路（PEN）を充電する、電
圧制御される直流電源である電源によつて励起さ
れる。第５Ａ，５Ｂ図に示したコンピユータ制御
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１８６に放電することによりレーザロツド１７
０を励起して一連のレーザパルスを発生させるス
イツチ（シリコン制御整流素子）を交互に閉成す
る。レーザロツド１７０からのレーザパルスの照
射を制御する方法及び装置は特開昭59−156591号
公報にもつと十分に記載されている。励起ランプ
１８６は、レーザ閾値以下の低い直流電流レベル
において動作し、この低レベルの電流に高電流パ
ルスが加わつてレーザパルスを発生する。パルス
形成回路PENは2m秒から6m秒のパルスを発生さ
せる。
レーザ光線１７８に対する溶接室１０８特に燃
料棒格子１６の最初の整列を助けるために、格子
１６を観測し、特にレーザ光線１７８に対する格
子１６の正確な位置を定めるために、整列TVカ
メラ２０６の形態の観測装置があり、この整列
TVカメラは、レーザ光線１７８ａと合致するレ
ーザ光路２１４を定めるように整列されている。
レーザ光路２１４の光線は、第４図に示すよう
に、固定偏向ミラー２０８により反射され、米国
放射線保健局（BRH）の規則に従つた安全シヤ
ツター２１２を選択的に通過し、部分透過ミラー
１７６を経てTVカメラ２０６に到達する。レン
ズ２０２は、燃料棒格子１６にレーザ光線１７８
を合焦させるだけでなく、レンズ２１０の助けを
借りて格子１６の像をTVカメラ２０６に形成す
る。レーザ合焦レンズ装置２０４は、整列の目的
で燃料棒格子１６を照明するように選択的に点灯
される照明ランプも備えている。安全シヤツター
２１２は、後述するように、燃料棒格子１６をレ
ーザ光線１７８に対し整列させるように選択的に
開閉され、その他の期間は安全処置として閉ざさ
れている。第４図に略示されたレーザ合焦装置２
０４は特開昭59−61588号公報にもつと十分に記
載されている。
料棒格子１６の最初の整列を助けるために、格子
１６を観測し、特にレーザ光線１７８に対する格
子１６の正確な位置を定めるために、整列TVカ
メラ２０６の形態の観測装置があり、この整列
TVカメラは、レーザ光線１７８ａと合致するレ
ーザ光路２１４を定めるように整列されている。
レーザ光路２１４の光線は、第４図に示すよう
に、固定偏向ミラー２０８により反射され、米国
放射線保健局（BRH）の規則に従つた安全シヤ
ツター２１２を選択的に通過し、部分透過ミラー
１７６を経てTVカメラ２０６に到達する。レン
ズ２０２は、燃料棒格子１６にレーザ光線１７８
を合焦させるだけでなく、レンズ２１０の助けを
借りて格子１６の像をTVカメラ２０６に形成す
る。レーザ合焦レンズ装置２０４は、整列の目的
で燃料棒格子１６を照明するように選択的に点灯
される照明ランプも備えている。安全シヤツター
２１２は、後述するように、燃料棒格子１６をレ
ーザ光線１７８に対し整列させるように選択的に
開閉され、その他の期間は安全処置として閉ざさ
れている。第４図に略示されたレーザ合焦装置２
０４は特開昭59−61588号公報にもつと十分に記
載されている。
各々の溶接室１０８は、第４図に示すように、
一点鎖線で示した第１位置即ち溶接位置から第２
位置即ち休止位置に移動させることができる。レ
ーザ光線１７８は、溶接室１０８が第２位置にあ
る時に、シールド管（配設装置）２０６中に支持
された出力測定装置即ち熱電対列２１８の方に、
垂直偏向固定ミラー１７６によつて向けられる。
シールド管２１６は、後に示すように、溶接室１
０８の後部に取付けてあり、狭くなつた開口２２
０を有し、レーザ光線１７８はこれによりシール
ド管２１６中に有効に封じこめられる。溶接室１
０８は周期的にその第２位置即ち休止位置に移動
させ、レーザ光線１７８を熱電対列２１８に向
け、燃料棒格子１６上に実際に入射するレーザロ
ツド１７０の出力を表示させる。レーザ装置１０
２に強い負荷が加わると、レーザロツド１７０及
び（又は）その励起ランプ１８６の消耗とレーザ
溶接中に生ずる煙や異物のためレーザ効率が低下
すると考えられる。従つて正確で再現可能な溶接
部を形成するには、熱電対列２１８の測定値に依
存して、レーザ装置１０２の使用寿命を通じて、
励起ランプ１８６に供給される電圧を増大させ
る。
一点鎖線で示した第１位置即ち溶接位置から第２
位置即ち休止位置に移動させることができる。レ
ーザ光線１７８は、溶接室１０８が第２位置にあ
る時に、シールド管（配設装置）２０６中に支持
された出力測定装置即ち熱電対列２１８の方に、
垂直偏向固定ミラー１７６によつて向けられる。
シールド管２１６は、後に示すように、溶接室１
０８の後部に取付けてあり、狭くなつた開口２２
０を有し、レーザ光線１７８はこれによりシール
ド管２１６中に有効に封じこめられる。溶接室１
０８は周期的にその第２位置即ち休止位置に移動
させ、レーザ光線１７８を熱電対列２１８に向
け、燃料棒格子１６上に実際に入射するレーザロ
ツド１７０の出力を表示させる。レーザ装置１０
２に強い負荷が加わると、レーザロツド１７０及
び（又は）その励起ランプ１８６の消耗とレーザ
溶接中に生ずる煙や異物のためレーザ効率が低下
すると考えられる。従つて正確で再現可能な溶接
部を形成するには、熱電対列２１８の測定値に依
存して、レーザ装置１０２の使用寿命を通じて、
励起ランプ１８６に供給される電圧を増大させ
る。
第５Ａ，５Ｂ図には、コンピユータ数値制御装
置、特に左側のコンピユータ数値制御部１２６ａ
（CNC）と、第５Ｂ図に単一のブロツクにより示
した別のコンピユータ数値制御部１２６ｂ
（CNC）へのその接続が、機能的なブロツク線図
により示されている。尚、別のコンピユータ数値
制御部１２６ｂは、第５Ａ，５Ｂ図に示すよう
に、コンピユータ数値制御部１２６ａと同一の要
素から成立つている。コンピユータ数値制御部１
２６ａは、中央処理記憶装置（CPU）５６０を
備えている。本発明の図示した実施例によれば、
コンピユータ数値制御部１２６、特にその中央処
理記憶装置５６０は、本出願人が型式番号2560号
の下に製造しているコンピユータと同じものとし
てよい。中央処理記憶装置５６０は、64Kのコア
メモリを有し、その装置形態及びプログラミング
について機械加工制御に特に適合している。尚、
標準型の2560号CNCは、全システムの動作を監
視するための監視プログラムとしての性質の動作
をする。ここに主タスクループシステム又はオペ
レーテイングプログラムと称される基本監視ソフ
トウエアを含んでいる。2560号CNCにおいて確
立されたデータ構造において、第６Ａ，６Ｂ図に
符号７００で示したパートプログラムはあるコー
ド組即ちＳ，Ｔ及びＭコードをプログラムする。
これ等のコードは、2560号CNCを容易に適合さ
せ得る特別のオペレーシヨンないしは個別化オペ
レーシヨンを行うために用いられる。特にここに
アプリケーシヨンサブルーチンと称されるサブル
ーチンを呼出し又は要求するＭ，Ｓ，Ｔの各コー
ドによつて、パートプログラムがプログラミング
され、そのプログラムによつて、アルゴンの流量
及び特別の或る溶接モードの選択の制御を含む選
択された機能が実行される。パートプログラム
は、被加工片にＸ軸駆動モータ２９４とＹ軸駆動
モータ２９６によつて、またレーザ合焦レンズ装
置２０４にＺ軸駆動モータ５７０によつてそれぞ
れ与えられる運動を制御するＸ，Ｙ及びＺの各コ
ードによつてもプログラミングされている。特
に、Ｘ，Ｙの各コードは、燃料棒格子１６である
被加工片を溶接ステツプの間において移動させる
移動量及び目標を指定する。同様にＺコードは、
レーザ合焦レンズ装置２０４に与えるべき移動量
を制御し、それによつてレーザ光線１７８を燃料
棒格子１６上に合焦させる。特にＺコードは切欠
き溶接部４０の形成に必要である。この場合、回
動自在な取付装置又はジグ２４２は、レーザ光線
１７８と直角になるその通常の表面から離れるよ
うに回動するので、レーザ合焦レンズ装置２０４
の再合焦が必要になるものである。更に中央処理
記憶装置５６０のメモリは、パートプログラム記
憶領域と呼ばれる特別の記憶領域を有し、この記
憶領域は、オペレーテイングシステムプログラム
によつて実行されるようにパートプログラムを格
納するために用いられる。パートプログラムは後
述するように、制御された不活性ガスの雰囲気中
においての溶接プロセスの各ステツプを基本的に
指定し、より特定的には、Ｍ，Ｓ，Ｔの各コード
によりプログラミングされることにより、溶接モ
ードとアルゴン流量とが有効に制御される。パー
トプログラム記憶領域は、第６Ａ，６Ｂ図につい
て後述するパートプログラムと、第７Ａ〜７Ｉ図
について説明するように本発明に密接に関連した
アプリケーシヨンルーチンとを格納している。パ
ートプログラムはインターフエース５９０を経て
磁気テープ駆動装置５８６により中央処理記憶装
置５６０に入力される。本発明の一実施例によれ
ば、磁気テープ駆動装置５８６は、カンテツクス
社により型式番号220号の下に製造されている駆
動装置とすることができる。別の方法として、パ
ートプログラムを紙テープ上に記憶させ、紙テー
プリーダー５８４によりマイクロプロセツサーの
インターフエース５８８を介し入力してもよい。
紙テープリーダー５８４は一例としてデシテツク
ス社製のリーダーとすることができる。マイクロ
プロセツサーのインターフエース５８８はデータ
メツセージを陰極線管１３３（CRT）上にデイ
スプレイすることも可能にする。また操作者がイ
ンターフエース５８８を介し文字・数字けん盤１
３１上において中央処理記憶装置５６０のメモリ
に種々のデータを入力することもできる。
置、特に左側のコンピユータ数値制御部１２６ａ
（CNC）と、第５Ｂ図に単一のブロツクにより示
した別のコンピユータ数値制御部１２６ｂ
（CNC）へのその接続が、機能的なブロツク線図
により示されている。尚、別のコンピユータ数値
制御部１２６ｂは、第５Ａ，５Ｂ図に示すよう
に、コンピユータ数値制御部１２６ａと同一の要
素から成立つている。コンピユータ数値制御部１
２６ａは、中央処理記憶装置（CPU）５６０を
備えている。本発明の図示した実施例によれば、
コンピユータ数値制御部１２６、特にその中央処
理記憶装置５６０は、本出願人が型式番号2560号
の下に製造しているコンピユータと同じものとし
てよい。中央処理記憶装置５６０は、64Kのコア
メモリを有し、その装置形態及びプログラミング
について機械加工制御に特に適合している。尚、
標準型の2560号CNCは、全システムの動作を監
視するための監視プログラムとしての性質の動作
をする。ここに主タスクループシステム又はオペ
レーテイングプログラムと称される基本監視ソフ
トウエアを含んでいる。2560号CNCにおいて確
立されたデータ構造において、第６Ａ，６Ｂ図に
符号７００で示したパートプログラムはあるコー
ド組即ちＳ，Ｔ及びＭコードをプログラムする。
これ等のコードは、2560号CNCを容易に適合さ
せ得る特別のオペレーシヨンないしは個別化オペ
レーシヨンを行うために用いられる。特にここに
アプリケーシヨンサブルーチンと称されるサブル
ーチンを呼出し又は要求するＭ，Ｓ，Ｔの各コー
ドによつて、パートプログラムがプログラミング
され、そのプログラムによつて、アルゴンの流量
及び特別の或る溶接モードの選択の制御を含む選
択された機能が実行される。パートプログラム
は、被加工片にＸ軸駆動モータ２９４とＹ軸駆動
モータ２９６によつて、またレーザ合焦レンズ装
置２０４にＺ軸駆動モータ５７０によつてそれぞ
れ与えられる運動を制御するＸ，Ｙ及びＺの各コ
ードによつてもプログラミングされている。特
に、Ｘ，Ｙの各コードは、燃料棒格子１６である
被加工片を溶接ステツプの間において移動させる
移動量及び目標を指定する。同様にＺコードは、
レーザ合焦レンズ装置２０４に与えるべき移動量
を制御し、それによつてレーザ光線１７８を燃料
棒格子１６上に合焦させる。特にＺコードは切欠
き溶接部４０の形成に必要である。この場合、回
動自在な取付装置又はジグ２４２は、レーザ光線
１７８と直角になるその通常の表面から離れるよ
うに回動するので、レーザ合焦レンズ装置２０４
の再合焦が必要になるものである。更に中央処理
記憶装置５６０のメモリは、パートプログラム記
憶領域と呼ばれる特別の記憶領域を有し、この記
憶領域は、オペレーテイングシステムプログラム
によつて実行されるようにパートプログラムを格
納するために用いられる。パートプログラムは後
述するように、制御された不活性ガスの雰囲気中
においての溶接プロセスの各ステツプを基本的に
指定し、より特定的には、Ｍ，Ｓ，Ｔの各コード
によりプログラミングされることにより、溶接モ
ードとアルゴン流量とが有効に制御される。パー
トプログラム記憶領域は、第６Ａ，６Ｂ図につい
て後述するパートプログラムと、第７Ａ〜７Ｉ図
について説明するように本発明に密接に関連した
アプリケーシヨンルーチンとを格納している。パ
ートプログラムはインターフエース５９０を経て
磁気テープ駆動装置５８６により中央処理記憶装
置５６０に入力される。本発明の一実施例によれ
ば、磁気テープ駆動装置５８６は、カンテツクス
社により型式番号220号の下に製造されている駆
動装置とすることができる。別の方法として、パ
ートプログラムを紙テープ上に記憶させ、紙テー
プリーダー５８４によりマイクロプロセツサーの
インターフエース５８８を介し入力してもよい。
紙テープリーダー５８４は一例としてデシテツク
ス社製のリーダーとすることができる。マイクロ
プロセツサーのインターフエース５８８はデータ
メツセージを陰極線管１３３（CRT）上にデイ
スプレイすることも可能にする。また操作者がイ
ンターフエース５８８を介し文字・数字けん盤１
３１上において中央処理記憶装置５６０のメモリ
に種々のデータを入力することもできる。
中央処理記憶装置５６０は、第５Ａ，５Ｂ図に
示すように、Ｘ軸駆動モータ２９４、Ｙ軸駆動モ
ータ２９６及びＺ軸駆動モータ４７０にそれぞれ
組合された閉ループ軸駆動・制御盤５６６，５６
８，５７０に組合されている。尚、各々の駆動モ
ータ２９４，２９６，４７０は、その回転速度及
び走行距離を表示することにより、対応するＸ，
Ｙ，Ｚの各テーブルの運動の非常に正確な制御を
与えるように、タコメーター及びリゾルバーに組
合されている。Ｘ軸駆動モータ２９４とＹ軸駆動
モータ２９６とは溶接室１０８を載置したＸテー
ブルとＹテーブルとをそれぞれ駆動し、燃料棒格
子１６の形態の被加工片を次のレーザ溶接ステツ
プのために順次再位置決めすることができる。同
様にＺ軸駆動モータ４７０はレーザ合焦レンズ装
置２０４が取付けられているＺテーブルを駆動
し、それによつてレーザ光線１７８が燃料棒格子
１６上に合焦される。Ｘ，Ｙ，Ｚテーブルの構
造、それ等の駆動モータへの結合は特開昭59−
156593号公報にもつと十分に記載されている。ま
た制御盤５６６から導出された制御出力信号は、
サーボ増幅器５６７に供給され、モータ速度を表
わす信号と比較され、Ｙ軸駆動モータ２９４を作
動させる出力信号を送出する。モータ２９４，２
９６，４７０は、概略的に図示したように、対応
するＸ，Ｙ，Ｚの各テーブルを駆動するための親
ねじ２９５，２９７，４７１に組合されている。
１組のリミツトスイツチ５７２（５７２ａ〜５７
２ｃ）は、親ねじ２９５の位置従つてその位置決
めテーブル２９０の位置を検出して入出力インタ
ーフエース５６２を介し中央処理記憶装置５６０
に信号を送出するように、親ねじ２９５に組合さ
れている。特にリミツトスイツチ５７２ａ，５７
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、リミツトスイツチ５７２ｂは、
Ｘテーブル（Ｘ軸位置決めテーブル）２９０がレ
ーザ光線１７８に関する基準位置になる位置即ち
ホーム位置にあることを指示する。同様の１組の
リミツトスイツチ５７６（５７６ａ〜５７６ｃ）
は、Ｚ軸駆動テーブルを駆動する親ねじ４７１に
組合されている。１組のリミツトスイツチ５７４
ａ，５７４ｂ，５７４ｃは、Ｙ軸テーブルを駆動
する親ねじ２９７に組合されており、第４のリミ
ツトスイツチ５７４ｄは、Ｙテーブル（Ｙ軸位置
決めテーブル）がそのセンター位置即ち溶接室１
０８をそのキヤビネツトから取外し得る位置にお
かれた時を検出するために親ねじ２９７に組合さ
れている。
示すように、Ｘ軸駆動モータ２９４、Ｙ軸駆動モ
ータ２９６及びＺ軸駆動モータ４７０にそれぞれ
組合された閉ループ軸駆動・制御盤５６６，５６
８，５７０に組合されている。尚、各々の駆動モ
ータ２９４，２９６，４７０は、その回転速度及
び走行距離を表示することにより、対応するＸ，
Ｙ，Ｚの各テーブルの運動の非常に正確な制御を
与えるように、タコメーター及びリゾルバーに組
合されている。Ｘ軸駆動モータ２９４とＹ軸駆動
モータ２９６とは溶接室１０８を載置したＸテー
ブルとＹテーブルとをそれぞれ駆動し、燃料棒格
子１６の形態の被加工片を次のレーザ溶接ステツ
プのために順次再位置決めすることができる。同
様にＺ軸駆動モータ４７０はレーザ合焦レンズ装
置２０４が取付けられているＺテーブルを駆動
し、それによつてレーザ光線１７８が燃料棒格子
１６上に合焦される。Ｘ，Ｙ，Ｚテーブルの構
造、それ等の駆動モータへの結合は特開昭59−
156593号公報にもつと十分に記載されている。ま
た制御盤５６６から導出された制御出力信号は、
サーボ増幅器５６７に供給され、モータ速度を表
わす信号と比較され、Ｙ軸駆動モータ２９４を作
動させる出力信号を送出する。モータ２９４，２
９６，４７０は、概略的に図示したように、対応
するＸ，Ｙ，Ｚの各テーブルを駆動するための親
ねじ２９５，２９７，４７１に組合されている。
１組のリミツトスイツチ５７２（５７２ａ〜５７
２ｃ）は、親ねじ２９５の位置従つてその位置決
めテーブル２９０の位置を検出して入出力インタ
ーフエース５６２を介し中央処理記憶装置５６０
に信号を送出するように、親ねじ２９５に組合さ
れている。特にリミツトスイツチ５７２ａ，５７
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、リミツトスイツチ５７２ｂは、
Ｘテーブル（Ｘ軸位置決めテーブル）２９０がレ
ーザ光線１７８に関する基準位置になる位置即ち
ホーム位置にあることを指示する。同様の１組の
リミツトスイツチ５７６（５７６ａ〜５７６ｃ）
は、Ｚ軸駆動テーブルを駆動する親ねじ４７１に
組合されている。１組のリミツトスイツチ５７４
ａ，５７４ｂ，５７４ｃは、Ｙ軸テーブルを駆動
する親ねじ２９７に組合されており、第４のリミ
ツトスイツチ５７４ｄは、Ｙテーブル（Ｙ軸位置
決めテーブル）がそのセンター位置即ち溶接室１
０８をそのキヤビネツトから取外し得る位置にお
かれた時を検出するために親ねじ２９７に組合さ
れている。
第５Ｂ図に示すように、１組の周辺装置が、イ
ンターフエース５６２，５６４を光学的に遮断す
ることにより、中央処理記憶装置５６０により制
御され、これに組合されている。特に別のコンピ
ユータ数値制御部１２６ｂは、数値制御部リンク
５５８及びインターフエース５６２を介して中央
処理記憶装置５６０と１組の初期接続手順信号を
交換し、それにより各々の数値制御部１２６ａ，
１２６ｂは時分割形態で光線切換用のミラー１７
２の制御を要求し取得する。特開昭59−156595号
公報に記載されているように、数値制御部１２６
ａ，１２６ｂは、レーザ光線１７８をその溶接室
１０８中に向けるように光線切換用のミラー１７
２の制御を要求し、後にその制御を行うことがで
きる。数値制御部１２６ａは使用後にレーザリリ
ース信号を発生し、別の数値制御部１２６ｂはこ
の信号によりそれ自身が使用するべくレーザを要
求し且つその後にそれをロツクする。
ンターフエース５６２，５６４を光学的に遮断す
ることにより、中央処理記憶装置５６０により制
御され、これに組合されている。特に別のコンピ
ユータ数値制御部１２６ｂは、数値制御部リンク
５５８及びインターフエース５６２を介して中央
処理記憶装置５６０と１組の初期接続手順信号を
交換し、それにより各々の数値制御部１２６ａ，
１２６ｂは時分割形態で光線切換用のミラー１７
２の制御を要求し取得する。特開昭59−156595号
公報に記載されているように、数値制御部１２６
ａ，１２６ｂは、レーザ光線１７８をその溶接室
１０８中に向けるように光線切換用のミラー１７
２の制御を要求し、後にその制御を行うことがで
きる。数値制御部１２６ａは使用後にレーザリリ
ース信号を発生し、別の数値制御部１２６ｂはこ
の信号によりそれ自身が使用するべくレーザを要
求し且つその後にそれをロツクする。
本発明の一実施例によれば、レーザ装置１０２
は、レイセオン社が型式番号SS500の下に製造し
ているレーザ装置としてもよく、レーザ電源と、
インターフエース５６２により中央処理記憶装置
５６０に結合されたレーザ制御装置５９２とを備
えている。レーザ制御装置５９２は、第５Ｂ図に
示すように、レーザ溶接機デイスプレイパネル１
３２に結合されている。レーザ溶接機デイスプレ
イパネル１３２は、レーザ装置１０２及びレーザ
制御装置５９２の状態を制御しデイスプレイする
ための一連の表示灯及び押ボタンを備えている。
は、レイセオン社が型式番号SS500の下に製造し
ているレーザ装置としてもよく、レーザ電源と、
インターフエース５６２により中央処理記憶装置
５６０に結合されたレーザ制御装置５９２とを備
えている。レーザ制御装置５９２は、第５Ｂ図に
示すように、レーザ溶接機デイスプレイパネル１
３２に結合されている。レーザ溶接機デイスプレ
イパネル１３２は、レーザ装置１０２及びレーザ
制御装置５９２の状態を制御しデイスプレイする
ための一連の表示灯及び押ボタンを備えている。
中央制御記憶装置５６０は、第５Ｂ図に示すよ
うに、光学的に遮断されたインターフエース５６
２を介して制御信号を供給し、レーザ制御装置５
９２を作動させる。特にインターフエース出力信
号は、レーザ制御装置５９２に供給されてレーザ
電源の高電圧出力をオンオフさせ、レーザランプ
のトリガーを可能化し、共振器もしくは共振空間
内のシヤツター１８８及び安全シヤツター21.2を
開放位置とし、溶接プロセスを開始させ、M51〜
M54コードのうちの１つに依存して特別のレーザ
溶接モードを選択し、Ｔコードから導出されたパ
ルス周波数（繰返し速さ：REP RATE）を設定
し、Ｓコードから導出された出力レベルを設定
し、パルス幅を設定し、光線切換用の可動ミラー
１７２を位置決めする。光学的に遮断されたイン
ターフエース５６２を介して中央処理記憶装置５
６０に供給されるべき、レーザ状態並びに溶接部
の完成を表わす信号がレーザ制御装置５９２によ
つて発生する。緊急時には緊急停止信号の発生に
よつてレーザ装置１０２の作動特にレーザ制御装
置５９２の作動を停止させることができる。
うに、光学的に遮断されたインターフエース５６
２を介して制御信号を供給し、レーザ制御装置５
９２を作動させる。特にインターフエース出力信
号は、レーザ制御装置５９２に供給されてレーザ
電源の高電圧出力をオンオフさせ、レーザランプ
のトリガーを可能化し、共振器もしくは共振空間
内のシヤツター１８８及び安全シヤツター21.2を
開放位置とし、溶接プロセスを開始させ、M51〜
M54コードのうちの１つに依存して特別のレーザ
溶接モードを選択し、Ｔコードから導出されたパ
ルス周波数（繰返し速さ：REP RATE）を設定
し、Ｓコードから導出された出力レベルを設定
し、パルス幅を設定し、光線切換用の可動ミラー
１７２を位置決めする。光学的に遮断されたイン
ターフエース５６２を介して中央処理記憶装置５
６０に供給されるべき、レーザ状態並びに溶接部
の完成を表わす信号がレーザ制御装置５９２によ
つて発生する。緊急時には緊急停止信号の発生に
よつてレーザ装置１０２の作動特にレーザ制御装
置５９２の作動を停止させることができる。
また中央処理記憶装置５６０によつて、ドア開
閉機構２３４を制御し、溶接室１０８を覆つてい
るドアを開放又は閉止するための信号が発生さ
れ、光学的に遮断されたインターフエース５６２
により転送される。溶接室１０８をロツクしたり
そのロツクを解除したりする信号が供給され、特
に位置設定装置２８４及び後方位置設定装置２８
６に供給される。光学的に遮断されたインターフ
エース５６２からの出力は摺動テーブル（図示し
ない）に機構的に接続された摺動駆動モータ２６
６に印加される。摺動テーブルは、一連の増分運
動を通じて溶接室１０８をレーザ光線１７８に関
して再位置決めするためのＸ，Ｙ軸駆動モータ２
９４，２９６を含むＹ−Ｙ位置決め装置を有して
いる。第４図に示すように、駆動モータ２６６は
摺動テーブル、従つて溶接室１０８を点線で示す
第１位置と、実線で示す第２位置との間に駆動す
る。第１の溶接位置においては、レーザ光線１７
８は溶接室１０８内に置かれた燃料棒格子１６上
に向けられ、第２位置においては、レーザ光線１
７８は熱電対列２１８に向けられ、それによつて
較正の目的でレーザ出力の測定が行なわれる。前
方、後方位置設定装置２８４，２８６は位置決め
ピンを摺動テーブル内に挿入するよう作動可能で
あり、それによつて摺動テーブルはその第１，第
２位置の各々に固定設置される。摺動駆動モータ
２６６及び摺動テーブルは、特開昭59−156593号
公報にもつと十分に記載されている。リミツトス
イツチ５７２，５７４，５７６から導出された出
力信号はインターフエース５６２に供給される。
レーザ水冷装置５２０にも信号が供給される。レ
ーザの励起ランプ１８６と、ミラー１８２，１８
４によつて限定された共振空間とは、閉ループの
水冷装置によつて冷却される。この水冷装置は、
所要の圧力及び流速の清浄な温度制御された純水
を供給する。水冷装置５２０は、図示してないが
周知の、ポンプ、水対水型の熱交換器、リザーバ
ー、脱イオン装置、過器及び温度調節装置を備
えている。レーザロツド１７０及び光線吸収器１
９４からの熱は水中に排出されて系から除去され
る。また燃料棒格子１６を照射するためにレーザ
合焦レンズ装置２０４のランプ４２８に制御信号
が供給され、それによりＹ−Ｙ位置決め装置はレ
ーザ光線１７８に対して燃料棒格子１６の出発点
を整列させるようにＹ軸又はＹ軸に沿つて調節さ
れる。
閉機構２３４を制御し、溶接室１０８を覆つてい
るドアを開放又は閉止するための信号が発生さ
れ、光学的に遮断されたインターフエース５６２
により転送される。溶接室１０８をロツクしたり
そのロツクを解除したりする信号が供給され、特
に位置設定装置２８４及び後方位置設定装置２８
６に供給される。光学的に遮断されたインターフ
エース５６２からの出力は摺動テーブル（図示し
ない）に機構的に接続された摺動駆動モータ２６
６に印加される。摺動テーブルは、一連の増分運
動を通じて溶接室１０８をレーザ光線１７８に関
して再位置決めするためのＸ，Ｙ軸駆動モータ２
９４，２９６を含むＹ−Ｙ位置決め装置を有して
いる。第４図に示すように、駆動モータ２６６は
摺動テーブル、従つて溶接室１０８を点線で示す
第１位置と、実線で示す第２位置との間に駆動す
る。第１の溶接位置においては、レーザ光線１７
８は溶接室１０８内に置かれた燃料棒格子１６上
に向けられ、第２位置においては、レーザ光線１
７８は熱電対列２１８に向けられ、それによつて
較正の目的でレーザ出力の測定が行なわれる。前
方、後方位置設定装置２８４，２８６は位置決め
ピンを摺動テーブル内に挿入するよう作動可能で
あり、それによつて摺動テーブルはその第１，第
２位置の各々に固定設置される。摺動駆動モータ
２６６及び摺動テーブルは、特開昭59−156593号
公報にもつと十分に記載されている。リミツトス
イツチ５７２，５７４，５７６から導出された出
力信号はインターフエース５６２に供給される。
レーザ水冷装置５２０にも信号が供給される。レ
ーザの励起ランプ１８６と、ミラー１８２，１８
４によつて限定された共振空間とは、閉ループの
水冷装置によつて冷却される。この水冷装置は、
所要の圧力及び流速の清浄な温度制御された純水
を供給する。水冷装置５２０は、図示してないが
周知の、ポンプ、水対水型の熱交換器、リザーバ
ー、脱イオン装置、過器及び温度調節装置を備
えている。レーザロツド１７０及び光線吸収器１
９４からの熱は水中に排出されて系から除去され
る。また燃料棒格子１６を照射するためにレーザ
合焦レンズ装置２０４のランプ４２８に制御信号
が供給され、それによりＹ−Ｙ位置決め装置はレ
ーザ光線１７８に対して燃料棒格子１６の出発点
を整列させるようにＹ軸又はＹ軸に沿つて調節さ
れる。
溶接室１０８に対して配設された酸素プローブ
４９６及び水分センサー４１０から入力信号が供
給され、溶接室１０８の雰囲気中の酸素及び水の
ppm値を表わすアナログ信号を供給する。同様
に、シールド管２１６の内部に配設された熱電対
列２１８は、シールド管２１６の内部に向けられ
たレーザ光線１７８の出力を表わすアナログ信号
を供給する。プローブ４９６、センサー４１０及
び熱電対列２１８の出力信号は対応のデジタル電
圧計（DVM）５７８，５８０，５８２に供給さ
れる。入力アナログ信号は、これらの電圧計によ
つて対応のデジタル信号に変換された後、光学的
に遮断されたインターフエース５６４によつて中
央処理記憶装置５６０に供給される。インターフ
エース５６４はデジタル電圧計５７８，５８０，
５８２の各々に適切な電圧計選択信号を供給し、
一時に只１個のデジタル信号をインターフエース
５６４を介し中央処理記憶装置５６０に選択的に
送出する。中央処理記憶装置５６０は、レーザ装
置１０２の作動に依存して、光学的に遮断された
インターフエース５６４を経て流量コントローラ
４８８，４８４，４８６の各々に信号を送出し、
レーザ合焦レンズ装置２０４と、溶接室１０８中
に燃料棒格子１６を取付けるための回動自在なジ
グ２４２とに対するアルゴンガスの流量を制御す
る。同様に、Ｂ軸モータ即ちＢ軸駆動装置３８８
にも信号が印加され、それにより回転自在なジグ
又は取付装置２４２が回転する。取付装置２４２
は第４図に示されており、該取付装置２４２に固
定された結合部材に係合しうるＢ軸駆動装置３８
８によつて、図示のように実質的に水平な位置か
ら矢印で示す如く回転可能である。また、取付装
置２４２は位置決めホイールには、複数の近接ス
イツチ４０２ａ〜ｄと係合可能なセンサーストリ
ツプが設けられている。これ等の近接スイツチ４
０２ａ〜ｄは取付装置２４２の位置を示す２進信
号を出す。CPU５６０はこの２進信号に応動し
て取付装置２４２及びそこに装着された燃料棒格
子１６の位置を決定してＢ軸駆動装置に制御信号
を印加し、このようにして取付装置２４２に制御
された移動を与える。Ｂ軸駆動装置及び近接スイ
ツチ４０２ａ〜ｄに関連した取付装置２４２の作
用及び構造は特開昭59−156593号公報にもつとよ
く記載されている。
４９６及び水分センサー４１０から入力信号が供
給され、溶接室１０８の雰囲気中の酸素及び水の
ppm値を表わすアナログ信号を供給する。同様
に、シールド管２１６の内部に配設された熱電対
列２１８は、シールド管２１６の内部に向けられ
たレーザ光線１７８の出力を表わすアナログ信号
を供給する。プローブ４９６、センサー４１０及
び熱電対列２１８の出力信号は対応のデジタル電
圧計（DVM）５７８，５８０，５８２に供給さ
れる。入力アナログ信号は、これらの電圧計によ
つて対応のデジタル信号に変換された後、光学的
に遮断されたインターフエース５６４によつて中
央処理記憶装置５６０に供給される。インターフ
エース５６４はデジタル電圧計５７８，５８０，
５８２の各々に適切な電圧計選択信号を供給し、
一時に只１個のデジタル信号をインターフエース
５６４を介し中央処理記憶装置５６０に選択的に
送出する。中央処理記憶装置５６０は、レーザ装
置１０２の作動に依存して、光学的に遮断された
インターフエース５６４を経て流量コントローラ
４８８，４８４，４８６の各々に信号を送出し、
レーザ合焦レンズ装置２０４と、溶接室１０８中
に燃料棒格子１６を取付けるための回動自在なジ
グ２４２とに対するアルゴンガスの流量を制御す
る。同様に、Ｂ軸モータ即ちＢ軸駆動装置３８８
にも信号が印加され、それにより回転自在なジグ
又は取付装置２４２が回転する。取付装置２４２
は第４図に示されており、該取付装置２４２に固
定された結合部材に係合しうるＢ軸駆動装置３８
８によつて、図示のように実質的に水平な位置か
ら矢印で示す如く回転可能である。また、取付装
置２４２は位置決めホイールには、複数の近接ス
イツチ４０２ａ〜ｄと係合可能なセンサーストリ
ツプが設けられている。これ等の近接スイツチ４
０２ａ〜ｄは取付装置２４２の位置を示す２進信
号を出す。CPU５６０はこの２進信号に応動し
て取付装置２４２及びそこに装着された燃料棒格
子１６の位置を決定してＢ軸駆動装置に制御信号
を印加し、このようにして取付装置２４２に制御
された移動を与える。Ｂ軸駆動装置及び近接スイ
ツチ４０２ａ〜ｄに関連した取付装置２４２の作
用及び構造は特開昭59−156593号公報にもつとよ
く記載されている。
第５Ｂ図を参照すると、光学的に遮断されたイ
ンターフエース５６４を介してCPU５６０に入
力を与える機械機能パネル（MFP）１３０が示
されている。機械機能パネル１３０の押ボタン及
び選択スイツチ等の種々の制御機能は特開昭59−
156592号公報にもつと十分に記載されている。
ンターフエース５６４を介してCPU５６０に入
力を与える機械機能パネル（MFP）１３０が示
されている。機械機能パネル１３０の押ボタン及
び選択スイツチ等の種々の制御機能は特開昭59−
156592号公報にもつと十分に記載されている。
内側格子ストラツプ２０を溶接し、次にこれを
外側格子ストラツプ２２に溶接し、かくして形成
された燃料棒格子１６を案内スリーブ３６に溶接
するプロセスは、第３Ａ〜３Ｌ図に説明した通り
である。これらの図には、燃料棒格子１６をレー
ザ光線１７８に関し適切に位置決めするように燃
料棒格子１６をＸ，Ｙ，Ｚの各軸に沿つて移動さ
せる一連の移動が示され、それによつて交点溶接
部３２、隅溶接部３０、スロツト−タブ溶接部３
４及び切欠き溶接部４０が形成される。内側及び
外側の格子ストラツプ２０，２２は、特開昭59−
77383号公報及び特開昭59−60397号公報に記載さ
れているように組立てられて燃料棒格子１６を形
成する。次に燃料棒格子１６を、特開昭59−
65294号公報に詳細に記載された溶接ジグ上に配
置する。溶接ジグは溶接室１０８中に回動自在に
配設した回動自在のジグ又は取付装置に、位置決
めピンによつて取外し自在に固定する。上述した
ように燃料棒格子１６をそのＢ軸の回りに回動さ
せ、切欠き溶接部４０を形成するためにレーザ光
線１７８を受入れる所定位置に燃料棒格子１６を
配設することができる。Ｘ−Ｙ位置決め装置は選
択的に作動して、溶接室１０８をレーザ光線１７
８に関し燃料棒格子１６を位置決めするようにＸ
軸及びＹ軸に沿つた一連の増分ステツプにより作
動させることにより、交点溶接部３２を形成し、
次に回動自在の取付装置２４２上において回動さ
せた後、スロツト−タブ溶接部３４及び隅溶接部
３０を形成する。
外側格子ストラツプ２２に溶接し、かくして形成
された燃料棒格子１６を案内スリーブ３６に溶接
するプロセスは、第３Ａ〜３Ｌ図に説明した通り
である。これらの図には、燃料棒格子１６をレー
ザ光線１７８に関し適切に位置決めするように燃
料棒格子１６をＸ，Ｙ，Ｚの各軸に沿つて移動さ
せる一連の移動が示され、それによつて交点溶接
部３２、隅溶接部３０、スロツト−タブ溶接部３
４及び切欠き溶接部４０が形成される。内側及び
外側の格子ストラツプ２０，２２は、特開昭59−
77383号公報及び特開昭59−60397号公報に記載さ
れているように組立てられて燃料棒格子１６を形
成する。次に燃料棒格子１６を、特開昭59−
65294号公報に詳細に記載された溶接ジグ上に配
置する。溶接ジグは溶接室１０８中に回動自在に
配設した回動自在のジグ又は取付装置に、位置決
めピンによつて取外し自在に固定する。上述した
ように燃料棒格子１６をそのＢ軸の回りに回動さ
せ、切欠き溶接部４０を形成するためにレーザ光
線１７８を受入れる所定位置に燃料棒格子１６を
配設することができる。Ｘ−Ｙ位置決め装置は選
択的に作動して、溶接室１０８をレーザ光線１７
８に関し燃料棒格子１６を位置決めするようにＸ
軸及びＹ軸に沿つた一連の増分ステツプにより作
動させることにより、交点溶接部３２を形成し、
次に回動自在の取付装置２４２上において回動さ
せた後、スロツト−タブ溶接部３４及び隅溶接部
３０を形成する。
このプロセスのための機械制御は、コンピユー
タ数値制御部（CNC）１２６、特に中央処理記
憶装置５６０によつて行われる。中央処理記憶装
置５６０は、第６Ａ，６Ｂ図を参照して以下に説
明するパートプログラム７００を格納するための
記憶装置を備えている。パートプログラム７００
は、操作者が機械機能パネル（MFP）１３０上
の押ボタンAUTO（自動）を押すことにより数値
制御部１２６を自動モードにするステツプ702に
よつて入力される。操作者は次にパートプログラ
ムを実行のため呼出す命令を文字・数字けん盤１
３１に入力する。操作者は次に押ボタン
“CYCLE START”（サイクル起動）を押す。こ
のステツプ708では、プログラムM81コードは、
LOAD／UNLORD CHAMBER（溶接室装架−
取おろし）サブルーチンを呼出し、摺動テーブル
２６２を第１の溶接位置から第２の休止位置に駆
動するように、摺動駆動モータ２６６を作動させ
る。操作者はこれによつて、組立てられてはいる
が溶接されてない燃料棒格子１６とその溶接ジグ
とを回動自在な取付装置２４２上に装架すること
ができる。燃料棒格子１６とその溶接ジグとは、
レーザ光線１７８に対する取付装置２４２上の所
定位置に位置決めピンによつてロツクされる。溶
接室装架−取おろしサブルーチンは第７Ｂ図につ
いて詳細に説明する。ステツプ710では、操作者
は、特開昭59−56995号公報に記載された装架−
取おろしマニピュレータの助けを借りて、燃料棒
格子１６及びその溶接ジグを取付装置２４２に装
架（ロード）する。ステツプ708が終了したら、
操作者がステツプ712において機械機能パネル１
３０上のCYCLE START（サイクル起動）押ボ
タンを押してパートプログラム７００の実行を再
開するまで、パートプログラム７００の実行が中
断される。次にステツプ714において、LOAD／
UNLOAD（装架−取おろし）アプリケーシヨン
サブルーチンを呼出して溶接室１０８をレーザ光
線１７８の下方の第１の溶接位置に再装架（リロ
ード）する。再位置決めされたら、Ｍコードを用
いてCHAMBER ENVIRONMENT CHECK
（溶接室環境チエツク）アプリケーシヨンサブル
ーチンを呼出した後、マニホルド管及びデイフユ
ーザ板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１０８からパージする。これにより比較的重い
アルゴンが空気を排除し、溶接室１０８の上部フ
ランジ３３１とシールプレートとの間のスペース
を通つて空気を押出す。特別のアルゴン流量は、
Ｍコードにより設定し、それにより流量コントロ
ーラ４８４は溶接室１０８への大きな流量を与え
るように設定される。回動自在な取付装置又はジ
グ２４２及びレーザ合焦レンズ装置２０４に組合
された流量コントローラ４８６，４８８も、溶接
室１０８からのパージを早めるために大きな流量
に設定される。特別のＭコードはSELECT GAS
FLOW RATE（ガス流量選択）アプリケーシヨ
ンルーチンを呼出す。パートプログラム７００の
次のステツプ716では、M91コードは、回動自在
の取付装置２４２又はジグを回動させるように、
特にＢ軸回転駆動装置３３８を作動させて取付装
置２４２を回動させるように設定される。特に、
ステツプ716により実行されるM91コードは、
ROTATE FIXTURE（ジグ回転）アプリケーシ
ヨンサブルーチンを要求する。ステツプ718は、
酸素及び水分についての溶接室１０８中の環境を
モニターし、酸素及び水分のレベルが所定レベル
以下になるまでパートプログラム７００をそれ以
上実行しないように、CHAMBER
ENVIRONMENT CHECK（溶接室環境チエツ
ク）アプリケーシヨンサブルーチンを開始或いは
要求する。
タ数値制御部（CNC）１２６、特に中央処理記
憶装置５６０によつて行われる。中央処理記憶装
置５６０は、第６Ａ，６Ｂ図を参照して以下に説
明するパートプログラム７００を格納するための
記憶装置を備えている。パートプログラム７００
は、操作者が機械機能パネル（MFP）１３０上
の押ボタンAUTO（自動）を押すことにより数値
制御部１２６を自動モードにするステツプ702に
よつて入力される。操作者は次にパートプログラ
ムを実行のため呼出す命令を文字・数字けん盤１
３１に入力する。操作者は次に押ボタン
“CYCLE START”（サイクル起動）を押す。こ
のステツプ708では、プログラムM81コードは、
LOAD／UNLORD CHAMBER（溶接室装架−
取おろし）サブルーチンを呼出し、摺動テーブル
２６２を第１の溶接位置から第２の休止位置に駆
動するように、摺動駆動モータ２６６を作動させ
る。操作者はこれによつて、組立てられてはいる
が溶接されてない燃料棒格子１６とその溶接ジグ
とを回動自在な取付装置２４２上に装架すること
ができる。燃料棒格子１６とその溶接ジグとは、
レーザ光線１７８に対する取付装置２４２上の所
定位置に位置決めピンによつてロツクされる。溶
接室装架−取おろしサブルーチンは第７Ｂ図につ
いて詳細に説明する。ステツプ710では、操作者
は、特開昭59−56995号公報に記載された装架−
取おろしマニピュレータの助けを借りて、燃料棒
格子１６及びその溶接ジグを取付装置２４２に装
架（ロード）する。ステツプ708が終了したら、
操作者がステツプ712において機械機能パネル１
３０上のCYCLE START（サイクル起動）押ボ
タンを押してパートプログラム７００の実行を再
開するまで、パートプログラム７００の実行が中
断される。次にステツプ714において、LOAD／
UNLOAD（装架−取おろし）アプリケーシヨン
サブルーチンを呼出して溶接室１０８をレーザ光
線１７８の下方の第１の溶接位置に再装架（リロ
ード）する。再位置決めされたら、Ｍコードを用
いてCHAMBER ENVIRONMENT CHECK
（溶接室環境チエツク）アプリケーシヨンサブル
ーチンを呼出した後、マニホルド管及びデイフユ
ーザ板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１０８からパージする。これにより比較的重い
アルゴンが空気を排除し、溶接室１０８の上部フ
ランジ３３１とシールプレートとの間のスペース
を通つて空気を押出す。特別のアルゴン流量は、
Ｍコードにより設定し、それにより流量コントロ
ーラ４８４は溶接室１０８への大きな流量を与え
るように設定される。回動自在な取付装置又はジ
グ２４２及びレーザ合焦レンズ装置２０４に組合
された流量コントローラ４８６，４８８も、溶接
室１０８からのパージを早めるために大きな流量
に設定される。特別のＭコードはSELECT GAS
FLOW RATE（ガス流量選択）アプリケーシヨ
ンルーチンを呼出す。パートプログラム７００の
次のステツプ716では、M91コードは、回動自在
の取付装置２４２又はジグを回動させるように、
特にＢ軸回転駆動装置３３８を作動させて取付装
置２４２を回動させるように設定される。特に、
ステツプ716により実行されるM91コードは、
ROTATE FIXTURE（ジグ回転）アプリケーシ
ヨンサブルーチンを要求する。ステツプ718は、
酸素及び水分についての溶接室１０８中の環境を
モニターし、酸素及び水分のレベルが所定レベル
以下になるまでパートプログラム７００をそれ以
上実行しないように、CHAMBER
ENVIRONMENT CHECK（溶接室環境チエツ
ク）アプリケーシヨンサブルーチンを開始或いは
要求する。
溶接室１０８中の環境が十分に純粋であること
がステツプ718により定められた後、ステツプ720
は、Ｘ及びＹコードに応答して、Ｘ位置決めテー
ブル２９０及びＹ位置決めテーブル２９２を制御
可能に駆動する。それにより、最初に形成すべき
制御部は、レーザ光線１７８と合致するＺ軸に沿
つて位置決めされる。最初の溶接位置は、Ｘ軸駆
動モータ２９４及びＹ軸駆動モータ２９６に適切
な制御信号を送出するように翻訳される１組のＸ
コード及びＹコードによつて特定化される。Ｚコ
ードは同様に翻訳され、制御信号がＺ軸駆動モー
タ４７０に送出され、レーザ合焦レンズ装置２０
４はそれにより燃料棒格子１６の最初の溶接部に
レーザ光線１７８を合焦させるように位置決めさ
れる。これらのステツプの終了後に、ステツプ
720において、パートプログラム７００は終了す
る。ステツプ722において操作者は、“Ｘ IN（イ
ン）”押ボタン、“Ｘ OUT（アウト）”押ボタン、
“Ｙ左”押ボタン及び“Ｙ右”押ボタンを適切に
作動することにより、手動で制御し、溶接室１０
８を位置決めすることにより、燃料棒格子１６の
最初の溶接部をレーザ光線１７８に対して正確に
整列させる。この目的のために、BRH安全シヤ
ツター２１２は開放され、操作者は、陰極線管１
３３上にデイスプレイされた、整列TVカメラ２
０６から得られる格子１６の像を見ることができ
る。TVカメラ２０６のレンズは電子的十字線を
有するので、操作者は最初の溶接部をレーザ光線
１７８に対し正確に整列させることができる。操
作者は同様に機能パネル１３０のＺ UP（アツ
プ）押ボタン及びＺ DOWN（ダウン）押ボタン
を操作してレーザ合焦レンズ装置２０４の運動を
制御し、レーザレンズ２０２を正確に配置し、レ
ーザ光線１７８を燃料棒格子１６上に合焦させ
る。
がステツプ718により定められた後、ステツプ720
は、Ｘ及びＹコードに応答して、Ｘ位置決めテー
ブル２９０及びＹ位置決めテーブル２９２を制御
可能に駆動する。それにより、最初に形成すべき
制御部は、レーザ光線１７８と合致するＺ軸に沿
つて位置決めされる。最初の溶接位置は、Ｘ軸駆
動モータ２９４及びＹ軸駆動モータ２９６に適切
な制御信号を送出するように翻訳される１組のＸ
コード及びＹコードによつて特定化される。Ｚコ
ードは同様に翻訳され、制御信号がＺ軸駆動モー
タ４７０に送出され、レーザ合焦レンズ装置２０
４はそれにより燃料棒格子１６の最初の溶接部に
レーザ光線１７８を合焦させるように位置決めさ
れる。これらのステツプの終了後に、ステツプ
720において、パートプログラム７００は終了す
る。ステツプ722において操作者は、“Ｘ IN（イ
ン）”押ボタン、“Ｘ OUT（アウト）”押ボタン、
“Ｙ左”押ボタン及び“Ｙ右”押ボタンを適切に
作動することにより、手動で制御し、溶接室１０
８を位置決めすることにより、燃料棒格子１６の
最初の溶接部をレーザ光線１７８に対して正確に
整列させる。この目的のために、BRH安全シヤ
ツター２１２は開放され、操作者は、陰極線管１
３３上にデイスプレイされた、整列TVカメラ２
０６から得られる格子１６の像を見ることができ
る。TVカメラ２０６のレンズは電子的十字線を
有するので、操作者は最初の溶接部をレーザ光線
１７８に対し正確に整列させることができる。操
作者は同様に機能パネル１３０のＺ UP（アツ
プ）押ボタン及びＺ DOWN（ダウン）押ボタン
を操作してレーザ合焦レンズ装置２０４の運動を
制御し、レーザレンズ２０２を正確に配置し、レ
ーザ光線１７８を燃料棒格子１６上に合焦させ
る。
操作者は、パートプログラムの実行を再開する
ために、ステツプ724においてCYCLESTART押
ボタンを押す。次のステツプ726では、パートプ
ログラム７００は、最初の溶接位置と整列位置即
ちステツプ722による整列後の新しい格子位置と
の差（これらの差はＸ，Ｙの各オフセツトとして
知られる）を計算する。同様に、Ｚ軸に沿つた最
初のホーム位置とレーザ合焦レンズ装置２０４の
合焦位置との差はＺオフセツトを与える。Ｘ，
Ｙ，Ｚの各オフセツトは、記憶装置中の指定され
た領域に記憶され、コンピユータ数値制御部１２
６によつて、燃料棒格子１６の調節された位置或
いはオフセツト位置を勘案して、各々の溶接部の
正確な位置を計算するために用いられる。
ために、ステツプ724においてCYCLESTART押
ボタンを押す。次のステツプ726では、パートプ
ログラム７００は、最初の溶接位置と整列位置即
ちステツプ722による整列後の新しい格子位置と
の差（これらの差はＸ，Ｙの各オフセツトとして
知られる）を計算する。同様に、Ｚ軸に沿つた最
初のホーム位置とレーザ合焦レンズ装置２０４の
合焦位置との差はＺオフセツトを与える。Ｘ，
Ｙ，Ｚの各オフセツトは、記憶装置中の指定され
た領域に記憶され、コンピユータ数値制御部１２
６によつて、燃料棒格子１６の調節された位置或
いはオフセツト位置を勘案して、各々の溶接部の
正確な位置を計算するために用いられる。
次にステツプ728では、レーザ装置１０２のい
ろいろのパラメーターが設定され、特に出力レベ
ル、パルス周波数、パルス幅及び溶接部の形態即
ち交点溶接部３２、隅溶接部３０、スロツト−タ
ブ溶接部３４及び切欠き溶接部４０のうちのどれ
を形成するかを定めるＳ，Ｔ，Ｍの各コードがプ
ログラムされる。特にレーザ装置１０２の出力レ
ベルは、第７Ｄ図について詳細に説明する
SERVICE Ｓ CODE（サービスＳコード）アプ
リケーシヨンサブルーチンによつてサービスされ
るＳコードによつて定められる。同様にパルス周
波数は、第７Ｅ図について詳細に説明する
SERVICE Ｔ CODE（サービスＴコード）アプ
リケーシヨンサプルーチンによりサービスされる
Ｔコードにより設定される。パルス幅は、１〜
6m秒に対応するＭコードM55−M60のうちの１
つにより設定される。これらのコードはSET
LASER PULSE WIDTH（レーザパルス幅設定）
アプリケーシヨンサブルーチンを要求する。同様
に、４つの形式のＭコードM51〜M54があり、こ
れらのコードは、SET LASER MODE（レーザ
モード設定）アプリケーシヨンサブルーチンの実
行を要求する。次のステツプ730では、或る溶接
作業について必要な特別のアルゴン流量が、Ｍコ
ードM61〜M64のうち１つの使用により設定さ
れ、特に第７Ｇ図について詳細に説明する
SELECT GAS、FLOW RATE（ガス流量選択）
アプリケーシヨンサブルーチンが要求される。次
のステツプ732では、ＭコードM51〜M54のうち
１つの設定によつて、PERFORM LASER
WELD（レーザ溶接実行）アプリケーシヨンサブ
ルーチンが要求される。一般に、PERFORM
LASER WELD（レーザ溶接実行）アプリケーシ
ヨンサブルーチンは、GET LASER（レーザ取
得）アプリケーシヨンサブルーチンを経てレーザ
を使用することを最初要求し、それによつて別の
コンピユータ数値制御部１２６ｂが、数値制御部
１２６ｂのREQUEST LASER（レーザ要求）出
力及びLOCK LASER（レーザロツク）出力の点
検によりチエツクされ、もし存在したら、コンピ
ユータ数値制御部１２６ａは、別のコンピユータ
数値制御部１２６ｂのRELEASE LASER（レー
ザリリース）出力信号が発生するまで待期し、こ
の出力信号が発生した時点で数値制御部１２６ａ
はレーザを要求し、専用のためにレーザをその後
ロツクする。数値制御部１２６ａは、レーザ装置
１０２の使用を得た後、レーザ光線１７８ａをそ
の溶接室１０８に向けるように、光線切換え用の
可動ミラー１７２を位置させる。次にＸ位置決め
テーブル及びＹ位置決め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、それらのテーブ
ルの位置がチエツクされ、位置決めタイムアウト
期間の経過後にレーザロツド１７０を励起させ
る。次のステツプ732では、溶接ステツプが終了
したことを示すLASING COMPLETE（レーザ
発射終了）信号を待ち、その後に光線切換え用の
可動ミラー１７２をリリースし、Ｘ−Ｙ位置決め
装置に指令して燃料棒格子１６を、一連の溶接部
のうち次の溶接部の形成に備えた次の位置に移動
させる。次のステツプ736では、ＭコードM51〜
M54のうち１つにより設定された特別の形態の溶
接部が完成したか否かが定められ、完成していな
かつたら、パートプログラム７００は、次の溶接
部を形成するためにステツプ732に戻り、ステツ
プ734では燃料棒格子１６を次の溶接位置に移動
させる。次のステツプ735では、WAIT FOR
OTHER CNC（別のコンピユータ数値制御部待
期）アプリケーシヨンサブルーチンを要求するよ
うにＭコードM88がプログラムされているか否か
が定められ、それにより一連の溶接部が完成した
ことを示すための信号が別の数値制御部１２６ｂ
に送出され、別の数値制御部１２６ｂからの応答
を待期する。この期間中はパートプログラムの実
行は中断される。
ろいろのパラメーターが設定され、特に出力レベ
ル、パルス周波数、パルス幅及び溶接部の形態即
ち交点溶接部３２、隅溶接部３０、スロツト−タ
ブ溶接部３４及び切欠き溶接部４０のうちのどれ
を形成するかを定めるＳ，Ｔ，Ｍの各コードがプ
ログラムされる。特にレーザ装置１０２の出力レ
ベルは、第７Ｄ図について詳細に説明する
SERVICE Ｓ CODE（サービスＳコード）アプ
リケーシヨンサブルーチンによつてサービスされ
るＳコードによつて定められる。同様にパルス周
波数は、第７Ｅ図について詳細に説明する
SERVICE Ｔ CODE（サービスＴコード）アプ
リケーシヨンサプルーチンによりサービスされる
Ｔコードにより設定される。パルス幅は、１〜
6m秒に対応するＭコードM55−M60のうちの１
つにより設定される。これらのコードはSET
LASER PULSE WIDTH（レーザパルス幅設定）
アプリケーシヨンサブルーチンを要求する。同様
に、４つの形式のＭコードM51〜M54があり、こ
れらのコードは、SET LASER MODE（レーザ
モード設定）アプリケーシヨンサブルーチンの実
行を要求する。次のステツプ730では、或る溶接
作業について必要な特別のアルゴン流量が、Ｍコ
ードM61〜M64のうち１つの使用により設定さ
れ、特に第７Ｇ図について詳細に説明する
SELECT GAS、FLOW RATE（ガス流量選択）
アプリケーシヨンサブルーチンが要求される。次
のステツプ732では、ＭコードM51〜M54のうち
１つの設定によつて、PERFORM LASER
WELD（レーザ溶接実行）アプリケーシヨンサブ
ルーチンが要求される。一般に、PERFORM
LASER WELD（レーザ溶接実行）アプリケーシ
ヨンサブルーチンは、GET LASER（レーザ取
得）アプリケーシヨンサブルーチンを経てレーザ
を使用することを最初要求し、それによつて別の
コンピユータ数値制御部１２６ｂが、数値制御部
１２６ｂのREQUEST LASER（レーザ要求）出
力及びLOCK LASER（レーザロツク）出力の点
検によりチエツクされ、もし存在したら、コンピ
ユータ数値制御部１２６ａは、別のコンピユータ
数値制御部１２６ｂのRELEASE LASER（レー
ザリリース）出力信号が発生するまで待期し、こ
の出力信号が発生した時点で数値制御部１２６ａ
はレーザを要求し、専用のためにレーザをその後
ロツクする。数値制御部１２６ａは、レーザ装置
１０２の使用を得た後、レーザ光線１７８ａをそ
の溶接室１０８に向けるように、光線切換え用の
可動ミラー１７２を位置させる。次にＸ位置決め
テーブル及びＹ位置決め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、それらのテーブ
ルの位置がチエツクされ、位置決めタイムアウト
期間の経過後にレーザロツド１７０を励起させ
る。次のステツプ732では、溶接ステツプが終了
したことを示すLASING COMPLETE（レーザ
発射終了）信号を待ち、その後に光線切換え用の
可動ミラー１７２をリリースし、Ｘ−Ｙ位置決め
装置に指令して燃料棒格子１６を、一連の溶接部
のうち次の溶接部の形成に備えた次の位置に移動
させる。次のステツプ736では、ＭコードM51〜
M54のうち１つにより設定された特別の形態の溶
接部が完成したか否かが定められ、完成していな
かつたら、パートプログラム７００は、次の溶接
部を形成するためにステツプ732に戻り、ステツ
プ734では燃料棒格子１６を次の溶接位置に移動
させる。次のステツプ735では、WAIT FOR
OTHER CNC（別のコンピユータ数値制御部待
期）アプリケーシヨンサブルーチンを要求するよ
うにＭコードM88がプログラムされているか否か
が定められ、それにより一連の溶接部が完成した
ことを示すための信号が別の数値制御部１２６ｂ
に送出され、別の数値制御部１２６ｂからの応答
を待期する。この期間中はパートプログラムの実
行は中断される。
或る特別の形態の溶接部が完成したら、パート
プログラム７００はステツプ738に進み、ここで
パートプログラム７００は停止し、次の溶接形式
を定めるためにＭコードM51〜M54のうちどれか
がプログラムされているかを点検する。次のステ
ツプ740では、燃料棒格子１６の少くとも一側の
溶接の完成するのに必要な全部の溶接形式が行わ
れたか否かが定められ、行われていない場合は、
パートプログラム７００はステツプ716に戻り、
一連のステツプ716〜738が反復される。燃料棒格
子１６をその溶接室１０８から取出して回転させ
溶接室１０８に戻すことが必要になる前に、第３
Ａ図〜３Ｄ図に示した一連の溶接ステツプを燃料
棒格子１６の羽根側において実行する。ステツプ
742では、第４図に実線で示したようにダンプシ
ヤツター１９０を位置させレーザ光線１７７を光
線吸収器１９４に向けるための信号を送出するこ
とによつて、レーザ装置１０２をオフにする。
プログラム７００はステツプ738に進み、ここで
パートプログラム７００は停止し、次の溶接形式
を定めるためにＭコードM51〜M54のうちどれか
がプログラムされているかを点検する。次のステ
ツプ740では、燃料棒格子１６の少くとも一側の
溶接の完成するのに必要な全部の溶接形式が行わ
れたか否かが定められ、行われていない場合は、
パートプログラム７００はステツプ716に戻り、
一連のステツプ716〜738が反復される。燃料棒格
子１６をその溶接室１０８から取出して回転させ
溶接室１０８に戻すことが必要になる前に、第３
Ａ図〜３Ｄ図に示した一連の溶接ステツプを燃料
棒格子１６の羽根側において実行する。ステツプ
742では、第４図に実線で示したようにダンプシ
ヤツター１９０を位置させレーザ光線１７７を光
線吸収器１９４に向けるための信号を送出するこ
とによつて、レーザ装置１０２をオフにする。
次のステツプ744では、ＭコードM82が
LOAD／UNLOAD CART（カート装架／取おろ
し）アプリケーシヨンサブルーチンを要求するよ
うにセツトされ、摺動駆動モータ２６６はそれに
より作動して摺動テーブルを第２位置である休止
位置に向けるので、燃料棒格子１６を溶接室１０
８から取出すことができる。操作者はこの時点で
溶接室１０８から燃料棒格子１６及びその溶接ジ
グを取出すように手動マニピユレータを操作し、
次の一連の溶接ステツプに備えるための手動操作
を行う。一例として、燃料棒格子１６の羽根側の
交点溶接部３２が、第３Ａ〜３Ｄ図に示したステ
ツプに従つて形成された後、燃料棒格子１６を取
外して回転させ、燃料棒格子１６の反対側即ち案
内スリーブ側の交点溶接部３２が第３Ｅ〜３Ｈ図
に示したステツプに従つて形成されるようにす
る。燃料棒格子１６の両側の交点溶接部３２が形
成されたら、格子１６を取外し、案内スリーブ３
６をそれに挿入した後、第３Ｉ〜３Ｌ図に示すよ
うに切欠き溶接部４０を形成する。
LOAD／UNLOAD CART（カート装架／取おろ
し）アプリケーシヨンサブルーチンを要求するよ
うにセツトされ、摺動駆動モータ２６６はそれに
より作動して摺動テーブルを第２位置である休止
位置に向けるので、燃料棒格子１６を溶接室１０
８から取出すことができる。操作者はこの時点で
溶接室１０８から燃料棒格子１６及びその溶接ジ
グを取出すように手動マニピユレータを操作し、
次の一連の溶接ステツプに備えるための手動操作
を行う。一例として、燃料棒格子１６の羽根側の
交点溶接部３２が、第３Ａ〜３Ｄ図に示したステ
ツプに従つて形成された後、燃料棒格子１６を取
外して回転させ、燃料棒格子１６の反対側即ち案
内スリーブ側の交点溶接部３２が第３Ｅ〜３Ｈ図
に示したステツプに従つて形成されるようにす
る。燃料棒格子１６の両側の交点溶接部３２が形
成されたら、格子１６を取外し、案内スリーブ３
６をそれに挿入した後、第３Ｉ〜３Ｌ図に示すよ
うに切欠き溶接部４０を形成する。
第７Ａ図を参照すると、較正手段としての較正
パートプログラムが示されている。それによつ
て、操作者は、較正パートプログラムを呼び出し
するための指令を、文字・数字けん盤１３１を経
て手動で入力することができる。最初にステツプ
750において、操作者は“自動”押しボタンを押
す。その後、ステツプ752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令を、文
字・けん盤１３１上でタイプし、それからステツ
プ754において、“サイクル起動”押ボタンを押
す。次に、ステツプ756はLOAD／UNLOAD
CART（装架／取おろしカート）アプリケーシヨ
ンサブルーチンを命じ、それによつて、摺動テー
ブル及び溶接室１０８はそれらの第２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１７８は、シールド管２１６内に、そして熱電
対列２１８上に向けられる。次に、ステツプ758
において、CNC１２６は、Ｚ軸駆動モータ４７
０を制御して、レーザ合焦レンズ装置２０４によ
りレーザ光線を熱電対列２１８に合焦させる。レ
ーザ装置１０２は、第６Ｂ図に示されるようなス
テツプ728と同じ動作を実行するステツプ728′に
おいて準備される。すなわち、Ｓコードに従つて
出力レベルを、Ｔコードに従つてパルス周波数
を、Ｍコードに従つてパルス幅を、そしてＭコー
ドに従つて溶接部の形態を、ステツプ759で較正
アプリケーシヨンサブルーチンをコールする前
に、設定する。特に、ステツプ759はＭコード
M98を設定し、それによつて、“レーザ較正”ア
プリケーシヨンサブルーチンが命じられる。第７
Ｇ図について後から詳細に説明するように、レー
ザ較正アプリケーシヨンサブルーチンは熱電対列
２１８に向けられたレーザ光線１７８の出力レベ
ルを測定し、それによつてレーザ装置１０２、特
にその励起ランプ１８６の較正を行なう。特に、
各溶接モードについてオフセツトS3が出され、
第５Ａ図に示すようにCPU５６０のメモリー内
にRVOLBTTと識別されたテーブルに入れられ
る。前述のように、レーザ装置１０２は例えば隅
溶接部３０、交点溶接部３２、スロツト−タブ溶
接部３４及び切欠きシーム溶接部４０に対応する
４種の溶接モードで動作する。各溶接モードは、
レーザ光線１７８の放射を制御する基準になるパ
ルス幅、パルス周波数及び平均出力レベルに対応
する選択されたパラメータ組によつて特徴付けら
れる。後述するように、パルス幅はプログラムさ
れたＭコード、即ちM55−59のうちの選択された
１つにより設定され、一方、パルス周波数はＴコ
ードにより、平均出力はＳコーードにより設定さ
れる。例えば、交点溶接部３２は次のパラメータ
組、即ち6.2nsのパルス幅、20PPSの周波数、
350Wの平均出力を含む。最初に、ステツプ
728′が交点溶接部３２を形成するようにレーザ装
置１０２を準備し、350Wに相当する出力レベル
のレーザ光線１７８を出すようにプログラムす
る。後述するように、ステツプ759はレーザ較正
アプリケーシヨンサブルーチンを呼び出す。使用
によつてレーザ光線の出力レベルがすでに減衰し
てしまつていると、励起ランプに接続されたパル
ス形成回路に印加されるリゾルバ電圧を調節する
ために、プログラムされた出力の増大が必要であ
ることを示すように、オフセツトS3が計算され
る。交点溶接部３２に対応する最初の溶接モード
についてのオフセツトS3はCPUメモリーのテー
ブルRVOLBTTに記憶される。第７Ｆ図に示す
レーザ出力レベル設定アプリケーシヨンサブルー
チンを呼び出されて、調節された出力レベルにつ
いてのリゾルバ電圧の対応値を計算し、第７Ｈ図
に示したレーザ溶接実行アプリケーシヨンサブル
ーチンによる交点溶接部３２の自動化した実行の
際に、希望の出力レベル、例えば350Wを発生す
るのに必要なリゾルバ電圧が得られる。オフセツ
トS3が最初のレーザモードについて決定された
後、第２のレーザモードがステツプ728′によつて
例えばスロツト−タブ溶接部３４について準備さ
れ、再び較正パープログラムはステツプ759に移
動して較正アプリケーシヨンサブルーチンを呼び
出し、熱電対列２１８によつて測定された実際の
レーザ出力の測定値を得て、それにより対応のオ
フセツトS3をスロツト−タブ溶接モードについ
て決定することができる。同様に、隅、切欠き溶
接モードの各々について再びステツプ728′に入
り、対応するオフセツトを計算して、CPU５６
０のメモリー内のテーブルRVOLBTTに格納す
る。各溶接モードのオフセツトS3をこのように
して導出し、CPUメモリーに入れた後、各オフ
セツトS3についてのリゾルバ電圧の対応値は、
CPUメモリーの指定されたテーブルにおいて、
呼び出された較正アプリケーシヨンサブルーチン
によつて計算され記憶される。この方法で操作者
は、レーザロツド１７０及びその励起ランプ１８
６の効率がこのレーザ溶接装置１００の激しい使
用に伴つて低下すること、即ち、レーザ溶接装置
１００は高作業デユーテイ率及びそれに伴う燃料
棒格子１６の高速生産を確保するためレーザロツ
ド１７０を連続励起させることを考慮して、レー
ザ装置１０２を任意の時に行なうことができる。
レーザ励起ランプ１８６は２日毎ほどひんぱんに
取り換える必要はないと考えられる。連続使用
中、操作者はレーザロツド１７０の実際の出力レ
ベルをチエツクし、加工片に加わるそのエネルギ
ーレベルを熱電対列２１８によつて測定するであ
ろうから、高電圧レーザ源の出力を調節してレー
ザ光線１７８の強度を、レーザロツド１７０又は
その励起ランプ１８６の使用寿命に関係なく一様
な溶接部を形成するレベルに維持することができ
る。
パートプログラムが示されている。それによつ
て、操作者は、較正パートプログラムを呼び出し
するための指令を、文字・数字けん盤１３１を経
て手動で入力することができる。最初にステツプ
750において、操作者は“自動”押しボタンを押
す。その後、ステツプ752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令を、文
字・けん盤１３１上でタイプし、それからステツ
プ754において、“サイクル起動”押ボタンを押
す。次に、ステツプ756はLOAD／UNLOAD
CART（装架／取おろしカート）アプリケーシヨ
ンサブルーチンを命じ、それによつて、摺動テー
ブル及び溶接室１０８はそれらの第２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１７８は、シールド管２１６内に、そして熱電
対列２１８上に向けられる。次に、ステツプ758
において、CNC１２６は、Ｚ軸駆動モータ４７
０を制御して、レーザ合焦レンズ装置２０４によ
りレーザ光線を熱電対列２１８に合焦させる。レ
ーザ装置１０２は、第６Ｂ図に示されるようなス
テツプ728と同じ動作を実行するステツプ728′に
おいて準備される。すなわち、Ｓコードに従つて
出力レベルを、Ｔコードに従つてパルス周波数
を、Ｍコードに従つてパルス幅を、そしてＭコー
ドに従つて溶接部の形態を、ステツプ759で較正
アプリケーシヨンサブルーチンをコールする前
に、設定する。特に、ステツプ759はＭコード
M98を設定し、それによつて、“レーザ較正”ア
プリケーシヨンサブルーチンが命じられる。第７
Ｇ図について後から詳細に説明するように、レー
ザ較正アプリケーシヨンサブルーチンは熱電対列
２１８に向けられたレーザ光線１７８の出力レベ
ルを測定し、それによつてレーザ装置１０２、特
にその励起ランプ１８６の較正を行なう。特に、
各溶接モードについてオフセツトS3が出され、
第５Ａ図に示すようにCPU５６０のメモリー内
にRVOLBTTと識別されたテーブルに入れられ
る。前述のように、レーザ装置１０２は例えば隅
溶接部３０、交点溶接部３２、スロツト−タブ溶
接部３４及び切欠きシーム溶接部４０に対応する
４種の溶接モードで動作する。各溶接モードは、
レーザ光線１７８の放射を制御する基準になるパ
ルス幅、パルス周波数及び平均出力レベルに対応
する選択されたパラメータ組によつて特徴付けら
れる。後述するように、パルス幅はプログラムさ
れたＭコード、即ちM55−59のうちの選択された
１つにより設定され、一方、パルス周波数はＴコ
ードにより、平均出力はＳコーードにより設定さ
れる。例えば、交点溶接部３２は次のパラメータ
組、即ち6.2nsのパルス幅、20PPSの周波数、
350Wの平均出力を含む。最初に、ステツプ
728′が交点溶接部３２を形成するようにレーザ装
置１０２を準備し、350Wに相当する出力レベル
のレーザ光線１７８を出すようにプログラムす
る。後述するように、ステツプ759はレーザ較正
アプリケーシヨンサブルーチンを呼び出す。使用
によつてレーザ光線の出力レベルがすでに減衰し
てしまつていると、励起ランプに接続されたパル
ス形成回路に印加されるリゾルバ電圧を調節する
ために、プログラムされた出力の増大が必要であ
ることを示すように、オフセツトS3が計算され
る。交点溶接部３２に対応する最初の溶接モード
についてのオフセツトS3はCPUメモリーのテー
ブルRVOLBTTに記憶される。第７Ｆ図に示す
レーザ出力レベル設定アプリケーシヨンサブルー
チンを呼び出されて、調節された出力レベルにつ
いてのリゾルバ電圧の対応値を計算し、第７Ｈ図
に示したレーザ溶接実行アプリケーシヨンサブル
ーチンによる交点溶接部３２の自動化した実行の
際に、希望の出力レベル、例えば350Wを発生す
るのに必要なリゾルバ電圧が得られる。オフセツ
トS3が最初のレーザモードについて決定された
後、第２のレーザモードがステツプ728′によつて
例えばスロツト−タブ溶接部３４について準備さ
れ、再び較正パープログラムはステツプ759に移
動して較正アプリケーシヨンサブルーチンを呼び
出し、熱電対列２１８によつて測定された実際の
レーザ出力の測定値を得て、それにより対応のオ
フセツトS3をスロツト−タブ溶接モードについ
て決定することができる。同様に、隅、切欠き溶
接モードの各々について再びステツプ728′に入
り、対応するオフセツトを計算して、CPU５６
０のメモリー内のテーブルRVOLBTTに格納す
る。各溶接モードのオフセツトS3をこのように
して導出し、CPUメモリーに入れた後、各オフ
セツトS3についてのリゾルバ電圧の対応値は、
CPUメモリーの指定されたテーブルにおいて、
呼び出された較正アプリケーシヨンサブルーチン
によつて計算され記憶される。この方法で操作者
は、レーザロツド１７０及びその励起ランプ１８
６の効率がこのレーザ溶接装置１００の激しい使
用に伴つて低下すること、即ち、レーザ溶接装置
１００は高作業デユーテイ率及びそれに伴う燃料
棒格子１６の高速生産を確保するためレーザロツ
ド１７０を連続励起させることを考慮して、レー
ザ装置１０２を任意の時に行なうことができる。
レーザ励起ランプ１８６は２日毎ほどひんぱんに
取り換える必要はないと考えられる。連続使用
中、操作者はレーザロツド１７０の実際の出力レ
ベルをチエツクし、加工片に加わるそのエネルギ
ーレベルを熱電対列２１８によつて測定するであ
ろうから、高電圧レーザ源の出力を調節してレー
ザ光線１７８の強度を、レーザロツド１７０又は
その励起ランプ１８６の使用寿命に関係なく一様
な溶接部を形成するレベルに維持することができ
る。
第７Ａ図について説明したこの較正パートプロ
グラムは、操作者が随意に手動で較正アプリケー
シヨンサブルーチンを呼び出せるオンライン方式
あるから、レーザ光線１７８の強度又は出力レベ
ルは周期的に調節即ち較正することができる。ま
た、第７Ｇ図について後述するように、コンピユ
ータ装置で較正アプリケーシヨンサブルーチンを
自動的に呼び出すことも本発明では考えている。
例えば、較正アプリケーシヨンサブルーチンは、
溶接モードの変更を示すＭコードM51〜M54の１
つの変更によつて呼び出してもよい。例えば、第
６Ｂ図に示したパートプログラムのステツプ738
においては、較正アプリケーシヨンサブルーチン
はＭコードの変更によつて呼び出され、新しいレ
ーザ加工モードのレーザ光線出力レベルの調節を
実行する。この例では、レーザ出力レベル設定ア
プリケーシヨンサブルーチンを呼び出す前に、較
正要求アプリケーシヨンサブルーチンが必要なオ
フセツトS3とリゾルバ電圧を計算するであろう
から、対応のリゾルバ電圧が新しい加工モード中
に使用されるべくパルス形成回路に印加される。
また、レーザ出力の希望の調節又は較正を実行す
るために、プログラムされた間隔でサービスプロ
グラムがルーチンとして較正アプリケーシヨンサ
ブルーチンを呼び出すことも考えられている。
グラムは、操作者が随意に手動で較正アプリケー
シヨンサブルーチンを呼び出せるオンライン方式
あるから、レーザ光線１７８の強度又は出力レベ
ルは周期的に調節即ち較正することができる。ま
た、第７Ｇ図について後述するように、コンピユ
ータ装置で較正アプリケーシヨンサブルーチンを
自動的に呼び出すことも本発明では考えている。
例えば、較正アプリケーシヨンサブルーチンは、
溶接モードの変更を示すＭコードM51〜M54の１
つの変更によつて呼び出してもよい。例えば、第
６Ｂ図に示したパートプログラムのステツプ738
においては、較正アプリケーシヨンサブルーチン
はＭコードの変更によつて呼び出され、新しいレ
ーザ加工モードのレーザ光線出力レベルの調節を
実行する。この例では、レーザ出力レベル設定ア
プリケーシヨンサブルーチンを呼び出す前に、較
正要求アプリケーシヨンサブルーチンが必要なオ
フセツトS3とリゾルバ電圧を計算するであろう
から、対応のリゾルバ電圧が新しい加工モード中
に使用されるべくパルス形成回路に印加される。
また、レーザ出力の希望の調節又は較正を実行す
るために、プログラムされた間隔でサービスプロ
グラムがルーチンとして較正アプリケーシヨンサ
ブルーチンを呼び出すことも考えられている。
第７Ｇ図に示すレーザ較正アプリケーシヨンサ
ブルーチンはステツプ759におけるＭコードM98
の設定によつて入力され、そして一般に、パルス
形成回路（PFN）に印加されるリゾルバ電圧
“RESVOLT”を計算し、それによつて、励起ラ
ンプ１８６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
（Ｔコード）に従つたプログラム出力レベルに対
して調整される。レーザ較正アプリケーシヨンサ
ブルーチンはそれからレーザロツド１７０を励起
し、熱電対列２１８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。熱電対
列２１８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される。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、例えば2W
以内になるまで、断続する。分岐（divergence）
に達すると、リゾルバ電圧の新たな値は、CPU
５６０のメモリ内の規定の位置にストアされる。
最初にステツプ759に入つた後、ステツプ1022は、
特別の例示レーザ装置すなわちレイセオン社によ
つて製造されるような型式名称No.SS500のパルス
形成回路の特別の特性に基いてリゾルバ電圧
（RESVOLT）の値に対して等式１及び２を解
く。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７Ｋ
図に示されたような曲線を示す。この曲線は、繰
返し速さREP RATEの関数としてパルス形成回
路フア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１におけるパラメータＭ
は、第７Ｉ図の実験的に得られた曲線の勾配とし
て定義され、かつゼロ繰返し速さでの曲線のオフ
セツト値は、このパルス形成回路網について57で
あると導出される。勾配Ｍの値は例えば0.33であ
る。パルス形成回路フアクターPFNFACTRの値
は、等式１において計算され、かつプログラムさ
れたＳコードに従つてレーザ光線１７８の所望の
出力、Ｔコードによつて決定される繰返し速さ
REP RATE、及び選択されたＭコードによつて
決定されるパルス幅等の適当な値と共に等式２に
代入されて、これに従つてリゾルバ電圧
RESVOLTの計算値を出す。次に、ステツプ
1024は、特別のレイセオン社のレーザ装置のＤ／
Ａ変換回路のためにRESVOLTの計算値をスケ
ールする。次に、RESVOLTの計算値は、第７
Ｉ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“SAFPWR”アプ
リケーシヨンサブルーチンによつてチエツクされ
る。もしこの計算されたRESVOLTが安全なら
ば、ステツプ1028はパルス形成回路を付勢し、そ
してステツプ1030において計時されるような適当
な遅延の後、ステツプ1032は、制御されてレーザ
光線１７８を溶接室１０８に向けるように光線切
換えミラー１７２を作動させる。次に、ステツプ
1034は、励起ランプ１８６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CRT１３３上にステツプ
1036によつて表示される。もし励起ランプ１８６
がオンにされたならば、励起ランプ１８６と関連
したトリガー回路は、ステツプ1040がダンプシヤ
ツター１９０を開く前に動作可能化にされる。次
に、ステツプ1042は、共振空間内のシヤツター１
８８を開いて、レーザロツド１７０によりレーザ
光線を熱電対列２１８内に発射させる。ステツプ
1044は、共振空間内のシヤツター１８８を閉じる
前の適当な期間を計時し、熱電対列２１８の出力
をアクセスし、アナログ熱電対列出力を対応する
デイジタル表示に変換する。ステツプ1046は、Ｓ
コードに従つ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RESVOLTの相
当する値は、CPU５６０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
テツプ1050は、これがステツプ1022〜1046の６番
目のループであるかどうかを決定し、もしそうな
らば、ステツプ1052は、レーザ較正アプリケーシ
ヨ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CRT１３３上に表
示する。もし６番目以下のループならば、ステツ
プ1054は、第７Ｇ図のステツプ1054において示さ
れた等式に従つてＳコードのオフセツト値すなわ
ち修正値S3を計算する。ここで、S1は最初にプ
ログラムされＳコードであり、MEAS POWER
は、熱電対列２１８によりステツプ1046で測定さ
れたレーザ光線１７８の出力であり、そしてS2
は、以前に計算されたオフセツト値である。修正
コードS3は第２の等式に従つてRESVOLTの新
たな値を計算するためにステツプ1022に戻りかつ
そこで使用される。その後、ステツプ1024〜ステ
ツプ1054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７Ｇ図
に示されるように、ステツプ1046で決定されるよ
うな分岐が得られるとき、レーザ装置１０２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ツト値としてスト
アされ、それによつて、レーザ出力の補償が効果
的になされ、そして各溶接部についてのエネルギ
ー入力は、長い期間にわたつ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。第７Ａ図について上述したように、較正アプ
リケーシヨンサブルーチンは各溶接モードについ
て呼び出され、それによつて交点溶接部３２、ス
ロツト−タブ溶接部３４、隅シーム溶接部３０及
び切欠き溶接部４０の各々についてオフセツト
S3が計算され、CPUのメモリーに格納される。
ブルーチンはステツプ759におけるＭコードM98
の設定によつて入力され、そして一般に、パルス
形成回路（PFN）に印加されるリゾルバ電圧
“RESVOLT”を計算し、それによつて、励起ラ
ンプ１８６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
（Ｔコード）に従つたプログラム出力レベルに対
して調整される。レーザ較正アプリケーシヨンサ
ブルーチンはそれからレーザロツド１７０を励起
し、熱電対列２１８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。熱電対
列２１８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される。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、例えば2W
以内になるまで、断続する。分岐（divergence）
に達すると、リゾルバ電圧の新たな値は、CPU
５６０のメモリ内の規定の位置にストアされる。
最初にステツプ759に入つた後、ステツプ1022は、
特別の例示レーザ装置すなわちレイセオン社によ
つて製造されるような型式名称No.SS500のパルス
形成回路の特別の特性に基いてリゾルバ電圧
（RESVOLT）の値に対して等式１及び２を解
く。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７Ｋ
図に示されたような曲線を示す。この曲線は、繰
返し速さREP RATEの関数としてパルス形成回
路フア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１におけるパラメータＭ
は、第７Ｉ図の実験的に得られた曲線の勾配とし
て定義され、かつゼロ繰返し速さでの曲線のオフ
セツト値は、このパルス形成回路網について57で
あると導出される。勾配Ｍの値は例えば0.33であ
る。パルス形成回路フアクターPFNFACTRの値
は、等式１において計算され、かつプログラムさ
れたＳコードに従つてレーザ光線１７８の所望の
出力、Ｔコードによつて決定される繰返し速さ
REP RATE、及び選択されたＭコードによつて
決定されるパルス幅等の適当な値と共に等式２に
代入されて、これに従つてリゾルバ電圧
RESVOLTの計算値を出す。次に、ステツプ
1024は、特別のレイセオン社のレーザ装置のＤ／
Ａ変換回路のためにRESVOLTの計算値をスケ
ールする。次に、RESVOLTの計算値は、第７
Ｉ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“SAFPWR”アプ
リケーシヨンサブルーチンによつてチエツクされ
る。もしこの計算されたRESVOLTが安全なら
ば、ステツプ1028はパルス形成回路を付勢し、そ
してステツプ1030において計時されるような適当
な遅延の後、ステツプ1032は、制御されてレーザ
光線１７８を溶接室１０８に向けるように光線切
換えミラー１７２を作動させる。次に、ステツプ
1034は、励起ランプ１８６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CRT１３３上にステツプ
1036によつて表示される。もし励起ランプ１８６
がオンにされたならば、励起ランプ１８６と関連
したトリガー回路は、ステツプ1040がダンプシヤ
ツター１９０を開く前に動作可能化にされる。次
に、ステツプ1042は、共振空間内のシヤツター１
８８を開いて、レーザロツド１７０によりレーザ
光線を熱電対列２１８内に発射させる。ステツプ
1044は、共振空間内のシヤツター１８８を閉じる
前の適当な期間を計時し、熱電対列２１８の出力
をアクセスし、アナログ熱電対列出力を対応する
デイジタル表示に変換する。ステツプ1046は、Ｓ
コードに従つ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RESVOLTの相
当する値は、CPU５６０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
テツプ1050は、これがステツプ1022〜1046の６番
目のループであるかどうかを決定し、もしそうな
らば、ステツプ1052は、レーザ較正アプリケーシ
ヨ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CRT１３３上に表
示する。もし６番目以下のループならば、ステツ
プ1054は、第７Ｇ図のステツプ1054において示さ
れた等式に従つてＳコードのオフセツト値すなわ
ち修正値S3を計算する。ここで、S1は最初にプ
ログラムされＳコードであり、MEAS POWER
は、熱電対列２１８によりステツプ1046で測定さ
れたレーザ光線１７８の出力であり、そしてS2
は、以前に計算されたオフセツト値である。修正
コードS3は第２の等式に従つてRESVOLTの新
たな値を計算するためにステツプ1022に戻りかつ
そこで使用される。その後、ステツプ1024〜ステ
ツプ1054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７Ｇ図
に示されるように、ステツプ1046で決定されるよ
うな分岐が得られるとき、レーザ装置１０２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ツト値としてスト
アされ、それによつて、レーザ出力の補償が効果
的になされ、そして各溶接部についてのエネルギ
ー入力は、長い期間にわたつ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。第７Ａ図について上述したように、較正アプ
リケーシヨンサブルーチンは各溶接モードについ
て呼び出され、それによつて交点溶接部３２、ス
ロツト−タブ溶接部３４、隅シーム溶接部３０及
び切欠き溶接部４０の各々についてオフセツト
S3が計算され、CPUのメモリーに格納される。
装架／取おろしカートアプリケーシヨンサブル
ーチンは、ドア１１４が開され、レーザ合焦レン
ズ装置２０４が引つ込められ、そして位置決めピ
ンが取り除かれて、摺動テーブル２６２を動かせ
るということを確実にしながら、第１位置と第２
位置の間で摺動テーブル２６２及びその溶接室１
０８を配置するように摺動駆動モータ２６６を作
動させるために第７Ｂ図に示されている。最初に
ステツプ760において、第６Ａ図に示すパートプ
ログラムのステツプ708で設定されるＭコードは、
オペレーテイングシステムプログラムの“要求フ
ラツグ実行サイクル”の間実行される。特に、ス
テツプ708は、摺動テーブル２６２及びその溶接
室１０８を取り除くためにＭコードM82を設定す
るのに対して、ステツプ710において、Ｍコード
M81が設定され、それによつて、摺動テーブル２
６２は、その第２の溶接位置に戻される。次に、
ステツプ762は、動かされるべき溶接室１０８の
前の安全ゾーンをアクセスし、もし何もなけれ
ば、ステツプ764はＺ軸駆動モータ４７０を作動
して、レーザ合焦レンズ装置２０４をそのホーム
位置に動かす。次に、ステツプ766はＸ及びＹ軸
駆動モータ２９４及び２９６を作動して、Ｘ及び
Ｙ位置決めテーブル２９０及び２９２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、ステツプ
768は“送り保持”を設定して、Ｘ及びＹ位置決
めテーブル２９０及び２９２を停止させ、そして
ドア開閉機構２４がドアをその開位置に置くため
に作動される。次に、前部及び後部位置設定装置
２８４及び２８６はそれらの位置決めピンを持ち
上げるために作動され、それによつて、摺動テー
ブル２６２を自由にする。その後、ステツプ772
は、ＭコードM82が設定されたとき外方に、ある
いはＭコードM81が設定されたとき内方に摺動テ
ーブル２６２を向けるように、摺動駆動モータ２
６６を作動する。それから、ステツプ774は、前
部及び後部位置設定装置２８４及び２８６を作動
して、それらの位置決めピンを、摺動テーブル２
６２に関してロツク位置に配置する。次に、キヤ
ビネツトドアはＭコードM81に応答して閉じ、か
つステツプ780において、“送り保持”が解放され
る。ステツプ782において、ＭコードM81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１０８が装架されているということを
示すが、もしも装架されているならば、溶接室環
境チエツクアプリケーシヨンサブルーチンは、溶
接室１０８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、ステツプ784は、ルーチンを出
る前に、ルーチン要求フラツグ及びシーケンスポ
インターをクリアする。
ーチンは、ドア１１４が開され、レーザ合焦レン
ズ装置２０４が引つ込められ、そして位置決めピ
ンが取り除かれて、摺動テーブル２６２を動かせ
るということを確実にしながら、第１位置と第２
位置の間で摺動テーブル２６２及びその溶接室１
０８を配置するように摺動駆動モータ２６６を作
動させるために第７Ｂ図に示されている。最初に
ステツプ760において、第６Ａ図に示すパートプ
ログラムのステツプ708で設定されるＭコードは、
オペレーテイングシステムプログラムの“要求フ
ラツグ実行サイクル”の間実行される。特に、ス
テツプ708は、摺動テーブル２６２及びその溶接
室１０８を取り除くためにＭコードM82を設定す
るのに対して、ステツプ710において、Ｍコード
M81が設定され、それによつて、摺動テーブル２
６２は、その第２の溶接位置に戻される。次に、
ステツプ762は、動かされるべき溶接室１０８の
前の安全ゾーンをアクセスし、もし何もなけれ
ば、ステツプ764はＺ軸駆動モータ４７０を作動
して、レーザ合焦レンズ装置２０４をそのホーム
位置に動かす。次に、ステツプ766はＸ及びＹ軸
駆動モータ２９４及び２９６を作動して、Ｘ及び
Ｙ位置決めテーブル２９０及び２９２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、ステツプ
768は“送り保持”を設定して、Ｘ及びＹ位置決
めテーブル２９０及び２９２を停止させ、そして
ドア開閉機構２４がドアをその開位置に置くため
に作動される。次に、前部及び後部位置設定装置
２８４及び２８６はそれらの位置決めピンを持ち
上げるために作動され、それによつて、摺動テー
ブル２６２を自由にする。その後、ステツプ772
は、ＭコードM82が設定されたとき外方に、ある
いはＭコードM81が設定されたとき内方に摺動テ
ーブル２６２を向けるように、摺動駆動モータ２
６６を作動する。それから、ステツプ774は、前
部及び後部位置設定装置２８４及び２８６を作動
して、それらの位置決めピンを、摺動テーブル２
６２に関してロツク位置に配置する。次に、キヤ
ビネツトドアはＭコードM81に応答して閉じ、か
つステツプ780において、“送り保持”が解放され
る。ステツプ782において、ＭコードM81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１０８が装架されているということを
示すが、もしも装架されているならば、溶接室環
境チエツクアプリケーシヨンサブルーチンは、溶
接室１０８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、ステツプ784は、ルーチンを出
る前に、ルーチン要求フラツグ及びシーケンスポ
インターをクリアする。
第７Ｃ図には、SET LASER PULSE
WIDTH（レーザパルス幅設定）アプリケーシヨ
ンサブルーチンが示されている。最初にステツプ
910において、第６Ｂ図のパートプログラム７０
０のステツプ728により選択された５つの可能な
レーザパルス幅のうちの１つに従つて、Ｍコード
M55〜M59のうちの１つを設定することによつ
て、上記アプリケーシヨンサブルーチンが入力さ
れ、中央処理記憶装置５６０の記憶部のデータプ
ール中の選択されたＭコードを解釈しアクセスす
る次のBidflag Execnte Cycle（要求フラツグ実
行サイクル）ステツプ912において実行される。
ステツプ914では、選択されたパルスについて計
算されたレーザ光線１７８の安全出力レベルが、
第７Ｉ図に示すSAFE PWR（安全出力）アプリ
ケーシヨンサブルーチンに要求することによりチ
エツクされる。ステツプ916では、計算された出
力レベルが安全か否か、即ち最大限度より低いか
否かが定められ、安全でない場合はステツプ918
において警報が設定され、パートプログラムに対
する即時停止が行われる。安全ならばステツプ
920においてインターフエース５６２のSELECT
PULSE WIDTH OUTPUT（パルス幅選択出
力）をリセツトし、ステツプ922において
SELECTED PULSE WIDTH OUTPUT（パル
ス幅選択ずみ出力）を設定する。レーザ制御装置
５９２はそれによりレーザ光線１７８の所望パル
ス幅を設定する。尚、２つのコンピユータ数値制
御部のうちの１つ１２６ａ又は１２６ｂがパルス
幅を設定し、残りの数値制御部１２６ｂ又は１２
６ａは、このように設定されたパルス幅を採用す
ることができる。特開昭59−156595号公報に詳細
に説明されているように、２個の数値制御部１２
６ａ又は１２６ｂは主要数値制御部と称され、他
の数値制御部１２６ｂ又は１２６ａのレーザ制御
装置のパルス幅及びパルス周波数を実際に制御す
る。しかし各々の数値制御部１２６はそのレーザ
電源からのリザーバー電圧ないし出力電圧を選択
的に制御するので、各々の数値制御部１２６ａ，
１２６ｂに組合された溶接室１０８に供給される
レーザ光線１７８の出力レベルを個別に調節する
ことができる。各々の溶接室１０８は同種の溶接
形態を実行するので、主要数値制御部と呼ばれる
１つの数値制御部１２６ａ又は１２６ｂがパルス
幅及びパルス周波数を選択する。別々の光路、レ
ーザ合焦レンズ回路２０４及び溶接室１０８のい
ろいろの条件について各々の溶接室１０８に向け
られる各々のレーザ光線を個別に調節し得るよう
にリザーバー電圧（RESVOLT）を個別に調節
することが望ましい。
WIDTH（レーザパルス幅設定）アプリケーシヨ
ンサブルーチンが示されている。最初にステツプ
910において、第６Ｂ図のパートプログラム７０
０のステツプ728により選択された５つの可能な
レーザパルス幅のうちの１つに従つて、Ｍコード
M55〜M59のうちの１つを設定することによつ
て、上記アプリケーシヨンサブルーチンが入力さ
れ、中央処理記憶装置５６０の記憶部のデータプ
ール中の選択されたＭコードを解釈しアクセスす
る次のBidflag Execnte Cycle（要求フラツグ実
行サイクル）ステツプ912において実行される。
ステツプ914では、選択されたパルスについて計
算されたレーザ光線１７８の安全出力レベルが、
第７Ｉ図に示すSAFE PWR（安全出力）アプリ
ケーシヨンサブルーチンに要求することによりチ
エツクされる。ステツプ916では、計算された出
力レベルが安全か否か、即ち最大限度より低いか
否かが定められ、安全でない場合はステツプ918
において警報が設定され、パートプログラムに対
する即時停止が行われる。安全ならばステツプ
920においてインターフエース５６２のSELECT
PULSE WIDTH OUTPUT（パルス幅選択出
力）をリセツトし、ステツプ922において
SELECTED PULSE WIDTH OUTPUT（パル
ス幅選択ずみ出力）を設定する。レーザ制御装置
５９２はそれによりレーザ光線１７８の所望パル
ス幅を設定する。尚、２つのコンピユータ数値制
御部のうちの１つ１２６ａ又は１２６ｂがパルス
幅を設定し、残りの数値制御部１２６ｂ又は１２
６ａは、このように設定されたパルス幅を採用す
ることができる。特開昭59−156595号公報に詳細
に説明されているように、２個の数値制御部１２
６ａ又は１２６ｂは主要数値制御部と称され、他
の数値制御部１２６ｂ又は１２６ａのレーザ制御
装置のパルス幅及びパルス周波数を実際に制御す
る。しかし各々の数値制御部１２６はそのレーザ
電源からのリザーバー電圧ないし出力電圧を選択
的に制御するので、各々の数値制御部１２６ａ，
１２６ｂに組合された溶接室１０８に供給される
レーザ光線１７８の出力レベルを個別に調節する
ことができる。各々の溶接室１０８は同種の溶接
形態を実行するので、主要数値制御部と呼ばれる
１つの数値制御部１２６ａ又は１２６ｂがパルス
幅及びパルス周波数を選択する。別々の光路、レ
ーザ合焦レンズ回路２０４及び溶接室１０８のい
ろいろの条件について各々の溶接室１０８に向け
られる各々のレーザ光線を個別に調節し得るよう
にリザーバー電圧（RESVOLT）を個別に調節
することが望ましい。
第７Ｄ図を参照すると、“サービスＳコード
（SERVICE Ｓ CODE）”アプリケーシヨンサブ
ルーチンが示されており、ここでは、パートプロ
グラムのステツプ728においてＳコードの変化が、
オペレーテイングシステム・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、“サービス
Ｓコード”アプリケーシヨ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１８６に印加される電圧
を決定する。ステツプ950において命じられた後、
ステツプ952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、このアプリ
ケーシヨンサブルーチンは中止され、アラームメ
ツセージがステツプ954においてCRT上に表示さ
れる。もし限界内ならば、ステツプ956は、第７
Ａ図に示す較正サブルーチンをステツプ958にお
いて要求するために、操作者によつて手動で設定
されるM98フラツグの存在を決定する。次に、ス
テツプ960は、第７Ｅ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ツト”アプ
リケーシヨ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、
CPU５６０のメモリ内のプログラム制御バツフ
ア（PCB）に転送される。
（SERVICE Ｓ CODE）”アプリケーシヨンサブ
ルーチンが示されており、ここでは、パートプロ
グラムのステツプ728においてＳコードの変化が、
オペレーテイングシステム・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、“サービス
Ｓコード”アプリケーシヨ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１８６に印加される電圧
を決定する。ステツプ950において命じられた後、
ステツプ952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、このアプリ
ケーシヨンサブルーチンは中止され、アラームメ
ツセージがステツプ954においてCRT上に表示さ
れる。もし限界内ならば、ステツプ956は、第７
Ａ図に示す較正サブルーチンをステツプ958にお
いて要求するために、操作者によつて手動で設定
されるM98フラツグの存在を決定する。次に、ス
テツプ960は、第７Ｅ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ツト”アプ
リケーシヨ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、
CPU５６０のメモリ内のプログラム制御バツフ
ア（PCB）に転送される。
“サービスＴコード（SERVICE Ｔ CODE）”
アプリケーシヨンサブルーチンは、第６Ｂ図のパ
ートプログラムのステツプ728におけるＴコード
によつて設定されるレーザパルス繰返し速さ
REP RATE即ち周波数（PRF）の値を計算する
ため第７Ｅ図に示されている。ステツプ970は、
CPU５６０のメモリの変換データバツフア
（CDB）を調べることによつて、“サービスＴコ
ード”アプリケーシヨンサブルーチンを開始す
る。変換があつたとき、新たなＴコードは、
CPUメモリのプログラム制御バツフア（PCB）
に転送され、“サービスＴコード”アプリケーシ
ヨンサブルーチンは、Ｔコードの新たな値を受け
入れることができるかできないかを決定するオペ
レーテイングシステム・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。ステツプ972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エツクさ
れ、もし限界外ならば、アプリケーシヨンルーチ
ンは中断され、適当なアラームメツセージが
CRT１３３上に表示される。もし限界内ならば、
ステツプ974は、レーザ制御装置５９２内にある
ようなデイジタルアナログ変換器と関連した
PRF範囲を決定する。第５Ｂ図に示すように、
レーザ制御装置５９２は、“パルス周波数選択”
とマークしたラインにデイジタル出力を受け取
り、そのデイジタル出力は、レーザ制御装置５９
２がデイ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。次に、ステツプ976は、指示された
等式に従つてPRFデイジタル／アナログ出力値
（PRFOUT）を計算する。この等式で、FSOUT
は、特別のデイジタル／アナログユニツトのフル
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RANGEは、各PRF範囲の最大値
である。PRFOUTの計算値が、光学的に遮断し
たインターフエース５６２の“パルス周波数選択
出力”を経て、レーザ制御装置５９２に印加さ
る。次に、ステツプ978は、第７Ｉ図に関して詳
細に説明する安全出力レベルチエツク
（SAFEPWR）アプリケーシヨンサブルーチンを
要求する。安全出力の金算値は、既知の限界と比
較され、もし限界外にあるならば、パートプログ
ラムの実行は中止され、アラームメツセージが
CRT１３３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エース５６２によつてレ
ーザ制御装置５９２に印加されるトリガー信号が
オフにされ、ステツプ986は、このCNC１２６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CNC１２６によつて
選択されているかどうかを決定し、ノーならば、
このアプリケーシヨンサブルーチンから出る。さ
もなければ、ステツプ988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、ステツ
プ990は、選択出力レベル端子を経てレーザ制御
装置５９２に印加されるべき希望のPRF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。
アプリケーシヨンサブルーチンは、第６Ｂ図のパ
ートプログラムのステツプ728におけるＴコード
によつて設定されるレーザパルス繰返し速さ
REP RATE即ち周波数（PRF）の値を計算する
ため第７Ｅ図に示されている。ステツプ970は、
CPU５６０のメモリの変換データバツフア
（CDB）を調べることによつて、“サービスＴコ
ード”アプリケーシヨンサブルーチンを開始す
る。変換があつたとき、新たなＴコードは、
CPUメモリのプログラム制御バツフア（PCB）
に転送され、“サービスＴコード”アプリケーシ
ヨンサブルーチンは、Ｔコードの新たな値を受け
入れることができるかできないかを決定するオペ
レーテイングシステム・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。ステツプ972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エツクさ
れ、もし限界外ならば、アプリケーシヨンルーチ
ンは中断され、適当なアラームメツセージが
CRT１３３上に表示される。もし限界内ならば、
ステツプ974は、レーザ制御装置５９２内にある
ようなデイジタルアナログ変換器と関連した
PRF範囲を決定する。第５Ｂ図に示すように、
レーザ制御装置５９２は、“パルス周波数選択”
とマークしたラインにデイジタル出力を受け取
り、そのデイジタル出力は、レーザ制御装置５９
２がデイ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。次に、ステツプ976は、指示された
等式に従つてPRFデイジタル／アナログ出力値
（PRFOUT）を計算する。この等式で、FSOUT
は、特別のデイジタル／アナログユニツトのフル
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RANGEは、各PRF範囲の最大値
である。PRFOUTの計算値が、光学的に遮断し
たインターフエース５６２の“パルス周波数選択
出力”を経て、レーザ制御装置５９２に印加さ
る。次に、ステツプ978は、第７Ｉ図に関して詳
細に説明する安全出力レベルチエツク
（SAFEPWR）アプリケーシヨンサブルーチンを
要求する。安全出力の金算値は、既知の限界と比
較され、もし限界外にあるならば、パートプログ
ラムの実行は中止され、アラームメツセージが
CRT１３３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エース５６２によつてレ
ーザ制御装置５９２に印加されるトリガー信号が
オフにされ、ステツプ986は、このCNC１２６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CNC１２６によつて
選択されているかどうかを決定し、ノーならば、
このアプリケーシヨンサブルーチンから出る。さ
もなければ、ステツプ988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、ステツ
プ990は、選択出力レベル端子を経てレーザ制御
装置５９２に印加されるべき希望のPRF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７Ｆ図の“レーザ出力レベルオフセツト設
定”アプリケーシヨンサブルーチンは、Ｓコード
の変化、又はＭコードM70のプログラミングによ
つて示されるようなＭコードのどれかの変によつ
て要求され、そしてオペレーテイングシステム・
プログラムのその後の要求フラツグ実行サイクル
の間に実行される。例えば、Ｓコードの変化があ
つたとき、“サービスＳコード”アプリケーシヨ
ンサブルーチンは実行され、その960において、
“レーザ出力レベルオフセツト設定”アプリケー
シヨンサブルーチンが要求される。Ｍコードの変
化があつたとき、ＭコードM70が設定され、それ
によつてこのアプリケーシヨンルーチンを要求す
る。一般に、“レーザ出力レベルオフセツト設定”
アプリケーシヨンサブルーチンは、Ｔコードによ
つて設定されるプログラムされたパルス繰返し速
さに基いて、かつCPU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ーザ電源の出力電圧であ
り、それによつて、ランプ付勢電圧が発生する。
ステツプ1002において、CPUメモリ内のオフセ
ツトテーブルが、出力レベル、周波数、及びパル
ス幅を設定するプログラムされたＳ，Ｔ，Ｍコー
ドについて探索されて、それによつて、リゾルバ
電圧の指示を得る。ステツプ1004は、出力レベル
選択端子を作動可能化した後（第５図Ｂ参照）、
ステツプ1006はタイミング遅延を開始する。次
に、ステツプ1008は、光線切換えミラー172を作
動して、レーザ光線１７８をこのCNC１２６ａ
の溶接室１０８に向ける。次に、ステツプ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、ステツプ1012において、レーザトリ
ガー回路を作動可能化し、すなわち光学的に遮断
したインターフエース５６２の“トリガー”出力
はオンにされる。その後、ステツプ1014は、遅延
を開始して、ステツプ1016に出る前に、励起ラン
プ１８６を安定化させる。このように、第７Ｈ図
に示す“レーザ溶接実行”アプリケーシヨンサブ
ルーチンが呼出されるとき、レーザロツド１７０
はそのレーザ光線を発射させる用意をする。
定”アプリケーシヨンサブルーチンは、Ｓコード
の変化、又はＭコードM70のプログラミングによ
つて示されるようなＭコードのどれかの変によつ
て要求され、そしてオペレーテイングシステム・
プログラムのその後の要求フラツグ実行サイクル
の間に実行される。例えば、Ｓコードの変化があ
つたとき、“サービスＳコード”アプリケーシヨ
ンサブルーチンは実行され、その960において、
“レーザ出力レベルオフセツト設定”アプリケー
シヨンサブルーチンが要求される。Ｍコードの変
化があつたとき、ＭコードM70が設定され、それ
によつてこのアプリケーシヨンルーチンを要求す
る。一般に、“レーザ出力レベルオフセツト設定”
アプリケーシヨンサブルーチンは、Ｔコードによ
つて設定されるプログラムされたパルス繰返し速
さに基いて、かつCPU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ーザ電源の出力電圧であ
り、それによつて、ランプ付勢電圧が発生する。
ステツプ1002において、CPUメモリ内のオフセ
ツトテーブルが、出力レベル、周波数、及びパル
ス幅を設定するプログラムされたＳ，Ｔ，Ｍコー
ドについて探索されて、それによつて、リゾルバ
電圧の指示を得る。ステツプ1004は、出力レベル
選択端子を作動可能化した後（第５図Ｂ参照）、
ステツプ1006はタイミング遅延を開始する。次
に、ステツプ1008は、光線切換えミラー172を作
動して、レーザ光線１７８をこのCNC１２６ａ
の溶接室１０８に向ける。次に、ステツプ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、ステツプ1012において、レーザトリ
ガー回路を作動可能化し、すなわち光学的に遮断
したインターフエース５６２の“トリガー”出力
はオンにされる。その後、ステツプ1014は、遅延
を開始して、ステツプ1016に出る前に、励起ラン
プ１８６を安定化させる。このように、第７Ｈ図
に示す“レーザ溶接実行”アプリケーシヨンサブ
ルーチンが呼出されるとき、レーザロツド１７０
はそのレーザ光線を発射させる用意をする。
PERFORM LASER WELDS（レーザ溶接実
行）アプリケーシヨンサブルーチンは、第７Ｈ図
に示され、パートプログラム７００のステツプ
728により設定されたＭコードM71，M72によつ
て要求され、次の要求フラツグ実行サイクルの間
に実行される。ステツプ1060を入力すると、アプ
リケーシヨンサブルーチン要求フラツグは、次の
要求フラツグ実行サイクルを実行するように設定
される。入力後にステツプ1062において、M51〜
M54のうち１つのコードに対応するレーザモード
が選択されたか否かを定める。レーザ制御装置５
９２は、上述したように、交点溶接部３２、スロ
ツト−タブ溶接部３４隅溶接部３０及び切欠き溶
接部４０のうちの１つを制御するようにプログラ
ムされた固定結線された４個の別々のモジユール
を備えている。選択されていなかつたらステツプ
1063でERROR MESSAGE（エラーメツセージ）
がルーチンを出る前にデイスプレイされる。選択
されていたら、ステツプ1064において、
CHAMBER ENVIRONMENT CHECK（溶接
室環境チエツク）アプリケーシヨンサブルーチン
のステツプ882において良フラツグが設定されて
いたか否かが定められる。設定されていなかつた
らステツプ1066において溶接室環境チエツクアプ
リケーシヨンサブルーチンに再要求し、溶接室１
０８の酸素及び水分が所定の限度よりも低くなる
ように溶接室１０８中の雰囲気が清浄になつてい
るか否かが再び定められる。低くなつていたらス
テツプ1068において光線切換え用の可動ミラー１
７２を作動させ、コンピユータ数値制御部１２６
の溶接室１０８にレーザ光線１７８を向ける。そ
の後、ダンプシヤツター１９０を開放位置に配設
することにより、選択された溶接室１０８にレー
ザ光線１７７を向ける。次にステツプ1072におい
て、ＭコードM71が設定されたか否かが定められ
る。上述したように、２つのＭコードM71，M72
があり、ＭコードM71は、交点溶接部３２に対応
する点溶接を行うべきことを指示し、Ｍコード
M72は、隅溶接部３０、スロツト−タブ溶接部３
４及び切欠き溶接部４０に対応するシーム溶接を
行うべきことを指示する。シーム溶接と点溶接と
の相違は次の通りである。即ちシーム溶接の場合
は、レーザロツド１７０がレーザ光線１７８の一
連のパルスを発射する間に燃料棒格子１６がＸ−
Ｙ位置決め装置によつて移動する。点溶接の場合
には、レーザ光線１７８に対し燃料棒格子１６を
固定させた状態で溶接が行われる。即ち点溶接を
行うべきことを示すＭコードM71が検出された
ら、ステツプ1074において、レーザロツド１７０
を励起させる前にＸ，Ｙ決め装置が停止するのを
待期する遅延が設定される。シーム溶接を行うべ
きことを示すＭコードM72がプログラムされた場
合には、遅延は設定されないので、燃料棒格子１
６の移動が開始される前にレーザロツド１７０の
溶接を開始することができる。次のステツプ1076
では、励起ランプ１８６に供給される電圧がプロ
グラムされた通りか否かがチエツクされる。次の
ステツプ1078では、レーザの状態がチエツクさ
れ、特に励起ランプ冷却材の温度及び流量が所定
の限度以内になつているか否か、励起ランプの電
流及び電圧が所定の限度以内になつているか否
か、またキヤビネツトのバアが開放しているか否
かが定められる。次のステツプ1080では、第７Ｆ
図に示したSET LASER POWER LEVEL
OFFSET（レーザ出力レベルオフセツト設定）ア
プリケーシヨンサブルーチンのステツプ1012によ
つて励起ランプトリガー回路に完全にトリガーさ
れたか否かがチエツクされる。トリガーされなか
つた場合は、ステツプ1082において、アラームメ
ツセージ「トリガー回路が動作可能化（イネイブ
ル）されていない」が陰極線管１３３上にデイス
プレイされる。動作可能化されていた場合は、ス
テツプ1084において、レーザ制御装置５９２のシ
ヤツター制御モジユールを動作可能化することに
よつてレーザを作動させる（即ち溶接開始信号を
レーザに供給する）。ステツプ1086では、レーザ
ロツド１７０がその間にレーザ操作を終了するよ
うにプログラムされた遅延時間を開始させる（即
ちレーザ制御装置５９２からの溶接終了信号を受
けるように待期する。）ステツプ1088では、８秒
の時間が経過したか否かが定められ、経過してな
い場合は、「レーザ操作終了タイムアウト」のメ
ツセージが陰極線管１３３にデイスプレイされ
る。タイムアウト後にステツプ1092において、点
溶接を行うべきか否か、即ちＭコードM71が設定
されたか否かが定められ、設定されていたら、サ
ブルーチンはステツプ1096に移行し、中央処理記
憶装置５６０は、レーザロツド１７０がリリース
され、別の数値制御部１２６ｂがレーザを要求し
得ないことを示すレーザリリース信号が中央処理
記憶装置５６０からインターフエース５６２を介
し数値制御部リンク５５８上に発生する。シーム
溶接部が形成されたら、ステツプ1094においてダ
ンプシヤツター１９０及び安全シヤツター２１２
を閉じた後、ステツプ1096においてサブルーチン
から出る。
行）アプリケーシヨンサブルーチンは、第７Ｈ図
に示され、パートプログラム７００のステツプ
728により設定されたＭコードM71，M72によつ
て要求され、次の要求フラツグ実行サイクルの間
に実行される。ステツプ1060を入力すると、アプ
リケーシヨンサブルーチン要求フラツグは、次の
要求フラツグ実行サイクルを実行するように設定
される。入力後にステツプ1062において、M51〜
M54のうち１つのコードに対応するレーザモード
が選択されたか否かを定める。レーザ制御装置５
９２は、上述したように、交点溶接部３２、スロ
ツト−タブ溶接部３４隅溶接部３０及び切欠き溶
接部４０のうちの１つを制御するようにプログラ
ムされた固定結線された４個の別々のモジユール
を備えている。選択されていなかつたらステツプ
1063でERROR MESSAGE（エラーメツセージ）
がルーチンを出る前にデイスプレイされる。選択
されていたら、ステツプ1064において、
CHAMBER ENVIRONMENT CHECK（溶接
室環境チエツク）アプリケーシヨンサブルーチン
のステツプ882において良フラツグが設定されて
いたか否かが定められる。設定されていなかつた
らステツプ1066において溶接室環境チエツクアプ
リケーシヨンサブルーチンに再要求し、溶接室１
０８の酸素及び水分が所定の限度よりも低くなる
ように溶接室１０８中の雰囲気が清浄になつてい
るか否かが再び定められる。低くなつていたらス
テツプ1068において光線切換え用の可動ミラー１
７２を作動させ、コンピユータ数値制御部１２６
の溶接室１０８にレーザ光線１７８を向ける。そ
の後、ダンプシヤツター１９０を開放位置に配設
することにより、選択された溶接室１０８にレー
ザ光線１７７を向ける。次にステツプ1072におい
て、ＭコードM71が設定されたか否かが定められ
る。上述したように、２つのＭコードM71，M72
があり、ＭコードM71は、交点溶接部３２に対応
する点溶接を行うべきことを指示し、Ｍコード
M72は、隅溶接部３０、スロツト−タブ溶接部３
４及び切欠き溶接部４０に対応するシーム溶接を
行うべきことを指示する。シーム溶接と点溶接と
の相違は次の通りである。即ちシーム溶接の場合
は、レーザロツド１７０がレーザ光線１７８の一
連のパルスを発射する間に燃料棒格子１６がＸ−
Ｙ位置決め装置によつて移動する。点溶接の場合
には、レーザ光線１７８に対し燃料棒格子１６を
固定させた状態で溶接が行われる。即ち点溶接を
行うべきことを示すＭコードM71が検出された
ら、ステツプ1074において、レーザロツド１７０
を励起させる前にＸ，Ｙ決め装置が停止するのを
待期する遅延が設定される。シーム溶接を行うべ
きことを示すＭコードM72がプログラムされた場
合には、遅延は設定されないので、燃料棒格子１
６の移動が開始される前にレーザロツド１７０の
溶接を開始することができる。次のステツプ1076
では、励起ランプ１８６に供給される電圧がプロ
グラムされた通りか否かがチエツクされる。次の
ステツプ1078では、レーザの状態がチエツクさ
れ、特に励起ランプ冷却材の温度及び流量が所定
の限度以内になつているか否か、励起ランプの電
流及び電圧が所定の限度以内になつているか否
か、またキヤビネツトのバアが開放しているか否
かが定められる。次のステツプ1080では、第７Ｆ
図に示したSET LASER POWER LEVEL
OFFSET（レーザ出力レベルオフセツト設定）ア
プリケーシヨンサブルーチンのステツプ1012によ
つて励起ランプトリガー回路に完全にトリガーさ
れたか否かがチエツクされる。トリガーされなか
つた場合は、ステツプ1082において、アラームメ
ツセージ「トリガー回路が動作可能化（イネイブ
ル）されていない」が陰極線管１３３上にデイス
プレイされる。動作可能化されていた場合は、ス
テツプ1084において、レーザ制御装置５９２のシ
ヤツター制御モジユールを動作可能化することに
よつてレーザを作動させる（即ち溶接開始信号を
レーザに供給する）。ステツプ1086では、レーザ
ロツド１７０がその間にレーザ操作を終了するよ
うにプログラムされた遅延時間を開始させる（即
ちレーザ制御装置５９２からの溶接終了信号を受
けるように待期する。）ステツプ1088では、８秒
の時間が経過したか否かが定められ、経過してな
い場合は、「レーザ操作終了タイムアウト」のメ
ツセージが陰極線管１３３にデイスプレイされ
る。タイムアウト後にステツプ1092において、点
溶接を行うべきか否か、即ちＭコードM71が設定
されたか否かが定められ、設定されていたら、サ
ブルーチンはステツプ1096に移行し、中央処理記
憶装置５６０は、レーザロツド１７０がリリース
され、別の数値制御部１２６ｂがレーザを要求し
得ないことを示すレーザリリース信号が中央処理
記憶装置５６０からインターフエース５６２を介
し数値制御部リンク５５８上に発生する。シーム
溶接部が形成されたら、ステツプ1094においてダ
ンプシヤツター１９０及び安全シヤツター２１２
を閉じた後、ステツプ1096においてサブルーチン
から出る。
“安全出力レベルチエツク（CHECK SAFE
POWER LEVEL）”アプリケーシヨンサブルー
チンが第７Ｉ図に示され、Ｔコード及びＭコード
M55〜M57によつてプログラムされる通りの所定
の繰返し速さ及びパルス幅に対して、及び第７Ｆ
図に関して前述した“レーザ出力レベルオフセツ
ト設定”アプリケーシヨンサブルーチンにおいて
決定されるようなレーザランプ電圧に対して必要
なレーザランプ出力を計算するために実行され
る。実施例のレーザ装置１０２、すなわちレイセ
オン社の型式番号SS500については、最大安全出
力レベルは、16KWのオーダーであり、もしラン
プレーザ出力の計算値がそのレベルを越えるなら
ば、パートプログラムは自動的に停止される。
“安全出力レベルチエツク”アプリケーシヨンサ
ブルーチンは、第７Ｃ図に示された“レーザパル
ス幅設定”アプリケーシヨンサブルーチンのステ
ツプ914、第７Ｅ図に示された“サービスＴコー
ド”アプリケーシヨンサブルーチンのステツプ
978、又は第７Ｇ図の“レーザ較正”アプリケー
シヨンサブルーチンのステツプ1026のいずれかか
ら、ステツプ1100に入力される。次に、ステツプ
1102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ツフア（PCB）から得られ、
ステツプ1104において、指示された等式に従つて
パルス形成プログラムフアクターを計算するため
に使用される。ここで、繰返し速さREP RATE
の値は、Ｔコード値によつてプログラムされるパ
ルス周波数を示し、オフセツトは、第７Ｆ図の
“レーザ出力レベルオフセツト設定”アプリケー
シヨンサブルーチンによつて入力されるオフセツ
トテーブルから得られ、傾斜は、第７Ｋ図の曲線
から決定される傾斜である。次に、ステツプ1106
は、ＭコードM55〜M60によつて設定されるパル
ス幅とリゾルバ電圧RESVOLTの値の関数とし
ての中間値VSQRを計算する。もしVSQRが１よ
り小さいならば、ランプ出力は希望の最大限界内
にあることが分り、このアプリケーシヨンサブル
ーチンから出る。もし大きければ、ステツプ1110
は、中間値VSQRを使い指示された等式に従つて
パルス形成回路（VPFN）に印加される電圧の
値を計算し、もしVPFNが１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
いう決定があつたことであつて、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、ステツプ1114は、
VPFN及びPFNFACTRの値に従つてランプ出
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ツプ1118はアラームメツセー
ジをCRT１３３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。CPU５６０のＧレ
ジスタは、ルーチン呼び出しのためのチエツクリ
ターン指示器として使われ、それによつて、“安
全出力レベルチエツク”アプリケーシヨンサブル
ーチンを出たときに、“レーザパルス幅設定”、
“サービスＴコード”、又は“レーザ出力レベルオ
フセツト設定”アプリケーシヨンサブルーチンの
一つへ戻る。
POWER LEVEL）”アプリケーシヨンサブルー
チンが第７Ｉ図に示され、Ｔコード及びＭコード
M55〜M57によつてプログラムされる通りの所定
の繰返し速さ及びパルス幅に対して、及び第７Ｆ
図に関して前述した“レーザ出力レベルオフセツ
ト設定”アプリケーシヨンサブルーチンにおいて
決定されるようなレーザランプ電圧に対して必要
なレーザランプ出力を計算するために実行され
る。実施例のレーザ装置１０２、すなわちレイセ
オン社の型式番号SS500については、最大安全出
力レベルは、16KWのオーダーであり、もしラン
プレーザ出力の計算値がそのレベルを越えるなら
ば、パートプログラムは自動的に停止される。
“安全出力レベルチエツク”アプリケーシヨンサ
ブルーチンは、第７Ｃ図に示された“レーザパル
ス幅設定”アプリケーシヨンサブルーチンのステ
ツプ914、第７Ｅ図に示された“サービスＴコー
ド”アプリケーシヨンサブルーチンのステツプ
978、又は第７Ｇ図の“レーザ較正”アプリケー
シヨンサブルーチンのステツプ1026のいずれかか
ら、ステツプ1100に入力される。次に、ステツプ
1102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ツフア（PCB）から得られ、
ステツプ1104において、指示された等式に従つて
パルス形成プログラムフアクターを計算するため
に使用される。ここで、繰返し速さREP RATE
の値は、Ｔコード値によつてプログラムされるパ
ルス周波数を示し、オフセツトは、第７Ｆ図の
“レーザ出力レベルオフセツト設定”アプリケー
シヨンサブルーチンによつて入力されるオフセツ
トテーブルから得られ、傾斜は、第７Ｋ図の曲線
から決定される傾斜である。次に、ステツプ1106
は、ＭコードM55〜M60によつて設定されるパル
ス幅とリゾルバ電圧RESVOLTの値の関数とし
ての中間値VSQRを計算する。もしVSQRが１よ
り小さいならば、ランプ出力は希望の最大限界内
にあることが分り、このアプリケーシヨンサブル
ーチンから出る。もし大きければ、ステツプ1110
は、中間値VSQRを使い指示された等式に従つて
パルス形成回路（VPFN）に印加される電圧の
値を計算し、もしVPFNが１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
いう決定があつたことであつて、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、ステツプ1114は、
VPFN及びPFNFACTRの値に従つてランプ出
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ツプ1118はアラームメツセー
ジをCRT１３３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。CPU５６０のＧレ
ジスタは、ルーチン呼び出しのためのチエツクリ
ターン指示器として使われ、それによつて、“安
全出力レベルチエツク”アプリケーシヨンサブル
ーチンを出たときに、“レーザパルス幅設定”、
“サービスＴコード”、又は“レーザ出力レベルオ
フセツト設定”アプリケーシヨンサブルーチンの
一つへ戻る。
従つて、例えば核燃料棒格子である加工片のコ
ンピユータ制御によるレーザ加工装置が開示され
た。加工片は、出力、周波数及びパルス幅につい
て別個のレーザパラメータをそれぞれが有する複
数の加工モードのうちから選択された１つのモー
ドで加工される。即ち、コンピユータ制御のレー
ザ加工装置は、放射されたレーザ光線の出力レベ
ルの測定値をとり、該測定値を使つて各加工モー
ドについてレーザ源を較正するようにプログラム
されている。レーザ源が一連のレーザ光線発生を
コンピユータにより制御されているとき、各溶接
モードは各パラメータ組について精密な出力レベ
ルで実行される。前述のように、レーザ源はパル
ス形成回路により付勢される励起ランプを含んで
おり、このパルス形成回路に調節可能なリゾルバ
電圧が印加されて、プログラムされた出力レベル
でのレーザ光線発生を達成する。特に、各溶接モ
ードについてオフセツトを決定し、この溶接モー
ドの対応リゾルバ電圧を計算することによつて、
希望のパルス幅及び繰返し速さで放射されたレー
ザ光線はプログラムされた出力レベルのものとな
る。
ンピユータ制御によるレーザ加工装置が開示され
た。加工片は、出力、周波数及びパルス幅につい
て別個のレーザパラメータをそれぞれが有する複
数の加工モードのうちから選択された１つのモー
ドで加工される。即ち、コンピユータ制御のレー
ザ加工装置は、放射されたレーザ光線の出力レベ
ルの測定値をとり、該測定値を使つて各加工モー
ドについてレーザ源を較正するようにプログラム
されている。レーザ源が一連のレーザ光線発生を
コンピユータにより制御されているとき、各溶接
モードは各パラメータ組について精密な出力レベ
ルで実行される。前述のように、レーザ源はパル
ス形成回路により付勢される励起ランプを含んで
おり、このパルス形成回路に調節可能なリゾルバ
電圧が印加されて、プログラムされた出力レベル
でのレーザ光線発生を達成する。特に、各溶接モ
ードについてオフセツトを決定し、この溶接モー
ドの対応リゾルバ電圧を計算することによつて、
希望のパルス幅及び繰返し速さで放射されたレー
ザ光線はプログラムされた出力レベルのものとな
る。
本発明を考えるとき、実施例は単なる一例であ
つて、本発明の範囲は特許請求の範囲によつて決
定されるべきである。
つて、本発明の範囲は特許請求の範囲によつて決
定されるべきである。
第１図は本発明の教示に従つて製作された複数
の格子を含む燃料集合体の斜視図、第２Ａ〜２Ｅ
図は第１図の燃料集合体に組み込まれる本発明の
教示に従つた燃料棒格子のそれぞれ斜視図、平面
図、側断面図、分解斜視図及び平面図、第３Ａ〜
３Ｌ図は第２Ａ〜２Ｅ図に示した燃料棒格子を溶
接する一連のステツプを示す斜視図、第４図は単
一レーザ源からのレーザ光線を時分割式に２個の
被加工物例えば燃料棒格子に向けるための精密レ
ーザ溶接装置に組み込まれるレーザ装置の分解斜
視図、第５Ａ，５Ｂ図はレーザ溶接装置のコンピ
ユータ制御システムを示すブロツク図であり、中
央処理記憶装置に対するインターフエース回路
と、溶接室位置決め機構、第２の同種のコンピユ
ータ制御シスチム、レーザ装置、アルゴン供給装
置、真空排気装置、Ｂ軸駆動装置、酸素分析装
置、水分分析装置、熱電対列の各々との関係を示
す図、第６Ａ，６Ｂ図は燃料棒格子の一連の溶接
部を高精度で形成するようにレーザ溶接装置を制
御する制御ステツプを示すパートプログラムのフ
ローチヤート図、第７Ａ〜７Ｉ図は第６Ａ，６Ｂ
図に示したパートプログラムにより部分的に設定
されたＭ，Ｓ，Ｔコードによつて要求されるアプ
リケーシヨンルーチンの図であつて、それぞれ較
正パートプログラム、装架／取おろし・カートア
プリケーシヨンサブルーチン、レーザパース幅設
定アプリケーシヨンサブルーチン、サービスＳコ
ードアプリケーシヨンサブルーチン、サービスＴ
コードアプリケーシヨンサブルーチン、レーザ出
力レベルオフセツト設定アプリケーシヨンサブル
ーチン、レーザ較正アプリケーシヨンサブルーチ
ン、レーザ溶接実行アプリケーシヨンサブルーチ
ン、安全出力レベルチエツクアプリケーシヨンサ
ブルーチンを示すフローチヤート図、第７Ｊ図は
レーザパルス形成回路の特徴パラメータを示す曲
線図である。 １６…加工片（燃料棒格子）、１００…レーザ
加工装置、１７０…レーザ源（レーザロツド）、
１７２…光学系を構成する可動ミラー、１７４…
光学系を構成する固定ミラー、１７８…レーザ光
線、１８６…レーザ源の励起装置（励起ランプ）、
２１４…レーザ光路、２１６…出力測定装置の配
設装置（シールド管）、２１８…出力測定装置
（熱電対列）、５６０…較正手段とその作動手段と
を含むコンピユータ制御装置を構成する中央処理
記憶装置、５９２…較正手段とその作動手段とを
含むコンピユータ制御装置を構成するレーザ制御
装置。
の格子を含む燃料集合体の斜視図、第２Ａ〜２Ｅ
図は第１図の燃料集合体に組み込まれる本発明の
教示に従つた燃料棒格子のそれぞれ斜視図、平面
図、側断面図、分解斜視図及び平面図、第３Ａ〜
３Ｌ図は第２Ａ〜２Ｅ図に示した燃料棒格子を溶
接する一連のステツプを示す斜視図、第４図は単
一レーザ源からのレーザ光線を時分割式に２個の
被加工物例えば燃料棒格子に向けるための精密レ
ーザ溶接装置に組み込まれるレーザ装置の分解斜
視図、第５Ａ，５Ｂ図はレーザ溶接装置のコンピ
ユータ制御システムを示すブロツク図であり、中
央処理記憶装置に対するインターフエース回路
と、溶接室位置決め機構、第２の同種のコンピユ
ータ制御シスチム、レーザ装置、アルゴン供給装
置、真空排気装置、Ｂ軸駆動装置、酸素分析装
置、水分分析装置、熱電対列の各々との関係を示
す図、第６Ａ，６Ｂ図は燃料棒格子の一連の溶接
部を高精度で形成するようにレーザ溶接装置を制
御する制御ステツプを示すパートプログラムのフ
ローチヤート図、第７Ａ〜７Ｉ図は第６Ａ，６Ｂ
図に示したパートプログラムにより部分的に設定
されたＭ，Ｓ，Ｔコードによつて要求されるアプ
リケーシヨンルーチンの図であつて、それぞれ較
正パートプログラム、装架／取おろし・カートア
プリケーシヨンサブルーチン、レーザパース幅設
定アプリケーシヨンサブルーチン、サービスＳコ
ードアプリケーシヨンサブルーチン、サービスＴ
コードアプリケーシヨンサブルーチン、レーザ出
力レベルオフセツト設定アプリケーシヨンサブル
ーチン、レーザ較正アプリケーシヨンサブルーチ
ン、レーザ溶接実行アプリケーシヨンサブルーチ
ン、安全出力レベルチエツクアプリケーシヨンサ
ブルーチンを示すフローチヤート図、第７Ｊ図は
レーザパルス形成回路の特徴パラメータを示す曲
線図である。 １６…加工片（燃料棒格子）、１００…レーザ
加工装置、１７０…レーザ源（レーザロツド）、
１７２…光学系を構成する可動ミラー、１７４…
光学系を構成する固定ミラー、１７８…レーザ光
線、１８６…レーザ源の励起装置（励起ランプ）、
２１４…レーザ光路、２１６…出力測定装置の配
設装置（シールド管）、２１８…出力測定装置
（熱電対列）、５６０…較正手段とその作動手段と
を含むコンピユータ制御装置を構成する中央処理
記憶装置、５９２…較正手段とその作動手段とを
含むコンピユータ制御装置を構成するレーザ制御
装置。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 加工片を、第１加工モード及び第２加工モー
ドにそれぞれ対応する、少なくとも第１組及び第
２組の別個のレーザパラメータに従つて発振され
るレーザ光線による加工を伴う少なくとも第１，
第２レーザ加工ステツプからなる順序で、コンピ
ユータ制御によりレーザ加工する装置であつて、 (a) レーザ光線を発振するためのレーザ源と、 (b) 該レーザ源を励起するための制御信号に応答
して、該制御信号に対応する出力の前記レーザ
光線を発振させる励起装置と、 (c) 前記レーザ光線をレーザ光路に沿つて前記加
工片上に指向させる光学系と、 (d) 前記加工片上に指向される前記レーザ光線の
出力を測定するために前記レーザ光路と交差す
るように配設可能な測定装置と、 (e) 前記指向されたレーザ光線の前記測定された
出力と、前記第１組もしくは第２組のレーザパ
ラメータとの関数として前記第１加工モード及
び第２加工モードの各々のために前記制御信号
を供給するため、前記測定された出力に応答す
る較正手段を含むと共に、前記第１加工モード
から前記第２加工モードへのモード変更に応答
して、前記第２加工モードのための制御信号を
発生させるよう前記較正手段を作動する作動手
段を含んで、前記励起装置及び前記測定装置の
各々に接続されたコンピユータ制御装置と、 (f) 前記レーザ光線の出力を測定するために前記
レーザ光路と交差する第１位置と、前記レーザ
光線から離れた第２位置との間に前記測定装置
を配設するための配設手段と、 を備えるコンピユータ制御のレーザ加工装置。
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