WO2016147999A1 - 摩擦撹拌接合装置 - Google Patents

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WO2016147999A1
WO2016147999A1 PCT/JP2016/057519 JP2016057519W WO2016147999A1 WO 2016147999 A1 WO2016147999 A1 WO 2016147999A1 JP 2016057519 W JP2016057519 W JP 2016057519W WO 2016147999 A1 WO2016147999 A1 WO 2016147999A1
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WO
WIPO (PCT)
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friction stir
stir welding
workpiece
work
axis direction
Prior art date
Application number
PCT/JP2016/057519
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
齋藤 浩
邦崇 真崎
孝二 根崎
維史 金山
聡 山中
康 田部井
Original Assignee
株式会社Ihi
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 株式会社Ihi filed Critical 株式会社Ihi
Publication of WO2016147999A1 publication Critical patent/WO2016147999A1/ja

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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K20/00Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating
    • B23K20/12Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating the heat being generated by friction; Friction welding

Definitions

  • the present disclosure relates to a friction stir welding apparatus used for friction stir welding at a joint between workpieces.
  • This application claims priority based on Japanese Patent Application No. 2015-054605 filed in Japan on March 18, 2015, the contents of which are incorporated herein by reference.
  • the friction stir welding tool (friction stir welding tool) used in the friction stir welding apparatus includes a type having a rotary shoulder that rotates integrally with the probe, and a rotating probe and a non-rotating fixed shoulder.
  • the format is known.
  • the fixed shoulder abuts against the surfaces of both workpieces forming the corner corners in order to friction stir weld the corners (inner corners) of the workpieces to be joined.
  • a shape with a surface is known.
  • AdStir is designed to form a curved surface (fillet fillet) in the corner corner after joining when performing friction stir welding at the corner corner by a friction stir welding tool equipped with a fixed shoulder.
  • a technique called “Non-Patent Document 1” has also been proposed in the past.
  • Non-Patent Document 1 does not show a specific configuration for relatively moving the friction stir welding tool and the workpiece having the corners to be joined in the extending direction of the corners.
  • the present disclosure provides a friction stir welding that can perform friction stir welding of two corners of workpieces using a pair of friction stir welding tools without being limited by the length of the workpieces to be joined.
  • An object is to provide an apparatus.
  • a friction stir welding apparatus is formed by a first workpiece and a second workpiece arranged in contact with an end edge in a posture that intersects the surface of the first workpiece at a predetermined angle.
  • a joining apparatus main body that is fixedly provided with a friction stir welding tool for friction stir welding the corners on both sides of the second workpiece to be friction stir welded along the direction in which the corners extend;
  • a work table that disposes the first work and the second work in a joining posture in which the corners are formed; and a moving mechanism that moves the work table in a direction in which the corners extend.
  • the friction stir welding of two corners of workpieces is performed using a pair of friction stir welding tools without being limited by the length of workpieces to be joined. Can do.
  • FIG. 2 is an AA arrow view of FIG. It is a top view which expands and shows the part of the friction stir welding tool of the friction stir welding apparatus of 1st Embodiment. It is a BB direction arrow line view of FIG. 4A. It is a top view which expands and shows the work table of 1st Embodiment. It is a side view which expands and shows the work table of 1st Embodiment. It is a schematic plan view which shows the table moving path
  • FIG. 9 is a view in the direction of arrows CC in FIG. It is a partial cutaway figure which shows the axial direction movement unit of the joining apparatus main body of the friction stir welding apparatus of 1st Embodiment. It is a DD direction arrow line view of FIG. It is a side view which expands and shows the work clamp unit of the work holding part of the friction stir welding apparatus of 1st Embodiment.
  • FIG. 13 is a view taken in the direction of arrows EE in FIG. 12. It is a top view which shows the work table of the friction stir welding apparatus of 2nd Embodiment. It is a top view which shows the work table of the friction stir welding apparatus of 3rd Embodiment. It is a side view which shows the work table of the friction stir welding apparatus of 3rd Embodiment.
  • FIG. 1 is a schematic side view showing the friction stir welding apparatus according to the first embodiment.
  • 2 is a schematic plan view of FIG. 1
  • FIG. 3 is a view taken in the direction of arrows AA in FIG. 4A is an enlarged plan view showing a portion of the friction stir welding tool
  • FIG. 4B is a BB direction view of FIG. 4A.
  • FIG. 5A is an enlarged plan view showing the work table
  • FIG. 5B is an enlarged side view showing the work table.
  • FIG. 6 is a schematic plan view showing the workpiece movement path.
  • FIG. 7 is an enlarged view of the joining apparatus main body as viewed along the direction of friction stir welding.
  • FIG. 8 is a partial cutaway view showing the axial orthogonal direction moving unit of the joining apparatus main body.
  • FIG. 9 is a view in the direction of arrows CC in FIG.
  • FIG. 10 is a partial cutaway view showing the axial movement unit of the joining apparatus main body.
  • FIG. 11 is a view in the DD direction of FIG.
  • FIG. 12 is an enlarged side view showing a work clamp unit of the work holding unit.
  • 13 is a view taken in the direction of arrows EE in FIG.
  • the friction stir welding apparatus has a second end whose end edge is abutted in a posture that intersects the first workpiece W1 and the surface P1 of the first workpiece W1 at a predetermined angle.
  • Two corners (inner corners) c1 and c2 formed by the workpiece W2 are subject to friction stir welding.
  • the surface P1 of the first workpiece W1 is horizontally disposed, and the second workpiece W2 is abutted from above with the surface P1 of the first workpiece W1 in a vertical posture. Will be described.
  • the extending direction of the corners c1 and c2 is parallel to the plane P1 of the first workpiece W1 in the x-axis direction and a plane perpendicular to the x-axis direction.
  • a three-dimensional orthogonal coordinate system is set in which the direction is the y-axis direction, and the direction orthogonal to both the x-axis direction and the y-axis direction is the z-axis direction.
  • the xy plane along the plane P1 of the first workpiece W1 is a horizontal plane
  • the z-axis direction is the vertical direction
  • the second workpiece W2 is arranged along the xz plane, which is a vertical plane.
  • the xy plane indicates a plane along the x-axis direction and the y-axis direction
  • the xz plane indicates a plane along the x-axis direction and the z-axis direction
  • the yz plane indicates the y-axis direction and the z-axis direction.
  • a plane along the direction is shown.
  • the xy plane, the xz plane, and the yz plane do not mean a plane whose position is specified.
  • the friction stir welding apparatus includes a joining apparatus main body 2 placed on the surface of the gantry 1 as shown in FIGS.
  • the bonding apparatus main body 2 includes a pair of friction stir welding tools 3a and 3b including fixed shoulders 4a and 4b arranged at corners c1 and c2.
  • the friction stir welding apparatus according to the present embodiment includes a work table 5 for arranging the first work W1 and the second work W2 in the above-described joining posture, and the work table 5 on the surface of the gantry 1 on the x axis.
  • a moving mechanism 7 for moving along a table moving path 6 (see FIG. 6) extending in the direction.
  • the direction in which the workpieces W1 and W2 are advanced (moved) together with the work table 5 when performing friction stir welding of the corner portions c1 and c2 is the direction indicated by the arrow F in FIGS. This direction is referred to as a workpiece traveling direction F, and the subsequent drawings are also the same).
  • the dimensions of the work table 5 in the x-axis direction are longer than the dimensions of the first work W1 and the second work W2 in the x-axis direction, as shown in FIGS. 5A and 5B.
  • an area 8 in which the first work W1 is arranged is set on the surface of the work table 5, as shown in FIGS. 5A and 7, an area 8 in which the first work W1 is arranged is set.
  • a step portion 9 is provided for positioning by abutting one end surface of the first workpiece W1 in the y-axis direction.
  • end surface clamps 10 and surface clamps 11 are alternately arranged at predetermined intervals along the x-axis direction.
  • the end surface clamp 10 is pressed against the other end surface of the first workpiece W1 in the y-axis direction, and fixes the first workpiece W1 between the step portion 9 along the y-axis direction.
  • the surface clamp 11 is pressed against the surface P1 (see FIG. 4B) on the other end edge side of the first workpiece W1 in the y-axis direction, and the first workpiece W1 is brought into contact with the surface of the work table 5 along the z-axis direction. And fix between.
  • the end-side end pressing member 12 is provided on the surface on the one end side in the x-axis direction that is the rear end side (left side in FIGS. 5A and 5B) of the work traveling direction F of the work table 5.
  • the end-side end pressing member 12 is provided at the ends of the first workpiece W1 and the second workpiece W2 positioned on the end side (processing end side) of the bonding process when the friction stir welding of the corner portions c1 and c2 is performed. By abutting, the first workpiece W1 and the second workpiece W2 are positioned.
  • a start end side end pressing member 13 is provided on the surface of the work table 5 on the other end side in the x-axis direction which is the front end side (right side in FIGS. 5A and 5B) of the work traveling direction F.
  • the start end side end pressing member 13 is an end of the first work W1 and the second work W2 that are located on the start end side (processing start side) of the joining process when the friction stir welding of the corner portions c1 and c2 is performed.
  • the first workpiece W1 and the second workpiece W2 are positioned by being abutted against each other.
  • the end side end pressing member 12 and the start end side pressing member 13 have the same thickness dimension as the second work W2 on the horizontal plate part 14 having the same thickness dimension as the first work W1.
  • the vertical plate portion 15 is abutted and integrated at an angle similar to the abutting angle of the second workpiece W2 with respect to the first workpiece W1.
  • the end pressing members 12 and 13 have an inverted T-shaped structure in which the vertical plate portion 15 is abutted and integrated with the horizontal plate portion 14 in a vertical arrangement.
  • the horizontal plate portion 14 and the vertical plate portion 15 of the end pressing members 12 and 13 both extend along the x-axis direction, and the horizontal plate portion 14 is attached to the surface of the work table 5.
  • the start side end pressing member 13 is provided so that the attachment position in the x-axis direction with respect to the work table 5 can be changed.
  • the attachment position of the start end side end pressing member 13 with respect to the work table 5 is changed. Accordingly, both end portions of the first workpiece W1 and the second workpiece W2 in the x-axis direction can be disposed so as to abut against both the end-side end pressing member 12 and the start-side end pressing member 13. Therefore, even when the friction stir welding of the first workpiece W1 and the second workpiece W2 having different dimensions in the x-axis direction is performed, the common work table 5 can be used.
  • the vertical plate portion 15 of the end pressing members 12 and 13 is provided with a holder 16 that holds the edge of the second workpiece W2 in the x-axis direction from both sides in the y-axis direction.
  • Two racks 17 extending in the x-axis direction, which is the moving direction of the work table 5, are provided over the entire length on both ends in the y-axis direction on the back surface of the work table 5.
  • the gantry 1 has a work table 5 (refer to FIGS. 2, 5 ⁇ / b> A, and 5 ⁇ / b> B) for moving the gantry 1 in the center of the y-axis direction in the x-axis direction.
  • a table moving path 6 is set.
  • the table moving path 6 includes a bottom guide roller 18, a side guide roller 19, and a top guide roller 20 arranged along the table moving path 6 as guide means for guiding the movement of the work table 5 in the x-axis direction. Prepare.
  • the bottom guide roller 18 supports the back surface of the work table 5 that moves in the x-axis direction along the table moving path 6 (see FIG. 6) at a position that does not interfere with the rack 17.
  • a large number of bottom guide rollers 18 are provided on the surface of the gantry 1 inside the table moving path 6 in the x-axis direction and the y-axis direction, for example, in a staggered manner.
  • the bottom guide roller 18 is preferably arranged more densely than the other parts below the part (see FIGS. 1 and 2) where the friction stir welding tools 3a and 3b of the joining apparatus body 2 are arranged. . This is due to the following reason.
  • a friction stir welding tool of the type having a fixed shoulder cannot generate frictional heat with the work with the fixed shoulder, so that the pressing load on the work is a type of friction stir welding with a rotary shoulder. It becomes larger than the pressing load on the workpiece of the tool.
  • the welding apparatus main body 2 it is necessary to apply a relatively large pressing load to the friction stir welding tools 3a and 3b. Therefore, in order to receive the vertical component of the pressing load applied to the friction stir welding tools 3a and 3b with more bottom guide rollers 18, the arrangement density of the bottom guide rollers 18 is set as described above. Is preferred.
  • the side guide roller 19 supports both side surfaces of the work table 5 in the y-axis direction as shown in FIGS. As shown in FIG. 6, the side guide rollers 19 are provided on the surface of the gantry 1 on both sides of the table moving path 6 in the y-axis direction and arranged at predetermined intervals in the x-axis direction.
  • the top guide roller 20 is in contact with both end edges in the y-axis direction of the surface of the work table 5 as shown in FIGS. As shown in FIG. 6, the top guide rollers 20 are provided on both sides of the table moving path 6 in the y-axis direction on the surface of the gantry 1. In the x-axis direction, two top guide rollers 20 are spaced apart from each other at predetermined intervals on both sides of a portion (see FIG. 2) where the friction stir welding tools 3a and 3b of the welding apparatus main body 2 are disposed. It is provided as a set. The reason why the top guide rollers 20 are provided in pairs is to prevent the work table 5 from tilting in the z-axis direction more reliably. Note that the top guide roller 20 may be provided in an arrangement other than two pairs.
  • the bottom guide roller 18, the side guide roller 19, and the top guide roller 20 hold the workpiece table in a state in which the displacement of the work table in the z-axis direction and the y-axis direction is restricted.
  • the movement of the table 5 in the x-axis direction is guided.
  • the positions of the side guide roller 19 and the top guide roller 20 provided on one side of the table moving path 6 in the y-axis direction are fixed, and on the other hand, provided on the other side of the table moving path 6 in the y-axis direction.
  • the positions of the side guide roller 19 and the top guide roller 20 in the y-axis direction are preferably adjustable. This is because the side guide roller 19 and the top guide roller 20 are arranged in accordance with the dimensions of the work table 5 actually used.
  • the moving mechanism 7 is provided at a position below the table moving path 6 set in the gantry 1, and a pair of pinion gears that can mesh with the rack 17 of the work table 5. 21 is provided. As shown in FIG. 1, the pinion gear 21 is preferably arranged at a position shifted from directly below the position where the friction stir welding tools 3 a and 3 b of the welding apparatus main body 2 are arranged in the x-axis direction. .
  • the bonding apparatus main body 2 applies a relatively large pressing load to the friction stir welding tools 3a and 3b.
  • the vertical component of the pressing load applied to the friction stir welding tools 3a and 3b acts on the meshing position between the rack 17 and the pinion gear 21, the clearance (crest) between the pinion gear 21 and the rack 17 may change. Therefore, the pinion gear 21 is arranged as described above.
  • the feed operation of the rack 17 due to the rotation of the pinion gear 21 may not be performed smoothly or the feed amount of the rack 17 may change. .
  • the pinion gear 21 is preferably arranged at a position as close as possible to the friction stir welding tools 3a and 3b within a range in which the feeding operation of the rack 17 is smoothly performed and the feeding amount of the rack 17 is constant. .
  • the work movement in the x-axis direction is as close as possible to the place where the friction stir welding is performed with respect to the work table 5.
  • a driving force can be applied. In this way, distortion and deformation generated in the work table 5 from the place where the driving force of the work table 5 is applied to the place where the friction stir welding is performed at the corners c1 and c2 can be suppressed. Distortion and deformation of the works W1 and W2 arranged on the work table 5 can be suppressed.
  • the pair of pinion gears 21 are connected to each other by a rotation shaft 23 in the y-axis direction supported by a bearing 22 (see FIG. 6).
  • One end of the rotating shaft 23 is connected to the output side of a speed reducer 24 provided inside the gantry 1, and a drive motor 25 such as a servo motor is connected to the speed reducer 24.
  • the moving mechanism 7 having the above configuration, when the pinion gear 21 is rotated together with the rotary shaft 23 by the drive motor 25 via the speed reducer 24, the work table 5 is integrated with the rack 17 meshed with the pinion gear 21. It moves in the x-axis direction along the table moving path 6.
  • the moving mechanism 7 can reciprocate the work table 5 in the work moving direction F and the opposite direction on the table moving path 6 by switching the rotation direction of the drive motor 25.
  • the work table 5 moves the table. It can move along the path 6.
  • the friction stir welding apparatus includes a table support 26 that supports a portion of the work table 5 that protrudes from the mount 1 as shown in FIGS.
  • the table support 26 is arranged on the extended line of the table moving path 6 (see FIG. 6) outside the gantry 1.
  • a bottom guide roller 27 that supports the back surface of the work table 5 at a position that does not interfere with the rack 17, and side guide rollers 28 that support both side surfaces of the work table 5 in the y-axis direction. It is done.
  • the part of the work table 5 that protrudes from the gantry 1 is supported by the table support 26, so that the work table 5 and the works W1 and W2 held by the work table 5 are bent or deformed in the z-axis direction by their own weight, The deformation and meandering in the y-axis direction can be suppressed.
  • the table support 26 is provided with a traveling wheel 29 and a liftable support leg 30 at the bottom for easy installation or removal depending on the usage situation.
  • the support leg 30 is configured to be able to change the arrangement between a state where it is lowered so as to protrude downward from the lower end of the traveling wheel 29 and a state where it is raised above the lower end of the traveling wheel 29.
  • a support 31 having a screw formed on the support leg 30 is provided, and a nut member 32 is provided on the table support base 26.
  • the support leg 30 can be moved up and down relative to the table support base 26 by rotating the support column 31 with respect to the nut member 32.
  • FIG. 1 and 2 show a configuration in which two table support bases 26 are arranged on the upstream side in the workpiece traveling direction F of the gantry 1.
  • the table support 26 may be arranged on the downstream side in the workpiece traveling direction F with respect to the gantry 1.
  • the number of table support tables 26 may be one or three or more.
  • the joining apparatus main body 2 is a first joint for joining a corner portion c1 on the side surface P2a side of the second workpiece W2 out of the two corner portions c1 and c2.
  • a friction stir welding tool 3a and a second friction stir welding tool 3b for joining the corner portion c2 on the other side surface P2b side are provided.
  • the first friction stir welding tool 3a includes a probe 33a that can be driven to rotate, and a fixed shoulder 4a disposed on the outer periphery of the proximal end side of the probe 33a.
  • the probe 33a is preferably arranged so that the axial center direction of the probe 33a is parallel to the bisector of the angle of the corner c1 in the yz plane.
  • the corner c1 is a right angle
  • the axial center direction of the probe 33a is 45 degrees from the z-axis direction (vertical direction) along the second workpiece W2 to the one side surface P2a side in the yz plane. It is arranged so as to form an inclined obliquely downward angle.
  • the fixed shoulder 4a has two end portions arranged near the tip of the probe 33a that are in contact with the surface P1 of the first workpiece W1 and the side surface P2a of the second workpiece W2 forming the corner portion c1, respectively. It is a mountain shape (V shape) provided with the workpiece contact surface 34a.
  • the first friction stir welding tool 3a is used in a state of being attached to the distal end side of the first main spindle unit 35a provided with a rotation drive unit 36a that rotationally drives the probe 33a.
  • the second friction stir welding tool 3b includes a probe 33b that can be rotated and a fixed shoulder 4b that is disposed on the outer periphery of the proximal end side of the probe 33b.
  • the probe 33b is preferably arranged so that the axial center direction of the probe 33b is parallel to the bisector of the angle of the corner portion c2 in the yz plane.
  • the corner portion c2 is a right angle
  • the axial center direction of the probe 33b is 45 degrees from the z-axis direction (vertical direction) along the second workpiece W2 to the other side surface P2b side in the yz plane.
  • the fixed shoulder 4b has two end portions arranged near the tip of the probe 33b, which are in contact with the surface P1 of the first workpiece W1 and the side surface P2b of the second workpiece W2 forming the corner portion c2. It is a mountain shape (V shape) provided with the workpiece contact surface 34b.
  • the second friction stir welding tool 3b is used in a state of being attached to the distal end side of the second main spindle unit 35b provided with a rotation drive unit 36b that rotationally drives the probe 33b.
  • the fixed shoulders 4a and 4b and the probes 33a and 33b are the first.
  • the two workpieces W2 are disposed at the same position in the x-axis direction.
  • the first friction stir welding tool 3a and the second friction stir welding tool 3b simultaneously perform friction stir welding of the corner corner portion c1 and the corner corner portion c2 on both sides of the second workpiece W2.
  • the probes 33a and 33b In order to prevent interference between the probes 33a and 33b to be immersed in the corners c1 and c2 and the stirring regions s1 and s2 of the corners c1 and c2 by the probes 33a and 33b when performing the probe 33a. , 33b from the fixed shoulders 4a, 4b are set.
  • the amount of insertion of the probes 33a and 33b into the corners c1 and c2 is the total agitation where the agitation regions by the probes arranged at the corners interfere with each other like the conventional friction agitation welding at the corners This can be reduced compared to the amount of insertion of the probe into the corner of the case.
  • the reaction force received by the probes 33a and 33b is compared with the reaction force received by the probe when performing full agitation joining. Can be made smaller. Therefore, the construction speed of friction stir welding can be improved as compared with the case of performing full stir welding. Moreover, the lifetime of the friction stir welding tools 3a and 3b can be improved.
  • the amount of heat that is locally input to the vicinity of the immersive portion of the probes 33a and 33b in the workpieces W1 and W2 by the frictional heat generated by the individual probes 33a and 33b is smaller than that in the case of performing all the stir welding. . Therefore, generation
  • work W1, W2 can be suppressed.
  • a position where a pressing load directed to the corner c1 is applied to the first friction stir welding tool 3a, and the second friction stir welding The position at which the pressing load directed to the corner portion c2 is applied to the tool 3b matches in the x-axis direction. That is, a position where a pressing load directed toward the corner c1 is applied to the first friction stir welding tool 3a, and a position where a pressing load directed toward the corner c2 is applied to the second friction stir welding tool 3b. However, they are located in the same yz plane with the second workpiece W2 interposed therebetween. For this reason, it is possible to prevent the rotation moment from being generated in the xy plane on the workpieces W1 and W2 and the workpiece table 5 due to the pressing load.
  • the friction stir welding is simultaneously performed from the both sides of the second workpiece W2 with respect to the corner portions c1 and c2. Therefore, the same position in the x-axis direction of the workpieces W1 and W2 is heated by the frictional heat generated by the probes 33a and 33b. Therefore, the workpieces W1 and W2 are heated more efficiently than when the corner corner c1 and the corner corner c2 are heated by the frictional heat generated by the probes arranged at different positions in the x-axis direction. . Therefore, by using a high amount of heat, the friction stir welding between the corner portion c1 and the corner portion c2 can be stably performed.
  • the stirring regions s1 and s2 stirred by the probes 33a and 33b are easily softened. Also by this, the construction speed of friction stir welding can be improved. In addition, since the resistance when the probes 33a and 33b are rotationally driven is reduced, the life of the friction stir welding tools 3a and 3b can be improved.
  • corner c1 and the corner c2 are heated by the frictional heat generated by the probes arranged at different positions in the x-axis direction, either the corner c1 or the corner c2 is preceded. Since the other is heated later, the heat input conditions may not be uniform. However, in this embodiment, since the probes 33a and 33b are arranged at the same position in the x-axis direction, heat input to the corner portions c1 and c2 can be made uniform.
  • the bonding apparatus main body 2 includes a gate-shaped frame 37 disposed on the surface of the gantry 1 so as to straddle the table movement path 6 (see FIG. 6) along the y-axis direction. ing.
  • a first main shaft unit 35a includes, for example, a first axis orthogonal direction moving unit 38 and a first axial direction. It is attached via a moving unit 39.
  • a second main spindle unit 35b is attached via, for example, a second axis orthogonal direction moving unit 40 and a second axis direction moving unit 41.
  • the first axis orthogonal direction moving unit 38 moves the first main shaft unit 35 a along the axis direction of the probe 33 a (see FIG. 4) in the yz plane. It is configured to move in a direction (hereinafter referred to as q-axis direction) orthogonal to (hereinafter referred to as p-axis direction).
  • the first axis-orthogonal direction moving unit 38 includes a base plate 42 attached to the frame 37 and a guide provided on the base plate 42 so as to extend in the q-axis direction.
  • a screw mechanism 46 is a screw mechanism in the q-axis direction that moves the moving table 45 along the longitudinal direction of the guide rail 43
  • a screw mechanism 46 is a screw mechanism 46.
  • the ball screw mechanism 46 includes a servo motor 47, a screw shaft 48 connected to the output side of the servo motor 47, and a nut member 49 attached to the screw shaft 48.
  • the ball screw mechanism 46 is installed on the surface of the base plate 42 so that the screw shaft 48 extends in parallel with the guide rail 43.
  • a nut member 49 of the ball screw mechanism 46 is attached to the moving table 45 via a load cell 50 and an attachment member 51.
  • the first axis orthogonal direction moving unit 38 having the above configuration rotates the screw shaft 48 by the driving force of the servo motor 47 so that the moving table 45 and the nut member 49 are moved along the guide rail 43. And move in the q-axis direction.
  • the moving table 45 can move without control along the guide rail 43 in a state where the driving force by the servo motor 47 is stopped.
  • the first axis orthogonal direction moving unit 38 includes a mechanical gravity compensation mechanism (self weight compensation mechanism, weight compensation) that supports the weight of the moving table 45 and the component of the weight acting on the moving table 45 in the direction along the guide rail 43.
  • a mechanical gravity compensation mechanism self weight compensation mechanism, weight compensation
  • a gas spring 52 arranged along the q-axis direction is provided.
  • One end side of the gas spring 52 is attached to a fixed portion of the base plate 42, and the other end side of the gas spring 52 is attached to the moving table 45.
  • the weight acting on the moving table 45 is the weight of the nut member 49, the load cell 50, the mounting member 51, the first axial movement unit 39, and the first spindle unit 35a.
  • the first axial movement unit 39 is configured to move the first main spindle unit 35a in the p-axis direction, as shown in FIGS.
  • the first axial movement unit 39 includes a base plate 53 attached to the movement table 45 of the first axial orthogonal movement unit 38 and a guide provided on the base plate 53 so as to extend in the p-axis direction.
  • a screw mechanism 57 is a screw mechanism 57.
  • the ball screw mechanism 57 includes a servo motor 58, a speed reducer 59 connected to the output side of the servo motor 58, a screw shaft 60 connected to the output side of the speed reducer 59, and a nut member attached to the screw shaft 60. 61.
  • the ball screw mechanism 57 is installed on the surface of the base plate 53 so that the screw shaft 60 extends in parallel with the guide rail 54.
  • a nut member 61 of the ball screw mechanism 57 is attached to the moving table 56 via a load cell 62 and an attachment member 63.
  • the first axial movement unit 39 having the above configuration rotates the screw shaft 60 via the speed reducer 59 by the driving force of the servo motor 58, thereby moving the moving table 56 together with the nut member 61. It is moved along the guide rail 54 in the p-axis direction.
  • the first spindle unit 35a is attached to the moving table 56.
  • the second axis-orthogonal direction moving unit 40 moves the second main shaft unit 35b along the axial direction of the probe 33b (see FIG. 4) in the yz plane (hereinafter, It is configured to move in a direction orthogonal to the r-axis direction (hereinafter referred to as the s-axis direction).
  • the second axis orthogonal direction moving unit 40 includes a base plate 64 attached to the frame 37, a guide rail 65 provided on the base plate 64 so as to extend in the s-axis direction, and a guide block on the guide rail 65.
  • a moving table 67 slidably mounted via 66 and a ball screw mechanism 68 that is a linear motion mechanism in the s-axis direction that moves the moving table 67 along the longitudinal direction of the guide rail 65 are provided.
  • the ball screw mechanism 68 includes a servo motor 69, a screw shaft 70 connected to the output side of the servo motor 69, and a nut member 71 attached to the screw shaft 70.
  • the ball screw mechanism 68 is installed on the surface of the base plate 64 so that the screw shaft 70 extends in parallel with the guide rail 65.
  • a nut member 71 of the ball screw mechanism 68 is attached to the moving table 67 via a load cell 72 and an attachment member 73.
  • the second axis orthogonal direction moving unit 40 having the above configuration rotates the screw shaft 70 by the driving force of the servo motor 69 so that the moving table 67 and the nut member 71 are moved along the guide rail 65. And move in the s-axis direction.
  • the moving table 67 can move along the guide rail 65 without control in a state where the driving force by the servo motor 69 is stopped.
  • the second axis orthogonal direction moving unit 40 includes, for example, a s-axis direction as a mechanical gravity compensation mechanism that supports the weight of the moving table 67 and the component of the weight acting on the moving table 67 in the direction along the guide rail 65.
  • a gas spring 74 is provided.
  • One end side of the gas spring 74 is attached to a fixed portion on the base plate 64 side, and the other end side of the gas spring 74 is attached to the moving table 67.
  • the weight acting on the moving table 67 is the weight of the nut member 71, the load cell 72, the mounting member 73, the second axial movement unit 41, and the second spindle unit 35b.
  • the second axial movement unit 41 is configured to move the second main spindle unit 35b in the r-axis direction, as shown in FIGS.
  • the second axial movement unit 41 includes a base plate 75 attached to the movement table 67 of the second axial orthogonal movement unit 40 and a guide provided on the base plate 75 so as to extend in the r-axis direction.
  • a screw mechanism 79 is a screw mechanism in the r-axis direction that moves the moving table 78 along the longitudinal direction of the guide rail 76.
  • the ball screw mechanism 79 includes a servo motor 80, a speed reducer 81 connected to the output side of the servo motor 80, a screw shaft 82 connected to the output side of the speed reducer 81, and a nut member attached to the screw shaft 82. 83.
  • the ball screw mechanism 79 is installed on the surface of the base plate 75 so that the screw shaft 82 extends in parallel with the guide rail 76.
  • a nut member 83 of the ball screw mechanism 79 is attached to the moving table 78 via a load cell 84 and an attachment member 85.
  • the second axial movement unit 41 having the above configuration rotates the screw shaft 82 via the speed reducer 81 by the driving force of the servo motor 80, thereby moving the moving table 78 together with the nut member 83. It is moved along the guide rail 76 in the r-axis direction.
  • the second spindle unit 35 b is attached to the moving table 78.
  • the adjustment of the position in the q-axis direction and the control of the force of the first friction stir welding tool 3a attached to the first spindle unit 35a are performed in the first axis orthogonal direction. This is done by unit 38. Adjustment of the position of the first friction stir welding tool 3a in the p-axis direction and control of the force are performed by the first axial movement unit 39.
  • the second axial movement unit 41 adjusts the position of the second friction stir welding tool 3b along the r-axis direction and controls the force.
  • the pressing load on the corner portion c1 of the first friction stir welding tool 3a acts in the p-axis direction. Therefore, the control of the pressing load on the corner c1 of the first friction stir welding tool 3a can be carried out by controlling only the output of the first axial movement unit 39 based on the detection result of the load cell 62. .
  • the adjustment of the position of the first friction stir welding tool 3a in the q-axis direction can be performed by the first axis-orthogonal direction moving unit 38 without being involved in the control of the pressing load.
  • the pressing load on the corner portion c2 of the second friction stir welding tool 3b acts in the r-axis direction. Therefore, the control of the pressing load on the corner portion c2 of the second friction stir welding tool 3b can be performed by controlling only the output of the second axial movement unit 41 based on the detection result of the load cell 84. . Adjustment of the position of the second friction stir welding tool 3b in the s-axis direction can be performed by the second axis-orthogonal direction moving unit 40 without being involved in the control of the pressing load.
  • the pressing load of the friction stir welding tools 3a and 3b when performing the friction stir welding of the corner portions c1 and c2 can be more reliably controlled.
  • the friction stir welding apparatus moves together with the work table 5 in the vicinity of the place where the friction stir welding tools 3a and 3b of the joining apparatus main body 2 are arranged.
  • a work clamp unit 86 that holds the joining posture of the first work W1 and the second work W2 is provided.
  • the workpiece clamp unit 86 includes a frame 87 that is shown in FIGS. 12 and 13 and that is disposed on the upstream side in the workpiece traveling direction F with respect to the bonding apparatus main body 2 shown in FIGS. 1 and 2.
  • the frame 87 includes a gate-shaped portion 88 disposed so as to straddle the table movement path 6 (see FIG. 6) along the y-axis direction, and a portal-shaped portion 88 as shown in FIG. And a projecting portion 89 provided on the surface side facing the bonding apparatus main body 2.
  • the protruding portion 89 has a shape that can be disposed in a space formed between the first main spindle unit 35a and the second main spindle unit 35b.
  • Both end sides of the gate-shaped portion 88 of the frame 87 in the y-axis direction are supported by a pair of guide rails 90 so as to be slidable through a guide block 91, respectively.
  • the pair of guide rails 90 are provided at both ends in the y-axis direction of the gantry 1 and extend along the x-axis direction.
  • the projecting portion 89 of the frame 87 is arranged along the guide rail 90 in the space between the first main spindle unit 35a and the second main spindle unit 35b as shown by the solid line in FIG.
  • the projecting portion 89 is movable between the position and the retracted arrangement in which the projecting portion 89 is separated from the first spindle unit 35a and the second spindle unit 35b.
  • a frame fixing portion is provided between the frame 87 and the gantry 1 for releasably fixing the frame 87 in the arrangement shown by the solid line in FIG.
  • a pair of side clamp rollers 92 a and 92 b and a pair of side clamp rollers 92 c and 92 d are provided at two locations in the z-axis direction inside the portal portion 88.
  • the pair of side clamp rollers 92a and 92b and the pair of side clamp rollers 92c and 92d are disposed to face each other along the y-axis direction, and both side surfaces P2a and P2b of the second workpiece W2 (see FIGS. 4A and 4B). To touch.
  • the side clamp rollers 92a and 92b and the pair of side clamp rollers 92c and 92d are fixed to the portal portion 88. Yes.
  • the side clamp rollers 92b and 92d arranged on the other side in the y-axis direction are attached to the portal portion 88 via a hydraulic cylinder 93 as a pressing means arranged along the y-axis direction.
  • both side surfaces P2a and P2b of the second workpiece W2 are operated.
  • the side clamp rollers 92a and 92c and the side clamp rollers 92b and 92d are pressed from both sides. For this reason, the position of the second workpiece W2 in the y-axis direction is maintained.
  • a top clamp roller 94 a is provided on the end side away from the gantry 1 inside the portal portion 88.
  • the top clamp roller 94a is pressed against the end of the second workpiece W2 opposite to the first workpiece W1 side.
  • the top clamp roller 94a is attached to the gate-shaped portion 88 via a hydraulic cylinder 95 as pressing means arranged in the direction along the surface of the second workpiece W2 in the yz plane, that is, in the z-axis direction in this embodiment. It has been.
  • the hydraulic cylinder 95 When the hydraulic cylinder 95 is extended and operated in a state where the top clamp roller 94a is disposed so as to be in contact with the end portion of the second workpiece W2, the second workpiece W2 is pressed against the first workpiece W1.
  • the first workpiece W1 is pressed against the work table 5 by the pressing force received from the second workpiece W2. For this reason, the position of the z-axis direction of the 1st workpiece
  • work W2 is hold
  • the projecting portion 89 is provided with a pair of side clamp rollers 92e and 92f and a top clamp roller 94b.
  • the pair of side clamp rollers 92e and 92f has the same configuration as the pair of side clamp rollers 92a and 92b of the portal portion 88.
  • the side clamp roller 92 f is supported by the protruding portion 89 via a hydraulic cylinder 93.
  • the top clamp roller 94 b has the same configuration as the top clamp roller 94 a of the portal portion 88, and is supported by the protruding portion 89 via a hydraulic cylinder 95.
  • the pair of side clamp rollers 92e and 92f and the top clamp roller 94b are disposed when the projecting portion 89 is disposed in the space between the first spindle unit 35a and the second spindle unit 35b as shown in FIG.
  • the friction stir welding tools 3a and 3b are preferably disposed above the friction stir welding tools 3a and 3b.
  • the side clamp rollers 92a to 92f and the top clamp rollers 94a and 94b preferably have a structure including two roller bodies arranged side by side in the x-axis direction. This is for more reliably preventing the displacement of the second workpiece W2 from the posture along the x-axis direction in the y-axis direction or the z-axis direction.
  • the frame 87 is disposed at the position indicated by the solid line in FIG.
  • the workpiece clamp unit 86 can prevent the displacement of the position of the second workpiece W2 to be friction stir welded in the y-axis direction in the vicinity of the place where the friction stir welding is performed, and the first workpiece W1. And the displacement to the z-axis direction of the position of the 2nd workpiece
  • work W2 can be prevented.
  • the frame 37 of the joining apparatus main body 2 on which the spindle units 35a and 35b are supported is affected by the reaction force of the pressing load applied to the friction stir welding tools 3a and 3b when performing the friction stir welding.
  • the work clamp unit 86 includes a frame 87 separate from the frame 37 of the joining apparatus main body 2. Therefore, the holding of the positions of the workpieces W1 and W2 by the workpiece clamp unit 86 is not affected by the reaction force of the pressing load applied to the friction stir welding tools 3a and 3b.
  • the work clamp unit 86 When the friction stir welding is not performed, the work clamp unit 86 is released from being fixed by the frame fixing portion (not shown), and the work clamp unit 86 is connected to the joining apparatus main body as shown by a two-dot chain line in FIG. Move to a retreat arrangement away from 2. In this state, since the protruding portion 89 is exposed, the operator can easily approach the side clamp rollers 92e and 92f and the top clamp roller 94b to perform inspection and maintenance work. In this state, the work clamp unit 86 is separated from the first spindle unit 35a and the first friction stir welding tool 3a, and from the second spindle unit 35b and the second friction stir welding tool 3b. Therefore, an operator can easily approach these devices to perform inspection and maintenance work.
  • the end portion disposed on the rear end side of the work moving direction F of the first work W ⁇ b> 1 is set to the end side end pressing member 12.
  • work W1 is abutted on the level
  • the first work W ⁇ b> 1 is held on the work table 5 using the end face clamp 10 and the surface clamp 11.
  • the edge of the second workpiece W2 is abutted against the surface P1 of the first workpiece W1 so that the joining posture shown in FIGS. 4A and 4B is obtained.
  • the second work W2 is disposed such that the end disposed on the rear end side of the work traveling direction F of the second work W2 is abutted against the vertical plate portion 15 of the end-side end pressing member 12, and the second work W2 is disposed. Is held by the vertical plate portion 15 via the holder 16.
  • the work table 5 is attached with a start-end-side end pressing member 13 so as to abut against the ends of the first work W1 and the second work W2 arranged on the front end side in the work traveling direction F.
  • the corresponding portion of the second workpiece W2 is held by the vertical plate portion 15 of the end pressing member 13 via the holder 16.
  • the work of placing and holding the works W1 and W2 on the work table 5 is performed in a state where the work table 5 is appropriately moved in the x-axis direction and arranged at a position where it does not interfere with the joining apparatus main body 2 and the work clamp unit 86. What should I do? At this time, the work table 5 may be disposed at a position protruding from the gantry 1 using the table support 26 as appropriate, or at a position away from the gantry 1.
  • the workpiece table 5 After holding the workpieces W1 and W2 on the workpiece table 5, the workpiece table 5 is moved along the table moving path 6 by the moving mechanism 7, and the friction stir welding of the corners c1 and c2 of the workpieces W1 and W2 is performed.
  • the starting end side is disposed in the same yz plane as the friction stir welding tools 3a and 3b.
  • the probes 33a and 33b of the friction stir welding tools 3a and 3b are disposed close to the corners c1 and c2 by the axially orthogonal direction moving units 38 and 40 and the axial direction moving units 39 and 41. As described above, the positions of the spindle units 35a and 35b are adjusted.
  • the work clamp unit 86 is arranged and fixed at a position close to the joining apparatus main body 2.
  • the workpiece clamp unit 86 holds the workpieces W1 and W2 held on the workpiece table 5 in the bonding posture by the side clamp rollers 92a to 92f and the top clamp rollers 94a and 94b.
  • the displacement of the second workpiece W2 in the y-axis direction and the z-axis direction and the displacement of the first workpiece W1 in the z-axis direction are prevented.
  • the joining apparatus main body 2 activates the rotation drive units 36a and 36b of the spindle units 35a and 35b to start rotation of the probes 33a and 33b. Thereafter, the joining apparatus main body 2 is driven to rotate by moving the spindle units 35a and 35b along the axial directions (p-axis direction and r-axis direction) of the probes 33a and 33b by the axial direction moving units 39 and 41.
  • the probes 33a and 33b are immersed in the corners c1 and c2.
  • the work contact surface 34a of the fixed shoulder 4a is brought into contact with the surface P1 of the first work W1 and one side surface P2a of the second work W2, and the work contact surface 34b of the fixed shoulder 4b is brought into contact with the first work W1.
  • the surface P1 of the workpiece W1 is brought into contact with the other side surface P2b of the second workpiece W2.
  • the stirring areas s1 and s2 by the immersed probes 33a and 33b are formed in the corners c1 and c2 that are symmetrical positions with the second workpiece W2 interposed therebetween, without interfering with each other.
  • the moving mechanism 7 starts moving the work table 5.
  • the corners c1 and c2 that move along with the movement of the work table 5 move relative to the friction stir welding tools 3a and 3b of the fixed joining apparatus body 2.
  • friction stir welding along the corners c1 and c2 is started simultaneously at the corners c1 and c2.
  • the joining apparatus main body 2 is preset with a load for pressing the friction stir welding tools 3a and 3b against the corners c1 and c2 by the axial movement units 39 and 41. Control for the axial movement units 39 and 41 is started so as to match the set target value.
  • the joining apparatus main body 2 cuts off the control and power of the servo motors 47 and 69 for the axial orthogonal direction moving units 38 and 40.
  • the position of the first main spindle unit 35a held on the moving table 45 via the first axis direction moving unit 39 depends on the external force acting in the q axis direction. Change freely.
  • the position of the second main spindle unit 35b held on the moving table 67 via the second axis direction moving unit 41 depends on the external force acting in the s-axis direction. It will change freely.
  • the friction stir welding along the corners c1 and c2 can be performed in a state where the positions of the friction stir welding tools 3a and 3b are made to follow the corners c1 and c2.
  • the moving mechanism 7 stops the movement of the work table 5. .
  • the axis orthogonal direction moving units 38 and 40 resume control by the servomotors 47 and 69, and the axis orthogonal direction moving units 38 and 40 and the axis direction moving units 39 and 41 are used to generate friction stir welding tools 3a, 3b is moved in a direction away from the corners c1 and c2. Thereby, the probes 33a and 33b are extracted from the corner portions c1 and c2. Thereafter, the rotational driving of the probes 33a and 33b by the spindle units 35a and 35b is stopped.
  • the work table 5 is moved to a position where it does not interfere with the joining apparatus main body 2 and the work clamp unit 86 by the moving mechanism 7, and then the joined body of the works W1 and W2 is taken out.
  • the friction stir welding of the corner portions c1 and c2 between the workpieces W1 and W2 can be performed using the pair of friction stir welding tools 3a and 3b.
  • the workpieces W1 and W2 held in the joining posture in which the corner portions c1 and c2 are formed are placed on the gantry 1 together with the work table 5. It moves with respect to the fixed joining apparatus main body 2. For this reason, in the friction stir welding apparatus of this embodiment, by using the work table 5 according to the lengths of the works W1 and W2, the length of the works W1 and W2 to be friction stir welded by the joining apparatus body 2 is increased. Friction stir welding can be performed without limitation.
  • the work table 5 includes a terminal-side end pressing member 12 provided on the rear end side of the workpiece traveling direction F. It is possible to place the end portion of the corners c1 and c2 of the workpieces W1 and W2 arranged on the work table 5 on the end side of the friction stir welding process so as to abut against the end side end pressing member 12. it can. For this reason, when the work table 5 is moved in the work advancing direction F, not only the first work W1 directly held by the work table 5 via the end surface clamp 10 and the surface clamp 11 but also the second work W2 It is pushed in the workpiece traveling direction F by the end side end pressing member 12. Thereby, both the workpiece
  • the friction stir welding tools 3a and 3b at the corner portions c1 and c2 are prevented in the state where the first workpiece W1 and the second workpiece W2 are prevented from shifting in the x-axis direction. Friction stir welding can be performed.
  • the work table 5 includes a step portion 9 provided on one side in the y-axis direction of the region 8 in which the first work W1 is arranged.
  • the first workpiece W1 can be easily placed on the work table 5 at the same position and the same posture every time.
  • the first workpiece W1 and the work table 5 have the vertical component of the load that presses the friction stir welding tools 3a and 3b against the corners c1 and c2 in the x-axis direction. Receive in one place.
  • the work table 5 holds the first work W1 using the end surface clamp 10 and the surface clamp 11, in addition to the displacement of the first work W1 in the y-axis direction, the first work W1 is Displacement that separates from the table 5 can also be prevented.
  • FIG. 14 is a plan view showing a work table of the friction stir welding apparatus according to the second embodiment.
  • FIG. 14 the same components as those in FIGS. 5A and 5B are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.
  • the configuration of the friction stir welding apparatus of this embodiment is the same as that of the first embodiment except for the work table 105.
  • the end surface clamps 10 provided on both sides in the y-axis direction cause the first work W1 to move in the y-axis direction. Positioning and fixing. Thereafter, the first workpiece W1 is sandwiched and fixed between the surface of the work table 105 along the z-axis direction by the surface clamp 11.
  • the friction stir welding apparatus according to the present embodiment using the work table 105 is the same as the friction stir welding apparatus according to the first embodiment except for the positioning and fixing process in the y-axis direction of the first work W1 arranged on the work table 105. It can be used similarly, and the same effect can be acquired.
  • FIG. 15A is a plan view showing a work table of the friction stir welding apparatus according to the third embodiment
  • FIG. 15B is a side view showing the work table of the friction stir welding apparatus according to the third embodiment.
  • FIGS. 15A and 15B the same components as those in FIGS. 5A and 5B are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.
  • the configuration of the friction stir welding apparatus of this embodiment is the same as that of the first embodiment except for the work table 205.
  • the work table 205 in the present embodiment is reversely placed on the surface on one end side in the x-axis direction which is the rear end side (left side in FIGS. 15A and 15B).
  • a block-shaped terminal side end pressing member 12a is provided instead of the configuration in which the T-shaped terminal side end pressing member 12 is provided.
  • the end-side end pressing member 12a is provided so as to protrude from the surface of the work table 205 in the z-axis direction.
  • the end-side end pressing member 12a is a dimension capable of abutting a portion near the first work W1 at the end located on the end side of the friction stir welding process of the corner portions c1 and c2 of the second work W2.
  • the dimensions of the block-shaped terminal side end pressing member 12a in the z-axis direction are, for example, side clamp rollers 92c and 92d arranged closest to the gantry 1 of the work clamp unit 86 shown in FIGS.
  • the side clamp rollers 92c and 92d are preferably set so as not to interfere with the support structure.
  • the terminal side end pressing member is highly important in that it functions to push the first workpiece W1 and the second workpiece W2 in the workpiece traveling direction F.
  • the start end side end pressing member 13 shown in the first embodiment determines the position of the end portion located on the start end side of the friction stir welding process of the first workpiece W1 and the second workpiece W2. Although there is an effect, it is not involved in the function of pushing the first workpiece W1 and the second workpiece W2 in the workpiece traveling direction F.
  • the work table 205 is configured such that the start end side end pressing member is omitted.
  • the friction stir welding apparatus of the present embodiment is premised on including the work clamp unit 86 shown in FIGS. 12 and 13 as in the first embodiment. Therefore, the joining posture between the first work W1 and the second work W2 arranged on the work table 205 can be held by the work clamp unit 86. Therefore, the terminal side end pressing member 12a of the work table 5 used in the present embodiment does not include a holding tool for holding the second work W2 arranged on the work table 205 in the joining posture.
  • the means for maintaining the joining posture between the first workpiece W1 and the second workpiece W2 arranged on the work table 205 is not limited to the workpiece clamping unit 86, but another joining posture. It may be a holding means. Also in this case, the terminal end side pressing member 12a may have a configuration in which the holder is omitted.
  • the first work W1 is arranged and fixed on the work table 205 as in the case of the first embodiment.
  • the end located on the terminal end side of the friction stir welding process of the corners c1 and c2 of the second workpiece W2 is disposed so as to abut against the terminal end pressing member 12a.
  • the joining postures of the workpieces W1 and W2 arranged on the workpiece table 205 are held by a workpiece clamping unit (see FIGS. 12 and 13) which is another joining posture holding means, as in the first embodiment. Is done.
  • the rack 17 provided in the back surface of the work table 5 may be a pin rack.
  • the pinion gear 21 provided in the moving mechanism 7 may be configured to mesh with the pin rack.
  • a chain rack may be provided on the back surface of the work table 5 instead of the rack 17, and the moving mechanism 7 may be provided with a sprocket that meshes with the chain rack instead of the pinion gear 21.
  • the work table 5 includes a rack 17 or a chain rack extending in the moving direction of the work table 5, and the moving mechanism 7 rotationally drives a pinion gear 21 that meshes with the rack 17 of the work table 5 or a sprocket that meshes with the chain rack. If possible, the rack 17 and the pinion gear 21, or the chain rack and the sprocket may be arranged on the side or the upper side of the work table 5.
  • the end side end pressing members 12, 12a provided on the work tables 5, 105, 205 are located on the end side of the friction stir welding process of the corners c1, c2 of the first work W1 and the second work W2. If the end portion can be disposed to abut, the inverted T-shaped end-side end pressing member shown in FIGS. 5A, 5B, and 14 or the block-shaped end-side end shown in FIGS. 15A and 15B It is good also as arbitrary shapes and structures other than a part pressing member.
  • the first work W1 is held on the work tables 5, 105, and 205 in the x-axis direction even when the corners c1 and c2 are friction stir welded by being held by the clamps 10 and 11 or the like.
  • the end-side end pressing members 12 and 12a are not necessarily in contact with the first workpiece W1.
  • the end-side end pressing members 12 and 12a only need to have a shape and a structure that can contact the second workpiece W2 and press the second workpiece W2 in the workpiece traveling direction F.
  • the work table 5 shown in FIG. 5A and FIG. 5B in the first embodiment and the work table 105 shown in FIG. 14 of the second embodiment may have a configuration in which the start end side end pressing member 13 is omitted. Furthermore, when another joining posture holding means such as the work clamp unit 86 exists, the end side end pressing member 12 may not include the holder 16.
  • any type of clamp other than the illustrated end face clamp 10 and surface clamp 11 may be employed.
  • the friction stir welding apparatus is formed by a first workpiece W1 and a second workpiece W2 whose end edges are abutted with each other in an attitude other than 90 degrees with respect to the surface P1 of the first workpiece W1.
  • the two corners (inner corners) c1 and c2 that are to be used may be subject to friction stir welding.
  • the angle between the surface P1 of the first workpiece W1 and the side surface P2a of the second workpiece W2 is other than 90 degrees, the first friction stir welding used for the friction stir welding of the corner portion c1.
  • the fixed shoulder 4a of the tool 3a is formed to have an angled end corresponding to the angle between the surface P1 of the first workpiece W1 and the side surface P2a of the second workpiece W2.
  • the second friction stir welding tool used for the friction stir welding of the corner portion c2 3b is formed such that the fixed shoulder 4b has an angled end corresponding to the angle between the surface P1 of the first workpiece W1 and the side surface P2b of the second workpiece W2.
  • the probes 33a and 33b of the friction stir welding tools 3a and 3b are arranged along the angle bisector of the angle of the angle at the end of the fixed shoulders 4a and 4b.
  • the end side end pressing members 12 and 12a of the work tables 5, 105, and 205 and the start end side pressing member 13 provided on the work tables 5, 105 and 205 as needed are the work tables 5, 105, 205, 205 has a shape that can be abutted against the end of the second workpiece W2 that is arranged in an attitude that forms an angle other than 90 degrees with respect to the first workpiece W1 held by 205.
  • the size, number, and arrangement of the bottom guide roller 18, the side guide roller 19, and the top guide roller 20 in the table moving path 6 shown in FIG. The length (dimension in the x-axis direction) and width (dimension in the y-axis direction) of the table moving path 6 and the magnitude of the pressing load applied to the friction stir welding tools 3a and 3b during the friction stir welding at the corners c1 and c2.
  • the size, number and arrangement of the guide rollers 18, 19, 20 may be appropriately changed.
  • the joining apparatus main body 2 has a fixed shoulder as shown in FIGS. 4A and 4B at corners c1 and c2 formed by the first work W1 and the second work W2 arranged on the work table 5.
  • a configuration other than that illustrated may be provided.
  • the arrangement in the x-axis direction of the first axis-orthogonal direction moving unit 38 and the first axis-direction moving unit 39 interposed between the frame 37 and the first main shaft unit 35 a (The arrangement (order) in the x-axis direction of the second axis-orthogonal direction moving unit 40 and the second axis direction moving unit 41 interposed between the frame 37 and the second main spindle unit 35b is changed. It may be replaced.
  • the axis orthogonal direction moving units 38 and 40 may use a linear motion mechanism other than the ball screw mechanisms 46 and 68, such as a rack and pinion system or an actuator, as the linear motion mechanism. Also, the arrangement of the linear motion mechanism, the number and arrangement of the guide rails 43 and 65, the number and arrangement of the guide blocks 44 and 66, the shape of the base plates 42 and 64 and the moving tables 45 and 67, the arrangement of the gas springs 52 and 74, etc. May be arbitrarily changed. As the gravity compensation mechanism of the axis-orthogonal direction moving units 38 and 40, any type other than the gas springs 52 and 74, such as a constant load spring, other springs, a cylinder, and a counterweight, may be adopted.
  • a constant load spring such as a constant load spring, other springs, a cylinder, and a counterweight
  • the axial movement units 39 and 41 may use a linear motion mechanism other than the ball screw mechanisms 57 and 79, such as a rack and pinion system or an actuator, as the linear motion mechanism. Further, the arrangement of the linear motion mechanism, the number and arrangement of the guide rails 54 and 76, the number and arrangement of the guide blocks 55 and 77, the shapes of the base plates 53 and 75 and the moving tables 56 and 78 may be arbitrarily changed. Good.
  • the pair of friction stir welding tools 3a and 3b arranged at the corners c1 and c2 may be arranged with their positions in the x-axis direction shifted from each other.
  • the mechanism for disposing the friction stir welding tools 3a and 3b at the corners c1 and c2 and applying the pressing force toward the corners c1 and c2 is, for example, a moving unit including a table that moves in the y-axis direction. And a table moving amount and output of a moving unit including a table moving in the z-axis direction may be used.
  • the friction stir welding apparatus preferably includes the work clamp unit 86 shown in FIGS. 12 and 13, but the joining apparatus body 2 is connected to the first workpiece W ⁇ b> 1 and the first work W ⁇ b> 1 in the vicinity of the friction stir welding tools 3 a and 3 b.
  • a joining posture holding means such as a clamp roller for holding the joining posture of the second workpiece W2
  • the workpiece clamping unit 86 may be omitted.
  • the axial center directions of the probes 33a and 33b of the friction stir welding tools 3a and 3b may not necessarily coincide with the directions of the bisectors of the corners c1 and c2 to be joined.
  • the axial center direction of the probes 33a and 33b of the friction stir welding tools 3a and 3b may be inclined in the workpiece traveling direction F (x-axis direction) from the direction along the yz plane.
  • the fixed shoulders 4a and 4b are not shown if the workpiece contact surfaces 34a and 34b to be brought into contact with the surfaces of the workpieces W1 and W2 on both sides of the corners c1 and c2 to be joined are not shown. It is good also as a shape.
  • work W1 may be inclined instead of a horizontal surface.
  • the angle of the above-described three-dimensional orthogonal coordinate system used for the description of the device configuration may be changed based on the xy plane.
  • Non-Patent Document 1 When performing friction stir welding, a method called AdStir shown in Non-Patent Document 1 may be applied.
  • the friction stir welding of two corners of workpieces is performed using a pair of friction stir welding tools without being limited by the length of workpieces to be joined. Can do.

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Abstract

 本開示の摩擦撹拌接合装置は、第1のワーク(W1)と第2のワーク(W2)とで形成される第2のワーク(W2)の両側の角隅部(c1,c2)を角隅部(c1,c2)の延びる方向に沿って摩擦撹拌接合し、摩擦撹拌接合ツール(3a,3b)を備えて定置される接合装置本体(2)と、第1のワーク(W1)と第2のワーク(W2)とを角隅部(c1,c2)が形成された接合姿勢で配置するワークテーブル(5)と、ワークテーブル(5)を、角隅部(c1,c2)の延びる方向に移動させる移動機構(7)とを備える。

Description

摩擦撹拌接合装置
 本開示は、ワーク間の接合部の摩擦撹拌接合に用いられる摩擦撹拌接合装置に関する。
 本願は、2015年3月18日に日本に出願された特願2015-054605号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
 摩擦撹拌接合装置に用いられる摩擦撹拌接合ツール(摩擦撹拌接合用工具)としては、プローブと一体に回転する回転式ショルダを備えた形式と、回転するプローブと非回転の固定式ショルダとを備えた形式が知られている。
 固定式ショルダを備える摩擦撹拌接合ツールとしては、接合すべきワーク同士の角隅部(内隅部)を摩擦撹拌接合するために、固定式ショルダが角隅部を形成する両ワーク表面に当接する面を備える形状が知られている。
 前記のような角隅部接合用の摩擦撹拌接合ツールを用いる摩擦撹拌接合装置としては、基台の上に、水平な第1のワーク(水平部材)と、その上に立設された第2のワーク(立設部材)とを配置し、第1のワークと第2のワークとの突き合わせにより形成された2つの角隅部を、角隅部に沿って移動させる一対の摩擦撹拌接合ツールによって摩擦撹拌接合する装置が、従来提案されている(たとえば、特許文献1参照)。
 固定式ショルダを備えた摩擦撹拌接合ツールによる角隅部の摩擦撹拌接合を行う際に、フィラーを加えて、接合後の角隅部に湾曲面(肉盛りによるフィレット)を形成させるようにしたAdStirと云われる手法も、従来提案されている(たとえば、非特許文献1参照)。
日本国特開2013-166159号公報
福田哲夫,角張隆男、「TWIの最新FSWプロセス開発状況とパテント情報」、溶接技術、産報出版株式会社、2011年6月、59巻、6号、p.57-60
 特許文献1に示された摩擦撹拌接合装置では、一度に接合可能な接合部の長さが摩擦撹拌接合ツールの移動ストロークに依存するため、摩擦撹拌接合を行うことにより接合可能なワークの長さには制限が生じてしまう。
 非特許文献1には、摩擦撹拌接合ツールと、接合対象となる角隅部を有するワークとを、角隅部の延びる方向に相対的に移動させるための具体的な構成は示されていない。
 本開示は、接合対象とするワークの長さの制限を受けることなく、一対の摩擦撹拌接合ツールを用いてワーク同士の2つの角隅部の摩擦撹拌接合を行うことが可能である摩擦撹拌接合装置を提供することを目的とする。
 本開示の一態様の摩擦撹拌接合装置は、第1のワークと、前記第1のワークの面に対して所定の角度で交わる姿勢で端縁を接して配置される第2のワークとで形成される前記第2のワークの両側の角隅部を前記角隅部の延びる方向に沿って摩擦撹拌接合し、摩擦撹拌接合を行う摩擦撹拌接合ツールを備えて定置される接合装置本体と、前記第1のワークと前記第2のワークとを前記角隅部が形成された接合姿勢で配置するワークテーブルと、前記ワークテーブルを、前記角隅部の延びる方向に移動させる移動機構と、を備える。
 本開示の摩擦撹拌接合装置によれば、接合対象とするワークの長さの制限を受けることなく、一対の摩擦撹拌接合ツールを用いてワーク同士の2つの角隅部の摩擦撹拌接合を行うことができる。
第1実施形態の摩擦撹拌接合装置の概略側面図である。 第1実施形態の摩擦撹拌接合装置の概略平面図である。 図1のA-A方向矢視図である。 第1実施形態の摩擦撹拌接合装置の摩擦撹拌接合ツールの部分を拡大して示す平面図である。 図4AのB-B方向矢視図である。 第1実施形態のワークテーブルを拡大して示す平面図である。 第1実施形態のワークテーブルを拡大して示す側面図である。 第1実施形態の摩擦撹拌接合装置のテーブル移動経路を示す概略平面図である。 第1実施形態の摩擦撹拌接合装置の接合装置本体を摩擦撹拌接合の進行方向に沿って見た拡大図である。 第1実施形態の摩擦撹拌接合装置の接合装置本体の軸直交方向移動ユニットを示す一部切断図である。 図8のC-C方向矢視図である。 第1実施形態の摩擦撹拌接合装置の接合装置本体の軸方向移動ユニットを示す一部切断図である。 図10のD-D方向矢視図である。 第1実施形態の摩擦撹拌接合装置のワーク保持部のワーククランプユニットを拡大して示す側面図である。 図12のE-E方向矢視図である。 第2実施形態の摩擦撹拌接合装置のワークテーブルを示す平面図である。 第3実施形態の摩擦撹拌接合装置のワークテーブルを示す平面図である。 第3実施形態の摩擦撹拌接合装置のワークテーブルを示す側面図である。
 本開示の摩擦撹拌接合装置について、図面を参照して説明する。
[第1実施形態]
 図1は、第1実施形態の摩擦撹拌接合装置を示す概略側面図である。図2は図1の概略平面図、図3は図1のA-A方向矢視図である。図4Aは、摩擦撹拌接合ツールの部分を拡大して示す平面図であり、図4Bは図4AのB-B方向矢視図である。図5Aは、ワークテーブルを拡大して示す平面図であり、図5Bはワークテーブルを拡大して示す側面図である。図6はワーク移動経路を示す概略平面図である。図7は接合装置本体を摩擦撹拌接合の進行方向に沿って見た拡大図である。図8は接合装置本体の軸直交方向移動ユニットを示す一部切断図である。図9は図8のC-C方向矢視図である。図10は接合装置本体の軸方向移動ユニットを示す一部切断図である。図11は図10のD-D方向矢視図である。図12はワーク保持部のワーククランプユニットを拡大して示す側面図である。図13は図12のE-E方向矢視図である。
 本実施形態の摩擦撹拌接合装置は、図4Bに示すように、第1のワークW1と、第1のワークW1の面P1に対し所定の角度で交差する姿勢で端縁が突き合わされた第2のワークW2とにより形成される2つの角隅部(内隅部)c1,c2を、摩擦撹拌接合の対象とする。本実施形態では、一例として、第1のワークW1の面P1が水平に配置され、第2のワークW2が鉛直な姿勢で第1のワークW1の面P1に対して上方から突き合わされている場合について説明する。
 なお、説明の便宜上、図4Aおよび図4Bに示すように、角隅部c1,c2の延びる方向をx軸方向、x軸方向に垂直な平面内で第1のワークW1の面P1に平行な方向をy軸方向、x軸方向及びy軸方向の双方に直交する方向をz軸方向とする3次元直交座標系を設定する。本実施形態では、第1のワークW1の面P1に沿うxy平面が水平面となるので、z軸方向が鉛直方向となり、第2のワークW2は鉛直面であるxz平面に沿って配置されている。なお、本開示では、xy平面は、x軸方向とy軸方向に沿う平面を示し、xz平面は、x軸方向とz軸方向に沿う平面を示し、yz平面は、y軸方向とz軸方向に沿う平面を示す。xy平面、xz平面、およびyz平面は、位置が特定された平面を意味しない。
 本実施形態の摩擦撹拌接合装置は、図1から図3に示すように、架台1の表面に定置された接合装置本体2を備えている。接合装置本体2は、図4Aおよび図4Bに示すように、角隅部c1,c2に配置される固定式ショルダ4a,4bを備えた一対の摩擦撹拌接合ツール3a,3bを備えている。更に、本実施形態の摩擦撹拌接合装置は、第1のワークW1と第2のワークW2とを前述した接合姿勢で配置するためのワークテーブル5と、架台1の表面でワークテーブル5をx軸方向に延びるテーブル移動経路6(図6参照)に沿って移動させる移動機構7とを備えている。なお、角隅部c1,c2の摩擦撹拌接合を実施するときにワークテーブル5と共にワークW1,W2を進行(移動)させる向きは、図1、図2に矢印Fで示す向きとする(以下、この向きはワーク進行方向Fという、以降の図も同様である)。
 ワークテーブル5のx軸方向の寸法は、図5Aおよび図5Bに示すように、第1のワークW1及び第2のワークW2のx軸方向の寸法よりも長い。
 ワークテーブル5の表面には、図5A、図7に示すように、第1のワークW1を配置する領域8が設定されている。領域8のy軸方向の一側には、第1のワークW1のy軸方向の一端面を突き当てて位置決めする段差部9が設けられている。領域8のy軸方向の他側には、端面クランプ10と表面クランプ11が、x軸方向に沿って所定の間隔で交互に配列して設けられている。
 端面クランプ10は、第1のワークW1のy軸方向の他側の端面に押し当てられて、第1のワークW1をy軸方向に沿って段差部9との間に挟んで固定する。
 表面クランプ11は、第1のワークW1のy軸方向の他端縁側で面P1(図4B参照)に押し当てられて、第1のワークW1をz軸方向に沿ってワークテーブル5の表面との間に挟んで固定する。
 ワークテーブル5のワーク進行方向Fの後端側(図5Aおよび図5Bでは左側)となるx軸方向の一端側の表面に、終端側端部押さえ部材12が設けられている。終端側端部押さえ部材12は、角隅部c1,c2の摩擦撹拌接合の実施時に接合処理の終端側(処理終了側)に位置する第1のワークW1と第2のワークW2の端部に突き当てられることにより、第1のワークW1と第2のワークW2の位置決めを行う。
 ワークテーブル5のワーク進行方向Fの前端側(図5Aおよび図5Bでは右側)となるx軸方向の他端側の表面に、始端側端部押さえ部材13が設けられている。始端側端部押さえ部材13は、角隅部c1,c2の摩擦撹拌接合の実施時に、接合処理の始端側(処理開始側)に位置する第1のワークW1と第2のワークW2の端部に突き当てられることにより、第1のワークW1と第2のワークW2の位置決めを行う。
 終端側端部押さえ部材12及び始端側端部押さえ部材13は、たとえば、第1のワークW1と同様の厚み寸法を備えた横板部14に、第2のワークW2と同様の厚み寸法を備えた縦板部15が、第1のワークW1に対する第2のワークW2の突き合わせ角度と同様の角度で突き合わされて一体化されて形成される。本実施形態では、端部押さえ部材12,13は、横板部14に縦板部15が垂直な配置で突き合わされて一体化された逆T字形の構造を有する。
 端部押さえ部材12,13の横板部14及び縦板部15は共にx軸方向に沿って延び、横板部14が、ワークテーブル5の表面に取り付けられている。
 始端側端部押さえ部材13は、ワークテーブル5に対するx軸方向の取り付け位置を、変更可能に設けられるあることが好ましい。この場合、摩擦撹拌接合の対象となる第1のワークW1及び第2のワークW2のx軸方向の寸法が変化したとしても、始端側端部押さえ部材13のワークテーブル5に対する取り付け位置を変更することにより、第1のワークW1と第2のワークW2のx軸方向の両端部を、終端側端部押さえ部材12及び始端側端部押さえ部材13の双方に突き当てて配置させることができる。そのため、x軸方向の寸法が異なる第1のワークW1及び第2のワークW2の摩擦撹拌接合を行う場合であっても、共通のワークテーブル5を使用することができる。
 端部押さえ部材12,13の縦板部15には、第2のワークW2のx軸方向の端縁をy軸方向の両側から挟んで保持する保持具16が設けられている。
 ワークテーブル5の裏面におけるy軸方向の両端側には、ワークテーブル5の移動方向となるx軸方向に延びる2条のラック17が全長に亘り設けられている。
 架台1には、図6に二点鎖線で示すように、架台1のy軸方向の中央部に、ワークテーブル5(図2、図5Aおよび図5B参照)をx軸方向に移動させるためのテーブル移動経路6が設定されている。
 テーブル移動経路6は、ワークテーブル5のx軸方向の移動をガイドするガイド手段として、テーブル移動経路6に沿って配置されたボトムガイドローラ18と、サイドガイドローラ19と、トップガイドローラ20とを備える。
 ボトムガイドローラ18は、図7に示すように、テーブル移動経路6(図6参照)に沿ってx軸方向に移動するワークテーブル5の裏面を、ラック17と干渉しない位置で支持する。ボトムガイドローラ18は、図6に示すように、架台1の表面において、テーブル移動経路6の内側に、x軸方向及びy軸方向に、たとえば千鳥状に多数設けられている。ボトムガイドローラ18は、接合装置本体2の摩擦撹拌接合ツール3a,3bが配置されている部分(図1、図2参照)の下方では、その他の部分よりも密に配置されていることが好ましい。これは、以下の理由による。
 角隅部c1,c2の摩擦撹拌接合を行うときには、図4Aおよび図4Bに示すように、角隅部c1,c2に対して摩擦撹拌接合ツール3a,3bが押圧される。そのため、摩擦撹拌接合ツール3a,3bに付与された押圧荷重の鉛直方向(z軸方向)の成分が、第1のワークW1を介してワークテーブル5に下向きに作用する(図7参照)。
 一般に、固定式ショルダを備えた形式の摩擦撹拌接合ツールは、固定式ショルダではワークとの摩擦熱を発生させることができないため、ワークに対する押圧荷重が、回転式ショルダを備えた形式の摩擦撹拌接合ツールのワークに対する押圧荷重に比して大きくなる。
 したがって、接合装置本体2では、摩擦撹拌接合ツール3a,3bに比較的大きな押圧荷重を付与する必要がある。したがって、摩擦撹拌接合ツール3a,3bに付与される押圧荷重の鉛直方向の成分を、より多くのボトムガイドローラ18で受けるために、ボトムガイドローラ18の配列密度が前記のように設定されることが好ましい。
 サイドガイドローラ19は、図2、図3に示すように、ワークテーブル5のy軸方向の両側面を支持する。サイドガイドローラ19は、図6に示すように、架台1の表面において、テーブル移動経路6のy軸方向の両側位置に、x軸方向に所定の間隔で配列して設けられている。
 トップガイドローラ20は、図2、図3に示すように、ワークテーブル5の表面のy軸方向の両端縁部に当接する。トップガイドローラ20は、図6に示すように、架台1の表面において、テーブル移動経路6のy軸方向の両側位置に設けられる。トップガイドローラ20は、x軸方向において、接合装置本体2の摩擦撹拌接合ツール3a,3bが配置されている部分(図2参照)を挟んだ両側位置に、所定の間隔を隔てて2つずつの組として設けられる。このようにトップガイドローラ20を2つずつの組で設けるのは、ワークテーブル5のz軸方向への傾きをより確実に防止するためである。なお、トップガイドローラ20は、2つずつの組以外の配置で設けてもよい。
 これにより、テーブル移動経路6では、ボトムガイドローラ18、サイドガイドローラ19、及び、トップガイドローラ20により、ワークテーブルのz軸方向、及び、y軸方向への変位が拘束された状態で、ワークテーブル5のx軸方向への移動がガイドされる。
 テーブル移動経路6のy軸方向の一側に設けられたサイドガイドローラ19とトップガイドローラ20のy軸方向の位置は固定され、一方、テーブル移動経路6のy軸方向の他側に設けられたサイドガイドローラ19とトップガイドローラ20のy軸方向の位置は調整できることが好ましい。これは、サイドガイドローラ19とトップガイドローラ20とを、実際に使用するワークテーブル5の寸法に合わせて配置するためである。
 移動機構7は、図1、図3、図6に示すように、架台1に設定されているテーブル移動経路6の下方位置に設けられ、ワークテーブル5のラック17と噛合可能な一対のピニオンギア21を備えている。ピニオンギア21は、図1に示すように、x軸方向にて、接合装置本体2の摩擦撹拌接合ツール3a,3bが配置されている個所の真下からずれた位置に配置されていることが好ましい。
 ボトムガイドローラ18の配列密度の設定理由で前述したように、接合装置本体2は、摩擦撹拌接合ツール3a,3bに比較的大きな押圧荷重を付与する。摩擦撹拌接合ツール3a,3bに付与される押圧荷重の鉛直方向の成分がラック17とピニオンギア21との噛み合い個所に作用すると、ピニオンギア21のラック17とのクリアランス(頂げき)が変化する可能性があるため、ピニオンギア21を上述のように配置する。ピニオンギア21とラック17とのクリアランスに変化が生じた場合は、ピニオンギア21の回転によるラック17の送り動作が円滑に行われなくなる可能性や、ラック17の送り量が変化する可能性がある。
 一方、ピニオンギア21は、ラック17の送り動作が円滑に行われ、かつラック17の送り量が一定となる範囲で、摩擦撹拌接合ツール3a,3bになるべく近い位置に配置されていることが好ましい。これは、角隅部c1,c2の摩擦撹拌接合ツール3a,3bによる摩擦撹拌接合の実施時に、ワークテーブル5に対し、摩擦撹拌接合の実施個所になるべく近い位置で、x軸方向におけるワーク移動の駆動力を付与できるようにするためである。このようにすれば、ワークテーブル5の駆動力が付与される個所から角隅部c1,c2の摩擦撹拌接合の実施個所までの間でワークテーブル5に生じる歪みや変形を抑えることができるため、ワークテーブル5に配置されたワークW1,W2の歪みや変形が抑制できる。
 一対のピニオンギア21は、軸受22に支持されたy軸方向の回転軸23により互いに連結されている(図6参照)。回転軸23の一端は、架台1の内部に設けられた減速機24の出力側に連結され、減速機24には、サーボモータ等の駆動モータ25が接続されている。
 以上の構成を有する移動機構7では、駆動モータ25により減速機24を介して回転軸23と共にピニオンギア21を回転駆動させると、ワークテーブル5は、ピニオンギア21に噛合したラック17と一体に、テーブル移動経路6に沿ってx軸方向に移動する。移動機構7は、駆動モータ25の回転方向を切り替えることにより、ワークテーブル5を、テーブル移動経路6にて、ワーク進行方向Fと、その逆方向に往復動させることができる。
 これにより、ワークテーブル5と移動機構7では、ワークテーブル5のx軸方向の長さ寸法が架台1のx軸方向の寸法よりも大となる場合であっても、ワークテーブル5は、テーブル移動経路6に沿って移動できる。
 本実施形態の摩擦撹拌接合装置は、図1、図2に示すように、ワークテーブル5の架台1からはみ出す部分を支持するテーブル支持台26を備えている。
 テーブル支持台26は、架台1の外側において、テーブル移動経路6(図6参照)の延長線上に配置される。テーブル支持台26の上面には、ワークテーブル5の裏面をラック17と干渉しない位置で支持するボトムガイドローラ27と、ワークテーブル5のy軸方向の両側面を支持するサイドガイドローラ28とが設けられる。
 ワークテーブル5の架台1よりはみ出す部分がテーブル支持台26で支持されることにより、ワークテーブル5、及び、ワークテーブル5に保持させたワークW1,W2に、自重によるz軸方向の撓みや変形、y軸方向の変形や蛇行が生じることを抑制することができる。
 テーブル支持台26は、使用状況に応じて容易に設置、あるいは撤去するために、底部に走行輪29と昇降式の支持脚30とを備える。
 支持脚30は、走行輪29の下端よりも下方に突出するように下降させた状態と、走行輪29の下端よりも上方に上昇させた状態とに、配置を変更できるよう構成される。
 支持脚30の昇降機構として、たとえば、支持脚30にねじが形成された支柱31を設け、テーブル支持台26にはナット部材32を設ける。この構成によれば、ナット部材32に対して支柱31を回転させることで、支持脚30をテーブル支持台26に対して相対的に昇降させることができる。
 なお、図1、図2では、テーブル支持台26を架台1のワーク進行方向Fの上流側に2台配置する構成を示す。しかしながら、テーブル支持台26を架台1よりもワーク進行方向Fの下流側に配置してもよい。架台1よりワークテーブル5がはみ出す量に応じて、テーブル支持台26の数を1台又は3台以上としてもよい。
 接合装置本体2は、図4Aおよび図4Bに示すように、2つの角隅部c1,c2のうち、第2のワークW2の一方の側面P2a側の角隅部c1の接合用の第1の摩擦撹拌接合ツール3aと、他方の側面P2b側の角隅部c2の接合用の第2の摩擦撹拌接合ツール3bとを備えている。
 第1の摩擦撹拌接合ツール3aは、回転駆動可能なプローブ33aと、プローブ33aの基端側の外周に配置された固定式ショルダ4aとを備える。プローブ33aは、プローブ33aの軸心方向がyz平面内で角隅部c1の角度の二等分線に平行となるように配置されることが好ましい。本実施形態では、角隅部c1が直角であるため、プローブ33aの軸心方向は、yz平面内で第2のワークW2に沿うz軸方向(鉛直方向)から一方の側面P2a側へ45度傾斜させた斜め下向きの角度をなすように配置されている。固定式ショルダ4aは、プローブ33aの先端寄りに配置される端部が、角隅部c1を形成させる第1のワークW1の面P1と第2のワークW2の側面P2aとにそれぞれ接触する2つのワーク接触面34aを備える山形(V字形状)である。
 第1の摩擦撹拌接合ツール3aは、図7に示すように、プローブ33aを回転駆動する回転駆動部36aを備えた第1の主軸ユニット35aの先端側に取り付けられた状態で使用される。
 第2の摩擦撹拌接合ツール3bは、図4Aおよび図4Bに示すように、回転駆動可能なプローブ33bと、プローブ33bの基端側の外周に配置された固定式ショルダ4bとを備える。プローブ33bは、プローブ33bの軸心方向がyz平面内で角隅部c2の角度の二等分線に平行となるように配置されることが好ましい。本実施形態では、角隅部c2が直角であるため、プローブ33bの軸心方向は、yz平面内で第2のワークW2に沿うz軸方向(鉛直方向)から他方の側面P2b側へ45度傾斜させた斜め下向きの角度をなすように配置されている。固定式ショルダ4bは、プローブ33bの先端寄りに配置される端部が、角隅部c2を形成させる第1のワークW1の面P1と第2のワークW2の側面P2bとにそれぞれ接触する2つのワーク接触面34bを備える山形(V字形状)である。
 第2の摩擦撹拌接合ツール3bは、図7に示すように、プローブ33bを回転駆動する回転駆動部36bを備えた第2の主軸ユニット35bの先端側に取り付けられた状態で使用される。
 本実施形態では、図4Aに示したように、第1の摩擦撹拌接合ツール3aと第2の摩擦撹拌接合ツール3bにおいては、固定式ショルダ4a,4b同士、及び、プローブ33a,33b同士が第2のワークW2を挟んでx軸方向の同位置に配置される。
 第1の摩擦撹拌接合ツール3aと第2の摩擦撹拌接合ツール3bは、図4Bに示すように、第2のワークW2の両面側で角隅部c1と角隅部c2の摩擦撹拌接合を同時に行うときに、角隅部c1,c2に没入させるプローブ33a,33b同士、更には、プローブ33a,33bによる角隅部c1,c2の撹拌領域s1,s2同士に干渉が生じないように、プローブ33a,33bの固定式ショルダ4a,4bからの突出量が設定されている。
 これにより、摩擦撹拌接合ツール3a,3bによる第1のワークW1と第2のワークW2とで形成される角隅部c1,c2の摩擦撹拌接合が、プローブ33aによる撹拌領域s1と、プローブ33bによる撹拌領域s2とが互いに干渉しない部分撹拌接合として行われる。このため、接合後の第1のワークW1と第2のワークW2において、撹拌領域s1での撹拌によって接合された部分と、撹拌領域s2での撹拌によって接合された部分との間に、第1のワークW1と第2のワークW2とが当接する当接面が一部残っている。
 プローブ33a,33bの角隅部c1,c2への挿入量を、従来の角隅部の摩擦撹拌接合のように、角隅部に配置されるプローブによる撹拌領域同士が相互に干渉する全撹拌接合を行う場合のプローブの角隅部への挿入量に比して、低減させることができる。
 これにより、プローブ33a,33bを角隅部c1,c2に没入させた状態で移動させるときに、プローブ33a,33bが受ける反力を、全撹拌接合を行う場合にプローブが受ける反力に比して小さくすることができる。そのため、摩擦撹拌接合の施工速度を、全撹拌接合を行う場合に比して向上させることができる。又、摩擦撹拌接合ツール3a,3bの寿命を向上させることができる。
 更に、個々のプローブ33a,33bで発生させる摩擦熱によってワークW1,W2におけるプローブ33a,33bの没入個所の周辺に局所的に入熱される熱量は、全撹拌接合を行う場合に比して少なくなる。そのため、ワークW1,W2の熱によるひずみや変形の発生を抑制することができる。
 又、摩擦撹拌接合ツール3a,3bを上述のように配置することにより、第1の摩擦撹拌接合ツール3aに対し角隅部c1に向けた押圧荷重を作用させる位置と、第2の摩擦撹拌接合ツール3bに対し角隅部c2に向けた押圧荷重を作用させる位置が、x軸方向において一致する。すなわち、第1の摩擦撹拌接合ツール3aに対し角隅部c1に向けた押圧荷重を作用させる位置と、第2の摩擦撹拌接合ツール3bに対し角隅部c2に向けた押圧荷重を作用させる位置が、第2のワークW2を間に挟んで同一のyz平面内に位置している。このため、押圧荷重に起因して、ワークW1,W2や、ワークテーブル5にxy平面内で回転モーメントが生じることが防止される。
 又、角隅部c1,c2について、第2のワークW2の両面側から摩擦撹拌接合を同時に行う。したがって、プローブ33a,33bにより発生する摩擦熱により、ワークW1,W2のx軸方向における同一の位置が加熱される。そのため、角隅部c1と角隅部c2をx軸方向の異なる位置に配置されたプローブで発生する摩擦熱により加熱する場合に比して、ワークW1,W2の加熱は、より効率よく行われる。したがって、高い熱量を用いることにより、角隅部c1と角隅部c2との摩擦撹拌接合を安定して行うことができる。
 前記のようにワークW1,W2の加熱の効率が向上すると、プローブ33a,33bにより撹拌される撹拌領域s1,s2は軟化しやすくなる。このことによっても、摩擦撹拌接合の施工速度を向上させることができる。又、プローブ33a,33bを回転駆動させる際の抵抗が軽減されるので、摩擦撹拌接合ツール3a,3bの寿命を向上させることができる。
 更に、角隅部c1と角隅部c2をx軸方向の異なる位置に配置されたプローブで発生する摩擦熱により加熱する場合は、角隅部c1と角隅部c2のいずれか一方が先行して加熱され、他方が後から加熱されることになるため、入熱の条件が均等にならない可能性がある。しかしながら、本実施形態においては、プローブ33a,33bをx軸方向の同じ位置に配置するので、角隅部c1,c2に対する入熱を均等にすることができる。
 接合装置本体2は、図1、図2に示すように、テーブル移動経路6(図6参照)をy軸方向に沿って跨ぐように架台1の表面に配置された門形のフレーム37を備えている。フレーム37のy軸方向の一端側には、図2、図3、図7に示すように、第1の主軸ユニット35aが、たとえば、第1の軸直交方向移動ユニット38及び第1の軸方向移動ユニット39を介して取り付けられている。フレーム37のy軸方向の他端側には、第2の主軸ユニット35bが、たとえば、第2の軸直交方向移動ユニット40及び第2の軸方向移動ユニット41を介して取り付けられている。
 第1の軸直交方向移動ユニット38は、図7、図8、図9に示すように、第1の主軸ユニット35aを、yz平面内でプローブ33a(図4参照)の軸心方向に沿う方向(以下、p軸方向という)に対して直交する方向(以下、q軸方向という)に移動させるよう構成される。
 具体的には、第1の軸直交方向移動ユニット38は、図8、図9に示すように、フレーム37に取り付けられたベースプレート42と、q軸方向に延びるようにベースプレート42に設けられたガイドレール43と、ガイドレール43にガイドブロック44を介してスライド自在に取り付けられた移動テーブル45と、移動テーブル45をガイドレール43の長手方向に沿って移動させるq軸方向の直動機構であるボールねじ機構46とを備える。
 ボールねじ機構46は、サーボモータ47と、サーボモータ47の出力側に連結されたねじ軸48と、ねじ軸48に取り付けられたナット部材49とを備える。
 ボールねじ機構46は、ベースプレート42の表面に、ねじ軸48がガイドレール43と平行に延びる姿勢で設置される。ボールねじ機構46のナット部材49が、ロードセル50と取付部材51とを介して移動テーブル45に取り付けられている。
 以上の構成を有する第1の軸直交方向移動ユニット38は、サーボモータ47の駆動力によってねじ軸48を回転駆動することにより、移動テーブル45を、ナット部材49と一緒に、ガイドレール43に沿わせてq軸方向に移動させる。
 第1の軸直交方向移動ユニット38においては、サーボモータ47による駆動力を停止した状態では、移動テーブル45がガイドレール43に沿って無制御で移動できる。
 第1の軸直交方向移動ユニット38には、移動テーブル45の自重及び移動テーブル45に作用する重量のガイドレール43に沿う方向の成分を支持する機械的な重力補償機構(自重補償機構、重量補償機構とも称する)として、たとえば、q軸方向に沿って配置されたガススプリング52が備えられている。
 ガススプリング52の一端側はベースプレート42の固定個所に取り付けられ、ガススプリング52の他端側は移動テーブル45に取り付けられている。移動テーブル45に作用する重量とは、ナット部材49、ロードセル50、取付部材51、第1の軸方向移動ユニット39及び第1の主軸ユニット35aの重量である。
 第1の軸方向移動ユニット39は、図7、図10、図11に示すように、第1の主軸ユニット35aを、p軸方向に移動させるよう構成される。
 具体的には、第1の軸方向移動ユニット39は、第1の軸直交方向移動ユニット38の移動テーブル45に取り付けられたベースプレート53と、p軸方向に延びるようにベースプレート53に設けられたガイドレール54と、ガイドレール54にガイドブロック55を介してスライド自在に取り付けられた移動テーブル56と、移動テーブル56をガイドレール54の長手方向に沿って移動させるp軸方向の直動機構であるボールねじ機構57とを備える。
 ボールねじ機構57は、サーボモータ58と、サーボモータ58の出力側に接続された減速機59と、減速機59の出力側に連結されたねじ軸60と、ねじ軸60に取り付けられたナット部材61とを備える。
 ボールねじ機構57は、ベースプレート53の表面に、ねじ軸60がガイドレール54と平行に延びる姿勢で設置される。ボールねじ機構57のナット部材61が、ロードセル62と取付部材63とを介して移動テーブル56に取り付けられている。
 以上の構成を有する第1の軸方向移動ユニット39は、サーボモータ58の駆動力により減速機59を介してねじ軸60を回転駆動することにより、移動テーブル56を、ナット部材61と一緒に、ガイドレール54に沿わせてp軸方向に移動させる。
 移動テーブル56には、図7に示すように、第1の主軸ユニット35aが取り付けられている。
 第2の軸直交方向移動ユニット40は、図7、図8に示すように、第2の主軸ユニット35bを、yz平面内でプローブ33b(図4参照)の軸心方向に沿う方向(以下、r軸方向という)に対して直交する方向(以下、s軸方向という)に移動させるよう構成される。
 具体的には、第2の軸直交方向移動ユニット40は、フレーム37に取り付けられたベースプレート64と、s軸方向に延びるようにベースプレート64に設けられたガイドレール65と、ガイドレール65にガイドブロック66を介してスライド自在に取り付けられた移動テーブル67と、移動テーブル67をガイドレール65の長手方向に沿って移動させるs軸方向の直動機構であるボールねじ機構68とを備える。
 ボールねじ機構68は、サーボモータ69と、サーボモータ69の出力側に連結されたねじ軸70と、ねじ軸70に取り付けられたナット部材71とを備える。
 ボールねじ機構68は、ベースプレート64の表面に、ねじ軸70がガイドレール65と平行に延びる姿勢で設置される。ボールねじ機構68のナット部材71が、ロードセル72と取付部材73とを介して移動テーブル67に取り付けられている。
 以上の構成を有する第2の軸直交方向移動ユニット40は、サーボモータ69の駆動力によってねじ軸70を回転駆動することにより、移動テーブル67を、ナット部材71と一緒に、ガイドレール65に沿わせてs軸方向に移動させる。
 第2の軸直交方向移動ユニット40においては、サーボモータ69による駆動力を停止した状態では、移動テーブル67がガイドレール65に沿って無制御で移動できる。
 第2の軸直交方向移動ユニット40には、移動テーブル67の自重及び移動テーブル67に作用する重量のガイドレール65に沿う方向の成分を支持する機械的な重力補償機構として、たとえば、s軸方向に沿って配置されたガススプリング74が備えられている。
 ガススプリング74の一端側はベースプレート64側の固定個所に取り付けられ、ガススプリング74の他端側は移動テーブル67に取り付けられている。移動テーブル67に作用する重量とは、ナット部材71、ロードセル72、取付部材73、第2の軸方向移動ユニット41及び第2の主軸ユニット35bの重量である。
 第2の軸方向移動ユニット41は、図7、図10に示すように、第2の主軸ユニット35bを、r軸方向に移動させるよう構成される。
 具体的には、第2の軸方向移動ユニット41は、第2の軸直交方向移動ユニット40の移動テーブル67に取り付けられたベースプレート75と、r軸方向に延びるようにベースプレート75に設けられたガイドレール76と、ガイドレール76にガイドブロック77を介してスライド自在に取り付けられた移動テーブル78と、移動テーブル78をガイドレール76の長手方向に沿って移動させるr軸方向の直動機構であるボールねじ機構79とを備える。
 ボールねじ機構79は、サーボモータ80と、サーボモータ80の出力側に接続された減速機81と、減速機81の出力側に連結されたねじ軸82と、ねじ軸82に取り付けられたナット部材83とを備える。
 ボールねじ機構79は、ベースプレート75の表面に、ねじ軸82がガイドレール76と平行に延びる姿勢で設置される。ボールねじ機構79のナット部材83が、ロードセル84と取付部材85とを介して移動テーブル78に取り付けられている。
 以上の構成を有する第2の軸方向移動ユニット41は、サーボモータ80の駆動力により減速機81を介してねじ軸82を回転駆動することにより、移動テーブル78を、ナット部材83と一緒に、ガイドレール76に沿わせてr軸方向に移動させる。
 移動テーブル78には、図7に示すように、第2の主軸ユニット35bが取り付けられている。
 したがって、接合装置本体2によれば、第1の主軸ユニット35aに取り付けられている第1の摩擦撹拌接合ツール3aのq軸方向の位置の調整と力の制御が、第1の軸直交方向移動ユニット38によって行われる。第1の摩擦撹拌接合ツール3aのp軸方向の位置の調整と力の制御が、第1の軸方向移動ユニット39によって行われる。
 同様に、第2の主軸ユニット35bに取り付けられている第2の摩擦撹拌接合ツール3bのs軸方向の位置の調整と力の制御が第2の軸直交方向移動ユニット40によって行われる。第2の摩擦撹拌接合ツール3bのr軸方向に沿う方向の位置の調整と力の制御が第2の軸方向移動ユニット41によって行われる。
 接合装置本体2では、第1の摩擦撹拌接合ツール3aの角隅部c1に対する押圧荷重はp軸方向に作用する。したがって、第1の摩擦撹拌接合ツール3aの角隅部c1に対する押圧荷重の制御を、ロードセル62の検出結果を基に、第1の軸方向移動ユニット39の出力のみの制御で実施することができる。第1の摩擦撹拌接合ツール3aのq軸方向の位置の調整は、押圧荷重の制御に関与することなく第1の軸直交方向移動ユニット38により実施することができる。
 同様に、接合装置本体2では、第2の摩擦撹拌接合ツール3bの角隅部c2に対する押圧荷重はr軸方向に作用する。したがって、第2の摩擦撹拌接合ツール3bの角隅部c2に対する押圧荷重の制御を、ロードセル84の検出結果を基に、第2の軸方向移動ユニット41の出力のみの制御で実施することができる。第2の摩擦撹拌接合ツール3bのs軸方向の位置の調整は、押圧荷重の制御に関与することなく第2の軸直交方向移動ユニット40により実施することができる。
 このため、接合装置本体2によると、角隅部c1,c2の摩擦撹拌接合を行う際の、摩擦撹拌接合ツール3a,3bの押圧荷重をより確実に制御することができる。
 本実施形態の摩擦撹拌接合装置は、図1、図2に示すように、接合装置本体2の摩擦撹拌接合ツール3a,3bが配置されている個所の付近で、ワークテーブル5と一緒に移動する第1のワークW1と第2のワークW2との接合姿勢を保持するワーククランプユニット86を備えている。
 ワーククランプユニット86は、図12、図13に示され、図1、図2に示した接合装置本体2よりもワーク進行方向Fの上流側に配置されたフレーム87を備えている。
 フレーム87は、図13に示すように、テーブル移動経路6(図6参照)をy軸方向に沿って跨ぐように配置された門形部88と、図12に示すように、門形部88の接合装置本体2に臨む面側に設けられる突出部89とを備える。突出部89は、図2に示すように、第1の主軸ユニット35aと第2の主軸ユニット35bとの間に形成される空間内に配置可能な形状を有している。
 フレーム87の門形部88のy軸方向の両端側は、それぞれ、一対のガイドレール90に、ガイドブロック91を介してスライド可能に支持されている。一対のガイドレール90は、架台1のy軸方向の両端部にそれぞれ設けられ、x軸方向に沿って延びる。これにより、フレーム87は、ガイドレール90に沿って、図2に実線で示したように突出部89が第1の主軸ユニット35aと第2の主軸ユニット35bとの間の空間内に配置される位置と、図2に二点鎖線で示すように突出部89が第1の主軸ユニット35a及び第2の主軸ユニット35bから離れた状態になる退避配置との間で移動可能となっている。
 図示しないが、フレーム87と架台1との間には、フレーム87を図2に実線で示した配置で解除可能に位置固定するためのフレーム固定部が設けられる。
 門形部88の内側のz軸方向の二個所には、図12、図13に示すように、一対のサイドクランプローラ92a,92bと、一対のサイドクランプローラ92c,92dが設けられる。一対のサイドクランプローラ92a,92bおよび一対のサイドクランプローラ92c,92dは、それぞれ、y軸方向に沿って対向配置され、第2のワークW2の両側面P2a,P2b(図4Aおよび図4B参照)に接触する。
 一対のサイドクランプローラ92a,92bと、一対のサイドクランプローラ92c,92dのうち、たとえば、y軸方向の一側に配置されているサイドクランプローラ92a,92cは、門形部88に固定されている。一方、y軸方向の他側に配置されているサイドクランプローラ92b,92dは、y軸方向に沿って配置された押圧手段としての油圧シリンダ93を介して門形部88に取り付けられている。サイドクランプローラ92a,92cと、サイドクランプローラ92b,92dとの間に第2のワークW2が配置された状態で油圧シリンダ93を伸長作動させることにより、第2のワークW2の両側面P2a,P2bには、サイドクランプローラ92a,92cと、サイドクランプローラ92b,92dとが両側から押し付けられる。このため、第2のワークW2のy軸方向の位置が保持される。
 門形部88の内側の架台1から離反する端部側に、トップクランプローラ94aが設けられる。トップクランプローラ94aは、第2のワークW2の第1のワークW1側とは反対側の端部に押し当てられる。トップクランプローラ94aは、yz平面内で第2のワークW2の面に沿う方向、すなわち、本実施形態ではz軸方向に配置された押圧手段としての油圧シリンダ95を介して門形部88に取り付けられている。トップクランプローラ94aが第2のワークW2の端部に接するように配置された状態で油圧シリンダ95を伸長作動させると、第2のワークW2が、第1のワークW1に対して押し付けられる。第1のワークW1は、第2のワークW2から受ける押し付け力により、ワークテーブル5に押し付けられる。このため、第1のワークW1と第2のワークW2のz軸方向の位置が保持される。
 突出部89には、一対のサイドクランプローラ92e,92f及びトップクランプローラ94bが設けられている。一対のサイドクランプローラ92e,92fは、門形部88の一対のサイドクランプローラ92a,92bと同様の構成である。サイドクランプローラ92fは、突出部89に油圧シリンダ93を介して支持されている。トップクランプローラ94bは、門形部88のトップクランプローラ94aと同様の構成であり、突出部89に、油圧シリンダ95を介して支持されている。一対のサイドクランプローラ92e,92fとトップクランプローラ94bは、突出部89が図2に示すように第1の主軸ユニット35aと第2の主軸ユニット35bとの間の空間内に配置されるときに、摩擦撹拌接合ツール3a,3bの上方に配置されることが好ましい。
 なお、サイドクランプローラ92a~92fとトップクランプローラ94a,94bは、x軸方向に並べて配置された2連のローラ本体を備えた構成であることが好ましい。これは、第2のワークW2のx軸方向に沿う姿勢からy軸方向やz軸方向へのずれをより確実に防止させるためである。
 以上の構成を有するワーククランプユニット86を用いてワークW1,W2の角隅部c1,c2の摩擦撹拌接合を行うときには、フレーム87を、図2に実線で示した位置に配置させる。ワーククランプユニット86により、摩擦撹拌接合が行われる個所の付近で、摩擦撹拌接合を行う第2のワークW2の位置のy軸方向への変位を防止することができ、また、第1のワークW1及び第2のワークW2の位置のz軸方向への変位を防止することができる。
 主軸ユニット35a,35bが支持されている接合装置本体2のフレーム37は、摩擦撹拌接合を行うときに、摩擦撹拌接合ツール3a,3bに作用させる押圧荷重の反力の影響を受ける。これに対し、ワーククランプユニット86は、接合装置本体2のフレーム37とは別体のフレーム87を備えている。したがって、ワーククランプユニット86によるワークW1,W2の位置の保持が、摩擦撹拌接合ツール3a,3bに作用させる押圧荷重の反力の影響を受けることはない。
 摩擦撹拌接合を実施していないときには、フレーム固定部(図示せず)によるワーククランプユニット86の固定を解除して、ワーククランプユニット86を、図2に二点鎖線で示したように接合装置本体2から離れた退避配置に移動させる。この状態では、突出部89が露出されるため、サイドクランプローラ92e,92fやトップクランプローラ94bに対して作業者が容易に近づいて点検や保守作業を行うことができる。又、この状態では、第1の主軸ユニット35aと第1の摩擦撹拌接合ツール3a、及び、第2の主軸ユニット35bと第2の摩擦撹拌接合ツール3bから、ワーククランプユニット86が離れている。したがって、これらの機器に作業者が容易に近づいて点検や保守作業を行うことができる。
 次に、本実施形態の摩擦撹拌接合装置を用いて行う摩擦撹拌接合について説明する。
 摩擦撹拌接合の開始前に、作業者が、ワークテーブル5に、第1のワークW1と第2のワークW2を配置する。
 この作業は、先ず、ワークテーブル5の領域8(図5、図7参照)に、第1のワークW1のワーク進行方向Fの後端側に配置される端部を終端側端部押さえ部材12の横板部14に突き当て、第1のワークW1のy軸方向の一端部を段差部9に突き当てて配置する。次に、第1のワークW1を、端面クランプ10と表面クランプ11とを用いてワークテーブル5に保持させる。次いで、図4Aおよび図4Bに示した接合姿勢となるように、第1のワークW1の面P1に対し、第2のワークW2の端縁を突き当てて配置する。この状態で、第2のワークW2のワーク進行方向Fの後端側に配置された端部を、終端側端部押さえ部材12の縦板部15に突き当てて配置し、第2のワークW2を縦板部15に保持具16を介して保持させる。ワークテーブル5には、第1のワークW1と第2のワークW2のワーク進行方向Fの前端側に配置された端部に突き当てるようにして始端側端部押さえ部材13を取り付けて、始端側端部押さえ部材13の縦板部15に、保持具16を介して第2のワークW2の対応する個所を保持させる。
 ワークテーブル5にワークW1,W2を配置して保持させる作業は、ワークテーブル5をx軸方向に適宜移動させて、接合装置本体2及びワーククランプユニット86と干渉しない位置に配置させた状態で行うようにすればよい。この際、ワークテーブル5を、テーブル支持台26を適宜使用して架台1よりはみ出す位置、更には、架台1から外れた位置に配置させてもよい。
 ワークW1,W2をワークテーブル5に保持させた後、ワークテーブル5を、移動機構7によりテーブル移動経路6に沿って移動させて、ワークW1,W2の角隅部c1,c2の摩擦撹拌接合の始端側を、摩擦撹拌接合ツール3a,3bと同じyz平面内に配置する。
 その後、接合装置本体2では、軸直交方向移動ユニット38,40と軸方向移動ユニット39,41により、摩擦撹拌接合ツール3a,3bのプローブ33a,33bが角隅部c1,c2に近接して配置されるように主軸ユニット35a,35bの位置調整を行う。
 次に、ワーククランプユニット86を、図1、図2に示すように、接合装置本体2に近接した位置に配置させて固定する。次いで、ワーククランプユニット86は、サイドクランプローラ92a~92f及びトップクランプローラ94a,94bにより、ワークテーブル5に保持されたワークW1,W2を接合姿勢で保持する。これにより、第2のワークW2のy軸方向及びz軸方向への変位と、第1のワークW1のz軸方向への変位は防止される。
 この状態で、接合装置本体2は、主軸ユニット35a,35bの回転駆動部36a,36bを起動してプローブ33a,33bの回転駆動を開始する。その後、接合装置本体2は、軸方向移動ユニット39,41により、主軸ユニット35a,35bをプローブ33a,33bの軸心方向(p軸方向、r軸方向)に沿って移動させて、回転駆動状態のプローブ33a,33bを、角隅部c1,c2に没入させる。更に、固定式ショルダ4aのワーク接触面34aを、第1のワークW1の面P1と第2のワークW2の一方の側面P2aに接触させ、固定式ショルダ4bのワーク接触面34bを、第1のワークW1の面P1と第2のワークW2の他方の側面P2bに接触させる。
 これにより、第2のワークW2を挟んで対称な位置にある角隅部c1,c2には、没入されたプローブ33a,33bによる撹拌領域s1,s2が、互いに干渉しない状態で形成される。
 次いで、移動機構7は、ワークテーブル5の移動を開始する。ワークテーブル5が移動すると、ワークテーブル5の移動に伴われて移動する角隅部c1,c2は、定置された接合装置本体2の摩擦撹拌接合ツール3a,3bと相対移動する。これにより、角隅部c1,c2に沿った摩擦撹拌接合が角隅部c1と角隅部c2とで同時に開始される。
 このようにして摩擦撹拌接合が開始されると、接合装置本体2は、軸方向移動ユニット39,41により摩擦撹拌接合ツール3a,3bを角隅部c1,c2に対して押圧する荷重が予め設定された目標値に一致するように、軸方向移動ユニット39,41に対する制御を開始する。
 同時に、接合装置本体2は、軸直交方向移動ユニット38,40について、サーボモータ47,69の制御と動力とを遮断する。これにより、第1の軸直交方向移動ユニット38では、移動テーブル45に第1の軸方向移動ユニット39を介して保持した第1の主軸ユニット35aの位置が、q軸方向に作用する外力に応じて自在に変化するようになる。又、第2の軸直交方向移動ユニット40では、移動テーブル67に第2の軸方向移動ユニット41を介して保持した第2の主軸ユニット35bの位置が、s軸方向に作用する外力に応じて自在に変化するようになる。
 その結果、角隅部c1,c2に位置ずれが生じたとしても、摩擦撹拌接合ツール3a,3bの固定式ショルダ4a,4bが第1のワークW1の面P1に沿って滑ることで、摩擦撹拌接合ツール3a,3bの位置は、角隅部c1,c2の位置ずれに追従できる。なお、この場合であっても、摩擦撹拌接合ツール3a,3bの角隅部c1,c2に対する押圧荷重は、軸方向移動ユニット39,41によって一定に保持されている。
 このため、摩擦撹拌接合ツール3a,3bの位置を、角隅部c1,c2に倣わせた状態で角隅部c1,c2に沿う摩擦撹拌接合を行うことができる。
 以上のようにして、摩擦撹拌接合ツール3a,3bによる摩擦撹拌接合が角隅部c1,c2の終端側の予め設定されている個所まで進行すると、移動機構7はワークテーブル5の移動を停止させる。
 次いで、軸直交方向移動ユニット38,40は、それぞれのサーボモータ47,69による制御を再開し、軸直交方向移動ユニット38,40と軸方向移動ユニット39,41とにより、摩擦撹拌接合ツール3a,3bを角隅部c1,c2より離反する方向に移動させる。これにより、プローブ33a,33bは、角隅部c1,c2より抜き出される。その後、主軸ユニット35a,35bによるプローブ33a,33bの回転駆動を停止する。
 その後、ワーククランプユニット86によるワークW1,W2の保持を解除し、ワーククランプユニット86を退避位置まで移動させる。
 その後、ワークテーブル5を、移動機構7により接合装置本体2及びワーククランプユニット86と干渉しない位置まで移動させてから、ワークW1,W2の接合体を取り出す。
 本実施形態の摩擦撹拌接合装置によれば、一対の摩擦撹拌接合ツール3a,3bを用いて、ワークW1,W2間の角隅部c1,c2の摩擦撹拌接合を行うことができる。
 摩擦撹拌接合を行う際、本実施形態の摩擦撹拌接合装置においては、角隅部c1,c2が形成される接合姿勢に保持されたワークW1,W2は、ワークテーブル5と一緒に、架台1に定置された接合装置本体2に対して移動する。このため、本実施形態の摩擦撹拌接合装置においては、ワークW1,W2の長さに応じたワークテーブル5を使用することで、接合装置本体2により摩擦撹拌接合するワークW1,W2の長さの制限を受けずに摩擦撹拌接合を行うことができる。
 ワークテーブル5は、ワーク進行方向Fの後端側に設けられる終端側端部押さえ部材12を備える。ワークテーブル5に配置されるワークW1,W2の双方の角隅部c1,c2の摩擦撹拌接合処理の終端側に位置する端部を、終端側端部押さえ部材12に突き当てて配置することができる。このため、ワークテーブル5をワーク進行方向Fへ移動させるときには、ワークテーブル5に端面クランプ10と表面クランプ11を介して直接保持された第1のワークW1のみならず、第2のワークW2も、終端側端部押さえ部材12によってワーク進行方向Fへ押される。これにより、接合装置本体2に対してワークW1,W2の双方を確実に相対移動させることができる。したがって、本実施形態の摩擦撹拌接合装置では、第1のワークW1と第2のワークW2とのx軸方向のずれを防止した状態で、角隅部c1,c2の摩擦撹拌接合ツール3a,3bによる摩擦撹拌接合を実施することができる。
 又、ワークテーブル5は、第1のワークW1を配置する領域8のy軸方向の一側に設けられる段差部9を備える。段差部9に第1のワークW1のy軸方向の一端面を突き当てることで、ワークテーブル5に第1のワークW1を毎回同じ位置、同じ姿勢で容易に配置することができる。
 更に、摩擦撹拌接合の実施時は、第1のワークW1とワークテーブル5は、摩擦撹拌接合ツール3a,3bを角隅部c1,c2に対して押圧する荷重の鉛直方向の成分をx軸方向の一個所で受ける。しかし、ワークテーブル5は、端面クランプ10と表面クランプ11を用いて第1のワークW1を保持するため、第1のワークW1のy軸方向への変位に加えて、第1のワークW1がワークテーブル5から離反するような変位も防止することができる。
[第2実施形態]
 図14は、第2実施形態の摩擦撹拌接合装置のワークテーブルを示す平面図である。
 なお、図14において、図5Aおよび図5Bと同一の構成には同一の符号を付してその説明を省略する。
 本実施形態におけるワークテーブル105においては、第1のワークW1を配置する領域8のy軸方向の一側に、段差部9を設ける構成に代えて、図14に示すように、y軸方向の一側に、y軸方向の他側と同様の端面クランプ10と表面クランプ11とを交互に配置する。
 本実施形態の摩擦撹拌接合装置の構成は、ワークテーブル105以外は、第1実施形態と同様である。
 本実施形態におけるワークテーブル105を使用する場合は、領域8に第1のワークW1を配置した後、y軸方向の両側に設けられている端面クランプ10により、第1のワークW1のy軸方向の位置決めと固定とを行う。その後、表面クランプ11により、第1のワークW1をz軸方向に沿ってワークテーブル105の表面との間に挟んで固定する。
 ワークテーブル105を用いる本実施形態の摩擦撹拌接合装置は、ワークテーブル105に配置する第1のワークW1のy軸方向の位置決めと固定の処理を除いて、第1実施形態の摩擦撹拌接合装置と同様に使用可能であり、同様の効果を得ることができる。
[第3実施形態]
 図15Aは、第3実施形態の摩擦撹拌接合装置のワークテーブルを示す平面図であり、図15Bは、第3実施形態の摩擦撹拌接合装置のワークテーブルを示す側面図である。
 なお、図15Aおよび図15Bにおいて、図5Aおよび図5Bと同一の構成には同一の符号を付してその説明を省略する。本実施形態の摩擦撹拌接合装置の構成は、ワークテーブル205以外は、第1実施形態と同様である。
 本実施形態におけるワークテーブル205においては、図15Aおよび図15Bに示すように、ワーク進行方向Fの後端側(図15Aおよび図15Bでは左側)となるx軸方向の一端側の表面に、逆T字形の終端側端部押さえ部材12を設ける構成に代えて、ブロック形状の終端側端部押さえ部材12aを設ける。
 終端側端部押さえ部材12aは、ワークテーブル205の表面からz軸方向に突出して設けられる。終端側端部押さえ部材12aは、第2のワークW2における角隅部c1,c2の摩擦撹拌接合処理の終端側に位置する端部の第1のワークW1寄りの部分を突き当てることができる寸法を有する。
 ブロック形状の終端側端部押さえ部材12aのz軸方向の寸法は、たとえば、図12、図13に示したワーククランプユニット86の最も架台1寄りに配置されているサイドクランプローラ92c,92d、及び、サイドクランプローラ92c,92dの支持構造に干渉しないように設定されていることが好ましい。
 摩擦撹拌接合処理を行うときには、ワークテーブルに直接保持された第1のワークW1のみならず、第2のワークW2も接合装置本体2に対して確実に相対移動させることが必要とされる。終端側端部押さえ部材は、第1のワークW1と第2のワークW2をワーク進行方向Fへ押すという機能を果たす点で重要度が高い。これに対し、第1実施形態に示した始端側端部押さえ部材13は、第1のワークW1と第2のワークW2の摩擦撹拌接合処理の始端側に位置する端部の位置を定めるとの効果を奏するが、第1のワークW1と第2のワークW2をワーク進行方向Fへ押すという機能には関与していない。
 この点に鑑みて、本実施形態では、ワークテーブル205は、始端側端部押さえ部材は省略した構成としてある。
 本実施形態の摩擦撹拌接合装置は、第1実施形態と同様に、図12、図13に示したワーククランプユニット86を備えていることを前提としている。そのため、ワークテーブル205に配置された第1のワークW1と第2のワークW2との接合姿勢は、ワーククランプユニット86によって保持することができる。そこで、本実施形態で用いるワークテーブル5の終端側端部押さえ部材12aは、ワークテーブル205に配置された第2のワークW2を接合姿勢で保持するための保持具を備えない。
 なお、摩擦撹拌接合装置における、ワークテーブル205に配置された第1のワークW1と第2のワークW2との接合姿勢を保持するための手段は、ワーククランプユニット86に限らず、別の接合姿勢保持手段であってもよい。この場合も、終端側端部押さえ部材12aは、保持具を省略した構成としてよい。
 本実施形態におけるワークテーブル205を使用する場合は、ワークテーブル205に、先ず、第1実施形態の場合と同様に第1のワークW1を配置して固定する。
 その後、図4に示した接合姿勢となるように、ワークテーブル205に保持された第1のワークW1の面P1に、第2のワークW2の端縁を突き当てて配置する。
 更に、第2のワークW2の角隅部c1,c2の摩擦撹拌接合処理の終端側に位置する端部を、終端側端部押さえ部材12aに突き当てて配置する。
 この状態で、ワークテーブル205に配置したワークW1,W2の接合姿勢は、第1実施形態の場合と同様に、別の接合姿勢保持手段であるワーククランプユニット(図12,図13参照)によって保持される。
 その後は、第1実施形態の場合と同様の手順で摩擦撹拌接合処理を行う事により、第1実施形態と同様の効果を得ることができる。
 なお、本開示は、前記実施形態にのみ限定されるものではなく、ワークテーブル5の裏面に設けられるラック17は、ピンラックであってもよい。この場合、移動機構7に備えるピニオンギア21は、ピンラックに噛合する形式とすればよい。更に、ワークテーブル5の裏面にラック17に代えてチェーンラックを設け、移動機構7には、ピニオンギア21に代えてチェーンラックに噛み合うスプロケットを設けてもよい。
 又、ワークテーブル5がワークテーブル5の移動方向に延びるラック17又はチェーンラックを備え、移動機構7がワークテーブル5のラック17に噛合するピニオンギア21、又は、チェーンラックに噛合するスプロケットを回転駆動可能に備えていれば、ラック17とピニオンギア21、又は、チェーンラックとスプロケットは、ワークテーブル5の側方や上方に配置されていてもよい。
 ワークテーブル5,105,205に設けられる終端側端部押さえ部材12,12aは、第1のワークW1と第2のワークW2の角隅部c1,c2の摩擦撹拌接合処理の終端側に位置する端部を突き当てて配置することができれば、図5A、図5B、及び図14に示した逆T字形の終端側端部押さえ部材や、図15Aおよび図15Bに示したブロック形状の終端側端部押さえ部材以外の任意の形状、構造としてもよい。
 更に、ワークテーブル5,105,205に、第1のワークW1が、クランプ10,11等による保持によって角隅部c1,c2の摩擦撹拌接合時にもワークテーブル5,105,205とx軸方向のずれを生じないように固定される場合は、終端側端部押さえ部材12,12aは、必ずしも第1のワークW1に接していなくてもよい。この場合、終端側端部押さえ部材12,12aは、第2のワークW2に接して第2のワークW2をワーク進行方向Fへ押すことができる形状や構造を備えていればよい。
 第1実施形態にて図5Aおよび図5Bに示したワークテーブル5と、第2実施形態の図14に示したワークテーブル105は、始端側端部押さえ部材13を省略した構成としてもよい。更に、ワーククランプユニット86のような別の接合姿勢保持手段が存在する場合は、終端側端部押さえ部材12は、保持具16を備えない構成としてもよい。
 ワークテーブル5,105,205に第1のワークW1を保持するためのクランプとして、図示した端面クランプ10及び表面クランプ11以外の任意の形式のクランプを採用してもよい。
 本開示の摩擦撹拌接合装置は、第1のワークW1と、第1のワークW1の面P1に対して90度以外の角度をなす姿勢で端縁が突き合わされた第2のワークW2とにより形成される2つの角隅部(内隅部)c1,c2を、摩擦撹拌接合の対象としてもよい。この場合は、第1のワークW1の面P1と第2のワークW2の側面P2aとの間の角度が90度以外となるため、角隅部c1の摩擦撹拌接合に用いる第1の摩擦撹拌接合ツール3aの固定式ショルダ4aが、第1のワークW1の面P1と第2のワークW2の側面P2aとの間の角度に応じた山形の端部を有するよう形成される。同様に、第1のワークW1の面P1と第2のワークW2の側面P2bとの間の角度が90度以外となるため、角隅部c2の摩擦撹拌接合に用いる第2の摩擦撹拌接合ツール3bは、固定式ショルダ4bが、第1のワークW1の面P1と第2のワークW2の側面P2bとの間の角度に応じた山形の端部を有するよう形成される。
 又、摩擦撹拌接合ツール3a,3bのプローブ33a,33bが、固定式ショルダ4a,4bの端部の山形の角度の二等分線の方向に沿って配置される。
 この場合、ワークテーブル5,105,205の終端側端部押さえ部材12,12aと、必要に応じてワークテーブル5,105,205に設ける始端側端部押さえ部材13は、ワークテーブル5,105,205に保持させた第1のワークW1に対して90度以外の角度をなす姿勢で配置される第2のワークW2の端部に突き当てることが可能な形状を備える。
 図6に示したテーブル移動経路6におけるボトムガイドローラ18、サイドガイドローラ19、トップガイドローラ20のサイズと数と配置は一例である。テーブル移動経路6の長さ(x軸方向の寸法)や幅(y軸方向の寸法)、角隅部c1,c2の摩擦撹拌接合時に摩擦撹拌接合ツール3a,3bに付与する押圧荷重の大きさ等に応じて、ガイドローラ18,19,20のサイズや数や配置は適宜変更してもよい。
 接合装置本体2は、ワークテーブル5に配置された第1のワークW1と第2のワークW2とによって形成される角隅部c1,c2に、図4Aおよび図4Bに示したような固定式ショルダ4a,4bを備えた一対の摩擦撹拌接合ツール3a,3bを配置して、角隅部c1,c2の摩擦撹拌接合を行うことができれば、図示した以外の構成を備えていてもよい。たとえば、接合装置本体2において、フレーム37と第1の主軸ユニット35aとの間に介装した第1の軸直交方向移動ユニット38と第1の軸方向移動ユニット39とのx軸方向の配置(順序)を入れ替え、フレーム37と第2の主軸ユニット35bとの間に介装した第2の軸直交方向移動ユニット40と第2の軸方向移動ユニット41とのx軸方向の配置(順序)を入れ替えてもよい。
 軸直交方向移動ユニット38,40は、直動機構として、ラックアンドピニオン方式や、アクチュエータ等、ボールねじ機構46,68以外の直動機構を使用してもよい。又、直動機構の配置、ガイドレール43,65の数や配置、ガイドブロック44,66の数や配置、ベースプレート42,64や移動テーブル45,67の形状、ガススプリング52,74の配置等については、任意に変更してもよい。軸直交方向移動ユニット38,40の重力補償機構として、定荷重ばねやその他のばね、シリンダ、カウンターウェイト等、ガススプリング52,74以外の任意の形式を採用してもよい。
 軸方向移動ユニット39,41は、直動機構として、ラックアンドピニオン方式や、アクチュエータ等、ボールねじ機構57,79以外の直動機構を使用してもよい。又、直動機構の配置、ガイドレール54,76の数や配置、ガイドブロック55,77の数や配置、ベースプレート53,75や移動テーブル56,78の形状等については、任意に変更してもよい。
 角隅部c1,c2に配置する一対の摩擦撹拌接合ツール3a,3bは、x軸方向の位置を互いにずらした配置としてもよい。摩擦撹拌接合ツール3a,3bを角隅部c1,c2に配置させ、角隅部c1,c2に向かう押圧力を付与するための機構は、たとえば、y軸方向に移動するテーブルを備えた移動ユニットと、z軸方向に移動するテーブルを備えた移動ユニットとのテーブル移動量及び出力を組み合わせる形式であってもよい。
 本開示の摩擦撹拌接合装置は、図12、図13に示したワーククランプユニット86を備えることが好ましいが、接合装置本体2が摩擦撹拌接合ツール3a,3bの付近で第1のワークW1と第2のワークW2の接合姿勢を保持させるためのクランプローラ等の接合姿勢保持手段を備えている場合は、ワーククランプユニット86を省略した構成としてもよい。
 摩擦撹拌接合ツール3a,3bのプローブ33a,33bの軸心方向が、それぞれ接合対象となる角隅部c1,c2の角度の二等分線の方向に必ずしも一致していなくてもよい。
 摩擦撹拌接合ツール3a,3bのプローブ33a,33bの軸心方向が、yz平面に沿う方向からワーク進行方向F(x軸方向)に傾斜していてもよい。
 固定式ショルダ4a,4bは、接合対象の角隅部c1,c2の両側のワークW1,W2の面に接触させるワーク接触面34a,34bが山形となっていれば、その他の部分は図示した以外の形状としてもよい。
 第1のワークW1の面P1を配置するxy平面は水平面でなく、傾斜していてもよい。この場合は、装置構成の説明に用いた前述した3次元直交座標系を、xy平面を基準に角度を変更すればよい。
 摩擦撹拌接合を行うときに、非特許文献1に示されたAdStirと云われる手法を適用してもよい。
 この場合は、摩擦撹拌接合ツール3a,3bの固定式ショルダ4a,4bのワーク接触面34a,34bにより形成されている山形の頂部における、プローブ33a,33bよりもワーク進行方向Fの上流側(図4Aでは下側)となる部分には、フィラーを挿入するための切欠部を設け、プローブ33a,33bよりもワーク進行方向Fの下流側(図4Aでは上側)となる部分には、接合後の角隅部c1,c2に形成されるフィレットに応じた形状の切欠部を設ける。
 以上、本開示の好ましい実施例を説明したが、本開示はこれら実施例に限定されることはない。本開示の趣旨を逸脱しない範囲で、構成の付加、省略、置換、およびその他の変更が可能である。本開示は前述した説明によって限定されることはなく、添付のクレームの範囲によってのみ限定される。
 本開示の摩擦撹拌接合装置によれば、接合対象とするワークの長さの制限を受けることなく、一対の摩擦撹拌接合ツールを用いてワーク同士の2つの角隅部の摩擦撹拌接合を行うことができる。
 1 架台
 2 接合装置本体
 3a 第1の摩擦撹拌接合ツール(摩擦撹拌接合ツール)
 3b 第2の摩擦撹拌接合ツール(摩擦撹拌接合ツール)
 4a,4b 固定式ショルダ
 5 ワークテーブル
 6 テーブル移動経路
 7 移動機構
 8 領域
 9 段差部
 10 端面クランプ(クランプ)
 11 表面クランプ(クランプ)
 12,12a 終端側端部押さえ部材
 16 保持具
 17 ラック
 18 ボトムガイドローラ(ガイドローラ)
 19 サイドガイドローラ(ガイドローラ)
 20 トップガイドローラ(ガイドローラ)
 21 ピニオンギア
 33a,33b プローブ
 W1 第1のワーク
 W2 第2のワーク
 c1,c2 角隅部

Claims (8)

  1.  第1のワークと、前記第1のワークの面に対して所定の角度で交わる姿勢で端縁を接して配置される第2のワークとで形成される前記第2のワークの両側の角隅部を前記角隅部の延びる方向に沿って摩擦撹拌接合する摩擦撹拌接合装置であって、
     摩擦撹拌接合を行う摩擦撹拌接合ツールを備え、定置される接合装置本体と、
     前記第1のワークと前記第2のワークとを前記角隅部が形成された接合姿勢で配置するワークテーブルと、
     前記ワークテーブルを、前記角隅部の延びる方向に移動させる移動機構と、
    を備える
     摩擦撹拌接合装置。
  2.  前記ワークテーブルは、摩擦撹拌接合を行うときに前記ワークテーブルに配置した前記第1のワークと前記第2のワークとを進行させる方向であるワーク進行方向とは反対側に設けられる終端側端部押さえ部材を備え、
     前記終端側端部押さえ部材は、摩擦撹拌接合を行うときに、前記第2のワークを前記ワーク進行方向へ押すよう構成される
     請求項1記載の摩擦撹拌接合装置。
  3.  前記終端側端部押さえ部材は、前記第2のワークを前記接合姿勢で保持するよう構成される保持具を備える
     請求項2記載の摩擦撹拌接合装置。
  4.  前記ワークテーブルは、
     前記第1のワークを配置する領域の一側に設けられる段差部と、
     前記第1のワークを配置する領域の他側に設けられるクランプと、を有し、
     前記第1のワークは前記段差部と前記クランプとの間に挟んで保持される
     請求項1から請求項3のいずれか一項に記載の摩擦撹拌接合装置。
  5.  前記接合装置本体を定置する架台をさらに備え、
     前記架台は、前記ワークテーブルの移動をガイドするガイドローラを有するテーブル移動経路を備える、
     請求項1から請求項4のいずれか一項に記載の摩擦撹拌接合装置。
  6.  前記ワークテーブルは、前記ワークテーブルの移動方向に延びるラック又はチェーンラックを備え、
     前記移動機構は、前記ラックに噛合するピニオンギア、又は、前記チェーンラックに噛合するスプロケットを回転駆動可能に備える
     請求項1から請求項4のいずれか一項に記載の摩擦撹拌接合装置。
  7.  前記ワークテーブルは、前記ワークテーブルの移動方向に延びるラック又はチェーンラックを備え、
     前記移動機構は、前記ラックに噛合するピニオンギア、又は、前記チェーンラックに噛合するスプロケットを回転駆動可能に備える
     請求項5に記載の摩擦撹拌接合装置。
  8.  前記移動機構の前記ピニオンギア又は前記スプロケットは、前記テーブル移動経路であって、摩擦撹拌接合を行う時に前記摩擦撹拌接合ツールを前記角隅部へ押圧する荷重が前記第1のワークに対し垂直な方向に作用する位置とは異なる位置に設けられる
     請求項7記載の摩擦撹拌接合装置。
     
     
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2020015229A1 (zh) * 2018-07-15 2020-01-23 倪平涛 一种带辅助拉绳装置的静止双轴肩搅拌摩擦焊搅拌头及焊接对接焊缝的方法
WO2020015230A1 (zh) * 2018-07-15 2020-01-23 倪平涛 一种带辅助拉绳装置的静止四轴肩搅拌摩擦焊搅拌头及同时焊接中空型材的四个表面对接焊缝的方法
GB2593271A (en) * 2020-01-14 2021-09-22 Bae Systems Plc Friction stir welding process

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013166159A (ja) * 2012-02-14 2013-08-29 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 摩擦撹拌接合装置
JP2013202629A (ja) * 2012-03-27 2013-10-07 Ihi Corp 摩擦撹拌接合装置

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013166159A (ja) * 2012-02-14 2013-08-29 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 摩擦撹拌接合装置
JP2013202629A (ja) * 2012-03-27 2013-10-07 Ihi Corp 摩擦撹拌接合装置

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2020015229A1 (zh) * 2018-07-15 2020-01-23 倪平涛 一种带辅助拉绳装置的静止双轴肩搅拌摩擦焊搅拌头及焊接对接焊缝的方法
WO2020015230A1 (zh) * 2018-07-15 2020-01-23 倪平涛 一种带辅助拉绳装置的静止四轴肩搅拌摩擦焊搅拌头及同时焊接中空型材的四个表面对接焊缝的方法
GB2593271A (en) * 2020-01-14 2021-09-22 Bae Systems Plc Friction stir welding process

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