BR112017011340B1

BR112017011340B1 - Dispositivo de solda a ponto de agitação por fricção e método de solda a ponto de agitação por fricção

Info

Publication number: BR112017011340B1
Application number: BR112017011340-6A
Authority: BR
Inventors: Hideki Okada; Junichi Tamura; Kenichi KAMIMUKI
Original assignee: Kawasaki Jukogyo Kabushiki Kaisha
Priority date: 2014-12-15
Filing date: 2015-12-14
Publication date: 2021-07-20
Also published as: WO2016098341A1; US10293431B2; JP6182280B2; KR101847066B1; KR20170081264A; CN107000115B; EP3235585B1; JPWO2016098341A1; BR112017011340A2; EP3235585A4; EP3235585A1; US20170341176A1; CN107000115A

Abstract

um aparelho de solda a ponto de agitação por fricção inclui um elemento de pino (11), um elemento de ressalto (12), um acionador de rotação (57), um acionador de movimento para frente/para trás (53), e um controlador (51). o controlador (51) controla o acionador de movimento para frente/para trás (53), de modo que o elemento de pino (11) e/ou o elemento de ressalto (12) pressionem as peças de trabalho antes que o elemento de braçadeira (13) pressione as peças de trabalho, e então controle o acionador de rotação (57) e o acionador de movimento para frente/para trás (53), de modo que o elemento de pino (11) e o elemento de ressalto (12) agitem as peças de trabalho.

Description

CAMPO TÉCNICO

[0001] A presente invenção se refere a um aparelho de solda a ponto de agitação por fricção e um método de solda a ponto de agita ção por fricção.

ANTECEDENTES DA TÉCNICA

[0002] Em veículos de transporte, tais como automóveis, vagões, e aeronaves, solda a ponto de resistência ou rebite tem sido usada para conectar elementos de metal juntos. No entanto, nos últimos anos, um método de unir elemento metálicos utilizando calor friccional (método de solda a ponto de agitação por fricção) tem atraído atenção (ver Literatura de Patente 1, por exemplo).

[0003] No método de solda a ponto de agitação por fricção des crito na Literatura de Patente 1, um aparelho inclui: um elemento de pino substancialmente colunar; um elemento de ressalto substancial mente cilíndrico incluindo uma parte oca em que o elemento de pino deve ser inserido; e um elemento de braçadeira. O elemento de pino e o elemento de ressalto agitam parte de peças de trabalho, desse mo do, unindo as peças de trabalho.

LISTA DE CITAÇÃO Literatura de Patente

[0004] PTL: Publicação de Pedido de Patente Japonesa aberta à inspeção pública N°. 2012-196682

SUMÁRIO DA INVENÇÃO Problema Técnico

[0005] No rebitamento de componentes de aeronave ou similares usado em um ambiente severo, é exigido aplicar um vedante (um ma- terial de vedação) entre peças de trabalho a fim de obter resistência à corrosão. Neste aspecto, os inventores da presente invenção conduzi ram estudos diligentes em métodos em que um vedante é aplicado entre peças de trabalho e então as peças de trabalho são unidas por um aparelho de solda a ponto de agitação por fricção. Como um resul tado dos estudos, verificaram que a qualidade de junta favorável pode ser realizada com alta precisão por um método descrito abaixo, desse modo, chegando à presente invenção.

[0006] Um objetivo da presente invenção é fornecer um aparelho de solda a ponto de agitação por fricção e um método de solda a ponto de agitação por fricção que torna possível realizar a qualidade de junta favorável no caso de unir peças de trabalho aplicadas com vedante em solda a ponto de agitação por fricção de atuação dupla.

Solução para o Problema

[0007] A fim de solucionar os problemas acima descritos, um apa relho de solda a ponto de agitação por fricção de acordo com a pre sente invenção inclui uma ferramenta rotativa configurada para mover para frente e para trás ao longo de um eixo rotacional, e o aparelho de solda a ponto de agitação por fricção é configurado para: pressio nar uma extremidade distal da ferramenta rotativa em peças de traba lho, as peças de trabalho sendo um primeiro elemento e um segundo elemento, que são dispostos um sobre o outro, e entre os quais é aplicado um vedante em uma parte de contato do primeiro elemento e uma parte de contato do segundo elemento, as partes de contato contatando uma com a outra; e rodar uma parte de contato da ferra-menta rotativa, a parte de contato contatando as peças de trabalho, de modo que as peças de trabalho são amolecidas por calor friccional e agitadas para serem unidas. O aparelho de solda a ponto de agita ção por fricção inclui: um elemento de pino colunar configurado para ser rotativo em torno de um eixo e móvel para frente e para trás em uma direção ao longo do eixo; um elemento de ressalto cilíndrico, no qual o elemento de pino é inserido, o elemento de ressalto sendo configurado para ser rotativo em torno do eixo e móvel para frente e para trás na direção ao longo do eixo; um acionador de rotação confi gurado para rodar o elemento de pino e o elemento de ressalto em torno do eixo; um elemento de braçadeira cilíndrico, no qual o ele mento de pino e o elemento de ressalto são inseridos, o elemento de braçadeira sendo configurado para ser móvel para frente e para trás na direção ao longo do eixo; um acionador de movimento para fren- te/para trás configurado para mover cada um do elemento de pino, o elemento de ressalto e o elemento de braçadeira para frente e para trás ao longo do eixo; e um controlador para controlar o acionador e movimento para frente/para trás e o acionador de rotação. O contro lador: realiza uma operação preliminar de controlar o acionador de movimento para frente/para trás, de modo que pelo menos um do elemento de pino e do elemento de ressalto pressiona a peça de tra balho antes que o elemento de braçadeira pressione as peças de tra balho; e então realiza uma operação de agitação de controlar o acio- nador de rotação e o acionador de movimento para frente/para trás, de modo que o elemento de pino e o elemento de ressalto agitam as peças de trabalho.

[0008] Consequentemente, mesmo no caso de unir as peças de trabalho aplicadas com vedante, desde que o vedante seja empurrado para fora das partes unidas, o vedante é impedido de fluir (ser mistu rado em) em uma parte de fluxo de plástico das peças de trabalho. Isto torna possível realizar uma qualidade de junta favorável.

[0009] Um método de solda a ponto de agitação por fricção, de acordo com a presente invenção, inclui o uso de uma ferramenta rota tiva configurada para mover para frente e para trás ao longo de um eixo rotacional, o método incluindo: pressionar uma extremidade distal da ferramenta rotativa em peças de trabalho, as peças de trabalho sendo um primeiro elemento e um segundo elemento, que são dispos tos um sobre o outro, e entre os quais é aplicado um vedante em uma parte de contato do primeiro elemento e uma parte de contato do se gundo elemento, as partes de contato contatando uma com a outra; e rodar uma parte de contato da ferramenta rotativa, a parte de contato contatando as peças de trabalho, de modo que as peças de trabalho são amolecidas por calor friccional e agitado para serem unidas. O método de solda a ponto de agitação por fricção inclui as etapas de: (A) aplicar o vedante em pelo menos um do primeiro elemento e o se gundo elemento e colocar o primeiro elemento e o segundo elemento em contato um com o outro, de modo que o vedante é intercalado en tre o primeiro elemento e o segundo elemento; (B) pressionar as peças de trabalho por pelo menos um elemento de pino colunar e um ele mento de ressalto cilíndrico, o elemento de pino sendo inserido no elemento de ressalto; (C) pressionar as peças de trabalho por um ele mento de braçadeira cilíndrico, em que o elemento de pino e o ele mento de ressalto são inseridos; e (D) agitar as peças de trabalho pelo elemento de pino e o elemento de ressalto.

[0010] Consequentemente, mesmo no caso de unir as peças de trabalho aplicadas com vedante, desde que o vedante seja empurrado para fora das partes unidas, o vedante é impedido de fluir (ser mistu rado em) em uma parte de fluxo de plástico das peças de trabalho. Isto torna possível realizar uma qualidade de junta favorável.

[0011] O objetivo acima, outros objetivos, aspectos e vantagens da presente invenção se tornarão claros pela descrição detalhada seguin te de modalidades preferidas com referência aos desenhos anexos.

Efeitos Vantajosos da Invenção

[0012] O aparelho de solda a ponto de agitação por fricção e o mé todo de solda a ponto de agitação por fricção, de acordo com a pre- sente invenção, torna possível realizar qualidade de junta favorável mesmo no caso de unir as peças de trabalho aplicadas por vedante.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[0013] Figura 1 é um diagrama esquemático mostrado uma confi guração esquemática e um aparelho de solda a ponto de agitação por fricção, de acordo com a modalidade 1.

[0014] Figura 2 é um diagrama de bloco mostrando esquematica mente uma configuração de controle do aparelho de solda a ponto de agitação por fricção, mostrado na figura 1.

[0015] Figura 3 é um fluxograma mostrando um exemplo de ope rações do aparelho de solda a ponto de agitação por fricção, de acor do com a modalidade 1.

[0016] Figura 4A é um desenho de processo mostrando esquema ticamente um exemplo de processos de solda a ponto de agitação por fricção, realizados pelo aparelho de solda a ponto de agitação por fric ção, mostrado na figura 1.

[0017] Figura 4B é um desenho de processo mostrando esquema ticamente um exemplo de processos de solda a ponto de agitação por fricção, realizados pelo aparelho de solda a ponto de agitação por fric ção, mostrado na figura 1.

[0018] Figura 4C é um desenho de processo mostrando esquema ticamente um exemplo de processos de solda a ponto de agitação por fricção, realizados pelo aparelho de solda a ponto de agitação por fric ção, mostrado na figura 1.

[0019] Figura 5 é um fluxograma mostrado um exemplo de opera ções de um aparelho de solda a ponto de agitação por fricção, de acordo com a modalidade 2.

DESCRIÇÃO DE MODALIDADES

[0020] Daqui em diante, as modalidades preferidas da presente invenção são descritas com referência aos desenhos. Nos desenhos, os mesmos componentes ou correspondentes são indicados pelos mesmos sinais de referência, e repetir as mesmas descrições é evita do abaixo. Nos desenhos, somente os componentes necessários para descrever a presente invenção podem ser mostrados, e outros com ponentes podem ser omitidos. A presente invenção não é limitada às modalidades descritas abaixo.

Modalidade 1

[0021] Um aparelho de solda a ponto de agitação por fricção, de acordo com a modalidade 1, é um aparelho de solda a ponto de agita ção por fricção de atuação dupla configurado ara unir peças de traba lho agitando partes das peças de trabalho, as peças de trabalho sendo um primeiro elemento e um segundo elemento, entre os quais é apli cado um vedante em uma parte de contato do primeiro elemento e uma parte de contato do segundo elemento, as partes de contato con tatando uma a outra. O aparelho de solda a ponto de agitação por fric ção inclui: um elemento de pino colunar; um elemento de ressalto ci líndrico, no qual o elemento de pino é inserido; um acionador de rota ção configurado para rodar o elemento de pino e o elemento de ressal to em torno do eixo que coincide com um eixo central do elemento de pino; um elemento de braçadeira cilíndrico, no qual o elemento de pino e o elemento de ressalto são inseridos; um acionador de movimento para frente/para trás configurado para mover cada um do elemento de pino, o elemento de ressalto e o elemento de braçadeira para frente e para trás ao longo do eixo; e um controlador configurado para controlar o acionador de rotação e o acionador de movimento para frente/para trás. O controlador: realiza uma operação preliminar de controlar o acionador de movimento para frente/para trás, de modo que pelo me nos um do elemento de pino e do elemento de ressalto pressiona a peça de trabalho antes que o elemento de braçadeira pressione as pe ças de trabalho; e então realiza uma operação de união de controlar o acionador de rotação e o acionador de movimento para frente/para trás, de modo que o elemento de pino e o elemento de ressalto agitem as peças de trabalho.

[0022] O termo "pressionar" aqui significa aplicar uma pressão nas peças de trabalho, a pressão sendo suficiente para comprimir o vedan- te da parte contatada das peças de trabalho. Por exemplo, o termo significa aplicar uma pressão de 1000 N a 7000 N (daqui em diante, "força de prensagem") nas peças de trabalho.

[0023] Consequentemente, o controlador pode controlar o aciona- dor e movimento para frente/para trás para colocar o elemento de pi no, o elemento de ressalto, e o elemento de braçadeira em contato com as peças de trabalho (concorrentemente), e então fazer o elemen to de pino, o elemento de ressalto e o elemento de braçadeira pressio nar as peças de trabalho nesta ordem. Alternativamente, o controlador pode controlar o acionador de movimento para frente/para trás para colocar o elemento de braçadeira em contato com as peças de traba lho, e então fazer o elemento de pino, o elemento de ressalto e o ele mento de braçadeira pressionar as peças de trabalho nesta ordem. Deve ser notado que o enunciado "colocar... em contato" significa apli car uma pressão menor que a força de prensagem nas peças de tra balho. Por exemplo, o enunciado significa aplicar uma pressão menor que 1000 N nas peças de trabalho.

[0024] No aparelho de solda a ponto de agitação por fricção, de acordo com a modalidade 1, o controlador pode controlar o acionador de movimento para frente/para trás na operação preliminar, de modo que o elemento de pino, o elemento de ressalto, e o elemento de bra çadeira pressionam as peças de trabalho nesta ordem.

[0025] Daqui em diante, um exemplo de um aparelho de solda a ponto de agitação por fricção, de acordo com a modalidade 1, é des crito em detalhe com referência aos desenhos.

Configuração do Aparelho de Solda a Ponto de Agitação por Fricção

[0026] Figura 1 é um diagrama esquemático mostrando uma con figuração esquemática do aparelho de solda a ponto de agitação por fricção, de acordo com a modalidade 1. Deve ser notado que a direção acima - abaixo na figura 1 indica a direção acima - abaixo em relação ao aparelho de solda a ponto de agitação por fricção.

[0027] Como mostrado na figura 1, um aparelho de solda a ponto de agitação por fricção 50 de acordo com a modalidade 1, inclui um elemento de pino 11, um elemento de ressalto 12, um dispositivo de fixação de ferramenta 52, um acionador de movimento para fren- te/para trás 53, um elemento de braçadeira 13, um suporte de apoio 55, um elemento de apoio 56 e um acionador de rotação 57.

[0028] O elemento de pino 11, o elemento de ressalto 12, o dispo sitivo de fixação de ferramenta 52, o acionador de movimento para frente/para trás 53, o elemento de braçadeira 13, e o acionador de ro tação 57 são fornecidos na parte superior do suporte de apoio 55, que é formado como uma pistola do tipo C (armação em formato de C). O elemento de suporte 56 é fornecido na parte inferior do suporte de apoio 55. O elemento de pino 11, o elemento de ressalto 12, e o ele mento de braçadeira 13 são montados no suporte de apoio 55 em uma posição que é oposta a uma posição onde o elemento de apoio 56 é montado no suporte de apoio 55, de modo que o elemento de pino 11, o elemento de ressalto 12, e o elemento de braçadeira 13 s voltam pa ra o elemento de apoio 56. Deve ser notado que as peças de trabalho 60 são colocadas entre o elemento de apoio 56 e os elementos de pi-no, ressalto e de braçadeira 11 a 13.

[0029] O elemento de pino 11, o elemento de ressalto 12 e o ele mento de braçadeira 13 são fixados no dispositivo de fixação de fer ramenta 52, que inclui um dispositivo de fixação de ferramenta rotativa 521 e um dispositivo de fixação de braçadeira 522. Especificamente, o elemento de pino 11 e o elemento de ressalto 12 são fixados no dispo sitivo de fixação de ferramenta rotativa 521, e o elemento de braçadei ra 13 é fixado no dispositivo de fixação de braçadeira 522. O dispositi vo de fixação de ferramenta rotativa 521 é suportado pelo dispositivo de fixação de braçadeira 522 por meio do acionador de rotação 57.

[0030] O elemento de pino 11, o elemento de ressalto 12, e o ele mento de braçadeira 13 são acionados para mover para frente e para trás na direção acima - abaixo pelo acionador de movimento para frente/para trás 53, que inclui um acionador de pino 531, um acionador de ressalto 532 e um acionador de braçadeira 533.

[0031] O elemento de pino 11 tem um formato colunar. O elemento de pino 11 é suportado pelo dispositivo de fixação de ferramenta rota tiva 521, embora não mostrado em detalhe na figura 1. O elemento de pino 11 é configurado para ser acionado pelo acionador de rotação 57 para rodar em torno de um eixo Xr (um eixo rotacional) corresponden do com o eixo central do elemento de pino 11, e acionado pelo acio- nador de pino 531 para mover para frente e para trás em uma direção de seta P1, isto é uma direção de eixo Xr (na figura 1, direção acima - abaixo). O acionador de pino 531 pode ser configurado em qualquer forma, à medida que o acionador de pino 531 é configurado para con ferir pressão de solda no elemento de pino 11. Por exemplo, um me canismo usando pressão de gás, pressão hidráulica, servomotor, ou similar, pode ser adequadamente usado como o acionador de pino 531.

[0032] O elemento de ressalto 12 tem um formato cilíndrico e inclui uma parte oca. O elemento de ressalto 12 é suportado pelo dispositivo de fixação de ferramenta rotativa 521. O elemento de pino 11 é inseri do na parte oca do elemento de ressalto 12. Em outras palavras, o elemento de ressalto 12 está disposto de maneira a circundar a super fície periférica externa do elemento de pino 11.

[0033] O elemento de ressalto 12 é configurado para ser acionado pelo acionador de rotação 57 para rodar em torno do eixo Xr comparti lhado com o elemento e pino 1, e acionado pelo acionador de ressalto 532 para mover para frente e para trás em uma direção de seta P2, isto é, a direção do eixo Xr. O acionador de ressalto 532 pode ser con figurado em qualquer forma, à medida que o acionador de ressalto 532 é configurado para conferir pressão de solda no elemento de ressalto 12. Por exemplo, um mecanismo usando pressão de gás, pressão hi dráulica, servomotor, ou similar pode ser adequadamente usado como o acionador de ressalto 532.

[0034] Como descrito acima, o elemento de pino 11 e o elemento de ressalto 12 (ferramenta rotativa) são suportados pelo mesmo dis positivo de fixação de ferramenta rotativa 521 na modalidade presente. O elemento de pino 11 e o elemento de ressalto 12 são acionados pe lo acionador de rotação 57 para rodar integralmente em torno do eixo Xr. Também, o elemento de pino 11 e o elemento de ressalto 12 são configurados para serem acionados pelo acionador de pino 531 e o acionador de ressalto 532, respectivamente, para mover para frente e para trás ao longo da direção do eixo Xr. Deve ser notado que, na mo dalidade 1, o elemento de pino 11 é móvel para frente e para trás in dependentemente, e também móvel para frente e para trás de acordo com o movimento para frente e para trás do elemento de ressalto 12. Alternativamente, o elemento de pino 11 e o elemento de ressalto 12 podem ser configurados para serem móveis para frente e para trás in-dependentemente um do outro.

[0035] Similar ao elemento de ressalto 12, o elemento de braça deira 13 tem um formato cilíndrico, inclui uma parte oca, e é fornecido de modo que o eixo central do mesmo coincide com o eixo Xr. O ele mento de ressalto 12 é inserido na parte oca do elemento de braçadei ra 13.

[0036] Isto é, o elemento de ressalto cilíndrico 12 está disposto de maneira a circundar a superfície periférica externa do elemento de pi no 11, e o elemento de braçadeira cilíndrica 13 está disposto de ma neira a circundar a superfície periférica externa do elemento de ressal to 12. Em outras palavras, o elemento de braçadeira 13, o elemento de ressalto 12, e o elemento de pino 11 formam uma estrutura encaixada, na qual estes componentes são dispostos concentricamente.

[0037] O elemento de braçadeira 13 é configurado para ser acio nado pelo acionador de braçadeira 533 para mover em uma direção da seta P3 (que coincide com as direções da seta P1 e P2). O acionador de braçadeira 522 pode ser configurado de qualquer forma, à medida que o acionador de braçadeira 533 é configurado para conferir pressão de solda no elemento de braçadeira 13. Por exemplo, um mecanismo usando pressão de gás, pressão hidráulica, servomotor, ou similar po de ser usado adequadamente como acionador de braçadeira 533.

[0038] O elemento de pino 11, o elemento de ressalto 12, e o ele mento de sujeição 13 incluem uma superfície de extremidade distal 11a, uma superfície de extremidade distal 12a, e uma superfície de extremidade distal 13a, respectivamente. O elemento de pino 11, o elemento de ressalto 12, e o elemento de braçadeira 13 são acionados pelo acionador de movimento para frente/para trás 53 para mover para frente e para trás, de modo que cada uma da superfície de extremida de distal 11a, uma superfície de extremidade distal 12a, e uma super fície de extremidade distal 13a, é colocada em contato com a superfí cie dianteira das peças de trabalho 60 e pressiona as peças de traba lho 60.

[0039] Na modalidade 1, o elemento de apoio 56 é configurado para contatar e suportar a superfície de apoio das peças de trabalho em formato de placa plana 60 por uma superfície plana (uma superfí cie de suporte 56a). A configuração do elemento de apoio 56 não é particularmente limitada, à medida que o elemento de apoio 56 é con figurado para suportar apropriadamente as peças de trabalho 60 de modo que a solda a ponto de agitação por fricção pode ser realizada nas mesmas. Por exemplo, os elementos de apoio 56 de tipos de for mato diferentes podem ser preparados separadamente, e o elemento de apoio 56 que é correntemente fixado no suporte de apoio 55 pode ser destacado do mesmo e substituído por outro elemento de apoio 56 de acordo com o tipo das peças de trabalho 60.

[0040] Deve ser notado que configurações específicas do elemen to de pino 11, o elemento de ressalto 12, o dispositivo de fixação de ferramenta 52, o acionador de movimento para frente/para trás 53, o elemento de braçadeira 13, o suporte de apoio 55, e o acionador de rotação 57 na modalidade 1 não são limitadas às configurações acima descritas. Configurações amplamente conhecidas no campo de solda de agitação por fricção podem ser adequadamente adotadas. Por exemplo, o acionador de pino 531 e o acionador de ressalto 532 po dem ser configurados usando motores, mecanismos de engrenagem, etc., conhecidos no campo de solda de agitação por fricção.

[0041] Embora uma pistola do tipo C sirva como o suporte de apoio 55 na modalidade 1, a configuração do suporte de apoio 55 não é limitado assim. O suporte de apoio 55 pode ser configurado de qual quer forma, à medida que o suporte de apoio 55 é configurado para suportar o elemento de pino 11, o elemento de ressalto 12, e o ele mento de braçadeira 13 de maneira a permitir que eles se movam para frente e para trás, e suportar o elemento de apoio 56 em tal posição que o elemento de apoio 56 se volta para o elemento de pino 11, o elemento de ressalto 12 e o elemento de braçadeira 13.

[0042] O aparelho de solda a ponto de agitação por fricção 50, de acordo com a modalidade 1, deve ser montado em um dispositivo ro- bótico de solda a ponto de agitação por fricção (não mostrado). Espe- cificamente, o suporte de apoio 55 é montado na extremidade distal de um braço do dispositivo robótico. Portanto, o suporte de apoio 55 pode ser assumido para ser incluído no dispositivo robótico de solda a ponto de agitação por fricção. A configuração específica do dispositivo robó- tico de solda a ponto de agitação por fricção incluindo o suporte de apoio 55 e o braço não é particularmente limitado. A configuração de um robô articulado ou similar conhecida no campo de solda de agita ção por fricção pode ser adequadamente adotada.

[0043] Deve ser notado que o aparelho de solda a ponto de agita ção por fricção 50 (incluindo o suporte de apoio 55) é adequadamente aplicável não somente para dispositivos robóticos de solda a ponto de agitação de fricção, mas também, por exemplo, para dispositivos de usinagem conhecidos tais como ferramentas de maquina NC, estrutu ras de C grandes e rebitadores automáticos.

[0044] O aparelho de solda a ponto de agitação por fricção 50, de acordo com a modalidade, 1 pode ser configurado de modo que dois pares ou mais de robôs são usados de modo que os componentes do aparelho de solda a ponto de agitação por fricção 50 diferentes do elemento de apoio 56 se voltam para o elemento de apoio 56. Além do mais, as peças de trabalho 60 podem ser seguradas com uma só mão se a solda a ponto de agitação por fricção com o aparelho de solda a ponto de agitação por fricção 50 pode ser realizada de modo estável nas peças de trabalho 60 seguras pela mão. Além do mais, um robô pode ser usado como um posicionador para as peças de trabalho 60.

Configuração de Controle de Aparelho de Solda a Ponto de Agitação por Fricção

[0045] A seguir, uma configuração de controle do aparelho de sol da a ponto de agitação por fricção 50, de acordo com a modalidade 1, é especificamente descrita com referência à figura 2.

[0046] Figura 2 é um diagrama de bloco mostrando esquematica- mente a configuração de controle do aparelho de solda a ponto de agi tação por fricção, mostrado na figura 1.

[0047] Como mostrado na figura 2, o aparelho de solda a ponto de agitação por fricção 50 inclui um controlador 51, um armazenamento 31, e um dispositivo de entrada 32.

[0048] O armazenamento 31 armazena vários dados em uma ma neirarecuperável. O armazenamento 31 é configurado como, por exemplo, um dispositivo de armazenamento tal como uma memória ou disco rígido conhecido. O armazenamento 31 não é necessariamente configurado como um dispositivo de armazenamento único, mas pode ser configurado como vários dispositivos de armazenamento (por exemplo, uma memória de acesso randômico e um drive de disco rígi do). Em um caso onde o controlador 51 ou similar é configurado como um microcomputador, pelo menos parte do armazenamento 31 pode ser configurada como uma memória interna do microcomputador ou como uma memória independente.

[0049] Os dados armazenados no armazenamento 31 podem ser recuperáveis por qualquer seção diferente do controlador 51. É claro, os dados podem ser escritos no armazenamento 31 pelo controlador 51 ou similar.

[0050] O dispositivo de entrada 32 permite a entrada de, por exemplo, vários parâmetros relacionados ao controle de solda a ponto de agitação por fricção ou outros dados no controlador 51. Um disposi tivo de entrada conhecido, tal como um teclado, um painel de toque, um grupo de comutadores de botão, ou similar, serve como o disposi tivo de entrada 32. Na modalidade 1, pelo menos condições de união para as peças de trabalho 60, por exemplo, espessura e dados de ma terial das peças de trabalho 60, podem ser introduzidos pelo dispositi vo de entrada 32.

[0051] O controlador 51 é configurado para controlar componen- tes (dispositivos) formando o aparelho de solda a ponto de agitação por fricção 50. Especificamente, o controlador 51 controla o acionador de pino 531, o acionador de ressalto 532, e o acionador de braçadeira 533 que formam o acionador de movimento para frente/para trás 53, e também controla o acionador de rotação 57. Através do controle pelo controlador 51, comutar entre o movimento para frente e o movimento para trás do elemento de pino 11, o elemento de ressalto 12m e o elemento de braçadeira 13 podem ser controlados, e também, a posi ção de extremidade distal, velocidade de movimento, direção de mo vimento, etc., de cada um do elemento de pino 11, do elemento de ressalto 12, e do elemento de braçadeira 13 quando estes elementos se movem para frente e para trás podem ser controlados. Além do mais, a força de prensagem de cada um do elemento de pino 11, do elemento de ressalto 12, e do elemento de braçadeira 13 quando es tes elementos se movem para frente e para trás podem ser controla dos.Além do mais, a força de prensagem de cada um do elemento de pino 11, do elemento de ressalto 12, e do elemento de braçadeira 13 ao pressionar as peças de trabalho 60 pode ser controlada. Além do mais, a velocidade de rotação de cada elemento de pino 11, do ele mento de ressalto 12, pode ser controlada.

[0052] A configuração específica do controlador 51 não é particu larmente limitada. Na modalidade 1, o controlador 51 é configurado como um microcomputador e inclui uma CPU. Através da carga e exe cução, pela CPU, de um programa de controle predeterminado arma zenado no armazenamento 31, o controlador 51 realiza operação arit mética relacionada com as operações do acionador e movimento para frente/para trás 53 e o acionador de rotação 57. Deve ser notado que o controlador 51 não é necessariamente configurado como um controla dorúnico, mas pode ser configurado como um grupo de múltiplos con troladores que operam em cooperação um com o outro para controlar o aparelho de solda a ponto de agitação por fricção 50.

[0053] No início do trabalho de unir as peças de trabalho 60, o controlador 51 controla o acionador de movimento para frente/para trás 53, de modo que o elemento de pino 1 o elemento de ressalto 12 e o elemento de braçadeira 13 pressionam as peças de trabalho 60 nesta ordem.

Método de Solda a Ponto de Agitação por Fricção (Operações de Apa relho de Solda a Ponto de Agitação por Fricção)

[0054] A seguir, as operações do aparelho de solda a ponto de agitação por fricção 50, de acordo com a modalidade 1, são especifi camente descritas com referência à figura 3, figura 4A, figura 4B e fi gura 4C. Deve ser notado eu a figura 4A, figura 4B e figura 4C mos tram um exemplo no qual: duas placas de metal 61 e 62 são usadas como peças de trabalho 60;um vedante 63 é aplicado na superfície superior da placa de metal 62 (isto é, a superfície que entra em conta to com a paca de metal 61); e então, as placas de metal 61 e 62 são dispostas uma em cima da outra e unidas por solda a ponto.

[0055] A figura 3 é um fluxograma mostrando um exemplo de operações do aparelho de solda a ponto de agitação por fricção de acordo com a modalidade 1. A figura 4A, figura 4B e figura 4C são desenhos de processos cada um mostrando esquematicamente um exemplo de processos de solda a ponto de agitação por fricção reali zados pelo aparelho de solda a ponto de agitação por fricção, mos trado na figura 1.

[0056] Deve ser notado que, na figura 4A, figura 4B e figura 4C, parte do aparelho de solda a ponto de agitação por fricção é omitida; as setas r indicam a direção de rotação do elemento de pino 11 e o elemento de ressalto 12; e as setas de bloco F indicam a direção da força aplicada nas placas de metal 61 e 62. Embora a força seja apli cada nas placas de metal 61 e 62 a partir do elemento de apoio 56, a aplicação da força não é mostrada na figura 4A, figura 4B e figura 4C em benefício de conveniência da descrição. Em adição, a fim de dis tinguir claramente o elemento de ressalto 12 do elemento de pino 11 e o elemento de braçadeira 13, o elemento de ressalto 12 é indicado por tracejado.

[0057] Em primeiro lugar, como mostrado na figura 4A, a placa de metal (segundo elemento) 62 é colocado na superfície superior do elemento de apoio 56, e o vedante 63 é aplicado na placa de metal 62. Como o vedante 63, por exemplo, ma borracha sintética (tal como uma borracha sintética à base de polissulfeto, borracha natural, borracha de silicone, ou borracha de flúor) ou uma resina (tal como resina de bor racha de tetrafluoroetileno) pode ser usada. Então, a placa de metal (primeiro elemento) 61 é colocada sobre a superfície superior da placa de metal 62 de maneira a intercalar o vedante 63 (processo (A)).

[0058] A seguir, o controlador 51 realiza uma operação preliminar. Especificamente, como mostrado na figura 3 e figura 4A, o controlador 51 aciona o acionador de movimento para frente/para trás 53, de modo que o elemento de pino 11 pressiona uma superfície dianteira 60c das peãs de trabalho 60 (a superfície superior da placa de metal 61) com a primeira força de prensagem P1 definida antecipadamente (etapa S101; Processo (B1)). A primeira força de prensagem aqui pode ser determinada arbitrariamente através de um experimento ou similar an tecipadamente. Por exemplo, a primeira força de prensagem pode ser de 2000 a 15000 N. a primeira força de prensagem é adequadamente determinada baseada no diâmetro d elemento de pino 11 e a espessu ra das peças de trabalho 60.

[0059] Como resultado, o elemento de pino 11 e o elemento de apoio 56 intercalam a placa de metal 61, o vedante 63 e a placa de metal 62. À medida que o elemento de pino 11 pressiona a superfície dianteira 60c das peças de trabalho 60, quando vistas na direção verti cal, parte do vedante 63, a parte sendo posicionada coincidindo com e na vizinhança da superfície de extremidade distal 11a do elemento de pino 11, é empurrada para fora a partir da sua posição original. Como resultado, o vedante se projeta das superfícies de borda periférica das peças de trabalho 60.

[0060] A seguir, o controlador 51 aciona o acionador de movimen to para frente/para trás 53 de modo que o elemento de ressalto 12 pressiona a superfície dianteira 60c das peças de trabalho 60 com a segunda força de prensagem determinada antecipadamente (etapa S102; processo (B2)). A segunda força de prensagem aqui pode ser determinada arbitrariamente através de um experimento ou similar an tecipadamente. Por exemplo, a segunda força de prensagem pode ser 2000 a 15000 N. A segunda força de prensagem é determinada ade quadamente baseada nos diâmetros interno e externo do elemento de ressalto 12 e a espessura das peças de trabalho 60.

[0061] Como resultado, os elementos de pino e ressalto 11 e 12 e o elemento de apoio 56, intercalam a placa de metal 61, o vedante 63, e a placa de metal 62. À medida que não somente o elemento de pino 11, mas também o elemento de ressalto 12 pressiona a superfície di anteira 60c das peças de trabalho 60, quando vista na direção vertical, parte do vedante 63, a parte sendo posicionada coincidindo com e na vizinhança da superfície de extremidade distal 12a do elemento de ressalto 12, é empurrada para fora da posição. Como resultado, o ve- dante 63 ainda se projeta a partir das superfícies de borda periférica das peças de trabalho 60.

[0062] A seguir, o controlador 51 aciona o acionador de movimen to para frente/para trás 53, de modo que o elemento d braçadeira 13 pressiona a superfície dianteira 60c das peças de trabalho 60 com a primeira força de prensagem determinada antecipadamente (etapa S103; processo (C)). A terceira força de prensagem aqui pode ser de- terminada arbitrariamente através de um experimento ou similar ante-cipadamente. Por exemplo, a terceira força de prensagem pode ser 2000 a 15000 N. A terceira força de prensagem é determinada ade quadamente baseada nos diâmetros interno e externo do elemento de braçadeira 13 e a espessura das peças de trabalho 60.

[0063] Como um resultado, os elementos de pino, de ressalto e de braçadeira 11 a 13 e o elemento de apoio 56 intercalam a placa de metal 61, o vedante 63 e a placa de metal 62. À medida que não so mente o elemento de pino 11 e o elemento de ressalto 12, mas tam bém o Elemento de braçadeira 13 pressiona a superfície dianteira 60c das peças de trabalho 60, quando vista na direção vertical, parte do vedante 63, a parte sendo posicionada coincidindo com e na vizinhan ça da superfície de extremidade distal 13a do elemento de braçadeira 13, é empurrada para fora da posição. Como resultado, o vedante 63 ainda se projeta a partir das superfícies de borda periférica das peças de trabalho 60. Deve ser notado que à medida que parte do vedante 63 está presente nas partes de borda periférica das peças de trabalho 60, as superfícies de contato de junta das peças de trabalho 60 podem ser vedadas pela parte do vedante 63.

[0064] A seguir, o controlador 51 realiza uma operação de junção (processo (D)). Especificamente, o controlador 51 aciona o acionador de rotação 57 a uma velocidade de rotação predeterminada determi nada antecipadamente, desse modo rodando o elemento de pino 11 e o elemento de ressalto 12 em um estado onde o elemento de pino 11 e o elemento de ressalto 12 estão em contato com a superfície diantei ra 60c das peças de trabalho 60 (etapa S104; processo (D1)). Neste estado, o elemento de pino 11 e o elemento de ressalto 12 nem se movem para frente nem para trás. Consequentemente, a superfície dianteira 60c das peças de trabalho 60 é "pré-aquecida"pelo elemento de pino 11 e o elemento de ressalto 12. Como um resultado, o material de metal na região contatada da placa de metal 61 gera calor devido à fricção e desse modo amolece. Consequentemente, a parte de fluxo de plástico 60a é formada na vizinhança da superfície dianteira 60c das peças de trabalho 60.

[0065] A seguir, o controlador 51 controla o acionador de movi mento para frente/para trás 53 de modo que o elemento de pino 11 ou o elemento de ressalto 12 realiza uma operação predeterminada (eta pa S105). Especificamente, o controlador 51 controla o acionador de movimento pra frente/para trás 53 de acordo com um programa de controle predeterminado armazenado no armazenamento 31.

[0066] No momento, quando a área de seção transversal da su perfície de extremidade distal do elemento de pino 11 é Ap; a área de seção transversal da superfície de extremidade distal do elemento de ressalto 12 é As; a profundidade de prensagem do elemento de pino 11 é Pp; e a profundidade de prensagem do elemento de ressalto 12 é Os, o controlador 51 de preferência controla o acionador de movimen to para frente/para trás 53 para tornar pequeno o valor absoluto de uma posição de ferramenta média Tx definida por uma equação (I) mostrada abaixo.

[0067] Mais preferivelmente, o controlador 51 controla o acionador de movimento para frente/para trás 53 de modo que a posição de fer-ramentamédia Tx = 0. Deve ser notado que o controle específico para tornar pequeno o valor absoluto da posição de ferramenta média Tx, é descrito na Literatura de Patente 1 em detalhe. Portanto, a descrição do controle é omitida aqui.

[0068] A seguir, o controlador 51 controla o acionador de pino 531 e/ou o acionador de ressalto 532 (ver figura 1) para mover o elemento de pino 11 para trás a partir da superfície dianteira 60c das peças de trabalho 60, desse modo fazendo o elemento de ressalto se mover mais para a superfície dianteira 60c das peças de trabalho 60 (isto é, pressionar o elemento de ressalto 12 na superfície dianteira 60c) (ver processo (D2) na figura 4B). Neste momento, a parte de material de metal de amolecimento se estende da placa de metal superior 61 para a placa de metal inferior 62, e assim o volume da parte de fluxo de plástico 60a aumenta. Adicionalmente, o material de metal de amole cimento na parte de fluxo de plástico 60a é empurrado para longe pelo elemento de ressalto 12, de modo que o material de metal de amole cimento flui de imediatamente abaixo do elemento de ressalto 12 para imediatamente abaixo do elemento de pino 11. Como resultado, o elemento de pino 11 é movido para trás e elevado com relação ao elemento de ressalto 12.

[0069] A seguir, o controlador 51 controla o acionador de pino 531 para mover (pressionar) o elemento de pino 11, que foi previamente movido para trás, na placa de metal 61 gradualmente. Isto faz o ele mento de ressalto 12 se mover para trás a partir da placa de metal 61 (ver processo (D3) na figura 4C). Deve ser notado que o processo (D3) não precisa ser realizado se a superfície dianteira 60c da placa de me tal 61 é formatada suficientemente pelo processo (D4), que será des crito abaixo.

[0070] Se o processo prossegue de (D2) a (D4) diretamente, então no processo (D2), o controlador 51 controla o acionador de pino 531 para mover o elemento de pino 11 para frente gradualmente. Por outro lado, se o processo prossegue de (D2) para (D4) através de (D3), en tão no processo (D3), o controlador 51 controla o acionador de pino 531 para arrastar o elemento de pino 11 para trás gradualmente. Aqui, mesmo enquanto o elemento de pino 11 ou o elemento de ressalto 12 está seno arrastado para trás, a pressão de solda em sua extremidade distal é mantida (ver setas F no processo (D2) mostrado na figura 4B e no processo (D3) mostrado na figura 4C).

[0071] Consequentemente, enquanto o elemento de ressalto 12 está sendo arrastado para trás, desde que a rotação e prensagem pelo elemento de pino 11 são mantidas, o material de metal de amoleci mento na parte de fluxo de plástico 60a flui de imediatamente abaixo do elemento de pino 11 para imediatamente abaixo do elemento de ressalto 12 e, desse modo, o recesso previamente formado como um resultado da prensagem pelo elemento de ressalto 12 é preenchido novamente.

[0072] Por outro lado, enquanto o elemento de pino 11 está sendo arrastado para trás, desde que a rotação e prensagem pelo elemento de ressalto 12 sejam mantidas, o material de metal de amolecimento na parte de fluxo de plástico 60a flui de imediatamente abaixo do ele mento de ressalto 12 para imediatamente abaixo do elemento de pino 11, e, desse modo, o recesso previamente formado como um resulta do da prensagem pelo elemento de pino 11 é preenchido novamente.

[0073] A seguir, o controlador 51 controla o acionador de movi mento para frente/para trás 53 para formar a superfície de extremidade distal 11a do elemento de pino 11 e a superfície de extremidade distal 12a do elemento de ressalto 12 substancialmente niveladas uma com a outra (ver processo (D4) na figura 4C). Desta maneira, a superfície dianteira 60c das peças de trabalho 60 é formatada, e consequente mente, uma superfície substancialmente plana sem nenhum recesso substancial é obtida.

[0074] Então o controlador 51 controla o acionador de movimento para frente/para trás 53 para remover o elemento de pino 11, o ele mento de ressalto 12 e o elemento de braçadeira 13 das peças de tra balho 60. Depois disto, o controlador 51 controla o acionador de rota ção 57 para parar o elemento de pino 11 e o elemento de ressalto 12 de rodar, desse modo terminando a série de solda a ponto de agitação por fricção (isto é, terminar a união das peças de trabalho 60) (ver pro- cesso (E) na figura 4C). Como resultado, a rotação (bem como a pren sagem), que é aplicada nas placas de metal 61 e 62 quando o elemen to de pino 11 e o elemento de ressalto 12 são colocados em contato com as peças de trabalho 60, não é mais aplicada nas placas de metal 61 e 62. Consequentemente, o fluxo de plástico na parte de fluxo de plástico 60a se estendendo através da placa de metal 61 e da placa de metal 62 para, e a parte de fluxo de plástico 60a se transforma em uma junta 60b.

[0075] Desta maneira, as duas placas de metal 61 e 62 são conec tadas (unidas) pela junta 60b. Deve ser notado que quando decorre um período predeterminado, o vedante 63 se torna endurecido, e des se modo, as superfícies de contato de junta das placas de metal 61 e 62 são vedadas.

[0076] Como descrito acima, no aparelho de solda a ponto de agi tação por fricção 50, de acordo com a modalidade 1, o elemento de pino 11, o elemento de ressalto 12, e o elemento de braçadeira 13 pressionam a superfície dianteira 60c das peças de trabalho 60 nesta ordem. Como um resultado, quando visto na direção vertical, parte do vedante 63, a parte sendo posicionada coincidindo com e na vizinhan ça das superfícies de extremidade distal do elemento de pino 11, o elemento de ressalto 12, e o elemento de braçadeira 13, é empurrada para fora. Consequentemente, quando o elemento de pino 11 e o ele mento de ressalto 12 são rodados e a parte de fluxo de plástico 60a é formada, o vedante 63 pode ser impedido de fluir para dentro (ser mis turado em) a parte de fluxo de plástico 60a, e, desse modo, a qualida-de de junta favorável pode ser realizada.

[0077] À medida que o aparelho de solda a ponto de agitação por fricção 50, de acordo com a modalidade 1, é capaz de impedir o ve- dante 63 de fluir para dentro (ser misturado em) a parte de fluxo de plástico 60a, o vedante 63 é impedido de aderir no elemento de pino 11 e/ou elemento de ressalto 12. Portanto, no caso de unir continua-mentepeças de trabalho 60, a superfície de extremidade distal do elemento de pino 11 e/ou a superfície de extremidade distal do ele mento de ressalto 12 podem ser pressionadas em cada superfície di anteira 60c das peças de trabalho 60. Além disso, o vedante 63 pode ser impedido de aderir na superfície dianteira 60c as peças de trabalho 60, e, desse modo, a qualidade de junta favorável pode ser realizada. Modalidade 2

[0078] Um aparelho de solda a ponto de agitação por fricção, de acordo com a modalidade 2, é configurado, de modo que, no aparelho de solda a ponto de agitação por fricção, de acordo com a modalidade 1, o controlador controla o acionador de movimento para frente/para trás, tal que o elemento de pino e o elemento de ressalto (concorren temente) pressionam as peças de trabalho, e, depois disto, o elemento de braçadeira pressiona as peças de trabalho.

[0079] Daqui em diante, um exemplo do aparelho de solda a ponto de agitação por fricção, de acordo com a modalidade 2, é descrito em detalhe com referência aos desenhos. Deve ser notado que à medida que a configuração fundamental do aparelho de solda a ponto de agi tação por fricção, de acordo com a modalidade 2, é a mesma que aquela do aparelho de solda a ponto de agitação por fricção, de acor do com a modalidade 1, a descrição da configuração do aparelho de solda a ponto de agitação por fricção, de acordo com a modalidade 2, é omitida aqui.

[0080] Figura 5 é um fluxograma mostrando um exemplo de ope rações do aparelho de solda a ponto de agitação por fricção de acordo com a modalidade 2.

[0081] Em primeiro lugar, similar à modalidade 1, a placa de metal 62 é colocada na superfície superior do elemento de apoio 56, e o ve- dante 63 é aplicado na placa e metal 62. Então, a placa de metal 61 é colocada sobre a superfície superior da placa de metal 62 de maneira a intercalar o vedante 63 (ver processo (A) na figura 4A).

[0082] A seguir, como mostrado na figura 5, o controlador 51 acio na o acionador de movimento para frente/pra trás 53, de modo que o elemento de pino 11 e o elemento de ressalto 12 pressionam a super fície dianteira 60c s peças de trabalho 60 (a superfície superior da pla ca de metal 61) com a quarta força de prensagem P4 determinada an tecipadamente (etapa S201). A quarta força de prensagem aqui pode ser determinada arbitrariamente através de um experimento ou similar antecipadamente, por exemplo, a quarta força de prensagem pode ser 2000 a 15000 N.

[0083] Como resultado, os elementos de pino e de ressalto 11 e 12 e o elemento de apoio 56 intercalam a placa de meta 61, o vedante 63, e a placa de metal 62. À medida que o elemento de pino 11 e o elemento de ressalto 12 pressionam a superfície dianteira 60c das pe ças de trabalho 60, quando vistas na direção vertical, parte do vedante 63, a parte sendo posicionada coincidindo com e na vizinhança da su perfície de extremidade distal 11a do elemento de pino 11 e a superfí cie de extremidade distal 12a do elemento de ressalto 12, é empurrada para fora da posição. Como resultado, o vedante 63 se projeta das su perfícies de borda periféricas das peças de trabalho 60.

[0084] A seguir, o controlador 51 aciona o acionador de movimen to para frente/para trás 53, de modo que o elemento de braçadeira 13 pressiona a superfície dianteira 60c das peças de trabalho 60 com a primeira força de prensagem determinada antecipadamente (etapa S202).

[0085] Como resultado, os elementos de pino, de ressalto, e de braçadeira 11 a 13, e o elemento de apoio 56 intercalam a placa de metal 61, o vedante 63 e a placa de metal 62. À medida que não so mente o elemento de pino 11 e o elemento de ressalto 12, mas tam bém o elemento de braçadeira 13 pressiona a superfície dianteira 60c das peças de trabalho 60, quando vistas na direção vertical, parte do vedante 63, a parte sendo posicionada coincidindo com e na vizinhan ça da superfície de extremidade distal 13a do elemento de braçadeira 13, é empurrada para fora da posição. Como resultado, o vedante 63 ainda se projeta das superfícies de borda periférica das peças de tra-balho 60.

[0086] A seguir, o controlador 51 aciona o acionador de rotação 57 a uma velocidade de rotação predeterminada, desse modo rodando o elemento de pino 11 e o elemento de ressalto 12 em um estado onde o elemento de pino 11 e o elemento de ressal12 estão em contato com a superfície dianteira 60c das peças de trabalho (etapa S203).

[0087] A seguir, o controlador 51 controla o acionador de movi mento para frente/para trás 53, de modo que o elemento de pino 11 ou elemento de ressalto 12 realiza uma operação predeterminada (etapa S204). Deve ser notado que à medida que a operação predeterminada na etapa S204 é a mesma que a operação predeterminada realizada pelo aparelho de solda a ponto de agitação por fricção 50, de acordo com a modalidade 1, uma descrição detalhada da operação predeter minadaé omitida aqui.

[0088] O aparelho de solda a ponto de agitação por fricção 50, de acordo com a modalidade 2, com a configuração acima descrita forne ce as mesmas vantagens funcionais que aquelas fornecidas pelo apa relho de solda a ponto de agitação por fricção 50, de acordo com a modalidade 1.

[0089] A partir da descrição precedente, numerosas modificações e outras modalidades da presente invenção são óbvias para uma pes soa versada na técnica. Portanto, a descrição precedente deve ser in- terpretada somente como um exemplo e é fornecida para o propósito de ensinar um modo melhor para realizar a presente invenção para uma pessoa versada na técnica. Os detalhes estruturais e/ou funcio nais podem ser substancialmente alterados sem se afastar do espírito da presente invenção. Em adição, várias invenções podem ser feitas por combinações adequadas de vários componentes descritos nas modalidades acima.

Aplicabilidade Industrial

[0090] O aparelho de solda a ponto de agitação por fricção e o mé todo de solda a ponto de agitação por fricção, de acordo com a pre sente invenção, são úteis à medida que torna possível realizar quali dade de junta favorável mesmo no caso de unir peças de trabalho com vedante aplicado. LISTA DE SINAIS DE REFERÊNCIA 11 elemento de pino 11a superfície de extremidade distal 12 elemento de ressalto 12a superfície de extremidade distal 13 elemento de braçadeira 13a superfície de extremidade distal 31 armazenamento 32 dispositivo de entrada 50 aparelho de solda a ponto de agitação por fricção 51 controlador 52 dispositivo de fixação de ferramenta 53 acionador de movimento para frente/para trás 55 suporte de apoio 56 elemento de apoio 56a superfície de suporte 57 acionador de rotação 60 peça de trabalho 60a parte de fluxo de plástico 60b junta 60c superfície dianteira 60d superfície traseira 61 placa de metal 62 placa de metal 63 vedante 521 dispositivo de fixação de ferramenta rotativa 522 dispositivo de fixação de braçadeira 531 acionador de pino 532 acionador de ressalto 533 acionador de braçadeira

Claims

1. Aparelho de solda a ponto de agitação por fricção (50) inclui uma ferramenta rotativa configurada para mover para frente e para trás ao longo de um eixo rotacional, o aparelho de solda a ponto de agitação por fricção (50) sendo adequado para pressionar uma ex tremidade distal da ferramenta rotativa em peças de trabalho (60, 61, 62), as peças de trabalho (60, 61, 62) sendo um primeiro elemento (61) e um segundo elemento (62) que são dispostos um sobre o outro, e entre os quais é aplicado um vedante (63) em uma parte de contato do primeiro elemento (61) e uma parte de contato do segundo elemen to (62), as partes de contato contatando uma à outra; e para rodar uma parte de contato da ferramenta rotativa, a parte de contato contatando as peças de trabalho (60, 61, 62), de modo que as peças de trabalho (60, 61, 62) sejam amolecidas por calor friccional e agitadas para se-rem unidas, o aparelho de solda a ponto de agitação por fricção (50) compreendendo: um elemento de pino (11) colunar; um elemento de ressalto (12) cilíndrico, no qual o elemento de pino (11) é inserido; um acionador de rotação (57) configurado para rodar o elemento de pino (11) e o elemento de ressalto (12) em torno do eixo que coincide com um eixo central do elemento de pino (11); um elemento de braçadeira (13) cilíndrico, no qual o ele mento de pino (11) e o elemento de ressalto (12) são inseridos; um acionador de movimento para frente/para trás (53) con figurado para mover cada um do elemento de pino (11), o elemento de ressalto (12) e o elemento de braçadeira (13) para frente e para trás ao longo do eixo; e um controlador (51), em que o aparelho de solda a ponto de agitação por fricção é caracterizado pelo fato de que o controlador (51) é configurado para realizar uma operação preliminar de controlar o acionador de movimento para frente/para trás (53), de modo que pelo menos um do elemento de pino (11) e do elemento de ressalto (12) pressione a peça de trabalho (60, 61, 62) antes que o elemento de braçadeira (13) pressione as peças de trabalho (60, 61, 62); e então para realizar uma operação de agitação de controlar o acionador de rotação (57) e o acionador de movimento para frente/para trás (53), de modo que o elemento de pino (11) e o elemento de ressalto (12) agitem as peças de trabalho (60, 61, 62).

2. Aparelho de solda a ponto de agitação por fricção (50), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o controlador (51) é configurado para controlar o acionador de movimento para frente/para trás (53) na operação preliminar, de modo que o elemento de pino (11), o elemento de ressalto (12), e o elemento de braçadeira (13) pressionem as peças de trabalho nesta ordem.

3. Método de solda a ponto de agitação por fricção, incluin do o uso de uma ferramenta rotativa configurada para mover para fren te e para trás ao longo de um eixo rotacional, o método incluindo: pressionar uma extremidade distal (11a, 12a) da ferramenta rotativa em peças de trabalho (60, 61, 62), as peças de trabalho (60, 61, 62) sendo um primeiro elemento (61) e um segundo elemento (62), que são dispostos um sobre o outro, e entre os quais é aplicado um vedan- te (63) em uma parte de contato do primeiro elemento (61) e uma par te de contato do segundo elemento (62), as partes de contato conta-tando uma com a outra; e rodar uma parte de contato da ferramenta rotativa, a parte de contato contatando as peças de trabalho (60, 61, 62), de modo que as peças de trabalho (60, 61, 62) sejam amolecidas por calor friccional e agitado para serem unidas, o método de solda a ponto de agitação por fricção sendo caracterizado pelo fato de que compreende as etapas de: (A) aplicar o vedante (63) em pelo menos um do primeiro elemento (61) e o segundo elemento (62) e colocar o primeiro elemen to (61) e o segundo elemento (62) em contato um com o outro, de mo do que o vedante (63) seja intercalado entre o primeiro elemento (61) e o segundo elemento (62); (B) pressionar as peças de trabalho (60, 61, 62) por pelo menos um elemento de pino (11) colunar e um elemento de ressalto (12) cilíndrico, o elemento de pino (11) sendo inserido no elemento de ressalto (12); (C) pressionar as peças de trabalho por um elemento de braçadeira (13) cilíndrico em que o elemento de pino (11) e o elemento de ressalto (12) são inseridos; e (D) agitar as peças de trabalho pelo elemento de pino (11) e o elemento de ressalto (12), em que a etapa (A), a etapa (B), a etapa (C) e a etapa (D) são realizadas nesta ordem.

4. Método de solda a ponto de agitação por fricção, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que a etapa (B) inclui as etapas de: (B1) pressionar as peças de trabalho (60, 61, 62) pelo ele mento de pino (11); e (B2) pressionar as peças de trabalho (60, 61, 62) pelo ele mento de ressalto (12) depois da etapa (B1).