CN107107257B - 摩擦搅拌接合装置 - Google Patents

Abstract

本公开将具备探头和固定式轴肩的摩擦搅拌接合用具(3a、3b)配置在第一工件(W1)和第二工件(W2)之间的角落部(c1、c2)。接合装置本体(2)在框架(10)具备使对各摩擦搅拌接合用具(3a、3b)进行保持的主轴单元(7a、7b)进行与探头的旋转轴正交的方向的移动的轴正交方向移动单元(11、13)、以及使其进行与探头的旋转轴平行的方向的移动的轴方向移动单元(12、14)。

Description

摩擦搅拌接合装置

技术领域

本公开涉及用于应接合的工件彼此的角落部的接合的摩擦搅拌接合装置。

本申请基于在日本于2015年1月9日申请的日本特愿2015-2999号来主张优先权，并将其内容援引于此。

背景技术

作为用于摩擦搅拌接合装置的摩擦搅拌接合用具(摩擦搅拌接合用工具)，已知以下形式：具备与探头(probe)一体地旋转的旋转式轴肩(shoulder)的形式、和具备旋转的探头和非旋转的固定式轴肩的形式。

作为具备固定式轴肩的摩擦搅拌接合用具，已知为了将应接合的工件彼此的角落部(内转角部)摩擦搅拌接合，固定式轴肩具备与形成角落部的两个工件表面抵接的面的形状。

而且，作为利用如前所述的角落部接合用的摩擦搅拌接合用具的摩擦搅拌接合装置，一直以来提案有对通过水平的工件(水平部件)和竖立设置在其上的工件(竖立设置部件)的对顶而形成的两个角落部，利用一对摩擦搅拌接合用具，从竖立设置的工件的两侧进行摩擦搅拌接合的装置(例如，参照专利文献1)。

该摩擦搅拌接合装置具备推压机构，推压机构用于使推压载荷作用于各摩擦搅拌接合用具。该推压机构是具备上下方向的移动构件和左右方向的移动构件的构成。另外，推压机构为了使作用于摩擦搅拌接合用具的推压载荷的向量方向和为搅拌轴的探头的轴心方向为相同方向，进行上下方向的移动构件和左右方向的移动构件双方的输出的控制。

另外，一直以来还提案有在进行利用具备固定式轴肩的摩擦搅拌接合用具进行的角落部的摩擦搅拌接合时，加入焊接填充料，以在接合之后的角落部形成R(由累积形成的填角(fillet))的称为AdStird的手法(例如，参照非专利文献1)。

另外，在利用具备旋转式轴肩的形式的摩擦搅拌接合用具的摩擦搅拌接合中，能够使得在工件中的旋转式轴肩所接触的部位产生摩擦热量。

相对于此，在利用具备固定式轴肩的形式的摩擦搅拌接合用具的摩擦搅拌接合中，由于在工件中的固定式轴肩所接触的部位不产生摩擦热量，故需要仅通过旋转的探头来在工件产生摩擦热量。

因此，在使用具备固定式轴肩的形式的摩擦搅拌接合用具的情况下，作用于摩擦搅拌接合用具的推压载荷(推压力)的控制是重要的。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2013-166159号公报。

非专利文献

非专利文献1：福田哲夫、角张隆男，“TWIの最新FSWプロセス開発状況とパテント情報”，《焊接技术》，产报出版株式会社，2011年6月，59卷，6号，p.57-60。

发明内容

发明要解决的课题

另外，在进行工件彼此的角落部的摩擦搅拌接合时，例如，存在因为各工件的制作精度的误差、各工件的翘曲等形状误差，在角落部的位置产生偏移的情况。在产生了此种角落部的位置偏移的情况下，谋求以跟随角落部位置变化的方式调整摩擦搅拌接合用具的位置。

在专利文献1所示的摩擦搅拌接合装置中，需要通过上下方向的移动构件和左右方向的移动构件来进行基于推压机构的各摩擦搅拌接合用具的位置的调整。但是，对上下方向的移动构件和左右方向的移动构件，在摩擦搅拌接合的施工中，进行用于使作用于摩擦搅拌接合用具的推压载荷的向量方向和为搅拌轴的探头的轴心方向为相同方向的输出控制。

因此，在专利文献1所示的摩擦搅拌接合装置中，在同时进行跟随各角落部位置变化的各摩擦搅拌接合用具的位置调整、以及相对于角落部的摩擦搅拌接合用具的推压载荷的向量方向的控制时，难以提高推压载荷的控制性。

此外，在非专利文献1中，未示出提高摩擦搅拌接合用具的推压载荷的控制性的考虑。

因此，本公开提供一种摩擦搅拌接合装置，其在利用具备固定式轴肩的一对摩擦搅拌接合用具进行工件彼此的两个角落部的摩擦搅拌接合的情况下，能够提高作用于各摩擦搅拌接合用具的推压载荷的控制性。

用于解决问题的方案

本公开的第一方式是一种摩擦搅拌接合装置，其具备：工件保持部，其对第一工件和相对于所述第一工件的面在构成相交的角度那样的姿势下使端缘相接地配置的第二工件进行保持；以及接合装置本体，其沿由被所述工件保持部保持的所述第一工件和所述第二工件形成的角落部所延伸的方向相对移动，所述接合装置本体具备：摩擦搅拌接合用具，其具备固定式轴肩和能够旋转驱动的探头并配置在隔着所述第二工件的两侧的所述角落部，所述固定式轴肩具备与形成所述角落部的两个工件接触的工件接触面；主轴单元，其旋转驱动所述各摩擦搅拌接合用具的所述各探头；轴方向移动单元，其使所述各主轴单元在相对于所述接合装置本体相对所述工件的相对移动方向垂直的面内，在沿着所述探头的旋转轴的方向上移动；以及轴正交方向移动单元，其使所述各主轴单元在相对于所述相对移动方向垂直的面内在与所述探头的旋转轴正交的方向上移动。

发明效果

根据本公开的摩擦搅拌接合装置，在利用具备固定式轴肩的一对摩擦搅拌接合用具进行沿着工件彼此的两个角落部的摩擦搅拌接合的情况下，能够提高作用于各摩擦搅拌接合用具的推压载荷的控制性。

附图说明

图1是示出摩擦搅拌接合装置的第一实施方式的概要侧面图；

图2是第一实施方式的概要平面图；

图3是图1的A-A方向向视图；

图4A是将第一实施方式中的摩擦搅拌接合用具的部分放大示出的平面图；

图4B是将第一实施方式中的摩擦搅拌接合用具的部分放大示出的，图4A的B-B方向向视图；

图5是从摩擦搅拌接合的进行方向的前方看第一实施方式中的接合装置本体的放大图；

图6是示出接合装置本体的轴正交方向移动单元的部分剖开图；

图7是图6的C-C方向向视图；

图8是示出接合装置本体的轴方向移动单元的部分剖开图；

图9是图8的D-D方向向视图；

图10是示出第一实施方式中的工件保持部的概要平面图；

图11A是将工件保持部的工件台放大示出的平面图；

图11B是将工件保持部的工件台放大示出的侧面图；

图12是将工件保持部的工件夹具单元放大示出的侧面图；

图13是图12的E-E方向向视图；

图14是示出第一实施方式中的控制系统的概要的框图；

图15是示出摩擦搅拌接合装置的第二实施方式的，从摩擦搅拌接合进行方向的一侧看摩擦搅拌接合用具的部分的图；

图16A是示出摩擦搅拌接合装置的第三实施方式的，将摩擦搅拌接合用具的部分放大示出的平面图；

图16B是示出摩擦搅拌接合装置的第三实施方式的，图16A的F-F方向向视图。

具体实施方式

参照附图说明本公开的摩擦搅拌接合装置。

[第一实施方式]

图1是示出摩擦搅拌接合装置的第一实施方式的概要侧面图。图2是图1的概要平面图，图3是图1的A-A方向向视图。图4A以及图4B是将摩擦搅拌接合用具的部分放大示出的图，图4A是平面图，图4B是图4A的B-B方向向视图。图5是从摩擦搅拌接合的进行方向的前方看接合装置本体的放大图。图6是示出接合装置本体的轴正交方向移动单元的部分剖开图。图7是图6的C-C方向向视图。图8是示出接合装置本体的轴方向移动单元的部分剖开图。图9是图8的D-D方向向视图。图10是示出第一实施方式中的工件保持部的概要平面图。图11A以及图11B是将工件保持部的工件台放大示出的图，图11A是平面图，图11B是侧面图。图12是将工件保持部的工件夹具单元放大示出的侧面图。图13是图12的E-E方向向视图。图14是示出第一实施方式中的控制系统的概要的框图。

本实施方式的摩擦搅拌接合装置如图4B所示，将通过第一工件W1、以及相对于第一工件W1的面P1在以既定的角度交叉的姿势下将端缘对顶的第二工件W2形成的两个角落部(内转角部)c1、c2作为摩擦搅拌接合的对象。在本实施方式中，作为一例，对第一工件W1的面P1水平地配置，第二工件W2在铅垂的姿势下相对于第一工件W1的面P1从上方对顶的情况进行说明。

此外，为了方便说明，设定三维正交坐标系来说明方向、姿势，该三维正交坐标系将为角落部c1、c2的延伸方向的摩擦搅拌接合的进行方向作为x轴方向，将在与x轴方向垂直的平面内与第一工件W1的面P1平行的方向作为y轴方向，将与x轴方向以及y轴方向双方正交的方向作为z轴方向。在本实施方式中，由于沿着第一工件W1的面P1的xy平面为水平面，故z轴方向为铅垂方向，第二工件W2沿着为铅垂面的xz平面配置。

在本说明书中，xy平面示出沿着x轴方向和y轴方向的平面，xz平面示出沿着x轴方向和z轴方向的平面，yz平面示出沿着y轴方向和z轴方向的平面，不意味着特别规定位置的平面。

本实施方式的摩擦搅拌接合装置如图1至图3所示，是具备对第一工件W1和第二工件W2在使它们如前述地对顶的状态下进行保持的工件保持部1、以及接合装置本体2，而且，由工件保持部1保持的各工件W1、W2和接合装置本体2能够沿x轴方向相对移动的构成。

接合装置本体2如图4A以及图4B所示，具备在两个角落部c1、c2之中，用于第二工件W2的一个侧面P2a侧的角落部c1的接合的第一摩擦搅拌接合用具3a、以及用于另一个侧面P2b侧的角落部c2的接合的第二摩擦搅拌接合用具3b。

第一摩擦搅拌接合用具3a是具备能够旋转驱动的探头4a、以及在探头4a基端侧的外周配置的固定式轴肩5a的构成。探头4a优选地配置为轴心方向在yz平面内构成与角落部c1的角度的平分线平行的角度那样的姿势。在本实施方式中，由于角落部c1为直角，故探头4a的轴心方向配置为在yz平面内构成从沿着第二工件W2的z轴方向(铅垂方向)向一个侧面P2a侧倾斜45度的斜向下的角度那样的姿势。固定式轴肩5a的靠近探头4a顶端地配置的端部是具备两个工件接触面6a的山形(V字形状)，这两个工件接触面6a与形成角落部c1的第一工件W1的面P1和第二工件W2的侧面P2a接触。

第一摩擦搅拌接合用具3a如图5所示，在安装于第一主轴单元7a的顶端侧的状态下使用，第一主轴单元7a具备探头4a的旋转驱动构件8a。

第二摩擦搅拌接合用具3b如图4A以及图4B所示，是具备能够旋转驱动的探头4b、以及在探头4b基端侧的外周配置的固定式轴肩5b的构成。探头4b优选地配置为轴心方向在yz平面内构成与角落部c2的角度的平分线平行的角度那样的姿势。在本实施方式中，由于角落部c2为直角，故探头4b的轴心方向配置为在yz平面内构成从沿着第二工件W2的z轴方向(铅垂方向)向另一个侧面P2b侧倾斜45度的斜向下的角度那样的姿势。固定式轴肩5b的靠近探头4b顶端地配置的端部是具备两个工件接触面6b的山形(V字形状)，这两个工件接触面6b与形成角落部c2的第一工件W1的面P1和第二工件W2的侧面P2b接触。

第二摩擦搅拌接合用具3b如图5所示，在安装于第二主轴单元7b的顶端侧的状态下使用，第二主轴单元7b具备探头4b的旋转驱动构件8b。

在本实施方式中，如图4A所示，第一摩擦搅拌接合用具3a和第二摩擦搅拌接合用具3b的固定式轴肩5a、5b彼此、以及探头4a、4b彼此隔着第二工件W2配置在x轴方向的相同位置。

另外，第一摩擦搅拌接合用具3a和第二摩擦搅拌接合用具3b如图4B所示，以当在第二工件W2的两面侧同时进行角落部c1和角落部c2的摩擦搅拌接合时，对没入各角落部c1、c2的探头4a、4b彼此、以及基于各探头4a、4b的各角落部c1、c2的搅拌区域s1、s2彼此没有产生干涉的风险的方式，设定探头4a、4b从固定式轴肩5a、5b的突出量。

由此，在第一工件W1和第二工件W2中，作为基于各探头4a、4b的搅拌区域s1、s2彼此不相互干涉的部分搅拌接合来进行通过各摩擦搅拌接合用具3a、3b进行的各角落部c1、c2的摩擦搅拌接合。因此，在接合之后的第一工件W1和第二工件W2中，在通过搅拌区域s1、s2处的搅拌而接合的部分彼此之间，相互的抵接面残留一部分。

另外，根据各摩擦搅拌接合用具3a、3b的所述配置，相对于第一摩擦搅拌接合用具3a使朝角落部c1的推压载荷作用的位置、以及相对于第二摩擦搅拌接合用具3b使朝角落部c2的推压载荷作用的位置是x轴方向的相同位置，即，在之间隔着第二工件W2位于相同的yz平面内。因此，不会因各推压载荷而在各工件W1、W2、后述工件保持部1的工件台59在xy平面内产生旋转力矩。

接合装置本体2如图1、图2所示，具备以沿y轴方向跨过工件保持部1的方式配置的门形的框架10。在框架10的y轴方向的一端侧，如图2、图3、图5所示，经由第一轴正交方向移动单元11以及第一轴方向移动单元12安装有第一主轴单元7a。在框架10的y轴方向的另一端侧，经由第二轴正交方向移动单元13以及第二轴方向移动单元14安装有第二主轴单元7b。

第一轴正交方向移动单元11如图5、图6、图7所示，使第一主轴单元7a沿在yz平面内相对于沿着探头4a(参照图4A、图4B)的轴心方向的方向(以下，称为p轴方向)正交的方向(以下，称为q轴方向)移动。

因此，第一轴正交方向移动单元11是具备以下部分的构成：基板15，其安装于框架10；导轨16，其以沿q轴方向延伸的方式设于基板15；移动台18，其经由导块17滑动自如地安装于导轨16；以及滚珠丝杠机构19，其作为使移动台18沿导轨16的较长方向移动的q轴方向的直线运动机构。

滚珠丝杠机构19是具备伺服马达20、连结于其输出侧的丝杠轴21、以及安装于丝杠轴21的螺母部件22的构成。

而且，滚珠丝杠机构19在丝杠轴21与导轨16平行地延伸的姿势下设置于基板15的表面，螺母部件22经由负载传感器(load cell)23和安装部件24安装于移动台18。

采用以上构成的第一轴正交方向移动单元11通过利用伺服马达20的驱动力旋转驱动丝杠轴21，能够使移动台18与螺母部件22一起沿导轨16在q轴方向上移动。

另外，在第一轴正交方向移动单元11中，在使伺服马达20的驱动力停止的状态下，移动台18能够沿导轨16无控制地移动。

而且，在第一轴正交方向移动单元11，作为对移动台18的自重以及作用于移动台18的重量的沿着导轨16的方向的分量进行支撑的机械性重力补偿机构(也称为自重补偿机构、重量补偿机构)，例如，设有沿q轴方向配置的气体弹簧25。

气体弹簧25的一端侧安装于基板15侧的固定部位，另一端侧安装于移动台18。作用于移动台18的重量是指螺母部件22、负载传感器23、安装部件24、第一轴方向移动单元12以及第一主轴单元7a的重量。

第一轴方向移动单元12如图5、图8、图9所示，使第一主轴单元7a沿p轴方向移动。

因此，第一轴方向移动单元12是具备以下部分的构成：基板26，其安装于第一轴正交方向移动单元11的移动台18；导轨27，其以沿p轴方向延伸的方式设于基板26；移动台29，其经由导块28滑动自如地安装于导轨27；以及滚珠丝杠机构30，其作为使移动台29沿导轨27的较长方向移动的p轴方向的直线运动机构。

滚珠丝杠机构30是具备伺服马达31、连结于其输出侧的减速机32、连结于减速机32输出侧的丝杠轴33、以及安装于丝杠轴33的螺母部件34的构成。

而且，滚珠丝杠机构30在丝杠轴33与导轨27平行地延伸的姿势下设置于基板26的表面，螺母部件34经由负载传感器35和安装部件36安装于移动台29。

采用以上构成的第一轴方向移动单元12通过利用伺服马达31的驱动力经由减速机32旋转驱动丝杠轴32，能够使移动台29与螺母部件34一起沿导轨27在p轴方向上移动。

在移动台29，如图5所示，安装有第一主轴单元7a。

第二轴正交方向移动单元13如图5、图6所示，使第二主轴单元7b沿在yz平面内相对于沿着探头4b(参照图4A、图4B)的轴心方向的方向(以下，称为r轴方向)正交的方向(以下，称为s轴方向)移动。

因此，第二轴正交方向移动单元13是具备以下部分的构成：基板37，其安装于框架10；导轨38，其以沿s轴方向延伸的方式设于基板37；移动台40，其经由导块39滑动自如地安装于导轨38；以及滚珠丝杠机构41，其作为使移动台40沿导轨38的较长方向移动的s轴方向的直线运动机构。

滚珠丝杠机构41是具备伺服马达42、连结于其输出侧的丝杠轴43、以及安装于丝杠轴43的螺母部件44的构成。

而且，滚珠丝杠机构41在丝杠轴43与导轨38平行地延伸的姿势下设置于基板37的表面，螺母部件44经由负载传感器45和安装部件46安装于移动台40。

采用以上构成的第二轴正交方向移动单元13通过利用伺服马达42的驱动力旋转驱动丝杠轴43，能够使移动台40与螺母部件44一起沿导轨38在s轴方向上移动。

另外，在第二轴正交方向移动单元13中，在使伺服马达42的驱动力停止的状态下，移动台40能够沿导轨38无控制地移动。

而且，在第二轴正交方向移动单元13，作为对移动台40的自重以及作用于移动台40的重量的沿着导轨38的方向的分量进行支撑的机械性重力补偿机构，例如，设有沿s轴方向配置的气体弹簧47。

气体弹簧47的一端侧安装于基板37侧的固定部位，另一端侧安装于移动台40。作用于移动台40的重量是指螺母部件44、负载传感器45、安装部件46、第二轴方向移动单元14以及第二主轴单元7b的重量。

第二轴方向移动单元14如图5、图8所示，使第二主轴单元7b沿r轴方向移动。

因此，第二轴方向移动单元14是具备以下部分的构成：基板48，其安装于第二轴正交方向移动单元13的移动台40；导轨49，其以沿r轴方向延伸的方式设于基板48；移动台51，其经由导块50滑动自如地安装于导轨49；以及滚珠丝杠机构52，其作为使移动台51沿导轨49的较长方向移动的r轴方向的直线运动机构。

滚珠丝杠机构52是具备伺服马达53、连结于其输出侧的减速机54、连结于减速机54输出侧的丝杠轴55、以及安装于丝杠轴55的螺母部件56的构成。

而且，滚珠丝杠机构52在丝杠轴55与导轨49平行地延伸的姿势下设置于基板48的表面，螺母部件56经由负载传感器57和安装部件58安装于移动台51。

采用以上构成的第二轴方向移动单元14通过利用伺服马达53的驱动力经由减速机54旋转驱动丝杠轴55，能够使移动台51与螺母部件56一起沿导轨49在r轴方向上移动。

在移动台51，如图5所示，安装有第二主轴单元7b。

在接合装置本体2中，在安装于第一主轴单元7a的第一摩擦搅拌接合用具3a的与q轴方向相关的位置的调整和力的控制通过第一轴正交方向移动单元11来进行。另外，第一摩擦搅拌接合用具3a中的与p轴方向相关的位置的调整和力的控制通过第一轴方向移动单元12来进行。

同样地，安装于第二主轴单元7b的第二摩擦搅拌接合用具3b的与s轴方向相关的位置的调整和力的控制通过第二轴正交方向移动单元13来进行。另外，第二摩擦搅拌接合用具3b的与沿着r轴方向的方向相关的位置的调整和力的控制通过第二轴方向移动单元14来进行。

因此，在接合装置本体2中，由于第一摩擦搅拌接合用具3a相对于角落部c1的推压载荷沿p轴方向作用，故其控制能够基于负载传感器35的检测结果，仅通过第一轴方向移动单元12的输出的控制来实施。另一方面，第一摩擦搅拌接合用具3a的q轴方向的位置调整能够在不干预推压载荷的控制的情况下通过第一轴正交方向移动单元11来实施。

同样，在接合装置本体2中，由于第二摩擦搅拌接合用具3b相对于角落部c2的推压载荷沿r轴方向作用，故其控制能够基于负载传感器57的检测结果，仅通过第二轴方向移动单元14的输出的控制来实施。另一方面，第二摩擦搅拌接合用具3b的s轴方向的位置调整能够在不干预推压载荷的控制的情况下通过第二轴正交方向移动单元13来实施。

工件保持部1如图1至图3、图5所示，是具备以下部分的构成：配置并保持第一工件W1和第二工件W2的工件台59；通过架台9中的框架10的内侧部位，沿x轴方向引导工件台59的引导构件60；以及使工件台59沿x轴方向移动的驱动构件61。

而且，在工件保持部1，在实施通过接合装置本体2进行的摩擦搅拌接合的部位附近，设有工件夹具单元62，工件夹具单元62用于保持与工件台59一同移动的第一工件W1和第二工件W2彼此的相对位置。

如图11A以及图11B所示，工件台59的x轴方向的长度比第一工件W1以及第二工件W2长。

在工件台59的表面，如图5、图11A所示，在配置第一工件W1的区域63的y轴方向的一侧，设有用于突抵第一工件W1的y轴方向的一端部的阶梯差部64。在区域63的y轴方向的另一侧，y轴方向夹具65和z轴方向夹具66沿x轴方向以某间隔交替排列地设置。

y轴方向夹具65将第一工件W1沿y轴方向夹在并固定在与阶梯部差64之间。z轴方向夹具66将第一工件W1的y轴方向另一端缘部沿z轴方向夹在并固定在与工件台59的表面之间。

在工件台59的x轴方向的两端侧的表面，设有端部压紧部件67a、67b，端部压紧部件67a、67b用于突抵第一工件W1和第二工件W2的x轴方向两端部以防止x轴方向的位移。

各端部压紧部件67a、67b例如是具备与第二工件W2同样的厚度的纵板部69以与第二工件W2相对于第一工件W1的对顶角度同样的角度对具备与第一工件W1同样的厚度的横板部68对顶并一体化的构成。在本实施方式中，各端部压紧部件67a、67b是纵板部69以垂直的配置对横板部68对顶并一体化的倒T字形的构造。

在各端部压紧部件67a、67b中，在横板部68以及纵板部69一同沿着x轴方向的姿势下，横板部68安装于工件台59的表面。

在各纵板部69，设有用于从y轴方向的两侧夹住并保持第二工件W2的x轴方向的端缘的保持件70。

此外，配置在摩擦搅拌接合的实施时使工件台59行进的方向的前端侧，即，各角落部c1、c2中的摩擦搅拌接合的开始端侧(在图11A、图11B中为右侧)的一个端部压紧部件67a优选为能够沿x轴方向变更相对于工件台59的安装位置。如此，在为摩擦搅拌接合的对象的第一工件W1以及第二工件W2的x轴方向的尺寸变化的情况下，通过变更一个端部压紧部件67a相对于工件台59的安装位置，能够使第一工件W1和第二工件W2的两端部突抵于端部压紧部件67a、67b地配置。因此，关于工件台59，在进行x轴方向的尺寸不同的第一工件W1以及第二工件W2的摩擦搅拌接合的情况下，能够使用共通的工件台。

在工件台59的背面处的y轴方向的两端侧，遍及全长设有沿x轴方向延伸的齿条71。

在架台9，如图10中以两点划线示出的那样，在y轴方向的中央部，设定有用于使工件台59沿x轴方向移动的台移动路径72。

引导构件60是具备以下部分的构成：沿台移动路径72配置的底部引导辊73、侧部引导辊74、以及顶部引导辊75。

底部引导辊73如图3所示，在与各齿条71不干涉的位置处支承沿台移动路径72(参照图10)在x轴方向上移动的工件台59的背面。底部引导辊73如图10所示，在架台9表面的沿着台移动路径72的区域的内侧，沿x轴方向以及y轴方向，例如以交错配置设有多个。而且，优选地，底部引导辊73的排列密度在x轴方向上配置有第一主轴单元7a以及第二主轴单元7b的部位处比其他部分大。这是为了在进行由工件台59保持的第一工件W1和第二工件W2的各角落部c1、c2的摩擦搅拌接合时，利用更多的底部引导辊73来支承各摩擦搅拌接合用具3a、3b(参照图4A以及图4B)被推压于各角落部c1、c2的载荷的z轴方向的分量。

侧部引导辊74如图2、图3所示，用于支承沿台移动路径72(参照图10)在x轴方向上移动的工件台59的y轴方向的两侧面。侧部引导辊74如图10所示，在x轴方向上以某间隔排列设置于台移动路径72的y轴方向的两侧位置。

顶部引导辊75如图2、图3所示，抵接于沿台移动路径72(参照图10)在x轴方向上移动的工件台59的y轴方向的两侧缘部。顶部引导辊75如图10所示，在台移动路径72的y轴方向的两侧位置，且x轴方向上隔着配置有第一主轴单元7a以及第二主轴单元7b的部位(参照图2)的两侧位置，在x轴方向上隔开某间隔设为各两个的组。如此以各两个的组设置顶部引导辊75是为了更为可靠地防止工件台59向z轴方向的倾斜。此外，顶部引导辊75当然还可以以各两个的组以外的配置设置。

由此，在引导构件60中，通过各底部引导辊73、各侧部引导辊74、各顶部引导辊75，能够约束工件台59向z轴方向、以及y轴方向的位移，并且引导工件台59向x轴方向的移动。

此外，作为引导构件60，在台移动路径72的y轴方向的一侧设置的侧部引导辊74和顶部引导辊75的位置固定，另外在台移动路径72的y轴方向的另一侧设置的侧部引导辊74和顶部引导辊75能够调整其y轴方向的设置位置。这是为了与实际使用的工件台59的尺寸配合地配置各侧部引导辊74和各顶部引导辊75。

驱动构件61如图1至图3、图10所示，在架台9的为台移动路径72(参照图10)的下方的部位，具备能够与工件台59的各齿条71啮合的一对小齿轮76。各小齿轮76如图1所示，优选地配置在x轴方向上的配置有第一主轴单元7a以及第二主轴单元7b的部位附近。这是为了使得能够在进行摩擦搅拌接合的部位附近对工件台59赋予x轴方向的驱动力。

各小齿轮76通过由轴承77支撑的y轴方向的旋转轴78而连结(参照图10)。旋转轴78的一端侧连结于在架台9内部设置的减速机79的输出侧，伺服马达等驱动马达80连接于减速机79。

在采用以上构成的驱动构件61中，若通过驱动马达80经由减速机79旋转驱动小齿轮76，则工件台59与啮合于小齿轮76的齿条71一体地沿台移动路径72一边由引导构件60引导一边沿x轴方向移动。而且，通过切换驱动马达80的正转和反转，能够使工件台59沿x轴方向往复移动。

工件夹具单元62如图12、图13所示，具备框架81，框架81相对于图1、图2所示的第一主轴单元7a以及第二主轴单元7b配置在与框架10为相反侧的x轴方向另一端侧。

框架81如图13所示，具备以沿y轴方向跨过台移动路径72的方式配置的门形部82，如图12所示，在门形部82的x轴方向的一个端面侧设有突出部83。该突出部83如图2所示，为能够插入并配置于在第一主轴单元7a与第二主轴单元7b之间的空间的形状。

框架81的门形部82的y轴方向两端侧由在架台9的y轴方向的靠近两端的部位沿x轴方向设置的一对导轨84经由导块85以能够滑动的方式支撑。由此，框架81能够沿着导轨84，在以下配置之间移动：成为如图2中以实线示出的那样，突出部83插入第一主轴单元7a和第二主轴单元7b之间的空间的状态的配置、和成为如图2中以两点划线示出的那样，突出部83从第一主轴单元7a以及第二主轴单元7b离开的状态的配置。

而且，虽然未图示，但在框架81与架台9之间具备框架固定构件，框架固定构件用于将框架81在图2中以实线示出的配置下以能够解除的方式固定位置。

在门形部82的内侧，如图12、图13所示，在z轴方向的两个部位，设有为了与第二工件W2的两侧面P2a、P2b(参照图4A以及图4B)接触而沿y轴方向相向配置的一对侧部夹具辊86a、86b、以及一对侧部夹具辊86c、86d。

在一对侧部夹具辊86a、86b、以及一对侧部夹具辊86c、86d中，例如，配置在y轴方向一侧的各侧部夹具辊86a、86c固定于门形部82。另一方面，配置在y轴方向另一侧的各侧部夹具辊86b、86d经由液压缸87安装于门形部82，液压缸87作为沿y轴方向配置的推压构件。由此，在一对侧部夹具辊86a、86b、以及一对侧部夹具辊86c、86d中，通过在第二工件W2配置在之间的状态下使液压缸87进行伸长动作，相对于第二工件W2的两侧面P2a、P2b，从两侧推顶侧部夹具辊86a、86c、以及侧部夹具辊86b、86d。因此，第二工件W2的y轴方向位置得到保持。

而且，在门形部82的内侧，在与架台9背离的端部侧，设有顶部夹具辊88a，顶部夹具辊88a用于推抵于第二工件W2的与第一工件W1侧为相反侧的端部。顶部夹具辊88a经由作为推压构件的液压缸89安装于门形部82，液压缸沿在xy平面内沿着第二工件W2的面的方向，即，在本实施方式中沿z轴方向配置。由此，顶部夹具辊88a通过在以与第二工件W2的端部接触的方式配置的状态下使液压缸89进行伸长动作，从而将第二工件W2利用沿着其面的方向的力相对于第一工件W1推顶。通过从该第二工件W2受到的推顶力，将第一工件W1推顶于工件台59。因此，第一工件W1和第二工件W2的z轴方向的位置得到保持。

在突出部83，设有一对侧部夹具辊86e、86f以及液压缸87、和顶部夹具辊88b以及液压缸89。一对侧部夹具辊86e、86f以及液压缸87是与一对侧部夹具辊86a、86b以及液压缸87同样的构成。另外，顶部夹具辊88b以及液压缸89是与顶部夹具辊88a以及液压缸89同样的构成。一对侧部夹具辊86e、86f和顶部夹具辊88b在变为突出部83如图2所示地插入第一主轴单元7a和第二主轴单元7b之间的空间的配置时，优选地配置在各摩擦搅拌接合用具3a、3b(参照图3)的上方。

此外，各侧部夹具辊86a～86f和各顶部夹具辊88a、88b优选地采用具备沿x轴方向排列配置的两串辊本体的构成。这是为了更为可靠地防止第二工件W2的从构成沿着x轴方向的角度那样的姿势向y轴方向、z轴方向的偏移。

采用以上构成的工件夹具单元62在进行各工件W1、W2的角落部c1、c2的摩擦搅拌接合时，使框架81如图2中以实线示出地配置。在该状态下，在工件夹具单元62中，在进行摩擦搅拌接合的部位附近，能够防止供摩擦搅拌接合的第二工件W2的位置的向y轴方向的位移，并且，能够防止第一工件W1以及第二工件W2的位置的向z轴方向的位移。

另外，支撑各主轴单元7a、7b的框架10在进行摩擦搅拌接合时受到作用于各摩擦搅拌接合用具3a、3b的推压载荷的反力的影响。相对于此，由于工件夹具单元62具备与框架10分体的框架81，故基于工件夹具单元62的各工件W1、W2的位置的保持不会受到作用于各摩擦搅拌接合用具3a、3b的推压载荷的反力的影响。

另外，在未实施摩擦搅拌接合时，工件夹具单元62能够解除基于框架固定构件(未图示)的位置固定，如图2中以两点划线所示的那样配置在从接合装置本体2离开的位置。在该状态下，由于突出部83露出，故作业者能够容易地接近侧部夹具辊86e、86f、顶部夹具辊88b以进行检查、维护作业。另外，在该状态下，在第一主轴单元7a和第一摩擦搅拌接合用具3a、以及第二主轴单元7b和第二摩擦搅拌接合用具3b的附近，不再存在工件夹具单元62，因而作业者能够容易地接近这些设备以进行检查、维护作业。

而且，在本实施方式的摩擦搅拌接合装置之中，作为进行工件保持部1的辅助的部件，如图1、图2所示，具备对工件台59的从架台9露出的部分进行支撑的台支撑台90。

台支撑台90在架台9的外侧配置在台移动路径72(参照图10)的延长线上来使用。台支撑台90是在上端侧具备以下部分的构成：用于在与齿条71不干涉的位置处支承工件台59背面的底部引导辊91、以及用于支承工件台59的y轴方向两侧面的侧部引导辊92。

而且，台支撑台90是为了使得与使用状况对应的设置和撤走容易，而在底部具备行驶轮93和升降式支撑腿94的构成。

支撑腿94能够配置为以与行驶轮93的下端相比突出到下方的方式下降的状态、以及与行驶轮93的下端相比上升到上方的状态。

支撑腿94的升降构件例如作为在支撑腿94具备切有螺纹的支柱95，且在台支撑台90具备螺母部件96的构成，通过使支柱95相对于螺母部件96旋转来使支撑腿94将台支撑台90作为基准相对低升降即可。

而且，在本实施方式的摩擦搅拌接合装置，如图14所示，设有具有控制装置97的控制系统。

控制装置97具备进行第一主轴单元7a、第二主轴单元7b、第一轴正交方向移动单元11、第一轴方向移动单元12、第二轴正交方向移动单元13、第二轴方向移动单元14、以及驱动构件61的控制的功能。

关于第一主轴单元7a，控制装置97具备对旋转驱动构件8a给予与第一摩擦搅拌接合用具3a的探头4a的旋转速度(转速)相关的控制指令的功能。另外，从旋转驱动构件8a，对控制装置97输入探头4a的旋转速度的检测结果、以及探头4a的旋转驱动所需的主轴扭矩的检测结果。

关于第二主轴单元7b，控制装置97具备对旋转驱动构件8b给予与第二摩擦搅拌接合用具3b的探头4b的旋转速度(转速)相关的控制指令的功能。另外，从旋转驱动构件8b，对控制装置97输入探头4b的旋转速度的检测结果、以及探头4b的旋转驱动所需的主轴扭矩的检测结果。

而且，关于双方的主轴单元7a、7b，控制装置97具备检测各旋转驱动构件8a、8b的旋转相位的功能、以及根据需要使各旋转驱动构件8a、8b进行使旋转相位同步的运转的功能。

关于第一轴正交方向移动单元11，控制装置97具备对伺服马达20给予进行移动台18的移动的指令的功能、以及基于通过伺服马达20的未图示的编码器输入的信号，进行移动台18的位置检测的功能。另外，对控制装置97输入负载传感器23的检测结果。

关于第一轴方向移动单元12，控制装置97具备对伺服马达31给予进行移动台29的移动的指令的功能、以及基于通过伺服马达31的未图示的编码器输入的信号，进行移动台29的位置检测的功能。另外，控制装置97具备若被输入负载传感器35的检测结果，则基于该检测结果，检测被赋予第一摩擦搅拌接合用具3a的推压载荷的功能。

关于第二轴正交方向移动单元13，控制装置97具备对伺服马达42给予进行移动台40的移动的指令的功能、以及基于通过伺服马达42的未图示的编码器输入的信号，进行移动台40的位置检测的功能。另外，对控制装置97输入负载传感器45的检测结果。

关于第二轴方向移动单元14，控制装置97具备对伺服马达53给予进行移动台51的移动的指令的功能、以及基于通过伺服马达53的未图示的编码器输入的信号，进行移动台51的位置检测的功能。另外，控制装置97具备若被输入负载传感器57的检测结果，则基于该检测结果，检测被赋予第二摩擦搅拌接合用具3b的推压载荷的功能。

而且，作为对各轴正交方向移动单元11、13的控制模式，控制装置97具备指示作为目标的位置以进行移动台18、40的移动的基于一般的数值控制的定位控制模式、以及以下两种控制模式。

控制模式中的第一种是基于负载传感器23、45的检测结果的依赖载荷控制模式。其将移动台18、40定位至任意的位置，并将在该定位时刻由负载传感器23、45检测的载荷设定为目标值。之后，若由负载传感器23、45检测的载荷从目标值增减，则以变为使载荷恢复至目标值的方向的方式使移动台18、40移动。

控制模式中的第二种是无控制。这是断开伺服马达20、42的控制，以断开其驱动力的模式。因此，在使控制模式为无控制的情况下，在各轴正交方向移动单元11、13中，各移动台18、40与所作用的外力对应地自由移动。

作为对各轴方向移动单元12、14的控制模式，控制装置97具备指示作为目标的位置以进行移动台29、51的移动的基于一般的数值控制的定位控制模式、以及以下两种控制模式。

控制模式中的第一种是基于负载传感器35、57的检测结果的依赖推压载荷控制模式。其预先设定各摩擦搅拌接合用具3a、3b的推压载荷的目标值，并以基于负载传感器35、57的检测结果获得的摩擦搅拌接合用具3a、3b的推压载荷的当前值与目标值一致的方式使赋予摩擦搅拌接合用具3a、3b的载荷增减。

控制模式中的第二种是各主轴单元7a、7b的依赖主轴扭矩控制模式。其预先设定各主轴单元7a、7b的主轴扭矩的目标值，并进行以下控制：在通过各主轴单元7a、7b输入的主轴扭矩的检测值比目标值低的情况下，使赋予各摩擦搅拌接合用具3a、3b的推压载荷增加，在主轴扭矩的检测值比目标值高的情况下，使赋予各摩擦搅拌接合用具3a、3b的推压载荷减少。

关于驱动构件61，控制装置97具备对驱动马达80给予进行工件台59的移动的指令的功能、以及基于通过驱动马达80的未图示的编码器输入的信号，进行工件台59的位置检测的功能。

接着，说明使用本实施方式的摩擦搅拌接合装置进行的摩擦搅拌接合。

在摩擦搅拌接合的开始之前，作业者使工件台59保持第一工件W1和第二工件W2。该作业在使工件台59沿x轴方向移动至不与接合装置本体2以及工件夹具单元62干涉的位置的状态下进行即可。此时，还可以适当地使用台支撑台90。

接着，工件夹具单元62如图1、图2所示，接近地配置于接合装置本体2并固定位置。此后，各侧部夹具辊86a～86f以及各顶部夹具辊88a、88b配合被工件台59保持的工件W1、W2调整位置，以防止第二工件W的向y轴方向以及z轴方向的位移、以及防止第一工件W1的向z轴方向的位移。

工件台59通过驱动构件61而移动，直到各工件W1、W2彼此的角落部c1、c2的摩擦搅拌接合的开始端侧与各摩擦搅拌接合用具3a、3b配置在相同的yz平面内。

接着，在接合装置本体2中，进行基于控制装置97的各轴正交方向移动单元11、13和各轴方向移动单元12、14的基于定位控制模式的控制，以将摩擦搅拌接合用具3a、3b的探头4a、4b接近各角落部c1、c2配置的方式进行各主轴单元7a、7b的位置调整。

在该状态下，在接合装置本体2中，通过各主轴单元7a、7b起动旋转驱动构件8a、8b以开始探头4a、4b的旋转驱动。之后，在接合装置本体2中，利用定位控制模式控制各轴方向移动单元12、14，使各主轴单元7a、7b沿探头4a、4b的轴心方向(p轴方向、r轴方向)移动，以使旋转的各探头4a、4b没入各角落部c1、c2。而且，使固定式轴肩5a的工件接触面6a与第一工件W1的面P1和第二工件W2的一个侧面P2a接触，并使固定式轴肩5b的工件接触面6b与第一工件W1的面P1和第二工件W2的另一个侧面P2b接触。

由此，在隔着第二工件W2的对称位置的各角落部c1、c2，在不互相干涉的状态下形成没入的各探头4a、4b的搅拌区域s1、s2。

接着，在驱动构件61中，开始工件台59的移动。由此，相对于各角落部c1、c2，各摩擦搅拌接合用具3a、3b相对地移动，因而同时开始沿着各角落部c1、c2的摩擦搅拌接合。

若如此开始摩擦搅拌接合，则在控制装置97中，各轴方向移动单元12、14的控制模式切换为依赖推压载荷控制模式、或者依赖主轴扭矩控制模式。

由此，在依赖推压载荷控制模式中，通过第一轴方向移动单元12，以第一摩擦搅拌接合用具3a的相对于角落部c1的推压载荷与目标值一致的方式，调整第一摩擦搅拌接合用具3a的p轴方向的位置。同样，通过第二轴方向移动单元14，以第二摩擦搅拌接合用具3b的相对于角落部c2的推压载荷与目标值一致的方式，调整第二摩擦搅拌接合用具3b的r轴方向的位置。

另一方面，在依赖主轴扭矩控制模式中，通过第一轴方向移动单元12，以第一主轴单元7a中的主轴扭矩一定的方式，调整第一摩擦搅拌接合用具3a的p轴方向的位置。同样，通过第二轴方向移动单元14，以第二主轴单元7b中的主轴扭矩一定的方式，调整第二摩擦搅拌接合用具3b的r轴方向的位置。

另外，在控制装置97中，随着摩擦搅拌接合的开始，关于各轴正交方向移动单元11、13，控制模式切换为依赖载荷控制模式或无控制。

在依赖载荷控制模式中，将在摩擦搅拌接合的开始时刻通过各负载传感器23、45检测的载荷设定为目标值。在该状态下，例如，若因为各工件W1、W2的制作精度的误差、翘曲等形状误差等而在各角落部c1、c2产生y轴方向的位置偏移，则与该位置偏移的方向、以及位置偏移量的q轴方向和s轴方向的分量的量对应地，固定式轴肩5a、5b相对于各角落部c1、c2的接触方式变化，因而由各负载传感器23、45检测的载荷从目标值增减。在该情况下，通过控制装置97，在各轴正交方向移动单元11、13中，以变为使载荷恢复至目标值的方向的方式，进行支撑各主轴单元7a、7b的各移动台18、40的位置的调整。

在调整该各移动台18、40的位置时，在各轴方向移动单元12、14中，也继续进行基于前述依赖推压载荷控制模式或依赖主轴扭矩控制模式的摩擦搅拌接合用具3a、3b的位置调整。

因而，在接合装置本体2中，在各轴方向移动单元12、14的控制模式为依赖推压载荷控制模式或依赖主轴扭矩控制模式中的任一种的情况下，在进行摩擦搅拌接合时，都能够使各摩擦搅拌接合用具3a、3b跟随各角落部c1、c2的位置偏移而移动。

另一方面，在各轴正交方向移动单元11、13被切换为无控制的情况下，关于各移动台18、40的自重、以及安装于此处的设备的重量，进行基于各气体弹簧25、47的重力补偿，因而各主轴单元7a、7b以及各摩擦搅拌接合用具3a、3b的移动几乎不受到重力的阻力。

因而，在该情况下，当在各角落部c1、c2产生了位置偏移时，在各轴方向移动单元12、14的控制模式为依赖推压载荷控制模式或依赖主轴扭矩控制模式中的任一种的情况下，各固定式轴肩5a、5b都沿第一工件W1的面P1滑动，从而跟随各角落部c1、c2的位置偏移。

因此，在进行沿着各角落部c1、c2的摩擦搅拌接合时，各摩擦搅拌接合用具3a、3b的位置仿照各角落部c1、c2受到控制。

如上，若基于摩擦搅拌接合用具3a、3b的摩擦搅拌接合进行至各角落部c1、c2的结束端侧的预先设定的部位，则控制装置97停止基于驱动构件61的工件台59的移动。

接着，控制装置97再次开始各轴正交方向移动单元11、13和各轴方向移动单元12、14的基于定位控制模式的控制，使各摩擦搅拌接合用具3a、3b沿与各角落部c1、c2背离的方向移动，并将各探头4a、4b从各角落部c1、c2抽出，接着，停止基于各主轴单元7a、7b的各探头4a、4b的旋转驱动。

之后，在工件夹具单元62中，解除各工件W1、W2的保持，接着，在使工件台59移动至不与接合装置本体2以及工件夹具单元62干涉的位置之后，取出各工件W1、W2的接合体。

如此，根据本实施方式的摩擦搅拌接合装置，在利用具备固定式轴肩5a、5b的一对摩擦搅拌接合用具3a、3b进行各工件W1、W2之间的各角落部c1、c2的摩擦搅拌接合的情况下，相对于摩擦搅拌接合用具3a、3b沿朝向角落部c1、c2的方向作用的推压载荷能够通过各轴方向移动单元12、14来控制，而不需要与各轴正交方向移动单元11、13的输出的合成。因此，在本实施方式的摩擦搅拌接合装置中，能够提高作用于各摩擦搅拌接合用具3a、3b的推压载荷的控制性。

另外，在本实施方式的摩擦搅拌接合装置中，在进行摩擦搅拌接合时，通过使各轴正交方向移动单元11、13为依赖载荷控制模式或无控制，在执行基于各轴方向移动单元12、14的依赖推压载荷控制模式、依赖主轴扭矩控制模式时，能够进行各摩擦搅拌接合用具3a、3b相对于各角落部c1、c2的仿形控制。

在本实施方式的摩擦搅拌接合装置中，能够使各摩擦搅拌接合用具3a、3b的各固定式轴肩5a、5b直接配置在各角落部c1、c2。

因此，例如，在利用为具备旋转式轴肩的形式的摩擦搅拌接合用具来进行角落部的摩擦搅拌接合时，需要进行在角落部配置三角截面的部件，或者，在一个工件设置以三角截面伸出到角落部的部分这样的事前处理，但在本实施方式的摩擦搅拌接合装置中，不需要这些事前处理。

而且，各摩擦搅拌接合用具3a、3b的以进行部分搅拌接合的方式设定探头4a、4b从固定式轴肩5a、5b的突出量。

因此，在本实施方式的摩擦搅拌接合装置中，与一直以来作为角落部的摩擦搅拌接合一般进行的，进行通过配置在各角落部的探头进行的搅拌区域彼此相互干涉的全搅拌接合的情况相比，能够降低各探头4a、4b向角落部c1、c2的插入量。

由此，在本实施方式的摩擦搅拌接合装置中，能够使在使各探头4a、4b在没入各角落部c1、c2的状态下移动时各探头4a、4b受到的反力与在进行全搅拌接合的情况下探头受到的反力相比小。因此，在本实施方式的摩擦搅拌接合装置中，与进行全搅拌接合的情况相比，能够谋求摩擦搅拌接合的施工速度的高速化，并且能够谋求各摩擦搅拌接合用具3a、3b的长寿命化。

而且，在本实施方式的摩擦搅拌接合装置中，通过各个探头4a、4b处产生的摩擦热量而局部地热输入各工件W1、W2中的各探头4a、4b的没入部位周边的热量与进行全搅拌接合的情况相比减轻。因此，能够抑制因工件W1、W2的热量引起的应变、变形的发生。

另外，在本实施方式的摩擦搅拌接合装置中，关于各角落部c1、c2，由于从第二工件W2的两面侧进行摩擦搅拌接合的同时施工，故各工件W1、W2在x轴方向的一个位置处被进行基于利用各探头4a、4b处产生的摩擦热量的加热。因此，在本实施方式的摩擦搅拌接合装置中，与通过配置在x轴方向的不同位置的探头处产生的摩擦热量来加热角落部c1和角落部c2的情况相比，能够更为高效率地进行各工件W1、W2的加热。因而，在本实施方式的摩擦搅拌接合装置中，关于角落部c1和角落部c2的摩擦搅拌接合，能够谋求基于高热输入的摩擦搅拌接合的稳定化。

而且，随着各工件W1、W2的加热效率如前所述地提高，由各探头4a、4b搅拌的搅拌区域s1、s2变得容易软化，因而由此，本实施方式的摩擦搅拌接合装置也能够谋求摩擦搅拌接合的施工速度的高速化。另外，由于旋转驱动各探头4a、4b时的阻力减轻，故各摩擦搅拌接合用具3a、3b能够谋求长寿命化。

而且，在通过配置在x轴方向的不同位置的探头处产生的摩擦热量来加热角落部c1和角落部c2的情况下，先行加热角落部c1和角落部c1中的任一者，并随后加热另一者，因而产生热输入的条件变得不均等的情况，但在本实施方式的摩擦搅拌接合装置中，能够谋求对各角落部c1、c2的热输入的均等化。

[第二实施方式]

图15是示出摩擦搅拌接合装置的第二实施方式的图，是从x轴方向的单侧看摩擦搅拌接合用具的部分的放大图。

此外，在图15中，对于与图4A以及图4B所示的部分相同的部分，附以相同的符号并省略其说明。

本实施方式的摩擦搅拌接合装置将通过第一工件W1、以及相对于其面P1以构成90度以外的角度那样的姿势将端缘对顶的第二工件W2形成的两个角落部(内转角部)c1、c2作为摩擦搅拌接合的对象。在本实施方式中，作为一例，对第一工件W1的面P1沿为水平面的xy平面配置，第二工件W2在构成从为铅垂面的xz平面向y轴方向的单侧倾斜某角度的角度那样的姿势下相对于第一工件W1的面P1从上方对顶的情况进行说明。因而，一个角落部c1为钝角，另一个角落部c2为锐角。

本实施方式的摩擦搅拌接合装置是在与第一实施方式同样的构成中，配置在角落部c1的第一摩擦搅拌接合用具3a的固定式轴肩5a具备由第一工件W1的面P1和第二工件W2的侧面P2a形成的钝角的山形端部的构成。

第一摩擦搅拌接合用具3a的探头4a配置为构成轴心方向在yz平面内与角落部c1的角度的平分线平行的角度那样的姿势。

另外，配置在角落部c2的第二摩擦搅拌接合用具3b的固定式轴肩5b是具备由第一工件W1的面P1和第二工件W2的侧面P2b形成的锐角的山形端部的构成。

第二摩擦搅拌接合用具3b的探头4b配置为构成轴心方向在yz平面内与角落部c2的角度的平分线平行的角度那样的姿势。

因此，在本实施方式中，为在yz平面内沿着探头4a的轴心方向的方向的p轴方向、为相对于其正交的方向的q轴方向、以及为在yz平面内沿着探头4b的轴心方向的方向的r轴方向、以及为相对于其正交的方向的s轴方向分别为如图15所示的角度配置。

因此，在本实施方式的摩擦搅拌接合装置中，虽然未图示，但在与图5至图9所示的接合装置本体2同样的构成中，第一主轴单元7a配置为构成沿着图15的p轴方向的角度那样的姿势，第二主轴单元7b配置为构成跟随图15的r轴方向的角度那样的姿势即可。

而且，第一轴正交方向移动单元11配置为能够实施第一主轴单元7a的图15所示的q轴方向的移动的角度，第一轴方向移动单元12配置为能够实施第一主轴单元7a的图15所示的p轴方向的移动的角度即可。

另外，第二轴正交方向移动单元13配置为能够实施第二主轴单元7b的图15所示的s轴方向的移动的角度，第二轴方向移动单元14配置为能够实施第二主轴单元7b的图15所示的r轴方向的移动的角度即可。

工件保持部1具有使图11A以及图11B所示的工件台59的端部压紧部件67a、67b的纵板部69以沿第二工件W2的方式倾斜的构成即可。

而且，工件夹具单元62采用在与图12、图13所示的同样的构成中，在隔着第二工件W2对称的位置具备侧部夹具辊86a～86f，并使顶部夹具辊88a、88b沿第二工件W2的面倾斜的构成即可

其他构成与第一实施方式相同即可。

根据本实施方式的摩擦搅拌接合装置，通过与第一实施方式同样地使用，能够进行在第一工件W1和在构成90度以外的角度那样的姿势下对顶的第二工件W2之间的两个角落部c1、c2的摩擦搅拌接合，能够获得与第一实施方式同样的效果。

[第三实施方式]

图16A以及图16B是示出摩擦搅拌接合装置的第三实施方式的图，图16A是将摩擦搅拌接合用具的部分放大示出的平面图，图16B是图16A的F-F方向向视图。

此外，在图16A以及图16B中，对于与图4A以及图4B所示的部分相同的部分，附以相同的符号并省略其说明。

本实施方式的摩擦搅拌接合装置在与第一实施方式同样的构成中，代替使第一摩擦搅拌接合用具3a和第二摩擦搅拌接合用具3b彼此的x轴方向的位置对齐地配置的构成，如图16A所示，使x轴方向的位置偏移地配置第一摩擦搅拌接合用具3a的探头4a和第二摩擦搅拌接合用具3b的探头4b。

另外，如图16B所示，各摩擦搅拌接合用具3a、3b分别的探头4a、4b的从固定式轴肩5a、5b的突出量以变为没入角落部c1、c2的各探头4a、4b的搅拌区域s1、s2彼此相互干涉的配置的方式，即，以能够进行各工件W1、W2的全搅拌接合的方式设定。

在该情况下，在图5至图9所示的接合装置本体2中，采用使安装有各摩擦搅拌接合用具3a、3b的各主轴单元7a、7b的X轴方向的位置相互偏移的构成即可。

虽未图示，但例如在使探头4a距框架10(参照图5)的距离比探头4b距框架10的距离大的情况下，该构成能够通过在与图5至图9所示的接合装置本体2同样的构成中，使第一轴正交方向移动单元11的x轴方向的厚度比第二轴正交方向移动单元13大，或者，使第一轴方向移动单元12的x轴方向的厚度比第二轴方向移动单元14大来实现。

或者，前述构成还能够通过在第一轴正交方向移动单元11对框架10的安装部位、第一轴方向移动单元12对第一轴正交方向移动单元11的安装部位、或者第一主轴单元7a对第一轴方向移动单元12的安装部位中的任一者介入安装在x轴方向上具有期望厚度的垫板来实现。

而且，前述构成还能够通过框架10自身在第一轴正交方向移动单元11的安装部位和第二轴正交方向移动单元13的安装部位具备x轴方向的阶梯差的构成来实现。

其他构成与第一实施方式相同即可。

根据本实施方式的摩擦搅拌接合装置，通过与第一实施方式同样地使用，能够进行在第一工件W1和第二工件W2之间的两个角落部c1、c2的摩擦搅拌接合。

另外，与第一实施方式同样，能够获得提高作用于各摩擦搅拌接合用具3a、3b的推压载荷的控制性等效果。

此外，本公开不仅仅限定于前述各实施方式，各摩擦搅拌接合用具3a、3b的各探头4a、4b的轴心方向还可以不一定分别与为接合对象的角落部c1、c2的角度的平分线的方向一致。

各摩擦搅拌接合用具3a、3b的各探头4a、4b的轴心方向还可以沿摩擦搅拌接合的进行方向(x轴方向)倾斜。

若各固定式轴肩5a、5b的与接合对象的角落部c1、c2两侧的各工件W1、W2的面接触的工件接触面6a、6b为山形，则其他部分还可以是图示以外的形状，

第一轴正交方向移动单元11若采用能够进行主轴单元7a的q轴方向的移动的构成，则还可以采用图示以外的构成。例如，作为使移动台18移动的直线运动机构，还可以使用齿条和小齿轮方式、促动器等滚珠丝杠19以外的直线运动机构。另外，关于直线运动机构的配置、导轨16的数量、配置、导块17的数量、配置、基板15、移动台18的形状、气体弹簧25的配置等，可以自由地变更。

第一轴方向移动单元12若采用能够进行主轴单元7a的p轴方向的移动的构成，则还可以采用图示以外的构成。例如，作为使移动台29移动的直线运动机构，还可以使用齿条和小齿轮方式、促动器等滚珠丝杠30以外的直线运动机构。另外，关于直线运动机构的配置、导轨27的数量、配置、导块28的数量、配置、基板26、移动台29的形状等，可以自由地变更。

第二轴正交方向移动单元13若采用能够进行主轴单元7b的s轴方向的移动的构成，则与第一轴正交方向移动单元11同样，还可以采用图示以外的构成。

第二轴方向移动单元14若采用能够进行主轴单元7b的r轴方向的移动的构成，则与第一轴方向移动单元12同样，还可以采用图示以外的构成。

关于轴正交方向移动单元11的重力补偿机构，若产生对移动台18自身以及与移动台18一起移动的设备的重量的q轴方向的分量进行支撑的力，则还可以采用定载荷弹簧、其他弹簧、缸、对重等气体弹簧25以外的任意形式的重力补偿机构。

同样，关于轴正交方向移动单元13的重力补偿机构，若产生对移动台40自身以及与移动台40一起移动的设备的重量的s轴方向的分量进行支撑的力，则还可以采用定载荷弹簧、其他弹簧、缸、对重等气体弹簧47以外的任意形式的重力补偿机构。

接合装置本体2还可以采用经由安装于框架10的第一轴方向移动单元12、以及安装于第一轴方向移动单元12的第一轴正交方向移动单元11来保持第一主轴单元7a，且经由安装于框架10的第二轴方向移动单元14、以及安装于第二轴方向移动单元14的第二轴正交方向移动单元13来保持第二主轴单元7b的构成。

驱动构件61若采用能够使工件台59沿x轴方向移动的构成，则还可以采用图示以外的构成。例如，驱动构件61还可以采用在架台9侧具备齿条，且在工件台59侧具备能够旋转驱动的小齿轮的构成，或者，滚珠丝杠机构、促动器。

作为各轴正交方向移动单元11、13的控制模式，除了定位控制模式之外，控制装置97还可以仅具备依赖载荷控制模式和无控制中的任一者。作为各轴正交方向移动单元11、13的控制模式，控制装置97还可以具备其他的控制模式。

在控制装置97关于各轴正交方向移动单元11、13不具备无控制的控制模式的情况下，还可以省略重力补偿机构。

作为对各轴方向移动单元12、14的控制模式，除了定位控制模式之外，控制装置97还可以仅具备依赖推压载荷控制模式和依赖主轴扭矩控制模式中的任一者。作为各轴方向移动单元12、14的控制模式，控制装置97还可以具备其他的控制模式。

配置第一工件W1的面P1的xy平面也可以倾斜而非水平面。在该情况下，对前述装置构成的说明中所用的三维正交坐标系，以xy平面为基准变更角度即可。

在进行摩擦搅拌接合时，还可以适用非专利文献1所示的称为AdStir的手法。

在该情况下，使各摩擦搅拌接合用具3a、3b采用以下构成即可：在与图4A以及图4B或图15中示出的同样的构成中，在由各固定式轴肩5a、5b的工件接触面6a、6b形成的山形的顶部，在摩擦搅拌接合进行方向的前侧具备用于插入焊接填充料的切口部，且在摩擦搅拌接合进行方向的后侧具备形状与期望在接合后的角落部c1、c2形成的填角对应的切口部。

本公开的摩擦搅拌接合装置还可以采用将对第一工件W1和第二工件W2进行保持的工件台59固定，在接合装置本体2具备移动构件，并使接合装置本体2沿各角落部c1、c2延伸的方向移动的形式。

此外当然可以在不脱离本公开主旨的范围内加以各种变更。

产业上的利用可能性

根据本公开，能够提高摩擦搅拌接合用具的推压载荷的控制性。

符号说明

1 工件保持部

2 接合装置本体

3a 第一摩擦搅拌接合用具(摩擦搅拌接合用具)

3b 第二摩擦搅拌接合用具(摩擦搅拌接合用具)

4a、4b 探头

5a、5b 固定式轴肩

6a、6b 工件接触面

7a、7b 主轴单元

11 第一轴正交方向移动单元

12 第一轴方向移动单元

13 第二轴正交方向移动单元

14 第二轴方向移动单元

18 移动台

19 滚珠丝杠机构(直线运动机构)

25 气体弹簧(重力补偿机构)

29 移动台

30 滚珠丝杠机构(直线运动机构)

40 移动台

41 滚珠丝杠机构(直线运动机构)

47 气体弹簧(重力补偿机构)

51 移动台

52 滚珠丝杠机构(直线运动机构)

W1 第一工件

W2 第二工件

c1、c2 角落部

Claims (4)

1.一种摩擦搅拌接合装置，其具备：

工件保持部，其对第一工件和相对于所述第一工件的面在构成相交的角度那样的姿势下使端缘相接地配置的第二工件进行保持；以及

接合装置本体，其沿由被所述工件保持部保持的所述第一工件和所述第二工件形成的角落部所延伸的方向相对移动，

所述接合装置本体具备：

摩擦搅拌接合用具，其具备固定式轴肩和能够旋转驱动的探头并配置在隔着所述第二工件的两侧的所述角落部，所述固定式轴肩具备与形成所述角落部的两个工件接触的工件接触面；

主轴单元，其旋转驱动所述各摩擦搅拌接合用具的所述各探头；

轴方向移动单元，其使所述各主轴单元在相对于所述接合装置本体相对所述工件的相对移动方向垂直的面内，在沿着所述探头的旋转轴的方向上移动；以及

轴正交方向移动单元，其使所述各主轴单元在相对于所述相对移动方向垂直的面内，在与所述探头的旋转轴正交的方向上移动，

所述摩擦搅拌接合用具隔着所述第二工件配置在所述接合装置本体的所述相对移动方向的相同位置，

所述轴正交方向移动单元具备：移动台，其在相对于所述相对移动方向垂直的面内，在与所述探头的旋转轴正交的方向上移动；以及重力补偿机构，其安装于所述移动台。

2.根据权利要求1所述的摩擦搅拌接合装置，

所述轴方向移动单元具备：

移动台，其在相对于所述接合装置本体相对所述工件的相对移动方向垂直的面内，在沿着所述探头的旋转轴的方向上移动；以及

直线运动机构，其使所述移动台移动，

所述直线运动机构除了包括指示为目标的位置并使得进行移动的定位控制模式之外，

还包括依赖作用于所述摩擦搅拌接合用具的推压载荷的依赖推压载荷控制模式、或者依赖所述主轴单元中所述摩擦搅拌接合用具的所述探头的旋转驱动所需的主轴扭矩的依赖主轴扭矩控制模式中的至少一种控制模式。

3.根据权利要求1所述的摩擦搅拌接合装置，

所述轴正交方向移动单元具备：

直线运动机构，其使所述移动台移动，

所述直线运动机构除了包括指示为目标的位置并使得进行移动的定位控制模式之外，

还包括无控制、或者基于作用于所述直线运动机构与所述移动台之间的载荷的依赖载荷控制模式中的至少一种控制模式。

4.根据权利要求2所述的摩擦搅拌接合装置，

所述轴正交方向移动单元具备：

直线运动机构，其使所述移动台移动，

所述直线运动机构除了包括指示为目标的位置并使得进行移动的定位控制模式之外，

还包括无控制、或者基于作用于所述直线运动机构与所述移动台之间的载荷的依赖载荷控制模式中的至少一种控制模式。