JPH0295300A - 核燃料被覆管に端栓を装着して溶接しかつ端栓溶接部を検査するための自動装置 - 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、原子炉用燃料棒の製造に伴う取扱い作業、加
工作業および品質検査作業を迅速に実行するための自動
装置に関するものである。

発明の背景 原子炉用の燃料棒は、一般にジルコニウム合金から形成
された細長い被覆管の内部に燃料ベレットを柱状に封入
したものから成っている。かかる燃料棒を製造する場合
、被覆管に燃料ベレットを充填するのに先立つ最初の主
要な操作は、第１の端栓を溶接するための溶接作業によ
って被覆管の一方の開放端を封止することである。現行
の技術に従えば、被覆管が溶接テーブル上に載せられる
と、作業員が付属の設備を利用して各々の被覆管の一方
の開放端に端栓を嵌め込む。次いで、不活性ガスアーク
溶接機を用いて嵌め込まれた端栓が溶接される。溶接部
が十分に冷えた後、品質保証技術者が溶接部を検査し、
それによって所定の品質管理基準（とりわけ、溶接部の
完全性および溶接ビードの直径）が達成されているかど
うかを判定する。検査結果に応じ、溶接された被覆管は
合格品または不合格品トレー内に配置され、そして次の
被覆管に関する溶接作業が再開される。所定数の合格被
覆管が得られたならば、全数または特定数の被覆管につ
いて追加の品質保証試験が行われ、次いでそれらの被覆
管が燃料充填工程に送られる。

このように、溶接作業は時間のかかる労働集約的な操作
であることがわかる。第１端栓溶接に関する溶接作業お
よび品質保証作業に人間が関与することは、燃料棒の製
造にとって大きな障害となっている。このような問題を
悪化させる理由の１つは、端栓溶接部の望ましくない酸
化を回避するため、各々の溶接部を溶接機の不活性ガス
環境中において冷却しなければならないことにある。そ
れ故、別の被覆管に端栓を溶接するために使用ｊ７得る
時間が溶接部の冷却を待つために費やされてしまうので
ある。更にまた、一部の品質保証検査は個々の被覆管が
溶接テーブル上にある内に行われるから、作業の遅れが
更に追加されて生産性を一層低下させる。その上、第１
端栓溶接部がビード溶接ではなく平溶接によって形成さ
れた場合、目視検査法は溶接部の完全性を試験する方法
として十分なものではない。

溶接作業および検査作業に人間が関与することはまた、
燃料棒の品質に悪影響を及ぼすことがある。取扱いの回
数が増加するのに従い、被覆管の表面に掻き傷をつける
可能性が増大する。外面の掻き傷は、腐食の可能性を増
大させるという点で燃料棒の保全性および寿命に悪い影
響を及ぼす。

その上、かかる掻き傷は燃料棒の美観をも損ねるのであ
って、これは一部の顧客に対しては重要な問題となる。

発明の目的 本発明の目的の１つは、核燃料被覆管の開放端に端栓を
溶接するための新規で改良された装置を提供することに
ある。

本発明のもう１つの目的は、複数の被覆管に個々の端栓
を順次かつ迅速に溶接するための自動装置を提供するこ
とにある。

本発明の更にもう１つの目的は、品質保証のために端栓
溶接部および被覆管の検査を実施するような上記のごと
き自動装置を提供することにある。

本発明の更にもう１つの目的は、人間の関与なしに各々
の端栓溶接部について品質保証検査を実施するような上
記のごとき自動装置を提供することにある。

本発明の更にもう１つの目的は、労働量を最小限にまで
減少させながら生産性を劇的に増大させるような上記の
ごとき自動装置を提供することにある。

本発明の更にもう１つの目的は、端栓溶接作業および各
種の品質保証検査を複数の被覆管に関し並行して迅速に
実施するような上記のごとき自動装置を提供することに
ある。

本発明の更にもう１つの目的は、端栓の溶接された各々
の被覆管に関する品質保証検査データを収集して照合す
るような上記のごとき自動装置を提供することにある。

本発明の更にもう１つの目的は、高い信頼度および安全
性をもって個々の被覆管を各種の作業ステーションに順
次に移送するような上記のごとき自動装置を提供するこ
とにある。

本発明のその他の目的は、以下の説明を読むことによっ
て自ら明らかとなろう。

発明の要約 本発明の上記の目的は、核燃料被覆管に端栓を順次かつ
迅速に溶接すると共に、各々の端栓溶接部に関して一連
の検査を行ってそれが規定の品質管理基準を満たすかど
うかを判定するための自動化された第１端栓溶接装置に
よって達成される。

かかる装置は、複数の被覆管を保持するための待機区域
、各々の被覆管の一方の開放端に端栓を溶接するための
溶接ステーション、端栓溶接部を迅速に冷却するための
冷却ステーション、各々の端栓上に刻印された通し番号
を読取るための通し番号読取りステーション、各々の端
栓溶接部の完全性を超音波によって検査するための溶接
部検査ステーション、並びに各々の被覆管を上記ステー
ションのそれぞれに順次に移送するための被覆管移送機
構を含んでいる。

かかる装置はまた、溶接部の直径および端栓と被覆管と
の同心性を測定して適格性を判定するための第２の溶接
部検査ステーション、並びに被覆管内におけるジルコニ
ウムライナの存在および厚さを確認するための隔壁層検
出ステーションをも含むことが好ましい、これら各種の
検査ステーションから得られたデータはデータ収集手段
によって集められ、端栓の通し番号に基づいて照合され
、かつ所定の品質管理基準と比較され、それによって端
栓溶接部の合格または不合格が判定される。

かかる判定結果に応じ、′ｆＩｉ覆管は合格ロットまた
は不合格ロフトのいずれかに自動的に仕分けされる。本
発明の自動化された第１端栓溶接装置はまた、品質保証
技術者による目視検査のために合格被覆管が移送される
被覆管集積区域をも含むことが好ましい。

本発明の上記およびその他の目的、並びにそれの特徴や
利点は、添付の図面を参照しながら以下の詳細な説明を
読むことによって自ら明らかとなろう。なお、全ての図
面を通じて同じ構成部品は同じ参照番号によって表わさ
れている。

発明の詳細な説明 先ず第１図を見ると、本発明に基づく第１端栓溶接装置
が２０として示されている。かがる装置は２つの主要部
分から成っているが、それらは自動化された溶接・検査
区画２２および自動化された処理済み品集積・目視検査
区画２４である。−般に、装置２０の制御はゼネラル・
エレクトリック・シリーズ・シックス・プログラマブル
・ロジック・コントローラ（Ｇｅｎｅｒａｌ　Ｅｌｅｃ
ｔｒｉｃ　５ｅｒｉｅｓＳｉｘ　Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂ
ｌｅ　Ｌｏｇｉｃ　Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）のごときプ
ロセス制御器２６によって行われる。ががるプロセス制
御器２６は計算機システム２８と連結されているが、こ
の計算機システム２８にはディジタル・エクイップメン
ト・コーポレーション（Ｄｉｇｉｔａｌ　Ｅｑｕｉｐｍ
ｅｎｔ　Ｃｏｒｐｏｒａ目ｏｎ）製のＰＤＰＩＩ／７３
のごときデータ収集計算機および同社製のＶＡＸステー
ション１１／ＧＰＸのごときデータ解析計算機が含まれ
ていればよい、計算機システム２８は、特にＣＲＴモニ
タ３０、動作モードまたは表示モードを選択するための
キーボード３２、および作業パラメータや検査結果のハ
ードコピーを印字するためのプリンタ３４を具備した制
御車内に収容されている。

第１図に関連して説明を続ければ、溶接・検査区画２２
には、一定数の被覆管４２を保持し得る待機区域４０、
および待機区域４０から後述のごとき一連の作業ステー
ションに個々の被覆管を移送するための被覆管移送機＄
１１４４が含Ｊれている。

待機区域４０は、一定数の被覆管４２を支持する傾斜し
た供給テーブル４６を含んでいる。被覆管は供給テーブ
ル４６上を転がり落ち、そしてそれの下端に達すると被
覆管移送機構４４によって１本ずつすくい上げられる。

なお、高い信頼度をもって被覆管を被覆管移送機１１４
４に供給するため、待機区域内の被覆管の数が減少する
のに従って供給テーブル４６の傾斜を徐々に増加させる
ための適当な手段（図示せず）が装備されている。待機
区域４０にはまた、被覆管トレー（図示せず）を輸送す
るためのローラコンベヤ４８も含まれている。自動化さ
れた溶接および検査作業の開始に先立ち、かかるトレー
上の被覆管が人力によって供給テーブル４６上に配置さ
れる。

被覆管移送機構４４は、供給テーブル４６の下端に位置
する個々の被覆管４２を定期的にすくい上げ、そして各
々の作業ステーションに順次に移送する。かかる被覆管
移送機構４４は、同期的な送り運動を行うようにして一
緒に駆動される複数の互いに離隔した平行なコンベヤチ
ェーン５０を含んでいる。各々のコンベヤチェーン５０
は、−定の間隔で配置された複数の溝付きローラ５２を
担持している結果、それらのローラ５２は送り運動方向
に対して垂直な方向に沿って直線状に整列した一連の被
覆管支持体を構成している。被覆管の表面に掻き傷を付
けないようにするため、これらのローラ５２はプラスチ
ック製のものであることが好ましい。各々のコンベヤチ
ェーン５０上の互いに隣接したローラ５２同士の間隔は
、各々の被覆管が順次に導入される各種の作業ステーシ
ョン間の離隔距離に等しい。その結果、プロセス制御器
２６の制御下でコンベヤチェーン５０が１つの位置だけ
移動するたびに、ローラ５２によって支持された各々の
被覆管は互いに隣接したローラ同士の間隔に等しい距離
だけ移送され、それによって１つの作業ステーションか
ら次の作業ステーションに移動することになる。各々の
ローラ５２は（被覆管移送方向に平行な）それの中心軸
の回りに自由に回転し得る結果、被覆管を縦方向もしく
は軸方向に移動させて各種の作業ステーション内に往復
させることが可能となっている。使用されるコンベヤチ
ェーンの数は、部分的には、ローラ問における垂下を最
小限に抑えながら被覆管を実質的に真直ぐな状態に維持
するために必要な間欠支持の程度に依存する。各々の送
り位置に配置されたセンサ（図示せず）により、被覆管
が被覆管移送機構４４によって適正に支持されかつ各種
の作業ステーション内に往復させ得る位置にあることを
示す信号がプロセス制御器２６に伝送される。

被覆管移送機構４４にはまた、第１図に示されるごとく
、軸方向に沿って被覆管を各種の作業ステーション内に
往復させるために役立つ複数のピンチローラ駆動手段６
０が含まれている。これらのピンチローラ駆動手段６０
は、第２図に詳しく示されるごとく、被覆管を往復させ
るべき各種の作業ステーションと整列した複数の送り位
置において被覆管移送機ｆ１１４４の上方に懸垂されて
いて、ピンチローラ６２を降下させて下方の被覆管に接
触させればそれを駆動するために役立つ。ピンチローラ
６２はフレーム６４によって回転可能に取付けられてお
り、またフレーム６４は６８の位置で旋回し得るように
して支持板６６に取付けられている。この支持板６６は
剛性アーム７０に固定されていて、それによりピンチロ
ーラ駆動手段６０が適正な位置に懸垂されている。フレ
ーム６４にはまた、適当な直角歯車伝動機構（図示せず
）を介してピンチローラ６２を駆動する電動機７２も担
持されている。更にまた、支持板６６には空気圧シリン
ダ７４が支持されていて、それのピストン７６はフレー
ム６４に連結されている。

その結果、プロセス制御器２６の制御下で空気圧シリン
ダ７４を作動するとそれのピストン７６が伸びる。それ
により、被覆管４２を支持するローラ５２の直上の位置
においてピンチローラ６２が降下し、そして被覆管４２
に接触する。プロセス制御器２６によって電動機７２に
電圧が印加されると、ピンチローラ６２が回転して被覆
管４２を作業ステーション内に送り込む。被覆管４２が
適正に配置されると、電動機７２への電圧が遮断され、
そして空気圧の作用あるいはピンチローラを′ｆ１１．
覆管から引離して上昇させるための戻しばね（図示せず
）の作用によってピストン７６が後退させられる。該ス
テーションにおける作業が完了した後、空気圧シリンダ
７４を再び作動することによってピンチローラ６２が被
覆管４２に接触させられ、次いで電動機７２に逆向きの
電圧を印加することによって被覆管４２が該ステーショ
ンから引出される。被覆管４２が被覆管移送機構４４上
に戻った後、電動機７２への電圧が遮断され、そしてピ
ンチローラ６２が被覆管４２から引離される。なお、プ
ロセス制御器２６（第１図）に連結された適当なセンサ
（図示せず）によって被覆管４２の運動や位置およびピ
ンチローラ駆動手段６０の動作状態が監視され、それに
応じてピンチローラ駆動手段６０の動作が制御される。

溶接・検査区画２２にはまた、溶接作業および検査作業
を行うための複数の作業ステーションが含まれている。

各々の被覆管４２が導入される最初の作業ステーション
は、第１図中に１００として示された溶接ステーション
である。かかる溶接ステーション１００は、適当な溶接
機（たとえばＴＩＧ溶接機）１０２並びにそれに付属す
る電源１０４および制御盤１０６を含んでいる。溶接ス
テーション１００にはまた、端栓の供給源１０８が設け
られている。これらの端栓は振動ボウルフィーダ１１０
内に収容されていて、それから軌道１１２に沿って順次
に送り出される。個々の端栓は引取り・装着機構によっ
て軌道１２の出口から引取られ、そして溶接ステーショ
ン１００内に導入された被覆管４２の開放端に嵌め込ま
れる。

第３および５図中に１２０として示された引取り・装着
機構はアーム１２２を含んでいて、それの自由端にはボ
ウルフィーダの軌道１１２の出口に位がする各々の端栓
１０８の基部をつかむように構成された増状のつかみ具
１２４が取付けられている。アーム１２２は矢印１２７
によって示されるごとく時計回りの方向に９０’だけ旋
回し得るようにして１２６の位置（第３図）に取付けら
れており、それによってつかまれた端栓１０８の中心軸
が９０°だけ回転させられる。次いで、引取り・装着機
ｔ１１１２０は溶接ステーションのテーブル１３０（第
５図）の直下に取付けられた横方向滑り台１２８上と水
平方向に（第３図中では下方に）並進する。かかる並進
の結果、つかまれた端栓１０８はそれの中心軸が溶接ス
テーション内に導入された被覆管４２の中心軸１３２と
整列した位置に到達する。このような軸方向の整列が達
成されると、引取り・装着機構１２０は横方向滑り台１
２８によって担持された縦方向滑り台１３４上を軸方向
に沿って並進し５、そして端栓］０８の尖端をアダプタ
１３６中に挿入する。次いで、引取り・装着機構１２０
は端栓１０８を解放してから逆の経路をたどって最初の
位置にまで戻り、そしてボウルフィーダの軌道の出口か
ら次の端栓をつかみ取る。この場合にもまた、引取り・
装着機構１２０の動作はプロセス制御器２６によって制
御される。

次に第４図に関連して説明すれば、アダプタ１３６は溶
接テーブル１３０の上方の位置に取付けられたスプライ
ン軸１３８の末端に担持されている。スプライン軸１３
８は支柱１４０およびジャーナル１４２によって支持さ
れていて、回転運動および往復運動を行うことができる
。スプライン軸１３８を空気圧シリンダ１４４によって
駆動することにより、アダプタ１３６によって保持され
た端栓１０８は溶接ボックス１４６内に突き出され、そ
して対応するピンチローラ駆動手段６０（第１図）によ
って溶接ステーション１００内に導入された被覆管４２
の開放端に挿入される。被覆管４２は空気圧チャック１
４８によって締付けられると共に、電動機１５４によっ
て駆動される副軸１５２に掛けられたベルト伝動手段１
５０によって回転させられる。副軸１５２にｆｊ）けら
れたベルト伝動手段１５６によってスプライン軸１３８
が空気圧チャック１４８と同期して回転させられる結果
、溶接ボックス１４６内で端栓１０８を被覆管４２に嵌
め込んで溶接する際に両者は同じ速度で回転することに
なる。回転速度計１５８もまた副軸１５２によって駆動
され、それによって制御すべき溶接作業パラメータの１
つである被覆管の角速度の読みが溶接機の制御盤１０６
およびプロセス制御器２６に伝送される。、 第３図に示されるごとく、支柱１４０には１対の旋回ア
ーム１６０が取付けられていて、それらの自由端には発
熱体１６２が担持されている。これらのアーム１６０は
、　空気圧シリンダ１６４く第４図）により作動されて
互いに接近し、そしてアダプタ１３６をはさむようにし
て発熱体１６２を接触させる。この操作は端栓溶接作業
の開始時に実行されるのであって、アダプタ１３６を予
熱し、それによって低温のアダプタが溶接部に対して及
ぼす望ましくない放熱効果を防止するために役立つ、一
般に、アダプタ１３６の予熱は最初の端栓溶接時にのみ
必要とされる。以後は、相次ぐ溶接作業によって所要の
アダプタ温度が維持される。従って、連続運転時には、
発熱体１６２は第３図に示されるような後退した位置に
保たれる。

次に第４．６および７図に関連して説明すれば、溶接ボ
ックス１４６は台１６５上に取付けられていると共に、
タレット１６６を担持している。タレット１６６には、
溶接トーチ１６８および電極１６９用のホルダ１６７と
トーチ位置調整用電動機１７０とが取付けられている。

タレット１６６を回転することにより、平溶接またはビ
ード溶接のいずれを実施するかに応じ、合体した端栓１
０８および被覆管４２に対するトーチの角度が決定され
る。また、第１端栓溶接の実施に先立ち、電動機１７０
を選択的に作動することによってトーチおよび電極が適
当な溶接開始位置に調整される。

かかる調整は、溶接機の制御盤１０６（第１図）に含ま
れるＴＶモニタ１７１を見ながら容易に行うことができ
る。ＴＶモニタ１７１上には、溶接ボックス１４６に取
付けられたＴＶ右カメラ７２（第３図）によって撮影さ
れたトーチ−電極の影像が映し出される。

第７図に示されるごとく、被覆管４２が対応するピンチ
ローラ駆動手段６０によって溶接ボックス１４６内に導
入された場合、それの前端は溶接ボックスの台１６５に
固定されたホルダ１７６によって担持される伸縮自在の
ストップ１７４に突き当たる。空気圧チャック１４８（
第４図）が被覆管４２を締付けると、ピンチローラ駆動
手段６０の運動は妨げられ、そしてそれの電動機が停止
される。空気圧シリンダ１７８がストップ１７４を第７
図に示された位置１７４ａにまで後退させると、電動機
１５４に電圧が印加され、それにより空気圧チャック１
４８が作動されて被覆管４２が回転する。次いで、空気
圧シリンダ１４４を作動することにより、アダプタ１３
６によって保持されかつ同期的に回転する端栓１０８が
突き出され、そして被覆管４２の開放端に嵌め込まれる
（第４図）。溶接ボックス１４６内に端栓を導入する際
には、空気圧シリンダ１８２の作動によってシャッタ１
．８０が後退させられる。制御盤１０６（第１図）内に
納められた溶接電力供給プログラムにより、溶接ボック
ス内への所要のヘリウムガス流量および被覆管一端栓の
回転速度が設定されると共に、アークスタート、溶接温
度・時閉条件および溶接後のガス供給時間の設定を通し
て溶接作業の経過が制御される。溶接作業に際して被覆
管一端栓間に所望の圧縮荷重を加えるため、溶接ボック
スの台１６５は各種の溶接ステーション部材を支持する
テーブル１３０（第７図）に固定された滑り台１８６に
よって担持されるスライダ１８４に取付けられている。

空気圧シリンダ１４４が被覆管の開放端に端栓を挿入し
た場合、溶接ボックス１４６は次第に左方へ移動し、そ
してスライダ１８４と滑り台１８６との間に作用する圧
縮ばね１９０を圧縮する。次いで、溶接ボックスの台１
６５に取付けられた空気圧シリンダ１９２から成るブレ
ーキが作動されると、ピストン１９４が伸びてテーブル
１３０の表面に接触し、それによってブレーキを掛ける
。空気圧シリンダ１４４の圧力が低下した場合、溶接ボ
ックス１４６の位置はこのブレーキによって保持され、
それによって溶接作業時における溶接部のマツシュルー
ム化が防止される。端栓溶接の完了後、電動機１５４へ
の電圧が遮断され、従って空気圧チャック１４８および
アダプタ１３６の同期回転が停止される。次いで、空気
圧チャック１４８が被覆管４２を解放する一方、アダプ
タ１３６が空気圧シリンダ１４４によって後退させられ
る。その後、対応するピンチローラ駆動手段６０を作動
することによって被覆管４２が溶接ステーション１００
から引出される。

図示されてはいないが、ストップ１７４の使用により被
覆管を軸方向に沿って溶接ボックス１４６内に導入した
後、被覆管移送機構のローラ５２によって支持された位
置から被覆管を持上げる手段が装備されていることが好
ましい。その場合には、アームを適宜に配置することに
より、空気圧チャック１４８によって回転させられる被
覆管の半径方向位置が確実に制御される。端栓溶接の完
了後、被覆管は被覆管移送機構のローラ５２上の位置に
戻され、そして対応するピンチローラ駆動手段６０によ
って溶接ステーション１００から引出される。

端栓溶接作業の完了後には、第１図に示されるごとく、
被覆管は対応するピンチローラ駆動手段６０によって溶
接ステーション１００から引出され、そして被覆管移送
機構４４により（複数の送り位置に対応する）冷却ステ
ーション２００内を通って移送される。冷却ステーショ
ン２００内を通って移送される間に、端栓溶接部は非酸
化性の雰囲気中において冷却される。かかる冷却は、端
栓溶接部とそれに隣接した被覆管および端栓材料とが容
易に酸化しない温度に達するまで行われる。

多くの被覆管および端栓はジルカロイ製であるから、溶
接部品の酸化変色を防止するためには、被覆管の端栓溶
接端部を４０℃以下にまで冷却すれば十分である。

第８図に断面図として示された冷却ステーション２００
は、所望の冷却温度を達成するために必要な送り位置の
数に応じた長さを有する実質的に箱形の外被２０２を含
んでいる。溶接ステーション２００内への被覆管４２の
導入は、溶接ステーションの外被２０２およびそれの内
部に開いた入口を有する移行管２０４を通して行われる
。外被２０２の内部には水平方向に伸びるマニホルド２
０６が取付けられており、それによって通路２０８が規
定されている。被覆管移送機構４４によって移送される
′ｆ１１．覆管４２の端栓溶接端部は、複数の送り位置
にわたって通路２０８内を移動する。

マニホルド２０６には、端栓溶接部に対して非酸化性の
冷却ガス（たとえばアルゴン）の流れを吹付けるように
構成されたノズル列２１０が設けられている。かかる外
被２０２は、それのほぼ全長にわたって伸びる全面の開
口２１２を除けば完全に閉鎖されている。開口２１２は
、周囲の空気が外被２０２の内部に侵入するのを防止す
るため、カーテン２１４によって実質的に遮断されてい
る。

第８図に示されるごとく、カーテン２１４は外被２０２
の内部に取付けられた１対の向かい合う剛毛ブラシから
成っていて、それらの自由端同士は被覆管の水平運動面
内において接触している。このようなブラシカ−テンが
周囲の空気の侵入に対する有効な障壁を成す結果、被覆
管４２が外被２０２内を移送される間にも外被２０２の
内部には非酸化性の不活性ガス雰囲気が維持されること
になる。冷却ステーションの外被２０２内において被覆
管４２が最後の送り位置に達すると、次の送り位置に移
送される前にそれは被覆管移送機構４４上に完全に引出
される。これは、ピンチローラ駆動手段６０あるいは独
立の駆動手段（たとえば、第１図中に２１８として示さ
れた空気圧シリンダ）によって行われる。

再び第１図に戻ると、自動化された第１端栓溶接装置２
０にはまた、被覆管移送機構４４によって被覆管が次に
移送される送り位置に配置された通し番号読取りステー
ション２２０が含まれている。被覆管の端栓溶接端部が
対応するピンチローラ駆動手段６０によって通し番号読
取りステーション２２０内に往復させられる間に、各々
の端栓上に刻印された固有の通し番号が通常の光学式文
字読取器によって読取られる。かかる固有の通し番号は
、各々の被覆管を識別するための参照コードとして役立
つことにより、各々の被覆管が装置２０を通過する間お
よび完成した燃料棒に至るまでの以後の製造工程中にお
いて各々の被覆管に関する追跡可能なデータベースの作
成を可能にする。

光学式文字読取器は、記憶および後の検索のため、各端
栓の通し番号を計算機システム２８に伝送する。ひとた
び特定の通し番号が記憶されると、製造上および品質保
証記録保存上の目的のため、該被覆管に間して以後に収
集される全ての試験データはその通し番号と関係づけら
れる。更に、溶接ステーション１００における各回の端
栓溶接の実施に際して収集された溶接パラメータデータ
もまた、該当する端栓の通し番号と関係づけて保存され
る。制御ｌｌ盤１０６（第１図）において監視されるこ
のような溶接パラメータデータとしては、溶接電流の強
さおよび持続時間、電圧、被覆管の回転速度、ガス流量
などが挙げられる。各回の端栓溶接に関する溶接パラメ
ータデータの記録を保存しておけば、溶接過程を追跡す
ると共に、溶接条件の逸脱を認識することが可能となる
。

第１図に示されるごとく、通し番号読取りステーション
２２０に続いて各々の被覆管は第１の溶接部検査ステー
ション２３０に送られる。かかる溶接部検査ステーショ
ン２３０は、第９図に示されるごとく、噴水器２３６の
直下に超音波変換器２３４を配置して成る超音波（ＵＴ
）検査装置２３２を含んでいる。入口管２３８を通って
水が噴水器内に流入し、そして出口管２４０から流出す
る。噴水器ヘッド２４２から水が吹上げて端栓溶接部に
接触することにより、超音波変換器２３４によって送信
されかつ受信される超音波探査信号に対する結合媒体が
得られることになる。受信されたエコーからの信号をデ
ータ収集計算機に伝送して処理することにより、溶接部
の完全性、溶接部の寸法、溶接部近傍における被覆管の
肉厚、および被覆管端部における端栓の溶接位置を表わ
す試験データが得られる。これらの試験データを規定の
基準と比較することにより、端栓溶接部の合格または不
合格が自動的に判定される。こうして得られた試験結果
が該当する端栓の入力済み通し番号と関係づけられ、そ
してプリンタ３４（第１図〉によって印字される。なお
、かかる試験結果はＣＲＴモニタ３０上にほぼリアルタ
イムで表示することもできる。

このような検査を実施するためには、被覆管移送機構４
４によって被覆管が溶接部検査ステーション２３０の位
置にまで移送された後、対応するピンチローラ駆動手段
６０を作動することによって被覆管が溶接部検査ステー
ション２３０内に導入される。光電池２４５が被覆管の
到達を感知すると、ピンチローラ駆動手段６０に信号が
送られ、それによって被覆管の導入速度が低下する。被
覆管の端栓溶接端部が回転心当しストップ２４４に突き
当なると、ピンチローラ駆動手段６０の運動が妨げられ
、そしてそれの電動機が停止される。

次いで、空気圧チャック２４６を作動することによって
被覆管が締付けられ、そして電動機２４８に電圧を印加
することによりベルト伝動手段２５０を介して空気圧チ
ャックおよび被覆管が回転させられる。回転心当しスト
ップ２４４の背後には空気圧シリンダ２５２が配置され
ていて、それが回転心当しストップ２４４に軸方向の力
を及ぼすことにより、回転心当しストップ２４４はそれ
の内部に挿入された端栓と一緒に回転することになる。

このようにして端栓溶接部が超音波変換器２３４に対し
精密に位置決定された後、２ミル程度のピッチを持った
緊密な螺旋パターンに従って超音波走査が行われる。か
かる目的のため、被覆管の回転に加えて、ＵＴ検査装置
２３２は滑り台２５４上に取付けられている。その結果
、矢印２５８によって示されるごとく、ＵＴ検査装置２
３２は精密ステッピングモータ２５６により被覆管の１
回転中に所定の回数だけ軸方向に沿って移動させられる
。超音波変換器２３４の同期化されたパルス発生および
ＵＴ検査装置２３２の軸方向移動は、タイミングベルト
２６２を介して空気圧チャック２４６と一緒に駆動され
る符号器２６０によって制御される。この場合にもまた
、被覆管移送機構のローラ５２から被覆管を持上げると
共に、電動機２４８による回転時には適宜に配置された
アームによって被覆管の半径方向位置を制御することが
好ましい。

溶接部検査ステーション２３０にはまた、通し番号読取
りステーション２２０において正しい読取りが行われな
かった場合に備えて、端栓の通し番号を撮影するために
使用される第２のＴＶカメラ２６４が含まれている。撮
影された通し番号はＣＲＴモニタ３０（第１図）上に表
示されるから、警告を受けた作業員は溶接機の制御盤１
０６を通して端栓の通し番号を手動で入力することがで
きる。

端栓溶接部の超音波走査の完了後、電動機２４８への電
圧が遮断され、そして空気圧チャック２４６が被覆管を
解放する。その後、対応するピンチローラ駆動手段６０
によって被覆管は溶接部検査ステーション２３０から引
出される。被覆管の端栓溶接端部が引出される際、噴水
器２３６から出て被覆管に付着した水がノズル２６６か
らの空気流によって吹き飛ばされる。かかる水は排水管
２６８によって排出される。

第１図に示された実施の態様においては、被覆管移送機
構４４によって移送される各々の被覆管４２は次いで隔
壁層検出ステーション２８０内に導入される。かかる隔
壁層検出ステーション２８０は被覆管の内面上に設置さ
れたジルコニウムライナの存在および厚さを確認するた
めのものであって、被覆管の端栓溶接端部とは反対側の
開放後端と整列した位置に配置されている。第１０図に
示されるごとく、隔壁層検出ステーション２８０には底
板２８２が含まれていて、それには空気圧シリンダ２８
６を旋回可能に取付けるためのブラケット２８４が固定
されている。かかる空気圧シリンダのピストン２８８は
、渦電流センサの本体２９２用のホルダ２９０に対して
旋回可能に連結されている。ホルダ２９０は４枚板機構
２９４により底板２８２に対して揺動可能に取付けられ
ているが、図中には２枚の板のみが示されている。

被覆管が隔壁層検出ステーション２８０内に導入される
と、それの開放後端はセンサブロック２９８の開口の内
部に配置されたストップ２９６に突き当たる。その結果
、対応するピンチローラ駆動手段６０の運動が妨げられ
、そしてそれの電動機が停止される。被覆管の到達を表
わす信号は近接センサ３００によって発生される。被覆
管の開放後端がセンサブロック２９８の内部に適正に配
置されると、空気圧シリンダ２８６が作動される。

その結果、センサ本体２９２が４枚板機横２９４により
揺動して前進すると共に、渦電流探針３０２が降下して
被覆管の内面に接触する。かがる探針３０２に電圧を印
加することにより、被覆管中に渦電流が誘起され、かつ
それが検出される。検出された渦電流の強さは、ジルコ
ニウムライナの有無および（それが存在する場合には）
それの厚さを表わしている。渦電流センサによって得ら
れたデータはデータ収集計算機に伝送され−そして該当
する被覆管の通し番号と関係づけられる。また、近接セ
ンサ３０４は隔壁層検出ステーション２８０内において
自動的に実施される作業を監視しかつ調整するために役
立つ。渦電流探針３０２の最終試験位置は調整可能なス
トップ３０６によって設定される。この検査が完了する
と、空気圧シリンダ２８６はセンナを後方へ引き戻すと
共に、渦電流探針３０２を被覆管の内面から引離して上
昇させる０次いで、対応するピンチローラ駆動手段６０
によって被覆管が被覆管移送機構４４上に引出される。

第１図に示されるごとく、隔壁層検出ステーションのデ
ータは端栓溶接作業後に収集されることが好ましい。そ
うすれば、ジルコニウムライナに関するデータを該当す
る端栓の通し番号と容易に関係づけることができるわけ
である。とは言え、隔壁層検出ステーションを一連のス
テーション中の他の場所に配置することもできるのであ
って、溶接ステーション１００の前方に配置することさ
え可能である。その場合には、この検査の結果を端栓の
溶接による通し番号の割当てがまだ行われていない被覆
管と関係づけるために特別の手続きが必要となる。

第１図に示されるごとく、各々の被覆管４２は隔壁層検
出ステーション２８０に続いて第２の溶接部検査ステー
ション３２０に移送される。第１１．１２および１２Ａ
図に関連して説明すれば、かかる溶接部検査ステーショ
ン３２０には取付具３２４によって担持されたリングゲ
ージ３２２が含まれており、また取付具３２４は１対の
垂直な支柱３２６によって（矢印３２５によって示され
るごとく）往復運動し得るように取付られている。

空気圧シリンダ３２８によって取付具３２４を移動させ
ることにより、リングゲージ３２２が溶接部検査ステー
ション３２０内に導入された被覆管の経路（中心線３２
７）と整列した図示のごとき上昇位置、または被覆管の
経路から取付具３２４を取除いた降下位置のいずれかを
選択することができる。取付具３２４にはまた、空気圧
シリンダ３３０が担持されている。この空気圧シリンダ
３３０は、取付具３２４が上昇位置にある場合には被覆
管の経路と整列する一方、取付具３２４が降下位置にあ
る場合には被覆管の経路から取除かれる。

対応するピンチローラ駆動手段６０（第１図）によって
駆動された被覆管の前端が溶接部検査ステーション３２
０に到達すると、それを表わす信号が光電池３３２によ
って発生される。溶接部直径が（取付具３２４の上昇位
置においてリングゲージ３２２により設定された）規定
の最大値より小さい場合には、被覆管はそれを自由に通
過し、そしてそれの前端は空気圧シリンダ３３０のピス
トン３３４に突き当たる。その結果、光源３３６から検
出器３３８に向けて投射されている光ビームを被覆管が
遮断することによって信号が発生され、そしてこの被覆
管の端栓溶接部の直径が規定の最大値を越えていないこ
とが計算機システム２８に報告される６ビンチロ一ラ駆
動手段６０の運動が妨げられると、それの電動機が停止
され、そしてそれのピンチローラが被覆管から引離され
る。

次いで、空気圧シリンダ３３０が作動されると、それの
ピストン３３４が被覆管を溶接部検査ステーション３２
０から押出す。このピストンが後退してリングゲージが
空になると、空気圧シリンダ３２６が作動されて取付具
３２４を降下位置にまで引下げる。被覆管の経路から取
付具３２４が取除かれた後、対応するピンチローラ駆動
手段６０が被覆管を再び溶接部検査ステーション３２０
内に導入する。被覆管は空気圧チャック３４０を通過し
、そしてそれの前端が空気圧シリンダ３４０の後方に配
置されたストップ３４２に突き当たる。

その結果、ピンチローラ駆動手段６０の運動は妨げられ
、そしてそれの電動機が停止される。スタンド３４４に
よって取付けられた空気圧チャック３４０が作動される
と、被覆管の中心軸が所定の基準位置に精密に配置され
た状態で被覆管が締付けられる。スタンド３４４にはま
た、第１２図に示されるごとく、９０゛の角を成して配
置された１対の適当なゲージ取付具３４６が取付けられ
ている。次いで、第１２Ａ図に示されるごとく、３４９
の位置において取付具３４６に対し旋回可能に取付けら
れたブレード３４８が空気圧シリンダ３５０によって端
栓の外周面に接触させられる。

かかるブレードの運動がセンサ（たとえば渦電流センサ
）３５１によって正確に測定され、その結果が計算機シ
ステム２８に伝送される。これらの測定結果に基づいて
端栓の中心軸の位置を正確に計算することにより、被覆
管の中心軸と端栓の中心軸との平行度が判定される。更
にまた、直径方向に沿って配置された１対の近接センサ
３５２によって端栓の外径が測定され、その結果が計算
機システム２８に伝送される。

端栓溶接部の直径がリングゲージ試験に合格せず、従っ
て被覆管がリングゲージ３２２を通過できない場合には
、被覆管の到達が光電池３３２によって検出されてから
所定時間内に光源３３６と検出器３３８との間の光ビー
ムが遮断されないことを表わす信号が計算機システム２
８に伝送される。かかる被覆管は端栓溶接部の直径が過
大であるという理由で不合格にすべきものであるが、中
心軸の平行度の検査および端栓直径の測定はやはり行っ
ておくことが望ましい。そのためには、空気圧シリンダ
３３０を作動することによって被覆管がリングゲージ３
２２から押出されると共に、空気圧シリンダ３２８を作
動して取付具３２４および空気圧シリンダ３３０を降下
させることによってそれらが被覆管の経路から取除かれ
る。次いで、ピンチローラ駆動手段６０を作動すること
により、被覆管が空気圧チャック３４０を通過してスト
ップ３４２に突き当たるまで前進させられる。

このようにすれば、上記の試験を実施することができる
。その後、被覆管は溶接部検査ステーション３２０から
完全に引出され、そして被覆管移送ｔｌｌｌｆｌ１４４
により次の送り位置に移送される。

前述の通り、計算機システム２８はそれぞれの検査ステ
ーションにおいて得られた試験データを規定の品質管理
基準と比較する。もし端栓溶接部が許容限界を越えてい
ることが判明したならば、第１３図に示された自動仕分
は機構４００が不合格被覆管を合格被覆管から分離する
ように働く。

詳しく述べれば、被覆管移送機構４４によって各々の被
覆管が最後の送り位置に移送された場合、それは仕分は
機構４００の入口に到達したことになる。仕分は機構４
００には、被覆管の長さ方向に沿って互いに離隔した複
数の仕分はハンド４０２が含まれている。これらの仕分
はハンド４０２は、最後の送り位置を１かに越えた位置
において被覆管４２と平行な状態で回転可能に取付けら
れた軸４０４に固定されている。仕分はハンド４０２か
ら不合格被覆管を受入れるために不合格品トレー４０６
が設置されている。各々の仕分はハンド４０２は、直径
方向に沿って反対側に位置する２組のフィンガ４０８．
４１０および４１２を担持している。各々の仕分はハン
ドのフィンガ４０８および４１０の間には合格品溝穴４
１４が設けられている一方、フィンガ４１０および４１
２の間にはより浅い不合格品溝穴４１６が設けられてい
る。プロセス制御器２６は、計算機システム２８からの
信号に応答して、これらの仕分はハンドの角位置を運択
的に設定する。すなわち、被覆管移送機構４４が次の送
りを実行した場合に、合格被覆管は合格品溝穴４１４内
に送り込まれる一方、不合格被覆管は不合格品溝穴４１
６内に送り込まれるように仕分はハンド４０２の位置が
決定されるのである。次いで、仕分はハンド４０２を時
計回りの方向に沿って一緒に回転させることにより、不
合格被覆管は不合格品トレー４０６に移送され、また合
格被覆管は被覆管コンベヤ４１８に引渡される。合格被
覆管は片寄り先端４２０によって仕分はハンド内に保持
されるが、フィンガ４０８が斜面４２１を通過すると、
合格被覆管は斜面４２１によって被覆管コンベヤ４１８
に引渡される。

１組のフィンガによって被覆管の仕分けが行われる間に
、反対側に位置するもう１組のフィンガは次の被覆管を
仕分けするための位置に到達する。

被覆管コンベヤ４１８は、第１図中の矢印４１８ａによ
って略示されるごとく、各々の合格被覆管を処理済み品
集積・目視検査区画２４に輸送する。被覆管コンベヤ４
１８には、第１３図に示されるごとく、合格被覆管を載
せて軸方向に輸送するための複数の被覆管キャリヤ４２
４を取付けたエンドレスチェーン４２２が含まれている
。合格被覆管が処理済み品集積・目視検査区画２４に到
達すると、それは第１４図に示されたエレベータ４２６
によってすくい上げられ、そして動ばりコンベヤ４２８
に移送される。エレベータ４２６は複数の互いに平行な
コンベヤチェーン４３０を含んでいて、それらの各々に
は被覆管を載せて移送するために役立つ一連の長手方向
に整列したキャリヤ４３２が装備されている。動ばりコ
ンベヤ４２８に移送された各々の被覆管は目視検査ステ
ーション４３４に導入され、そこにおいて検査員がそれ
の溶接部の変色やその他の外観上の欠陥を調べる。なお
、目視検査ステーション４３４に所定数の被覆管が集積
されるまでは、処理済み品集積・目視検査区画２４に到
達した被覆管をエレベータ４２６によってすくい上げ、
そして目視検査ステーション４３４に直接に移送するこ
とが好ましい、この場合、検査員は目視検査ステーショ
ン４３４内においてローラ（図示せず）上に支持された
１群の被覆管を手で回しながらまとめて検査することに
なる。

第１４図に示されるごとく、エレベータ４２６は９本の
被覆管を載せるだけのキャリヤを含んでいるのであって
、１０本１は被覆管コンベヤ４１８上に保持されてすく
い上げられるのを待つことになる。動ばりコンベヤ４２
８は、目視検査を待つ複数の被覆管を集積するのに十分
な任意所望の長さを有していればよい。被覆管の目視検
査が完了し、そしてそれらが目視検査ステーション４３
４から取出された後、エレベータ４２６および動ばりコ
ンベヤ４２８を作動することによって次の１群の被覆管
が目視検査ステーション４３４内に導入される。このよ
うな構成によれば、目視検査を待つ被覆管に対する十分
な収容力が得られるはずであって、溶接・検査区画２２
の端栓溶接作業および検査作業を中断する必要性は回避
される。

図示されてはいないが、適宜に配置されたセンサが目視
検査を待つ被覆管の位置を監視し、そしてプロセス制御
器２６に信号を伝送することにより、合格被覆管が目視
検査ステーション４３４から取出されたならば直ちに新
たな被覆管が導入されるように各種の被覆管コンベヤが
作動される。

目視検査ステーション４３４から合格被覆管を取出すた
めには、第１および１４図に略示されかつ第１５および
１６図に詳しく図示された真空吊上げ機構４５０が使用
される。先ず第１５図に関連して説明すれば、この真空
吊上げ機構４５０は垂直駆動機＄１Ｉ４５１を含んでい
る。垂直駆動機構４５１は、１対の垂直駆動脚４５２お
よび４５４、水平駆動脚４５６並びに水平吊上げビーム
４５８から成っている。垂直駆動脚４５２および４５４
の各々にはボールスクリュー軸４６２を収容しかつ支持
した外被４６０が含まれていて、このボールスクリュー
軸４６２は水平駆動脚の外被４６８によって収容されか
つ支持された横断軸４６６によって相互連結された独立
の複出力歯車箱４６４によって駆動される。各々のボー
ルスクリュー軸４６２には、吊、Ｅげビーム４５８の各
端を支持する走行ナツト４７０が担持されている。水平
駆動脚の外被４６８内に取付けられたサーボモータ４７
２が、歯車箱４６４および横断軸４６６を介して垂直駆
動脚４５２および４５４のボールスクリュー軸４６２を
一緒に回転させ、また位置符号器４７４をも回転させる
。ボールスクリュー軸４６２が回転すると、吊上げビー
ム４５８は水平状態を保ちながら走行ナツト４７０を介
して垂直に移動することがわかる。吊上げビーム４５８
には複数の真空発生器（図示せず）が含まれている。柔
軟な電線ダクト４８０内を走るリード線を通して伝送さ
れる信号に応答してそれらの真空発生器が作動されると
、複数のプランジャブロック４７６内に取付けられた複
数の吸着盤４７８上に真空が発生する。

運転に際しては、通常、吊上げビーム４５８は目視検査
ステーション４３４（第１４図）の上方に浮揚した状態
にある。品質保証技術者による目視検査が完了した後、
プロセス制御器２６に信号を伝送することによってサー
ボモータ４７２が作動される。吊上げビーム４５８が降
下し、そして吸着盤４７８が被覆管の長さ方向に沿って
互いに離隔した複数の位置において目視検査ステーショ
ン４３４内の合格被覆管に接触する。吸着盤４７８上に
真空を発生させると、合格被覆管はそれに保持される。

次いでサーボモータ４７２を逆回転させると、吊上げビ
ーム４５８が上昇して合格被覆管を目視検査ステーショ
ン４３４から持上げる。

次に、持上げられた合格被覆管は水平方向に移送され、
そして第１４図に示されるごとくローラコンベヤ４８４
上に載せられた合格品トレー４８２内に降ろされる。

合格被覆管の水平方向移送を達成するため、第１６図に
示されるごとく、真空吊上げ機構４５０にはまた水平駆
動機ｉｆ！Ｉ　４８５が含まれている。かかる水平駆動
機構４８５は、１対の水平駆動脚４８６および４８８並
びにそれらを相互連結する水平駆動脚４９０から成って
いる。各々の水平駆動脚４８６または４８８内には、ボ
ールスクリュー軸４９２およびトムソン軸４９４が互い
に平行かつ近接した状態で取付けられている。第１５図
に示されるごとく、ボールスクリュー軸４９２は垂直駆
動機構４５１の水平駆動脚４５６の両端に近接した位置
においてそれらに固定された走行ナツト４９６を担持し
ている。更にまた、水平駆動脚４５６はそれの両端に近
接した位置において滑りガイド４９８を担持していて、
それらは各々の水平駆動脚４８６まなは４８８のトムソ
ン軸４９４を実質的に包囲している。このように、第１
４図の垂直駆動機構４５１は水平駆動機構４８５の水平
駆動脚４８６および４８８によって取付けられており、
それによって精密に案内された水平運動を行い得ること
がわかる。

かかる水平運動を達成するためには、サーボモータ５０
０を作動すると、水平駆動脚４９０の外被５０６内に収
容されかつ支持された複出力歯車箱５０２およびそれら
を相互連結する横断軸５０４を介して水平駆動脚のボー
ルスクリュー軸４９２が協調的に回転する。その結果、
走行ナツト４９６がボールスクリュー軸４９２上を一様
に移動し、そして吊上げビーム４５８は目視検査ステー
ジョン４３４の上方の位置から合格品トレー４８２（第
１４図）の上方の位置に丈で水平に移動する。次いで、
垂直駆動機構４５１が働いて吊上げビーム４５８を合格
品トレー４８２内に降下させる。吸着磐４７８によって
被覆管に及ぼされる吸引力を解除すれば、被覆管は合格
品トレー４８２内に降ろされる。その後、垂直および水
平駆動機構を順次に作動することにより、吊上げビーム
４５８は目視検査ステーション４３４の上方の待機位置
に戻される。なお、水平駆動脚４８６および４８８は柔
軟なブーツ５１０によって包囲されていることが好まし
い。吊上げビーム４５８の水平位置は、サーボモータ５
００に連結された位置符号器５１２によって監視される
。

以上、本発明の装置およびそれの動作をかなり詳しく説
明したが、本発明の精神および範囲から逸脱することな
しに各種の変更態様が可能であることは当業者にとって
自明であろう。それ故、前記特許請求の範囲はかかる変
更態様の全てを包括するものと解すべきである。

【図面の簡単な説明】

第１図は一連の核燃料被覆管の一方の開放端に端栓を溶
接ｊ２かつ端栓溶接部および被覆管の品質保証検査を行
うために役立つＪ：うな、本発明の実施の一態様に基づ
く自動化された第１端栓溶接装置の斜視図５第２図は第
１図の第１端栓溶接装置の各種作業ステーション内に被
覆管を軸方向に沿って往復させるためのピンチローラ駆
動手段の側面図、第３図は第１図の第１端栓溶接装置内
に含まれる溶接ステーションの平面図、第７１図は第３
図の溶接ステーションの側面図、第５図は端栓弓取り・
装着機構を示す第３図の溶接ステーションの一部の拡大
側面図、第６図は第３図の溶接ステーション内に含まれ
る溶接ボックスの側面図、第７図は第６図の溶接ボック
スの一部を示す部分切欠き側面図、第８図は端栓溶接部
を迅速に冷却するため第１図の第１端栓溶接装置内に含
まれる冷却ステーションの断面図、第９図は端栓溶接部
の超音波検査を行うため第１図の第１端栓溶接装置内に
含まれる第１の溶接部検査ステーションの側面図、第１
０図は第１図の第１端栓溶接装置内に含まれる隔壁層検
出ステーションの側面図、第１１図は第１図の第１端栓
溶接装置内に含まれる第２の溶接部検査ステーションの
側面図、第１２図は第１１図に示された第２の溶接部検
査ステーションの端面図、第１２Ａ図は第１２図中の線
１２Ａ　−１，２Ａに沿って見た図、第１３図は第１図
の第１端栓溶接装置内に含まれる仕分は機構の端面図、
第１４図は第１図の第１端栓溶接装置の処理済み高集積
・目視検査区画の端面図、第１５図は目視検査ステーシ
ョンから合格被覆管を取出すための真空吊上げ機構の側
面図、そして第１６図は第１５図の真空吊上げ機構の平
面図である。 図中、２０は第１端栓溶接装置、２２は溶接・検査区画
、２４は処理済み高集積・目視検査区画、２６はプロセ
ス制御器、２８は計算機システム、３０はＣＲＴモニタ
、３２はキーボード、３４はプリンタ、４０は待機区域
、４２は被覆管、４４は被覆管移送機構、４６は供給テ
ーブル、４８はローラコンベヤ、５０はコンベヤチェー
ン、５２は講付きローラ、６０はピンチローラ駆動手段
、１００は溶接ステーション、１０２は溶接機、】０４
は電源、１０６は制ｎ磐、１０８は端栓、１１０は振動
ボウルフィーダ、１１２は軌道、１２０は引取り・装着
機構、１３６はアダプタ、１３８はスプライン軸、１４
４は空気圧シリンダ、１４６は溶接ボックス、１４８は
空気圧チャック、１６２は発熱体、１７１はＴＶモニタ
、１７２はＴＶ左カメラ２００は冷却ステーション、２
０２は外被、２０６はマニホルド、２１０はノズル列、
２２０は通し番号読取りステーション、２３０は第１の
溶接部検査ステーション、２３２は超音波検査装置、２
３４は超音波変換器、２３６は噴水器、２４４は回転心
土しストップ、２４６は空気圧チャック、２５６は精密
ステッピングモータ、２６４はＴＶ左カメラ２８０は隔
壁層検出ステーション、２９２は渦電流センサ、３０２
は渦電流探針、３２０は第２の溶接部検出ステーション
、３２２はリングゲージ、３３０は空気圧シリンダ、３
４０は空気圧チャック、３５１はセンサ、３５２は近接
センサ、４００は仕分は機構、４０２は仕分はハンド、
４０６は不合格品トレー、４１８は被覆管コンベヤ、４
２６はエレベータ、４２８は動ばりコンベヤ、４３４は
目視検査ステーション、４５０は真空吊上げ機構、４５
１は垂直駆動機構、４８２は合格品トレー、４８４はロ
ーラコンベヤ、そして４８５は水平駆動機構を表わす。 特許出願人ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ代理
人　　（’７６３０）　　生　沼　徳　二−ＥＳｉ 二二Ｌ５ １″！

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、（ａ）（１）端栓の供給源、 （２）前記供給源から個々の端栓を取出し、そして溶接
   ステーション内に順次に導入される各々の核燃料被覆管
   の一方の開放端に嵌め込むための端栓取扱い手段、およ
   び （３）嵌め込まれた前記端栓を前記被覆管に溶接する溶
   接機を含む溶接ステーション、 （ｂ）各々の端栓上に刻印された固有の通し番号を読取
   るための通し番号読取りステーション、 （ｃ）各々の端栓溶接部を検査し、そして該溶接部の特
   性を表わす溶接部検査データを生成するための溶接部検
   査ステーション、 （ｄ）前記通し番号読取りステーションおよび前記溶接
   部検査ステーションに連結されていて、各々の端栓溶接
   部に関する前記溶接部検査データを該当する端栓の通し
   番号と関係づけるために役立つデータ収集手段、 （ｅ）一定数の被覆管を保持するための待機区域、並び
   に （ｆ）前記待機区域から個々の被覆管を定期的にすくい
   上げ、そして前記被覆管を前記溶接ステーション、前記
   通し番号読取りステーションおよび前記溶接部検査ステ
   ーションに順次に移送するための被覆管移送機構の諸要
   素から成ることを特徴とする、一連の核燃料被覆管の一
   方の開放端に個々の端栓を溶接しかつ各々の端栓溶接部
   を検査するための自動装置。 ２、前記被覆管移送機構は前記被覆管の中心軸を横断す
   る方向において前記被覆管を軸方向に沿って前記ステー
   ションのそれぞれと整列した送り位置に順次に移送する
   ために役立ち、また前記被覆管移送機構には前記送り位
   置のそれぞれに配置されて前記被覆管を軸方向に沿って
   前記ステーションの内部に往復させるための独立した駆
   動手段が含まれる請求項１記載の装置。 ３、前記被覆管移送機構にはまた、一定の間隔で溝付き
   ローラを担持した複数の互いに平行なエンドレスコンベ
   ヤチェーンが含まれていて、各々の被覆管は互いに整列
   した１組の前記ローラ上に支持される請求項２記載の装
   置。 ４、前記駆動手段の各々には、前記溝付きローラの１者
   と協力して両者間に配置された被覆管を軸方向に沿って
   往復させるために役立つ双方向に駆動可能なピンチロー
   ラが含まれる請求項３記載の装置。 ５、前記溶接ステーションには前記溶接機を収容しかつ
   前記駆動手段によって各々の被覆管の一方の開放端を順
   次に挿入するための溶接ボックスが含まれると共に、前
   記端栓取扱い手段にはマニピュレータ、一端にアダプタ
   を担持する嵌め込みラム、および前記ラムを前記溶接ボ
   ックス内に前進させるための動力手段が含まれていて、
   前記マニピュレータは前記供給源から個々の端栓を引取
   ってそれを前記アダプタに装着するために役立ち、また
   前記動力手段は前記アダプタによって保持された端栓を
   前記溶接ボックス内に位置する被覆管の開放端に嵌め込
   むために役立つ請求項２記載の装置。 ６、前記溶接ステーションにはまた、被覆管に嵌め込ま
   れた端栓の溶接に際して前記被覆管および前記ラムを一
   緒に回転させるための手段が含まれる請求項５記載の装
   置。 ７、前記溶接機がタングステン電極−不活性ガス溶接機
   である請求項６記載の装置。 ８、前記溶接ステーションにはまた、前記溶接機の電極
   の適正な配置を視覚的に確認するために前記溶接ボック
   スの内部を撮影するＴＶカメラが含まれる請求項７記載
   の装置。 ９、前記溶接ステーションにはまた、端栓溶接操作に先
   立って端栓を保持する前記アダプタを選択的に予熱する
   ための手段が含まれる請求項７記載の装置。 １０、前記溶接ステーションにはまた、各々の端栓溶接
   部に関する溶接パラメータデータを生成するための手段
   が含まれていて、前記溶接パラメータデータは前記デー
   タ収集手段によって該当する端栓の通し番号と関係づけ
   られる請求項１記載の装置。 １１、前記駆動手段によって前記溶接ステーションから
   引出された各々の被覆管の端栓溶接端部を前記被覆管移
   送機構によって直ちに導入するための外被と、前記被覆
   管移送機構によって各々の被覆管が導入された場合に不
   活性冷却ガスの流れを端栓溶接部に吹付けるため前記外
   被の内部に設けられた手段とを含む冷却ステーションが
   追加包含される請求項５記載の装置。 １２、前記冷却ステーションの前記外被が少なくとも２
   つの送り位置に対応した長さを有する請求項１１記載の
   装置。 １３、前記溶接部検査ステーションには、各々の端栓溶
   接部を検査するための超音波変換器が含まれる請求項２
   記載の装置。 １４、前記溶接部検査ステーションにはまた、各々の端
   栓溶接部に接触させるべき超音波エネルギー結合液体の
   噴水器が含まれる請求項１３記載の装置。 １５、前記溶接部検査ステーションにはまた、前記被覆
   管移送機構の前記駆動手段によって前記溶接部検査ステ
   ーション内に導入された各々の被覆管の端栓溶接端部を
   受入れる回転心出しストップ、および超音波によって端
   栓溶接部を走査するために各々の被覆管を回転させるた
   めの手段が含まれる請求項１４記載の装置。 １６、前記溶接部検査ステーションにはまた、端栓溶接
   部の螺旋状走査を行うため、被覆管の中心軸に平行な方
   向に沿って前記噴水器および前記超音波変換器を一緒に
   移動させる手段が含まれる請求項１５記載の装置。 １７、前記溶接部検査ステーションにはまた、前記通し
   番号読取りステーションが端栓の通し番号を正しく読取
   ることに失敗した場合において前記データ収集手段への
   手動入力を可能にするため、前記端栓の通し番号を撮影
   するためのＴＶカメラが含まれる請求項１６記載の装置
   。 １８、前記被覆管移送機構の前記駆動手段によって被覆
   管の他方の開放端を導入するための隔壁層検出ステーシ
   ョンが追加包含されていて、前記隔壁層検出ステーショ
   ンには各々の被覆管の内面上におけるジルコニウム隔壁
   層の存在を検出しかつそれの厚さを測定するための手段
   が含まれており、かつ前記隔壁層検出ステーションは隔
   壁層データを入力して該当する端栓の通し番号と関係づ
   けるために前記データ収集手段と連結されている請求項
   ２記載の装置。 １９、前記隔壁層検出ステーションには、渦電流探針と
   、前記被覆管移送機構の前記駆動手段によって前記隔壁
   層検出ステーション内に導入された各々の被覆管の内面
   に対して前記探針を接触させるための手段とが含まれる
   請求項１８記載の装置。 ２０、前記被覆管移送機構の前記駆動手段によって各々
   の被覆管を導入するための第２の溶接部検査ステーショ
   ンが追加包含されていて、前記第２の溶接部検査ステー
   ションには各々の端栓溶接部の外径が所定の限界値を越
   えているかどうかを判定するための測定手段が含まれる
   請求項２記載の装置。 ２１、前記測定手段には、リングゲージ、前記第２の溶
   接部検査ステーション内への被覆管導入経路中に前記リ
   ングゲージを配置するための位置決定手段、および端栓
   溶接部が前記リングゲージを通過できない場合には前記
   位置決定手段に信号を送って前記被覆管導入経路から前
   記リングゲージを取除き、それによつて前記被覆管移送
   機構の前記駆動手段が被覆管を前記第２の溶接部検査ス
   テーション内に完全に導入することを可能にするセンサ
   が含まれる請求項２０記載の装置。 ２２、前記第２の溶接部検査ステーションにはまた、前
   記第２の溶接部検査ステーション内に完全に導入された
   被覆管の中心軸と端栓の中心軸との間の平行度を検査す
   るための手段が含まれる請求項２１記載の装置。 ２３、前記データ収集手段に連結されて前記溶接部検査
   データを処理することにより、各々の端栓溶接部が規定
   の品質管理基準を満たすかどうかを判定しかつ該当する
   端栓の通し番号と関係づけながら合格または不合格信号
   を発生する手段、および前記合格または不合格信号に応
   答して合格被覆管を不合格被覆管から分離するための仕
   分け機構が追加包含される請求項２記載の装置。 ２４、前記仕分け機構から合格被覆管を順次に輸送する
   ための被覆管コンベヤ、所定数の被覆管を互いに平行に
   並べた状態で収容し得る目視検査ステーション、および
   前記被覆管コンベヤから合格被覆管を順次に輸送して前
   記目視検査ステーション内に所定数の被覆管を導入する
   ための待機コンベヤが追加包含される請求項２３記載の
   装置。 ２５、目視検査に合格した被覆管を前記目視検査ステー
   ションから合格品トレーコンベヤにまとめて移送するた
   めの処理済み品移送機構が追加包含される請求項２４記
   載の装置。２６、（ａ）（１）端栓の供給源、 （２）前記供給源から個々の端栓を取出し、そして溶接
   ステーション内に順次に導入される各々の核燃料被覆管
   の一方の開放端に嵌め込むための端栓取扱い手段、およ
   び （３）嵌め込まれた前記端栓を前記被覆管に溶接する溶
   接機を含む溶接ステーション、 （ｂ）各々の端栓溶接部を不活性ガス雰囲気中において
   冷却するための冷却ステーション、 （ｃ）各々の端栓上に刻印された固有の通し番号を読取
   るための通し番号読取りステーション、 （ｄ）各々の端栓溶接部を検査し、そして該溶接部の内
   部特性を表わす第１の溶接部検査データを生成するため
   の第１の溶接部検査ステーション、 （ｅ）各々の端栓溶接部を検査し、そして該溶接部の外
   部特性を表わす第２の溶接部検査データを生成するため
   の第２の溶接部検査ステーション、 （ｆ）前記通し番号読取りステーション並びに前記第１
   および第２の溶接部検査ステーションに連結されていて
   、各々の端栓溶接部に関する前記第１および第２の溶接
   部検査データを該当する端栓の通し番号と関係づけるた
   めに役立つと共に、前記第１および第２の溶接部検査デ
   ータを処理することによって各々の端栓溶接部が規定の
   品質管理基準を満たすかどうかを判定しかつ該当する端
   栓の通し番号と関係づけながら合格または不合格信号を
   発生する計算機システム、 （ｇ）一定数の被覆管を保持するための待機区域、 （ｈ）前記待機区域から個々の被覆管を定期的にすくい
   上げ、そして前記被覆管の中心軸を横断する方向におい
   て前記被覆管を軸方向に沿って前記溶接ステーション、
   通し番号読取りステーション、第１の溶接部検査ステー
   ションおよび第２の溶接部検査ステーションのそれぞれ
   と整列した送り位置に順次に移送するために役立つと共
   に、前記送り位置のそれぞれに配置されて前記被覆管を
   軸方向に沿って前記溶接ステーション、通し番号読取り
   ステーション、第１の溶接部検査ステーションおよび第
   ２の溶接部検査ステーションの内部に往復させるための
   独立した駆動手段を含む被覆管移送機構、並びに （ｉ）前記被覆管移送機構の出力端に配置されていて、
   前記計算機システムからの前記合格または不合格信号に
   応答して各々の被覆管を合格品ロットおよび不合格品ロ
   ットに分類するために役立つ仕分け機構の諸要素から成
   ることを特徴とする、一連の核燃料被覆管の一方の開放
   端に個々の端栓を溶接しかつ各々の端栓溶接部を検査す
   るための自動装置。 ２７、前記溶接ステーションには前記溶接機を収容しか
   つ前記被覆管移送信号の前記駆動手段によって各々の被
   覆管の一方の開放端を順次に挿入するための溶接ボック
   スが含まれると共に、前記端栓取扱い手段にはマニピュ
   レータ、一端にアダプタを担持する嵌め込みラム、およ
   び前記ラムを前記溶接ボックス内に前進させるための動
   力手段が含まれていて、前記マニピュレータは前記供給
   源から個々の端栓を引取ってそれを前記アダプタに装着
   するために役立ち、また前記動力手段は前記アダプタに
   よって保持された端栓を前記溶接ボックス内に位置する
   被覆管の開放端に嵌め込むために役立つ請求項２６記載
   の装置。 ２８、前記溶接ステーションにはまた、被覆管に嵌め込
   まれた端栓の溶接に際して前記被覆管および前記ラムを
   一緒に回転させるための手段が含まれる請求項２７記載
   の装置。 ２９、前記第１の溶接部検査ステーションには、各々の
   端栓溶接部を超音波によって走査するための超音波変換
   器が含まれる請求項２８記載の装置。 ３０、前記第１の溶接部検査ステーションにはまた、前
   記被覆管移送機構の前記駆動手段によって前記溶接部検
   査ステーション内に導入された各々の被覆管の端栓溶接
   端部を受入れる回転心出しストップ、各々の被覆管を回
   転させる手段、および各々の端栓溶接部の超音波による
   螺旋状走査を行うため被覆管の中心軸に平行な方向に沿
   って前記超音波変換器を移動させる手段が含まれる請求
   項２９記載の装置。 ３１、前記第１の溶接部検査ステーションにはまた、前
   記通し番号読取りステーションが端栓の通し番号を正し
   く読取ることに失敗した場合において前記計算機システ
   ムへの手動入力を可能にするため前記端栓の通し番号を
   撮影するためのＴＶカメラが含まれる請求項３０記載の
   装置。 ３２、各々の被覆管の端栓溶接端部の反対側に位置する
   開放端を前記被覆管移送機構の前記駆動手段によって導
   入するための隔壁層検出ステーションが追加包含されて
   いて、前記隔壁層検出ステーションには各々の被覆管の
   内面上における隔壁層の存在を検出しかつそれの厚さを
   測定するための手段が含まれる請求項２６記載の装置。 ３３、前記仕分け機構から合格被覆管を順次に輸送する
   ための被覆管コンベヤ、所定数の被覆管を互いに平行に
   並べた状態で収容し得る目視検査ステーション、および
   前記被覆管コンベヤから合格被覆管を順次に輸送して前
   記目視検査ステーション内に所定数の被覆管を導入する
   ための待機コンベヤが追加包含される請求項３２記載の
   装置。 ３４、目視検査に合格した被覆管を前記目視検査ステー
   ションから合格品トレーコンベヤにまとめて移送するた
   めの処理済み品移送機構が追加包含される請求項３３記
   載の装置。３５、前記溶接ステーションにはまた、各々
   の端栓溶接部に関する溶接パラメータデータを生成する
   ための手段が含まれていて、各々の端栓溶接部に関する
   前記溶接パラメータデータは前記計算機システムによっ
   て該当する端栓の通し番号と関係づけられる請求項２６
   記載の装置。