工件的接合装置及接合方法制造方法及图纸

能够相对于长度范围很宽的中间工件进行接合的改善的工件接合装置。该接合装置具有工作基座，一对旋转机构，用于夹持中间工件的老虎钳。在工作基座上设置一对导辊。各旋转机构设置在导辊上，由滑动机构使其沿导辊移动。将被接合的左侧工件及右侧工件分别被夹持在旋转机构上。老虎钳被设置在工作基座上，两个旋转机构之间由于中间工件仅由一个老虎钳夹持，所以，利用该接合装置能够对短的中间工件进行接合。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及用于将多工件接合在一起的接合装置及接合方法，更具体地说，涉及使多个工件之间产生摩擦热，利用这种摩擦热将多个工件接合在一起的接合装置及接合方法。作为将多个工件在其轴向方向接合起来的方法，摩擦焊接方法是众所周知的。在该方法中，将待接合的多个工件沿其轴向方向排成一行。一面顶压对向各工件的端面，一面使多个工件绕其轴相对旋转。从而，在各接触面上产生摩擦热，由于该热量，各接触面处的金属软化，两个端面相互接合。当接触面的金属硬化时，多个工件被接合在一起，得到一个工件。利用这种接合方法，可将不同金属制成的多个工件接合在一起。可减少材料及电能等的浪费，同时可提高生产率及接合精度。因此，作为大批量用的焊接法，特别广泛得应用于棒材及管材等材料的接合。图4～图6表示现有的工件接合装置。利用装置接合装置将三个工件W11，W12，W13接合在一起。图4的装置备有工作基座30，在其表面30a上进行接合操作。在上表面30a上，沿箭头所示的Y轴配置左侧导辊34及右侧导辊40。左侧机构31设置在左侧导辊34上，右侧机构32设置在右侧导辊40上。各机构31，32可沿导辊34，40移动。左侧机构31具有左侧主轴31a，左侧罩盖31b，左侧齿轮31c，左侧伺服电机31d及左侧卡盘31e。左侧主轴31a通过左侧31c由左侧伺服电机31d转动，左侧卡盘31e用于夹持工件W12安装在左侧主轴31a的前端，可与左侧主轴31a整体的旋转。左侧齿轮31c及左侧主轴31a由左侧罩盖31b覆盖。右侧机构32具有右侧主轴32a，右侧罩盖32b，右侧齿轮32c，右侧伺服电机32d及右侧卡盘32e。右侧主轴32a经右侧齿轮32c由右侧伺服电机32d旋转。右侧卡盘32e用于夹持工件W13，安装在右侧主轴32a的前端，可与右侧主轴32a整体地转动。右侧齿轮32c及右侧主轴32a由右侧罩盖32b覆盖。在工作基座30内分别水平配置分别有外螺纹的左旋转轴37及右旋转轴38。左侧旋转轴37由左侧伺服电机36驱动，右侧旋转轴38由右侧伺服电机41驱动。左侧臂35从左侧机构31的底面向下突出。左侧臂35具有与左侧旋转轴37相对应的内螺纹。当左侧旋转轴37旋转时，左侧机构31沿Y轴滑动。左侧机构31的滑动方向由左侧旋转轴37的旋转方向来决定。同样地，右侧臂39具有与右侧旋转轴38相对应的内螺纹。当右侧旋转轴38旋转时，右侧臂沿Y轴滑动。在左侧及右侧机构31，32之间设置固定老虎钳42及移动老虎钳43。中间工件W11夹持在两个老虎钳42，43上。移动老虎钳43设置在右侧导辊40上。移动老虎钳43可沿右侧导辊40在Y轴上滑动，并可固定在任意位置上。如图4～6所示，固定老虎钳42备有脚部42a及一对夹板42b，42c。脚部42a固定在上表面30a上。夹板42b，42c，相对于脚部42a，在与Y轴正交的水平方向上移动，夹持工件W11。同样地，移动老虎钳43也备有脚部43a及一对夹板43b，43c。夹板43b，43c相对于脚部43a在与Y轴正交的水平方向上移动，夹持中间工件W11。固定老虎钳42及移动老虎钳43夹持中间工件W11使得中间工件W11的中心轴线与夹持在左侧及右侧机构31，32上的工件W12，W13的中心轴线一致。在将三个工件W11，W12，W13接合时，如图4及图6所示，首先，将中间工件夹持在固定老虎钳42及移动老虎钳43上。这时，根据中间工件W11的长度L5来移动移动老虎钳43，通过调节移动老虎钳43与固定老虎钳42之间的距离来十分平衡地支承中间工件W11。其次，将工件W12，W13分别夹持在左侧及右侧卡盘31e，32e上。分别利用旋转用伺服电机31d，32d以预定的转数旋转工件W12，W13。当利用滑动用伺服电机36，41将旋转轴37，38按预定方向旋转时，左侧及右侧机构31，32分别沿Y轴向中间工件W11滑动。当旋转的工件W12，W13的各端面与中间工件W11的两个端面接触时，在其接触面上产生摩擦热。由于这种摩擦热，工件W11，W12，W13的各接触面软化。当软化进行到所需的状态后，工件W12，W13的旋转停止，并且工件W12，W13向中间工件W11压紧。这样，工件W12，W13的各接触面以原子级的方式压入中间工件W11的各接触面，使三个工件成为一体。从而得到一个工件。在这种接合加工中，要求相对于中间工件W11，对工件W12，W13接合后的旋转方向位置的定位，即要求位相重合。这种位相的重合通过控制左侧及右侧伺服电机31d，32d的停止位置来实现。通过这种控制，工件W12，W13停止时，使之相对于中间工件W11的位相(旋转方向停止位置)相一致。可是，利用这种装置，在将三个工件W11，W12，W13接合成一体时，能够进行接合的中间工件W11的最小长度，依赖于固定老虎钳42及移动老虎钳43沿Y轴的距离。这里，如图4所示，令固定老虎钳42沿Y轴的长度为L4L，移动老虎钳沿Y轴的长度为L4R，中间工件的长度为L5。如果中间工件W11的长度L5大于L4L+L4R的话，可以把工件W12，W13压焊到中间工件W11上。反之，如果中间工件W11的长度L5等于或小于L4L+L4R的话，工件W12，W13就不可能压焊到中间工件W11上。因此，为了缩小L4L+L4R的值，提出省略掉老虎钳42，43中之一的方案。例如，省略掉固定老虎钳42，仅用移动老虎钳43夹持中间工件W11。然而，这种结构的装置适合于短的中间工件W11的情况，而不适于远长于移动老虎钳43的中间工件W11的情况。这是因为，在把尺寸很长的中间工件W11仅仅用移动老虎钳43夹持时，中间工件W11的一端或两端会从移动老虎钳43伸出很长。因此，在将工件W12，W13向中间工件W11上压焊时，中间工件W11的伸出部分会发生偏斜(偏心)。这种偏斜使压焊加工精度下降。本专利技术的第一个目的是提供一种能够适用于长度范围很宽的工件的接合的工件接合装置及接合方法。本专利技术的第二个目的是提供一种价格低廉的工件接合装置。为达到上述目的，在权利要求1的专利技术中，提供一种使多个工件之间产生摩擦热、利用这种摩擦热将工件软化把多个工件接合在一起的接合装置。该接合装置备有工作基座，设置在前述工作基座上的导向构件，可移动地设置在前述导向构件上、分别夹持应被接合的第一及第二工件且进行旋转的第一及第二旋转机构，沿着前述导向构件移动前述第一及第二旋转机构、且将其固定在前述导向构件上的预定位置处用的滑动机构，用于夹持第三个构件(W1)的单一的老虎钳。该单一的老虎钳设置在工作基座上，位于前述第一及第二旋转机构之间，可沿导向构件移动。在权利要求2的专利技术中，单一老虎钳具有一对用于夹紧第三工件的夹持片。其主旨在于，沿着导向构件的各夹持片的长度(L3)比第三工件的长度(L1，L2)短。在权利要求3的专利技术中，其主旨在于，第一及第二旋转机构可分别可将第一及第二工件相对于第三工件在同一轴上进行支承。在权利要求4的专利技术中，其主旨在于，第一和第二旋转机构中之一可以限制夹持在单一老虎钳上的第三工件向沿着导向构件方向的移动。在权利要求5的专利技术中，其主旨在于，第一及第二旋转机构中之一的旋转停止位置，可根据另一个旋转机构的旋转停止位置加以控制。在权利要求6的专利技术中，第一及第二旋本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种工件接合装置，用于在多个工件（Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３）之间产生摩擦热，利用该摩擦热将工件（Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３）软化，把多个工件（Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３）接合在一起，其特征在于，该装置设有 工作基座（１１）， 设置在前述工作基座（１１）上的导向构件（１２）， 可移动地设置在前述导向构件（１２）上、分别夹持待接合的第一及第二工件（Ｗ１，Ｗ２）且用于旋转的第一及第二旋转机构（１３，１４）， 沿前述导向构件（１２）移动前述第一及第二旋转机构（１３，１４）、且用于固定在前述导向构件（１２）上的预定位置处的获得机构（１６，１７，１３ｇ，１３ｈ，１９，１８，１４ｈ，１４ｇ）， 用于夹持与前述第一及第二工件接合的第三工件（Ｗ１）的单一老虎钳（２０）， 该单一老虎钳（２０）位于前述工作基座（１１）上，设置在前述第一及第二旋转机构（１３，１４）之间，且能够沿前述导向构件（１２）移动。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：川浦广，石川修，
申请(专利权)人：株式会社丰田自动织机制作所，
类型：发明
国别省市：JP[日本]