摩擦搅拌工具的控制方法是将所需的驱动电流施加于进行摩擦搅拌的工具的驱动源来控制所述工具的动作的控制方法。在该控制方法中，通过比较设定加压力和实际加压力来求出加压力变化比率，所述设定加压力作为在所述工具压入工件时的加压力而被设定，所述实际加压力是将产生所述设定加压力的驱动电流施加于所述驱动源而实际上所述工具压入所述工件时的加压力。通过根据所述加压力变化比率校正所述驱动电流来驱动所述驱动源，以使所述实际加压力接近所述设定加压力。力接近所述设定加压力。力接近所述设定加压力。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】摩擦搅拌工具的控制方法及摩擦搅拌装置
[0001]本专利技术涉及被压入工件并进行摩擦搅拌的工具的控制方法、以及具备所述工具的摩擦搅拌装置。
技术介绍
[0002]作为飞机、铁道车辆或汽车等结构体的构成部件，采用金属构件、树脂构件、混合了纤维增强材料的热塑性树脂构件等。在制造所述结构体时，有时必须将两个以上的构件叠合来进行接合。作为这种接合方法，已知有摩擦搅拌接合。在摩擦搅拌接合中，使用一边高速转动一边被压入工件的工具。与该工具相向地配置有背垫构件。所述工具被压入由所述背垫构件支撑背面的工件。所述工具例如被安装于机械臂的远端。此外，所述背垫构件也可以利用例如C型骨架而被安装于机械臂的远端。
[0003]在摩擦搅拌接合中，重要的是使工具压入至工件中预先决定的压入深度(压入量)来进行摩擦搅拌动作。专利文献1中公开了具备检测所述工具被压入工件的压入量的传感器的摩擦搅拌装置。在该装置中，根据所述传感器的检测结果来校正摩擦搅拌的接合时间。
[0004]若工具按照根据工件种类而被预先设定的设定加压力被压入工件，便能够使工具以所需的压入量压入工件来进行摩擦搅拌。然而，实际上工具施加于工件的实际加压力有时会因各种的因素而与设定加压力产生差异。所述因素例如是所述C型骨架的挠曲、对工件的压入阻力等。若设定加压力与实际加压力之间有偏离，则有时会发生不能够进行正确的摩擦搅拌的情况。
[0005]所述实际加压力例如通过将负载传感器配置在所述背垫构件侧便能够检测到。于是，若根据所述负载传感器的检测值对工具进行反馈控制，便能够实现消除上述的偏差的控制。然而，若采用负载传感器那样的传感器，不仅会招致摩擦搅拌装置的成本增加，而且还会产生因噪音的影响而导致的误动作的问题。
[0006]现有技术文献
[0007]专利文献
[0008]专利文献1：日本专利公开公报特开2006
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187778号
技术实现思路
[0009]本专利技术的目的在于提供一种不使用传感器类便能够正确地控制工具对工件的压入量的摩擦搅拌工具的控制方法、以及适用了该方法的摩擦搅拌装置。
[0010]本专利技术的一个方面所涉及的摩擦搅拌工具的控制方法是将所需的驱动电流施加于进行摩擦搅拌的工具的驱动源来控制所述工具的动作的控制方法，通过比较设定加压力和实际加压力来求出加压力变化比率，所述设定加压力作为在所述工具压入工件时的加压力而被设定，所述实际加压力是将产生所述设定加压力的驱动电流施加于所述驱动源而实际上所述工具压入所述工件时的加压力，通过根据所述加压力变化比率校正所述驱动电流来驱动所述驱动源，以使所述实际加压力接近所述设定加压力。
[0011]本专利技术的另一个方面所涉及的摩擦搅拌装置包括：工具，进行摩擦搅拌；驱动源，被施加所需的驱动电流并驱动所述工具；控制部，控制所述驱动源；以及，存储部，存储加压力变化比率，该加压力变化比率通过比较设定加压力和实际加压力而被求出，所述设定加压力作为在所述工具压入工件时的加压力而被设定，所述实际加压力是将产生所述设定加压力的驱动电流施加于所述驱动源而实际上所述工具压入所述工件时的加压力；其中，所述控制部通过根据所述加压力变化比率校正所述驱动电流来驱动所述驱动源，以使所述实际加压力接近所述设定加压力。
[0012]根据上述的摩擦搅拌工具的控制方法及摩擦搅拌装置，通过根据加压力变化比率校正工具的驱动源的驱动电流，来使实际加压力接近设定加压力。因此，对于工件，如果预先求出所述加压力变化比率，在摩擦搅拌工具的运转时无需利用传感器类来实际测量实际加压力便能够实现使实际加压力接近设定加压力的控制。即，能够无传感器控制摩擦搅拌工具，且能够如所设定的那样使工具压入工件来进行摩擦搅拌。
[0013]根据本专利技术，能够提供一种不使用传感器类便能够正确地控制工具对工件的压入量的摩擦搅拌工具的控制方法、以及适用了该方法的摩擦搅拌装置。
附图说明
[0014]图1是装配了本专利技术的实施方式所涉及的摩擦搅拌装置的机器人的包含要部放大图的立体图。
[0015]图2是表示具备作为本专利技术所涉及的摩擦搅拌工具的一个例子的复动式摩擦搅拌点接合用工具的摩擦搅拌点接合装置的构成的示意性侧视图。
[0016]图3是表示摩擦搅拌装置的电气结构的方块图。
[0017]图4的步骤图(A)至(E)是依次表示在以肩部先行工艺使用图2所例示的复动式摩擦搅拌点接合用工具的情况下的接合步骤的图。
[0018]图5是摩擦搅拌点接合装置的侧视图且是用于说明C型骨架的挠曲的图。
[0019]图6是表示工具的设定加压力与实际上将工具压入工件时的实际加压力的关系的图(graph)。
[0020]图7A是表示肩部驱动部(7轴)的驱动电流的校正状况的图(graph)。
[0021]图7B是表示加压力
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驱动电流表的一个例子的表形式的图。
[0022]图7C是表示驱动电流的校正比率的一个例子的表形式的图。
[0023]图8是表示在以肩部先行工艺使用图2的摩擦搅拌点接合用工具进行摩擦搅拌接合的情况下的动作的流程图。
[0024]图9是表示在以无负载传感器方式进行肩部驱动部(7轴)的驱动电流的校正的情况下的处理的流程图。
[0025]图10的步骤图(A)至(C)是依次表示在以单动式摩擦搅拌点接合用工具进行工件的摩擦搅拌接合的情况下的接合步骤的图。
[0026]图11的图(A)是表示关于单动式工具的设定加压力与实际加压力的关系的图(graph)，图11的图(B)是表示其驱动电流的图(graph)。
[0027]图12的图(A)是表示关于单动式工具的驱动电流的校正后的设定加压力与实际加压力的关系的图(graph)，图12的图(B)是表示驱动电流的校正状况的图(graph)。
[0028]图13是表示在使用单动式摩擦搅拌点接合用工具进行摩擦搅拌接合的情况下的动作的流程图。
具体实施方式
[0029]以下，根据附图详细说明本专利技术的实施方式。本专利技术所涉及的控制方法中成为控制对象的摩擦搅拌工具及摩擦搅拌装置能够适用于将两个以上的由金属、热塑性树脂、热塑性复合材料等形成的板、骨架、外装材料或柱状材料等结构构件叠合并进行点接合而成的各种接合体的制造。所述热塑性复合材料是包含例如碳纤维等纤维加强体的复合材料。所制造的接合体例如是飞机、铁道车辆或汽车等结构体的构成部件。
[0030][摩擦搅拌装置的适用例][0031]图1是表示装配有本实施方式所涉及的摩擦搅拌装置的多关节机器人5的立体图。此处，表示了具备复动式摩擦搅拌点接合用工具1的摩擦搅拌点接合装置M作为所述摩擦搅拌装置而被装配于多关节机器人5的例子。图2是表示摩擦搅拌点接合装置M的构成的模式侧视图。在图1中标附了“上”、“下”的方向表示，但这只是为了方便说明，其并没有限定实际的工具1的使用方向的意图。
[0032]多关节机器人5具备竖立设置在基座上的机械臂51。机械本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种摩擦搅拌工具的控制方法，将所需的驱动电流施加于进行摩擦搅拌的工具的驱动源来控制所述工具的动作，其特征在于，通过比较设定加压力和实际加压力来求出加压力变化比率，所述设定加压力作为在所述工具压入工件时的加压力而被设定，所述实际加压力是将产生所述设定加压力的驱动电流施加于所述驱动源而实际上所述工具压入所述工件时的加压力，通过根据所述加压力变化比率校正所述驱动电流来驱动所述驱动源，以使所述实际加压力接近所述设定加压力。2.根据权利要求1所述的摩擦搅拌工具的控制方法，其特征在于，求出表示所述驱动电流与所述加压力的关系的表，以基于所述加压力变化比率校正了根据所述设定加压力计算的第1驱动电流得到的第2驱动电流使所述驱动源动作来使所述工具作用于所述工件，并求出实际上在该驱动源中流动的第3驱动电流，基于所述加压力变化比率对所述第3驱动电流进行校正，求出第4驱动电流，并且参照所述表求出从所述第4驱动电流换算的目标实际加压力，通过校正所述第2驱动电流来驱动所述驱动源，以使由所述第3驱动电流驱动所述驱动源时的实际加压力接近所述目标实际加压力。3.根据权利要求1或2所述的摩擦搅拌工具的控制方法，其特征在于，所述工具是复动式摩擦搅拌点接合用的工具，包含：圆柱状的销构件，绕轴线转动，并且能够沿着该轴线的方向上下移动；以及，圆筒状的肩部构件，位于覆盖所述销构件的外周的位置，绕与该销构件相同的轴线转动并且能够沿着所述轴线的方向上下移动，该摩擦搅拌工具的控制方法预先求出：第1加压力变化比率，根据所述销构件相对于所述工件往上升的方向的上升步骤中的所述设定加压力和所述实际加压力而得到；以及，第2加压力变化比率，根据所述销构件相对于所述工件往下降的方向的下降步骤中的所述设定加压力和所述实际加压力而得到；其中，在所述上升步骤中，根据所述第1加压力变化比率，以增加所述驱动电流的方式进行校正，在所述下降步骤中，根据所述第2加压力变化比率，以减小所述驱动电流的方式进行校正。4.根据权利要求3所述的摩擦搅拌工具的控制方法，其特征在于，所述复动式摩擦搅拌点接合用的工具用于执行如下步骤：预热步骤，使所述销构件及所述肩部构件抵接于所述工件表面并且绕所述轴线转动来预热该工件；压入步骤，使所述肩部构件下降并压入所述工件，另一...
【专利技术属性】
技术研发人员：三宅将弘，福田拓也，枝川直大，村松良崇，北则近，辻中亮，
申请(专利权)人：川崎重工业株式会社，
类型：发明
国别省市：
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