BR112013023923B1

BR112013023923B1 - Dispositivo e método de soldagem a ponto por fricção e mistura mecânica

Info

Publication number: BR112013023923B1
Application number: BR112013023923-9A
Authority: BR
Inventors: Hideki Okada; Hajime Kashiki; Kazumi Fukuhara; Mitsuo Fujimoto
Original assignee: Kawasaki Jukogyo Kabushiki Kaisha
Priority date: 2011-03-18
Filing date: 2012-03-16
Publication date: 2019-02-12
Also published as: US20150231734A1; BR112013023923B8; CA2829738C; EP2687314B1; US9314870B2; BR112013023923A2; US20140069986A1; US9095926B2; JP5588385B2; CA2829738A1; JP2012196682A; WO2012127833A1; EP2687314A4; EP2687314A1

Abstract

dispositivo e método de soldagem a ponto. por fricção e mistura mecânica, compreende uma seção de acionamento de ferramenta de um dispositivo de soldagem a ponto por fricção e mistura mecânica (50a, 50b, 50c, 50d) é configurada para avançar e recuar um elemento de pino (11) e um elemento de apoio (12); a seção de controle de acionamento de ferramenta é configurada para controlar a seção de acionamento de ferramenta de forma que um valor absoluto de uma posição média tx de uma ferramenta definido pela seguinte equação: ap×pp + as×ps = tx, onde ap é uma área de seção transversal da superfície da extremidade dianteira do elemento de pino (11), as é uma área de seção transversal da superfície da extremidade dianteira do elemento de apoio (12), pp é a profundidade de encaixe por prensagem do elemento de pino (11) encaixada por prensagem a partir da superfície frontal de um objeto a ser soldado (60), e ps é a profundidade de encaixe por prensagem do elemento de apoio (12) encaixada por prensagem a partir da superfície frontal do objeto a ser soldado (60), seja pequeno; desta forma, especialmente na soldagem a ponto por fricção e mistura mecânica de atuação dupla, uma excelente qualidade de soldagem pode ser obtida com precisão, de acordo com as condições de soldagem, e defeitos de cavidade interna podem ser prevenidos ou suprimidos.

Description

DISPOSITIVO E MÉTODO DE SOLDAGEM A PONTO POR FRICÇÃO E MISTURA MECÂNICA

CAMPO DE APLICAÇÃO [0001] O presente pedido de patente de invenção refere-se a um dispositivo de soldagem a ponto por fricção e mistura mecânica e um método de soldagem a ponto por fricção e mistura mecânica, e em particular, a um dispositivo de soldagem a ponto por fricção e mistura mecânica e um método de soldagem a ponto por fricção e mistura mecânica preferivelmente capazes de controlar o avanço e a retração de uma ferramenta giratória para soldagem a ponto por fricção e mistura mecânica. ESTADO DA TÉCNICA [0002] Em meios de transporte, tais como automóveis, veículos ferroviários e aviões, soldagem a ponto por resistência ou rebitagem vêm sendo empregadas para unir materiais metálicos. Contudo, nos anos recentes, a soldagem a ponto por fricção e mistura mecânica vem recebendo atenção, conforme divulgado nos Documentos de Patente 1 ou 2. Em consequência da soldagem a ponto por fricção e mistura mecânica, os materiais metálicos são soldados uns aos outros por calor de atrito por meio de uma ferramenta giratória cilíndrica (ferramenta de soldar) equipada com um elemento de pino em sua extremidade dianteira. A ferramenta giratória é configurada para avançar e recuar, com respeito a um objeto a ser soldado, e avançar a uma determinada pressão ou velocidade, dentro de uma faixa predeterminada, embora girando a alta velocidade, de forma a ser empurrada em direção (encaixada por prensagem) ao objeto a ser soldado (materiais metálicos). Os materiais metálicos são amolecidos num local onde a ferramenta

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2/61 giratória é encaixada por prensagem, e os materiais metálicos amolecidos são mexidos para soldar o objeto a ser soldado.

[0003] A soldagem a ponto por fricção e mistura mecânica divulgada no Documento de Patente 1 utiliza apenas o elemento de pino como ferramenta giratória e desta forma, por conveniência de descrição, será referida como soldagem a ponto por fricção e mistura mecânica de atuação simples. Por outro lado, a soldagem a ponto por fricção e mistura mecânica divulgada no Documento de Patente 2 utiliza um elemento de pino substancialmente cilíndrico e um elemento de apoio substancialmente tubular contendo uma cavidade para inserção do elemento de pino como ferramenta giratória, e onde o elemento de pino e o elemento de apoio podem girar independentemente, e avançar e recuar. Para conveniência de descrição, a soldagem a ponto por fricção e mistura mecânica da referida configuração será chamada de soldagem a ponto por fricção e mistura mecânica de atuação dupla (união a ponto por fricção de reposição). Em conformidade com a soldagem a ponto por fricção e mistura mecânica de atuação dupla, o recesso formado pelo encaixe por prensagem do elemento de pino pode ser preenchido através do ajuste dos tempos de avanço e retração do elemento de pino e do elemento de apoio. DOCUMENTOS DA TÉCNICA ANTERIOR

DOCUMENTO DE PATENTES [0004] Documento de Patente 1: Publicação de Patente N° 4252403 Documento de Patente 2: Publicação de Patente Japonesa Submetida à Inspeção Pública N° 2007-30017 SUMÁRIO

PROBLEMAS A SEREM SOLUCIONADOS [0005] Em consequência da soldagem a ponto

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3/61 por fricção e mistura mecânica de atuação dupla, a ferramenta giratória consiste de uma pluralidade de elementos: o elemento de pino e o elemento de apoio. Desta forma, em comparação à soldagem a ponto por fricção e mistura mecânica de atuação simples, a soldagem a ponto por fricção e mistura mecânica de atuação dupla exige mais considerações quanto à execução, sendo mais difícil selecionar os itens a serem controlados durante a execução e sendo, além disso, caso a seleção seja possível, mais difícil determinar especificamente os itens a serem controlados. Por esta razão, um método para controle da soldagem a ponto por fricção e mistura mecânica de atuação simples, conforme divulgado no Documento de Patente 1 não pode ser aplicado, da forma como é apresentado, a uma soldagem a ponto por fricção e mistura mecânica de atuação dupla.

[0006] O Documento de Patente 2 descreve uma soldagem a ponto por fricção e mistura mecânica de atuação dupla capaz de impedir ou suprimir de forma eficaz rebarbas irregulares, mas não divulga o supracitado controle, necessário para obtenção de uma qualidade de soldagem excelente, capaz de atender às condições de soldagem, com alta precisão.

[0007] Estudos do presente inventor mostram que, numa soldagem a ponto por fricção e mistura mecânica de atuação dupla, quando o recesso formado pelo encaixe por prensagem do elemento de pino ou do elemento de apoio é preenchido, há ocorrência de defeito, na cavidade interna. A determinação da ocorrência ou não de defeito na cavidade interna requer testes de detecção de falha ultrassônicos, observação transversal, etc., o que pode reduzir a eficiência das operações de soldagem, bem como aumentar os custos. Contudo, nenhuma técnica para impedir ou suprimir de forma

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4/61 eficiente o defeito da cavidade interna tornou-se conhecida.

[0008] O presente pedido de patente de invenção destina-se a solucionar tal problema, e seu objetivo é prover uma técnica de controle capaz de conseguir a qualidade de soldagem excelente, a uma precisão adequada, em conformidade com as condições de soldagem, e impedir ou suprimir o defeito de cavidade interna, especialmente na soldagem a ponto por fricção e mistura mecânica de atuação dupla. SOLUÇÕES PARA OS PROBLEMAS [0009] A fim de atingir o objetivo acima descrito, o dispositivo de soldagem a ponto por fricção e mistura mecânica, de acordo com o presente pedido de patente de invenção, é um dispositivo de soldagem a ponto por fricção e mistura mecânica que solda um objeto a ser soldado por agitação parcial de uma ferramenta giratória, tal dispositivo incluindo: um elemento de pino cilíndrico como ferramenta giratória, o elemento de pino configurado para girar em torno de um eixo e poder avançar e recuar na direção axial; um elemento de apoio tubular configurado para circundar o elemento de pino, girar coaxialmente com o elemento de pino, e poder avançar e recuar na direção axial; uma seção de acionamento de ferramenta configurada para fazer o elemento de pino e o elemento de apoio avançar e recuar ao longo do eixo; e uma seção de controle de acionamento de ferramenta configurada para controlar a ação da seção de acionamento de ferramenta, na qual a seção de controle de acionamento de ferramenta controla a seção de acionamento de ferramenta de forma que o valor absoluto de uma posição média Tx de uma ferramenta, definida como a seguinte equação:

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Αρ·Ρρ + As-Ps = Τχ, onde Αρ é uma área de seção transversal da superfície da extremidade dianteira do elemento de pino, As é uma área de seção transversal da superfície da extremidade dianteira do elemento de apoio, Pp é a profundidade de encaixe por prensagem do elemento de pino encaixado por prensagem a partir da superfície frontal do objeto a ser soldado, e Ps é a profundidade de encaixe por prensagem do elemento de apoio encaixado por prensagem a partir da superfície frontal do objeto a ser soldado, seja pequena.

[0010] No dispositivo de soldagem a ponto por fricção e mistura mecânica apresentando a configuração descrita acima, a seção de controle de acionamento de ferramenta controla a seção de acionamento de ferramenta, de forma que a posição média Tx da ferramenta seja substancialmente 0.

[0011] O dispositivo de soldagem a ponto por fricção e mistura mecânica apresentando a configuração descrita acima, incluindo ainda uma seção de definição de ponto de referência de encaixe por prensagem configurada para definir uma posição onde o elemento de apoio contate o objeto a ser soldado, como um ponto de referência de encaixe por prensagem, e a seção de controle de acionamento de ferramenta pode ser configurada para controlar a profundidade de encaixe por prensagem do elemento de apoio ou do elemento de pino, com base no ponto de referência de encaixe por prensagem definido pela seção de definição de ponto de referência de encaixe por prensagem.

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6/61 [0012] O dispositivo de soldagem a ponto por fricção e mistura mecânica apresentando a configuração descrita acima inclui ainda uma seção de cálculo de deslocamento configurada para calcular a quantidade de deslocamento da extremidade dianteira do elemento de pino ou do elemento de apoio, e a seção de controle de acionamento de ferramenta pode ser configurada para corrigir a profundidade de encaixe, através da quantidade de deslocamento.

[0013] A fim de alcançar o objetivo acima descrito, o método de soldagem a ponto por fricção e mistura mecânica, de acordo com o presente pedido de patente de invenção, é um método de soldagem a ponto por fricção e mistura mecânica que utiliza um elemento de pino cilíndrico como ferramenta giratória, o elemento de pino configurado para girar em torno de um eixo e poder avançar e recuar na direção axial, e um elemento de apoio tubular configurado para circundar o elemento de pino, girar coaxialmente com o elemento de pino, e poder avançar e recuar na direção axial, em um estado onde o elemento de pino e o elemento de apoio podem avançar e recuar, para soldar um objeto a ser soldado que tenha uma superfície frontal voltada para o elemento de pino e para o elemento de apoio, por mistura parcial, onde o avanço e retração do elemento de pino e do elemento de apoio é controlado de forma que o valor absoluto de uma posição média Tx de uma ferramenta, definida como a seguinte equação:

Ap-Pp + As-Ps = Tx, onde Ap é uma área de seção transversal da superfície da extremidade dianteira do elemento de pino, As é uma área de seção transversal da superfície da extremidade dianteira do elemento de apoio, Pp é a profundidade de encaixe por prensagem

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7/61 do elemento de pino encaixado por prensagem a partir da superfície frontal do objeto a ser soldado, e Ps é a profundidade de encaixe por prensagem do elemento de apoio encaixado por prensagem a partir da superfície frontal do objeto a ser soldado, seja pequena.

[0014] No método de soldagem a ponto por fricção e mistura mecânica apresentando a configuração descrita acima, o avanço e retração do elemento de pino e do elemento de apoio podem ser controlados, de forma que a posição média Tx de ferramenta seja substancialmente 0, pela seção de controle de acionamento de ferramenta.

[0015] No método de soldagem a ponto por fricção e mistura mecânica apresentando a configuração descrita acima, no qual a posição onde o elemento de apoio contata o objeto a ser soldado pode ser definida como um ponto de referência de encaixe por prensagem, e a profundidade de encaixe por prensagem do elemento de apoio ou do elemento de pino possa ser controlada com base no ponto de referência de encaixe por prensagem.

[0016] No método de soldagem a ponto por fricção e mistura mecânica apresentando a configuração descrita acima, quantidade de deslocamento da extremidade dianteira do elemento de pino ou do elemento de apoio pode ser calculada, e a profundidade de encaixe por prensagem pode ser corrigida através da quantidade de deslocamento.

[0017] Os objetos, características e vantagens do presente pedido de patente de invenção, tanto os supracitados quanto outros, tornar-se-ão aparentes a partir da seguinte descrição detalhada das Configurações preferidas, com referência às figuras anexas.

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EFEITOS DA INVENÇÃO [0018] Como descrito acima, o presente pedido de patente de invenção proporciona com vantagem a técnica de controle capaz de atingir uma qualidade de soldagem excelente, a uma precisão adequada, em conformidade com as condições de soldagem, e impedir ou suprimir o defeito de cavidade interna, especialmente na soldagem a ponto por fricção e mistura mecânica de atuação dupla.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS [0019] A figura 1 é uma vista lateral esquemática mostrando uma configuração exemplar de um dispositivo de soldagem a ponto por fricção e mistura mecânica de acordo com a Configuração 1 do presente pedido de patente de invenção;

[0020] A figura 2A à figura 2F são gráficos de processo que mostram esquematicamente um exemplo de cada estágio da soldagem a ponto por fricção e mistura mecânica pelo dispositivo de soldagem a ponto por fricção e mistura mecânica da figura 1;

[0021] A figura 3A à figura 3F são gráficos de processo que mostram esquematicamente outro exemplo de cada estágio da soldagem a ponto por fricção e mistura mecânica pelo dispositivo de soldagem a ponto por fricção e mistura mecânica da figura 1;

[0022] A figura 4 é um diagrama de bloco mostrando a configuração funcional do dispositivo de soldagem a ponto por fricção e mistura mecânica da figura 1;

[0023] A figura 5 é uma vista esquemática mostrando um exemplo tipico de controle posicionai de um elemento de pino e um elemento de apoio no dispositivo de

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9/61 soldagem a ponto por fricção e mistura mecânica da figura 1, e um exemplo representativo de uma falha;

[0024] A figura 6 é um fluxograma mostrando um exemplo de controle de soldagem a ponto por fricção e mistura mecânica pelo dispositivo de soldagem a ponto por fricção e mistura mecânica da figura 4;

[0025] A figura 7 é um fluxograma mostrando outro exemplo de controle de soldagem a ponto por fricção e mistura mecânica pelo dispositivo de soldagem a ponto por fricção e mistura mecânica da figura 4;

[0026] A figura 8 é um fluxograma mostrando ainda outro exemplo de controle de soldagem a ponto por fricção e mistura mecânica pelo dispositivo de soldagem a ponto por fricção e mistura mecânica da figura 4;

[0027] A figura 9 é um diagrama de bloco mostrando a configuração funcional de um dispositivo de soldagem a ponto por fricção e mistura mecânica de acordo com a Configuração 2 do presente pedido de patente de invenção;

[0028] A figura 10A e a figura 10B são vistas esquemáticas para descrição da definição de um ponto de referência de encaixe por prensagem no dispositivo de soldagem a ponto por fricção e mistura mecânica da figura 7;

[0029] A figura 11 é um diagrama de bloco mostrando a configuração funcional de um dispositivo de soldagem a ponto por fricção e mistura mecânica de acordo com a Configuração 3 do presente pedido de patente de invenção; e [0030] A figura 12 é um diagrama de bloco mostrando a configuração funcional de um dispositivo de soldagem a ponto por fricção e mistura mecânica de acordo com a Configuração 4 do presente pedido de patente de invenção.

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CONFIGURAÇÕES [0031] Configurações Preferidas do presente pedido de patente de invenção serão descritas abaixo, com referência às figuras. Ao longo das figuras, elementos iguais ou equivalentes receberão os mesmos sinais de referência, sendo que respectivas descrições coincidentes serão omitidas. CONFIGURAÇÃO 1

Dispositivo de soldagem a ponto por fricção e mistura mecânica [0032] Uma configuração básica de um dispositivo de soldagem a ponto por fricção e mistura mecânica de acordo com a Configuração 1 do presente pedido de patente de invenção será descrita com referência à figura 1.

[0033] Como mostrado na figura 1, um dispositivo de soldagem a ponto por fricção e mistura mecânica 50A de acordo com esta configuração inclui uma ferramenta giratória 51, uma seção fixadora de ferramenta 52, uma seção de acionamento de ferramenta 53, um elemento de fixação 54, uma seção de suporte de revestimento 55, e um elemento de revestimento 56.

[0034] A ferramenta giratória 51 é suportada pela seção fixadora de ferramenta 52, e acionada para avançar e recuar e girar pela seção de acionamento de ferramenta 53. A ferramenta giratória 51, a seção fixadora de ferramenta 52, a seção de acionamento de ferramenta 53, e o elemento de fixação 54 são providos acima da seção de suporte de revestimento 55 constituída como um C-gun (estrutura tipo C) , e o elemento de revestimento 56 é provido abaixo da seção de suporte de revestimento 55. Da mesma forma, a ferramenta giratória 51 e o elemento de revestimento 56 são anexados à seção de suporte de revestimento 55 um em oposição ao outro, e

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11/61 um objeto a ser soldado 60 é instalado entre o elemento de revestimento 56 e a ferramenta giratória 51.

[0035] A ferramenta giratória 51 consiste de um elemento de pino 11 e um elemento de apoio 12. A seção fixadora de ferramenta 52 consiste de uma seção de fixação de ferramenta giratória 521 e uma seção de fixação de abraçadeira 522, e a seção de acionamento de ferramenta 53 consiste de uma seção acionadora de pino 531, uma seção de atuação do apoio 532, uma seção de acionamento giratória 533, e uma seção de atuação da abraçadeira 41. O elemento de fixação 54 é fixado à seção de fixação de abraçadeira 522 através da seção de atuação da abraçadeira 41. A seção de atuação da abraçadeira 41 é formada por uma mola.

[0036] O elemento de pino 11 será substancialmente tubular ou cilíndrico, e embora não mostrado em detalhes, é suportado pela seção de fixação de ferramenta giratória 521. O elemento de pino 11 é girado em torno de um eixo Xr (um eixo giratório representado por uma linha de traços e pontos na figura) pela seção de acionamento giratória 533, e pode avançar ou recuar ao longo da seta pontilhada Pl ou do eixo Xr (no sentido vertical da figura 1) pela seção acionadora de pino 531. O elemento de apoio 12 é substancialmente conformado como um tubo oco, e o elemento de pino 11 é inserido no tubo oco, de forma que a seção de fixação de ferramenta giratória 521 suporte o elemento de apoio 12 fora do elemento de pino 11, de forma a circundar o elemento de pino 11. O elemento de apoio 12 é girado em torno do mesmo eixo Xr do que o eixo giratório do elemento de pino 11, pela seção de acionamento giratória 533, e pode ser avançado ou recuado ao longo da seta pontilhada P2 ou do eixo Xr pela seção de atuação

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12/61 do apoio 532.

[0037] Desta maneira, o elemento de pino 11 e o elemento de apoio 12 são suportados pela seção de fixação de ferramenta giratória 521 nesta configuração, e são integralmente girados em torno do eixo Xr pela seção de acionamento giratória 533. Além disso, o elemento de pino 11 e o elemento de apoio 12 podem ser avançados e retraídos ao longo do eixo Xr pela seção acionadora de pino 531 e pela seção de atuação do apoio 532. Com a configuração mostrada na figura 1, o elemento de pino 11 pode avançar e recuar sozinho e com avanço e retração do elemento de apoio 12; contudo, o elemento de pino 11 e o elemento de apoio 12 podem avançar e recuar independentemente.

[0038] O elemento de fixação 54 é provido fora do elemento de apoio 12, e como o elemento de apoio 12, é substancialmente conformado como um tubo oco, e o elemento de apoio 12 é inserido na cavidade. Da mesma forma, o elemento de apoio 12 substancialmente tubular fica localizado na periferia do elemento de pino 11, e o elemento de fixação 54 substancialmente tubular fica localizado na periferia do elemento de apoio 12. Em outras palavras, o elemento de fixação 54, o elemento de apoio 12, e o elemento de pino 11 ficam coaxialmente aninhados.

[0039] O elemento de fixação 54 pressiona o objeto a ser soldado 60 a partir de uma superfície (superfície frontal), e nesta configuração, é suportado pela seção de fixação de abraçadeira 522 através da seção de atuação da abraçadeira 41. Da mesma forma, o elemento de fixação 54 é inclinado em direção ao elemento de revestimento 56. A seção de fixação de abraçadeira 522 suporta a seção de fixação de

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13/61 ferramenta giratória 521 através da seção de acionamento giratória 533. A seção de fixação de abraçadeira 522 pode ser avançada ou recuada ao longo da seta pontilhada P3 (tendo as mesmas direções do que as setas pontilhadas PI e P2) pela seção de atuação do apoio 532. A seção de atuação da abraçadeira 41 não fica limitada à mola, podendo ser qualquer meio que sujeite ou pressione o elemento de fixação 54, tal como, por exemplo, um mecanismo que use pressão de gás, pressão hidráulica ou um servomotor. A seção de atuação da abraçadeira 41 pode ser avançada e retraída pela seção de atuação do apoio 532 como mostrado na figura 1, ou pode ser independentemente avançada e retraída, independente da seção de atuação do apoio 532.

[0040] Como descrito acima, a ferramenta giratória 51, a seção fixadora de ferramenta 52, a seção de acionamento de ferramenta 53, e o elemento de fixação 54 são providos na seção de suporte de revestimento 55, em oposição ao elemento de revestimento 56. O elemento de pino 11 e o elemento de apoio 12, que constituem a ferramenta giratória 51, e o elemento de fixação 54 incluem uma superfície de contato 11a, uma superfície de contato 12a, e uma superfície de contato 54a, respectivamente, e estas superfícies de contato 11a, 12a, 54a podem ser avançadas e retraídas pela seção de acionamento de ferramenta 53, e contatar a superfície frontal (primeira superfície, uma superfície) do objeto a ser soldado 60, instalado entre as superfícies de contato e o elemento de revestimento 56. O elemento de revestimento 56 é oposto ao elemento de pino 11 e o elemento de apoio 12, e o elemento de fixação 54, e contata a superfície traseira do objeto a ser soldado 60. Na figura 1, o elemento de revestimento 56 possui uma superfície plana que se conforma à superfície traseira do

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14/61 objeto em forma de placa plana a ser soldado 60.

[0041] 0 elemento de revestimento 56 fica localizado na lateral, contra o qual avançam o elemento de pino 11 e o elemento de apoio 12, e a superfície de suporte 56a do elemento de revestimento 56 suporta a superfície traseira do objeto a ser soldado 60, no estado onde a superfície frontal do objeto a ser soldado 60 encara o elemento de pino 11 e o elemento de apoio 12. O elemento de revestimento 56 pode ser configurado de qualquer modo, desde que possa suportar adequadamente o objeto a ser soldado 60 por soldagem a ponto por fricção e mistura mecânica. O elemento de revestimento 56 é genericamente uma chapa plana contendo a superfície de suporte 56a, capaz de suportar de forma estável o objeto em forma de placa a ser soldado 60, mas poderá ter qualquer outra configuração, além de chapa plana, de acordo com a forma do objeto a ser soldado 60. Por exemplo, os elementos de revestimento 56 de várias formas diferentes podem ser preparados separadamente, e o elemento de revestimento 56 pode ser removível da seção de suporte de revestimento 55 para ser substituído por um dos elementos de revestimento 56 preparados, conforme o tipo do objeto a ser soldado 60.

[0042] Configurações especificas da ferramenta giratória 51, a seção fixadora de ferramenta 52, e a seção de acionamento de ferramenta 53 nesta configuração não ficam limitadas às configurações acima mencionadas, e poderão ser qualquer configuração bem conhecida na área de soldagem a ponto por fricção e mistura mecânica. Por exemplo, a seção acionadora de pino 531, a seção de atuação do apoio 532, e a seção de acionamento giratória 533, que constituem a seção de acionamento de ferramenta 53 nesta configuração, são, cada uma

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15/61 delas, formadas por um motor e um mecanismo de engrenagens bem conhecidos na área de soldagem a ponto por fricção e mistura mecânica. No dispositivo de soldagem a ponto por fricção e mistura mecânica 50A, o elemento de fixação 54 pode ser omitido, ou pode ser removível da seção de suporte de revestimento 55 conforme necessário. Outros elementos não mostrados na figura 1 podem ser incluídos.

[0043] A seção de suporte de revestimento 55 é formada por um C-gun nesta configuração, mas não fica limitada a este, desde que possa suportar o elemento de pino 11 e o elemento de apoio 12, de forma a permiti-los avançar e recuar, bem como suportar o elemento de revestimento 56 numa posição oposta à da ferramenta giratória 51.

[0044] Nesta configuração, a seção de suporte de revestimento 55 é anexada à extremidade dianteira de um braço não mostrado. O braço é incluído no robô de soldagem a ponto por fricção e mistura mecânica, não mostrado na figura 1. Desta forma, a seção de suporte de revestimento 55 pode ser incluída em um robô de soldagem a ponto por fricção e mistura mecânica. A configuração de um robô de soldagem a ponto por fricção e mistura mecânica, incluindo a seção de suporte de revestimento 55 e o braço, não é especificamente limitada, e qualquer configuração bem conhecida na área de soldagem a ponto por fricção e mistura mecânica, tal como um robô de múltiplas articulações, poderá ser preferivelmente utilizada.

[0045] O dispositivo de soldagem a ponto por fricção e mistura mecânica 50A, incluindo a seção de suporte de revestimento 55, não é aplicável apenas a um robô de soldagem a ponto por fricção e mistura mecânica. Por exemplo, o dispositivo de soldagem a ponto por fricção e

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16/61 mistura mecânica 50A pode ser preferivelmente aplicado a máquinas de processamento bem conhecidas tal como máquinas de usinagem de CN (controle numérico), grandes armações em C e rebitadeiras automáticas. Dois pares ou mais de robôs podem ser utilizados, de forma que o dispositivo de soldagem a ponto por fricção e mistura mecânica possa confrontar o elemento de revestimento 56. Desde que o objeto a ser soldado 60 possa ser sujeitado de forma estável à soldagem a ponto por fricção e mistura mecânica, um dispositivo de soldagem a ponto por fricção e mistura mecânica pode ser aplicado como configuração portátil, em contraste com o dispositivo de soldagem a ponto por fricção e mistura mecânica 50A estacionário desta configuração, ou um robô pode ser utilizado como posicionador para o objeto a ser soldado 60.

Método de soldagem a ponto por fricção e mistura mecânica [0046] A seguir, um processo específico de um método de soldagem a ponto por fricção e mistura mecânica utilizando o dispositivo de soldagem a ponto por fricção e mistura mecânica 50A acima mencionado será descrito com referência às figuras 2A a 2F e figuras 3A a 3F. Nas figuras 2A a 2F e figuras 3A a 3F, duas placas de metal 61, 62 são utilizadas como o objeto a ser soldado 60, e tais placas de metal 61, 62 são empilhadas e acopladas uma à outra por soldagem a ponto.

[0047] Nas figuras 2A a 2F e figuras 3A a 3F, uma seta p representa a direção em que a ferramenta giratória 51 é movida (correspondendo à direção representada pelas setas pontilhadas Pl a P2 na figura 1) , uma seta r representa a direção na qual os elementos giratórios (o elemento de pino 11 e o elemento de apoio 12) são girados, e

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17/61 uma seta de bloco F representa a direção na qual a força é aplicada sobre as chapas de metal 61, 62. Nas figuras 2A a 3F e figuras 3A a 3F, para uma clara descrição da posição dos constituintes em cada etapa e do local de soldagem das placas de metal 61, 62, com relação à seta p e à seta de bloco F, os numerais de referência p e F são expressos apenas na figura 2A, e quanto à seta r, o numeral de referência r é expresso apenas na figura 2B. Embora uma força seja exercida também a partir do elemento de revestimento 56, sobre as placas de metal 61, 62, para conveniência de descrição tal força não é mostrada nas figuras 2A a 2F. Além disso, para distinguir o elemento de apoio 12 do elemento de pino 11 e do elemento de fixação 54, o elemento de apoio 12 é hachurado em meia-tinta.

[0048] Primeiramente, uma série de etapas das figuras 2A a 2F serão descritas. Na série de etapas, o elemento de pino 11 é encaixado por prensagem nas placas de metal 61, 62 antes que o elemento de apoio 12 o seja.

[0049] Especificamente, como mostrado na figura 2A, a ferramenta giratória 51 é aproximada das placas de metal 61, 62 (a seta p, nesta figura) para colocar a superfície de contato 54a (não mostrada nas figuras 2A a 2F) do elemento de fixação 54 em contato com a superfície frontal 60c da chapa de metal 61 superior, e para colocar o elemento de revestimento 56 em contato com a superfície traseira 60d da placa de metal 62 inferior. Em resultado disto, o elemento de fixação 54 e o elemento de revestimento 56 comprimem as placas de metal 61, 62 entre si, e a pressão a partir do elemento de fixação 54 (a seta de bloco F nesta figura) gera uma força de agarre.

[0050] A seguir, como mostrado na figura

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2Β, os elementos giratórios da ferramenta giratória 51 aproximam-se das placas de metal 61, 62, colocando a superfície de contato 11a (não mostrada nas figuras 2A a 2F) do elemento de pino 11 e a superfície de contato 12a (não mostrada nas figuras 2A a 2F) do elemento de apoio 12 em contato com a superfície frontal 60c da placa de metal 61. Neste estado, a contração da seção de atuação da abraçadeira 41 formada pela mola gera a força de agarre do elemento de fixação 54. Então, o elemento de pino 11 e o elemento de apoio 12 são colocados em contato com a superfície frontal 60c da placa de metal 61, e são girados (em torno da seta r, nesta figura).

[0051] Neste estado, visto que nem o elemento de pino 11 nem o elemento de apoio 12 avançam ou recuam, a superfície frontal 60c da placa de metal 61 é préaquecida. Desta forma, o material metálico na área de contato da placa de metal 61 é amolecido pelo calor gerado pelo atrito, formando uma parte fluida plástica 60a próximo à superfície frontal 60c da placa de metal 61.

[0052] A seguir, como mostrado na figura 2C, o elemento de pino 11 é projetado do elemento de apoio 12 pela seção acionadora de pino 531, não mostrada, avançando (pressionando), além disso, o elemento de pino 11 para dentro, a partir da superfície frontal 60c da placa de metal 61. Neste momento, a região amolecida do material metálico varia da placa de metal 61 superior para a placa de metal 62 inferior, para aumentar a parte fluida plástica 60a. Visto que o material metálico amolecido da parte fluida plástica 60a é, além disso, empurrado de lado pelo elemento de pino 11 e flui do elemento de pino 11 imediatamente abaixo para o elemento de apoio 12 imediatamente abaixo, o elemento de apoio 12 retrai-se e flui

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19/61 para cima, quando visto a partir do elemento de pino 11.

[0053] Em seguida, conforme necessário, como mostrado na figura 2D, pode ser executada uma etapa onde o elemento de pino 11 projetado pela seção acionadora de pino 531, não mostrada, é gradualmente retraído (sacado) e, com a retração do elemento de pino 11, o elemento de apoio 12 é avançado (encaixado por prensagem) na placa de metal 61. Numa etapa abaixo mencionada na figura 2E, a superfície frontal 60c da placa de metal 61 é conformada. Contudo, caso a superfície frontal 60c não seja suficientemente conformada nesta ocasião, a etapa mostrada na figura 2D poderá ser executada.

[0054] Depois disso, após a etapa da figura 2C, o elemento de pino 11 é gradualmente retraído, e após a etapa da figura 2D, o elemento de apoio 12 é gradualmente retraído. Nesta ocasião, como representado pelas setas de bloco da figura 2C e figura 2D, mesmo durante a retração do elemento de pino 11 ou do elemento de apoio 12, a força de pressurização a partir de sua extremidade dianteira é mantida. No caso anterior, visto que a rotação e pressão do elemento de apoio 12 são mantidas enquanto o elemento de pino 11 é retraído, o material metálico amolecido da parte fluida plástica 60a flui do elemento de apoio 12 imediatamente abaixo para o elemento de pino 11 imediatamente abaixo, preenchendo o recesso. Neste último caso, visto que a rotação e a pressão pelo elemento de pino 11 são mantidas enquanto o elemento de apoio 12 é retraído, o recesso causado pelo encaixe por prensagem do elemento de apoio 12 é preenchido.

[0055] Depois disto, como mostrado na figura 2E, a superfície de contato 11a do elemento de pino 11 é alinhada (deixada plana) com a superfície de contato 12a do

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20/61 elemento de apoio 12, sem nenhuma etapa substancial entre elas. Desta forma, a superfície frontal 60c da placa de metal 61 é conformada para obter uma superfície quase plana, sem nenhum recesso substancial.

[0056] Por fim, como mostrado na figura 2F, a ferramenta giratória 51 e o elemento de revestimento 56 são separados das placas de metal 61, 62 para acabar a série de soldagem a ponto por fricção e mistura mecânica. Nesta ocasião, nenhuma rotação (e pressão) causado por contrato com a ferramenta giratória 51 é transmitida para as placas de metal 61, 62. Desta forma, o fluxo plástico da parte fluida plástica 60a que se estende sobre ambas as placas de metal 61, 62 é detido, e torna-se uma parte soldada 60b. Em resultado disto, as duas placas de metal 61, 62 são acopladas uma à outra, com a parte soldada 60b.

[0057] A seguir, uma série de etapas da figura 3A à figura 3F serão descritas. Na série de etapas, o elemento de apoio 12 é encaixado por prensagem nas placas de metal 61, 62 antes que o elemento de pino 11 o seja. Nas figuras. 3A a 3F, o elemento de revestimento 56 também exerce uma força as placas de metal 61, 62, mas para conveniência de descrição, a força não é mostrada.

[0058] Visto que as etapas da figura 3A e figura 3B são as mesmas das etapas da figura 2A e figura 2B, a descrição das mesmas é omitida. A seguir, como mostrado na figura 3C, projetando-se o elemento de apoio 12 para além do elemento de pino 11 pela seção de atuação do apoio 532, não mostrada, o elemento de apoio 12 é avançado mais para dentro (encaixado por prensagem), a partir da superfície frontal 60c da placa de metal 61. Desta forma, a parte fluida plástica 60a

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21/61 varia da placa de metal 61 superior para a placa de metal 62 inferior, o material metálico amolecido da parte fluida plástica 60a é empurrado para o lado pelo elemento de apoio 12 para fluir do elemento de apoio 12 imediatamente abaixo para o elemento de pino 11 imediatamente abaixo, fazendo com que o elemento de pino 11 se retraia e flua para cima, quando visto a partir do elemento de apoio 12.

[0059] A seguir, conforme necessário, como mostrado na figura 3D, poderá ser executada uma etapa onde o elemento de apoio 12 projetado é gradualmente retraído (sacado) e, com a retração, o elemento de pino 11 é avançado (encaixado por prensagem) na placa de metal 61. Em seguida, após a etapa da figura 3C, o elemento de apoio 12 é gradualmente retraído, e após a etapa da figura 3D, o elemento de pino 11 é gradualmente retraído. Isto preenche o recesso gerado pelo encaixe por prensagem do elemento de apoio 12 ou do elemento de pino 11.

[0060] Depois disto, como mostrado na figura 3E, a superfície de contato 11a do elemento de pino 11 é alinhada (deixada plana) com a superfície de contato 12a do elemento de apoio 12, sem nenhuma etapa substancial entre elas. Por fim, como mostrado na figura 3F, a ferramenta giratória 51 e o elemento de revestimento 56 são separados das placas de metal 61, 62 para acabar a série de soldagem a ponto por fricção e mistura mecânica.

[0061] Nesta configuração, o estágio mostrado na figura 2A ou figura 3A é referido como estágio preparatório de soldagem a ponto por fricção e mistura mecânica, o estágio da figura 2B ou figura 3B é referido como estágio de pré-aquecimento. No estágio mostrado na figura 2C

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22/61 a figura 2E ou figura 3C a figura 3E, a profundidade de encaixe por prensagem do elemento de pino 11 ou do elemento de apoio 12 é regulada pelo controle da posição relativa do elemento de pino 11, com respeito ao elemento de apoio 12 (ou a posição relativa do elemento de apoio 12, com respeito ao elemento de pino 11) . Da mesma forma, estes estágios são referidos como estágio de controle de ferramenta. 0 estágio mostrado na figura 2F ou figura 3F é referido como estágio de conclusão de soldagem a ponto por fricção e mistura mecânica.

[0062] Nesta configuração, como estágios de controle de ferramenta, encontramos três estágios, no total: um estágio na figura 2C ou figura 3C, um estágio na figura 2D ou figura 3D, e um estágio na figura 2E ou figura 3E são executados. Para conveniência de descrição, um nome de estágio especifico é dado para cada um destes estágios. Especificamente, o estágio da figura 2C ou figura 3C é referido como estágio de encaixe por prensagem, o estágio da figura 2D ou figura 3D é referido como estágio de preenchimento, e o estágio da figura 2E ou figura 3E é referido como estágio de conformação.

[0063] Nesta configuração, o estágio de encaixe por prensagem, o estágio de preenchimento, e o estágio de conformação são ilustrados como estágio de controle de ferramenta e contudo, como descrito acima, o estágio de controle de ferramenta pode ser pelo menos o estágio de encaixe por prensagem e o estágio de conformação. O estágio de preenchimento é o estágio de controle de ferramenta executado conforme necessário e, desta forma, pode ser omitido. É possível um estágio de controle de ferramenta que inclua quatro ou mais estágios.

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23/61 [0064] Como descrito acima, o dispositivo de soldagem a ponto por fricção e mistura mecânica 50A inclui o elemento de pino 11 e o elemento de apoio 12 como ferramenta giratória 51, e a ferramenta giratória 51 agita parcialmente o objeto a ser soldado 60 (as placas de metal 61, 62, neste exemplo) para soldar o objeto a ser soldado 60. Visto que os dois elementos da ferramenta giratória 51 podem consecutivamente executar os estágios mostrados nas figuras 2A a 2F ou figuras 3A a 3F, em comparação à soldagem a ponto por fricção e mistura mecânica de atuação simples, irregularidades na superfície frontal 60c do objeto a ser soldado 60 podem ser reduzidas o mais possível, por meio de preenchimento do recesso.

Configuração de controle do dispositivo de soldagem a ponto por fricção e mistura mecânica [0065] A seguir, a configuração de controle do dispositivo de soldagem a ponto por fricção e mistura mecânica 50A, que serve para executar a série de estágios de soldagem a ponto por fricção e mistura mecânica, será especificamente descrita com referência à figura 4.

[0066] Como mostrado na figura 4, o dispositivo de soldagem a ponto por fricção e mistura mecânica 50A inclui, além disso, uma seção de controle de acionamento de ferramenta 21, uma seção de memória 31, uma seção de entrada 32, e uma seção de detecção de força de pressurização 33.

[0067] A seção de controle de acionamento de ferramenta 21 controla a seção de acionamento de ferramenta 53. Ou seja, a seção de controle de acionamento de ferramenta 21 controla a seção acionadora de pino 531, a seção de atuação do apoio 532, e a seção de acionamento giratória 533, que

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24/61 constituem a seção de acionamento de ferramenta 53, controlando, desta forma, a comutação entre o avanço e retração do elemento de pino 11 e do elemento de apoio 12, e a posição das extremidades dianteiras, a velocidade de movimentação, e a direção de movimentação do elemento de pino 11 e do elemento de apoio 12 durante o avanço e retração.

[0068] Nesta configuração, a seção de controle de acionamento de ferramenta 21 controla a seção de acionamento de ferramenta 53 com base na expressão relacionai da área de seção cruzada (área basal) da superfície da extremidade dianteira da ferramenta giratória 51 e na profundidade de encaixe por prensagem/remoção ou profundidade de avanço/retração da ferramenta giratória 51, controlando desta forma a posição das extremidades dianteiras do elemento de pino 11 e do elemento de apoio 12. A configuração específica da seção de controle de acionamento de ferramenta 21 não é especialmente limitada e, nesta configuração, a seção de controle de acionamento de ferramenta 21 é formada por uma CPU, em um microcomputador, e calcula a operação da seção de acionamento de ferramenta 53.

[0069] A seção de memória 31 armazena de forma legível diversos tipos de dados, e nesta configuração, como mostrado na figura 4, armazena as bases de dados de força de pressurização/corrente do motor Dbl a Db3. A seção de controle de acionamento de ferramenta 21 utiliza as bases de dados de força de pressurização/corrente do motor Dbl a Db3 para controlar a seção de acionamento de ferramenta 53.

[0070] A seção de memória 31 é formada por qualquer dispositivo de armazenamento conhecido, tal como uma memória, disco rígido ou semelhante. A seção de memória 31 não

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25/61 é necessariamente um único elemento, e pode ser formada por uma pluralidade de dispositivos de armazenamento (por exemplo, uma memória de acesso aleatório e um acionador de disco rígido). Quando a seção de controle de acionamento de ferramenta 21 é um microcomputador, pelo menos uma parte da seção de memória 31 pode ser configurada como uma memória interna do microcomputador, ou como uma memória independente. A seção de memória 31 pode armazenar outros dados além dos das bases de dados, e ler os dados a partir de qualquer seção, além da seção de controle de acionamento de ferramenta 21. Normalmente, os dados podem ser inscritos a partir da seção de controle de acionamento de ferramenta 21 etc.

[0071] A seção de entrada 32 permite entrar com vários parâmetros no controle de soldagem a ponto por fricção e mistura mecânica e outros dados na seção de controle de acionamento de ferramenta 21, sendo formada por qualquer dispositivo de entrada conhecido, tal como um teclado, um painel de toque, ou um painel de botões. Nesta configuração, pelo menos condições de soldagem para o objeto a ser soldado 60, tal como, por exemplo, dados sobre a espessura e o material do objeto a ser soldado 60, podem ser entradas através da seção de entrada 32.

[0072] Quando a ferramenta giratória 51 (o elemento de pino 11, o elemento de apoio 12, ou ambos) contata ou é encaixada por prensagem ao objeto a ser soldado 60, a seção de detecção de força de pressurização 33 detecta a força de pressurização exercida sobre o objeto a ser soldado 60, a partir da ferramenta giratória 51. Nesta configuração, uma célula de carga é utilizada como seção de detecção de força de pressurização 33. Contudo, a seção de detecção de força de

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26/61 pressurização 33 não é limitada à célula de carga, e pode ser qualquer detector de força de pressurização conhecido.

[0073] Deve ser notado que, no dispositivo de soldagem a ponto por fricção e mistura mecânica 50A de acordo com a Configuração 1, a seção de detecção de força de pressurização 33 não é um item essencial, mas pode ser utilizada para obter as bases de dados de força de pressurização/corrente do motor Dbl a Db3 armazenadas na seção de memória 31, aprimorando a conveniência no controle do acionamento da ferramenta giratória 51. Na seção de controle de acionamento de ferramenta 21, a seção de detecção de força de pressurização 33 pode ser utilizada feedback, a partir da seção de detecção pressurização 33, em lugar das para bases de dados

controle	de
3 força	de
de força	de

pressurização/corrente do motor Dbl a Db3.

[0074] Nesta configuração, mais preferivelmente, a seção de controle de acionamento de ferramenta 21 controla a seção de acionamento de ferramenta 53 de forma que uma determinada expressão relacionai entre a área da seção transversal das superfícies das extremidades dianteiras do elemento de pino 11 e do elemento de apoio 12 e a profundidade de encaixe por prensagem do elemento de pino 11 e do elemento de apoio 12 seja atendida, enquanto o elemento de pino 11 e o elemento de apoio 12 contatam o objeto a ser soldado 60. Especificamente, dado que Ap é a área de seção transversal da superfície da extremidade dianteira do elemento de pino 11, As é a área de seção transversal da superfície da extremidade dianteira do elemento de apoio 12, Pp é a profundidade de encaixe por prensagem do elemento de pino 11, e Ps é a profundidade de encaixe por prensagem do elemento de

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27/61 apoio 12, a seção de controle de acionamento de ferramenta 21 controla a seção de acionamento de ferramenta 53 de forma a reduzir o valor absoluto de uma posição média de ferramenta Tx, definida de acordo com a seguinte equação (I):

Ap-Pp + As-Ps = Tx ... (I) .

[0075] Preferivelmente, a seção de controle de acionamento de ferramenta 21 controla a seção de acionamento de ferramenta 53 de forma que a posição média Tx de ferramenta seja substancialmente 0.

[0076] Diversas informações disponíveis para a seção de controle de acionamento de ferramenta 21 podem ser utilizadas como ponto de referência (ponto 0 da profundidade de encaixe por prensagem) da profundidade de encaixe por prensagem Pp ou Ps na equação (I) . Por exemplo, uma posição predeterminada a partir da superfície de suporte 56a do elemento de revestimento 56 (consultar distância de ferramenta, descrita abaixo) pode ser definida como ponto de referência da profundidade de encaixe por prensagem. Especificamente, uma posição predeterminada com base na espessura do objeto a ser soldado 60, que é entrada como condição de soldagem a partir da seção de entrada 32 mostrada na figura 4, pode ser definida como ponto de referência da profundidade de encaixe por prensagem, ou uma posição predeterminada com base no valor medido da espessura do objeto a ser soldado 60 pode ser definida como ponto de referência da profundidade de encaixe por prensagem.

[0077] De acordo com o presente pedido de patente de invenção, o ponto de referência da profundidade de encaixe por prensagem não é limitado à posição predeterminada a partir da superfície frontal 56a do elemento de revestimento

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56, e pode ser uma posição onde uma carga do elemento de pino 11 ou do elemento de apoio 12 se torna um valor predeterminado, uma posição onde a ferramenta giratória 51 contata o objeto a ser soldado 60 (consultar a Configuração 2, descrita abaixo), ou uma posição da extremidade dianteira do elemento de fixação 54 em contato com o objeto a ser soldado 60 (consultar a Configuração 3 ou 4, descrita abaixo).

[007 8] Na equação (I) , pelo menos uma, entre a área de seção transversal Ap da superfície da extremidade dianteira do elemento de pino 11, a área de seção transversal As da superfície da extremidade dianteira do elemento de apoio 12, a profundidade de encaixe por prensagem Pp do elemento de pino 11, e a profundidade de encaixe por prensagem Ps do elemento de apoio 12, pode ser substituída por outro valor numérico ou um parâmetro. Por exemplo, nesta configuração, visto que o elemento de revestimento 56 é provido, a profundidade de encaixe por prensagem na equação (I) pode ser substituída pela posição a partir da superfície frontal 56a do elemento de revestimento 56, e a seção de controle de acionamento de ferramenta 21 pode controlar o acionamento da ferramenta giratória 51, de forma a reduzir o valor absoluto da posição média Tx de ferramenta, que é definido pela equação (I).

[0079] De acordo com a soldagem a ponto por fricção e mistura mecânica, as seguintes possíveis falhas são conhecidas: cavidade da parte soldada mexida pela ferramenta giratória 51, rebarbas que se projetam de parte do material, na parte soldada, saliência na região pressionada pelo elemento de fixação 54 (em torno da parte soldada), ou um vão no objeto a ser soldado 60 empilhado (nesta configuração, entre as placas

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29/61 de metal 61, 62) . A seção de controle de acionamento de ferramenta 21 pode controlar a seção de acionamento de ferramenta 53 de forma a reduzir a posição média Tx de ferramenta, reduzindo ou evitando, desta forma, as diferentes falhas. Detalhes do controle serão descritos abaixo.

Controle pela seção de controle de acionamento de ferramenta [0080] A seguir, o controle da seção de acionamento de ferramenta 53 pela seção de controle de acionamento de ferramenta 21, em particular, controlando a posição das extremidades dianteiras do elemento de pino 11 e do elemento de apoio 12, de forma a reduzir o valor absoluto de uma posição média Tx de ferramenta, será especificamente descrita com referência à figura 5.

[0081] De acordo com o presente pedido de patente de invenção, a seção de controle de acionamento de ferramenta 21 pode controlar a seção de acionamento de ferramenta 53 de forma a reduzir o valor absoluto de uma posição média Tx de ferramenta, no estágio em que o elemento de pino 11 e o elemento de apoio 12 contatam o objeto a ser soldado 60, ou seja, a profundidade de encaixe por prensagem, a força de pressurização, ou ambas podem ser controladas como descrito acima. Desta forma, as diferentes falhas, incluindo a cavidade na parte soldada do objeto a ser soldado 60, as rebarbas na parte soldada, a saliência em torno da parte soldada, ou o vão no objeto a ser soldado 60 podem ser efetivamente suprimidas ou prevenidas.

[0082] O controle será especificamente descrito com referência à figura 5. Desde que o elemento de pino 11 ou o elemento de apoio 12 (ou ambos) sejam encaixados por prensagem no objeto a ser soldado 60 com uma profundidade

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30/61 de encaixe por prensagem preferível, e o avanço e retração do elemento de pino 11 ou do elemento de apoio 12 (ou de ambos) seja preferivelmente controlado, como mostrado à esquerda da figura 5, quando visualizado de frente, o objeto a ser soldado 60 pode ser adequadamente soldado, sem causar nenhuma falha no objeto a ser soldado 60. Na figura 5, para descrever a profundidade de encaixe por prensagem da ferramenta giratória 51, o estágio de preenchimento na figura 2D ou figura 3D é utilizado como exemplo, e a profundidade de encaixe por prensagem do elemento de pino 11 ou do elemento de apoio 12 é destacada.

[0083] Contudo, como mostrado no centro da figura 5, quando a profundidade de encaixe por prensagem do elemento de pino 11 ou do elemento de apoio 12 (ou de ambos) é insuficiente, o elemento de pino 11 ou o elemento de apoio 12 (ou ambos) flutua a partir da posição predeterminada (estado de flutuação). No estado de flutuação, visto que a ferramenta giratória 51 não pode agitar suficientemente o objeto a ser soldado 60, a parte fluida plástica 60a (consultar figura 2B a figura 2E, figura 3B a figura 3E) não pode fluir suficientemente de acordo com o avanço e a retração do elemento de pino 11 ou do elemento de apoio 12. Da mesma forma, isto pode causar diversas falhas tal como um vão Kl entre o elemento de pino 11 e o objeto a ser soldado 60, uma cavidade K2 no objeto a ser soldado 60, ou um recesso (depressão) K3 na superfície traseira 60d do objeto a ser soldado 60.

[0084] Como mostrado à direita da figura 5 quando visualizada de frente, quando a profundidade de encaixe por prensagem do elemento de pino 11 ou do elemento de apoio 12 (ou de ambos) é excessiva, o elemento de pino 11 ou o

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31/61 elemento de apoio 12 (ou ambos) são pressionados excessivamente para além da posição predeterminada (estado de pressão excessiva). No estado de pressão excessiva, visto que o objeto a ser soldado 60 escapa para a periferia da ferramenta giratória 51, ou seja, em direção ao elemento de fixação 54, a ferramenta giratória 51 é encaixada por prensagem além da posição predeterminada. Da mesma forma, isto pode causar diversas falhas tal como uma depressão na parte soldada (claramente não mostrada na figura 5), uma saliência K4 numa região da superfície frontal 60c em contato com o elemento de fixação 54, e um vão K5 no objeto a ser soldado 60 (nesta configuração, entre as placas de metal 61, 62).

[0085] Embora nenhum método de controle para supressão ou prevenção de tal falha seja conhecido até o momento, de acordo com o presente pedido de patente de invenção, a falha pode ser suprimida ou prevenida pelo controle da ferramenta giratória 51, de forma a reduzir o valor absoluto da posição média Tx de ferramenta, que é definido de acordo com a equação (I). O lado esquerdo (Αρ·Ρρ + As-Ps) da equação (I) representa a adição de um produto (um valor de multiplicação) da área de seção transversal e a profundidade de encaixe por prensagem do elemento de pino 11 e um produto da área de seção transversal e a profundidade de encaixe por prensagem do elemento de apoio 12, e é definido como a posição média Tx de ferramenta (Tx = Ap-Pp + As-Ps) na equação (I) . De acordo com o presente pedido de patente de invenção, a seção de controle de acionamento de ferramenta 21 só precisará, para controlar a seção de acionamento de ferramenta 53 de forma a reduzir o valor absoluto de uma posição média Tx de ferramenta, preferivelmente, definir a posição média Tx de ferramenta

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32/61 substancialmente como 0, tal como mostrado à esquerda da figura 5, quando visualizado de frente, ou seja, manter a posição média Tx de ferramenta substancialmente inalterada.

[0086] Dado que a direção de encaixe por prensagem do elemento de pino 11 e do elemento de apoio 12 (a direção descendente, na figura 5) é uma direção positiva (direção mais), no estado de flutuação mostrado no centro da figura 5, a posição média Tx de ferramenta torna-se negativa (Tx < 0) . Como descrito acima, no estado de flutuação, a agitação pela ferramenta giratória 51 é insuficiente. Desta forma, para a seção de controle de acionamento de ferramenta 21 poder controlar a ferramenta giratória 51, de forma a atingir a posição média Tx de ferramenta = 0, alguma agitação deve ser promovida, de forma a suprir a falta de agitação. O controle não é especificamente limitado, com os exemplos de tal controle podendo incluir, al: redução da velocidade de avanço ou retração do elemento de pino 11 (ou do elemento de apoio 12), a2: aumento da carga (força de pressurização) do elemento de apoio 12 (ou do elemento de pino 11), ou a3: alteração da velocidade rotacional da ferramenta giratória.

[0087] No estado de pressão excessiva mostrado à direita da figura 5, quando visualizada de frente, a posição média Tx de ferramenta torna-se positiva (Tx > 0) . No estado de pressão excessiva, como descrito acima, visto que uma parte do material fluidizado (a parte fluida plástica 60a) do objeto a ser soldado 60 escapa em direção ao elemento de fixação 54, o escape do material deve ser suprimido ou evitado. Uma das principais razões para o escape do material é a seguinte: o material é mais amolecido do que o esperado, devido à imputação de calor excessivo ao objeto a ser soldado 60.

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Desta forma, para a seção de controle de acionamento de ferramenta 21 poder controlar a ferramenta giratória 51, de forma a reduzir o valor absoluto da posição média Tx de ferramenta (preferivelmente, para atingir a posição média Tx de ferramenta =0), o envio de calor deve ser reduzido.

[0088] O controle para redução do envio de calor não é especificamente limitado, e exemplos de tal controle incluem, bl: aumento da velocidade de avanço ou retração do elemento de pino 11 (ou do elemento de apoio 12), b2: redução da carga (força de pressurização) sobre o elemento de apoio 12 (ou sobre o elemento de pino 11), ou b3: redução da velocidade rotacional da ferramenta giratória 51. O método de suprimir ou evitar o escape do material não é limitado ao método de controle acima mencionado, podendo ser uma abordagem física para aumento da força de agarre do elemento de fixação 54, impedindo o escape do material.

[0089] Em resumo, exemplos específicos do método de satisfazer a posição média Tx de ferramenta = 0 pela seção de controle de acionamento de ferramenta 21 incluem, cl: controle para ajuste da velocidade de avanço ou retração do elemento de pino 11 e do elemento de apoio 12 (al e bl descritos acima), c2: controle para ajuste das cargas (força de pressurização) do elemento de pino 11 e do elemento de apoio 12 (a2 e b2 descritos acima), ou c3: controle para ajuste da velocidade rotacional da ferramenta giratória 51, ou qualquer combinação de dois ou mais dos mesmos. O controle c3 pode ser combinado pelo menos com um, dos cl e c2.

[0090] Nesta configuração, como controle especifico pela seção de controle de acionamento de ferramenta 21, os seguintes três exemplos são ilustrados: Exemplo de

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Controle 1: a velocidade de avanço ou retração de um elemento da ferramenta giratória 51 é ajustada, enquanto que a carga do outro elemento da ferramenta giratória 51 é ajustada, especificamente, a velocidade de avanço ou retração do elemento de pino 11 é ajustada e a carga do elemento de apoio 12 é ajustada, ou a velocidade de avanço ou retração do elemento de apoio 12 é ajustada e a carga do elemento de pino 11 é ajustada (combinação dos controles acima descritos cl e c2), Exemplo de controle 2: a velocidade de avanço do elemento de pino 11 e do elemento de apoio 12 é ajustada (o controle cl acima descrito), e Exemplo de controle 3: as cargas do elemento de pino 11 e do elemento de apoio 12 são ajustadas (o controle c2 acima descrito). Utilizando-se os três exemplos, o controle para reduzir o valor absoluto de uma posição média Tx de ferramenta será descrito em detalhes.

[0091] A posição média Tx de ferramenta = 0 como o controle mais preferível, de acordo com o presente pedido de patente de invenção refere-se ao estado onde a posição média Tx de ferramenta seja substancialmente ±0 (Tx ~ 0), ou seja, o estado onde, sob controle da seção de controle de acionamento de ferramenta 21, Tx possa ser considerado como 0, com base em dígitos unitários significativos, e em outras condições relativas à área de seção transversal Ap do elemento de pino 11, a área de seção transversal As do elemento de apoio 12, a profundidade de encaixe por prensagem Pp do elemento de pino 11, e a profundidade de encaixe por prensagem Ps do elemento de apoio 12. Desta forma, dependendo de diferentes condições, tal como a configuração e aplicações do dispositivo de soldagem a ponto por fricção e mistura mecânica 50A, a posição média Tx de ferramenta não precisa ser tão pequena

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35/61 quanto 0, e desde que um controle excelente seja possível, o valor absoluto da posição média Tx de ferramenta pode ser definido como o menor valor praticável, onde possível.

Exemplo de Controle 1 [0092] Primeiramente, o Exemplo de Controle será especificamente descrito com referência à figura 6. No Exemplo de Controle 1, em lugar da velocidade de avanço ou retração de um elemento da ferramenta giratória 51 (por exemplo, o elemento de pino 11) , a carga (força de pressurização) do outro elemento da ferramenta giratória 51 (por exemplo, o elemento de apoio 12) pode ser ajustado, e além disso, a velocidade rotacional da ferramenta giratória 51 pode ser ajustada. Desta forma, o item ajustável deste controle não fica limitado a um entre a velocidade de avanço ou retração, a carga, e a velocidade rotacional como descrito acima, podendo ser plural. Para descrever que pelo menos um item é ajustável, A figura 6 mostra o ajuste da velocidade de avanço ou retração do elemento de pino 11 como exemplo, assim como o ajuste da velocidade rotacional ou da carga entre parênteses.

[0093] Primeiramente, como mostrado na figura 6, a seção de controle de acionamento de ferramenta 21 controla a seção de acionamento de ferramenta 53 para fazer com que a ferramenta giratória 51 se mova em direção à superfície frontal 60c do objeto a ser soldado 60, suportado pelo elemento de revestimento 56 (Etapa S101). Visto que este estágio corresponde ao estágio de preparação (consultar figura 2A) , o elemento de fixação 54 contata a superfície frontal 60c.

[0094] Em seguida, a seção de controle de acionamento de ferramenta 21 faz o elemento de apoio 12 e o elemento de pino 11 contatar a superfície frontal 60c do objeto

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36/61 a ser soldado 60 e iniciar a pressionar (empurrar) o objeto a ser soldado 60, aumentando a carga (força de pressurização) a um valor predeterminado (Etapa S102). Nesta ocasião, embora o elemento de apoio 12 contate a superfície frontal 60c enquanto gira, o elemento de apoio 12 pode contatar a superfície frontal 60c sem girar, e então poderá começar a girar, depois do contato.

[0095] Em seguida, a seção de controle de acionamento de ferramenta 21 move o elemento de pino 11 para uma posição predeterminada no estágio de encaixe por prensagem e, com este movimento, move o elemento de apoio 12 para uma posição predeterminada, com uma carga predeterminada (Etapa S103). Ou seja, visto que este estágio corresponde ao estágio de encaixe por prensagem (consultar figura 2B e figura 2C), a seção de controle de acionamento de ferramenta 21, no estágio de encaixe por prensagem, ajusta a velocidade de avanço ou retração (a velocidade rotacional, ou a carga) do elemento de pino 11 de forma que o valor absoluto da posição média Tx de ferramenta é reduzido, todas as vezes, entre o elemento de pino 11 e o elemento de apoio 12, tal como, por exemplo, onde Tx é 0, todas as vezes.

[0096] Em seguida, a seção de controle de acionamento de ferramenta 21 move o elemento de pino 11 para uma posição predeterminada no estágio de preenchimento, e com este movimento, move o elemento de apoio 12 para uma posição predeterminada, com uma carga predeterminada (Etapa S104). Ou seja, visto que este estágio corresponde ao estágio de preenchimento (consultar figura 2D) , a seção de controle de acionamento de ferramenta 21 ajusta, no estágio de preenchimento, a velocidade de avanço ou retração (a velocidade

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37/61 rotacional, ou a carga) do elemento de pino 11 de forma que a posição média Tx de ferramenta seja 0, todas as vezes, entre o elemento de pino 11 e o elemento de apoio 12. Como descrito acima, o estágio de preenchimento pode ser omitido.

[0097] Em seguida, a seção de controle de acionamento de ferramenta 21 move o elemento de pino 11 para uma posição predeterminada no estágio de conformação, e com este movimento, move o elemento de apoio 12 para uma posição predeterminada, com uma carga predeterminada (Etapa S105). Ou seja, visto que este estágio corresponde ao estágio de conformação (consultar figura 2E) , a seção de controle de acionamento de ferramenta 21, no estágio de conformação, ajusta a velocidade de avanço ou retração (a velocidade rotacional, ou a carga) do elemento de pino 11 de forma que a posição média Tx de ferramenta seja 0, todas as vezes, entre o elemento de pino 11 e o elemento de apoio 12.

[0098] Como descrito acima, nas Etapas S103 a S105 cercadas por uma linha partida Ct, na figura 6, a seção de controle de acionamento de ferramenta 21 controla a seção de acionamento de ferramenta 53 de forma que o valor absoluto da posição média Tx de ferramenta seja mantido baixo, todas as vezes. Depois disto, a seção de controle de acionamento de ferramenta 21 libera o contato do elemento de pino 11 e do elemento de apoio 12 com o objeto a ser soldado 60 (Etapa S106) para terminar a série de controle de soldagem a ponto por fricção e mistura mecânica.

Exemplo de controle 2 [0099] Em seguida, o Exemplo de Controle 2 será especificamente descrito com referência à figura 7. A figura 7 mostra o ajuste da velocidade de avanço ou retração,

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38/61 assim como o ajuste da velocidade rotacional, entre parênteses.

[00100] Como mostrado na figura 7, a seção de controle de acionamento de ferramenta 21 controla a seção de acionamento de ferramenta 53 para fazer com que a ferramenta giratória 51 se mova em direção à superfície frontal 60c do objeto a ser soldado 60 (Etapa S201), e a ferramenta giratória 51 contata a superfície frontal 60c para começar a pressionar (empurrar), aumentando a carga (força de pressurização) a um valor predeterminado (Etapa S202).

[00101] Em seguida, a seção de controle de acionamento de ferramenta 21 move o elemento de pino 11 e o elemento de apoio 12 para as respectivas posições predeterminadas no estágio de encaixe por prensagem (Etapa S203), e então move o elemento de pino 11 e o elemento de apoio 12 para as respectivas posições predeterminadas no estágio de preenchimento (Etapa S204), e move o elemento de pino 11 e o elemento de apoio 12 para as respectivas posições predeterminadas no estágio de conformação (Etapa S205).

[00102] Nesta ocasião, a seção de controle de acionamento de ferramenta 21 ajusta a velocidade de avanço ou retração (a velocidade rotacional, ou ambas, da velocidade de avanço ou retração e a velocidade rotacional) do elemento de pino 11 ou do elemento de apoio 12, de forma que o valor absoluto da posição média Tx de ferramenta seja reduzido, todas as vezes (por exemplo, Tx = 0, todas as vezes) no estágio de encaixe por prensagem, no estágio de preenchimento, e no estágio de conformação (Etapas S203 a S205, cercadas por uma linha partida Ct, na figura 7) . Depois disto, a seção de controle de acionamento de ferramenta 21 libera o contato do elemento de pino 11 e do elemento de apoio 12 com o objeto a

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39/61 ser soldado 60 (Etapa S206) para terminar a série de controle de soldagem a ponto por fricção e mistura mecânica.

Exemplo de controle 3 [00103] Em seguida, o Exemplo de Controle 3 será especificamente descrito com referência à figura 8. A figura 8 também mostra o ajuste da carga, assim como o ajuste da velocidade rotacional, entre parênteses.

[00104] Como mostrado na figura 8, a seção de controle de acionamento de ferramenta 21 controla a seção de acionamento de ferramenta 53 para fazer com que a ferramenta giratória 51 se mova em direção à superfície frontal 60c do objeto a ser soldado 60 (Etapa S301), e a ferramenta giratória 51 contata a superfície frontal 60c para começar a pressionar (empurrar), e define a carga (força de pressurização) de forma que a ferramenta giratória 51 seja encaixada por prensagem no objeto a ser soldado 60 (Etapa S302).

[00105] Em seguida, a seção de controle de acionamento de ferramenta 21 altera as cargas do elemento de pino 11 e do elemento de apoio 12 para as respectivas cargas predeterminadas no estágio de encaixe por prensagem (Etapa S303), então para as respectivas cargas predeterminadas no estágio de preenchimento (Etapa S304), e então para as respectivas cargas predeterminadas no estágio de conformação (Etapa S305).

[00106] Nesta ocasião, a seção de controle de acionamento de ferramenta 21 ajusta a carga (a velocidade rotacional, ou a carga e a velocidade rotacional) do elemento de pino 11 ou do elemento de apoio 12, de forma que o valor absoluto da posição média Tx de ferramenta seja reduzido, todas as vezes (por exemplo, Tx = 0, todas as vezes) no estágio de

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40/61 encaixe por prensagem, no estágio de preenchimento, e no estágio de conformação (Etapas S303 to S305 cercadas por uma linha partida Ct na figura 8). Depois disto, a seção de controle de acionamento de ferramenta 21 libera o contato do elemento de pino 11 e do elemento de apoio 12 com o objeto a ser soldado 60 (Etapa S306) para terminar a série de controle de soldagem a ponto por fricção e mistura mecânica.

[00107] O valor predeterminado da força de pressurização, a posição predeterminada e a carga predeterminada (força de pressurização) do elemento de pino 11 ou do elemento de apoio 12 dos Exemplos de Controle 1 a 3 são definidos de acordo com diversas condições, tal como, por exemplo, a configuração especifica do dispositivo de soldagem a ponto por fricção e mistura mecânica 50A, e material, espessura, e forma do objeto a ser soldado 60. O valor predeterminado, a posição predeterminada, e a carga predeterminada são entrados na seção de controle de acionamento de ferramenta 21 pela seção de entrada 32, e são armazenados na seção de memória 31. A seção de controle de acionamento de ferramenta 21 lê as informações de acordo com o estágio de controle, a partir da seção de memória 31, e utiliza as informações lidas.

Controle de velocidade de avanço ou retração, e força de pressurização [00108] Dos Exemplos de Controle 1 a 3, avanço ou retração do elemento de apoio 12 e do elemento de pino 11 às respectivas posições predeterminadas é controlado com base em um valor de corrente aplicado a um motor da seção de acionamento de ferramenta 53 (valor de corrente de motor). Para o elemento de apoio 12, o elemento de apoio 12 é controlado

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41/61 com base no valor de corrente de motor, e quando o elemento de apoio 12 atinge a posição predeterminada, o avanço ou retração é concluido. Portanto, a velocidade de avanço ou retração é controlada pelo ajuste do valor de corrente de motor. Isto também é aplicado à velocidade rotacional. 0 avanço ou retração do elemento de apoio 12 e do elemento de pino 11 às respectivas posições predeterminadas pode ser controlado por qualquer outro meio, além do motor, tal como, por exemplo, por pressão de ar.

[00109] A carga (força de pressurização) é ajustada, como mostrado na figura 4, pela leitura dos dados de ajuste de força de pressurização abaixo mencionados, a partir da seção de memória 31, pela seção de controle de acionamento de ferramenta 21. Os dados de ajuste de força de pressurização podem ser quaisquer dados possíveis de serem utilizados para controlar a seção de acionamento de ferramenta 53, preferivelmente, dados para ajuste da força de pressurização, pelo menos no estado onde a ferramenta giratória 51 é encaixada por prensagem no objeto a ser soldado 60.

[00110] Nesta configuração, os dados são o supracitado valor de corrente de motor. O valor de corrente de motor é escrito na forma de base de dados (ou tabela) de forma a lidar com mudanças da força de pressurização, e como descrito acima, as bases de dados de força de pressurização/corrente do motor DB1 a DB3 são armazenadas na seção de memória 31. A seção de controle de acionamento de ferramenta 21 lê o valor de corrente e ajusta o valor de corrente de motor, controlando, desta forma, a força de pressurização do elemento de pino 11 e do elemento de apoio 12.

[00111] Especialmente nesta configuração, o número das bases de dados (ou tabelas) para o valor de corrente

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42/61 de motor, que são armazenados na seção de memória 31, é três, não uma. A base de dados de força de pressurização/corrente de motor Dbl contém o valores de corrente de motor para avanço ou retração do elemento de apoio 12, quando o avanço e retração do elemento de pino 11 são parados. A base de dados de força de pressurização/corrente de motor Db2 contém os valores de corrente de motor para avanço ou retração do elemento de apoio 12 quando o elemento de pino 11 é encaixado por prensagem (empurrado) no objeto a ser soldado 60, e a base de dados de força de pressurização/corrente de motor Db3 contém os valores de corrente de motor para avanço ou retração do elemento de apoio 12 quando o elemento de pino 11 é removido do objeto a ser soldado 60.

	[00112	] A	seção de	controle	de	acionamento
de ferramenta	21 determina	se	o elemento de pino	11	é encaixado
por prensagem, removido	ou	parado	sem ser	encaixado por
prensagem ou	removido, e	lê	o valor	de corrente	de motor da

correspondente ação, a partir das três bases de dados de força de pressurização/corrente do motor Dbl a Db3 para controlar a seção de acionamento de ferramenta 53. No estado onde o objeto a ser soldado 60 é pressionado, a força de pressurização muda de acordo com a ação do elemento de pino 11. Desta forma, ajustando-se a força de pressurização de acordo com a ação do elemento de pino 11, a força de pressurização pode ser controlada de forma mais adequada.

[00113] Especificamente, desde que o estado em que o elemento de pino 11 está parado (na condição de parado) seja um estado de referência, no estado em que o elemento de pino 11 é encaixado por prensagem (sob ação de encaixe por prensagem), a força de pressurização torna-se relativamente

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43/61 alta, e no estado em que o elemento de pino 11 é removido (sob ação de remoção), a força de pressurização torna-se relativamente baixa.

Da mesma forma, no encaixe por prensagem, remoção e parada do elemento de pino

11, diferentes valores de corrente de motor são inscritos nas bases de dados armazenados na seção de memória 31. A seção de controle de acionamento de ferramenta determina o tipo de ação do elemento de pino 11, tal como, por exemplo, com base na velocidade de movimentação e na direção de movimentação do elemento de pino

11, e lê o valor de corrente de motor correspondente à ação determinada para ajustar a força de pressurização.

[00114] Os valores de corrente de motor armazenados nas bases de dados de força de pressurização/corrente do motor DB1 a DB3 não são especificamente limitados, e valores experimentalmente adequados podem ser derivados de acordo com o tipo de motor da seção de acionamento de ferramenta

53, a quantidade de mudança na força de pressurização, o tipo de mecanismo de engrenagens que transmite a força de atuação de rotação, etc., e serem inscritos nas bases de dados (ou tabelas). Apenas duas bases de dados podem ser armazenadas, ou quatro ou mais bases de dados podem ser armazenadas, conforme necessário.

[00115] Nesta configuração, a velocidade de movimentação e a direção de movimentação do elemento de pino são utilizados como indicadores para determinar o tipo de ação do elemento de pino 11. Contudo, os indicadores não são limitados à velocidade de movimentação e à direção de movimentação, e poderão ser qualquer parâmetro conhecido, desde que possam determinar adequadamente a ação de encaixe por

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44/61 prensagem, a ação de remoção e a ação de parada. Quando a velocidade de movimentação do elemento de pino 11 é utilizada como indicador, uma faixa morta de velocidade pode ser definida na comutação entre a ação de encaixe por prensagem e a ação de remoção.

[00116] Desde que o estado onde o elemento de pino 11 se move a uma velocidade que exceda 0,05 mm/s seja determinado como a ação de encaixe por prensagem (direção +) ou como a ação de remoção (direção -), com base em uma direção de movimentação, a faixa de -0,05 a + 0,05 mm/s será definida como a faixa morta. Em resultado disto, visto que o limiar para determinação da ação de encaixe por prensagem ou da ação de remoção não é mais um limiar assinalado com precisão, a possibilidade de que a base de dados a ser lida sofra mudanças frequentes devido à mudança de velocidade, levando a um ajuste instável da força de pressurização, poderá ser suprimida ou prevenida.

[00117] Como descrito acima, o dispositivo de soldagem a ponto por fricção e mistura mecânica 50A de acordo com esta configuração poderá preferivelmente controlar a relação posicionai das extremidades dianteiras do elemento de pino 11 e do elemento de apoio 12, de forma que o valor absoluto da posição média Tx de ferramenta, que é definido pela equação (I), seja reduzido (preferivelmente, a posição média Tx de ferramenta deverá ser substancialmente 0) e, em particular, possa efetivamente suprimir ou prevenir falhas, tal como o defeito da cavidade interna na parte soldada do objeto a ser soldado 60, rebarbas na parte soldada, a saliência em torno da parte soldada, e o vão no objeto a ser soldado 60. Da mesma forma, uma excelente qualidade de soldagem deverá ser

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45/61 obtida, sob alta precisão, de acordo com as condições de soldagem.

CONFIGURAÇÃO 2 [00118] A configuração de um dispositivo de soldagem a ponto por fricção e mistura mecânica de acordo com a Configuração 2 do presente pedido de patente de invenção será especificamente descrita com referência à figura 9 e figuras 10A e 10B. Como mostrado na figura 9, um dispositivo de soldagem a ponto por fricção e mistura mecânica 50B de acordo com esta configuração é o mesmo que o dispositivo de soldagem a ponto por fricção e mistura mecânica 50A da Configuração 1 na configuração básica, mas é diferente do dispositivo de soldagem a ponto por fricção e mistura mecânica 50A naquilo em que inclui uma seção de definição de ponto de referência de encaixe por prensagem 22.

[00119] A seção de definição de ponto de referência de encaixe por prensagem 22 serve para definir a posição onde o elemento de pino 11 ou o elemento de apoio 12 contata o objeto a ser soldado 60, como ponto de referência do encaixe por prensagem (pressão) do elemento de pino 11 ou do elemento de apoio 12. Como descrito acima, o elemento de pino 11 ou o elemento de apoio 12 permanece na superfície frontal 60c do objeto a ser soldado 60 por um curto período determinado, até que o material seja amolecido. Então, para o elemento de apoio 12, a seção de definição de ponto de referência de encaixe por prensagem 22 deriva a posição onde o elemento de apoio 12 contata o objeto a ser soldado 60 e permanece ali por um período determinado, a partir das informações posicionais do elemento de apoio 12 (tal como a velocidade de movimentação obtida por um codificador), que é obtida a partir da seção de controle de

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46/61 acionamento de ferramenta 21, e define a posição derivada como um ponto de referência de encaixe por prensagem. 0 ponto de referência de encaixe por prensagem torna-se um ponto de referência para a profundidade de encaixe por prensagem, no encaixe por prensagem do elemento de pino 11 e do elemento de apoio 12 no objeto a ser soldado 60. O ponto de referência de encaixe por prensagem para o elemento de pino 11 é definido da me sma mane ira.

[00120] Normalmente, a seção de definição de ponto de referência de encaixe por prensagem 22 pode definir o deslocamento de posição a partir da superfície frontal 56a do elemento de revestimento 56 pela espessura nominal ou previamente medida do objeto a ser soldado 60, como o ponto de referência de encaixe por prensagem, e neste caso, operações de medição e entrada da espessura serão requeridas. Quando o deslocamento de posição a partir da superfície frontal 56a do elemento de revestimento 56 pela espessura nominal ou previamente medida do objeto a ser soldado 60 é definido como o ponto de referência de encaixe por prensagem, visto que o elemento de pino 11 ou o elemento de apoio 12 contata o material com considerável força de pressurização, será necessário levar em consideração a deformação do dispositivo de soldagem a ponto por fricção e mistura mecânica 50A devido à força de pressurização. Além disso, desvios no comprimento, causados pela expansão térmica do elemento de pino 11 e do elemento de apoio 12 durante o pré-aquecimento, podem ocorrer como erro. Quando a posição onde o elemento de apoio 12 (ferramenta giratória 51) contata o objeto a ser soldado 60 e permanece ali por um determinado período é definida como o ponto de referência de encaixe por prensagem, a deformação do

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47/61 dispositivo de soldagem a ponto por fricção e mistura mecânica 50A, a deformação do objeto a ser soldado 60, e o desvio no comprimento, devido à expansão térmica do elemento de pino 11 e do elemento de apoio 12, podem ser eliminados.

[00121] A configuração da seção de definição de ponto de referência de encaixe por prensagem 22 não é especificamente limitada, e desde que a mesma possa definir o ponto de referência de encaixe por prensagem com base nas informações rotacionais de motor (tal como, por exemplo, ângulo rotacional do motor ou velocidade rotacional) geradas pela seção de controle de acionamento de ferramenta 21, a mesma poderá ser uma função da seção de controle de acionamento de ferramenta 21, ou poderá ser configurada como um circuito lógico conhecido, ou semelhante, inclusive um elemento de comutação, um subtrator, um comparador, etc.

[00122] O controle da profundidade de encaixe por prensagem do elemento de pino 11 e do elemento de apoio 12 pela seção de controle de acionamento de ferramenta 21 será descrito com referência à figura 10A e figura 10B. Por exemplo, como mostrado na figura 10A, o objeto a ser soldado 60 é suportado pelo elemento de revestimento 56, a extremidade dianteira do elemento de pino 11 é alinhada com a extremidade dianteira do elemento de apoio 12, e um espaçamento De ocorre entre a superfície frontal 60c do objeto a ser soldado 60 e as extremidades dianteiras do elemento de pino 11 e do elemento de apoio 12. Dado que uma distância entre a extremidade dianteira da ferramenta giratória 51 (o elemento de pino 11 e o elemento de apoio 12) e a superfície de suporte 56a do elemento de revestimento 56 é a distância de ferramenta, no estado mostrado na figura 10A, a distância de ferramenta DtO

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48/61 inclui o espaçamento De.

[00123] É presumido que o elemento de pino ou o elemento de apoio 12 é encaixado por prensagem à profundidade de encaixe por prensagem dO. Nesta ocasião, o espaçamento De não contribui para o controle da profundidade de encaixe por prensagem dO. Então, como mostrado na figura 10B, quando o elemento de apoio 12 avança e contata a superfície frontal 60c do objeto a ser soldado 60 e permanece ali por um determinado período, a seção de definição de ponto de referência de encaixe por prensagem 22 define a posição da distância de ferramenta Dtl na figura 10B como o ponto de referência de encaixe por prensagem. Ou seja, a seção de definição de ponto de referência de encaixe por prensagem 22 corrige a posição onde o elemento de apoio 12 contata e permanece, a um ponto de profundidade de encaixe por prensagem = 0 (ponto 0) e, utilizando o ponto 0 como referência, a seção de controle de acionamento de ferramenta 21 controla o avanço ou a retração do elemento de pino 11 (ou do elemento de apoio ou de ambos).

[00124] No exemplo mostrado na figura 10B, a seção de controle de acionamento de ferramenta 21 pode pressionar o elemento de pino 11 a partir do ponto de referência (a posição de Dtl) através de dO, sem considerar o espaçamento De. Portanto, a seção de definição de ponto de referência de encaixe por prensagem 22 faz uma correção de ponto 0 para o encaixe por prensagem, evitando desta forma um complicado controle da profundidade de encaixe por prensagem e controlando a profundidade de encaixe por prensagem sem considerar o espaçamento De. Por conseguinte, a profundidade de encaixe por prensagem poderá ser controlada de forma mais precisa.

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49/61 [00125] Controlando a profundidade de encaixe por prensagem com mais precisão, desta maneira, a profundidade de encaixe por prensagem final da ferramenta giratória 51 (o elemento de pino 11, o elemento de apoio 12, ou ambos) pode ser controlada com precisão. Além disso, de acordo com o presente pedido de patente de invenção, enquanto a ferramenta giratória 51 é avançada ou retraída, a seção de controle de acionamento de ferramenta 21 faz o controle, de forma que o valor absoluto da posição média Tx de ferramenta seja reduzido (preferivelmente, posição média Tx de ferramenta = 0) todas as vezes. Da mesma forma, falhas, tal como o defeito na cavidade interna da parte soldada do objeto a ser soldado 60, rebarbas na parte soldada, a saliência em torno da parte soldada, e o vão no objeto a ser soldado 60 podem ser suprimidas ou prevenidas de forma mais efetiva.

[00126] Como mostrado na figura 10B, a distância de ferramenta Dtl sujeita à correção de ponto 0 pela seção de definição de ponto de referência de encaixe por prensagem 22 corresponde à espessura do objeto a ser soldado 60. Da mesma forma, o dispositivo de soldagem a ponto por fricção e mistura mecânica 50B nesta configuração pode fazer o elemento de apoio 12 contatar o objeto a ser soldado 60 para correção de ponto 0, desta forma medindo a espessura do objeto a ser soldado 60.

CONFIGURAÇÃO 3 [00127] A configuração de um dispositivo de soldagem a ponto por fricção e mistura mecânica de acordo com a Configuração 3 do presente pedido de patente de invenção será especificamente descrita com referência à figura 11. Como mostrado na figura 11, um dispositivo de soldagem a ponto por

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50/61 fricção e mistura mecânica 50C desta configuração é o mesmo que o dispositivo de soldagem a ponto por fricção e mistura mecânica 50A da Configuração 1 na configuração básica, mas é diferente do dispositivo de soldagem a ponto por fricção e mistura mecânica 50A na medida em que uma seção de aquisição de posição de ferramenta 23 e uma seção de cálculo de deslocamento 24 são providas, e uma base de dados de deformações/distorções Db4 é armazenada na seção de memória 31.

[00128] A seção de aquisição de posição de ferramenta 23 obtém uma posição de ferramenta a partir da seção acionadora de pino 531 e da seção de atuação do apoio 532. A posição de ferramenta será uma posição da extremidade dianteira do elemento de pino 11 ou a extremidade dianteira do elemento de apoio 12, e a seção de controle de acionamento de ferramenta 21 gera a distância de ferramenta com base na posição de ferramenta. Como descrito na Configuração 1 (consultar figura 10A e figura 10B), a distância de ferramenta é definida como a distância entre a extremidade dianteira do elemento de pino 11 ou a extremidade dianteira do elemento de apoio 12, e a superfície de suporte 56a.

[00129] A seção de cálculo de deslocamento 24 calcula diversos tipos de deslocamento (quantidade de deslocamento), que afetam o avanço ou a retração da ferramenta giratória 51, a partir da força de pressurização detectada pela seção de detecção de força de pressurização 33. Exemplos de quantidade de deslocamento incluem: quantidade de deslocamento da ferramenta giratória, quantidade de deformação da seção de suporte de revestimento 55, e quantidade de distorção da seção fixadora de ferramenta 52 e da seção de acionamento de

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51/61 ferramenta 53. Contudo, a quantidade de deslocamento não é limitada a estas, e pode ser uma folga da seção de acionamento de ferramenta 53. Nesta configuração, a seção de cálculo de deslocamento 24 lê a quantidade de deslocamento correspondente à força de pressurização a partir da base de dados de deformações/distorções Db4 armazenada na seção de memória 31.

[00130] Nesta configuração, a seção acionadora de pino 531 e a seção de atuação do apoio 532 são, cada uma delas, formadas por um motor conhecido. A seção de aquisição de posição de ferramenta 23 pode obter a posição de ferramenta através do uso de um codificador, ou semelhante, provido no motor, e a seção de cálculo de deslocamento 24 pode calcular a quantidade de deslocamento de ferramenta com base na força de pressurização obtida pela seção de detecção de força de pressurização 33, e da base de dados de deformações/distorções Db4 registrada na seção de memória 31. A seção de controle de acionamento de ferramenta 21 gera a distância de ferramenta com base na posição de ferramenta, e corrige a distância de ferramenta de acordo com a quantidade de deslocamento de ferramenta.

[00131] A quantidade de deslocamento da ferramenta giratória é definida como o deslocamento entre a espessura do objeto a ser soldado 60, que é inserido como a condição de soldagem, e a posição da superfície de contato 12a na ocasião em que o elemento de pino 11 ou o elemento de apoio 12 contata a superfície frontal 60c do objeto a ser soldado 60, no estado onde a superfície de suporte 56a do elemento de revestimento 56 suporta o objeto a ser soldado 60 (as placas de metal empilhadas 61, 62) . A posição da extremidade dianteira do elemento de pino 11 ou do elemento de apoio 12 na ocasião

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52/61 em que o elemento de pino 11 ou o elemento de apoio 12 contata a superfície frontal do objeto a ser soldado 60 pode ser obtida utilizando-se o supracitado codificador (a seção de atuação do apoio 532) . A ocorrência da quantidade de deslocamento da ferramenta giratória afeta o controle da posição da extremidade dianteira do elemento de pino 11 ou do elemento de apoio 12.

[00132] A quantidade de deformação da seção de suporte de revestimento 55 é o grau de deformação gerado pela colocação da ferramenta giratória 51 em contato com o objeto a ser soldado 60 e o encaixe por prensagem da ferramenta giratória 51 no objeto a ser soldado 60 para empurrar a superfície frontal 60c do objeto a ser soldado 60. Quando uma deformação ocorre na seção de suporte de revestimento 55, a posição relativa da superfície de suporte 56a do elemento de revestimento 56 muda de acordo com a quantidade de deformação. A superfície frontal 60c do objeto a ser soldado 60, que é suportada pela superfície de suporte 56a, é também deslocada, afetando o controle da profundidade de encaixe por prensagem do elemento de pino 11 e do elemento de apoio 12.

[00133] A quantidade de distorção da seção fixadora de ferramenta 52 e da seção de acionamento de ferramenta 53 é o grau de distorção dos elementos, partes ou mecanismos que constituem a seção fixadora de ferramenta 52 e na seção de acionamento de ferramenta 53, e é gerado pela reação contra a força que pressiona a superfície frontal 60c do objeto a ser soldado 60, quando a ferramenta giratória 51 contata e é encaixada por prensagem no objeto a ser soldado 60. Quando a distorção ocorre na seção fixadora de ferramenta 52 e na seção de acionamento de ferramenta 53, a posição das extremidades dianteiras do elemento de pino 11 e do elemento

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53/61 de apoio 12 muda de acordo com a quantidade de distorção, afetando o controle da profundidade de encaixe por prensagem do elemento de pino 11 e do elemento de apoio 12.

[00134] A seção de cálculo de deslocamento 24 calcula a quantidade de deslocamento com base nas condições de soldagem entradas a partir da seção de entrada 32, nas informações posicionais sobre a ferramenta giratória 51, que são entradas a partir da seção acionadora de pino 531 e da seção de atuação do apoio 532, etc., e da base de dados de deformações/distorções Db4 armazenada na seção de memória 31, etc. A seção de controle de acionamento de ferramenta 21 corrige a distância de ferramenta com base na quantidade de deslocamento calculada pela seção de cálculo de deslocamento 24 e então controla a seção de acionamento de ferramenta 53. A profundidade de encaixe por prensagem da ferramenta giratória 51 (o elemento de pino 11, o elemento de apoio 12, ou ambos) com respeito ao objeto a ser soldado 60 pode ser preferivelmente controlada.

[00135] A configuração da seção de aquisição de posição de ferramenta 23 e a seção de cálculo de deslocamento 24 não é especificamente limitada, e nesta configuração, desde que a seção de controle de acionamento de ferramenta 21 seja formada pela CPU do microcomputador, como descrito acima, a seção de aquisição de posição de ferramenta 23 e a seção de cálculo de deslocamento 24 podem ser funções da seção de controle de acionamento de ferramenta 21. Ou seja, a CPU, como seção de controle de acionamento de ferramenta 21, opera de acordo com um programa armazenado na seção de memória 31 ou outra seção da memória, para realizar a seção de aquisição de posição de ferramenta 23 e a seção de cálculo de deslocamento

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24. Alternativamente, a seção de aquisição de posição de ferramenta 23 e a seção de cálculo de deslocamento 24 podem ser configuradas como um circuito lógico conhecido, ou semelhante, inclusive um elemento de comutação, um subtrator, um comparador, etc.

[00136] Desde que o objeto a ser soldado 60 é suportado pela superfície de suporte 56a do elemento de revestimento 56, no dispositivo de soldagem a ponto por fricção e mistura mecânica 50C desta configuração, a seção de definição de ponto de referência de encaixe por prensagem 22 pode definir o ponto de referência de encaixe por prensagem para controlar adequadamente a profundidade de encaixe por prensagem do elemento de pino 11 e do elemento de apoio 12. Desde que o objeto a ser soldado 60 não seja suportado, a seção de aquisição de posição de ferramenta 23 poderá obter a distância de ferramenta, ou seja, a diferença entre a extremidade dianteira do elemento de pino 11 ou do elemento de apoio 12 e a superfície de suporte 56a, e no caso de um deslocamento de quantidade, a seção de cálculo de deslocamento 24 poderá calcular a quantidade de deslocamento e corrigir a distância de ferramenta para controlar adequadamente a profundidade de encaixe por prensagem do elemento de pino 11 e do elemento de apoio 12. Mesmo que a quantidade de deslocamento possa afetar o controle da profundidade de encaixe por prensagem, com base no ponto de referência de encaixe por prensagem, a profundidade de encaixe por prensagem poderá ser adequadamente controlada pela correção da distância de ferramenta, obtida a partir da seção de aquisição de posição de ferramenta 23, de acordo com a quantidade de deslocamento.

[00137] A profundidade de encaixe por

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55/61 prensagem poderá ser controlada de forma mais precisa, desta forma, controlando com precisão a profundidade de encaixe por prensagem final da ferramenta giratória 51 (o elemento de pino 11, o elemento de apoio 12, ou ambos) . Além disso, de acordo com o presente pedido de patente de invenção, enquanto a ferramenta giratória 51 é avançada ou retraída, a seção de controle de acionamento de ferramenta 21 faz o controle, de forma que o valor absoluto da posição média Tx de ferramenta seja reduzido (preferivelmente, posição média Tx de ferramenta = 0) todas as vezes. Da mesma forma, falhas, tal como o defeito na cavidade interna da parte soldada do objeto a ser soldado 60, rebarbas na parte soldada, a saliência em torno da parte soldada, e o vão no objeto a ser soldado 60 podem ser suprimidas ou prevenidas de forma mais efetiva.

[00138] Nesta configuração, embora não mostrado, a posição da extremidade dianteira do elemento de fixação 54 pode ser detectada e a distância de ferramenta/abraçadeira, como a distância entre a extremidade dianteira do elemento de fixação 54 e a extremidade dianteira do elemento de pino 11 ou do elemento de apoio 12 pode ser calculada para controlar a profundidade de encaixe por prensagem. O elemento de fixação 54 fica situado fora do elemento de apoio 12, como descrito acima, e serve para pressionar a superfície frontal 60c do objeto a ser soldado 60. Portanto, desde que o elemento de fixação 54 pressione o objeto a ser soldado 60, a posição da extremidade dianteira do elemento de fixação 54 pode ser considerada como correspondente à superfície frontal 60c do objeto a ser soldado 60. Da mesma forma, a seção de controle de acionamento de ferramenta 21 pode também corrigir quantidades de deslocamento, tal como a

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56/61 quantidade de deslocamento de apoio ou quantidade de deformação, de acordo com a distância de ferramenta/abraçadeira.

[00139] Aqui, a configuração para calcular a distância de ferramenta/abraçadeira poderá incluir uma seção de detecção de posição de abraçadeira/posição de ferramenta giratória, utilizando um sensor de posição conhecido, capaz de detectar a posição da extremidade dianteira do elemento de fixação 54, e a seção de cálculo de distância de ferramenta/abraçadeira, que calcula a distância entre a extremidade dianteira do elemento de fixação 54, que é detectada pela seção de detecção de posição de abraçadeira/posição de ferramenta giratória, e a extremidade dianteira do elemento de pino 11 ou do elemento de apoio 12. A configuração da seção de cálculo de distância de ferramenta/abraçadeira não é especificamente limitada, podendo ser uma função da seção de controle de acionamento de ferramenta 21, ou um circuito lógico conhecido, ou similar, inclusive um elemento de comutação, um subtrator, um comparador, etc.

[00140] Nesta configuração, a seção de controle de acionamento de ferramenta 21 pode controlar o acionamento da ferramenta giratória 51 através dos resultados de saida da seção de definição de ponto de referência de encaixe por prensagem 22, dos resultados de saida da seção de cálculo de deslocamento 24, e da leitura dos dados das bases de dados de força de pressurização/corrente do motor DB1 a DB3, na seção de memória 31, ou como representado pela seta interrompida, na figura 11, utilizando a força de pressurização enviada a partir da seção de detecção de força de pressurização 33.

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57/61 [00141] No dispositivo de soldagem a ponto por fricção e mistura mecânica 50C desta configuração, a seção de definição de ponto de referência de encaixe por prensagem 22 pode definir o ponto de referência de encaixe por prensagem para controlar adequadamente a profundidade de encaixe por prensagem do elemento de pino 11 e do elemento de apoio 12. Este efeito é o mesmo do que o da Configuração 1. Contudo, mesmo quando uma quantidade de deslocamento, tal como quantidade de deslocamento da ferramenta giratória, quantidade de deformação da seção de suporte de revestimento 55, quantidade de distorção da seção fixadora de ferramenta 52 e da seção de acionamento de ferramenta 53, e folga da seção de acionamento de ferramenta 53 acham-se presentes, a profundidade de encaixe por prensagem pode ser adequadamente controlada pela

correção	da	distância de	ferramenta obtida	pela seção	de
aquisição	de	posição de ferramenta 23, com	a quantidade	de
deslocamento.
		[00142]	Corrigindo-se a	distância	de

ferramenta por meio da quantidade de deslocamento da ferramenta giratória, que é uma das quantidades de deslocamento, a possibilidade de que a ferramenta giratória 51 penetre o objeto a ser soldado 60 (furo) pode ser impedida ou prevenida. Como descrito na Configuração 1, no dispositivo de soldagem a ponto por fricção e mistura mecânicas 50A to 50C, visto que o recesso gerado devido ao encaixe por prensagem da ferramenta giratória 51 pode ser preenchido e conformado, tal furo também pode ser preenchido. Não obstante, será desejável evitar a ocorrência de furos, tanto quanto possível. Quando o ponto de referência de encaixe por prensagem sofrer uma grande alteração, devido à quantidade de deslocamento da ferramenta giratória, o furo

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58/61 poderá ocorrer. Nesta configuração, contudo, a seção de controle de acionamento de ferramenta 21 pode corrigir a distância de ferramenta por meio da quantidade de deslocamento, de forma a prevenir ou suprimir o furo.

CONFIGURAÇÃO 4 [00143] A configuração de um dispositivo de soldagem a ponto por fricção e mistura mecânica da Configuração 4 do presente pedido de patente de invenção será especificamente descrita com referência à figura 12. Como mostrado na figura 12, o dispositivo de soldagem a ponto por fricção e mistura mecânica 50D, de acordo com esta configuração, é o mesmo que o dispositivo de soldagem a ponto por fricção e mistura mecânica 50C da Configuração, naquilo em que a posição da extremidade dianteira do elemento de fixação 54 é detectada para calcular a distância de ferramenta/abraçadeira, mas é diferente do dispositivo de soldagem a ponto por fricção e mistura mecânica 50C naquilo em que nenhum elemento de revestimento 56 é provido, e nenhuma seção de detecção de força de pressurização 33 é provida.

[00144] Especificamente, o dispositivo de soldagem a ponto por fricção e mistura mecânica 50D inclui a seção de detecção de posição de abraçadeira/posição de ferramenta giratória 34 e a seção de cálculo de distância de ferramenta/abraçadeira 25, mas não inclui o elemento de revestimento 56 e a seção de detecção de força de pressurização

33. Como descrito na Configuração 3, a seção de detecção de posição de abraçadeira/posição de ferramenta giratória 34 detecta a posição da extremidade dianteira do elemento de fixação 54.

A seção de cálculo de distância de ferramenta/abraçadeira 25 calcula a distância de

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59/61 ferramenta/abraçadeira Dc representada pela seta de bloco na figura 12.

[00145] Quando o elemento de revestimento 56 não pode suportar a superfície traseira 60d do objeto a ser soldado 60, tal como, por exemplo, quando uma parte de uma estrutura tridimensional é soldada e desta forma, não existe espaço para o elemento de revestimento 56, o elemento de revestimento 56 não pode ser utilizado. Quando o objeto a ser soldado 60 possui rigidez suficiente, o revestimento pode ser desnecessário. Mesmo em tais casos, o presente pedido de patente de invenção pode ser preferivelmente aplicado.

[00146] No exemplo mostrado na figura 12, no dispositivo de soldagem a ponto por fricção e mistura mecânica 50D, no estado em que o elemento de fixação 54 contata o objeto a ser soldado 60, a seção de controle de acionamento de ferramenta 21 controla o avanço ou a retração e a profundidade de encaixe por prensagem da ferramenta giratória 51 (o elemento de pino 11 e o elemento de apoio 12) com base na distância de ferramenta/abraçadeira Dc. A seção de controle de acionamento de ferramenta 21 controla a ferramenta giratória 51 de forma que o valor absoluto da posição média Tx de ferramenta seja reduzido (preferivelmente, posição média Tx de ferramenta = 0) todas as vezes, enquanto a ferramenta giratória 51 é avançada ou retraída. Da mesma forma, falhas, tal como o defeito na cavidade interna da parte soldada do objeto a ser soldado 60, rebarbas na parte soldada, a saliência em torno da parte soldada, e o vão no objeto a ser soldado 60 podem ser suprimidas ou prevenidas de forma mais efetiva. Mesmo quando a seção de detecção de força de pressurização 33 não é provida, a força de pressurização pode ser ajustada através do prévio

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60/61 armazenamento de dados de ajuste de força de pressurização na seção de memória 31.

[00147] O presente pedido de patente de invenção não é limitado às configurações, e pode ser modificada de várias maneiras, dentro do escopo das Reivindicações. As configurações obtidas através de combinações adequadas dos meios técnicos divulgados nas diferentes configurações e nos exemplos modificados também se incluem dentro do escopo técnico do presente pedido de patente de invenção.

[00148] Muitas modificações e outras configurações do presente pedido de patente de invenção serão aparentes para aqueles versados na técnica, a partir da descrição acima. Portanto, a descrição acima deve ser interpretada apenas de forma ilustrativa, e servirá para ensinar o melhor modo de se executar o presente pedido de patente de invenção, para aqueles versados na técnica. Detalhes das configurações e/ou funções poderão ser alterados, sem se desviar da essência do presente pedido de patente de invenção. APLICABILIDADE INDUSTRIAL [00149] O presente pedido de patente de invenção pode controlar adequadamente a posição do elemento de pino e do elemento de apoio, especialmente em soldagem a ponto por fricção e mistura mecânica de atuação dupla, e portanto, pode ser aplicada a diversos campos que façam uso de soldagem a ponto por fricção e mistura mecânica, de forma ampla, e preferivelmente.

DESCRIÇÃO DAS REFERÊNCIAS

11: Elemento de pino 12: Elemento de apoio 21: Seção de controle de acionamento de ferramenta

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22 :	Seção	de	definição de ponto de referência de	encaixe por
prensagem
23:	Seção	de	aquisição de posição de ferramenta
24 :	Seção	de	cálculo de deslocamento
31:	Seção	de	memória
50A,	50B,	50C	, 50D: Dispositivo de soldagem a ponto	por fricção

e mistura mecânica

51: Ferramenta giratória

53: Seção de acionamento de ferramenta

55: Seção de suporte de revestimento

60: Objeto a ser soldado.

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Claims

REIVINDICAÇÕES

1. DISPOSITIVO DE SOLDAGEM A PONTO POR FRICÇÃO E MISTURA MECÂNICA, que solda um objeto a ser soldado (60) por agitação parcial de uma ferramenta giratória, tal dispositivo compreendendo: elemento de pino (11) cilíndrico como ferramenta giratória, o elemento de pino (11) configurado para girar em torno de um eixo e poder avançar e recuar na direção axial; elemento de apoio (12) tubular configurado para circundar o elemento de pino (11), girar coaxialmente com o elemento de pino (11), e poder avançar e recuar na direção axial; seção de acionamento de ferramenta configurada para fazer o elemento de pino (11) e o elemento de apoio (12) avançar e recuar ao longo do eixo; e seção de controle de acionamento de ferramenta configurada para controlar a ação da seção de acionamento de ferramenta, caracterizado por a seção de controle de acionamento de ferramenta controlar a seção de acionamento de ferramenta de forma que o valor absoluto de uma posição média Tx de uma ferramenta, definida como a seguinte equação: Ap-Pp + As-Ps = Tx, onde Ap é uma área de seção transversal da superfície da extremidade dianteira do elemento de pino (11), As é uma área de seção transversal da superfície da extremidade dianteira do elemento de apoio (12), Pp é a profundidade de encaixe por prensagem do elemento de pino (11) encaixado por prensagem a partir da superfície frontal do objeto a ser soldado (60), e Ps é a profundidade de encaixe por prensagem do elemento de apoio (12) encaixado por prensagem a partir da superfície frontal do objeto a ser soldado (60); em que a seção de controle de acionamento de ferramenta controla a seção de acionamento de ferramenta, de forma que a posição média Tx da ferramenta seja 0.

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2. DISPOSITIVO DE SOLDAGEM A PONTO POR FRICÇÃO E MISTURA MECÂNICA, de acordo com a reivindicação 1, compreendendo além disso uma seção de definição de ponto de referência de encaixe por prensagem configurada para definir uma posição onde o elemento de apoio (12) contate o objeto a ser soldado (60), como um ponto de referência de encaixe por prensagem, caracterizado por a seção de controle de acionamento de ferramenta controlar a profundidade de encaixe por prensagem do elemento de apoio (12) ou do elemento de pino (11), com base no ponto de referência de encaixe por prensagem definido pela seção de definição de ponto de referência de encaixe por prensagem.
3. DISPOSITIVO DE SOLDAGEM A PONTO POR FRICÇÃO E MISTURA MECÂNICA, de acordo com a reivindicação 1, compreendendo além disso uma seção de cálculo de deslocamento (24) configurada para calcular a quantidade de deslocamento da extremidade dianteira do elemento de pino (11) ou do elemento de apoio (12), caracterizado por a seção de controle de acionamento de ferramenta ser configurada para corrigir a profundidade de encaixe, através da quantidade de deslocamento.
4. MÉTODO DE SOLDAGEM A PONTO POR FRICÇÃO E MISTURA MECÂNICA, que utiliza um elemento de pino (11) cilíndrico configurado para girar em torno de um eixo e poder avançar e recuar na direção axial, e um elemento de apoio tubular configurado para circundar o elemento de pino (11) , (12) girar coaxialmente com o elemento de pino (11), e poder avançar e recuar na direção axial em um estado onde o elemento de pino (11) e o elemento de apoio (12) podem avançar e recuar, para soldar um objeto a ser soldado (60) que tenha uma superfície frontal voltada para o elemento de pino (11) e para

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3/3 o elemento de apoio (12), por mistura parcial, caracterizado por avanço e retração do elemento de pino (11) e o elemento de apoio (12) ser controlado de forma que o valor absoluto de uma posição média Tx de uma ferramenta, definida como a seguinte equação: Ap-Pp + As-Ps = Tx, onde Ap é uma área de seção transversal da superfície da extremidade dianteira do elemento de pino (11) , As é uma área de seção transversal da superfície da extremidade dianteira do elemento de apoio (12), Pp é a profundidade de encaixe por prensagem do elemento de pino (11) encaixado por prensagem a partir da superfície frontal do objeto a ser soldado (60), e Ps é a profundidade de encaixe por prensagem do elemento de apoio (12) encaixado por prensagem a partir da superfície frontal do objeto a ser soldado (60); em que o avanço e retração do elemento de pino (11) e do elemento de apoio (12) são controlados, de forma que a posição média Tx de ferramenta seja 0.
5. MÉTODO DE SOLDAGEM A PONTO POR FRICÇÃO E MISTURA MECÂNICA, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado por a posição na qual o elemento de apoio (12) contate o objeto a ser soldado (60) seja definida como um ponto de referência de encaixe por prensagem, e a profundidade de encaixe por prensagem do elemento de apoio (12) ou do elemento de pino (11) seja controlada com base no ponto de referência de encaixe por prensagem.
6. MÉTODO DE SOLDAGEM A PONTO POR FRICÇÃO E MISTURA MECÂNICA, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado por a quantidade de deslocamento da extremidade dianteira do elemento de pino (11) ou do elemento de apoio (12) ser calculada, e a profundidade de encaixe por prensagem é corrigida através da quantidade de deslocamento.