JP6941248B1 - 摩擦攪拌接合装置及び接合ツールの挿入方法 - Google Patents
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- 装置本体と、
前記装置本体に取り付けられたZ軸上下動駆動モータと、
主軸支持部を介して前記Z軸上下動駆動モータに取り付けられた主軸と、
前記主軸の内部に配置された接合ヘッドと、
前記接合ヘッドに支持された接合ツールと、
前記接合ツールに連結されて前記接合ツールを所定の回転数で回転させる主軸モータと、を備え、
前記装置本体は、前記接合ツールにより被接合部材の摩擦攪拌接合を開始する前段階において、前記主軸モータの負荷トルクの最大値を100とした数値により設定する前記主軸モータの目標負荷率と前記Z軸上下動駆動モータの目標追込み量とを設定し、
前記Z軸上下動駆動モータを駆動して前記主軸をZ軸下方向に下降動作させ、前記主軸モータにより所定の回転数で回転させながら前記接合ツールを前記被接合部材に挿入する挿入処理を開始し、
前記目標負荷率に基づいて設定する第一の挿入処理終了条件、または、前記目標追込み量に基づいて設定する第二の挿入処理終了条件、のいずれかが成立した場合、前記挿入処理を終了することを特徴とする摩擦攪拌接合装置。 - 請求項1に記載の摩擦攪拌接合装置であって、
前記装置本体は、予め定められたサンプリング周期において、前記主軸モータの負荷トルクの最大値を100とした数値により設定する前記主軸モータの現在の負荷率を示す現在負荷率と、前記Z軸上下動駆動モータの追込み量の現在値を示す現在追込み量とを取得するとともに、それぞれの前記サンプリング周期において、前記現在負荷率と前記目標負荷率との第一の偏差が第一の許容範囲内に到達したか否かを判定し、
前記第一の偏差が前記第一の許容範囲内に到達したと判定した場合、前記第一の挿入処理終了条件を成立させ、
前記現在追込み量と前記目標追込み量との第二の偏差が第二の許容範囲内に到達したか否かを判定し、
前記第二の偏差が前記第二の許容範囲内に到達したと判定した場合、前記第二の挿入処理終了条件を成立させることを特徴とする摩擦攪拌接合装置。 - 請求項1に記載の摩擦攪拌接合装置であって、
前記装置本体は、
前記第一の挿入処理終了条件の成立状態を確認した後に、前記第二の挿入処理終了条件の成立状態を確認することを特徴とする摩擦攪拌接合装置。 - 請求項1に記載の摩擦攪拌接合装置であって、
前記装置本体は、
前記挿入処理が終了した後、前記接合ツールにより前記被接合部材を摩擦攪拌接合する摩擦攪拌接合処理に移行することを特徴とする摩擦攪拌接合装置。 - 請求項2に記載の摩擦攪拌接合装置であって、
前記装置本体は、前記挿入処理の段階において、
前記現在追込み量が前記接合ツールの損傷を検出する損傷検出追込み量に到達した時点において、前記現在負荷率が損傷検出負荷率に到達していない場合、前記接合ツールのプローブの損傷を検出することを特徴とする摩擦攪拌接合装置。 - 請求項5に記載の摩擦攪拌接合装置であって、
前記装置本体は、
前記主軸モータの負荷トルクの最大値を100とした数値により、前記損傷検出負荷率を算出することを特徴とする摩擦攪拌接合装置。 - 摩擦攪拌接合装置による被接合部材への接合ツールの挿入方法であって、
(a)接合ツールにより被接合部材の摩擦攪拌接合を開始する前段階において、主軸モータの負荷トルクの最大値を100とした数値により設定する前記主軸モータの目標負荷率とZ軸上下動駆動モータの目標追込み量とを設定する目標値設定ステップと、
(b)前記(a)ステップの後、前記Z軸上下動駆動モータを駆動して主軸をZ軸下方向に下降動作させ、前記主軸モータにより所定の回転数で回転させながら前記接合ツールを前記被接合部材に挿入する挿入処理を実行するステップと、を有し、
前記(b)ステップにおいて、
(b1)予め定められたサンプリング周期において、前記主軸モータの負荷率の現在値を示す現在負荷率と、前記Z軸上下動駆動モータの追込み量の現在値を示す現在追込み量とを取得する状態量取得ステップと、
(b2)前記現在負荷率と前記目標負荷率とを比較し、その後、前記現在追込み量と前記目標追込み量とを比較する比較ステップと、をさらに有することを特徴とする接合ツールの挿入方法。 - 請求項7に記載の接合ツールの挿入方法であって、
前記(b2)ステップにおいて、前記現在負荷率と前記目標負荷率との偏差が所定の許容範囲内に到達すること、または、前記現在追込み量と前記目標追込み量との偏差が所定の許容範囲内に到達すること、のいずれかが成立することにより前記(b)ステップの挿入処理を終了することを特徴とする接合ツールの挿入方法。
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