(57)【要約】【課題】レーザ溶接で発生するヒュームの方向を制御して、レーザの遮光による溶接不安定現象を抑制する溶接作業部屋における気流制御装置を提供する。【解決手段】天井壁１５に吸引排気口２３、左右側壁１３、１４に外気取入口２１、２２を有し、吸引排気口２３からの強制排気により部屋内環境の集塵を行う溶接作業部屋１０の内部にレーザ溶接ロボット４０を配設し、溶接ヘッド３０の軸線を傾けた姿勢でレーザ光を出射してワークを溶接する際に、溶接ヘッド３０の先端とワークとの間に発生する集塵起因流の向きを、使用する外気取入口２１、２２の切り替えにより制御して、ヒュームによるレーザ光の遮蔽を回避する。【選択図】図１
2014079784.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
側面および天井面を囲う囲い壁に吸引排気口と外気取入口とを有し、前記吸引排気口からの強制排気により部屋内環境の集塵を行う溶接作業部屋の内部にレーザ溶接装置を配設し、
前記レーザ溶接装置の溶接ヘッドの軸線をワークの表面に垂直な線に対し一定方向に傾けた姿勢で、溶接ヘッドの先端より前記軸線方向に沿ってレーザ光を出射してワークをレーザ溶接する際に、
前記溶接ヘッドの先端とワークとの間に、前記溶接ヘッドを傾けた方向からその反対の方向へ向かう方向、および、前記溶接ヘッドを傾けた方向と直交する方向のいずれかの方向に集塵に起因する空気流が発生するように、前記溶接作業部屋の内部の空気の流れを制御することを特徴とする溶接作業部屋における気流制御方法。
【請求項２】
請求項１に記載の溶接作業部屋における気流制御方法であって、
前記溶接ヘッドのワークに対する進行方向をヘッド前側、その反対側をヘッド後側、ヘッド後側からヘッド前側を見たときの左側および右側をそれぞれヘッド左側およびヘッド右側とするとき、
前記溶接ヘッドの軸線を、ワークの表面に垂直な線に対し所定角度ヘッド後側へ傾け、
前記溶接ヘッドの先端とワークとの間に、ヘッド前側からヘッド後側へ向かう方向、ヘッド後側からヘッド前側へ向かう方向、ヘッド左側からヘッド右側へ向かう方向、ヘッド右側からヘッド左側へ向かう方向の４つの方向のうち、ヘッド前側からヘッド後側へ向かう方向を除く３つの方向のいずれかの方向に集塵に起因する空気流が発生するように、前記溶接作業部屋の内部の空気の流れを制御することを特徴とする溶接作業部屋における気流制御方法。
【請求項３】
請求項１または２に記載の溶接作業部屋における気流制御方法であって、
天井面の囲い壁に集塵機につながる前記吸引排気口が設けられ、互いに対向する２側面の囲い壁に前記外気取入口がそれぞれ設けられており、使用する前記外気取入口の切り替えにより、前記溶接ヘッドの先端とワークとの間に発生する集塵に起因する空気流の方向を変更することを特徴とする溶接作業部屋における気流制御方法。
【請求項４】
請求項１または２に記載の溶接作業部屋における気流制御方法であって、
天井面の囲い壁に集塵機につながる複数の前記吸引排気口が設けられ、側面の囲い壁に前記外気取入口が設けられており、使用する前記吸引排気口の切り替えにより、前記溶接ヘッドの先端とワークとの間に発生する集塵に起因する空気流の方向を変更することを特徴とする溶接作業部屋における気流制御方法。
【請求項５】
側面および天井面を囲う囲い壁に吸引排気口と外気取入口とを有し、前記吸引排気口からの強制排気により部屋内環境の集塵を行う溶接作業部屋と、
該溶接作業部屋の内部に配設されたレーザ溶接装置と、を有し、
該レーザ溶接装置の溶接ヘッドが、軸線をワークの表面に垂直な線に対し一定方向に傾けた姿勢で、溶接ヘッドの先端より前記軸線方向に沿ってレーザ光を出射してワークをレーザ溶接するものとして構成されており、
前記溶接作業部屋には、前記溶接ヘッドの先端とワークとの間に、前記溶接ヘッドを傾けた方向からその反対の方向へ向かう方向、および、前記溶接ヘッドを傾けた方向と直交する方向のいずれかの方向に集塵に起因する空気流が発生するように、前記溶接作業部屋の内部の空気の流れを制御する制御手段が備わっていることを特徴とする溶接作業部屋における気流制御装置。
【請求項６】
請求項５に記載の溶接作業部屋における気流制御装置であって、
前記溶接ヘッドのワークに対する進行方向をヘッド前側、その反対側をヘッド後側、ヘッド後側からヘッド前側を見たときの左側および右側をそれぞれヘッド左側およびヘッド右側とするとき、
前記溶接ヘッドの軸線が、ワークの表面に垂直な線に対し所定角度ヘッド後側へ傾けられており、
前記制御手段が、
前記溶接ヘッドの先端とワークとの間に、ヘッド前側からヘッド後側へ向かう方向、ヘッド後側からヘッド前側へ向かう方向、ヘッド左側からヘッド右側へ向かう方向、ヘッド右側からヘッド左側へ向かう方向の４つの方向のうち、ヘッド前側からヘッド後側へ向かう方向を除く３つの方向のいずれかの方向に集塵に起因する空気流が発生するように、前記溶接作業部屋の内部の空気の流れを制御することを特徴とする溶接作業部屋における気流制御装置。
【請求項７】
請求項５または６に記載の溶接作業部屋における気流制御装置であって、
天井面の囲い壁に集塵機につながる前記吸引排気口が設けられ、互いに対向する２側面の囲い壁に前記外気取入口がそれぞれ設けられており、前記制御手段が、使用する前記外気取入口の切り替えにより、前記溶接ヘッドの先端とワークとの間に発生する集塵に起因する空気流の方向を変更することを特徴とする溶接作業部屋における気流制御装置。
【請求項８】
請求項５または６に記載の溶接作業部屋における気流制御装置であって、
天井面の囲い壁に集塵機につながる複数の前記吸引排気口が設けられ、側面の囲い壁に前記外気取入口が設けられており、前記制御手段が、使用する前記吸引排気口の切り替えにより、前記溶接ヘッドの先端とワークとの間に発生する集塵に起因する空気流の方向を変更することを特徴とする溶接作業部屋における気流制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーザ溶接装置が配設された溶接作業部屋の中で金属製ワークに対しレーザ溶接しながら集塵を行う際に、集塵に起因して発生する気流（以下「集塵起因流」という）の方向を制御することにより、溶接作業の安定性を向上させるようにした溶接作業部屋の気流制御方法および気流制御装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ロボットアームの先端に取り付けられた溶接ヘッドからワークに向けてレーザ光を照射し、溶接を実施するレーザ溶接装置（レーザ溶接ロボット）は、一般に、囲い壁（パーテーション）によって全方向を囲われて外部にレーザ反射光やヒュームが漏れ出さないようにした溶接作業部屋（ブースとも言う）の中に配設されている。
【０００３】
この種の溶接作業部屋には、集塵機に繋がる吸引排気口が設けられており、その吸引排気口からの強制排気により部屋内環境の集塵が行われている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−７５８７６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、金属をレーザ溶接する時には加熱溶融された母材から多量のヒュームが発生する。このヒュームは、高温であることから対流により上昇する。レーザ光を加工対象であるワークの上面に向けて照射する場合、加工点から立ち上るヒュームが、加工点に向かうレーザ光を遮蔽し、溶接幅や溶け込みを不安定にする場合がある。
【０００６】
例えば、レーザ溶接にあっては、レーザ光をワークに対して垂直に照射せず、溶接ヘッドをワークに対し垂直な軸から少し傾けた姿勢で、レーザ光を照射して溶接を行うのが一般的である。それは、ワークからのレーザの反射光が、レーザを出力する発振器に戻り、光学系を破損することを防ぐためである。この際、加工点から上方へ立ち上るヒュームが、部屋内の風向きによって、傾いた姿勢の溶接ヘッドから出射されるレーザ光を遮蔽する場合が出てくる。そうすると、加工点に充分なレーザ光を照射できず、溶接幅や溶け込みが不安定になることがある。
【０００７】
本発明は、上記事情を考慮し、レーザ溶接で発生するヒュームの方向を制御して、遮光による溶接不安定現象を抑制するようにした溶接作業部屋の気流制御方法および気流制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、請求項１の発明の溶接作業部屋における気流制御方法は、側面および天井面を囲う囲い壁に吸引排気口と外気取入口とを有し、前記吸引排気口からの強制排気により部屋内環境の集塵を行う溶接作業部屋の内部にレーザ溶接装置を配設し、前記レーザ溶接装置の溶接ヘッドの軸線をワークの表面に垂直な線に対し一定方向に傾けた姿勢で、溶接ヘッドの先端より前記軸線方向に沿ってレーザ光を出射してワークをレーザ溶接する際に、前記溶接ヘッドの先端とワークとの間に、前記溶接ヘッドを傾けた方向からその反対の方向へ向かう方向、および、前記溶接ヘッドを傾けた方向と直交する方向のいずれかの方向に集塵に起因する空気流が発生するように、前記溶接作業部屋の内部の空気の流れを制御することを特徴とする。
【０００９】
請求項２の発明は、請求項１に記載の溶接作業部屋における気流制御方法であって、前記溶接ヘッドのワークに対する進行方向をヘッド前側、その反対側をヘッド後側、ヘッド後側からヘッド前側を見たときの左側および右側をそれぞれヘッド左側およびヘッド右側とするとき、前記溶接ヘッドの軸線を、ワークの表面に垂直な線に対し所定角度ヘッド後側へ傾け、前記溶接ヘッドの先端とワークとの間に、ヘッド前側からヘッド後側へ向かう方向、ヘッド後側からヘッド前側へ向かう方向、ヘッド左側からヘッド右側へ向かう方向、ヘッド右側からヘッド左側へ向かう方向の４つの方向のうち、ヘッド前側からヘッド後側へ向かう方向を除く３つの方向のいずれかの方向に集塵に起因する空気流が発生するように、前記溶接作業部屋の内部の空気の流れを制御することを特徴とする。
【００１０】
請求項３の発明は、請求項１または２に記載の溶接作業部屋における気流制御方法であって、天井面の囲い壁に集塵機につながる前記吸引排気口が設けられ、互いに対向する２側面の囲い壁に前記外気取入口がそれぞれ設けられており、使用する前記外気取入口の切り替えにより、前記溶接ヘッドの先端とワークとの間に発生する集塵に起因する空気流の方向を変更することを特徴とする。
【００１１】
請求項４の発明は、請求項１または２に記載の溶接作業部屋における気流制御方法であって、天井面の囲い壁に集塵機につながる複数の前記吸引排気口が設けられ、側面の囲い壁に前記外気取入口が設けられており、使用する前記吸引排気口の切り替えにより、前記溶接ヘッドの先端とワークとの間に発生する集塵に起因する空気流の方向を変更することを特徴とする。
【００１２】
請求項５の発明の溶接作業部屋における気流制御装置は、側面および天井面を囲う囲い壁に吸引排気口と外気取入口とを有し、前記吸引排気口からの強制排気により部屋内環境の集塵を行う溶接作業部屋と、該溶接作業部屋の内部に配設されたレーザ溶接装置と、を有し、該レーザ溶接装置の溶接ヘッドが、軸線をワークの表面に垂直な線に対し一定方向に傾けた姿勢で、溶接ヘッドの先端より前記軸線方向に沿ってレーザ光を出射してワークをレーザ溶接するものとして構成されており、前記溶接作業部屋には、前記溶接ヘッドの先端とワークとの間に、前記溶接ヘッドを傾けた方向からその反対の方向へ向かう方向、および、前記溶接ヘッドを傾けた方向と直交する方向のいずれかの方向に集塵に起因する空気流が発生するように、前記溶接作業部屋の内部の空気の流れを制御する制御手段が備わっていることを特徴とする。
【００１３】
請求項６の発明は、請求項５に記載の溶接作業部屋における気流制御装置であって、前記溶接ヘッドのワークに対する進行方向をヘッド前側、その反対側をヘッド後側、ヘッド後側からヘッド前側を見たときの左側および右側をそれぞれヘッド左側およびヘッド右側とするとき、前記溶接ヘッドの軸線が、ワークの表面に垂直な線に対し所定角度ヘッド後側へ傾けられており、前記制御手段が、前記溶接ヘッドの先端とワークとの間に、ヘッド前側からヘッド後側へ向かう方向、ヘッド後側からヘッド前側へ向かう方向、ヘッド左側からヘッド右側へ向かう方向、ヘッド右側からヘッド左側へ向かう方向の４つの方向のうち、ヘッド前側からヘッド後側へ向かう方向を除く３つの方向のいずれかの方向に集塵に起因する空気流が発生するように、前記溶接作業部屋の内部の空気の流れを制御する。
【００１４】
請求項７の発明は、請求項５または６に記載の溶接作業部屋における気流制御装置であって、天井面の囲い壁に集塵機につながる前記吸引排気口が設けられ、互いに対向する２側面の囲い壁に前記外気取入口がそれぞれ設けられており、前記制御手段が、使用する前記外気取入口の切り替えにより、前記溶接ヘッドの先端とワークとの間に発生する集塵に起因する空気流の方向を変更することを特徴とする。
【００１５】
請求項８の発明は、請求項５または６に記載の溶接作業部屋における気流制御装置であって、天井面の囲い壁に集塵機につながる複数の前記吸引排気口が設けられ、側面の囲い壁に前記外気取入口が設けられており、前記制御手段が、使用する前記吸引排気口の切り替えにより、前記溶接ヘッドの先端とワークとの間に発生する集塵に起因する空気流の方向を変更することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
請求項１および請求項５の発明によれば、溶接ヘッドの傾きの方向を考慮して、溶接ヘッドの先端とワークとの間に発生する集塵起因流の方向を制御することにより、加工点から立ち上がるヒュームの向きを制御して、溶接の熱源であるレーザ光をヒュームによって遮蔽しないようにすることができる。従って、溶接熱源であるレーザ光を安定してワークに照射することができて、溶接幅や溶接深さを安定させることができる。
【００１７】
請求項２および請求項６の発明によれば、軸線の傾きと反対方向に移動する溶接ヘッドの進行方向（加工方向）に応じて、溶接ヘッドの先端とワークとの間に発生する集塵起因流の方向を制御することにより、加工点から立ち上がるヒュームの向きを制御して、溶接の熱源であるレーザ光をヒュームによって遮蔽しないようにすることができる。従って、溶接熱源であるレーザ光を安定してワークに照射することができて、溶接幅や溶接深さを安定させることができる。
【００１８】
請求項３および請求項７の発明によれば、２側面の囲い壁に設けた外気取入口の切り替えにより、簡単に溶接ヘッドの先端とワークとの間に発生する集塵起因流の方向を制御することができるので、溶接ヘッドの傾きの方向や溶接ヘッドの進行方向により、必要に応じて使用する外気取入口の切り替えを行えばよい。
【００１９】
請求項４および請求項８の発明によれば、天井面の囲い壁に設けた吸引排気口の切り替えにより、簡単に溶接ヘッドの先端とワークとの間に発生する集塵起因流の方向を制御することができるので、溶接ヘッドの傾きの方向や溶接ヘッドの進行方向により、必要に応じて使用する吸引排気口の切り替えを行えばよい。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の第１の実施形態の説明図で、内部にレーザ溶接ロボットが配設された溶接作業部屋の概略構成を示す斜視図である。
【図２】前記レーザ溶接ロボットの溶接ヘッドで溶接を行う場合の溶接ヘッドの傾きと溶接ヘッドの進行方向の関係、および、加工点から立ち上るヒュームによって、溶接ヘッドの先端から出射されるレーザ光が遮蔽される問題を示す側面図である。
【図３】前記溶接ヘッドで溶接を行う場合の集塵起因流の好ましい方向の例を示す側面図である。
【図４】前記溶接ヘッドで溶接を行う場合の集塵起因流の好ましい方向の例（ａ）、（ｂ）と、好ましくない方向の例（ｃ）を示す側面図である。
【図５】第１の実施形態における溶接作業部屋の吸引排気口と外気取入口の配置を示す図で、（ａ）は斜視図、（ｂ）は平面図である。
【図６】（ａ）は第１の外気取入口を使用する場合の溶接作業部屋内部の集塵起因流の方向を示す平面図、（ｂ）は第２の外気取入口を使用する場合の溶接作業部屋内部の集塵起因流の方向を示す平面図である。
【図７】本発明の第２の実施形態の説明図で、（ａ）は部屋の中間より前側に配置された吸引排気口を使用する場合の溶接作業部屋内部の集塵起因流の方向を示す平面図、（ｂ）は部屋の中間より後側に配置された吸引排気口を使用する場合の溶接作業部屋内部の集塵起因流の方向を示す平面図である。
【図８】図７の実施形態と反対側に外気取入口がある第３の実施形態の説明図で、（ａ）は部屋の中間より前側に配置された吸引排気口を使用する場合の溶接作業部屋内部の集塵起因流の方向を示す平面図、（ｂ）は部屋の中間より後側に配置された吸引排気口を使用する場合の溶接作業部屋内部の集塵起因流の方向を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明の実施形態を図面を参照して説明する。
【００２２】
図１は第１の実施形態の説明図で、内部にレーザ溶接ロボットが配設された溶接作業部屋の概略構成を示す斜視図、図２はレーザ溶接ロボットの溶接ヘッドで溶接を行う場合の溶接ヘッドの傾きと溶接ヘッドの進行方向の関係、および、加工点から立ち上るヒュームによって、溶接ヘッドの先端から出射されるレーザ光が遮蔽される問題を示す側面図である。
【００２３】
図１に示すように、レーザ溶接ロボット４０は、アームの先端に溶接ヘッド３０を備えるもので、溶接ヘッド３０の位置および姿勢を自由に制御できるようになっている。レーザ溶接ロボット４０の前には作業台５０が設置され、この作業台５０の上に載せられたワークに対して溶接作業が行われる。
【００２４】
図２に示すように、溶接ヘッド３０は、ワークＷに対する進行方向Ｅをヘッド前側、その反対側をヘッド後側、ヘッド後側からヘッド前側を見たときの左側および右側をそれぞれヘッド左側およびヘッド右側とするとき、軸線５２を、ワークＷの表面に垂直な線５１に対して所定角度θ（１０°〜２０°程度）だけヘッド後側へ傾けた姿勢で保持され、その状態で、溶接ヘッド３０の先端より軸線方向に沿ってレーザ光ＬＢをワークＷの上面に向けて出射し、ワークＷの加工点Ｗａにレーザ光ＬＢを集光しながら溶接ヘッド３０を進行方向Ｅに移動して、加工点Ｗａに所定の溶接を施す。
【００２５】
また、溶接ヘッド３０には、シールドガスＳを噴射するサイドノズル１００が備わっており、このサイドノズル１００からシールドガスＳを層流状態で加工点Ｗａに供給することで、溶融部が再凝固するときに酸化させないようにしている。
【００２６】
なお、溶接ヘッド３０の先端部分をノズル構造にして、ノズルからレーザ光を出射すると同時にシールドガスを噴射するように構成する場合もある。
【００２７】
図１に示すように、このように構成されたレーザ溶接ロボット４０は、床面１６上に設置され、外部にレーザ反射光やヒュームが漏れ出さないように、周側面と天井面を囲い壁によって囲まれた溶接作業部屋１０の中に配設されている。
【００２８】
即ち、レーザ溶接ロボット４０の周囲４側面は、前壁１１と、後壁１２と、左右側壁１３、１４とで囲まれ、天井面は天井壁１５によって塞がれている。前壁１１には、作業者の入出や材料搬入出用の扉１８が設けられており、この扉１８は作業中は閉じられている。
【００２９】
溶接作業部屋１０の天井壁１５には、集塵のために、溶接作業部屋１０内の空気を集塵機２５によって外部に強制排気する吸引排気口２３が設けられている。また、互いに対向する左右側壁１３、１４には、集塵のために排気された分の空気を外部から部屋内に取り入れる第１、第２の外気取入口２１、２２が設けられている。第１、第２の外気取入口２１、２２は、１つずつ設けられていてもよいが、複数ずつ設けられていてもよい。
【００３０】
本実施形態においては、吸引排気口２３は、天井壁１５の前後方向の半分の位置よりも前側の位置で且つ天井壁１５の左右方向幅の中間の位置に配置されており、作業台５０の直上に位置している。
【００３１】
また、第１、第２の外気取入口２１、２２は、左右側壁１３、１４の前後方向の半分の位置よりも後側の位置で且つ高さ方向の半分の位置よりも下側の位置にに配置されている。
【００３２】
図２に示すように、作業台５０の上にワークＷを載せて、ワークＷの上面に溶接ヘッド３０によりレーザ光ＬＢを照射して溶接を行った際、加工点（溶接点）ＷａからはヒュームＦ（溶接により発生する微細金属粒子）が立ち上る。溶接ヘッド３０は、その軸線５２を、ワークＷの上面に垂直な線５１よりヘッド後側（溶接ヘッド３０の進行方向Ｅの反対側）に傾けているので、加工点ＷａよりヒュームＦが垂直上方に立ち上った場合は、それほどレーザ光ＬＢがヒュームＦによって遮蔽されることはないが、周囲の風向きによっては、立ち上るヒュームＦによって、加工点Ｗａに向かうレーザ光ＬＢが大きく遮蔽される場合がある。
【００３３】
そこで、本実施形態では、溶接ヘッド３０の先端とワークＷとの間に、ヒュームＦを吹き飛ばす方向の集塵起因流（集塵に起因する空気流）Ｐを発生させるように、集塵の際の溶接作業部屋１０内の空気の流れを図示しない制御手段によって制御している。
【００３４】
いま、溶接ヘッド３０の先端とワークＷとの間に流れる集塵起因流Ｐについて検討してみると、集塵起因流Ｐの向きは、主に次の４つの方向が考えられる。これらの中間の方向も考えられるが、その場合は、次の方向のどれか近い方向に代表させるものとして考える。
【００３５】
・「ヘッド前側からヘッド後側へ向かう方向」
・「ヘッド後側からヘッド前側へ向かう方向」
・「ヘッド左側からヘッド右側へ向かう方向」
・「ヘッド右側からヘッド左側へ向かう方向」
これらの４つの方向のうち、図３に示すように、「ヘッド後側からヘッド前側へ向かう方向」に集塵起因流Ｐを発生させれば、加工点Ｗａから立ち上るヒュームＦはレーザ光ＬＢから離れる方向に移動するので、レーザ光ＬＢがヒュームＦによって遮蔽される可能性を排除できる。
【００３６】
また、図４（ａ），（ｂ）に示すように、「ヘッド左側からヘッド右側へ向かう方向」あるいは「ヘッド右側からヘッド左側へ向かう方向」に集塵起因流Ｐを発生させた場合にも、ヒュームＦはレーザ光ＬＢから離れる方向に移動するので、レーザ光ＬＢがヒュームＦによって遮蔽される可能性を排除できる。
【００３７】
一方、図４（ｃ）に示すように、「ヘッド前側からヘッド後側へ向かう方向」に集塵起因流Ｐが発生した場合は、ヒュームＦがレーザ光ＬＢに近づく方向に移動するので、レーザ光ＬＢがヒュームＦによって遮蔽される可能性が大きくなってしまう。
【００３８】
そこで、溶接ヘッド３０の先端とワークＷとの間に、「ヘッド前側からヘッド後側へ向かう方向」を除く３つの方向、即ち、「ヘッド後側からヘッド前側へ向かう方向」、「ヘッド左側からヘッド右側へ向かう方向」、「ヘッド右側からヘッド左側へ向かう方向」のいずれかの方向に集塵起因流Ｐが発生するように、溶接作業部屋１０の内部の空気の流れを制御する。そうすることにより、ヒュームＦによるレーザ光ＬＢの遮蔽の問題を回避することができる。
【００３９】
実験の結果、溶接作業部屋１０の内部の空気の流れの向きは、集塵の仕方により変わってくることが分かった。例えば、左右側壁１３、１４に設けられている第１の外気取入口２１と第２の外気取入口２２のどちらを使用するかにより、溶接ヘッド３０の周囲の集塵起因流Ｐの向きが逆になることが分かった。
【００４０】
いま、図５（ａ），（ｂ）に示すように、作業台５０、吸引排気口２３、外気取入口２１、２２が配置されていて、外気取入口２１、２２のいずれかから外気を取り込み（矢印Ａの流れ）、吸引排気口２３から溶接作業部屋１０内の空気を排気（矢印Ｂの流れ）する場合について実験してみた。
【００４１】
その結果、図６（ａ）に示すように、左側の第１の外気取入口２１を使用した場合は、時計回りの集塵起因流Ｐが溶接ヘッドの周囲に発生する。また、図６（ｂ）に示すように、右側の第２の外気取入口２２を使用した場合は、反時計回りの集塵起因流Ｐが溶接ヘッドの周囲に発生することが確認された。
【００４２】
従って、この集塵起因流Ｐの方向が、「ヘッド後側からヘッド前側へ向かう方向」、「ヘッド左側からヘッド右側へ向かう方向」、「ヘッド右側からヘッド左側へ向かう方向」のいずれかの方向になるように制御すればよく、「ヘッド前側からヘッド後側へ向かう方向」にならないように制御すればよい。
【００４３】
言い換えると、溶接ヘッド３０の進行方向Ｅに応じて、溶接ヘッド３０の先端とワークＷとの間の集塵起因流Ｐの方向が、「ヘッド前側からヘッド後側へ向かう方向」にならないように、使用する外気取入口２１、２２を切り替えればよいと言うことになる。
【００４４】
例えば、溶接ヘッド３０の進行方向が溶接作業部屋１０の前側から後側への方向、あるいは、後側から前側への方向の場合は、集塵起因流Ｐの方向が図６（ａ）の場合も図６（ｂ）の場合もＯＫであるが、溶接ヘッド３０の進行方向が溶接作業部屋１０の左右方向の場合は、集塵起因流Ｐの方向を変更する必要が生じることがある。
【００４５】
即ち、溶接ヘッド３０の進行方向が溶接作業部屋１０の右側から左側へ向かう方向である場合は、集塵起因流Ｐの方向が図６（ａ）のときは追い風状態になるのでＯＫであるが、集塵起因流Ｐの方向が図６（ｂ）のときは向かい風状態になるのでＮＧである。従ってその場合は、即座に集塵起因流Ｐの方向が図６（ａ）の方向になるように、使用する外気取入口を、第２の外気取入口２２から第１の外気取入口２１に切り替えなくてはならない。
【００４６】
同様に、溶接ヘッド３０の進行方向が溶接作業部屋１０の左側から右側へ向かう方向である場合は、集塵起因流Ｐの方向が図６（ｂ）のときは追い風状態になるのでＯＫであるが、集塵起因流Ｐの方向が図６（ａ）のときは向かい風状態になるのでＮＧである。従ってその場合は、即座に集塵起因流Ｐの方向が図６（ｂ）の方向になるように、使用する外気取入口を、第１の外気取入口２１から第２の外気取入口２２に切り替えなくてはならない。
【００４７】
このように、溶接ヘッド３０の先端とワークＷとの間に発生する集塵起因流Ｐの方向を制御することにより、レーザ光ＬＢがヒュームＦによって遮蔽される問題をできるだけ回避することができる。従って、溶接熱源であるレーザ光ＬＢを安定してワークＷに照射することができて、溶接幅や溶接深さを安定させることができる。
【００４８】
なお、シールドガスＳは、一般にノズルから層流となるように流速を落として排出されることで、ノズルから出た後も、外気の混入を抑制して高濃度のまま溶接部を覆うことができるようにしている。従って、集塵起因流Ｐは、シールドガスＳの流れを遮ったり乱したりすることがないように、流速も、シールドガスＳの流速の１／２〜１／１０になるようにすることが望ましい。つまり、シールドガスＳの流速は、ノズル先端で１〜５ｍ／ｓが一般的であるから、集塵起因流Ｐの流速は０．５ｍ／ｓ以下となるようにコントロールするのが望ましい。
【００４９】
また、集塵により発生する気流については、外気取入口２１、２２の断面積と集塵風量とにより、広範囲に一定の流速と向きを維持できることが分かっているので、使用する外気取入口２１、２２の切り替えにより、最適な気流の向きを実現できることにより、加工位置による性能のばらつきを少なくすることができる。
【００５０】
次に他の実施形態について簡単に述べる。
【００５１】
上記第１実施形態では、吸引排気口２３を天井壁１５に１箇所だけ設け、使用する第１、第２の外気取入口２１、２２を切り替えることにより、集塵起因流Ｐの向きを変更するようにしているが、逆に外気吸入口を固定して吸引排気口を切り替えることでも、集塵起因流Ｐの向きを変更することができる。
【００５２】
図７（ａ），（ｂ）の第２実施形態では、左側壁１３のみに外気取入口２１を設け、天井壁１５の前後方向の半分の位置を挟む前側の位置と後側の位置に、天井壁１５の左右方向幅の中間に位置させて、集塵機２５につながる吸引排気口２３ａ、２３ｂ（２３）を配置している。
【００５３】
この場合、前側の吸引排気口２３ａを使用するときは、時計回りの集塵起因流Ｐを発生させることができる。また、後側の吸引排気口２３ｂを使用するときは、反時計回りの集塵起因流Ｐを発生させることができる。
【００５４】
また、図８（ａ），（ｂ）の第２実施形態では、右側壁１４のみに外気取入口２２を設け、天井壁１５の前後方向の半分の位置を挟む前側の位置と後側の位置に、天井壁１５の左右方向幅の中間に位置させて、集塵機２５につながる吸引排気口２３ａ、２３ｂ（２３）を配置している。
【００５５】
この場合、前側の吸引排気口２３ａを使用するときは、反時計回りの集塵起因流Ｐを発生させることができる。また、後側の吸引排気口２３ｂを使用するときは、時計回りの集塵起因流Ｐを発生させることができる。
【００５６】
従って、必要に応じて、使用する吸引排気口２３ａ、２３ｂを切り替えることによって、集塵起因流Ｐの方向を制御することにより、ヒュームＦがレーザ光ＬＢを遮蔽する問題を回避することができる。
【００５７】
なお、集塵機２５が能力が劣化した場合に、外気取入口２１、２２の実質流路面積をダンパ等でコントロールすることにより、集塵起因流を最適状態に保つことが期待できる。
【００５８】
また、上記実施形態では、特に言及しなかったが、溶接ヘッド３０にはリモート溶接ヘッドも含まれる。
【００５９】
また、本明細書では、上述した「溶接」の言葉の中には、ヒュームが発生する「溶断」も含まれるものとする。
【００６０】
また、上記実施形態では、溶接ヘッド３０の進行方向を基準にして、ヘッド前側、ヘッド後側、ヘッド左側、ヘッド後側を定義し、ヘッド後側に溶接ヘッド３０の軸線５１が傾いている場合の集塵起因流Ｐの方向を述べたが、溶接ヘッド３０の傾いている方向を基準にして、集塵起因流の方向を規定してもよい。その場合も、便宜的に溶接ヘッド３０の傾いている方向をヘッド後側として、他の方向を定義すれば、上記と同様のことが言える。
【符号の説明】
【００６１】
１０  溶接作業部屋
１３  左側壁（囲い壁）
１４  右側壁（囲い壁）
１５  天井壁（囲い壁）
２１  第１の外気取入口
２２  第２の外気取入口
２３，２３ａ，２３ｂ  吸引排気口
２５  集塵機
３０  溶接ヘッド
４０  レーザ溶接ロボット（レーザ溶接装置）
Ｐ  集塵起因流
Ｗ  ワーク
Ｗａ  加工点（溶接点）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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