KR20010049423A - 구조체 제작방법 및 구조체 제작장치 - Google Patents

구조체 제작방법 및 구조체 제작장치 Download PDF

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KR20010049423A
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Abstract

본 발명은 마찰교반접합 가공장치에 있어서, 접합부의 중심위치를 검출하는 광학센서에 대한 칩의 침입을 방지하는 장치를 제공하는 것이다.
마찰교반접합장치(1a)는 테이블상에 고정되는 피마찰교반접합부재(20, 30)와, 테이블(5)에 대하여 화살표(A)방향으로 상대이동하는 접합헤드(200)를 가진다. 회전공구(10)는 마찰교반가공을 실시하여 접합비드(50)를 형성한다. 센서(210)는 광빔(212)을 투사하여 부재의 가장자리부(24, 34)를 감지하여 접합부의 중심에 접합헤드(200)를 이동제어한다. 회전공구(10)의 버르제거용 커터(12)는 버르를 절삭하여 칩(60)을 형성한다. 에어노즐로부터 분사되는 에어제트(J)는 커버(230)로부터 바깥쪽으로 토출되어 칩(60)의 센서(210)에 대한 침입을 방지한다. 본 발명은 접합부의 중심위치를 감지하는 센서(210)로 칩이 침입하는 것이 방지될 수 있는 마찰교반접합장치를 제공한다.

Description

구조체 제작방법 및 구조체 제작장치{A MANUFACTURING METHOD OF A STRUCTURE BODY AND A MANUFACTURING APPARATUS OF A STRUCTURE BODY}
본 발명은 구조체 제작방법 및 구조체 제작장치, 및 구조체용 마찰교반접합방법 및 구조체용 마찰교반접합장치에 관한 것이다.
끝단부에 볼록부(raised portion)를 가지는 2개의 피마찰교반접합부재를 맞대어 볼록부측으로부터 회전공구를 삽입하여 마찰교반접합을 행하고 있다. 이러한 마찰교반접합에 있어서, 2개의 피마찰교반접합부재사이에는 간극(gap)이 있으며, 2개의 피마찰교반접합부재의 두께의 감소를 보충하게 된다.
마찰교반접합후, 2개의 피마찰교반접합부재의 볼록부가 불필요한 경우에는, 볼록부를 절삭 또는 제거하여 절삭 또는 제거된 볼록부와 피마찰교반접합부재의 바깥면을 평활하게 형성한다. 이 기술은 일본국 특개평 09-309164호 공보(EP0797043A2)에 개시되어 있다.
또한, 회전공구의 반경방향에 커터를 설치한 것이 있다. 작은 지름부는 접합부내로 삽입되며, 회전공구의 큰 지름부와 작은 지름부사이에 형성된 경계는 피마찰교반접합부재에 접한다.
커터는 상기 경계로부터 회전공구의 큰 지름부측으로 돌출되어 있다. 이 커터는 마찰교반접합에 의해 생긴 버르(burr)를 절삭 또는 제거할 수 있다. 이 기술은 일본국 특개평 10-71477호 공보(USP 5794835, EP 0810055A1)에 개시되어 있다.
또한, 회전공구와 커터를 별개로 마련하고, 커터로서 엔드밀을 사용하는 것이 있다. 이 기술은 일본국 특개평 10-175089호에 나타나 있다.
끝단부에 볼록부를 가지는 피접합부재를 마찰교반접합하면, 접합부에 버르가 발생한다. 또한 피마찰교반접합부재의 볼록부가 남는다. 이 볼록부측을 구조체의 바깥면으로 하는 경우에는 이 볼록부를 절삭하여 제외할 필요가 있다.
따라서, 회전공구에 커터를 부착하여, 접합하면서 여분의 볼록부와 버르를 절삭할 필요가 있다.
절삭에 의해, 칩(chip)이 발생한다. 이 칩으로 인해 양호한 마찰교반접합을 행하는 것이 곤란하게 된다.
이 이유에 관하여 설명한다. 회전공구의 진행방향의 앞쪽에는 광학적으로 피마찰교반접합부재의 볼록부를 감지하는 광학광학센서를 설치하고 있다. 이 광학광학센서는 2개의 피마찰교반접합부재의 볼록부의 폭을 검출하여 그 중심에 회전공구를 위치시키는 것이다. 또한, 광학광학센서는 피마찰교반접합부재의 볼록부의 높이를 검출하여 회전공구의 피마찰교반접합부재로의 삽입량을 적정하게 결정할 수 있다.
이 광학광학센서의 감지범위에 칩이 들어가면, 정확히 감지할 수 없게 된다.
또한, 회전공구의 전방부 및 후방부에는 롤러가 설치되어 있으며, 이 롤러는 피마찰교반접합부재의 볼록부 또는 볼록부 근방의 피마찰교반접합부재를 베드(bed)에 가압하게 된다. 주로 회전공구의 후방부에 칩이 쌓이기 때문에, 후방부의 롤러가 칩을 누른다. 이 때문에 칩에 의해 피마찰교반접합부재가 손상된다.
도 1은 본 발명에 따른 구조체용 마찰교반접합장치의 측면도,
도 2는 도 1의 구조체용 마찰교반접합장치의 요부측면도,
도 3은 도 2의 구조체용 마찰교반접합장치의 평면도,
도 4는 회전공구와 피마찰교반접합부재의 관계를 나타내는 설명도,
도 5는 회전공구와 피마찰교반접합부재의 관계를 나타내는 설명도,
도 6a는 회전공구의 일 구성을 나타내는 설명도,
도 6b는 회전공구의 다른 구성을 나타내는 설명도,
도 7a는 회전공구와 피마찰교반접합부재의 마찰교반접합부의 관계를 나타내는 설명도,
도 7b는 피마찰교반접합부재의 마찰교반접합부를 나타내는 설명도,
도 7c는 피마찰교반접합부재의 마찰교반접합부의 관계를 나타내는 설명도,
도 7d는 피마찰교반접합부재의 마찰교반접합부의 관계를 나타내는 설명도,
도 8은 본 발명에 따른 구조체 제작방법 및 구조체 제작장치, 및 구조체용 마찰교반접합방법 및 구조체용 마찰교반접합장치의 다른 실시예를 나타내는 측면도,
도 9는 본 발명에 따른 구조체 제작방법 및 구조체 제작장치, 및 구조체용 마찰교반접합방법 및 구조체용 마찰교반접합장치의 또다른 실시예를 나타내는 측면도,
도 10은 본 발명에 따른 구조체 제작방법 및 구조체 제작장치, 및 구조체용 마찰교반접합방법 및 구조체용 마찰교반접합장치의 또다른 실시예를 나타내는 측면도,
도 11은 본 발명에 따른 구조체 제작방법 및 구조체 제작장치, 및 구조체용 마찰교반접합방법 및 구조체용 마찰교반접합장치의 또다른 실시예를 나타내는 측면도이다.
본 발명의 목적은 양호한 구조체를 얻을 수 있는 구조체 제작방법 및 구조체 제작장치, 그리고 구조체용 마찰교반접합방법 및 구조체용 마찰교반접합장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 작은 볼록부를 가지는 구조체를 얻을 수 있는 구조체 제작방법 및 구조체 제작장치, 그리고 구조체용 마찰교반접합방법 및 구조체용 마찰교반접합장치를 제공하는 것이다.
상기한 목적은, 후방부를 향하는 이동방향의 전방부측으로부터 또는 이동방향에 대해 측면방향으로부터 에어(air)를 절삭수단과 감지수단사이에 흘려보냄으로써 달성된다.
또한, 상기한 목적은 구조체의 볼록부의 폭보다 더 큰 회전반경을 가지는 커터를 사용함으로써 달성된다.
상기한 목적은, 접합부와 함께 절삭수단을 상대이동시키고, 이동방향의 후방부내의 상기 접합부를 감지하는 감지수단에 의해 상기 절삭수단을 유도하여 상기 접합부를 절삭하는 구조체 제작방법에 있어서, 상기 절삭수단과 상기 감지수단사이에, 상기 이동방향의 전방부로부터 후방부로 또는 측면방향으로부터 상기 이동방향을 향해 에어를 흘려보냄으로써 달성된다.
상기한 목적은, 진행방향의 후방의 접합부를 감지하는 감지수단에 의해 절삭수단을 유도하고 상기 접합부를 절삭하는 구조체 제작방법에 있어서, 상기 감지수단으로부터 상기 감지수단의 후방부를 향하는 상기 진행방향의 전방부측으로부터 상기 감지수단의 후방부를 향하는 방향으로 에어를 흘려보냄으로써 달성된다.
상기한 목적은, 피접합부재를 고정하는 베드; 버르 제거 마찰교반접합용 절삭수단을 구비한 회전공구와, 상기 회전공구에 대해 진행방향의 전방부에 마련되어 상기 접합부의 중심부를 감지하는 감지수단을 포함하여 이루어지며, 상기 베드에 대해 상대이동시킴으로써 상기 부재를 마찰교반접합시키는 접합헤드; 상기 감지수단의 하우징을 커버하기 위한 커버; 및 상기 커버에 대해 에어 제트를 분사하기 위한 에어노즐을 포함하여 이루어지는 구조체용 마찰교반접합장치에 의해 달성될 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 구조체의 제작방법 및 구조체의 제작장치, 및 구조체용 마찰교반접합방법 및 구조체용 마찰교반접합장치의 측면도이다.
전체를 참조부호 1a로 나타낸 구조체용 마찰교반접합장치는 2개의 피마찰교반접합부재(20, 30)가 얹어 놓여지는 테이블(5)을 포함하며, 접합헤드(200)는 이 접합헤드(200)의 전방부에 마련된 제 1 가압롤러유닛(110)과 접합헤드(200)의 후방부에 마련된 제 2 가압롤러유닛(120)과 함께 테이블(5)에 대하여 화살표(A)방향으로 상대이동한다.
제 1 가압롤러유닛(110)은 접합헤드(200)에 대하여 진행방향의 전방부에 배치되어, 회전롤러(112)가 피마찰교반접합부재(20, 30)의 미접합의 볼록부(22, 32)의 상면을 누른다.
제 1 가압롤러유닛(110)은 에어노즐(air nozzle; 114)을 가지며, 이 에어노즐(114)은 마찰교반접합부의 이물질을 제거할 수 있다. 또한, 제 1 가압롤러유닛(110)은 롤러(112)의 구름면(rolling face)의 이물질을 제거할 수 있다. 에어노즐(114)의 에어제트(air jet) 분사방향은 이동방향(A)의 전방방향이다. 또한, 에어노즐(114)의 에어제트 분사방향은 이동방향에 대해 측면부이다.
제 2 가압롤러유닛(120)은 접합헤드(200)의 진행방향의 후방부에 배치되어, 회전롤러(122)가 접합비드(joining bead; 50)의 상면을 누른다. 제 2 가압롤러유닛(120)도 에어노즐(124)을 가지며, 이 에어노즐(114)은 마찰교반접합동안에 발생한 칩 등을 제거할 수 있다. 또한, 제 2 가압롤러유닛(120)은 롤러(112)의 구름면의 이물질을 제거할 수 있다. 에어노즐(114)의 에어제트 분사방향은 이동방향(A)의 전방방향이다. 또한, 에어노즐(114)의 에어제트 분사방향은 이동방향에 대해 측면부이다.
도 2는 구조체용 마찰교반접합장치의 접합헤드를 나타내는 측면도이며, 도 3은 구조체용 마찰교반접합장치의 접합비드를 나타내는 평면도이다.
전체를 부호 1a로 나타낸 마찰교반접합장치의 접합헤드(200)는 테이블(5)에 대하여 화살표(A)방향으로 상대이동함과 동시에 진행방향과 직교하는 방향(B) 및 높이방향(C)으로 이동제어된다.
테이블(5)상에는, 제 1 피마찰교반접합부재(20)와 제 2 피마찰교반접합부재(30)가 그 접합끝단면을 접촉하여 또는 근접하여 설치되어 있다. 제 1 피마찰교반접합부재(20)는 접합용 볼록부(22)를 가지며, 제 2 피마찰교반접합부재(30)도 접합용 볼록부(32)를 가진다.
접합헤드(200)는 회전공구(10)와 광학센서(210)를 포함하여 이루어진다. 회전공구(10)는 화살표(R)방향으로 회전하면서 화살표(A)방향으로 이동하며, 피마찰교반접합부재(20, 30)의 접합부에 마찰교반접합을 실시하여 접합비드(joining bead; 50)를 형성한다.
회전공구(10)는 버르제거용 커터(12)를 가지며, 이 커터(12)는 마찰교반접합동안에 발생하는 버르등을 절삭하여, 칩(60)으로서 접합비드(50)상으로부터 버르를 제거한다.
접합헤드(200)상에 마련된 광학광학센서(210)는 박스형태의 하우징(housing)을 가지며, 커버(230)에 의해 둘러싸인다. 커버(230)는 광학광학센서(210)의 한쪽 측면과 회전공구(10)에 대향하는 전면을 덮는다.
접합헤드(200)의 하우징의 회전공구(10)와 대향측의 위치에는, 에어노즐(240)이 설치된다.
광학센서(210)는 광빔(212)을 피마찰교반접합부재(20, 30)의 상면에 투사하여 피마찰교반접합부재(20, 30)의 볼록부(22, 32)의 가장자리부(24, 34)의 위치를 광학적으로 감지한다.
이 광학센서(210)의 정보에 의거하여, 접합헤드(200)는 화살표(B)방향으로 이동제어되고, 회전공구(10)의 중심은 피마찰교반접합부재(20, 30)의 볼록부(22, 32)의 양 가장자리부(24, 34)의 중심을 따라 안내된다.
또한, 광학센서(210)는 피마찰교반접합부재(20, 30)의 볼록부(22, 32)의 정상(apex)의 높이 위치를 감지한다. 이에 의하여, 접합헤드 또는 가공헤드(200)는 화살표(C)방향으로 이동제어되어, 회전공구(10)의 삽입량을 소정값으로 결정한다.
회전공구(10)는 버르제거용 커터(12)를 가지며, 이 커터(12)는 마찰교반접합동안에 발생하는 버르를 절삭하여 버르를 칩(60)으로 바꾼다. 또한, 볼록부(22, 32)의 정상측은 절삭되고, 절삭된 물질은 칩(60)으로 바뀐다. 회전공구(10)의 원심력에 의하여 칩(60)은 테이블(5)의 주변부로 비산된다.
커버(230)의 전면판(232)은 접합헤드(200)의 진행방향(A)과 평행한 측면판(231)에 대하여 둔각의 절곡각(fold angle; α)으로 접어 구부려져 광학센서(210)의 하우징의 전방측을 덮는다. 전면판(232)은 이동방향에 대해 경사져 있다.
전면판(232)의 근방에 마련된 측면판(231)을 향하는 방향으로 에어노즐로부터 에어제트(J)가 분사된다. 에어노즐의 분사포트(injection port)의 높이 위치는 볼록부(32)에 근접되어 있다.
커버(230)의 측면(231)으로 향하는 에어제트(J)는 측면판(232)을 따라 화살표(F)방향으로 편향되고, 칩(60)은 커버(230)의 개방측부로 비산된다. 따라서, 커버(230)내로 들어간 칩(60)은 배출된다. 이동방향의 측부에서는, 측면판이 없기 때문에, 커버(230)내로 들어간 칩(60)은 쉽게 배출될 수 있다.
광학센서(210)의 하우징의 후방부에 설치된 에어노즐(240)로부터 분사되는 에어제트(J)는 커버(230)의 전면판(232)의 하면에 형성된 간극(G)으로부터 분출하여 커버(230)에 들어가고자 하는 칩(60)을 제거한다. 에어제트(J)를 분사하는 에어노즐은 광학센서의 가로방향으로 설치하여도 좋다.
또한, 커버(230)의 전면판(232)의 후방측에 충돌하는 에어제트(J)는 전면판(232)을 따라 화살표(F)방향으로 편향되어 칩(60)을 커버(230)가 개폐되는 옆쪽으로 불어 날린다.
도 4는 회전공구(10)의 회전중심축선(C1)과 피마찰교반접합부재(20, 30)의 볼록부(22, 32)와의 관계를 나타낸다.
회전공구(10)의 선단부에는, 작은 지름부(14)가 설치되고, 그 바깥둘레부에는 버르제거용 커터(12)가 형성된다.
도 4는 회전공구(10)의 회전중심축선(C1)이 피마찰교반접합부재(20, 30)의 볼록부(22, 32)에 대하여 90도 각도로 배치되어 있는 상태를 나타낸다.
실제의 마찰교반접합에 있어서는, 도 5에 나타내는 바와 같이, 부재의 표면에 대한 수선(C1)에 대하여 회전공구(10)의 회전중심축선(C2)을 각도(β)만큼 기울여 접합한다. 이 각도(β)는 마찰교반접합조건에 따라 다르나, 약 3도 정도로 선택된다.
도 6a 및 도 6b 각각은 회전공구(10)의 큰 지름부의 선단과 버르제거용 커터(12)사이의 위치관계를 나타낸다. 도 6a는 커터(12)의 하단에 회전공구(10)의 큰 지름부의 선단에 대하여 높이 치수(Hl)만큼 회전공구(10)의 큰 지름부 선단으로부터 단차를 설치하여 배치된 상태를 나타낸다. 도 6b는 커터(12)의 하단이 회전공구(10)의 큰 지름부 선단으로부터 높이 치수(H2)만큼 돌출되어 있는 상태를 나타낸다.
버르제거용 커터(12)의 하단을 큰 지름부의 선단에 대하여 동일한 높이로 설정하는 것을 포함하여, 버르제거용 커터(12)의 배치위치를 설정할 수 있다.
도 7a, 도 7b, 도 7c, 및 도 7d 각각은 접합비드부의 상태를 나타낸다.
도 7a에 도시한 바와 같이, 회전공구(10)의 큰 지름부의 바깥지름치수(D1)은 피마찰교반접합부재(20, 30)의 볼록부(22, 32)의 폭치수(L1) 보다도 작다. 그리고 버르제거용 커터(12)의 회전지름(D2)은 피마찰교반접합부재(20, 30)의 볼록부(22, 32)의 폭치수(L1)보다도 크게 설정된다.
도 7b에 나타낸 바와 같이, 마찰교반접합장치에 의해 접합비드(50)가 형성되면 버르(52)가 발생한다. 이대로의 상태에서는 접합비드(50)의 표면(50a)은 피마찰교반접합부재(20, 30)의 표면으로부터 높이 치수(T1)의 위치가 된다.
도 7c는 버르를 포함하여 커터(12)에 의해 표면을 깎아 높이 치수(T2)의 위치에 평탄면(50b)이 형성된 것을 나타낸다.
또한 도 7d에 나타낸 바와 같이, 전술한 표면을 수동공구 등으로 제거하여 피마찰교반접합부재(20, 30)와 동일한 평탄면(50c)을 얻을 수 있다.
도 8은 본 발명에 따른 구조체용 마찰교반접합장치의 다른 실시예를 나타낸다. 본 발명에 따른 이 실시예의 마찰교반접합장치(1b)의 접합헤드(300)는 회전공구(10)를 가지나, 이 회전공구(10)는 버르제거용 커터를 구비하지 않는다.
회전공구(10)의 진행방향 후방부에, 엔드밀과 같은 절삭공구(310)를 구비하여 접합비드에 발생된 버르를 제거한다.
본 발명에 따른 이 실시예의 구조체용 마찰교반접합장치의 다른 구성은 도 1에 도시된 본 발명에 따른 구조체용 마찰교반접합장치의 전술한 실시예의 구성과 동일하다.
도 9는 본 발명에 따른 구조체용 마찰교반접합장치의 또다른 실시예를 나타낸다. 본 실시예의 참조부호(1c)로 지시된 마찰교반접합장치의 접합헤드(400)는 용접토치(welding torch; 410)를 가지며, 용접비드(W1)를 형성한다. 용접토치(410)의 후방부에 배치된 절삭공구(420)에 의해 용접비드(W1)의 표면을 평탄면으로 절삭한다.
본 발명에 따른 이 실시예의 구조체용 마찰교반접합장치의 다른 구성은 도 1에 도시된 본 발명에 따른 구조체용 마찰교반접합장치의 전술한 실시예의 구성과 동일하다.
도 10은 본 발명에 따른 구조체용 마찰교반접합장치의 또다른 실시예를 나타낸다. 참조부호(1d)로 지시된 본 발명에 따른 이 실시예의 마찰교반접합장치의 접합헤드(400)는 절삭공구(510)를 가지고, 피마찰교반접합부재(20, 30)의 볼록부(22, 32)나 접합비드의 상면에 필요한 가공을 실시한다.
본 발명에 따른 이 실시예의 구조체용 마찰교반접합장치의 다른 구성은 도 1에 도시된 본 발명에 따른 구조체용 마찰교반접합장치의 전술한 실시예의 구성과 동일하다.
본 발명의 기술적 범위는 특허청구범위의 각 청구항에 기재된 문언 또는 과제를 해결하기 위한 수단의 항에 기재된 문언에 한정되지 않고, 당업자가 그것으로부터 용이하게 치환할 수 있는 범위에도 미치는 것이다.
전술한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 구조체용 마찰교반접합장치는 광학센서에 의해 접합부의 중심을 감지하여 회전공구의 중심이 접합부의 중심과 합치하도록 전체접합헤드의 위치제어를 행하는 기능을 가진다.
그리고, 광학센서는 회전공구의 전방부에 배치되고 광빔을 마찰교반접합부에 투사하여 광학적으로 접합부의 위치를 감지한다. 이러한 구조체용 마찰교반접합장치에 있어서, 광학센서를 커버로 덮어 발생된 칩의 침입을 방지하고 있다.
커버는 판형상이며, 박스형의 광학센서하우징의 접합헤드의 진행방향에 평행한 일측부를 덮는 측면판과, 측면판에 대하여 둔각으로 접어구부러져 광학센서하우징의 회전공구측의 면을 덮는 전면판으로 구성된다.
그리고, 광학센서하우징의 후방부에는 에어노즐이 설치되어, 에어제트를 커버안쪽으로부터 바깥쪽을 향하여 분사한다. 이 에어제트는 커버의 전면판의 하단부로부터 바깥쪽으로 분사되어 발생된 칩이 광학센서측으로 침입하는 것을 방지한다.
또한 커버의 내면과 충돌한 에어제트는 둔각으로 커버의 전면판에 의해 편향되어 광학센서하우징의 개방측부로 불어날린다.
따라서, 광학센서의 빔부(beam portion)에 대한 칩의 침입이 방지되어 정밀도가 향상한다.
또한, 접합헤드의 전방부 및 후방부에 설치된 가압롤러유닛은 에어노즐을 가지며, 피마찰교반접합부재상의 칩을 제거하여, 가압롤러가 발생된 칩을 밟아 피마찰교반접합부재의 표면을 손상시키는 일이 없어진다.

Claims (15)

  1. 접합부에 대하여 절삭수단을 상대적으로 이동시키고, 상기 접합부를 감지하는 감지수단에 의해 이동방향의 후방부로 상기 절삭수단을 유도하여, 상기 접합부를 절삭하는 구조체 제작방법에 있어서,
    상기 절삭수단과 상기 감지수단사이에, 상기 이동방향의 전방부로부터 후방부로 또는 측면방향으로부터 상기 이동방향으로 에어를 흘려보내는 것을 특징으로 하는 구조체 제작방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 에어는 상기 감지수단과 상기 절삭수단사이에 마련된 칸막이부재를 따라 상기 이동방향에 대해 비스듬한 측면부로 흘러나가는 것을 특징으로 하는 구조체 제작방법.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 에어는 상기 감지수단보다도 상기 이동방향의 상기 전방부로부터 상기 감지수단의 후방부를 향하여 흘러나가는 것을 특징으로 하는 구조체 제작방법.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 절삭수단은 마찰교반접합용 회전공구의 회전축선 중심의 측면에 설치되어 있고,
    마찰교반접합과 동시에 절삭이 행해지는 것을 특징으로 하는 구조체 제작방법.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 절삭수단의 상기 이동방향의 후방부에 상기 피접합부재를 가압하는 롤링수단(rolling means)이 마련되며;
    상기 롤링수단과 상기 절삭수단사이에, 상기 에어가 상기 이동방향의 상기 전방부를 향해 또는 상기 이동방향의 상기 측면부를 향해 흘러나가는 것을 특징으로 하는 구조체 제작방법.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 절삭수단의 상기 이동방향의 후방부에, 피접합부재를 가압하는 제 2롤링수단이 마련되고;
    상기 롤링수단보다도 상기 이동방향의 전방부를 향해, 상기 제 2롤링수단으로부터 상기 이동방향의 상기 전방부 또는 상기 측면부를 향해 상기 에어가 흘러나가는 것을 특징으로 하는 구조체 제작방법.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 감지수단과 상기 절삭수단사이에 칸막이벽이 마련되며;
    상기 에어는 상기 감지수단과 상기 절삭수단사이에 마련된 칸막이부재를 따라 상기 이동방향에 대해 비스듬한 측면부로 흘러나가는 것을 특징으로 하는 구조체 제작방법.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 에어는 상기 감지수단보다도 상기 이동방향의 상기 전방부로부터 상기 감지수단의 상기 후방부를 향해 흘러나가는 것을 특징으로 하는 구조체 제작방법.
  9. 제 1항에 있어서,
    상기 에어는 상기 이동방향의 상기 전방부로부터 상기 감지수단과 상기 접합부 사이를 통과하여 상기 감지수단앞으로 흘러나가는 것을 특징으로 하는 구조체 제작방법.
  10. 제 1항에 있어서,
    상기 에어는 상기 이동방향의 상기 측면방향으로부터 상기 감지수단과 상기 접합부사이를 통과하여 흘러나가는 것을 특징으로 하는 구조체 제작방법.
  11. 접합부에 대하여 절삭수단을 상대적으로 이동시키고, 상기 접합부를 감지하는 감지수단에 의해 이동방향의 후방부로 상기 절삭수단을 유도하여, 상기 접합부를 절삭하는 구조체 제작방법에 있어서,
    상기 롤링수단과 상기 감지수단사이에, 상기 이동방향의 상기 전방부를 향해 또는 상기 이동방향의 상기 측면부를 향해 에어가 흘러나가는 것을 특징으로 하는 구조체 제작방법.
  12. 접합부에 대하여 절삭수단을 상대적으로 이동시키고, 상기 접합부를 감지하는 감지수단에 의해 이동방향의 후방부로 상기 절삭수단을 유도하여, 상기 접합부를 절삭하는 구조체 제작방법에 있어서,
    상기 에어는 상기 제 2롤링수단으로부터 상기 이동방향의 상기 전방부를 향해 또는 상기 이동방향의 상기 측면부를 향해 흘러나가는 것을 특징으로 하는 구조체 제작방법.
  13. 피접합부재를 고정하는 베드(bed);
    버르제거 마찰교반접합용 절삭수단을 구비한 회전공구와, 상기 회전공구에 대하여 진행방향의 전방부에 제공되어 상기 접합부의 중심위치를 감지하는 감지수단을 포함하여 이루어지며, 상기 베드에 대해 상대적으로 이동하여 상기 부재를 마찰교반접합하는 헤드;
    상기 감지수단과 상기 회전공구사이에 위치하는 제 1부분과, 상기 제 1부분과 연결되고 상기 감지수단의 일 측부에 위치하고 상기 이동방향을 따라 일부면을 형성하는 제 2부분을 포함하여 이루어지며, 상기 감지수단의 하우징을 덮는 커버; 및
    상기 커버내에서 상기 이동방향으로부터 상기 감지수단 앞에 위치되고 상기 감지수단의 하부를 통과하는 상기 일부면의 측면을 향하여 에어제트를 분사하는 에어노즐을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 구조체 제작장치.
  14. 제 13항에 있어서,
    상기 회전공구와 상기 감지수단사이에 위치된 상기 제 1부분은 상기 이동방향을 향해 기울어진 것을 특징으로 하는 구조체 제작장치.
  15. 각각의 단부에 볼록부를 가지는 2개의 부재의 상기 볼록부를 서로 맞대고;
    상기 볼록부의 일측으로부터 상기 부재로 삽입되는 회전공구를 사용하여 마찰교반접합을 행하고;
    상기 이동방향에서 상기 회전공구의 큰 지름부로부터 상기 회전공구의 선단에서의 작은 지름부의 전방부의 위치로 상기 회전공구를 기울이고;
    상기 볼록부내로 삽입된 상기 회전공구의 상기 큰 지름부의 가장 깊은 부분을 상기 볼록부의 정상부와 상기 볼록부를 제외한 상기 부재의 외면사이에 위치시키고;
    상기 회전공구의 상기 작은 지름부의 근처에서 상기 회전공구의 상기 큰 지름부에 설치되고, 반경방향으로 돌출되며, 회전반경이 상기 2개의 볼록부의 폭의 절반보다 더 큰 절삭수단을 마련하고;
    마찰교반접합동안에, 상기 절삭수단을 사용하여, 상기 볼록부의 상기 정상부와 상기 볼록부를 제외한 상기 부재의 외면사이의 상기 볼록부를 절삭하는 것을 특징으로 하는 구조체 제작방법.
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Families Citing this family (52)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3070735B2 (ja) 1997-07-23 2000-07-31 株式会社日立製作所 摩擦攪拌接合方法
US6302315B1 (en) * 2000-05-01 2001-10-16 General Tool Company Friction stir welding machine and method
AU2001264580A1 (en) 2000-05-08 2001-11-20 Brigham Young University Friction stir welding using a superabrasive tool
DE10035332C1 (de) * 2000-07-20 2002-02-28 Eads Deutschland Gmbh Verfahren und Vorrichtung zum Reibrührschweißen
DE10036170C1 (de) * 2000-07-25 2001-12-06 Eads Deutschland Gmbh Laserunterstütztes Reibrührschweißverfahren
JP2002239756A (ja) * 2001-02-14 2002-08-28 Nissan Motor Co Ltd 摩擦撹拌接合方法とその装置
US6732901B2 (en) 2001-06-12 2004-05-11 Brigham Young University Technology Transfer Office Anvil for friction stir welding high temperature materials
JP4199446B2 (ja) 2001-09-12 2008-12-17 株式会社日立製作所 摩擦攪拌接合装置
US6708866B2 (en) * 2001-09-26 2004-03-23 Nova-Tech Engineering, Inc. Method and apparatus for machine tooling, such as friction stir welder
JP2005508256A (ja) * 2001-11-02 2005-03-31 ザ・ボーイング・カンパニー 圧縮残留応力パターンを有する溶接継手を形成するための方法及び装置
CN1421295A (zh) * 2001-11-27 2003-06-04 川崎重工业株式会社 磨擦搅拌焊接的旋转工具及磨擦搅拌焊接方法和装置
WO2004067218A2 (en) 2003-01-30 2004-08-12 Smith International, Inc. Out-of-position stir welding of high melting temperature alloys
JP2004298955A (ja) * 2003-04-01 2004-10-28 Hitachi Ltd 摩擦攪拌接合方法
WO2004101205A2 (en) 2003-05-05 2004-11-25 Smith International, Inc. Applications of friction stir welding using a superabrasive tool
JP4916879B2 (ja) 2003-08-04 2012-04-18 エスアイアイ・メガダイアモンド・インコーポレーテッド 金属母材複合材料、鉄合金、非鉄合金、及び超合金を含む材料での、摩擦攪拌接合を使用したクラック修復システム及び方法
US20050070374A1 (en) * 2003-09-29 2005-03-31 Technology Licensing, Llc Enhanced golf club performance via friction stir processing
US7225967B2 (en) 2003-12-16 2007-06-05 The Boeing Company Structural assemblies and preforms therefor formed by linear friction welding
US7398911B2 (en) * 2003-12-16 2008-07-15 The Boeing Company Structural assemblies and preforms therefor formed by friction welding
US20060032333A1 (en) 2004-03-24 2006-02-16 Steel Russell J Solid state processing of industrial blades, edges and cutting elements
US20100078224A1 (en) 2004-05-21 2010-04-01 Smith International, Inc. Ball hole welding using the friction stir welding (fsw) process
JP2005334927A (ja) * 2004-05-26 2005-12-08 Yamazaki Mazak Corp レーザ加工機における突起物除去加工装置
JP2006116597A (ja) * 2004-09-21 2006-05-11 Hitachi Ltd 形材加工装置および形材加工方法
CN100584510C (zh) 2004-10-05 2010-01-27 Sii米加钻石公司 用在搅拌摩擦焊中的可扩张心轴和提供该心轴的方法
US9511446B2 (en) 2014-12-17 2016-12-06 Aeroprobe Corporation In-situ interlocking of metals using additive friction stir processing
US8875976B2 (en) 2005-09-26 2014-11-04 Aeroprobe Corporation System for continuous feeding of filler material for friction stir welding, processing and fabrication
US8632850B2 (en) 2005-09-26 2014-01-21 Schultz-Creehan Holdings, Inc. Friction fabrication tools
US20080041921A1 (en) 2005-09-26 2008-02-21 Kevin Creehan Friction stir fabrication
US9266191B2 (en) 2013-12-18 2016-02-23 Aeroprobe Corporation Fabrication of monolithic stiffening ribs on metallic sheets
US9511445B2 (en) 2014-12-17 2016-12-06 Aeroprobe Corporation Solid state joining using additive friction stir processing
US8550326B2 (en) 2005-10-05 2013-10-08 Megastir Technologies Llc Expandable mandrel for use in friction stir welding
US8056797B2 (en) 2005-10-05 2011-11-15 Megastir Technologies Expandable mandrel for use in friction stir welding
US8281977B2 (en) 2006-10-02 2012-10-09 Nippon Light Metal Company, Ltd. Joining method and friction stir welding method
US20080230584A1 (en) * 2007-03-19 2008-09-25 The Boeing Company Method for Manufacturing a Workpiece by Friction Welding to Reduce the Occurrence of Abnormal Grain Growth
IT1391168B1 (it) * 2008-08-06 2011-11-18 Univ Bologna Alma Mater Sistema di giunzione di corpi mediante la tecnica di saldatura a frizione e rimescolamento (friction stir welding - fsw), elemento strutturale di giunzione di corpi e procedimento di giunzione relativo.
EP2496381A4 (en) 2009-11-02 2017-07-05 Megastir Technologies LLC Out of position friction stir welding of casing and small diameter tubing or pipe
DE102010032402A1 (de) * 2010-07-27 2012-02-02 Airbus Operations Gmbh Verfahren zum Verbinden von zwei Luftfahrzeugrumpfsegmenten mittels Rührreibschweißen
AT509066B1 (de) * 2010-08-11 2011-06-15 Stirzone Og Vorrichtung zum reibrührschweissen
US8708628B2 (en) 2010-11-23 2014-04-29 Centre De Recherche Industrielle Du Quebec Insertion component and method for inserting thereof through the surface of a workpiece
US9120188B2 (en) 2010-11-23 2015-09-01 Centre De Recherche Industrielle Du Quebec Apparatus and method for inserting a component through the surface of a workpiece
WO2013002869A2 (en) 2011-04-07 2013-01-03 Schultz-Creehan Holdings, Inc. System for continuous feeding of filler material for friction stir fabrication and self-reacting friction stir welding tool
US9174302B2 (en) 2013-02-01 2015-11-03 Fluor Technologies Corporation Friction stir welding devices and methods for tandem tool and anvil
CN108120472A (zh) * 2016-11-29 2018-06-05 中冶天工集团天津有限公司 一种临时结构安全监测的无线数据采集处理方法及系统
JP6928011B2 (ja) 2017-02-17 2021-09-01 三菱電機株式会社 摩擦攪拌接合方法および接合構造体の製造方法
CN107363613A (zh) * 2017-08-07 2017-11-21 浙江硕和机器人科技有限公司 一种蜗轮生产线的抓取执行组件
US10759009B2 (en) 2017-09-11 2020-09-01 Hitachi Automotive Systems Americas, Inc. Friction stir welding flash and burr control
EP3703888A4 (en) 2017-10-31 2021-08-18 Meld Manufacturing Corporation SYSTEM FOR GENERATIVE SOLIDS MANUFACTURING AND MATERIAL COMPOSITIONS AND STRUCTURES
CN108262555A (zh) * 2018-03-15 2018-07-10 大连理工大学 一种集机械滚压与打磨的辅助式搅拌摩擦焊接机
DE102019006413A1 (de) * 2019-09-11 2021-03-11 Grenzebach Maschinenbau Gmbh Vorrichtung und Verfahren zur Erhöhung der Schnelligkeit und der Erhöhung der Standfestigkeit des Schweißpins beim Rührreibschweißen.
CN112620918A (zh) * 2020-12-30 2021-04-09 广东省科学院中乌焊接研究所 一种搅拌摩擦焊接辅助装置
CN113172324A (zh) * 2021-05-17 2021-07-27 重庆科技学院 一种用于覆铜板加工的电磁脉冲焊接设备
CN114700610A (zh) * 2022-05-10 2022-07-05 苏州大学 搅拌摩擦焊装置
CN117464266B (zh) * 2023-12-27 2024-06-14 中铁四局集团有限公司 一种圆弧形钢箱梁板单元焊接设备以及焊接方法

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4083323A (en) * 1975-08-07 1978-04-11 Xerox Corporation Pneumatic system for solder leveling apparatus
JPS61276770A (ja) * 1985-06-03 1986-12-06 Shinko Electric Co Ltd 薄板の継合わせ方法
JPS62168684A (ja) * 1986-01-21 1987-07-24 Miken:Kk チツプクラツシヤ
SE454334B (sv) * 1986-09-01 1988-04-25 Asea Ab Anordning vid industrirobot
US4988201A (en) * 1988-09-14 1991-01-29 Nkk Corporation Apparatus for detecting a shape of a groove
NO942790D0 (no) * 1994-03-28 1994-07-27 Norsk Hydro As Fremgangsmåte ved friksjonssveising og anordning for samme
KR0128539Y1 (ko) * 1994-12-23 1998-12-01 김만제 전,후 철판간 용접시 용접상태 확인장치
KR0128536Y1 (ko) * 1995-06-02 1998-11-02 김만제 코일강판의 용접부 점검 장치
CN100475411C (zh) * 1996-03-19 2009-04-08 株式会社日立制作所 摩擦焊接方法及使用摩擦焊接方法的结构体
JP3307833B2 (ja) * 1996-05-21 2002-07-24 昭和飛行機工業株式会社 ハニカムパネル
US5794835A (en) * 1996-05-31 1998-08-18 The Boeing Company Friction stir welding
SE512230C2 (sv) * 1996-06-20 2000-02-14 Esab Ab Anläggning för friktionsomrörningssvetsning
JP3333411B2 (ja) * 1996-12-18 2002-10-15 株式会社日立製作所 摩擦攪拌溶接方法および摩擦攪拌溶接装置
JP3598204B2 (ja) * 1997-06-26 2004-12-08 昭和電工株式会社 摩擦撹拌接合法及び摩擦撹拌接合装置
JP3070735B2 (ja) * 1997-07-23 2000-07-31 株式会社日立製作所 摩擦攪拌接合方法
JPH11104860A (ja) * 1997-10-01 1999-04-20 Showa Alum Corp 摩擦撹拌接合法及び摩擦撹拌接合装置

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Publication number Publication date
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TW460346B (en) 2001-10-21
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AU742926B2 (en) 2002-01-17
CN1185062C (zh) 2005-01-19
DE60030804T2 (de) 2007-05-16
DE60030804D1 (de) 2006-11-02
CN1275450A (zh) 2000-12-06
AU3635800A (en) 2001-01-11
US6311889B1 (en) 2001-11-06

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