摩擦搅拌接合装置及摩擦搅拌接合方法与流程

本发明涉及摩擦搅拌接合装置及摩擦搅拌接合方法。

背景技术：

1、作为材料的接合方法而使用摩擦搅拌接合(参照专利文献1)。

2、在专利文献1中，在通用的工作机械上装接专用的附件及接合工具而做成摩擦搅拌接合装置。

3、在现有的摩擦搅拌接合装置中，例如将接合的一对工件以各自的上表面齐平的状态排列，通过将绕与相互的接缝正交的轴旋转的接合工具推抵并摩擦搅拌，沿着接缝接合。

4、在专利文献1的摩擦搅拌接合装置中，接合工具与工作机械的主轴连接而传递旋转力，接合工具的旋转轴配置在主轴的旋转轴线上。

5、相对于此，由本申请人提出了接合工具的旋转轴被配置为与主轴的旋转轴交叉方向的l型附件(日本特愿2020－075490)。

6、在提出的l型附件中，通过由内置在附件中的空气马达等进行接合工具的驱动，能够将接合工具的旋转轴配置为与主轴交叉的方向，进而能够利用主轴的旋转选择附件或接合工具的朝向。

7、在这样的l型附件中，不仅是工件的水平的上表面的摩擦搅拌接合，关于垂直的侧面也能够进行摩擦搅拌接合。

8、现有技术文献

9、专利文献

10、专利文献1：日本特许第6787764号公报

技术实现思路

1、发明要解决的课题

2、在使用上述的l型附件将工件的侧面摩擦搅拌接合的情况下，一边将旋转的接合工具在法线方向上推抵于工件的侧面，一边沿着工件的侧面以环绕工件的方式使l型附件移动。此时，在工件的平面看的轮廓是多边形状或曲线状的情况下，需要总是使主轴旋转而调整l型附件的朝向以使接合工具相对于工件侧面成为法线方向。

3、即，在使用l型附件进行多边形状或曲线状的轮廓的工件侧面的摩擦搅拌接合时，需要根据工件的轮廓对l型附件的水平位置(x轴y轴平面移动)进行控制，并且对l型附件的朝向(主轴的c轴旋转)进行控制。特别是，关于l型附件的水平位置，需要相对于曲线的工作机械的x轴及y轴的协调控制，不能避免控制的麻烦。

4、本发明的目的是提供一种能够容易地进行多边形状或曲线状的轮廓的工件侧面的摩擦搅拌接合的摩擦搅拌接合装置及摩擦搅拌接合方法。

5、用来解决课题的手段

6、本发明的摩擦搅拌接合装置的特征在于，具有：工作台，具有载置工件的载物面，并且能够绕与上述载物面交叉的工作台旋转轴旋转；工具保持器，能够相对于上述工作台向沿着上述载物面的方向相对移动，并且能够绕与上述工作台旋转轴平行的保持器旋转轴旋转；接合工具，被上述工具保持器支承，绕与上述保持器旋转轴交叉的工具旋转轴旋转；以及控制装置，控制上述工作台、上述工具保持器及上述接合工具的动作；上述控制装置具有二轴动作模式，在所述二轴动作模式中，将上述接合工具以旋转的状态推压在上述工件的侧面的接合部位，使上述工作台旋转而使上述接合工具沿着上述接合部位相对移动，并且使上述工具保持器旋转以使上述接合工具朝向上述接合部位的法线方向。

7、在这样的本发明中，通过被工具保持器支承并绕与保持器旋转轴交叉的工具旋转轴旋转的接合工具、即装接在所谓的l型工具保持器上的接合工具，能够进行工件侧面的接合。

8、在接合时，通过工作台的旋转，能够将工件侧面的接合部位朝向接合工具，能够将使工具保持器沿着工件侧面移动的动作简略化。此时，通过使工具保持器旋转以使接合工具朝向接合部位的法线方向，能够由接合工具对工件进行适当的摩擦搅拌接合。

9、因而，通过本发明，能够容易地进行多边形状或曲线状的轮廓的工件侧面的摩擦搅拌接合。

10、另外，控制装置也可以除了上述的使工作台及工具保持器分别旋转的二轴动作模式以外，还具有使工作台停止而使工具保持器一边沿着工件侧面移动一边旋转的一轴动作模式。

11、在本发明的摩擦搅拌接合装置中，优选的是，上述控制装置具有：工具旋转控制部，控制上述接合工具相对于上述工具保持器的旋转；工具位置控制部，控制上述工具保持器的沿着上述载物面的方向的位置；工具方向控制部，控制上述工具保持器的绕上述保持器旋转轴的朝向；工件方向控制部，控制上述工作台的绕上述工作台旋转轴的朝向；以及接合控制部，基于上述工件的形状信息使上述工具旋转控制部、上述工具位置控制部、上述工具方向控制部及上述工件方向控制部动作，控制上述二轴动作模式的接合动作。

12、在这样的本发明中，基于接合控制部的控制，执行与工件侧面的形状对应的二轴动作模式的动作。即，由工具位置控制部使工具保持器定位于沿着载物面的方向的规定位置，由工件方向控制部使工作台旋转而将工件的接合部位朝向工具保持器的接合工具。并且，由工具方向控制部使工具保持器旋转而将接合工具朝向接合部位的法线方向。在该状态下，通过由工具旋转控制部适当地控制接合工具的旋转，能够由接合工具对工件侧面的接合部位进行摩擦搅拌接合。

13、在接合动作中，通过由工件方向控制部使工作台旋转，能够使接合工具沿着工件的接合部位依次移动。此时，通过由工具位置控制部将接合工具相对于工件的接合部位维持为适当的深度，并且由工具方向控制部调整工具保持器的朝向，将接合工具总是朝向接合部位的法线方向，维持适当的摩擦搅拌接合。

14、在本发明的摩擦搅拌接合装置中，优选的是上述工作台被设置在工作机械上；上述工具保持器被装接在上述工作机械的主轴上，通过上述主轴的旋转而能够进行绕上述保持器旋转轴的旋转，通过上述主轴相对于上述工作台的移动而能够调整沿着上述载物面的方向的位置；在上述工具保持器中设置有使上述接合工具旋转的旋转驱动部。

15、通过这样的本发明，能够利用通用的工作机械实现本发明的摩擦搅拌接合装置。

16、本发明的摩擦搅拌接合方法，使用摩擦搅拌接合装置，所述摩擦搅拌接合装置具有：工作台，具有载置工件的载物面，并且能够绕与上述载物面交叉的工作台旋转轴旋转；工具保持器，能够相对于上述工作台向沿着上述载物面的方向相对移动，并且能够绕与上述工作台旋转轴平行的保持器旋转轴旋转；以及接合工具，被上述工具保持器支承，绕与上述保持器旋转轴交叉的工具旋转轴旋转；该摩擦搅拌接合方法的特征在于，将上述接合工具以旋转的状态推压在上述工件的侧面的接合部位，使上述工作台旋转而使上述接合工具沿着上述接合部位移动，并且使上述工具保持器旋转以使上述接合工具朝向上述接合部位的法线方向。

17、根据这样的本发明的摩擦搅拌接合方法，能得到在上述的摩擦搅拌接合装置中说明那样的效果。

18、根据本发明，能够提供能够容易地进行多边形状或曲线状的轮廓的工件侧面的摩擦搅拌接合的摩擦搅拌接合装置及摩擦搅拌接合方法。

技术特征：

1.一种摩擦搅拌接合装置，其特征在于，

2.如权利要求1所述的摩擦搅拌接合装置，其特征在于，

3.如权利要求1或2所述的摩擦搅拌接合装置，其特征在于，

4.一种摩擦搅拌接合方法，使用摩擦搅拌接合装置，所述摩擦搅拌接合装置具有：

技术总结
摩擦搅拌接合装置(1)具有：工作台(3)，具有载置工件(9)的载物面(31)并且能够绕与载物面(31)交叉的工作台旋转轴(C2)旋转；工具保持器(10)，能够相对于工作台(3)向沿着载物面(31)的方向相对移动并且能够绕与工作台旋转轴(C2)平行的保持器旋转轴(C1)旋转；以及接合工具(20)，被工具保持器(10)支承，绕与保持器旋转轴(C1)交叉的工具旋转轴旋转；控制装置(40)具有二轴动作模式，在所述二轴动作模式中，将接合工具(20)以旋转的状态推压在工件(9)的侧面的接合部位，使工作台(3)旋转而使接合工具(20)沿着接合部位相对移动，并且使工具保持器(10)旋转以使接合工具(20)朝向接合部位的法线方向。

技术研发人员：加藤孝一,松崎敬彦,青木稔尚
受保护的技术使用者：芝浦机械株式会社
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15