KR102487272B1 - 복동식 마찰 교반 접합 시스템 및 그 운전 방법 - Google Patents

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켄고 마에다
마사토 후쿠시마
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카와사키 주코교 카부시키 카이샤
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Abstract

핀 부재(11) 및 숄더 부재(12)를 회전시키는 제1 회전 구동기(57)와, 핀 부재(11) 및 숄더 부재(12)를 진퇴 이동시키는 공구 구동기(53)를 구비하고, 복동식 마찰 교반 접합 장치(101)와, 드레싱 부재(111)를 구비하는 청소 기구(110)와, 로봇(120)과, 핀 부재(11)가 숄더 부재(12)의 내방으로 몰입하도록, 공구 구동기(53)를 동작시키는 (A)와, 숄더 부재(12)가 회전하도록, 제1 회전 구동기(57)를 동작시키는 (B)와, 복동식 마찰 교반 접합 장치(101)를 유지하여, 드레싱 부재(111)가 숄더 부재(12)의 내주면과 맞닿게 하도록, 로봇(120)을 동작시키는 (C)를 실행하도록 구성되어 있는 제어 장치(130)를 구비하는 복동식 마찰 교반 접합 시스템.

Description

복동식 마찰 교반 접합 시스템 및 그 운전 방법
본 발명은 복동식 마찰 교반 접합 시스템 및 그 운전 방법에 관한 것이다.
숄더(shoulder) 핀과 센터 핀 사이에 부착된 먼지를 기계적으로 제거하기 쉽게 하여, 교반 접합 시에서 센터 핀의 동작이 정확하게 수행될 수 있도록 한 FSW의 접합 툴(tool)의 청소 방법이 알려져 있다(예를 들어, 특허문헌 1 참조).
특허문헌 1에 개시되어 있는 FSW의 접합 툴의 청소 방법에서는, 숄더 핀에 대해 센터 핀의 돌출 스트로크 및 숄더 핀 내로의 센터 핀의 몰입(沒入) 스트로크를 피접합물의 접합 동작 시에 비해 어느 쪽을 크게 하여, 접합 툴을 회전시키면서, 센터 핀이 돌출할 때에 센터 핀의 표면을, 센터 핀이 숄더 핀에 몰입할 때에 숄더 핀의 구멍 내면을 청소하고 있다.
일본 공개특허 특개2007-216286호 공보
본 발명자들은, 상기 특허문헌 1에 개시되어 있는 FSW의 접합 툴의 청소 방법과는 다른 방식에 의해, 복동식 마찰 교반 접합 장치를 청소할 수 있는 복동식 마찰 교반 접합 시스템 및 그 운전 방법을 생각하였다.
본 발명은, 신규한 구성에 의해, 복동식 마찰 교반 접합 장치를 청소할 수 있는 복동식 마찰 교반 접합 시스템 및 그 운전 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명에 따른 복동식 마찰 교반 접합 시스템은, 복동식 마찰 교반 접합 장치와, 드레싱 부재를 구비하는 청소 기구와, 로봇과, 제어 장치를 구비하고, 상기 복동식 마찰 교반 접합 장치는, 원기둥형으로 형성되고, 축선 둘레의 회전과 상기 축선을 따르는 방향으로의 진퇴 이동이 가능하도록 구성되어 있는 핀 부재와, 원통형으로 형성되고, 상기 핀 부재가 내부에 삽통(揷通)되며, 상기 축선 둘레의 회전과 상기 축선을 따르는 방향으로의 진퇴 이동이 가능하도록 구성되어 있는 숄더 부재와, 상기 핀 부재 및 상기 숄더 부재를 각각 상기 축선 둘레로 회전시키는 제1 회전 구동기와, 상기 핀 부재 및 상기 숄더 부재를 각각 상기 축선을 따라 진퇴 이동시키는 공구 구동기를 구비하고, 상기 제어 장치는, 상기 핀 부재가 상기 숄더 부재의 내방으로 몰입하도록, 상기 공구 구동기를 동작시키는 (A)와, 상기 숄더 부재가 회전하도록, 상기 제1 회전 구동기를 동작시키는 (B)와, 상기 복동식 마찰 교반 접합 장치를 유지(保持)하여, 상기 드레싱 부재가 상기 숄더 부재의 내주면과 맞닿게 하도록, 상기 로봇을 동작시키는 (C)를 실행하도록 구성되어 있다.
이에 따라서, 숄더 부재의 내주면에 부착(응착)된 피접합물의 재료를 제거(청소)할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 복동식 마찰 교반 접합 시스템은, 복동식 마찰 교반 접합 장치와, 드레싱 부재와 상기 드레싱 부재를 회전시키는 제2 회전 구동기를 구비하는 청소 기구와, 로봇과, 스톡 기구와, 제어 장치를 구비하고, 상기 복동식 마찰 교반 접합 장치는, 원기둥형으로 형성되고, 축선 둘레의 회전과 상기 축선을 따르는 방향으로의 진퇴 이동이 가능하도록 구성되어 있는 핀 부재와, 원통형으로 형성되고, 상기 핀 부재가 내부에 삽통되며, 상기 축선 둘레의 회전과 상기 축선을 따르는 방향으로의 진퇴 이동이 가능하도록 구성되어 있는 숄더 부재와, 상기 핀 부재 및 상기 숄더 부재를 상기 축선 둘레로 회전시키는 제1 회전 구동기와, 상기 핀 부재 및 상기 숄더 부재를 각각 상기 축선을 따라 진퇴 이동시키는 공구 구동기를 구비하고, 상기 제어 장치는, 상기 핀 부재 및/또는 상기 숄더 부재를 분리하고, 상기 축선이 연직 방향을 향하도록 상기 핀 부재 및/또는 상기 숄더 부재를 상기 스톡 기구에 배치하도록, 상기 로봇을 동작시키는 (H)와, 상기 드레싱 부재가 회전하도록, 상기 제2 회전 구동기를 동작시키는 (I)와, 상기 청소 기구를 유지하여, 상기 핀 부재의 외주면, 상기 숄더 부재의 내주면 및 상기 숄더 부재의 외주면 중 적어도 하나의 면과 맞닿게 하도록, 상기 로봇을 동작시키는 (J)를 실행하도록 구성되어 있다.
이에 따라서, 핀 부재의 외주면, 숄더 부재의 내주면 및 숄더 부재의 외주면 중 적어도 하나의 면에 부착(응착)된 피접합물의 재료를 제거(청소)할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 복동식 마찰 교반 접합 시스템의 운전 방법은, 상기 복동식 마찰 교반 접합 시스템이, 복동식 마찰 교반 접합 장치와, 드레싱 부재를 구비하는 청소 기구와, 로봇을 구비하고, 상기 복동식 마찰 교반 접합 장치는, 원기둥형으로 형성되고, 축선 둘레의 회전과 상기 축선을 따르는 방향으로의 진퇴 이동이 가능하도록 구성되어 있는 핀 부재와, 원통형으로 형성되고, 상기 핀 부재가 내부에 삽통되며, 상기 축선 둘레의 회전과 상기 축선을 따르는 방향으로의 진퇴 이동이 가능하도록 구성되어 있는 숄더 부재와, 상기 핀 부재 및 상기 숄더 부재를 각각 상기 축선 둘레로 회전시키는 제1 회전 구동기와, 상기 핀 부재 및 상기 숄더 부재를 각각 상기 축선을 따라 진퇴 이동시키는 공구 구동기를 구비하고, 상기 핀 부재를 상기 숄더 부재의 내방으로 몰입시키도록, 상기 공구 구동기가 동작하는 (A)와, 상기 숄더 부재가 회전하도록, 상기 제1 회전 구동기가 동작하는 (B)와, 상기 복동식 마찰 교반 접합 장치를 유지하여, 상기 드레싱 부재가 상기 숄더 부재의 내주면과 맞닿게 하도록, 상기 로봇이 동작하는 (C)를 구비한다.
이에 따라서, 숄더 부재의 내주면에 부착(응착)된 피접합물 재료를 제거(청소)할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 복동식 마찰 교반 접합 시스템의 운전 방법은, 상기 복동식 마찰 교반 접합 시스템이, 복동식 마찰 교반 접합 장치와, 드레싱 부재와 상기 드레싱 부재를 회전시키는 제2 회전 구동기를 구비하는 청소 기구와, 로봇과, 스톡 기구를 구비하고, 상기 복동식 마찰 교반 접합 장치는, 원기둥형으로 형성되고, 축선 둘레의 회전과 상기 축선을 따르는 방향으로의 진퇴 이동이 가능하도록 구성되어 있는 핀 부재와, 원통형으로 형성되고, 상기 핀 부재가 내부에 삽통되며, 상기 축선 둘레의 회전과 상기 축선을 따르는 방향으로의 진퇴 이동이 가능하도록 구성되어 있는 숄더 부재와, 상기 핀 부재 및 상기 숄더 부재를 상기 축선 둘레로 회전시키는 제1 회전 구동기와, 상기 핀 부재 및 상기 숄더 부재를 각각 상기 축선을 따라 진퇴 이동시키는 공구 구동기를 구비하고, 상기 핀 부재 및/또는 상기 숄더 부재를 분리하고, 상기 축선이 연직 방향을 향하도록 상기 핀 부재 및/또는 상기 숄더 부재를 상기 스톡 기구에 배치하도록, 상기 로봇이 동작하는 (H)와, 상기 드레싱 부재가 회전하도록, 상기 제2 회전 구동기가 동작하는 (I)와, 상기 청소 기구를 유지하여, 상기 핀 부재의 외주면, 상기 숄더 부재의 내주면 및 상기 숄더 부재의 외주면 중 적어도 하나의 면과 맞닿게 하도록, 상기 로봇이 동작하는 (J)를 구비한다.
이에 따라서, 핀 부재의 외주면, 숄더 부재의 내주면 및 숄더 부재의 외주면 중 적어도 하나의 면에 부착(응착)된 피접합물의 재료를 제거(청소)할 수 있다.
본 발명의 상기 목적, 다른 목적, 특징 및 장점은 첨부 도면 참조 하에, 이하의 바람직한 실시예의 상세한 설명으로부터 명확해진다.
본 발명에 따른 복동식 마찰 교반 접합 시스템 및 그 운전 방법에 의하면, 간단한 구성에 의해, 복동식 마찰 교반 접합 장치를 청소할 수 있다.
도 1은 본 실시예 1에 따른 복동식 마찰 교반 접합 시스템의 개략적인 구성을 도시하는 블록도이다.
도 2는 도 1에 도시된 복동식 마찰 교반 접합 장치의 개략적인 구성을 도시하는 모식도이다.
도 3은 도 1에 도시된 동식 마찰 교반 접합 시스템의 제어 구성을 개략적으로 도시하는 블록도이다.
도 4는 본 실시예 1에 따른 복동식 마찰 교반 접합 시스템의 동작의 일례를 도시하는 플로우 차트이다.
도 5는 본 실시예 1의 변형예 1의 복동식 마찰 교반 접합 시스템의 동작의 일례를 도시하는 플로우 차트이다.
도 6은 본 실시예 1의 변형예 2의 복동식 마찰 교반 접합 시스템에서 로봇의 개략적인 구성을 도시하는 모식도이다.
도 7은 본 실시예 1의 변형예 2의 복동식 마찰 교반 접합 시스템의 동작의 일례를 도시하는 플로우 차트이다.
도 8은 본 실시예 1의 변형예 3의 복동식 마찰 교반 접합 시스템의 청소 기구의 개략적인 구성을 도시하는 모식도이다.
도 9a는 본 변형예 3의 복동식 마찰 교반 접합 시스템의 동작의 일례를 도시하는 플로우 차트이다.
도 9b는 본 변형예 3의 복동식 마찰 교반 접합 시스템의 동작의 일례를 도시하는 플로우 차트다.
도 10은 본 실시예 2에 따른 복동식 마찰 교반 접합 시스템의 개략적인 구성을 도시하는 블록도이다.
도 11은 본 실시예 2에 따른 복동식 마찰 교반 접합 시스템의 동작의 일례를 도시하는 플로우 차트이다.
도 12는 본 실시예 2의 변형예 1의 복동식 마찰 교반 접합 시스템의 동작의 일례를 도시하는 플로우 차트이다.
도 13은 본 실시예 2의 변형예 2의 복동식 마찰 교반 접합 시스템의 동작의 일례를 도시하는 플로우 차트이다.
도 14는 본 실시예 3에 따른 복동식 마찰 교반 접합 시스템의 개략적인 구성을 도시하는 블록도이다.
도 15는 본 실시예 3에 따른 복동식 마찰 교반 접합 시스템의 동작의 일례를 도시하는 플로우 차트이다.
도 16은 본 실시예 4에 따른 복동식 마찰 교반 접합 시스템의 개략적인 구성을 도시하는 블록도이다.
도 17은 도 16에 도시된 복동식 마찰 교반 접합 시스템에서 보조 부재의 개략적인 구성을 도시하는 모식도이다.
도 18은 본 실시예 4에 따른 복동식 마찰 교반 접합 시스템의 동작의 일례를 도시하는 플로우 차트이다.
도 19는 본 실시예 5에 따른 복동식 마찰 교반 접합 시스템의 개략적인 구성을 도시하는 블록도이다.
도 20은 본 실시예 5에 따른 복동식 마찰 교반 접합 시스템의 동작의 일례를 도시하는 플로우 차트이다.
도 21은 본 실시예 6에 따른 복동식 마찰 교반 접합 시스템의 동작의 일례를 도시하는 플로우 차트이다.
도 22는 드레싱 부재의 일례를 도시하는 모식도이다.
도 23은 본 실시예 6에서 변형예 1의 복동식 마찰 교반 접합 시스템의 동작의 일례를 도시하는 플로우 차트이다.
도 24는 본 실시예 6에서 변형예 2의 복동식 마찰 교반 접합 시스템의 동작의 일례를 도시하는 플로우 차트이다.
도 25는 본 실시예 7에 따른 복동식 마찰 교반 접합 시스템의 개략적인 구성을 도시하는 모식도이다.
도 26은 본 실시예 7에 따른 복동식 마찰 교반 접합 시스템의 동작의 일례를 도시하는 플로우 차트이다.
도 27은 본 실시예 7에서 변형예 1의 복동식 마찰 교반 접합 시스템의 동작의 일례를 도시하는 플로우 차트이다.
도 28은 본 실시예 7에서 변형예 2의 복동식 마찰 교반 접합 시스템의 동작의 일례를 도시하는 플로우 차트이다.
도 29는 본 실시예 8에 따른 복동식 마찰 교반 접합 시스템의 개략적인 구성을 도시하는 블록도이다.
도 30은 도 29에 도시된 스톡 기구의 개략적인 구성을 도시하는 모식도이다.
도 31은 본 실시예 8에 따른 복동식 마찰 교반 접합 시스템의 동작의 일례를 도시하는 플로우 차트이다.
도 32는 본 실시예 9에 따른 복동식 마찰 교반 접합 시스템의 동작의 일례를 도시하는 플로우 차트이다.
이하에서, 본 발명의 바람직한 실시예를 도면을 참조하면서 설명한다. 여기서, 이하에서는 모든 도면을 통해 동일 또는 대응하는 요소에는 동일한 참조 부호를 부여하고, 그 중복된 설명을 생략한다. 또한, 모든 도면에서, 본 발명을 설명하기 위해 필요한 구성 요소를 발췌하여 도시하고 있고, 그 밖의 구성 요소에 대해서는 도시를 생략하는 경우가 있다. 또한, 본 발명은 이하의 실시예에 한정되지 않는다.
(실시예 1)
본 실시예 1에 따른 복동식 마찰 교반 접합 시스템은, 복동식 마찰 교반 접합 장치와, 드레싱 부재를 구비하는 청소 기구와, 로봇과, 제어 장치를 구비하고, 복동식 마찰 교반 접합 장치는, 원기둥형으로 형성되고, 축선 둘레의 회전과 상기 축선을 따르는 방향으로의 진퇴 이동이 가능하도록 구성되어 있는 핀 부재와, 원통형으로 형성되고, 상기 핀 부재가 내부에 삽통되어 있으며, 축선 둘레의 회전과 상기 축선을 따르는 방향으로의 진퇴 이동이 가능하도록 구성되어 있는 숄더 부재와, 핀 부재 및 숄더 부재를 축선 둘레로 회전시키는 제1 회전 구동기와, 핀 부재 및 숄더 부재를 각각 축선을 따라 진퇴 이동시키는 공구 구동기를 구비하고, 제어 장치는, 핀 부재가 숄더 부재의 내방으로 몰입하도록, 공구 구동기를 동작시키는 (A)와, 숄더 부재가 회전하도록, 제1 회전 구동기를 구동시키는 (B)와, 복동식 마찰 교반 접합 장치를 유지하여, 드레싱 부재가 숄더 부재의 내주면과 맞닿게 하도록, 로봇을 동작시키는 (C)를 실행하도록 구성되어 있다.
이하에서, 본 실시예 1에 따른 복동식 마찰 교반 접합 시스템의 일례에 대해서, 도 1 ~ 도 4를 참조하여 상세하게 설명한다.
[복동식 마찰 교반 접합 시스템의 구성]
도 1은 본 실시예 1에 따른 복동식 마찰 교반 접합 시스템의 개략적인 구성을 도시하는 블록도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 실시예 1에 따른 복동식 마찰 교반 접합 시스템(100)은 복동식 마찰 교반 접합 장치(101), 청소 기구(110), 로봇(120) 및 제어 장치(130)를 구비하고 있고, 제어 장치(130)가 복동식 마찰 교반 접합 장치(101)를 제어함으로써, 피접합물(60)을 마찰 교반 접합하도록 구성되어 있다. 여기서, 복동식 마찰 교반 접합 장치(101) 및 제어 장치(130)의 구성에 대해서는 후술한다.
청소 기구(110)는 드레싱 부재(111)를 구비하고 있다. 드레싱 부재(111)는 후술하는 복동식 마찰 교반 접합 장치(101)의 숄더 부재(12)의 내주면에 부착된 피접합물(60)의 재료를 제거하도록 구성되어 있다. 여기서, 드레싱 부재(111)는, 후술하는 바와 같이, 로봇(120)에 파지되어 있어도 좋고, 기대(基台) 등에 세워져 있어도 좋다.
드레싱 부재(111)로서는, 예를 들어, 절삭 공구 및/또는 와이어 브러시를 이용하여도 좋다. 절삭 공구는 피접합물(60)의 재료보다 딱딱한 재료로 구성되어 있어도 좋다. 또한, 절삭 공구로서는, 예를 들어, 초경합금 커터, 세라믹 숫돌, 커팅 파이버, 정밀 리머, 엔드밀, 초경합금 바(bar) 등을 이용하여도 좋다. 또한, 절삭 공구는, DLC 코팅 등에 의해, 피접합물(60)의 재료의 부착(응착)을 억제하도록 구성되어 있어도 좋다.
여기서, 드레싱 부재(111)가 복수의 부재로 구성되는 경우, 어느 드레싱 부재를 사용한 후에, 다른 드레싱 부재를 사용하여도 좋다. 예를 들어, 초경합금 바를 사용한 후, 와이어 부재를 사용하여도 좋다.
드레싱 부재(111)로서, 와이어 브러시를 이용하는 경우에는, 브러시(솔 부분)를 구성하는 재질이 스테인레스, 강철, 텅스텐, 인청동, 연마 입자가 들어간 나일론이라도 좋다. 또한, 브러시의 치수는, 숄더 부재(12)의 내경보다 커도 좋고, 숄더 부재(12)의 내경보다 0.2 ~ 0.5 mm 커도 좋다.
또한, 드레싱 부재(111)로서, 초경합금 커터를 이용하는 경우에는, 그 선단부가, 구 형상으로 형성되어 있어도 좋다.
여기서, 청소 기구(110)는, 제거된 피접합물(60)의 재료가 비산하는 것을 억제하기 위한 흡인 장치를 더 구비하여도 좋다. 흡인 장치는, 예를 들어, 진공 펌프 또는 CONVUM(등록 상표) 등과, 노즐 등의 흡인 부재와, 진공 펌프 등으로 흡인 부재를 접속하는 배관으로 구성되어 있어도 좋다. 또한, 청소 기구(110)는 숄더 부재(12)를 가열하는 가열기를 더 구비하고 있어도 좋다. 가열기로서는, 예를 들어, 히터 등을 이용하여도 좋다.
로봇(120)은 수평 다관절형·수직 다관절형 등의 각종 로봇을 채용할 수 있다. 여기서, 본 실시예 1에 따른 복동식 마찰 교반 접합 시스템(100)에서는, 1 대의 로봇(120)을 구비하고 있는 형태를 채용하여도 좋다. 이 경우, 로봇(120)은 청소 기구를 파지하고, 복동식 마찰 교반 접합 장치(101)는 정치(定置)되어 있는 형태를 채용하여도 좋다. 또한, 본 실시예 1에 따른 복동식 마찰 교반 접합 시스템(100)에서는, 복수 대의 로봇(120)을 구비하고 있는 형태를 채용하여도 좋다. 이 경우, 어느 로봇이 청소 기구를 파지하고, 다른 로봇이 복동식 마찰 교반 접합 장치(101)를 파지하도록 구성되어 있어도 좋다.
[복동식 마찰 교반 접합 장치의 구성]
도 2는 도 1과 복동식 마찰 교반 접합 장치의 개략적인 구성을 도시하는 모식도이다. 여기서, 도 2에서는, 도면의 상하 방향을 복동식 마찰 교반 접합 장치의 상하 방향으로 표시하고 있다.
도 2에 도시된 바와 같이, 복동식 마찰 교반 접합 장치(101)는 핀 부재(11) 및 숄더 부재(12)를 구비하는 접합 툴(51), 접합 툴 고정부(52), 공구 구동기(53), 클램프 부재(54), C 형 프레임(55), 및 받침 부재(56)를 구비하고 있다.
핀 부재(11) 및 숄더 부재(12)는, 접합 툴 고정부(52)에 의해 지지되고, 공구 구동기(53)에 의해 상하 방향으로 진퇴 구동된다. 핀 부재(11), 숄더 부재(12), 접합 툴 고정부(52), 공구 구동기(53) 및 클램프 부재(54)는 C 형 프레임(55)의 상부에 설치되어 있다. 또한, C 형 프레임(55)의 하부에는 받침 부재(56)가 설치되어 있다. 핀 부재(11) 및 숄더 부재(12)와, 받침 부재(56)는 서로 대향하는 위치에서 C 형 프레임(55)에 장착되어 있다. 여기서, 핀 부재(11) 및 숄더 부재(12)와, 받침 부재(56)의 사이에는 피접합물(60)이 배치된다.
접합 툴 고정부(52)는 회전체(521) 및 가동체(522)로 구성되어 있고, 공구 구동기(53)는 핀 구동기(531) 및 숄더 구동기(532)로 구성되어 있다. 또한, 클램프 부재(54)는 클램프 구동기(41)를 통해 가동체(522)에 고정되어 있다. 여기서, 클램프 구동기(41)는 스프링에 의해 구성되어 있다.
핀 부재(11)는, 대략 원통형 또는 대략 원기둥형으로 형성되어 있고, 도 2에는, 상세하게 도시되지 않지만, 회전체(521)에 의해 지지되고 있다. 또한, 핀 부재(11)는 제1 회전 구동기(57)에 의해 핀 부재(11)의 축심(중심축)에 일치하는 축선(Xr) 둘레로 회전하도록 구성되어 있다.
또한, 핀 부재(11)는, 핀 구동기(531)에 의해, 화살표(P1) 방향, 즉, 축선(Xr) 방향(도 2에서는 상하 방향)을 따라서, 숄더 부재(12)에 대해 상대적으로 진퇴 이동 가능하게 구성되어 있다. 여기서, 핀 구동기(531)는, 예를 들어, 직동 액츄에이터로 구성되어 있어도 좋다. 직동 액츄에이터는, 예를 들어, 서보 모터와 랙 앤 피니언, 서보 모터와 볼 스크류 또는 에어 실린더 등으로 구성되어 있어도 좋다.
숄더 부재(12)는, 중공을 가지는 대략 원통형으로 형성되어 있고, 회전체(521)에 의해 지지되고 있다. 숄더 부재(12)의 중공 내에는, 핀 부재(11)가 내삽(內揷)되어 있다. 다시 말해서, 숄더 부재(12)는 핀 부재(11)의 외주면을 둘러싸도록 배치되어 있다. 또한, 숄더 부재(12)는, 제1 회전 구동기(57)에 의해, 핀 부재(11)와 동일한 축선(Xr) 둘레로 회전하도록 구성되어 있다. 또한, 숄더 부재(12)는, 숄더 구동기(532)에 의해, 화살표(P2) 방향, 즉, 축선(Xr) 방향을 따라 진퇴 이동 가능하게 구성되어 있다.
여기서, 숄더 구동기(532)로서는, 예를 들어, 직동 액츄에이터로 구성되어 있어도 좋다. 직동 액츄에이터는, 예를 들면, 서보 모터와 랙 앤 피니언, 서보 모터와 볼 스크류 또는 에어 실린더 등으로 구성되어 있어도 좋다.
이와 같이, 핀 부재(11) 및 숄더 부재(12)는, 본 실시예에서는 모두 동일한 회전체(521)에 의해 지지되고, 모두 제1 회전 구동기(57)에 의해 축선(Xr) 둘레를 일체적으로 회전한다. 제1 회전 구동기(57)는, 예를 들어, 서보 모터로 구성되어 있어도 좋다. 또한, 로터리 엔코더 등의 센서(미도시)가 제1 회전 구동기(57)의 회전수를 검지하고, 검지된 회전수를 제어 장치(130)에 출력하도록 구성되어 있어도 좋다.
여기서, 본 실시예 1에서는, 1 개의 회전 구동기(제1 회전 구동기(57))에 의해, 핀 부재(11) 및 숄더 부재(12)가 회전하는 형태를 채용하였지만, 이에 한정되지 않는다. 핀 부재(11)를 회전시키는 회전 구동기와, 숄더 부재(12)를 회전시키는 회전 구동기의 2 개의 회전 구동기를 구비하는 형태를 채용하여도 좋다.
또한, 회전체(521)는, 제1 회전 구동기(57)를 통해서, 가동체(522)에 지지되어 있다. 이에 따라서, 숄더 구동기(532)가 구동하면 숄더 부재(12)와 함께, 핀 부재(11) 및 가동체(522)가 진퇴한다.
클램프 부재(54)는, 숄더 부재(12)와 마찬가지로, 중공을 가지는 원통형으로 형성되어 있고, 그 축심이 축선(Xr)과 일치하도록 설치되어 있다. 클램프 부재(54)의 중공 내에는, 숄더 부재(12)가 내삽되어 있다.
즉, 핀 부재(11)의 외주면을 둘러싸도록, 대략 원통형의 숄더 부재(12)가 배치되어 있고, 숄더 부재(12)의 외주면을 둘러싸도록 대략 원통형의 클램프 부재(54)가 배치되어 있다. 다시 말해서, 클램프 부재(54), 숄더 부재(12) 및 핀 부재(11)가 각각 동축심(同軸芯) 형상의 중첩 구조로 되어 있다.
또한, 클램프 부재(54)는, 피접합물(60)을 일방의 면(표면)으로부터 압압(押壓)하도록 구성되어 있다. 클램프 부재(54)는, 상술한 바와 같이, 본 실시예 1에서는, 클램프 구동기(41)를 통해 가동체(522)에 지지되어 있다. 클램프 구동기(41)는, 클램프 부재(54)를 받침 부재(56) 측으로 부세(付勢)하도록 구성되어 있다. 그리고, 클램프 부재(54)(클램프 구동기(41) 및 가동체(522)를 포함)는, 숄더 구동기(532)에 의해, 화살표(P3) 방향(화살표(P1) 및 화살표(P2)와 같은 방향)으로 진퇴 가능하게 구성되어 있다.
여기서, 클램프 구동기(41)는, 본 실시예 1에서는, 스프링으로 구성하였지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 클램프 구동기(41)는, 클램프 부재(54)에 부세를 주거나 가압력을 주거나 하는 구성이면 좋고, 예를 들어, 가스압, 유압, 서보 모터 등을 이용한 기구도 바람직하게 사용할 수 있다.
핀 부재(11), 숄더 부재(12) 및 클램프 부재(54)는 각각 선단면(11a), 선단면(12a) 및 선단면(54a)을 구비하고 있다. 또한, 핀 부재(11), 숄더 부재(12) 및 클램프 부재(54)는, 공구 구동기(53)에 의해 진퇴 이동하여, 선단면(11a), 선단면(12a) 및 선단면(54a)은 각각 피접합물(60)의 표면에 맞닿는다.
받침 부재(56)는, 본 실시예 1에서는, 평판형의 피접합물(60)의 이면을 맞닿는 평탄한 면(지지면(56a))에 의해 지지하도록 구성되어 있다. 받침 부재(56)는, 마찰 교반 접합을 실시할 수 있도록 피접합물(60)을 적절히 지지할 수 있는 것이라면, 그 구성은 특별히 한정되지 않는다. 받침 부재(56)는, 예를 들어, 복수의 종류의 형상을 가지는 받침 부재(56)가 별도로 준비되어, 피접합물(60)의 종류에 따라서, C 형 프레임(55)으로부터 분리하여 교체할 수 있도록 구성되어도 좋다.
피접합물(60)은 2 장의 판상의 제1 부재(61) 및 제2 부재(62)를 구비한다. 제1 부재(61) 및 제2 부재(62)는, 금속 재료(예를 들어, 알루미늄, 철강 등), 또는 섬유 강화 플라스틱(예를 들어, 탄소 섬유 강화 플라스틱)으로 구성되어 있어도 좋다.
여기서, 본 실시예 1에서는 피접합물(60)을 판상의 제1 부재(61)와 판상의 제2 부재(62)로 구성되어 있는 형태를 채용하였지만, 이에 한정되지 않고, 피접합물(60)(제1 부재(61) 및 제2 부재(62))의 형상은 임의이며, 예를 들어, 직육면체 형상이라도 좋고, 원호 형상으로 형성되어 있어도 좋다. 또한, 피접합물(60)은 3 개 이상의 부재를 구비하고 있어도 좋다.
여기서, 본 실시예 1에서 핀 부재(11), 숄더 부재(12), 접합 툴 고정부(52), 공구 구동기(53), 클램프 부재(54), C 형 프레임(55) 및 받침 부재(56)의 구체적인 구성은, 전술한 구성에 한정되지 않고, 넓은 마찰 교반 접합의 분야에서 공지된 구성을 적절하게 이용할 수 있다. 예를 들어, 공구 구동기(53)를 구성하는 핀 구동기(531) 및 숄더 구동기(532)는, 본 실시예에서는, 모두 마찰 교반 접합의 분야에서 공지의 모터와 기어 기구 등으로 구성되어 있지만, 이에 한정되지 않는다.
또한, 본 실시예 1에서는, 클램프 부재(54)를 구비하는 구성을 채용하였지만, 이에 한정되지 않고, 클램프 부재(54)를 구비하지 않는 구성을 채용하여도 좋다. 이 경우, 예를 들어, 클램프 부재(54)는 필요에 따라 C 형 프레임(55)으로부터 착탈 가능하게 구성되어 있어도 좋다.
또한, 본 실시예 1에 따른 복동식 마찰 교반 접합 장치(101)는 마찰 교반 접합용 로봇 장치(미도시)에 배치되는 형태를 채택하고 있다. 구체적으로는, C 형 프레임(55)이 로봇의 암의 선단에 장착되어 있다.
또한, 복동식 마찰 교반 접합 장치(101)(C 형 프레임(55)을 포함)는, 마찰 교반 접합용 로봇 장치에 적용되는 경우에 한정되는 것이 아니고, 예를 들어, NC 공작 기계, 대형의 C 프레임, 및 오토 리벳 등의 공지의 가공용 기기에도 적절하게 적용할 수 있다.
또한, 본 실시예 1에 따른 복동식 마찰 교반 접합 장치(101)는, 두 대 이상의 로봇이, 복동식 마찰 교반 접합 장치(101)에서 받침 부재(56) 이외의 부분과, 받침 부재(56)를 정면으로 마주하게 하도록 구성되어 있어도 좋다. 또한, 복동식 마찰 교반 접합 장치(101)는, 피접합물(60)에 대해 안정적으로 마찰 교반 접합을 수행할 수 있다면, 피접합물(60)을 핸드 헬드 형으로 하는 형태를 채용하여도 좋고, 로봇을 피접합물(60) 포지셔너로 이용하는 형태를 채용하여도 좋다.
[복동식 마찰 교반 접합 시스템의 제어 구성]
다음으로, 본 실시예 1에 따른 복동식 마찰 교반 시스템의 제어 구성에 대하여, 도 3을 참조하여 구체적으로 설명한다.
도 3은 도 1에 도시된 복동식 마찰 교반 접합 시스템의 제어 구성을 개략적으로 도시하는 블록도이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 제어 장치(130)는 연산 처리기(131), 입력기(132), 기억기(133), 캘린더 기능을 가지는 시계기(134)를 구비하고 있다. 연산 처리기(131)는, 마이크로 프로세서, CPU 등으로 구성되어 있다.
기억기(133)에는, 기본 프로그램, 각종 고정 데이터 등의 정보가 기억되어 있다. 기억기(133)는, 단일일 필요는 없고, 복수의 기억 장치(예를 들어, 랜덤 액세스 메모리 및 하드 디스크 드라이브)로 구성되어도 좋다. 연산 처리기(131) 등이 마이크로 컴퓨터로 구성되어 있는 경우에는, 기억기(133)의 적어도 일부가 마이크로 컴퓨터의 내부 메모리로 구성되어도 좋고, 별도의 메모리로 구성되어도 좋다.
연산 처리기(131)는, 기억기(133)에 기억되어 있는 기본 프로그램 등의 소프트웨어를 읽어내어 실행함으로써, 복동식 마찰 교반 접합 장치(101) 및 로봇(120)의 각종 동작을 제어한다.
이에 따라서, 핀 부재(11) 및 숄더 부재(12)의 진출 이동 또는 후퇴 이동의 전환, 진퇴 이동 시의 핀 부재(11) 및 숄더 부재(12)에서 선단 위치의 제어, 이동 속도, 및 이동 방향 등을 제어할 수 있다. 또한, 핀 부재(11), 숄더 부재(12) 및 클램프 부재(54)의 피접합물(60)을 압압하는 압압력을 제어할 수 있다. 또한, 핀 부재(11) 및 숄더 부재(12)의 회전수를 제어할 수 있다.
입력기(132)는, 연산 처리기(131)에 대해서, 마찰 교반 접합의 제어에 관한 각종 파라미터 또는 기타 데이터 등을 입력 가능하게 하는 것이고, 키보드, 터치 패널, 버튼 스위치 군 등의 공지의 입력 장치로 구성되어 있다. 본 실시예 1에서는, 적어도 피접합물(60)의 접합 조건, 예를 들어, 피접합물(60)의 두께, 재질 등의 데이터가 입력기(132)에 의해 입력 가능하게 되어 있다.
여기서, 제어 장치(130)는, 집중 제어하는 단독의 제어 장치(130)로 구성되어 있어도 좋고, 서로 협동하여 분산 제어하는 복수의 제어 장치(130)에 의해 구성되어 있어도 좋다. 또한, 제어 장치(130)는 마이크로 컴퓨터로 구성되어 있어도 좋고, MPU, PLC(Programmable Logic Controller), 논리 회로 등으로 구성되어 있어도 좋다.
[복동식 마찰 교반 접합 시스템의 동작 및 그 작용 효과]
다음으로, 본 실시예 1에 따른 복동식 마찰 교반 접합 시스템의 동작 및 그 작용 효과에 대하여, 도 1 ~ 도 4를 참조하여 설명한다.
도 4는 본 실시예 1에 따른 복동식 마찰 교반 접합 시스템의 동작의 일례를 도시하는 플로우 차트이다.
먼저, 작업자(조작자)가, 입력기(132)를 조작하여, 숄더 부재(12)의 청소(메인터넌스)를 수행하도록, 연산 처리기(131)에 지시 정보를 입력하는 경우, 또는, 복동식 마찰 교반 접합 장치(101)가 미리 설정되어 있는 소정의 횟수로, 마찰 교반 접합을 한 경우 등에, 제어 장치(130)의 연산 처리기(131)는, 기억기(133)에 저장되어 있는 프로그램을 읽어내어, 이하의 동작(처리)을 실행한다.
제어 장치(130)는, 핀 부재(11)가 숄더 부재(12)에 대해 내방으로 몰입하도록, 공구 구동기(53)(핀 구동기(531))를 구동시킨다(동작시킨다)(스텝(S101)). 이 때, 제어 장치(130)는, 핀 부재(11)의 선단면(11a)의 축선(Xr) 방향의 위치가 미리 설정되어 있는 제1 위치 또는 제2 위치에 도달할 때까지, 공구 구동기(53)(핀 구동기(531))를 구동시켜도 좋다.
여기서, 제1 위치는, 예를 들어, 핀 부재(11)의 선단면(11a)이, 피접합물(60)을 접합하고 있을 때에, 숄더 부재(12)에 대해 가장 내방(內方)하는 위치(가장 상방으로 이동하는 위치)가 되어도 좋다. 또한, 제2 위치는, 미리 실험 등으로 설정할 수 있고, 예를 들어, 핀 부재(11)의 선단면(11a)이 숄더 부재(12)에 대해 가장 내방할 수 있는 위치(장치로서, 가장 상방으로 이동할 수 있는 위치)라도 좋다.
이어서, 제어 장치(130)는, 제1 회전 구동기(57)를 동작시켜서(스텝(S102)), 숄더 부재(12)를 회전시킨다. 여기서, 본 실시예 1에서는, 핀 부재(11)도 숄더 부재(12)의 회전과 함께 회전한다.
다음으로, 제어 장치(130)는, 복동식 마찰 교반 접합 장치(101)를 유지하여, 청소 기구(110)의 드레싱 부재(111)가 숄더 부재(12)의 내주면과 맞닿게 하도록, 로봇(120)을 동작시킨다(스텝(S103)).
이 때, 제어 장치(130)는, 드레싱 부재(111)가 숄더 부재(12)의 내방 공간(내부 공간)을 축선(Xr)을 따라 진퇴하도록, 로봇(120)을 동작시켜도 좋다. 구체적으로는, 제어 장치(130)는, 숄더 부재(12)가 축선(Xr)을 따라 진퇴하도록, 로봇(120)을 동작시킨다.
여기서, 로봇(120)이 이미 복동식 마찰 교반 접합 장치(101)를 유지하고 경우에는, 제어 장치(130)는, 청소 기구(110)의 드레싱 부재(111)가 숄더 부재(12)의 내주면과 맞닿게 하도록, 로봇(120)을 동작시킨다. 또한, 제어 장치(130)는, 가열 장치를 이용하여 숄더 부재(12)를 가열하면서, 드레싱 부재(111)를 숄더 부재(12)의 내주면과 맞닿게 하도록, 로봇(120)을 동작시켜도 좋다.
이에 따라서, 숄더 부재(12)의 내주면에 부착되어 있는 피접합물(60)의 재료를 드레싱 부재(111)에 의해, 제거할(깎아낼) 수 있다.
다음으로, 제어 장치(130)는 드레싱 부재(111)를 숄더 부재(12)의 내주면과 맞닿게 하고나서 경과한 시간을 시계기(134)로부터 취득한다(스텝(S104)). 이어서, 제어 장치(130)는, 스텝(S104)에서 취득한 시간이, 미리 설정되어 있는 제1 시간을 경과하였는지 여부를 판정한다(스텝(S105)).
여기서, 제1 시간은, 미리 실험 등에 의해 구할 수 있고, 예를 들어, 숄더 부재(12)의 내주면에 부착되어 있는 피접합물(60)의 재료를 충분히 제거하는데 걸리는 시간이라도 좋다. 제1 시간으로는, 예를 들어, 숄더 부재(12)의 내주면에 부착되어 있는 피접합물(60)의 재료를 충분히 제거하는 관점에서, 30 초 이상이라도 좋고, 청소 시간을 단축하는 관점에서 60 초 이하라도 좋다.
제어 장치(130)는, 스텝(S104)에서 취득한 시간이 제1 시간을 경과하지 않는다고 판정한 경우(스텝(S105)에서 No)에는, 스텝(S104)에서 취득한 시간이 제1 시간을 경과할 때까지, 스텝(S104) 및 스텝(S105)의 처리를 반복한다. 한편, 제어 장치(130)는, 스텝(S104)에서 취득한 시간이 제1 시간을 경과하였다고 판정한 경우(스텝(S105)에서 Yes)에는, 스텝(S106)의 처리를 실행한다.
스텝(S106)에서는, 제어 장치(130)는, 복동식 마찰 교반 접합 장치(101)를 미리 설정되어 있는 소정의 위치(복동식 마찰 교반 접합 장치(101)가 설치되어 있는 초기 위치)로 이동시키도록, 로봇(120)을 동작시킨다.
다음으로, 제어 장치(130)는, 핀 부재(11)의 선단면(11a)이 숄더 부재(12)의 선단면(12a)과 일치하도록, 공구 구동기(53)(핀 구동기(531))를 구동시킨다(스텝(S107)). 이어서, 제어 장치(130)는, 제1 회전 구동기(57)를 정지시키고(스텝(S108)), 본 프로그램을 종료한다.
이와 같이 구성된 본 실시예 1에 따른 복동식 마찰 교반 접합 시스템(100)에서는, 제어 장치(130)가, 숄더 부재(12)를 회전시킨 상태에서, 드레싱 부재(111)가 숄더 부재(12)의 내주면과 맞닿게 하도록, 로봇(120)을 동작시키도록 구성되어 있다.
이에 따라서, 숄더 부재(12)의 내주면에 부착되어 있는 피접합물(60)의 재료를 드레싱 부재(111)에 의해 제거할 수 있다.
여기서, 본 실시예 1에 따른 복동식 마찰 교반 접합 시스템(100)에서는, 클램프 부재(54)를 구비하는 형태를 채용하였지만, 이에 한정되지 않고, 클램프 부재(54)를 구비하지 않은 형태를 채용하여도 좋다.
[변형예 1]
다음으로, 본 실시예 1에 따른 복동식 마찰 교반 접합 시스템(100)의 변형예에 대해 설명한다.
본 실시예 1의 변형예 1의 복동식 마찰 교반 접합 시스템은, 제어 장치가, (C)에서, 청소 기구를 유지하여, 드레싱 부재가 숄더 부재의 내주면과 맞닿게 하도록, 로봇을 동작시킨다.
이하에서, 본 실시예 1의 변형예 1의 복동식 마찰 교반 접합 시스템의 일례에 대하여, 도 5를 참조하여 설명한다. 여기서, 본 실시예 1의 변형예 1의 복동식 마찰 교반 접합 시스템의 구성은, 실시예 1에 따른 복동식 마찰 교반 접합 시스템과 동일하기 때문에, 그 상세한 설명을 생략한다.
도 5는 본 실시예 1의 변형예 1의 복동식 마찰 교반 접합 시스템의 동작의 일례를 도시하는 플로우 차트이다.
도 5에 도시된 바와 같이, 본 실시예 1의 변형예 1의 복동식 마찰 교반 접합 시스템(100)의 동작은, 실시예 1에 따른 복동식 마찰 교반 접합 시스템(100)의 동작과 기본적으로 동일하지만, 스텝(S103) 및 스텝(S106) 대신에 스텝(S103A) 및 스텝(S106A)이 실행되고 있는 점이 다르다.
구체적으로는, 제어 장치(130)는, 로봇(120)에 청소 기구(110)(드레싱 부재(111))를 유지시키고, 청소 기구(110)의 드레싱 부재(111)가 숄더 부재(12)의 내주면과 맞닿게 하도록, 로봇(120)을 동작시킨다(스텝(S103A)). 이 때, 복동식 마찰 교반 접합 장치(101)는, 정치되어 있어도 좋고, 로봇(120) 이외의 로봇에 파지되어 있어도 좋다.
다음으로, 제어 장치(130)는, 드레싱 부재(111)를 숄더 부재(12)의 내주면과 맞닿게 하고나서 경과한 시간을 시계기(134)로부터 취득한다(스텝(S104)). 이어서, 제어 장치(130)는, 스텝(S104)에서 취득한 시간이 미리 설정되어 있는 제1 시간을 경과하였는지 여부를 판정한다(스텝(S105)).
다음으로, 제어 장치(130)는, 스텝(S104)에서 취득한 시간이, 제1 시간을 경과하였다고 판정한 경우(스텝(S105에서 Yes)에는, 청소 기구(110)를 미리 설정되어 있는 소정의 위치(청소 기구(110)가 설치되어 있는 초기 위치)로 이동시키도록, 로봇(120)을 동작시킨다(스텝(S106A)).
이와 같이 구성된 본 실시예 1의 변형예 1의 복동식 마찰 교반 접합 시스템(100)에서도, 실시예 1에 따른 복동식 마찰 교반 접합 시스템(100)과 동일한 작용 효과를 나타낸다.
[변형예 2]
본 실시예 1의 변형예 2의 복동식 마찰 교반 접합 시스템은, 로봇이, 복동식 마찰 교반 접합 장치를 유지한 상태에서, 축선 방향으로 요동 가능 또는 회동 가능하게 구성되어 있고, 제어 장치는, (C)에서, 복동식 마찰 교반 접합 장치를 유지하고, 당해 복동식 마찰 교반 접합 장치를 요동시키면서, 드레싱 부재가 숄더 부재의 내주면과 맞닿게 하도록, 로봇을 동작시키도록 구성되어 있다.
이하에서, 본 실시예 1의 변형예 2의 복동식 마찰 교반 접합 시스템의 일 예에 대해서, 도 6 및 도 7을 참조하여 설명한다. 여기서, 본 실시예 1의 변형예 2의 복동식 마찰 교반 접합 시스템(100)은, 실시예 1에 따른 복동식 마찰 교반 접합 시스템(100)과 기본적인 구성은 동일하지만, 로봇(120)의 구성의 일 예에 대해서, 도 6을 참조하여 설명한다.
[로봇의 구성]
도 6은 본 실시예 1의 변형예 2의 복동식 마찰 교반 접합 시스템에서 로봇의 개략적인 구성을 도시하는 모식도이다.
도 6에 도시된 바와 같이, 본 변형예 2의 복동식 마찰 교반 접합 시스템(100)에서, 로봇(120)은 복수의 링크(여기에서는, 제1 링크(21a) ~ 제6 링크(21f))의 연접(連接)체와, 복수의 관절(여기에서는, 제1 관절(JT1) ~ 제6 관절(JT6))과, 이들을 지지하는 기대(25)를 구비하는 다관절 로봇 암이다.
제1 관절(JT1)에서는, 기대(25)와 제1 링크(21a)의 기단부가 연직 방향으로 연장되는 축 둘레로 회전 가능하게 연결되어 있다. 제2 관절(JT2)에서는, 제1 링크(21a)의 선단부와 제2 링크(21b)의 기단부가 수평 방향으로 연장되는 축 둘레로 회전 가능하게 연결되어 있다. 제3 관절(JT3)에서는, 제2 링크(21b)의 선단부와 제3 링크(21c)의 기단부가 수평 방향으로 연장되는 축 둘레로 회전 가능하게 연결되어 있다.
또한, 제4 관절(JT4)에서는, 제3 링크(21c)의 선단부와 제4 링크(21d)의 기단부가 제4 링크(21d)의 길이 방향으로 연장되는 축 둘레로 회전 가능하게 연결되어 있다. 제5 관절(JT5)에서는, 제4 링크(21d)의 선단부와 제5 링크(21e)의 기단부가 제4 링크(21d)의 길이 방향과 직교하는 축 둘레로 회전 가능하게 연결되어 있다. 제6 관절(JT6)에서는, 제5 링크(21e)의 선단부와 제6 링크(21f)의 기단부가 비틀림 회전 가능하게 연결되어 있다. 이에 따라서, 로봇(120)은, 복동식 마찰 교반 접합 장치(101)를 유지한 상태에서, 축선(Xr) 방향으로 요동 가능 또는 회동 가능하게 동작할 수 있다.
그리고, 제6 링크(21f)의 선단부에는, 메커니컬 인터페이스(mechanical interface)가 설치되어 있다. 이러한 메커니컬 인터페이스에는, 작업 내용에 대응하는 엔드 이펙터(22)가 착탈 가능하게 장착된다. 여기서, 본 실시예 1에서는, 엔드 이펙터(22)로서, 복동식 마찰 교반 접합 장치(101)를 유지(파지)하기 위한 핸드가 설치되어 있다.
또한, 제1 관절(JT1) ~ 제6 관절(JT6)에는 각각, 각각의 관절이 연결하는 2 개의 부재를 상대적으로 회전시키는 액츄에이터의 일례로서의 구동 모터가 설치되어 있다(미도시). 구동 모터는, 예를 들어, 제어 장치(130)에 의해 서보 제어되는 서보 모터라도 좋다. 또한, 제1 관절(JT1) ~ 제6 관절(JT6)에는 각각, 구동 모터의 회전 위치를 검출하는 회전 센서와, 구동 모터의 회전을 제어하는 전류를 검출하는 전류 센서가 설치되어 있다(각각 미도시). 회전 센서는, 예를 들어, 인코더라도 좋다.
여기서, 본 변형예 2에서는, 로봇(120)으로서, 수직 다관절형 로봇을 채용하였지만, 이에 한정되지 않는다. 로봇(120)이, 복동식 마찰 교반 접합 장치를 유지한 상태에서, 축선(Xr) 방향으로 요동 가능 또는 회동 가능하게 구성되어 있으면, 수평 다관절형 로봇을 채용하여도 좋다.
[복동식 마찰 교반 접합 시스템의 동작 및 작용 효과]
도 7은 본 실시예 1의 변형예 2의 복동식 마찰 교반 접합 시스템의 동작의 일례를 도시하는 플로우 차트이다.
도 7에 도시된 바와 같이, 본 실시예 1의 변형예 2의 복동식 마찰 교반 접합 시스템(100)의 동작은, 실시예 1에 따른 복동식 마찰 교반 접합 시스템(100)의 동작과 기본적으로 동일하지만, 스텝(S102) 및 스텝(S108)의 동작(처리)을 실행하지 않고, 또한, 스텝(S103) 및 스텝(S106) 대신에 스텝(S103A) 및 스텝(S106A)의 동작(처리)이 실행되는 점이 다르다.
구체적으로는, 제어 장치(130)는, 핀 부재(11)가 숄더 부재(12)에 대해 내방으로 몰입하도록 공구 구동기(53)(핀 구동기(531))를 구동시킨다(동작시킨다)(스텝(S101)). 이어서, 제어 장치(130)는, 복동식 마찰 교반 접합 장치(101)를 유지하고, 당해 복동식 마찰 교반 접합 장치(101)를 요동 또는 회전시키면서, 청소 기구(110)의 드레싱 부재(111)가 숄더 부재(12)의 내주면과 맞닿게 하도록, 로봇(120)을 동작시킨다(스텝(S103A)).
이에 따라서, 숄더 부재(12)의 내주면에 부착되어 있는 피접합물(60)의 재료를 드레싱 부재(111)에 의해 제거할(깎아낼) 수 있다. 여기서, 드레싱 부재(111)로서, 절삭 공구를 이용하여도 좋다.
다음으로, 제어 장치(130)는, 드레싱 부재(111)를 숄더 부재(12)의 내주면과 맞닿게 하고나서 경과한 시간을 시계기(134)로부터 취득한다(스텝(S104)). 이어서, 제어 장치(130)는, 스텝(S104)에서 취득한 시간이 미리 설정되어 있는 제1 시간을 경과하였는지 여부를 판정한다(스텝(S105)).
제어 장치(130)는, 스텝(S104)에서 취득한 시간이 제1 시간을 경과하였다고 판정한 경우(스텝(S105)에서 Yes)에는, 스텝(S106A)의 처리를 실행한다.
스텝(S106A)에서는, 제어 장치(130)는, 복동식 마찰 교반 접합 장치(101)의 요동 또는 회전을 정지시키고, 복동식 마찰 교반 접합 장치(101)를 미리 설정되어 있는 소정의 위치로 이동시키도록, 로봇(120)을 동작시킨다.
다음으로, 제어 장치(130)는, 핀 부재(11)의 선단면(11a)이 숄더 부재(12)의 선단면(12a)과 일치하도록, 공구 구동기(53)(핀 구동기(531))를 구동시키고(스텝(S107)), 본 프로그램을 종료한다.
이와 같이 구성된 본 실시예 1의 변형예 2의 복동식 마찰 교반 접합 시스템(100)에서도, 실시예 1에 따른 복동식 마찰 교반 접합 시스템(100)과 동일한 작용 효과를 나타낸다.
[변형예 3]
본 실시예 1의 변형예 3의 복동식 마찰 교반 접합 시스템은, 드레싱 부재는 절삭 공구 및/또는 와이어 브러시로 구성되어 있다.
또한, 본 실시예 1의 변형예 3의 복동식 마찰 교반 접합 시스템에서는, 제어 장치는, (C)에서, 절삭 공구가 숄더 부재의 내주면과 맞닿게 하도록, 로봇을 동작시키는 (C1)과, 와이어 브러시가 숄더 부재의 내주면과 맞닿게 하도록, 로봇을 동작시키는 (C2)를 실행하도록 구성되어 있어도 좋다.
또한, 본 실시예 1의 변형예 3의 복동식 마찰 교반 접합 시스템에서는, 청소 기구가 에어 블로우 장치를 더 구비하고, 제어 장치는, (C)에서, (C1)을 실행하기 전에, 절삭 공구를 향해 에어를 불도록, 에어 블로우 장치를 동작시키는 (C0)을 실행하도록 구성되어 있어도 좋다.
이하에서, 본 실시예 1의 변형예 3의 복동식 마찰 교반 접합 시스템의 일례에 대하여, 도 8, 도 9a 및 도 9b를 참조하여 설명한다.
[복동식 마찰 교반 접합 시스템 구성]
도 8은 본 실시예 1의 변형예 3의 복동식 마찰 교반 접합 시스템의 청소 기구의 개략적인 구성을 도시하는 모식도이다. 여기서, 도 8에서는, 청소 기구의 상하 방향 및 좌우 방향을 도면의 상하 방향 및 좌우 방향으로 나타내고 있다.
도 8에 도시된 바와 같이, 본 실시예 1의 변형예 3의 복동식 마찰 교반 접합 시스템(100)은, 실시예 1에 따른 복동식 마찰 교반 접합 시스템(100)과 기본적인 구성은 같지만, 청소 기구(110)의 구성이 다르다. 구체적으로는, 청소 기구(110)는, 상자형의 기대(200), 판상의 베이스 부재(201) 및 드레싱 부재(111)를 구비하고 있다. 기대(200)의 상부에는, 베이스 부재(201)가 배치되어 있고, 베이스 부재(201)에는, 드레싱 부재(111)가 세워져 설치(立設)되어 있다.
본 변형예 3에서는, 드레싱 부재(111)는 절삭 공구(211A) 및 와이어 브러시(211B)로 구성되어 있다. 절삭 공구(211A)는, 절단용의 칼날과 홈이 형성되어 있는 공구를 이용하여도 좋다. 여기에서는. 절삭 공구(211A)로서, 초경합금 바를 이용하고 있다. 초경합금 바는, 복동식 마찰 교반 접합 장치(101)가 접합하는 피접합물(60)의 재료보다 딱딱한 재료로 구성되어 있어도 좋다. 피접합물(60)의 재료가 알루미늄인 경우에는, 알루미늄용의 초경합금 바를 이용하여도 좋다.
절삭 공구(211A)는, 그 축심 방향이 연직 방향으로 향하도록 배치되어 있고, 척 장치(212A)에 의해 고정되어 있다. 척 장치(212A)는 기어(213A) 및 축 부재(214A)를 통해서, 제2 회전 구동기(112A)에 접속되어 있다. 이에 따라서, 절삭 공구(211A)는 회전할 수 있다.
제2 회전 구동기(112A), 척 장치(212A), 기어(213A) 및 축 부재(214A)는 이너 커버 부재(216A)에 의해 덮여 있다. 이에 따라서, 숄더 부재(12)의 내주면에 부착된 피접합물(60)의 재료를 절삭 공구(211A)로 깎아낼 때, 부스러기가 이너 커버 부재(216A) 내로 진입하는 것을 억제할 수 있다.
또한, 제2 회전 구동기(112A)는 판 부재(215A) 및 이너 커버 부재(216A)를 통해 고정 부재(217A)에 고정되어 있다.
고정 부재(217A)는, 직동 액츄에이터(219) 및 도시되지 않은 리니어 가이드에 의해, 좌우 방향으로 진퇴 가능하게 구성되어 있다. 직동 액츄에이터(219)로서는, 예를 들어, 에어 실린더 등을 사용할 수 있다. 또한, 고정 부재(217A)에는, 탄성 부재(220)가 접속되어 있다. 탄성 부재(220)는, 여기에서는, 인장 스프링을 이용하고 있다. 탄성 부재(220)는 베이스 부재(201)에 세워 설치되는 고정 부재(221)와 접속되어 있다.
또한, 고정 부재(217A)에는, 이너 커버 부재(216A)를 덮도록, 아우터 커버 부재(218A)가 설치되어 있다. 아우터 커버 부재(218A)와 이너 커버 부재(216A) 사이의 공간에는, 에어 블로우 장치(300)(에어 블로우 건(301))가 배치되어 있다.
에어 블로우 건(301)은, 절삭 공구(211A)의 절삭 부분에 부착된 피접합물(60)의 재료를 에어에 의해 불어 날리도록 구성되어 있다. 에어 블로우 건(301)은, 배관(303)을 통해서, 에어 공급기(302)에 접속되어 있다. 또한, 배관(303)의 중간에는 개폐 밸브(솔레노이드 밸브)(304)가 배치되어 있다. 개폐 밸브(304)의 개폐 동작은, 제어 장치(130)에 의해 제어되고 있다. 여기서, 에어 블로우 장치(300)는, 에어 블로우 건(301)으로부터 분출되는 에어의 압력이 0.2 ~ 0.4 MPa가 되도록 구성되어 있어도 좋다.
와이어 브러시(211B)는, 그 축심 방향이 연직 방향으로 향하도록 배치되어 있고, 척 장치(212B)에 의해 고정되어 있다. 척 장치(212B)는, 기어(213B) 및 축 부재(214B)를 통해서, 제2 회전 구동기(112B)에 접속되어 있다. 이에 따라서, 와이어 브러시(211B)는 회전할 수 있다.
제2 회전 구동기(112B), 척 장치(212B), 기어(213B) 및 축 부재(214B)는 이너 커버 부재(216B)에 의해 덮여 있다. 또한, 제2 회전 구동기(112B)는, 판 부재(215B) 및 이너 커버 부재(216B)를 통해서, 고정 부재(217B)에 고정되어 있다. 또한, 고정 부재(217B)에는, 이너 커버 부재(216B)를 덮도록, 아우터 커버 부재(218B)가 설치되어 있다.
[복동식 마찰 교반 접합 시스템의 동작]
다음으로, 본 변형예 3의 복동식 마찰 교반 접합 시스템(100)의 동작 및 그 작용 효과에 대하여, 도 8 ~ 도 9b를 참조하여 설명한다.
도 9a 및 도 9b는 본 변형예 3의 복동식 마찰 교반 접합 시스템의 동작의 일례를 도시하는 플로우 차트이다.
먼저, 작업자(조작자)가, 입력기(132)를 조작하여, 숄더 부재(12)의 청소(메인터넌스)를 수행하도록, 연산 처리기(131)에 지시 정보를 입력하는 경우, 또는, 복동식 마찰 교반 접합 장치(101)가 미리 설정되어 있는 소정의 횟수로, 마찰 교반 접합을 한 경우 등에, 제어 장치(130)의 연산 처리기(131)는, 기억기(133)에 저장되어 있는 프로그램을 읽어내어, 이하의 동작(처리)을 실행한다.
제어 장치(130)는, 핀 부재(11)가, 숄더 부재(12)에 대해 내방으로 몰입하도록, 공구 구동기(53)(핀 구동기(531))를 구동시킨다(동작시킨다)(스텝(S11)). 이어서, 제어 장치(130)는, 제1 회전 구동기(57) 및 제2 회전 구동기(112A, 112B)를 동작시켜서(스텝(S12)), 숄더 부재(12) 및 드레싱 부재(111)(절삭 공구(211A) 및 와이어 브러시(211B))를 회전시킨다.
여기서, 제어 장치(130)는, 숄더 부재(12)와 절삭 공구(211A)를 회전시키도록, 제1 회전 구동기(57) 및 제2 회전 구동기(112A)를 동작시켜도 좋다. 또한, 제어 장치(130)는 제1 회전 구동기(57) 및/또는 제2 회전 구동기(112A, 112B)를 동작시킨 후에, 핀 부재(11)가 숄더 부재(12)에 대해 내방으로 몰입하도록, 공구 구동기(53)(핀 구동기(531))를 구동시켜도 좋다. 즉, 제어 장치(130)는, 스텝(S12)의 처리를 실행한 후에, 스텝(S11)의 처리를 실행하도록 구성되어 있어도 좋다.
다음으로, 제어 장치(130)는, 로봇(120)에 복동식 마찰 교반 접합 장치(101)를 유지시키고, 절삭 공구(211A)가 숄더 부재(12)의 내주면과 맞닿게 하도록, 로봇(120)을 동작시킨다(스텝(S13)). 이에 따라서, 숄더 부재(12)의 내주면에 부착되어 있는 피접합물(60)의 재료를 절삭 공구(211A)에 의해, 제거할(깎아낼) 수 있다.
구체적으로는, 제어 장치(130)는, 고정 부재(217A) 등이 우측으로 진행하도록, 직동 액츄에이터(219)를 동작시킨다. 이에 따라서, 탄성 부재 (220)는 우측으로 늘어난다.
이어서, 제어 장치(130)는, 로봇(120)에 복동식 마찰 교반 접합 장치(101)를 유지시키고, 숄더 부재(12)의 내부 공간에 절삭 공구(211A)가 위치하게 하도록, 로봇(120)을 동작시킨다. 그리고, 제어 장치(130)는 직동 액츄에이터(219)의 동작을 정지시켜서, 고정 부재(217A)가 자유롭게 이동할 수 있도록 한다.
이에 따라서, 탄성 부재 (220)의 탄성 변형에 의해서, 고정 부재(217A) 등이 좌측으로 되돌아간다. 이에 따라서, 숄더 부재(12)의 내주면과 절삭 공구(211A)가 선 접촉할 수 있어서, 청소 범위를 넓힐 수 있다.
여기서, 제어 장치(130)는, 직동 액츄에이터(219)를 동작시키기 전에, 에어 공급기(302)를 동작시키고, 또한, 개폐 밸브(304)의 밸브체를 개방시켜서, 에어 블로우 건(301)으로부터 에어를 불어내서, 절삭 공구(211A)의 절삭 부분에 부착되어 있는 피접합물(60)의 재료를 제거하여도 좋다. 이 때, 제어 장치(130)는, 에어의 취출 시간이 미리 설정되어 있는 소정의 시간(예를 들어, 1 ~ 5 초)이 되도록 에어 공급기(302) 및 개폐 밸브(304)를 제어하여도 좋다.
또한, 제어 장치(130)는, 숄더 부재(12)의 내방 공간에 절삭 공구(211A)가 위치하게 하도록, 로봇(120)을 동작시킬 때에, 숄더 부재(12)의 축선이 연직 방향으로 향하도록, 로봇(120)을 동작시켜도 좋고, 연직 방향에 대하여 경사지도록, 로봇(120)을 동작시켜도 좋다. 경사 각도로는, 예를 들어, 0.1 ~ 3°이라도 좋다.
또한, 제어 장치(130)는, 숄더 부재(12)가 축선(Xr)을 따라 진퇴하도록, 로봇(120)을 동작시켜도 좋다.
다음으로, 제어 장치(130)는, 절삭 공구(211A)를 숄더 부재(12)의 내주면과 맞닿게 하고나서 경과 한 시간을 시계기(134)로부터 취득한다(스텝(S14)). 이어서, 제어 장치(130)는, 스텝(S14)에서 취득한 시간이, 미리 설정되어 있는 제1 시간을 경과하였는지 여부를 판정한다(스텝(S15)).
제어 장치(130)는, 스텝(S14)에서 취득한 시간이 제1 시간을 경과하지 않는다고 판정한 경우(스텝(S15)에서 No)에는, 스텝(S14)에서 취득한 시간이 제1 시간을 경과할 때까지, 스텝(S14) 및 스텝(S15)의 처리를 반복한다. 한편, 제어 장치(130)는, 스텝(S14)에서 취득한 시간이 제1 시간을 경과하였다고 판정한 경우(스텝(S15)에서 Yes)에는, 스텝(S16)의 처리를 실행한다.
스텝(S16)에서는, 제어 장치(130)는 제1 회전 구동기(57)를 정지시킨다. 여기서, 제어 장치(130)는 제2 회전 구동기(112A)도 정지시켜도 좋다. 또한, 제어 장치(130)는, 스텝(S12)에서 제2 회전 구동기(112B)를 동작시키고 있지 않은 경우에는, 여기에서, 제2 회전 구동기(112B)를 동작시켜도 좋다.
다음으로, 제어 장치(130)는, 와이어 브러시(211B)가 숄더 부재(12)의 내주면과 맞닿게 하도록, 로봇(120)을 동작시킨다(스텝(S17)). 이에 따라서, 숄더 부재(12)의 내주면에 부착되어 있는 피접합물(60)의 재료를 와이어 브러시(211B)에 의해, 제거할(깎아낼) 수 있다.
여기서, 제어 장치(130)는, 스텝(S16)에서 제1 회전 구동기(57)를 정지시키지 않고, 후술하는 스텝(S22)에서 제1 회전 구동기(57)를 정지시키도록 구성되어 있어도 좋다. 즉, 제어 장치(130)는, 숄더 부재(12)가 회전하는 상태에서, 그 내주면이 와이어 브러시(211B)와 맞닿게 하도록, 로봇(120)을 동작시키도록 구성되어 있어도 좋다.
다음으로, 제어 장치(130)는, 와이어 브러시(211B)를 숄더 부재(12)의 내주면과 맞닿게 하고나서 경과한 시간을 시계기(134)로부터 취득한다(스텝(S18)). 이어서, 제어 장치(130)는, 스텝(S18)에서 취득한 시간이 미리 설정되어 있는 제2 시간을 경과하였는지 여부를 판정한다(스텝(S19)).
여기서, 제2 시간은 미리 실험 등에 의해 구할 수 있고, 예를 들어, 숄더 부재(12)의 내주면에 부착되어 있는 피접합물(60)의 재료를 충분히 제거하는데 걸리는 시간이라도 좋다. 제2 시간으로는, 예를 들어, 숄더 부재(12)의 내주면에 부착되어 있는 피접합물(60)의 재료를 충분히 제거하는 관점에서, 30 초 이상이라도 좋고, 청소 시간을 단축하는 관점에서 60 초 이하라도 좋다. 또한, 제2 시간은, 제1 시간과 시간의 길이가 같아도 좋고, 달라도 좋다.
제어 장치(130)는, 스텝(S18)에서 취득한 시간이 제2 시간을 경과하지 않는다고 판정한 경우(스텝(S19)에서 No)에는, 스텝(S18)에서 취득한 시간이 제2 시간을 경과할 때까지, 스텝(S18) 및 스텝(S19)의 처리를 반복한다. 한편, 제어 장치(130)는, 스텝(S18)에서 취득한 시간이 제2 시간을 경과하였다고 판정한 경우(스텝(S19)에서 Yes)에는, 스텝(S20)의 처리를 실행한다.
스텝(S20)에서는, 제어 장치(130)는, 복동식 마찰 교반 접합 장치(101)를 미리 설정되어 있는 소정의 위치(복동식 마찰 교반 접합 장치(101)가 설치되어 있는 초기 위치)로 이동시키도록, 로봇(120)을 동작시킨다.
다음으로, 제어 장치(130)는, 핀 부재(11)의 선단면(11a)이 숄더 부재(12)의 선단면(12a)과 일치하도록, 공구 구동기(53)(핀 구동기(531))를 구동시킨다(스텝(S21)). 이어서, 제어 장치(130)는 제2 회전 구동기(112A) 및 제2 회전 구동기(112B)를 정지시키고(스텝(S22)), 본 프로그램을 종료한다.
이와 같이 구성된 본 변형예 3의 복동식 마찰 교반 접합 시스템(100)에서도, 실시예 1에 따른 복동식 마찰 교반 접합 시스템(100)과 동일한 작용 효과를 나타낸다.
여기서, 본 변형예 3의 복동식 마찰 교반 접합 시스템(100)에서는, 제어 장치(130)가, 제1 회전 구동기(57) 및 제2 회전 구동기(112A, 112B)를 동작시킨(스텝(S12)) 후에, 로봇(120)에 복동식 마찰 교반 접합 장치(101)를 유지시키고, 절삭 공구(211A)가 숄더 부재(12)의 내주면과 맞닿게 하도록, 로봇(120)을 동작시키는(스텝(S13)) 형태를 채용하였지만, 이에 한정되지 않는다.
제어 장치(130)가, 로봇(120)에 복동식 마찰 교반 접합 장치(101)를 유지시키고, 절삭 공구(211A)가 숄더 부재(12)의 내주면과 맞닿게 하도록, 로봇(120)을 동작시킨 후에, 제1 회전 구동기(57) 및 제2 회전 구동기(112A, 112B)를 동작시키는 형태를 채용하여도 좋다.
(실시예 2)
본 실시예 2에 따른 복동식 마찰 교반 접합 시스템은, 실시예 1(변형예 포함)에 따른 복동식 마찰 교반 접합 시스템에서, 청소 기구가 드레싱 부재를 회전시키는 제2 회전 구동기를 더 구비하고, 제어 장치는, 핀 부재가 숄더 부재의 내방으로 몰입하도록, 공구 구동기를 동작시키는 (A)와, 드레싱 부재가 회전하도록, 제2 회전 구동기를 동작시키는 (B1)과, 복동식 마찰 교반 접합 장치를 유지하여, 드레싱 부재가 숄더 부재의 내주면과 맞닿게 하도록, 로봇을 동작시키는 (C)를 실행하도록 구성되어 있다.
이하에서, 본 실시예 2에 따른 복동식 마찰 교반 접합 시스템의 일례에 대하여, 도 10 및 도 11을 참조하여 설명한다.
[복동식 마찰 교반 접합 시스템의 구성]
도 10은 본 실시예 2에 따른 복동식 마찰 교반 접합 시스템의 개략적인 구성을 도시하는 블록도이다.
도 10에 도시된 바와 같이, 본 실시예 2에 따른 복동식 마찰 교반 접합 시스템(100)은, 실시예 1에 따른 복동식 마찰 교반 접합 시스템(100)과 기본적인 구성은 같지만, 청소 기구(110)가 제2 회전 구동기(112)를 더 구비하는 점이 다르다. 제2 회전 구동기(112)는, 드레싱 부재(111)를 회전시키도록 구성되어 있고, 예를 들어, 전기 모터 등의 모터라도 좋다.
여기서, 로터리 엔코더 등의 센서(미도시)가 제2 회전 구동기(112)의 회전수를 검지하고, 검지된 회전수를 제어 장치(130)에 출력하도록 구성되어 있어도 좋다.
[복동식 마찰 교반 접합 시스템의 동작 및 작용 효과]
도 11은 본 실시예 2에 따른 복동식 마찰 교반 접합 시스템의 동작의 일례를 도시하는 플로우 차트이다.
도 11에 도시된 바와 같이, 본 실시예 2에 따른 복동식 마찰 교반 접합 시스템(100)의 동작은 실시예 1에 따른 복동식 마찰 교반 접합 시스템(100)의 동작과 기본적으로 동일하지만, 스텝(S102) 및 스텝(S108) 대신에 스텝(S102A) 및 스텝(S108A)의 처리가 실행되는 점이 다르다.
구체적으로는, 스텝(S102A)에서, 제어 장치(130)는, 제2 회전 구동기(112)를 동작시켜서, 드레싱 부재(111)를 회전시킨다. 이어서, 제어 장치(130)는, 복동식 마찰 교반 접합 장치(101)를 유지하여, 청소 기구(110)의 드레싱 부재(111)가 숄더 부재(12)의 내주면과 맞닿게 하도록, 로봇(120)을 동작시킨다(스텝(S103)).
이에 따라서, 숄더 부재(12)의 내주면에 부착되어 있는 피접합물(60)의 재료를 드레싱 부재(111)에 의해 제거할 수 있다.
또한, 제어 장치(130)는, 스텝(S108A)에서, 제2 회전 구동기(112)를 정지시켜서, 드레싱 부재(111)의 회전을 정지시키고, 본 프로그램을 종료한다.
이와 같이 구성된 본 실시예 2에 따른 복동식 마찰 교반 접합 시스템(100)에서도, 실시예 1에 따른 복동식 마찰 교반 접합 시스템(100)과 동일한 작용 효과를 나타낸다.
여기서, 본 실시예 2에 따른 복동식 마찰 교반 접합 시스템(100)에서는, 청소 기구(110)가 드레싱 부재(111)를 회전시키는 제2 회전 구동기(112)를 구비하는 형태를 채용하였지만, 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 로봇(120)의 선단부에 드레싱 부재(111)를 회전시키는 회전 구동기를 설치하는 형태를 채용하여도 좋다.
[변형예 1]
다음으로, 본 실시예 2에 따른 복동식 마찰 교반 접합 시스템(100)의 변형예에 대해 설명한다.
본 실시예 2의 변형예 1의 복동식 마찰 교반 접합 시스템은, 제어 장치가, (C)에서, 청소 기구를 유지하여, 드레싱 부재가 숄더 부재의 내주면과 맞닿게 하도록, 로봇을 동작시킨다.
이하에서, 본 변형예 1의 복동식 마찰 교반 접합 시스템의 일례에 대하여, 도 12를 참조하여 설명한다. 여기서, 본 변형예 1의 복동식 마찰 교반 접합 시스템의 구성은 실시예 1에 따른 복동식 마찰 교반 접합 시스템과 동일하므로 그 상세한 설명을 생략한다.
도 12는 본 실시예 2의 변형예 1의 복동식 마찰 교반 접합 시스템의 동작의 일례를 도시하는 플로우 차트이다.
도 12에 도시된 바와 같이, 본 실시예 2의 변형예 1의 복동식 마찰 교반 접합 시스템(100)의 동작은, 실시예 2에 따른 복동식 마찰 교반 접합 시스템(100)의 동작과 기본적으로 동일하지만, 스텝(S103) 및 스텝(S106) 대신에 스텝(S103B) 및 스텝(S106B)이 실행되고 있는 점이 다르다.
구체적으로는, 제어 장치(130)는, 청소 기구(110)(드레싱 부재(111))를 유지하여, 청소 기구(110)의 드레싱 부재(111)가 숄더 부재(12)의 내주면과 맞닿게 하도록, 로봇(120)을 동작시킨다(스텝(S103B)). 이 때, 복동식 마찰 교반 접합 장치(101)는 정치되어 있어도 좋고, 로봇(120)이 아닌 로봇에 파지되어 있어도 좋다.
여기서, 제어 장치(130)는, 실시예 1의 변형예 3의 복동식 마찰 교반 접합 시스템(100)과 마찬가지로, 복수의 종류의 드레싱 부재(111)를 로봇(120)에 유지시키고, 숄더 부재(12)의 내주면을 청소시켜도 좋다.
다음으로, 제어 장치(130)는, 드레싱 부재(111)를 숄더 부재(12)의 내주면과 맞닿게 하고나서 경과한 시간을 시계기(134)로부터 취득한다(스텝(S104)). 이어서, 제어 장치(130)는, 스텝(S104)에서 취득한 시간이 미리 설정되어 있는 제1 시간을 경과하였는지 여부를 판정한다(스텝(S105)).
다음으로, 제어 장치(130)는, 스텝(S104)에서 취득한 시간이 제1 시간을 경과하였다고 판정한 경우(스텝(S105)에서 Yes)에는, 청소 기구(110)를 미리 설정되어 있는 소정의 위치(청소 기구(110)가 설치되어 있는 초기 위치)로 이동시키도록, 로봇(120)을 동작시킨다(스텝(S106B)).
이와 같이 구성된 본 실시예 2의 변형예 1의 복동식 마찰 교반 접합 시스템(100)에서도, 실시예 2에 따른 복동식 마찰 교반 접합 시스템(100)과 동일한 작용 효과를 나타낸다.
[변형예 2]
본 실시예 2의 변형예 2의 복동식 마찰 교반 접합 시스템은, 로봇이, 복동식 마찰 교반 접합 장치를 유지한 상태에서, 축선 둘레로 요동 가능 또는 회동 가능하게 구성되어 있고, 제어 장치는, (C)에서, 복동식 마찰 교반 접합 장치를 유지하고, 당해 복동식 마찰 교반 접합 장치를 요동시키면서, 드레싱 부재가 숄더 부재의 내주면과 맞닿게 하도록, 로봇을 동작시키도록 구성되어 있다.
이하에서, 본 실시예 2의 변형예 2의 복동식 마찰 교반 접합 시스템의 일례에 대하여, 도 13을 참조하여 설명한다. 여기서, 본 실시예 2의 변형예 2의 복동식 마찰 교반 접합 시스템(100)은, 실시예 1의 변형예 2의 복동식 마찰 교반 접합 시스템(100)과 기본적인 구성은 동일하기 때문에, 그 상세한 설명은 생략한다.
[복동식 마찰 교반 접합 시스템의 동작 및 작용 효과]
도 13은 본 실시예 2의 변형예 2의 복동식 마찰 교반 접합 시스템의 동작의 일례를 도시하는 플로우 차트이다.
도 13에 도시된 바와 같이, 본 실시예 2의 변형예 2의 복동식 마찰 교반 접합 시스템(100)의 동작은 실시예 2에 따른 복동식 마찰 교반 접합 시스템(100)의 동작과 기본적으로 동일하지만, 스텝(S103) 및 스텝(S106) 대신에 스텝(S103A) 및 스텝(S106A)의 동작(처리)이 실행되는 점이 다르다.
구체적으로는, 제어 장치(130)는, 제2 회전 구동기(112)를 동작시켜서, 드레싱 부재(111)를 회전시킨다(스텝(S102A)). 이어서, 제어 장치(130)는, 복동식 마찰 교반 접합 장치(101)를 유지하고, 당해 복동식 마찰 교반 접합 장치(101)를 요동 또는 회전시키면서, 청소 기구(110)의 드레싱 부재(111)가 숄더 부재(12)의 내주면과 맞닿게 하도록, 로봇(120)을 동작시킨다(스텝(S103A)).
이에 따라서, 숄더 부재(12)의 내주면에 부착되어 있는 피접합물(60)의 재료를 드레싱 부재(111)에 의해서, 제거할(깎아낼) 수 있다.
다음으로, 제어 장치(130)는, 드레싱 부재(111)를 숄더 부재(12)의 내주면과 맞닿게 하고나서 경과한 시간을 시계기(134)로부터 취득한다(스텝(S104)). 이어서, 제어 장치(130)는 스텝(S104)에서 취득한 시간이 미리 설정되어 있는 제1 시간을 경과하였는지 여부를 판정한다(스텝(S105)).
제어 장치(130)는, 스텝(S104)에서 취득한 시간이 제1 시간을 경과하였다고 판정한 경우(스텝(S105)에서 Yes)에는, 스텝(S106A)의 처리를 실행한다.
스텝(S106A)에서는, 제어 장치(130)는, 복동식 마찰 교반 접합 장치(101)의 요동 또는 회전을 정지시키고, 복동식 마찰 교반 접합 장치(101)를 미리 설정되어 있는 소정의 위치로 이동시키도록, 로봇(120)을 동작시킨다.
다음으로, 제어 장치(130)는, 핀 부재(11)의 선단면(11a)이 숄더 부재(12)의 선단면(12a)과 일치하도록, 공구 구동기(53)(핀 구동기(531))를 구동시킨다(스텝(S107)). 이어서, 제어 장치(130)는, 제1 회전 구동기(57)를 정지시키고(스텝(S108)), 본 프로그램을 종료한다.
이와 같이 구성된 본 실시예 2의 변형예 2의 복동식 마찰 교반 접합 시스템(100)에서도, 실시예 2에 따른 복동식 마찰 교반 접합 시스템(100)과 동일한 작용 효과를 나타낸다.
(실시예 3)
본 실시예 3에 따른 복동식 마찰 교반 접합 시스템은, 실시예 1 또는 2(변형예 포함)에 따른 복동식 마찰 교반 접합 시스템에서, 제어 장치가, (A)에서, 핀 부재의 선단면이 미리 설정되어 있는 제1 위치까지 이동하도록, 공구 구동기를 동작시키는 (A1)과, (A1) 후에, 당해 (A1)보다 큰 속도로, 핀 부재의 선단면이 미리 설정되어 있는 제2 위치까지 이동하도록, 공구 구동기를 동작시키는 (A2)를 실행하도록 구성되어 있다.
이하에서, 본 실시예 3에 따른 복동식 마찰 교반 접합 시스템의 일례에 대하여, 도 14 및 도 15를 참조하여 설명한다.
[복동식 마찰 교반 접합 시스템의 구성]
도 14는 본 실시예 3에 따른 복동식 마찰 교반 접합 시스템의 개략적인 구성을 도시하는 블록도이다.
도 14에 도시된 바와 같이, 본 실시예 3에 따른 복동식 마찰 교반 접합 시스템(100)은, 실시예 1에 따른 복동식 마찰 교반 접합 시스템(100)과 기본적인 구성은 동일하지만, 복동식 마찰 교반 접합 장치(101)가 핀 부재(11)의 선단면(11a)의 축선(Xr) 방향의 위치를 검출하고, 검출된 위치 정보를 제어 장치(130)에 출력하도록 구성되는 위치 검출기(58)를 구비하고 있는 점이 다르다.
위치 검출기(58)로는, 다양한 공지의 위치 센서를 사용할 수 있고, 예를 들어, LVDT, 엔코더 등을 사용할 수 있다.
[복동식 마찰 교반 접합 시스템의 동작 및 작용 효과]
본 실시예 3에 따른 복동식 마찰 교반 접합 시스템(100)의 동작은, 실시예 1 또는 2에 따른 복동식 마찰 교반 접합 시스템(100)의 동작과 기본적으로 동일하지만, 스텝(S101) 또는 스텝(S11)에서 동작이 도 15에 도시된 플로우에 따라 실행되는 점이 다르다.
도 15는 본 실시예 3에 따른 복동식 마찰 교반 접합 시스템의 동작의 일례를 도시하는 플로우 차트이다.
도 15에 도시된 바와 같이, 제어 장치(130)는, 스텝(S101) 또는 스텝(S11)에서, 먼저, 핀 부재(11)가 숄더 부재(12)에 대해 내방으로 몰입하도록, 공구 구동기(53)(핀 구동기(531))를 구동시킨다(동작시킨다)(스텝(S1001)).
이 때, 제어 장치(130)는, 핀 부재(11)를 일정한 하중으로 끌어올릴 수 있도록, 공구 구동기(53)(핀 구동기(531))를 동작시켜도 좋다. 또한, 제어 장치(130)는, 공구 구동기(53)를 구성하는 서보 모터에 공급되는 전류 값이 미리 설정되어 있는 소정 값(예를 들어, 5 A)보다 커지지 않도록, 공구 구동기(53)를 동작시켜도 좋다.
다음으로, 제어 장치(130)는, 위치 검출기(58)로부터 당해 위치 검출기(58)가 검출한 핀 부재(11)의 선단면(11a)의 축선(Xr) 방향의 위치 정보를 취득한다(스텝(S1002)). 이어서, 제어 장치(130)는 스텝(S1002)에서 취득한 핀 부재(11)의 선단면(11a)의 축선(Xr) 방향의 위치가 제1 위치에 도달하였는지 여부를 판정한다(스텝(S1003)).
여기서, 제1 위치는, 미리 실험 등으로 설정할 수 있고, 핀 부재(11)의 외주면 및/또는 숄더 부재(12)의 내주면에서, 다른 부분에 비해서 피접합물(60)의 재료의 응착량이 큰 부분이다. 제1 위치는, 예를 들어, 핀 부재(11)의 선단면(11a)이 피접합물(60)을 접합하고 있을 때에, 숄더 부재(12)에 대해 가장 내방하는 위치(가장 상방으로 이동한 위치)라도 좋다.
제어 장치(130)는, 스텝(S1002)에서 취득한 핀 부재(11)의 선단면(11a)의 축선(Xr) 방향의 위치가 제1 위치에 도달하지 않았다고 판정한 경우(스텝(S1003)에서 No)에는, 핀 부재(11)의 선단면(11a)의 축선(Xr) 방향의 위치가 제1 위치에 도달하였다고 판정할 때까지, 스텝(S1002) 및 스텝(S1003)의 처리를 반복한다.
한편, 제어 장치(130)는, 스텝(S1002)에서 취득한 핀 부재(11)의 선단면(11a)의 축선(Xr) 방향의 위치가 제1 위치에 도달하였다고 판정한 경우(스텝(S1003)에서 Yes)에는, 스텝(S1004)의 처리를 실행한다.
스텝(S1004)에서는, 제어 장치(130)는, 핀 부재(11)의 이동 속도가 커지도록, 공구 구동기(53)(핀 구동기(531))를 동작시킨다. 구체적으로는, 제어 장치(130)는, 핀 부재(11)가 제1 위치에 도달한 후의 이동 속도가, 핀 부재(11)가 제1 위치에 도달할 때까지의 이동 속도보다 커지도록, 공구 구동기(53)(핀 구동기(531))를 동작시킨다. 상세하게는, 제어 장치(130)는, 공구 구동기(53)를 구성하는 서보 모터의 회전 속도를 크게 한다.
다음으로, 제어 장치(130)는, 위치 검출기(58)로부터 당해 위치 검출기(58)가 검출한 핀 부재(11)의 선단면(11a)의 축선(Xr) 방향의 위치 정보를 취득한다(스텝(S1005)). 이어서, 제어 장치(130)는, 스텝(S1005)에서 취득한 핀 부재(11)의 선단면(11a)의 축선(Xr) 방향의 위치가, 제2 위치에 도달하였는지 여부를 판정한다(스텝(S1006)).
여기서, 제2 위치는 미리 실험 등으로 설정할 수 있고, 예를 들어, 핀 부재(11)의 선단면(11a)이 가장 숄더 부재(12)에 대해 내방할 수 있는 위치(장치로서, 가장 상방으로 이동할 수 있는 위치)라도 좋다.
제어 장치(130)는, 스텝(S1005)에서 취득한 핀 부재(11)의 선단면(11a)의 축선(Xr) 방향의 위치가 제2 위치에 도달하지 않았다고 판정한 경우(스텝(S1006)에서 No)에는, 핀 부재(11)의 선단면(11a)의 축선(Xr) 방향의 위치가 제2 위치에 도달하였다고 판정할 때까지, 스텝(S1005) 및 스텝(S1006)의 처리를 반복한다.
한편, 제어 장치(130)는, 스텝(S1005)에서 취득한 핀 부재(11)의 선단면(11a)의 축선(Xr) 방향의 위치가 제2 위치에 도달하였다고 판정한 경우(스텝(S1006)에서 Yes)에는, 공구 구동기(53)(핀 구동기(531))를 정지시키고(스텝(S1007)), 스텝(S102) 또는 스텝(S12) 등의 처리를 실행한다.
이와 같이 구성된 본 실시예 3에 따른 복동식 마찰 교반 접합 시스템(100)에서도, 실시예 1에 따른 복동식 마찰 교반 접합 시스템(100)과 동일한 작용 효과를 나타낸다.
또한, 본 실시예 3에 따른 복동식 마찰 교반 접합 시스템(100)에서는, 제어 장치(130)가, 핀 부재(11)가 제1 위치에 도달한 후의 이동 속도가, 핀 부재(11)가 제1 위치에 도달할 때까지의 이동 속도보다 커지도록, 공구 구동기(53)(핀 구동기(531))를 동작시킨다.
다시 말해서, 제어 장치(130)는, 핀 부재(11)가 제1 위치에 도달할 때까지, 핀 부재(11)의 이동 속도가 작게 되도록 공구 구동기(53)(핀 구동기(531))를 동작시키고 있다. 이에 따라서, 핀 부재(11)에 큰 하중이 걸려서, 핀 부재(11)가 손상되는 것을 억제할 수 있다.
또한, 제어 장치(130)는, 핀 부재(11)가 제1 위치에 도달하면, 핀 부재(11)의 이동 속도를 크게 함으로써, 스텝(S101) 또는 스텝(S11)의 처리에 관한 시간을 단축할 수 있고, 나아가 숄더 부재(12)의 청소에 관한 시간을 단축할 수 있다.
(실시예 4)
본 실시예 4에 따른 복동식 마찰 교반 접합 시스템은, 실시예 1 ~ 3(변형예 포함) 중 어느 하나의 복동식 마찰 교반 접합 시스템에서, 청소 기구는 숄더 부재의 내부 공간을 삽통 가능하게 구성되어 있는 보조부와, 보조부를 축선을 따라 진퇴 이동 가능하게 구성되어 있는 작동부를 구비하는 보조 부재를 더 구비하고, 제어 장치는, (A)에서, 핀 부재의 선단면을 보조부의 선단에 맞닿게 하도록 로봇을 동작시키고, 작동부를 공구 구동기와 동기(synchronize; 同期)하여 동작시켜서, 보조부에 의해 핀 부재의 이동을 보조하면서, 핀 부재를 숄더 부재의 내방으로 몰입시킨다.
이하에서, 본 실시예 4에 따른 복동식 마찰 교반 접합 시스템의 일례에 대하여, 도 16 ~ 도 18을 참조하여 설명한다.
[복동식 마찰 교반 접합 시스템의 구성]
도 16은 본 실시예 4에 따른 복동식 마찰 교반 접합 시스템의 개략적인 구성을 도시하는 블록도이다.
도 16에 도시된 바와 같이, 본 실시예 4에 따른 복동식 마찰 교반 접합 시스템(100)은, 실시예 1에 따른 복동식 마찰 교반 접합 시스템(100)과 기본적인 구성은 동일하지만, 청소 기구(110)가 보조 부재(113)를 더 구비하는 점이 다르다. 여기서, 도 17을 참조하면서 보조 부재(113)의 구성에 대해 설명한다.
도 17은 도 16과 복동식 마찰 교반 접합 시스템에서 보조 부재의 개략적인 구성을 도시하는 모식도이다. 여기서, 도 17에서는 복동식 마찰 교반 접합 장치(101)의 일부분(핀 부재(11) 및 숄더 부재(12))만을 기재하고 있다. 또한, 도 17에서는, 복동식 마찰 교반 접합 장치(101)의 상하 방향을 도면의 상하 방향으로 나타내고 있다.
도 17에 도시된 바와 같이, 보조 부재(113)는, 숄더 부재(12)의 내부 공간을 삽통 가능하게 구성되어 있는 보조부(113A)와, 보조부(113A)를 축선(Xr)을 따라 진퇴 이동 가능하게 구성되어 있는 작동부(113B)를 구비하고 있다.
보조부(113A)는, 여기에서는, L 자 형상으로 형성되어 있고, 상하 방향으로 연장되는 막대 부분이 숄더 부재(12)의 내부 공간을 삽통 가능하게 구성되어 있다. 또한, 작동부(113B)는, 예를 들어, 직동 액츄에이터로 구성되어 있다. 직동 액츄에이터로는, 예를 들어, 에어 실린더 등을 사용할 수 있다.
[복동식 마찰 교반 접합 시스템의 동작 및 작용 효과]
본 실시예 4에 따른 복동식 마찰 교반 접합 시스템(100)의 동작은, 실시예 1 또는 2에 따른 복동식 마찰 교반 접합 시스템(100)의 동작과 기본적으로 동일하지만, 스텝(S101) 또는 스텝(S11)에서 동작이 도 18에 도시된 플로우에 따라 실행되는 점이 다르다.
도 18은 본 실시예 4에 따른 복동식 마찰 교반 접합 시스템의 동작의 일례를 도시하는 플로우 차트이다.
도 18에 도시된 바와 같이, 제어 장치(130)는, 스텝(S101) 또는 스텝(S11)에서, 먼저, 복동식 마찰 교반 접합 장치(101)를 유지하여, 당해 복동식 마찰 교반 접합 장치(101)의 핀 부재(11)의 선단면(하단면)(11a)이 보조 부재(113)의 보조부(113A)의 선단면(상단면)과 맞닿게 하도록, 로봇(120)을 동작시킨다(스텝(S1011)).
여기서, 작업자 및/또는 다른 로봇이, 보조부(113A)의 선단면이 핀 부재(11)의 선단면(11a)과 맞닿게 되도록, 보조 부재(113)를 배치하여도 좋다.
다음으로, 제어 장치(130)는, 핀 부재(11)가 숄더 부재(12)에 대해 내방으로 몰입하도록, 공구 구동기(53)(핀 구동기(531))를 동작시키고, 또한, 작동부(113B)를 공구 구동기(53)와 동기하여 동작시키고(스텝(S1012), 스텝(S102) 또는 스텝(S12) 등의 처리를 실행한다.
이에 따라서, 보조부(113A)에 의해, 핀 부재(11)의 이동을 보조할 수 있다.
이와 같이 구성된 본 실시예 4에 따른 복동식 마찰 교반 접합 시스템(100)에서도, 실시예 1에 따른 복동식 마찰 교반 접합 시스템(100)과 동일한 작용 효과를 나타낸다.
또한, 본 실시예 4에 따른 복동식 마찰 교반 접합 시스템(100)에서는, 제어 장치(130)가, 핀 부재(11)가 숄더 부재(12)에 대해 내방으로 몰입하도록, 공구 구동기(53)(핀 구동기(531))를 동작시키고, 또한, 작동부(113B)를 공구 구동기(53)와 동기하여 동작시키도록 구성되어 있다.
이에 따라서, 보조부(113A)에 의해, 핀 부재(11)의 이동을 보조할 수 있어, 핀 부재(11)의 손상을 억제할 수 있다. 또한, 핀 부재(11)의 이동을 보조함으로써, 핀 부재(11)의 이동 속도를 증가시킬 수 있고, 나아가 숄더 부재(12)의 청소에 관한 시간을 단축할 수 있다.
여기서, 제어 장치(130)는, 제3 실시예에 따른 복동식 마찰 교반 접합 시스템(100)과 마찬가지로, 핀 부재(11)가 제1 위치에 도달한 후의 이동 속도 쪽이, 핀 부재(11)가 제1 위치에 도달할 때까지의 이동 속도보다 커지도록, 공구 구동기(53)(핀 구동기(531))를 동작시켜도 좋다. 이 때, 제어 장치(130)는, 핀 부재(11)의 이동 속도에 동기하도록, 작동부(113B)를 동작시켜도 좋다.
(실시예 5)
본 실시예 5에 따른 복동식 마찰 교반 접합 시스템은, 실시예 1 ~ 3(변형예 포함) 중 어느 하나의 복동식 마찰 교반 접합 시스템에서, 청소 기구는, 숄더 부재의 내부 공간을 삽통 가능하게 구성되어 있는 보조부와, 보조부를 축선을 따라 진퇴 이동 가능하게 구성되어 작동부와, 작동부를 제어하는 제어부를 구비하는 보조 부재를 더 구비하고, 제어 장치는, (A)에서, 핀 부재의 선단면을 보조부의 선단에 맞닿게 하도록 로봇을 동작시키고, 핀 부재가 숄더 부재의 내방으로 몰입하도록 공구 구동기를 동작시키고, 제어부는, (A)에서, 작동부를 공구 구동기와 동기하여 동작시켜서, 핀 부재의 이동을 보조한다.
이하에서, 본 실시예 5에 따른 복동식 마찰 교반 접합 시스템의 일례에 대하여, 도 19 및 도 20을 참조하여 설명한다.
[복동식 마찰 교반 접합 시스템의 구성]
도 19는 본 실시예 5에 따른 복동식 마찰 교반 접합 시스템의 개략적인 구성을 도시하는 블록도이다.
도 19에 도시된 바와 같이, 본 실시예 5에 따른 복동식 마찰 교반 접합 시스템(100)은, 실시예 1에 따른 복동식 마찰 교반 접합 시스템(100)과 기본적인 구성은 동일하지만, 청소 기구(110)가 제어부(150)를 구비하는 보조 부재(113)를 더 구비하는 점이 다르다. 여기서, 보조 부재(113)의 구성은, 제어부(150)를 구비하는 것 이외는, 실시예 4에 따른 복동식 마찰 교반 접합 시스템(100)의 보조 부재(113)와 동일하게 구성되어 있기 때문에, 그 상세한 설명은 생략한다.
제어부(150)는 마이크로 프로세서, CPU 등의 연산기와, ROM, RAM 등의 기억기를 구비하고 있다. 기억기에는, 기본 프로그램, 각종 고정 데이터 등의 정보가 기억되어 있다. 연산기는, 기억기에 기억된 기본 프로그램 등의 소프트웨어를 읽어내어 실행함으로써, 보조 부재(113)의 각종 동작을 제어한다.
또한, 제어부(150)는 제어 장치(110)와 적절한 수단(예를 들어, 무선 LAN 등)에 의해, 통신 가능하게 구성되어 있다.
여기서, 제어부(150)는, 집중 제어하는 단독의 제어부(150)로 구성되어 있어도 좋고, 서로 협력하여 분산 제어하는 복수의 제어부(150)로 구성되어 있어도 좋다. 또한, 제어부(150)는 마이크로 컴퓨터로 구성되어 있어도 좋고, MPU, PLC(Programmable Logic Controller), 논리 회로 등으로 구성되어 있어도 좋다.
[복동식 마찰 교반 접합 시스템의 동작 및 작용 효과]
본 실시예 5에 따른 복동식 마찰 교반 접합 시스템(100)의 동작은, 실시예 1 또는 2에 따른 복동식 마찰 교반 접합 시스템(100)의 동작과 기본적으로 동일하지만, 스텝(S101) 또는 스텝(S11)에서 동작이, 도 20에 도시된 플로우에 따라 실행되는 점이 다르다.
도 20은 본 실시예 5에 따른 복동식 마찰 교반 접합 시스템의 동작의 일례를 도시하는 플로우 차트이다.
도 20에 도시된 바와 같이, 제어 장치(130)는, 스텝(S101) 또는 스텝(S11)에서, 먼저 복동식 마찰 교반 접합 장치(101)를 유지하여, 당해 복동식 마찰 교반 접합 장치(101)의 핀 부재(11)의 선단면(하단면)(11a)이 보조 부재(113)의 보조부(113A)의 선단면(상단면)과 맞닿게 하도록, 로봇(120)을 동작시킨다(스텝(S1011)).
여기서, 작업자 및/또는 다른 로봇이, 보조부(113A)의 선단면이 핀 부재(11)의 선단면(11a)과 맞닿게 되도록, 보조 부재(113)를 배치하여도 좋다.
다음으로, 제어 장치(130)는, 핀 부재(11)가 숄더 부재(12)에 대해 내방으로 몰입하도록, 공구 구동기(53)(핀 구동기(531))를 동작시키고, 제어부(150)는, 작동부(113B)를 공구 구동기(53)와 동기하여 동작시키고(스텝(S1012A)), 스텝(S102) 또는 스텝(S12) 등의 처리를 실행한다.
이에 따라서, 보조부(113A)에 의해, 핀 부재(11)의 이동을 보조할 수 있다.
이와 같이 구성된 본 실시예 5에 따른 복동식 마찰 교반 접합 시스템(100)에서도, 실시예 1에 따른 복동식 마찰 교반 접합 시스템(100)과 동일한 작용 효과를 나타낸다.
또한, 본 실시예 5에 따른 복동식 마찰 교반 접합 시스템(100)에서는, 제어 장치(130)가, 핀 부재(11)가 숄더 부재(12)에 대해 내방으로 몰입하도록, 공구 구동기(53)(핀 구동기(531))를 동작시키고, 또한, 제어부(150)는, 작동부(113B)를 공구 구동기(53)와 동기하여 동작시키도록 구성되어 있다.
이에 따라서, 보조부(113A)에 의해, 핀 부재(11)의 이동을 보조할 수 있고, 핀 부재(11)의 손상을 억제할 수 있다. 또한, 핀 부재(11)의 이동을 보조함으로써, 핀 부재(11)의 이동 속도를 증가시킬 수 있고, 나아가 숄더 부재(12)의 청소에 관한 시간을 단축할 수 있다.
(실시예 6)
본 실시예 6에 따른 복동식 마찰 교반 접합 시스템은 실시예 1 ~ 5(변형예 포함)에 따른 복동식 마찰 교반 접합 시스템에서, 제어 장치가, 핀 부재가 숄더 부재 선단부에 대해서 돌출하도록, 공구 구동기를 동작시키는 (D)와, 복동식 마찰 교반 접합 장치를 유지하여, 핀 부재의 외주면 및/또는 숄더 부재의 외주면이 드레싱 부재와 맞닿게 하도록, 로봇을 동작시키는 (E)를 더 실행하도록 구성되어 있다.
이하에서, 본 실시예 6에 따른 복동식 마찰 교반 접합 시스템의 일례에 대하여, 도 21을 참조하여 설명한다. 여기서, 본 실시예 6에 따른 복동식 마찰 교반 접합 시스템의 구성은, 실시예 1에 따른 복동식 마찰 교반 접합 시스템과 동일하므로, 그 상세한 설명을 생략한다.
[복동식 마찰 교반 접합 시스템의 동작 및 작용 효과]
도 21은 본 실시예 6에 따른 복동식 마찰 교반 접합 시스템의 동작의 일례를 도시하는 플로우 차트이다.
먼저, 작업자(조작자)가, 입력기(132)를 조작하여, 핀 부재(11) 및/또는 숄더 부재(12)의 청소(메인터넌스)를 수행하도록, 연산 처리기(131)에 지시 정보를 입력하는 경우, 또는, 복동식 마찰 교반 접합 장치(101)가 미리 설정되어 있는 소정의 횟수로, 마찰 교반 접합을 한 경우 등에, 제어 장치(130)의 연산 처리기(131)는, 기억기(133)에 저장되어 있는 프로그램을 읽어내어, 이하의 동작(처리)을 실행한다.
여기서, 작업자 등은 미리 클램프 부재(54)를 복동식 마찰 교반 접합 장치(101)로부터 분리하여도 좋다.
제어 장치(130)는, 핀 부재(11)가 숄더 부재(12)의 선단부에 대해 돌출되도록, 공구 구동기(53)(핀 구동기(531))를 구동시킨다(동작시킨다)(스텝(S201)). 이어서, 제어 장치(130)는, 제1 회전 구동기(57)를 동작시켜서(스텝(S202)), 핀 부재(11) 및 숄더 부재(12)를 회전시킨다.
다음으로, 제어 장치(130)는, 복동식 마찰 교반 접합 장치(101)를 유지하여, 청소 기구(110)의 드레싱 부재(111)가 핀 부재(11)의 외주면 및/또는 숄더 부재(12)의 외주면과 맞닿게 하도록, 로봇(120)을 동작시킨다(스텝(S203)).
이 때, 제어 장치(130)는, 드레싱 부재(111)가 축선(Xr)에 따라 진퇴하도록, 로봇(120)을 동작시켜도 좋다. 또한, 제어 장치(130)는, 핀 부재(11)의 외주면 및/또는 숄더 부재(12)의 외주면을 따라서 주회(周回)하도록, 로봇(120)을 동작시켜도 좋다.
또한, 제어 장치(130)는, 드레싱 부재(111)를 핀 부재(11)의 외주면 및 숄더 부재(12)의 외주면 중, 일방의 외주면과 맞닿게 한 후, 타방의 외주면과 맞닿게 하도록, 로봇(120)을 동작시켜도 좋다.
이에 따라서, 핀 부재(11)의 외주면 및/또는 숄더 부재(12)의 외주면에 부착되어 있는 피접합물(60)의 재료를 드레싱 부재(111)에 의해, 제거할 수 있다.
다음으로, 제어 장치(130)는, 드레싱 부재(111)를 핀 부재(11)의 외주면 및/또는 숄더 부재(12)의 외주면과 맞닿게 하고나서 경과한 시간을 시계기(134)로부터 취득한다(스텝(S204))). 이어서, 제어 장치(130)는, 스텝(S204))에서 취득한 시간이 미리 설정되어 있는 제3 시간을 경과하였는지 여부를 판정한다(스텝(S205))).
여기서, 제3 시간은 미리 실험 등에 의해 구할 수 있고, 예를 들어, 핀 부재(11)의 외주면 및/또는 숄더 부재(12)의 외주면에 부착되어 있는 피접합물(60)의 재료를 충분히 제거하는데 걸리는 시간이라도 좋다.
제어 장치(130)는, 스텝(S204)에서 취득한 시간이 제3 시간을 경과하지 않았다고 판정한 경우(스텝(S205)에서 No)에는, 스텝(S204)에서 취득한 시간이 제3 시간을 경과할 때까지, 스텝(S204) 및 스텝(S205)의 처리를 반복한다. 한편, 제어 장치(130)는, 스텝(S204)에서 취득한 시간이 제3 시간을 경과하였다고 판정한 경우(스텝(S205)에서 Yes)에는, 스텝(S206)의 처리를 실행한다.
스텝(S206)에서는, 제어 장치(130)는, 복동식 마찰 교반 접합 장치(101)를 미리 설정되어 있는 소정의 위치(복동식 마찰 교반 접합 장치(101)가 설치되어 있는 초기 위치)로 이동시키도록, 로봇(120)을 동작시킨다.
다음으로, 제어 장치(130)는, 핀 부재(11)의 선단면(11a)이 숄더 부재(12)의 선단면(12a)과 일치하도록, 공구 구동기(53)(핀 구동기(531))를 구동시킨다(스텝(S207)). 이어서, 제어 장치(130)는, 제1 회전 구동기(57)를 정지시키고(스텝(S208)), 본 프로그램을 종료한다.
이와 같이 구성된 본 실시예 6에 따른 복동식 마찰 교반 접합 시스템(100)에서는, 제어 장치(130)가, 핀 부재(11) 및 숄더 부재(12)를 회전시킨 상태에서, 드레싱 부재(111)가 핀 부재(11)의 외주면 및/또는 숄더 부재(12)의 외주면과 맞닿게 하도록, 로봇(120)을 동작시키도록 구성되어 있다.
이에 따라서, 핀 부재(11)의 외주면 및/또는 숄더 부재(12)의 외주면에 부착되어 있는 피접합물(60)의 재료를 드레싱 부재(111)에 의해 제거할 수 있다.
여기서, 본 실시예 6에 따른 복동식 마찰 교반 접합 시스템(100)에서는, 제어 장치(130)의 제어에 의해, 핀 부재(11)의 외주면 및/또는 숄더 부재(12)의 외주면의 청소를 수행하는 형태를 채용하였지만, 이에 한정되지 않는다. 제어 장치(130)가, 숄더 부재(12)의 내주면의 청소를 실행하기 전에, 또는 숄더 부재(12)의 내주면의 청소를 실행한 후에, 핀 부재(11)의 외주면 및/또는 숄더 부재(12)의 외주면 청소를 실행하는 형태를 채용하여도 좋다.
구체적으로는, 제어 장치(130)는, 스텝(S201), 스텝(S203) ~ 스텝(S205)의 처리를, 스텝(S102) 및 스텝(S103)의 처리의 사이, 또는 스텝(S105) 및 스텝(S106)의 처리의 사이에 실행하여도 좋다.
또한, 본 실시예 6에 따른 복동식 마찰 교반 접합 시스템(100)에서는, 제어 장치(130)가, 제1 회전 구동기(57)를 회전시키고, 핀 부재(11) 및 숄더 부재(12)를 회전시키는 형태를 채용하였지만, 이에 한정되지 않는다. 실시예 2와 마찬가지로, 청소 기구(110)가, 제2 회전 구동기(112)를 구비하고 있고, 제어 장치(130)가, 제2 회전 구동기(112)를 동작시켜서, 드레싱 부재(111)를 회전시키는 형태를 채용하여도 좋다.
또한, 드레싱 부재(111)가, 핀 부재(11)의 외주면과 숄더 부재(12)의 외주면과 맞닿게 되도록 형성되어 있어도 좋다. 여기서, 도 22는 드레싱 부재의 일례를 도시하는 모식도이다.
도 22에 도시된 바와 같이, 드레싱 부재(111)는 원통형의 통 부재(111A)와 솔 부재(111B)를 구비하고 있다. 솔 부재(111B)는, 통 부재(111A)의 내주면에 그 중심축을 향해서, 반경 방향으로 연장하도록 배치되어 있다. 여기서, 여기에서는, 통 부재(111A)를 원통형으로 형성하였지만, 이에 한정되지 않고, 통 부재(111A)는 통 형상으로 형성되어 있으면 좋고, 그 개구 형상은 임의이다.
[변형예 1]
다음으로, 본 실시예 6에 따른 복동식 마찰 교반 접합 시스템(100)의 변형예에 대하여, 도 23을 참조하여 설명한다.
본 실시예 6의 변형예 1의 복동식 마찰 교반 접합 시스템은, 제어 장치가, (E)에서, 청소 기구를 유지하여, 드레싱 부재가 핀 부재의 외주면 및/또는 숄더 부재의 외주면과 맞닿게 하도록, 로봇을 동작시키도록 구성되어 있다.
이하에서, 본 실시예 6의 변형예 1의 복동식 마찰 교반 접합 시스템의 일례에 대해 설명한다. 여기서, 본 실시예 6의 변형예 1의 복동식 마찰 교반 접합 시스템의 구성은, 실시예 1에 따른 복동식 마찰 교반 접합 시스템과 동일하므로, 그 상세한 설명을 생략한다.
도 23은 본 실시예 6의 변형예 1의 복동식 마찰 교반 접합 시스템의 동작의 일례를 도시하는 플로우 차트이다.
도 23에 도시된 바와 같이, 본 실시예 6의 변형예 1의 복동식 마찰 교반 접합 시스템(100)의 동작은, 실시예 6에 따른 복동식 마찰 교반 접합 시스템(100)의 동작과 기본적으로 동일하지만, 스텝(S203) 및 스텝(S206) 대신에 스텝(S203A) 및 스텝(S206A)이 실행되고 있는 점이 다르다.
구체적으로는, 제어 장치(130)는, 청소 기구(110)(드레싱 부재(111))를 유지하여, 청소 기구(110)의 드레싱 부재(111)가 핀 부재(11)의 외주면 및/또는 숄더 부재(12)의 외주면과 맞닿게 하도록, 로봇(120)을 동작시킨다(스텝(S203A)). 이 때, 복동식 마찰 교반 접합 장치(101)는 정치되어 있어도 좋고, 로봇(120)이 아닌 로봇에 파지되어 있어도 좋다.
다음으로, 제어 장치(130)는, 드레싱 부재(111)를 핀 부재(11)의 외주면 및/또는 숄더 부재(12)의 외주면과 맞닿게 하고나서 경과한 시간을 시계기(134)로부터 취득한다(스텝(S204)). 이어서, 제어 장치(130)는, 스텝(S204)에서 취득한 시간이 미리 설정되어 있는 제3 시간을 경과하였는지 여부를 판정한다(스텝(S205)).
다음으로, 제어 장치(130)는, 스텝(S204)에서 취득한 시간이 제3 시간을 경과하였다고 판정한 경우(스텝(S205)에서 Yes)에는, 청소 기구(110)를 미리 설정되어 있는 소정의 위치(청소 기구(110)가 설치되어 있는 초기 위치)로 이동시키도록, 로봇(120)을 동작시킨다(스텝(S206A)).
이와 같이 구성된 본 실시예 6의 변형예 1의 복동식 마찰 교반 접합 시스템(100)에서도, 실시예 6에 따른 복동식 마찰 교반 접합 시스템(100)과 동일한 작용 효과를 나타낸다.
여기서, 본 실시예 6의 변형예 1의 복동식 마찰 교반 접합 시스템(100)에서는, 제어 장치(130)가 제1 회전 구동기(57)를 회전시키고, 핀 부재(11) 및 숄더 부재(12)를 회전시키는 형태를 채용하였지만, 이에 한정되지 않는다. 실시예 2와 마찬가지로, 청소 기구(110)가 제2 회전 구동기(112)를 구비하고 있고, 제어 장치(130)가 제2 회전 구동기(112)를 동작시켜서, 드레싱 부재(111)를 회전시키는 형태를 채용하여도 좋다.
[변형예 2]
본 실시예 6의 변형예 2의 복동식 마찰 교반 접합 시스템은, 로봇이 복동식 마찰 교반 접합 장치를 유지한 상태에서, 축선 방향으로 요동 가능 또는 회동 가능하게 구성되어 있고, 제어 장치는, (E)에서, 복동식 마찰 교반 접합 장치를 유지하고, 당해 복동식 마찰 교반 접합 장치를 요동시키면서, 핀 부재의 외주면 및/또는 숄더 부재의 외주면이 드레싱 부재와 맞닿게 하도록, 로봇을 동작시키도록 구성되어 있다.
이하에서, 본 실시예 6의 변형예 2의 복동식 마찰 교반 접합 시스템의 일례에 대하여, 도 24를 참조하여 설명한다. 여기서, 본 실시예 6의 변형예 2의 복동식 마찰 교반 접합 시스템(100)은, 실시예 1의 변형예 2의 복동식 마찰 교반 접합 시스템(100)과 기본적인 구성은 동일하기 때문에, 그 상세한 설명은 생략한다.
[복동식 마찰 교반 접합 시스템의 동작 및 작용 효과]
도 24는 본 실시예 6의 변형예 2의 복동식 마찰 교반 접합 시스템의 동작의 일례를 도시하는 플로우 차트이다.
도 24에 도시된 바와 같이, 본 실시예 6의 변형예 2의 복동식 마찰 교반 접합 시스템(100)의 동작은 실시예 6에 따른 복동식 마찰 교반 접합 시스템(100)의 동작과 기본적으로 동일하지만, 스텝(S202) 및 스텝(S208)의 동작(처리)을 실행하지 않고, 또한, 스텝(S203) 및 스텝(S206) 대신에 스텝(S203B) 및 스텝(S206B)의 동작(처리)이 실행되는 점이 다르다.
구체적으로는, 제어 장치(130)는, 핀 부재(11)가 숄더 부재(12)의 선단부에 대해 돌출되도록, 공구 구동기(53)(핀 구동기(531))를 구동시킨다(동작시킨다)(스텝(S201)). 이어서, 제어 장치(130)는, 복동식 마찰 교반 접합 장치(101)를 유지하고, 당해 복동식 마찰 교반 접합 장치(101)를 요동 또는 회전시키면서, 청소 기구(110)의 드레싱 부재(111)가 핀 부재(11) 및/또는 숄더 부재(12)의 외주면과 맞닿게 하도록, 로봇(120)을 동작시킨다(스텝(S103B)).
이에 따라서, 핀 부재(11) 및/또는 숄더 부재(12)의 외주면에 부착되어 있는 피접합물(60)의 재료를 드레싱 부재(111)에 의해 제거할(깎아낼) 수 있다. 여기서, 드레싱 부재(111)로서, 절삭 공구를 이용하여도 좋다.
다음으로, 제어 장치(130)는, 드레싱 부재(111)를 핀 부재(11) 및/또는 숄더 부재(12)의 외주면과 맞닿게 하고나서 경과한 시간을 시계기(134)로부터 취득한다(스텝(S204)). 이어서, 제어 장치(130)는, 스텝(S204)에서 취득한 시간이 미리 설정되어 있는 제3 시간을 경과하였는지 여부를 판정한다(스텝(S205)).
제어 장치(130)는, 스텝(S204)에서 취득한 시간이 제3 시간을 경과하였다고 판정한 경우(스텝(S205)에서 Yes)에는, 스텝(S206B)의 처리를 실행한다.
텝(S206B)에서는, 제어 장치(130)는, 복동식 마찰 교반 접합 장치(101)의 요동 또는 회전을 정지시키고, 복동식 마찰 교반 접합 장치(101)를 미리 설정되어 있는 소정의 위치로 이동시키도록, 로봇(120)을 동작시킨다.
다음으로, 제어 장치(130)는, 핀 부재(11)의 선단면(11a)이 숄더 부재(12)의 선단면(12a)과 일치하도록, 공구 구동기(53)(핀 구동기(531))를 구동시키고(스텝(S207)), 본 프로그램을 종료한다.
이와 같이 구성된 본 실시예 6의 변형예 2의 복동식 마찰 교반 접합 시스템(100)에서도, 실시예 6에 따른 복동식 마찰 교반 접합 시스템(100)과 동일한 작용 효과를 나타낸다.
(실시예 7)
본 실시예 7에 따른 복동식 마찰 교반 접합 시스템은, 실시예 1 ~ 6(변형예 포함) 중 어느 하나의 복동식 마찰 교반 접합 시스템에서, 복동식 마찰 교반 접합 장치가, 원통형으로 형성되고, 핀 부재 및 숄더 부재가 내부에 삽관통되는 클램프 부재를 더 구비하고, 청소 기구가 드레싱 부재를 회전시키는 제2 회전 구동기를 더 구비하고, 제어 장치는, 핀 부재 및 숄더 부재가 클램프 부재의 내방으로 몰입하도록, 공구 구동기를 동작시키는 (F)와, 복동식 마찰 교반 접합 장치를 유지하여, 드레싱 부재가 클램프 부재의 내주면과 맞닿게 하도록, 로봇을 동작시키는 (G)를 더 실행하도록 구성되어 있다.
이하에서, 본 실시예 7에 따른 복동식 마찰 교반 접합 시스템의 일례에 대하여, 도 25 및 도 26을 참조하여 설명한다. 여기서, 본 실시예 7에 따른 복동식 마찰 교반 접합 시스템은, 실시예 2에 따른 복동식 마찰 교반 접합 시스템(100)과 기본적인 구성은 동일하지만, 복동식 마찰 교반 접합 장치(101)의 구성이 다르다.
[복동식 마찰 교반 접합 장치의 구성]
도 25은 본 실시예 7에 따른 복동식 마찰 교반 접합 시스템의 개략적인 구성을 도시하는 모식도이다. 여기서, 도 25에서는, 도면의 상하 방향을 복동식 마찰 교반 접합 장치의 상하 방향으로 나타내고 있다.
도 25에 도시된 바와 같이, 본 실시예 7에 따른 복동식 마찰 교반 접합 시스템(100)의 복동식 마찰 교반 접합 장치(101)는, 실시예 1에 따른 복동식 마찰 교반 접합 시스템(100)의 마찰 교반 접합 장치(101)와 기본적인 구성은 동일하지만, 공구 구동기(53)가, 핀 부재(11) 및 숄더 부재(12)를 고정 부재(54)에 대해서, 출몰시킬 수 있는 출몰 기구(533)를 더 구비하는 점이 다르다.
구체적으로는, 출몰 기구(533)는, 가동체(522)와 제1 회전 구동기(57)를 접속하도록 배치되어 있고, 직동 액츄에이터로 구성되어 있다. 직동 액츄에이터는, 예를 들어, 서보 모터와 랙 앤 피니언, 서보 모터와 볼 스크류 또는 에어 실린더 등으로 구성되어 있어도 좋다.
이에 따라서, 출몰 기구(533)가 동작함으로써, 핀 부재(11) 및 숄더 부재(12)는, 클램프 부재(54)에 대해 출몰(진퇴)할 수 있다.
[복동식 마찰 교반 접합 시스템의 동작 및 작용 효과]
도 26은 본 실시예 7에 따른 복동식 마찰 교반 접합 시스템의 동작의 일례를 도시하는 플로우 차트이다.
먼저, 작업자(조작자)가, 입력기(132)를 조작하여, 클램프 부재(54)의 청소(메인터넌스)를 수행하도록, 연산 처리기(131)에 지시 정보를 입력하는 경우, 또는, 복동식 마찰 교반 접합 장치(101)가 미리 설정되어 있는 소정의 횟수로, 마찰 교반 접합을 한 경우 등에, 제어 장치(130)의 연산 처리기(131)는, 기억기(133)에 저장되어 있는 프로그램을 읽어내어, 이하의 동작(처리)을 실행한다.
제어 장치(130)는, 핀 부재(11) 및 숄더 부재(12)가 고정 부재(54)에 대해 내방으로 몰입하도록, 공구 구동기(53)(출몰 기구(533))를 구동시킨다(동작시킨다)(스텝(S301)). 이어서, 제어 장치(130)는, 제2 회전 구동기(112)를 동작시키고(스텝(S302)), 드레싱 부재(111)를 회전시킨다.
다음으로, 제어 장치(130)는, 복동식 마찰 교반 접합 장치(101)를 유지하여, 청소 기구(110)의 드레싱 부재(111)가 클램프 부재(54)의 내주면과 맞닿게 하도록, 로봇(120)을 동작시킨다(스텝(S303)).
이 때, 제어 장치(130)는, 드레싱 부재(111)가 클램프 부재(54)의 내측 공간을 축선(Xr)을 따라 진퇴하도록, 로봇(120)을 동작시켜도 좋다. 여기서, 로봇(120)이 이미 복동식 마찰 교반 접합 장치(101)를 유지하고 있는 경우에는, 제어 장치(130)는, 청소 기구(110)의 드레싱 부재(111)가 클램프 부재(54)의 내주면과 맞닿게 하도록, 로봇(120)을 동작시킨다.
이에 따라서, 클램프 부재(54)의 내주면에 부착되어 있는 피접합물(60)의 재료를 드레싱 부재(111)에 의해 제거할 수 있다.
다음으로, 제어 장치(130), 드레싱 부재(111)를 클램프 부재(54)의 내주면과 맞닿게 하고나서 경과한 시간을 시계기(134)로부터 취득한다(스텝(S304)). 이어서, 제어 장치(130)는 스텝(S304)에서 취득한 시간이 미리 설정되어 있는 제4 시간을 경과하였는지 여부를 판정한다(스텝(S305)).
여기서, 제4 시간은 미리 실험 등에 의해 구할 수 있고, 예를 들어, 클램프 부재(54)의 내주면에 부착되어 있는 피접합물(60)의 재료를 충분히 제거하는데 걸리는 시간이라도 좋다.
제어 장치(130)는, 스텝(S304)에서 취득한 시간이 제4 시간을 경과하지 않는다고 판정한 경우(스텝(S305)에서 No)에는, 스텝(S304)에서 취득한 시간이 제4 시간을 경과할 때까지, 스텝(S304) 및 스텝(S305)의 처리를 반복한다. 한편, 제어 장치(130)는, 스텝(S304)에서 취득한 시간이 제4 시간을 경과하였다고 판정한 경우(스텝(S305)에서 Yes)에는, 스텝(S306)의 처리를 실행한다.
스텝(S306)에서는, 제어 장치(130)는, 복동식 마찰 교반 접합 장치(101)를 미리 설정되어 있는 소정의 위치(복동식 마찰 교반 접합 장치(101)가 설치되어 있는 초기 위치)로 이동시키도록, 로봇(120)을 동작시킨다.
다음으로, 제어 장치(130)는, 핀 부재(11)의 선단면(11a) 및 숄더 부재(12)의 선단면(12a)이 클램프 부재(54)의 선단면(54a)과 일치하도록, 공구 구동기(53)(출몰 기구(533))를 구동한다(스텝(S307)). 이어서, 제어 장치(130)는, 제2 회전 구동기(112)를 정지시키고(스텝(S308)), 본 프로그램을 종료한다.
이와 같이 구성된 본 실시예 7에 따른 복동식 마찰 교반 접합 시스템(100)에서는, 제어 장치(130)가, 드레싱 부재(111)를 회전시킨 상태에서, 드레싱 부재(111)가 클램프 부재(54)의 내주면과 맞닿게 하도록, 로봇(120)을 동작시키도록 구성되어 있다.
이에 따라서, 클램프 부재(54)의 내주면에 부착되어 있는 피접합물(60)의 재료를 드레싱 부재(111)에 의해 제거할 수 있다.
여기서, 본 실시예 7에 따른 복동식 마찰 교반 접합 시스템(100)에서는, 제어 장치(130)의 제어에 의해, 클램프 부재(54)의 내주면의 청소를 실행하는 형태를 채용하였지만, 이에 한정되지 않는다. 제어 장치(130)가, 숄더 부재(12)의 내주면의 청소를 실행하기 전에, 또는 숄더 부재(12)의 내주면의 청소를 실행한 후에, 클램프 부재(54)의 내주면의 청소를 실행하는 형태를 채용하여도 좋다.
또한, 제어 장치(130)는, 핀 부재(11)의 외주면 및/또는 숄더 부재(12)의 외주면의 청소를 실행하기 전에, 또는 핀 부재(11)의 외주면 및/또는 숄더 부재(12)의 외주면의 청소를 수행한 후에, 클램프 부재(54)의 내주면의 청소를 실행하는 형태를 채용하여도 좋다. 이 경우, 제어 장치(130)는, 숄더 부재(12)의 내주면의 청소를 실행하기 전에, 또는 숄더 부재(12)의 내주면의 청소를 실행한 후에, 핀 부재(11)의 외주면 및/또는 숄더 부재(12)의 외주면의 청소를 실행하고, 그 후, 클램프 부재(54)의 내주면의 청소를 실행하여도 좋다.
즉, 제어 장치(130)는, 숄더 부재(12)의 내주면의 청소와 핀 부재(11)의 외주면 및/또는 숄더 부재(12)의 외주면의 청소와, 클램프 부재(54)의 내주면의 청소를 실행하여도 좋고, 그 청소의 순서는, 임의로 수행하여도 좋다.
[변형예 1]
다음으로, 본 실시예 7에 따른 복동식 마찰 교반 접합 시스템(100)의 변형예에 대하여, 도 27을 참조하여 설명한다.
본 실시예 7의 변형예 1의 복동식 마찰 교반 접합 시스템은, 복동식 마찰 교반 접합 장치는, 원통형으로 형성되고, 핀 부재 및 숄더 부재가 내부에 삽통되는 클램프 부재를 더 구비하며, 청소 기구가 드레싱 부재를 회전시키는 제2 회전 구동기를 더 구비하고, 제어 장치는, 드레싱 부재가 회전하도록, 제2 회전 구동기를 동작시키는 (B1)과, 핀 부재 및 숄더 부재가 클램프 부재의 내방으로 몰입하도록, 공구 구동기를 동작시키는 (F)와, 청소 기구를 유지하여, 드레싱 부재가 클램프 부재의 내주면과 맞닿게 하도록, 로봇을 동작시키는 (G1)을 더 실행하도록 구성되어 있다.
이하에서, 본 실시예 7의 변형예 1의 복동식 마찰 교반 접합 시스템의 일례에 대해 설명한다. 여기서, 본 실시예 7의 변형예 1의 복동식 마찰 교반 접합 시스템의 구성은, 실시예 7에 따른 복동식 마찰 교반 접합 시스템과 동일하므로, 그 상세한 설명을 생략한다.
도 27은 본 실시예 7의 변형예 1의 복동식 마찰 교반 접합 시스템의 동작의 일례를 도시하는 플로우 차트이다.
도 27에 도시된 바와 같이, 본 실시예 7의 변형예 1의 복동식 마찰 교반 접합 시스템(100)의 동작은, 실시예 7에 따른 복동식 마찰 교반 접합 시스템(100)의 동작과 기본적으로 동일하지만, 스텝(S303) 및 스텝(S306) 대신에 스텝(S303A) 및 스텝(S306A)이 실행되고 있는 점이 다르다.
구체적으로는, 제어 장치(130)는, 청소 기구(110)(드레싱 부재(111))를 유지시키고, 청소 기구(110)의 드레싱 부재(111)가 클램프 부재(54)의 내주면과 맞닿게 하도록, 로봇(120)을 동작시킨다(스텝(S303A)).
다음으로, 제어 장치(130)는, 드레싱 부재(111)를 클램프 부재(54)의 내주면과 맞닿게 하고나서 경과한 시간을 시계기(134)로부터 취득한다(스텝(S304)). 이어서, 제어 장치(130)는 스텝(S304)에서 취득한 시간이 미리 설정되어 있는 제4 시간을 경과하였는지 여부를 판정한다(스텝(S305)).
다음으로, 제어 장치(130)는, 스텝(S304)에서 취득한 시간이 제4 시간을 경과하였다고 판정한 경우(스텝(S305)에서 Yes)에는, 청소 기구(110)를 미리 설정되어 있는 소정의 위치(청소 기구(110)가 설치되어 있는 초기 위치)로 이동시키도록, 로봇(120)을 동작시킨다(스텝(S306A)).
이와 같이 구성된 본 실시예 7의 변형예 1의 복동식 마찰 교반 접합 시스템(100)에서도, 실시예 7에 따른 복동식 마찰 교반 접합 시스템(100)과 동일한 작용 효과를 나타낸다.
[변형예 2]
본 실시예 7의 변형예 2의 복동식 마찰 교반 접합 시스템은, 로봇이 복동식 마찰 교반 접합 장치를 유지한 상태에서 축선 방향으로 요동 가능 또는 회동 가능하게 구성되어 있고, 제어 장치는, (G)에서, 복동식 마찰 교반 접합 장치를 유지하고, 당해 복동식 마찰 교반 접합 장치를 요동시키면서, 드레싱 부재가 클램프 부재의 내주면과 맞닿게 하도록, 로봇을 동작시키도록 구성되어 있다.
이하에서, 본 실시예 7의 변형예 2의 복동식 마찰 교반 접합 시스템의 일례에 대하여, 도 28을 참조하여 설명한다. 여기서, 본 실시예 7의 변형예 2의 복동식 마찰 교반 접합 시스템(100)은 실시예 1의 변형예 2의 복동식 마찰 교반 접합 시스템(100)과 기본적인 구성은 동일하기 때문에, 그 상세한 설명은 생략한다.
[복동식 마찰 교반 접합 시스템의 동작 및 작용 효과]
도 28은 본 실시예 7의 변형예 2의 복동식 마찰 교반 접합 시스템의 동작의 일례를 도시하는 플로우 차트이다.
도 28에 도시된 바와 같이, 본 실시예 7의 변형예 2의 복동식 마찰 교반 접합 시스템(100)의 동작은, 실시예 7에 따른 복동식 마찰 교반 접합 시스템(100)의 동작과 기본적으로 동일하지만, 스텝(S303) 및 스텝(S306) 대신에 스텝(S303B) 및 스텝(S306B)의 동작(처리)이 실행되는 점이 다르다.
구체적으로는, 제어 장치(130)는, 복동식 마찰 교반 접합 장치(101)를 유지하고, 당해 복동식 마찰 교반 접합 장치(101)를 요동 또는 회전시키면서, 청소 기구(110)의 드레싱 부재(111)가 클램프 부재(54)의 내주면과 맞닿게 하도록, 로봇(120)을 동작시킨다(스텝(S303B)).
이에 따라서, 클램프 부재(54)의 내주면에 부착되어 있는 피접합물(60)의 재료를 드레싱 부재(111)에 의해 제거할(깎아낼) 수 있다.
다음으로, 제어 장치(130)는, 드레싱 부재(111)를 클램프 부재(54)의 내주면과 맞닿게 하고나서 경과한 시간을 시계기(134)로부터 취득한다(스텝(S304)). 이어서, 제어 장치(130)는, 스텝(S304)에서 취득한 시간이 미리 설정되어 있는 제4 시간을 경과하였는지 여부를 판정한다(스텝(S305)).
제어 장치(130)는, 스텝(S304)에서 취득한 시간이 제4 시간을 경과하였다고 판정한 경우(스텝(S305)에서 Yes)에는, 스텝(S306B)의 처리를 실행한다.
스텝(S306B)에서는, 제어 장치(130)는, 복동식 마찰 교반 접합 장치(101)의 요동 또는 회전을 정지시키고, 복동식 마찰 교반 접합 장치(101)를 미리 설정되어 있는 소정의 위치로 이동시키도록, 로봇(120)을 동작시킨다.
다음으로, 제어 장치(130)는, 핀 부재(11)의 선단면(11a) 및 숄더 부재(12)의 선단면(12a)이 클램프 부재(54)의 선단면(54a)과 일치하도록 공구 구동기(53)(출몰 기구(533))를 구동한다(스텝(S307)). 이어서, 제어 장치(130)는, 제2 회전 구동기(112)를 정지시키고(스텝(S308)), 본 프로그램을 종료한다.
이와 같이 구성된 본 실시예 7의 변형예 2의 복동식 마찰 교반 접합 시스템(100)에서도, 실시예 7에 따른 복동식 마찰 교반 접합 시스템(100)과 동일한 작용 효과를 나타낸다.
(실시예 8)
본 실시예 8에 따른 복동식 마찰 교반 접합 시스템은, 복동식 마찰 교반 접합 장치와, 드레싱 부재를 구비하는 청소 기구와, 로봇과, 스톡 기구와, 제어 장치를 구비하고, 복동식 마찰 교반 접합 장치는, 원통형으로 형성되고, 축선 둘레의 회전과 상기 축선을 따르는 방향으로의 진퇴 이동이 가능하도록 구성되어 있는 핀 부재와, 원통형으로 형성되고, 핀 부재가 내부에 삽통되어 있으며, 축선 둘레의 회전과 상기 축선을 따르는 방향으로의 진퇴 이동이 가능하도록 구성되어 있는 숄더 부재와, 핀 부재 및 숄더 부재를 축선 둘레로 회전시키는 제1 회전 구동기와, 핀 부재 및 숄더 부재를 각각 축선을 따라 진퇴 이동시키는 공구 구동기를 구비하고, 청소 기구는 드레싱 부재를 회전시키는 제2 회전 구동기를 더 구비하고, 제어 장치는, 핀 부재 및/또는 숄더 부재를 분리하고, 축선이 연직 방향을 향하도록 핀 부재 및/또는 숄더 부재를 스톡 기구에 배치하도록, 로봇을 동작시키는 (H)와, 드레싱 부재가 회전하도록, 제2 회전 구동기를 동작시키는 (I)와, 청소 기구를 유지하여, 핀 부재의 외주면, 숄더 부재의 내주면 및 숄더 부재의 외주면 중 적어도 하나의 면과 맞닿게 하도록, 로봇을 동작시키는 (J)를 실행하도록 구성되어 있다.
이하에서, 본 실시예 8에 따른 복동식 마찰 교반 접합 시스템의 일례에 대하여, 도 29 ~ 도 31을 참조하여 상세하게 설명한다.
[복동식 마찰 교반 접합 시스템의 구성]
도 29는 본 실시예 8에 따른 복동식 마찰 교반 접합 시스템의 개략적인 구성을 도시하는 블록도이다.
도 29에 도시된 바와 같이, 본 실시예 8에 따른 복동식 마찰 교반 접합 시스템(100)은, 실시예 2에 따른 복동식 마찰 교반 접합 시스템(100)과 기본적인 구성은 같지만 스톡 기구(140)를 더 구비하는 점이 다르다.
[스톡 기구의 구성]
도 30은 도 29에 도시된 스톡 기구의 개략적인 구성을 도시하는 모식도이다. 여기서, 도 30에서는, 스톡 기구의 상하 방향을 도면의 상하 방향으로 나타내고 있다.
도 30에 도시된 바와 같이, 스톡 기구(140)는, 외통(71), 내통(72), 제1 뚜껑 부재(81) 및 제2 뚜껑 부재(82)를 구비하고 있다.
외통(71) 및 내통(72)은 각각 원통형으로 형성되어 있고, 각각의 하단면에는, 제1 뚜껑 부재(81) 및 제2 뚜껑 부재(82)가 배치되어 있다. 제1 뚜껑 부재(81)는 바닥면 등에 재치(載置)되어 있고, 제1 뚜껑 부재(81)의 상면에 제2 뚜껑 부재(82)가 재치되어 있다.
외통(71)과 내통(72) 사이의 통 형상의 공간에는, 탄성 부재(73)가 설치되어 있다. 구체적으로는, 탄성 부재(73)는 외통(71)의 내주면과 내통(72)의 외주면을 접속하도록 배치되어 있다. 탄성 부재 (73)는 복수 개소에 설치되어 있어도 좋다. 탄성 부재(73)로서는, 예를 들어, 스프링, 고무 등을 사용하여도 좋다.
이에 따라서, 숄더 부재(12)에 드레싱 부재(111)가 충돌한 경우 등에, 그 충격을 탄성 부재(73)를 통해 완화할 수 있다.
또한, 내통(72)의 내주면의 적소에는, 숄더 부재(12)의 위치 결정을 하기 위한 위치 결정 부재(74)가 설치되어 있다. 여기서, 도 30에서는, 숄더 부재(12)를 유지하도록 구성되어 있지만, 이에 한정되지 않고, 핀 부재(11) 또는 클램프 부재(54)를 유지하도록 구성되어 있어도 좋다.
[복동식 마찰 교반 접합 시스템의 동작 및 작용 효과]
도 31은 본 실시예 8에 따른 복동식 마찰 교반 접합 시스템의 동작의 일례를 도시하는 플로우 차트이다.
먼저, 작업자(조작자)가, 입력기(132)를 조작하여, 핀 부재(11) 및/또는 숄더 부재(12)의 청소(메인터넌스)를 수행하도록, 연산 처리기(131)에 지시 정보를 입력하는 경우, 또는, 복동식 마찰 교반 접합 장치(101)가 미리 설정되어 있는 소정의 횟수로, 마찰 교반 접합을 한 경우 등에, 제어 장치(130)의 연산 처리기(131)는, 기억기(133)에 저장되어 있는 프로그램을 읽어내어, 이하의 동작(처리)을 실행한다
제어 장치(130)는, 핀 부재(11) 및/또는 숄더 부재(12)를 복동식 마찰 교반 접합 장치(101)로부터 분리하고, 스톡 기구(140)에 재치하도록, 로봇(120)을 동작시킨다(스텝(S401)). 이 때, 제어 장치(130)는, 핀 부재(11)의 선단면(11a) 및/또는 숄더 부재(12)의 선단면(12a)이 상방에 위치하도록, 로봇(120)을 동작시킨다.
여기서, 작업자가, 핀 부재(11) 및/또는 숄더 부재(12)를 복동식 마찰 교반 접합 장치(101)에서 분리하고, 스톡 기구(140)에 재치하는 경우에는, 제어 장치(130)는 상기 스텝(S401)의 처리를 실행하지 않도록 구성되어 있다.
다음으로, 제어 장치(130)는 제2 회전 구동기(112)를 동작시켜서(스텝(S402)), 드레싱 부재(111)를 회전시킨다.
다음으로, 제어 장치(130)는, 청소 기구(110)를 유지하여, 청소 기구(110)의 드레싱 부재(111)가 핀 부재(11)의 외주면, 숄더 부재(12)의 내주면 및 숄더 부재(12)의 외주면 중 적어도 어느 하나의 면과 맞닿게 하도록, 로봇(120)을 동작시킨다(스텝(S403)).
이에 따라서, 핀 부재(11)의 외주면, 숄더 부재(12)의 내주면 및 숄더 부재(12)의 외주면 중 적어도 어느 하나의 면에 부착되어 있는 피접합물(60)의 재료를 드레싱 부재(111)에 의해, 제거할 수 있다.
다음으로, 제어 장치(130)는, 드레싱 부재(111)를 어느 하나의 면과 맞닿게 하고나서 경과한 시간을 시계기(134)로부터 취득한다(스텝(S404)). 이어서, 제어 장치(130)는 스텝(S404)에서 취득한 시간이 미리 설정되어 있는 제5 시간을 경과하였는지 여부를 판정한다(스텝(S405)).
여기에, 제5 시간은 미리 실험 등에 의해 구할 수 있고, 예를 들어, 어느 하나의 면에 부착되어 있는 피접합물(60)의 재료를 충분히 제거하는데 걸리는 시간이라도 좋다.
제어 장치(130)는, 스텝(S404)에서 취득한 시간이 제5 시간을 경과하지 않는다고 판정한 경우(스텝(S405)에서 No)에는, 스텝(S404)에서 취득한 시간이 제5 시간을 경과할 때까지 스텝(S404) 및 스텝(S405)의 처리를 반복한다. 한편, 제어 장치(130)는, 스텝(S404)에서 취득한 시간이 제5 시간을 경과하였다고 판정한 경우(스텝(S405)에서 Yes)에는, 스텝(S406)의 처리를 실행한다.
여기서, 제어 장치(130)는, 어느 하나의 면의 청소가 종료된 후(스텝(S405)에서 Yes)에, 다른 면의 청소를 실행하여도 좋다. 즉, 제어 장치(130)는, 핀 부재(11)의 외주면, 숄더 부재(12)의 내주면 및 숄더 부재(12)의 외주면 중 2 개의 면의 청소를 수행하도록 구성되어 있어도 좋고, 3 개의 면을 청소하도록 구성되어 있어도 좋다.
스텝(S406)에서는, 제어 장치(130)는, 청소 기구(110)를 미리 설정되어 있는 소정의 위치(청소 기구(110)가 설치되어 있는 초기 위치)로 이동시키도록, 로봇(120)을 동작시킨다.
다음으로, 제어 장치(130)는, 제2 회전 구동기(112)를 정지시키고(스텝(S407)), 본 프로그램을 종료한다.
이와 같이 구성된 본 실시예 8에 따른 복동식 마찰 교반 접합 시스템(100)에서는, 제어 장치(130)가, 드레싱 부재(111)를 회전시킨 상태에서, 드레싱 부재(111)가 핀 부재(11)의 외주면, 숄더 부재(12)의 내주면 및 숄더 부재(12)의 외주면 중 적어도 어느 하나의 면과 맞닿게 하도록, 로봇(120)을 동작시키도록 구성되어 있다.
이에 따라서, 핀 부재(11)의 외주면, 숄더 부재(12)의 내주면 및 숄더 부재(12)의 외주면 중 적어도 어느 하나의 면에 부착되어 있는 피접합물(60)의 재료를 드레싱 부재(111)에 의해 제거할 수 있다.
여기서, 본 실시예 8에 따른 복동식 마찰 교반 접합 시스템(100)에서는, 청소 기구(110)가 드레싱 부재(111)를 회전시키는 제2 회전 구동기(112)를 구비하는 형태를 채용하였지만, 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 로봇(120)의 선단부에 드레싱 부재(111)를 회전시키는 회전 구동기를 설치하는 형태를 채용하여도 좋다.
또한, 본 실시예 8에 따른 복동식 마찰 교반 접합 시스템(100)에서는, 클램프 부재(54)를 구비하는 형태를 채용하였지만, 이에 한정되지 않고, 클램프 부재(54)를 구비하지 않는 형태를 채용하여도 좋다.
(실시예 9)
본 실시예 9에 따른 복동식 마찰 교반 접합 시스템은, 실시예 8에 따른 복동식 마찰 교반 접합 시스템에서, 복동식 마찰 교반 접합 장치가, 원통형으로 형성되고, 핀 부재 및 숄더 부재가 내부에 삽통되는 클램프 부재를 더 구비하고, 제어 장치는, (H)에서, 클램프 부재를 분리하고, 축선이 연직 방향을 향하도록 클램프 부재를 스톡 기구에 배치하도록, 로봇을 동작시키고, (J)에서, 청소 기구를 유지하여, 클램프 부재의 내주면과 맞닿게 하도록, 로봇을 동작시키도록 구성되어 있다.
이하에서, 본 실시예 9에 따른 복동식 마찰 교반 접합 시스템의 일례에 대하여, 도 32를 참조하여 설명한다. 여기서, 본 실시예 9에 따른 복동식 마찰 교반 접합 시스템의 구성은 실시예 8에 따른 복동식 마찰 교반 접합 시스템과 동일하므로, 그 상세한 설명을 생략한다.
도 32는 본 실시예 9에 따른 복동식 마찰 교반 접합 시스템의 동작의 일례를 도시하는 플로우 차트이다.
먼저, 작업자(조작자)가, 입력기(132)를 조작하여, 클램프 부재(54)의 청소(메인터넌스)를 수행하도록, 연산 처리기(131)에 지시 정보를 입력하는 경우, 또는, 복동식 마찰 교반 접합 장치(101)가 미리 설정되어 있는 소정의 횟수로, 마찰 교반 접합을 한 경우 등에, 제어 장치(130)의 연산 처리기(131)는, 기억기(133)에 저장되어 있는 프로그램을 읽어내어, 이하의 동작(처리)을 실행한다.
제어 장치(130)는, 클램프 부재(54)를 복동식 마찰 교반 접합 장치(101)에서 분리하고, 스톡 기구(140)에 재치하도록, 로봇(120)을 동작시킨다(스텝(S501)). 이 때, 제어 장치(130)는 클램프 부재(54)의 선단면(54a)이 상방에 위치하도록, 로봇(120)을 동작시킨다.
여기서, 작업자가, 클램프 부재(54)를 복동식 마찰 교반 접합 장치(101)에서 분리하고, 스톡 기구(140)에 재치하는 경우에는, 제어 장치(130)는, 상기 스텝(S501)의 처리를 실행하지 않도록 구성되어 있다.
다음으로, 제어 장치(130)는 제2 회전 구동기(112)를 동작시켜서(스텝(S502)), 드레싱 부재(111)를 회전시킨다.
다음으로, 제어 장치(130)는, 청소 기구(110)를 유지하여, 청소 기구(110)의 드레싱 부재(111)가 클램프 부재(54)의 내주면과 맞닿게 하도록, 로봇(120)을 동작시킨다(스텝(S503)).
이에 따라서, 클램프 부재(54)의 내주면에 부착되어 있는 피접합물(60)의 재료를 드레싱 부재(111)에 의해 제거할 수 있다.
다음으로, 제어 장치(130)는, 드레싱 부재(111)를 클램프 부재(54)의 내주면과 맞닿게 하고나서 경과한 시간을 시계기(134)로부터 취득한다(스텝(S504)). 이어서, 제어 장치(130)는, 스텝(S504)에서 취득한 시간이 미리 설정되어 있는 제6 시간을 경과하였는지 여부를 판정한다(스텝(S505)).
여기에서, 제6 시간은 미리 실험 등에 의해 구할 수 있고, 예를 들어, 클램프 부재(54)의 내주면에 부착되어 있는 피접합물(60)의 재료를 충분히 제거하는데 걸리는 시간이라도 좋다.
제어 장치(130)는, 스텝(S504)에서 취득한 시간이 제6 시간을 경과하지 않았다고 판정한 경우(스텝(S505)에서 No)에는, 스텝(S504)에서 취득한 시간이 제6 시간을 경과할 때까지 스텝(S504) 및 스텝(S505)의 처리를 반복한다. 한편, 제어 장치(130)는 스텝(S504)에서 취득한 시간이 제6 시간을 경과하였다고 판정한 경우(스텝(S505)에서 Yes)는 스텝(S506)의 처리를 실행한다.
스텝(S506)에서는, 제어 장치(130)는 청소 기구(110)를 미리 설정되어 있는 소정의 위치(청소 기구(110)가 설치되어 있는 초기 위치)로 이동시키도록, 로봇(120)을 동작시킨다.
다음으로, 제어 장치(130)는 제2 회전 구동기(112)를 정지시키고(스텝(S507), 본 프로그램을 종료한다.
이와 같이 구성된 본 실시예 9에 따른 복동식 마찰 교반 접합 시스템(100)에서는, 제어 장치(130)가, 드레싱 부재(111)를 회전시킨 상태에서, 드레싱 부재(111)가 클램프 부재(54)의 내주면과 맞닿게 하도록, 로봇(120)을 동작시키도록 구성되어 있다.
이에 따라서, 클램프 부재(54)의 내주면에 부착되어 있는 피접합물(60)의 재료를 드레싱 부재(111)에 의해 제거할 수 있다.
여기서, 본 실시예 9에 따른 복동식 마찰 교반 접합 시스템(100)에서는, 제어 장치(130)의 제어에 의해, 클램프 부재(54)의 내주면의 청소를 실행하는 형태를 채용하였지만, 이에 한정되지 않는다. 제어 장치(130)가, 숄더 부재(12)의 내주면의 청소를 실행하기 전에 또는 숄더 부재(12)의 내주면의 청소를 실행한 후에, 클램프 부재(54)의 내주면의 청소를 실행하는 형태를 채용하여도 좋다.
또한, 제어 장치(130)는, 핀 부재(11)의 외주면 및/또는 숄더 부재(12)의 외주면의 청소를 실행하기 전에, 또는 핀 부재(11)의 외주면 및/또는 숄더 부재(12)의 외주면의 청소를 실행한 후에, 클램프 부재(54)의 내주면의 청소를 실행하는 형태를 채용하여도 좋다. 이 경우, 제어 장치(130)는, 숄더 부재(12)의 내주면의 청소를 실행하기 전에, 또는 숄더 부재(12)의 내주면이 청소를 실행한 후에, 핀 부재(11)의 외주면 및/또는 숄더 부재(12)의 외주면의 청소를 실행하고, 그 후, 클램프 부재(54)의 내주면의 청소를 실행하여도 좋다.
즉, 제어 장치(130)는, 숄더 부재(12)의 내주면의 청소와, 핀 부재(11)의 외주면 및/또는 숄더 부재(12)의 외주면의 청소와, 클램프 부재(54)의 내주면의 청소를 실행하여도 좋고, 그 청소의 순서는 임의로 수행하여도 좋다.
상기 설명으로부터, 당업자에게 본 발명의 많은 개량 및 다른 실시예가 분명할 것이다. 따라서, 상기 설명은 예시로서만 해석되어야 하며, 본 발명을 실행하는 최선의 형태를 당업자에게 교시할 목적으로 제공된 것이다. 본 발명을 벗어나지 않고 그 구조 및/또는 기능의 상세를 실질적으로 변경할 수 있다.
본 발명의 복동식 마찰 교반 접합 시스템 및 그 운전 방법은 간단한 구성에 의해, 복동식 마찰 교반 접합 장치를 청소할 수 있으므로 유용하다.
11: 핀 부재
11a: 선단면
12: 숄더 부재
12a: 선단면
21a: 제1 링크
21b: 제2 링크
21c: 제3 링크
21d: 제4 링크
21e: 제5 링크
21f: 제6 링크
22: 엔드 이펙터
25: 기대
41: 클램프 구동기
51: 접합 툴
52: 접합 툴 고정부
53: 공구 구동기
54: 클램프 부재
54a: 선단면
55: C 형 프레임
56: 받침 부재
56a: 지지면
57: 제1 회전 구동기
58: 위치 검출기
60: 피접합물
61: 제1 부재
62: 제2 부재
71: 외통
72: 내통
73: 탄성 부재
74: 위치 결정 부재
81: 제1 뚜껑 부재
82: 제2 뚜껑 부재
100: 복동식 마찰 교반 접합 시스템
101: 복동식 마찰 교반 접합 장치
110: 청소 기구
111: 드레싱 부재
111A: 통 부재
111B: 솔 부재
112: 제2 회전 구동기
112A: 제2 회전 구동기
112B: 제2 회전 구동기
113: 보조 부재
113A: 보조부
113B: 작동부
120: 로봇
130: 제어 장치
131: 연산 처리기
132: 입력기
133: 기억기
134: 시계기
140: 스톡 기구
150: 제어부
200: 기대
201: 베이스 부재
211A: 절삭 공구
211B: 와이어 브러시
212A: 척 장치
212B: 척 장치
213A: 기어
213B: 기어
214A: 축 부재
214B: 축 부재
215A: 판 부재
215B: 판 부재
216A: 이너 커버 부재
216B: 이너 커버 부재
217A: 고정 부재
217B: 고정 부재
218A: 아우터 커버 부재
218B: 아우터 커버 부재
219: 직동 액츄에이터
220: 탄성 부재
221: 고정 부재
300: 에어 블로우 장치
301: 에어 블로우 건
302: 에어 공급기
303: 배관
304: 개폐 밸브
521: 회전체
522: 가동체
531: 핀 구동기
532: 숄더 구동기
533: 출몰 기구
JT1: 제1 관절
JT2: 제2 관절
JT3: 제3 관절
JT4: 제4 관절
JT5: 제5 관절
JT6: 제6 관절
P1: 화살표
P2: 화살표
P3: 화살표
Xr: 축

Claims (35)

  1. 복동식 마찰 교반 접합 장치와,
    드레싱 부재를 구비하는 청소 기구와,
    로봇과,
    제어 장치를 구비하고,
    상기 복동식 마찰 교반 접합 장치는,
    원기둥형으로 형성되고, 축선 둘레의 회전과 상기 축선을 따르는 방향으로의 진퇴 이동이 가능하도록 구성되어 있는 핀 부재와,
    원통형으로 형성되고, 상기 핀 부재가 내부에 삽통되며, 상기 축선 둘레의 회전과 상기 축선을 따르는 방향으로의 진퇴 이동이 가능하도록 구성되어 있는 숄더 부재와,
    상기 핀 부재 및 상기 숄더 부재를 각각 상기 축선 둘레로 회전시키는 제1 회전 구동기와,
    상기 핀 부재 및 상기 숄더 부재를 각각 상기 축선을 따라 진퇴 이동시키는 공구 구동기를 구비하고,
    상기 제어 장치는, 상기 핀 부재가 상기 숄더 부재의 내방으로 몰입하도록, 상기 공구 구동기를 동작시키는 (A)와, 상기 숄더 부재가 회전하도록, 상기 제1 회전 구동기를 동작시키는 (B)와, 상기 복동식 마찰 교반 접합 장치를 유지하여, 상기 드레싱 부재가 상기 숄더 부재의 내주면과 맞닿게 하도록, 상기 로봇을 동작시키는 (C)를 실행하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 복동식 마찰 교반 접합 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 청소 기구는 상기 드레싱 부재를 회전시키는 제2 회전 구동기를 더 구비하고,
    상기 제어 장치는, 상기 핀 부재가 상기 숄더 부재의 내방에 몰입하도록, 상기 공구 구동기를 동작시키는 (A)와, 상기 드레싱 부재가 회전하도록, 상기 제2 회전 구동기를 동작시키는 (B1)과, 상기 복동식 마찰 교반 접합 장치를 유지하여, 상기 드레싱 부재가 상기 숄더 부재의 내주면과 맞닿게 하도록, 상기 로봇을 동작시키는 (C)를 실행하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 복동식 마찰 교반 접합 시스템.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 제어 장치는, 상기 (C)에서, 상기 청소 기구를 유지하여, 상기 드레싱 부재가 상기 숄더 부재의 내주면과 맞닿게 하도록, 상기 로봇을 동작시키는 것을 특징으로 하는 복동식 마찰 교반 접합 시스템.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 로봇은, 상기 복동식 마찰 교반 접합 장치를 유지한 상태에서, 상기 축선 방향으로 요동 가능 또는 회동 가능하게 구성되어 있고,
    상기 제어 장치는, 상기 (C)에서, 상기 복동식 마찰 교반 접합 장치를 유지하고, 당해 복동식 마찰 교반 접합 장치를 요동시키면서, 상기 드레싱 부재가 상기 숄더 부재의 내주면과 맞닿게 하도록, 상기 로봇을 동작시키도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 복동식 마찰 교반 접합 시스템.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 드레싱 부재는 절삭 공구 및 와이어 브러시 중 어느 하나 이상으로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 복동식 마찰 교반 접합 시스템.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제어 장치는. 상기 (C)에서, 상기 절삭 공구가 상기 숄더 부재의 내주면과 맞닿게 하도록, 상기 로봇을 동작시키는 (C1)과, 상기 와이어 브러시가 상기 숄더 부재의 내주면과 맞닿게 하도록, 상기 로봇을 동작시키는 (C2)를 실행하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 복동식 마찰 교반 접합 시스템.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 청소 기구는 에어 블로우 장치를 더 구비하고,
    상기 제어 장치는, 상기 (C)에서, 상기 (C1)을 실행하기 전에, 상기 절삭 공구를 향해 에어를 불어내도록, 상기 에어 블로우 장치를 동작시키는 (C0)을 실행하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 복동식 마찰 교반 접합 시스템.
  8. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 제어 장치는, 상기 핀 부재가 상기 숄더 부재의 선단부에 대해 돌출하도록, 상기 공구 구동기를 동작시키는 (D)와, 상기 핀 부재 및 상기 숄더 부재 중 어느 하나 이상이 회전하도록, 상기 제1 회전 구동기를 동작시키는 (B2)와, 상기 복동식 마찰 교반 접합 장치를 유지하여, 상기 핀 부재의 외주면 및 상기 숄더 부재의 외주면 중 어느 하나 이상이 상기 드레싱 부재 맞닿게 하도록, 상기 로봇을 동작시키는 (E)를 실행하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 복동식 마찰 교반 접합 시스템.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 제어 장치는, 상기 (E)에서, 상기 청소 기구를 유지하여, 상기 드레싱 부재가 상기 핀 부재의 외주면 및 상기 숄더 부재의 외주면 중 어느 하나 이상과 맞닿게 하도록, 상기 로봇을 동작시키는 것을 특징으로 하는 복동식 마찰 교반 접합 시스템.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 로봇은, 상기 복동식 마찰 교반 접합 장치를 유지한 상태에서, 상기 축선 방향으로 요동 가능 또는 회동 가능하게 구성되어 있고,
    상기 제어 장치는, 상기 (E)에서, 상기 복동식 마찰 교반 접합 장치를 유지하고, 당해 복동식 마찰 교반 접합 장치를 요동시키면서, 상기 핀 부재의 외주면 및 상기 숄더 부재의 외주면 중 어느 하나 이상이 상기 드레싱 부재와 맞닿게 하도록, 상기 로봇을 동작시키도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 복동식 마찰 교반 접합 시스템.
  11. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 복동식 마찰 교반 접합 장치는, 원통형으로 형성되고, 상기 핀 부재 및 상기 숄더 부재가 내부에 삽통되는 클램프 부재를 더 구비하고,
    상기 청소 기구는 상기 드레싱 부재를 회전시키는 제2 회전 구동기를 더 구비하고,
    상기 제어 장치는, 상기 드레싱 부재가 회전하도록, 상기 제2 회전 구동기를 동작시키는 (B1)과, 상기 핀 부재 및 상기 숄더 부재가 상기 클램프 부재의 내방으로 몰입하도록, 상기 공구 구동기를 동작시키는 (F)와, 상기 복동식 마찰 교반 접합 장치를 유지하여, 상기 드레싱 부재가 상기 클램프 부재의 내주면과 맞닿게 하도록, 상기 로봇을 동작시키는 (G)를 실행하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 복동식 마찰 교반 접합 시스템.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 로봇은, 상기 복동식 마찰 교반 접합 장치를 유지한 상태에서, 상기 축선 방향으로 요동 가능 또는 회동 가능하게 구성되어 있고,
    상기 제어 장치는, 상기 (G)에서, 상기 복동식 마찰 교반 접합 장치를 유지하고, 당해 복동식 마찰 교반 접합 장치를 요동시키면서, 상기 드레싱 부재가 상기 클램프 부재의 내주면과 맞닿게 하도록, 상기 로봇을 동작시키도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 복동식 마찰 교반 접합 시스템.
  13. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 복동식 마찰 교반 접합 장치는, 원통형으로 형성되고, 상기 핀 부재 및 상기 숄더 부재가 내부에 삽통되는 클램프 부재를 더 구비하고,
    상기 청소 기구는 상기 드레싱 부재를 회전시키는 제2 회전 구동기를 더 구비하고,
    상기 제어 장치는, 상기 드레싱 부재가 회전하도록, 상기 제2 회전 구동기를 동작시키는 (B1)과, 상기 핀 부재 및 상기 숄더 부재가 상기 클램프 부재의 내방으로 몰입하도록, 상기 공구 구동기를 동작시키는 (F)와, 상기 청소 기구를 유지하여, 상기 드레싱 부재가 상기 클램프 부재의 내주면과 맞닿게 하도록, 상기 로봇을 동작시키는 (G1)를 더 실행하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 복동식 마찰 교반 접합 시스템.
  14. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 제어 장치는, 상기 (A)에서, 상기 핀 부재의 선단면이 미리 설정되어 있는 제1 위치까지 이동하도록, 상기 공구 구동기를 동작시키는 (A1)과, 상기 (A1)의 후에, 당해 (A1)보다 큰 속도로 상기 핀 부재의 선단면이 미리 설정되어 있는 제2 위치까지 이동하도록, 상기 공구 구동기를 동작시키는 (A2)를 실행하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 복동식 마찰 교반 접합 시스템.
  15. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 청소 기구는, 상기 숄더 부재의 내부 공간을 삽통 가능하게 구성되어 있는 보조부와, 상기 보조부를 상기 축선을 따라 진퇴 이동 가능하게 구성되어 있는 작동부를 구비하는 보조 부재를 더 구비하고,
    상기 제어 장치는, 상기 (A)에서, 상기 핀 부재의 선단면을 상기 보조부의 선단에 맞닿게 하도록 상기 로봇을 동작시키고, 상기 작동부를 상기 공구 구동기와 동기하여 동작시켜셔, 상기 보조부에 의해 상기 핀 부재의 이동을 보조하게 하면서, 상기 핀 부재를 상기 숄더 부재의 내방으로 몰입시키는 것을 특징으로 하는 복동식 마찰 교반 접합 시스템.
  16. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 청소 기구는, 상기 숄더 부재의 내부 공간을 삽통 가능하게 구성되어 있는 보조부와, 상기 보조부를 상기 축선을 따라 진퇴 이동 가능하게 구성되어 있는 작동부와, 상기 작동부를 제어하는 제어부를 구비하는 보조 부재를 더 구비하고,
    상기 제어 장치는, 상기 (A)에서, 상기 핀 부재의 선단면을 상기 보조부의 선단에 맞닿게 하도록, 상기 로봇을 동작시키고, 상기 핀 부재가 상기 숄더 부재의 내방으로 몰입하도록, 상기 공구 구동기를 동작시키고,
    상기 제어부는, 상기 (A)에서, 상기 작동부를 상기 공구 구동기와 동기하여 동작시켜서, 상기 핀 부재의 이동을 보조하게 하는 것을 특징으로 하는 복동식 마찰 교반 접합 시스템.
  17. 복동식 마찰 교반 접합 장치와,
    드레싱 부재를 구비하는 청소 기구와,
    로봇과,
    스톡 기구와,
    제어 장치를 구비하고,
    상기 복동식 마찰 교반 접합 장치는,
    원기둥형으로 형성되고, 축선 둘레의 회전과 상기 축선을 따르는 방향으로의 진퇴 이동이 가능하도록 구성되어 있는 핀 부재와,
    원통형으로 형성되고, 상기 핀 부재가 내부에 삽통되며, 상기 축선 둘레의 회전과 상기 축선을 따르는 방향으로의 진퇴 이동이 가능하도록 구성되어 있는 숄더 부재와,
    상기 핀 부재 및 상기 숄더 부재를 상기 축선 둘레로 회전시키는 제1 회전 구동기와,
    상기 핀 부재 및 상기 숄더 부재를 각각 상기 축선을 따라 진퇴 이동시키는 공구 구동기를 구비하고,
    상기 청소 기구는 상기 드레싱 부재를 회전시키는 제2 회전 구동기를 더 구비하고,
    상기 제어 장치는, 상기 핀 부재 및 상기 숄더 부재 중 어느 하나 이상을 분리하고, 상기 축선이 연직 방향을 향하도록 상기 핀 부재 및 상기 숄더 부재 중 어느 하나 이상을 상기 스톡 기구에 배치하도록, 상기 로봇을 동작시키는 (H)와, 상기 드레싱 부재가 회전하도록, 상기 제2 회전 구동기를 동작시키는 (I)와, 상기 청소 기구를 유지하여, 상기 핀 부재의 외주면, 상기 숄더 부재의 내주면 및 상기 숄더 부재의 외주면 중 적어도 하나의 면과 맞닿게 하도록, 상기 로봇을 동작시키는 (J)를 실행하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 복동식 마찰 교반 접합 시스템.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 복동식 마찰 교반 접합 장치는, 원통형으로 형성되고, 상기 핀 부재 및 상기 숄더 부재가 내부에 삽통되는 클램프 부재를 더 구비하고,
    상기 제어 장치는, 상기 (H)에서, 상기 클램프 부재를 분리하고, 상기 축선이 연직 방향을 향하도록 상기 클램프 부재를 상기 스톡 기구에 배치하도록, 상기 로봇을 동작시키고, 상기 (J)에서, 상기 청소 기구를 유지하여, 상기 클램프 부재의 내주면과 맞닿게 하도록, 상기 로봇을 동작시키도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 복동식 마찰 교반 접합 시스템.
  19. 복동식 마찰 교반 접합 시스템의 운전 방법으로서,
    상기 복동식 마찰 교반 접합 시스템은, 복동식 마찰 교반 접합 장치와, 드레싱 부재를 구비하는 청소 기구와, 로봇을 구비하고,
    상기 복동식 마찰 교반 접합 장치는,
    원기둥형으로 형성되고, 축선 둘레의 회전과 상기 축선을 따르는 방향으로의 진퇴 이동이 가능하도록 구성되어 있는 핀 부재와,
    원통형으로 형성되고, 상기 핀 부재가 내부에 삽통되며, 상기 축선 둘레의 회전과 상기 축선을 따르는 방향으로의 진퇴 이동이 가능하도록 구성되어 있는 숄더 부재와,
    상기 핀 부재 및 상기 숄더 부재를 각각 상기 축선 둘레로 회전시키는 제1 회전 구동기와,
    상기 핀 부재 및 상기 숄더 부재를 각각 상기 축선을 따라 진퇴 이동시키는 공구 구동기를 구비하고,
    상기 핀 부재를 상기 숄더 부재의 내방으로 몰입시키도록, 상기 공구 구동기가 동작하는 (A)와,
    상기 숄더 부재가 회전하도록, 상기 제1 회전 구동기가 동작하는 (B)와,
    상기 복동식 마찰 교반 접합 장치를 유지하여, 상기 드레싱 부재가 상기 숄더 부재의 내주면과 맞닿게 하도록, 상기 로봇이 동작하는 (C)를 구비하는 것을 특징으로 하는 복동식 마찰 교반 접합 시스템의 운전 방법.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 청소 기구는 상기 드레싱 부재를 회전시키는 제2 회전 구동기를 더 구비하고,
    상기 핀 부재를 상기 숄더 부재의 내방에 몰입시키도록, 상기 공구 구동기가 동작하는 (A)와,
    상기 드레싱 부재가 회전하도록, 상기 제2 회전 구동기가 동작하는 (B1)과,
    상기 복동식 마찰 교반 접합 장치를 유지하여, 상기 드레싱 부재가 상기 숄더 부재의 내주면과 맞닿게 하도록, 상기 로봇이 동작하는 (C)를 구비하는 것을 특징으로 하는 복동식 마찰 교반 접합 시스템의 운전 방법.
  21. 제19항 또는 제20항에 있어서,
    상기 (C)에서, 상기 청소 기구를 유지하여, 상기 드레싱 부재가 상기 숄더 부재의 내주면과 맞닿게 하도록, 상기 로봇이 동작하는 것을 특징으로 하는 복동식 마찰 교반 접합 시스템의 운전 방법.
  22. 제19항 또는 제20항에 있어서,
    상기 로봇은, 상기 복동식 마찰 교반 접합 장치를 유지한 상태에서, 상기 축선 방향으로 요동 가능 또는 회동 가능하게 구성되어 있고,
    상기 (C)에서, 상기 복동식 마찰 교반 접합 장치를 유지하고, 당해 복동식 마찰 교반 접합 장치를 요동시키면서, 상기 드레싱 부재가 상기 숄더 부재의 내주면과 맞닿게 하도록, 상기 로봇이 동작하는 것을 특징으로 하는 복동식 마찰 교반 접합 시스템의 운전 방법.
  23. 제19항 또는 제20항에 있어서,
    상기 드레싱 부재는 절삭 공구 및 와이어 브러시 중 어느 하나 이상으로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 복동식 마찰 교반 접합 시스템의 운전 방법.
  24. 제23항에 있어서,
    상기 (C)는, 상기 절삭 공구가 상기 숄더 부재의 내주면과 맞도게 하도록, 상기 로봇을 동작시키는 (C1)과, 상기 와이어 브러시가 상기 숄더 부재의 내주면과 맞닿게 하도록, 상기 로봇을 동작시키는 (C2)를 구비하는 것을 특징으로 하는 복동식 마찰 교반 접합 시스템의 운전 방법.
  25. 제24항에 있어서,
    상기 청소 기구는 에어 블로우 장치를 더 구비하고,
    상기 (C)는, 상기 (C1)을 실행하기 전에, 상기 절삭 공구를 향해 에어를 불어내도록, 상기 에어 블로우 장치를 동작시키는 (C0)을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 복동식 마찰 교반 접합 시스템의 운전 방법.
  26. 제19항 또는 제20항에 있어서,
    상기 핀 부재를 상기 숄더 부재의 선단부에 대해 돌출시키도록, 상기 공구 구동기가 동작하는 (D)와,
    상기 핀 부재 및 상기 숄더 부재 중 어느 하나 이상이 회전하도록, 상기 제1 회전 구동기가 동작하는 (B2)와,
    상기 복동식 마찰 교반 접합 장치를 유지하여, 상기 핀 부재의 외주면 및 상기 숄더 부재의 외주면 중 어느 하나 이상이 상기 드레싱 부재와 맞닿게 하도록, 상기 로봇이 동작하는 (E)를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 복동식 마찰 교반 접합 시스템의 운전 방법.
  27. 제26항에 있어서,
    상기 (E)에서, 상기 청소 기구를 유지하여, 상기 드레싱 부재가 상기 핀 부재의 외주면 및 상기 숄더 부재의 외주면 중 어느 하나 이상과 맞닿게 하도록, 상기 로봇이 동작하는 것을 특징으로 하는 복동식 마찰 교반 접합 시스템의 운전 방법.
  28. 제26항에 있어서,
    상기 로봇은, 상기 복동식 마찰 교반 접합 장치를 유지한 상태에서, 상기 축선 방향으로 요동 가능 또는 회동 가능하게 구성되어 있고,
    상기 (E)에서, 상기 복동식 마찰 교반 접합 장치를 유지하고, 당해 복동식 마찰 교반 접합 장치를 요동시키면서, 상기 핀 부재의 외주면 및 상기 숄더 부재의 외주면 중 어느 하나 이상이 상기 드레싱 부재와 맞닿게 하도록, 상기 로봇이 동작하는 것을 특징으로 하는 복동식 마찰 교반 접합 시스템의 운전 방법.
  29. 제19항 또는 제20항에 있어서,
    상기 복동식 마찰 교반 접합 장치는, 원통형으로 형성되고, 상기 핀 부재 및 상기 숄더 부재가 내부에 삽통되는 클램프 부재를 더 구비하고,
    상기 청소 기구는 상기 드레싱 부재를 회전시키는 제2 회전 구동기를 더 구비하고,
    상기 드레싱 부재가 회전하도록, 상기 제2 회전 구동기가 동작하는 (B1)과,
    상기 핀 부재 및 상기 숄더 부재가 상기 클램프 부재의 내방으로 몰입하도록, 상기 공구 구동기가 동작하는 (F)와,
    상기 복동식 마찰 교반 접합 장치를 유지하여, 상기 드레싱 부재가 상기 클램프 부재의 내주면과 맞닿게 하도록, 상기 로봇이 동작하는 (G)를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 복동식 마찰 교반 접합 시스템의 운전 방법.
  30. 제29항에 있어서,
    상기 로봇은, 상기 복동식 마찰 교반 접합 장치를 유지한 상태에서, 상기 축선 방향으로 요동 가능 또는 회동 가능하게 구성되어 있고,
    상기 (G)에서, 상기 복동식 마찰 교반 접합 장치를 유지하고, 당해 복동식 마찰 교반 접합 장치를 요동시키면서, 상기 드레싱 부재가 상기 클램프 부재의 내주면과 맞닿게 하도록, 상기 로봇이 동작하는 것을 특징으로 하는 복동식 마찰 교반 접합 시스템의 운전 방법.
  31. 제19항 또는 제20항에 있어서,
    상기 복동식 마찰 교반 접합 장치는, 원통형으로 형성되고, 상기 핀 부재 및 상기 숄더 부재가 내부에 삽통되는 클램프 부재를 더 구비하고,
    상기 청소 기구는 상기 드레싱 부재를 회전시키는 제2 회전 구동기를 더 구비하고,
    상기 드레싱 부재가 회전하도록, 상기 제2 회전 구동기가 동작하는 (B1)과,
    상기 핀 부재 및 상기 숄더 부재가 상기 클램프 부재의 내방으로 몰입하도록, 상기 공구 구동기가 동작하는 (F)와,
    상기 청소 기구를 유지하여, 상기 드레싱 부재가 상기 클램프 부재의 내주면과 맞닿게 하도록, 상기 로봇이 동작하는 (G1)를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 복동식 마찰 교반 접합 시스템의 운전 방법.
  32. 제19항 또는 제20항에 있어서,
    상기 (A)는, 상기 핀 부재의 선단면이 미리 설정되어 있는 제1 위치까지 이동하도록, 상기 공구 구동기가 동작하는 (A1)과, 상기 (A1)의 후에, 당해 (A1)보다 큰 속도로 상기 핀 부재의 선단면이 미리 설정되어 있는 제2 위치까지 이동하도록, 상기 공구 구동기가 동작하는 (A2)를 구비하는 것을 특징으로 하는 복동식 마찰 교반 접합 시스템의 운전 방법.
  33. 제19항 또는 제20항에 있어서,
    상기 청소 기구는, 상기 숄더 부재의 내부 공간을 삽통 가능하게 구성되어 있는 보조부와, 상기 보조부를 상기 축선을 따라 진퇴 이동 가능하게 구성되어 있는 작동부를 구비하는 보조 부재를 더 구비하고,
    상기 (A)에서, 상기 핀 부재의 선단면을 상기 보조부의 선단에 맞닿게 하도록, 상기 로봇이 동작하고, 상기 작동부가 상기 공구 구동기와 동기하여 동작하여서, 상기 보조부에 의해 상기 핀 부재의 이동을 보조하면서, 상기 핀 부재를 상기 숄더 부재의 내방으로 몰입시키는 것을 특징으로 하는 복동식 마찰 교반 접합 시스템의 운전 방법.
  34. 복동식 마찰 교반 접합 시스템의 운전 방법으로서,
    상기 복동식 마찰 교반 접합 시스템은, 복동식 마찰 교반 접합 장치와, 드레싱 부재를 구비하는 청소 기구와, 로봇과, 스톡 기구를 구비하고,
    상기 복동식 마찰 교반 접합 장치는,
    원기둥형으로 형성되고, 축선 둘레의 회전과 상기 축선을 따르는 방향으로의 진퇴 이동이 가능하도록 구성되어 있는 핀 부재와,
    원통형으로 형성되고, 상기 핀 부재가 내부에 삽통되며, 상기 축선 둘레의 회전과 상기 축선을 따르는 방향으로의 진퇴 이동이 가능하도록 구성되어 있는 숄더 부재와,
    상기 핀 부재 및 상기 숄더 부재를 상기 축선 둘레로 회전시키는 제1 회전 구동기와,
    상기 핀 부재 및 상기 숄더 부재를 각각 상기 축선을 따라 진퇴 이동시키는 공구 구동기를 구비하고,
    상기 청소 기구는 상기 드레싱 부재를 회전시키는 제2 회전 구동기를 더 구비하고,
    상기 핀 부재 및 상기 숄더 부재 중 어느 하나 이상을 분리하고, 상기 축선이 연직 방향을 향하도록, 상기 핀 부재 및 상기 숄더 부재 중 어느 하나 이상을 상기 스톡 기구에 배치하도록 상기 로봇이 동작하는 (H)와,
    상기 드레싱 부재가 회전하도록, 상기 제2 회전 구동기가 동작하는 (I)와,
    상기 청소 기구를 유지하여, 상기 핀 부재의 외주면, 상기 숄더 부재의 내주면 및 상기 숄더 부재의 외주면 중 적어도 하나의 면과 맞닿게 하도록, 상기 로봇이 동작하는 (J)를 구비하는 것을 특징으로 하는 복동식 마찰 교반 접합 시스템의 운전 방법.
  35. 제34항에 있어서,
    상기 복동식 마찰 교반 접합 장치는, 원통형으로 형성되고, 상기 핀 부재 및 상기 숄더 부재가 내부에 삽통되는 클램프 부재를 더 구비하고,
    상기 (H)에서, 상기 클램프 부재를 분리하고, 상기 축선이 연직 방향을 향하도록, 상기 클램프 부재를 상기 스톡 기구에 배치하도록, 상기 로봇이 동작하고,
    상기 (J)에서, 상기 청소 기구를 유지하여, 상기 클램프 부재의 내주면과 맞닿게 하도록, 상기 로봇이 동작하는 것을 특징으로 하는 복동식 마찰 교반 접합 시스템의 운전 방법.
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