JP4671523B2 - Process management method and process management apparatus using friction stirring - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、鋳物や板材等の金属部材を摩擦により溶融及び撹拌して接合する摩擦撹拌を用いた加工管理方法、加工管理装置並びに当該方法を実行するコンピュータプログラム並びに当該コンピュータプログラムを格納した記憶媒体に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来の接合技術は、板材や予め3次元形状にプレス成形された金属部材を重ね合わせ、電気抵抗溶接やアーク溶接、接着剤、ボルト締結、リベット等によって接合している。
【0003】
そして、金属部材が複雑な3次元形状の場合、複数点在する接合部分に対して局所的に接合できるスポット溶接が用いられる。
【0004】
また、他の接合技術として、非溶融の状態で摩擦撹拌する接合方法が特許第2712838号公報に開示されている。この接合技術は、2つの部材を突き合わせた接合面にプローブと呼ばれる突出部を回転させながら挿入及び並進させ、接合面近傍の金属組織を摩擦熱により可塑化させて結合するものである。
【0005】
また、特開平10−183316号公報及び特開2000−15426には、シリンダヘッドのシリンダブロックに対する合わせ面などの鋳物の表面処理において、先端のショルダ部に突出部を設けた回転ツールを回転させながら圧入して、熱により非溶融の状態で撹拌する表面処理方法が開示されている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
上記非溶融状態での摩擦撹拌接合では、ツール回転数やツール押し込み量、ツール進行速度などを必要以上に高め過ぎると、接合が不完全になったり、接合部分が溶融してしまう。このため、加工時間の短縮には限界があった。
【0007】
更に、上記従来の接合技術では、予め実験などを行うことによって、部材の厚みや材料に対して最適なツールの回転数やツールの押し込み量などの制御パラメータを求めておくので、設計変更などにより従来と異なる部材を接合するためには、再度実験などで最適な制御パラメータを求める必要がある。また、接合強度などの品質評価は、実際に接合されたサンプルを用いて引張試験などで実施されることになり、別途検査工程が必要となる。
【0008】
従って、実際に接合が施された部材の品質評価を制御パラメータなどを用いて接合時に並行して行うことができれば、加工ごとに部材の品質評価ができて量産にも適切に対応可能となり、更に、設計変更などにより従来と異なる部材を接合する際の最適な制御パラメータの算出が容易にできることになり、不良品の発生を抑えて歩留まりの向上を図るためにも非常に有益である。
【0009】
しかしながら、今までのところ、摩擦撹拌接合において上述のような品質を評価するシステムは、開発されていないのである。
【0010】
本発明は、上記課題に鑑みてなされ、その目的は、加工時に並行して部材の加工状態を管理でき、別途検査工程が不要となる摩擦撹拌を用いた加工管理方法、加工管理装置並びに当該方法を実行するコンピュータプログラム並びに当該コンピュータプログラムを格納した記憶媒体を提供することである。
【0011】
【課題を解決するための手段】
上述の課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、少なくとも2枚の部材を重ね合わせ、その先端部にショルダ部と該ショルダ部から突出する突出部とを有する回転ツールをその軸心まわりに回転させながら一方の部材に加圧して押し込み、摩擦により撹拌させて部材同士を局部的に接合する加工管理方法であって、記回転ツールの前記突出部の先端位置を検出する工程と、前記先端位置に基づいて、前記ショルダ部が前記一方の部材に押し込まれることにより生じた前記一方の部材の接合部の板厚減少量を算出し、算出された前記板厚減少量に基づいて接合強度の良否を判定する工程とを備える。
また、本発明は、少なくとも2枚の部材を重ね合わせ、その先端部にショルダ部と該ショルダ部から突出する突出部とを有する回転ツールをその軸心まわりに回転させながら一方の部材に加圧して押し込み、摩擦により撹拌させて部材同士を局部的に接合する加工管理方法であって、前記一方の部材と前記回転ツールとの間の動摩擦係数と、接合時の前記一方の部材に対する前記回転ツールの負荷とに基づいて発熱量を演算する工程と、記回転ツールの前記突出部の先端位置を検出する工程と、予め求めた発熱量と前記部材同士の接合部面積との関係を表す式から、前記発熱量に基づいて前記接合部面積を算出し、前記先端位置に基づいて、前記ショルダ部が前記一方の部材に押し込まれることにより生じた前記一方の部材の接合部の板厚減少量を算出し、前記板厚減少量が予め設定された基準値内であるか判定し、当該基準値内であれば前記接合部面積に基づいて接合強度の良否を判定する工程とを有する。
【0014】
また、本発明は、少なくとも2枚の部材を重ね合わせ、その先端部にショルダ部と該ショルダ部から突出する突出部とを有する回転ツールをその軸心まわりに回転させながら一方の部材に加圧して押し込み、摩擦により撹拌させて部材同士を局部的に接合する加工管理装置であって、記回転ツールの前記突出部の先端位置を検出する検出手段と、前記先端位置に基づいて、前記ショルダ部が前記一方の部材に押し込まれることにより生じた前記一方の部材の接合部の板厚減少量を算出し、算出された前記板厚減少量に基づいて接合強度の良否を判定する接合状態検出手段とを具備する。
また、本発明は、少なくとも2枚の部材を重ね合わせ、その先端部にショルダ部と該ショルダ部から突出する突出部とを有する回転ツールをその軸心まわりに回転させながら一方の部材に加圧して押し込み、摩擦により撹拌させて部材同士を局部的に接合する加工管理装置であって、前記一方の部材と前記回転ツールとの間の動摩擦係数と、接合時の前記一方の部材に対する回転ツールの負荷とに基づいて発熱量を演算する発熱量演算手段と、記回転ツールの前記突出部の先端位置を検出する検出手段と、予め求めた発熱量と前記部材同士の接合部面積との関係を表す式から、前記発熱量に基づいて前記接合部面積を算出し、前記先端位置に基づいて、前記ショルダ部が前記一方の部材に押し込まれることにより生じた前記一方の部材の接合部の板厚減少量を算出し、前記板厚減少量が予め設定された基準値内であるか判定し、当該基準値内であれば前記接合部面積に基づいて接合強度の良否を判定する接合状態検出手段とを具備する
【0015】
尚、上記加工管理方法を実行するためのコンピュータプログラムや当該プログラムコードが格納された記憶媒体を、コンピュータに供給して、当該コンピュータが記憶媒体に格納されたプログラムコードを読み出して、上記加工管理処理を実行するようにしてもよい。
【0016】
【発明の効果】
本発明によれば、接合時における一方の部材の発熱量や板厚減少量を算出し、算出された板厚減少量や発熱量から接合強度の良否を判定することにより、接合中に用いる制御パラメータを用いて部材の接合の良否を判定できるので、接合時に並行して部材の接合状態を管理でき、別途検査工程が不要となる。
【0017】
請求項3,4,の発明によれば、押し込み量は、回転ツールを一方の部材に対して昇降させるためのモータのエンコーダ出力に基づいて演算され、一方の部材の接合部の板厚減少量の算出は、一方の部材に押し込まれた回転ツールと、該回転ツールに対向して配置され接合時に他方の部材を受ける固定ツールとの間の距離に基づいて総板厚減少量を算出し、該総板厚減少量に一方の部材の板厚減少比率を乗じることにより算出されることにより、接合中に用いる制御パラメータを用いて部材の接合状態を管理できる。
【0020】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施の形態について、添付図面を参照して詳細に説明する。
【0021】
尚、以下に説明する実施の形態は、本発明の実現手段としての一例であり、本発明は、その趣旨を逸脱しない範囲で下記実施形態を修正又は変形したものに適用可能である。
[摩擦撹拌による接合方法]
図1は、本発明に係る実施形態の摩擦撹拌による接合方法を説明する概念図である。
【0022】
図1に示すように、本実施形態で例示する接合方法は、例えば、アルミニウム合金などの板状の部材同士の接合に適用され、少なくとも2枚の部材を重ね合わせて、最外表面の第1部材W1に回転ツール1をその軸心まわりに回転(旋回)させながら加圧して圧入することにより、その重ね合わされた第1及び第2部材W1、W2間の部材組織を摩擦熱により溶融及び撹拌して接合するものである。
【0023】
そして、第1及び第2部材W1、W2を回転ツール1とで挟むように、回転ツール1に対向して配置され、回転ツール1との離間距離が可変となるように固定ツール10が設けられている。
【0024】
回転ツール1は、部材よりも硬度の高い鋼材(超硬合金等)で形成された非摩耗型工具であるが、部材は回転ツール1より軟質の材質であれば、アルミニウム合金に限定されない。また、固定ツール10は、例えば、鋼材や銅材などから形成される。
【0025】
詳しくは、回転ツール1はその先端の第1ショルダ部2から突出する突出部3を備え、回転ツール1と固定ツール10とで第1及び第2部材W1、W2を挟むように、設定された回転数で回転ツール1を回転させながら突出部を所定の加圧力で第1及び第2部材W1、W2に圧入し、これら部材内部において突出部3が回転することによりその周辺部分の部材組織を切削して発熱させる。更に、突出部3により切削された切子が両ツール1,10により部材内部に留められて撹拌されて周辺の部材組織や突出部3に衝突することにより発熱させ、また、第1ショルダ部2を所定の加圧力で圧入して回転させることにより発熱させて切子を溶融させ、その周辺部の部材組織の塑性流動を促進させつつ、所定の加圧力及び回転数で所定時間保持することで単位面積当たりの加圧力を高めて塑性流動容積を増加させ、回転ツール1を回転させたまま部材から抜くことで塑性流動していた部材組織が冷却されて接合される。
【0026】
更に、この接合処理を連続して行うことで、前サイクルで突出部3の周辺部分に付着した部材組織が溶融して、次サイクルの撹拌で材料として供給される。
【0027】
このとき、固定ツール10の受け面11の面積を小さくすることで加圧力を高めつつ、固定ツール10への放熱を抑え、塑性流動容積を増加させて部材の結合力を高めている。
【0028】
本実施形態の接合方法は、予め3次元形状にプレス成形された自動車鋼板などの重ね継ぎ手(例えば、後部ドアのアウタパネルとレインフォースメント)の局所的な接合に適している。即ち、プレス成形により部材が複雑な3次元形状を有し、回転ツール1を連続して移動できないような複数点在する接合部分に対して、本実施形態の接合方法を用いることにより局所的に接合でき、プレス成形後であっても接合可能となる。
【0029】
この接合方法によれば、従来のスポット溶接に用いられていた溶接電流、冷却水、エアなどが一切不要になり、接合に要するエネルギ消費を大幅に低減することができる。また、上述のようなエネルギ源としての装置や設備が不要となるため、大幅な設備投資の低減を図ることができる。
【0030】
また、従来のスポット溶接に用いる溶接ガンを流用でき、接合部材の制約、接合強度や生産効率のいずれについても従来と同等以上の能力を容易に達成することができる。
【0031】
図2は、従来の摩擦撹拌による非溶融の接合方法を説明する概念図である。
【0032】
図2に示す従来の接合方法は、第1及び第2部材W1、W2を回転ツール1と固定ツール10’とで挟むように配置し、最外表面の第1部材W1に回転ツール1をその軸心まわりに回転させながら加圧して圧入する手順は本発明と同様であるが、その重ね合わされた第1及び第2部材W1、W2間の部材組織を摩擦熱により非溶融の状態で撹拌して接合する点で異なるものである。
【0033】
ここで、非溶融で攪拌する状態とは、母材に含有される各成分或いは共晶化合物の中で最も融点が低いものよりもさらに低い温度下で摩擦熱により金属組織を軟化させて攪拌することを意味する。
【0034】
そして、従来の接合方法では、非溶融で撹拌するので、電気抵抗溶接等で発生する熱歪み等の問題を解消するというメリットがある。
【0035】
その反面、非溶融での摩擦撹拌のために回転ツール1の回転数や加圧力をむやみに上げられないこと、固定ツール10’における第2部材W2に当接する受け面11’の面積が回転ツール1の先端部から突出する突出部3の面積に比べて大きいため、加圧力が受け面11’の全面に分散されること、回転ツール1の回転による摩擦熱が受け面11’の全面に放熱されてしまうことなどにより、接合に時間(例えば、2〜3秒)を要するというデメリットがある。
【0036】
これに対して、本発明では、溶融状態での摩擦撹拌のために回転ツール1の回転数や加圧力を上げることができるようにし、更に、固定ツール10における受け面11を少なくとも回転ツール1の突出部3の断面積より小さく形成して、放熱を抑えて部材内部の蓄熱効率を高めており、これにより切子の溶融や塑性流動を促進して接合に要する時間(例えば、0.3〜0.5秒)を短縮できるというメリットがある。
【0037】
加えて、回転ツール1の突出部3は、図3に示すように、部材の重ね合わせ枚数が多くなるほど部材の総厚が大きくなるため、重ね合わせ枚数に応じて長くしていく必要があるが、例えば、図4に示すように、2枚の重ね合わせ接合用の長さの突出部3を持つ回転ツール1を3枚の重ね合わせ接合に適用した場合、接合時間を短くすると中間部材W2と下部材W3の撹拌量が不足して強度が確保できなくなり(図4(a)参照)、逆に接合時間を長くすると上部材W1の板厚減少量が大きくなりすぎて上部材W1と中間部材W2との間の強度が確保できなくなり(図4(b)参照)、いずれの場合でも部材の重ね合わせ枚数の少ないときに用いるツールを枚数の多い接合に用いることはできない。
【0038】
そこで、本発明では、図5及び図6に示すように、回転ツール1の先端部から突出部3に向かって、同心で且つ少なくとも1つの段差を形成するように小径となる第2及び第3ショルダ部4,5を設けることにより、突出部3の長さは2枚の重ね合わせ用のままで、3枚以上或いは総板厚の大きいの重ね合わせ接合を可能としている。
【0039】
また、接合時における固定ツール10からの加圧状態を考察すると、図7に示す受け面11がフラットのものでは、その角部12に応力が集中して固定ツール10の部材Wへの沈み込み量が増加する。このため、本発明では、図8に示すように、固定ツール10の受け面11を曲面状にして角部12を滑らかに形成したことで、部材Wへの応力集中と沈み込みの低減を図っている。また、受け面11を曲面状に形成することで部材Wに対して当接する角度が多少ずれたとしても点や線ではなく面で受けを作るように構成できるので、接合強度のバラツキを抑え、安定した接合品質を容易に確保することができる。
[接合に用いる回転ツール]
図9及び図10は、本発明に係る実施形態の摩擦撹拌接合に用いる回転ツールの外観図である。図11は、本発明に係る実施形態の摩擦撹拌接合に用いる固定ツールの正面図である。
【0040】
図9に示す回転ツールは、重ね合わせ枚数が2枚程度で、総厚が比較的小さい接合に用いられるもので、円筒状の第1ショルダ部2(第1ツール部に相当する)と、この第1ショルダ部2より小径(或いは、小さい断面積)で、当該第1ショルダ2の先端部2aから同一軸心で突出する円筒状の突出部3(第2ツール部に相当する)とを備える。
【0041】
また、図10に示す回転ツールは、重ね合わせ枚数が3枚以上で、総厚が大きい接合に用いられるもので、円筒状の第1ショルダ部2と、この第1ショルダ部2より小径(或いは、小さい断面積)で、当該第1ショルダ部2の先端部2aから同一軸心で突出する円筒状の突出部3と、当該第1ショルダ部2から突出部3に向かって、同心で且つ段差を形成するように徐々に小径となる円筒状の第2及び第3ショルダ部4,5を備える。
【0042】
図9に示す回転ツールにおいて、第1ショルダ部2の直径φは5〜13mm程度、突出部3の直径φは2〜5mm程度に設定される。
【0043】
図10に示す回転ツールにおいて、第1ショルダ部2の直径φは13〜16mm程度、第2ショルダ部4の直径φは10〜13mm程度、第3ショルダ部5の直径φは5〜10mm程度、突出部3の直径φは2〜5mm程度に設定される。
【0044】
尚、より切削性及び撹拌性を向上させるために、突出部3の外周面に螺旋状或いは平行な溝を形成してもよい。螺旋状溝の場合には、部材内部に部材組織を押し込む方向に溝を形成すればよい。
【0045】
図11に示す固定ツール10は、受け面11から反回転ツール側になるほど断面積が拡大するようにテーパ状に形成された拡径部13を備え、受け面11(I部)は、突出部との加圧作用点のずれを吸収できるようにR30〜50mm程度の曲面状に形成されている。
【0046】
上記図10に示すように、回転ツールを構成することで、様々な重ね合わせ枚数や総板厚の接合においてもツールを交換せずに行うことができ、従来のツール交換により発生していた接合時間のロスを削減することができる。また、使用するツールの種類も低減されるので、ツール購入/加工費や維持管理費などのコストが削減できる。
【0047】
図11に示すように、固定ツール10において、受け面11の直径φは7〜13mm程度、拡径部13の大径部分の直径φは13〜16mm程度、小径部分のの直径φは、受け面11から拡径部13に向かって、夫々の寸法に従ってテーパ状に拡大している。
【0048】
図12は、回転ツール及び当該回転ツールの取り付けブラケットを示す正面図である。
【0049】
図12に示すように、回転ツール1の反突出部側の端面には先細りのテーパ穴6が形成され、そのテーパ穴6の周囲に等間隔(例えば、軸心まわりに90°ごと)に回り止めガイド溝7が形成されている。また、取り付けブラケット20の回転ツール1側の端面は先細りのテーパ状に形成され、そのテーパ面21の周囲に上記回り止めガイド溝7に嵌り合う回り止めガイド22が突設されている。
【0050】
そして、回転ツール1のテーパ穴6と回り止めガイド溝7とが、取り付けブラケット20のテーパ面21と回り止めガイド22に夫々嵌り合うことで両者が固定され、回り止めガイド溝7とガイド22とが嵌り合うことにより互いに相対回転しないように構成される。
【0051】
取り付けブラケット20は、回転ツール1が固定された状態で略同径φ13〜16mm程度の一体的な軸状になるように形成され、その長さは接合する部材に適した長さに設定される。また、取り付けブラケット20の反回転ツール側の端面には、直径φが10〜13mm程度のロボット装着部23が延設され、このロボット装着部23を不図示の多関節ロボットのモータ軸にホルダなどを介して取り付けることで回転ツール1と共に回転駆動される。
【0052】
図13は、回転ツールを固定及び駆動する多関節ロボットの概略図である。
【0053】
図13に示すように、多関節ロボット30は、ベース31に設けられた関節32に連結されてy軸中心に揺動すると共に、関節33でz軸中心に回転する第1アーム34と、関節35を介して第1アーム34に連結されてy軸中心に揺動すると共に、関節36でx軸中心に回転する第2アーム37と、関節38を介して第2アーム37に連結されてy軸中心に揺動する第3アーム39とを有する。
【0054】
第3アーム39の先端部には、接合ガン50が取り付けられている。この接合ガン50には、回転ツール1が回転可能に取り付けられると共に、回転ツール1を回転駆動するモータ51と、回転ツール1に対向するように固定ツール10が取り付けられる。回転ツール1と固定ツール10の間隔はアクチュエータ52により可変となっており、接合時の部材に対する加圧力やツール回転数を制御して3枚以上の重ね合わせ接合にも適用できるように構成されている。
【0055】
多関節ロボット30の各アーム、モータ、アクチュエータの動作は、予めティーチングされて動力/制御ケーブル61を介してロボット制御部60がコントロールする。
【0056】
図14は、図13に示す接合ガンの詳細図である。
【0057】
図14に示すように、接合ガン50は、ガンアーム55の下端部から横方向に延びる下端アーム56に取り付けブラケット57を介して固定ツール10が取り付けられている。
【0058】
また、ガンアーム55の上端部には、回転ツール1を回転及び上下方向に駆動する駆動ユニット58が取り付けられている。駆動ユニット58は、上下駆動モータ52を駆動源とするボールネジ機構54により上下方向にガイドされるガイドテーブル53を備え、ガイドテーブル53には回転駆動モータ51が固定されている。回転ツール1は、この回転駆動モータ51の回転軸51aにホルダなどを介して取り付けられ、固定ツール10と対向するように配置される。
【0059】
そして、回転ツール1は、上下駆動モータ52及びボールネジ機構54によるガイドテーブル53の移動により上下方向に可動し、回転駆動モータ51により回転駆動される。
【0060】
本実施形態では、上記接合設備(接合ガン、回転駆動モータ、上下駆動モータ、回転ツールなど)の制御パラメータから設備異常が要因となって発生する接合不具合を防止し、接合する部材の動摩擦係数や部材に与える負荷(加圧力、回転数、ツール接触径など)から発熱量を算出し、この発熱量と回転ツールの部材への押し込み量(板厚減少量)との関係から接合中に接合品質を判定するように構成され、全ての接合について非破壊にて検査が行え、製造ライン(インライン)内での品質保証の判定が可能となっている。
[接合制御]
次に、本実施形態の摩擦撹拌による接合制御方法について説明する。
【0061】
図15は、本実施形態の摩擦撹拌による接合制御方法を説明するフローチャートである。
【0062】
図15に示すように、ステップS1では、接合する素材の組み合わせや板厚に基づいて、回転ツールの回転数、加圧力、接合時間などの接合条件を予め実験などにより設定したデータベースから好適な接合条件を算出する。
【0063】
ステップS3では、回転ツールを回転駆動を開始する。
【0064】
ステップS5で回転ツールが設定された回転数に到達するのを待ち、到達したならば、ステップS7に進み、回転ツールを下降させて部材への加圧を開始する。ツール回転数は、回転駆動モータのエンコーダ値から算出される。また、加圧力は、上下駆動モータのフィードバック電流値から算出される。更に、予め実験などにより設定されたガンアームたわみ補正テーブルと上下駆動モータのエンコーダ値から回転ツールと固定ツールのツール間距離を算出する。
【0065】
ステップS9で回転ツールが設定された加圧力に到達し、上記ツール間距離から回転ツールの突出部の部材への圧入完了を検出したならば、回転ツールのショルダ部が部材に接触した状態で回転して発熱する。
【0066】
ステップS11では、突出部3の部材に対する押し込み量を算出すると共に、ステップS13で回転ツールに加わる負荷を算出する。
【0067】
上記回転ツールの押し込み量は、上記ツール間距離から算出される。また、回転ツールに加わる負荷は、回転駆動モータのフィードバック電流値から算出される。
【0068】
ステップS15では、上記ツール間距離を監視しながら上部材の板厚減少量を算出し、所定の基準値を超えたときに接合条件(加圧力、回転数)を補正或いは変更することにより接合不具合(接合強度低下)を招くような板厚減少を低減する。また、ステップS11で算出された回転ツールの押し込み量に適するように接合条件(加圧力、回転数)を補正或いは変更する。
【0069】
ステップS17では、ステップS15で補正(変更)された接合条件で、ステップS1で設定された接合時間に到達するまでステップS13〜S17までの接合処理を保持し、この接合時間経過後に接合を完了する。
【0070】
上記加圧力は、ツール先端での加圧力とそのときに必要な上下駆動モータの電流値の関係を予めテーブルに設定しておき、このテーブルにより加圧力補正式を算出することにより制御されている。そして、加圧時の上下駆動モータのフィードバック電流を検出し、このフィードバック電流値と加圧力補正式から加圧力が算出できる。
【0071】
上記回転ツールのツール先端位置は、図16に示すように、欠損確認時の基準位置における上下駆動モータのエンコーダ値と、現在回転ツールがある位置での同モータのエンコーダ値とを比較して算出される。また、ツール間距離は、図16に示すように、予め加圧力とガンアームたわみ量の関係をテーブルに設定しておき、このテーブルからたわみ補正式を求め、接合時に発生する加圧力を上下駆動モータのフィードバック電流値とたわみ補正式により算出し、この加圧力により加圧したときのガンアームのたわみ量をたわみ補正式から算出する。そして、このガンアームたわみ量と上記回転ツールのツール先端位置の関係からツール間距離が算出される。
【0072】
尚、上記制御において、接合時間は回転ツールに加わる負荷に応じて変更してもよい。
【0073】
上記実施形態によれば、ツール先端位置と負荷から接合状態を検出し、この接合状態に適した接合条件(加圧力、回転数、接合時間)の制御を行うことで、接合する素材の組み合わせや板厚に適した塑性流動を発生させて接合不具合を低減し、安定した接合品質を確保できる。
[品質保証方法]
次に、本実施形態の摩擦撹拌による接合方法における品質保証方法ついて説明する。
【0074】
図16は、本実施形態の摩擦撹拌接合方法における品質保証方法を説明するフローチャートである。
【0075】
図16に示すように、ステップS21では、実際の接合に入る前に、部材を介在させないで回転ツール1の突出部が部材に当接する位置を算出する。
【0076】
ステップS23では、上記ステップS21で算出された当接位置と予め決められた基準位置と比較して、回転ツール1における突出部の磨耗による欠損確認を実行する。
【0077】
基準位置は、欠損のない新品の回転ツール1を用い、この回転ツール1が固定ツール10に接触して所定加圧力になった時の位置とする。そして、当接位置が基準位置を所定量超えたときに欠損ありと判定される。
【0078】
ステップS23で、突出部が欠損していると判定されると、ステップS25に進んで、異常としてその後のロボット動作が停止される。
【0079】
上記ステップS23の欠損確認により欠損なしと判定されると、ステップS27で本プログラムを起動して、接合処理を開始する。
【0080】
ステップS31では、回転ツール回転駆動を開始する。
【0081】
ステップS33で回転駆動モータのエンコーダ値から回転ツールが設定された回転数に到達したならば、ステップS37に進み、回転ツール1を下降させて部材への加圧を開始する。また、所定時間経過しても設定された回転数に到達しないならば、ステップS35で異常としてその後のロボット動作が停止される。
【0082】
ステップS39で回転ツールが設定された加圧力に到達したならば、回転ツールのショルダ部が部材に接触した状態で回転して発熱を開始し、ステップS43で突出部3の部材に対するツール先端位置を算出すると共に、ステップS45で回転ツールに加わる負荷を算出する。また、所定時間経過しても設定された加圧力に到達しないならば、ステップS41で異常としてその後のロボット動作が停止される。
【0083】
上記加圧力は、ツール先端での加圧力とそのときに必要な上下駆動モータの電流値の関係を予めテーブルに設定しておき、このテーブルにより加圧力補正式を算出することにより制御されている。そして、加圧時の上下駆動モータのフィードバック電流を検出し、このフィードバック電流値と加圧力補正式から加圧力が算出できる。
【0084】
上記回転ツールのツール先端位置は、図16に示すように、上記欠損確認時の基準位置における上下駆動モータのエンコーダ値と、現在回転ツールがある位置での同モータのエンコーダ値とを比較して算出される。また、ツール間距離は、図16に示すように、予め加圧力とガンアームたわみ量の関係をテーブルに設定しておき、このテーブルからたわみ補正式を求め、接合時に発生する加圧力を上下駆動モータのフィードバック電流値とたわみ補正式により算出し、この加圧力により加圧したときのガンアームのたわみ量をたわみ補正式から算出する。そして、このガンアームたわみ量と上記回転ツールのツール先端位置の関係からツール間距離が算出される。
【0085】
また、回転ツールに加わる負荷は、無負荷状態での回転駆動モータのフィードバック電流値と、回転駆動モータのエンコーダで検出される回転数の関係から各回転数ごとの基準電流を予めテーブルに設定しておき、このテーブルから基準電流算出式を求め、この基準電流算出式から求めた基準電流と、接合時の回転駆動モータのフィードバック電流値の下記の関係式1から算出される。
(式1)
接合時の負荷=接合時の回転駆動モータのフィードバック電流値−基準電流
ステップS47では、加圧による部材の板厚減少量を算出する。
【0086】
ステップS49では、上記負荷若しくは加圧力、ツール回転数、部材の表面抵抗(動摩擦係数)及びツール接触径から摩擦撹拌による発熱量を算出する。
【0087】
ステップS51では、上記板厚減少量と発熱量とを監視しながら接合品質を判定し、接合完了時に品質保証不可と判定されたならば、オペレータに接合不具合を警報して手直しを行う。上記板厚減少量は接合強度の大小を決定する要因となる。なぜならば、接合後の残存板厚の大小が接合強度に大きく影響するからである。
【0088】
上記板厚減少量は、総板厚からツール間距離と突出部3の突出量とを引いた値が総板厚減少量となり、この総板厚減少量に板厚減少比率(上部材の板厚減少量/総板厚減少量)を乗じることにより上部材の板厚減少量を算出する。また、総板厚減少量から上部材の板厚減少量を引くことで下部材の板厚減少量を算出する(下記の関係式2〜4参照)。板厚減少比率は、予め実験などにより求めた比率を設定しておく。
(式2)
総板厚減少量=総板厚−ツール間距離−突出部3の突出量
(式3)
上部材の板厚減少量=総板厚減少量×板厚減少比率(上部材の板厚減少量/総板厚減少量)
(式4)
下部材の板厚減少量=総板厚減少量−上部材の板厚減少量
図18は加圧力と接合強度との関係を示し、接合条件A,B,Cにおいて接合強度が下限値を超えた場合に品質保証可、下回る場合に品質保証不可と判定する。
[接合品質判定方法]
次に、上記ステップS51での接合品質判定方法について説明する。
【0089】
図17は、本実施形態の摩擦撹拌接合方法における品質保証方法を説明するフローチャートである。
【0090】
図17に示すように、ステップS55では、ステップS49で算出された発熱量を実験などにより予め求めた発熱量と接合部面積(若しくは、直径など)の算出式に代入して接合部面積を算出する。同時に、ステップS53では、ステップS47で算出された板厚減少量が予め設定された基準値内であるか判定し、当該基準値内であれば、ステップS57で接合部面積の強度判定を行い、基準値を超えるならば接合強度の確保が難しいとして品質保証不可と判定して、オペレータに接合不具合を警報して手直しを行う。
【0091】
ステップS57の接合部面積の強度判定では、予め記憶された接合特性ファイル(図18参照)から接合部面積が基準値内か判定し、当該基準値内であれば品質保証可と判定して接合を完了し、基準値を超えるならば接合強度の確保が難しいとして品質保証不可と判定して、オペレータに接合不具合を警報して手直しを行う。
【0092】
図18からわかるように、加圧力を大きくしていくと、ある地点Pから接合強度が低下していく。これは、板厚減少量が大きくなって接合強度に影響を及ぼすからであり、この接合強度が低下する地点Pを基準値として接合条件(加圧力、回転数)が決定される。
【0093】
上記実施形態によれば、上記接合設備(接合ガン、回転駆動モータ、上下駆動モータ、回転ツールなど)の制御パラメータから設備異常が要因となって発生する接合不具合を検出できる。また、接合する部材の動摩擦係数や部材に与える負荷(加圧力、回転数、ツール接触径など)から発熱量を算出し、この発熱量と回転ツールの部材への押し込み量(板厚減少量)との関係から接合中に接合品質を判定することにより、全ての接合について非破壊にて検査が行え、製造ライン(インライン)内での品質保証の判定が可能となる。
【0095】
尚、図15乃至図17に示すフローチャートに対応する接合制御方法、接合保証方法、接合品質判定方法を実行するためのコンピュータプログラムや当該プログラムコードが格納された記憶媒体を、コンピュータに供給して、当該コンピュータが記憶媒体に格納されたプログラムコードを読み出して、上記実施形態の処理を実行するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る実施形態の摩擦撹拌による接合方法を説明する概念図である。
【図2】従来の摩擦撹拌による非溶融の接合方法を説明する概念図である。
【図3】3枚の重ね合わせ接合用の長さの突出部を持つ回転ツールでの接合の様子を示す図である。
【図4】2枚の重ね合わせ接合用の長さの突出部を持つ回転ツールで3枚の重ね合わせ接合を時間を変化させて行った場合の接合の様子を示す図である。
【図5】本発明に係る実施形態の回転ツールで2枚の重ね合わせ接合を行った場合の接合の様子を示す図である。
【図6】本発明に係る実施形態の回転ツールで3枚の重ね合わせ接合を行った場合の接合の様子を示す図である。
【図7】受け面がフラットの固定ツールの加圧による部材への影響を示す図である。
【図8】受け面が曲面状の固定ツールの加圧による部材への影響を示す図である。
【図9】本発明に係る実施形態の摩擦撹拌接合に用いる回転ツールの外観図である。
【図10】本発明に係る実施形態の摩擦撹拌接合に用いる回転ツールの外観図である。
【図11】本発明に係る実施形態の摩擦撹拌接合に用いる固定ツールの正面図である。
【図12】回転ツール及び当該回転ツールの取り付けブラケットを示す正面図である。
【図13】回転ツールを固定及び駆動する多関節ロボットの概略図である。
【図14】図13に示す接合ガンの詳細図である。
【図15】本実施形態の摩擦撹拌による接合制御方法を説明するフローチャートである。
【図16】本実施形態の摩擦撹拌接合方法における品質保証方法を説明するフローチャートである。
【図17】本実施形態の摩擦撹拌接合方法における品質保証方法を説明するフローチャートである。
【図18】加圧力と接合強度との関係を示す図である。
【図19】ツール先端位置とツール間距離とガンアームたわみ量の関係を説明する図である。
【符号の説明】
1 回転ツール
3 突出部
10 固定ツール
30 多関節ロボット
W1〜W3 部材
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a processing management method, a processing management apparatus, a computer program for executing the method, and a storage medium storing the computer program, which use friction stir to melt and stir metal members such as castings and plates by friction and join them together. About.
[0002]
[Prior art]
In the conventional joining technique, a plate material or a metal member press-molded in advance into a three-dimensional shape is superposed and joined by electric resistance welding, arc welding, adhesive, bolt fastening, rivet or the like.
[0003]
And when a metal member is a complicated three-dimensional shape, the spot welding which can be joined locally with respect to the joint part which has multiple points is used.
[0004]
As another joining technique, Japanese Patent No. 2712838 discloses a joining method in which friction stirring is performed in a non-molten state. In this joining technique, a protrusion called a probe is inserted and translated on a joining surface where two members are butted together, and the metal structure in the vicinity of the joining surface is plasticized by frictional heat and joined.
[0005]
Further, in JP-A-10-183316 and JP-A-2000-15426, in the surface treatment of a casting such as a mating surface of a cylinder head with respect to a cylinder block, while rotating a rotary tool provided with a protruding portion on a shoulder portion at the tip. A surface treatment method is disclosed in which the mixture is pressed and stirred in a non-molten state by heat.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
In the friction stir welding in the non-molten state, if the tool rotation speed, the tool push-in amount, the tool traveling speed, etc. are increased excessively, the joining becomes incomplete or the joined portion is melted. For this reason, there was a limit to shortening the processing time.
[0007]
Furthermore, in the above conventional joining technique, by performing experiments and the like in advance, control parameters such as the optimum tool rotation speed and tool push-in amount for the member thickness and material are obtained. In order to join a member different from the conventional one, it is necessary to obtain an optimum control parameter by an experiment again. In addition, quality evaluation such as bonding strength is performed by a tensile test using a sample that is actually bonded, and a separate inspection process is required.
[0008]
Therefore, if the quality evaluation of the actually joined member can be performed in parallel using the control parameters at the time of joining, the quality of the member can be evaluated for each processing, and it can be appropriately handled for mass production. Therefore, it is possible to easily calculate optimal control parameters when joining different members due to a design change or the like, and it is very useful for improving the yield by suppressing the occurrence of defective products.
[0009]
However, so far, a system for evaluating the above-described quality in friction stir welding has not been developed.
[0010]
The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a processing management method, a processing management apparatus, and the method using friction stirrer that can manage the processing state of a member in parallel during processing and do not require a separate inspection step. And a storage medium storing the computer program.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
  In order to solve the above-described problems and achieve the object, the present invention superimposes at least two members,The front end portion has a shoulder portion and a protruding portion protruding from the shoulder portion.A processing management method in which a rotary tool is rotated around its axis while being pressed and pushed into one member and agitated by friction to locally join the members,in frontRotation toolTip position of the protrusionDetectingTip positionOn the basis of theThe shoulder portion is caused by being pushed into the one member.Calculating a thickness reduction amount of the joint portion of the one member, and determining whether the joining strength is good or not based on the calculated thickness reduction amount.
  In the present invention, at least two members are superposed,The front end portion has a shoulder portion and a protruding portion protruding from the shoulder portion.A process management method in which a rotary tool is rotated around its axis while being pressed and pushed into one member, and is agitated by friction to locally join the members, wherein the one member and the rotary tool The coefficient of dynamic friction between the two membersSaidCalculating the amount of heat generation based on the load of the rotary tool;in frontRotation toolTip position of the protrusionAnd calculating the joint area based on the calorific value from a formula representing the relationship between the calorific value obtained in advance and the joint area between the members.Tip positionOn the basis of theThe shoulder portion is caused by being pushed into the one member.The thickness reduction amount of the joining portion of the one member is calculated, it is determined whether the thickness reduction amount is within a preset reference value, and if it is within the reference value, the joining is performed based on the joining area. And a step of determining whether the strength is good or bad.
[0014]
  In the present invention, at least two members are superposed,The front end portion has a shoulder portion and a protruding portion protruding from the shoulder portion.A processing management device that pressurizes and presses one member while rotating a rotating tool about its axis, stirs by friction, and locally joins the members,in frontRotation toolTip position of the protrusionDetectInspectionExit means; andTip positionOn the basis of theThe shoulder portion is caused by being pushed into the one member.A joining state detecting means for calculating a thickness reduction amount of the joining portion of the one member and judging whether the joining strength is good or not based on the calculated thickness reduction amount.
  In the present invention, at least two members are superposed,The front end portion has a shoulder portion and a protruding portion protruding from the shoulder portion.A processing management device that pressurizes and presses one member while rotating a rotating tool about its axis, and stirs it by friction to locally join the members, wherein the one member and the rotating tool A calorific value calculating means for calculating a calorific value based on a dynamic friction coefficient between the rotating tool and the load of the rotary tool on the one member at the time of joining;in frontRotation toolTip position of the protrusionDetectInspectionCalculating the junction area based on the heat generation amount from the formula representing the relationship between the output means and the calorific value obtained in advance and the joint area between the members;Tip positionOn the basis of theThe shoulder portion is caused by being pushed into the one member.The thickness reduction amount of the joining portion of the one member is calculated, it is determined whether the thickness reduction amount is within a preset reference value, and if it is within the reference value, the joining is performed based on the joining area. A joining state detecting means for judging whether the strength is good or bad..
[0015]
A computer program for executing the processing management method and a storage medium storing the program code are supplied to a computer, and the computer reads the program code stored in the storage medium, and the processing management processing is performed. May be executed.
[0016]
【The invention's effect】
  According to the present invention,Calorific value of one member during joiningOr boardBy calculating the thickness reduction amount and determining the quality of the bonding strength from the calculated plate thickness reduction amount and the amount of heat generated, it is possible to determine the quality of the bonding of the members using the control parameters used during the bonding, Thus, the joining state of the members can be managed, and a separate inspection process becomes unnecessary.
[0017]
  Claims 3, 4,7According to the invention, the amount of pushing is the rotation toolOneCalculated based on the encoder output of the motor for raising and lowering the member,OneThe thickness reduction amount of the joint part of the member is calculated by rotating the tool pushed into one of the members and facing the rotary tool.The otherBased on the distance between the fixed tool that receives the memberBy calculating the total thickness reduction amount and multiplying the total thickness reduction amount by the thickness reduction ratio of one memberBy being calculated, the joining state of the members can be managed using the control parameters used during joining.
[0020]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
[0021]
The embodiment described below is an example as means for realizing the present invention, and the present invention can be applied to a modified or modified embodiment described below without departing from the spirit of the present invention.
[Joint method by friction stirring]
FIG. 1 is a conceptual diagram illustrating a joining method by friction stirrer according to an embodiment of the present invention.
[0022]
As shown in FIG. 1, the joining method exemplified in the present embodiment is applied to joining of plate-like members such as an aluminum alloy, for example, and the first outermost surface is superposed by superposing at least two members. The member tool between the first and second members W1 and W2 is melted and agitated by frictional heat by pressurizing and press-fitting the rotating tool 1 around the axis of the member W1. To be joined.
[0023]
Then, the fixed tool 10 is provided so as to be opposed to the rotary tool 1 so that the first and second members W1 and W2 are sandwiched between the rotary tool 1 and the distance from the rotary tool 1 is variable. ing.
[0024]
The rotary tool 1 is a non-abrasion type tool formed of a steel material (hard metal or the like) having a higher hardness than the member. However, the member is not limited to an aluminum alloy as long as the member is a softer material than the rotary tool 1. Moreover, the fixed tool 10 is formed from a steel material, a copper material, etc., for example.
[0025]
  Specifically, the rotary tool 1 includes a protruding portion 3 that protrudes from the first shoulder portion 2 at the tip thereof, and is set so as to sandwich the first and second members W1 and W2 between the rotary tool 1 and the fixed tool 10. Projecting part while rotating the rotary tool 1 at the number of rotations3Is pressed into the first and second members W1 and W2 with a predetermined pressure, and the protrusion 3 rotates inside these members to cut the member structure of the peripheral portion and generate heat. Furthermore, the facet cut by the projecting portion 3 is held inside the member by both the tools 1 and 10 and is agitated to generate heat by colliding with the surrounding member structure and the projecting portion 3, and the first shoulder portion 2 is Unit area by holding for a predetermined time at a predetermined pressure and number of rotations while generating heat by press-fitting with a predetermined pressure and rotating to melt the facet and promoting plastic flow of the surrounding member structure By increasing the contact pressure and increasing the plastic flow volume, and pulling the rotary tool 1 from the member while rotating, the member structure that has been plastically flowed is cooled and joined.
[0026]
Furthermore, by performing this joining process continuously, the member structure | tissue adhering to the peripheral part of the protrusion part 3 by the previous cycle fuse | melts, and is supplied as a material by stirring of the next cycle.
[0027]
At this time, while reducing the area of the receiving surface 11 of the fixed tool 10, the applied pressure is increased, heat dissipation to the fixed tool 10 is suppressed, the plastic flow volume is increased, and the coupling force of the members is increased.
[0028]
The joining method of the present embodiment is suitable for local joining of lap joints (for example, an outer panel of a rear door and reinforcement) such as an automobile steel plate press-formed in a three-dimensional shape in advance. That is, by using the joining method of the present embodiment locally on a plurality of joint portions where a member has a complicated three-dimensional shape by press molding and the rotary tool 1 cannot be moved continuously. Bonding is possible, and bonding is possible even after press molding.
[0029]
According to this joining method, welding current, cooling water, air, and the like used in conventional spot welding are not required, and energy consumption required for joining can be greatly reduced. Moreover, since the apparatus and equipment as the energy source as described above are not required, the capital investment can be greatly reduced.
[0030]
Moreover, the welding gun used for the conventional spot welding can be diverted, and about the restrictions of a joining member, joining intensity | strength, and production efficiency, the capability equivalent to the past or more can be achieved easily.
[0031]
FIG. 2 is a conceptual diagram for explaining a conventional non-melting joining method by friction stirring.
[0032]
In the conventional joining method shown in FIG. 2, the first and second members W1, W2 are arranged so as to be sandwiched between the rotary tool 1 and the fixed tool 10 ′, and the rotary tool 1 is placed on the first member W1 on the outermost surface. The procedure of press-fitting by pressurizing while rotating around the axis is the same as in the present invention, but the member structure between the first and second members W1 and W2 that are superimposed is agitated in a non-molten state by frictional heat. Are different in that they are joined.
[0033]
Here, the state of stirring without melting means that the metal structure is softened by frictional heat and stirred at a temperature lower than the lowest melting point of each component or eutectic compound contained in the base material. Means that.
[0034]
And since the conventional joining method stirs without melting, there is a merit of solving problems such as thermal distortion caused by electric resistance welding or the like.
[0035]
On the other hand, the rotational speed and pressure of the rotary tool 1 cannot be increased due to frictional stirring without melting, and the area of the receiving surface 11 ′ that contacts the second member W2 in the fixed tool 10 ′ is the rotational tool. Since the area of the projecting portion 3 projecting from the tip end portion of 1 is large, the applied pressure is dispersed over the entire surface of the receiving surface 11 ′, and the frictional heat due to the rotation of the rotary tool 1 is dissipated over the entire surface of the receiving surface 11 ′. As a result, there is a demerit that it takes time (for example, 2 to 3 seconds) for joining.
[0036]
On the other hand, in the present invention, it is possible to increase the rotational speed and pressure of the rotary tool 1 for frictional stirring in the molten state, and further, the receiving surface 11 of the fixed tool 10 is at least provided on the rotary tool 1. It is formed smaller than the cross-sectional area of the protrusion 3 to suppress heat dissipation and increase the heat storage efficiency inside the member, thereby promoting the melting and plastic flow of the facets and the time required for joining (for example, 0.3 to 0) .5 seconds).
[0037]
In addition, as shown in FIG. 3, the protrusion 3 of the rotary tool 1 has a total thickness that increases as the number of overlapping members increases. For example, as shown in FIG. 4, when the rotary tool 1 having two protrusions 3 having a length for superposition joining is applied to three superposition joining, if the joining time is shortened, the intermediate member W2 The amount of stirring of the lower member W3 is insufficient and the strength cannot be secured (see FIG. 4A). Conversely, if the joining time is lengthened, the thickness reduction amount of the upper member W1 becomes too large and the upper member W1 and the intermediate member In any case, the tool used when the number of overlapped members is small cannot be used for joining with a large number of sheets.
[0038]
Therefore, in the present invention, as shown in FIGS. 5 and 6, the second and third diameters that are concentric and have a small diameter so as to form at least one step from the tip of the rotary tool 1 toward the protrusion 3. By providing the shoulder portions 4 and 5, the length of the protruding portion 3 remains as it is for two sheets, and three or more sheets or a large total plate thickness can be joined together.
[0039]
Further, considering the pressing state from the fixed tool 10 at the time of joining, when the receiving surface 11 shown in FIG. 7 is flat, the stress concentrates on the corner portion 12 and the fixed tool 10 sinks into the member W. The amount increases. For this reason, in the present invention, as shown in FIG. 8, the receiving surface 11 of the fixed tool 10 is curved and the corners 12 are formed smoothly, thereby reducing stress concentration on the member W and sinking. ing. In addition, by forming the receiving surface 11 in a curved shape, even if the angle of contact with the member W is slightly shifted, it can be configured to make the receiving with a surface instead of a point or a line, thereby suppressing variations in bonding strength, Stable bonding quality can be easily ensured.
[Rotating tool used for joining]
9 and 10 are external views of a rotary tool used for friction stir welding according to an embodiment of the present invention. FIG. 11 is a front view of a fixed tool used for friction stir welding according to an embodiment of the present invention.
[0040]
The rotating tool shown in FIG. 9 is used for joining with the number of overlaps of about 2 and the total thickness being relatively small. The cylindrical first shoulder portion 2 (corresponding to the first tool portion) and this A cylindrical projecting portion 3 (corresponding to a second tool portion) having a smaller diameter (or smaller cross-sectional area) than the first shoulder portion 2 and projecting from the distal end portion 2a of the first shoulder 2 at the same axis. .
[0041]
Further, the rotating tool shown in FIG. 10 is used for joining with three or more overlapping sheets and a large total thickness, and has a cylindrical first shoulder portion 2 and a smaller diameter than the first shoulder portion 2 (or , With a small cross-sectional area), a cylindrical projecting portion 3 projecting from the distal end portion 2a of the first shoulder portion 2 with the same axial center, and a concentric and stepped portion from the first shoulder portion 2 toward the projecting portion 3 Are provided with cylindrical second and third shoulder portions 4 and 5 that gradually become smaller in diameter.
[0042]
In the rotating tool shown in FIG. 9, the diameter φ of the first shoulder portion 2 is set to about 5 to 13 mm, and the diameter φ of the protruding portion 3 is set to about 2 to 5 mm.
[0043]
In the rotating tool shown in FIG. 10, the diameter φ of the first shoulder portion 2 is about 13 to 16 mm, the diameter φ of the second shoulder portion 4 is about 10 to 13 mm, the diameter φ of the third shoulder portion 5 is about 5 to 10 mm, The diameter φ of the protrusion 3 is set to about 2 to 5 mm.
[0044]
In order to further improve the machinability and stirring ability, a spiral or parallel groove may be formed on the outer peripheral surface of the protrusion 3. In the case of a spiral groove, the groove may be formed in the direction in which the member tissue is pushed into the member.
[0045]
  A fixed tool 10 shown in FIG. 11 includes an enlarged diameter portion 13 formed in a tapered shape so that a cross-sectional area increases from the receiving surface 11 toward the counter-rotating tool, and the receiving surface 11 (I portion) is a protruding portion.3Is formed in a curved surface of about R30 to 50 mm so as to be able to absorb the displacement of the pressure application point.
[0046]
As shown in FIG. 10, by configuring the rotary tool, it is possible to perform various superposition number and total plate thickness joining without replacing the tool, and joining that has occurred by conventional tool replacement. Time loss can be reduced. Also, since the types of tools to be used are reduced, costs such as tool purchase / processing costs and maintenance costs can be reduced.
[0047]
As shown in FIG. 11, in the fixed tool 10, the diameter φ of the receiving surface 11 is about 7 to 13 mm, the diameter φ of the large diameter portion of the enlarged diameter portion 13 is about 13 to 16 mm, and the diameter φ of the small diameter portion is From the surface 11 toward the diameter-expanded portion 13, it expands in a tapered shape according to the respective dimensions.
[0048]
FIG. 12 is a front view showing the rotary tool and a mounting bracket for the rotary tool.
[0049]
  As shown in FIG. 12, the anti-projection part of the rotary tool 13A tapered taper hole 6 is formed in the end face on the side, and a non-rotating guide groove 7 is formed around the taper hole 6 at equal intervals (for example, every 90 ° around the axis). Further, the end surface of the mounting bracket 20 on the rotating tool 1 side is formed in a tapered shape, and a detent guide 22 that fits in the detent guide groove 7 is provided around the tapered surface 21.
[0050]
Then, the taper hole 6 and the rotation prevention guide groove 7 of the rotary tool 1 are fitted to the taper surface 21 of the mounting bracket 20 and the rotation prevention guide 22, respectively. Are configured so as not to rotate relative to each other.
[0051]
The mounting bracket 20 is formed so as to have an integral shaft shape with approximately the same diameter φ13 to 16 mm in a state where the rotary tool 1 is fixed, and the length thereof is set to a length suitable for a member to be joined. . A robot mounting portion 23 having a diameter φ of about 10 to 13 mm is extended on the end surface of the mounting bracket 20 on the counter-rotating tool side. The robot mounting portion 23 is attached to a motor shaft of a multi-joint robot (not shown) as a holder. It is rotationally driven together with the rotary tool 1 by being attached via.
[0052]
FIG. 13 is a schematic view of an articulated robot that fixes and drives a rotating tool.
[0053]
As shown in FIG. 13, the articulated robot 30 is connected to a joint 32 provided on a base 31, swings about the y-axis center, and rotates with a joint 33 about the z-axis, The second arm 37 is connected to the first arm 34 via the shaft 35 and swings about the y-axis center, and is rotated about the x-axis center at the joint 36, and the second arm 37 is connected to the second arm 37 via the joint 38. And a third arm 39 that swings about the axis.
[0054]
A joining gun 50 is attached to the tip of the third arm 39. The rotating tool 1 is rotatably attached to the joining gun 50, and the motor 51 that rotationally drives the rotating tool 1 and the fixed tool 10 are attached so as to face the rotating tool 1. The interval between the rotary tool 1 and the fixed tool 10 is variable by an actuator 52, and is configured so that it can be applied to three or more superposition joints by controlling the pressure applied to the members during joining and the number of tool rotations. Yes.
[0055]
The operations of the arms, motors, and actuators of the articulated robot 30 are taught in advance and are controlled by the robot control unit 60 via the power / control cable 61.
[0056]
FIG. 14 is a detailed view of the joining gun shown in FIG.
[0057]
As shown in FIG. 14, in the joining gun 50, the fixing tool 10 is attached to a lower end arm 56 that extends in the lateral direction from the lower end portion of the gun arm 55 via an attachment bracket 57.
[0058]
A drive unit 58 that rotates and drives the rotary tool 1 in the vertical direction is attached to the upper end of the gun arm 55. The drive unit 58 includes a guide table 53 that is guided in the vertical direction by a ball screw mechanism 54 that uses the vertical drive motor 52 as a drive source, and the rotational drive motor 51 is fixed to the guide table 53. The rotary tool 1 is attached to the rotary shaft 51a of the rotary drive motor 51 via a holder or the like, and is disposed so as to face the fixed tool 10.
[0059]
The rotary tool 1 is moved in the vertical direction by the movement of the guide table 53 by the vertical drive motor 52 and the ball screw mechanism 54, and is rotated by the rotary drive motor 51.
[0060]
In the present embodiment, it is possible to prevent a joining failure caused by equipment abnormality from the control parameters of the joining equipment (joining gun, rotary drive motor, vertical drive motor, rotary tool, etc.), Calculate the amount of heat generated from the load applied to the member (pressing force, number of rotations, tool contact diameter, etc.), and join quality during joining based on the relationship between the amount of heat generated and the amount of pushing the rotating tool into the member (thickness reduction amount). In other words, all joints can be inspected nondestructively, and quality assurance can be determined within the production line (inline).
[Joint control]
Next, the joining control method by friction stirring of this embodiment will be described.
[0061]
FIG. 15 is a flowchart for explaining a joining control method by friction stirring according to the present embodiment.
[0062]
As shown in FIG. 15, in step S1, suitable joining is performed from a database in which joining conditions such as the number of rotations of the rotary tool, pressure, and joining time are set in advance by experiments or the like based on the combination of materials to be joined and the plate thickness. Calculate the conditions.
[0063]
In step S3, the rotary tool is started to rotate.
[0064]
In step S5, the process waits for the rotation tool to reach the set number of revolutions. If the rotation tool has been reached, the process proceeds to step S7, where the rotation tool is lowered to start pressurizing the member. The tool rotation speed is calculated from the encoder value of the rotation drive motor. Further, the applied pressure is calculated from the feedback current value of the vertical drive motor. Further, the distance between the tool of the rotating tool and the fixed tool is calculated from the gun arm deflection correction table set in advance by experiments and the encoder value of the vertical drive motor.
[0065]
In step S9, when the rotating tool reaches the set pressure and detects the completion of press-fitting into the member of the protruding portion of the rotating tool from the distance between the tools, the rotating tool rotates with the shoulder portion in contact with the member. Fever.
[0066]
  In step S11, against the member of the protrusion 3PushImpregnationAmountAt the same time, the load applied to the rotating tool is calculated in step S13.
[0067]
  Above rotation toolPushImpregnationAmount, Calculated from the distance between the tools. The load applied to the rotary tool is calculated from the feedback current value of the rotary drive motor.
[0068]
  In step S15, the amount of reduction in the thickness of the upper member is calculated while monitoring the distance between the tools, and when a predetermined reference value is exceeded, the joining condition (pressing force, rotation speed) is corrected or changed to correct the joining failure. Reduce the thickness reduction that causes (decrease in bonding strength). In addition, the rotation tool calculated in step S11Push amountThe bonding conditions (pressing force and rotational speed) are corrected or changed so as to be suitable.
[0069]
In step S17, the joining process of steps S13 to S17 is held under the joining conditions corrected (changed) in step S15 until the joining time set in step S1 is reached, and joining is completed after the joining time has elapsed. .
[0070]
The pressurizing force is controlled by setting in advance a relationship between the pressurizing force at the tool tip and the current value of the vertical drive motor required at that time, and calculating the pressurizing force correction formula using this table. . Then, the feedback current of the vertical drive motor at the time of pressurization is detected, and the applied pressure can be calculated from the feedback current value and the applied pressure correction formula.
[0071]
  Tool tip position of the above rotating toolIsThe figure16As shown in,Lack ofIt is calculated by comparing the encoder value of the vertical drive motor at the reference position when the loss is confirmed with the encoder value of the motor at the position where the current rotary tool is located. The distance between tools is16As shown in Fig. 4, the relationship between the applied pressure and the deflection amount of the gun arm is set in advance in a table, the deflection correction formula is obtained from this table, and the applied pressure generated during joining is determined by the feedback current value of the vertical drive motor and the deflection correction formula. The amount of deflection of the gun arm when the pressure is applied with this applied pressure is calculated from the deflection correction formula. The inter-tool distance is calculated from the relationship between the gun arm deflection amount and the tool tip position of the rotary tool.
[0072]
In the above control, the joining time may be changed according to the load applied to the rotary tool.
[0073]
  According to the above-described embodiment, by detecting the joining state from the tool tip position and the load, and controlling the joining conditions (pressing force, rotation speed, joining time) suitable for this joining state, By generating plastic flow suitable for the plate thickness, it is possible to reduce bonding defects and secure stable bonding quality.
[Quality Assurance Method]
  Next, a quality assurance method in the joining method by friction stirrer of the present embodimentInexplain about.
[0074]
FIG. 16 is a flowchart for explaining a quality assurance method in the friction stir welding method of the present embodiment.
[0075]
  As shown in FIG. 16, in step S21, before entering the actual joining, the protruding portion of the rotary tool 1 without any members interposed therebetween.3The position where the abuts against the member is calculated.
[0076]
  In step S23, the protruding portion of the rotary tool 1 is compared with the contact position calculated in step S21 and a predetermined reference position.3Check for missing parts due to wear.
[0077]
The reference position is a position when a new rotating tool 1 having no defect is used and the rotating tool 1 comes into contact with the fixed tool 10 and reaches a predetermined pressure. Then, when the contact position exceeds the reference position by a predetermined amount, it is determined that there is a defect.
[0078]
  In step S23, the protruding portion3Is determined to be missing, the process proceeds to step S25, and the subsequent robot operation is stopped as an abnormality.
[0079]
If it is determined that there is no defect in the defect confirmation in step S23, the program is activated in step S27 and the joining process is started.
[0080]
  Step S31Rotation toolofStart rotating.
[0081]
If the rotation number of the rotary tool has reached the set value from the encoder value of the rotary drive motor in step S33, the process proceeds to step S37, where the rotary tool 1 is lowered to start pressurizing the member. If the set number of rotations is not reached even after a predetermined time has elapsed, an abnormal operation is stopped in step S35 and the subsequent robot operation is stopped.
[0082]
  When the rotating tool reaches the set pressure in step S39, the tool rotates with the shoulder portion of the rotating tool in contact with the member and starts to generate heat. In step S43, the tool tip position relative to the member of the protruding portion 3 is started.PlaceIn addition to the calculation, a load applied to the rotating tool is calculated in step S45. If the set pressure is not reached even after a predetermined time has elapsed, an abnormal robot is stopped in step S41 and the subsequent robot operation is stopped.
[0083]
The pressurizing force is controlled by setting in advance a relationship between the pressurizing force at the tool tip and the current value of the vertical drive motor required at that time, and calculating the pressurizing force correction formula using this table. . Then, the feedback current of the vertical drive motor during pressurization is detected, and the applied pressure can be calculated from the feedback current value and the applied pressure correction formula.
[0084]
  Tool tip position of the above rotating toolIsThe figure16As shown in FIG. 4, the encoder value of the vertical drive motor at the reference position at the time of confirmation of the deficiency is compared with the encoder value of the motor at the position where the current rotary tool is located. The distance between tools is16As shown in Fig. 2, the relationship between the applied pressure and the deflection amount of the gun arm is set in a table in advance, and a deflection correction formula is obtained from this table. The amount of deflection of the gun arm when the pressure is applied with this applied pressure is calculated from the deflection correction formula. The inter-tool distance is calculated from the relationship between the gun arm deflection amount and the tool tip position of the rotary tool.
[0085]
  For the load applied to the rotary tool, a reference current for each rotation speed is set in advance in a table from the relationship between the feedback current value of the rotation drive motor in the no-load state and the rotation speed detected by the encoder of the rotation drive motor. The reference current calculation formula is obtained from this table, and is calculated from the following relational expression 1 of the reference current obtained from the reference current calculation formula and the feedback current value of the rotary drive motor at the time of joining.
(Formula 1)
  Load at joining = Feedback current value of rotary drive motor at joining-Reference current
  In step S47,The amount of reduction in the plate thickness of the member due to the pressure is calculated.
[0086]
In step S49, the amount of heat generated by friction agitation is calculated from the load or pressure, tool rotation speed, member surface resistance (dynamic friction coefficient), and tool contact diameter.
[0087]
In step S51, the bonding quality is determined while monitoring the plate thickness reduction amount and the heat generation amount. If it is determined that the quality cannot be guaranteed when the bonding is completed, the operator is warned of the bonding failure and the correction is performed. The plate thickness reduction amount is a factor that determines the magnitude of the bonding strength. This is because the thickness of the remaining plate after joining greatly affects the joining strength.
[0088]
  The above plate thickness reduction amount is the distance between tools from the total plate thickness.And the protrusion amount of the protrusion 3The value obtained by subtracting is the total plate thickness reduction amount, and the plate thickness reduction amount of the upper member is obtained by multiplying this total plate thickness reduction amount by the plate thickness reduction ratio (plate thickness reduction amount of the upper member / total plate thickness reduction amount). calculate. Further, the plate thickness reduction amount of the lower member is calculated by subtracting the plate thickness reduction amount of the upper member from the total plate thickness reduction amount (see the following relational expressions 2 to 4). The plate thickness reduction ratio is set in advance by an experiment or the like.
(Formula 2)
  Total plate thickness reduction = Total plate thickness-Distance between tools-Projection amount of the protrusion 3
(Formula 3)
  Plate thickness reduction of upper member = Total plate thickness reduction x Plate thickness reduction ratio (Upper plate thickness reduction / Total plate thickness reduction)
(Formula 4)
  Lower member thickness reduction = Total thickness reduction-Upper member thickness reduction
  FIG. 18 shows the relationship between the applied pressure and the bonding strength. When the bonding strength exceeds the lower limit value in the bonding conditions A, B, and C, it is determined that the quality can be guaranteed, and when the bonding strength is lower, the quality is not guaranteed.
[Joint quality judgment method]
  Next, the joining quality determination method in step S51 will be described.
[0089]
FIG. 17 is a flowchart for explaining a quality assurance method in the friction stir welding method of the present embodiment.
[0090]
As shown in FIG. 17, in step S55, the joint area is calculated by substituting the calorific value calculated in step S49 into a formula for calculating the calorific value and the joint area (or diameter, etc.) obtained in advance by experiments or the like. To do. At the same time, in step S53, it is determined whether the thickness reduction amount calculated in step S47 is within a preset reference value. If it is within the reference value, the strength of the joint area is determined in step S57, If the reference value is exceeded, it is determined that it is difficult to ensure the bonding strength, and it is determined that the quality cannot be guaranteed.
[0091]
In the strength determination of the joint area in step S57, it is determined whether or not the joint area is within a reference value from a joint characteristic file (see FIG. 18) stored in advance. If it exceeds the reference value, it is determined that it is difficult to ensure the bonding strength, and it is determined that the quality cannot be guaranteed.
[0092]
As can be seen from FIG. 18, the bonding strength decreases from a certain point P when the applied pressure is increased. This is because the plate thickness reduction amount increases and affects the bonding strength, and the bonding conditions (pressing force and rotational speed) are determined with the point P at which the bonding strength decreases as a reference value.
[0093]
  According to the above-described embodiment, it is possible to detect a joining failure that occurs due to equipment abnormality from the control parameters of the joining equipment (joining gun, rotary drive motor, vertical drive motor, rotary tool, etc.). Also, the heat generation amount is calculated from the dynamic friction coefficient of the members to be joined and the load applied to the member (pressing force, rotation speed, tool contact diameter, etc.), and this heat generation amount and the amount of pushing of the rotary tool into the member (plate thickness reduction amount) By determining the bonding quality during bonding based on the relationship, all the bondings can be inspected nondestructively, and quality assurance can be determined within the production line (in-line).
[0095]
A computer program for executing the joining control method, the joining guarantee method, and the joining quality judgment method corresponding to the flowcharts shown in FIGS. 15 to 17 is supplied to a computer, and a storage medium storing the program code is supplied to the computer. The computer may read the program code stored in the storage medium and execute the processing of the above embodiment.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a conceptual diagram illustrating a joining method by friction stirrer according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a conceptual diagram illustrating a conventional non-melting joining method by friction stirring.
FIG. 3 is a view showing a state of joining with a rotary tool having three protrusions having a length for overlapping joining.
FIG. 4 is a diagram showing a state of joining in a case where three overlapping joinings are performed by changing the time with a rotary tool having a protruding portion having a length for two overlapping joinings.
FIG. 5 is a view showing a state of joining when two sheets are superposed and joined by the rotary tool according to the embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a view showing a state of joining in a case where three sheets are superposed and joined with the rotary tool according to the embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a diagram illustrating an influence on a member due to pressurization of a fixing tool having a flat receiving surface.
FIG. 8 is a diagram illustrating an influence on a member due to pressurization of a fixed tool having a curved receiving surface.
FIG. 9 is an external view of a rotary tool used for friction stir welding according to an embodiment of the present invention.
FIG. 10 is an external view of a rotary tool used for friction stir welding according to an embodiment of the present invention.
FIG. 11 is a front view of a fixed tool used for friction stir welding according to an embodiment of the present invention.
FIG. 12 is a front view showing a rotary tool and a mounting bracket for the rotary tool.
FIG. 13 is a schematic view of an articulated robot that fixes and drives a rotary tool.
14 is a detailed view of the joining gun shown in FIG.
FIG. 15 is a flowchart for explaining a joining control method by friction stirring according to the embodiment.
FIG. 16 is a flowchart for explaining a quality assurance method in the friction stir welding method of the present embodiment.
FIG. 17 is a flowchart for explaining a quality assurance method in the friction stir welding method of the present embodiment.
FIG. 18 is a diagram showing the relationship between the applied pressure and the bonding strength.
FIG. 19 is a diagram for explaining a relationship among a tool tip position, a tool-to-tool distance, and a gun arm deflection amount.
[Explanation of symbols]
1 Rotating tool
3 Protrusion
10 Fixing tool
30 Articulated robot
W1-W3 members

Claims (7)

少なくとも2枚の部材を重ね合わせ、その先端部にショルダ部と該ショルダ部から突出する突出部とを有する回転ツールをその軸心まわりに回転させながら一方の部材に加圧して押し込み、摩擦により撹拌させて部材同士を局部的に接合する加工管理方法であって、
記回転ツールの前記突出部の先端位置を検出する工程と、
前記先端位置に基づいて、前記ショルダ部が前記一方の部材に押し込まれることにより生じた前記一方の部材の接合部の板厚減少量を算出し、算出された前記板厚減少量に基づいて接合強度の良否を判定する工程とを備えることを特徴とする摩擦撹拌を用いた加工管理方法。
At least two members are overlapped, and a rotary tool having a shoulder portion and a protruding portion protruding from the shoulder portion is pressed and pressed into one member while rotating around its axis, and stirred by friction. A process management method for locally joining members together,
And detecting the position of the tip of the projecting portion of the front Symbol rotating tool,
Based on the tip position , a thickness reduction amount of the joining portion of the one member generated by the shoulder portion being pushed into the one member is calculated, and joining is performed based on the calculated thickness reduction amount. And a step of determining whether the strength is good or not.
少なくとも2枚の部材を重ね合わせ、その先端部にショルダ部と該ショルダ部から突出する突出部とを有する回転ツールをその軸心まわりに回転させながら一方の部材に加圧して押し込み、摩擦により撹拌させて部材同士を局部的に接合する加工管理方法であって、
前記一方の部材と前記回転ツールとの間の動摩擦係数と、接合時の前記一方の部材に対する前記回転ツールの負荷とに基づいて発熱量を演算する工程と、
記回転ツールの前記突出部の先端位置を検出する工程と、
予め求めた発熱量と前記部材同士の接合部面積との関係を表す式から、前記発熱量に基づいて前記接合部面積を算出し、前記先端位置に基づいて、前記ショルダ部が前記一方の部材に押し込まれることにより生じた前記一方の部材の接合部の板厚減少量を算出し、前記板厚減少量が予め設定された基準値内であるか判定し、当該基準値内であれば前記接合部面積に基づいて接合強度の良否を判定する工程とを有することを特徴とする摩擦撹拌を用いた加工管理方法。
At least two members are overlapped, and a rotary tool having a shoulder portion and a protruding portion protruding from the shoulder portion is pressed and pressed into one member while rotating around its axis, and stirred by friction. A process management method for locally joining members together,
And the dynamic coefficient of friction between the rotating tool and the one member, a step of calculating the calorific value based on the load of the rotary tool relative to the one member at the time of joining,
And detecting the position of the tip of the projecting portion of the front Symbol rotating tool,
Based on the formula representing the relationship between the calorific value obtained in advance and the joint area between the members, the joint area is calculated based on the calorific value, and the shoulder portion is the one member based on the tip position. The thickness reduction amount of the joint portion of the one member generated by being pushed into is calculated, and it is determined whether the plate thickness reduction amount is within a preset reference value. And a step of determining whether the bonding strength is good or not based on the bonding area.
前記先端位置は、前記回転ツールを前記一方の部材に対して昇降させるためのモータのエンコーダ出力に基づいて演算されることを特徴とする請求項1又は2に記載の摩擦撹拌を用いた加工管理方法。The processing management using friction agitation according to claim 1 or 2, wherein the tip position is calculated based on an encoder output of a motor for raising and lowering the rotary tool relative to the one member. Method. 前記一方の部材の接合部の板厚減少量の算出は、前記一方の部材に押し込まれた前記回転ツールの前記突出部の先端と、該回転ツールに対向して配置され接合時に他方の部材を受ける固定ツールとの間の距離に基づいて総板厚減少量を算出し、該総板厚減少量に前記一方の部材の板厚減少比率を乗じることにより算出されることを特徴とする請求項1又は2に記載の摩擦撹拌を用いた加工管理方法。The calculation of the thickness reduction amount of the joint portion of the one member is performed by using the tip of the projecting portion of the rotating tool pushed into the one member and the other member at the time of joining which is disposed facing the rotating tool. The total plate thickness reduction amount is calculated based on a distance from the fixed tool to be received, and is calculated by multiplying the total plate thickness reduction amount by the plate thickness reduction ratio of the one member. A process management method using friction stirring according to 1 or 2. 少なくとも2枚の部材を重ね合わせ、その先端部にショルダ部と該ショルダ部から突出する突出部とを有する回転ツールをその軸心まわりに回転させながら一方の部材に加圧して押し込み、摩擦により撹拌させて部材同士を局部的に接合する加工管理装置であって、
記回転ツールの前記突出部の先端位置を検出する検出手段と、
前記先端位置に基づいて、前記ショルダ部が前記一方の部材に押し込まれることにより生じた前記一方の部材の接合部の板厚減少量を算出し、算出された前記板厚減少量に基づいて接合強度の良否を判定する接合状態検出手段とを具備することを特徴とする摩擦撹拌を用いた加工管理装置。
Superimposing at least two members, pushing pressurizes the rotary tool on one of the members while rotating about its axis and a projection projecting from the shoulder portion and said shoulder portion at its distal end, stirred by friction A processing management device for locally joining members together,
A detecting means that detect the position of the tip of the projecting portion of the front Symbol rotating tool,
Based on the tip position , a thickness reduction amount of the joining portion of the one member generated by the shoulder portion being pushed into the one member is calculated, and joining is performed based on the calculated thickness reduction amount. A processing management apparatus using friction stirrer, comprising: a joining state detecting means for judging whether the strength is good or bad.
少なくとも2枚の部材を重ね合わせ、その先端部にショルダ部と該ショルダ部から突出する突出部とを有する回転ツールをその軸心まわりに回転させながら一方の部材に加圧して押し込み、摩擦により撹拌させて部材同士を局部的に接合する加工管理装置であって、
前記一方の部材と前記回転ツールとの間の動摩擦係数と、接合時の前記一方の部材に対する回転ツールの負荷とに基づいて発熱量を演算する発熱量演算手段と、
記回転ツールの前記突出部の先端位置を検出する検出手段と、
予め求めた発熱量と前記部材同士の接合部面積との関係を表す式から、前記発熱量に基づいて前記接合部面積を算出し、前記先端位置に基づいて、前記ショルダ部が前記一方の部材に押し込まれることにより生じた前記一方の部材の接合部の板厚減少量を算出し、前記板厚減少量が予め設定された基準値内であるか判定し、当該基準値内であれば前記接合部面積に基づいて接合強度の良否を判定する接合状態検出手段とを具備することを特徴とする摩擦撹拌を用いた加工管理装置。
Superimposing at least two members, pushing pressurizes the rotary tool on one of the members while rotating about its axis and a projection projecting from the shoulder portion and said shoulder portion at its distal end, stirred by friction A processing management device for locally joining members together,
A calorific value calculation means for calculating a calorific value based on a dynamic friction coefficient between the one member and the rotary tool and a load of the rotary tool on the one member at the time of joining;
A detecting means that detect the position of the tip of the projecting portion of the front Symbol rotating tool,
Based on the formula representing the relationship between the calorific value obtained in advance and the joint area between the members, the joint area is calculated based on the calorific value, and the shoulder portion is the one member based on the tip position. The thickness reduction amount of the joint portion of the one member generated by being pushed into is calculated, and it is determined whether the plate thickness reduction amount is within a preset reference value. A processing management apparatus using friction stirrer, comprising: a joining state detecting means for judging whether the joining strength is good or not based on the joint area.
記検出手段は、前記回転ツールを前記一方の部材に対して昇降させるためのモータのエンコーダ出力に基づいて前記先端位置を演算することを特徴とする請求項5又は6に記載の摩擦撹拌を用いた加工管理装置。Before dangerous detecting means is friction stir according to claim 5 or 6, characterized in that for calculating the tip position based on the rotation tool to the encoder output of the motor for raising and lowering relative to the one member said Process management device using
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