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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024104430
(43)【公開日】2024-08-05
(54)【発明の名称】熱加工装置および熱加工方法
(51)【国際特許分類】
B23K 26/38 20140101AFI20240729BHJP
B23K 26/142 20140101ALI20240729BHJP
【ＦＩ】
B23K26/38 A
B23K26/142
【審査請求】未請求
【請求項の数】16
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023008627
(22)【出願日】2023-01-24
(71)【出願人】
【識別番号】000006208
【氏名又は名称】三菱重工業株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100100077
【弁理士】
【氏名又は名称】大場 充
(74)【代理人】
【識別番号】100136010
【弁理士】
【氏名又は名称】堀川 美夕紀
(74)【代理人】
【識別番号】100130030
【弁理士】
【氏名又は名称】大竹 夕香子
(74)【代理人】
【識別番号】100203046
【弁理士】
【氏名又は名称】山下 聖子
(72)【発明者】
【氏名】米田 次郎
(72)【発明者】
【氏名】伊藤 孝樹
(72)【発明者】
【氏名】呉屋 真之
(72)【発明者】
【氏名】塩谷 成敏
(72)【発明者】
【氏名】成田 竜一
(72)【発明者】
【氏名】浅野 伸
【テーマコード（参考）】
4E168
【Ｆターム（参考）】
4E168AD07
4E168AD11
4E168BA00
4E168CB03
4E168CB15
4E168FC04
4E168JA01
4E168JA17
4E168JA25
(57)【要約】
【課題】ワークが大きい、あるいは厚いとしても、熱加工に伴い発生する粉塵を効率よく回収することで加工効率の向上を図ること。
【解決手段】熱加工装置は、ワークの被加工部に熱エネルギーを与えることで、ワークに対する相対的な移動の方向である加工方向に沿って延びる溝をワークに形成可能に構成される熱エネルギー付与部と、加工方向における前側および後側の一方から被加工部にガスを吹き出す第１ノズルと、加工方向における前側および後側の前記一方および他方のうち、被加工部の他方における所定位置にガスを吹き出す第２ノズルと、ワークの熱加工に伴う生成物を集める集塵機構に接続され、被加工部と所定位置との間から生成物を含むガスを排気させる排気部と、を備える。
【選択図】図３
【解決手段】熱加工装置は、ワークの被加工部に熱エネルギーを与えることで、ワークに対する相対的な移動の方向である加工方向に沿って延びる溝をワークに形成可能に構成される熱エネルギー付与部と、加工方向における前側および後側の一方から被加工部にガスを吹き出す第１ノズルと、加工方向における前側および後側の前記一方および他方のうち、被加工部の他方における所定位置にガスを吹き出す第２ノズルと、ワークの熱加工に伴う生成物を集める集塵機構に接続され、被加工部と所定位置との間から生成物を含むガスを排気させる排気部と、を備える。
【選択図】図３
【特許請求の範囲】
【請求項1】
ワークを加熱して加工する熱加工装置であって、
前記ワークの被加工部に熱エネルギーを与えることで、前記ワークに対する相対的な移動の方向である加工方向に沿って延びる溝を前記ワークに形成可能に構成される熱エネルギー付与部と、
前記加工方向における前側および後側の一方から前記被加工部にガスを吹き出す第１ノズルと、
前記加工方向における前側および後側の前記一方および他方のうち、前記被加工部の前記他方における所定位置にガスを吹き出す第２ノズルと、
前記ワークの熱加工に伴う生成物を集める集塵機構に接続され、前記被加工部と前記所定位置との間から前記生成物を含むガスを排気させる排気部と、を備える、
熱加工装置。
前記ワークの被加工部に熱エネルギーを与えることで、前記ワークに対する相対的な移動の方向である加工方向に沿って延びる溝を前記ワークに形成可能に構成される熱エネルギー付与部と、
前記加工方向における前側および後側の一方から前記被加工部にガスを吹き出す第１ノズルと、
前記加工方向における前側および後側の前記一方および他方のうち、前記被加工部の前記他方における所定位置にガスを吹き出す第２ノズルと、
前記ワークの熱加工に伴う生成物を集める集塵機構に接続され、前記被加工部と前記所定位置との間から前記生成物を含むガスを排気させる排気部と、を備える、
熱加工装置。
【請求項2】
前記排気部は、前記生成物を受け入れて前記集塵機構に向けて排出させるダクトを含む、
請求項１に記載の熱加工装置。
請求項１に記載の熱加工装置。
【請求項3】
前記排気部は、前記ダクトおよび前記ワークの間に介在するシールを含む、
請求項２に記載の熱加工装置。
請求項２に記載の熱加工装置。
【請求項4】
前記溝の内側では、前記第１ノズルから流出するガスの流れが前記第２ノズルから流出するガスの流れと衝突する、
請求項１に記載の熱加工装置。
請求項１に記載の熱加工装置。
【請求項5】
前記第２ノズルから流出するガスの流速の加工方向成分は、前記第１ノズルから流出するガスの流速の加工方向成分以下である、
請求項１に記載の熱加工装置。
請求項１に記載の熱加工装置。
【請求項6】
前記第１ノズルから流出するガスの流れの方向は、前記加工方向の成分と、前記溝の深さの方向の成分と、を含み、
前記第２ノズルから流出するガスの流れの方向は、前記溝の深さの方向の成分を含む、
請求項１に記載の熱加工装置。
前記第２ノズルから流出するガスの流れの方向は、前記溝の深さの方向の成分を含む、
請求項１に記載の熱加工装置。
【請求項7】
前記ワークに対する前記熱エネルギー付与部の往復移動の往路において使用される往路用の前記第１ノズル、往路用の前記排気部、および往路用の前記第２ノズルと、
前記往復移動の復路において使用される復路用の前記第１ノズル、復路用の前記排気部、および復路用の前記第２ノズルと、
前記熱エネルギー付与部に設定される軸線を中心に、前記往路用の第１ノズル、前記往路用の排気部、前記往路用の第２ノズル、前記復路用の第１ノズル、前記復路用の排気部、および前記復路用の第２ノズルの全体を回転可能に構成される回転機構と、を備え、
前記復路用の第１ノズル、前記復路用の排気部、および前記復路用の第２ノズルは、前記往路用の第１ノズル、前記往路用の排気部、および前記往路用の第２ノズルに対して、前記軸線を中心として異なる位相に配置される、
請求項１に記載の熱加工装置。
前記往復移動の復路において使用される復路用の前記第１ノズル、復路用の前記排気部、および復路用の前記第２ノズルと、
前記熱エネルギー付与部に設定される軸線を中心に、前記往路用の第１ノズル、前記往路用の排気部、前記往路用の第２ノズル、前記復路用の第１ノズル、前記復路用の排気部、および前記復路用の第２ノズルの全体を回転可能に構成される回転機構と、を備え、
前記復路用の第１ノズル、前記復路用の排気部、および前記復路用の第２ノズルは、前記往路用の第１ノズル、前記往路用の排気部、および前記往路用の第２ノズルに対して、前記軸線を中心として異なる位相に配置される、
請求項１に記載の熱加工装置。
【請求項8】
ワークを加熱して加工する熱加工装置であって、
前記ワークの被加工部に熱エネルギーを与えることで、前記ワークに対する相対的な移動の方向である加工方向に沿って前記被加工部を加工する熱エネルギー付与部と、
前記加工方向における前側および後側の一方から前記被加工部にガスを吹き出すノズルと、
前記ワークの熱加工に伴う生成物を集める集塵機構に接続され、前記加工方向における前側および後側の前記一方および他方のうち前記被加工部の前記他方であって前記被加工部の近傍から前記生成物を含むガスを排気させる排気部と、を備え、
前記排気部は、
前記生成物を受け入れて前記集塵機構に向けて排出させるダクトと、
前記ダクトおよび前記ワークの間に介在するシールと、を含む、
熱加工装置。
前記ワークの被加工部に熱エネルギーを与えることで、前記ワークに対する相対的な移動の方向である加工方向に沿って前記被加工部を加工する熱エネルギー付与部と、
前記加工方向における前側および後側の一方から前記被加工部にガスを吹き出すノズルと、
前記ワークの熱加工に伴う生成物を集める集塵機構に接続され、前記加工方向における前側および後側の前記一方および他方のうち前記被加工部の前記他方であって前記被加工部の近傍から前記生成物を含むガスを排気させる排気部と、を備え、
前記排気部は、
前記生成物を受け入れて前記集塵機構に向けて排出させるダクトと、
前記ダクトおよび前記ワークの間に介在するシールと、を含む、
熱加工装置。
【請求項9】
前記ワークに対する前記熱エネルギー付与部の往復移動の往路において使用される往路用の前記ノズルおよび往路用の前記排気部と、
前記往復移動の復路において使用される復路用の前記ノズルおよび復路用の前記排気部と、
前記熱エネルギー付与部に設定される軸線を中心に、前記往路用のノズル、前記往路用の排気部、前記復路用のノズル、および前記復路用の排気部の全体を回転可能に構成される回転機構と、を備え、
前記復路用のノズルおよび前記復路用の排気部は、前記往路用のノズルおよび前記往路用の排気部に対して、前記軸線を中心として異なる位相に配置される、
請求項８に記載の熱加工装置。
前記往復移動の復路において使用される復路用の前記ノズルおよび復路用の前記排気部と、
前記熱エネルギー付与部に設定される軸線を中心に、前記往路用のノズル、前記往路用の排気部、前記復路用のノズル、および前記復路用の排気部の全体を回転可能に構成される回転機構と、を備え、
前記復路用のノズルおよび前記復路用の排気部は、前記往路用のノズルおよび前記往路用の排気部に対して、前記軸線を中心として異なる位相に配置される、
請求項８に記載の熱加工装置。
【請求項10】
前記熱エネルギー付与部は、前記被加工部にレーザーを照射可能に構成される、
請求項１または８に記載の熱加工装置。
請求項１または８に記載の熱加工装置。
【請求項11】
前記ワークおよび前記熱エネルギー付与部の少なくとも一方を移動させる駆動部を備える、
請求項１から９のいずれか一項に記載の熱加工装置。
請求項１から９のいずれか一項に記載の熱加工装置。
【請求項12】
少なくとも前記駆動部を制御する制御部を備え、
前記制御部は、
前記ワークの前記加工方向に区分される複数の被加工領域のそれぞれの加工開始位置に前記熱エネルギー付与部を移動可能であるとともに、
前記被加工領域のそれぞれにおける前記加工方向への前記熱エネルギー付与部の複数回の移動が可能に構成される、
請求項１１に記載の熱加工装置。
前記制御部は、
前記ワークの前記加工方向に区分される複数の被加工領域のそれぞれの加工開始位置に前記熱エネルギー付与部を移動可能であるとともに、
前記被加工領域のそれぞれにおける前記加工方向への前記熱エネルギー付与部の複数回の移動が可能に構成される、
請求項１１に記載の熱加工装置。
【請求項13】
ワークを加熱して加工する熱加工装置であって、
前記ワークの被加工部に熱エネルギーを与えることで、前記ワークに対する相対的な移動の方向である加工方向に沿って前記被加工部を加工する熱エネルギー付与部と、
前記被加工部にガスを吹き出す吹出ノズルと、
前記ワークの熱加工に伴う生成物を集める集塵機構に接続され、前記被加工部の周囲から前記生成物を含むガスを排気させる排気室と、
前記被加工部の周囲に前記排気室を区画するカバーと、
前記ワークに対して前記熱エネルギー付与部を移動させる駆動部と、
少なくとも前記駆動部を制御する制御部と、を備え、
前記駆動部は、
前記熱エネルギー付与部を移動可能に構成される第１駆動機構と、
前記第１駆動機構とは別の第２駆動機構と、を備え、
前記制御部は、
前記ワークの前記加工方向に区分される複数の被加工領域のそれぞれの加工開始位置に前記熱エネルギー付与部を移動可能であるとともに、
前記被加工領域のそれぞれにおける前記加工方向への前記熱エネルギー付与部の複数回の移動が可能に構成され、
前記カバーは、前記被加工領域における前記熱エネルギー付与部の移動範囲を実現する空隙を残して前記ワークを覆い、前記第２駆動機構により駆動される、熱加工装置。
前記ワークの被加工部に熱エネルギーを与えることで、前記ワークに対する相対的な移動の方向である加工方向に沿って前記被加工部を加工する熱エネルギー付与部と、
前記被加工部にガスを吹き出す吹出ノズルと、
前記ワークの熱加工に伴う生成物を集める集塵機構に接続され、前記被加工部の周囲から前記生成物を含むガスを排気させる排気室と、
前記被加工部の周囲に前記排気室を区画するカバーと、
前記ワークに対して前記熱エネルギー付与部を移動させる駆動部と、
少なくとも前記駆動部を制御する制御部と、を備え、
前記駆動部は、
前記熱エネルギー付与部を移動可能に構成される第１駆動機構と、
前記第１駆動機構とは別の第２駆動機構と、を備え、
前記制御部は、
前記ワークの前記加工方向に区分される複数の被加工領域のそれぞれの加工開始位置に前記熱エネルギー付与部を移動可能であるとともに、
前記被加工領域のそれぞれにおける前記加工方向への前記熱エネルギー付与部の複数回の移動が可能に構成され、
前記カバーは、前記被加工領域における前記熱エネルギー付与部の移動範囲を実現する空隙を残して前記ワークを覆い、前記第２駆動機構により駆動される、熱加工装置。
【請求項14】
ワークを加熱して加工する熱加工方法であって、
前記ワークの被加工部に熱エネルギーを与える熱エネルギー付与部を前記ワークに対して加工方向に相対的に移動させることで、前記加工方向に沿って延びる溝を前記ワークに形成しながら、
前記加工方向における前側および後側の一方から第１ノズルにより前記被加工部にガスを吹き出しつつ、
前記加工方向における前側および後側の前記一方および他方のうち、前記被加工部の前記他方における所定位置に第２ノズルによりガスを吹き出し、かつ、
前記被加工部と前記所定位置との間から、前記ワークの熱加工に伴う生成物を集める集塵機構に向けてガスを排気させる、
熱加工方法。
前記ワークの被加工部に熱エネルギーを与える熱エネルギー付与部を前記ワークに対して加工方向に相対的に移動させることで、前記加工方向に沿って延びる溝を前記ワークに形成しながら、
前記加工方向における前側および後側の一方から第１ノズルにより前記被加工部にガスを吹き出しつつ、
前記加工方向における前側および後側の前記一方および他方のうち、前記被加工部の前記他方における所定位置に第２ノズルによりガスを吹き出し、かつ、
前記被加工部と前記所定位置との間から、前記ワークの熱加工に伴う生成物を集める集塵機構に向けてガスを排気させる、
熱加工方法。
【請求項15】
ワークを加熱して加工する熱加工方法であって、
前記ワークの被加工部に熱エネルギーを与える熱エネルギー付与部を前記ワークに対して加工方向に相対的に移動させながら、
前記加工方向における前側および後側の一方から前記被加工部にノズルによりガスを吹き出しつつ、
前記加工方向における前側および後側の前記一方および他方のうち前記被加工部の前記他方であって前記被加工部の近傍から、前記ワークの熱加工に伴う生成物を集める集塵機構に向けてガスを排気させ、
前記ガスの排気は、前記生成物を受け入れて前記集塵機構に向けて排出させるダクトと前記ワークとの間にシールを介在させた状態で行う、
熱加工方法。
前記ワークの被加工部に熱エネルギーを与える熱エネルギー付与部を前記ワークに対して加工方向に相対的に移動させながら、
前記加工方向における前側および後側の一方から前記被加工部にノズルによりガスを吹き出しつつ、
前記加工方向における前側および後側の前記一方および他方のうち前記被加工部の前記他方であって前記被加工部の近傍から、前記ワークの熱加工に伴う生成物を集める集塵機構に向けてガスを排気させ、
前記ガスの排気は、前記生成物を受け入れて前記集塵機構に向けて排出させるダクトと前記ワークとの間にシールを介在させた状態で行う、
熱加工方法。
【請求項16】
ワークを加熱して加工する熱加工方法であって、
前記ワークの被加工部に熱エネルギーを与える熱エネルギー付与部を前記ワークに対して加工方向に相対的に移動させながら、
前記被加工部に吹出ノズルによりガスを吹き出しつつ、
前記被加工部の周囲から、前記ワークの熱加工に伴う生成物を集める集塵機構に向けてガスを排気させ、
前記ワークに対する前記熱エネルギー付与部の移動は、
前記ワークの前記加工方向に区分される複数の被加工領域のそれぞれの加工開始位置に前記熱エネルギー付与部を順次移動させるとともに、前記被加工領域のそれぞれにおいて前記加工開始位置から前記加工方向へと前記熱エネルギー付与部を複数回に亘り移動させることで行われ、
前記ガスの排気は、
前記被加工領域における前記熱エネルギー付与部の移動範囲を実現する空隙を残して前記ワークを覆うとともに、前記熱エネルギー付与部を駆動する第１駆動機構とは別の第２駆動機構により駆動されるカバーにより、前記被加工部の周囲に排気室を区画しつつ行われる、
熱加工方法。
前記ワークの被加工部に熱エネルギーを与える熱エネルギー付与部を前記ワークに対して加工方向に相対的に移動させながら、
前記被加工部に吹出ノズルによりガスを吹き出しつつ、
前記被加工部の周囲から、前記ワークの熱加工に伴う生成物を集める集塵機構に向けてガスを排気させ、
前記ワークに対する前記熱エネルギー付与部の移動は、
前記ワークの前記加工方向に区分される複数の被加工領域のそれぞれの加工開始位置に前記熱エネルギー付与部を順次移動させるとともに、前記被加工領域のそれぞれにおいて前記加工開始位置から前記加工方向へと前記熱エネルギー付与部を複数回に亘り移動させることで行われ、
前記ガスの排気は、
前記被加工領域における前記熱エネルギー付与部の移動範囲を実現する空隙を残して前記ワークを覆うとともに、前記熱エネルギー付与部を駆動する第１駆動機構とは別の第２駆動機構により駆動されるカバーにより、前記被加工部の周囲に排気室を区画しつつ行われる、
熱加工方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、ワークを加熱しながら、切断、溶接等の熱加工（thermal processing）を行う熱加工装置および熱加工方法に関する。
【0002】
例えばレーザー光源等の熱源から発せられるビームによるワークの熱加工中は、ビームにより加熱されるワークの被加工部から、スパッタ、ヒューム等と呼ばれる粉塵が発生する。そうした粉塵の滞留、飛散による加工効率の低下や作業環境の悪化、機器の故障を避けるため、送風機等の集塵機構を用いて、レーザーヘッドの周りの粉塵を含む雰囲気を吸引して排出させるとともに、フィルタにより粉塵を捕集して回収する。
典型的な粉塵回収機構は、熱加工機に備わる機器とワークとを全体的に覆う壁体と、壁体の内側を吸引する集塵機とを備えている。
典型的な粉塵回収機構は、熱加工機に備わる機器とワークとを全体的に覆う壁体と、壁体の内側を吸引する集塵機とを備えている。
【0003】
特許文献１に記載のレーザスパッタ集塵装置は、鋼板の表面に上方からレーザーを照射するレーザー光源と、鋼板におけるレーザーの照射部位（被加工部）に対して上方からエアを噴射するエアノズルと、鋼板の搬送方向における照射部位よりも上流または下流から粉塵を吸引する集塵機構とを備えている。集塵機構は、レーザーの光路の近傍に集塵口を向けて配置される集塵フードと、集塵フードの内側の雰囲気を吸引する吸引ポンプとを備えている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開２０２２－０７５４９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
ワークが例えば大型構造物等の部材であって、そのサイズが大きい場合は、熱加工機の機器とワークとの全体を壁体により覆ったとしても、壁体の所定位置に接続される集塵機構により壁体の内側の全体に亘り粉塵を吸引することが難しい。
また、複数回に亘る切断工程を要する厚いワークを切断する場合は、熱加工の進展により切断溝が深くなるにつれて、粉塵の発生する被加工部（切断溝の底）が集塵機構の吸入口から遠ざかるところ、切断のために被加工部に供給される気体の流れが、集塵機構に向かわずに切断溝の内側を吹き抜けてしまう。これによって集塵効率が低下する。
本開示は、熱加工の対象の部材（ワーク）が大きい、あるいは厚いとしても、熱加工に伴う生成物（粉塵）を効率よく回収することで加工効率の向上を図ることを目的とする。
また、複数回に亘る切断工程を要する厚いワークを切断する場合は、熱加工の進展により切断溝が深くなるにつれて、粉塵の発生する被加工部（切断溝の底）が集塵機構の吸入口から遠ざかるところ、切断のために被加工部に供給される気体の流れが、集塵機構に向かわずに切断溝の内側を吹き抜けてしまう。これによって集塵効率が低下する。
本開示は、熱加工の対象の部材（ワーク）が大きい、あるいは厚いとしても、熱加工に伴う生成物（粉塵）を効率よく回収することで加工効率の向上を図ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本開示は、ワークを加熱して加工する熱加工装置であって、ワークの被加工部に熱エネルギーを与えることで、ワークに対する相対的な移動の方向である加工方向に沿って延びる溝をワークに形成可能に構成される熱エネルギー付与部と、加工方向における前側および後側の一方から被加工部にガスを吹き出す第１ノズルと、加工方向における前側および後側の一方および他方のうち、被加工部の他方における所定位置にガスを吹き出す第２ノズルと、ワークの熱加工に伴う生成物を集める集塵機構に接続され、被加工部と所定位置との間から生成物を含むガスを排気させる排気部と、を備える。
【0007】
また、本開示は、ワークを加熱して加工する熱加工装置であって、ワークの被加工部に熱エネルギーを与えることで、ワークに対する熱エネルギー付与部の相対的な移動の方向である加工方向に沿って被加工部を加工する熱エネルギー付与部と、加工方向における前側および後側の一方から被加工部にガスを吹き出すノズルと、ワークの熱加工に伴う生成物を集める集塵機構に接続され、加工方向における前側および後側の一方および他方のうち被加工部の他方であって被加工部の近傍から生成物を含むガスを排気させる排気部と、を備える。排気部は、生成物を受け入れて集塵機構に向けて排出させるダクトと、ダクトおよびワークの間に介在するシールと、を含む。
【0008】
さらに、本開示は、ワークを加熱して加工する熱加工装置であって、ワークの被加工部に熱エネルギーを与えることで、ワークに対する相対的な移動の方向である加工方向に沿って被加工部を加工する熱エネルギー付与部と、被加工部にガスを吹き出す吹出ノズルと、ワークの熱加工に伴う生成物を集める集塵機構に接続され、被加工部の周囲から生成物を含むガスを排気させる排気室と、被加工部の周囲に排気室を区画するカバーと、ワークに対して熱エネルギー付与部を移動させる駆動部と、
少なくとも駆動部を制御する制御部と、を備える。
駆動部は、熱エネルギー付与部を移動可能に構成される第１駆動機構と、
第１駆動機構とは別の第２駆動機構と、を備える。
制御部は、ワークの加工方向に区分される複数の被加工領域のそれぞれの加工開始位置に熱エネルギー付与部を移動可能であるとともに、被加工領域のそれぞれにおける加工方向への熱エネルギー付与部の複数回の移動が可能に構成される。
カバーは、被加工領域における熱エネルギー付与部の移動範囲を実現する空隙を残してワークを覆い、第２駆動機構により駆動される。
少なくとも駆動部を制御する制御部と、を備える。
駆動部は、熱エネルギー付与部を移動可能に構成される第１駆動機構と、
第１駆動機構とは別の第２駆動機構と、を備える。
制御部は、ワークの加工方向に区分される複数の被加工領域のそれぞれの加工開始位置に熱エネルギー付与部を移動可能であるとともに、被加工領域のそれぞれにおける加工方向への熱エネルギー付与部の複数回の移動が可能に構成される。
カバーは、被加工領域における熱エネルギー付与部の移動範囲を実現する空隙を残してワークを覆い、第２駆動機構により駆動される。
【0009】
本開示は、ワークを加熱して加工する熱加工方法にも展開することができる。
【発明の効果】
【0010】
第１ノズルおよび排気部に加えて第２ノズルを備え、第１ノズルおよび第２ノズルからそれぞれ流出するガスの流れを溝の内側で衝突させることにより、被加工部の近傍に粉塵を留めつつ、粉塵を含むガスの排気部への排気を促進して、被加工部の近傍から局所的に効率よく粉塵を回収することができる。
または、ノズルと、排気ダクトおよびシールを含む排気部とを備えることによっても、排気ダクトにより被加工部の近傍を囲って排気し、かつ排気ダクトとワークとの間の隙間をシールにより塞ぐことで、被加工部の近傍から局所的に効率よく粉塵を回収することができる。
さらに、本開示の他の構成からすると、ワークの複数の被加工領域毎に複数回の加工が繰り返されることを前提として、吹出ノズルと、カバーにより区画される排気室とを備え、被加工領域における熱エネルギー付与部の移動範囲を実現する空隙を残してワークを覆うとともに、熱エネルギー付与部を駆動する第１駆動機構とは別の第２駆動機構により駆動されるカバーによって、被加工部の周囲に排気室を区画しつつ、ガスの排気が行われる。この構成によれば、第１駆動機構や熱エネルギー付与部にモーメントを加えることなく被加工部の周囲にカバーを備えて、被加工部の周囲から粉塵を漏れなく回収することができる。
または、ノズルと、排気ダクトおよびシールを含む排気部とを備えることによっても、排気ダクトにより被加工部の近傍を囲って排気し、かつ排気ダクトとワークとの間の隙間をシールにより塞ぐことで、被加工部の近傍から局所的に効率よく粉塵を回収することができる。
さらに、本開示の他の構成からすると、ワークの複数の被加工領域毎に複数回の加工が繰り返されることを前提として、吹出ノズルと、カバーにより区画される排気室とを備え、被加工領域における熱エネルギー付与部の移動範囲を実現する空隙を残してワークを覆うとともに、熱エネルギー付与部を駆動する第１駆動機構とは別の第２駆動機構により駆動されるカバーによって、被加工部の周囲に排気室を区画しつつ、ガスの排気が行われる。この構成によれば、第１駆動機構や熱エネルギー付与部にモーメントを加えることなく被加工部の周囲にカバーを備えて、被加工部の周囲から粉塵を漏れなく回収することができる。
【0011】
以上より、本開示によれば、従来のレーザー加工機のように閉空間内に機器全体を納める必要がなく、大型や厚肉のワークを加工する場合であっても、装置のコンパクト化および効率的な粉塵回収を実現するとともに、加工効率を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【0012】
【図1】本開示の第１実施形態に係る熱加工機およびワークを示す模式図である。
【図4】（ａ）～（ｃ）は、排気ダクトの形状の一例を示す平面図である。
【図5】（ａ）は、各被加工領域における往復移動による複数パスを説明するための模式図である。（ｂ）は、各被加工領域における一方向への移動による複数パスを説明するための模式図である。
【図6】（ａ）は、往路におけるノズルおよびダクトの向きを示す側面図である。（ｂ）は、復路におけるノズルおよびダクトの向きを示す側面図である。
【図7】切断工程のフロー図である。
【図8】本開示の第１変形例を示す斜視図である。
【図9】第１変形例を示す模式図である。（ａ）は、往路におけるノズルおよびダクトの向きを示す平面図である。（ｂ）は、往路から復路に折り返す際にノズルおよびダクトの回転動作を示す平面図である。（ｃ）は、復路におけるノズルおよびダクトの向きを示す平面図である。（ｄ）は、復路から往路に折り返す際にノズルおよびダクトの回転動作を示す平面図である。
【図10】第２実施形態に係る熱加工機およびワークを示す模式図である。
【図12】本開示の第２変形例を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【0013】
以下、添付図面を参照しながら、本開示の一実施形態について説明する。
［第１実施形態］
〔全体構成〕
図１に示すレーザー加工機１は、駆動部２と、ワーク３を支持するワーク支持部４と、駆動部２によりワーク３に対して相対的に移動され、ワーク３を加熱して加工する熱加工装置１０と、駆動部２および熱加工装置１０を制御する制御部５とを備えている。
第１実施形態のレーザー加工機１は、特に、大型で肉厚のワーク３を所定の形状に切断する加工に適する。レーザー加工機１は、レーザーを用いて、切断加工の他、溶接、孔あけ等の加工も可能である。
［第１実施形態］
〔全体構成〕
図１に示すレーザー加工機１は、駆動部２と、ワーク３を支持するワーク支持部４と、駆動部２によりワーク３に対して相対的に移動され、ワーク３を加熱して加工する熱加工装置１０と、駆動部２および熱加工装置１０を制御する制御部５とを備えている。
第１実施形態のレーザー加工機１は、特に、大型で肉厚のワーク３を所定の形状に切断する加工に適する。レーザー加工機１は、レーザーを用いて、切断加工の他、溶接、孔あけ等の加工も可能である。
【0014】
〔ワークの構成〕
ワーク３は、熱加工装置１０による熱加工の対象の部材に相当し、例えば、金属材料、樹脂材料、繊維強化樹脂等の適宜な材料から形成されている。ワーク３は、平面的な形状には限らず、三次元形状であってもよい。図示されているワーク３は、例えば、航空機や船舶の部材等、概ね板状であるが、三次元形状に形成される部材に相当し、ワーク支持部４に水平または略水平に支持されている。
ワーク３は、ワーク支持部４における所定位置に位置決めされる。
ワーク３は、熱加工装置１０による熱加工の対象の部材に相当し、例えば、金属材料、樹脂材料、繊維強化樹脂等の適宜な材料から形成されている。ワーク３は、平面的な形状には限らず、三次元形状であってもよい。図示されているワーク３は、例えば、航空機や船舶の部材等、概ね板状であるが、三次元形状に形成される部材に相当し、ワーク支持部４に水平または略水平に支持されている。
ワーク３は、ワーク支持部４における所定位置に位置決めされる。
【0015】
〔駆動部の構成〕
駆動部２は、例えば、ガントリー２１と、ガントリー２１の部材に対して相対移動可能に支持されるヘッド駆動機構２２とを備えている。
ガントリー２１は、ベース２１０に鉛直方向（ｚ方向）に立設される一対のコラムまたは支持壁２１１と、コラムまたは支持壁２１１に支持されて水平に延びるクロスレール２１２と、クロスレール２１２に支持されて水平方向に延在するステージ２１３とを備えている。ヘッド駆動機構２２は、ステージ２１３に対して相対移動可能に設置されている。
駆動部２は、例えば、ガントリー２１と、ガントリー２１の部材に対して相対移動可能に支持されるヘッド駆動機構２２とを備えている。
ガントリー２１は、ベース２１０に鉛直方向（ｚ方向）に立設される一対のコラムまたは支持壁２１１と、コラムまたは支持壁２１１に支持されて水平に延びるクロスレール２１２と、クロスレール２１２に支持されて水平方向に延在するステージ２１３とを備えている。ヘッド駆動機構２２は、ステージ２１３に対して相対移動可能に設置されている。
【0016】
ヘッド駆動機構２２は、６軸駆動機構であり、熱加工装置１０のレーザーヘッド１１を支持するとともに、ｘ方向、ｙ方向、ｚ方向、ｘ回転方向、ｙ回転方向、およびｚ回転方向に移動可能に構成されている。ガントリー２１は、３軸駆動機構であり、ヘッド駆動機構２２およびレーザーヘッド１１の全体をｘ方向、ｙ方向、およびｚ方向に移動可能に構成されている。
【0017】
〔熱加工装置〕
熱加工装置１０は、駆動部２により、所定位置に配置されているワーク３に対して、ワーク３を切断する方向（加工方向Ｄ１）に移動される。加工方向Ｄ１は、ワークの全体形状に依存し、必ずしも水平方向には相当しない。
熱加工装置１０は、駆動部２により、所定位置に配置されているワーク３に対して、ワーク３を切断する方向（加工方向Ｄ１）に移動される。加工方向Ｄ１は、ワークの全体形状に依存し、必ずしも水平方向には相当しない。
【0018】
熱加工装置１０は、図１、図２、および図３（ａ）に示すように、ワーク３の被加工部３１に熱エネルギーを与える熱エネルギー付与部としてのレーザーヘッド１１と、加工方向Ｄ１における前側Ｆから被加工部３１にガスを吹き出す前ノズル１２（第１ノズル）と、被加工部３１の近傍からガスを排気させる排気部１３と、被加工部３１の後側Ｒの所定位置１４１にガスを吹き出す後ノズル１４（第２ノズル）とを備えている。
【0019】
前ノズル１２、排気部１３、および後ノズル１４は、支持部１５，１６等を介してレーザーヘッド１１と一体に組み付けることができる。駆動部２によりレーザーヘッド１１をワーク３に対して加工方向Ｄ１に移動させると、前ノズル１２、排気部１３、および後ノズル１４も、レーザーヘッド１１と一体的にワーク３に対して移動される。
図２、図３（ａ）、および図３（ｂ）において、支持部１５，１６の図示は省略されている。
図２、図３（ａ）、および図３（ｂ）において、支持部１５，１６の図示は省略されている。
【0020】
（レーザーヘッド）
レーザーヘッド１１は、レーザーが発せられる発振部と、レーザーを集光する光学系とを備え、ワーク３に向けてレーザービームＢを出射する。発振部および光学系の図示は省略する。レーザービームＢは、レーザーヘッド１１の光学軸に相当する軸線Ｂ１の方向に出射される。
ヘッド駆動機構２２がｘ回転方向およびｙ回転方向において中立位置にあるとき、レーザービームＢは鉛直方向の下向きに出射される。
レーザーヘッド１１は、レーザーが発せられる発振部と、レーザーを集光する光学系とを備え、ワーク３に向けてレーザービームＢを出射する。発振部および光学系の図示は省略する。レーザービームＢは、レーザーヘッド１１の光学軸に相当する軸線Ｂ１の方向に出射される。
ヘッド駆動機構２２がｘ回転方向およびｙ回転方向において中立位置にあるとき、レーザービームＢは鉛直方向の下向きに出射される。
【0021】
被加工部３１は、ワーク３におけるレーザービームＢが照射される部位に相当する。レーザーヘッド１１の移動に伴い、ワーク３における被加工部３１は変位する。
レーザービームＢの焦点ｆｃは最もエネルギー密度が高い。そのため、切断加工が進展しても、焦点ｆｃが溝３２の底３２Ａまたはその近傍に位置しているように、本実施形態のヘッド駆動機構２２は、切断加工の進展に伴い、レーザーヘッド１１をワーク３の表面３Ａからワーク３の板厚方向（溝３２の深さ方向Ｄ２）に移動させる機構を備えていることが好ましい。この場合前ノズル１２も、被加工部３１を掃気するため、レーザーヘッド１１に追従してヘッド駆動機構２２により方向Ｄ２に移動されることが好ましい。
本実施形態のヘッド駆動機構２２は、ワーク３が切断される過程において、ワーク３の厚さに相当する変位量でレーザーヘッド１１および前ノズル１２を方向Ｄ２に移動させるように構成されている。本実施形態の排気部１３および後ノズル１４は、レーザーヘッド１１および前ノズル１２の方向Ｄ２への変位には追従せず、切断過程に亘りワーク３の表面３Ａに対する相対位置が維持される。
切断前におけるレーザーヘッド１１および前ノズル１２の初期位置（ワーク３の厚さ方向の位置）は、ワーク３の表面３Ａから少なくともワーク３の厚さ以上離れた位置に設定されている。
レーザービームＢの焦点ｆｃは最もエネルギー密度が高い。そのため、切断加工が進展しても、焦点ｆｃが溝３２の底３２Ａまたはその近傍に位置しているように、本実施形態のヘッド駆動機構２２は、切断加工の進展に伴い、レーザーヘッド１１をワーク３の表面３Ａからワーク３の板厚方向（溝３２の深さ方向Ｄ２）に移動させる機構を備えていることが好ましい。この場合前ノズル１２も、被加工部３１を掃気するため、レーザーヘッド１１に追従してヘッド駆動機構２２により方向Ｄ２に移動されることが好ましい。
本実施形態のヘッド駆動機構２２は、ワーク３が切断される過程において、ワーク３の厚さに相当する変位量でレーザーヘッド１１および前ノズル１２を方向Ｄ２に移動させるように構成されている。本実施形態の排気部１３および後ノズル１４は、レーザーヘッド１１および前ノズル１２の方向Ｄ２への変位には追従せず、切断過程に亘りワーク３の表面３Ａに対する相対位置が維持される。
切断前におけるレーザーヘッド１１および前ノズル１２の初期位置（ワーク３の厚さ方向の位置）は、ワーク３の表面３Ａから少なくともワーク３の厚さ以上離れた位置に設定されている。
【0022】
レーザービームＢにより与えられる熱エネルギーにより、ワーク３の被加工部３１は溶融、蒸発し、熱加工に伴う生成物である微細な粉塵は前ノズル１２から供給されるガスにより被加工部３１から除去される。そのため、ワーク３には、図２および図３（ｂ）に示すように、表面３Ａから掘り下げられ、加工方向Ｄ１に沿って延びる溝３２が形成される。溝３２の断面形状は、一例としてＶ字状であるが、これに限らず適宜な断面形状であって良い。なお、本実施形態の熱加工装置１０は、切断加工に限らず、ワーク３に溝３２を形成する加工にも適する。
【0023】
熱加工に伴って生成される生成物は、スパッタ、ヒューム等とも呼ばれ、液滴や、蒸発後に凝縮した固体粒子等を総称して「粉塵」と称するものとする。
こうした粉塵が光学系のレンズに付着したり、浮遊してレーザービームＢの光路に存在していたりすると、加工効率が低下する。本実施形態は、粉塵を回収するため、前ノズル１２および排気部１３に加えて後ノズル１４を備えている。
こうした粉塵が光学系のレンズに付着したり、浮遊してレーザービームＢの光路に存在していたりすると、加工効率が低下する。本実施形態は、粉塵を回収するため、前ノズル１２および排気部１３に加えて後ノズル１４を備えている。
【0024】
（前ノズル）
前ノズル１２は、図示しないガス供給源に接続されるとともに、支持部１５（図１）により、ワーク３の表面３Ａに対して傾斜した姿勢に支持されている。ガス供給源から前ノズル１２に供給されるガスは、切断加工を行う場合は、例えば、空気、酸素ガス、あるいは窒素ガス等の不活性ガスである。行われる加工に応じて適切なガスが選択されるように構成されていてもよい。
前ノズル１２は、図示しないガス供給源に接続されるとともに、支持部１５（図１）により、ワーク３の表面３Ａに対して傾斜した姿勢に支持されている。ガス供給源から前ノズル１２に供給されるガスは、切断加工を行う場合は、例えば、空気、酸素ガス、あるいは窒素ガス等の不活性ガスである。行われる加工に応じて適切なガスが選択されるように構成されていてもよい。
【0025】
図１および図３（ａ）に示すように、被加工部３１に向けて配置される前ノズル１２の先端１２Ａ（吹出口）は、前ノズル１２の基端１２Ｂよりも後側Ｒ、かつワーク３の表面３Ａに近接する側に位置している。そのため、前ノズル１２から流出するガスの流れの方向は、加工方向Ｄ１の成分と、溝３２の深さ方向Ｄ２の成分とを含む。前ノズル１２は、ヘッド駆動機構２２がｘ回転方向およびｙ回転方向において中立位置にあるとき、水平面に対して、例えば２０～６０°程度傾斜して配置されることが好ましい。
前ノズル１２から被加工部３１に吹き出されるガスにより、被加工部３１が掃気され、被加工部３１から粉塵が放射状に飛散する。
前ノズル１２から被加工部３１に吹き出されるガスにより、被加工部３１が掃気され、被加工部３１から粉塵が放射状に飛散する。
【0026】
前ノズル１２は、例えば、断面形状が円形のノズルであってよい。前ノズル１２は、高温のレーザービームＢの熱により変形しない程度に、被加工部３１に近づけて配置されることが好ましい
【0027】
（排気部）
排気部１３は、図２および図３（ａ）に示すように、粉塵を集める集塵機構１３０にホース１３Ｈを介して接続され、被加工部３１の近傍であって、被加工部３１と、後ノズル１４から流出したガスが向かう所定位置１４１との間から、粉塵を含むガスを排気させる。排気部１３は、粉塵を受け入れて集塵機構１３０に向けて排出させる排気ダクト１３１と、排気ダクト１３１およびワーク３の表面３Ａとの間に介在するシール部材の一例としてのブラシシール１３２とを備えている。
集塵機構１３０は、ガスを吸引して排出可能に構成される図示しない送風機と、図示しないフィルタとを含んで構成される。
排気部１３は、図２および図３（ａ）に示すように、粉塵を集める集塵機構１３０にホース１３Ｈを介して接続され、被加工部３１の近傍であって、被加工部３１と、後ノズル１４から流出したガスが向かう所定位置１４１との間から、粉塵を含むガスを排気させる。排気部１３は、粉塵を受け入れて集塵機構１３０に向けて排出させる排気ダクト１３１と、排気ダクト１３１およびワーク３の表面３Ａとの間に介在するシール部材の一例としてのブラシシール１３２とを備えている。
集塵機構１３０は、ガスを吸引して排出可能に構成される図示しない送風機と、図示しないフィルタとを含んで構成される。
【0028】
排気ダクト１３１は、図２および図４（ａ）に形状の一例を示すように、前側Ｆと、ワーク３に対向する側とが開放された箱状に形成されている。排気ダクト１３１は、支持部１６（図１）によりヘッド駆動機構２２に支持されている。
【0029】
排気ダクト１３１は、側壁１３１Ａ，１３１Ｂ，１３１Ｃと、後壁１３１Ｄとを備えている。ワーク３に対向する側壁１３１Ｂにおける後壁１３１Ｄの近傍のホース接続部１３１Ｅには、ホース１３Ｈが接続されている。
熱加工に伴い被加工部３１から飛散した粉塵は、集塵機構１３０により、前側Ｆの開口１３１Ｆおよびワーク３に対向する開口１３１Ｇから排気ダクト１３１の内側にガスと共に吸引され、フィルタに捕集されることで回収される。フィルタは、適時に洗浄、交換等のメンテナンスが行われる。
熱加工に伴い被加工部３１から飛散した粉塵は、集塵機構１３０により、前側Ｆの開口１３１Ｆおよびワーク３に対向する開口１３１Ｇから排気ダクト１３１の内側にガスと共に吸引され、フィルタに捕集されることで回収される。フィルタは、適時に洗浄、交換等のメンテナンスが行われる。
【0030】
排気ダクト１３１は、例えば、金属材料、樹脂材料等の適宜な材料から形成することができる。排気ダクト１３１を難燃材から形成することもできる。排気ダクト１３１は、レーザービームＢの熱により排気ダクト１３１およびブラシシール１３２が変形しない程度に、被加工部３１に近づけて配置されることが好ましい。
【0031】
被加工部３１から放射状に飛散する粉塵を排気ダクト１３１により漏れなく回収するため、図４（ｂ）または（ｃ）に示すように、排気ダクト１３１の前側Ｆの開口１３１Ｆの幅ｗをワーク３の表面３Ａに沿った方向に拡大することが好ましい。図４（ｂ）に示す排気ダクト１３１－１は、ホース接続部１３１Ｅから開口１３１Ｆに向かうにつれて次第に幅が拡大する扇形状に形成されている。図４（ｃ）に示す排気ダクト１３１－２は、ホース接続部１３１Ｅのホース接続部１３１Ｅの内径φが幅ｗと同等に設定されている。
【0032】
ガスがスムーズに開口１３１Ｆ，１３１Ｇから吸い込まれてホース１３Ｈに流入するように、排気ダクト１３１，１３１－１，１３１－２の高さｈ（図２）や長さＬ１が決められる。高さｈは、他の構成機器と干渉しない範囲において、例えば、ホース接続部１３１Ｅの内径φの例えば０．５～４倍に設定することができる。長さＬ１は、他の構成機器と干渉しない範囲において、例えば、ホース接続部１３１Ｅの内径φの例えば２～６倍に設定することができる。
【0033】
ブラシシール１３２は、開口１３１Ｇを囲む側壁１３１Ａ，１３１Ｃおよび後壁１３１Ｄの３辺の端縁に沿って設けられている。ブラシシール１３２は、樹脂材料等から形成された柔軟で密な毛束からなる。毛束の長さＬ２は、ワーク３に対して排気ダクト１３１が移動する際に、毛束が変形しつつ、毛束の先端がワーク３に接触した状態を保つように、適宜な長さに決められる。
【0034】
排気部１３は、ブラシシール１３２に代えて、排気ダクト１３１およびワーク３の間に介在する適宜な構成のシール部材を備えることができる。排気ダクト１３１とワーク３の表面３Ａとの間をシール部材により塞ぐことで、集塵機構１３０による吸引効率を高めることが可能である。かかるシール部材は、ワーク３を傷付けないものであることが好ましく、また、排気部１３を支持するレーザーヘッド１１に極力モーメントを作用させない観点からワーク３に対して過大な摩擦を発生させないことが好ましい。当該シール部材は、ゴムシール等であってもよい。
【0035】
（後ノズル）
後ノズル１４は、図示しないガス供給源に接続され、排気ダクト１３１の後側Ｒでワーク３に向けてガスを吹き出す。ガス供給源から後ノズル１４に供給されるガスは、例えば、空気、酸素ガス、あるいは窒素ガス等の不活性ガスである。後ノズル１４に接続されるガス供給源は、前ノズル１２に接続されるガス供給源と同じであっても異なっていてもよい。
後ノズル１４は、図示しないガス供給源に接続され、排気ダクト１３１の後側Ｒでワーク３に向けてガスを吹き出す。ガス供給源から後ノズル１４に供給されるガスは、例えば、空気、酸素ガス、あるいは窒素ガス等の不活性ガスである。後ノズル１４に接続されるガス供給源は、前ノズル１２に接続されるガス供給源と同じであっても異なっていてもよい。
【0036】
後ノズル１４は、排気ダクト１３１の後壁１３１Ｄに支持され、ワーク３に近づけて配置されている。なお、後ノズル１４は、支持部１６に支持されていてもよい。後ノズル１４は、例えば、断面形状が円形のノズルであってよい。
【0037】
本実施形態の後ノズル１４から流出するガスの流れの方向は、少なくとも、溝３２の深さ方向Ｄ２の成分を含む。後ノズル１４から所定位置１４１に向けて吹き出されたガスの流れは、図３（ｂ）に示すように、溝３２の内側で前ノズル１２から流出したガスの流れと衝突し（衝突位置Ｃを参照）、粉塵を溝３２から掬い上げつつ、排気ダクト１３１の開口１３１Ｇから集塵機構１３０により吸引されて排気される。後ノズル１４から流出するガスにより、前ノズル１２から流出するガスが溝３２に沿って吹き抜けることが防止される。そうすると、前ノズル１２から被加工部３１に吹き付けられ、被加工部３１から後側Ｒへ飛散した粉塵が、ガスの流れに従って排気ダクト１３１から排気されるので、粉塵の回収を促進することができる。
【0038】
加工が進展して溝３２が深くなり、ホース接続部１３１Ｅの吸引口１３１Ｊが被加工部３１（溝３２の底３２Ａ）から遠ざかるにつれて、排気ダクト１３１の内側と溝３２の内側とを合わせた容積が増加するので、吸引能力が低下して粉塵の集塵効率が低下する。そこで、例えば、排気ダクト１３１に対してホース１３Ｈおよびホース接続部１３１Ｅを移動可能な機構を設けるとよい。かかる機構は、溝３２が深くなるほど、つまり、ワーク３を複数回に亘り切断する場合のパスの回数を経るに従い、吸引口１３１Ｊの位置を溝３２の底３２Ａに近接する向きに変位させる。
【0039】
本実施形態の後ノズル１４は、レーザービームＢと同様に、ヘッド駆動機構２２がｘ回転方向およびｙ回転方向において中立位置にあるとき、鉛直方向の下方に向けて、溝３２の深さ方向Ｄ２に沿って配置されている。
これに限らず、後ノズル１４は、溝３２の深さ方向Ｄ２に対して傾斜して配置されていてもよい。その場合は、後ノズル１４の先端１４Ａ（吹出口）が、後ノズル１４の基端１４Ｂよりも前側Ｆ、かつワーク３の表面３Ａに近接する側に位置するように傾斜していることが好ましい。この場合において、後ノズル１４から流出するガスの流速の加工方向Ｄ１の成分（加工方向成分）は、前ノズル１２から流出するガスの流速の加工方向Ｄ１の成分よりも小さいことが好ましい。後ノズル１４から流出するガスの流れによって、前ノズル１２から被加工部３１に噴射されるガスの流れが妨げられないようにするためである。
これに限らず、後ノズル１４は、溝３２の深さ方向Ｄ２に対して傾斜して配置されていてもよい。その場合は、後ノズル１４の先端１４Ａ（吹出口）が、後ノズル１４の基端１４Ｂよりも前側Ｆ、かつワーク３の表面３Ａに近接する側に位置するように傾斜していることが好ましい。この場合において、後ノズル１４から流出するガスの流速の加工方向Ｄ１の成分（加工方向成分）は、前ノズル１２から流出するガスの流速の加工方向Ｄ１の成分よりも小さいことが好ましい。後ノズル１４から流出するガスの流れによって、前ノズル１２から被加工部３１に噴射されるガスの流れが妨げられないようにするためである。
【0040】
後ノズル１４の設置角度は、前ノズル１２および後ノズル１４からそれぞれ流出するガスの流速の加工方向成分の比率の他、前ノズル１２の先端１２Ａと後ノズル１４の先端１４Ａとの距離等をも踏まえて設定される。
【0041】
（熱加工装置およびヘッド駆動機構の変形例）
ところで、熱加工装置１０およびヘッド駆動機構２２は、ワーク３を切断する過程において、排気部１３および後ノズル１４がレーザーヘッド１１および前ノズル１２と共に溝３２の深さ方向Ｄ２に移動するように構成されていてもよい。この場合、ブラシシール１３２の毛束の長さＬ２は、少なくとも溝３２の深さ（ワーク３の厚さ）の分だけ余裕を持たせた長さに設定され、排気ダクト１３１は、ブラシシール１３２の毛束を変形させつつワーク３の表面３Ａに近接する。また、切断開始前における後ノズル１４の初期位置は、最も下降した時に後ノズル１４がワーク３と干渉しないように、ワーク３の表面３Ａから少なくともワーク３の厚さ以上離れた位置に設定される。
ところで、熱加工装置１０およびヘッド駆動機構２２は、ワーク３を切断する過程において、排気部１３および後ノズル１４がレーザーヘッド１１および前ノズル１２と共に溝３２の深さ方向Ｄ２に移動するように構成されていてもよい。この場合、ブラシシール１３２の毛束の長さＬ２は、少なくとも溝３２の深さ（ワーク３の厚さ）の分だけ余裕を持たせた長さに設定され、排気ダクト１３１は、ブラシシール１３２の毛束を変形させつつワーク３の表面３Ａに近接する。また、切断開始前における後ノズル１４の初期位置は、最も下降した時に後ノズル１４がワーク３と干渉しないように、ワーク３の表面３Ａから少なくともワーク３の厚さ以上離れた位置に設定される。
【0042】
〔制御部〕
制御部５は、ワーク３の加工形状に基づき、レーザーヘッド１１の移動経路を予め設定するとともに、図５（ａ）に示すように、移動径路を複数の被加工領域Ａに分割する。
ワーク３の切断加工は、図５（ａ）に示すように、ワーク３において加工方向Ｄ１に区分される複数の被加工領域Ａ毎に、レーザーヘッド１１を加工方向Ｄ１に複数回移動させることで行われる。図５には、ワーク３の一部の被加工領域Ａのみが示されている。
制御部５は、ワーク３の加工形状に基づき、レーザーヘッド１１の移動経路を予め設定するとともに、図５（ａ）に示すように、移動径路を複数の被加工領域Ａに分割する。
ワーク３の切断加工は、図５（ａ）に示すように、ワーク３において加工方向Ｄ１に区分される複数の被加工領域Ａ毎に、レーザーヘッド１１を加工方向Ｄ１に複数回移動させることで行われる。図５には、ワーク３の一部の被加工領域Ａのみが示されている。
【0043】
制御部５は、複数の被加工領域Ａのそれぞれの加工開始位置Ｐ１にレーザーヘッド１１を移動可能に構成されるとともに、被加工領域Ａのそれぞれにおけるレーザーヘッド１１の複数回の移動が可能に構成される。加工開始位置Ｐ１は、各被加工領域Ａにおける加工方向Ｄ１の一端に相当する。
【0044】
加工方向Ｄ１への「複数回の移動」は、図５（ｂ）に示すように、被加工領域Ａにおいて加工開始位置Ｐ１から一方向への移動を繰り返すこと、および、図５（ａ）に示す本実施形態のように、被加工領域Ａにおいて加工開始位置Ｐ１から被加工領域Ａの一端と他端とを往復移動することのいずれをも含む。
被加工領域Ａにおける一端から他端までの加工を１回の「パス」と称する。図５（ａ）に示す例では、４回のパスによりワーク３が切断される。
被加工領域Ａにおける一端から他端までの加工を１回の「パス」と称する。図５（ａ）に示す例では、４回のパスによりワーク３が切断される。
【0045】
制御部５による駆動部２の制御により、一の被加工領域Ａの加工開始位置Ｐ１から加工方向Ｄ１へ複数パスの加工を終えると、隣の被加工領域Ａの加工開始位置Ｐ１にレーザーヘッド１１を移動させ、当該被加工領域Ａにおける複数パスの加工がなされる。これを全被加工領域Ａに亘り順次繰り返すことにより、大型のワーク３でも、安定して母材から切り離しつつ切断加工することができる。
【0046】
〔回転機構〕
レーザーヘッド１１を往復移動させる場合、熱加工装置１０は、レーザーヘッド１１に設定される軸線Ｂ１を中心に、レーザーヘッド１１に対して前ノズル１２、排気部１３、および後ノズル１４の全体を１８０°回転させる回転機構１７（図１）を備えている。
レーザーヘッド１１を往復移動させる場合、熱加工装置１０は、レーザーヘッド１１に設定される軸線Ｂ１を中心に、レーザーヘッド１１に対して前ノズル１２、排気部１３、および後ノズル１４の全体を１８０°回転させる回転機構１７（図１）を備えている。
【0047】
図６（ａ）は、レーザーヘッド１１の往復移動の往路Ａ１におけるノズル１２，１４および排気部１３の向きを示し、図６（ｂ）は、復路Ａ２におけるノズル１２，１４および排気部１３の向きを示している。図６（ａ）と図６（ｂ）とでは、前側Ｆと後側Ｒとが入れ替わっている。
本実施形態は、加工方向Ｄ１を切り替える際に、レーザーヘッド１１に設定される軸線Ｂ１を中心に、前ノズル１２、排気部１３、および後ノズル１４の全体を回転機構１７により１８０°回転させる。
本実施形態は、加工方向Ｄ１を切り替える際に、レーザーヘッド１１に設定される軸線Ｂ１を中心に、前ノズル１２、排気部１３、および後ノズル１４の全体を回転機構１７により１８０°回転させる。
【0048】
前ノズル１２および後ノズル１４が回転しても、前ノズル１２および後ノズル１４がそれぞれガス供給源に接続されている状態が保たれるように、図示しないバルブ等を含んでガス供給系統が構成されている。排気部１３は、排気部１３が集塵機構１３０に接続された状態を保って回転できるように、ホース１３Ｈが伸縮可能かつ十分な長さに設定されている。
【0049】
〔切断工程のフロー〕
図７を参照し、レーザー加工機１によるワーク３の切断工程の一例を説明する。
まず、制御部５はワーク３の加工形状のデータをインプットする（ステップＳ０１）。そして、ガントリー２１のゼロ点調整（ステップＳ０２）およびヘッド駆動機構２２のゼロ点調整（ステップＳ０３）を実施した後、制御部５は各被加工領域Ａにおけるコンターデータ（contour data）をインプットし、切断を開始する（ステップＳ０４）。図７では、被加工領域Ａを「セット」と称する。
図７を参照し、レーザー加工機１によるワーク３の切断工程の一例を説明する。
まず、制御部５はワーク３の加工形状のデータをインプットする（ステップＳ０１）。そして、ガントリー２１のゼロ点調整（ステップＳ０２）およびヘッド駆動機構２２のゼロ点調整（ステップＳ０３）を実施した後、制御部５は各被加工領域Ａにおけるコンターデータ（contour data）をインプットし、切断を開始する（ステップＳ０４）。図７では、被加工領域Ａを「セット」と称する。
【0050】
ガントリー２１により被加工領域Ａの加工開始位置Ｐ１にレーザーヘッド１１を移動させると（ステップＳ０５）、熱加工装置１０により、前ノズル１２および後ノズル１４に関するガスの供給系統、および排気部１３に関するガスの排気系統を起動する（ステップＳ０６）。そして、レーザーヘッド１１を起動し、ヘッド駆動機構２２によりレーザーヘッド１１を移動させながら往路Ａ１の切断加工を行う（ステップＳ０７）。
往路Ａ１の最後まで加工すると、レーザーヘッド１１によるレーザービームＢの出射を停止し、ガス供給系統のバルブの切替を行い（ステップＳ０８）、さらに回転機構１７によりノズルおよびダクトを回転させる（ステップＳ０９）。
往路Ａ１の最後まで加工すると、レーザーヘッド１１によるレーザービームＢの出射を停止し、ガス供給系統のバルブの切替を行い（ステップＳ０８）、さらに回転機構１７によりノズルおよびダクトを回転させる（ステップＳ０９）。
【0051】
復路Ａ２では、レーザーヘッド１１を起動して往路Ａ１の切断加工を行い（ステップＳ１０）、復路Ａ２の最後まで加工すると、レーザービームＢの出射を停止し、ガス供給系統のバルブの切替を行い（ステップＳ１１）、さらに回転機構１７によりノズルおよびダクトを回転させる（ステップＳ１２）。
ステップＳ０７からステップＳ１２までの往路Ａ１および復路Ａ２の処理を予め設定されたパス数だけ繰り返すと（ステップＳ１３でYes）、ガスの供給系統を停止し（ステップＳ１４）、次の被加工領域Ａが存在する場合は（ステップＳ１５でNo）、ガントリー２１によりレーザーヘッド１１とノズル１２，１４や排気部１３を次の被加工領域Ａの加工開始位置Ｐ１に移動させる（ステップＳ０５）。
全ての被加工領域Ａの切断を終えたならば（ステップＳ１５でYes）、熱加工装置１０およびヘッド駆動機構２２と、ガントリー２１とをそれぞれ停止し（ステップＳ１６，Ｓ１７）、制御部５による制御を終了する（ステップＳ１８）。
ステップＳ０７からステップＳ１２までの往路Ａ１および復路Ａ２の処理を予め設定されたパス数だけ繰り返すと（ステップＳ１３でYes）、ガスの供給系統を停止し（ステップＳ１４）、次の被加工領域Ａが存在する場合は（ステップＳ１５でNo）、ガントリー２１によりレーザーヘッド１１とノズル１２，１４や排気部１３を次の被加工領域Ａの加工開始位置Ｐ１に移動させる（ステップＳ０５）。
全ての被加工領域Ａの切断を終えたならば（ステップＳ１５でYes）、熱加工装置１０およびヘッド駆動機構２２と、ガントリー２１とをそれぞれ停止し（ステップＳ１６，Ｓ１７）、制御部５による制御を終了する（ステップＳ１８）。
【0052】
〔本実施形態による作用効果〕
本実施形態によれば、前ノズル１２および排気部１３に加えて後ノズル１４を備え、後ノズル１４から排気部１３の後側Ｒで被加工部３１の後側Ｒの所定位置１４１にガスを吹き出すことにより、上述のように、前ノズル１２から流出したガスの流れが溝３２に沿って後側Ｒへ吹き抜けることが防止される。そのため、被加工部３１の近傍に粉塵を留めつつ、粉塵を含むガスの排気部１３への排気が促進されることにより、被加工部３１の近傍から局所的に効率よく粉塵を回収することができる。
本実施形態によれば、前ノズル１２および排気部１３に加えて後ノズル１４を備え、後ノズル１４から排気部１３の後側Ｒで被加工部３１の後側Ｒの所定位置１４１にガスを吹き出すことにより、上述のように、前ノズル１２から流出したガスの流れが溝３２に沿って後側Ｒへ吹き抜けることが防止される。そのため、被加工部３１の近傍に粉塵を留めつつ、粉塵を含むガスの排気部１３への排気が促進されることにより、被加工部３１の近傍から局所的に効率よく粉塵を回収することができる。
【0053】
したがって、従来のレーザー加工機のように閉空間内に機器全体を納める必要がないため、壁体で覆うことが現実的ではない大型のワーク３を加工することが可能であって、大型のワーク３や、加工に複数パスが必要な厚肉のワーク３を加工する場合であっても、装置のコンパクト化および効率的な粉塵回収を実現することができる。
粉塵が効率よく回収されるため、粉塵の飛散による装置の故障リスクを低減し、作業環境の改善を図るとともに、レーザービームＢへの粉塵による干渉を防止して加工効率を向上させることができる。
粉塵が効率よく回収されるため、粉塵の飛散による装置の故障リスクを低減し、作業環境の改善を図るとともに、レーザービームＢへの粉塵による干渉を防止して加工効率を向上させることができる。
【0054】
本実施形態の熱加工装置１０の排気部１３がブラシシール１３２を備えていることにより、排気ダクト１３１とワーク３との間の隙間をブラシシール１３２により塞ぎ、粉塵を含むガスの排気部１３への排気を促進させることができる。そのため、溝３２が形成される加工には限らず、溶接や孔あけ加工に関しても、被加工部３１の近傍から局所的に効率よく粉塵を回収することができる。
【0055】
本実施形態は、既存の熱加工機への適用も可能である。例えば、前ノズル１２および排気ダクト１３１を既に備えている熱加工機に後ノズル１４およびブラシシール１３２の少なくとも一方を追加すると良い。
【0056】
［第１実施形態の変形例］
前ノズル１２（第１ノズル）および後ノズル１４（第２ノズル）は、部材相互の干渉等を考慮し、上記第１実施形態における位置関係とは逆に配置されて加工方向Ｄ１に対向していてもよい。つまり、加工方向Ｄ１における被加工部３１の位置を基準として、第１ノズルが後側Ｒから被加工部３１にガスを吹き出し、第２ノズルが被加工部３１の前側Ｆにおける所定位置１４１にガスを吹き出すように構成されていてもよい。この場合も、排気部１３は、被加工部３１と所定位置１４１との間から粉塵を含むガスを排気させる。かかる変形例によっても、第１実施形態と同様の作用効果を得ることができる。
前ノズル１２（第１ノズル）および後ノズル１４（第２ノズル）は、部材相互の干渉等を考慮し、上記第１実施形態における位置関係とは逆に配置されて加工方向Ｄ１に対向していてもよい。つまり、加工方向Ｄ１における被加工部３１の位置を基準として、第１ノズルが後側Ｒから被加工部３１にガスを吹き出し、第２ノズルが被加工部３１の前側Ｆにおける所定位置１４１にガスを吹き出すように構成されていてもよい。この場合も、排気部１３は、被加工部３１と所定位置１４１との間から粉塵を含むガスを排気させる。かかる変形例によっても、第１実施形態と同様の作用効果を得ることができる。
【0057】
［第１変形例］
図８および図９（ａ）～（ｄ）に示す構成は、往路Ａ１および復路Ａ２の往復移動により行われる加工の時間短縮に関する。第１変形例の熱加工装置１０－１は、レーザーヘッド１１と、第１前ノズル１２－１と、第１排気部１３－１と、第１後ノズル１４－１と、第２前ノズル１２－２と、第２排気部１３－２と、第２後ノズル１４－２と、回転機構１７－１とを備えている。往路Ａ１には、第１前ノズル１２－１、第１排気部１３－１、および第１後ノズル１４－１が用いられる。復路Ａ２には、第２前ノズル１２－２、第２排気部１３－２、および第２後ノズル１４－２が用いられる。
回転機構１７－１は、レーザーヘッド１１の軸線Ｂ１を中心に、第１前ノズル１２－１、第１排気部１３－１、第１後ノズル１４－１、第２前ノズル１２－２、第２排気部１３－２、および第２後ノズル１４－２の全体を回転可能に構成されている。
図８および図９（ａ）～（ｄ）に示す構成は、往路Ａ１および復路Ａ２の往復移動により行われる加工の時間短縮に関する。第１変形例の熱加工装置１０－１は、レーザーヘッド１１と、第１前ノズル１２－１と、第１排気部１３－１と、第１後ノズル１４－１と、第２前ノズル１２－２と、第２排気部１３－２と、第２後ノズル１４－２と、回転機構１７－１とを備えている。往路Ａ１には、第１前ノズル１２－１、第１排気部１３－１、および第１後ノズル１４－１が用いられる。復路Ａ２には、第２前ノズル１２－２、第２排気部１３－２、および第２後ノズル１４－２が用いられる。
回転機構１７－１は、レーザーヘッド１１の軸線Ｂ１を中心に、第１前ノズル１２－１、第１排気部１３－１、第１後ノズル１４－１、第２前ノズル１２－２、第２排気部１３－２、および第２後ノズル１４－２の全体を回転可能に構成されている。
【0058】
第１前ノズル１２－１、第１排気部１３－１、および第１後ノズル１４－１に対して、第２前ノズル１２－２、第２排気部１３－２、および第２後ノズル１４－２は、軸線Ｂ１を中心として異なる位相に配置されている。
粉塵の吸引効率を上げるため、部材の干渉が生じないことを前提として、排気ダクト１３１を被加工部３１に近づけることが好ましい。前ノズル１２と排気部１３との干渉を考慮し、第１前ノズル１２－１の先端と第１後ノズル１４－１の先端とを結ぶ第１ラインＬ－１と、第２前ノズル１２－２の先端と第２後ノズル１４－２の先端とを結ぶ第２ラインＬ－２とがなす角度θは、例えば、９０～１５０°の範囲で定められることが好ましい。第１ラインＬ－１と第２ラインＬ－２との交点にレーザービームＢが位置していることが好ましい。
排気部１３の形状および寸法、ノズル１２，１４の設置角度等によっては、角度θが例えば１６０～１８０°の場合は、部材同士が干渉するため、排気部１３が被加工部３１から離れてしまう。
粉塵の吸引効率を上げるため、部材の干渉が生じないことを前提として、排気ダクト１３１を被加工部３１に近づけることが好ましい。前ノズル１２と排気部１３との干渉を考慮し、第１前ノズル１２－１の先端と第１後ノズル１４－１の先端とを結ぶ第１ラインＬ－１と、第２前ノズル１２－２の先端と第２後ノズル１４－２の先端とを結ぶ第２ラインＬ－２とがなす角度θは、例えば、９０～１５０°の範囲で定められることが好ましい。第１ラインＬ－１と第２ラインＬ－２との交点にレーザービームＢが位置していることが好ましい。
排気部１３の形状および寸法、ノズル１２，１４の設置角度等によっては、角度θが例えば１６０～１８０°の場合は、部材同士が干渉するため、排気部１３が被加工部３１から離れてしまう。
【0059】
第１前ノズル１２－１、第１排気部１３－１、第１後ノズル１４－１、第２前ノズル１２－２、第２排気部１３－２、および第２後ノズル１４－２は、組付体１００として、一体的に組み付けられていることが好ましい。部材同士の干渉を避け、排気ダクト１３１を被加工部３１に近づけて配置するため、第１前ノズル１２－１は、第２排気部１３－２の排気ダクト１３１に支持されている。第２前ノズル１２－２は、第１排気部１３－１の排気ダクト１３１に支持されている。
【0060】
第１前ノズル１２－１、第１排気部１３－１、および第１後ノズル１４－１は、往路Ａ１において使用される。第２前ノズル１２－２、第２排気部１３－２、および第２後ノズル１４－２は、復路Ａ２において使用される。
図９（ａ）に示すように、往路Ａ１では、溝３２が形成される切断線に第１ラインＬ－１を沿わせるように組付体１００を回転させた状態で加工が行われる。往路Ａ１から復路Ａ２へと折り返す際は、図９（ｂ）に示すように、組付体１００を例えば反時計回りに回転機構１７－１により回転させ、溝３２が形成される切断線に第２ラインＬ－２を沿わせる。この状態で、図９（ｃ）に示すように復路Ａ２における加工が行われた後、復路Ａ２から往路Ａ１へと折り返す際は、図９（ｄ）に示すように、組付体１００を例えば時計回りに回転させ、切断線に第１ラインＬ－１を沿わせる。
図９（ａ）に示すように、往路Ａ１では、溝３２が形成される切断線に第１ラインＬ－１を沿わせるように組付体１００を回転させた状態で加工が行われる。往路Ａ１から復路Ａ２へと折り返す際は、図９（ｂ）に示すように、組付体１００を例えば反時計回りに回転機構１７－１により回転させ、溝３２が形成される切断線に第２ラインＬ－２を沿わせる。この状態で、図９（ｃ）に示すように復路Ａ２における加工が行われた後、復路Ａ２から往路Ａ１へと折り返す際は、図９（ｄ）に示すように、組付体１００を例えば時計回りに回転させ、切断線に第１ラインＬ－１を沿わせる。
【0061】
第１ラインＬ－１と第２ラインＬ－２とがなす角度θが例えば１２０°等、３６０°を割り切れる角度である場合は、回転機構１７－１を一方向に回転させることで、第１前ノズル１２－１、第１排気部１３－１、第１後ノズル１４－１、第２前ノズル１２－２、第２排気部１３－２、および第２後ノズル１４－２を往路Ａ１および復路Ａ２におけるそれぞれの位置に配置することができる。
【0062】
レーザーヘッド１１の軸線Ｂ１を中心に組付体１００を回転させる角度θが第１実施形態におけるノズル１２，１４および排気部１３の回転動作の角度よりも小さいことにより、回転動作の所要時間を第１実施形態よりも短縮することができる。角度θがより小さく、かつ回転機構１７－１が正方向および逆方向に回転可能であるのならば、より時間短縮を図ることができる。
図７を参照して説明したように、被加工領域Ａの数にパス数を乗じた回数だけ、往路Ａ１と復路Ａ２との切り替えに伴うノズルおよびダクトの回転動作が発生する。そのため、組付体１００の回転動作に要する時間の短縮は、ワークの加工時間の短縮に大きく貢献する。
図７を参照して説明したように、被加工領域Ａの数にパス数を乗じた回数だけ、往路Ａ１と復路Ａ２との切り替えに伴うノズルおよびダクトの回転動作が発生する。そのため、組付体１００の回転動作に要する時間の短縮は、ワークの加工時間の短縮に大きく貢献する。
【0063】
［第２実施形態］
次に、図１０および図１１（ａ）、（ｂ）を参照し、本開示の第２実施形態を説明する。以下、第１実施形態と同様の構成要素には同じ符号を付し、説明を簡略化または省略する。
レーザー加工機１－２は、ガントリー２１およびヘッド駆動機構２２を含む駆動部２と、ワーク支持部４と、制御部５－１と、粉塵を集める集塵機構４０１に接続され、被加工部３１の周囲から粉塵を含むガスを排気させる排気室４０と、排気室４０を区画するカバー４１と、カバー４１をステージ２１３に支持する支持部４２と、熱加工装置１０－２とを備えている。
次に、図１０および図１１（ａ）、（ｂ）を参照し、本開示の第２実施形態を説明する。以下、第１実施形態と同様の構成要素には同じ符号を付し、説明を簡略化または省略する。
レーザー加工機１－２は、ガントリー２１およびヘッド駆動機構２２を含む駆動部２と、ワーク支持部４と、制御部５－１と、粉塵を集める集塵機構４０１に接続され、被加工部３１の周囲から粉塵を含むガスを排気させる排気室４０と、排気室４０を区画するカバー４１と、カバー４１をステージ２１３に支持する支持部４２と、熱加工装置１０－２とを備えている。
【0064】
熱加工装置１０－２は、被加工部３１にガスを吹き出す吹出ノズル１２－３を備えている。本実施形態の吹出ノズル１２－３は、第１実施形態の前ノズル１２と同様に構成され、被加工部３１よりも前側Ｆから被加工部３１に向けてガスを吹き出す。熱加工装置１０－２は、第１実施形態と同様の排気部１３および後ノズル１４を備えていてもよい。
吹出ノズル１２－３は、レーザービームＢにほぼ沿って、被加工部３１に対してほぼ垂直にガスを吹き出すものであってもよい。この場合、被加工部３１から全方位的に粉塵が飛散するため、カバー４１のホース接続部４１７は、被加工部３１よりも後側Ｒには限らず、カバー４１の任意の箇所に設けることができる。
吹出ノズル１２－３は、レーザービームＢにほぼ沿って、被加工部３１に対してほぼ垂直にガスを吹き出すものであってもよい。この場合、被加工部３１から全方位的に粉塵が飛散するため、カバー４１のホース接続部４１７は、被加工部３１よりも後側Ｒには限らず、カバー４１の任意の箇所に設けることができる。
【0065】
熱加工装置１０－２は、排気部１３および後ノズル１４のうち、排気部１３を備えているか、あるいは両方を備えていることにより、粉塵の回収効率がさらに向上する。
例えば、排気部１３や後ノズル１４がレーザーヘッド１１に支持されているためにレーザーヘッド１１が受けるモーメントが大きくなる場合や、粉塵の飛散量が少ない場合には、レーザー加工機１－２は、粉塵対策としてカバー４１のみを備えることができる。
例えば、排気部１３や後ノズル１４がレーザーヘッド１１に支持されているためにレーザーヘッド１１が受けるモーメントが大きくなる場合や、粉塵の飛散量が少ない場合には、レーザー加工機１－２は、粉塵対策としてカバー４１のみを備えることができる。
【0066】
カバー４１は、被加工領域Ａにおけるレーザーヘッド１１の移動範囲Ｓｔを実現する開口４１０（空隙）を残してワーク３を覆い、ガントリー２１により駆動される。カバー４１は、難燃材であることが好ましいが、レーザービームＢの熱に耐えることが確認できれば、材質を問わない。ここで、レーザーヘッド１１の移動範囲Ｓｔは、被加工領域Ａの一端から他端までの長さであって、レーザーヘッド１１から出射されるレーザービームＢの走査範囲に相当する。
【0067】
カバー４１は、レーザーヘッド１１の移動範囲Ｓｔを確保するために、移動範囲Ｓｔと同等以上の寸法の開口４１０が形成された例えば箱状の部材であり、ワーク３の表面３Ａに対向する上壁４１１，４１２と、四方の側壁４１３～４１６と、集塵機構４０１に接続するためのホースが接続されるホース接続部４１７とを備えている。カバー４１の内側に留められた粉塵は、ホース接続部４１７へと向かい、集塵機構４０１により回収される。
なお、ホース接続部４１７に接続されるホースは、排気部１３が接続される集塵機構１３０に接続されていてもよい。
なお、ホース接続部４１７に接続されるホースは、排気部１３が接続される集塵機構１３０に接続されていてもよい。
【0068】
支持部４２は、カバー４１をステージ２１３に支持している、そのため、カバー４１は、レーザーヘッド１１を移動させるヘッド駆動機構２２とは別の駆動系であるガントリー２１により移動される。カバー４１は、ステージ２１３に限らず、レーザーヘッド１１の駆動系とは別の駆動系に備わる他の部材に支持されていてもよい。
【0069】
ワーク３を加工する際は、ヘッド駆動機構２２によりレーザーヘッド１１を移動させることで、被加工領域Ａ毎に複数パスによる切断加工を行うとともに、被加工領域Ａの切断を終えると、ガントリー２１によりレーザーヘッド１１を移動させることで、次の被加工領域Ａの加工開始位置Ｐ１に移動する。ここで、カバー４１は、ガントリー２１のステージ２１３に設置されているため、加工開始位置Ｐ１への移動時にのみ移動され、被加工領域Ａを複数回レーザーヘッド１１が移動する間は移動されない。被加工領域Ａ内でレーザーヘッド１１が移動する際、レーザーヘッド１１はカバー４１の開口４１０の範囲で移動するため、カバー４１とは干渉しない。
【0070】
吹出ノズル１２－３が被加工部３１よりも前側Ｆから被加工部３１にガスを吹き出す場合、ホース接続部４１７は、被加工部３１から後側Ｒに飛散する粉塵を回収するため、被加工部３１よりも後側Ｒに配置されることが好ましい。後ノズル１４が設置されている場合、ホース接続部４１７は、後ノズル１４から吹き出すガスの流れに影響を与えないように、後ノズル１４からある程度離間していることが好ましい。
カバー４１は、必ずしも一体に形成されている必要はない。例えば、上壁４１１，４１２は、側壁４１３～４１６に装着されるフィルムであってもよい。
カバー４１は、必ずしも一体に形成されている必要はない。例えば、上壁４１１，４１２は、側壁４１３～４１６に装着されるフィルムであってもよい。
【0071】
カバー４１により、被加工部３１の周囲に排気室４０が区画される。排気室４０には、吹出ノズル１２－３およびホース接続部４１７が配置される。排気部１３および後ノズル１４を備えている場合は、それらも排気室４０に配置される。カバー４１の大きさは、移動範囲Ｓｔの確保、および、吹出ノズル１２－３およびホース接続部４１７等が排気室４０に配置されることを前提として、粉塵の分布状況を考慮して決めることができる。
【0072】
排気室４０の容積が小さいほど、また、開口４１０が狭いほど、吸引効率を高めることができる。カバー４１の高さｈ２は、一例としては、レーザービームＢの出射部１１Ａの高さと同程度である。カバー４１の高さｈ２は、カバー４１の耐熱性および吸引効率を考慮して決められる。カバー４１の耐熱性を確保することができれば、上壁４１１，４１２をｘ方向またはｙ方向にレーザーヘッド１１に近づけて開口４１０を小さくすることができる。
【0073】
側壁４１３～４１６の端縁には、カバー４１とワーク３との間の隙間を塞いで吸引効率を高めるため、ブラシシール４１８が設けられることが好ましい。ブラシシール４１８は、第１実施形態のブラシシール１３２と同様に構成することができる。
【0074】
後ノズル１４や排気部１３よりも大きい部材であるカバー４１をヘッド駆動機構２２またはレーザーヘッド１１に設けるとすれば、それらの部材が受けるモーメントが大きくなる。本実施形態のようにカバー４１がガントリー２１に設置されることによれば、カバー４１によりレーザーヘッド１１およびヘッド駆動機構２２にモーメントを加えることなく、被加工部３１の周囲にカバー４１を備えて、被加工部３１の周囲から粉塵を漏れなく回収することができる。
【0075】
レーザービームＢの移動経路がワーク３の平面視において曲線や斜めであったり、またワーク３の厚さ方向に対して傾斜していたりする場合に、第１実施形態の方策による粉塵回収効率が劣るとしても、第２実施形態によれば、被加工部３１の周辺をカバー４１により覆うため、効率が低下することなく粉塵を回収することができる。
【0076】
第２実施形態は、溝３２が形成される加工には限らず、溶接や孔あけ加工に関しても、粉塵を効率よく回収することができる。
【0077】
［第２変形例］
図１２に示す第２変形例の熱加工装置１０－３は、レーザーヘッド１１と、被加工部３１よりも前側Ｆから被加工部３１にガスを吹き出す前ノズル１２と、被加工部３１の近傍であって被加工部３１の後側Ｒから粉塵を含むガスを排気させる排気部１３とを備えている。
熱加工装置１０－３は、後ノズル１４を備えていなくても、排気ダクト１３１により被加工部３１の近傍を囲って排気し、かつ排気ダクト１３１とワーク３との間の隙間を例えばブラシシール１３２等のシール部材により塞ぐことで、粉塵を含むガスの排気部１３への排気を促進させることができる。そのため、被加工部３１の近傍から局所的に効率よく粉塵を回収することができるので、大型のワーク３や、厚肉のワーク３を加工する場合であっても、装置のコンパクト化および効率的な粉塵回収を実現するとともに、レーザービームＢへの粉塵による干渉を防止して加工効率を向上させることができる。
図１２に示す熱加工装置１０－３は、溝３２が形成される加工には限らず、溶接や孔あけ加工に関しても、粉塵を効率よく回収することができる。
図１２に示す第２変形例の熱加工装置１０－３は、レーザーヘッド１１と、被加工部３１よりも前側Ｆから被加工部３１にガスを吹き出す前ノズル１２と、被加工部３１の近傍であって被加工部３１の後側Ｒから粉塵を含むガスを排気させる排気部１３とを備えている。
熱加工装置１０－３は、後ノズル１４を備えていなくても、排気ダクト１３１により被加工部３１の近傍を囲って排気し、かつ排気ダクト１３１とワーク３との間の隙間を例えばブラシシール１３２等のシール部材により塞ぐことで、粉塵を含むガスの排気部１３への排気を促進させることができる。そのため、被加工部３１の近傍から局所的に効率よく粉塵を回収することができるので、大型のワーク３や、厚肉のワーク３を加工する場合であっても、装置のコンパクト化および効率的な粉塵回収を実現するとともに、レーザービームＢへの粉塵による干渉を防止して加工効率を向上させることができる。
図１２に示す熱加工装置１０－３は、溝３２が形成される加工には限らず、溶接や孔あけ加工に関しても、粉塵を効率よく回収することができる。
【0078】
第２変形例において、前ノズル１２（ノズル）および排気部１３は、部材相互の干渉等を考慮し、図１２に示す位置関係とは逆に配置されていてもよい。つまり、加工方向Ｄ１における後側Ｒからノズルが被加工部３１にガスを吹き出し、被加工部３１の前側Ｆであって被加工部３１の近傍から排気部１３が粉塵を含むガスを排気させるように構成されていてもよい。この場合も、第２変形例と同様の作用効果を得ることができる。
【0079】
図８および図９を参照して説明した第１変形例の構成は、第１実施形態だけでなく、第２変形例にも適用することができる。その場合は、熱加工装置１０－３は、レーザーヘッド１１と、第１前ノズル１２－１と、第１排気部１３－１と、第２前ノズル１２－２と、第２排気部１３－２と、回転機構１７－１とを備えている。
また、第１前ノズル１２－１および第１排気部１３－１に対して、第２前ノズル１２－２および第２排気部１３－２は、軸線Ｂ１を中心として異なる位相に配置されている。
また、第１前ノズル１２－１および第１排気部１３－１に対して、第２前ノズル１２－２および第２排気部１３－２は、軸線Ｂ１を中心として異なる位相に配置されている。
【0080】
第１前ノズル１２－１、第１排気部１３－１、第２前ノズル１２－２、および第２排気部１３－２は、組付体として一体的に組み付けられていることが好ましい。
第１変形例の説明と同様に、レーザーヘッド１１の軸線Ｂ１を中心に組付体を回転させる角度θが第１実施形態におけるノズル１２，１４および排気部１３の回転動作の角度よりも小さいことにより、ワーク３の加工時間の短縮を図ることができる。
第１変形例の説明と同様に、レーザーヘッド１１の軸線Ｂ１を中心に組付体を回転させる角度θが第１実施形態におけるノズル１２，１４および排気部１３の回転動作の角度よりも小さいことにより、ワーク３の加工時間の短縮を図ることができる。
【0081】
上記以外にも、上記実施形態で挙げた構成を取捨選択したり、他の構成に適宜変更したりすることが可能である。
本開示の熱加工装置は、上記各実施形態のレーザー加工機には限らず、ガスを燃焼させて切断、溶接等を行うガス加工機、あるいは、プラズマによる放電によりワーク３に熱エネルギーを与えることで切断や溶接を行うプラズマ加工機等にも適用することができる。
本開示の熱加工装置は、上記各実施形態のレーザー加工機には限らず、ガスを燃焼させて切断、溶接等を行うガス加工機、あるいは、プラズマによる放電によりワーク３に熱エネルギーを与えることで切断や溶接を行うプラズマ加工機等にも適用することができる。
【0082】
［付記］
〔１〕ワーク（３）を加熱して加工する熱加工装置（１０）であって、
前記ワーク（３）の被加工部（３１）に熱エネルギーを与えることで、前記ワーク（３）に対する相対的な移動の方向である加工方向（Ｄ１）に沿って延びる溝（３２）を前記ワーク（３）に形成可能に構成される熱エネルギー付与部（１１）と、
前記加工方向（Ｄ１）における前側（Ｆ）および後側（Ｒ）の一方から前記被加工部（３１）にガスを吹き出す第１ノズル（１２）と、
前記加工方向（Ｄ１）における前側（Ｆ）および後側（Ｒ）の前記一方および他方のうち、前記被加工部（３１）の前記他方における所定位置（１４１）にガスを吹き出す第２ノズル（１４）と、
前記ワーク（３）の熱加工に伴う生成物を集める集塵機構（１３０）に接続され、前記被加工部（３１）と前記所定位置（１４１）との間から前記生成物を含むガスを排気させる排気部（１３）と、を備える、
熱加工装置（１０）。
〔１〕ワーク（３）を加熱して加工する熱加工装置（１０）であって、
前記ワーク（３）の被加工部（３１）に熱エネルギーを与えることで、前記ワーク（３）に対する相対的な移動の方向である加工方向（Ｄ１）に沿って延びる溝（３２）を前記ワーク（３）に形成可能に構成される熱エネルギー付与部（１１）と、
前記加工方向（Ｄ１）における前側（Ｆ）および後側（Ｒ）の一方から前記被加工部（３１）にガスを吹き出す第１ノズル（１２）と、
前記加工方向（Ｄ１）における前側（Ｆ）および後側（Ｒ）の前記一方および他方のうち、前記被加工部（３１）の前記他方における所定位置（１４１）にガスを吹き出す第２ノズル（１４）と、
前記ワーク（３）の熱加工に伴う生成物を集める集塵機構（１３０）に接続され、前記被加工部（３１）と前記所定位置（１４１）との間から前記生成物を含むガスを排気させる排気部（１３）と、を備える、
熱加工装置（１０）。
【0083】
〔２〕前記排気部（１３）は、前記生成物を受け入れて前記集塵機構（１３０）に向けて排出させるダクト（１３１）を含む、
〔１〕項に記載の熱加工装置。
〔１〕項に記載の熱加工装置。
【0084】
〔３〕前記排気部（１３）は、前記ダクト（１３１）および前記ワーク（３）の間に介在するシール（１３２）を含む、
〔２〕項に記載の熱加工装置。
〔２〕項に記載の熱加工装置。
【0085】
〔４〕前記溝（３２）の内側では、前記第１ノズル（１２）から流出するガスの流れが前記第２ノズル（１４）から流出するガスの流れと衝突する、
〔１〕から〔３〕のいずれか一項に記載の熱加工装置。
〔１〕から〔３〕のいずれか一項に記載の熱加工装置。
【0086】
〔５〕前記第２ノズル（１４）から流出するガスの流速の加工方向成分は、前記第１ノズル（１２）から流出するガスの流速の加工方向成分以下である、
〔１〕から〔４〕のいずれか一項に記載の熱加工装置。
〔１〕から〔４〕のいずれか一項に記載の熱加工装置。
【0087】
〔６〕前記第１ノズル（１２）から流出するガスの流れの方向は、前記加工方向（Ｄ１）の成分と、前記溝（３２）の深さの方向（Ｄ２）の成分と、を含み、
前記第２ノズル（１４）から流出するガスの流れの方向は、前記溝（３２）の深さの方向（Ｄ２）の成分を含む、
〔１〕から〔５〕のいずれか一項に記載の熱加工装置。
前記第２ノズル（１４）から流出するガスの流れの方向は、前記溝（３２）の深さの方向（Ｄ２）の成分を含む、
〔１〕から〔５〕のいずれか一項に記載の熱加工装置。
【0088】
〔７〕前記ワーク（３）に対する前記熱エネルギー付与部（１１）の往復移動の往路（Ａ１）において使用される往路用の前記第１ノズル（１２－１）、往路用の前記排気部（１３－１）、および往路用の前記第２ノズル（１４－１）と、
前記往復移動の復路（Ａ２）において使用される復路用の前記第１ノズル（１２－２）、復路用の前記排気部（１３－２）、および復路用の前記第２ノズル（１４－２）と、
前記熱エネルギー付与部（１１）に設定される軸線（Ｂ１）を中心に、前記往路用の第１ノズル（１２－１）、前記往路用の排気部（１３－１）、前記往路用の第２ノズル（１４－１）、前記復路用の第１ノズル（１２－２）、前記復路用の排気部（１３－２）、および前記復路用の第２ノズル（１４－２）の全体を回転可能に構成される回転機構（１７－１）と、を備え、
前記復路用の第１ノズル（１２－２）、前記復路用の排気部（１３－２）、および前記復路用の第２ノズル（１４－２）は、前記往路用の第１ノズル（１２－１）、前記往路用の排気部（１３－１）、および前記往路用の第２ノズル（１４－１）に対して、前記軸線（Ｂ１）を中心として異なる位相に配置される、
〔１〕から〔６〕のいずれか一項に記載の熱加工装置。
前記往復移動の復路（Ａ２）において使用される復路用の前記第１ノズル（１２－２）、復路用の前記排気部（１３－２）、および復路用の前記第２ノズル（１４－２）と、
前記熱エネルギー付与部（１１）に設定される軸線（Ｂ１）を中心に、前記往路用の第１ノズル（１２－１）、前記往路用の排気部（１３－１）、前記往路用の第２ノズル（１４－１）、前記復路用の第１ノズル（１２－２）、前記復路用の排気部（１３－２）、および前記復路用の第２ノズル（１４－２）の全体を回転可能に構成される回転機構（１７－１）と、を備え、
前記復路用の第１ノズル（１２－２）、前記復路用の排気部（１３－２）、および前記復路用の第２ノズル（１４－２）は、前記往路用の第１ノズル（１２－１）、前記往路用の排気部（１３－１）、および前記往路用の第２ノズル（１４－１）に対して、前記軸線（Ｂ１）を中心として異なる位相に配置される、
〔１〕から〔６〕のいずれか一項に記載の熱加工装置。
【0089】
〔８〕ワーク（３）を加熱して加工する熱加工装置（１０－３）であって、
前記ワーク（３）の被加工部（３１）に熱エネルギーを与えることで、前記ワーク（３）に対する相対的な移動の方向である加工方向（Ｄ１）に沿って前記被加工部（３１）を加工する熱エネルギー付与部（１１）と、
前記加工方向（Ｄ１）における前側（Ｆ）および後側（Ｒ）の一方から前記被加工部（３１）にガスを吹き出すノズルと、
前記ワーク（３）の熱加工に伴う生成物を集める集塵機構（１３０）に接続され、前記加工方向（Ｄ１）における前側（Ｆ）および後側（Ｒ）の前記一方および他方のうち前記被加工部（３１）の前記他方であって前記被加工部（３１）の近傍から前記生成物を含むガスを排気させる排気部（１３）と、を備え、
前記排気部（１３）は、
前記生成物を受け入れて前記集塵機構（１３０）に向けて排出させるダクト（１３１）と、
前記ダクト（１３１）および前記ワーク（３）の間に介在するシール（１３２）と、を含む、
熱加工装置（１０－３）。
前記ワーク（３）の被加工部（３１）に熱エネルギーを与えることで、前記ワーク（３）に対する相対的な移動の方向である加工方向（Ｄ１）に沿って前記被加工部（３１）を加工する熱エネルギー付与部（１１）と、
前記加工方向（Ｄ１）における前側（Ｆ）および後側（Ｒ）の一方から前記被加工部（３１）にガスを吹き出すノズルと、
前記ワーク（３）の熱加工に伴う生成物を集める集塵機構（１３０）に接続され、前記加工方向（Ｄ１）における前側（Ｆ）および後側（Ｒ）の前記一方および他方のうち前記被加工部（３１）の前記他方であって前記被加工部（３１）の近傍から前記生成物を含むガスを排気させる排気部（１３）と、を備え、
前記排気部（１３）は、
前記生成物を受け入れて前記集塵機構（１３０）に向けて排出させるダクト（１３１）と、
前記ダクト（１３１）および前記ワーク（３）の間に介在するシール（１３２）と、を含む、
熱加工装置（１０－３）。
【0090】
〔９〕前記ワーク（３）に対する前記熱エネルギー付与部（１１）の往復移動の往路（Ａ１）において使用される往路用の前記ノズル（１２－１）および往路用の前記排気部（１３－１）と、
前記往復移動の復路（Ａ２）において使用される復路用の前記ノズル（１２－２）および復路用の前記排気部（１３－２）と、
前記熱エネルギー付与部（１１）に設定される軸線を中心に、前記往路用のノズル（１２－１）、前記往路用の排気部（１３－１）、前記復路用のノズル（１２－２）、および前記復路用の排気部（１３－２）の全体を回転可能に構成される回転機構（１７－１）と、を備え、
前記復路用のノズル（１２－２）および前記復路用の排気部（１３－２）は、前記往路用のノズル（１２－１）および前記往路用の排気部（１３－１）に対して、前記軸線（Ｂ１）を中心として異なる位相に配置される、
〔８〕項に記載の熱加工装置。
前記往復移動の復路（Ａ２）において使用される復路用の前記ノズル（１２－２）および復路用の前記排気部（１３－２）と、
前記熱エネルギー付与部（１１）に設定される軸線を中心に、前記往路用のノズル（１２－１）、前記往路用の排気部（１３－１）、前記復路用のノズル（１２－２）、および前記復路用の排気部（１３－２）の全体を回転可能に構成される回転機構（１７－１）と、を備え、
前記復路用のノズル（１２－２）および前記復路用の排気部（１３－２）は、前記往路用のノズル（１２－１）および前記往路用の排気部（１３－１）に対して、前記軸線（Ｂ１）を中心として異なる位相に配置される、
〔８〕項に記載の熱加工装置。
【0091】
〔１０〕前記熱エネルギー付与部（１１）は、前記被加工部（３１）にレーザーを照射可能に構成される、
〔１〕から〔９〕のいずれか一項に記載の熱加工装置。
〔１〕から〔９〕のいずれか一項に記載の熱加工装置。
【0092】
〔１１〕前記ワーク（３）および前記熱エネルギー付与部（１１）の少なくとも一方を移動させる駆動部（２）を備える、
〔１〕から〔１０〕のいずれか一項に記載の熱加工装置。
〔１〕から〔１０〕のいずれか一項に記載の熱加工装置。
【0093】
〔１２〕少なくとも前記駆動部を制御する制御部（５）を備え、
前記制御部（５）は、
前記ワーク（３）の前記加工方向（Ｄ１）に区分される複数の被加工領域（Ａ）のそれぞれの加工開始位置（Ｐ１）に前記熱エネルギー付与部（１１）を移動可能であるとともに、
前記被加工領域（Ａ）のそれぞれにおける前記加工方向（Ｄ１）への前記熱エネルギー付与部（１１）の複数回の移動が可能に構成される、
〔１１〕項に記載の熱加工装置。
前記制御部（５）は、
前記ワーク（３）の前記加工方向（Ｄ１）に区分される複数の被加工領域（Ａ）のそれぞれの加工開始位置（Ｐ１）に前記熱エネルギー付与部（１１）を移動可能であるとともに、
前記被加工領域（Ａ）のそれぞれにおける前記加工方向（Ｄ１）への前記熱エネルギー付与部（１１）の複数回の移動が可能に構成される、
〔１１〕項に記載の熱加工装置。
【0094】
〔１３〕ワーク（３）を加熱して加工する熱加工装置（１０－２）であって、
前記ワーク（３）の被加工部（３１）に熱エネルギーを与えることで、前記ワーク（３）に対する相対的な移動の方向である加工方向（Ｄ１）に沿って前記被加工部（３１）を加工する熱エネルギー付与部（１１）と、
前記被加工部（３１）にガスを吹き出す吹出ノズル（１２－３）と、
前記ワーク（３）の熱加工に伴う生成物を集める集塵機構（１３０）に接続され、前記被加工部（３１）の周囲から前記生成物を含むガスを排気させる排気室（４０）と、
前記被加工部（３１）の周囲に前記排気室（４０）を区画するカバー（４１）と、
前記ワーク（３）に対して前記熱エネルギー付与部（１１）を移動させる駆動部（２）と、
少なくとも前記駆動部（２）を制御する制御部（５－１）と、を備え、
前記駆動部（２）は、
前記熱エネルギー付与部（１１）を移動可能に構成される第１駆動機構（２２）と、
前記第１駆動機構とは別の第２駆動機構（２１）と、を備え、
前記制御部（５－１）は、
前記ワーク（３）の前記加工方向（Ｄ１）に区分される複数の被加工領域（Ａ）のそれぞれの加工開始位置（Ｐ１）に前記熱エネルギー付与部（１１）を移動可能であるとともに、
前記被加工領域（Ａ）のそれぞれにおける前記加工方向（Ｄ１）への前記熱エネルギー付与部（１１）の複数回の移動が可能に構成され、
前記カバー（４１）は、前記被加工領域（Ａ）における前記熱エネルギー付与部（１１）の移動範囲（Ｓｔ）を実現する空隙（４１０）を残して前記ワーク（３）を覆い、前記第２駆動機構（２２）により駆動される、熱加工装置（１０－２）。
前記ワーク（３）の被加工部（３１）に熱エネルギーを与えることで、前記ワーク（３）に対する相対的な移動の方向である加工方向（Ｄ１）に沿って前記被加工部（３１）を加工する熱エネルギー付与部（１１）と、
前記被加工部（３１）にガスを吹き出す吹出ノズル（１２－３）と、
前記ワーク（３）の熱加工に伴う生成物を集める集塵機構（１３０）に接続され、前記被加工部（３１）の周囲から前記生成物を含むガスを排気させる排気室（４０）と、
前記被加工部（３１）の周囲に前記排気室（４０）を区画するカバー（４１）と、
前記ワーク（３）に対して前記熱エネルギー付与部（１１）を移動させる駆動部（２）と、
少なくとも前記駆動部（２）を制御する制御部（５－１）と、を備え、
前記駆動部（２）は、
前記熱エネルギー付与部（１１）を移動可能に構成される第１駆動機構（２２）と、
前記第１駆動機構とは別の第２駆動機構（２１）と、を備え、
前記制御部（５－１）は、
前記ワーク（３）の前記加工方向（Ｄ１）に区分される複数の被加工領域（Ａ）のそれぞれの加工開始位置（Ｐ１）に前記熱エネルギー付与部（１１）を移動可能であるとともに、
前記被加工領域（Ａ）のそれぞれにおける前記加工方向（Ｄ１）への前記熱エネルギー付与部（１１）の複数回の移動が可能に構成され、
前記カバー（４１）は、前記被加工領域（Ａ）における前記熱エネルギー付与部（１１）の移動範囲（Ｓｔ）を実現する空隙（４１０）を残して前記ワーク（３）を覆い、前記第２駆動機構（２２）により駆動される、熱加工装置（１０－２）。
【0095】
〔１４〕ワーク（３）を加熱して加工する熱加工方法であって、
前記ワーク（３）の被加工部（３１）に熱エネルギーを与える熱エネルギー付与部（１１）を前記ワーク（３）に対して加工方向（Ｄ１）に相対的に移動させることで、前記加工方向（Ｄ１）に沿って延びる溝（３２）を前記ワーク（３）に形成しながら、
前記加工方向（Ｄ１）における前側（Ｆ）および後側（Ｒ）の一方から第１ノズル（１２）により前記被加工部（３１）にガスを吹き出しつつ、
前記加工方向（Ｄ１）における前側（Ｆ）および後側（Ｒ）の前記一方および他方のうち、前記被加工部（３１）の前記他方における所定位置（１４１）に第２ノズル（１４）によりガスを吹き出し、かつ、
前記被加工部（３１）と前記所定位置（１４１）との間から、前記ワーク（３）の熱加工に伴う生成物を集める集塵機構（１３０）に向けてガスを排気させる、
熱加工方法。
前記ワーク（３）の被加工部（３１）に熱エネルギーを与える熱エネルギー付与部（１１）を前記ワーク（３）に対して加工方向（Ｄ１）に相対的に移動させることで、前記加工方向（Ｄ１）に沿って延びる溝（３２）を前記ワーク（３）に形成しながら、
前記加工方向（Ｄ１）における前側（Ｆ）および後側（Ｒ）の一方から第１ノズル（１２）により前記被加工部（３１）にガスを吹き出しつつ、
前記加工方向（Ｄ１）における前側（Ｆ）および後側（Ｒ）の前記一方および他方のうち、前記被加工部（３１）の前記他方における所定位置（１４１）に第２ノズル（１４）によりガスを吹き出し、かつ、
前記被加工部（３１）と前記所定位置（１４１）との間から、前記ワーク（３）の熱加工に伴う生成物を集める集塵機構（１３０）に向けてガスを排気させる、
熱加工方法。
【0096】
〔１５〕ワーク（３）を加熱して加工する熱加工方法であって、
前記ワーク（３）の被加工部（３１）に熱エネルギーを与える熱エネルギー付与部（１１）を前記ワーク（３）に対して加工方向（Ｄ１）に相対的に移動させながら、
前記加工方向（Ｄ１）における前側（Ｆ）および後側（Ｒ）の一方から前記被加工部（３１）にノズルによりガスを吹き出しつつ、
前記加工方向（Ｄ１）における前側（Ｆ）および後側（Ｒ）の前記一方および他方のうち前記被加工部（３１）の前記他方であって前記被加工部（３１）の近傍から、前記ワーク（３）の熱加工に伴う生成物を集める集塵機構（１３０）に向けてガスを排気させ、
前記ガスの排気は、前記生成物を受け入れて前記集塵機構（１３０）に向けて排出させるダクト（１３１）と前記ワーク（３）との間にシール（１３２）を介在させた状態で行う、
熱加工方法。
前記ワーク（３）の被加工部（３１）に熱エネルギーを与える熱エネルギー付与部（１１）を前記ワーク（３）に対して加工方向（Ｄ１）に相対的に移動させながら、
前記加工方向（Ｄ１）における前側（Ｆ）および後側（Ｒ）の一方から前記被加工部（３１）にノズルによりガスを吹き出しつつ、
前記加工方向（Ｄ１）における前側（Ｆ）および後側（Ｒ）の前記一方および他方のうち前記被加工部（３１）の前記他方であって前記被加工部（３１）の近傍から、前記ワーク（３）の熱加工に伴う生成物を集める集塵機構（１３０）に向けてガスを排気させ、
前記ガスの排気は、前記生成物を受け入れて前記集塵機構（１３０）に向けて排出させるダクト（１３１）と前記ワーク（３）との間にシール（１３２）を介在させた状態で行う、
熱加工方法。
【0097】
〔１６〕ワーク（３）を加熱して加工する熱加工方法であって、
前記ワーク（３）の被加工部（３１）に熱エネルギーを与える熱エネルギー付与部（１１）を前記ワーク（３）に対して加工方向（Ｄ１）に相対的に移動させながら、
前記被加工部（３１）に吹出ノズルによりガスを吹き出しつつ、
前記被加工部（３１）の周囲から、前記ワーク（３）の熱加工に伴う生成物を集める集塵機構（１３０）に向けてガスを排気させ、
前記ワーク（３）に対する前記熱エネルギー付与部（１１）の移動は、
前記ワーク（３）の前記加工方向（Ｄ１）に区分される複数の被加工領域（Ａ）のそれぞれの加工開始位置（Ｐ１）に前記熱エネルギー付与部（１１）を順次移動させるとともに、前記被加工領域（Ａ）のそれぞれにおいて前記加工開始位置（Ｐ１）から前記加工方向（Ｄ１）へと前記熱エネルギー付与部（１１）を複数回に亘り移動させることで行われ、
前記ガスの排気は、
前記被加工領域（Ａ）における前記熱エネルギー付与部（１１）の移動範囲（Ｓｔ）を実現する空隙（４１０）を残して前記ワーク（３）を覆うとともに、前記熱エネルギー付与部（１１）を駆動する第１駆動機構（２２）とは別の第２駆動機構（２１）により駆動されるカバー（４１）により、前記被加工部（３１）の周囲に排気室（４０）を区画しつつ行われる、熱加工方法。
前記ワーク（３）の被加工部（３１）に熱エネルギーを与える熱エネルギー付与部（１１）を前記ワーク（３）に対して加工方向（Ｄ１）に相対的に移動させながら、
前記被加工部（３１）に吹出ノズルによりガスを吹き出しつつ、
前記被加工部（３１）の周囲から、前記ワーク（３）の熱加工に伴う生成物を集める集塵機構（１３０）に向けてガスを排気させ、
前記ワーク（３）に対する前記熱エネルギー付与部（１１）の移動は、
前記ワーク（３）の前記加工方向（Ｄ１）に区分される複数の被加工領域（Ａ）のそれぞれの加工開始位置（Ｐ１）に前記熱エネルギー付与部（１１）を順次移動させるとともに、前記被加工領域（Ａ）のそれぞれにおいて前記加工開始位置（Ｐ１）から前記加工方向（Ｄ１）へと前記熱エネルギー付与部（１１）を複数回に亘り移動させることで行われ、
前記ガスの排気は、
前記被加工領域（Ａ）における前記熱エネルギー付与部（１１）の移動範囲（Ｓｔ）を実現する空隙（４１０）を残して前記ワーク（３）を覆うとともに、前記熱エネルギー付与部（１１）を駆動する第１駆動機構（２２）とは別の第２駆動機構（２１）により駆動されるカバー（４１）により、前記被加工部（３１）の周囲に排気室（４０）を区画しつつ行われる、熱加工方法。
【符号の説明】
【0098】
１，１－２ レーザー加工機
２ 駆動部
３ ワーク
３Ａ 表面
４ ワーク支持部
５，５－１ 制御部
１０，１０－２ ，１０－３ 熱加工装置
１１ レーザーヘッド（熱エネルギー付与部）
１１Ａ 出射部
１２ 前ノズル（第１ノズル）
１２Ａ 先端
１２Ｂ 基端
１２－１ 第１前ノズル（往路用の第１ノズル）
１２－２ 第２前ノズル（復路用の第１ノズル）
１２－３ 吹出ノズル
１３ 排気部
１３－１ 第１排気部（往路用の排気部）
１３－２ 第２排気部（復路用の排気部）
１３Ｈ ホース
１４ 後ノズル（第２ノズル）
１４－１ 第１後ノズル（往路用の第２ノズル）
１４－２ 第２後ノズル（往路用の第２ノズル）
１４Ａ 先端
１４Ｂ 基端
１５，１６ 支持部
１７，１７－１ 回転機構
２１ ガントリー（第２駆動機構）
２２ ヘッド駆動機構（第１駆動機構）
３１ 被加工部
３２ 溝
３２Ａ 底
４０ 排気室
４１ カバー
４２ 支持部
１００ 組付体
１３０ 集塵機構
１３１，１３１－１，１３１－２ 排気ダクト（ダクト）
１３１Ａ，１３１Ｂ，１３１Ｃ 側壁
１３１Ｄ 後壁
１３１Ｅ ホース接続部
１３１Ｆ，１３１Ｇ 開口
１３１Ｊ 吸引口
１３２ ブラシシール（シール）
１４１ 所定位置
２１０ ベース
２１１ コラムまたは支持壁
２１２ クロスレール
２１３ ステージ
４０１ 集塵機構
４１０ 開口（空隙）
４１１，４１２ 上壁
４１３～４１６ 側壁
４１７ ホース接続部
４１８ ブラシシール（シール）
Ａ 被加工領域
Ａ１ 往路
Ａ２ 復路
Ｂ レーザービーム
Ｂ１ 軸線
Ｃ 衝突位置
Ｄ１ 加工方向
Ｄ２ 溝の深さ方向
ｆｃ 焦点
Ｆ 前側
ｈ，ｈ２ 高さ
Ｌ１，Ｌ２ 長さ
Ｌ－１ 第１ライン
Ｌ－２ 第２ライン
Ｐ１ 加工開始位置
Ｒ 後側
Ｓｔ 移動範囲
ｗ 幅
θ 角度
φ 内径
２ 駆動部
３ ワーク
３Ａ 表面
４ ワーク支持部
５，５－１ 制御部
１０，１０－２ ，１０－３ 熱加工装置
１１ レーザーヘッド（熱エネルギー付与部）
１１Ａ 出射部
１２ 前ノズル（第１ノズル）
１２Ａ 先端
１２Ｂ 基端
１２－１ 第１前ノズル（往路用の第１ノズル）
１２－２ 第２前ノズル（復路用の第１ノズル）
１２－３ 吹出ノズル
１３ 排気部
１３－１ 第１排気部（往路用の排気部）
１３－２ 第２排気部（復路用の排気部）
１３Ｈ ホース
１４ 後ノズル（第２ノズル）
１４－１ 第１後ノズル（往路用の第２ノズル）
１４－２ 第２後ノズル（往路用の第２ノズル）
１４Ａ 先端
１４Ｂ 基端
１５，１６ 支持部
１７，１７－１ 回転機構
２１ ガントリー（第２駆動機構）
２２ ヘッド駆動機構（第１駆動機構）
３１ 被加工部
３２ 溝
３２Ａ 底
４０ 排気室
４１ カバー
４２ 支持部
１００ 組付体
１３０ 集塵機構
１３１，１３１－１，１３１－２ 排気ダクト（ダクト）
１３１Ａ，１３１Ｂ，１３１Ｃ 側壁
１３１Ｄ 後壁
１３１Ｅ ホース接続部
１３１Ｆ，１３１Ｇ 開口
１３１Ｊ 吸引口
１３２ ブラシシール（シール）
１４１ 所定位置
２１０ ベース
２１１ コラムまたは支持壁
２１２ クロスレール
２１３ ステージ
４０１ 集塵機構
４１０ 開口（空隙）
４１１，４１２ 上壁
４１３～４１６ 側壁
４１７ ホース接続部
４１８ ブラシシール（シール）
Ａ 被加工領域
Ａ１ 往路
Ａ２ 復路
Ｂ レーザービーム
Ｂ１ 軸線
Ｃ 衝突位置
Ｄ１ 加工方向
Ｄ２ 溝の深さ方向
ｆｃ 焦点
Ｆ 前側
ｈ，ｈ２ 高さ
Ｌ１，Ｌ２ 長さ
Ｌ－１ 第１ライン
Ｌ－２ 第２ライン
Ｐ１ 加工開始位置
Ｒ 後側
Ｓｔ 移動範囲
ｗ 幅
θ 角度
φ 内径
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】