BR112013023926B1

BR112013023926B1 - método de soldagem a ponto por fricção e mistura mecânica

Info

Publication number: BR112013023926B1
Application number: BR112013023926-3A
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: 2019-01-15
Also published as: WO2012127832A1; JP5815961B2; JP2012196681A; CA2829737C; EP2687315A4; BR112013023926A2; US8950650B2; US20140069985A1; CA2829737A1; EP2687315B1; EP2687315A1

Description

Diretor Substituto de Patentes, Programas de Computador e Topografias de Circuitos Integrados

MÉTODO DE SOLDAGEM A PONTO POR

FRICÇÃO E MISTURA MECÂNICA

CAMPO DE APLICAÇÃO

O presente pedido de patente de invenção refere-se a 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

Em meios de transporte, tais como automóveis, veículos ferroviários ponto por resistência ou rebitagem vêm e aviões, soldagem a 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

Petição 870180135959, de 28/09/2018, pág. 10/15

2/55 ser empurrada em direção (encaixada por prensagem) ao objeto a ser soldado (materiais metálicos). Os materiais metálicos são amolecidos num local onde a ferramenta giratória é encaixada por prensagem, e os materiais metálicos amolecidos são mexidos para soldar o objeto a ser soldado.

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 consequência da 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 DO ESTADO DA TÉCNICA

DOCUMENTO DE PATENTES

3/55

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 DA INVENÇÃO

PROBLEMAS A SEREM SOLUCIONADOS PELA INVENÇÃO

Em consequência da soldagem a ponto 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.

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

4/55 soldagem, com alta precisão.

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, especialmente na soldagem a ponto por fricção e mistura mecânica de atuação dupla.

SOLUÇÕES PARA OS PROBLEMAS

Para solucionar o problema acima mencionado, 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; uma seção de ajuste de ponto de referência de encaixe por prensagem configurada para definir a posição onde o elemento de apoio ou o elemento de pino contata o objeto a ser soldado, como um ponto de referência de encaixe por prensagem e uma seção de controle de

5/55 acionamento de ferramenta configurada para controlar a ação da seção de atuação de ferramenta, onde a seção de acionamento de ferramenta controla uma posição relativa 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, controlando desta forma a profundidade de encaixe por referência do elemento de pino ou do elemento de apoio encaixado por prensagem, a partir da superfície do objeto a ser soldado.

dispositivo de soldagem a ponto por fricção e mistura mecânica poderá incluir ainda uma seção de cálculo de deslocamento, configurada para calcular a quantidade de deslocamento do elemento de pino ou do elemento de apoio, a partir de uma extremidade frontal, na qual a seção de controle de acionamento de ferramenta pode ser configurada para corrigir a profundidade de encaixe por pressionamento por meio da quantidade de deslocamento.

O dispositivo de soldagem a ponto por fricção e mistura mecânica pode ainda incluir um elemento de fixação situado fora do elemento de apoio, o elemento de fixação sendo configurado para pressionar o objeto a ser soldado a partir da superfície; a seção de detecção de posição de abraçadeira/posição de ferramenta configurada para detectar a posição da extremidade dianteira do elemento de fixação; e a seção de cálculo de distância de abraçadeira/ferramenta configurada para calcular a distância entre a extremidade dianteira do elemento de fixação, que é detectada pela seção de detecção de posição de

6/55 abraçadeira/posição de ferramenta, e a extremidade dianteira do elemento de pino ou do elemento de apoio, e a seção de controle de acionamento de ferramenta pode ser configurada para ajustar a profundidade de encaixe por prensagem com base na distância calculada pela seção de cálculo de distância de abraçadeira/ferramenta.

O dispositivo de soldagem a ponto por fricção e mistura mecânica pode ainda incluir uma seção de memória, e a seção de memória pode ser configurada para armazenar dados de ajuste de força de pressurização para ajuste da força de pressurização da ferramenta giratória encaixada por prensagem no objeto a ser soldado, e a seção de controle de acionamento de ferramenta pode ser configurada para ler os dados de ajuste de força de pressurização da seção de memória, para controlar a força de pressurização.

No dispositivo de soldagem a ponto por fricção e mistura mecânica, os dados de ajuste de força de pressurização como o valor de corrente aplicado a um motor da seção de acionamento de ferramenta podem ser armazenados na seção de memória, e a seção de controle de acionamento de ferramenta pode ser configurada para ajustar

o valor de corrente, para	controlar	a	força	de
pressurização.
No	dispositivo	de	soldagem	a
ponto por fricção e mistura	mecânica,	pode	armazenar

individualmente os dados de ajuste de força de pressurização em cada ação de encaixe por prensagem do elemento de pino no

7/55 objeto a ser soldado, a ação de remoção do elemento de pino, para fora do objeto a ser soldado, e o estado parado do elemento de pino, e a seção de controle de acionamento de ferramenta pode ser configurada para determinar se a ação do elemento de pino é a ação de encaixe por prensagem, a ação de remoção, ou o estado parado, e ler os dados de ajuste de força de pressurização correspondente à ação determinada a partir da seção de memória para controlar a seção de acionamento de ferramenta.

Para solucionar o problema acima mencionado, 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 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, no qual a posição onde o elemento de pino ou o elemento de apoio contata o objeto a ser soldado é definida como o ponto de referência de encaixe por prensagem, e a posição relativa do elemento de pino com respeito ao elemento de apoio ou a posição relativa do elemento de apoio com respeito ao elemento de pino é

8/55 controlada com base no ponto de referência de encaixe por prensagem, controlando desta forma a profundidade de encaixe por prensagem do elemento de pino ou do elemento de apoio encaixado por prensagem a partir do objeto a ser soldado.

De acordo com o método de

soldagem a	ponto por fricção e	mistura	mecânica,	a
quantidade	de	deslocamento,	tal	como 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	por	meio da	quantidade	de
deslocamento	1 .
		De	acordo com	o método	de
soldagem a	ponto por fricção e	mistura	mecânica,	a

superfície do objeto a ser soldado pode ser pressionada pelo elemento de fixação situado fora do elemento de apoio, e a distância entre a extremidade dianteira do elemento de fixação e a extremidade dianteira do elemento de pino ou do elemento de apoio pode ser calculada, e a profundidade de encaixe por prensagem pode ser ajustada com base na distância.

De acordo com o método de soldagem a ponto por fricção e mistura mecânica, dados de ajuste de força de pressurizaçâo para ajuste da força de pressurização do elemento de pino encaixado por prensagem no objeto a ser soldado podem ser armazenados na seção de memória, e os dados de ajuste de força de pressurizaçâo podem ser lidos a partir da seção de memória para controlar a força de pressurização.

9/55

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.

EFEITOS DA INVENÇÃO

Como descrito acima, de acordo com o presente pedido de patente de invenção, especialmente na soldagem a ponto por fricção e mistura mecânica de atuação dupla, uma técnica de controle capaz de atingir uma excelente qualidade de soldagem com precisão, de acordo com as condições de soldagem, pode ser provida.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

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;

Da 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;

Da 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;

10/55

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;

A figura 5 é um fluxograma mostrando um exemplo de controle de soldagem a ponto por fricção e mistura mecânica no dispositivo de soldagem a ponto por fricção e mistura mecânica in figura 4;

A figura 6A e a figura 6B são vistas esquemáticas para descrever a definição de um ponto de referência de encaixe por prensagem no dispositivo de soldagem a ponto por fricção e mistura mecânica in figura 1;

A figura 7 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;

A figura 8 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

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 4 do presente pedido de patente de invenção.

CONFIGURAÇÕES DA INVENÇÃO

Configurações Preferidas do

11/55 presente pedi-do 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

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.

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.

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

12/55 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 um objeto a ser soldado 60 é instalado entre o elemento de revestimento 56 e a ferramenta giratória 51.

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.

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. 0 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. 0 elemento de apoio 12 é substancialmente conformado como um tubo oco, e o

13/55 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 do apoio 532.

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.

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

14/55 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.

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 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.

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

15/55 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 objeto em forma de placa plana a ser soldado 60.

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. 0 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. 0 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

16/55 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.

Configurações específicas 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 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 delas, formadas por um motor e um mecanismo de engrenagens 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.

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

17/55 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.

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.

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 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

18/55 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

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.

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 PI 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 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

19/55 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.

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.

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.

20/55

A seguir, como mostrado na figura 2B, 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).

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 pré-aquecida. 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.

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

21/55

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

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.

		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. 1	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

22/55 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.

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 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.

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.

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

23/55 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.

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 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.

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

24/55 recesso gerado pelo encaixe por prensagem do elemento de apoio 12 ou do elemento de pino 11.

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.

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 a figura 2E ou figura 3C a figura 3E, a profundidade de encaixe por prensagem/remoção ou profundidade de avanço/retraçâo 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.

Nesta configuração, como estágios de controle de ferramenta, encontramos três

25/55 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 específico 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.

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	i 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.
0 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.
		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,

26/55 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

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.

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.

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 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

27/55 durante o avanço e retração. Nesta configuração, a seção de controle de acionamento de ferramenta 21 controla a seção de acionamento de ferramenta 53, com base no ponto de referência definido pela seção de definição de ponto de referência 22, controlando desta forma a posição relativa da extremidade frontal do elemento de pino, com respeito à extremidade dianteira do elemento de apoio 12.

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 de encaixe por prensagem (empurrar) do elemento de pino 11 ou do elemento de apoio 12. 0 elemento de pino 11 ou o elemento de apoio 12 permanece na superfície dianteira do objeto a ser soldado 60 por um curto período determinado, até que o material fique 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 são obtidas a partir da seção de controle de acionamento de ferramenta 21, e definem a posição derivada como o 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

28/55 no objeto a ser soldado 60. O ponto de referência de encaixe por prensagem do elemento de pino 11 é definido da mesma maneira.

Normalmente, a seção de definição de ponto de referência de encaixe por prensagem 22 pode definir o deslocamento de posição a partir da superfície dianteira 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 de
espessuras	são requeridas. Quando o deslocamento de posição
a partir	da superfície dianteira 56a do elemento de

revestimento 56 pela espessura nominal ou previamente medida do objeto a ser soldado 60 é definido como 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, é necessário considerar a deformação do dispositivo de soldagem a ponto por fricção e mistura mecânica 50A devido à força de pressurização. Além disso, o desvio no comprimento, que é causado pela expansão térmica do elemento de pino 11 e do elemento de apoio 12 durante o pré-aquecimento, pode ocorrer como um 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 definido como ponto de referência de encaixe por prensagem, a deformação do dispositivo de soldagem a ponto por fricção e mistura mecânica 50A, deformação do objeto a ser soldado 60, e o desvio em

29/55 comprimento devido à expansão térmica do elemento de pino 11 e do elemento de apoio 12 podem ser eliminadas.

A configuração da seção de controle de acionamento de ferramenta 21 e da seção de definição de ponto de referência de encaixe por prensagem 22 não são especificamente limitadas e, nesta configuração, a seção de controle de acionamento de ferramenta 21 é formada pela CPU de um microcomputador, e faz cálculos sobre a ação da seção de acionamento de ferramenta 53, e seção de definição de ponto de referência de encaixe por prensagem 22 é configurada como uma função da seção de controle de acionamento de ferramenta 21. Ou seja, a CPU como seção de controle de acionamento de ferramenta 21 pode operar de acordo com um programa armazenado na seção de memória 31 ou em outra seção da memória, para realizar a realize a seção de definição de ponto de referência de encaixe por prensagem 22.

Desde que a seção de definição de ponto de referência de encaixe por prensagem 22 possa definir o ponto de referência de encaixe por prensagem com base nas informações rotacionais de motor (tal como, por exemplo, ângulo rotacional de motor ou velocidade rotacional) geradas pela seção de controle de acionamento de ferramenta 21, a mesma não precisará ser necessariamente uma função da seção de controle de acionamento de ferramenta 21. Por exemplo, a seção de definição de ponto de referência de encaixe por prensagem 22 poderá ser configurada como um circuito lógico conhecido, ou semelhante, inclusive um

30/55 elemento de comutação, um subtrator, um comparador, etc.

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 DB1 a DB3. A seção de controle de acionamento de ferramenta 21 utiliza as bases de dados de força de pressurização/corrente do motor DB1 a DB3 para controlar a seção de acionamento de ferramenta 53.

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 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.

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

31/55 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.

(o elemento de pino 11, contata ou é encaixada por

60, a seção a força de soldado 60, de detecção de pressurização a partir da configuração,

Quando a ferramenta o elemento de apoio 12, giratória ou ambos) prensagem ao objeto a ser soldado força de pressurização 33 detecta exercida sobre o objeto a ser ferramenta giratória 51. Nesta uma célula de carga é utilizada como seção detecção de força de pressurização 33. Contudo, detecção de força de pressurização 33 não é célula de carga, e pode pressurização conhecido.

dispositivo de soldagem mecânica 50A de acordo detecção de força de essencial, mas dados de força armazenadas na de ser com a seção limitada de pode ser qualquer detector de força de

Deve ser notado ponto por fricção a Configuração 1, pressurização 33 não utilizada para obter que, as de pressurização/corrente do motor no mistura seção de um item bases de

DB1 a DB3 seção de memória 31, e podem ser utilizadas como informações redundantes da seção de definição de ponto de referência de encaixe por pressionamento 22, aprimorando a conveniência no controle do acionamento da ferramenta

32/55 giratória 51. A seção de controle de acionamento de ferramenta 21 pode ser utilizada para controle de feedback, a partir da seção de detecção de força de pressurização 33, em lugar das bases de dados de força de pressurização/corrente do motor DB1 a DB3.

Controle pela seção de controle de acionamento de ferramenta

A seguir, o controle da seção de acionamento de ferramenta 53 pela seção de controle de acionamento de ferramenta 21, em particular, o controle da posição relativa da extremidade dianteira do elemento de pino 11, com respeito à extremidade dianteira do elemento de fixação 12, com base no ponto de referência de encaixe por prensagem, e controle da profundidade de encaixe por prensagem da ferramenta giratória serão descritos especificamente, com referência à figura 5, figura 6A e figura 6B.

Primeiramente, como mostrado na figura 5, a seção de controle de acionamento de ferramenta 21 controla a seção de acionamento de ferramenta 53 para fazer a ferramenta giratória 51 se mover em direção à superfície dianteira 60c do objeto a ser soldado 60, suportada pelo elemento de revestimento 56 (Etapa S101) . Visto que este estágio corresponde ao estágio de preparação (consultar figura 2A ou figura 3A), o elemento de fixação 54 contata a superfície dianteira 60c, enquanto que o elemento de pino 11 e o elemento de apoio 12 ficam localizados em uma posição padrão, e não contatam a superfície dianteira 60c.

Em seguida, a seção de

33/55 controle de acionamento de ferramenta 21 coloca o elemento de apoio 12 da ferramenta giratória 51 em contato com a superfície dianteira 60c do objeto a ser soldado 60, e começa a pressionar (empurrar) o objeto a ser soldado 60 (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. A seguir, a seção de controle de acionamento de ferramenta 21 define a posição onde o elemento de apoio 12 contata a superfície dianteira 60c do objeto a ser soldado 60, como o ponto de referência de encaixe por prensagem (Etapa S103).

Especificamente, por exemplo, como mostrado na figura 6A, 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 a superfície dianteira 60c do objeto a ser soldado 60 e as extremidades dianteiras do elemento de pino 11 e do elemento de apoio 12 apresentam um espaçamento De entre elas. Aqui, dado que a 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 uma distância de ferramenta, no estado mostrado na figura 6A, a distância de ferramenta DtO inclui o espaçamento De.

Dado que há uma tentativa de encaixar por prensagem o elemento de pino 11 ou o elemento

34/55 de apoio 12 a uma 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 6B, quando o elemento de apoio 12 (e o elemento de pino 11) é avançado, o mesmo contata a superfície dianteira 60c do objeto a ser soldado 60 e permanece ali por um determinado período. Na figura 6B, a seção de definição de ponto de referência de encaixe por prensagem 22 define a posição da distância de ferramenta Dtl 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 faz contato e permanece com 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 o elemento de apoio 12, ou ambos).

Em seguida, a seção de controle de acionamento de ferramenta 21 instrui o movimento do elemento de pino 11 a partir de uma posição padrão, para uma posição introduzida (posição designada) no estágio de pré-aquecimento (consultar figura 2B ou figura 3B), e aumenta a força de pressurização do elemento de apoio 12 até um valor predeterminado (Etapa S104). Continuando a girar o elemento de pino 11 e o elemento de apoio 12 neste estado, a parte soldada do objeto a ser soldado 60 é pré-aquecida.

A posição padrão, a posição introduzida, e a força de pressurização são parâmetros

35/55 definidos para pré-aquecimento, e valores adequados são apropriadamente definidos para pré-aquecimento, e valores adequados são apropriadamente definidos, dependendo da configuração específica do dispositivo de soldagem a ponto por fricção e mistura mecânica 50A, e o material, espessura, forma, etc. do objeto a ser soldado 60. Cada parâmetro, incluindo a posição introduzida em cada um dos estágios abaixo mencionados é inserido na seção de controle de acionamento de ferramenta 21 pela seção de entrada 32, e é armazenado na seção de memória 31. De acordo com o estágio de controle, a seção de controle de acionamento de ferramenta lê os parâmetros a partir da seção de memória 31, e utiliza os parâmetros lidos para controle.

Em seguida, o controle pela seção de controle de acionamento de ferramenta 21 muda para o estágio de controle de ferramenta. Nesta configuração, o estágio de controle de ferramenta consiste de um estágio de encaixe por prensagem, estágio de preenchimento, e um estágio de conformação (consultar figura 2C a figura 2E e figura 3C to figura 3E) e assim, o controle será descrito abaixo, utilizando estes três estágios como exemplo. Na seguinte descrição do controle, por conveniência, o exemplo mostrado na figura

2C a figura

2E, ou seja, o caso onde o elemento de pino 11 primeiramente encaixado por prensagem é utilizado como um exemplo.

Primeiramente, a seção de controle de acionamento de ferramenta 21 move o elemento de apoio 12 para uma posição introduzida no estágio de encaixe

36/55 por prensagem (consultar figura 2C), e também move o elemento de pino 11 para uma posição introduzida no estágio de encaixe por prensagem (Etapa S105). Aqui, o avanço e retração do elemento de apoio 12 e do elemento de pino 11 às respectivas posições introduzidas são controlados de acordo com um valor de corrente aplicado a um motor da seção de acionamento de ferramenta 53 (valor de corrente de motor). No elemento de apoio 12, quando o elemento de apoio 12 é controlado de acordo com o valor de corrente de motor e atinge a posição introduzida, o avanço ou retração são concluídos. As posições introduzidas do elemento de pino 11 ou do elemento de apoio 12 no estágio de encaixe por prensagem são definidas como a posição onde o elemento de pino 11 ou o elemento de apoio 12 é empurrado (encaixado por prensagem) para o objeto a ser soldado 60, enquanto que a posição introduzida do elemento de apoio 12 é definida como a posição onde o elemento de apoio 12 não é empurrado para o objeto a ser soldado 60 e pressiona a superfície dianteira

60c no estágio	de prensagem.
	Em	seguida,	no estágio	de
preenchimento,	a seção de controle de	acionamento	de
ferramenta 21	move o elemento	de apoio	12 a partir	da

posição introduzida no estágio de encaixe por prensagem para uma posição introduzida no estágio de preenchimento (consultar figura 2D), e também move o elemento de pino 11 a partir da posição introduzida no estágio de encaixe por prensagem para a posição introduzida no estágio de preenchimento (Etapa S106). Como descrito acima, desde que a

37/55 superfície dianteira 60c do objeto a ser soldado 60 possa ser suficientemente conformada no próximo estágio de conformação, o estágio de preenchimento poderá ser omitido.

Em seguida, a seção de controle de acionamento de ferramenta 21 move o elemento de apoio 12 para uma posição introduzida no estágio de conformação (consultar figura 2E), e também move o elemento de pino 11 para uma posição introduzida no estágio de conformação (Etapa S107). As posições introduzidas do elemento de pino 11 e do elemento de apoio 12 no estágio de conformação são definidas para ser quase a mesma posição da superfície dianteira 60c do objeto a ser soldado 60 (geralmente, o ponto de referência de encaixe por prensagem).

Nos três estágios de controle de ferramenta, a posição do elemento de pino 11 e do elemento de apoio 12 é controlada pela seção de controle de acionamento de ferramenta 21 utilizando o ponto de referência de encaixe por prensagem como referência. Desta forma, desde que o avanço e a retração do elemento de pino 11 e do elemento de apoio 12 sujeito à correção de ponto 0 de encaixe por prensagem pela seção de definição de ponto de referência de encaixe por prensagem 22 seja controlado, a seção de controle de acionamento de ferramenta 21 poderá controlar adequadamente a posição relativa do elemento de pino 11 com respeito ao elemento de apoio 12, e poderá controlar sem considerar o espaçamento De (consultar figura 6B) entre a superfície dianteira 60c do objeto a ser soldado

38/55 e a ferramenta giratória 51 (o elemento de pino 11 e o elemento de apoio 12), e a profundidade de encaixe por prensagem poderá ser controlada com maior precisão.

			Depois	disto, a seção	de
controle	de	acionamento de	ferramenta	21 move o elemento	de
pino 11	para a posição	padrão, e	controla a seção	de
acionamento	de ferramenta	53 para	liberar o contato	do
elemento	de	apoio 12 com	o objeto a	ser soldado 60 (Etapa

S108), para terminar a série de processos de soldagem a ponto por fricção e mistura mecânica.

Como mostrado na figura 6B, a distância de ferramenta Dtl sujeita a 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. Por conseguinte, 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 for correção de ponto 0, medindo a espessura do objeto a ser soldado 60.

Nas Etapas S105 a S107 cercadas por uma linha partida Ct, na figura 5, a seção de controle de acionamento de ferramenta 21 pode controlar a profundidade de encaixe por prensagem do elemento de pino 11 e do elemento de apoio 12, e como mostrado na figura 4, ler os seguintes dados de ajuste de força de pressurização a partir da seção de memória 31, e controlar a força de pressurização do elemento de pino 11 e do elemento de apoio

12.

39/55

Os dados de ajuste de força de pressurização poderá ser qualquer dado, desde que possa ser utilizado para controlar a seção de acionamento de ferramenta 53, e será, preferivelmente, um dado para ajuste da força de pressurização, no estado onde a ferramenta giratória 51 é encaixada por prensagem no objeto a ser soldado 60. 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.

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

40/55 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.

			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 DB1 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.

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 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

41/55 bases de dados e armazenados na seção de memória 31. A seção de controle de acionamento de ferramenta 21 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.

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.

Nesta configuração, a velocidade de movimentação e a direção de movimentação do elemento de pino 11 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 prensagem, a ação de remoção e a ação de parada. Quando a velocidade de

42/55 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.

õ 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 10 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 15 de velocidade, levando a um ajuste instável da força de pressurização, poderá ser suprimida ou prevenida.

Como descrito acima, o dispositivo de soldagem a ponto por fricção e mistura mecânica 50A desta configuração poderá controlar adequadamente a posição relativa do elemento de pino 11 com relação ao elemento de apoio 12, e especialmente, a profundidade de encaixe por prensagem do elemento de pino 11 e do elemento de apoio 12, ou a força de pressurização do elemento de pino 11 no objeto a ser soldado 60. Desta forma, 25 uma excelente qualidade de soldagem poderá ser obtida, sob precisão adequada, de acordo com as condições de soldagem.

Embora nesta configuração a configuração para controle da profundidade de encaixe por

43/55 prensagem e a força de pressurização tenha sido descrita em detalhes, a configuração de acordo com o presente pedido de patente de invenção só precisa controlar a posição relativa do elemento de pino 11, com respeito ao elemento de apoio 12, na base do ponto de referência de encaixe por prensagem e desta forma, for exemplo, poderá controlar a velocidade de movimentação do elemento de pino 11 e do elemento de apoio 12 nas direções de avanço e retração.

CONFIGURAÇÃO 2

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 7. Como mostrado na figura 7, 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 a seção de obtenção de posição de ferramenta 23 e a seção de cálculo de deslocamento 24 são providos, e a base de dados de deformações/distorções Db4 é armazenada na seção de memória 31.

A seção de obtenção de posição de ferramenta 23 obtém a posição de ferramenta a partir da seção de atuação de pino 531 e a seção de atuação de apoio 532. A posição de ferramenta is a posição da extremidade

44/55 dianteira do elemento de pino ou da extremidade dianteira do elemento de apoio 12, seção de controle de acionamento de ferramenta 21 gera a distância de ferramenta com base na posição de ferramenta.

Como descrito na

Configuração (consultar figura 6A e figura

6B) , distância de ferramenta é definida como distância entre extremidade dianteira do elemento de pino ou extremidade dianteira do elemento de apoio

12, e superfície de suporte 56a.

seção de cálculo de deslocamento calcula diversos tipos de deslocamento (quantidade de deslocamento), que afetam o avanço ou 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 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.

Nesta configuração, a seção acionadora de pino 531 e a seção de atuação do apoio 532

45/55 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.

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 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

46/55 &

de pino 11 ou do elemento de apoio 12.

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.

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 de apoio 12 muda de acordo com a quantidade de distorção, afetando o controle da profundidade de encaixe

47/55

por prensagem do elemento de pino 11 e do elemento de apoio 12.

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.

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

t

48/55 memória, para realizar a seção de aquisição de posição de ferramenta 23 e a seção de cálculo de deslocamento 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.

Nesta configuração, a seção de controle de acionamento de ferramenta 21 pode controlar o acionamento da ferramenta giratória 51 através dos resultados de saída da seção de definição de ponto de referência de encaixe por prensagem 22, dos resultados de saída 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 7, utilizando a força de pressurização enviada a partir da seção de detecção de força de pressurização 33.

No dispositivo de soldagem a ponto por fricção e mistura mecânica 50B 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

49/55

55, quantidade de distorção da seção fixadora de ferramenta 52 e da seção de acionamento de ferramenta 53 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.

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, nos dispositivos de soldagem a ponto por fricção e mistura mecânicas 50A e 50B, 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 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 3

A configuração de um dispositivo de soldagem a ponto por fricção e mistura

50/55 mecânica de acordo com a Configuração 3 do presente pedido de patente de invenção será especificamente descrita com referência à figura 8. Como mostrado na figura 8, o dispositivo de soldagem a ponto por fricção e mistura 5 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 naquilo em que uma seção de detecção de posição 10 de abraçadeira/posição de ferramenta giratória 34 e uma seção de cálculo de distância de abraçadeira/ferramenta 25 são providas.

A seção de detecção de posição de abraçadeira/posição de ferramenta giratória 34 detecta a 15 posição da extremidade dianteira do elemento de fixação 54.

A seção de cálculo de distância de ferramenta/abraçadeira 25 calcula a distância de ferramenta/abraçadeira Dc (consultar a seta de bloco na figura 8), que é a distância entre a posição da extremidade frontal do elemento de fixação 54, 20 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.

Como descrito acima, o elemento de fixação 54 fica localizado por a do elemento de apoio 12 e serve para 25 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

51/55 correspondente à superfície frontal 60c do objeto a ser soldado 60.

Desta forma, a seção de controle de acionamento de ferramenta 21 pode controlar adequadamente a profundidade de encaixe por prensagem do elemento de pino 11 e do elemento de apoio 12 com base no ponto de referência de encaixe por prensagem definido pela seção de definição de ponto de referência de encaixe por prensagem 22, e pode corrigir quantidades de deslocamento, tal como a quantidade de deslocamento de apoio e a quantidade de distorção, como descrito na Configuração 2, com o Dc de distância de abraçadeira/ferramenta calculado pela seção de cálculo de distância de abraçadeira/ferramenta 25 e então, ajustar (definir) a profundidade de encaixe por prensagem do elemento de pino 11 e do elemento de apoio 12. Por conseguinte, a profundidade de encaixe por prensagem pode ser adequadamente controlada.

A configuração da seção de detecção de posição de abraçadeira/posição de ferramenta 34 não é especificamente limitada, podendo ser qualquer sensor de posição conhecido, dianteira do elemento de de cálculo de distância capaz de detectar a extremidade fixação 54. A configuração da seção de abraçadeira/ferramenta 25 também não é especificamente

Configuração ou 2, pode se ruma função controle de acionamento configuradas como um semelhante, inclusive de ferramenta 21, um elemento de circuito lógico limitada, e como

descrito	na
► da seção	de
ou podem	ser
conhecido,	ou
comutação,	um

52/55 subtrator, um comparador, etc.

Deve ser notado que, no dispositivo de soldagem a ponto por fricção e mistura mecânica 50C, de acordo com a Configuração 3, 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 DB1 a DB3 armazenadas na seção de memória 31, ou podem ser utilizadas como informações redundantes da seção de definição de ponto de referência de encaixe por pressionamento 22, 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 para controle de feedback, a partir da seção de detecção de força de pressurização 33, em lugar das bases de dados de força de pressurização/corrente do motor DB1 a DB3.

CONFIGURAÇÃO 4

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 9. Como mostrado na figura 9, 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 3, na configuração básica, mas é diferente do dispositivo de soldagem a ponto por fricção e mistura

53/55 mecanica 50C naquilo em que nenhum elemento de revestimento 56 é provido, e nenhuma seção de detecção de força de pressurização 33 é provida.

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.

No exemplo mostrado na figura 9, 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 definição de ponto de referência de encaixe por prensagem 22 ajusta o ponto de referência de encaixe por prensagem, e a seção de controle de acionamento de ferramenta 21 controla o avanço e retração, e a profundidade de encaixe por prensagem da ferramenta giratória 51 (o elemento de pino 11 e o elemento de apoio 12). Nesta ocasião, mesmo quando a seção de detecção de força de pressurização 33 não é provida, por armazenamento prévio dos dados de ajuste de força de pressurização na seção de memória 31, a força de pressurização pode ser ajustada.

O presente pedido de patente

54/55 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.

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

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 NUMÉRICAS

11: Elemento de pino;

12: Elemento de apoio;

55/55

21: Seção de controle de acionamento de ferramenta;

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;

25: Seção de cálculo de distância de abraçadeira/ferramenta;

31: Seção de Memória;

33: Seção de detecção de força de pressurização;

34: Seção de detecção de posição de abraçadeira/posição de ferramenta giratória;

50A, 50B, 50C, 50D: Dispositivo de soldagem a ponto por fricção e mistura mecânica;

51: Ferramenta giratória; 53: Seção de acionamento de ferramenta;

54: Elemento de fixação;

55: Seção de suporte de revestimento;

56: Elemento de revestimento; e

60: Objeto a ser soldado.

Claims

1. 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 (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, 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 que tenha uma superfície frontal voltada para o elemento de pino (11) e para o elemento de apoio (12), por mistura parcial, caracterizado por o contato do objeto a ser soldado é definido como um ponto de referência de encaixe por prensagem, e a 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) é controlada com base no ponto de referência de encaixe por prensagem, controlando desta forma a profundidade de

encaixe por prensagem do elemento de pino (11) ou do elemento de apoio (12) encaixado por prensagem a partir do objeto a ser soldado.

2/2 quantidade de deslocamento.

2. MÉTODO DE SOLDAGEM A PONTO POR FRICÇÃO E MISTURA MECÂNICA, de acordo com a reivindicação número 1, caracterizado por a quantidade de deslocamento da extremidade dianteira do elemento de pino (11) ou do elemento de apoio (12) é calculada, e a profundidade de encaixe por prensagem é corrigida através da

Petição 870180135959, de 28/09/2018, pág. 11/15

3. MÉTODO DE SOLDAGEM A PONTO POR FRICÇÃO E MISTURA MECÂNICA, de acordo com a reivindicação número 1, caracterizado por a superfície do objeto a ser soldado é pressionada por um elemento de fixação (54) situado fora do elemento de apoio (12) , e 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) é calculada, e a profundidade de encaixe por prensagem é ajustada com base na distância. 4. MÉTODO DE SOLDAGEM A PONTO POR FRICÇÃO E MISTURA MECÂNICA, de acordo com a

reivindicação número 1, caracterizado por os dados de ajuste de força de pressurização para ajuste da força de pressurização do elemento de pino (11) encaixado por prensagem no objeto a ser soldado são armazenados na seção de memória (31) , e os dados de ajuste de força de pressurização são lidos a partir da seção de memória (31) para controlar a força de pressurização.