WO2024257423A1 - 加工機および加工方法 - Google Patents

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WO2024257423A1
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processing
torch
processing machine
ejector
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航 小田
崇功 上月
龍弥 右田
行雄 池澤
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Kawasaki Heavy Industries Ltd
Kawasaki Motors Ltd
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Kawasaki Heavy Industries Ltd
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    • B23K9/32—Accessories

Definitions

  • This disclosure relates to a processing machine and a processing method for performing thermal processing on a workpiece.
  • thermal processing such as plasma processing is performed.
  • a heat source such as plasma is generated between the tip of a torch and the part of the workpiece to be processed, and the workpiece is cut.
  • the metal cut from the workpiece becomes molten metal called dross and accumulates on the front or back of the workpiece.
  • the dross that accumulates on the workpiece cools quickly and adheres to the workpiece. Removing the dross that has adhered to the workpiece after thermal processing is time-consuming and reduces productivity. In addition, the adhesion of dross to the workpiece may prevent the stable continuation of thermal processing.
  • Patent Document 1 discloses a configuration in which a dross adhesion prevention agent is sprayed toward the intended cutting portion on the surface of the workpiece on the plasma torch side before the start of plasma cutting work.
  • the present disclosure therefore aims to provide a processing machine and processing method that can prevent dross from accumulating on a workpiece during thermal processing.
  • the processing machine is a processing machine for performing thermal processing on a workpiece, and includes a processing machine body configured to be movable relative to the workpiece, a torch fixed to the processing machine body and generating a heat source between the tip and a processing location of the workpiece, and an ejector that ejects an ejection body toward a first surface of the workpiece facing the torch to remove dross that accumulates in the specified area due to the thermal processing, the torch is positioned at an angle so that the tip is located forward of the base end based on the movement direction of the processing machine body relative to the workpiece during the thermal processing, the ejection port of the ejector is located on the first surface side of the workpiece and forward of the tip of the torch based on the movement direction, the ejector ejects the ejection body forward in the movement direction, and the processing machine forms a groove on the first surface of the workpiece by performing the thermal processing while moving the processing machine body.
  • a processing machine is a processing machine for performing thermal processing on a workpiece, and includes a processing machine body, a torch fixed to the processing machine body and generating a heat source between its tip and the processing location of the workpiece, and an ejector that ejects an ejection body toward a predetermined area that is determined based on the processing location of the workpiece on a surface different from a first surface of the workpiece facing the torch and that intersects with an imaginary straight line extending from the tip of the torch toward the processing location of the workpiece, for removing dross that accumulates in the predetermined area as a result of the thermal processing.
  • a processing method is a processing method for performing thermal processing on a workpiece, in which a torch that generates a heat source between its tip and the processing location of the workpiece is held toward the processing location of the workpiece, and while performing the thermal processing on the processing location of the workpiece by generating the heat source, an ejection body is ejected toward a first surface of the workpiece facing the torch to remove dross that accumulates in the specified area as a result of the thermal processing, and a groove is formed on the first surface of the workpiece by performing the thermal processing while moving the torch relative to the workpiece, and the ejection body is ejected from forward of the tip of the torch toward the first surface side of the workpiece and forward in the movement direction of the torch relative to the workpiece, based on the direction of movement of the torch relative to the workpiece.
  • a processing method is a processing method for performing thermal processing on a workpiece, in which a torch that generates a heat source between its tip and the processing location of the workpiece is held toward the processing location of the workpiece, and while performing the thermal processing on the processing location of the workpiece by generating the heat source, an ejection body is ejected toward a predetermined area that is determined based on the processing location of the workpiece on a surface that is different from the first surface of the workpiece facing the torch and that intersects with an imaginary line extending from the tip of the torch toward the processing location of the workpiece, in order to remove dross that accumulates in the predetermined area as a result of the thermal processing.
  • FIG. 1 is a front view showing a schematic configuration of a processing machine according to a first embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 2 is a side view of the processing machine shown in FIG.
  • FIG. 3 is an enlarged plan view showing the vicinity of the torch in the processing machine shown in FIG.
  • FIG. 4 is a front view showing a schematic configuration of a processing machine according to a second embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 5 is an enlarged plan view showing the vicinity of the processing location in the processing machine shown in FIG.
  • FIG. 6 is a diagram showing a schematic configuration of a processing machine in a modification of the second embodiment, as viewed from the direction in which the processing machine body moves relative to the workpiece.
  • FIG. 7 is a plan view of the processing machine shown in FIG.
  • FIG. 8 is a plan view showing a schematic configuration of a processing machine according to a modified example of the present disclosure.
  • the processing machine 1 is a work machine that performs groove processing to form a groove G2 on the back side of the welded portion B of the work W as thermal processing.
  • groove processing is called gouging.
  • a groove G1 having various shapes such as a V shape, an X shape, a U shape, and a J shape is formed in advance in the work W.
  • groove processing is performed on the back side of the work W to form a groove G2 deeper than the original groove G1. This removes defects in the weld bead from the front side, and prevents welding defects from occurring when welding from the back side.
  • the thermal processing on the work W in this disclosure is not limited to the thermal processing on the groove G1, but also includes thermal processing on a portion where the groove G1 does not exist.
  • the workpiece W to be welded is placed horizontally, and the processing machine 1 is placed on the first surface S1 of the workpiece W. Therefore, in the following explanation, the side farther from the first surface S1 of the workpiece W is the upper side of the processing machine 1, and the side closer to it is the lower side. Furthermore, the first surface S1 of the workpiece W refers to the surface that the processing machine 1 abuts, i.e., the surface facing the torch 21 described below.
  • the welded portion B of the workpiece W i.e., the surface on which the weld bead is formed, is the second surface S2 opposite the first surface S1.
  • the processing machine 1 includes a processing machine body 2 and a carriage 3.
  • the carriage 3 includes a carriage body 4 and wheels 5 supported by the carriage body 4.
  • the carriage body 4 includes a fixing surface 6 for fixing the processing machine body 2.
  • the carriage body 4 includes a housing 7 having a rectangular parallelepiped shape. The upper surface of the housing 7 forms the fixing surface 6.
  • the wheels 5 contact the first surface S1 of the workpiece W.
  • the cart 3 is equipped with a motor 8 for moving the cart body 4 on the first surface S1 of the workpiece W.
  • the motor 8 is installed inside the housing 7. Power is supplied to the motor 8 from the outside via a power cable 40. Alternatively, a battery may be installed on the cart 3.
  • the rail R is fixed to the first surface S1 of the workpiece W along the weld line.
  • the method of fixing the rail R is not particularly limited.
  • the rail R may be fixed to the workpiece W by welding, by a magnet, or by a vacuum pad.
  • the rail R is a rail with a circular cross section.
  • the rail R is a pipe rail.
  • the cart body 4 includes a rail holder 9 that holds the rail R.
  • the housing 7 has a recess 10 on the lower surface, i.e., the surface opposite the fixing surface 6, through which the rail R is inserted.
  • the recess 10 has an arc-shaped cross section.
  • the rail holder 9 is disposed around the recess 10.
  • the rail holder 9 includes a pair of rollers that hold the rail R from both sides.
  • the pair of rollers includes a drive roller 11 driven by the motor 8, and a driven roller 12 arranged opposite the drive roller 11.
  • the cart body 4 has a link 13 that transmits the driving force of the motor 8 to the drive roller 11 to rotate the drive roller 11.
  • the link 13 includes, for example, a gear box. Note that the configuration of the rail holder 9 is not limited to this.
  • the rail holder 9 may include an auxiliary roller in addition to the pair of rollers.
  • the drive roller 11 rotates by the driving force of the motor 8 while the rail R is clamped between the pair of rollers 11, 12, and the carriage 3 moves along the rail R.
  • the carriage 3 moves in the direction of the weld line of the workpiece W relative to the workpiece W.
  • the wheels 5 rotate while in contact with the workpiece W. Since the carriage 3 is held on the rail R by the rail holder 9, the carriage 3 can be moved along the rail R and thermal processing can be performed on the workpiece W by the processing machine main body 2 mounted on the carriage 3 not only when the surface of the workpiece W faces upward, but also when it faces sideways or downward.
  • the workpiece W may have a curved surface as well as a flat surface.
  • a case 52 on which a movement controller 51 is mounted is fixed to a portion of the fixed surface 6 of the trolley body 4.
  • the trolley 3 is disposed on the upper surface of the case 52, and has an operation panel 53 for operating the trolley 3.
  • the movement controller 51 includes a processing circuit and controls the motor 8.
  • the processing machine body 2 is removably fixed to the fixing surface 6.
  • the fixing surface 6 has a fixing hole 6a.
  • the processing machine body 2 is fixed to the fixing surface 6 by a fixing screw 54 inserted into the fixing hole 6a. By loosening the fixing screw 54, the processing machine body 2 can be removed from the fixing surface 6 of the cart body 4.
  • another work machine can be fixed to the fixed surface 6.
  • the other work machines may include, for example, a welding machine that performs welding while moving a welding torch, an inspection machine that performs inspection before and after welding or processing, a processing machine that performs processing other than groove processing, etc.
  • the processing machine body 2 may be removed from the fixed surface 6, an inspection machine may be fixed to the fixed surface 6, and the carriage 3 may be moved along the rail R to inspect the groove G2 formed by the processing machine 1.
  • the processing machine body 2 can be replaced with the inspection machine while the carriage 3 is holding the rail R.
  • FIG. 2 is a side view of the processing machine shown in FIG. 1.
  • the processing machine 1 is equipped with a torch 21 that performs thermal processing on the workpiece W.
  • the torch 21 is a plasma torch that generates a plasma arc, which serves as a heat source, between the tip 21a of the torch 21 and the processing location A2 of the workpiece W.
  • the processing machine body 2 is equipped with a driver 41 for driving the torch 21.
  • the driver 41 converts the power supplied from the power source into a predetermined voltage or current and supplies it to the electrode in the torch 21, generating a plasma arc that serves as a heat source between the tip 21a of the torch 21 and the processing point A2 of the workpiece W.
  • the power source may be a battery mounted on the processing machine body 2, or power may be supplied to the processing machine body 2 from an external power source via a power cable.
  • the power source of the carriage 3 and the power source of the processing machine body 2 may be a common power source.
  • the driver 41 is equipped with a processing circuit including an inverter and the like.
  • the processing machine body 2 is equipped with an operation panel 42. The driver 41 drives the torch 21 based on the operation of the operation panel 42.
  • the processing machine body 2 is equipped with a holder 22 that holds the torch 21 on the carriage 3.
  • the torch 21 is positioned at an angle so that the tip 21a is located forward of the base end 21b, based on the movement direction F of the processing machine body 2 relative to the workpiece W during thermal processing.
  • the holder 22 maintains the inclined position of the torch 21.
  • the inclination angle ⁇ of the central axis C1 of the torch 21 relative to the first surface S1 of the workpiece W is not particularly limited, but is, for example, 30 degrees.
  • the processing machine body 2 includes a first body 31 fixed to the fixed surface 6, and a second body 32 extending forward from the first body 31.
  • the second body 32 is configured to be movable in the width direction relative to the first body 31.
  • the holder 22 includes an arm 23 supported by the second body 32, and a clamp 24 supported by the arm 23 and holding the torch 21.
  • the holder 22 is configured to be able to change the inclination angle ⁇ and the torch height of the torch 21.
  • the torch height is defined as the height of the tip 21a of the torch 21 relative to the first surface S1 of the workpiece W.
  • the processing machine 1 in this embodiment performs thermal processing to form a groove G2 on the first surface S1 of the workpiece W by generating a plasma arc between the tip 21a of the torch 21 and the processing point A2 of the workpiece W while moving the processing machine body 2 to which the torch 21 is fixed relative to the workpiece W.
  • the processing machine 1 is equipped with an ejector 60 that ejects the ejection body E.
  • the ejector 60 ejects the ejection body E toward the first surface S1 of the workpiece W facing the torch 21.
  • the ejector 60 is directed toward a predetermined area A1 on the first surface S1 of the workpiece W that is determined based on the processing location A2 of the workpiece W.
  • the ejection port 60a of the ejector 60 is located on the first surface S1 side of the workpiece W and forward of the tip 21a of the torch 21 based on the moving direction F.
  • the ejector 60 is positioned so that the ejection port 60a at the tip is positioned forward of the base end.
  • the ejector 60 ejects the ejection body E forward in the moving direction F. Furthermore, the ejection port 60a is positioned at a position where the distance from the first surface S1 of the workpiece W is less than a predetermined distance. Furthermore, the nozzle 60a is positioned so that the ejection direction of the ejection body E is horizontal or at an angle close to horizontal with respect to the first surface S1 of the workpiece W.
  • the ejector 60 is fixed to the processing machine body 2.
  • the ejector 60 is held by the holder 22.
  • the ejector 60 has a pair of left and right nozzles 61 arranged on both the left and right sides of the torch 21.
  • the pair of nozzles 61 are arranged so that the distance between them is wider than the groove width or the groove G2 formed by the torch 21.
  • the nozzles 61 are connected to a supply pipe 62 that supplies the ejection body.
  • the supply pipe 62 is fixed to the clamp 24 of the holder 22.
  • the holder that holds the torch 21 and the holder that holds the ejector 60 are common or integrated. Therefore, even if the position of the torch 21 is adjusted, for example, by moving the second body 32 in the width direction relative to the first body 31, the positional relationship between the torch 21 and the ejector 60 can be maintained. Note that the holder that holds the torch 21 and the holder that holds the ejector 60 may be configured independently of each other.
  • the nozzle 60a of the ejector 60 has a shape that is long in the direction parallel to the surface of the workpiece W, i.e., in the width direction of the groove.
  • the nozzle 60a has an oval or elliptical shape that is long in the left-right direction.
  • the nozzle 61 may be formed from a circular pipe, and the tip of the nozzle 61 may be formed as the nozzle 60a by pressing the tip in the vertical direction.
  • the nozzle 60a having an oval or elliptical shape that is long in the width direction of the groove may be attached to the tip of the nozzle 61 formed from a circular pipe.
  • the ejection body E ejected from the ejector 60 is, for example, a specified gas.
  • the specified gas includes, for example, an inert gas such as argon or nitrogen. By using an inert gas, it is possible to prevent the workpiece W from oxidizing when the ejection body E is sprayed onto the workpiece W.
  • the specified gas is not limited to an inert gas, and may be other gases such as oxygen or air, in order to achieve the purpose of removing dross.
  • the ejection body E is not limited to a gas, and may be a liquid or solid.
  • the ejection body E may be water, an abrasive such as sand, or dry ice.
  • the processing machine 1 is equipped with a copy roller 63.
  • the copy roller 63 is supported by the processing machine body 2.
  • the processing machine body 2 includes a third body 33 extending rearward from the first body 31, and a fourth body 34 extending downward from the third body 33.
  • the copy roller 63 is supported by the lower end of the fourth body 34.
  • the copy roller 63 is arranged so that its widthwise center position coincides with the widthwise center position of the torch 21.
  • the copy roller 63 makes the processing machine body 2 copy the groove G2 formed behind the torch 21 with reference to the moving direction F.
  • the height of the copy roller 63 is set to a height such that it is located within the groove G2 of the workpiece W. In other words, the lowest end of the copy roller 63 is located at a position lower than the lowest end of the wheel 5.
  • the processing machine 1 By equipping the processing machine 1 with the tracing roller 63, the processing machine 1 can be reliably traced to the groove G2 that has actually been formed. This allows the processing machine 1 to be moved more stably over the workpiece W. This can further promote the automation of groove processing.
  • FIG. 3 is an enlarged plan view showing the vicinity of the torch in the processing machine shown in FIG. 1.
  • configurations other than the torch 21, clamp 24, and ejector 60 in the processing machine 1 are omitted.
  • the torch 21 is positioned at an angle so that the tip 21a is located forward of the base end 21b, and therefore, as shown in FIG. 3, the processing location A2 of the workpiece W is located forward of the tip 21a of the torch 21.
  • a plasma arc is formed between the groove position of the workpiece W forward of the tip 21a of the torch 21 and the tip 21a of the torch 21.
  • the processing machine 1 including the torch 21 moves in the moving direction F relative to the workpiece W.
  • a part of the workpiece W at the processing location A2 is melted by the plasma arc and becomes dross.
  • the dross is blown forward by the plasma arc.
  • the blown dross accumulates or is about to accumulate in front of the processing location A2 and on both sides of the groove of the first surface S1 of the workpiece W.
  • the area where the dross accumulates or is about to accumulate is set as the predetermined area A1.
  • the predetermined area A1 is set to an area including the edge of the groove G1, that is, the edge of the groove G2 after formation.
  • the ejector 60 ejects the ejection body E toward the predetermined area A1 thus set.
  • the ejection body E is ejected from the front of the tip 21a of the torch 21 in the moving direction forward, based on the first surface S1 side of the workpiece W and the moving direction F of the torch 21 relative to the workpiece W.
  • any dross that has come near the specified area A1 is blown forward. Even if dross accumulates in the specified area A1, it is blown away by the ejection body E before it cools and adheres to the workpiece W at that position. In this way, by ejecting the ejection body E toward the first surface S1 of the workpiece W while performing thermal processing on the processing location A2 of the workpiece W, it is possible to prevent dross from accumulating on the first surface S1 of the workpiece W during groove processing.
  • Dross is prevented from accumulating on the first surface S1 of the workpiece W during groove machining, which can stabilize the quality of the groove machining and promote automation of the groove machining. If dross accumulates on the first surface S1 of the workpiece W, particularly on the edge of the groove G1, during groove machining, the torch 21 may come into contact with the dross, which may damage the torch 21 or cause poor generation of the plasma arc. In addition, the plasma arc that should be generated between the tip 21a of the torch 21 and the processing point A2 of the workpiece W may be generated between the tip 21a of the torch 21 and the dross. This is generally referred to as a double arc. If a double arc occurs, the plasma arc between the tip 21a of the torch 21 and the processing point A2 of the workpiece W may be weakened or cut off. As a result, defects may occur in the groove machining.
  • the above-mentioned problems associated with the accumulation of dross on the first surface S1 of the workpiece W can be resolved. Therefore, the quality of the groove machining performed by the processing machine 1 can be stabilized. In addition, the automation of groove machining by the processing machine 1 can be promoted.
  • the nozzle 60a of the ejector 60 is located on the first surface S1 side of the workpiece W and forward of the tip 21a of the torch 21 with respect to the moving direction F, and the ejector 60 is configured to eject the ejection body E forward in the moving direction F.
  • the ejection port 60a of the ejector 60 has a long shape in a direction parallel to the surface of the workpiece W. This makes it possible to increase the ejection speed of the ejection body E ejected from the ejection port 60a. In addition, the ejection body E can be ejected over a wide range in the width direction.
  • the ejection port 60a is located before the specified area A1 with respect to the moving direction F. This prevents interference between the nozzle 61 of the ejector 60 and the dross.
  • the ejector 60 is equipped with a pair of nozzles 61 arranged on the left and right sides of the torch 21. This allows the ejection body E to efficiently blow away the dross that has accumulated on the left and right sides of the groove G2 on the first surface S1.
  • the ejector 60 includes a pair of nozzles 61 on the left and right, but the configuration of the ejector 60 is not limited to the above-mentioned aspect as long as the ejection body E can be ejected toward a predetermined area A1 that is determined based on the processing location A2 of the workpiece W.
  • the configuration of the ejector 60 is not limited to the above-mentioned aspect as long as the ejection body E can be ejected toward a predetermined area A1 that is determined based on the processing location A2 of the workpiece W.
  • one nozzle 61 is arranged on each of the left and right sides, but instead of this, two or more nozzles may be arranged on each side.
  • the nozzles may be arranged in parallel in the width direction or in parallel in the height direction.
  • one or more nozzles may be arranged above the torch 21.
  • the nozzle 60a is located forward of the tip 21a of the torch 21 with respect to the direction of movement F, and may be configured to eject the ejection body E forward in the direction of movement F.
  • a plurality of nozzles may be arranged in an arc shape above the torch 21 on a concentric circle of the torch 21.
  • a nozzle formed in an arc shape may be arranged above the torch 21.
  • each nozzle 60a may be arranged facing diagonally forward in the moving direction F.
  • the direction in which each nozzle 60a faces may be a direction obtained by adding a widthwise or heightwise component to the forward component of the moving direction F.
  • the two or more nozzles may extend radially, or the two or more nozzles may be oriented radially.
  • the processing machine 1 is illustrated as having a configuration with a tracing roller 63, but the tracing roller 63 does not have to be provided. Also, the processing machine body 2 may not be detachable from the carriage 3. In other words, the configuration for dross removal in the above embodiment 1 may be adopted even in a processing machine 1 dedicated to groove processing.
  • the carriage 3 is controlled by the movement controller 51 and the torch 21 is driven by the driver 41, but this is not limiting.
  • the movement controller 51 and the driver 41 may be connected so as to be able to communicate with each other.
  • the driver 41 may control the driving of the torch 21 based on a command signal sent from the movement controller 51.
  • the driving of the torch 21 may be switched on or off based on the traveling position of the carriage 3.
  • the operation panel 53 of the cart 3 is provided on the cart 3, and the operation panel 42 of the processing machine main body 2 is provided on the processing machine main body 2, but this is not limited to this.
  • the cart 3 or the processing machine main body 2 may be provided with a common operation panel for operating the cart 3 and the torch 21.
  • a remote control terminal for remotely controlling the cart 3 or the processing machine main body 2, or the cart 3 or the processing machine main body 2 may be provided separately from the main body of the processing machine 1.
  • the remote control terminal is connected to the main body of the processing machine 1 by wire or wirelessly. If connected wirelessly, the remote control terminal may be a communication terminal such as a smartphone that can communicate via a network such as the Internet.
  • FIG. 4 is a front view showing the schematic configuration of a processing machine according to embodiment 2 of the present disclosure.
  • Processing machine 1B in this embodiment is a work machine that performs thermal processing such as drilling or cutting on a workpiece W. Generally, drilling is called piercing.
  • the processing machine 1B has a processing machine body 2B configured as a carriage. That is, the processing machine body 2B has a carriage body 4 and wheels 5 supported by the carriage body 4. The housing of the processing machine body 2B is common to the carriage body 4. The wheels 5 are installed on a specified rail R.
  • the processing machine 1B is equipped with a torch 21 that performs thermal processing on the workpiece W.
  • the torch 21 is a plasma torch that generates a plasma arc that serves as a heat source between the tip 21a of the torch 21 and the processing location A2 of the workpiece W.
  • the processing machine body 2 is equipped with a holder 22 that holds the torch 21 to the processing machine body 2.
  • the torch 21 is arranged perpendicular to the first surface S1 of the workpiece W placed on the workpiece placement table 70 so that the tip 21a faces the first surface S1.
  • the torch 21 is arranged so that a virtual straight line extending from the tip 21a of the torch 21 toward the processing location A2 of the workpiece W intersects with the first surface S1 of the workpiece and the second surface S2 opposite to the first surface S1.
  • the virtual straight line can be said to be an extension of the central axis C1 of the torch 21.
  • the virtual straight line is perpendicular to the first surface S1 and the second surface S2.
  • the holder 22 includes a first body 25, a second body 26, and a clamp 24.
  • the first body 25 is supported by the carriage body 4 and extends in the vertical direction.
  • the second body 26 is supported by the first body 25 and extends in a direction perpendicular to the moving direction F, i.e., in the width direction of the rail R.
  • the clamp 24 is supported by the second body 26 and holds the torch 21.
  • the second body 26 may be movable in the up-down direction relative to the first body 25.
  • the clamp 24 may be movable in the width direction of the rail R relative to the second body 26. This allows the position of the tip of the clamp 24 to be adjusted.
  • the carriage body 4 is equipped with a motor 8 for moving the carriage body 4 on the rail R.
  • the motor 8 is installed inside the carriage body 4. Power is supplied to the motor 8 from the outside via a power cable 40. Alternatively, a battery may be mounted on the carriage body 4.
  • the wheels 5 are rotated by the power output from the motor 8, and the processing machine body 2B moves in a direction along the rail R.
  • the processing machine body 2B is provided with a movement controller 51 for controlling the motor 8 and a driver 41 for driving the torch 21 within the carriage body 4.
  • the movement controller 51 and the driver 41 may be configured as a single processing circuit.
  • An operation panel 52B for operating the processing machine 1B is disposed on the top surface of the carriage body 4. Based on operation input to the operation panel 52B, the movement controller 51 controls the movement of the processing machine body 2B, and the driver 41 controls the drive of the torch 21.
  • the processing machine 1B performs thermal processing to drill a hole in the workpiece W by generating a plasma arc between the tip 21a of the torch 21 and the processing location A2 of the workpiece W while the processing machine body 2 is stopped.
  • the processing machine 1B also performs thermal processing to cut the workpiece W by generating a plasma arc between the tip 21a of the torch 21 and the processing location A2 of the workpiece W while moving the processing machine body 2 relative to the workpiece W.
  • the cutting processing is performed by moving the processing machine body 2 from that position after the hole drilling processing is performed while the processing machine body 2 is stopped.
  • the processing machine 1B also includes an ejector 60B.
  • the ejector 60B is supported by the processing machine body 2.
  • the ejector 60B includes a nozzle 61 and a holder 64 that holds the nozzle 61.
  • the holder 64 is fixed to the carriage body 4.
  • the ejector outlet 60a of the ejector 60B is positioned so as to eject the ejection body E on the second surface S2 side of the workpiece W.
  • the ejector outlet 60a is also positioned at a position where the distance to the second surface S2 of the workpiece W is equal to or less than a predetermined distance.
  • the ejector outlet 60a is positioned so that the ejection direction of the ejection body E is horizontal or at an angle close to horizontal with respect to the second surface S2 of the workpiece W.
  • FIG. 5 is an enlarged plan view showing the vicinity of the machining location in the processing machine shown in FIG. 4.
  • FIG. 5 is a view of the vicinity of the machining location A2 as seen from the second surface S2 side of the workpiece W.
  • configurations other than the torch 21 and the nozzle 61 of the ejector 60B in the processing machine 1B are omitted.
  • the torch 21 is disposed perpendicular to the first surface S1 of the workpiece W, so that the machining location A2 of the workpiece W is an area that spreads concentrically around the tip 21a of the torch 21 in a plan view, as shown in FIG. 5.
  • a plasma arc is formed between the workpiece W directly below the tip 21a of the torch 21 and the tip 21a of the torch 21.
  • the plasma arc melts the workpiece W at the processing location A2, turning it into dross.
  • the plasma arc penetrates the workpiece W at the processing location A2, and the resulting dross accumulates or attempts to accumulate around the processing location A2 on the second surface S2 of the workpiece W.
  • the processing machine 1B including the torch 21 moves in the movement direction F relative to the workpiece W.
  • the processing location A2 moves in the movement direction F in conjunction with the movement of the torch 21, and a notch G3 is formed in the portion of the workpiece W that the processing location A2 passes through.
  • the resulting dross accumulates or attempts to accumulate on one or both sides of the notch G3 on the second surface S2 of the workpiece W.
  • the area where the dross accumulates or attempts to accumulate is set as the predetermined area A1.
  • the predetermined area A1 is set to an area that includes one or both sides of the edge of the notch G3 formed at the processing location A2.
  • the predetermined area A1 is set around the processing location A2.
  • the ejector 60B ejects the ejection body E toward the predetermined area A1 thus set.
  • the ejection port 60a of the ejector 60B is positioned so that an imaginary straight line extending from the tip 21a of the torch 21 toward the processing location A2 of the workpiece W, i.e., an extension of the central axis C1 of the torch 21, intersects with the ejection direction of the ejection body E, i.e., an extension of the central axis of the ejection port 60a.
  • an imaginary straight line extending from the tip 21a of the torch 21 toward the processing location A2 of the workpiece W i.e., an extension of the central axis C1 of the torch 21
  • the ejection direction of the ejection body E i.e., an extension of the central axis of the ejection port 60a.
  • the ejection port 60a of the ejector 60B is positioned so that the movement direction F of the processing machine body 2 relative to the workpiece W during cutting and the ejection direction of the ejection body E intersect when viewed from a direction perpendicular to the first surface S1 or the second surface S2.
  • the movement direction F and the ejection direction of the ejection body E are perpendicular to each other.
  • dross generated near the specified area A1 is blown off to the side. Even if dross accumulates in the specified area A1, it is blown off by the ejection body E before it cools and adheres to the workpiece W at that position. In this way, by ejecting the ejection body E toward the second surface S2 of the workpiece W while performing thermal processing on the processing location A2 of the workpiece W, it is possible to prevent dross from accumulating on the second surface S2 of the workpiece W during drilling or cutting.
  • the nozzle 60a of the ejector 60B is positioned so that the direction of movement F of the machine body 2 relative to the workpiece W during cutting intersects with the ejection direction of the ejected body E. Therefore, even if dross accumulates on both sides of the edge of the notch G3, and even if the ejection range of the ejected body E is narrow horizontally, the dross on both sides can be efficiently blown away at once.
  • the ejected body E or the blown away dross may intersect with the plasma arc on the second surface S2 side of the workpiece W. However, this does not cause a problem because the portion of the plasma arc on the second surface S2 side of the workpiece W does not affect the cutting or drilling of the workpiece W.
  • the ejection port 60a of the ejector 60B is arranged so that the moving direction F of the processing machine body 2 relative to the workpiece W during cutting and the ejection direction of the ejection body E intersect, but this is not limited to the above.
  • the ejection port 60a of the ejector 60B may be arranged so as to eject the ejection body E in a direction along the moving direction F, as in the above-mentioned first embodiment.
  • the ejector 60B may be provided with a plurality of ejection ports 60a, or the ejection port 60a may be made wide, etc., so that the dross accumulated on both sides of the edge of the notch G3 can be blown off more efficiently.
  • the ejector 60B has one nozzle 61, but the number of nozzles 61 may be two or more.
  • the arrangement of the nozzle 61 and the ejection port 60a is not particularly limited as long as the ejection body E can be ejected toward the above-mentioned specified area A1.
  • the processing machine body 2B functions as a cart
  • the cart and the processing machine body 2B may be configured separately, and the processing machine body 2B may be detachable from the cart.
  • the processing machine body 2B moves on the rail R by the driving force of the wheels 5, but as in embodiment 1, the processing machine body 2B may be configured to move along the rail R by the driving force of the driving side rollers 11 that constitute the rail holder 9 that holds the rail R.
  • the ejection port 60a of the ejector 60B is arranged on the second surface S2 side opposite the first surface S1 of the workpiece W facing the torch 21, but as long as the ejector 60B is arranged on a surface other than the first surface S1 of the workpiece W that intersects with an imaginary straight line extending from the tip 21a of the torch 21 toward the workpiece W, a configuration similar to that of the above-mentioned second embodiment can be applied.
  • FIG. 6 is a diagram showing the schematic configuration of a processing machine in a modified example of embodiment 2, viewed from the direction in which the processing machine body moves relative to the workpiece.
  • FIG. 7 is a plan view of the processing machine shown in FIG. 6.
  • the same components as those in embodiment 2 are given the same reference numerals, and their explanations are omitted.
  • the processing machine body 2B is not shown in FIGS. 6 and 7, it can have the same configuration as embodiment 2, for example.
  • the torch 21 is positioned so as to cut the end of the workpiece W at an angle in order to form a groove at the end of the workpiece W. For this reason, the torch 21 is held in the holder 22 so as to be inclined with respect to the first surface S1 of the workpiece W in a direction intersecting the movement direction F of the processing machine body 2B relative to the workpiece W. In other words, the torch 21 is positioned so that the above-mentioned imaginary straight line, which is an extension of the central axis C1, intersects with the first surface S1 of the workpiece W and the side surface S3 that intersects with the first surface S1.
  • the ejector 60C is also held by the holder 22.
  • the ejector outlet 60a of the ejector 60C is located on the side surface S3 side. Furthermore, in this modified example, the ejector outlet 60a of the ejector 60C is located rearward of the tip 21a of the torch 21 with respect to the moving direction F, and the ejector 60C is configured to eject the ejection body E forward in the moving direction F.
  • a plasma arc is also formed between the workpiece W on the extension of the central axis C1 of the torch 21 and the tip 21a of the torch 21.
  • the plasma arc that is formed melts the workpiece W at the processing point A2 and turns it into dross.
  • the plasma arc penetrates the workpiece W at the processing point A2, so the resulting dross accumulates or attempts to accumulate around or below the processing point A2 on the side surface S3 of the workpiece W.
  • the predetermined area A1 is set to an area including the lower side of the edge of the notch G3 formed at the processing point A2.
  • the ejector 60C ejects the ejected body E toward the predetermined area A1 thus set.
  • the ejection port 60a of the ejector 60B is positioned so that its central axis is located below an imaginary straight line extending from the tip 21a of the torch 21 toward the processing point A2 of the workpiece W, i.e., below the extension of the central axis C1 of the torch 21.
  • the specified area A1 may be set to an area including both the upper and lower sides of the edge of the notch G3 formed at the processing point A2.
  • the ejection port 60a of the ejector 60B may be positioned so that its central axis intersects with an imaginary straight line extending from the tip 21a of the torch 21 toward the processing point A2 of the workpiece W.
  • dross generated near the specified area A1 is blown off to the side. Even if dross accumulates in the specified area A1, it is blown off by the ejection body E before it cools and adheres to the workpiece W at that position. In this way, by ejecting the ejection body E toward the side surface S3 of the workpiece W while performing thermal processing on the processing location A2 of the workpiece W, it is possible to prevent dross from accumulating on the side surface S3 of the workpiece W during drilling or cutting.
  • the ejection direction of the ejector 60C is aligned with the movement direction F of the processing machine body 2B, but the ejection direction of the ejector 60C may be vertical.
  • the ejection direction of the ejector 60C may also be an oblique direction that includes a component along the movement direction and a vertical component.
  • plasma processing in which a plasma arc is generated between the tip 21a of the torch 21 and the processing location A2 of the workpiece W is exemplified as thermal processing, but it is possible to employ various processing methods in which a heat source is generated between the tip 21a of the torch 21 and the processing location A2 of the workpiece W and processing can be performed using the heat source.
  • the contents of this disclosure are applicable to processing machines that employ processing methods that generate dross during processing.
  • this disclosure can also be applied to processing machines that perform thermal processing by irradiating gas, laser, electron beam, etc. from the torch 21, and similar effects can be achieved.
  • the ejectors 60, 60B are held by the processing machine main body 2, 2B, but the ejectors 60, 60B may be configured separately from the processing machine main body 2, 2B.
  • the position of the ejectors 60, 60B themselves or the position of the ejection port 60a moves so as to maintain the positional relationship between the ejection port 60a and the specified area A1 in accordance with the movement of the processing machine main body 2, 2B.
  • the ejectors 60, 60B and the processing machine main body 2, 2B may be controlled in a coordinated manner.
  • the processing machine body 2, 2B moves along the rail R relative to the workpiece W, but this is not limited to the above.
  • the processing machine body 2, 2B may be connected to a base and configured as a robot equipped with an arm having multiple joints.
  • a holder 22 is fixed to the tip of the arm, and a robot controller that controls the robot may control the position of the torch 21 fixed to the holder 22 by operating the arm.
  • FIG 8 is a plan view showing the schematic configuration of a processing machine in a modified example of the present disclosure.
  • the processing machine 1D in this modified example is a work machine that performs thermal processing such as drilling or cutting the workpiece W, similar to embodiment 2.
  • the work W is placed on a work cart 71.
  • the work cart 71 is configured to be movable on rails R. Note that instead of a moving mechanism that can move on rails R, the work cart 71 can employ various moving mechanisms that can move in the moving direction Q.
  • the processing machine body 2D is fixed to a fixed object such as the ground.
  • the processing machine body 2D is equipped with a first support 27 fixed to the fixed object, a second support 28 supported by the first support 27, and a clamp 24 supported by the second support 28.
  • the first support 27 includes an extension body 27a extending in a direction perpendicular to the movement direction Q of the work carriage 71, and legs 27b fixed to a fixed object at both ends of the extension body 27a.
  • the extension body 27a has a length longer than the width of the work carriage 71.
  • the work carriage 71 is positioned between the two legs 27b so that it can pass through.
  • the second support 28 is configured to be movable on the extension 27a of the first support 27 in a direction perpendicular to the movement direction Q.
  • the clamp 24 holds the torch 21.
  • the clamp 24 is configured to be movable in the height direction relative to the second support 28.
  • the workpiece W is transported in the movement direction Q by the workpiece carriage 71 to the processing machine body 2D fixed to a fixed object, so that the torch 21 held by the processing machine body 2C moves relative to the workpiece W in the movement direction F.
  • the ejector 60D is fixed to a fixed object such as the ground.
  • the ejector 60D includes a base 65 fixed to the fixed object, a holder 64 supported by the base 65, and a nozzle 61 held by the holder 64.
  • the positional relationship of the ejector 60C nozzle 60a with the torch 21 and the ejection direction of the ejection body E are the same as in the second embodiment.
  • the dross can be removed by ejecting the ejection body E toward a predetermined area A1 that is determined based on the processing location A2 of the workpiece W on the second surface S2 of the workpiece W facing the torch 21, thereby preventing the accumulation of dross on the workpiece W.
  • the ejector may be held in the processing machine body or separately from the processing machine body.
  • the ejector may be suspended from above the building in which the processing machine is installed.
  • a processing machine for performing thermal processing on a workpiece, and comprises a processing machine body configured to be movable relative to the workpiece, a torch fixed to the processing machine body and generating a heat source between its tip and a processing location of the workpiece, and an ejector that ejects an ejection body toward a first surface of the workpiece facing the torch to remove dross that accumulates in the specified area as a result of the thermal processing, the torch is positioned at an angle so that its tip is located forward of its base end based on the movement direction of the processing machine body relative to the workpiece during the thermal processing, and the ejector's nozzle is located on the side of the first surface of the workpiece and forward of the tip of the torch based on the movement direction, the ejector ejects the ejection body forward in the movement direction, and the processing machine forms a groove on the first surface of the workpiece by performing the
  • the ejection body is ejected from the ejector toward a predetermined area, and during thermal processing that generates dross on the first surface side of the workpiece, any dross that flies near the predetermined area is blown away. Even if dross accumulates in the predetermined area, it is blown away by the ejection body before it cools and adheres to the workpiece at that position. In this way, by ejecting the ejection body toward the first surface of the workpiece while performing thermal processing on the processing location of the workpiece, it is possible to prevent dross from accumulating on the first surface of the workpiece W during groove processing.
  • the nozzle As described above and ejecting the ejection body forward in the direction of movement from that position, it is possible to prevent the nozzle of the ejector itself, the ejection body ejected from the nozzle, and the dross blown away by the ejection body from interfering with the plasma arc. Therefore, the dross can be removed without affecting the thermal processing.
  • the ejector may include a pair of nozzles arranged on the left and right sides of the torch. This makes it possible to efficiently blow away the dross with the ejection body.
  • the processing machine of item 1 may include a profiling roller that is supported by the processing machine body and causes the processing machine body to profiling a groove formed behind the torch with respect to the moving direction. This allows the processing machine to reliably profiling the groove formed by thermal processing. This allows the processing machine to be moved more stably above the workpiece. Therefore, automation of groove processing can be further promoted.
  • a processing machine for performing thermal processing on a workpiece, and includes a processing machine body, a torch fixed to the processing machine body and generating a heat source between its tip and a processing location of the workpiece, and an ejector that ejects an ejection body toward a predetermined area determined based on the processing location of the workpiece on a surface other than a first surface of the workpiece facing the torch and intersects with a virtual straight line extending from the tip of the torch toward the processing location of the workpiece, for removing dross that accumulates in the predetermined area as a result of the thermal processing.
  • the ejection body is ejected from the ejector toward a predetermined area, and in thermal processing in which dross is generated on a surface side other than the first surface of the workpiece, any dross that has come close to the predetermined area is blown away. Even if dross accumulates in the predetermined area, it is blown away by the ejection body before it cools and adheres to the workpiece at that position. In this way, by ejecting the ejection body toward a surface other than the first surface of the workpiece while performing thermal processing on the processing location of the workpiece, it is possible to prevent dross from accumulating on a surface other than the first surface of the workpiece W during groove processing.
  • the ejection port of the ejector may be disposed on a surface side different from the first surface of the workpiece and such that a virtual straight line extending from the tip of the torch toward the processing location of the workpiece intersects with the ejection direction of the ejection body. This allows the dross on both sides of the cut groove or around the cut hole to be blown off at once on the surface side different from the first surface of the workpiece. Therefore, the dross can be efficiently removed.
  • the processing machine body may be configured to be movable relative to the workpiece, and the ejection port of the ejector may be disposed so that the moving direction of the processing machine body relative to the workpiece during the thermal processing intersects with the ejection direction of the ejection body. This makes it possible to efficiently blow away dross generated on the second surface side of the workpiece.
  • the torch may be positioned so that the imaginary straight line intersects with the first surface of the workpiece and a second surface opposite to the first surface, and the nozzle of the ejector may be directed toward the second surface.
  • the torch may be disposed so that the imaginary straight line intersects with the first surface of the workpiece and a side surface that intersects with the first surface, and an ejection nozzle of the ejector may be directed toward the side surface.
  • the ejector may have an ejection port that is elongated in a direction parallel to the surface of the workpiece. This makes it possible to increase the ejection speed of the ejected material ejected from the ejection port. Also, the ejected material can be ejected over a wide range in the width direction.
  • a processing method for performing thermal processing on a workpiece, comprising: holding a torch that generates a heat source between its tip and the processing location of the workpiece, toward the processing location of the workpiece, and performing the thermal processing on the processing location of the workpiece by generating the heat source; ejecting an ejection body toward a first surface of the workpiece facing the torch to remove dross that accumulates in the specified area as a result of the thermal processing, and performing the thermal processing while moving the torch relative to the workpiece to form a groove on the first surface of the workpiece; and ejecting the ejection body from forward of the tip of the torch in the direction of movement, based on the first surface side of the workpiece and the direction of movement of the torch relative to the workpiece.
  • a processing method for performing thermal processing on a workpiece, comprising: holding a torch that generates a heat source between its tip and the processing point of the workpiece, toward the processing point of the workpiece; and performing the thermal processing on the processing point of the workpiece by generating the heat source, while ejecting an ejection body toward a predetermined area determined based on the processing point of the workpiece on a surface other than a first surface of the workpiece facing the torch, and on a surface that intersects with a virtual straight line extending from the tip of the torch toward the processing point of the workpiece, for removing dross that accumulates in the predetermined area as a result of the thermal processing.

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Abstract

加工機は、ワークに対して相対移動可能に構成される加工機本体と、加工機本体に固定され、先端とワークの加工箇所との間に熱源を発生させるトーチと、トーチに対向するワークの第１面に向けて、熱加工に伴って所定の領域に堆積するドロスを除去するための噴出体を噴出する噴出器と、を備え、トーチは、熱加工時における加工機本体のワークに対する移動方向を基準として先端が基端に対して前方に位置するように傾斜して配置され、噴出器の噴出口は、ワークの第１面側かつ移動方向を基準としてトーチの先端より前方に位置し、噴出器は、移動方向前方に噴出体を噴出し、加工機は、加工機本体を移動させながら熱加工を行うことによりワークの第１面に溝を形成する。

Description

加工機および加工方法
　本開示は、ワークに対して熱加工を行う加工機および加工方法に関する。
　ワークに溝を形成したり、ワークを切断したりするために、プラズマ加工等の熱加工が行われる。熱加工においては、トーチ(torch)の先端とワークの加工箇所との間にプラズマ(plasma)等の熱源を発生させることによりワークの切削が行われる。
　このような熱加工においては、ワークから切削された金属がドロス(dross)と呼ばれる溶融金属となってワークの表面または背面に堆積する。ワークに堆積したドロスは、すぐに冷えてワークに固着する。熱加工後にワークに固着したドロスを除去することは手間であり、生産性を低下させる。また、ワークにドロスが固着することにより、熱加工の安定的な継続が妨げられる恐れもある。
　このようなドロスの堆積の課題に関して、例えば、下記特許文献１には、プラズマ切断作業の開始前に、プラズマトーチ側の被切断材の面の切断予定部に向けてドロス付着防止剤を噴射する構成が開示されている。
実公平７－２６０５４号公報
　しかし、熱加工前にドロス付着防止剤を噴射することによって、ドロスがワークに固着し難くなることは期待できるものの、ワークの表面または裏面にドロスが堆積することには変わりない。したがって、熱加工におけるドロスの除去の問題については改善の余地がある。
　そこで、本開示は、熱加工の際にドロスのワークへの堆積を防止することができる加工機および加工方法を提供することを目的とする。
　本開示の一態様に係る加工機は、ワークに対して熱加工を行うための加工機であって、前記ワークに対して相対移動可能に構成される加工機本体と、前記加工機本体に固定され、先端と前記ワークの加工箇所との間に熱源を発生させるトーチと、前記トーチに対向する前記ワークの第１面に向けて、前記熱加工に伴って前記所定の領域に堆積するドロスを除去するための噴出体を噴出する噴出器と、を備え、前記トーチは、前記熱加工時における前記加工機本体の前記ワークに対する移動方向を基準として先端が基端に対して前方に位置するように傾斜して配置され、前記噴出器の噴出口は、前記ワークの第１面側かつ前記移動方向を基準として前記トーチの先端より前方に位置し、前記噴出器は、前記移動方向前方に前記噴出体を噴出し、前記加工機は、加工機本体を移動させながら前記熱加工を行うことにより前記ワークの前記第１面に溝を形成する。
　本開示の他の態様に係る加工機は、ワークに対して熱加工を行うための加工機であって、加工機本体と、前記加工機本体に固定され、先端と前記ワークの加工箇所との間に熱源を発生させるトーチと、前記トーチに対向する前記ワークの第１面とは異なる面であって、前記トーチの先端から前記ワークの加工箇所に向けて延びる仮想の直線と交差する面において前記ワークの加工箇所に基づいて定められる所定の領域に向けて、前記熱加工に伴って前記所定の領域に堆積するドロスを除去するための噴出体を噴出させる噴出器と、を備えている。
　本開示の他の態様に係る加工方法は、ワークに対して熱加工を行うための加工方法であって、先端と前記ワークの加工箇所との間に熱源を発生させるトーチを、前記ワークの加工箇所に向けて保持し、前記熱源を発生させることにより前記ワークの加工箇所に対して前記熱加工を行いながら、前記トーチに対向する前記ワークの第１面に向けて、前記熱加工に伴って前記所定の領域に堆積するドロスを除去するための噴出体を噴出させ、前記トーチを前記ワークに対して移動させながら前記熱加工を行うことにより前記ワークの前記第１面に溝を形成し、前記ワークの第１面側かつ前記トーチの前記ワークに対する移動方向を基準として前記トーチの先端より前方から前記移動方向前方に前記噴出体を噴出させる。
　本開示の他の態様に係る加工方法は、ワークに対して熱加工を行うための加工方法であって、先端と前記ワークの加工箇所との間に熱源を発生させるトーチを、前記ワークの加工箇所に向けて保持し、前記熱源を発生させることにより前記ワークの加工箇所に対して前記熱加工を行いながら、前記トーチに対向する前記ワークの第１面とは異なる面であって、前記トーチの先端から前記ワークの加工箇所に向けて延びる仮想の直線と交差する面において前記ワークの加工箇所に基づいて定められる所定の領域に向けて、前記熱加工に伴って前記所定の領域に堆積するドロスを除去するための噴出体を噴出させる。
　本開示によれば、熱加工の際にドロスのワークへの堆積を防止することができる。
図１は、本開示の実施の形態１に係る加工機の概略構成を示す正面図である。 図２は、図１に示す加工機の側面図である。 図３は、図１に示す加工機におけるトーチ近傍を示す拡大平面図である。 図４は、本開示の実施の形態２に係る加工機の概略構成を示す正面図である。 図５は、図４に示す加工機における加工箇所近傍を示す拡大平面図である。 図６は、実施の形態２の変形例における加工機の概略構成を加工機本体のワークに対する移動方向から見た図である。 図７は、図６に示す加工機の平面図である。 図８は、本開示の変形例における加工機の概略構成を示す平面図である。
　［実施の形態１］
　以下、本開示の実施の形態１に係る加工機について説明する。
　図１は、本開示の実施の形態１に係る加工機の概略構成を示す正面図である。加工機１は、熱加工として、ワークＷの溶接部Ｂの裏側に溝Ｇ２を形成するための溝加工を行う作業機械である。一般に、溝加工はガウジング(gouging)と称される。ワークＷには、Ｖ形、Ｘ形、Ｕ形、Ｊ形等の様々な形状を有する開先Ｇ１が予め形成されている。ワークＷの開先Ｇ１に対して表面側から溶接した後、ワークＷの裏面に対して溝加工を行うことにより、元の開先Ｇ１より深い溝Ｇ２を形成する。これにより、表側からの溶接ビードにおける欠陥部を除去し、裏側からの溶接時に溶接不良が生じることを防止することができる。なお、ワークＷに開先Ｇ１が予め形成されない場合もある。このようなワークＷに対しても溝加工を実施し得る。すなわち、本開示におけるワークＷに対する熱加工は、開先Ｇ１に対する熱加工に限られず、開先Ｇ１が存在しない箇所への熱加工も含まれる。
　図１においては、溶接対象であるワークＷを水平に設置した状態で、当該ワークＷの第１面Ｓ１に加工機１が設置された状態を示す。したがって、以下の説明において、ワークＷの第１面Ｓ１に遠い方が加工機１における上方となり、近い方が下方となる。また、ワークＷの第１面Ｓ１は、加工機１が当接する面、すなわち、後述するトーチ２１に対向する面を意味する。ワークＷの溶接部Ｂ、すなわち、溶接ビードが形成された面は、第１面Ｓ１とは反対側の第２面Ｓ２である。
　本実施の形態において、加工機１は、加工機本体２と、台車３と、を備えている。台車３は、台車本体４と、台車本体４に支持される車輪５と、を備えている。台車本体４は、加工機本体２を固定する固定面６を含んでいる。台車本体４は、直方体形状の筐体７を含む。筐体７の上面が固定面６となる。車輪５は、ワークＷの第１面Ｓ１に接する。
　台車３は、台車本体４をワークＷの第１面Ｓ１上において移動させるためのモータ８を備えている。モータ８は、筐体７内に設置される。モータ８への電力供給は、外部から電力ケーブル４０を介して行われる。これに代えて、台車３にバッテリが搭載されてもよい。
　本実施の形態において、ワークＷの第１面Ｓ１には、溶接線に沿ってレールＲが固定される。レールＲの固定方法は特に限定されない。例えば、レールＲは、ワークＷに、溶接により固定されてもよいし、磁石により固定されてもよいし、真空パッドにより固定されてもよい。レールＲは、断面が円形のレールである。例えば、レールＲは、パイプレールである。台車本体４は、レールＲを保持するレール保持器９を含む。筐体７は、下面すなわち固定面６とは反対側の面にレールＲが挿通される凹部１０を有する。凹部１０は、円弧状の断面を有する。レール保持器９は、凹部１０の周囲に配設される。
　レール保持器９は、レールＲを両側から挟持するような一対のローラを含む。一対のローラは、モータ８により駆動される駆動側ローラ１１と、駆動側ローラ１１に対向配置される従動側ローラ１２と、を含む。台車本体４は、モータ８の駆動力を駆動側ローラ１１に伝えて駆動側ローラ１１を回転させるリンク１３を有している。リンク１３は、例えばギヤボックス等を含む。なお、レール保持器９の構成は、これに限られない。例えば、レール保持器９は、一対のローラに加えて補助ローラを備えてもよい。
　上記のように、本実施の形態においては、一対のローラ１１，１２でレールＲを挟持した状態で駆動側ローラ１１がモータ８の駆動力により回転することにより、台車３がレールＲに沿って移動する。これにより、台車３は、ワークＷに対してワークＷの溶接線方向に移動する。この際、車輪５がワークＷに接しながら回転する。台車３がレール保持器９によってレールＲに保持されるため、ワークＷの表面が上を向く場合だけでなく、横を向く場合および下を向く場合等であっても、台車３をレールＲに沿って移動させ、台車３に搭載された加工機本体２によるワークＷへの熱加工を行うことができる。また、ワークＷは平面だけでなく曲面を有していてもよい。
　台車本体４の固定面６の一部には、移動制御器５１が搭載されたケース５２が固定されている。台車３は、ケース５２の上面に配置され、台車３を操作するための操作盤５３を有している。移動制御器５１は、処理回路を含み、モータ８を制御する。
　加工機本体２は、固定面６に、着脱可能に固定される。固定面６は、固定穴６ａを有する。加工機本体２は、固定穴６ａに挿通される固定ねじ５４により固定面６に固定される。固定ねじ５４を緩めることにより、加工機本体２は、台車本体４の固定面６から取り外すことができる。
　固定面６には、加工機本体２に代えて、他の作業機械を固定可能である。これにより、加工機１として構成される加工機本体２を含む複数の作業機械において、台車３を共通化することができる。他の作業機械は、例えば、溶接トーチを移動させながら溶接を行う溶接機、溶接または加工前後の検査を行う検査機、溝加工以外の加工を行う加工機等を含み得る。例えば、加工機１において溝Ｇ２の切削加工を行った後、加工機本体２を固定面６から取り外し、固定面６に検査機を固定して台車３をレールＲに沿って移動させることにより、加工機１により形成された溝Ｇ２の検査を行ってもよい。加工機本体２から検査機への取り換えは、台車３がレールＲを保持した状態で行うことができる。
　図２は、図１に示す加工機の側面図である。加工機１は、ワークＷに対して熱加工を行うトーチ２１を備えている。本実施の形態において、トーチ２１は、トーチ２１の先端２１ａとワークＷの加工箇所Ａ２との間に熱源となるプラズマアーク(plasma arc)を発生させるプラズマトーチである。
　加工機本体２は、トーチ２１を駆動するためのドライバ４１を備えている。ドライバ４１は、電源から供給される電力を所定の電圧または電流に変換してトーチ２１内の電極に供給し、トーチ２１の先端２１ａとワークＷの加工箇所Ａ２との間に熱源となるプラズマアークを発生させる。電源は、加工機本体２に搭載されたバッテリであってもよいし、外部電源から電力ケーブルを介して加工機本体２に電力が供給されてもよい。また、台車３の電源と加工機本体２の電源とが共通化されてもよい。ドライバ４１は、インバータ等を含む処理回路を備えている。さらに、加工機本体２は、操作盤４２を備えている。ドライバ４１は、操作盤４２の操作に基づいて、トーチ２１を駆動する。
　加工機本体２は、トーチ２１を台車３に保持する保持器２２を備えている。トーチ２１は、熱加工時における加工機本体２のワークＷに対する移動方向Ｆを基準として先端２１ａが基端２１ｂに対して前方に位置するように傾斜して配置される。保持器２２は、トーチ２１の傾斜配置を保持する。トーチ２１の中心軸Ｃ１のワークＷの第１面Ｓ１に対する傾斜角θは、特に限定されないが、例えば３０度である。
　加工機本体２は、固定面６に固定される第１本体３１と、第１本体３１から前方に延出された第２本体３２とを含む。第２本体３２は、第１本体３１に対して幅方向に移動可能に構成される。保持器２２は、第２本体３２に支持されるアーム２３と、アーム２３に支持され、トーチ２１を保持するクランプ２４と、を含む。保持器２２は、トーチ２１の傾斜角θおよびトーチ高さを変更可能に構成される。トーチ高さは、トーチ２１の先端２１ａにおけるワークＷの第１面Ｓ１に対する高さとして定義される。
　このような構成により、本実施の形態における加工機１は、ワークＷに対してトーチ２１が固定された加工機本体２を移動させながらトーチ２１の先端２１ａとワークＷの加工箇所Ａ２との間にプラズマアークを発生させることによりワークＷの第１面Ｓ１に溝Ｇ２を形成する熱加工を行う。
　ここで、本実施の形態において、加工機１は、噴出体Ｅを噴出する噴出器６０を備えている。噴出器６０は、トーチ２１に対向するワークＷの第１面Ｓ１に向けて噴出体Ｅを噴出させる。噴出器６０は、ワークＷの第１面Ｓ１においてワークＷの加工箇所Ａ２に基づいて定められる所定の領域Ａ１に向けられる。噴出器６０の噴出口６０ａは、ワークＷの第１面Ｓ１側かつ移動方向Ｆを基準としてトーチ２１の先端２１ａより前方に位置している。噴出器６０は、先端の噴出口６０ａが基端に対して前方に位置するように配置される。これにより、噴出器６０は、移動方向Ｆにおける前方に噴出体Ｅを噴出する。また、噴出口６０ａは、ワークＷの第１面Ｓ１との距離が所定の距離以下となる位置に配置される。さらに、噴出口６０ａは、噴出体Ｅの噴出方向がワークＷの第１面Ｓ１に対して水平または水平に近い角度となるように配置される。
　噴出器６０は、加工機本体２に固定される。本実施の形態では、噴出器６０は、保持器２２に保持される。噴出器６０は、トーチ２１の左右両側に配置された左右一対のノズル６１を備えている。一対のノズル６１間の間隔は、開先幅またはトーチ２１によって形成される溝Ｇ２より広くなるように配置される。ノズル６１は、噴出体を供給する供給管６２に接続されている。供給管６２は、保持器２２のクランプ２４に固定されている。
　このように、本実施の形態では、トーチ２１を保持する保持器と噴出器６０を保持する保持器とが共通化または一体化される。このため、例えば、第２本体３２を第１本体３１に対して幅方向に移動させること等により、トーチ２１の位置調整が行われても、トーチ２１と噴出器６０との位置関係を保持することができる。なお、トーチ２１を保持する保持器と噴出器６０を保持する保持器とは、互いに独立して構成されてもよい。
　噴出器６０の噴出口６０ａは、ワークＷの表面に平行な方向、すなわち、開先の幅方向に長い形状を有している。例えば、噴出口６０ａは、左右に長い長円形または楕円形を有する。例えば、ノズル６１は、円形のパイプで構成され、その先端が上下方向にプレスされることにより、ノズル６１の先端が噴出口６０ａとして形成されてもよい。これに代えて、開先の幅方向に長い長円形または楕円形を有する噴出口６０ａが円形のパイプで構成されるノズル６１の先端に装着されてもよい。
　噴出器６０から噴出される噴出体Ｅは、例えば、所定のガスである。所定のガスは、例えばアルゴンまたは窒素等の不活性ガスを含む。不活性ガスを用いることにより、ワークＷに噴出体Ｅが吹き付けられた際に、ワークＷが酸化することを防止することができる。なお、所定のガスは、ドロス除去の目的を達成するためには、不活性ガスに限られず、酸素または空気等のその他のガスでもよい。また、噴出体Ｅは、ガスに限られず、液体または固体でもよい。例えば、噴出体Ｅは、水、砂等の研磨材、または、ドライアイス等でもよい。
　さらに、本実施の形態において、加工機１は、倣いローラ６３を備えている。倣いローラ６３は、加工機本体２に支持される。加工機本体２は、第１本体３１から後方に延出された第３本体３３と、第３本体３３から下方に延出された第４本体３４とを含む。倣いローラ６３は、第４本体３４の下端に支持される。倣いローラ６３は、幅方向中心位置が、トーチ２１の幅方向中心位置に一致するように配置される。倣いローラ６３は、移動方向Ｆを基準としてトーチ２１より後方において形成された溝Ｇ２に加工機本体２を倣わせる。このために、倣いローラ６３の高さは、ワークＷの溝Ｇ２内に位置するような高さに設定される。すなわち、倣いローラ６３の最下端は、車輪５の最下端より低い位置に位置する。
　加工機１が倣いローラ６３を備えることにより、加工機１を実際に形成された溝Ｇ２に確実に倣わせることができる。これにより、加工機１をワークＷ上においてより安定的に移動させることができる。したがって、溝加工の自動化をより促進することができる。
　図３は、図１に示す加工機におけるトーチ近傍を示す拡大平面図である。図３には、加工機１におけるトーチ２１、クランプ２４、および噴出器６０以外の構成については図示を省略している。前述したように、トーチ２１は、先端２１ａが基端２１ｂに対して前方に位置するように傾斜して配置されているため、図３に示すように、ワークＷの加工箇所Ａ２は、トーチ２１の先端２１ａより前方に位置する。すなわち、トーチ２１の先端２１ａより前方のワークＷの開先位置とトーチ２１の先端２１ａとの間にプラズマアークが形成される。
　この状態でトーチ２１を含む加工機１がワークＷに対して移動方向Ｆに移動する。プラズマアークにより、加工箇所Ａ２におけるワークＷの一部が溶融してドロスとなる。ドロスは、プラズマアークにより前方に吹き飛ばされる。吹き飛ばされたドロスは、加工箇所Ａ２より前方かつワークＷにおける第１面Ｓ１の開先の両側に堆積する、または、堆積しようとする。このように、ドロスが堆積する、または、堆積しようとする領域が所定の領域Ａ１として設定される。例えば、所定の領域Ａ１は、開先Ｇ１の縁部すなわち形成後の溝Ｇ２の縁部を含む領域に設定される。噴出器６０は、このように設定された所定の領域Ａ１に向けて噴出体Ｅを噴出させる。すなわち、噴出体Ｅは、ワークＷの第１面Ｓ１側かつトーチ２１のワークＷに対する移動方向Ｆを基準としてトーチ２１の先端２１ａより前方から移動方向前方に噴出する。
　噴出器６０から所定の領域Ａ１に向けて噴出体Ｅが噴出されることにより、所定の領域Ａ１の近傍に飛来したドロスが前方へ吹き飛ばされる。また、一旦、所定の領域Ａ１においてドロスが堆積したとしても、ドロスが冷えて当該位置においてワークＷに固着する前に、噴出体Ｅにより吹き飛ばされる。このように、ワークＷの加工箇所Ａ２に対して熱加工を行いながらワークＷの第１面Ｓ１に向けて噴出体Ｅを噴出させることにより、溝加工の際にドロスがワークＷの第１面Ｓ１に堆積することを防止することができる。
　溝加工においてドロスがワークＷの第１面Ｓ１に堆積することが防止されることにより、溝加工における品質の安定化および溝加工の自動化を促進することができる。溝加工中にワークＷの第１面Ｓ１、特に、開先Ｇ１の縁部にドロスが堆積すると、トーチ２１がドロスに接触することによりトーチ２１が損傷したり、プラズマアークの生成不良を生じたりする恐れがある。また、本来、トーチ２１の先端２１ａとワークＷの加工箇所Ａ２との間で発生するべきプラズマアークが、トーチ２１の先端２１ａとドロスとの間で発生する恐れがある。これは、一般にダブルアークと称される。ダブルアークが生じると、トーチ２１の先端２１ａとワークＷの加工箇所Ａ２との間のプラズマアークが弱められたり、切れたりする恐れがある。この結果、溝加工に不良が生じる恐れがある。
　また、ドロスがワークＷの第１面Ｓ１、特に、形成された溝Ｇ２の縁部に堆積すると、堆積したドロスが倣いローラ６３に干渉する恐れもある。倣いローラ６３とドロスとの干渉による加工機１への移動抵抗が増大すると、加工機１の移動が困難になる恐れがある。この結果、加工機１が移動しながら溝加工を継続することができなくなる恐れがある。
　本実施の形態によれば、ワークＷの第１面Ｓ１にドロスが堆積することに伴う上記問題を解決することができる。したがって、加工機１により行われる溝加工における品質を安定させることができる。また、加工機１による溝加工の自動化を促進することができる。
　また、本実施の形態においては、噴出器６０の噴出口６０ａが、ワークＷの第１面Ｓ１側かつ移動方向Ｆを基準としてトーチ２１の先端２１ａより前方に位置し、かつ、噴出器６０が、移動方向Ｆの前方に噴出体Ｅを噴出するように構成されている。そのため、噴出器６０のノズル６１自体とプラズマアークとの干渉、噴出口６０ａから噴出される噴出体Ｅとプラズマアークとの干渉、または噴出体Ｅにより吹き飛ばされるドロスとプラズマアークとの干渉を防止することができる。したがって、溝加工に影響を与えることなくドロスを除去することができる。
　また、本実施の形態においては、噴出器６０の噴出口６０ａが、ワークＷの表面に平行な方向に長い形状を有している。このため、噴出口６０ａから噴出する噴出体Ｅの噴出速度を高くすることができる。また、噴出体Ｅを幅方向に広い範囲に噴出させることができる。
　なお、噴出口６０ａは、移動方向Ｆを基準として所定の領域Ａ１より手前に位置することが好ましい。これにより、噴出器６０のノズル６１とドロスとの干渉を防止することができる。また、本実施の形態においては、噴出器６０がトーチ２１の左右両側に配置された左右一対のノズル６１を備えている。これにより、噴出体Ｅにより第１面Ｓ１における溝Ｇ２の左右両側に堆積するドロスを効率的に吹き飛ばすことができる。
　［実施の形態１における変形例］
　上記実施の形態１では、噴出器６０が左右一対のノズル６１を備える例を示したが、ワークＷの加工箇所Ａ２に基づいて定められる所定の領域Ａ１に向けて噴出体Ｅを噴出させることができれば、噴出器６０の構成は、上記態様に限られない。例えば、上記実施の形態１では、左右に１つずつのノズル６１が配置される例を示したが、これに代えて、片側あたり２以上のノズルが配置されてもよい。ノズルの配置態様は、幅方向に並列配置されてもよいし、高さ方向に並列配置されてもよい。
　また、一または複数のノズルがトーチ２１の上方に配置されてもよい。この場合も、噴出口６０ａは、移動方向Ｆを基準としてトーチ２１の先端２１ａより前方に位置し、移動方向Ｆの前方に噴出体Ｅを噴出するように構成され得る。また、トーチ２１の上方にトーチ２１の同心円上に円弧状に複数のノズルが配置されてもよい。また、円弧状に形成されたノズルがトーチ２１の上方に配置されてもよい。
　また、上記実施の形態１では、左右一対のノズル６１の先端における噴出口６０ａが移動方向Ｆの前方に向けて配置される例を示したが、これに限られない。例えば、各噴出口６０ａが移動方向Ｆの斜め前方に向けて配置されてもよい。すなわち、各噴出口６０ａの向く方向は、移動方向Ｆの前方成分に、幅方向または高さ方向の成分を加えた方向であってもよい。また、片側あたり２以上のノズルが配置される場合、２以上のノズルが放射状に延びてもよいし、２以上の噴出口が放射状に向けられてもよい。
　また、上記実施の形態１では、加工機１が倣いローラ６３を備えた構成を例示したが、倣いローラ６３はなくてもよい。また、加工機本体２が台車３に着脱不能であってもよい。すなわち、溝加工専用の加工機１においても、上記実施の形態１におけるドロス除去に関する構成を採用し得る。
　また、上記実施の形態１では、台車３は、移動制御器５１により制御され、トーチ２１は、ドライバ４１により駆動される態様について例示したが、これに限られない。例えば、移動制御器５１とドライバ４１とが通信可能に接続されてもよい。さらに、ドライバ４１は、移動制御器５１から送られる指令信号に基づいてトーチ２１の駆動を制御してもよい。例えば、台車３の走行位置に基づいてトーチ２１の駆動のオンまたはオフが切り替えられてもよい。
　また、上記実施の形態では、台車３の操作盤５３が台車３に備えられ、加工機本体２の操作盤４２が加工機本体２に備えられる例を示したが、これに限られない。例えば、台車３または加工機本体２が、台車３およびトーチ２１を操作する共通の操作盤を備えていてもよい。また、台車３または加工機本体２、台車３または加工機本体２を遠隔操作するための遠隔操作端末を加工機１の本体とは別に有していてもよい。遠隔操作端末は、加工機１の本体に有線または無線により接続される。無線により接続される場合には、遠隔操作端末は、インターネット等のネットワークを介して通信可能なスマートフォン等の通信端末でもよい。
　［実施の形態２］
　次に、本開示の実施の形態２に係る加工機について説明する。
　図４は、本開示の実施の形態２に係る加工機の概略構成を示す正面図である。図４において、実施の形態１に係る加工機１と同様の構成については同じ符号を付し、説明を省略する。本実施の形態における加工機１Ｂは、熱加工として、ワークＷに穴開け加工または切断加工を行う作業機械である。一般に、穴開け加工は、ピアッシング(piercing)と称される。
　本実施の形態において、加工機１Ｂは、加工機本体２Ｂが台車として構成されている。すなわち、加工機本体２Ｂは、台車本体４と、台車本体４に支持される車輪５と、を備えている。加工機本体２Ｂの筐体は、台車本体４と共通になっている。車輪５は、所定のレールＲ上に設置される。
　本実施の形態においても、実施の形態１と同様に、加工機１Ｂは、ワークＷに対して熱加工を行うトーチ２１を備えている。トーチ２１は、トーチ２１の先端２１ａとワークＷの加工箇所Ａ２との間に熱源となるプラズマアークを発生させるプラズマトーチである。
　加工機本体２は、トーチ２１を加工機本体２に保持する保持器２２を備えている。トーチ２１は、先端２１ａがワーク設置台７０に設置されたワークＷの第１面Ｓ１に対面するように、当該第１面Ｓ１に対して垂直に配置される。言い換えると、トーチ２１は、トーチ２１の先端２１ａからワークＷの加工箇所Ａ２に向けて延びる仮想の直線がワークの第１面Ｓ１および第１面Ｓ１とは反対側の第２面Ｓ２に交差するように配置される。上記仮想の直線は、トーチ２１の中心軸Ｃ１の延長線と言える。本実施の形態において、上記仮想の直線は、第１面Ｓ１および第２面Ｓ２に直交している。保持器２２は、第１本体２５、第２本体２６およびクランプ２４を含む。第１本体２５は、台車本体４に支持され、上下方向に延出している。第２本体２６は、第１本体２５に支持され、移動方向Ｆに対して直交する方向、すなわち、レールＲの幅方向に延出している。クランプ２４は、第２本体２６に支持され、トーチ２１を保持する。
　第２本体２６は、第１本体２５に対して上下方向に移動可能であってもよい。また、クランプ２４は、第２本体２６に対してレールＲの幅方向に移動可能であってもよい。これにより、クランプ２４の先端の位置が調整可能となる。
　台車本体４は、台車本体４をレールＲ上において移動させるためのモータ８を備えている。モータ８は、台車本体４内に設置される。モータ８への電力供給は、外部から電力ケーブル４０を介して行われる。これに代えて、台車本体４にバッテリが搭載されてもよい。モータ８から出力される動力により車輪５が回転することで、加工機本体２Ｂは、レールＲに沿った方向に移動する。
　加工機本体２Ｂは、台車本体４内に、モータ８を制御する移動制御器５１およびトーチ２１を駆動するためのドライバ４１を備えている。移動制御器５１およびドライバ４１は、１つの処理回路として構成されてもよい。台車本体４の上面には、加工機１Ｂを操作するための操作盤５２Ｂが配置されている。操作盤５２Ｂに対する操作入力に基づいて、移動制御器５１は、加工機本体２Ｂの移動制御を行い、ドライバ４１は、トーチ２１の駆動制御を行う。
　本実施の形態における加工機１Ｂは、加工機本体２が停止した状態でトーチ２１の先端２１ａとワークＷの加工箇所Ａ２との間にプラズマアークを発生させることにより、ワークＷに穴を開ける熱加工を行う。また、加工機１Ｂは、ワークＷに対して加工機本体２を移動させながらトーチ２１の先端２１ａとワークＷの加工箇所Ａ２との間にプラズマアークを発生させることにより、ワークＷを切断する熱加工を行う。切断加工をワークＷの内部から始める場合には、加工機本体２の停止状態における穴開け加工が行われた後に、当該位置から加工機本体２を移動させることにより、切断加工が行われる。
　本実施の形態においても、加工機１Ｂは、噴出器６０Ｂを備えている。噴出器６０Ｂは、加工機本体２に支持される。噴出器６０Ｂは、ノズル６１と、ノズル６１を保持する保持器６４とを含む。保持器６４は、台車本体４に固定される。本実施の形態において、噴出器６０Ｂの噴出口６０ａは、ワークＷの第２面Ｓ２側において噴出体Ｅを噴出するように配置される。また、噴出口６０ａは、ワークＷの第２面Ｓ２との距離が所定の距離以下となる位置に配置される。さらに、噴出口６０ａは、噴出体Ｅの噴出方向がワークＷの第２面Ｓ２に対して水平または水平に近い角度となるように配置される。
　図５は、図４に示す加工機における加工箇所近傍を示す拡大平面図である。図５は、加工箇所Ａ２の近傍をワークＷの第２面Ｓ２側から見た図である。図５には、加工機１Ｂにおけるトーチ２１および噴出器６０Ｂのノズル６１以外の構成については図示を省略している。前述したように、トーチ２１は、ワークＷの第１面Ｓ１に対して垂直に配置されているため、図５に示すように、ワークＷの加工箇所Ａ２は、平面視においてトーチ２１の先端２１ａの同心円状に広がる領域となる。すなわち、トーチ２１の先端２１ａ直下のワークＷとトーチ２１の先端２１ａとの間にプラズマアークが形成される。
　プラズマアークにより、加工箇所Ａ２におけるワークＷが溶融してドロスとなる。本実施の形態における熱加工では、プラズマアークが加工箇所Ａ２においてワークＷを貫通するため、生じたドロスは、ワークＷの第２面Ｓ２における加工箇所Ａ２の周囲に堆積する、または、堆積しようとする。切削加工の場合は、トーチ２１を含む加工機１ＢがワークＷに対して移動方向Ｆに移動する。これにより、加工箇所Ａ２がトーチ２１の移動に伴って移動方向Ｆに移動し、ワークＷにおける加工箇所Ａ２の通過部分に切れ込みＧ３が形成される。
　この際、生じたドロスは、ワークＷの第２面Ｓ２における切れ込みＧ３の片側または両側に堆積する、または、堆積しようとする。このように、ドロスが堆積する、または、堆積しようとする領域が所定の領域Ａ１として設定される。本実施の形態においては、実施の形態１のようにトーチ２１が傾斜していないため、所定の領域Ａ１は、加工箇所Ａ２において形成される切れ込みＧ３の縁部の片側または両側を含む領域に設定される。穴開け加工のみの場合も同様に、所定の領域Ａ１が加工箇所Ａ２の周囲に設定される。
　噴出器６０Ｂは、このように設定された所定の領域Ａ１に向けて噴出体Ｅを噴出させる。本実施の形態において、図４に示されるように、噴出器６０Ｂの噴出口６０ａは、トーチ２１の先端２１ａからワークＷの加工箇所Ａ２に向けて延びる仮想の直線、すなわち、トーチ２１の中心軸Ｃ１の延長線と噴出体Ｅの噴出方向、すなわち、噴出口６０ａの中心軸の延長線とが交差するように配置される。さらに、図５に示されるように、噴出器６０Ｂの噴出口６０ａは、第１面Ｓ１または第２面Ｓ２に垂直な方向から見て、切断加工時における加工機本体２のワークＷに対する移動方向Ｆと噴出体Ｅの噴出方向とが交差するように配置される。本実施の形態において、移動方向Ｆと噴出体Ｅの噴出方向とは、直交している。
　噴出器６０Ｂから所定の領域Ａ１に向けて噴出体Ｅが噴出されることにより、所定の領域Ａ１の近傍に生じたドロスが側方へ吹き飛ばされる。また、一旦、所定の領域Ａ１においてドロスが堆積したとしても、ドロスが冷えて当該位置においてワークＷに固着する前に、噴出体Ｅにより吹き飛ばされる。このように、ワークＷの加工箇所Ａ２に対して熱加工を行いながらワークＷの第２面Ｓ２に向けて噴出体Ｅを噴出させることにより、穴開け加工または切断加工の際にドロスがワークＷの第２面Ｓ２に堆積することを防止することができる。
　本実施の形態においては、噴出器６０Ｂの噴出口６０ａは、切断加工時における加工機本体２のワークＷに対する移動方向Ｆと噴出体Ｅの噴出方向とが交差するように配置される。このため、切れ込みＧ３の縁部の両側にドロスが堆積しても、噴出体Ｅの噴出範囲が水平方向に狭い範囲であっても両側のドロスを効率よく一度に吹き飛ばすことができる。なお、本実施の形態においては、噴出される噴出体Ｅまたは吹き飛ばされたドロスとプラズマアークとがワークＷの第２面Ｓ２側において交差し得る。しかし、プラズマアークにおけるワークＷの第２面Ｓ２側部分は、ワークＷの切削または穴開けに影響を与えない箇所であるため、問題を生じない。
　［実施の形態２における変形例］
　上記実施の形態２においては、噴出器６０Ｂの噴出口６０ａは、切断加工時における加工機本体２のワークＷに対する移動方向Ｆと噴出体Ｅの噴出方向とが交差するように配置される態様を例示したがこれに限られない。例えば、噴出器６０Ｂの噴出口６０ａは、上記実施の形態１のように、移動方向Ｆに沿った方向に噴出体Ｅを噴出するように配置されてもよい。なお、噴出器６０Ｂの噴出口６０ａが移動方向Ｆと噴出体Ｅの噴出方向とが交差しない場合であっても、切れ込みＧ３の縁部の両側に堆積したドロスを吹き飛ばすことが可能である。この場合、噴出器６０Ｂが複数の噴出口６０ａを備える、または、噴出口６０ａを幅広形状とすること等により、より効率的に切れ込みＧ３の縁部の両側に堆積したドロスを吹き飛ばすことができる。
　また、上記実施の形態２においては、噴出器６０Ｂは、１つのノズル６１を有する例を示したが、ノズル６１の数は２以上でもよい。ノズル６１および噴出口６０ａの配置態様も、上記所定の領域Ａ１に向けて噴出体Ｅを噴出可能である限り、特に限定されない。
　また、上記実施の形態２においては、加工機本体２Ｂが台車の機能を有する構成を例示したが、実施の形態１のように、台車と加工機本体２Ｂとが別体に構成され、台車に対して加工機本体２Ｂを着脱可能としてもよい。
　また、上記実施の形態２においては、加工機本体２Ｂが車輪５の駆動力によりレールＲ上を移動する構成を例示したが、実施の形態１のように、レールＲを保持するレール保持器９を構成する駆動側ローラ１１の駆動力により加工機本体２ＢがレールＲに沿って移動する構成としてもよい。
　また、上記実施の形態２においては、噴出器６０Ｂの噴出口６０ａがトーチ２１に対向するワークＷの第１面Ｓ１とは反対側の第２面Ｓ２側に配置される態様を例示したが、噴出器６０ＢがワークＷの第１面Ｓ１とは異なる面であって、トーチ２１の先端２１ａからワークＷに向けて延びる仮想の直線と交差する面側に配置される限り、上記実施の形態２と同様の構成が適用可能である。
　図６は、実施の形態２の変形例における加工機の概略構成を加工機本体のワークに対する移動方向から見た図である。図７は、図６に示す加工機の平面図である。本変形例において、実施の形態２と同様の構成については同じ符号を付し、説明を省略する。また、図６および図７において、加工機本体２Ｂは、図示を省略しているが、例えば実施の形態２と同様の構成とすることができる。
　本変形例の加工機１Ｃにおいて、トーチ２１は、ワークＷの端部において開先を形成するために、ワークＷの端部を斜めに切断するように配置されている。このため、トーチ２１は、加工機本体２ＢのワークＷに対する移動方向Ｆに対して交差する方向においてワークＷの第１面Ｓ１に対して傾斜するように保持器２２に保持される。すなわち、トーチ２１は、中心軸Ｃ１の延長線である上記仮想の直線がワークＷの第１面Ｓ１および第１面Ｓ１と交差する側面Ｓ３に交差するように配置される。
　本変形例において、噴出器６０Ｃも、保持器２２に保持される。噴出器６０Ｃの噴出口６０ａは、側面Ｓ３側に配置される。さらに、本変形例においては、噴出器６０Ｃの噴出口６０ａが、移動方向Ｆを基準としてトーチ２１の先端２１ａより後方に位置し、かつ、噴出器６０Ｃが、移動方向Ｆの前方に噴出体Ｅを噴出するように構成されている。
　本変形例においても、トーチ２１の中心軸Ｃ１の延長線上にあるワークＷとトーチ２１の先端２１ａとの間にプラズマアークが形成される。形成されるプラズマアークにより、加工箇所Ａ２におけるワークＷが溶融してドロスとなる。本変形例における熱加工では、プラズマアークが加工箇所Ａ２においてワークＷを貫通するため、生じたドロスは、ワークＷの側面Ｓ３における加工箇所Ａ２の周囲または下方に堆積する、または、堆積しようとする。
　ここで、本変形例において、切れ込みＧ３の縁部の上方側のワーク部分は、熱加工後に不要となる、あるいは、プラズマアークによる溶融により当該ワーク部分自体が存在しなくなる。そのため、所定の領域Ａ１は、加工箇所Ａ２において形成される切れ込みＧ３の縁部の下方側を含む領域に設定される。噴出器６０Ｃは、このように設定された所定の領域Ａ１に向けて噴出体Ｅを噴出させる。本実施の形態において、図６に示されるように、噴出器６０Ｂの噴出口６０ａは、中心軸がトーチ２１の先端２１ａからワークＷの加工箇所Ａ２に向けて延びる仮想の直線、すなわち、トーチ２１の中心軸Ｃ１の延長線より下方に位置するように配置される。
　なお、所定の領域Ａ１は、加工箇所Ａ２において形成される切れ込みＧ３の縁部の上方側および下方側の双方を含む領域に設定されてもよい。この場合、噴出器６０Ｂの噴出口６０ａは、中心軸がトーチ２１の先端２１ａからワークＷの加工箇所Ａ２に向けて延びる仮想の直線と交差するように配置されてもよい。
　噴出器６０Ｃから所定の領域Ａ１に向けて噴出体Ｅが噴出されることにより、所定の領域Ａ１の近傍に生じたドロスが側方へ吹き飛ばされる。また、一旦、所定の領域Ａ１においてドロスが堆積したとしても、ドロスが冷えて当該位置においてワークＷに固着する前に、噴出体Ｅにより吹き飛ばされる。このように、ワークＷの加工箇所Ａ２に対して熱加工を行いながらワークＷの側面Ｓ３に向けて噴出体Ｅを噴出させることにより、穴開け加工または切断加工の際にドロスがワークＷの側面Ｓ３に堆積することを防止することができる。
　なお、本変形例では、噴出器６０Ｃの噴出方向が加工機本体２Ｂの移動方向Ｆに沿っている例を示したが、噴出器６０Ｃの噴出方向は、鉛直方向であってもよい。また、噴出器６０Ｃの噴出方向は、移動方向に沿った成分および鉛直方向成分を含む斜め方向であってもよい。
　［他の実施形態］
　以上、本開示の実施の形態について説明したが、本開示は上記実施の形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲内で種々の改良、変更、修正が可能である。
　例えば、上記実施の形態において、熱加工として、トーチ２１の先端２１ａとワークＷの加工箇所Ａ２との間にプラズマアークを発生させるプラズマ加工を例示したが、トーチ２１の先端２１ａとワークＷの加工箇所Ａ２との間に熱源を発生させて、当該熱源により加工を行い得る加工方法を種々採用することが可能である。言い換えると、加工時にドロスが発生する加工方法を採用する加工機に対して本開示の内容は適用可能である。例えば、プラズマ加工に代えて、トーチ２１からガス、レーザまたは電子ビーム等を照射することによって熱加工を行う加工機に対しても本開示を適用することができ、同様の効果を奏する。
　また、上記実施の形態では、噴出器６０，６０Ｂが加工機本体２，２Ｂに保持される態様を例示したが、噴出器６０，６０Ｂは、加工機本体２，２Ｂとは別に構成されてもよい。この場合、噴出器６０，６０Ｂは、加工機本体２，２Ｂの移動に合わせて噴出口６０ａと所定の領域Ａ１との位置関係を保持するように、噴出器６０，６０Ｂ自体の位置または噴出口６０ａの位置が移動する。すなわち、噴出器６０，６０Ｂと加工機本体２，２Ｂとが協調制御されてもよい。
　また、上記実施の形態では、レールＲに沿って加工機本体２，２ＢがワークＷに対して移動する態様を例示したが、これに限られない。例えば、加工機本体２，２Ｂが基台に接続され、複数の関節を有するアームを備えたロボットとして構成されてもよい。この場合、アームの先端に保持器２２が固定され、ロボットを制御するロボットコントローラは、アームを動作させることにより、保持器２２に固定されたトーチ２１の位置を制御してもよい。
　また、加工機本体２，２Ｂに対してワークＷが移動する構成としてもよい。図８は、本開示の変形例における加工機の概略構成を示す平面図である。図８において、実施の形態１，２に係る加工機１，１Ｂと同様の構成については同じ符号を付し、説明を省略する。本変形例における加工機１Ｄは、実施の形態２と同様に、熱加工として、ワークＷに穴開け加工または切断加工を行う作業機械である。
　本変形例において、ワークＷは、ワーク台車７１に設置される。ワーク台車７１は、レールＲ上を移動可能に構成される。なお、ワーク台車７１は、レールＲ上を移動可能な移動機構に代えて、移動方向Ｑに移動可能な種々の移動機構を採用可能である。
　一方、加工機本体２Ｄは、地面等の固定物に固定されている。加工機本体２Ｄは、固定物に固定される第１支持体２７と、第１支持体２７に支持される第２支持体２８と、第２支持体２８に支持されるクランプ２４と、を備えている。第１支持体２７は、ワーク台車７１の移動方向Ｑに直交する方向に延びる延出体２７ａと、延出体２７ａの両端において固定物に固定される脚２７ｂと、を含む。延出体２７ａは、ワーク台車７１の幅より長い長さを有している。ワーク台車７１は、２つの脚２７ｂの間を通過可能に配置される。
　第２支持体２８は、第１支持体２７の延出体２７ａ上を移動方向Ｑに直交する方向に移動可能に構成される。クランプ２４は、トーチ２１を保持する。クランプ２４は、第２支持体２８に対して高さ方向に移動可能に構成される。
　固定物に固定された加工機本体２Ｄに対してワークＷがワーク台車７１により移動方向Ｑに搬送されることにより、加工機本体２Ｃが保持するトーチ２１がワークＷに対して移動方向Ｆに相対移動する。
　本変形例における噴出器６０Ｄは、地面等の固定物に固定される。噴出器６０Ｄは、固定物に固定される土台６５と、土台６５に支持される保持器６４と、保持器６４により保持されるノズル６１と、を含む。噴出器６０Ｃの噴出口６０ａにおけるトーチ２１との位置関係および噴出体Ｅの噴出方向は、実施の形態２と同様である。
　本変形例のような噴出器６０Ｄにおいても、トーチ２１に対向するワークＷの第２面Ｓ２においてワークＷの加工箇所Ａ２に基づいて定められる所定の領域Ａ１に向けて、噴出体Ｅを噴出させてドロスを除去することにより、ワークＷへのドロスの堆積を防止することができる。
　なお、本変形例においては、熱加工として穴開け加工および切断加工を行う例を示したが、溝加工の場合においても、同様に、加工機本体に対してワークＷが移動する構成を採用し得る。この場合、噴出器は、加工機本体に保持されてもよいし、加工機本体とは別に保持されてもよい。例えば、噴出器は、加工機が設置される建屋の上方から吊り下げ保持されてもよい。
　［本開示のまとめ］
　［項目１］
　本開示の一態様に係る加工機は、ワークに対して熱加工を行うための加工機であって、前記ワークに対して相対移動可能に構成される加工機本体と、前記加工機本体に固定され、先端と前記ワークの加工箇所との間に熱源を発生させるトーチと、前記トーチに対向する前記ワークの第１面に向けて、前記熱加工に伴って前記所定の領域に堆積するドロスを除去するための噴出体を噴出する噴出器と、を備え、前記トーチは、前記熱加工時における前記加工機本体の前記ワークに対する移動方向を基準として先端が基端に対して前方に位置するように傾斜して配置され、前記噴出器の噴出口は、前記ワークの第１面側かつ前記移動方向を基準として前記トーチの先端より前方に位置し、前記噴出器は、前記移動方向前方に前記噴出体を噴出し、前記加工機は、加工機本体を移動させながら前記熱加工を行うことにより前記ワークの前記第１面に溝を形成する。
　上記構成によれば、噴出器から所定の領域に向けて噴出体が噴出されることにより、ワークの第１面側にドロスが発生する熱加工において、所定の領域の近傍に飛来したドロスが吹き飛ばされる。また、一旦、所定の領域においてドロスが堆積したとしても、ドロスが冷えて当該位置においてワークに固着する前に、噴出体により吹き飛ばされる。このように、ワークの加工箇所に対して熱加工を行いながらワークの第１面に向けて噴出体を噴出させることにより、溝加工の際にドロスがワークＷの第１面に堆積することを防止することができる。
　さらに、噴出口の位置を上記構成の位置とし、当該位置から移動方向前方に噴出体を噴出させることにより、噴出器のノズル自体、噴出口から噴出される噴出体および噴出体により吹き飛ばされるドロスが、プラズマアークに干渉することを防止することができる。したがって、熱加工に影響を与えることなくドロスを除去することができる。
　［項目２］
　項目１の加工機において、前記噴出器は、前記トーチの左右両側に配置された左右一対のノズルを備えてもよい。これにより、噴出体によりドロスを効率的に吹き飛ばすことができる。
　［項目３］
　項目１の加工機は、前記加工機本体に支持され、前記移動方向を基準として前記トーチより後方において形成された溝に前記加工機本体を倣わせる倣いローラを備えてもよい。これにより、加工機を熱加工により形成された溝に確実に倣わせることができる。これにより、加工機をワーク上においてより安定的に移動させることができる。したがって、溝加工の自動化をより促進することができる。
　［項目４］
　本開示の他の態様に係る加工機は、ワークに対して熱加工を行うための加工機であって、加工機本体と、前記加工機本体に固定され、先端と前記ワークの加工箇所との間に熱源を発生させるトーチと、前記トーチに対向する前記ワークの第１面とは異なる面であって、前記トーチの先端から前記ワークの加工箇所に向けて延びる仮想の直線と交差する面において前記ワークの加工箇所に基づいて定められる所定の領域に向けて、前記熱加工に伴って前記所定の領域に堆積するドロスを除去するための噴出体を噴出する噴出器と、を備えている。
　上記構成によれば、噴出器から所定の領域に向けて噴出体が噴出されることにより、ワークの第１面とは異なる面側にドロスが発生する熱加工において、所定の領域の近傍に飛来したドロスが吹き飛ばされる。また、一旦、所定の領域においてドロスが堆積したとしても、ドロスが冷えて当該位置においてワークに固着する前に、噴出体により吹き飛ばされる。このように、ワークの加工箇所に対して熱加工を行いながらワークの第１面とは異なる面に向けて噴出体を噴出させることにより、溝加工の際にドロスがワークＷの第１面とは異なる面に堆積することを防止することができる。
　［項目５］
　項目４の加工機において、前記噴出器の噴出口は、前記ワークの前記第１面とは異なる面側かつ前記トーチの先端から前記ワークの加工箇所に向けて延びる仮想の直線と前記噴出体の噴出方向とが交差するように配置されてもよい。これによれば、ワークの第１面とは異なる面側において切削溝の両側または切削穴の周囲のドロスを一度に吹き飛ばすことができる。したがって、効率的なドロスの除去を行うことができる。
　［項目６］
　項目４または５の加工機において、前記加工機本体は前記ワークに対して相対移動可能に構成され、前記噴出器の噴出口は、前記熱加工時における前記加工機本体の前記ワークに対する移動方向と前記噴出体の噴出方向とが交差するように配置されてもよい。これによれば、ワークの第２面側に発生するドロスを効率的に吹き飛ばすことができる。
　［項目７］
　項目４から６の何れかの加工機において、前記トーチは、前記仮想の直線が前記ワークの前記第１面および前記第１面とは反対側の第２面に交差するように配置され、前記噴出器の噴出口は、前記第２面に向けられてもよい。
　［項目８］
　項目４から７の何れかの加工機において、前記トーチは、前記仮想の直線が前記ワークの前記第１面および前記第１面と交差する側面に交差するように配置され、前記噴出器の噴出口は、前記側面に向けられてもよい。
　［項目９］
　項目１から８の何れかの加工機において、前記噴出器の噴出口は、前記ワークの表面に平行な方向に長い形状を有していてもよい。これにより、噴出口から噴出する噴出体の噴出速度を高くすることができる。また、噴出体を幅方向に広い範囲に噴出させることができる。
　［項目１０］
　本開示の他の態様に係る加工方法は、ワークに対して熱加工を行うための加工方法であって、先端と前記ワークの加工箇所との間に熱源を発生させるトーチを、前記ワークの加工箇所に向けて保持し、前記熱源を発生させることにより前記ワークの加工箇所に対して前記熱加工を行いながら、前記トーチに対向する前記ワークの第１面に向けて、前記熱加工に伴って前記所定の領域に堆積するドロスを除去するための噴出体を噴出させ、前記トーチを前記ワークに対して移動させながら前記熱加工を行うことにより前記ワークの前記第１面に溝を形成し、前記ワークの第１面側かつ前記トーチの前記ワークに対する移動方向を基準として前記トーチの先端より前方から前記移動方向前方に前記噴出体を噴出させる。
　［項目１１］
　本開示の他の態様に係る加工方法は、ワークに対して熱加工を行うための加工方法であって、先端と前記ワークの加工箇所との間に熱源を発生させるトーチを、前記ワークの加工箇所に向けて保持し、前記熱源を発生させることにより前記ワークの加工箇所に対して前記熱加工を行いながら、前記トーチに対向する前記ワークの第１面とは異なる面であって、前記トーチの先端から前記ワークの加工箇所に向けて延びる仮想の直線と交差する面において前記ワークの加工箇所に基づいて定められる所定の領域に向けて、前記熱加工に伴って前記所定の領域に堆積するドロスを除去するための噴出体を噴出させる。
１，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄ　加工機
２，２Ｂ，２Ｄ　加工機本体
２１　トーチ
６０，６０Ｂ，６０Ｃ，６０Ｄ　噴出器
６０ａ　噴出口
６１　ノズル
６３　倣いローラ
Ａ１　所定の領域
Ａ２　加工箇所
Ｅ　噴出体
Ｆ　移動方向
Ｇ２　溝
Ｓ１　第１面
Ｓ２　第２面
Ｗ　ワーク

Claims (11)

  1. 　ワークに対して熱加工を行うための加工機であって、
    　前記ワークに対して相対移動可能に構成される加工機本体と、
    　前記加工機本体に固定され、先端と前記ワークの加工箇所との間に熱源を発生させるトーチと、
    　前記トーチに対向する前記ワークの第１面に向けて、前記熱加工に伴って前記所定の領域に堆積するドロスを除去するための噴出体を噴出する噴出器と、を備え、
    　前記トーチは、前記熱加工時における前記加工機本体の前記ワークに対する移動方向を基準として先端が基端に対して前方に位置するように傾斜して配置され、
    　前記噴出器の噴出口は、前記ワークの第１面側かつ前記移動方向を基準として前記トーチの先端より前方に位置し、
    　前記噴出器は、前記移動方向前方に前記噴出体を噴出し、
    　前記加工機は、加工機本体を移動させながら前記熱加工を行うことにより前記ワークの前記第１面に溝を形成する、加工機。
  2. 　前記噴出器は、前記トーチの左右両側に配置された左右一対のノズルを備える、請求項１に記載の加工機。
  3. 　前記加工機本体に支持され、前記移動方向を基準として前記トーチより後方において形成された溝に前記加工機本体を倣わせる倣いローラを備えた、請求項１に記載の加工機。
  4. 　ワークに対して熱加工を行うための加工機であって、
    　加工機本体と、
    　前記加工機本体に固定され、先端と前記ワークの加工箇所との間に熱源を発生させるトーチと、
    　前記トーチに対向する前記ワークの第１面とは異なる面であって、前記トーチの先端から前記ワークの加工箇所に向けて延びる仮想の直線と交差する面において前記ワークの加工箇所に基づいて定められる所定の領域に向けて、前記熱加工に伴って前記所定の領域に堆積するドロスを除去するための噴出体を噴出する噴出器と、を備えた、加工機。
  5. 　前記噴出器の噴出口は、前記ワークの前記第１面とは異なる面側かつ前記トーチの先端から前記ワークの加工箇所に向けて延びる仮想の直線と前記噴出体の噴出方向とが交差するように配置される、請求項４に記載の加工機。
  6. 　前記加工機本体は前記ワークに対して相対移動可能に構成され、
    　前記噴出器の噴出口は、前記熱加工時における前記加工機本体の前記ワークに対する移動方向と前記噴出体の噴出方向とが交差するように配置される、請求項４に記載の加工機。
  7. 　前記トーチは、前記仮想の直線が前記ワークの前記第１面および前記第１面とは反対側の第２面に交差するように配置され、
    　前記噴出器の噴出口は、前記第２面側に配置される、請求項４に記載の加工機。
  8. 　前記トーチは、前記仮想の直線が前記ワークの前記第１面および前記第１面と交差する側面に交差するように配置され、
    　前記噴出器の噴出口は、前記側面側に配置される、請求項４に記載の加工機。
  9. 　前記噴出器の噴出口は、前記ワークの表面に平行な方向に長い形状を有している、請求項１から８の何れかに記載の加工機。
  10. 　ワークに対して熱加工を行うための加工方法であって、
    　先端と前記ワークの加工箇所との間に熱源を発生させるトーチを、前記ワークの加工箇所に向けて保持し、
    　前記熱源を発生させることにより前記ワークの加工箇所に対して前記熱加工を行いながら、前記トーチに対向する前記ワークの第１面に向けて、前記熱加工に伴って前記所定の領域に堆積するドロスを除去するための噴出体を噴出させ、
    　前記トーチを前記ワークに対して移動させながら前記熱加工を行うことにより前記ワークの前記第１面に溝を形成し、
    　前記ワークの第１面側かつ前記トーチの前記ワークに対する移動方向を基準として前記トーチの先端より前方から前記移動方向前方に前記噴出体を噴出させる、加工方法。
  11. 　ワークに対して熱加工を行うための加工方法であって、
    　先端と前記ワークの加工箇所との間に熱源を発生させるトーチを、前記ワークの加工箇所に向けて保持し、
    　前記熱源を発生させることにより前記ワークの加工箇所に対して前記熱加工を行いながら、前記トーチに対向する前記ワークの第１面とは異なる面であって、前記トーチの先端から前記ワークの加工箇所に向けて延びる仮想の直線と交差する面において前記ワークの加工箇所に基づいて定められる所定の領域に向けて、前記熱加工に伴って前記所定の領域に堆積するドロスを除去するための噴出体を噴出させる、加工方法。
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