WO2018029973A1 - 摩擦撹拌接合装置、加工位置設定装置、および測定装置 - Google Patents

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friction stir
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冨岡　泰造
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株式会社 東芝
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Definitions

  • Embodiments of the present invention relate to a friction stir welding apparatus, a processing position setting apparatus, and a measurement apparatus.
  • Friction Stir Welding the material of a member (base material) to be joined is plastically flowed by the pressing force and rotational moment of a rotating tool.
  • the rotated tool is inserted into the upper member, and the material of the upper member is mainly plastically flowed.
  • the rotational force of the tool is transmitted to the upper member, and the position of the upper member may shift. If the position of the upper member is displaced, the joining position may be displaced, or the appearance quality of the product may be impaired.
  • the joining position where the tool is inserted is usually confirmed visually.
  • an imaging device such as a camera
  • a tool shoulder is inserted slightly into a member to be joined to ensure a sufficient amount of frictional heat and to apply pressure to the joint to prevent defects.
  • the problem to be solved by the present invention is to provide a friction stir welding apparatus, a processing position setting apparatus, and a measuring apparatus that can improve productivity.
  • the friction stir welding apparatus can be connected to the tool via a rotating part capable of rotating the tool and a radial bearing, and is at least one of a side surface of the processed member and a peripheral edge of the upper surface of the processed member And a moving part capable of changing the relative positions of the tool and the holding part with respect to the processing member.
  • FIG. (A) It is a schematic diagram for illustrating a friction stir welding apparatus. It is a schematic cross section of the A section in FIG. (A), (b) is a schematic diagram for illustrating the case where the side surface of a process member is hold
  • (A), (b) is a schematic diagram for illustrating the case where the periphery of the upper surface of a process member is hold
  • (A), (b) is a schematic diagram for demonstrating the calculation of the offset amount in a Y direction. It is a schematic diagram for illustrating the calculation of the movement distance of the tool in the Y direction.
  • (A) is a schematic diagram for illustrating the case where the side surface of a process member is hold
  • (B) is a schematic diagram for illustrating the case where the periphery of the upper surface of a process member is hold
  • It is a schematic diagram for illustrating a friction stir welding apparatus. It is a schematic cross section of the D section in FIG. It is a schematic diagram for illustrating a friction stir welding apparatus.
  • (b) is a schematic diagram for illustrating calculation of an offset amount. It is a schematic diagram for illustrating a friction stir welding apparatus. It is a schematic diagram for illustrating a measuring device.
  • FIG. 1 is a schematic view for illustrating a friction stir welding apparatus 1.
  • FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of part A in FIG.
  • the friction stir welding apparatus 1 includes a housing 10, a placement unit 20, an elevating unit 30, a support unit 40, a rotation unit 50, a holding unit 60, a processing position setting device 70, and a control unit 80.
  • the placement unit 20 and the elevating unit 30 are moving units that change the relative positions of the tool 100 and the holding unit 60 with respect to the processing member 202.
  • the placement unit 20 serves as a moving unit that changes the relative position of the touch panel 72 with respect to the tool 100 and the imaging unit 71.
  • the housing 10 has a bed 11 and a support 12.
  • the bed 11 can be installed on the floor surface or the like.
  • the support column 12 can be provided on one surface of the bed 11, for example.
  • the support column 12 extends in the Z direction from one surface of the bed 11.
  • the placement unit 20 can be provided on one surface of the bed 11.
  • a processing member 201 is placed on the surface of the placement portion 20 opposite to the bed 11 side.
  • the processing member 202 is placed on the processing member 201.
  • the placement unit 20 can be provided with a mechanism for holding the placed processing member 201.
  • the mounting unit 20 can be provided with an electrostatic chuck, a vacuum chuck, an electromagnetic chuck, or the like.
  • the material of the processed members 201 and 202 is not particularly limited as long as it can be plastically flowed by the friction stir welding method.
  • the material of the processing members 201 and 202 can be a metal, for example.
  • the metal can be, for example, aluminum, aluminum alloy, copper, copper alloy, titanium, titanium alloy, magnesium, magnesium alloy, and iron.
  • the processed members 201 and 202 there is no particular limitation on the form of the processed members 201 and 202.
  • the plate-like processed members 201 and 202 illustrated in FIG. 1 may be used, or the block-shaped processed members 201 and 202 may be used.
  • the dimension of the machining member 202 in the XY direction is the same as the dimension of the machining member 201 in the XY direction.
  • the dimension of the machining member 202 in the XY direction may be shorter or longer than the dimension of the machining member 201 in the XY direction.
  • the planar shape of the processing members 201 and 202 can be a polygon. Below, the case where the planar shape of the processing members 201 and 202 is a quadrangle is illustrated (refer FIG.3 (b) and FIG.4 (b)).
  • the mounting unit 20 can be movable in the X direction and the Y direction. Therefore, the mounting part 20 can move the mounted processing members 201 and 202 in at least one of the X direction and the Y direction.
  • the placement unit 20 can be, for example, an XY table provided with a servo motor or the like.
  • the elevating unit 30 moves the tool 100 in the Z direction via the support unit 40.
  • the elevating unit 30 can be provided on the column 12.
  • the elevating part 30 can be movable in the Z direction.
  • the elevating unit 30 can be, for example, a single-axis robot provided with a servo motor and a ball screw.
  • the support part 40 is provided in the elevating part 30.
  • the support part 40 extends from the elevating part 30 in the Y direction.
  • the support part 40 is moved in the Z direction by the elevating part 30.
  • the rotating unit 50 rotates the tool 100.
  • the rotating unit 50 includes a rotating shaft 51 and a rotation driving unit 52.
  • the rotating shaft 51 is provided on the support portion 40 via a radial bearing (not shown). That is, the rotating shaft 51 is rotatably provided on the support portion 40.
  • a tool 100 is detachably provided at the tip of the rotating shaft 51.
  • the shank 101 of the tool 100 can be inserted into a hole provided at the tip of the rotating shaft 51 and the shank 101 can be fixed with a screw or the like, or a holder such as a collet chuck is provided at the tip of the rotating shaft 51.
  • the shank 101 of the tool 100 can be held by the holder.
  • the tool 100 has a shank 101, a shoulder 102, and a probe pin 103.
  • the shank 101, the shoulder 102, and the probe pin 103 are integrally formed.
  • the shank 101, the shoulder 102, and the probe pin 103 are provided so as to be concentric. However, there may be a misalignment of a manufacturing error.
  • the material of the shank 101, the shoulder 102, and the probe pin 103 is not particularly limited, but is preferably a material harder than the material of the processed members 201 and 202.
  • the material of the shank 101, the shoulder 102, and the probe pin 103 can be, for example, tool steel, tungsten alloy, ceramic, or the like.
  • the shank 101 has a columnar shape.
  • the shank 101 can be a straight shank having a cylindrical shape.
  • the probe pin 103 has a columnar shape.
  • the probe pin 103 has a cylindrical shape or a truncated cone shape in which the outer width dimension (cross-sectional width dimension) gradually decreases toward the tip. If the probe pin 103 has a truncated cone shape, the load when the probe pin 103 is inserted into the processed member 201 can be reduced.
  • the side surface of the probe pin 103 can be provided with a spiral groove, or can be a smooth curved surface.
  • the rotation drive unit 52 rotates the tool 100 via the rotation shaft 51.
  • the rotation drive unit 52 is provided on the support unit 40.
  • the rotation drive unit 52 is connected to the end of the rotation shaft 51 opposite to the side on which the tool 100 is attached via a coupling (not shown).
  • the rotation drive unit 52 can be, for example, an inverter-driven three-phase motor.
  • the holding portion 60 includes a housing 61, a radial bearing 62, a thrust bearing 63, an urging portion 64, a pressing portion 65, and a rotation stopping portion 66.
  • the housing 61 has a cylindrical shape.
  • the shank 101 is inserted through the housing 61.
  • the housing 61 can be formed from, for example, a metal such as stainless steel or tool steel.
  • the radial bearing 62 is provided between the inner wall of the housing 61 and the tool 100 (shank 101).
  • the radial bearing 62 is provided in order to prevent the rotational force of the tool 100 from being transmitted to the housing 61 and thus the pressing portion 65.
  • the radial bearing 62 can be, for example, a radial ball bearing.
  • the thrust bearing 63 is provided between the end surface of the housing 61 and the end surface of the rotating shaft 51.
  • the thrust bearing 63 is provided in order to prevent the rotational force of the rotary shaft 51 from being transmitted to the housing 61 and thus the pressing portion 65.
  • the thrust bearing 63 can be, for example, a thrust ball bearing.
  • the urging portion 64 is provided inside the housing 61 and in the vicinity of the end surface opposite to the side on which the thrust bearing 63 is provided.
  • the urging portion 64 urges the base portion 65a toward the processing member 202. That is, the urging portion 64 urges the pressing portion 65 in a direction protruding from the housing 61.
  • the urging portion 64 can be, for example, a compression coil spring.
  • the pressing part 65 has a base part 65a and a claw 65b.
  • the base 65a has a cylindrical shape. One end portion of the base portion 65a is provided inside the housing 61 and in the vicinity of the end surface opposite to the side on which the thrust bearing 63 is provided.
  • the base 65a is provided so as to be movable in the axial direction inside the housing 61.
  • the ends of the plurality of claws 65b opposite to the processing member 202 are provided on the base 65a. That is, the claw 65b is provided on the end surface of the base portion 65a opposite to the housing 61 side.
  • the claw 65b protrudes from the base portion 65a.
  • a plurality of claws 65b are provided.
  • the plurality of claws 65 b are in contact with at least one of the side surface of the processing member 202 and the peripheral edge of the upper surface of the processing member 202. That is, the pressing unit 65 presses at least one of the side surface of the processed member 202 and the peripheral edge of the upper surface of the processed member 202. Details regarding the operation of the pressing portion 65 will be described later.
  • the base 65a and the claw 65b can be integrally formed.
  • the base 65a and the claw 65b are preferably formed from a material harder than the material of the processed member 202.
  • the base 65a and the claw 65b can be formed from, for example, tool steel.
  • the rotation stopper 66 is provided to prevent the position of the housing 61 in the rotation direction, and thus the position of the plurality of claws 65b in the rotation direction from shifting.
  • the rotation stopper 66 has a guide 66a and a support 66b.
  • the guide 66 a is provided on the outer surface of the housing 61.
  • the guide 66a has a groove.
  • One end of the support portion 66b is provided inside the groove portion of the guide 66a.
  • the other end of the support portion 66 b is provided in the support portion 40. Therefore, it is possible to suppress the position of the housing 61 in the rotational direction (the position of the plurality of claws 65b in the rotational direction) from shifting.
  • the support portion 66b may be a plate-like body or a rod-like body.
  • the housing 61 is provided in the support part 40, the radial bearing 62, the thrust bearing 63, and the rotation stopper 66 can be omitted. However, if the housing 61 is attached to the tool 100 (shank 101) via the radial bearing 62, the tool 100 (probe pin 103) and the housing 61 are aligned, and consequently the tool 100 (probe pin 103), Positioning with the plurality of claws 65b can be facilitated.
  • the processing position setting device 70 is provided with a photographing unit 71 and a touch panel 72.
  • the photographing unit 71 is provided so as to be movable together with the tool 100 attached to the rotating shaft 51. That is, the imaging unit 71 moves together with the tool 100.
  • the imaging unit 71 can be provided on the support unit 40, for example. In this case, the photographing unit 71 is provided at a position where the processing member 202 placed on the placement unit 20 can be photographed.
  • the photographing unit 71 can be, for example, a CCD camera (charge-coupled device camera).
  • the imaging unit 71 images the processing member 202.
  • the photographing unit 71 photographs the mark 72 a 1 displayed on the touch panel 72.
  • the tip of the tool 100 that is, the probe pin 103 is in contact with the touch panel 72.
  • the touch panel 72 is provided on the upper surface of the placement unit 20 or around the placement unit 20. In the case illustrated in FIG. 1, the touch panel 72 is provided on the upper surface of the placement unit 20. In this case, the touch panel 72 is provided at a position where photographing by the photographing unit 71 is possible.
  • the touch panel 72 includes a display unit 72a such as a liquid crystal panel and a position input unit 72b such as a touch pad. Details regarding the operation of the machining position setting device 70 will be described later.
  • the control unit 80 is electrically connected to the placement unit 20, the elevating unit 30, the rotation driving unit 52, the imaging unit 71, and the touch panel 72.
  • the controller 80 controls the operation of each element provided in the friction stir welding apparatus 1.
  • the control unit 80 may be, for example, a computer having a CPU (central processing unit) and a storage device.
  • the input unit 81 and the display unit 82 can be electrically connected to the control unit 80.
  • the operator inputs processing information (joining design position) and the like from the input unit 81 to the control unit 80.
  • the input unit 81 can be, for example, a keyboard.
  • the display unit 82 displays the processing information (joint design position) input from the input unit 81, the processing progress state, and the like.
  • the display unit 82 can be, for example, a liquid crystal display device.
  • control unit 80 controls the rotation driving unit 52 to rotate the tool 100.
  • the control unit 80 also controls the placement unit 20 and the lifting unit 30 to change the relative positions of the tool 100 and the processing member 202.
  • the control unit 80 controls the mounting unit 20 so that the processing position (joining position) of the processing member 202 is below the tool 100 (probe pin 103).
  • the control unit 80 controls the elevating unit 30 to insert the probe pin 103 into the processing member 202 or pull out the probe pin 103 from the processing member 202.
  • a known technique can be applied to the friction stir welding using the tool 100, a detailed description is omitted.
  • control unit 80 displays the mark 72a1 at a position where the tip of the tool 100 of the touch panel 72 is in contact. Based on information from the imaging unit 71 and the mounting unit 20, the distance (offset amount) between the imaging unit 71 and the tool 100 (probe pin 103) and the processing position of the processing member 202 are obtained.
  • the positions of the tool 100 and the holding unit 60 in the Z direction are changed by the elevating unit 30, and the positions of the processing members 201 and 202 in the X direction and the Y direction are placed. It is made to change with the part 20. However, it is only necessary that the relative three-dimensional positions of the tool 100 and the holding unit 60 and the processing members 201 and 202 can be changed.
  • the rotating unit 50 to which the tool 100 and the holding unit 60 are attached may be provided in a hand such as a 6-axis vertical multi-joint robot, and the processing members 201 and 202 may be placed on a pedestal or the like.
  • action of the press part 65 is further demonstrated.
  • the support part 40 is lowered by the elevating part 30, the claw 65 b of the pressing part 65 is pressed against the processing member 202.
  • the pressing force at this time is applied by the urging unit 64.
  • the support unit 40 is further lowered by the elevating unit 30, the probe pin 103 of the rotated tool 100 is inserted into the processing member 202.
  • the material of the processing member 202 is plastically flowed to join the processing member 201 and the processing member 202.
  • the position of the machining member 202 may be shifted.
  • the force pressing the upper surface of the processing member 202 is weak, there is a risk of slippage between the pressing member and the processing member 202, and the processing member 202 may shift in the rotational direction. In this case, if the force for pressing the upper surface of the processing member 202 is increased, the upper surface of the processing member 202 may be damaged.
  • FIGS. 3A and 3B are schematic views for illustrating a case where the side surface of the processed member 202 is held by a plurality of claws 65b.
  • FIG. 3B is a cross-sectional view taken along the line BB in FIG. 4A and 4B are schematic views for illustrating the case where the peripheral edge of the upper surface of the processed member 202 is held by the plurality of claws 65b.
  • FIG. 4B is a cross-sectional view taken along the line CC in FIG.
  • a part of the plurality of claws 65b may be in contact with the side surface of the processing member 202, and another part of the plurality of claws 65b may be in contact with the peripheral edge of the upper surface of the processing member 202. it can.
  • the force for pressing the plurality of claws 65 b against the processing member 202 is applied by the urging unit 64. Further, the rotational force of the tool 100 is not directly applied to the processed member 201.
  • the processed member 201 is sandwiched between the processed member 202 and the placement unit 20. Therefore, since the processing member 201 is less likely to be shifted in position as compared with the processing member 202, the contact between the plurality of claws 65b and the processing member 201 is not necessarily required.
  • an inclined surface 65b1 in the vicinity of the tips of the plurality of claws 65b.
  • the inclined surface 65b1 is inclined in a direction approaching the center of the pressing portion 65 from the tip of the claw 65b toward the base portion 65a. If the inclined surface 65b1 is provided, the processing member 202 can be guided, so that the position of the processing member 202 can be corrected. Further, if the inclined surface 65b1 is provided, the plurality of claws 65b can easily come into contact with the peripheral edge of the upper surface of the processing member 202.
  • the plurality of claws 65b are preferably provided with the center of gravity 202a of the processed member 202 interposed therebetween.
  • two claws 65b can be provided across the center of gravity 202a of the processed member 202 in plan view. If it does in this way, it can control effectively that position of processing member 202 shifts by rotation power of tool 100.
  • the number of claws 65b is not limited to two.
  • the claw 65b can be provided for each side of the processed member 202, for example.
  • a space is provided between the claw 65b and the claw 65b, waste when the processing member 202 is processed can be discharged. Therefore, it can suppress that the upper surface of the processing member 202 becomes dirty.
  • FIGS. 5A and 5B are schematic views for illustrating the calculation of the offset amount in the Y direction.
  • the control unit 80 controls the placement unit 20 to move the touch panel 72 toward the tool 100.
  • the tool 100 is lowered by the elevating unit 30, and the probe pin 103 is brought into contact with the touch panel 72.
  • the touch panel 72 detects the position where the probe pin 103 is in contact with a position input unit such as a touch pad.
  • the position information detected by the position input unit is sent to the control unit 80.
  • the control unit 80 Based on the detected position information, the control unit 80 displays a predetermined mark 72a1 on a display unit such as a liquid crystal panel provided on the touch panel 72.
  • a display unit such as a liquid crystal panel provided on the touch panel 72.
  • the shape and size of the mark 72a1 are not particularly limited as long as the image can be captured by the image capturing unit 71.
  • the mark 72a1 may be a simple bright spot.
  • the control unit 80 controls the placement unit 20 to move the touch panel 72 on which the mark 72 a 1 is displayed to the photographing unit 71 side.
  • the movement by the placement unit 20 is stopped.
  • the moving distance between the start position Y1 and the stop position Y2 is the offset amount Y in the Y direction.
  • the mounting unit 20 is provided with an encoder used for controlling the servo motor. Therefore, the movement distance can be calculated from the output of the encoder provided in the placement unit 20.
  • control unit 80 controls the placement unit 20 as a moving unit to move the touch panel 72 on which the mark 72a1 is displayed to the photographing unit 71 side.
  • the control unit 80 stops the movement of the touch panel 72.
  • the control unit 80 obtains the distance between the tool 100 and the imaging unit 71 based on the movement distance between the activation position and the stop position of the touch panel 72. As described above, the offset amount in the Y direction can be obtained. Further, the offset amount in the X direction can be obtained by the same procedure.
  • the offset amount can also be obtained by using a dummy work, scratching the dummy work with the probe pin 103, and photographing the damage. Further, the offset amount can be obtained by using a pressure sensitive paper or the like, marking the pressure sensitive paper with the probe pin 103, and photographing the mark. However, it is necessary to detect the offset amount every time the tool 100 is replaced or the friction stir welding apparatus 1 is maintained. For this reason, if consumable parts such as dummy works and pressure sensitive paper are used, resource saving cannot be achieved. Further, when a dummy work is used, the life of the probe pin 103 may be shortened.
  • the machining position setting device 70 can repeatedly detect the offset amount without using consumable parts.
  • the life of the probe pin 103 can be extended as compared with the case of using a dummy workpiece.
  • the processing position setting device 70 obtains the processing position of the processing member 202.
  • the control unit 80 controls the placement unit 20 to move the processing member 202 from the predetermined origin position to the photographing unit 71 side.
  • a characteristic portion of the processing member 202 for example, a corner portion of the processing member 202
  • position information of the characteristic portion of the processing member 202 is sent to the controller 80.
  • the distance from the origin position of the photographing unit 71 to the characteristic part can be calculated from the output of an encoder provided in the placement unit 20 or the like.
  • the control unit 80 detects the detected position information, the machining information (joint design position) input from the input unit 81, and the obtained distance (offset) between the imaging unit 71 and the tool 100 (probe pin 103). The distance between the predetermined origin position of the tool 100 and the joint design position is calculated based on the amount).
  • FIG. 6 is a schematic diagram for illustrating the calculation of the movement distance of the tool 100 in the Y direction.
  • the distance from the origin position of the imaging unit 71 to the feature part is Y3
  • the distance from the feature part to the design position of the joint is Y4
  • the distance between the imaging unit 71 and the tool 100 (probe pin 103) is Y
  • the distance Y5 from the predetermined origin position of the tool 100 to the joint design position can be obtained by the following equation.
  • Y5 Y-Y3-Y4
  • the distance between the predetermined origin position of the tool 100 in the X direction and the joint design position can be obtained by the same procedure.
  • the control unit 80 sets a distance from a predetermined origin position of the tool 100 in the X direction and the Y direction to the design position of the joint as a machining position. That is, the control unit 80 sets the movement distance of the tool 100 in the X direction and the Y direction.
  • the distance from the predetermined origin position of the tool 100 to the upper surface of the touch panel 72 in the Z direction can be obtained. it can. Therefore, if the distance between the upper surface of the mounting part 20 and the upper surface of the touch panel 72 is measured in advance, the distance from the predetermined origin position of the tool 100 to the upper surface of the mounting part 20 in the Z direction, and thus The distance to the upper surface of the processed member 202 can be obtained. In this case, if the upper surface of the touch panel 72 and the upper surface of the processing member 202 are set to the same position (the same height), the predetermined origin of the tool 100 in the Z direction is detected when the offset amount is detected. The distance between the position and the upper surface of the processed member 202 can be easily obtained.
  • FIG. 7A is a schematic diagram for illustrating the case where the side surfaces of the processed members 201 and 202 are held by the plurality of claws 65b.
  • FIG. 7B is a schematic diagram for illustrating the case where the peripheral edges of the upper surfaces of the processed members 201 and 202 are held by the plurality of claws 65b.
  • FIG. 8 is a schematic view for illustrating the friction stir welding apparatus 1a.
  • FIG. 9 is a schematic cross-sectional view of a portion D in FIG.
  • the friction stir welding apparatus 1 a includes a housing 10, a placement unit 20, a lifting unit 30, a support unit 40, a rotation unit 50, a processing position setting device 70, and a control unit 80. Is provided. That is, the friction stir welding apparatus 1a does not include the holding unit 60.
  • the machining position setting device 70 can produce the above-described effects.
  • the processing position setting device 70 can obtain the distance (offset amount) between the imaging unit 71 and the tool 100 (probe pin 103). In this case, it is possible to repeatedly detect the offset amount without using consumable parts. The life of the probe pin 103 can be extended as compared with the case of using a dummy workpiece.
  • the machining position setting device 70 can obtain the machining position of the machining member 202.
  • the machining position setting device 70 can obtain the distance from the predetermined origin position of the tool 100 to the upper surface of the mounting unit 20 in the Z direction, and thus the distance to the upper surface of the machining member 202. Since the machining position setting device 70 can be the same as that described above, a detailed description thereof will be omitted.
  • FIG. 10 is a schematic diagram for illustrating the friction stir welding apparatus 1b.
  • the friction stir welding apparatus 1 b includes a housing 10, a placement unit 20, an elevating unit 30, a support unit 40, a rotation unit 50, a holding unit 60, a processing position setting device 70 a, and a control unit 80. Is provided. That is, the friction stir welding apparatus 1b is provided with a processing position setting device 70a instead of the processing position setting device 70 described above.
  • the control unit 80 includes a placement unit 20, an elevating unit 30, a rotation driving unit 52, a photographing unit 71 (corresponding to an example of a first photographing unit), a driving unit 73b, and a photographing unit 74 (a second photographing unit). Which corresponds to an example).
  • the controller 80 controls the operation of each element provided in the friction stir welding apparatus 1b.
  • the photographing unit 71 is provided at a position where the processing member can be photographed.
  • the imaging unit 74 is provided at a position where the end of the tool 100 on the processing member side can be captured.
  • the processing position setting device 70a is provided with a photographing unit 71, a target 73, and a photographing unit 74.
  • the target 73 and the imaging unit 74 are movable together with the processing member placed on the placement unit 20.
  • the target 73 and the imaging unit 74 can be provided on the placement unit 20.
  • the target 73 has an alignment mark 73a and a drive unit 73b.
  • the alignment mark 73 a includes a predetermined position 71 a (for example, the center position of the shooting area) of the shooting unit 71 and a predetermined position 74 a (for example, the center position of the shooting area) of the shooting unit 74. Used to match.
  • the alignment mark 73a can be arranged between the photographing unit 71 and the photographing unit 74.
  • the form of the alignment mark 73a is not particularly limited.
  • the form of the alignment mark 73a can be, for example, a ring or a cross.
  • the drive unit 73b holds the alignment mark 73a and changes the relative position between the alignment mark 73a and the imaging unit 74. For example, when aligning the predetermined position 71a of the photographing region of the photographing unit 71 with the predetermined position 74a of the photographing region of the photographing unit 74, the drive unit 73b sets the alignment mark 73a to the photographing region ( For example, it is moved to the upper part of the photographing unit 74.
  • the driving unit 73b moves the alignment mark 73a to the outside of the photographing region of the photographing unit 74.
  • the imaging unit 74 can be, for example, a CCD camera.
  • FIGS. 11A and 11B are schematic diagrams for illustrating the calculation of the offset amount.
  • the control unit 80 controls the placement unit 20 to move the target 73 and the imaging unit 74 to the imaging region of the imaging unit 71 (for example, below the imaging unit 71).
  • the drive unit 73 b moves the alignment mark 73 a to the shooting area of the shooting unit 74. In this case, the alignment mark 73a also moves to the shooting area of the shooting unit 71.
  • the photographing unit 74 photographs the alignment mark 73a.
  • the control unit 80 aligns the predetermined position 74a in the photographing area of the photographing unit 74 with the predetermined position of the alignment mark 73a.
  • the photographing unit 71 photographs the alignment mark 73a.
  • the control unit 80 aligns the predetermined position 71a of the imaging region of the imaging unit 71 with the predetermined position of the alignment mark 73a.
  • the control unit 80 can align the predetermined positions 71a and 74a in the photographing region with the predetermined position of the alignment mark 73a using a known image processing method. If alignment is performed with respect to the same alignment mark 73a, alignment between a predetermined position 74a of the imaging region of the imaging unit 74 and a predetermined position 71a of the imaging region of the imaging unit 71 can be performed.
  • the control unit 80 controls the placement unit 20 to move the target 73 and the imaging unit 74 below the tool 100.
  • the drive unit 73 b moves the alignment mark 73 a to the outside of the imaging area of the imaging unit 74.
  • the imaging unit 74 images the end face of the probe pin 103.
  • the control unit 80 controls the mounting unit 20 to determine a predetermined position 74a in the imaging region of the imaging unit 74 and a predetermined position of the probe pin 103 imaged by the imaging unit 74 (for example, the center position of the probe pin 103). The position of the photographing unit 74 is moved so that.
  • control unit 80 uses a known image processing method so that the predetermined position 74a of the imaging region of the imaging unit 74 and the predetermined position of the probe pin 103 imaged by the imaging unit 74 are matched.
  • the position of the part 74 can be moved.
  • the probe pin 103 is a target for alignment
  • the shank 101, the shoulder 102, or the like may be a target for alignment.
  • the moving distance of the photographing unit 74 is the distance between the photographing unit 71 and the tool 100 (probe). This is the distance (offset amount) to the pin 103).
  • the movement distance can be calculated from the output of the encoder provided in the placement unit 20.
  • the machining position setting device 70a can repeatedly detect the offset amount without using consumable parts.
  • the life of the probe pin 103 can be extended as compared with the case of using a dummy workpiece.
  • processing position setting device 70a can determine the processing position of the processing member 202.
  • the calculation of the machining position can be the same as that illustrated in FIG. Therefore, detailed description is omitted.
  • FIG. 12 is a schematic view for illustrating the friction stir welding apparatus 1c. As shown in FIG. 12, the friction stir welding apparatus 1 c is provided with a housing 10, a placement unit 20, an elevating unit 30, a support unit 40, a rotation unit 50, a processing position setting device 70 a, and a control unit 80. Yes. That is, the friction stir welding apparatus 1 c does not include the holding unit 60.
  • the machining position setting device 70a can produce the above-described effects.
  • the processing position setting device 70a can obtain the distance (offset amount) between the imaging unit 71 and the tool 100 (probe pin 103). In this case, it is possible to repeatedly detect the offset amount without using consumable parts. The life of the probe pin 103 can be extended as compared with the case of using a dummy workpiece.
  • the machining position setting device 70a can obtain the machining position of the machining member 202. Since the machining position setting device 70a can be the same as that described above, a detailed description thereof will be omitted.
  • the processing position setting devices 70 and 70a provided in the friction stir welding apparatus are illustrated.
  • the processing position setting devices 70 and 70a can be applied to an apparatus that obtains a processing position by image processing.
  • An apparatus for obtaining a processing position by image processing can be, for example, an electronic component manufacturing apparatus such as a wire bonder, a die bonder, a chip mounter, or an inserter. That is, also in these apparatuses, the processing position setting devices 70 and 70a according to the present embodiment obtain the distance (offset amount) between the imaging unit and the tool, the processing position of the member, the moving distance of the tool, and the like. Can do.
  • the processing position setting device 70 may include an imaging unit 71, a touch panel 72, a moving unit, and a control unit.
  • the tip of the tool that contacts the work comes into contact with the touch panel 72.
  • the workpiece is, for example, a semiconductor chip, a capacitor chip, a semiconductor device, or the like. Examples of the tool include a bonding tool, a suction tool, and a chuck.
  • the control unit is electrically connected to the touch panel 72.
  • the control unit displays the mark 72a1 at the position where the tip of the tool on the touch panel 72 is in contact.
  • the photographing unit 71 photographs the mark 72 a 1 displayed on the touch panel 72.
  • the moving unit changes the relative position of the touch panel 72 with respect to the tool and the imaging unit 71.
  • the moving unit can be, for example, an XY table provided with a servo motor.
  • the control unit controls the moving unit to move the touch panel 72 on which the mark 72a1 is displayed to the photographing unit 71 side.
  • the control unit stops the movement of the touch panel 72 when the mark 72a1 photographed by the photographing unit 71 reaches a predetermined position.
  • the control unit obtains the distance (offset amount) between the tool and the imaging unit 71 based on the movement distance between the activation position and the stop position of the touch panel 72.
  • the machining position setting device 70 can be operated in the same manner as illustrated in FIGS. 5A, 5B, and 6. Further, instead of the machining position setting device 70, a machining position setting device 70a may be provided.
  • the processing position setting device 70a can be disposed between the photographing unit 71 capable of photographing the workpiece, the photographing unit 74 capable of photographing the end of the tool on the workpiece side, and the photographing unit 71 and the photographing unit 74.
  • An alignment mark 73a and a drive unit 73b may be provided. Then, the machining position setting device 70a can be operated in the same manner as illustrated in FIGS. 11 (a) and 11 (b).
  • the processing position setting device 70 can determine the distance between the tip of the probe pin 103 and the upper surface of the processing member 202 in the Z direction.
  • the friction stir welding if the end face of the shoulder 102 is not inserted into the processing member 202, it is difficult to secure necessary frictional heat. Moreover, there is a possibility that defects occur due to the flowed material flowing out. Therefore, in the friction stir welding, it is preferable that the end surface of the shoulder 102 is slightly inserted into the processing member 202. That is, in the friction stir welding, it is preferable to obtain the distance between the end surface of the shoulder 102 and the upper surface of the processed member 202 in the Z direction.
  • FIG. 13 is a schematic diagram for illustrating the measuring device 75.
  • the measuring device 75 is provided with a first detection unit 76a, a second detection unit 76b, a first reflection unit 77a, a second reflection unit 77b, and a drive unit 78.
  • the first detection unit 76a and the second detection unit 76b may be, for example, a laser measuring instrument or a laser distance meter.
  • the first detection unit 76a can irradiate light to the first reflection unit 77a and can receive reflected light from the end of the tool 100 (end surface of the shoulder 102).
  • the second detection unit 76b can irradiate light to the second reflection unit 77b and can receive reflected light from the processing member.
  • the first reflecting portion 77a and the second reflecting portion 77b can be, for example, a prism or a reflecting plate.
  • the first reflecting portion 77a and the second reflecting portion 77b can be provided side by side in the Z direction, for example.
  • the 1st reflection part 77a can be arrange
  • the second reflecting portion 77b can be disposed on the processing member side of the first reflecting portion 77a.
  • the drive part 78 changes the position of the 1st reflection part 77a and the 2nd reflection part 77b.
  • the drive unit 78 may include a control motor such as a servo motor, for example.
  • the driving unit 78 When measuring the distance to be described later, the driving unit 78 is configured so that the first reflecting unit 77a and the second reflecting unit 77b are positioned between the end surface of the shoulder 102 and the upper surface of the processing member 202. The positions of the first reflecting portion 77a and the second reflecting portion 77b are changed. When the measurement of the distance, which will be described later, is completed, the drive unit 78 ensures that the first reflection unit 77a and the second reflection unit 77b are not positioned between the end surface of the shoulder 102 and the upper surface of the processing member 202. The positions of the first reflecting portion 77a and the second reflecting portion 77b are changed. Operations of the first detection unit 76 a, the second detection unit 76 b, and the drive unit 78 can be performed by the control unit 80. The distance calculation described below can be performed by the control unit 80.
  • the control unit 80 controls the driving unit 78 so that the first reflecting unit 77 a and the second reflecting unit 77 b are positioned between the end surface of the shoulder 102 and the upper surface of the processing member 202.
  • the reflecting part 77a and the second reflecting part 77b are moved.
  • the 1st detection part 76a irradiates light toward the 1st reflection part 77a.
  • the first reflecting portion 77 a reflects incident light toward the end face of the shoulder 102.
  • the light incident on the end face of the shoulder 102 is reflected toward the first reflecting portion 77a, is further reflected by the first reflecting portion 77a, and enters the first detecting portion 76a.
  • the first detection unit 76a obtains the distance traveled by the light based on the incident light.
  • the first detection unit 76 a is configured such that the distance between the first detection unit 76 a and the reflection position of the first reflection unit 77 a and the reflection position of the first reflection unit 77 a and the end surface of the shoulder 102.
  • the total with the distance Z1 is obtained.
  • the second detection unit 76b irradiates light toward the second reflection unit 77b.
  • the second reflecting portion 77 b reflects incident light toward the upper surface of the processing member 202.
  • the light incident on the upper surface of the processing member 202 is reflected toward the second reflecting portion 77b, is further reflected by the second reflecting portion 77b, and enters the second detecting portion 76b.
  • the second detection unit 76b obtains the distance traveled by the light based on the incident light. That is, the second detection unit 76b is configured such that the distance between the second detection unit 76b and the reflection position of the second reflection unit 77b, the reflection position of the second reflection unit 77b, and the upper surface of the processing member 202 are the same. The sum with the distance Z2 is obtained.
  • the distance between the first detection unit 76a and the reflection position of the first reflection unit 77a can be measured or set in advance. Therefore, the distance Z1 between the reflection position of the first reflecting portion 77a and the end face of the shoulder 102 is the distance measured by the first detecting portion 76a, the first detecting portion 76a, and the first reflecting portion 77a. It can be obtained from the difference with the distance from the reflection position. The distance between the second detection unit 76b and the reflection position of the second reflection unit 77b can be measured or set in advance.
  • the distance Z2 between the reflection position of the second reflecting portion 77b and the upper surface of the processing member 202 is the distance measured by the second detecting portion 76b, the second detecting portion 76b, and the second reflecting portion. It can be obtained from the difference with the distance from the reflection position of 77b.
  • the distance Z3 between the reflection position of the first reflection part 77a and the reflection position of the second reflection part 77b can be measured or set in advance. Therefore, the distance between the end surface of the shoulder 102 and the upper surface of the processed member 202 in the Z direction can be obtained from the sum of the distance Z1, the distance Z2, and the distance Z3.
  • control unit 80 controls the driving unit 78 to move the first reflecting unit 77 a and the second reflecting unit 77 b so that they are not positioned between the end surface of the shoulder 102 and the upper surface of the processing member 202. .
  • measuring apparatus 75 it is possible to accurately obtain the distance between the end surface of shoulder 102 and the upper surface of processing member 202 in the Z direction.
  • the measurement device 75 provided in the friction stir welding apparatus is illustrated, but the measurement device 75 can be applied to various processing devices.
  • the 1st reflection part 77a can be arrange
  • the second reflecting portion 77b can be disposed on the workpiece side of the first reflecting portion 77a.
  • the first detection unit 76a can irradiate light to the first reflection unit 77a and can receive reflected light from the end of the tool.
  • the second detection unit 76b can irradiate the second reflection unit 77b with light and can receive reflected light from the workpiece.

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  • Pressure Welding/Diffusion-Bonding (AREA)

Abstract

実施形態に係る摩擦撹拌接合装置は、工具を回転可能な回転部と、ラジアル軸受を介して前記工具と接続可能とされ、加工部材の側面、および、前記加工部材の上面の周縁の少なくともいずれかを保持可能な保持部と、前記加工部材に対する前記工具および前記保持部の相対的な位置を変化可能な移動部と、を備えている。

Description

摩擦撹拌接合装置、加工位置設定装置、および測定装置
　本発明の実施形態は、摩擦撹拌接合装置、加工位置設定装置、および測定装置に関する。
　摩擦攪拌接合（FSW；Friction Stir Welding）においては、回転する工具の押圧力と回転モーメントによって接合する部材（母材）の材料を塑性流動させる。
　例えば、重ね合わせた部材を摩擦攪拌接合する場合、回転させた工具を上側の部材に挿入して、主に、上側の部材の材料を塑性流動させる。この際、工具の回転力が上側の部材に伝わり、上側の部材の位置がずれる場合がある。上側の部材の位置がずれると、接合位置がずれたり、製品の外観品質が損なわれたりするおそれがある。
　そのため、上側の部材の上面を押さえつけた状態で、回転させた工具を上側の部材に挿入する技術が提案されている。
　ところが、上側の部材の上面を押さえつける力が弱いと、上側の部材が回転方向にずれるという新たな問題が生じる。この場合、上側の部材の上面を押さえつける力を強くすると、上側の部材の上面に傷などが発生するおそれがある。
　また、これまでの摩擦攪拌接合は、自動車や航空機などに用いられるの比較的大きな部品の接合に用いられていたため、通常は、工具を挿入する接合位置を目視で確認していた。しかしながら、より高い品質での接合や小径の工具での接合などに対応するため、カメラなどの接合位置を撮影する撮影装置を摩擦撹拌接合装置に搭載する必要性が高まっている。この場合、撮影装置と工具の距離（オフセット量）を簡便に求められるようにすることが好ましい。
　さらに、摩擦攪拌接合では、工具のショルダを接合する部材へわずかに挿入して、摩擦熱量を確保するとともに接合部へ圧力を印加して欠陥を防止することが多い。このような場合には、工具のショルダと、接合される部材の上面との距離を容易に測定できることが好ましい。
　そこで、生産性を向上させることができる摩擦撹拌接合装置、加工位置設定装置、および測定装置の開発が望まれていた。
特開２００６－１１６５６６号公報
　本発明が解決しようとする課題は、生産性を向上させることができる摩擦撹拌接合装置、加工位置設定装置、および測定装置を提供することである。
　実施形態に係る摩擦撹拌接合装置は、工具を回転可能な回転部と、ラジアル軸受を介して前記工具と接続可能とされ、加工部材の側面、および、前記加工部材の上面の周縁の少なくともいずれかを保持可能な保持部と、前記加工部材に対する前記工具および前記保持部の相対的な位置を変化可能な移動部と、を備えている。
摩擦撹拌接合装置を例示するための模式図である。 図１におけるＡ部の模式断面図である。 （ａ）、（ｂ）は、複数の爪により加工部材の側面を保持する場合を例示するための模式図である。 （ａ）、（ｂ）は、複数の爪により加工部材の上面の周縁を保持する場合を例示するための模式図である。 （ａ）、（ｂ）は、Ｙ方向におけるオフセット量の演算を例示するための模式図である。 Ｙ方向における工具の移動距離の演算を例示するための模式図である。 （ａ）は、複数の爪により加工部材の側面を保持する場合を例示するための模式図である。（ｂ）は、複数の爪により加工部材の上面の周縁を保持する場合を例示するための模式図である。 摩擦撹拌接合装置を例示するための模式図である。 図８におけるＤ部の模式断面図である。 摩擦撹拌接合装置を例示するための模式図である。 （ａ）、（ｂ）は、オフセット量の演算を例示するための模式図である。 摩擦撹拌接合装置を例示するための模式図である。 測定装置を例示するための模式図である。
　以下、図面を参照しつつ、実施の形態について例示をする。各図面中、同様の構成要素には同一の符号を付して詳細な説明は適宜省略する。
　なお、各図面中の矢印Ｘ、Ｙ、Ｚは、互いに直交する三方向を表している。例えば、矢印Ｚは鉛直方向を表し、矢印Ｘと矢印Ｙは水平方向を表している。
　図１は、摩擦撹拌接合装置１を例示するための模式図である。
　図２は、図１におけるＡ部の模式断面図である。
　図１に示すように、摩擦撹拌接合装置１には、筐体１０、載置部２０、昇降部３０、支持部４０、回転部５０、保持部６０、加工位置設定装置７０、および制御部８０が設けられている。
　本実施の形態においては、載置部２０および昇降部３０が、加工部材２０２に対する工具１００および保持部６０の相対的な位置を変化させる移動部となる。また、載置部２０が、工具１００および撮影部７１に対するタッチパネル７２の相対的な位置を変化させる移動部となる。
　筐体１０は、ベッド１１および支柱１２を有する。
　ベッド１１は、床面などに設置することができる。
　支柱１２は、例えば、ベッド１１の一方の面に設けることができる。支柱１２は、ベッド１１の一方の面からＺ方向に延びている。
　載置部２０は、ベッド１１の一方の面に設けることができる。載置部２０の、ベッド１１の側とは反対側の面には、加工部材２０１が載置される。また、図１に例示をしたものの場合には、加工部材２０１の上に加工部材２０２が載置される。なお、載置部２０には、載置された加工部材２０１を保持する機構を設けることができる。例えば、載置部２０には、静電チャック、バキュームチャック、電磁チャックなどを設けることができる。
　加工部材２０１、２０２の材料は、摩擦攪拌接合法により塑性流動させることができるものであれば特に限定はない。加工部材２０１、２０２の材料は、例えば、金属とすることができる。金属は、例えば、アルミニウム、アルミニウム合金、銅、銅合金、チタン、チタン合金、マグネシウム、マグネシウム合金、および鉄などとすることができる。
　加工部材２０１、２０２の形態には特に限定はない。例えば、図１に例示をしたような板状の加工部材２０１、２０２とすることもできるし、ブロック状の加工部材２０１、２０２とすることもできる。図１に例示をしたものの場合には、加工部材２０２のＸＹ方向の寸法は、加工部材２０１のＸＹ方向の寸法と同じとなっている。ただし、加工部材２０２のＸＹ方向の寸法は、加工部材２０１のＸＹ方向の寸法よりも短くてもよいし、長くてもよい。
　また、加工部材２０１、２０２の平面形状は多角形とすることができる。以下においては、加工部材２０１、２０２の平面形状が四角形である場合を例示する（図３（ｂ）、図４（ｂ）を参照）。
　載置部２０は、Ｘ方向およびＹ方向に可動可能なものとすることができる。そのため、載置部２０は、載置された加工部材２０１、２０２をＸ方向およびＹ方向の少なくともいずれかの方向に移動させることができる。載置部２０は、例えば、サーボモータなどを備えたＸＹテーブルなどとすることができる。
　昇降部３０は、支持部４０を介して工具１００をＺ方向に移動させる。昇降部３０は、支柱１２に設けることができる。昇降部３０は、Ｚ方向に可動可能なものとすることができる。昇降部３０は、例えば、サーボモータとボールネジなどを備えた単軸ロボットなどとすることができる。
　支持部４０は、昇降部３０に設けられている。支持部４０は、昇降部３０からＹ方向に延びている。支持部４０は、昇降部３０によりＺ方向に移動する。
　回転部５０は、工具１００を回転させる。回転部５０は、回転軸５１および回転駆動部５２を有する。
　回転軸５１は、図示しないラジアル軸受を介して支持部４０に設けられている。すなわち、回転軸５１は、支持部４０に回転自在に設けられている。回転軸５１の先端には、工具１００が着脱自在に設けられている。例えば、回転軸５１の先端に設けられた孔に工具１００のシャンク１０１を挿入し、シャンク１０１をネジなどで固定することができる、あるいは、回転軸５１の先端にコレットチャックなどの保持具を設けて、保持具に工具１００のシャンク１０１を保持させることもできる。
　工具１００は、シャンク１０１、ショルダ１０２、およびプローブピン１０３を有する。シャンク１０１、ショルダ１０２、およびプローブピン１０３は、一体に形成されている。シャンク１０１、ショルダ１０２、およびプローブピン１０３は、同芯となるように設けられている。ただし、製造誤差程度の芯ズレがあってもよい。
　シャンク１０１、ショルダ１０２、およびプローブピン１０３の材料には特に限定はないが、加工部材２０１、２０２の材料よりも硬い材料とすることが好ましい。シャンク１０１、ショルダ１０２、およびプローブピン１０３の材料は、例えば、工具鋼、タングステン合金、セラミックなどとすることができる。
　シャンク１０１は、柱状を呈している。シャンク１０１は、円柱状を呈したストレートシャンクとすることができる。
　ショルダ１０２の形態には特に限定はないが、耐摩耗性や製造性などを考慮すると円柱状とすることが望ましい。
　プローブピン１０３は、柱状を呈している。プローブピン１０３は、円柱状、あるいは先端に向かうに従い外形幅寸法（断面幅寸法）が漸減する円錐台形状を呈している。円錐台形状を呈するプローブピン１０３とすれば、加工部材２０１にプローブピン１０３を挿入する際の負荷を軽減することができる。プローブピン１０３の側面は、らせん状の溝が設けられるようにすることもできるし、平滑な曲面とすることもできる。
　回転駆動部５２は、回転軸５１を介して工具１００を回転させる。回転駆動部５２は、支持部４０に設けられている。回転駆動部５２は、図示しないカップリングなどを介して、回転軸５１の、工具１００が取り付けられる側とは反対側の端部に接続されている。回転駆動部５２は、例えば、インバータ駆動の三相モータなどとすることができる。
　図２に示すように、保持部６０には、ハウジング６１、ラジアル軸受６２、スラスト軸受６３、付勢部６４、押圧部６５、および回転止め部６６が含まれている。
　ハウジング６１は、筒状を呈している。ハウジング６１には、シャンク１０１が挿通している。ハウジング６１は、例えば、ステンレスや工具鋼などの金属から形成することができる。
　ラジアル軸受６２は、ハウジング６１の内壁と工具１００（シャンク１０１）との間に設けられている。ラジアル軸受６２は、工具１００の回転力がハウジング６１、ひいては押圧部６５に伝わらないようにするために設けられている。ラジアル軸受６２は、例えば、ラジアル玉軸受などとすることができる。
　スラスト軸受６３は、ハウジング６１の端面と回転軸５１の端面との間に設けられている。スラスト軸受６３は、回転軸５１の回転力がハウジング６１、ひいては押圧部６５に伝わらないようにするために設けられている。スラスト軸受６３は、例えば、スラスト玉軸受などとすることができる。
　付勢部６４は、ハウジング６１の内部であって、スラスト軸受６３が設けられる側とは反対側の端面の近傍に設けられている。付勢部６４は、基部６５ａを加工部材２０２の側に付勢する。すなわち、付勢部６４は、ハウジング６１から突出する方向に押圧部６５を付勢する。付勢部６４は、例えば、圧縮コイルばねなどとすることができる。
　押圧部６５は、基部６５ａおよび爪６５ｂを有する。
　基部６５ａは、筒状を呈している。基部６５ａの一方の端部は、ハウジング６１の内部であって、スラスト軸受６３が設けられる側とは反対側の端面の近傍に設けられている。基部６５ａは、ハウジング６１の内部を軸方向に移動可能に設けられている。
　複数の爪６５ｂの加工部材２０２の側とは反対側の端部は、基部６５ａに設けられている。すなわち、爪６５ｂは、基部６５ａの、ハウジング６１の側とは反対側の端面に設けられている。爪６５ｂは、基部６５ａから突出している。爪６５ｂは、複数設けられている。複数の爪６５ｂは、加工部材２０２の側面、および加工部材２０２の上面の周縁の少なくともいずれかに接触する。すなわち、押圧部６５は、加工部材２０２の側面、および加工部材２０２の上面の周縁の少なくともいずれかを押圧する。なお、押圧部６５の作用に関する詳細は後述する。
　基部６５ａおよび爪６５ｂは、一体に形成することができる。基部６５ａおよび爪６５ｂは、加工部材２０２の材料よりも硬い材料から形成することが好ましい。基部６５ａおよび爪６５ｂは、例えば、工具鋼などから形成することができる。
　回転止め部６６は、ハウジング６１の回転方向の位置、ひいては複数の爪６５ｂの回転方向の位置がずれないようにするために設けられている。
　回転止め部６６は、ガイド６６ａおよび支持部６６ｂを有する。
　ガイド６６ａは、ハウジング６１の外側面に設けられている。ガイド６６ａは、溝部を有している。
　支持部６６ｂの一方の端部は、ガイド６６ａの溝部の内部に設けられている。支持部６６ｂの他方の端部は、支持部４０に設けられている。そのため、ハウジング６１の回転方向の位置（複数の爪６５ｂの回転方向の位置）がずれるのを抑制することができる。支持部６６ｂは、板状体であってもよいし、棒状体であってもよい。
　なお、ハウジング６１を支持部４０に設けるようにすれば、ラジアル軸受６２、スラスト軸受６３、および回転止め部６６を省くことができる。ただし、ラジアル軸受６２を介してハウジング６１を工具１００（シャンク１０１）に取り付けるようにすれば、工具１００（プローブピン１０３）と、ハウジング６１との位置合わせ、ひいては工具１００（プローブピン１０３）と、複数の爪６５ｂとの位置合わせを容易とすることができる。
　図１に示すように、加工位置設定装置７０には、撮影部７１およびタッチパネル７２が設けられている。
　撮影部７１は、回転軸５１に取り付けられた工具１００とともに移動可能なように設けられている。すなわち、撮影部７１は、工具１００と一緒に移動する。撮影部７１は、例えば、支持部４０に設けることができる。この場合、撮影部７１は、載置部２０に載置された加工部材２０２を撮影可能な位置に設けられている。撮影部７１は、例えば、ＣＣＤカメラ（charge-coupled device camera）などとすることができる。撮影部７１は、加工部材２０２を撮影する。撮影部７１は、タッチパネル７２に表示されたマーク７２ａ１を撮影する。
　タッチパネル７２には、工具１００の先端、すなわち、プローブピン１０３が接触する。
　タッチパネル７２は、載置部２０の上面、または、載置部２０の周辺に設けられている。なお、図１に例示をしたものの場合には、タッチパネル７２は載置部２０の上面に設けられている。この場合、タッチパネル７２は、撮影部７１による撮影が可能な位置に設けられている。タッチパネル７２は、液晶パネルなどの表示部７２ａと、タッチパッドなどの位置入力部７２ｂを有する。なお、加工位置設定装置７０の作用に関する詳細は後述する。
　制御部８０は、載置部２０、昇降部３０、回転駆動部５２、撮影部７１、およびタッチパネル７２と電気的に接続されている。制御部８０は、摩擦撹拌接合装置１に設けられた各要素の動作を制御する。制御部８０は、例えば、ＣＰＵ（central processing unit）と記憶装置を備えたコンピュータなどとすることができる。
　また、制御部８０には、入力部８１および表示部８２を電気的に接続することができる。作業者は、入力部８１から制御部８０に加工情報（接合の設計位置）などを入力する。入力部８１は、例えば、キーボードなどとすることができる。表示部８２は、入力部８１から入力された加工情報（接合の設計位置）や、加工の進捗状態などを表示する。表示部８２は、例えば、液晶表示装置などとすることができる。
　制御部８０は、例えば、回転駆動部５２を制御して、工具１００を回転させる。また、制御部８０は、載置部２０および昇降部３０を制御して、工具１００と加工部材２０２の相対的な位置を変化させる。例えば、制御部８０は、載置部２０を制御して、加工部材２０２の加工位置（接合位置）が、工具１００（プローブピン１０３）の下方となるようにする。そして、制御部８０は、昇降部３０を制御して、プローブピン１０３を加工部材２０２の内部に挿入したり、プローブピン１０３を加工部材２０２から引き抜いたりする。なお、工具１００を用いた摩擦攪拌接合には既知の技術を適用することができるので詳細な説明は省略する。
　また、制御部８０は、タッチパネル７２の工具１００の先端が接触した位置にマーク７２ａ１を表示させる。撮影部７１や載置部２０などからの情報に基づいて、撮影部７１と工具１００（プローブピン１０３）との間の距離（オフセット量）、および、加工部材２０２の加工位置を求める。
　なお、以上に例示をした摩擦撹拌接合装置１においては、工具１００および保持部６０のＺ方向の位置が昇降部３０により変化し、加工部材２０１、２０２のＸ方向およびＹ方向の位置が載置部２０により変化する様にしている。しかしながら、工具１００および保持部６０と、加工部材２０１、２０２との相対的な３次元位置を変化させることができるようになっていればよい。例えば、工具１００および保持部６０が取り付けられる回転部５０が、６軸垂直多関接ロボットなどのハンドに設けられ、加工部材２０１、２０２が台座などに載置されるようにしてもよい。
　次に、押圧部６５の作用についてさらに説明する。
　昇降部３０により支持部４０が下降すると、押圧部６５の爪６５ｂが加工部材２０２に押し付けられる。この際の押し付け力は付勢部６４により付与される。そして、昇降部３０により支持部４０がさらに下降すると、回転させた工具１００のプローブピン１０３が加工部材２０２に挿入される。回転させた工具１００のプローブピン１０３が加工部材２０２に挿入されると、加工部材２０２の材料が塑性流動して加工部材２０１と加工部材２０２とが接合される。
　ここで、プローブピン１０３を加工部材２０２に挿入した際に、工具１００の回転力が加工部材２０２に伝わると、加工部材２０２の位置がずれるおそれがある。この場合、加工部材２０２の上面を押圧部材で押さえつけた状態で、回転させた工具１００のプローブピン１０３を加工部材２０２に挿入することも考えられる。しかしながら、加工部材２０２の上面を押さえつける力が弱いと、押圧部材と加工部材２０２との間に滑りが生じ、加工部材２０２が回転方向にずれるおそれがある。この場合、加工部材２０２の上面を押さえつける力を強くすると、加工部材２０２の上面に傷などが発生するおそれがある。
　そこで、本実施の形態に係る摩擦撹拌接合装置１においては、複数の爪６５ｂにより、加工部材２０２の側面、および加工部材２０２の上面の周縁の少なくともいずれかを保持するようにしている。
　図３（ａ）、（ｂ）は、複数の爪６５ｂにより加工部材２０２の側面を保持する場合を例示するための模式図である。
　なお、図３（ｂ）は、図３（ａ）におけるＢ－Ｂ線断面図である。
　図４（ａ）、（ｂ）は、複数の爪６５ｂにより加工部材２０２の上面の周縁を保持する場合を例示するための模式図である。
　なお、図４（ｂ）は、図４（ａ）におけるＣ－Ｃ線断面図である。
　また、図は省略するが、複数の爪６５ｂの一部が加工部材２０２の側面に接触し、複数の爪６５ｂの他の一部が加工部材２０２の上面の周縁に接触するようにすることができる。
　この様にすれば、工具１００の回転力により加工部材２０２に回転モーメントが発生したとしても、加工部材２０２の位置がずれるのを抑制することができる。
　なお、複数の爪６５ｂを加工部材２０２に押し付ける力は、付勢部６４により付与される。
　また、工具１００の回転力は、加工部材２０１に直接加わることがない。そして、加工部材２０１は、加工部材２０２と載置部２０とにより挟まれている。そのため、加工部材２０１は、加工部材２０２に比べて位置のずれが生じにくいので、複数の爪６５ｂと加工部材２０１との接触は必ずしも必要ではない。
　また、図３（ａ）および図４（ａ）に示すように、複数の爪６５ｂの先端近傍には傾斜面６５ｂ１を設けることが好ましい。傾斜面６５ｂ１は、爪６５ｂの先端から基部６５ａの側に向かうに従い押圧部６５の中心に近づく方向に傾斜している。傾斜面６５ｂ１を設ければ加工部材２０２を誘い込むことができるので、加工部材２０２の位置を修正することができる。また、傾斜面６５ｂ１を設ければ、複数の爪６５ｂが加工部材２０２の上面の周縁に接触するのが容易となる。
　また、平面視において、複数の爪６５ｂは、加工部材２０２の重心２０２ａを挟んで設けられる様にすることが好ましい。例えば、図３（ｂ）および図４（ｂ）に示すように、平面視において、加工部材２０２の重心２０２ａを挟んで２つの爪６５ｂが設けられるようにすることができる。この様にすれば、工具１００の回転力により加工部材２０２の位置がずれるのを効果的に抑制することができる。ただし、爪６５ｂの数は２つに限定されるわけではない。爪６５ｂは、例えば、加工部材２０２の各辺毎に設けることができる。
　また、爪６５ｂと爪６５ｂの間には空間が設けられているので、加工部材２０２を加工した際の屑を排出することができる。そのため、加工部材２０２の上面が汚れるのを抑制することができる。
　次に、加工位置設定装置７０の作用についてさらに説明する。
　まず、加工位置設定装置７０は、撮影部７１と工具１００（プローブピン１０３）との間の距離（オフセット量）を求める。
　図５（ａ）、（ｂ）は、Ｙ方向におけるオフセット量の演算を例示するための模式図である。
　まず、図５（ａ）に示すように、制御部８０は載置部２０を制御して、タッチパネル７２を工具１００の側に移動させる。
　続いて、昇降部３０により工具１００を下降させて、プローブピン１０３をタッチパネル７２に接触させる。タッチパネル７２は、プローブピン１０３が接触した位置をタッチパッドなどの位置入力部により検出する。位置入力部により検出された位置情報は、制御部８０に送られる。制御部８０は、検出された位置情報に基づいて、タッチパネル７２に設けられた液晶パネルなどの表示部に所定のマーク７２ａ１を表示させる。マーク７２ａ１の形状や大きさなどには特に限定はなく、撮影部７１により撮影が可能なものであれば良い。例えば、マーク７２ａ１は、単なる輝点などであってもよい。
　続いて、図５（ｂ）に示すように、制御部８０は載置部２０を制御して、マーク７２ａ１が表示されたタッチパネル７２を撮影部７１の側に移動させる。
　撮影部７１により撮影されたマーク７２ａ１が所定の位置に到達した場合には、載置部２０による移動を停止させる。起動位置Ｙ１と停止位置Ｙ２との間の移動距離がＹ方向におけるオフセット量Ｙとなる。例えば、載置部２０には、サーボモータの制御に用いられるエンコーダが設けられている。そのため、移動距離は、載置部２０に設けられたエンコーダの出力などから演算することができる。
　すなわち、制御部８０は、移動部である載置部２０を制御して、マーク７２ａ１が表示されたタッチパネル７２を撮影部７１の側に移動させる。撮影部７１により撮影されたマーク７２ａ１が所定の位置に到達した場合には、制御部８０は、タッチパネル７２の移動を停止させる。制御部８０は、タッチパネル７２の起動位置と停止位置との間の移動距離に基づいて、工具１００と撮影部７１との間の距離を求める。
　以上の様にして、Ｙ方向におけるオフセット量を求めることができる。また、同様の手順により、Ｘ方向におけるオフセット量を求めることができる。
　ここで、ダミーワークを用い、プローブピン１０３によりダミーワークに傷を付け、傷を撮影することでオフセット量を求めることもできる。また、感圧紙などを用い、プローブピン１０３により感圧紙にマークを付け、マークを撮影することでオフセット量を求めることもできる。
　しかしながら、オフセット量の検出は、工具１００の交換や、摩擦撹拌接合装置１のメンテナンスを行うたびに行う必要がある。そのため、ダミーワークや感圧紙などの消耗部品を用いると省資源化が図れなくなる。また、ダミーワークを用いるとプローブピン１０３の寿命が短くなるおそれがある。
　本実施の形態に係る加工位置設定装置７０によれば、消耗部品を用いることなくオフセット量の検出を繰り返し行うことができる。また、ダミーワークを用いる場合に比べて、プローブピン１０３の長寿命化を図ることができる。
　次に、加工位置設定装置７０は、加工部材２０２の加工位置を求める。
　まず、制御部８０は載置部２０を制御して、所定の原点位置から加工部材２０２を撮影部７１の側に移動させる。撮影部７１により加工部材２０２の特徴部分（例えば、加工部材２０２の角部など）が撮影された場合には、加工部材２０２の特徴部分の位置情報（撮影部７１の原点位置から特徴部分までの距離）が、制御部８０に送られる。なお、撮影部７１の原点位置から特徴部分までの距離は、載置部２０に設けられたエンコーダの出力などから演算することができる。
　制御部８０は、検出された位置情報、入力部８１から入力された加工情報（接合の設計位置）、および、求められた撮影部７１と工具１００（プローブピン１０３）との間の距離（オフセット量）に基づいて、工具１００の所定の原点位置から接合の設計位置までの間の距離を演算する。
　図６は、Ｙ方向における工具１００の移動距離の演算を例示するための模式図である。
　図６に示すように、撮影部７１の原点位置から特徴部分までの距離をＹ３、特徴部分から接合の設計位置までの距離をＹ４、撮影部７１と工具１００（プローブピン１０３）との間の距離（オフセット量）をＹとすると、工具１００の所定の原点位置から接合の設計位置までの間の距離Ｙ５は以下の式により求めることができる。
　Ｙ５＝Ｙ－Ｙ３－Ｙ４
　同様の手順により、Ｘ方向における工具１００の所定の原点位置から接合の設計位置までの間の距離を求めることができる。
　制御部８０は、Ｘ方向およびＹ方向における工具１００の所定の原点位置から接合の設計位置までの間の距離を加工位置として設定する。すなわち、制御部８０は、Ｘ方向およびＹ方向における工具１００の移動距離を設定する。
　またさらに、昇降部３０により工具１００を下降させて、プローブピン１０３をタッチパネル７２に接触させた際に、Ｚ方向における、工具１００の所定の原点位置からタッチパネル７２の上面までの距離を求めることができる。そのため、載置部２０の上面と、タッチパネル７２の上面との間の距離を予め測定しておけば、Ｚ方向における、工具１００の所定の原点位置から載置部２０の上面までの距離、ひいては加工部材２０２の上面までの距離を求めることができる。
　この場合、タッチパネル７２の上面と加工部材２０２の上面とが同じ位置（同じ高さ）となるようにしておけば、前述したオフセット量の検出の際に、Ｚ方向における、工具１００の所定の原点位置から加工部材２０２の上面までの間の距離を容易に求めることができる。
　また、以上においては、加工部材２０１の上に加工部材２０２を積み重ねる場合を例示したが、載置部２０の上に加工部材２０１と加工部材２０２を並べて設けることもできる。
　図７（ａ）は、複数の爪６５ｂにより加工部材２０１、２０２の側面を保持する場合を例示するための模式図である。
　図７（ｂ）は、複数の爪６５ｂにより加工部材２０１、２０２の上面の周縁を保持する場合を例示するための模式図である。
　この様にすれば、工具１００の回転力により加工部材２０１、２０２に回転モーメントが発生したとしても、加工部材２０１、２０２の位置がずれるのを抑制することができる。
　以上においては、加工位置設定装置７０が、保持部６０を備えた摩擦撹拌接合装置１に設けられる場合を例示した。しかしながら、加工位置設定装置７０は、保持部６０を備えていない摩擦撹拌接合装置１ａに設けることもできる。
　図８は、摩擦撹拌接合装置１ａを例示するための模式図である。
　図９は、図８におけるＤ部の模式断面図である。
　図８および図９に示すように、摩擦撹拌接合装置１ａには、筐体１０、載置部２０、昇降部３０、支持部４０、回転部５０、加工位置設定装置７０、および制御部８０が設けられている。すなわち、摩擦撹拌接合装置１ａは、保持部６０を備えていない。
　加工位置設定装置７０が、保持部６０を備えていない摩擦撹拌接合装置１ａに設けられる場合であっても、加工位置設定装置７０は前述した作用効果を生ずることができる。
　例えば、加工位置設定装置７０は、撮影部７１と工具１００（プローブピン１０３）との間の距離（オフセット量）を求めることができる。この場合、消耗部品を用いることなくオフセット量の検出を繰り返し行うことができる。ダミーワークを用いる場合に比べて、プローブピン１０３の長寿命化を図ることもできる。
　加工位置設定装置７０は、加工部材２０２の加工位置を求めることができる。
　加工位置設定装置７０は、Ｚ方向における、工具１００の所定の原点位置から載置部２０の上面までの距離、ひいては加工部材２０２の上面までの距離を求めることができる。
　なお、加工位置設定装置７０は、前述したものと同様とすることができるので詳細な説明は省略する。
　次に、他の実施形態に係る加工位置設定装置７０ａについて例示する。
　図１０は、摩擦撹拌接合装置１ｂを例示するための模式図である。
　図１０に示すように、摩擦撹拌接合装置１ｂには、筐体１０、載置部２０、昇降部３０、支持部４０、回転部５０、保持部６０、加工位置設定装置７０ａ、および制御部８０が設けられている。
　すなわち、摩擦撹拌接合装置１ｂには、前述した加工位置設定装置７０に代えて加工位置設定装置７０ａが設けられている。
　制御部８０は、載置部２０、昇降部３０、回転駆動部５２、撮影部７１（第１の撮影部の一例に相当する）、駆動部７３ｂ、および撮影部７４（第２の撮影部の一例に相当する）と電気的に接続されている。制御部８０は、摩擦撹拌接合装置１ｂに設けられた各要素の動作を制御する。撮影部７１は、加工部材を撮影可能な位置に設けられる。撮影部７４は、工具１００の加工部材の側の端部を撮影可能な位置に設けられる。
　加工位置設定装置７０ａには、撮影部７１、ターゲット７３、および撮影部７４が設けられている。
　ターゲット７３および撮影部７４は、載置部２０に載置された加工部材とともに移動可能となっている。例えば、ターゲット７３および撮影部７４は、載置部２０に設けることができる。
　ターゲット７３は、位置合わせマーク７３ａおよび駆動部７３ｂを有する。
　位置合わせマーク７３ａは、撮影部７１の撮影領域の所定の位置７１ａ（例えば、撮影領域の中心位置）と、撮影部７４の撮影領域の所定の位置７４ａ（例えば、撮影領域の中心位置）とを合わせるのに用いられる。位置合わせマーク７３ａは、撮影部７１と撮影部７４との間に配置可能となっている。
　位置合わせマーク７３ａの形態には特に限定はない。位置合わせマーク７３ａの形態は、例えば、円環、十字などとすることができる。この場合、位置合わせマーク７３ａの形態が円環であれば、撮影部７１、７４により撮影された位置合わせマーク７３ａの中心位置などを検出するのが容易となる。
　駆動部７３ｂは、位置合わせマーク７３ａを保持するとともに、位置合わせマーク７３ａと撮影部７４との相対的な位置を変化させる。例えば、撮影部７１の撮影領域の所定の位置７１ａと、撮影部７４の撮影領域の所定の位置７４ａとを合わせる際には、駆動部７３ｂは、位置合わせマーク７３ａを撮影部７４の撮影領域（例えば、撮影部７４の上方）に移動させる。撮影部７４により工具１００のショルダ１０２などを撮影する際には、駆動部７３ｂは、位置合わせマーク７３ａを撮影部７４の撮影領域の外側に移動させる。
　撮影部７４は、例えば、ＣＣＤカメラなどとすることができる。
　次に、加工位置設定装置７０ａの作用について説明する。
　まず、加工位置設定装置７０ａは、撮影部７１と工具１００（プローブピン１０３）との間の距離（オフセット量）を求める。
　図１１（ａ）、（ｂ）は、オフセット量の演算を例示するための模式図である。
　まず、図１１（ａ）に示すように、制御部８０は載置部２０を制御して、ターゲット７３および撮影部７４を撮影部７１の撮影領域（例えば、撮影部７１の下方）に移動させる。この際、駆動部７３ｂは、位置合わせマーク７３ａを撮影部７４の撮影領域に移動させる。この場合、位置合わせマーク７３ａは、撮影部７１の撮影領域に移動することにもなる。
　続いて、撮影部７４は、位置合わせマーク７３ａを撮影する。制御部８０は、撮影部７４の撮影領域の所定の位置７４ａと、位置合わせマーク７３ａの所定の位置とを合わせる。
　撮影部７１は、位置合わせマーク７３ａを撮影する。制御部８０は、撮影部７１の撮影領域の所定の位置７１ａと、位置合わせマーク７３ａの所定の位置とを合わせる。
　例えば、制御部８０は、既知の画像処理方法を用いて、撮影領域の所定の位置７１ａ、７４ａと、位置合わせマーク７３ａの所定の位置とを合わせることができる。
　同じ位置合わせマーク７３ａに対して位置合わせを行えば、撮影部７４の撮影領域の所定の位置７４ａと、撮影部７１の撮影領域の所定の位置７１ａとの位置合わせを行うことができる。
　次に、図１１（ｂ）に示すように、制御部８０は載置部２０を制御して、ターゲット７３および撮影部７４を工具１００の下方に移動させる。この際、駆動部７３ｂは、位置合わせマーク７３ａを撮影部７４の撮影領域の外側に移動させる。
　続いて、撮影部７４は、プローブピン１０３の端面を撮影する。制御部８０は載置部２０を制御して、撮影部７４の撮影領域の所定の位置７４ａと、撮影部７４により撮影されたプローブピン１０３の所定の位置（例えば、プローブピン１０３の中心位置）とが合うように、撮影部７４の位置を移動させる。
　例えば、制御部８０は、既知の画像処理方法を用いて、撮影部７４の撮影領域の所定の位置７４ａと、撮影部７４により撮影されたプローブピン１０３の所定の位置とが合うように、撮影部７４の位置を移動させることができる。
　なお、プローブピン１０３を位置合わせの対象としたが、シャンク１０１やショルダ１０２などを位置合わせの対象としてもよい。
　撮影部７４の撮影領域の所定の位置７４ａと、撮影部７１の撮影領域の所定の位置７１ａとの位置合わせが行われているので、撮影部７４の移動距離が撮影部７１と工具１００（プローブピン１０３）との間の距離（オフセット量）となる。この場合、移動距離は、載置部２０に設けられたエンコーダの出力などから演算することができる。
　本実施の形態に係る加工位置設定装置７０ａによれば、消耗部品を用いることなくオフセット量の検出を繰り返し行うことができる。また、ダミーワークを用いる場合に比べて、プローブピン１０３の長寿命化を図ることができる。
　また、加工位置設定装置７０ａは、加工部材２０２の加工位置を求めることができる。
　なお、加工位置の演算は、図６において例示をしたものと同様とすることができる。そのため、詳細な説明は省略する。
　以上においては、加工位置設定装置７０ａが、保持部６０を備えた摩擦撹拌接合装置１ｂに設けられる場合を例示した。しかしながら、加工位置設定装置７０ａは、保持部６０を備えていない摩擦撹拌接合装置１ｃに設けることもできる。
　図１２は、摩擦撹拌接合装置１ｃを例示するための模式図である。
　図１２に示すように、摩擦撹拌接合装置１ｃには、筐体１０、載置部２０、昇降部３０、支持部４０、回転部５０、加工位置設定装置７０ａ、および制御部８０が設けられている。すなわち、摩擦撹拌接合装置１ｃは、保持部６０を備えていない。
　加工位置設定装置７０ａが、保持部６０を備えていない摩擦撹拌接合装置１ｃに設けられる場合であっても、加工位置設定装置７０ａは前述した作用効果を生ずることができる。
　例えば、加工位置設定装置７０ａは、撮影部７１と工具１００（プローブピン１０３）との間の距離（オフセット量）を求めることができる。この場合、消耗部品を用いることなくオフセット量の検出を繰り返し行うことができる。ダミーワークを用いる場合に比べて、プローブピン１０３の長寿命化を図ることもできる。
　加工位置設定装置７０ａは、加工部材２０２の加工位置を求めることができる。
　なお、加工位置設定装置７０ａは、前述したものと同様とすることができるので詳細な説明は省略する。
　また、以上においては、摩擦撹拌接合装置に設けられた加工位置設定装置７０、７０ａを例示したが、加工位置設定装置７０、７０ａは、画像処理により加工位置を求める装置に適用することができる。画像処理により加工位置を求める装置は、例えば、ワイヤーボンダ、ダイボンダ、チップマウンタ、インサータなどの電子部品の製造装置とすることができる。すなわち、これらの装置においても、本実施の形態に係る加工位置設定装置７０、７０ａにより、撮影部と工具との間の距離（オフセット量）、部材の加工位置、工具の移動距離などを求めることができる。
　例えば、加工位置設定装置７０は、撮影部７１、タッチパネル７２、移動部、および制御部を備えたものとすることができる。
　タッチパネル７２には、ワークに接触する工具の先端が接触する。ワークは、例えば、半導体チップ、コンデンサチップ、半導体装置などである。工具は、例えば、ボンディングツール、吸着ツール、チャックなどである。
　制御部は、タッチパネル７２と電気的に接続されている。制御部は、タッチパネル７２の工具の先端が接触した位置にマーク７２ａ１を表示させる。
　撮影部７１は、タッチパネル７２に表示されたマーク７２ａ１を撮影する。
　移動部は、工具および撮影部７１に対するタッチパネル７２の相対的な位置を変化させる。移動部は、例えば、サーボモータを備えたＸＹテーブルなどとすることができる。
　制御部は、移動部を制御して、マーク７２ａ１が表示されたタッチパネル７２を撮影部７１の側に移動させる。制御部は、撮影部７１により撮影されたマーク７２ａ１が所定の位置に到達した場合には、タッチパネル７２の移動を停止させる。制御部は、タッチパネル７２の起動位置と停止位置との間の移動距離に基づいて、工具と撮影部７１との間の距離（オフセット量）を求める。
　すなわち、図５（ａ）、（ｂ）、図６において例示をした場合と同様にして加工位置設定装置７０を動作させることができる。
　また、加工位置設定装置７０に代えて、加工位置設定装置７０ａを設けることもできる。この場合、加工位置設定装置７０ａは、ワークを撮影可能な撮影部７１と、工具のワーク側の端部を撮影可能な撮影部７４と、撮影部７１と撮影部７４との間に配置可能な位置合わせマーク７３ａと、駆動部７３ｂとを備えたものとすることができる。
　そして、図１１（ａ）、（ｂ）において例示をした場合と同様にして、加工位置設定装置７０ａを動作させることができる。
　前述したように、加工位置設定装置７０は、Ｚ方向における、プローブピン１０３の先端と加工部材２０２の上面との間の距離を求めることができる。
　ここで、摩擦撹拌接合においては、ショルダ１０２の端面が加工部材２０２の内部に挿入されていなければ、必要な摩擦熱を確保することが困難となる。また、流動した材料が外部に流出することで欠陥が生じるおそれがある。そのため、摩擦撹拌接合においては、ショルダ１０２の端面を加工部材２０２の内部に僅かに挿入させることが好ましい。
　すなわち、摩擦撹拌接合においては、Ｚ方向における、ショルダ１０２の端面と加工部材２０２の上面との間の距離を求めることが好ましい。
　また、工具１００の取り付け寸法のばらつきや、加工部材２０２の厚みのばらつきが大きくなる場合もある。そのため、Ｚ方向における、ショルダ１０２の端面と加工部材２０２の上面との間の距離をなるべく直接求めることが好ましい。
　図１３は、測定装置７５を例示するための模式図である。
　図１３に示すように、測定装置７５には、第１の検出部７６ａ、第２の検出部７６ｂ、第１の反射部７７ａ、第２の反射部７７ｂ、および駆動部７８が設けられている。
　第１の検出部７６ａおよび第２の検出部７６ｂは、例えば、レーザ測定器やレーザ距離計などとすることができる。第１の検出部７６ａは、第１の反射部７７ａに光を照射可能であるとともに、工具１００の端部（ショルダ１０２の端面）からの反射光を受光可能となっている。第２の検出部７６ｂは、第２の反射部７７ｂに光を照射可能であるとともに、加工部材からの反射光を受光可能となっている。
　第１の反射部７７ａおよび第２の反射部７７ｂは、例えば、プリズムや反射板などとすることができる。第１の反射部７７ａおよび第２の反射部７７ｂは、例えば、Ｚ方向に並べて設けることができる。第１の反射部７７ａは、工具１００の加工部材の側の端部と加工部材との間に配置可能となっている。第２の反射部７７ｂは、第１の反射部７７ａの加工部材の側に配置可能となっている。
　駆動部７８は、第１の反射部７７ａおよび第２の反射部７７ｂの位置を変化させる。駆動部７８は、例えば、サーボモータなどの制御モータを備えたものとすることができる。
　後述する距離の測定を行う場合には、駆動部７８は、第１の反射部７７ａおよび第２の反射部７７ｂが、ショルダ１０２の端面と加工部材２０２の上面との間に位置する様に第１の反射部７７ａおよび第２の反射部７７ｂの位置を変化させる。
　後述する距離の測定が終了した場合には、駆動部７８は、第１の反射部７７ａおよび第２の反射部７７ｂが、ショルダ１０２の端面と加工部材２０２の上面との間に位置しない様に第１の反射部７７ａおよび第２の反射部７７ｂの位置を変化させる。
　第１の検出部７６ａ、第２の検出部７６ｂ、および駆動部７８の動作は、制御部８０により行うことができる。後述する距離の演算は、制御部８０により行うことができる。
　次に、測定装置７５の作用について説明する。
　まず、制御部８０は駆動部７８を制御して、第１の反射部７７ａおよび第２の反射部７７ｂが、ショルダ１０２の端面と加工部材２０２の上面との間に位置する様に第１の反射部７７ａおよび第２の反射部７７ｂを移動する。
　次に、第１の検出部７６ａは、第１の反射部７７ａに向けて光を照射する。第１の反射部７７ａは、入射した光をショルダ１０２の端面に向けて反射する。ショルダ１０２の端面に入射した光は、第１の反射部７７ａに向けて反射され、さらに第１の反射部７７ａにより反射されて第１の検出部７６ａに入射する。第１の検出部７６ａは、入射した光に基づいて、光が進んだ距離を求める。すなわち、第１の検出部７６ａは、第１の検出部７６ａと第１の反射部７７ａの反射位置との間の距離と、第１の反射部７７ａの反射位置とショルダ１０２の端面との間の距離Ｚ１との合計を求める。
　また、第２の検出部７６ｂは、第２の反射部７７ｂに向けて光を照射する。第２の反射部７７ｂは、入射した光を加工部材２０２の上面に向けて反射する。加工部材２０２の上面に入射した光は、第２の反射部７７ｂに向けて反射され、さらに第２の反射部７７ｂにより反射されて第２の検出部７６ｂに入射する。第２の検出部７６ｂは、入射した光に基づいて、光が進んだ距離を求める。すなわち、第２の検出部７６ｂは、第２の検出部７６ｂと第２の反射部７７ｂの反射位置との間の距離と、第２の反射部７７ｂの反射位置と加工部材２０２の上面との間の距離Ｚ２との合計を求める。
　ここで、第１の検出部７６ａと第１の反射部７７ａの反射位置との間の距離は、予め測定、あるいは、予め設定することができる。そのため、第１の反射部７７ａの反射位置とショルダ１０２の端面との間の距離Ｚ１は、第１の検出部７６ａにより測定された距離と、第１の検出部７６ａと第１の反射部７７ａの反射位置との間の距離との差から求めることができる。
　第２の検出部７６ｂと第２の反射部７７ｂの反射位置との間の距離は、予め測定、あるいは、予め設定することができる。そのため、第２の反射部７７ｂの反射位置と加工部材２０２の上面との間の距離Ｚ２は、第２の検出部７６ｂにより測定された距離と、第２の検出部７６ｂと第２の反射部７７ｂの反射位置との間の距離との差から求めることができる。
　また、第１の反射部７７ａの反射位置と第２の反射部７７ｂの反射位置との間の距離Ｚ３は、予め測定、あるいは、予め設定することができる。
　そのため、Ｚ方向におけるショルダ１０２の端面と加工部材２０２の上面との間の距離は、距離Ｚ１、距離Ｚ２、および距離Ｚ３の和から求めることができる。
　これらの演算は、制御部８０により行うことができる。
　次に、制御部８０は駆動部７８を制御して、第１の反射部７７ａおよび第２の反射部７７ｂが、ショルダ１０２の端面と加工部材２０２の上面との間に位置しないように移動させる。
　本実施の形態に係る測定装置７５によれば、Ｚ方向における、ショルダ１０２の端面と加工部材２０２の上面との間の距離を正確に求めることが可能となる。
　なお、以上においては、摩擦撹拌接合装置に設けられた測定装置７５を例示したが、測定装置７５は、種々の加工装置に適用することができる。
　この場合、第１の反射部７７ａは、工具のワーク側の端部とワークとの間に配置可能なものとすることができる。第２の反射部７７ｂは、第１の反射部７７ａのワーク側に配置可能なものとすることができる。第１の検出部７６ａは、第１の反射部７７ａに光を照射可能であるとともに、工具の端部からの反射光を受光可能なものとすることができる。第２の検出部７６ｂは、第２の反射部７７ｂに光を照射可能であるとともに、ワークからの反射光を受光可能なものとすることができる。
　以上、本発明のいくつかの実施形態を例示したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更などを行うことができる。これら実施形態やその変形例は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。また、前述の各実施形態は、相互に組み合わせて実施することができる。

Claims (12)

  1. 　工具を回転可能な回転部と、
    　ラジアル軸受を介して前記工具と接続可能とされ、加工部材の側面、および、前記加工部材の上面の周縁の少なくともいずれかを保持可能な保持部と、
    　前記加工部材に対する前記工具および前記保持部の相対的な位置を変化可能な移動部と、
    　を備えた摩擦撹拌接合装置。
  2. 　前記保持部は、前記加工部材に接触可能な複数の爪を有する請求項１記載の摩擦撹拌接合装置。
  3. 　前記工具は、円柱状のシャンクを有し、
    　前記保持部は、
    　　前記シャンクが挿通可能な筒状のハウジングと、
    　　前記ハウジングの内壁と、前記シャンクと、の間に配置可能な前記ラジアル軸受と、
    　　前記ハウジングの内部に設けられ、前記複数の爪の前記加工部材の側とは反対側の端部が設けられた筒状の基部と、
    　　前記ハウジングの内部に設けられ、前記基部を前記加工部材の側に付勢可能な付勢部と、
    　をさらに有する請求項２記載の摩擦撹拌接合装置。
  4. 　前記工具の先端が接触可能なタッチパネルと、
    　前記タッチパネルと電気的に接続され、前記タッチパネルの前記工具の先端が接触した位置にマークを表示可能な制御部と、
    　前記タッチパネルに表示されたマークを撮影可能な撮影部と、
    　をさらに備えた請求項１～３のいずれか１つに記載の摩擦撹拌接合装置。
  5. 　前記加工部材を撮影可能な第１の撮影部と、
    　前記工具の前記加工部材の側の端部を撮影可能な第２の撮影部と、
    　前記第１の撮影部と、前記第２の撮影部と、の間に配置可能な位置合わせマークと、
    　をさらに備えた請求項１～３のいずれか１つに記載の摩擦撹拌接合装置。
  6. 　前記工具の前記加工部材の側の端部と、前記加工部材と、の間に配置可能な第１の反射部と、
    　前記第１の反射部の前記加工部材の側に配置可能な第２の反射部と、
    　前記第１の反射部に光を照射可能であるとともに、前記工具の前記端部からの反射光を受光可能な第１の検出部と、
    　前記第２の反射部に光を照射可能であるとともに、前記加工部材からの反射光を受光可能な第２の検出部と、
    　をさらに備えた請求項１～５のいずれか１つに記載の摩擦撹拌接合装置。
  7. 　工具を回転可能な回転部と、
    　加工部材に対する前記工具の相対的な位置を変化可能な移動部と、
    　前記工具の先端が接触可能なタッチパネルと、
    　前記タッチパネルと電気的に接続され、前記タッチパネルの前記工具の先端が接触した位置にマークを表示可能な制御部と、
    　前記タッチパネルに表示されたマークを撮影可能な撮影部と、
    　を備えた摩擦撹拌接合装置。
  8. 　工具を回転可能な回転部と、
    　加工部材に対する前記工具の相対的な位置を変化可能な移動部と、
    　前記加工部材を撮影可能な第１の撮影部と、
    　前記工具の前記加工部材の側の端部を撮影可能な第２の撮影部と、
    　前記第１の撮影部と、前記第２の撮影部と、の間に配置可能な位置合わせマークと、
    　を備えた摩擦撹拌接合装置。
  9. 　前記工具の前記加工部材の側の端部と、前記加工部材と、の間に配置可能な第１の反射部と、
    　前記第１の反射部の前記加工部材の側に配置可能な第２の反射部と、
    　前記第１の反射部に光を照射可能であるとともに、前記工具の前記端部からの反射光を受光可能な第１の検出部と、
    　前記第２の反射部に光を照射可能であるとともに、前記加工部材からの反射光を受光可能な第２の検出部と、
    　をさらに備えた請求項７または８に記載の摩擦撹拌接合装置。
  10. 　ワークに接触する工具の先端が接触可能なタッチパネルと、
    　前記タッチパネルと電気的に接続され、前記タッチパネルの前記工具の先端が接触した位置にマークを表示可能な制御部と、
    　前記タッチパネルに表示されたマークを撮影可能な撮影部と、
    　を備えた加工位置設定装置。
  11. 　ワークを撮影可能な第１の撮影部と、
    　工具の前記ワークの側の端部を撮影可能な第２の撮影部と、
    　前記第１の撮影部と、前記第２の撮影部と、の間に配置可能な位置合わせマークと、
    　を備えた加工位置設定装置。
  12. 　工具のワークの側の端部と、前記ワークと、の間に配置可能な第１の反射部と、
    　前記第１の反射部の前記ワークの側に配置可能な第２の反射部と、
    　前記第１の反射部に光を照射可能であるとともに、前記工具の前記端部からの反射光を受光可能な第１の検出部と、
    　前記第２の反射部に光を照射可能であるとともに、前記ワークからの反射光を受光可能な第２の検出部と、
    　を備えた測定装置。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI757197B (zh) * 2020-09-14 2022-03-01 國立中正大學 具有頂鍛力傳遞系統的摩擦攪拌焊接頭
US11331745B2 (en) 2019-02-01 2022-05-17 Kabushiki Kaisha Toshiba Distance measuring device, friction stir welding apparatus, and friction stir welding method

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6740287B2 (ja) * 2018-07-05 2020-08-12 ファナック株式会社 異種金属接合用ツール
WO2020059686A1 (ja) * 2018-09-19 2020-03-26 株式会社日立パワーソリューションズ 摩擦攪拌接合装置
AT522421A1 (de) * 2019-02-25 2020-10-15 Stirtec Gmbh Verfahren zum Fügen oder Zerspanen sowie Vorrichtung hierzu
FR3121855B1 (fr) * 2021-04-16 2024-04-19 Stirweld Tête de soudage par friction malaxage et procédé l’utilisant
ES2952553B2 (es) * 2022-03-25 2024-07-04 Univ Jaen Dispositivo portátil de soldadura

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11226758A (ja) * 1998-02-20 1999-08-24 Hitachi Ltd 摩擦溶接装置、溶接構造物
JP2002120076A (ja) * 2000-10-11 2002-04-23 Kawasaki Heavy Ind Ltd スポット接合装置およびスポット接合方法
JP2007125598A (ja) * 2005-11-07 2007-05-24 Honda Motor Co Ltd 摩擦攪拌接合装置およびその制御方法
JP2007319907A (ja) * 2006-06-02 2007-12-13 Mazda Motor Corp ワークの表面処理装置
JP2011061245A (ja) * 2010-12-24 2011-03-24 Sony Corp 位置調整装置及び位置調整方法
JP2015047650A (ja) * 2013-08-30 2015-03-16 株式会社ディスコ 加工装置

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS4630172Y1 (ja) 1969-02-12 1971-10-19
JP2002239754A (ja) 2001-02-15 2002-08-28 Hitachi Ltd 摩擦攪拌接合方法及びその装置
JP2004136331A (ja) 2002-10-18 2004-05-13 Hitachi Ltd 摩擦攪拌接合装置及び接合方法
WO2004091839A2 (en) * 2003-04-11 2004-10-28 Edison Welding Institute Method and apparatus for locally clamping components that are to be joined by friction stir welding
JP2006116566A (ja) 2004-10-21 2006-05-11 Fuji Heavy Ind Ltd 摩擦攪拌接合冶具および摩擦攪拌接合方法
JP4672434B2 (ja) 2005-05-18 2011-04-20 住友軽金属工業株式会社 摩擦攪拌点接合方法
US7992759B2 (en) * 2005-06-10 2011-08-09 Megastir Technologies, LLC Two spiral stepped friction stir welding tool
DE102006045523A1 (de) 2006-09-27 2008-04-03 Airbus Deutschland Gmbh Reibrührschweißkopf sowie Verfahren zur Steuerung eines Reibrührschweißkopfes
US20090120995A1 (en) * 2007-11-08 2009-05-14 Battelle Energy Alliance, Llc Friction stir weld tools, methods of manufacturing such tools, and methods of thin sheet bonding using such tools
US8052028B2 (en) 2008-06-16 2011-11-08 GM Global Technology Operations LLC Device for use with a friction stir spot welding (FSSW) apparatus
KR20120089101A (ko) 2011-02-01 2012-08-09 삼성전자주식회사 터치 패널의 멀티 터치 검출 방법 및 이를 이용한 터치 스크린 장치의 동작 방법
US8708214B2 (en) 2011-04-22 2014-04-29 GM Global Technology Operations LLC Servo-controlled rotating clamping device for use with a friction stir spot welding apparatus
WO2016098341A1 (ja) * 2014-12-15 2016-06-23 川崎重工業株式会社 摩擦攪拌点接合装置及び摩擦攪拌点接合方法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11226758A (ja) * 1998-02-20 1999-08-24 Hitachi Ltd 摩擦溶接装置、溶接構造物
JP2002120076A (ja) * 2000-10-11 2002-04-23 Kawasaki Heavy Ind Ltd スポット接合装置およびスポット接合方法
JP2007125598A (ja) * 2005-11-07 2007-05-24 Honda Motor Co Ltd 摩擦攪拌接合装置およびその制御方法
JP2007319907A (ja) * 2006-06-02 2007-12-13 Mazda Motor Corp ワークの表面処理装置
JP2011061245A (ja) * 2010-12-24 2011-03-24 Sony Corp 位置調整装置及び位置調整方法
JP2015047650A (ja) * 2013-08-30 2015-03-16 株式会社ディスコ 加工装置

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11331745B2 (en) 2019-02-01 2022-05-17 Kabushiki Kaisha Toshiba Distance measuring device, friction stir welding apparatus, and friction stir welding method
TWI757197B (zh) * 2020-09-14 2022-03-01 國立中正大學 具有頂鍛力傳遞系統的摩擦攪拌焊接頭

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