TW495408B - Compound machining device and friction stir bonding method - Google Patents

Compound machining device and friction stir bonding method Download PDF

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TW495408B
TW495408B TW090103161A TW90103161A TW495408B TW 495408 B TW495408 B TW 495408B TW 090103161 A TW090103161 A TW 090103161A TW 90103161 A TW90103161 A TW 90103161A TW 495408 B TW495408 B TW 495408B
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TW
Taiwan
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friction stir
stir welding
tool
workpiece
spindle
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Application number
TW090103161A
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English (en)
Inventor
Fumio Yoshinaga
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Hitachi Ltd
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Description

495408 A7 ____ B7 五、發明說明（1 ) (發明所屬之技術領域） 本發明有關於實施金屬材料之切削及摩擦攪拌接合之 裝置及其方法，例如合宜於機械構件及構造物構件等之加 工組合。 (先前技術） 機械構件及構造物構件等之加工組合乃，切削加係以 切削工作機械，接合組合係由各種之熔接接合裝置而以個 別之加工裝置來實施加工。 藉由切削工作機械之複合加工係，於複合車床之旋削 及旋轉工具加工，在於多功能機床（M / C中心）之旋轉 工具加工及車刀加工等，幾乎都是在於切削加工中之複合 加工爲主。 切削加工以外之組合係有，旋轉工具加工與雷射淬火 之組合。 做爲接合方法而有摩擦攪拌接合方法（日本專利公報 特開平 11 — 90655 號）（USP 6050474 號）。這是，令插入於接合部之圓棒（稱之謂 ''旋轉工具 〃）一面旋轉一面沿著接合線移動，使接合部發熱軟化使 之塑性流動以資固相接合之方法者。 旋轉工具係由：插入於接合部之小直徑部（稱之謂'' 梢〃）及據位外部之位置之大直徑部（稱之謂 '' 肩〃( shoulder ))所構成。小直徑部及大直徑部係同軸，使大直 徑部側旋轉，在於接合部設有凸部。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) ίφΜ--------訂--------- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -4- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 495408 A7 __ B7 五、發明說明（2) 再者，如日本專利公報特表平9 一 5 0 8 0 7 3號（ E P 〇 7 5 2 9 2 6 B 1 )所揭示，旋轉工具係傾斜地 插入於構件。傾斜方向係在於旋轉工具之移動方向中令旋 轉工具之小直徑部之較旋轉工具之大直徑部而據於前方之 位置地使之呈傾斜狀，換言之，旋轉工具係傾斜於後方。 (發明所欲解決之課題） 如前面所述，以往以一台加工機械來實施切削及接合 爲目的所設計製作之加工機械並不存在。 因此欲實施切削加工及接合加工時，須要切削工作機 械及接合加工裝置之二種加工設備，因此設備成本，安裝 空間，建屋大，由切削到接合爲止之等待時間之緣故作業 總時間長，須要切削及連接之操作員等等之問題存在。 本發明係提供以一台之機械來實施切削及接合之複合 加工機械爲目的。 (解決課題之手段） 上述目的乃藉由以··由X、Y、Z之各個之直線移動 裝置，及使A、B之各旋轉軸分別旋轉之旋轉裝置，及同 時的可能控制該5個座標系之控制裝置及使工具旋轉之主 軸，及爲了保管上述主軸之用之複數之工具之保管裝置， 以及在於上述主軸與上述保管裝置之間而更換工具之用之 更換裝置而構成，上述保管裝置乃可能具備切削工具及摩 擦攪拌接合工具，上述控制裝置乃依照程序。從上述保管 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） ------*---TI --------訂--------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -5- 495408 Α7 Β7 五、發明說明（3) 裝置將上述切削工具或上述摩擦攪拌接合裝置，介經更換 裝置安裝於上述主軸，藉由安裝於上述主軸之工具實施加 工就可以達成。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) (發明之實施形態） 下面以第1圖乃至第6圖來說明本發明之做爲一實施 例之多功能機床（M C加工中心）型之複合加工裝置。 複合加工裝置乃由：移動於X軸方向之工作台（移動 台）1 1 ，及設置於該上方之橫樑2 1 ，移動於γ軸方向 之移動台31 ，及設置於移動台31而移動於Ζ軸方向之 移動台3 2 ’及設置於移動台3 2而旋轉於C軸方向之旋 轉台3 3，及設置於旋轉台3 3，而旋轉於Β軸方向之旋 轉台3 4 ’及設置於旋轉台3 4使安裝於它之工具旋轉之 主軸3 5所構成。旋轉台3 4係具有使主軸3 5旋轉之馬 達。 主軸3 5乃選一的安裝切削工具5 1 ，摩擦攪拌接合 工具52者。主軸35即得以適合於工具51、 52之旋 轉數而旋轉者。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 工具保管裝置4 0乃雖未圖示，分別可以複數個地保 管切削工具5 1 ，摩擦攪拌接合工具5 2。在於主軸3 5 與工具保管裝置4 0之間而介著工具更換裝置（不圖示） 而更換工具而將所欲之工具51、 52安裝於主軸35者 。再者亦可以不只是工具使之更換，包含工具之軸承之所 謂 ''加工頭〃亦可能，X、γ、Ζ方向之各移動台1 1、 -6 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 495408 A7 B7 五、發明說明（4) 3 1、3 2之驅動機構，旋轉台3 _ 3、3 4之驅動機構， 工具更換裝置乃如習知（技術）者。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 同時的控制如上述地構成之直線移動軸3軸，及以軸 爲中心之旋轉2軸之5軸。於是可以獲得特別適合於立體 形狀之切削加工及摩擦攪拌接合之複合加工裝置。 被加工物1 0 1係安裝於工作台1 1之上面，被加工 物1 0 1曲面狀之面板構件。 於第2圖說明切削加工，以5軸之切削加工乃，可以 使主軸3 5 (工具5 1、5 2之旋轉軸）直角地作用於被 加工物1 0 1之曲面地予以移動。因此與以往之2軸或3 軸地無法使工具姿勢傾斜之加工相比較時，可以使工具之 突出長度變短，得以工具系之剛性大的狀態實施加工，由 而不容易發生顫動或振動，以提高切削速度地實施高效率 之切削。 於第3圖及第4圖說明摩擦攪拌接合。實施接合被加 工物1 0 1、 1 0 2之對合部，被加工物1〇1、 102 之端剖之對合部備有突出於上方之凸部1 0 1 b、 1 0 2 b。此被加工物1 〇 1、 1 〇 2係由上述切削來製 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 作。於第3圖並未圖示凸部101b、 102b。第4圖 中顯示有凸部l〇lb、 102b。被加工物係備有曲面 之面板者。 摩擦攪拌接合工具5 2乃由大直徑部5 2 b及由先端 之小直徑部5 2 c所構成。而將小直徑部5 2 c插入於欲 接合之部位。大直徑部5 2 b之最下端係位於不是被加工 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 495408 A7 B7 五、發明說明（5) 物之凸部1 0 1 b、 1 0 2 b之部份之上面之延長線與凸 部101b、 1〇2b之頂部之間，二個凸部1〇lb、 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 1 0 2 b之寬乃較大直徑部5 2 b之直徑。工具5 2之軸 A係，在於工具5 2之移動方向中，以小直徑部5 2 C之 軸心比較時大直徑部5 2 C之軸心之據位於後側狀地使之 傾斜，一面使工具5 2旋轉一面沿著對合部（接合線）地 使之移動，就可以實施摩擦攪拌接合。 被加工物10 1、 102係介著工作台11上之支撐 台（不圖示）而載置於工作台1 1上。而被加工物1 0 1 、1 0 2係介著支撐台而牢固地固定於工作台1 1 ，特別 是欲接合之對合部之下方具有支擦.台，這是支撐摩擦攪拌 接合時之大的負載者。 設使任於二個被加工物1 〇 1、 1 0 2之對合部有間 隙之情形下，該由大直徑部5 2 b所推壓之凸部1 〇 1 b 、1 0 2 b之金屬將成爲塡埋上述間隙之資源而可以達成 良好的接合。 沒有凸部1 0 1 b、 1 0 2 b時，即由於將大直徑部 52b若干的插入於被加工物101、 102之面來實施 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 摩擦攪拌接合所以在於接合部將形成有凹部。 沿著曲面且對於移動方向成傾斜狀的移動起見或於所 欲之位置而移動起見，運動座標系‘ 5軸之同時控制係有效 也。 由於被加工物1 〇 1、 1 0 2有製作誤差，所以只依 照N C (數値控制）程序地移動工具乃非常困難正確地保 -8 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 495408 B7 五、發明說明（6 ) 持工具之插入位置。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 第5圖係將摩擦攪拌接合工具5 2插入於被加工物時 之使工具5 2旋轉之馬達之轉矩電流與工具5 2之插入深 度之關係之模式圖。插入深度係自被加工物1 0 1、 1 0 2之表面到小直徑部5 2 c之先端爲止之距離。隨著 工具5 2之插入深度之增加而轉矩電流係緩慢的增加而至 I s 。工具5 2之大直徑部5 2 b之端部之開始被插入於 被加工物時，轉矩電流I乃急激的增加而到I α，而後之 增加乃由於大直徑部5 2 b之直徑係一定所以緩和。 工具5 2係如上述傾斜狀的被插入之時，從小直徑部 5 2 c之先端係開始接觸於被加工物到大直徑部5 2 b之 端部之開始接觸爲止之距離S之間，係隨著插入深度之增 加轉矩電流係緩和增加到I s。工具5 2之大直徑部 5 2 b之端部係插入於加工物即轉矩電流之大直徑部 5 2 b之端面全面之接觸爲止之距離α之間而急激的增力口 到I α 。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 於是使轉矩電流値之成爲I α以上之規定之電流値地 控制工具5 2之插入深度。由而被加工物係曲面或有製作 誤差時仍然可以維持規定之插入深度而可以實施良好的摩 擦攪拌接合也。 工具5 2之轉矩電流I ，係檢出主軸3 5之馬達之電 流來求之。由於主軸3 5係使用A C伺服馬達或D C伺月艮 馬達來旋轉主軸3 5，因此正確地可以檢出轉矩馬達。以 此轉矩電流爲鑑定値而使移動台3 2上下由而經常地可以 -9 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（2】〇χ 297公釐） 495408 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明說明（7) 保持於最適宜之插入深度。又監視轉矩而亦可以檢知工具 之是否受損傷。 又，由檢出轉矩電流値I ，特別是I α以上之規定値 之檢出而檢出該時之移動台3 2之下降位置。由而可檢出 被加工物1 0 1、 1 〇 2之位置。而修正預先被賦予之被 加工物101、 102之座標値或使工具移動之NC(數 値控制）數據之差。依此可以獲得對於被加工物1 0 1、 1 0 2之工具5 2之正確之插入深度。 被加工物101、 102之位置係由下述也可以檢出 。先構成經由標號11、 21、 31、 32、 33、 34 、35，工具52，被加工物101、 102之通電電路 。而在該中途配置高週波電源及其檢出器。由摩擦攪拌接 合之開始移動台3 2下降而使工具5 2之小直徑部5 2 c 之先端接觸於被加工物1 0 1、 1 0 2。由而可以構成高 週波電流之電路。而以檢出器來檢出。而求出所檢出時之 工具5 2之位置。於是修正預先賦予之被加工物1 〇 1、 1〇2之座標値或使工具5 2移動之N C (數値控制）數 據之差。於是可以獲得正確之插入深度。並且由轉矩電流 I之檢出而可以將工具5 2之插入深度管理於規定値者。 接著以第6圖說明被加工物之製作過程。 在於工作台1 1載置被加工物1 〇 1 ，而主要係以工 具5 1來切削其上面，此時留下凸部1 〇 1 b來切削。接 著移出被加工物1 〇 1而載置被加工物1 0 2，同樣地切 削被加工1 0 2。被加工物1 0 1、 1 0 2係鋁合金製之 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） ------,---1·— 裝--------訂--------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 10- 495408 A7 B7 五、發明說明（8) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 板。此板係具有曲面。切削係乾式切削，乾式洗淨。將被 加工物1 0 2固定於工作台1 1時下面考慮下面之摩擦攪 拌接合而介著支撐台而將被加工物1 〇 2予以固定（步驟 S 1 0 )。 接著在於工作台1 1之上面介著支撐台（不圖示（而 載置被加工物1 0 1而與被加工物1 〇 2對合地固定於工 作台11。又以工具更換裝置而於工具保管裝置4〇與主 軸之間更換工具，而在於主軸3 5安裝摩擦攪拌工具5 2 (步驟S 2 0 )。 接著使主軸3 5旋轉，而將上述對合部予以摩擦攪拌 接合（步驟S 3 0 )。 接著一面使工具5 2旋轉一面下降，插入到規定位置 ，開始摩擦攬拌接合，被加工物1 〇 1、 1 〇 2之高度位 置乃如上述地以局週波電流來檢出或以轉矩電流値I來檢 出亦可以。又由此筒度位置之檢出來實施被加工物1 〇 1 、1 0 2等之座標之修正。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 接著以預先設定之N C數據而將工具5 2沿著對合部 (接合線）而移動，沿著接合線而將工具5 2移動時之工 具5 2之插入深度之控制即以轉矩電流値I來實施。 當沿著接合線移動工具5 2之控制乃雖然得於依預先 賦予之座標（N C數據）來實施，.惟亦可以藉由檢出接合 線之位置之檢出値之數據來實施，檢出器係光學感測器而 設置於旋轉台3 4。檢出器係檢出對合部之間隙或凸部 101b、 l〇2b之端部之邊緣，而求出對合部之位置 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -11 - 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 495408 B7__ 五、發明說明（9 ) 。而將工具5 2引導至所求之位置。又以所求之數據來補 正上述座標而可以引導。又以光學感測器來求出凸部 101b、 102b之高度，由而可以控制插入深度。 接著摩擦攪拌接合完成之後，將主軸3 5之工具更換 爲切削工具5 1 (步驟S 4 0 )。 接著實施切削加工（步驟S 5 0 )。切削時係切削對 合部之凸部1 0 1 b、 1 0 2 b。由此而將對合部成爲與 其他部份之曲面實質上同一面。這.是將被加工物1 0 1、 1 0 2之上面使用於製品之外面時很有效。當然包含凸部 及其他部份之曲面地實施切削亦可以。 又，將成一體之被加工物1 0 1、 1 0 2之外周等切 削成規定之形狀。再於上述其他之部份之曲面上以切削工 具5 1來設置孔、螺牙、凹處等，這是由於爲了對合被加 工物1 0 1、 1 0 2時會有間隙，因此經摩擦攪拌接合後 設置時較能高精度地加工之緣故。 再者，摩擦攪拌接合完成之後，從被加工物1 0 1、 1〇2拔除工具5 2時，在該部份會產生孔。將此孔切削 成大的孔，或對此孔施予螺牙之鏃製。爲了此螺牙加工、 拔除工具5 2之位置係設於不是摩擦攪拌接合之接合位置 爲宜。 如果在切削之後，實施摩擦攪拌接合時，即由爲了切 削而用之油或切削後之淸掃用之油而對於摩擦攪拌接合會 有不良影響。又由切削層而使二個構件之組合精度有變劣 之可能，惟摩擦攪拌接合之後實施切削時就可免除此問題 ------Γ------裳--------訂--------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -12- 495408
五、發明說明（10) 。在於摩擦攪拌接合之前實施二個構件之切削’而此切肖^ 油之去除係得以其他機械而充分的可實施。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 又於步驟S10中，如被加工物101、 102之對 合部之能夠適合於摩擦接合地對合時，即使被加工物 10 1、 1 0 2對合於工作台1 1之狀態下可以實施上述 切削，此時即在突合部之下方配置支撐台。 再者，使用第1旋轉工具而將1組之被加工物予以摩 擦攪拌接合，接著於主軸與工具保管裝置之門更換旋轉工 具，接著以第2旋轉工具來摩擦攪拌接合上述1組之被加 工物之第2接合部也。 說明第7圖之實施例。這是對於一工作台1 1而設置 2個加工裝置30、 30B者。2個加工裝置30、 3 0 B係設置於一橫樑2 1上。二個加工裝置3〇、 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 3 0 B之構成，機能與上述者同。實質上兩者同一。於一 方之加工裝置3 0之主軸設置切削工具5 1。另一方之加 工裝置3 0 B之主軸係設置摩擦攪拌接合工具5 2。橫樑 2 1之兩端係較工作台1 1之端部突出，而一方之加工裝 置之實施加工作業時，另一加工裝置就可以退避於突出之 橫樑者。 依上述之方式時，不需要更換工具。又摩擦攪拌接合 時需要很大的插入力。因此主軸之軸承等必須要有高強度 。又摩擦攪拌接合裝置乃通常較切削而主軸之旋轉數低就 可以。因此分別的製作切削用加工裝置3 0，摩擦攪拌接 合加工裝置，就比較低廉的構成摩擦攪拌接合裝置也。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -13- 495408 A7 B7 五、發明說明（11) 說明第8圖之實施例。乃由：移動於水平（X軸）方 向之柱6 1 ，設置於柱6 1而移動於垂直（Y軸）方向之 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 移動台6 3 ，設置於移動台6 3 ，而令所安裝之工具旋轉 之主軸6 5 ，沿著主軸6 5之旋轉軸之水平（Z軸）方向 移動之移動台7 1 ，設置於移動台7 1而B軸旋轉之旋轉 台7 3，設置於旋轉台7 3，而A軸旋轉之工作台7 4所 構成。在主軸6 5與工具保管裝置6 8之間，介著工具更 換裝置（不圖示）而可以更換切削工具5 1與摩擦攪拌接 合工具5 2。同時的可以控制直線移動之3軸及軸爲中心 旋轉之2軸之共計5軸者。 主軸6 5係水平不能變更角度，令工作台7 4對於主 軸6 5而使之傾斜，由而可以設定上述後傾角0。 說明第9圖之實施例。被加工物1 1 1係挾接於旋轉 台8 1。於被加工物1 1 1之先端插入有被加工物1 1 2 之端部。兩者係被嵌合。被加工物1 1 2之先端係以機床 尾座8 3所支撐。對於被加工物1 1 1與被加工物1 1 2 之對合部施予摩擦攪拌接合。在於兩者之端部備有凸部 111b、 1 1 2 b。具有沿著旋轉台8 1之軸心而移動 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 ，同時移動於上下方向移動之移動台9 1。在於移動台 9 1具有以4 5度之角度地旋轉之旋轉台9 2。在於旋轉 台9 2上具有令工具5 2旋轉之主軸9 5。在於旋轉台 9 2具有設置切削工具5 3之保持器9 6。保持器9 6不 需要旋轉。切削工具5 3係車刀。 於圓筒狀之被加工物1 1 1之端部插入被加工物 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -14- 495408
五、發明說明（12) 1 1 2之端部而將兩者對合。對合部係以電弧熔接來實施 假固定之熔接亦可以。將它安裝於旋轉台8 1 ，且以機床 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 尾座8 3來支撐被加工物1 1 2，令旋轉台8 1及主軸 9 5旋轉，而以摩擦攪拌接合來接合對合部。接著旋轉旋 轉台9 2而將車刀面向於摩擦攪拌接合部。然後旋轉旋轉 台8 1而切削接合部之凸部，摩擦攪拌接合之方向係筒之 圓周及其他任何方向均可以。以保持器9 6之工具之切肖〇 乃在於圓周方向爲之。 對於接合設置於工作台或旋轉台之被加工物之被加工 物之設置亦得於產業機器人來實施。 本發明之技術的範圍並不侷限於記述於申請專利範圍 之各項之文言或記述於解決課題之·手段之項之文言，關於 業者之由它而容易置換之範圍亦包含之，例如複合加工裝 置之外觀、尺寸、工具之尺寸之不同均包含於本發明之申 請專利範圍也。 (發明之效果） 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 依本發明時，以一台就可以實施切削加工及接合加工 ，因此可以削減設備成本安裝空間、建屋面積、作業總時 間、以及加工成本等等也。 圖式之簡單說明 第1圖係本發明之一實施例之加工裝置之斜視圖。 第2圖係以複合加工裝置來切削加工時之斜視圖。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公爱） -15- 495408 _—— _ B7____五、發明說明（13) 第3圖係以複合加工裝置來實施摩擦攪拌接合時之斜 視圖。 圖 面 斷 縱 之 時 合 接 拌擦 攪摩 擦示 摩表 係係 圖圖 4 5 第第 之 流 電 矩 轉 與 入 UGJ 插 之 具Η 合 接 拌 攪 之 明 發 本 示 表 係 〇 圖 圖 6 之第 係 彐夸 圖 程 流 之 程 過Η 加 之 例 施 裝裝Η Η 加加 之之 例例 施施 實實 他他 其其 之之之 Γπ^ Γπ^ ΠΗ^ 發發發 本本本 係係係 圖圖圖 7 8 9 第第第 圖圖 視視 斜斜 之之 圖 視 斜 之 置 裝Η 加 之 例 施 實 他 其 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 置 1—- 3 具 裝 7 7 具工 工、、 置工合 加 3 4 軸裝削接 : 6 3 主 管切拌 } 台 Β 、 、： 保：攪 明作樑 0235 具 3 擦 說工橫 3636 工 5 摩柱 、 號·· ·. 、 、 、 、： 、： ： 2 Μ1—I 1—- ο 1—12 5 〇 1—12 1—- ο (12333345561
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2 r-H IX --------訂----- 9 5 7 物Η 加 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 台 轉 旋 2 9 台 、 移 8 聲 -16-

Claims (1)

  1. 495408 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 1 · 一種複合加工裝置，由：χ、γ、Z之各個之直 線移動裝置，及使A、B之各旋轉軸分別旋轉之旋轉裝置 ，及同時的可能控制該五個座標系之控制裝置，及使工具 旋轉之主軸， 及爲了保管上述主軸用之複數之工具之保管裝置，以 及在於上述主軸與上述保管裝置之間而更換工具之用之更 換裝置而構成， ‘ 上述保管裝置乃可能具備：切削工具及摩擦攪拌接合 工具， 上述控制裝置乃依照程序，從上述保管裝置將上述切 削工具或上述摩擦攪拌接合裝置介經上述更換裝置安裝於 上述主軸，藉由安裝於上述主軸之工具實施加工，爲其特 徵者。 2 · —種複合加工裝置，對於一台工作台而具備有切 削工具有主軸及摩擦攪拌接合工具有主軸爲其特徵者。 3 . —種複合加工裝置，由： 一台工作台，及 一支橫樑，及 設置於上述橫樑而移動於水平方向之第1移動裝置， 及 設置於上述第1移動裝置而移動於垂直方向之第2移 動裝置，及 設置於上述第2移動裝置而以水平之軸爲中心而旋轉 之第1旋轉裝置，及 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） ------、----ί I 裝--------訂--------- S, (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 495408 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 設置於上述第i旋轉裝置，而以對於上述第1旋轉裝 置之水平的軸成直交之方向之水平之軸爲中心的旋轉之第 2方疋轉裝置，及 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 設置於上述第2旋轉裝置而用於安裝工具之主軸而構 成， 具備2組之’上述第1移動裝置，上述第2移動裝置 ’上述第1旋轉裝置，上述第2旋轉裝置，上述主軸， 一方之上述主軸係可能安裝切削工具， 另一方之上述主軸係可能安裝摩擦攪拌接合裝置，爲 其特徵者。 4 ·如申請專利範圍第3項所述之複合加工裝置，其 中 上述工作台及對於上述橫樑而水平方向直線的相對的 可以移動者。 5 ·如申請專利範圍第3項所述之複合加工裝置，其 中 上述工作台乃對於上述橫樑而水平方向地可以旋轉者 〇 經濟部智慧財產局員工消費合作社印制衣 6 · —種複合加工裝置，由： 安裝被加工物而使之可以旋轉之第1旋轉裝置，及 可以支撐被加工物之車床尾座，及 與上述主軸之軸心成平行地可移動之第1移動裝置， 及 設置於上述第1移動裝置，而可朝向上述軸心而移動 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -18- 495408 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 之第2移動裝置，及 設置於上述第2移動裝置，而對於上述第2旋轉裝置 成4 5度之軸爲中心地旋轉之第2旋轉裝置，及 設置於該第2旋轉裝置以資安裝摩擦攪拌接合工具之 主軸，及 對於該主軸之軸心成直交地設置而成以資安裝切削工 具之台，所構成爲其特徵者。 ^ 7·—種摩擦攪拌接合裝置，由： 用於檢測出摩擦攪拌接合中之摩擦攪拌接合工具用旋 轉軸之轉矩電流値之檢出器，及 依上述檢出器之檢出値來控制對於被加工物之上述摩 擦攪拌接合工具之插入量之控制裝置而構成爲其特徵者。 8·—種摩擦攪拌接合裝置，由： 使摩擦攪拌接合工具旋轉之主軸，及 使上述主軸對於被加工物而相對的使之移動之第1移 動裝置，及 將上述主軸沿著被加工物之接合線的相對的使之移動 之第2移動裝置，及 用於檢出將摩擦攪拌接合工具插入於被加工物時之主 軸之轉矩電流値之檢出器， 依上述檢出器之檢出値而修正被加工物之座標値’依 據此修正値而驅動上述第1移動裝置之控制裝置所構成之 爲其特徵者。 9 . 一種加工方法， 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） I I I I I I 1 I I i I -111 — — — — a — — — — — — — — (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -19- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印制衣 495408 A8 Βδ C8 ____ D8 六、申請專利範圍 組合第1被加工物與第2被加工物， 藉由安裝於主軸之摩擦攪拌接合工具而將上述第1被 加工物與弟2被加工物予以摩擦擾梓接合， 將上述主軸之工具更換爲切削工具， 由上述切削工具而將上述第1被加工物或上述第2被 加工物予以切削所欲之部份，爲其特微者。 1 〇 ·如申請專利範圍第9項所述之‘加工方法，其中 上述被切削之部份係上述第1被加工物及上述被加工 物之外周者。 1 1 ·如申請專利範圍第9項所述之加工方法，其中 上述被切削之部份係以上述摩擦攪拌接合之部份者。 1 2 ·如申請專利範圍第9項所述之摩擦攪拌接合方 法，其中 在於與欲實施摩擦攪拌接合之位置不相同之上述第1 構件或上述第2構件之位置而拔除摩擦攪拌接合工具完成 上述摩擦攪拌接合， 接著以上述切削工具來切削該由上述拔除摩擦攪拌接 合工具而發生之孔，爲其特徵者。 1 3 · —種加工方法，組合第1被加工物與第2被加 工物，藉由安裝於第1主軸之摩擦攪拌接合工具而將上述 第1被加工物與上述第2被加工物予以摩擦攪拌接合， 藉由安裝於第2主軸之切削工具來削取上述第1被加 工物或上述第2被加工物之所欲之部份者。 1 4 ·如申請專利範圍第1 3項所述之加工方法，其 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公ΓΤ ·" I i I - I I I 1 I I I ^ « — — — — — — I— (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 495408 8888 ABCD 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 六、申請專利範圍 中 上述欲切削之部份係第1被加工物及上述第2被加工 物之外周部者。 1 5 ·如申請專利範圍第1 3項所述之加工方法，其 中 上述欲切削之部份乃經上述摩擦攪拌接合之部份者。 1 6 · —種摩擦攪拌接合方法，在私如申請專利範圍 第1 3項之摩擦攪拌接合方法中，在於與欲摩擦攪拌接合之位 置不同之上述第1構件或上述第2構件之位置中，拔除摩 擦攪拌接合工具而完成上述摩擦攪拌接合， 接著以上述切削工具來切削該由拔除上述摩擦攪拌接 合工具所產生之孔，爲其特徵者。 1 7 . —種加工方法， 由安裝於主軸之切削工具而對於第1被加工物施予切 削， 於上述第1被加工物組合第2被加工物，同時將上述 主軸之切削工具更換爲摩擦攪拌接合工具， 藉上述摩擦攪拌接合工具實施上述第1被加工物與上 述第2被加工物之摩擦攪拌接合爲其特徵者。 1 8 . —種加工方法， 對於安裝於第1旋轉台之第1被加工物組合第2被加 工物， 一面使安裝於上述旋轉台及主·軸之摩擦攪拌接合工具 旋轉一面將上述第1被加工物與上述第2被加工物予以摩 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） > · i - V ------,—--------^---------^9--------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -21 - 495408 ABCD 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 六、申請專利範圍 擦攪拌接合， 使設置了上述主軸之第2旋轉台旋轉9 〇度， 一面旋轉第1旋轉台而藉由設置於上述第2旋轉台之 切削工具來切削上述摩擦攪拌接合之部分，爲其特徵者。 1 9 · 一種加工方法， 以安裝於主軸之切削工具而對於第1加工物施予切削 7 * 在於上述第1被加工物組合第2加工物， 藉由安裝於第2主軸之摩擦攪拌接合工具來實施上述 第1被加工物與第2被加工物之摩擦攪拌接合，爲其特徵 者。 2 0 · —種摩擦攪拌接合方法， 以感測器出安裝於主軸之摩擦攪拌接合工具之先端之 位置， 對於上述位置加算或減算上述工具之小直徑部之長度 爲基準位置，而將被加工物插入於該基準位置，以資實施 摩擦攪拌接合，爲其特徵者。 21·—種摩擦攪拌接合方法， 檢測出摩擦攪拌接合中之摩擦攪拌接合工具用旋轉軸 之轉矩電流， 依上述檢出値來控制對於被加工物之上述摩擦攪拌接 合工具量，爲其特徵者。 2 2 · —種摩擦攪拌接合方法， 檢測出，將摩擦攪拌接合工具之插入於被加工物時之 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） ------·----1 I - I I-----訂- !1- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) •22- 495408 A8 B8 C8 _____D8 六、申請專利範圍 旋轉軸之轉矩電流値， 依上述檢出値來修正上述被加工物之座標値， 依該修正値來控制對於上述被加工物之上述摩檫擾枠 接合工具之相對的移動量，爲其特徵者。 2 3 · —種摩擦攪拌接合方法， 檢測出，當將摩擦攪拌接合工具插入於被加工物時， 被通電於該工具之電流之，由接觸於上-被加工物而被通 電之電流， 以該檢出値來修正上述被加工物之座標値， 依此修正値來控制對於上述被加工物之上述摩擦攪拌 接合工具之相對的移動量，爲其特徵者。 ,-----------訂--------- Γ清先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 V 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -23-
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