JP7190074B1 - 摩擦攪拌接合装置及び接合線の位置修正方法 - Google Patents
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Abstract
Description
先ず、ステップS701において、被接合部材9(9a,9b)を摩擦攪拌接合する前段階であるテスト運用段階において、接合ツール6の進行方向である主軸15の前側に配置された前側画像情報取得装置17aと接合ツール6の進行方向と反対方向である主軸15の後側に配置された後側画像情報取得装置17bを使用して、摩擦攪拌接合始端部から摩擦攪拌接合終端部までの接合線18の画像情報を示す接合線画像情報を取得する。
次に、ステップS702において、摩擦攪拌接合装置1が内部に設定するXY平面上において、所定間隔で接合線画像情報の座標を算出して基準接合点19を設定する。
続いて、ステップS703において、被接合部材9(9a,9b)を摩擦攪拌接合する際に、接合ツール6を摩擦攪拌接合始端部に配置したときに後側画像情報取得装置17bにより現在の接合線18の画像情報を取得して摩擦攪拌接合始端部のXY平面上の座標を算出し、基準接合点19の座標との差分を算出して当該差分が許容範囲を超えていたら差分が許容範囲に入るように載置台10の位置を移動して接合線18の位置を修正する。
最後に、ステップS704において、被接合部材9(9a,9b)を摩擦攪拌接合する際に、前側画像情報取得装置17aにより現在の接合線18の画像情報を取得しながら接合ツール6を摩擦攪拌接合始端部から摩擦攪拌接合終端部まで進行させ、所定間隔で現在の接合線画像情報の座標を算出して対応する基準接合点19の座標との差分を算出し、差分が許容範囲を超えていたら当該差分が許容範囲に入るように載置台10の位置を移動して接合線18の位置を修正する。
Claims (13)
- 第1の被接合部材と第2の被接合部材とを突き合せた被接合部材の前記突き合せた部位を示す接合線において、主軸に取り付けた接合ツールを目標回転速度で回転させながら目標深度まで挿入し、前記被接合部材の挿入部及びその近傍を摩擦熱により軟化させながら摩擦攪拌接合始端部から摩擦攪拌接合終端部まで前記接合ツールを進行させて前記被接合部材を摩擦攪拌接合する摩擦攪拌接合装置であって、
前記摩擦攪拌接合装置は、前記接合ツールの進行方向である前記主軸の前側に配置された前側画像情報取得装置と、
前記接合ツールの進行方向と反対方向である前記主軸の後側に配置された後側画像情報取得装置と、
前記被接合部材を移動可能な載置台と、を備え、
前記被接合部材を摩擦攪拌接合する前段階であるテスト運用段階において前記接合ツールを前記摩擦攪拌接合始端部から前記摩擦攪拌接合終端部まで進行させながら前記前側画像情報取得装置と前記後側画像情報取得装置を使用して前記摩擦攪拌接合始端部から前記摩擦攪拌接合終端部までの前記接合線の画像情報を取得して、前記摩擦攪拌接合装置内に設定した基準接合点に、前記接合線の画像情報の位置が一致するように、前記載置台の位置を移動して前記接合線の位置を修正しながら前記接合ツールを前記摩擦攪拌接合始端部から前記摩擦攪拌接合終端部まで進行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、
前記被接合部材を載置する載置台上において、前記接合線を含む所定の矩形領域である仮想的なXY平面を設定し、
前記XY平面において摩擦攪拌接合装置に近い側の頂点の1つを原点とし、
前記原点を含んで前記摩擦攪拌接合装置の前記載置台と対向する面に直交して前記摩擦攪拌接合装置から遠ざかる一辺である直交軸をX軸とし、
前記原点を含んで前記X軸と直交して前記摩擦攪拌接合装置の前記載置台と対向する面に平行な一辺である平行軸をY軸とし、
前記基準接合点および前記接合線の画像情報の位置を前記X軸と前記Y軸の座標として設定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、
前記被接合部材を載置する載置台上において、前記接合線を含む所定の矩形領域である仮想的なXY平面を設定し、
前記XY平面において摩擦攪拌接合装置に近い側の頂点の一つを原点とし、
前記原点を含んで前記摩擦攪拌接合装置の前記載置台と対向する面に直交して前記摩擦攪拌接合装置から遠ざかる一辺である直交軸をY軸とし、
前記原点を含んで前記Y軸と直交して前記摩擦攪拌接合装置の前記載置台と対向する面に平行な一辺である平行軸をX軸とし、
前記基準接合点および前記接合線の画像情報の位置を前記X軸と前記Y軸の座標として設定することを特徴とする摩擦攪拌接合装置。 - 請求項2または3に記載の摩擦攪拌接合装置であって、
前記接合線が前記X軸に平行な直線形状である場合には、前記テスト運用段階において、前記接合ツールを前記摩擦攪拌接合始端部に配置して前記後側画像情報取得装置により前記接合線の画像情報を取得して、前記接合線内の前記摩擦攪拌接合始端部のX座標とY座標を算出して前記基準接合点として記憶部に記憶するとともに前記接合ツールの中心部を前記基準接合点に合わせ、さらに、前記前側画像情報取得装置により前記接合線の画像情報を取得しながら前記接合線に沿って前記接合ツールを前記摩擦攪拌接合終端部まで進行するとともに、前記X座標を固定座標として所定間隔で前記接合線のY座標を算出して前記記憶部に前記基準接合点として追加記憶し、
前記接合線が曲線を含む複雑形状である場合には、前記テスト運用段階において、前記接合ツールを前記摩擦攪拌接合始端部に配置して前記後側画像情報取得装置により前記接合線の画像情報を取得して、前記接合線内の前記摩擦攪拌接合始端部のX座標とY座標を算出して前記基準接合点として記憶部に記憶するとともに前記接合ツールの中心部を前記基準接合点に合わせ、さらに、前記前側画像情報取得装置により前記接合線の画像情報を取得しながら前記接合線に沿って前記接合ツールを前記摩擦攪拌接合終端部まで進行するとともに所定間隔で前記接合線のX座標とY座標を算出して前記記憶部に前記基準接合点として追加記憶することを特徴とする摩擦攪拌接合装置。 - 請求項4に記載の摩擦攪拌接合装置であって、
前記接合線が前記X軸に平行な直線形状である場合には、前記被接合部材を摩擦攪拌接合する際に、前記接合ツールを前記摩擦攪拌接合始端部に配置したときに前記後側画像情報取得装置により前記接合線の画像情報を取得して前記接合線内の前記摩擦攪拌接合始端部の現在のY座標を算出し、
前記記憶部に記憶した最初の前記基準接合点のY座標と比較して差分を算出し、
前記差分が予め設定した許容範囲を超えていたら前記差分が前記許容範囲に入るように前記載置台の位置を移動して前記接合線の位置を修正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、
前記前側画像情報取得装置により前記接合線の画像情報を取得しながら前記接合線に沿って前記接合ツールを前記摩擦攪拌接合始端部から前記摩擦攪拌接合終端部まで進行するとともに所定間隔で前記接合線の現在のY座標を算出し、
前記現在のY座標に対応する前記基準接合点のY座標を比較して差分を算出し、
前記差分が予め設定した許容範囲を超えていたら前記差分が前記許容範囲に入るように前記載置台の位置を移動して前記接合線の位置を修正することを特徴とする摩擦攪拌接合装置。 - 請求項4に記載の摩擦攪拌接合装置であって、
前記接合線が曲線を含む複雑形状である場合には、前記被接合部材を摩擦攪拌接合する際に、前記接合ツールを前記摩擦攪拌接合始端部に配置したときに前記後側画像情報取得装置により前記接合線の画像情報を取得して前記接合線内の前記摩擦攪拌接合始端部の現在のX座標とY座標を算出し、
前記記憶部に記憶した最初の前記基準接合点のX座標およびY座標と比較して差分を算出し、
前記差分が予め設定した許容範囲を超えていたら前記差分が前記許容範囲に入るように前記載置台の位置を移動して前記接合線の位置を修正することを特徴とする摩擦攪拌接合装置。 - 請求項7に記載の摩擦攪拌接合装置であって、
前記前側画像情報取得装置により前記接合線の画像情報を取得しながら前記接合線に沿って前記接合ツールを前記摩擦攪拌接合始端部から前記摩擦攪拌接合終端部まで進行するとともに所定間隔で前記接合線の現在のX座標とY座標を算出し、
前記現在のX座標とY座標に対応する前記基準接合点のX座標とY座標を比較して差分を算出し、
前記差分が予め設定した許容範囲を超えていたら前記差分が前記許容範囲に入るように前記載置台の位置を移動して前記接合線の位置を修正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、
前記前側画像情報取得装置および前記後側画像情報取得装置は、光学カメラまたはレーザ変位計のいずれかを使用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おける接合線の位置修正方法であって、
(a)被接合部材を摩擦攪拌接合する前段階であるテスト運用段階において、接合ツールの進行方向である主軸の前側に配置された前側画像情報取得装置と前記接合ツールの進行方向と反対方向である前記主軸の後側に配置された後側画像情報取得装置を使用して、摩擦攪拌接合始端部から摩擦攪拌接合終端部までの前記接合線の画像情報を示す接合線画像情報を取得するステップと、
(b)前記摩擦攪拌接合装置が内部に設定するXY平面上において、所定間隔で前記接合線画像情報の座標を算出して基準接合点を設定するステップと、
(c)前記被接合部材を摩擦攪拌接合する際に、前記接合ツールを前記摩擦攪拌接合始端部に配置したときに前記後側画像情報取得装置により現在の前記接合線の画像情報を取得して前記摩擦攪拌接合始端部の前記XY平面上の座標を算出し、前記基準接合点の座標との差分を算出して前記差分が許容範囲を超えていたら前記差分が前記許容範囲に入るように載置台の位置を移動して前記接合線の位置を修正する初期位置修正ステップと、
(d)前記被接合部材を摩擦攪拌接合する際に、前記前側画像情報取得装置により現在の前記接合線の画像情報を取得しながら前記接合ツールを前記摩擦攪拌接合始端部から前記摩擦攪拌接合終端部まで進行させ、前記所定間隔で前記現在の接合線画像情報の座標を算出して対応する前記基準接合点の座標との差分を算出し、前記差分が前記許容範囲を超えていたら前記差分が前記許容範囲に入るように前記載置台の位置を移動して前記接合線の位置を修正する進行位置修正ステップと、
を有することを特徴とする接合線の位置修正方法。 - 請求項10に記載の接合線の位置修正方法であって、
前記(a)ステップにおいて、前記載置台上で前記接合線を含む所定の矩形領域であるXY平面を設定し、
前記XY平面において摩擦攪拌接合装置に近い側の頂点の1つを原点とし、
前記原点を含んで前記摩擦攪拌接合装置の前記載置台と対向する面に直交して前記摩擦攪拌接合装置から遠ざかる一辺である直交軸をX軸とし、
前記原点を含んで前記X軸と直交して前記摩擦攪拌接合装置の前記載置台と対向する面に平行な一辺である平行軸をY軸とし、
前記基準接合点および前記接合線の画像情報の位置を前記X軸と前記Y軸の座標として設定することを特徴とする接合線の位置修正方法。 - 請求項10に記載の接合線の位置修正方法であって、
前記(a)ステップにおいて、前記載置台上で前記接合線を含む所定の矩形領域であるXY平面を設定し、
前記XY平面において摩擦攪拌接合装置に近い側の頂点の1つを原点とし、
前記原点を含んで前記摩擦攪拌接合装置の前記載置台と対向する面に直交して前記摩擦攪拌接合装置から遠ざかる一辺である直交軸をY軸とし、
前記原点を含んで前記Y軸と直交して前記摩擦攪拌接合装置の前記載置台と対向する面に平行な一辺である平行軸をX軸とし、
前記基準接合点および前記接合線の画像情報の位置を前記X軸と前記Y軸の座標として設定することを特徴とする接合線の位置修正方法。 - 請求項11または12に記載の接合線の位置修正方法であって、
前記接合線が前記X軸に平行な直線形状である場合には、前記(c)ステップおよび前記(d)ステップにおいて、前記X軸の座標を固定座標として前記接合線のY座標を取得して対応する前記基準接合点のY座標と比較して差分を算出し、
前記接合線が曲線を含む複雑形状である場合には、前記(c)ステップおよび前記(d)ステップにおいて、前記接合線のX座標及びY座標を取得して対応する前記基準接合点のX座標及びY座標と比較して差分を算出することを特徴とする接合線の位置修正方法。
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