摩擦搅拌点接合装置及摩擦搅拌点接合方法制造方法及图纸

对一对板材（W1、W2）进行摩擦搅拌点接合的摩擦搅拌点接合装置（1），具备：使工具（11）朝向板材（W1、W2）进退的进退驱动器（M1）、使工具（11）旋转的旋转驱动器（M2）、和控制进退驱动器（M1）及旋转驱动器（M2）的控制器（4）。控制器（4）执行接合控制和分离控制，其中，接合控制是在使工具（11）旋转的状态下使工具（11）对板材（W1、W2）加压从而将工具（11）压入板材（W1、W2），分离控制是在判定利用接合控制中的旋转驱动器（M2）的电流值（ID）、接合控制中的驱动时间（ΔT）及工具（11）的转速（N）算出的乘积值（P＝ID×ΔT×N）达到目标值时，使工具（11）从板材（W1、W2）分离。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】摩擦搅拌点接合装置及摩擦搅拌点接合方法
本专利技术涉及摩擦搅拌点接合装置及摩擦搅拌点接合方法。
技术介绍
以往，作为相互接合一对板材的方法，已知有摩擦搅拌点接合法（FrictionSpotJoining）。以该方法接合一对板材的情况例如如对比文件1所公开，在重合的一对板材上旋转摩擦搅拌点接合装置的工具的同时压入，接合完成后拔出。由此，一对板材被摩擦搅拌点接合。现有技术文献：专利文献：专利文献1：日本专利第3471338号公报。
技术实现思路
专利技术要解决的问题：不过，对一对板材进行摩擦搅拌点接合时，随着接合点个数的增加工具的表面状态发生变化、或因板材的表面状态于各接合位置处不同而工具和板材间的摩擦系数发生变动，则可能会出现工具对板材的压入时间或工具带来的板材搅拌状态发生变化，从而接合品质产生偏差、或因工具过热导致工具过度摩耗从而工具的寿命缩短等。因此本专利技术的目的是在对一对板材进行摩擦搅拌点接合时，即使工具或板材的状态发生变化，也能通过抑制接合品质的偏差或工具的过热，以此减轻操作员调节接合装置的负担，同时谋求接合品质稳定化且工具长寿命化。解决问题的手段：为解决上述技术问题，本专利技术一形态是一种对一对板材进行摩擦搅拌点接合的摩擦搅拌点接合装置，具备：使工具朝向所述板材进退的进退驱动器、使所述工具旋转的旋转驱动器、和控制所述进退驱动器及所述旋转驱动器的控制器，所述控制器执行接合控制和分离控制，其中，所述接合控制是在所述工具旋转的状态下使所述工具对所述板材加压从而将所述工具压入所述板材，分离控制是在判定利用所述接合控制中的所述旋转驱动器的电流值及所述接合控制中的驱动时间而算出的乘积值达到目标值时，使所述工具从所述板材分离。根据上述结构，当判定利用所述电流值及所述驱动时间而算出的所述乘积值达到目标值时，使工具从板材分离，因此可使得在各接合位置上、从使工具对板材加压从而工具压入板材开始至工具从板材分离为止的期间内，从工具投入至板材的热输入量均等化，可抑制工具对板材摩擦搅拌的搅拌程度的偏差。由此，对一对板材进行摩擦搅拌点接合时，即使工具或板材的状态发生变化，也能防止工具对板材的压入时间或工具带来的板材搅拌状态发生变化而使接合品质产生偏差、或因工具过热导致工具过度摩耗从而工具的寿命缩短。因此，操作员为了抑制这样的接合品质偏差或工具过热而调节接合装置的负担得以减轻，同时能谋求接合品质稳定化且工具长寿命化。也可以是所述控制器利用所述电流值和所述驱动时间和所述接合控制中的所述工具的转速的乘积来算出所述乘积值。由此，例如，增大接合控制时的工具的转速时，所述驱动时间缩短从而各接合位置从工具投入至板材的热输入量均等化，可抑制工具过热。也可以是所述控制器根据所述接合控制中压入于所述板材的所述工具的温度变更所述目标值。由此，即使各接合位置将工具压入板材的工具温度不同，也可通过变更目标值而使接合中及接合后的工具的温度更稳定。本专利技术的一形态是对一对板材进行摩擦搅拌点接合方法，具备：使通过旋转驱动器旋转的工具对所述板材加压从而将所述工具压入所述板材的接合工序；算出利用所述接合工序中的所述旋转驱动器的电流值及所述接合工序中的所述旋转驱动器的驱动时间的乘积值的乘积值算出工序；和判定所述乘积值达到目标值时使所述工具从所述板材分离的分离工序。专利技术效果：根据本专利技术，对一对板材进行摩擦搅拌点接合时，即使工具和板材的状态发生变化，通过抑制接合品质的偏差或工具的过热等，以此减轻操作员调节接合装置的负担，同时谋求接合品质稳定化且工具长寿命化。附图说明图1是根据实施形态的摩擦搅拌点接合装置的功能框图；图2是图1的摩擦搅拌点接合装置所具备的接合单元的侧视图；图3是图1的摩擦搅拌点接合装置的动作流程图；图4中（a）～（c）是说明利用图1的摩擦搅拌点接合装置的摩擦搅拌点接合的各工序的剖视图；图5是示出工具的转速和工具旋转用马达的电流值的各时间变化的图；图6是变形例的摩擦搅拌点接合装置所具备的接合单元的侧视图；图7是示出比较例的工具的温度和销部的径的各个变化的图；图8是示出比较例的接合强度和剩余板厚的各个变化的图；图9是示出实施例的工具的温度和销部的直径的各个变化的图；图10是示出实施例的接合强度和剩余板厚的各个变化的图。具体实施方式（实施形态）以下参照附图说明实施形态。图1是根据实施形态的摩擦搅拌点接合装置1（以下称为接合装置1）的功能框图。图2是图1的接合装置1所具备的接合单元2的侧视图。如图1及2所示，接合装置1具备接合单元2、多关节机器人3及控制装置4。接合单元2具有框架部5、单元主体部6及衬垫部7。框架部5作为一个示例侧视时具有C字状或倒C字状的外观形状，连接单元主体部6和衬垫部7，并且支持于多关节机器人3。单元主体部6具有旋转轴部9、工具11、工具移动用马达M1（进退驱动器）及工具旋转用马达M2（旋转驱动器）。旋转轴部9从单元主体部6的筐体向衬垫部7延伸并与衬垫部7可靠近或分离地设置。在距离单元主体部6的筐体位于远位的旋转轴部9的轴向一端上设有螺栓，可装卸地保持工具11。工具11具有工具主体部11a、销部11b及肩部11c，与板材W2中与板材W1相反侧的表面可接触或分离地设置。销部11b从工具主体部11a向衬垫部7突出，并被肩部11c包围。销部11b的周表面作为一个示例可为平坦，但形成有切削螺纹亦可。各马达M1、M2内置于单元主体部6的筐体。驱动工具移动用马达M1时，旋转轴部9及工具11在旋转轴部9的轴向朝板材W1、W2进退。又，驱动工具旋转用马达M2时，旋转轴部9及工具11绕旋转轴部9的轴线旋转。各马达M1、M2的各自驱动由控制装置4控制。衬垫部7配置为隔着板材W1、W2与工具11对向，作为一个示例具有从框架部5向单元主体部6延伸的圆筒状的外观形状，并从下方支持板材W1。位于框架部5远位的衬垫部7的轴向一端的梢端部与板材W1中与板材W2相反侧的表面接触。多关节机器人3具有机器人用马达M3，并将接合单元2移动至规定位置。机器人用马达M3的驱动由控制装置4控制。机器人用马达M3可包含多个马达。控制装置4是具备CPU、ROM及RAM等的电脑，控制接合单元2和多关节机器人3的各个动作。控制装置4具有输入器12及控制器13。输入器12接受操作员输入的信息。所述ROM内存储有规定的控制程序。所述RAM形成为能存储经输入器12输入的设定信息的结构。所述设定信息例如包含板材W1、W2各自板厚值的信息和板材W1、W2各个接合位置的信息。控制器13基于所述控制程序控制各马达M1～M3。又，控制器13基于所述控制程序算出后述的乘积值P，进行乘积值P是否达到目标值PTarget的判定等。接下来举例示出利用接合装置1，在多个接合位置对由钢材形成的板材W1、W2连续地进行摩擦搅拌点接合的方法。图3是图1的接合装置1的动作流程图。如图3所示依次进行如下工序：使接合装置1和板材W1、W2位置重合的工序（步骤S1）、用工具11对板材W1、W2加压的工序（步骤S2）、控制器13判断电流值是否达到阈值I0的工序（步骤S3）、控制器13在接合控制中开始计算乘积值P的工序（步骤S4）、控制器13判断接合控制中的乘积值P是否达到目标值PTarget的工序（步骤S5）、使工具11从板材W1、W2本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种摩擦搅拌点接合装置，是对一对板材进行摩擦搅拌点接合的摩擦搅拌点接合装置，其特征在于，具备：使工具朝向所述板材进退的进退驱动器、使所述工具旋转的旋转驱动器、和控制所述进退驱动器及所述旋转驱动器的控制器，所述控制器执行接合控制和分离控制，其中，所述接合控制是在所述工具旋转的状态下使所述工具对所述板材加压从而将所述工具压入所述板材，分离控制是在判定利用所述接合控制中的所述旋转驱动器的电流值及所述接合控制中的驱动时间而算出的乘积值达到目标值时，使所述工具从所述板材分离。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.11.24 JP 2015-2286911.一种摩擦搅拌点接合装置，是对一对板材进行摩擦搅拌点接合的摩擦搅拌点接合装置，其特征在于，具备：使工具朝向所述板材进退的进退驱动器、使所述工具旋转的旋转驱动器、和控制所述进退驱动器及所述旋转驱动器的控制器，所述控制器执行接合控制和分离控制，其中，所述接合控制是在所述工具旋转的状态下使所述工具对所述板材加压从而将所述工具压入所述板材，分离控制是在判定利用所述接合控制中的所述旋转驱动器的电流值及所述接合控制中的驱动时间而算出的乘积值达到目标值时，使所述工具从所述板材分离。2.根据权利要求1所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：福田拓也，大桥良司，三宅将弘，村松良崇，樫木一，
申请(专利权)人：川崎重工业株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP