摩擦搅拌接合装置以及摩擦搅拌接合方法制造方法及图纸

摩擦搅拌接合装置具备装置本体(2)、控制装置(12)、C型框架(4)、支架部(6)以及接合工具(7)，C型框架(4)具有经由第1上下移动驱动机构部(3)与装置本体(2)连接的被保持部(4a)、经由第2上下移动驱动机构部(5)与支架部(6)连接的支架部保持部(4b)、以及与C型框架(4)的另一端连接，承受来自接合工具(7)的按压力的按压力承受部(4c)，控制装置(12)具有第1接合模式和第2接合模式，该第2接合模式基于接合指令信号和根据按压力承受部(4c)的状态对第1保持位置决定信号进行校正以使接合部的深度、范围成为恒定的第2保持位置决定信号，进行摩擦搅拌接合，在接合工具(7)的从向被接合构件(10)的插入到拔出为止的一个接合过程中，包括第1接合模式和第2接合模式。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】摩擦搅拌接合装置以及摩擦搅拌接合方法
本专利技术涉及通过摩擦搅拌接合将被接合构件彼此接合的摩擦搅拌接合装置以及摩擦搅拌接合方法，特别是涉及适用于汽车的车身等复杂的形状的被接合构件的接合而有效的技术。
技术介绍
通过利用使圆柱状的接合工具旋转而产生的摩擦热使被接合材料软化并搅拌该部分而将被接合材料彼此接合的摩擦搅拌接合(FSW：FrictionStirWelding)由于不使用材料以外的原材料，因此疲劳强度高，材料也不熔融，所以能够进行焊接变形(应变)少的接合，期待在航空器、汽车的车身等广泛的领域中的应用。为了使用FSW装置稳定地接合被接合构件，需要稳定地载置(保持)被接合构件。因此，要求载置台具有高刚性。例如，若是具有C型框架的FSW装置，则更优选C型框架构成为尽可能大且壁厚。可是，在汽车工业中，以复杂的形状且更狭窄的部分的接合为目的，存在要求C型框架的小型化、薄壁化的倾向。其结果，能够预想到C型框架的按压力承受部的刚性降低，在接合时由于接合工具部的按压而在按压力承受部产生挠曲。作为本
的
技术介绍
，例如有专利文献1那样的技术。在专利文献1中，公开了“具有对加工对象构件、载置该加工对象构件的载置夹具进行冷却的冷却系统，一边抑制载置夹具的不需要的热膨胀，一边冷却需要冷却的部位的摩擦搅拌接合装置”。另外，在专利文献2中，公开了“基于安装于多关节机械臂前端的旋转工具的旋转扭矩变化以及多关节机器人的驱动轴扭矩变化，赋予与在旋转工具与工件之间产生的反作用力相等的大小且相反方向的补偿力，对由多关节机器人的关节轴的挠曲引起的位置偏移进行校正的摩擦搅拌焊接方法”。现有技术文献专利文献专利文献1：日本专利第5788862号公报专利文献2：日本专利第5426443号公报
技术实现思路
专利技术要解决的课题如上所述，在利用FSW装置进行复杂且狭窄的部分的接合的情况下，为了高精度地进行可靠性高的接合，需要对因来自接合时的接合工具部的按压而导致的按压力承受部(载置台)的挠曲、即被接合构件的位置偏移进行校正。上述专利文献1公开了在进行摩擦搅拌接合时通常使用的C型框架，由于C型框架壁厚且被牢固地制成，因此并未记载如上所述的接合时的按压力承受部(载置台)的挠曲的问题、对其进行校正的技术。另外，上述专利文献2涉及多关节机器人的关节轴的挠曲引起的位置偏移的校正，无法应对上述那样的C型框架的按压力承受部(载置台)的挠曲。因此，本专利技术的目的在于提供一种摩擦搅拌接合装置及摩擦搅拌接合方法，在利用FSW装置进行复杂且狭窄的部分的接合时，将因来自接合工具部的按压导致的按压力承受部(载置台)的挠曲的影响抑制在最小限度，能够高精度地进行可靠性高的接合。用于解决课题的技术方案为了解决上述课题，本专利技术是一种摩擦搅拌接合装置，通过摩擦搅拌接合将被接合构件彼此接合，其特征在于，该摩擦搅拌接合装置具备：装置本体；控制装置，控制所述摩擦搅拌接合装置的动作；C型框架，经由第1上下移动驱动机构部与所述装置本体连接；支架部，经由第2上下移动驱动机构部与所述C型框架的一端连接；以及接合工具，被保持于所述保持部，所述C型框架具有：被保持部，经由所述第1上下移动驱动机构部与所述装置本体连接；支架部保持部，经由所述第2上下移动驱动机构部与所述支架部连接；以及按压力承受部，与所述C型框架的另一端连接，并承受来自所述接合工具的按压力，所述控制装置具有：第1接合模式，基于决定所述接合工具的接合条件的接合指令信号和决定所述第1上下移动驱动机构部的第1保持位置的第1保持位置决定信号，进行摩擦搅拌接合；以及第2接合模式，基于所述接合指令信号和第2保持位置决定信号，进行摩擦搅拌接合，该第2保持位置决定信号根据所述按压力承受部的状态，对所述第1保持位置决定信号进行校正，以使接合部的深度、范围成为恒定，在所述接合工具的从向所述被接合构件的插入到拔出为止的一个接合过程中，包括所述第1接合模式和所述第2接合模式。此外，本专利技术是摩擦搅拌接合装置，通过摩擦搅拌接合将被接合构件彼此接合，其特征在于，该摩擦搅拌接合装置具备：控制装置，控制所述摩擦搅拌接合装置的动作；多轴机械臂，具有多个关节，能够在三维空间中移动自如；C型框架保持部，与所述多轴机械臂的前端连接；C型框架，经由第1上下移动驱动机构部与所述C型框架保持部连接；支架部，经由第2上下移动驱动机构部与所述C型框架的一端连接；以及接合工具，被保持于所述保持部，所述C型框架具有：被保持部，经由所述第1上下移动驱动机构部与所述C型框架保持部连接；支架部保持部，经由所述第2上下移动驱动机构部与所述支架部连接；以及按压力承受部，与所述C型框架的另一端连接，并承受来自所述接合工具的按压力，所述控制装置具有：第1接合模式，基于决定所述接合工具的接合条件的接合指令信号和决定所述第1上下移动驱动机构部的第1保持位置的第1保持位置决定信号，进行摩擦搅拌接合；以及第2接合模式，基于所述接合指令信号和第2保持位置决定信号，进行摩擦搅拌接合，该第2保持位置决定信号根据所述按压力承受部的状态，对所述第1保持位置决定信号进行校正，以使接合部的深度、范围成为恒定，在所述接合工具的从向所述被接合构件的插入到拔出为止的一个接合过程中，包括所述第1接合模式和所述第2接合模式。此外，本专利技术是摩擦搅拌接合方法，通过摩擦搅拌接合将被接合构件彼此接合，其特征在于，该摩擦搅拌接合方法具有以下的步骤：(a)根据控制部的指令将接合工具插入被接合构件的接合部的规定位置的步骤；(b)根据所述控制部的指令，一边对保持所述接合工具的C型框架的高度进行控制以使接合部的深度、范围成为恒定，一边使所述接合工具沿着所述接合部移动，对所述接合部进行摩擦搅拌接合的步骤；以及(c)根据所述控制部的指令，在所述接合工具的移动量达到规定的位置的时刻，将所述接合工具从所述接合部拔出的步骤。专利技术的效果根据本专利技术，即使在利用FSW装置进行复杂且狭窄的部分的接合的情况下，也能够将因来自接合工具部的按压导致的按压力承受部(载置台)的挠曲的影响抑制在最小限度，实现能够高精度地进行可靠性高的接合的摩擦搅拌接合装置以及摩擦搅拌接合方法。上述以外的课题、结构及效果通过以下的实施方式的说明得以明确。附图说明图1是表示本专利技术的一实施方式的摩擦搅拌接合装置的整体概要的图。图2是表示用于进行本专利技术的一实施方式的摩擦搅拌接合装置的C型框架保持位置校正的控制表的图。图3是表示本专利技术的一实施方式的摩擦搅拌接合方法的流程图。图4是表示本专利技术的一实施方式的摩擦搅拌接合装置的整体概要的图。图5是表示本专利技术的一实施方式的摩擦搅拌接合装置的整体概要的图。具体实施方式以下，使用附图说明本专利技术的实施例。此外，在各附图中，对相同的结构标注相同的附图标记，对于重复的部分省略其详细的说明。实施例1参照图1至图3，对实施例1的摩擦搅拌接合装置及摩擦搅拌本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种摩擦搅拌接合装置，通过摩擦搅拌接合将被接合构件彼此接合，其特征在于，/n该摩擦搅拌接合装置具备：/n装置本体；/n控制装置，控制所述摩擦搅拌接合装置的动作；/nC型框架，经由第1上下移动驱动机构部与所述装置本体连接；/n支架部，经由第2上下移动驱动机构部与所述C型框架的一端连接；以及/n接合工具，被保持于所述保持部，/n所述C型框架具有：/n被保持部，经由所述第1上下移动驱动机构部与所述装置本体连接；/n支架部保持部，经由所述第2上下移动驱动机构部与所述支架部连接；以及/n按压力承受部，与所述C型框架的另一端连接，并承受来自所述接合工具的按压力，/n所述控制装置具有：/n第1接合模式，基于决定所述接合工具的接合条件的接合指令信号和决定所述第1上下移动驱动机构部的第1保持位置的第1保持位置决定信号，进行摩擦搅拌接合；以及/n第2接合模式，基于所述接合指令信号和第2保持位置决定信号，进行摩擦搅拌接合，该第2保持位置决定信号根据所述按压力承受部的状态，对所述第1保持位置决定信号进行校正，以使接合部的深度、范围成为恒定，/n在所述接合工具的从向所述被接合构件的插入到拔出为止的一个接合过程中，包括所述第1接合模式和所述第2接合模式。/n...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180329 JP 2018-0634201.一种摩擦搅拌接合装置，通过摩擦搅拌接合将被接合构件彼此接合，其特征在于，
该摩擦搅拌接合装置具备：
装置本体；
控制装置，控制所述摩擦搅拌接合装置的动作；
C型框架，经由第1上下移动驱动机构部与所述装置本体连接；
支架部，经由第2上下移动驱动机构部与所述C型框架的一端连接；以及
接合工具，被保持于所述保持部，
所述C型框架具有：
被保持部，经由所述第1上下移动驱动机构部与所述装置本体连接；
支架部保持部，经由所述第2上下移动驱动机构部与所述支架部连接；以及
按压力承受部，与所述C型框架的另一端连接，并承受来自所述接合工具的按压力，
所述控制装置具有：
第1接合模式，基于决定所述接合工具的接合条件的接合指令信号和决定所述第1上下移动驱动机构部的第1保持位置的第1保持位置决定信号，进行摩擦搅拌接合；以及
第2接合模式，基于所述接合指令信号和第2保持位置决定信号，进行摩擦搅拌接合，该第2保持位置决定信号根据所述按压力承受部的状态，对所述第1保持位置决定信号进行校正，以使接合部的深度、范围成为恒定，
在所述接合工具的从向所述被接合构件的插入到拔出为止的一个接合过程中，包括所述第1接合模式和所述第2接合模式。


2.根据权利要求1所述的摩擦搅拌接合装置，其特征在于，
所述控制装置根据所述第1接合模式或所述第2接合模式，决定所述接合工具的接合条件和基于所述第1上下移动驱动机构部的所述C型框架的保持位置。


3.根据权利要求2所述的摩擦搅拌接合装置，其特征在于，
所述控制装置根据所述第1接合模式开始被接合构件的摩擦搅拌接合，在经过规定的时间后，切换为所述第2接合模式。


4.根据权利要求1所述的摩擦搅拌接合装置，其特征在于，
所述控制装置具有存储所述接合指令信号、所述第1保持位置决定信号和所述第2保持位置决定信号的存储部。


5.根据权利要求4所述的摩擦搅拌接合装置，其特征在于，
所述控制装置将根据摩擦搅拌接合开始后的经过时间而决定的所述C型框架的保持位置预先存储于所述存储部，并基于存储的该保持位置来决定所述第2保持位置决定信号。


6.根据权利要求5所述的摩擦搅拌接合装置，其特征在于，
所述控制装置基于预先存储的多个保持位置决定信号，根据从摩擦搅拌接合开始时起的经过时间，决定所述第2保持位置决定信号。


7.根据权利要求1或2所述的摩擦搅拌接合装置，其特征在于，
所述摩擦搅拌接合装置具备检测所述按压力承受部的状态的传感器，
所述控制装置根据由所述传感器检测出的所述按压力承受部的状态校正所述第1保持位置决定信号，而决定所述第2保持位置决定信号。


8.根据权利要求1至7中任一项所述的摩擦搅拌接合装置，其特征在于，
所述控制装置在根据所述按压力承受部的状态校正所述第1保持位置决定信号而决定所述第2保持位置决定信号时，根据决定的该第2保持位置决定信号，校正基于所述第2上下移动驱动机构部的所述支架部的保持位置。


9.一种摩擦搅拌接合装置，通过摩...

【专利技术属性】
技术研发人员：小田仓富夫，阿部裕喜，佐藤章弘，船原恒平，石黑幸一，篠原俊，杉本幸弘，西口胜也，田中耕二郎，森田泰博，
申请(专利权)人：株式会社日立电力解决方案，
类型：发明
国别省市：日本;JP