CN111683782A - 摩擦搅拌接合装置以及摩擦搅拌接合方法 - Google Patents

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Abstract

摩擦搅拌接合装置具备装置本体(2)、控制装置(12)、C型框架(4)、支架部(6)以及接合工具(7)，C型框架(4)具有经由第1上下移动驱动机构部(3)与装置本体(2)连接的被保持部(4a)、经由第2上下移动驱动机构部(5)与支架部(6)连接的支架部保持部(4b)、以及与C型框架(4)的另一端连接，承受来自接合工具(7)的按压力的按压力承受部(4c)，控制装置(12)具有第1接合模式和第2接合模式，该第2接合模式基于接合指令信号和根据按压力承受部(4c)的状态对第1保持位置决定信号进行校正以使接合部的深度、范围成为恒定的第2保持位置决定信号，进行摩擦搅拌接合，在接合工具(7)的从向被接合构件(10)的插入到拔出为止的一个接合过程中，包括第1接合模式和第2接合模式。

Description

摩擦搅拌接合装置以及摩擦搅拌接合方法
技术领域
本发明涉及通过摩擦搅拌接合将被接合构件彼此接合的摩擦搅拌接合装置以及摩擦搅拌接合方法，特别是涉及适用于汽车的车身等复杂的形状的被接合构件的接合而有效的技术。
背景技术
通过利用使圆柱状的接合工具旋转而产生的摩擦热使被接合材料软化并搅拌该部分而将被接合材料彼此接合的摩擦搅拌接合(FSW：Friction Stir Welding)由于不使用材料以外的原材料，因此疲劳强度高，材料也不熔融，所以能够进行焊接变形(应变)少的接合，期待在航空器、汽车的车身等广泛的领域中的应用。
为了使用FSW装置稳定地接合被接合构件，需要稳定地载置(保持)被接合构件。因此，要求载置台具有高刚性。例如，若是具有C型框架的FSW装置，则更优选C型框架构成为尽可能大且壁厚。
可是，在汽车工业中，以复杂的形状且更狭窄的部分的接合为目的，存在要求C型框架的小型化、薄壁化的倾向。其结果，能够预想到C型框架的按压力承受部的刚性降低，在接合时由于接合工具部的按压而在按压力承受部产生挠曲。
作为本技术领域的背景技术，例如有专利文献1那样的技术。在专利文献1中，公开了“具有对加工对象构件、载置该加工对象构件的载置夹具进行冷却的冷却系统，一边抑制载置夹具的不需要的热膨胀，一边冷却需要冷却的部位的摩擦搅拌接合装置”。
另外，在专利文献2中，公开了“基于安装于多关节机械臂前端的旋转工具的旋转扭矩变化以及多关节机器人的驱动轴扭矩变化，赋予与在旋转工具与工件之间产生的反作用力相等的大小且相反方向的补偿力，对由多关节机器人的关节轴的挠曲引起的位置偏移进行校正的摩擦搅拌焊接方法”。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利第5788862号公报
专利文献2：日本专利第5426443号公报
发明内容
发明要解决的课题
如上所述，在利用FSW装置进行复杂且狭窄的部分的接合的情况下，为了高精度地进行可靠性高的接合，需要对因来自接合时的接合工具部的按压而导致的按压力承受部(载置台)的挠曲、即被接合构件的位置偏移进行校正。
上述专利文献1公开了在进行摩擦搅拌接合时通常使用的C型框架，由于C型框架壁厚且被牢固地制成，因此并未记载如上所述的接合时的按压力承受部(载置台)的挠曲的问题、对其进行校正的技术。
另外，上述专利文献2涉及多关节机器人的关节轴的挠曲引起的位置偏移的校正，无法应对上述那样的C型框架的按压力承受部(载置台)的挠曲。
因此，本发明的目的在于提供一种摩擦搅拌接合装置及摩擦搅拌接合方法，在利用FSW装置进行复杂且狭窄的部分的接合时，将因来自接合工具部的按压导致的按压力承受部(载置台)的挠曲的影响抑制在最小限度，能够高精度地进行可靠性高的接合。
用于解决课题的技术方案
为了解决上述课题，本发明是一种摩擦搅拌接合装置，通过摩擦搅拌接合将被接合构件彼此接合，其特征在于，该摩擦搅拌接合装置具备：装置本体；控制装置，控制所述摩擦搅拌接合装置的动作；C型框架，经由第1上下移动驱动机构部与所述装置本体连接；支架部，经由第2上下移动驱动机构部与所述C型框架的一端连接；以及接合工具，被保持于所述保持部，所述C型框架具有：被保持部，经由所述第1上下移动驱动机构部与所述装置本体连接；支架部保持部，经由所述第2上下移动驱动机构部与所述支架部连接；以及按压力承受部，与所述C型框架的另一端连接，并承受来自所述接合工具的按压力，所述控制装置具有：第1接合模式，基于决定所述接合工具的接合条件的接合指令信号和决定所述第1上下移动驱动机构部的第1保持位置的第1保持位置决定信号，进行摩擦搅拌接合；以及第2接合模式，基于所述接合指令信号和第2保持位置决定信号，进行摩擦搅拌接合，该第2保持位置决定信号根据所述按压力承受部的状态，对所述第1保持位置决定信号进行校正，以使接合部的深度、范围成为恒定，在所述接合工具的从向所述被接合构件的插入到拔出为止的一个接合过程中，包括所述第1接合模式和所述第2接合模式。
此外，本发明是摩擦搅拌接合装置，通过摩擦搅拌接合将被接合构件彼此接合，其特征在于，该摩擦搅拌接合装置具备：控制装置，控制所述摩擦搅拌接合装置的动作；多轴机械臂，具有多个关节，能够在三维空间中移动自如；C型框架保持部，与所述多轴机械臂的前端连接；C型框架，经由第1上下移动驱动机构部与所述C型框架保持部连接；支架部，经由第2上下移动驱动机构部与所述C型框架的一端连接；以及接合工具，被保持于所述保持部，所述C型框架具有：被保持部，经由所述第1上下移动驱动机构部与所述C型框架保持部连接；支架部保持部，经由所述第2上下移动驱动机构部与所述支架部连接；以及按压力承受部，与所述C型框架的另一端连接，并承受来自所述接合工具的按压力，所述控制装置具有：第1接合模式，基于决定所述接合工具的接合条件的接合指令信号和决定所述第1上下移动驱动机构部的第1保持位置的第1保持位置决定信号，进行摩擦搅拌接合；以及第2接合模式，基于所述接合指令信号和第2保持位置决定信号，进行摩擦搅拌接合，该第2保持位置决定信号根据所述按压力承受部的状态，对所述第1保持位置决定信号进行校正，以使接合部的深度、范围成为恒定，在所述接合工具的从向所述被接合构件的插入到拔出为止的一个接合过程中，包括所述第1接合模式和所述第2接合模式。
此外，本发明是摩擦搅拌接合方法，通过摩擦搅拌接合将被接合构件彼此接合，其特征在于，该摩擦搅拌接合方法具有以下的步骤：(a)根据控制部的指令将接合工具插入被接合构件的接合部的规定位置的步骤；(b)根据所述控制部的指令，一边对保持所述接合工具的C型框架的高度进行控制以使接合部的深度、范围成为恒定，一边使所述接合工具沿着所述接合部移动，对所述接合部进行摩擦搅拌接合的步骤；以及(c)根据所述控制部的指令，在所述接合工具的移动量达到规定的位置的时刻，将所述接合工具从所述接合部拔出的步骤。
发明的效果
根据本发明，即使在利用FSW装置进行复杂且狭窄的部分的接合的情况下，也能够将因来自接合工具部的按压导致的按压力承受部(载置台)的挠曲的影响抑制在最小限度，实现能够高精度地进行可靠性高的接合的摩擦搅拌接合装置以及摩擦搅拌接合方法。
上述以外的课题、结构及效果通过以下的实施方式的说明得以明确。
附图说明
图1是表示本发明的一实施方式的摩擦搅拌接合装置的整体概要的图。
图2是表示用于进行本发明的一实施方式的摩擦搅拌接合装置的C型框架保持位置校正的控制表的图。
图3是表示本发明的一实施方式的摩擦搅拌接合方法的流程图。
图4是表示本发明的一实施方式的摩擦搅拌接合装置的整体概要的图。
图5是表示本发明的一实施方式的摩擦搅拌接合装置的整体概要的图。
具体实施方式
以下，使用附图说明本发明的实施例。此外，在各附图中，对相同的结构标注相同的附图标记，对于重复的部分省略其详细的说明。
实施例1
参照图1至图3，对实施例1的摩擦搅拌接合装置及摩擦搅拌接合方法进行说明。图1表示本实施例的摩擦搅拌接合装置1的整体概要，图2表示用于进行摩擦搅拌接合装置1的控制(C型框架保持位置校正)的控制表的例子。图3是表示本实施例的摩擦搅拌接合方法的流程图。
如图1所示，摩擦搅拌接合装置1的主要结构为，具备装置本体2、经由上下移动驱动机构部(第1上下移动驱动机构部)3与装置本体2连接的C型框架4、经由上下移动驱动机构部(第2上下移动驱动机构部)5与C型框架4的一端连接的支架部(接合头)6、由支架部(接合头)6保持的接合工具部7。上下移动驱动机构部(第1上下移动驱动机构部)3和上下移动驱动机构部(第2上下移动驱动机构部)5如图1所例示的那样，例如使用滚珠丝杠等。接合工具部7由肩部8及接合销9构成，接合销9经由肩部8被保持于支架部(接合头)6。
该接合销9插入到被接合构件10的对接部，通过高速旋转而在接合销9与被接合构件10之间产生摩擦热，通过该摩擦热在被接合构件10内产生塑性流动，接合部被搅拌。当接合销9移动时，搅拌部(接合部)被冷却，被接合构件彼此接合。
需要说明的是，在此，作为被接合构件10，例如如汽车的车身那样，示出由钢铁制的框架件(10a)和薄板的铝材(10b)构成的复合件的例子。
C型框架4由经由上下移动驱动机构部(第1上下移动驱动机构部)3连接于装置本体2的被保持部(立起部)4a、经由上下移动驱动机构部(第2上下移动驱动机构部)5连接于支架部(接合头)6的支架部保持部4b、连接于C型框架4的另一端，且在摩擦搅拌接合时，承受来自接合工具部7的按压力的按压力承受部4c构成，具有大致C型(大致コ字型)形状。
在装置本体2设置有控制摩擦搅拌接合装置1的动作的控制部(控制装置)12。控制部(控制装置)12具备存储部(未图示)，该存储部对决定基于接合工具部7的接合条件的接合条件信号(接合指令信号)、决定基于上下移动驱动机构部(第1上下移动驱动机构部)3的C型框架4相对于装置本体2的高度方向(Z方向)的保持位置的保持位置决定信号、决定基于上下移动驱动机构部(第2上下移动驱动机构部)5的支架部(接合头)6相对于C型框架4(支架部保持部4b)的高度方向(Z方向)的保持位置的保持位置决定信号等接合参数(FSW接合条件)进行存储。
接着，对摩擦搅拌接合装置1的控制(C型框架保持位置校正)进行说明。在图1中，被接合构件10由被接合构件保持部11a、11b从上下方向保持(支承)，在摩擦搅拌接合时还由按压力承受部4c保持(支承)。如上所述，在进行复杂的形状且更狭窄的部分的接合的情况下，由于使用小型化、薄壁化的C型框架，因此C型框架的刚性降低，如图1的虚线所示，承受接合工具部7的按压力的按压力承受部4c有可能向下方向挠曲。在该情况下，支承于按压力承受部4c的被接合构件10(10a、10b)也同样地向下方向挠曲。
在按压力承受部4c及被接合构件10(10a、10b)挠曲的状态下，在持续基于接合工具部7的摩擦搅拌接合的情况下，接合部(接合面)的深度、范围发生变化，接合部的品质(接合可靠性)有可能降低。
因此，在本实施例的摩擦搅拌接合装置1中，利用上下移动驱动机构部(第1上下移动驱动机构部)3对C型框架4相对于装置本体2的高度方向(Z方向)的保持位置进行校正(在此，如图1所示那样从第1保持位置向第2保持位置上升)，进行控制以使接合部(接合面)的深度、范围成为恒定。即，向相反方向(上方向)校正与C型框架4的按压力承受部4c挠曲的量相同的量(距离)。在图1中用实线表示基于该校正的按压力承受部4c及被接合构件10(10a、10b)的状态。为了确保接合部的品质(接合可靠性)，优选使位置校正后的按压力承受部4c及被接合构件10(10a、10b)大致成为承受来自接合工具部7的按压力之前的状态(位置)。
基于上下运动驱动机构部(第1上下移动驱动机构部)3的C型框架4相对于装置本体2的高度方向(Z方向)的保持位置校正基于预先存储(登记)在控制部(控制装置)12的存储部中的数据库或控制表来进行。图2表示用于进行C型框架4的保持位置校正的控制表的例子。
摩擦搅拌接合开始时(开始时)的C型框架4的保持位置校正量为0(基准值)，将此时的保持位置作为第1保持位置。(在此，把通过将决定接合工具部7的接合条件的接合条件信号(接合指令信号)以及决定上下移动驱动机构部(第1上下移动驱动机构部)3的第1保持位置的第1保持位置决定信号从控制部(控制装置)12的存储部输出来控制接合工具部7及上下移动驱动机构部(第1上下移动驱动机构部)3的动作而进行摩擦搅拌接合的状态例如称为“第1接合模式”)。
由于在从摩擦搅拌接合开始起0.5秒后(图2的No.1)，按压力承受部4c及被接合构件10的挠曲量成为向下方0.1mm(-0.1mm)，因此将C型框架4的保持位置校正量设为向上方0.1mm(+0.1mm)。将此时的保持位置作为第2保持位置。(在此，把通过将决定接合工具部7的接合条件的接合条件信号(接合指令信号)以及决定上下移动驱动机构部(第1上下移动驱动机构部)3的第2保持位置的第2保持位置决定信号从控制部(控制装置)12的存储部输出来控制接合工具部7及上下移动驱动机构部(第1上下移动驱动机构部)3的动作而进行摩擦搅拌接合的状态例如称为“第2接合模式”)。
以后，通过同样的控制(校正)，根据从摩擦搅拌接合开始起的经过时间，校正C型框架4的保持位置。在图2的例子中，在从摩擦搅拌接合开始起1.0秒后(图2的No.2)，按压力承受部4c及被接合构件10的挠曲量成为向下方0.15mm(-0.15mm)，因此将C型框架4的保持位置校正量设为向上方0.15mm(+0.15mm)。此时的保持位置成为第3保持位置。另外，在从摩擦搅拌接合开始起1.5秒后(图2的No.3)，按压力承受部4c及被接合构件10的挠曲量成为向下方0.2mm(-0.2mm)，因此将C型框架4的保持位置校正量设为向上方0.2mm(+0.2mm)。此时的保持位置成为第4保持位置。
此外，在图2中，示出了从摩擦搅拌接合开始起1.5秒以后，按压力承受部4c及被接合构件10的挠曲的进行停止(成为平衡状态)的例子，挠曲量维持向下方0.2mm(-0.2mm)的状态，C型框架4的保持位置校正量维持向上方0.2mm(+0.2mm)的状态。因此，保持位置维持第4保持位置。
在摩擦搅拌接合结束时(结束时)，来自接合工具部7的按压力消失，因此C型框架4的保持位置校正量返回到0(基准值)。因此，C型框架4的保持位置也返回到第1保持位置。
如上所述，在基于图2那样的控制表的C型框架4的保持位置校正中，从摩擦搅拌接合开始时(图2的开始)到摩擦搅拌接合结束时(图2的结束)之间的一次的接合动作(一个接合过程：过程)中，通过以包含多个接合模式(例如，上述的第1接合模式和第2接合模式)的方式控制接合工具部7和上下移动驱动机构部(第1上下移动驱动机构部)3的动作，即使在C型框架4的按压力承受部4c因来自接合工具部7的按压力而产生挠曲的情况下，也能够控制成从接合开始到接合结束之间的被接合构件的接合点(接合面)的深度、范围成为恒定。
另外，图2所示的控制表是用于容易理解地说明本实施例的动作的例示，从摩擦搅拌接合开始起的经过时间与按压力承受部4c及被接合构件10的挠曲量、C型框架4的保持位置校正量的关系并不限定于此。
使用图3，对上述说明的本实施例的摩擦搅拌接合装置的有代表性的摩擦搅拌接合方法进行说明。
首先，根据控制部(控制装置)12的指令，将接合工具部7向被接合构件10的接合部(被接合构件彼此的对接部)的规定的位置插入。
(步骤S1)
接着，根据控制部(控制装置)12的指令(例如，基于图2所示的控制表)，一边控制C型框架4的高度(Z方向的位置)，一边使接合工具部7沿着被接合构件10的接合部移动，对接合部进行摩擦搅拌接合。(步骤S2)
接着，根据控制部(控制装置)12的指令，在接合工具部7的移动量(X方向的移动量)达到规定的值(位置)的时刻，从被接合构件10的接合部拔出接合工具部7，结束摩擦搅拌接合处理。(步骤S3)
如以上说明的那样，根据本实施例的摩擦搅拌接合装置及摩擦搅拌接合方法，存储与从摩擦搅拌接合开始起的经过时间对应的相对于C型框架的按压力承受部的挠曲量的校正量，利用该校正量校正按压力承受部的挠曲。由此，即使在使C型框架小型化、薄壁化的情况下，也能够对因接合工具的按压而产生的挠曲进行校正。因此，即使在利用FSW装置进行例如汽车的车身这样的复杂且狭窄的部分的接合的情况下，也能够将因来自接合工具部的按压导致的按压力承受部(载置台)的挠曲的影响抑制在最小限度，能够高精度地进行可靠性高的接合。
另外，在上述中，作为C型框架4的保持位置校正方法，使用基于控制表的控制的例子进行了说明，但也能够在控制部(控制装置)12的存储部中预先存储(登记)被接合构件10的材质、赋予接合工具部7的电流值和与该电流值对应的挠曲校正量的数据库，并基于该数据库进行C型框架4的保持位置校正。
另外，也可以除了基于上下移动驱动机构部(第1上下移动驱动机构部)3的C型框架4相对于装置本体2的高度方向(Z方向)的保持位置校正之外，进一步进行基于上下移动驱动机构部(第2上下移动驱动机构部)5的支架部(接合头)6相对于C型框架4(支架部保持部4b)的高度方向(Z方向)的保持位置校正。在该情况下，即使校正C型框架4的按压力承受部4c的位置，也能够通过上下移动驱动机构部(第2上下移动驱动机构部)5对接合工具部7的位置进行进一步追加调整(微调)，以使接合工具部7的保持位置不变化。
另外，在本实施例中，使用图1所示的固定设置型的FSW装置进行了说明，但即使应用于C型框架与多轴机器人连结的机器人FSW装置，也能够得到同样的效果。(关于此，在实施例3中后述。)
实施例2
参照图4，对实施例2的摩擦搅拌接合装置及摩擦搅拌接合方法进行说明。图4表示本实施例的摩擦搅拌接合装置1的整体概要，是与实施例1的图1对应的图。
本实施例的摩擦搅拌接合装置1在具备检测C型框架4的按压力承受部4c的状态(挠曲量)的传感器13a、13b这一点上与实施例1的摩擦搅拌接合装置不同。其他结构与实施例1(图1)相同。
在实施例1中，相对于基于预先存储(登记)于控制部(控制装置)12的存储部的控制表或数据库，进行按压力承受部4c的挠曲量校正，在本实施例中，根据由传感器13a、13b检测出的按压力承受部4c的状态(挠曲量)，利用上下移动驱动机构部(第1上下移动驱动机构部)3对C型框架4相对于装置本体2的高度方向(Z方向)的保持位置进行校正。即，基于传感器13a、13b的检测值，校正第1保持位置决定信号，算出第2保持位置决定信号，通过该第2保持位置决定信号来控制C型框架4的保持位置。
传感器13a、13b对按压力承受部4c的状态(挠曲量)的检测例如以规定的时间间隔取得挠曲量，基于所取得的数据(挠曲量)决定并校正挠曲校正量。
另外，作为传感器13a、13b，除了例如图4所示那样的设置受光发光元件13a、13b的透过型的激光传感器之外，还可举出直接检测按压力承受部4c的挠曲的挠曲传感器、半导体应变传感器、直接检测按压力承受部4c的位移的静电电容型接近传感器、位移传感器等。
在本实施例中，也与实施例1同样地，能够将因来自接合工具部的按压导致的按压力承受部(载置台)的挠曲的影响抑制在最小限度，能够高精度地进行可靠性高的接合。
实施例3
参照图5，对实施例3的摩擦搅拌接合装置及摩擦搅拌接合方法进行说明。图5表示本实施例的摩擦搅拌接合装置21的整体概要。
如图5所示，摩擦搅拌接合装置21的主要结构为，具备多轴机器人22、经由C型框架保持部23以及上下移动驱动机构部(第1上下移动驱动机构部)24与多轴机器人22连接的C型框架25、经由上下移动驱动机构部(第2上下移动驱动机构部)26与C型框架25连接的支架部(接合头)27、由支架部(接合头)27保持的接合工具部28。接合工具部28由肩部29及接合销30构成，接合销30经由肩部29被保持于支架部(接合头)27。
多轴机器人22是通常被称为机械臂的垂直多关节机器人，能够通过多关节构造和伺服马达在三维空间中动作(移动)自如。可动范围根据关节的数量(轴数)而变化，但在此表示在台座部22a上具有下臂部22b、上臂部22c、手腕部22d的三轴类型的机械臂的例子。多轴机器人22的白圈部分是关节。
另外，摩擦搅拌接合装置21具备收纳有伺服放大器、基板等的控制装置(未图示)，根据来自该控制装置的指令(程序信号)来综合地控制多轴机器人22的动作和接合工具部28的接合条件。
在多轴机器人22的手腕部22d的前端能够转动地连接有C型框架保持部23。在C型框架保持部23上，经由上下移动驱动机构部(第1上下移动驱动机构部)24连接有大致C型(大致コ字型)形状的C型框架25。
C型框架25由经由上下移动驱动机构部(第1上下移动驱动机构部)24与C型框架保持部23连接的被保持部(立起部)25a、与被保持部25a的一方的端部连接，经由上下移动驱动机构部(第2上下移动驱动机构部)26保持支架部(接合头)27的支架部保持部25b、与被保持部(立起部)25a的另一方的端部连接，承受来自接合工具部28的按压力的按压力承受部25c构成。
另外，在图5中示出了被保持部(立起部)25a、支架部保持部25b、按压力承受部25c作为一体物而构成C型框架25的例子，但也包括通过将各部位分别形成为不同个体并将它们组合而构成C型框架25的例子。
C型框架25经由上下移动驱动机构部(第1上下移动驱动机构部)24与C型框架保持部23连接，相对于C型框架保持部23在上下方向(图5的Z方向)上动作。
支架部(接合头)27经由上下移动驱动机构部(第2上下移动驱动机构部)26与C型框架25(支架部保持部25b)连接，相对于C型框架25在上下方向(图5的Z方向)上动作。
接合工具部28由肩部29、接合销30构成，使接合销30一边高速旋转，一边向被接合构件10插入至规定的深度，并使其沿着接合部(接合线)移动，由此进行摩擦搅拌接合。
本实施例的摩擦搅拌接合装置21如以上那样构成，与实施例1同样地，通过上下移动驱动机构部(第1上下移动驱动机构部)24能够对C型框架25相对于C型框架保持部23(多轴机器人22)的高度方向(Z方向)的保持位置进行校正，即使在C型框架25的按压力承受部25c因来自接合工具部28的按压力而产生了挠曲的情况下，也能够向相反方向(上方向)校正与挠曲的量相同的量(距离)。
作为C型框架25的保持位置校正方法，也能够基于控制表或数据库进行校正(控制)，根据由传感器检测出的按压力承受部25c的状态(挠曲量)进行校正，在基于上下移动驱动机构部(第1上下移动驱动机构部)24的C型框架25的高度方向(Z方向)的保持位置校正的基础上，还能够进行基于上下移动驱动机构部(第2上下移动驱动机构部)26的支架部(接合头)27的高度方向(Z方向)的保持位置校正，在这些方面等以及其他结构和动作(作用)基本上与实施例1和实施例2相同，因此省略重复的详细说明。
在本实施例中，也与其他实施例同样地，能够将因来自接合工具部的按压导致的按压力承受部(载置台)的挠曲的影响抑制在最小限度，能够高精度地进行可靠性高的接合。
另外，在本实施例中，经由C型框架保持部23以及上下移动驱动机构部(第1上下移动驱动机构部)24由多轴机械臂22保持C型框架25，因此能够使接合点(接合面)在三维空间中移动自如。由此，能够像汽车的车身那样立体地配置，能够高精度地进行包含曲面的复杂的形状的被接合构件的摩擦搅拌接合。
另外，本发明并不限定于上述的实施例，包含各种变形例。
例如，上述的实施例是为了容易理解地说明本发明而详细地说明的实施例，并不限定于必须具备所说明的全部结构。另外，能够将某实施例的结构的一部分置换为其他实施例的结构，另外，也能够在某实施例的结构中添加其他实施例的结构。另外，对于各实施例的结构的一部分，能够进行其他结构的追加、删除、置换。
另外，本发明还具有以下特征。
[附记1]
一种摩擦搅拌接合方法，是使用摩擦搅拌接合装置的摩擦搅拌接合方法，该摩擦搅拌接合装置由具备上下移动驱动机构部的装置本体、由保持于所述上下移动驱动机构部的被保持部、将支架部保持在所述被保持部的一方的端部的支架部保持部、和保持于所述被保持部的另一方的端部并承受接合工具部的按压力的按压力承受部构成的C型框架、和保持于所述支架部的所述接合工具部构成，
其特征在于，
该摩擦搅拌接合方法具备以下的步骤：
将决定所述上下移动驱动机构部的第1保持位置的第1保持位置决定值、根据接合开始后的经过时间决定的多个第2保持位置决定值、和针对所述接合工具部的接合条件存储于所述装置本体的步骤；
基于所述第1保持位置决定值而决定开始摩擦搅拌接合时的所述上下移动驱动机构部的保持位置，并且基于接合条件而开始摩擦搅拌接合的步骤；
在开始摩擦搅拌接合后经过了规定的时间时，基于与该经过时间对应的第2保持位置决定值而改变所述上下移动驱动机构部的保持位置，并基于接合条件而反复进行摩擦搅拌接合的步骤。
[附记2]
一种摩擦搅拌接合方法，是使用摩擦搅拌接合装置的摩擦搅拌接合方法，该摩擦搅拌接合装置由具备上下移动驱动机构部的装置本体、由保持于所述上下移动驱动机构部的被保持部、将支架部保持在所述被保持部的一方的端部的支架部保持部、和保持于所述被保持部的另一方的端部并承受接合工具部的按压力的按压力承受部构成的C型框架、和保持于所述支架部的所述接合工具部构成，
其特征在于，
该摩擦搅拌接合方法具备以下的步骤：
将决定所述上下移动驱动机构部的第1保持位置的第1保持位置决定值、和针对所述接合工具部的接合条件存储于所述装置本体的步骤；
基于所述第1保持位置决定值而决定开始摩擦搅拌接合时的所述上下移动驱动机构部的保持位置，并且基于接合条件而开始摩擦搅拌接合的步骤；
在开始摩擦搅拌接合后经过了规定的时间时，基于从配置于所述按压力承受部的位置传感器取得的所述按压力承受部的挠曲量而决定第2保持位置决定值，改变所述上下移动驱动机构部的保持位置，并基于接合条件而反复进行摩擦搅拌接合的步骤。
[附记3]
根据附记1或附记2所述的摩擦搅拌接合方法，其特征在于，
在根据基于摩擦搅拌接合后的经过时间而决定的第2保持位置决定值变更了所述上下移动驱动机构部的保持位置时，根据该变动量对所述支架部保持部进一步进行追加调整(微调)。
附图标记的说明
1…摩擦搅拌接合装置、2…装置本体、3、5…上下移动驱动机构部(滚珠丝杠)、4…C型框架、4a…被保持部(立起部)、4b…支架部保持部、4c…按压力承受部、6…支架部(接合头)、7…接合工具部、8…肩部、9…接合销、10、10a、10b…被接合构件、11、11a、11b…被接合构件保持部、12…控制部(控制装置)、13、13a、13b…传感器、21…摩擦搅拌接合装置、22…多轴机器人、22a…台座部、22b…下臂部、22c…上臂部、22d…手腕部、23…C型框架保持部、24、26…上下移动驱动机构部(滚珠丝杠)、25…C型框架、25a…被保持部(立起部)、25b…支架部保持部、25c…按压力承受部、27…支架部(接合头)、28…接合工具部、29…肩部、30…接合销。

Claims (15)

1.一种摩擦搅拌接合装置，通过摩擦搅拌接合将被接合构件彼此接合，其特征在于，
该摩擦搅拌接合装置具备：
装置本体；
控制装置，控制所述摩擦搅拌接合装置的动作；
C型框架，经由第1上下移动驱动机构部与所述装置本体连接；
支架部，经由第2上下移动驱动机构部与所述C型框架的一端连接；以及
接合工具，被保持于所述保持部，
所述C型框架具有：
被保持部，经由所述第1上下移动驱动机构部与所述装置本体连接；
支架部保持部，经由所述第2上下移动驱动机构部与所述支架部连接；以及
按压力承受部，与所述C型框架的另一端连接，并承受来自所述接合工具的按压力，
所述控制装置具有：
第1接合模式，基于决定所述接合工具的接合条件的接合指令信号和决定所述第1上下移动驱动机构部的第1保持位置的第1保持位置决定信号，进行摩擦搅拌接合；以及
第2接合模式，基于所述接合指令信号和第2保持位置决定信号，进行摩擦搅拌接合，该第2保持位置决定信号根据所述按压力承受部的状态，对所述第1保持位置决定信号进行校正，以使接合部的深度、范围成为恒定，
在所述接合工具的从向所述被接合构件的插入到拔出为止的一个接合过程中，包括所述第1接合模式和所述第2接合模式。
2.根据权利要求1所述的摩擦搅拌接合装置，其特征在于，
所述控制装置根据所述第1接合模式或所述第2接合模式，决定所述接合工具的接合条件和基于所述第1上下移动驱动机构部的所述C型框架的保持位置。
3.根据权利要求2所述的摩擦搅拌接合装置，其特征在于，
所述控制装置根据所述第1接合模式开始被接合构件的摩擦搅拌接合，在经过规定的时间后，切换为所述第2接合模式。
4.根据权利要求1所述的摩擦搅拌接合装置，其特征在于，
所述控制装置具有存储所述接合指令信号、所述第1保持位置决定信号和所述第2保持位置决定信号的存储部。
5.根据权利要求4所述的摩擦搅拌接合装置，其特征在于，
所述控制装置将根据摩擦搅拌接合开始后的经过时间而决定的所述C型框架的保持位置预先存储于所述存储部，并基于存储的该保持位置来决定所述第2保持位置决定信号。
6.根据权利要求5所述的摩擦搅拌接合装置，其特征在于，
所述控制装置基于预先存储的多个保持位置决定信号，根据从摩擦搅拌接合开始时起的经过时间，决定所述第2保持位置决定信号。
7.根据权利要求1或2所述的摩擦搅拌接合装置，其特征在于，
所述摩擦搅拌接合装置具备检测所述按压力承受部的状态的传感器，
所述控制装置根据由所述传感器检测出的所述按压力承受部的状态校正所述第1保持位置决定信号，而决定所述第2保持位置决定信号。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的摩擦搅拌接合装置，其特征在于，
所述控制装置在根据所述按压力承受部的状态校正所述第1保持位置决定信号而决定所述第2保持位置决定信号时，根据决定的该第2保持位置决定信号，校正基于所述第2上下移动驱动机构部的所述支架部的保持位置。
9.一种摩擦搅拌接合装置，通过摩擦搅拌接合将被接合构件彼此接合，其特征在于，
该摩擦搅拌接合装置具备：
控制装置，控制所述摩擦搅拌接合装置的动作；
多轴机械臂，具有多个关节，能够在三维空间中移动自如；
C型框架保持部，与所述多轴机械臂的前端连接；
C型框架，经由第1上下移动驱动机构部与所述C型框架保持部连接；
支架部，经由第2上下移动驱动机构部与所述C型框架的一端连接；以及
接合工具，被保持于所述保持部，
所述C型框架具有：
被保持部，经由所述第1上下移动驱动机构部与所述C型框架保持部连接；
支架部保持部，经由所述第2上下移动驱动机构部与所述支架部连接；以及
按压力承受部，与所述C型框架的另一端连接，并承受来自所述接合工具的按压力，
所述控制装置具有：
第1接合模式，基于决定所述接合工具的接合条件的接合指令信号和决定所述第1上下移动驱动机构部的第1保持位置的第1保持位置决定信号，进行摩擦搅拌接合；以及
第2接合模式，基于所述接合指令信号和第2保持位置决定信号，进行摩擦搅拌接合，该第2保持位置决定信号根据所述按压力承受部的状态，对所述第1保持位置决定信号进行校正，以使接合部的深度、范围成为恒定，
在所述接合工具的从向所述被接合构件的插入到拔出为止的一个接合过程中，包括所述第1接合模式和所述第2接合模式。
10.根据权利要求9所述的摩擦搅拌接合装置，其特征在于，
所述控制装置根据所述第1接合模式或所述第2接合模式，决定所述接合工具的接合条件和基于所述第1上下移动驱动机构部的所述C型框架的保持位置。
11.根据权利要求10所述的摩擦搅拌接合装置，其特征在于，
所述控制装置根据所述第1接合模式开始被接合构件的摩擦搅拌接合，在经过规定的时间后，切换为所述第2接合模式。
12.根据权利要求9或10所述的摩擦搅拌接合装置，其特征在于，
所述摩擦搅拌接合装置具备检测所述按压力承受部的状态的传感器，
所述控制装置根据由所述传感器检测出的所述按压力承受部的状态校正所述第1保持位置决定信号，而决定所述第2保持位置决定信号。
13.一种摩擦搅拌接合方法，通过摩擦搅拌接合将被接合构件彼此接合，其特征在于，
该摩擦搅拌接合方法具有以下的步骤：
(a)根据控制部的指令将接合工具插入被接合构件的接合部的规定位置的步骤；
(b)根据所述控制部的指令，一边对保持所述接合工具的C型框架的高度进行控制以使接合部的深度、范围成为恒定，一边使所述接合工具沿着所述接合部移动，对所述接合部进行摩擦搅拌接合的步骤；以及
(c)根据所述控制部的指令，在所述接合工具的移动量达到规定的位置的时刻，将所述接合工具从所述接合部拔出的步骤。
14.根据权利要求13所述的摩擦搅拌接合方法，其特征在于，
在所述(b)步骤中，基于根据从摩擦搅拌接合开始时起的经过时间而预先决定的所述C型框架的保持位置校正量，控制所述C型框架的高度。
15.根据权利要求13所述的摩擦搅拌接合方法，其特征在于，
在所述(b)步骤中，利用传感器检测所述C型框架的按压力承受部的状态，基于该检测出的所述C型框架的按压力承受部的状态，控制所述C型框架的高度。
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