CN108136537B - 摩擦搅拌点接合装置及摩擦搅拌点接合方法 - Google Patents

Abstract

摩擦搅拌点接合装置具备：能接触或离开在重叠的第一板材（W1）和第二板材（W2）中第二板材的与所述第一板材相反侧的面的工具（11）；使工具在绕其轴的方向上旋转驱动的驱动部；调整工具与第二板材之间的相对位置的位置调整部；控制驱动部及位置调整部的控制部；以及在一个接合位置上以工具配置于与第二板材接触的位置或规定的推入位置的形式对控制部进行控制从而检测工具的破损的破损检测部。

Description

摩擦搅拌点接合装置及摩擦搅拌点接合方法

技术领域

本发明涉及摩擦搅拌点接合装置及摩擦搅拌点接合方法。

背景技术

以往已知摩擦搅拌点接合法（Friction Spot Joining）为一种使一对板材相互接合的方法。使用该方法接合一对板材时，例如像专利文献1中公开的那样，将摩擦搅拌点接合装置的工具旋转推入重合的一对板材，并在接合完成后抽出。由此，一对板材被摩擦搅拌点接合。当在多个接合位置上连续地摩擦搅拌点接合一对板材时，连续进行包含在一个接合位置上将工具推入一对板材并摩擦搅拌点接合一对板材的动作、和在摩擦搅拌点接合后将工具从一对板材抽出并移动至另外的接合位置的动作的序列（sequence）。

现有技术文献：

专利文献：

专利文献1 ：日本专利第3471338号公报。

发明内容

发明要解决的问题：

连续进行前述序列期间，当在一个接合位置上摩擦搅拌点接合一对板材后抽出工具时等，存在工具产生破损的情况。若不能于在接下来的接合位置上进行摩擦搅拌点接合之前检测在先实行的在接合位置上对一对板材进行摩擦搅拌点接合后产生的工具的破损，则存在因破损的工具而产生一对板材的接合不良、损伤这样的问题。又，存在工具破损所产生的工具的松动和急剧的转矩的增加导致摩擦搅拌点接合装置损伤这样的问题。

在此，本发明的目的在于，当在多个接合位置上连续地摩擦搅拌点接合一对板材时，于在接下来的接合位置上进行摩擦搅拌点接合之前检测在先实行的在接合位置上对一对板材进行摩擦搅拌点接合后产生的工具的破损，以此防止一对板材的接合不良、损伤以及摩擦搅拌点接合装置的损伤。

解决问题的手段：

为了解决上述问题，根据本发明一形态的摩擦搅拌点接合装置是在多个接合位置上连续地摩擦搅拌点接合重叠的第一板材和第二板材的摩擦搅拌点接合装置；具备：能接触或离开所述第二板材中与所述第一板材相反侧的面的工具；使所述工具绕其轴旋转驱动的驱动部；调整所述工具与所述第二板材之间的相对位置的位置调整部；控制所述驱动部及所述位置调整部的控制部；以及在所述多个接合位置中的一个接合位置上，以所述工具配置于与所述第二板材接触的位置或规定的推入位置的形式控制所述控制部从而检测所述工具的破损的破损检测部。

根据上述结构，因为在一个接合位置上，破损检测部以工具配置于与第二板材接触或规定的推入位置上的形式对控制部进行控制，从而破损检测部检测工具的破损，所以能于在一个接合位置上进行摩擦搅拌点接合之前检测工具产生的破损。因此，能当在多个接合位置上连续地摩擦搅拌点接合第一板材与第二板材时，于在接下来的接合位置上进行摩擦搅拌点接合之前检测在先实行的接合位置上进行摩擦搅拌点接合后工具产生的破损。

也可以是，所述破损检测部以如下形式构成：基于从所述工具的梢端与所述第二板材接触、到所述工具的梢端配置于所述规定的推入位置为止的期间内所述工具对所述第二板材加压的加压力的变化量来进行所述工具破损的检测。

如此，通过使破损检测部掌握加压力的变化量从而检测工具的破损，即使工具的加压值偏离实际的值，也能良好地检测工具的破损。因此，例如与掌握加压力的固定值从而检测工具的破损的情况相比，可谋求提高破损检测部对工具的破损的检测精度。

也可以是，还具备从所述第一板材的与所述第二板材相反侧的所述面受到所述加压力的负荷检验部；所述破损检测部根据受到所述加压力而被输出的所述负荷检验部的输出信号算出所述加压力的所述变化量，将该算出的所述加压力的所述变化量与预先决定的阈值进行比较，判定是否得到预先决定的变化量，以此检测所述工具的破损。

由此，破损检测部根据受到以工具对第一板材与第二板材加压时的加压力而被输出的负荷检验部的输出信号确切地算出加压力的变化量，将该算出的加压力的变化量与预先决定的阈值进行比较，判定是否得到预先决定的变化量，因此能良好地检测工具的破损。

也可以是，所述破损检测部以如下形式构成：基于所述工具的梢端与所述第二板材接触时的通电进行所述工具破损的检测。

由此，仅通过使工具与第二板材接触即能对检测工具的破损进行检测，因此能良好地防止以破损的工具对第二板材加压而损伤。

也可以是，在所述破损检测部未检测出所述工具的破损的情况下，所述控制部以在所述一个接合位置上将所述工具推进所述第二板材并摩擦搅拌点接合所述第一板材与所述第二板材的形式控制所述驱动部及所述位置调整部；在所述破损检测部检测出所述工具的破损的情况下，所述控制部以中止所述多个接合位置中所述一个接合位置及剩余的接合位置上使用所述工具的摩擦搅拌点接合的形式控制所述驱动部及所述位置调整部的至少一方。

由此，工具破损的检测在一个接合位置上进行，因此能在未检测出工具的破损的情况下，在一个接合位置上迅速地摩擦搅拌点接合第一板材与第二板材。

也可以是，所述控制部以如下形式控制所述驱动部：在旋转驱动所述工具的状态下进行所述破损检测部对所述工具的破损的检测。

由此，能在各接合位置上，当未检测出工具的破损时迅速地摩擦搅拌点接合第一板材与第二板材。

也可以是，所述破损检测部在所述一个接合位置上的摩擦搅拌点接合前进行所述工具的破损的检测。

由此，能在检测出工具的破损的情况下，防止在一个接合位置上以破损的工具损伤第一板材和第二板材。

根据本发明一形态的摩擦搅拌点接合方法是利用摩擦搅拌点接合装置在多个接合位置上连续地摩擦搅拌点接合重叠的第一板材与第二板材的方法；所述摩擦搅拌点接合装置具备能接触或离开所述第二板材中与所述第一板材相反的面的工具；在所述多个接合位置中的一个接合位置上，在使所述工具配置于与所述第二板材接触或规定的推入位置的状态下检测所述工具的破损。

该方法中也可以是，在所述一个接合位置上的摩擦搅拌点接合前检测所述工具的破损。

发明效果：

根据本发明，能当在多个接合位置上连续地摩擦搅拌点接合一对板材时，于在接下来的接合位置上进行摩擦搅拌点接合之前检测在先实行的在接合位置上对一对板材进行摩擦搅拌点接合后产生的工具的破损，以此防止一对板材的接合不良、损伤以及摩擦搅拌点接合装置的损伤。

附图说明

图1是根据实施形态的摩擦搅拌点接合装置的侧视图；

图2是工具的侧视图；

图3是图1的摩擦搅拌点接合装置的功能框图；

图4是图1的摩擦搅拌点接合装置的动作流程图；

图5的（a）～（d）是说明使用了图1的摩擦搅拌点接合装置的摩擦搅拌点接合的各工序的剖视图；

图6是破损的工具的剖视图；

图7是示出图1的摩擦搅拌点接合装置上的工具的梢端部的位置的变化和负荷检验部检验的工具的加压值的变化的图表；

图8是根据变形例的摩擦搅拌点接合装置的局部侧视图；

图9是示出图8的摩擦搅拌点接合装置上的工具的梢端部的位置的变化和破损检测部检验的电流值的变化的图表。

具体实施方式

（实施形态）

以下参照附图说明实施形态。

图1是根据实施形态的摩擦搅拌点接合装置1（以下仅称为接合装置1）的侧视图。图2是工具11的侧视图。图3是图1的接合装置1的功能框图。如图1所示，在接合装置1上点接合的部件W具备第一板材W1和从外侧与第一板材W1重叠的第二板材W2。接合装置1使重叠的板材W1、W2在多个接合位置上通过摩擦搅拌点接合而连续地点接合。接合装置1具备接合单元2、多关节机械手3以及控制装置4。

所述接合单元2具有框架部5、单元主体部6、垫板部7以及负荷检验部8。框架部5具有侧视呈C字状或反C字状的外观形状，支持单元主体部6和垫板部7，并支持于多关节机械手3。另，侧视的框架部5的外观形状未限定，例如也可以为I字状。

所述单元主体部6具有旋转轴部9、摩擦搅拌点接合用工具11（以下仅称为工具11）、移动工具用（升降用）马达M1、旋转工具用马达M2、接合单元控制部12以及移动机构13。旋转轴部9设置为从单元主体部6的筐体向垫板部7延伸，并可通过移动机构13与垫板部7接近或离开。旋转轴部9的远离移动机构13的轴向一端设置有夹具，使工具11可装卸地保持。

如图2所示，工具11设置为可接触或离开第二板材W2的与第一板材W1相反侧的面。工具11具有工具主体部11a及突出部11b。突出部11b形成为从工具主体部11a向垫板部7突出的销状。

所述接合装置1具备移动工具用马达M1作为以使工具11与垫板部7接近或分离的形式驱动移动机构13的驱动部，并且具备旋转工具用马达M2作为使工具11绕其轴旋转驱动的驱动部。所述移动工具用马达M1和所述旋转工具用马达M2与移动机构13一起内置于单元主体部6的筐体。驱动所述移动工具用马达M1时移动机构13被驱动，在旋转轴部9的轴向上，旋转轴部9及工具11以与垫板部7接近或离开的形式移动。又，驱动所述旋转工具用马达M2时，旋转轴部9及工具11绕旋转轴部9的轴旋转驱动。所述移动工具用马达M1与所述旋转工具用马达M2的各驱动被所述控制装置4控制。

所述垫板部7以隔着板材W1、W2面向工具11的梢端部11b1的形式配置，作为一例，具有从框架部5向单元主体部6延伸的圆筒状的外观形状，从下方支持第一板材W1。垫板部7的轴向一端的梢端部7a接触第一板材W1的与第二板材W2相反侧的面。另，垫板部7的外观形状未限定，例如也可以是长方体状。

所述负荷检验部8内置于垫板部7。负荷检验部8作为一例，为负荷传感器，此处为测压元件（load cell）。负荷检验部8检验隔着板材W1、W2所受到的工具11的加压力。负荷检验部8的输出信号发送至所述控制装置4的破损检测部26（参照图3）。

所述多关节机械手3具有机械手用马达M3，使接合单元2向规定位置移动。所述机械手用马达M3的驱动被控制装置4控制。所述机械手用马达M3也可以包括多个马达。接合装置1具备移动机构13、移动工具用马达M1以及机械手用马达M3作为调整工具11与第二板材W2的相对位置的位置调整部20。

如图1及3所示，所述控制装置4是具备CPU、ROM以及RAM等的计算机，控制接合单元2和多关节机械手3的各动作。控制装置4具有显示部21、输入部22、控制部25以及破损检测部26。显示部21作为一例，为液晶显示器，向操作者显示规定的信息。输入部22接收操作者输入的信息。所述ROM储存有规定的控制程序，所述RAM构成为可存储通过输入部22输入的设定信息。所述设定信息例如包含板材W1、W2的各板厚值的信息和各接合位置的信息。

控制部25基于所述控制程序控制各马达M1～M3。破损检测部26基于所述控制程序接收负荷检验部8的输出信号，对控制部25进行控制。破损检测部26检测工具11的破损（此处为像突出部11b的突出尺寸被缩短这样的破损）。这样的接合装置1具备检测工具11的破损的破损检测部26。破损检测部26如后所述构成为：基于从工具11的梢端（梢端部11b1）与第二板材W2接触、到工具11的梢端配置于规定的推入位置为止的期间内工具11对第二板材W2加压的加压力的变化量Δp，进行工具11的破损的检测。

接下来举例示出利用接合装置1在多个接合位置上连续地摩擦搅拌点接合重叠的板材W1、W2的方法。该方法中，连续进行包含在一个接合位置上旋转工具11并推入板材W1、W2，摩擦搅拌点接合板材W1、W2的动作、和摩擦搅拌点接合后将工具11从板材W1、W2抽出，移动至另外的接合位置的动作的序列。由此，在多个接合位置上连续地摩擦搅拌点接合板材W1、W2。

图4是图1的接合装置1的动作流程图。如图4所示，在接合装置1中依序进行位置对准工序S1和测定工序S2后，进行判定工具11的破损的判定工序S3，根据其判定结果进行摩擦搅拌点接合工序（以下称为接合工序）S4或报知工序S7。判定工序S3中未检测出工具11的破损的情况下，依序进行接合工序S4和完成判定工序S5，当存在剩余的接合位置时，进行工具的移动工序S6。

图5的（a）～（d）是说明使用了图1的接合装置1的摩擦搅拌点接合的各工序的剖视图。图6是破损的工具11的剖视图。图7是示出图1的接合装置1上的工具11的梢端部11b1的位置的变化和负荷检验部8检验的工具11的加压值的变化的图表。图7中，所述一个接合位置上的梢端部11b1的位置的变化用曲线L1表示，所述一个接合位置上的负荷检验部8检验的工具11的加压值的变化用曲线L2表示。

如图7所示，所述一个接合位置上的工具11的动作时间在时间序列上分为将工具11向第二板材W2侧移动的接近移动区间（时刻t0到t1之间）、检测工具11的破损的检测区间（时刻t1到t3之间）、以工具11摩擦搅拌点接合板材W1、W2的接合区间（时刻t3到t4之间）、使工具11从摩擦搅拌点接合后的板材W1、W2离开的离开移动区间（时刻t4到t6之间）。又，检测区间还分为测定工具11的加压力的测定区间（时刻t1到t2之间）和判定工具11是否产生破损的判定区间（时刻t2到t3之间）。

最初，操作者通过输入部22将所述设定信息输入至接合装置1，并使板材W1、W2以重叠的状态保持在规定的治具上。破损检测部26以接合单元2移动至所述一个接合位置的形式使控制部25控制位置调整部20。此时控制部25以分别在第二板材W2侧配置工具11，在第一板材W1侧配置垫板部7，并以垫板部7的梢端部7a支持第一板材W1的形式控制位置调整部20。由此，接合装置1相对于板材W1、W2位置对准，进行位置对准工序S1。

如图7的曲线L1所示，破损检测部26以在接近移动区间旋转驱动工具11的形式使控制部25控制旋转工具用马达M2，并以工具11向第二板材W2以移动量Δh1移动的形式使控制部25控制位置调整部20。此时，在工具11未产生破损的情况下，梢端部11b1从基准（零点）位置h0移动至第一位置h1，接触第二板材W2的与第一板材W1相反的面（图5（a））。

如图7的曲线L1所示，破损检测部26以在测定区间继续旋转驱动工具11的形式使控制部25控制旋转工具用马达M2。又，破损检测部26以梢端部11b1向第二板材W2以移动量Δh2移动的形式使控制部25控制位置调整部20。此时，梢端部11b1从第一位置h1以比第一位置h1朝向第二板材W2的形式向第二位置h2移动，突出部11b稍许推入第二板材W2（图5（b））。由此，破损检测部26以工具11配置于与第二板材W2接触或规定的推入位置上的形式对控制部25进行控制。此时第二板材W2的板厚方向上的突出部11b的推入量的值可适当设定，但作为一例，优选0.1mm以上0.5mm以下的范围的值，更优选0.2mm以上0.4mm以下的范围的值。在此，第二板材W2的板厚方向上的突出部11b的推入量的值设定为0.3mm。

工具11未发生破损的情况下，梢端部11b1向第二板材W2以移动量Δh2移动时，突出部11b被推入第二板材W2，由此，工具11的加压力通过板材W1、W2传递至负荷检验部8，负荷检验部8将工具11的加压力以时间序列输出为输出信号。如图7的曲线L2所示，破损检测部26根据负荷检验部8的输出信号测定相对于板材W1、W2的工具11的加压值，算出梢端部11b1向第二板材W2以移动量Δh2移动前后的加压力的变化量Δp。以此进行测定工序S2。

在此如图5（c）及图6所示，在梢端部11b1向第二板材W2以移动量Δh2移动时以突出部11b不与第二板材W2接触的程度在工具11上产生破损的情况下，加压力的变化量Δp为零。又，梢端部11b1向第二板材W2以移动量Δh2移动时以突出部11b可与第二板材W2接触的程度在工具11上产生破损的情况下，与工具11未产生破损的情况相比，工具11对板材W1、W2的加压力减少，因而加压力的变化量Δp变小。

破损检测部26在测定工序S2中，处于在所述一个接合位置上以工具11向第二板材移动的形式使控制部25控制位置调整部20的状态下，以突出部11b配置于与第二板材W2的接触位置或规定的推入位置的形式对控制部25进行控制，由此判定是否得到预先决定的物理信息，以此判定工具11是否产生破损。在此，在判定区间，破损检测部26以继续旋转驱动工具11的形式使控制部25控制旋转工具用马达M2，并以梢端部11b1的位置维持在第二位置h2上的形式使控制部25控制位置调整部20。该状态下，破损检测部26比较加压力的变化量Δp和预先决定的阈值Δp0，作为所述物理信息，判定是否得到阈值Δp0以上的加压力的变化量Δp，由此来判定工具11是否产生破损。破损检测部26在判定得到阈值Δp0以上的加压力的变化量Δp的情况下判定未产生工具11的破损，在并非如此的情况下判定产生工具11的破损。以此进行判定工序S3。如此，破损检测部26构成为通过得到所述物理信息来检测工具11的破损。

因此，例如即使是当在先实行的接合位置上进行摩擦搅拌点接合后从板材W1、W2抽出工具11的正时工具11产生破损，也会于在接下来的接合位置上摩擦搅拌点接合板材W1、W2之前检测工具11的破损。

又，检测区间的时间可适当设定，但为了缩短与在多个接合位置上的摩擦搅拌点接合相关的一系列的作业时间，优选为相比于接合区间的时间足够短。作为一例，检测区间的时间优选0.05秒以上1秒以内的范围的时间，更优选0.1秒以上0.5秒以内的范围的时间，进一步优选0.15秒以上0.3秒以下的范围的时间。在此，检测区间的时间设定为0.2秒。

判定工序S3中，破损检测部26以如下形式使控制部25控制旋转工具用马达M2与位置调整部20的至少一方：在判定未得到所述物理信息（产生工具11的破损）的情况下，中止板材W1、W2的多个接合位置中所述一个接合位置及剩余的接合位置上的使用工具11的摩擦搅拌点接合。在此，破损检测部26以停止工具11的旋转驱动的形式使控制部25控制旋转工具用马达M2，以突出部11b的梢端部11b1的位置从第二位置h2至少返回至基准位置h0的形式使控制部25控制位置调整部20。又，破损检测部26将中止摩擦搅拌点接合之事显示于显示部21对操作者进行报知。以此进行报知工序S7。另，破损检测部26也可以不利用显示部21，而是发出警告声向操作者报知中止摩擦搅拌点接合之事。

判定工序S3中，破损检测部26以如下形式使控制部25控制旋转工具用马达M2及位置调整部20：在判定得到所述物理信息（未产生工具11的破损）的情况下，维持使突出部11b在所述一个接合位置上与第二板材W2接触的状态，将工具11推进第二板材并摩擦搅拌点接合板材W1、W2。具体而言，在接合区间，破损检测部26处于以继续旋转驱动工具11的形式使控制部25控制旋转工具用马达M2的状态，以如下形式使控制部25控制位置调整部20：维持使工具11在所述第一个接合位置上与第二板材W2接触的状态，将工具11推进第二板材W2（参照图7）。此时，控制部25以如下形式控制位置调整部20：梢端部11b1从第二位置h2以比第二位置h2朝向第二板材W2的形式向第3位置h3移动，突出部11b进一步推进第二板材W2。即，如图7的曲线L2所示，控制部25以如下形式控制位置调整部20：以大于在测定区间工具11对板材W1、W2加压时的最大加压值的加压值，对板材W1、W2加压。旋转驱动的工具11推进第二板材W2，突出部11b推入板材W1、W2，由此板材W1、W2在所述一个接合位置上被摩擦搅拌点接合（图5（d））。以此进行接合工序S4。

摩擦搅拌点接合后，破损检测部26处于以在离开移动区间继续旋转驱动工具11的形式使控制部25控制旋转工具用马达M2的状态，以如下形式使控制部25控制位置调整部20：在时刻t4到t5区间，梢端部11b1的位置从第三位置h3返回至第一位置h1且工具11从板材W1、W2抽出，在时刻t5到t6区间，梢端部11b1的位置从第一位置h1返回至基准位置h0。另，各工序S2～S4中的工具11的转速设定为同一值，但也可以使测定工序S2及判定工序S3中的工具11的转速与接合工序S4中的工具11的转速互不相同。例如也可以将接合工序S4中的工具11的转速设定为大于测定工序S2及判定工序S3中的工具11的转速。

破损检测部26在接合工序S4完成后，进行判定是否所有接合位置上的接合工序S4完成的完成判定工序S5。破损检测部26在判定未完成所有接合位置上的板材W1、W2的接合工序S4的情况下，以工具11移动至接下来的接合位置的形式使控制部25控制位置调整部20。完成判定工序S5中，若破损检测部26判定所有接合位置上的板材W1、W2的接合工序S4完成，则动作流程结束。

如此根据接合装置1，在一个接合位置上判定工具11是否产生破损，因此例如也可以在将工具11移动至规定的位置，以工具11对试样加压并判定工具11是否产生破损后，不将工具11移动至板材W1、W2的接合位置。

又，破损检测部26在旋转驱动工具11的状态下，以进行破损检测部26对工具11的破损的检测的形式使控制部25控制旋转工具用马达M2，因此能在未检测出工具11的破损的情况下，在各接合位置上迅速地摩擦搅拌点接合板材W1、W2。

又，破损检测部26在一个接合位置上的摩擦搅拌点接合前进行工具11的破损的检测，因此能在检测出工具11的破损时防止在一个接合位置上破损的工具11损伤板材W1、W2。

在此，以往的接合装置中，工具破损时，较多发生工具从板材抽出时工具的突出部残留在板材的内部这样的破损。接合装置中，在进行一个接合位置上的摩擦搅拌点接合之后立即将工具从板材抽出，因此存在如下情形：即便因工具破损从而旋转工具用马达的旋转轴电流所带来的转矩、工具的位置发生变化，也难以检测这些变化，无法检测工具的破损。以往，在这样的情况下也会以工具破损的状态在接下来的接合位置上进行接合动作，因此恐会损伤接合装置、板材。

因此如本实施形态这样，于在接下来的接合位置上进行摩擦搅拌点接合之前检测在先实行的接合位置上进行摩擦搅拌点接合后工具产生的破损的方法，对于防止接合装置、板材产生损伤非常有效。

又，因在破损检测部26进行判定之前，负荷检验部8的输出信号中的零点位置的设定偏离，相对于垫板部7的板材W1、W2的位置偏离，所以考虑使负荷检验部8的输出信号与工具11的加压力无关地被输出。对此，接合装置1中，采用加压力的变化量Δp作为用于破损检测部26的判定的所述物理信息，因此例如即使测定的工具11的加压值偏离实际的值，也能由破损检测部26良好地检测工具11的破损。因此，相比于掌握加压力的固定值从而检测工具11的破损的情况，可谋求提高破损检测部26的工具11的破损的检测精度。

在此，根据负荷检验部的输出信号将测定规定的加压值时的工具的梢端的位置与预先决定的工具的梢端的标准位置进行比较从而检测工具的破损的方法中，因在多个接合位置间，第一板材W1或第二板材W2的硬度变动，所以恐有误判发生。对此，接合装置1中，破损检测部26使工具11的突出部11b的梢端部11b1停滞于预先决定的位置（第二位置h2），根据突出部11b相对于第二板材W2的接触的有无判定是否得到加压力的变化量Δp，以此判定工具11是否产生破损，因而能防止发生这样的误判。

又，即使在第一板材W1变形，第一板材W1与垫板部7的梢端部7a离开的情况下，因为当以工具11对板材W1、W2加压时第一板材W1与垫板部7的梢端部7a接触，所以破损检测部26能算出加压力的变化量Δp。因此，破损检测部26能确切地判定工具11是否产生破损。

又，破损检测部26根据从第一板材W1的与第二板材W2相反侧的面受到工具11的加压力的负荷检验部8的输出信号算出加压力的变化量Δp，以此能将该算出的加压力的变化量Δp与阈值Δp0进行比较从而确切地判定是否得到阈值Δp0以上的加压力的变化量Δp，因而能良好地检测工具11的破损。

另，破损检测部26也可以在测定工序S2中，在旋转驱动工具11的状态下，测定梢端部11b1向第二板材W2以移动量Δh2移动时旋转移动工具用马达M1的旋转轴所需的电流值，算出移动工具用马达M1的转矩的变化量ΔT作为工具11的加压力的变化量。

又，考虑工具11产生破损时的旋转工具用马达M2的第二位置h2上的旋转电阻值小于工具11未产生破损时的旋转工具用马达M2的第二位置h2上的旋转电阻值。因此，破损检测部26也能够：在测定工序S2中，测定在旋转驱动工具11的状态下梢端部11b1向第二板材W2以移动量Δh2移动时使旋转工具用马达M2的旋转轴旋转所需的电流值，并算出转矩的变化量ΔT，在判定工序S3中，将转矩的变化量ΔT与预先决定的阈值ΔT0进行比较，在判定得到阈值ΔT0以上的转矩的变化量ΔT时判定工具11未产生破损，在并非如此时判定工具11产生破损。

又，负荷检验部8不限定为负荷传感器，应变片亦可。这种情况下，能以检验当以工具11对板材W1、W2加压时框架部5产生的应变的形式，在框架部5的外部或内部安装应变片。破损检测部26能根据从该应变片输出的输出信号算出加压力的变化量Δp。

又，破损检测部26也可以在判定工序S3中比较如下两者：测定工序S2中，梢端部11b1向第二板材W2以移动量Δh1及移动量Δh2的至少一方移动期间根据负荷检验部8的输出信号测定的工具11的最大加压值Fmax，和预先决定的阈值ΔF0。这种情况下，在判定工序S3中，破损检测部26例如能在判定得到阈值ΔF0以上的最大加压值Fmax时判定工具11未产生破损，在并非如此时判定工具11产生破损。

（变形例）

以下，参照附图以与实施形态的差异为中心说明变形例。

图8是根据变形例的接合装置101的局部侧视图。图9是示出图8的接合装置101上的工具11的梢端部11b1的位置的变化和破损检测部26检验的电流值的变化的图表。图9中，将梢端部11b1的位置的变化以曲线L3表示，将破损检测部26检验的电流值的变化以曲线L4表示。

该变形例中，破损检测部26构成为基于工具11的梢端（梢端部11b1）与第二板材W2接触时的通电进行工具11的破损的检测。换言之，破损检测部26构成为通过得到工具11的梢端与第二板材W2接触时的通电作为所述物理信息，从而进行工具11的破损的检测。

所述一个接合位置上的工具11的动作时间在时间序列上分为时刻t0到t1之间的接近移动区间、时刻t1到t2之间的检测区间、时刻t2到t3之间的接合区间、时刻t3到t5之间的离开移动区间。

工具11和垫板部7均具有导电性。如图8所示，工具11和垫板部7均与电源30连接。电源30作为一例，为交流电源，但也可以是直流电源。接合装置101中，通过板材W1、W2的、工具11与垫板部7之间的通电或非通电的状态由破损检测部26监视。在此，破损检测部26作为检测通过板材W1、W2在工具11与垫板部7之间流通的电流的电流检验装置发挥功能。

如图9的曲线L3所示，破损检测部26在移动区间以旋转驱动工具11的形式使控制部25控制旋转工具用马达M2，并以梢端部11b1向第二板材W2以移动量Δh1移动的形式使控制部25控制位置调整部20。在梢端部11b1从基准位置h0移动至第一位置h1，工具11未产生破损的情况下，梢端部11b1接触第二板材W2的与第一板材W1相反的面。

如图9的曲线L4所示，在检测区间，破损检测部26测定通过板材W1、W2在工具11与垫板部7之间流通的电流的值i。以此进行测定工序S2。又，在检测区间，破损检测部26通过判定在测定工序S2中测定的电流值i是否为预先决定的电流值i0来判定工具11是否产生破损。以此进行判定工序S3。破损检测部26在判定电流值i为预先决定的电流值i0时判定工具11未产生破损，在并非如此时判定工具11产生破损。电流值i0可适当设定，但作为一例，优选为，当工具11未产生破损时，相比于通过板材W1、W2在工具11与垫板部7之间流通的电流值i足够小的值。在此，电流值i0设定为0mA。

像这样在接合装置101中，能仅通过使工具11接触第二板材W2来检测工具11的破损，因此能良好地防止以破损的工具11对第二板材W2加压从而造成损伤。

本发明不限于上述实施形态及上述变形例，在不脱离本发明主旨的范围内，可变更、追加或删除其结构或方法。通过摩擦搅拌点接合制作的构造物也可以是汽车的门部件以外的部件、车身，还可以是汽车以外的构造物（例如航空器的部件、车身等）。

符号说明：

Δp　　 加压力的变化量；

Δp0、ΔT0、ΔF0　 　 阈值；

M2　　 旋转工具用马达（驱动部）；

W1　　 第一板材；

W2　　 第二板材；

1、101　　 接合装置；

8　　 负荷检验部；

11　　 工具；

20　　 位置调整部；

25　　 控制部；

26　　 破损检测部。

Claims (7)

1.一种摩擦搅拌点接合装置，其特征在于，

是在多个接合位置上连续地摩擦搅拌点接合被重叠的第一板材和第二板材的摩擦搅拌点接合装置；

具备：能接触或离开所述第二板材中与所述第一板材相反侧的面的工具；

使所述工具绕其轴旋转驱动的驱动部；

调整所述工具与所述第二板材之间的相对位置的位置调整部；

控制所述驱动部及所述位置调整部的控制部；

以及在所述多个接合位置中的一个接合位置上，以所述工具配置于与所述第二板材的接触位置或规定的推入位置的形式控制所述控制部从而检测所述工具的破损的破损检测部；

所述破损检测部算出从所述工具的梢端与所述第二板材接触、到所述工具的梢端配置于所述规定的推入位置为止的期间内所述工具对所述第二板材加压的加压力的变化量，将该算出的所述加压力的所述变化量与预先决定的阈值进行比较，以此检测所述工具的破损。

2.根据权利要求1所述的摩擦搅拌点接合装置，其特征在于，

还具备从所述第一板材中与所述第二板材相反侧的面受到所述加压力的负荷检验部；

所述破损检测部根据受到所述加压力而被输出的所述负荷检验部的输出信号算出所述加压力的所述变化量。

3.根据权利要求1或2所述的摩擦搅拌点接合装置，其特征在于，

在所述破损检测部未检测出所述工具的破损的情况下，所述控制部以在所述一个接合位置上将所述工具推进所述第二板材并摩擦搅拌点接合所述第一板材与所述第二板材的形式控制所述驱动部及所述位置调整部；

在所述破损检测部检测出所述工具的破损的情况下，所述控制部以中止所述多个接合位置中所述一个接合位置及剩余的接合位置上采用所述工具的摩擦搅拌点接合的形式控制所述驱动部及所述位置调整部的至少一方。

4.根据权利要求1或2所述的摩擦搅拌点接合装置，其特征在于，

所述控制部以如下形式控制所述驱动部：在旋转驱动所述工具的状态下由所述破损检测部进行所述工具的破损的检测。

5.根据权利要求1或2所述的摩擦搅拌点接合装置，其特征在于，

所述破损检测部在所述一个接合位置上的摩擦搅拌点接合前进行所述工具的破损的检测。

6.一种摩擦搅拌点接合方法，其特征在于，

是利用摩擦搅拌点接合装置在多个接合位置上连续地摩擦搅拌点接合被重叠的第一板材与第二板材的方法；

所述摩擦搅拌点接合装置具备能接触或离开所述第二板材中与所述第一板材相反的面的工具；

在所述多个接合位置中的一个接合位置上，在使所述工具与所述第二板材接触或配置于规定的推入位置的状态下，算出从所述工具的梢端与所述第二板材接触、到所述工具的梢端配置于所述规定的推入位置为止的期间内所述工具对所述第二板材加压的加压力的变化量，将该算出的所述加压力的所述变化量与预先决定的阈值进行比较，以此检测所述工具的破损。

7.根据权利要求6所述的摩擦搅拌点接合方法，其特征在于，

在所述一个接合位置上的摩擦搅拌点接合前检测所述工具的破损。

Images