JP2000071082A - Device and method for friction pressure welding - Google Patents

Device and method for friction pressure welding

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JP2000071082A
JP2000071082A JP10243386A JP24338698A JP2000071082A JP 2000071082 A JP2000071082 A JP 2000071082A JP 10243386 A JP10243386 A JP 10243386A JP 24338698 A JP24338698 A JP 24338698A JP 2000071082 A JP2000071082 A JP 2000071082A
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clamp
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廣一 川浦
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修 石川
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IZUMI KOGYO KK
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    • B23K20/00Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating
    • B23K20/12Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating the heat being generated by friction; Friction welding

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a friction pressure welding device which can friction pressure weld both short and long intermediate works and reduce the manufacturing cost. SOLUTION: A linear guide rail 12 is installed on a facility base 11 of a friction pressure welding device 10. A first main shaft box 13a is movably installed on one end side of the linear guide rail 12. Additionally, a second main shaft box 14a is movably installed on the other end side of the linear guide rail 12. A main shaft 13b of the first shaft box 13a is drive-connected to the servo motor 13d, and a main shaft 14b of the second main shaft box 14a is drive-connected to an induction motor 14d. Furthermore a work clamp 20 is movably installed on the linear guide rail 12 between the first and second main shaft boxes 13a and 14a.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は摩擦圧接方法により
ワーク同士を溶着するための摩擦圧接装置に関するもの
である。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a friction welding apparatus for welding works by a friction welding method.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来より、ワーク同士を接合する手法と
して、摩擦圧接方法がよく知られている。それは、接合
しようとするワークを接触させ、加圧しつつ接触面に相
対運動を起こさせ、発生する摩擦熱で接合面付近を加熱
して圧接する方法である。この摩擦圧接方法は、異種金
属間の圧接ができることと、材料や電気の消費が少ない
ことと、生産性及び接合精度の面で優れていることなど
の特徴がある。現在では多量生産用の溶接法として特に
棒材や管材などの素材に広く適用されている。
2. Description of the Related Art Conventionally, a friction welding method is well known as a technique for joining works. This is a method in which a workpiece to be joined is brought into contact, a relative motion is caused on the contact surface while applying pressure, and the vicinity of the joint surface is heated and pressed by friction heat generated. This friction welding method has features such as being able to perform welding between dissimilar metals, consuming less material and electricity, and being excellent in productivity and joining accuracy. At present, it is widely applied as a welding method for mass production, particularly to materials such as rods and pipes.

【0003】図4〜図6は、3個のワークW11,W1
2,W13を摩擦圧接する従来の摩擦圧接装置を示す。
図4において、摩擦圧接装置の設備ベース30の上面3
0aを作業面とし、その上面30aには、第1及び第2
リニアガイド34,40が長手方向(Y方向)に延設さ
れている。第1主軸ユニット31が第1リニアガイド3
4に、第2主軸ユニット32が第2リニアガイド40に
それぞれ設置され、両主軸ユニット31,32はそれぞ
れリニアガイド34,40に沿って移動可能になってい
る。
FIGS. 4 to 6 show three works W11 and W1.
2 shows a conventional friction welding apparatus that frictionally welds W13.
In FIG. 4, the upper surface 3 of the equipment base 30 of the friction welding device is shown.
0a is a work surface, and the upper surface 30a has first and second work surfaces.
Linear guides 34 and 40 extend in the longitudinal direction (Y direction). When the first spindle unit 31 is the first linear guide 3
4, a second spindle unit 32 is installed on the second linear guide 40, and the two spindle units 31, 32 are movable along the linear guides 34, 40, respectively.

【0004】第1及び第2主軸ユニット31,32に
は、主軸31a,32aが回転可能に設けられている。
主軸31a,32aは主軸箱31b,32b内に配置さ
れたギア31c,32cを介して回転用サーボモータ3
1d,32dと駆動連結されている。主軸31a,32
aの先端にはチャック31e,32eが取り付けられて
おり、それぞれワークW12,W13を固定する。
The first and second spindle units 31, 32 are provided with spindles 31a, 32a rotatably.
The spindles 31a, 32a are connected to the rotary servomotor 3 via gears 31c, 32c arranged in the spindle boxes 31b, 32b.
It is drivingly connected to 1d and 32d. Spindles 31a, 32
Chucks 31e and 32e are attached to the tip of a, and fix the works W12 and W13, respectively.

【0005】第1及び第2主軸ユニット31,32の下
面には、設備ベース30内に突出するアーム35,39
が設けられている。そのアーム35,39にはスライド
用サーボモータ36,41により駆動される圧接送りシ
ャフトとしてのボールネジ37,38が螺合されてい
る。そして、ボールネジ37,38を正逆回転させる
と、第1及び第2主軸ユニット31,32は、ボールネ
ジ37,38とアーム35,39との間に発生する推進
力によりY方向に移動する。
On the lower surfaces of the first and second spindle units 31, 32, arms 35, 39 projecting into the equipment base 30.
Is provided. Ball screws 37 and 38 as press-contact feed shafts driven by slide servomotors 36 and 41 are screwed to the arms 35 and 39. When the ball screws 37 and 38 are rotated forward and backward, the first and second spindle units 31 and 32 move in the Y direction by the propulsive force generated between the ball screws 37 and 38 and the arms 35 and 39.

【0006】第1及び第2主軸ユニット31,32の間
には、ワークW11を挟持する固定クランプ42と移動
クランプ43が配置されている。固定クランプ42はそ
の脚部42aが設備ベース30の上面30aに固定され
ている。固定クランプ42は、図6に示すように、前記
脚部42aの上部に一対の挟持アーム部42b,42c
を備えている。挟持アーム部42b,42cは、前記脚
部42aに対してY方向と直交する方向(前後方向)に
移動しワークW11を挟持固定する。
[0006] A fixed clamp 42 and a movable clamp 43 for holding the work W11 are arranged between the first and second spindle units 31 and 32. The fixed clamp 42 has its legs 42 a fixed to the upper surface 30 a of the equipment base 30. As shown in FIG. 6, the fixed clamp 42 has a pair of clamping arms 42b and 42c on the upper part of the leg 42a.
It has. The holding arms 42b and 42c move in a direction (front-back direction) orthogonal to the Y direction with respect to the legs 42a to hold and fix the work W11.

【0007】移動クランプ43はその脚部43aが前記
第2リニアガイド40に設置されている。移動クランプ
43の脚部43aは、第2リニアガイド40に沿ってY
方向に移動し所定の位置で固定されている。移動クラン
プ43は、図6に示すように、前記脚部43aの上部に
一対の挟持アーム部43b,43cを備えている。挟持
アーム部43b,43cは、前記脚部43aに対してY
方向と直交する方向(前後方向)に移動しワークW11
を挟持固定する。
The leg 43a of the movable clamp 43 is mounted on the second linear guide 40. The leg 43a of the moving clamp 43 is moved along the second linear guide 40 in the Y direction.
And is fixed at a predetermined position. As shown in FIG. 6, the movable clamp 43 has a pair of clamping arms 43b and 43c above the leg 43a. The holding arms 43b and 43c are connected to the leg 43a by Y.
Work W11 moves in the direction (front-back direction) perpendicular to the direction
And fix it.

【0008】そして、固定クランプ42と移動クランプ
43にて、挟持固定されたワークW11の中心軸線は、
第1及び第2主軸ユニット31,32の主軸31a,3
2aに設けたチャック31e,32eに固定されたワー
クW12,W13の中心軸線(主軸31a,32aの中
心軸線)と一致するようになっている。
The center axis of the work W11 clamped and fixed by the fixed clamp 42 and the movable clamp 43 is:
Spindles 31a, 3 of the first and second spindle units 31, 32
The center axes of the workpieces W12 and W13 fixed to the chucks 31e and 32e provided on the base 2a (the center axes of the main shafts 31a and 32a) coincide with each other.

【0009】上記のように構成された摩擦圧接装置によ
り例えば3つのワークW11,W12,W13の摩擦圧
接を行うときにおいて、図4及び図6に示すように、ま
ず、中間ワークW11を、前記両リニアガイド34,4
0間の所定位置に固設された固定クランプ42と前記第
2リニアガイド40の上に移動可能に配設された移動ク
ランプ43に固定し、中間ワークW11の両側のワーク
W12,W13をそれぞれ前記主軸31a,32aのチ
ャック31e,32eに固定する。このとき、中間ワー
クW11をバランスよく支持固定するために、中間ワー
クW11の長さL5に応じて前記移動クランプ43を移
動させることによって移動クランプ43と固定クランプ
42間の相対距離を調整する。
When friction welding of, for example, three works W11, W12 and W13 is performed by the friction welding apparatus configured as described above, first, as shown in FIGS. Linear guides 34, 4
The workpieces W12 and W13 on both sides of the intermediate workpiece W11 are fixed to a fixed clamp 42 fixedly provided at a predetermined position between 0 and a movable clamp 43 movably disposed on the second linear guide 40, respectively. The spindles 31a and 32a are fixed to chucks 31e and 32e. At this time, in order to support and fix the intermediate work W11 in a well-balanced manner, the relative distance between the movable clamp 43 and the fixed clamp 42 is adjusted by moving the movable clamp 43 according to the length L5 of the intermediate work W11.

【0010】そして、それぞれ前記回転用サーボモータ
31d,32dにより主軸31a,32aが回転駆動さ
れることによって、ワークW12,W13は所定回転数
にて回転される。前記スライド用サーボモータ36,4
1によりボールネジ37,38が所定回転方向にて回転
駆動されると、第1及び第2主軸ユニット31,32
は、それぞれアーム35,39を介してともにワークW
11に向かってY方向に平行移動される。そして、回転
されるワークW12,W13を、両端から回転しないワ
ークW11に接触させると、ワークW11とワークW1
2の接合部及びワークW11とワークW13の接合部に
摩擦熱が発生し、該摩擦熱で前記3つのワークW11,
W12,W13の接合部が軟化される。所望の状態に軟
化を進行させてから、ワークW12,W13の回転を停
止させつつさらにアプセット圧力を加えると、3つのワ
ークW11,W12,W13の接合部は互いにめり込む
ようにして一体化し、溶着される。
The main shafts 31a and 32a are driven to rotate by the rotation servomotors 31d and 32d, respectively, so that the workpieces W12 and W13 are rotated at a predetermined rotation speed. The slide servo motors 36, 4
1, when the ball screws 37, 38 are driven to rotate in a predetermined rotation direction, the first and second spindle units 31, 32 are rotated.
Is a workpiece W via arms 35 and 39, respectively.
11 is translated in the Y direction. Then, when the workpieces W12 and W13 to be rotated are brought into contact with the workpiece W11 that does not rotate from both ends, the workpieces W11 and W1 are contacted.
2 and the joint between the work W11 and the work W13, frictional heat is generated.
The joint between W12 and W13 is softened. When the upsetting is further applied while the rotation of the workpieces W12 and W13 is stopped after the softening is advanced to a desired state, the joints of the three workpieces W11, W12 and W13 are integrated and welded to each other as they sink into each other. You.

【0011】上記過程中において、ワークW11に対し
てワークW12,W13間の回転方向相対位置を精確に
保証するために、ワークW12,W13間の位相合わせ
をさせる必要がある。ワークW12,W13間の位相合
わせは、それぞれワークW12,W13を駆動する第1
及び第2主軸ユニット31,32のサーボモータ31
d,32dにより実現される。つまり、摩擦圧接作業中
において、第1及び第2主軸ユニット31,32のサー
ボモータ31d,32dの回転方向停止位置をコントロ
ールすることによってワークW12,W13のそれぞれ
のワークW11に対する回転方向停止位置即ち位相を合
わせることができる。
During the above process, it is necessary to adjust the phase between the works W12 and W13 in order to accurately assure the relative position of the work W11 in the rotational direction between the works W12 and W13. The phase adjustment between the works W12 and W13 is performed by the first driving of the works W12 and W13, respectively.
And the servo motor 31 of the second spindle units 31 and 32
d, 32d. That is, during the friction welding operation, the rotational stop positions of the servo motors 31d and 32d of the first and second spindle units 31 and 32 are controlled so that the rotational stop positions of the workpieces W12 and W13 with respect to the respective workpieces W11, that is, the phases. Can be combined.

【0012】[0012]

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記のよう
に構成された摩擦圧接装置では、3個のワークW11,
W12,W13を一体に摩擦圧接させる場合において、
摩擦圧接加工可能な中間ワークW11の軸線方向(Y方
向)最小長さは、第1及び第2主軸ユニット31,32
の間にY方向並列に設置された固定及び移動クランプ4
2,43の軸線方向(Y方向)幅より決められる。従っ
て、図4に示すように、両クランプ42,43の軸線方
向(Y方向)幅をそれぞれL4とし、中間ワークW11
の軸線方向(Y方向)長さをL5とすれば、L5は2倍
のL4より長ければ、この摩擦圧接装置にて3個のワー
クW11,W12,W13を一体に摩擦圧接することが
できる。言い換えれば、この摩擦圧接装置では、2倍の
L4より長くない中間ワークW11に対して両端からワ
ークW12,W13を摩擦圧接させることができない。
つまり、短尺な中間ワークW11に対する摩擦圧接加工
ができないという問題点があった。
In the friction welding apparatus constructed as described above, three works W11,
When W12 and W13 are friction-welded together,
The minimum length in the axial direction (Y direction) of the intermediate workpiece W11 that can be subjected to friction welding is the first and second spindle units 31, 32.
Fixed and moving clamp 4 installed in parallel in the Y direction between
2, 43 are determined from the width in the axial direction (Y direction). Therefore, as shown in FIG. 4, the width of each of the clamps 42 and 43 in the axial direction (Y direction) is set to L4, and the intermediate work W11 is formed.
Assuming that the length in the axial direction (Y direction) is L5, if L5 is longer than twice L4, the three workpieces W11, W12, and W13 can be friction-welded integrally by this friction welding device. In other words, in this friction welding device, the workpieces W12 and W13 cannot be friction-welded from both ends to the intermediate workpiece W11 that is not longer than twice the length L4.
That is, there is a problem that the friction welding process cannot be performed on the short intermediate work W11.

【0013】そこで、両クランプ42,43のうち1つ
のクランプ例えば固定クランプ42を省略し、移動クラ
ンプ43だけにて短尺な中間ワークW11を固定するこ
とによって、短尺な中間ワークW11に対する摩擦圧接
加工を行うことが考えられる。しかしながら、同一の摩
擦圧接装置にて移動クランプ43より遙かに長い長尺な
中間ワークW11について摩擦圧接加工を行う場合、移
動クランプ43のみにて長尺な中間ワークW11を固定
するとき、中間ワークW11の一端又は両端は移動クラ
ンプ43から長く突出される。このため、第1及び第2
主軸ユニット31,32により固定するワークW12,
W13を同時に中間ワークW11の両端に摩擦圧接加工
を行うとき、長く突出した中間ワークW11の一端又は
両端にはぶれが発生する。そのぶれにより摩擦圧接加工
の加工精度が低くなる。従って、1つのクランプだけを
有する摩擦圧接装置による長尺な中間ワークW11に対
する摩擦圧接加工は、その加工精度を確保することがで
きない。言い換えれば、従来の摩擦圧接装置にて短尺と
長尺な中間ワークW11を共に摩擦圧接加工させること
ができないという問題点があった。
Therefore, one of the clamps 42, 43, for example, the fixed clamp 42 is omitted, and the short intermediate work W11 is fixed only by the moving clamp 43, so that the frictional welding process on the short intermediate work W11 is performed. It is possible to do. However, when performing friction welding on a long intermediate work W11 that is much longer than the moving clamp 43 with the same friction welding device, when fixing the long intermediate work W11 with only the moving clamp 43, One end or both ends of W11 protrude long from the movable clamp 43. For this reason, the first and second
Work W12 fixed by the spindle units 31 and 32,
When W13 is simultaneously subjected to friction welding to both ends of the intermediate work W11, the one or both ends of the long projecting intermediate work W11 are shaken. Due to the deviation, the processing accuracy of the friction welding processing is reduced. Therefore, in the friction welding process on the long intermediate workpiece W11 by the friction welding device having only one clamp, the machining accuracy cannot be secured. In other words, there is a problem that both the short and long intermediate workpieces W11 cannot be subjected to friction welding with the conventional friction welding device.

【0014】本発明の第1目的は、短尺と長尺な中間ワ
ークを共に摩擦圧接加工することができる摩擦圧接装置
及び摩擦圧接方法を提供することにある。本発明の第2
目的は、製造コストの低減を図ることができる摩擦圧接
装置を提供することにある。
A first object of the present invention is to provide a friction welding apparatus and a friction welding method capable of friction welding both short and long intermediate works. Second embodiment of the present invention
An object of the present invention is to provide a friction welding device that can reduce the manufacturing cost.

【0015】[0015]

【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
めに、請求項1に記載の発明は、左右一対の第1及び第
2主軸機構を、設備ベース上に設けられたリニアガイド
部材の上に移動可能に設置し、それぞれ移動可能に設置
された第1及び第2主軸機構の間の設備ベース上に、ワ
ーククランプ手段を設置し、スライド駆動機構によりリ
ニアガイド部材に沿って第1及び第2主軸機構をスライ
ド駆動させて、ワーククランプ手段にクランプしたワー
クと第1及び第2主軸機構の主軸にクランプしたワーク
との間で摩擦圧接させる摩擦圧接装置において、前記ワ
ーククランプ手段は、1つのワーククランプであること
を要旨とする。
According to a first aspect of the present invention, a pair of left and right first and second spindle mechanisms are provided on a linear guide member provided on an equipment base. Work clamp means are movably installed on the equipment base between the first and second spindle mechanisms movably installed, respectively, and the first and the second linear guide members are moved along the linear guide member by the slide drive mechanism. In a friction welding apparatus in which a second spindle mechanism is slid and frictionally welded between a workpiece clamped to a workpiece clamping means and a workpiece clamped to a spindle of the first and second spindle mechanisms, the work clamping means includes: The gist should be one work clamp.

【0016】請求項2に記載の発明は、請求項1に記載
の摩擦圧接装置において、前記第1及び第2主軸機構の
主軸をそれぞれ回転駆動するモータのうち一方のモータ
をサーボモータにし、他方のモータをサーボモータ以外
のモータにしたことを要旨とする。
According to a second aspect of the present invention, in the friction welding apparatus according to the first aspect, one of the motors for driving the main shafts of the first and second main shaft mechanisms is a servo motor, and the other is a servo motor. The gist is that a motor other than the servo motor is used as the motor.

【0017】請求項3に記載の発明は、請求項1に記載
の摩擦圧接装置を用いて摩擦圧接加工を行う摩擦圧接方
法において、前記第1及び第2主軸機構のうちの一方の
主軸機構にて摩擦圧接加工を行うとき、他方の主軸機構
を、前記ワーククランプより挟持固定されたワークの軸
線方向移動を拘束するストッパにしたことを要旨とす
る。
According to a third aspect of the present invention, there is provided a friction welding method for performing friction welding using the friction welding apparatus according to the first aspect, wherein one of the first and second spindle mechanisms is provided with one of the first and second spindle mechanisms. The point is that when performing friction welding, the other spindle mechanism is a stopper that restrains the axial movement of the work clamped and fixed by the work clamp.

【0018】請求項4に記載の発明は、請求項2に記載
の摩擦圧接装置を用いて摩擦圧接加工を行う摩擦圧接方
法において、前記第1及び第2主軸機構のうち、サーボ
モータ以外のモータにより駆動された主軸を有する一方
の主軸機構にて1回目の摩擦圧接加工を行った後、サー
ボモータにより駆動された主軸を有する他方の主軸機構
にて2回目の摩擦圧接加工を行うようにしたことを要旨
とする。
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a friction welding method for performing friction welding using the friction welding apparatus according to the second aspect, wherein a motor other than the servomotor is used for the first and second spindle mechanisms. After the first friction welding process is performed by one spindle mechanism having the main shaft driven by the servomotor, the second friction welding process is performed by the other spindle mechanism having the main shaft driven by the servomotor. That is the gist.

【0019】(作用)請求項1に記載の発明によれば、
短尺な中間ワークから長尺な中間ワークと広い範囲の中
間ワークに対する接合を行うことができると共に、固定
クランプと移動クランプの2つのワーククランプを備え
た従来の摩擦圧接装置に比べて少ない分だけ製造コスト
の低減を図ることができる。
(Operation) According to the first aspect of the present invention,
It is capable of joining short intermediate workpieces to long intermediate workpieces and a wide range of intermediate workpieces, and manufactures a smaller amount than conventional friction welding equipment equipped with two workpiece clamps, a fixed clamp and a moving clamp. Cost can be reduced.

【0020】請求項2に記載の発明によれば、請求項1
の作用に加えて、第1及び第2主軸機構の主軸をそれぞ
れ回転駆動するモータのうち一方のモータをサーボモー
タ以外のモータにしたため、第1及び第2主軸機構の主
軸を駆動するモータを両方ともサーボモータにした従来
技術の装置に比べて、摩擦圧接装置の製造コストを低減
することができる。
According to the invention described in claim 2, according to claim 1,
In addition to the above-described operation, one of the motors for rotating and driving the main shafts of the first and second main shaft mechanisms is a motor other than the servo motor, so that both the motors for driving the main shafts of the first and second main shaft mechanisms are used. In addition, the manufacturing cost of the friction welding device can be reduced as compared with a conventional device using a servomotor.

【0021】請求項3に記載の発明によれば、請求項1
の作用に加えて、特別なストッパ部材を用いる必要はな
いため、製造コストの低減を図ることができるととも
に、特別なストッパ部材を設けたことによって摩擦圧接
装置をより複雑な構造にしてしまうといったことはな
い。
According to the invention described in claim 3, according to claim 1 of the present invention,
In addition to the effect of (1), it is not necessary to use a special stopper member, so that the manufacturing cost can be reduced, and the provision of the special stopper member makes the friction welding device more complicated in structure. There is no.

【0022】請求項4に記載の発明によれば、請求項2
の作用に加えて、第1及び第2主軸機構のうち、サーボ
モータ以外のモータにより駆動された主軸を有する一方
の主軸機構にて1回目の摩擦圧接加工を行った後、サー
ボモータにより駆動された主軸を有する他方の主軸機構
にて2回目の摩擦圧接加工を行うようにしたため、1つ
のワーククランプにて挟持された中間ワークの両端にそ
れぞれワークを摩擦圧接させるとき、その両端のワーク
間の回転方向の位置を正確に合わせて接合することがで
きる。
According to the invention described in claim 4, claim 2 is provided.
In addition to the operation described above, one of the first and second spindle mechanisms having a spindle driven by a motor other than the servomotor performs the first friction welding process with one spindle mechanism, and then is driven by the servomotor. The second friction welding process is performed by the other spindle mechanism having the main spindle. When the workpieces are friction-welded to both ends of the intermediate work held by one work clamp, respectively, the work between the two ends of the work is clamped. The joining can be performed with the position in the rotating direction accurately adjusted.

【0023】[0023]

【発明の実施の形態】以下、本発明を具体化した一の実
施形態を図1〜図3に従って説明する。図1〜図3に示
すように、本実施形態の摩擦圧接装置10は、その設備
ベース11の上面11aに互いに平行する2本の軌道か
らなるリニアガイド部材としてのリニアガイドレール1
2が設けられている。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS One embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. As shown in FIGS. 1 to 3, a friction pressure welding device 10 according to the present embodiment includes a linear guide rail 1 as a linear guide member including two tracks parallel to each other on an upper surface 11 a of an equipment base 11.
2 are provided.

【0024】リニアガイドレール12の一端側(図1及
び図3において左端側)の上には、第1主軸ユニット1
3の主軸機構としての第1主軸箱13aがリニアガイド
レール12に沿って移動可能に設置されている。また、
前記リニアガイドレール12の他端側(図1及び図3に
おいて右端側)の上には、第2主軸ユニット14の主軸
機構としての第2主軸箱14aがリニアガイドレール1
2に沿って移動可能に設置されている。
On one end side (left end side in FIGS. 1 and 3) of the linear guide rail 12, a first spindle unit 1 is provided.
A first spindle box 13a as a third spindle mechanism is movably installed along the linear guide rail 12. Also,
On the other end side (the right end side in FIGS. 1 and 3) of the linear guide rail 12, a second spindle box 14 a as a spindle mechanism of the second spindle unit 14 is provided with a linear guide rail 1.
2 so as to be movable along.

【0025】前記第1主軸ユニット13には、主軸13
bが回転可能に設けられている。主軸13bは、前記第
1主軸箱13a内に配置されたギア13cを介して第1
主軸箱13a上に固着された回転用サーボモータ13d
と駆動連結されている。主軸13bの先端にはチャック
13eが取り付けられている。
The first spindle unit 13 includes a spindle 13
b is provided rotatably. The main shaft 13b is connected to the first main shaft box 13a via a gear 13c.
Rotating servomotor 13d fixed on spindle box 13a
And drive-coupled. A chuck 13e is attached to the tip of the main shaft 13b.

【0026】また、前記第1主軸箱13aの底面13f
には、アーム13gが突出形成されている。アーム13
gの先端には、貫通孔13hが設けられている。そし
て、第1主軸箱13aが移動可能に前記リニアガイドレ
ール12の上に設置されたとき、前記アーム13gは、
前記設備ベース11内に内在されるようになっている。
The bottom surface 13f of the first spindle box 13a
Has an arm 13g protruding therefrom. Arm 13
A through hole 13h is provided at the tip of g. When the first spindle box 13a is movably installed on the linear guide rail 12, the arm 13g is
It is built into the equipment base 11.

【0027】図1に示すように、前記貫通孔13hは、
スライド駆動機構としてのボールネジ16が螺合されて
いる。そして、ボールネジ16を回転すれば、アーム1
3g(第1主軸箱13a)はボールネジ16(リニアガ
イドレール12)に沿って直線運動する。
As shown in FIG. 1, the through holes 13h are
A ball screw 16 as a slide drive mechanism is screwed. When the ball screw 16 is rotated, the arm 1
3g (first spindle box 13a) linearly moves along the ball screw 16 (linear guide rail 12).

【0028】前記ボールネジ16の基端は、前記設備ベ
ース11の外側面(図1及び図3において左側面)に固
着されたスライド用サーボモータ17の回転軸と駆動連
結されている。
A base end of the ball screw 16 is drivingly connected to a rotating shaft of a slide servomotor 17 fixed to an outer surface (the left side surface in FIGS. 1 and 3) of the equipment base 11.

【0029】前記第2主軸ユニット14には、主軸14
bが回転可能に設けられている。図1及び図2に示すよ
うに、主軸14bの基端部にはプーリP1が固着されて
いる。また、前記第2主軸箱14aにはサーボモータ以
外のモータとしてのインダクションモータ14dが固設
され、そのインダクションモータ14dの出力軸にはプ
ーリP2が固着されている。そして、プーリP1とプー
リP2とはベルト14cを介して駆動連結されている。
主軸14bの先端にはチャック14eが取り付けられて
いる。
The second spindle unit 14 includes a spindle 14
b is provided rotatably. As shown in FIGS. 1 and 2, a pulley P1 is fixed to the base end of the main shaft 14b. An induction motor 14d as a motor other than the servomotor is fixed to the second spindle box 14a, and a pulley P2 is fixed to an output shaft of the induction motor 14d. The pulley P1 and the pulley P2 are drivingly connected via a belt 14c.
A chuck 14e is attached to a tip of the main shaft 14b.

【0030】また、前記第2主軸箱14aの底面14f
には、アーム14gが突出形成されている。アーム14
gの先端には、貫通孔14hが設けられている。そし
て、第2主軸箱14aが移動可能に前記リニアガイドレ
ール12の上に設置されたとき、前記アーム14gは、
前記設備ベース11内に内在されるようになっていると
ともに、前記主軸14bの中心軸線がリニアガイドレー
ル12の上に設置された前記第1主軸ユニット13の主
軸13bの中心軸線と一致するようになっている。
The bottom surface 14f of the second spindle box 14a
Has an arm 14g protruding therefrom. Arm 14
A through hole 14h is provided at the tip of g. When the second spindle box 14a is movably installed on the linear guide rail 12, the arm 14g
The main shaft 14b is provided inside the equipment base 11, and the center axis of the main shaft 14b coincides with the center axis of the main shaft 13b of the first main unit 13 installed on the linear guide rail 12. Has become.

【0031】図1に示すように、前記貫通孔14hは、
スライド駆動機構としてのボールネジ18が螺合されて
いる。そして、ボールネジ18を回転すれば、アーム1
4g(第2主軸箱14a)はボールネジ18(リニアガ
イドレール12)に沿って直線運動する。
As shown in FIG. 1, the through hole 14h is
A ball screw 18 as a slide drive mechanism is screwed. When the ball screw 18 is rotated, the arm 1
4g (second spindle box 14a) linearly moves along the ball screw 18 (linear guide rail 12).

【0032】前記ボールネジ18の基端は、前記設備ベ
ース11の外側面(図1及び図3において右側面)に固
着されたスライド用サーボモータ19の回転軸と駆動連
結されている。
A base end of the ball screw 18 is drivingly connected to a rotation shaft of a slide servomotor 19 fixed to an outer surface (the right side surface in FIGS. 1 and 3) of the equipment base 11.

【0033】第1及び第2主軸ユニット13,14間に
ワーククランプ手段としてのワーククランプ20が配置
されている。ワーククランプ20はその脚部20aが前
記リニアガイドレール12の上に同レール12に沿って
Y方向移動可能に設置されている。ワーククランプ20
は、図2及び図3に示すように、前記脚部20aの上部
に一対の挟持アーム部20b,20cを備えている。挟
持アーム部20b,20cは、前記脚部20aに対して
Y方向と直交する方向(前後方向)に移動しワークW1
を挟持固定する。
A work clamp 20 as work clamp means is arranged between the first and second spindle units 13 and 14. The work clamp 20 has its legs 20 a mounted on the linear guide rail 12 so as to be movable in the Y direction along the rail 12. Work clamp 20
As shown in FIGS. 2 and 3, a pair of clamping arms 20b and 20c are provided above the leg 20a. The holding arms 20b and 20c move in the direction (front-back direction) orthogonal to the Y direction with respect to the legs 20a, and move the work W1.
And fix it.

【0034】次に、上記のように構成された摩擦圧接装
置10の動作について説明する。この摩擦圧接装置10
にて3つのワーク例えばワークW1,W2,W3を一体
に摩擦圧接させる場合において、ワークW2,W3を段
階に追って別々中間ワークW1の両端に摩擦圧接させる
ような方法にて行う。
Next, the operation of the friction welding apparatus 10 configured as described above will be described. This friction welding device 10
In the case where three works, for example, works W1, W2, and W3 are friction-welded together, the work W2 and W3 are separately friction-welded to both ends of the intermediate work W1 step by step.

【0035】詳述すると、図1及び図3に示すように、
中間ワークW1の長さをL2とし、そのL2は前記挟持
アーム部20b,20cの軸線方向(Y方向)幅L3よ
り若干長くなっている場合において、中間ワークW1の
中央部を前記ワーククランプ20に挟持固定させる。ま
た、ワークW2を前記第1主軸ユニット13のチャック
13eに挟持固定させ、ワークW3を前記第2主軸ユニ
ット14のチャック14eに挟持固定させる。次に、ワ
ークW2を固定した前記第1主軸ユニット13を、前記
ワークW2が中間ワークW1に当接するようにスライド
移動させる。つまり、第1主軸ユニット13の第1主軸
箱13aを、チャック13eに挟持固定されたワークW
2を介して前記ワーククランプ20より挟持固定された
中間ワークW1の軸線方向(Y方向)移動を拘束するス
トッパにする。
More specifically, as shown in FIGS. 1 and 3,
When the length of the intermediate work W1 is L2, and the length L2 is slightly longer than the width L3 in the axial direction (Y direction) of the clamping arms 20b, 20c, the center of the intermediate work W1 is attached to the work clamp 20. Hold and fix. Further, the work W2 is clamped and fixed to the chuck 13e of the first spindle unit 13, and the work W3 is clamped and fixed to the chuck 14e of the second spindle unit 14. Next, the first spindle unit 13 to which the work W2 is fixed is slid so that the work W2 comes into contact with the intermediate work W1. That is, the first spindle box 13a of the first spindle unit 13 is fixed to the work W
2 is a stopper for restraining the movement of the intermediate work W1 clamped and fixed by the work clamp 20 through the work clamp 20 in the axial direction (Y direction).

【0036】次に、前記主軸14bをモータ14dによ
り回転駆動させることによって、ワークW3を、所定回
転数にて回転させながら、中間ワークW1に向かってY
方向スライド移動させる。回転するワークW3を、回転
しない中間ワークW1に接触させると、両ワークW1,
W3の接合部に摩擦熱が発生し、該摩擦熱で前記両ワー
クW1,W3の接合部が軟化される。所望の状態に軟化
を進行させてから、ワークW3の回転を停止させつつさ
らにアプセット圧力を加えると、両ワークW1,W3の
接合部は互いにめり込むようにして一体化し、溶着され
る。
Next, the main shaft 14b is driven to rotate by the motor 14d, thereby rotating the work W3 at a predetermined number of rotations while moving the work W3 toward the intermediate work W1.
Slide in the direction. When the rotating work W3 is brought into contact with the non-rotating intermediate work W1, both works W1 and W1 are rotated.
Friction heat is generated at the joint of W3, and the joint of the two works W1 and W3 is softened by the frictional heat. When the upsetting is further applied while the rotation of the work W3 is stopped after the softening is advanced to a desired state, the joints of the two works W1 and W3 are integrated and welded so as to be entangled with each other.

【0037】両ワークW1,W3の摩擦圧接が終了後、
中間ワークW1を固定する前記ワーククランプ20の挟
持アーム部20b,20cを緩めさせ、前記主軸14b
に設けられた主軸14bの回転方向停止位置を検知して
摩擦圧接されたワークW1,W3の回転方向停止位置の
主軸オリエンテーションを行う。そして、再びワークW
1を挟持アーム部20b,20cにて締め付け固定す
る。一方、ワークW2を固定した前記第1主軸ユニット
13は、所定の位置に戻るようにスライド移動させる。
After the friction welding of both works W1 and W3 is completed,
The clamping arms 20b and 20c of the work clamp 20 for fixing the intermediate work W1 are loosened, and the spindle 14b
The rotational orientation stop position of the workpieces W1 and W3, which have been friction-welded, is detected by detecting the rotational stop position of the spindle 14b provided on the main shaft 14b. And work W again
1 is fastened and fixed by the holding arm portions 20b and 20c. On the other hand, the first spindle unit 13 to which the work W2 is fixed is slid so as to return to a predetermined position.

【0038】次に、前記主軸13bを回転用サーボモー
タ13dにより回転駆動させることによって、ワークW
2を、所定回転数にて回転させる。それとともに、第1
主軸ユニット13を前記ボールネジ16がスライド用サ
ーボモータ17により所定回転方向にて回転駆動させる
ことによって、ワークW1に向かってY方向スライド移
動させる。回転するワークW2を、回転しない中間ワー
クW1の端面に接触させると、両ワークW2,W1の接
合部に摩擦熱が発生し、該摩擦熱で前記両ワークW2,
W1の接合部が軟化される。所望の状態に軟化を進行さ
せてから、サーボモータ13dによりワークW2の回転
を、前記主軸オリエンテーションより定めたワークW3
と位相合わせをした停止位置に停止させつつさらにアプ
セット圧力を加えると、両ワークW2,W1の接合部は
互いにめり込むようにして一体化し、溶着される。そう
すると、ワークW1,W2,W3は一体に摩擦圧接され
る。
Next, the main shaft 13b is driven to rotate by a rotation servomotor 13d, so that the work W
2 is rotated at a predetermined rotation speed. With it, the first
The main shaft unit 13 is slid in the Y direction toward the workpiece W1 by the ball screw 16 being rotationally driven by the slide servomotor 17 in a predetermined rotation direction. When the rotating work W2 is brought into contact with the end surface of the non-rotating intermediate work W1, frictional heat is generated at a joint between the two works W2 and W1, and the frictional heat causes the two works W2 and W1 to move.
The joint of W1 is softened. After the softening is advanced to a desired state, the rotation of the work W2 is controlled by the servo motor 13d to the work W3 determined by the spindle orientation.
When the upset pressure is further applied while stopping at the stop position where the phases have been adjusted, the joined portions of the two works W2 and W1 are integrated and welded so as to be engaged with each other. Then, the works W1, W2, and W3 are integrally friction-welded.

【0039】従って、本実施形態の摩擦圧接装置10
は、従来の摩擦圧接装置の固定クランプ42と移動クラ
ンプ43とで挟持固定できない短尺な中間ワークW1に
対してワークW2及びワークW3を接合させることがで
きる。しかも、ワークW2とワークW3との回転方向の
位置を正確に合わせて接合することができる。
Accordingly, the friction welding apparatus 10 of the present embodiment
The work W2 and the work W3 can be joined to a short intermediate work W1 that cannot be pinched and fixed by the fixed clamp 42 and the moving clamp 43 of the conventional friction welding device. In addition, the work W2 and the work W3 can be joined while being accurately aligned in the rotational direction.

【0040】次に、図1に2点鎖線で示す長尺な中間ワ
ークW1に対してワークW2及びワークW3を接合させ
る場合について説明する。今、中間ワークW1の長さを
L1とし、L1は前記挟持アーム部20b,20cの軸
線方向(Y方向)幅L3より遙かに長くなっている。ま
ず、図1及び図3に示すように、中間ワークW1の一端
(図において2点鎖線で示す右端)を前記ワーククラン
プ20に挟持固定させる。この挟持固定を行う場合、ワ
ーククランプ20から中間ワークW1が右側に突出する
量は摩擦圧接する際にぶれない長さに設定する。
Next, a case where the work W2 and the work W3 are joined to a long intermediate work W1 shown by a two-dot chain line in FIG. 1 will be described. Now, assume that the length of the intermediate work W1 is L1, and L1 is much longer than the width L3 in the axial direction (Y direction) of the holding arms 20b, 20c. First, as shown in FIGS. 1 and 3, one end (the right end indicated by a two-dot chain line in the drawing) of the intermediate work W1 is clamped and fixed to the work clamp 20. When performing the clamping and fixing, the amount by which the intermediate work W1 protrudes from the work clamp 20 to the right is set to a length that does not shift during friction welding.

【0041】次に、摩擦圧接加工中にワーククランプ2
0により挟持固定された中間ワークW1の軸線方向移動
を拘束するために、第1主軸ユニット13を、中間ワー
クW1の他端(左側)が前記チャック13eに挟持固定
されたワークW2と当接するようにスライド移動させ
る。また、ワークW3を前記第2主軸ユニット14のチ
ャック14eに挟持固定させる。
Next, during the friction welding process, the work clamp 2
In order to restrict the axial movement of the intermediate work W1 pinched and fixed by 0, the first spindle unit 13 is brought into contact with the other end (left side) of the intermediate work W1 with the work W2 pinched and fixed to the chuck 13e. Slide to. Further, the work W3 is clamped and fixed to the chuck 14e of the second spindle unit 14.

【0042】次に、前記主軸14bをモータ14dによ
り回転駆動させることによって、ワークW3を、所定回
転数にて回転させる。それとともに、第2主軸ユニット
14を前記ボールネジ18がスライド用サーボモータ1
9により所定回転方向にて回転駆動されることによっ
て、中間ワークW1に向かってY方向スライド移動させ
る。回転するワークW3を、回転しない中間ワークW1
に接触させると、両ワークW1,W3の接合部に摩擦熱
が発生し、該摩擦熱で前記両ワークW1,W3の接合部
が軟化される。所望の状態に軟化を進行させてから、ワ
ークW3の回転を停止させつつさらにアプセット圧力を
加えると、両ワークW1,W3の接合部は互いにめり込
むようにして一体化し、溶着される。
Next, the main shaft 14b is driven to rotate by the motor 14d, thereby rotating the work W3 at a predetermined rotation speed. At the same time, the ball screw 18 slides the second spindle unit 14 on the servomotor 1 for sliding.
By being rotationally driven in a predetermined rotation direction by 9, it is slid in the Y direction toward the intermediate work W1. The rotating workpiece W3 is replaced with the non-rotating intermediate workpiece W1.
, Frictional heat is generated at the joint between the two works W1 and W3, and the frictional heat softens the joint between the two works W1 and W3. When the upsetting is further applied while the rotation of the work W3 is stopped after the softening is advanced to a desired state, the joints of the two works W1 and W3 are integrated and welded so as to be entangled with each other.

【0043】両ワークW1,W3の摩擦圧接が終了後、
中間ワークW1を固定する前記ワーククランプ20の挟
持アーム部20b,20cを緩め、ワーククランプ20
を中間ワークW1の他端(図において実線で示す左端)
と対応する位置までに移動させる。第1主軸ユニット1
3を、所定の位置に戻すようにスライド移動させる。そ
れと同時に、前記主軸14bに設けられた主軸14bの
回転方向停止位置を検知してワークW1,W3の回転方
向停止位置の主軸オリエンテーションを行う。そして、
再び挟持アーム部20b,20cを締めさせて中間ワー
クW1の他端(図において実線で示す左端)を挟持固定
させる。このとき、中間ワークW1がワーククランプ2
0から左側に突出する量は、摩擦圧接する際にぶれない
長さに設定されている。
After the friction welding of the two works W1 and W3 is completed,
The clamping arms 20b and 20c of the work clamp 20 for fixing the intermediate work W1 are loosened, and the work clamp 20 is fixed.
Is the other end of the intermediate work W1 (the left end shown by a solid line in the figure)
And move it to the corresponding position. First spindle unit 1
3 is slid so as to return to a predetermined position. At the same time, the rotational direction stop position of the main shaft 14b provided on the main shaft 14b is detected, and the main shaft orientation of the rotational direction stop positions of the works W1 and W3 is performed. And
The clamping arms 20b and 20c are tightened again to clamp and fix the other end (the left end indicated by the solid line in the drawing) of the intermediate work W1. At this time, the intermediate work W1 is
The amount projecting to the left from 0 is set to a length that does not shift during friction welding.

【0044】次に、前記主軸13bを回転用サーボモー
タ13dにより回転駆動させることによって、前記チャ
ック13eに挟持固定されたワークW2を、所定回転数
にて回転させる。それと同時に、第1主軸ユニット13
を、前記ボールネジ16がスライド用サーボモータ17
により所定回転方向にて回転駆動されることによって、
ワークW1に向かってY方向スライド移動させる。回転
するワークW2を、回転しない中間ワークW1の左端面
に接触させると、両ワークW2,W1の接合部に摩擦熱
が発生し、該摩擦熱で前記両ワークW2,W1の接合部
が軟化される。所望の状態に軟化を進行させてから、サ
ーボモータ13dによりワークW2の回転を、前記主軸
オリエンテーションより定めたワークW3と位相合わせ
をした停止位置に停止させつつさらにアプセット圧力を
加えると、両ワークW2,W1の接合部は互いにめり込
むようにして一体化し、溶着される。そうすると、ワー
クW1,W2,W3は一体に摩擦圧接される。
Next, the main shaft 13b is driven to rotate by a rotation servomotor 13d, whereby the work W2 clamped and fixed to the chuck 13e is rotated at a predetermined rotation speed. At the same time, the first spindle unit 13
The ball screw 16 is used as a servomotor 17 for sliding.
By being driven to rotate in a predetermined rotation direction by
It is slid in the Y direction toward the work W1. When the rotating work W2 is brought into contact with the left end face of the non-rotating intermediate work W1, frictional heat is generated at the joint between the two works W2 and W1, and the frictional heat softens the joint between the two works W2 and W1. You. After the softening is advanced to the desired state, the rotation of the work W2 is stopped by the servo motor 13d at the stop position in phase with the work W3 determined by the spindle orientation, and further upset pressure is applied. , W1 are integrated and welded in such a way that they are mutually engaged. Then, the works W1, W2, and W3 are integrally friction-welded.

【0045】従って、本実施形態の摩擦圧接装置10
は、長尺な中間ワークW1に対してワークW2及びワー
クW3を接合させることができる。しかも、ワークW2
とワークW3との回転方向の位置を正確に合わせて接合
することができる。
Therefore, the friction welding apparatus 10 of the present embodiment
Can join the work W2 and the work W3 to the long intermediate work W1. Moreover, the work W2
And the position of the workpiece W3 in the rotational direction can be accurately aligned and joined.

【0046】次に、上記のように構成された本実施形態
の摩擦圧接装置10の特徴について説明する。 (1)本実施形態では、1台の摩擦圧接装置10で、短
尺な中間ワークW1から長尺な中間ワークW1と広い範
囲の中間ワークW1に対してワークW2とワークW3と
を回転方向の位置を正確に合わせて接合することができ
る。
Next, features of the friction welding apparatus 10 according to the present embodiment configured as described above will be described. (1) In the present embodiment, one friction welding device 10 is used to move the work W2 and the work W3 in the rotational direction with respect to the short intermediate work W1 to the long intermediate work W1 and a wide range of intermediate work W1. Can be accurately matched and joined.

【0047】(2)本実施形態では、第2主軸ユニット
14にインダクションモータ14dを備え、このインダ
クションモータ14dにて主軸14b(ワークW3)を
回転させるようにした。つまり、第2主軸ユニット14
は、第1主軸ユニット13に備えたサーボモータ13d
より遙かに安価なインダクションモータ14dを使用し
た。従って、第1及び第2主軸ユニットにそれぞれ高価
なサーボモータを備えた従来の摩擦圧接装置に比べて製
造コストの低減を図ることができる。
(2) In the present embodiment, the second spindle unit 14 is provided with the induction motor 14d, and the spindle 14b (work W3) is rotated by the induction motor 14d. That is, the second spindle unit 14
Is a servo motor 13d provided in the first spindle unit 13.
A much cheaper induction motor 14d was used. Therefore, the manufacturing cost can be reduced as compared with the conventional friction welding device in which the first and second spindle units each include an expensive servomotor.

【0048】(3)本実施形態では、1つのワーククラ
ンプ20で中間ワークW1を挟持固定するようにした。
従って、固定クランプと移動クランプを備えた従来の摩
擦圧接装置に比べて少ない分だけ製造コストの低減を図
ることができる。
(3) In this embodiment, the intermediate work W1 is held and fixed by one work clamp 20.
Therefore, the manufacturing cost can be reduced by a small amount as compared with the conventional friction welding device having the fixed clamp and the movable clamp.

【0049】(4)本実施形態では、中間ワークW1と
ワークW3とを接合するとき、第1主軸ユニット13が
ストッパの役目を果たし、中間ワークW1とワークW2
とを接合するとき、第2主軸ユニット14がストッパの
役目を果たすようにした。つまり、本実施形態の摩擦圧
接装置10は、特別なストッパ部材を用いていない。従
って、製造コストの低減を図ることができるとともに、
ストッパ部材を設けたことによって摩擦圧接装置をより
複雑な構造にしてしまうといったことはない。その結
果、摩擦圧接装置の製造コストを低減することができ
る。
(4) In this embodiment, when the intermediate work W1 and the work W3 are joined, the first spindle unit 13 functions as a stopper, and the intermediate work W1 and the work W2 are joined together.
The second spindle unit 14 functions as a stopper when the two are joined. That is, the friction welding device 10 of the present embodiment does not use a special stopper member. Therefore, the manufacturing cost can be reduced, and
The provision of the stopper member does not cause the friction welding device to have a more complicated structure. As a result, the manufacturing cost of the friction welding device can be reduced.

【0050】(5)本実施形態では、インダクションモ
ータ14dを備えた第2主軸ユニット14を用いて中間
ワークW1とワークW3との接合を行った後に、サーボ
モータ13dを備えた第1主軸ユニット13を用いて中
間ワークW1とワークW2との接合を行うようにした。
従って、ワークW2とワークW3との回転方向の位置を
正確に合わせて接合することができる。
(5) In the present embodiment, after joining the intermediate work W1 and the work W3 using the second spindle unit 14 having the induction motor 14d, the first spindle unit 13 having the servomotor 13d is used. Is used to join the intermediate work W1 and the work W2.
Therefore, the workpiece W2 and the workpiece W3 can be joined while being accurately aligned in the rotational direction.

【0051】なお、本発明の実施形態は以下のように変
更してもよい。 ○上記実施形態に記載したような、具体的なクランプ構
造、回転構造、主軸駆動構造、スライド構造及び制御方
式等々は一切限定されず、あらゆる構造の摩擦圧接装置
に適用可能である。例えば、第1及び第2主軸箱13
a,14aを水平移動に駆動するボールネジ16,18
とスライド用サーボモータ17,19を、油圧シリンダ
駆動機構にして実施してもよい。ワーククランプを固定
クランプにして実施してもよい。この場合、上記実施形
態とほぼ同様な効果を得ることができる。
The embodiment of the present invention may be modified as follows. The specific clamp structure, rotary structure, main shaft drive structure, slide structure, control method, and the like described in the above embodiment are not limited at all, and can be applied to friction welding devices having any structure. For example, the first and second spindle boxes 13
a, 14a for driving the ball screws 16 and 18 for horizontal movement
The slide servomotors 17 and 19 may be implemented as a hydraulic cylinder drive mechanism. The work clamp may be implemented as a fixed clamp. In this case, substantially the same effects as in the above embodiment can be obtained.

【0052】○第1回目の摩擦圧接加工を行う第2主軸
ユニット14の主軸14bに該主軸14bの回転方向停
止位置を検知するエンコーダを設けて実施してもよい。
この場合、エンコーダにより第1回目の摩擦圧接加工終
了時に主軸14bの停止位置を検出し、その停止位置に
基づいて第2回目の摩擦圧接加工時に第1主軸ユニット
13によりワークW2,W3間の位相合わせを行う。こ
の場合、上記実施形態とほぼ同様な効果を得ることがで
きるとともに、第2主軸ユニット14による主軸オリエ
ンテーションを省略することができる。
The encoder 14 may be provided on the main shaft 14b of the second main shaft unit 14 for performing the first friction welding to detect a stop position of the main shaft 14b in the rotation direction.
In this case, the stop position of the spindle 14b is detected by the encoder at the end of the first friction welding, and the phase between the workpieces W2 and W3 is determined by the first spindle unit 13 at the second friction welding based on the stop position. Perform alignment. In this case, substantially the same effects as in the above embodiment can be obtained, and the spindle orientation by the second spindle unit 14 can be omitted.

【0053】○第2主軸ユニット14の主軸14bを回
転駆動するモータを、インダクションモータ以外のモー
タ例えば安価な直流モータにて実施してもよい。 ○第1,第2主軸箱13a,14aの主軸13b,14
bを回転駆動するモータは、サーボモータ及びインダク
ションモータ以外のモータであってもよい。これによっ
ても、1つのクランプ、及び一方のワークをストッパ代
わりにすることによる作用効果は得られる。
The motor for rotating the main shaft 14b of the second main shaft unit 14 may be a motor other than the induction motor, for example, an inexpensive DC motor. ○ The spindles 13b, 14 of the first and second spindle boxes 13a, 14a.
The motor that drives b may be a motor other than the servo motor and the induction motor. Also according to this, the operation and effect obtained by using one clamp and one work as a stopper can be obtained.

【0054】○上記実施形態では、主軸14bは、プー
リP1,P2、ベルト14cを介してインダクションモ
ータ14dと駆動連結されて実施したが、ギアにして実
施してもよい。この場合、上記実施形態と同様な効果を
得ることができる。
In the above embodiment, the main shaft 14b is driven and connected to the induction motor 14d via the pulleys P1 and P2 and the belt 14c. However, the main shaft 14b may be a gear. In this case, the same effect as in the above embodiment can be obtained.

【0055】○第2主軸ユニット14の主軸14bを回
転駆動するインダクションモータ14dをサーボモータ
にして実施してもよい。この場合、上記実施形態の
(1),(3),(4)の効果を得ることができる。
The servo motor may be used as the induction motor 14d for rotating the main shaft 14b of the second main shaft unit 14. In this case, the effects (1), (3), and (4) of the above embodiment can be obtained.

【0056】○中間ワークW1との接合順は、ワークW
3が先に限定されず、ワークW2を先にしてもよい。 ○リニアガイドレール12は、上記実施形態のような一
対のみで両主軸箱、クランプを移動させる構造に限定さ
れず、別体の複数のレールを用いてもよい。
The order of joining with the intermediate work W1 is
3 is not limited to the above, and the work W2 may be the first. The linear guide rails 12 are not limited to the structure in which the two spindle boxes and the clamp are moved by only one pair as in the above embodiment, and a plurality of separate rails may be used.

【0057】○リニアガイド部材はレールに限定され
ず、例えばV字溝などの他の構造、部材なども含まれ
る。次に、前記実施形態及び別例から把握できる請求項
に記載した発明以外の技術的思想について、それらの効
果と共に以下に記載する。
The linear guide member is not limited to a rail, but includes other structures and members such as a V-shaped groove. Next, technical ideas other than the inventions described in the claims that can be grasped from the embodiment and other examples will be described below together with their effects.

【0058】(1)左右一対の第1及び第2主軸機構
を、設備ベース上に設けられたリニアガイド部材の上に
移動可能に設置し、それぞれ移動可能に設置された第1
及び第2主軸機構の間の設備ベース上に、ワーククラン
プ手段を設置し、スライド駆動機構によりリニアガイド
部材に沿って第1及び第2主軸機構をスライド駆動させ
て、ワーククランプ手段にクランプしたワークと第1及
び第2主軸機構の主軸にクランプしたワークとの間で摩
擦接合させる摩擦圧接装置において、前記ワーククラン
プ手段は、1つのワーククランプであって、そのワーク
クランプを設備ベース上に設けられたリニアガイド部材
の上に移動可能に設置し、前記第1,第2主軸機構及び
前記ワーククランプのリニアガイド部材を同一のリニア
ガイド部材にしたことを特徴とする摩擦圧接装置。
(1) A pair of left and right first and second spindle mechanisms are movably installed on a linear guide member provided on the equipment base, and the first and second main spindle mechanisms are respectively movably installed.
Work clamp means is installed on the equipment base between the first and second spindle mechanisms, and the first and second spindle mechanisms are slid along the linear guide member by the slide drive mechanism, and the workpiece clamped by the work clamp means. And a workpiece clamped to the spindles of the first and second spindle mechanisms, the workpiece clamping means is a single workpiece clamp, and the workpiece clamp is provided on an equipment base. Wherein the first and second spindle mechanisms and the linear guide member of the work clamp are the same linear guide member.

【0059】従って、短尺な中間ワークから長尺な中間
ワークと広い範囲の中間ワークに対する接合を行うこと
ができると共に、摩擦圧接装置の製造コストの低減を図
ることができる。
Therefore, it is possible to join a short intermediate work to a long intermediate work and a wide range of intermediate works, and it is possible to reduce the manufacturing cost of the friction welding apparatus.

【0060】[0060]

【発明の効果】以上詳述したように、請求項1に記載の
発明によれば、短尺な中間ワークから長尺な中間ワーク
と広い範囲の中間ワークに対する接合を行うことができ
ると共に、摩擦圧接装置の製造コストの低減を図ること
ができる。
As described in detail above, according to the first aspect of the present invention, it is possible to join a short intermediate work to a long intermediate work and a wide range of intermediate works, and to perform friction welding. The manufacturing cost of the device can be reduced.

【0061】請求項2及び3に記載の発明によれば、摩
擦圧接装置の製造コストの低減を図ることができる。請
求項4に記載の発明によれば、短尺と長尺な中間ワーク
を共に摩擦圧接加工することができるとともに、両端か
ら中間ワークに接合するワーク間の回転方向の位置を正
確に合わせて接合することができる。
According to the second and third aspects of the present invention, the manufacturing cost of the friction welding apparatus can be reduced. According to the invention described in claim 4, both the short and long intermediate workpieces can be subjected to friction welding, and the workpieces to be joined to the intermediate workpiece from both ends are accurately aligned in the rotational direction and joined. be able to.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本実施形態の摩擦圧接装置の正面図である。FIG. 1 is a front view of a friction welding apparatus according to an embodiment.

【図2】同じく摩擦圧接装置の図1における右側面図で
ある。
FIG. 2 is a right side view of the friction welding device in FIG. 1;

【図3】同じく摩擦圧接装置の平面図である。FIG. 3 is a plan view of the friction welding device.

【図4】従来技術の摩擦圧接装置の正面図である。FIG. 4 is a front view of a conventional friction welding apparatus.

【図5】従来技術の摩擦圧接装置の図4における左側面
図である。
FIG. 5 is a left side view in FIG. 4 of a conventional friction welding apparatus.

【図6】従来技術の摩擦圧接装置の平面図である。FIG. 6 is a plan view of a conventional friction welding apparatus.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10…摩擦圧接装置、11…設備ベース、12…リニア
ガイド部材としてのリニアガイドレール、13,14…
第1,第2主軸ユニット、13a,14a…主軸機構と
しての第1,第2主軸箱、13b,14b…主軸、13
d…サーボモータ、14d…サーボモータ以外のモータ
としてのインダクションモータ、16,18…スライド
駆動機構としてのボールネジ、17,19…スライド用
サーボモータ。20…ワーククランプ手段としてのワー
ククランプ、W1〜W3…ワーク。
10: friction welding device, 11: equipment base, 12: linear guide rail as linear guide member, 13, 14 ...
1st, 2nd spindle unit, 13a, 14a ... 1st, 2nd spindle box as a spindle mechanism, 13b, 14b ... spindle, 13
d: servo motor; 14d: induction motor as motor other than servo motor; 16, 18: ball screw as slide drive mechanism; 17, 19: servo motor for slide. 20: Work clamp as work clamp means, W1 to W3: Work.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 石川 修 愛知県大府市北崎町清水1丁目3番地 イ ヅミ工業株式会社内 Fターム(参考) 4E067 AB01 AD06 BG02 DC08 EC05 EC07  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued from the front page (72) Inventor Osamu Ishikawa 1-3-3 Shimizu, Kitazaki-cho, Obu-shi, Aichi F-term within Fumi Kogyo Co., Ltd.

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 左右一対の第1及び第2主軸機構を、設
備ベース上に設けられたリニアガイド部材の上に移動可
能に設置し、それぞれ移動可能に設置された第1及び第
2主軸機構の間の設備ベース上に、ワーククランプ手段
を設置し、 スライド駆動機構によりリニアガイド部材に沿って第1
及び第2主軸機構をスライド駆動させて、ワーククラン
プ手段にクランプしたワークと第1及び第2主軸機構の
主軸にクランプしたワークとの間で摩擦圧接させる摩擦
圧接装置において、 前記ワーククランプ手段は、1つのワーククランプであ
ることを特徴とする摩擦圧接装置。
1. A pair of left and right first and second spindle mechanisms are movably installed on a linear guide member provided on an equipment base, and the first and second spindle mechanisms are respectively movably installed. Work clamp means is installed on the equipment base between the first and second linear guide members by the slide drive mechanism.
And a second spindle mechanism is slidably driven to frictionally press a workpiece clamped on the workpiece clamping means and a workpiece clamped on the first and second spindle mechanisms of the first and second spindle mechanisms. A friction welding apparatus characterized by being one work clamp.
【請求項2】 請求項1に記載の摩擦圧接装置におい
て、 前記第1及び第2主軸機構の主軸をそれぞれ回転駆動す
るモータのうち一方のモータをサーボモータにし、他方
のモータをサーボモータ以外のモータにしたことを特徴
とする摩擦圧接装置。
2. The friction welding apparatus according to claim 1, wherein one of the motors for rotating the main shafts of the first and second main shaft mechanisms is a servo motor, and the other motor is a motor other than the servo motor. A friction welding device characterized by using a motor.
【請求項3】 請求項1に記載の摩擦圧接装置を用いて
摩擦圧接加工を行う摩擦圧接方法において、 前記第1及び第2主軸機構のうちの一方の主軸機構にて
摩擦圧接加工を行うとき、他方の主軸機構を、前記ワー
ククランプより挟持固定されたワークの軸線方向移動を
拘束するストッパにしたことを特徴とする摩擦圧接方
法。
3. A friction welding method for performing friction welding using the friction welding device according to claim 1, wherein the friction welding is performed by one of the first and second spindle mechanisms. And the other main spindle mechanism is a stopper for restraining the work in the axial direction of the work clamped and fixed by the work clamp.
【請求項4】 請求項2に記載の摩擦圧接装置を用いて
摩擦圧接加工を行う摩擦圧接方法において、 前記第1及び第2主軸機構のうち、サーボモータ以外の
モータにより駆動された主軸を有する一方の主軸機構に
て1回目の摩擦圧接加工を行った後、サーボモータによ
り駆動された主軸を有する他方の主軸機構にて2回目の
摩擦圧接加工を行うようにしたことを特徴とする摩擦圧
接方法。
4. A friction welding method for performing friction welding using the friction welding apparatus according to claim 2, comprising a main shaft driven by a motor other than a servo motor among the first and second main shaft mechanisms. A first friction welding process performed by one spindle mechanism, and a second friction welding process performed by the other spindle mechanism having a spindle driven by a servomotor. Method.
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