JP2022036324A - Friction stir welding device and operation method thereof - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、摩擦攪拌接合装置及びその運転方法に関する。 The present invention relates to a friction stir welding apparatus and an operating method thereof.
少なくとも2枚の部材を重ね合わせて、回転ツールを一方の部材に加圧して押し込み、摩擦攪拌することにより、接合する装置において、接合強度の良否を判定する接合状態検出手段を具備する加工管理装置が知られている(例えば、特許文献1参照)。特許文献1に開示されている加工管理装置では、接合状態検出手段が、回転ツールの先端部に設けられている突出部の先端位置に基づいて、一方の部材の接合部の板厚減少量を算出し、算出された板厚減少量に基づいて接合強度の良否を判定する。
A machining management device provided with a joining state detecting means for determining the quality of joining in a device for joining by superimposing at least two members, pressing a rotating tool against one member, pushing the member, and frictionally agitating the members. Is known (see, for example, Patent Document 1). In the processing management device disclosed in
しかしながら、特許文献1に開示されている加工管理装置では、突出部の先端位置を、回転ツールを昇降させるためのモータのエンコーダの出力に基づいて演算している。このめ、突出部が摩耗したような場合には、エンコーダから得られた突出部の先端位置と、実際の突出部の先端位置と、では、誤差が生じ、接合強度の良否判定が正確とはならないおそれがあり、未だ改善の余地があった。
However, in the machining management device disclosed in
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであって、簡易な構成で、従来の摩擦攪拌接合装置に比して、所定の接合強度に達しているか否かを正確に判定することができ得る、摩擦攪拌接合装置及びその運転方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above problems, and it is a simple configuration to accurately determine whether or not a predetermined bonding strength has been reached as compared with a conventional friction stir welding device. It is an object of the present invention to provide a friction stir welding apparatus and an operation method thereof.
上記従来の課題を解決するために、本発明に係る摩擦攪拌接合装置は、円柱状に形成され、軸線周りの回転と該軸線に沿った方向への進退移動とが可能なように構成されているピン部材と、円筒状に形成され、前記ピン部材が内部に挿通されており、前記軸線に沿った方向への進退移動が可能なように構成されているショルダ部材と、前記ピン部材を前記軸線周りに回転させる回転駆動器と、前記ピン部材及び前記ショルダ部材を前記軸線に沿って進退移動させる直動駆動器と、制御装置と、を備え、前記ショルダ部材の先端面には、第1刻印が形成され、前記制御装置は、前記ピン部材を回転させた状態で、前記ピン部材の先端部が被接合物の被接合部を押圧するように、前記直動駆動器及び前記回転駆動器を制御する(A)と、前記ピン部材の先端部が第1位置にまで到達するように、前記直動駆動器及び前記回転駆動器を制御する(B)と、前記(B)の後、前記ピン部材を回転させた状態で、前記ピン部材及び前記ショルダ部材を前記被接合部から引き抜くように、前記直動駆動器及び前記回転駆動器を制御する(C)と、を実行するように構成されていて、前記第1位置は、前記ピン部材の先端部が当該位置まで到達することにより、前記被接合物の被接合部に前記第1刻印が印される位置である。 In order to solve the above-mentioned conventional problems, the friction stir welding apparatus according to the present invention is formed in a cylindrical shape, and is configured to be capable of rotating around an axis and moving forward and backward along the axis. The pin member is formed in a cylindrical shape, the pin member is inserted therein, and the shoulder member is configured to be able to move forward and backward in a direction along the axis, and the pin member is described as described above. A rotary drive that rotates around an axis, a linear drive that moves the pin member and the shoulder member forward and backward along the axis, and a control device are provided, and a first surface of the shoulder member has a first surface. The engraving is formed, and in the state where the pin member is rotated, the control device has the linear drive and the rotary drive so that the tip of the pin member presses the bonded portion of the object to be welded. (A), the linear drive and the rotary drive are controlled so that the tip of the pin member reaches the first position (B), and after the (B), (C) to control the linear drive and the rotary drive so as to pull out the pin member and the shoulder member from the joined portion in a state where the pin member is rotated is executed. The first position is a position where the first marking is marked on the joined portion of the object to be joined when the tip end portion of the pin member reaches the position.
これにより、ピン部材及びショルダ部材が第1位置に到達すると、被接合物の被接合部に、第1刻印が印される。一方、ピン部材の先端部が摩耗しているような場合、又は直動駆動器等に不具合が生じているような場合等には、ピン部材及びショルダ部材が第1位置にまで到達しない。このため、ピン部材の圧入により押し出される軟化した部分の体積が、正常な場合に比して小さくなり、押し出された軟化した部分とショルダ部材の先端面との当接が不充分となり、被接合物の被接合部には、第1刻印が充分に印されない。したがって、第1刻印が印されているか否かで、被接合部が所定の接合強度に達しているか否かを正確に判定することができ得る。 As a result, when the pin member and the shoulder member reach the first position, the first marking is marked on the jointed portion of the object to be joined. On the other hand, when the tip of the pin member is worn, or when there is a problem with the linear motion drive or the like, the pin member and the shoulder member do not reach the first position. For this reason, the volume of the softened portion extruded by press-fitting the pin member becomes smaller than in the normal case, and the contact between the extruded softened portion and the tip surface of the shoulder member becomes insufficient, and the joint is joined. The first marking is not sufficiently marked on the jointed portion of the object. Therefore, it is possible to accurately determine whether or not the jointed portion has reached a predetermined joint strength based on whether or not the first stamp is marked.
また、本発明に係る摩擦攪拌接合装置の運転方法は、被接合物を摩擦熱で軟化させることにより接合する摩擦攪拌接合装置の運転方法であって、前記摩擦攪拌接合装置は、円柱状に形成され、軸線周りの回転と該軸線に沿った方向への進退移動とが可能なように構成されているピン部材と、円筒状に形成され、前記ピン部材が内部に挿通されており、前記軸線に沿った方向への進退移動が可能なように構成されているショルダ部材と、前記ピン部材を前記軸線周りに回転させる回転駆動器と、前記ピン部材及び前記ショルダ部材を前記軸線に沿って進退移動させる直動駆動器と、を備え、前記ショルダ部材の先端面には、第1刻印が形成され、前記ピン部材を回転させた状態で、前記ピン部材の先端部が前記被接合物の被接合部を押圧するように、前記直動駆動器及び前記回転駆動器が動作する(A)と、前記ピン部材の先端部が第1位置にまで到達するように、前記直動駆動器及び前記回転駆動器が動作する(B)と、前記(B)の後、前記ピン部材を回転させた状態で、前記ピン部材及び前記ショルダ部材を前記被接合部から引き抜くように、前記直動駆動器及び前記回転駆動器が動作する(C)と、を備え、前記第1位置は、前記ピン部材の先端部が当該位置まで到達することにより、前記被接合物の被接合部に前記第1刻印が印される位置である。 Further, the operation method of the friction stir welding device according to the present invention is a method of operating a friction stir welding device that joins by softening the object to be joined by frictional heat, and the friction stir welding device is formed in a cylindrical shape. The pin member is formed in a cylindrical shape and is formed in a cylindrical shape so as to be able to rotate around the axis and move forward and backward along the axis, and the pin member is inserted inside the axis. A shoulder member configured to be able to move forward and backward along the axis, a rotary drive for rotating the pin member around the axis, and the pin member and the shoulder member moving forward and backward along the axis. A linear drive for movement is provided, and a first marking is formed on the tip surface of the shoulder member, and the tip of the pin member is covered with the object to be welded while the pin member is rotated. When the linear drive and the rotary drive operate so as to press the joint portion (A), the linear drive and the rotary drive so that the tip of the pin member reaches the first position. When the rotary drive is operated (B), after the (B), the linear drive is such that the pin member and the shoulder member are pulled out from the joined portion in a state where the pin member is rotated. And (C) in which the rotary drive is operated, the first position is the first marking on the joined portion of the object to be joined by the tip of the pin member reaching the position. Is the position where is marked.
これにより、ピン部材及びショルダ部材が第1位置に到達すると、被接合物の被接合部に、第1刻印が印される。一方、ピン部材の先端部が摩耗しているような場合、又は直動駆動器等に不具合が生じているような場合等には、ピン部材及びショルダ部材が第1位置にまで到達しない。このため、ピン部材の圧入により押し出される軟化した部分の体積が、正常な場合に比して小さくなり、押し出された軟化した部分とショルダ部材の先端面との当接が不充分となり、被接合物の被接合部には、第1刻印が充分に印されない。したがって、第1刻印が印されているか否かで、被接合部が所定の接合強度に達しているか否かを正確に判定することができ得る。 As a result, when the pin member and the shoulder member reach the first position, the first marking is marked on the jointed portion of the object to be joined. On the other hand, when the tip of the pin member is worn, or when there is a problem with the linear motion drive or the like, the pin member and the shoulder member do not reach the first position. For this reason, the volume of the softened portion extruded by press-fitting the pin member becomes smaller than in the normal case, and the contact between the extruded softened portion and the tip surface of the shoulder member becomes insufficient, and the joint is joined. The first marking is not sufficiently marked on the jointed portion of the object. Therefore, it is possible to accurately determine whether or not the jointed portion has reached a predetermined joint strength based on whether or not the first stamp is marked.
本発明の上記目的、他の目的、特徴、及び利点は、添付図面参照の下、以下の好適な実施形態の詳細な説明から明らかにされる。 The above objectives, other objectives, features, and advantages of the present invention will be apparent from the following detailed description of preferred embodiments with reference to the accompanying drawings.
本発明に係る摩擦攪拌接合装置及びその運転方法によれば、簡易な構成で、従来の摩擦攪拌接合装置に比して、所定の接合強度に達しているか否かを正確に判定することができ得る。 According to the friction stir welding apparatus and the operation method thereof according to the present invention, it is possible to accurately determine whether or not a predetermined bonding strength is reached as compared with the conventional friction stir welding apparatus with a simple configuration. obtain.
以下、本発明の好ましい実施の形態を、図面を参照しながら説明する。なお、以下では全ての図を通じて同一又は相当する要素には同一の参照符号を付して、その重複する説明を省略する。また、全ての図面において、本発明を説明するために必要となる構成要素を抜粋して図示しており、その他の構成要素については図示を省略している場合がある。さらに、本発明は以下の実施の形態に限定されない。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following, the same or corresponding elements are designated by the same reference numerals throughout all the figures, and the overlapping description thereof will be omitted. Further, in all the drawings, the components necessary for explaining the present invention are excerpted and shown, and the drawings of other components may be omitted. Furthermore, the invention is not limited to the following embodiments.
(実施の形態1)
本実施の形態1に係る摩擦攪拌接合装置は、円柱状に形成され、軸線周りの回転と該軸線に沿った方向への進退移動とが可能なように構成されているピン部材と、円筒状に形成され、ピン部材が内部に挿通されており、軸線に沿った方向への進退移動が可能なように構成されているショルダ部材と、ピン部材を軸線周りに回転させる回転駆動器と、ピン部材及びショルダ部材を軸線に沿って進退移動させる直動駆動器と、制御装置と、を備え、ショルダ部材の先端面には、第1刻印が形成され、制御装置は、ピン部材を回転させた状態で、ピン部材の先端部が被接合物の被接合部を押圧するように、直動駆動器及び回転駆動器を制御する(A)と、ピン部材の先端部が第1位置にまで到達するように、直動駆動器及び回転駆動器を制御する(B)と、(B)の後、ピン部材を回転させた状態で、ピン部材及びショルダ部材を被接合部から引き抜くように、直動駆動器及び回転駆動器を制御する(C)と、を実行するように構成されていて、第1位置は、ピン部材の先端部が当該位置まで到達することにより、被接合物の被接合部に第1刻印が印される位置である。
(Embodiment 1)
The friction stir welding apparatus according to the first embodiment has a pin member formed in a cylindrical shape and configured to be capable of rotating around an axis and moving forward and backward along the axis, and a cylindrical shape. A shoulder member that is formed in the above and has a pin member inserted inside so that it can move forward and backward along the axis, a rotary drive that rotates the pin member around the axis, and a pin. A linear drive that moves the member and the shoulder member forward and backward along the axis, and a control device are provided. A first marking is formed on the tip surface of the shoulder member, and the control device rotates the pin member. In this state, when the linear drive and the rotary drive are controlled so that the tip of the pin member presses the joined portion of the object to be joined (A), the tip of the pin member reaches the first position. After (B) and (B), the linear drive and the rotary drive are controlled so that the pin member and the shoulder member are pulled out from the joined portion while the pin member is rotated. (C) for controlling the dynamic drive and the rotary drive is configured to be executed, and the first position is to be joined by the tip of the pin member reaching the position. This is the position where the first stamp is marked on the part.
また、本実施の形態1に係る摩擦攪拌接合装置では、ピン部材の先端部は、ショルダ部材の先端面から突出するように形成されていてもよい。 Further, in the friction stir welding device according to the first embodiment, the tip portion of the pin member may be formed so as to protrude from the tip surface of the shoulder member.
以下、本実施の形態1に係る摩擦攪拌接合装置の一例について、図1~図4を参照しながら詳細に説明する。 Hereinafter, an example of the friction stir welding apparatus according to the first embodiment will be described in detail with reference to FIGS. 1 to 4.
[摩擦攪拌接合装置の構成]
図1は、本実施の形態1に係る摩擦攪拌接合装置の概略構成を示す模式図である。図2は、図1に示す摩擦攪拌接合装置におけるピン部材及びショルダ部材の先端面(下端面)の概略構成を示す模式図である。
[Structure of friction stir welding device]
FIG. 1 is a schematic diagram showing a schematic configuration of a friction stir welding apparatus according to the first embodiment. FIG. 2 is a schematic diagram showing a schematic configuration of a front end surface (lower end surface) of a pin member and a shoulder member in the friction stir welding device shown in FIG.
図1に示すように、本実施の形態1に係る摩擦攪拌接合装置100は、ピン部材1、ショルダ部材2、工具固定器3、直動駆動器4、回転駆動器5、裏当て支持部材6、裏当て部材7、ロボット8、及び制御装置110を備えていて、被接合物Wの被接合部Waを摩擦熱で軟化させて、接合するように構成されている。
As shown in FIG. 1, the friction
被接合物Wは、本実施の形態1においては、板状の第1部材W1と板状の第2部材W2で構成されている。第1部材W1は、金属材料(例えば、アルミニウム)、熱可塑性プラスチック(例えば、ポリアミド)、及び繊維強化プラスチック(例えば、炭素繊維強化プラスチック)のうち、少なくとも1つの材料を用いてもよく、第2部材W2は、第1部材W1とは異なる金属材料(例えば、鋼)を用いてもよい。 In the first embodiment, the object to be joined W is composed of a plate-shaped first member W1 and a plate-shaped second member W2. The first member W1 may use at least one of a metal material (for example, aluminum), a thermoplastic (for example, polyamide), and a fiber reinforced plastic (for example, carbon fiber reinforced plastic), and the second member W1 may be used. The member W2 may use a metal material (for example, steel) different from that of the first member W1.
なお、本実施の形態1においては、被接合物Wを板状の第1部材W1と板状の第2部材W2で構成されている形態を採用したが、これに限定されず、被接合物W(第1部材W1及び第2部材W2)の形状は任意であり、例えば、直方体状であってもよく、円弧状に形成されていてもよい。 In the first embodiment, the object to be joined W is composed of the plate-shaped first member W1 and the plate-shaped second member W2, but the method is not limited to this, and the object to be joined is not limited to this. The shape of W (first member W1 and second member W2) is arbitrary, and may be, for example, a rectangular parallelepiped shape or an arc shape.
ピン部材1、ショルダ部材2、工具固定器3、直動駆動器4、及び回転駆動器5は、C型ガン(C型フレーム)で構成される裏当て支持部材6の上部に設けられている。また、裏当て支持部材6の下部には、裏当て部材7が設けられている。ピン部材1及びショルダ部材2と、裏当て部材7と、は互いに対向する位置で裏当て支持部材6に取り付けられている。裏当て支持部材6は、ロボット8の先端に取り付けられている。ロボット8としては、水平多関節型・垂直多関節型などのロボットを採用することができる。
The
なお、本実施の形態1に係る摩擦攪拌接合装置100は、ロボット8に適用される場合に限定されるものではなく、例えば、NC工作機械、大型のCフレーム、及びオートリベッター等の公知の加工用機器に適用してもよい。
The friction
また、本実施の形態1においては、裏当て支持部材6がC型ガンで構成されている形態を採用したが、これに限定されない。裏当て支持部材6は、ピン部材1及びショルダ部材2を進退移動可能に支持するとともに、ピン部材1及びショルダ部材2に対向する位置に裏当て部材7を支持することができれば、どのように構成されていてもよい。
Further, in the first embodiment, the
裏当て部材7は、平板状に形成されていて、被接合物Wを支持するように構成されている。なお、裏当て部材7は、摩擦攪拌接合を実施できるように、被接合物Wを適切に支持することができるものであれば、その構成は特に限定されない。裏当て部材7は、例えば、複数の様々な形状を有する裏当て部材が別途準備され、被接合物Wの形状に応じて、交換できるように構成されていてもよい。
The
ピン部材1及びショルダ部材2は、工具固定器3により支持されており、直動駆動器4によって、上下方向に進退駆動されるように構成されている。直動駆動器4としては、例えば、電動モータ(サーボモータ)とボールネジ又はリニアガイド等を用いてもよく、エアシリンダ等を用いてもよい。
The
また、ピン部材1は、略円柱形に形成されていて、回転駆動器5により、ピン部材1の軸線Xr回りに回転可能に構成されている。回転駆動器5としては、例えば、電動モータ(サーボモータ)を用いてもよい。
Further, the
ショルダ部材2は、中空を有する略円筒状に形成されていて、ショルダ部材2の中空内には、ピン部材1が内挿されている。また、本実施の形態1においては、ピン部材1の先端面1aが、ショルダ部材2の先端面2aよりも突出するように、ピン部材1及びショルダ部材2が配置されている。具体的には、ピン部材1の先端面1aが、ショルダ部材2の先端面2aよりも、予め設定されている所定の第1突出量H分だけ突出するように配置されている。
The
ここで、第1突出量は、予め実験等により設定することができる。例えば、ピン部材1の先端面1aのショルダ部材2の先端面2aに対する突出量(以下、ピン部材1の先端部の突出量という)を変えて、被接合部Waを接合する。ついで、接合した被接合部Waの接合強度を測定して、ピン部材1の先端部の突出量と、被接合部Waの接合強度と、の関係示すグラフを作成する。そして、当該グラフから、所定の接合強度(例えば、JIS 3140の規格を満たす強度)以上となる突出量を算出して、当該算出した突出量を第1突出量Hとして設定してもよい。
Here, the first protrusion amount can be set in advance by an experiment or the like. For example, the bonded portion Wa is joined by changing the protruding amount of the
また、図2に示すように、ショルダ部材2の先端面2aには、第1刻印101が形成されている。第1刻印101としては、例えば、文字、図形、記号、及び立体的形状のうち、少なくとも1つの形状で構成されていてればよい。本実施の形態1においては、第1刻印101は、四角形状と、OKという文字形状と、で構成されていて、ショルダ部材2の先端面2aの2ヶ所に形成されている。
Further, as shown in FIG. 2, the
なお、本実施の形態1においては、ピン部材1及びショルダ部材2が、直動駆動器4により、進退移動可能に構成されている形態を採用したが、これに限定されない。ピン部材1及びショルダ部材2が、それぞれ独立して、進退移動可能に構成されている形態を採用してもよい。
In the first embodiment, the
制御装置110は、マイクロプロセッサ、CPU等の演算処理器と、ROM、RAM等の記憶器と、カレンダー機能を有する時計器と、を備えている(図示せず)。記憶器には、基本プログラム、各種固定データ等の情報が記憶されている。演算処理器は、記憶器に記憶された基本プログラム等のソフトウェアを読み出して実行することにより、直動駆動器4、回転駆動器5、及びロボット8の各種動作を制御する。
The
なお、制御装置110は、集中制御する単独の制御装置110によって構成されていてもよいし、互いに協働して分散制御する複数の制御装置110によって構成されていてもよい。また、制御装置110は、マイクロコンピュータで構成されていてもよく、MPU、PLC(Programmable Logic Controller)、論理回路等によって構成されていてもよい。
The
[摩擦攪拌接合装置の動作(摩擦攪拌接合装置の運転方法)及び作用効果]
次に、本実施の形態1に係る摩擦攪拌接合装置1の動作(運転方法)及び作用効果について、図1~図4を参照しながら説明する。なお、以下の動作は、制御装置110の演算処理器が、記憶器に格納されているプログラムを読み出すことにより実行される。
[Operation of friction stir welding device (operation method of friction stir welding device) and action effect]
Next, the operation (operation method) and the effect of the friction
図3は、本実施の形態1に係る摩擦攪拌接合装置の動作の一例を示すフローチャートである。図4は、本実施の形態1に係る摩擦攪拌接合装置の要部を示す模式図であり、摩擦攪拌接合を実行している状態を示す。 FIG. 3 is a flowchart showing an example of the operation of the friction stir welding apparatus according to the first embodiment. FIG. 4 is a schematic view showing a main part of the friction stir welding apparatus according to the first embodiment, and shows a state in which friction stir welding is executed.
まず、作業者が裏当て部材7の上面に被接合物Wを載置する。ついで、作業者が入力器(図示せず)を操作して、制御装置110に被接合物Wの接合実行を入力する。
First, the operator places the object to be joined W on the upper surface of the
すると、図3に示すように、制御装置110は、回転駆動器5を駆動させて、ピン部材1を所定の回転数(例えば、500~3000rpm)で回転させる(ステップS101)。ついで、制御装置110は、ピン部材1を回転させた状態で、直動駆動器4を駆動させて、ピン部材1及びショルダ部材2を進行させて、ピン部材1の先端面1aを被接合物Wの点接合部Waに当接させる(ステップS102)。
Then, as shown in FIG. 3, the
次に、制御装置110は、ピン部材1の先端部が予め設定されている所定の第1位置まで移動するように、直動駆動器4を駆動させる(ステップS103)。このとき、制御装置110は、ピン部材1が予め設定された所定の押圧力(例えば、4kN~70kN)で被接合物Wを押圧するように、直動駆動器4を制御する。
Next, the
なお、所定の回転数及び所定の押圧力は、予め実験等により、適宜設定することができる。また、ピン部材1の先端部の位置情報は、直動駆動器4に設けられている位置検出器(エンコーダ)、又はピン部材1の移動量を検出する位置検出器により検出されて、制御装置110に出力される。
The predetermined rotation speed and the predetermined pressing force can be appropriately set by experiments or the like in advance. Further, the position information of the tip portion of the
ここで、第1位置は、摩擦攪拌接合装置100が正常な状態のときに、被接合物Wの被接合部Waに第1刻印101が印される位置をいう。また、第1位置は、第2部材W2の第1部材W1と当接する面を0%とし、第2部材W2の裏当て部材7と当接する面を100%とした場合に、0%より大きく、かつ、100%未満の間で任意に設定することができる。
Here, the first position refers to the position where the
なお、接合強度を向上させる観点から、第1位置は、第2部材W2の裏当て部材7と当接する面に近い方がよく、25%以上であってもよく、50%以上であってもよく、75%以上であってもよく、80%以上であってもよく、90%以上であってもよく、95%以上であってもよい。
From the viewpoint of improving the joint strength, the first position should be closer to the surface of the second member W2 that comes into contact with the
これにより、ピン部材1が、被接合物Wの被接合部Waに当接し、ピン部材1の先端部と被接合部Waとの摩擦により、摩擦熱が発生し、被接合物Wの被接合部Waが軟化されて、塑性流動が生じる。
As a result, the
そして、図4に示すように、ピン部材1の先端部が、被接合部Waの内部に圧入されることにより、第2部材W2の軟化部分である第2軟化部分42が、第1部材W1の軟化部分である第1軟化部分41に入り込む(突き刺さる)。
Then, as shown in FIG. 4, the tip portion of the
このとき、本実施の形態1に係る摩擦攪拌接合装置100では、ショルダ部材2が回転せず、ピン部材1のみが回転するように構成されている。これにより、ピン部材1の先端部の圧入により押しのけられた、第1軟化部分41が、ショルダ部材2の先端面2aと当接して、第1刻印101が印される。
At this time, in the friction
なお、ピン部材1の先端部が摩耗しているような場合、又は直動駆動器4等に不具合が生じているような場合等、摩擦攪拌接合装置100が正常な状態ではない場合には、ピン部材1の先端部を第1位置まで到達するように、直動駆動器4を制御しても、ピン部材1の先端部が第1位置まで到達することができない。
If the friction
このため、ピン部材1の先端部の圧入により、押し出される第1軟化部分41及び第2軟化部分42の体積が、正常な場合に比して小さくなり、押し出された第1軟化部分41とショルダ部材2の先端面2aとの当接が不充分となる。これにより、被接合物Wの被接合部Waには、第1刻印101が充分に印されない。
Therefore, the volumes of the first softened
したがって、第1刻印101が、被接合部Waに印されているか否かを検知することで、被接合部Waが、所定の接合強度に達しているか否かを正確に判定することができ得る。
Therefore, by detecting whether or not the
次に、制御装置110は、図示されない位置検知器が検知した、ピン部材1の先端部の位置情報を基に、ピン部材1の先端部が、第1位置まで到達したか否かを判定する(ステップS104)。制御装置110は、ピン部材1の先端部が、第1位置まで到達していないと判定した場合(ステップS104でNo)には、ピン部材1の先端部が、第1位置まで到達するまで、ステップS103~ステップS104の各処理を実行する。一方、制御装置110は、ピン部材1の先端部が、第1位置まで到達していると判定した場合(ステップS104でYes)には、ステップS105の処理を実行する。
Next, the
ステップS105では、制御装置110は、ピン部材1を回転させた状態で、ピン部材1の先端部1aを被接合部Waから引き抜くように、直動駆動器4を駆動させる。そして、制御装置110は、ピン部材1の先端部1aが、被接合部Waから引き抜かれると、ピン部材1の回転を停止するように、回転駆動器5を停止させて、本プログラムを終了する。なお、複数の被接合部Waを接合する場合には、制御装置110は、ピン部材1の回転を停止させずに、次の被接合部Waの接合を開始するように構成されていてもよい。
In step S105, the
このように構成された、本実施の形態1に係る摩擦攪拌接合装置100では、被接合物Wに対して、摩擦攪拌接合を実行することにより、第2部材W2の第2軟化部分42が、第1部材W1の第1軟化部分41に入り込み、引張せん断に対する強度が高くなり、相対的に剥離強度も高くなるといったアンカー効果が得られる。
In the friction
また、本実施の形態1に係る摩擦攪拌接合装置100では、ショルダ部材2が回転しないように構成され、かつ、制御装置110が、ピン部材1の先端部が第1位置まで移動するように、直動駆動器4を駆動させるように構成されている。
Further, in the friction
これにより、摩擦攪拌接合装置100が正常である場合には、ピン部材1の先端部の圧入により押しのけられた、第1軟化部分41が、ショルダ部材2の先端面2aと当接して、第1刻印101が印される。
As a result, when the friction
なお、ピン部材1の先端部が摩耗しているような場合、又は直動駆動器4の位置検知器等に不具合が生じているような場合等、摩擦攪拌接合装置100が正常な状態ではない場合には、ピン部材1の先端部を第1位置まで到達するように、直動駆動器4を制御しても、ピン部材1の先端部が第1位置まで到達することができない。
The friction
このため、ピン部材1の先端部の圧入により、押し出される第1軟化部分41及び第2軟化部分42の体積が、正常な場合に比して小さくなり、押し出された第1軟化部分41とショルダ部材2の先端面2aとの当接が不充分となる。これにより、被接合物Wの被接合部Waには、第1刻印101が充分に印されない。
Therefore, the volumes of the first softened
したがって、第1刻印101が、被接合部Waに印されているか否かを検知することで、被接合部Waが、所定の接合強度に達しているか否かを正確に判定することができ得る。
Therefore, by detecting whether or not the
[変形例1]
次に、本実施の形態1に係る摩擦攪拌接合装置の変形例について、説明する。
[Modification 1]
Next, a modified example of the friction stir welding device according to the first embodiment will be described.
本実施の形態1における変形例1の摩擦攪拌接合装置は、ピン部材の先端部における、ショルダ部材の先端面から突出する長さ寸法を変更するように構成されている、調整器をさらに備える。 The friction stir welding device of the first modification in the first embodiment further includes an adjuster configured to change the length dimension of the tip portion of the pin member protruding from the tip surface of the shoulder member.
また、本変形例1の摩擦攪拌接合装置では、調整器が、ショルダ部材に対して、ピン部材を進退させるように構成されていてもよい。
Further, in the friction stir welding device of the
以下、本変形例1の摩擦攪拌接合装置の一例について、図5を参照しながら説明する。
Hereinafter, an example of the friction stir welding apparatus of the
図5は、本実施の形態1における変形例1の摩擦攪拌接合装置の概略構成を示す模式図である。 FIG. 5 is a schematic diagram showing a schematic configuration of the friction stir welding device of the modified example 1 in the first embodiment.
図5に示すように、本変形例1の摩擦攪拌接合装置100は、実施の形態1に係る摩擦攪拌接合装置100と基本的構成は同じであるが、ピン部材1の先端部における、ショルダ部材2の先端面2aから突出する長さ寸法を変更するように構成されている、調整器9をさらに備える点が異なる。本変形例1においては、調整器9は、ショルダ部材2に対して、ピン部材1を進退させるように構成されている。調整器9としては、例えば、直動アクチュエータで構成されていてもよく、エアシリンダ等を用いてもよく、又は電動モータ(サーボモータ)とボールネジ又はリニアガイド等を用いてもよい。
As shown in FIG. 5, the friction
このように構成された、本変形例1の摩擦攪拌接合装置100であっても、実施の形態1に係る摩擦攪拌接合装置100と同様の作用効果を奏する。
Even the friction
また、本変形例1の摩擦攪拌接合装置100では、ピン部材1の先端部における、ショルダ部材2の先端面2aから突出する長さ寸法を変更するように構成されている、調整器9を備えている。これにより、被接合物の材料(材質)又は厚み寸法によって、適宜、ピン部材1の突出量を自由に変更することができ、被接合部Waの接合強度を変更することができる。
Further, the friction
[変形例2]
本実施の形態1における変形例2の摩擦攪拌接合装置は、調整器は、ピン部材に対してショルダ部材を進退させるように構成されている。
[Modification 2]
In the friction stir welding device of the second modification in the first embodiment, the regulator is configured to advance and retreat the shoulder member with respect to the pin member.
以下、本変形例2の摩擦攪拌接合装置の一例について、図6を参照しながら説明する。
Hereinafter, an example of the friction stir welding apparatus of the
図6は、本実施の形態1における変形例2の摩擦攪拌接合装置の概略構成を示す模式図である。
FIG. 6 is a schematic diagram showing a schematic configuration of the friction stir welding device of the
図6に示すように、本変形例2の摩擦攪拌接合装置100は、実施の形態1における変形例1の摩擦攪拌接合装置100と基本的構成は同じであるが、調整器9が、ピン部材1に対してショルダ部材2を進退させるように構成されている点が異なる。
As shown in FIG. 6, the friction
このように構成された、本変形例2の摩擦攪拌接合装置100であっても、実施の形態1における変形例1の摩擦攪拌接合装置100と同様の作用効果を奏する。
Even the friction
(実施の形態2)
本実施の形態2に係る摩擦攪拌接合装置は、円柱状に形成され、軸線周りの回転と該軸線に沿った方向への進退移動とが可能なように構成されているピン部材と、円筒状に形成され、ピン部材が内部に挿通されており、軸線に沿った方向への進退移動が可能なように構成されているショルダ部材と、ピン部材を軸線周りに回転させる回転駆動器と、ピン部材及びショルダ部材を軸線に沿って進退移動させる直動駆動器と、制御装置と、を備え、ショルダ部材の先端面には、第1刻印が形成され、制御装置は、ピン部材を回転させた状態で、ピン部材の先端部が被接合物の被接合部を押圧するように、直動駆動器及び回転駆動器を制御する(A)と、被接合物の被接合部に第1刻印が印されるように、予め設定されている所定の第1時間、直動駆動器及び回転駆動器を動作させる(B1)と、(B1)の後、ピン部材を回転させた状態で、ピン部材及びショルダ部材を被接合部から引き抜くように、直動駆動器及び回転駆動器を制御する(C)と、を実行するように構成されている。
(Embodiment 2)
The friction stir welding device according to the second embodiment has a pin member formed in a cylindrical shape and configured to be capable of rotating around an axis and moving forward and backward along the axis, and a cylindrical shape. A shoulder member that is formed in the above and has a pin member inserted inside so that it can move forward and backward along the axis, a rotary drive that rotates the pin member around the axis, and a pin. A linear drive that moves the member and the shoulder member forward and backward along the axis, and a control device are provided. A first marking is formed on the tip surface of the shoulder member, and the control device rotates the pin member. In this state, when the linear drive and the rotary drive are controlled so that the tip of the pin member presses the bonded portion of the object to be joined (A), the first marking is made on the bonded portion of the object to be welded. As marked, the pin member is operated for a predetermined first time set in advance (B1), and after (B1), the pin member is rotated. And (C), which controls the linear drive and the rotary drive so as to pull out the shoulder member from the joined portion, is configured to be executed.
以下、本実施の形態2に係る摩擦攪拌接合装置の一例について、図7を参照しながら説明する。なお、本実施の形態2に係る摩擦攪拌接合装置は、実施の形態1に係る摩擦攪拌接合装置と構成は同じであるため、その詳細な説明は省略する。 Hereinafter, an example of the friction stir welding apparatus according to the second embodiment will be described with reference to FIG. 7. Since the friction stir welding apparatus according to the second embodiment has the same configuration as the friction stir welding apparatus according to the first embodiment, detailed description thereof will be omitted.
[摩擦攪拌接合装置の動作及び作用効果]
図7は、本実施の形態2に係る摩擦攪拌接合装置の動作の一例を示すフローチャートである。
[Operation and effect of friction stir welding device]
FIG. 7 is a flowchart showing an example of the operation of the friction stir welding apparatus according to the second embodiment.
まず、実施の形態1に係る摩擦攪拌接合装置100と同様に、作業者が裏当て部材7の上面に被接合物Wを載置する。ついで、作業者が入力器(図示せず)を操作して、制御装置110に被接合物Wの接合実行を入力する。
First, similarly to the friction
すると、図7に示すように、制御装置110は、回転駆動器5を駆動させて、ピン部材1を所定の回転数(例えば、500~3000rpm)で回転させる(ステップS201)。ついで、制御装置110は、ピン部材1を回転させた状態で、直動駆動器4を駆動させて、ピン部材1及びショルダ部材2を進行させて、ピン部材1の先端面1aを被接合物Wの点接合部Waに当接させる(ステップS202)。
Then, as shown in FIG. 7, the
次に、制御装置110は、ピン部材1の先端部が被接合物Wの被接合部Wa内に圧入するように、直動駆動器4を駆動させる(ステップS203)。このとき、制御装置110は、ピン部材1が予め設定された所定の押圧力(例えば、4kN~70kN)で被接合物Wを押圧するように、直動駆動器4を制御する。
Next, the
これにより、ピン部材1が回転しながら、被接合物Wの被接合部Waに当接し、ピン部材1の先端部と被接合部Waとの摩擦により、摩擦熱が発生し、被接合物Wの被接合部Waが軟化されて、塑性流動が生じる。
As a result, while the
そして、ピン部材1の先端部が、被接合部Waの内部に圧入されることにより、第2部材W2の軟化部分である第2軟化部分42が、第1部材W1の軟化部分である第1軟化部分41に入り込む。
Then, the tip portion of the
次に、制御装置110は、ステップS203で直動駆動器4を駆動させてから経過した時間を時計部から取得する(ステップS204)。ついで、制御装置110は、ステップS204で取得した時間(直動駆動器4を駆動させてから経過した時間)が、予め設定されている第1時間を経過したか否かを判定する(ステップS205)。
Next, the
ここで、第1時間は、摩擦攪拌接合装置100が正常な状態のときに、被接合物Wの被接合部Waに第1刻印101が印されるまで、ピン部材1及びショルダ部材2の先端部が移動するまでにかかる時間である。換言すると、第1時間は、ピン部材1の先端部が、第1位置にまで到達するまでにかかる時間である。第1時間は、予め実験等により、設定することができる。
Here, in the first time, when the friction
制御装置110は、ステップS204で取得した時間が、第1時間を経過していないと判定した場合(ステップS205でNo)には、ステップS204で取得した時間が、第1時間を経過するまで、ステップS204及びステップS205の処理を実行する。一方、制御装置110は、ステップS204で取得した時間が、第1時間を経過していると判定した場合(ステップS205でYes)には、ステップS206の処理を実行する。
When the
ステップS206では、制御装置110は、ピン部材1を回転させた状態で、ピン部材1の先端部1aを被接合部Waから引き抜くように、直動駆動器4を駆動させる。そして、制御装置110は、ピン部材1の先端部1aが、被接合部Waから引き抜かれると、ピン部材1の回転を停止するように、回転駆動器5を停止させて、本プログラムを終了する。なお、複数の被接合部Waを接合する場合には、制御装置110は、ピン部材1の回転を停止させずに、次の被接合部Waの接合を開始するように構成されていてもよい。
In step S206, the
このように構成された、本実施の形態2に係る摩擦攪拌接合装置100であっても、実施の形態1に係る摩擦攪拌接合装置100と同様の作用効果を奏する。
Even the friction
(実施の形態3)
本実施の形態3に係る摩擦攪拌接合装置は、実施の形態1(変形例を含む)又は実施の形態2に係る摩擦攪拌接合装置において、ショルダ部材の先端面には、凹部が形成されていて、凹部の底面には、第2刻印が形成されている。
(Embodiment 3)
The friction stir welding device according to the third embodiment is the friction stir welding device according to the first embodiment (including a modification) or the second embodiment, in which a recess is formed on the tip surface of the shoulder member. A second marking is formed on the bottom surface of the recess.
以下、本実施の形態3に係る摩擦攪拌接合装置の一例について、図8及び図9を参照しながら説明する。 Hereinafter, an example of the friction stir welding apparatus according to the third embodiment will be described with reference to FIGS. 8 and 9.
[摩擦攪拌接合装置の構成]
図8は、本実施の形態3に係る摩擦攪拌接合装置の概略構成を示す模式図である。図9は、図8に示す摩擦攪拌接合装置におけるピン部材及びショルダ部材の先端面(下端面)の概略構成を示す模式図である。なお、図9においては、凹部の底面を理解しやすくするために、ハッチングを記している。
[Structure of friction stir welding device]
FIG. 8 is a schematic diagram showing a schematic configuration of the friction stir welding apparatus according to the third embodiment. FIG. 9 is a schematic view showing a schematic configuration of a front end surface (lower end surface) of a pin member and a shoulder member in the friction stir welding device shown in FIG. In FIG. 9, hatching is shown to make it easier to understand the bottom surface of the recess.
図8及び図9に示すように、本実施の形態3に係る摩擦攪拌接合装置100は、実施の形態1に係る摩擦攪拌接合装置100と基本的構成は同じであるが、ショルダ部材2の先端面2aに凹部20が形成されていて、当該凹部20の底面には、第2刻印102が形成されている点が異なる。なお、本実施の形態3においては、凹部20は、2ヶ所に形成されている。
As shown in FIGS. 8 and 9, the friction
凹部20の深さ寸法は、予め実験等により、設定することができる。凹部20の深さ寸法は、例えば、ピン部材1の先端部の摩耗を早期に検知するから、0.5mm以上としてもよく、ピン部材1を交換する等のメンテナンスを実行する時期を検知する観点から、3.0mmとしてもよい。
The depth dimension of the
第2刻印102としては、例えば、文字、図形、記号、及び立体的形状のうち、少なくとも1つの形状で構成されていてればよく、第1刻印101と異なる形状で構成されていてもよい。本実施の形態3においては、第2刻印102は、四角形状と、OK2という文字形状と、で構成されている。
The
このように構成された、本実施の形態3に係る摩擦攪拌接合装置100であっても、実施の形態1に係る摩擦攪拌接合装置100と同様の作用効果を奏する。
Even the friction
また、本実施の形態3に係る摩擦攪拌接合装置100では、ショルダ部材2の先端面2aに凹部20が形成されていて、当該凹部20の底面には、第2刻印102が形成されている。
Further, in the friction
これにより、被接合物Wの被接合部Waに第1刻印101と第2刻印102が印されている場合には、被接合部Waの接合強度が充分であることを正確に判定することができると共に、ピン部材1の先端部が摩耗していない状態である等、メンテナンスを実行しなくてもよいことを判断することができる。
As a result, when the
また、被接合物Wの被接合部Waに第1刻印101が印されていて、第2刻印102が印されていない場合には、被接合部Waの接合強度が充分であることを正確に判定することができると共に、メンテナンスを実行する必要があることを判断することができる。
Further, when the
上記説明から、当業者にとっては、本発明の多くの改良又は他の実施形態が明らかである。したがって、上記説明は、例示としてのみ解釈されるべきであり、本発明を実行する最良の形態を当業者に教示する目的で提供されたものである。本発明の要旨を逸脱することなく、その構造及び/又は機能の詳細を実質的に変更できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組合せにより種々の発明を形成できる。 From the above description, many improvements or other embodiments of the present invention will be apparent to those skilled in the art. Therefore, the above description should be construed as an example only and is provided for the purpose of teaching those skilled in the art the best mode of carrying out the invention. The details of its structure and / or function can be substantially changed without departing from the gist of the present invention. In addition, various inventions can be formed by an appropriate combination of the plurality of components disclosed in the above-described embodiment.
本発明の摩擦攪拌接合装置及びその運転方法は、簡易な構成で、従来の摩擦攪拌接合装置に比して、所定の接合強度に達しているか否かを正確に判定することができ得るため、有用である。 Since the friction stir welding apparatus and the operation method thereof of the present invention have a simple configuration, it can accurately determine whether or not a predetermined bonding strength is reached as compared with the conventional friction stir welding apparatus. It is useful.
1 ピン部材
1a 先端面
2 ショルダ部材
2a 先端面
3 工具固定器
4 直動駆動器
5 回転駆動器
6 支持部材
7 裏当て部材
8 ロボット
9 調整器
20 凹部
41 第1軟化部分
42 第2軟化部分
100 摩擦攪拌接合装置
101 第1刻印
102 第2刻印
110 制御装置
H 第1突出量
W1 第1部材
W2 第2部材
Xr 軸線
1
Claims (14)
円筒状に形成され、前記ピン部材が内部に挿通されており、前記軸線に沿った方向への進退移動が可能なように構成されているショルダ部材と、
前記ピン部材を前記軸線周りに回転させる回転駆動器と、
前記ピン部材及び前記ショルダ部材を前記軸線に沿って進退移動させる直動駆動器と、
制御装置と、を備え、
前記ショルダ部材の先端面には、第1刻印が形成され、
前記制御装置は、前記ピン部材を回転させた状態で、前記ピン部材の先端部が被接合物の被接合部を押圧するように、前記直動駆動器及び前記回転駆動器を制御する(A)と、
前記ピン部材の先端部が第1位置にまで到達するように、前記直動駆動器及び前記回転駆動器を制御する(B)と、
前記(B)の後、前記ピン部材を回転させた状態で、前記ピン部材及び前記ショルダ部材を前記被接合部から引き抜くように、前記直動駆動器及び前記回転駆動器を制御する(C)と、を実行するように構成されていて、
前記第1位置は、前記ピン部材の先端部が当該位置まで到達することにより、前記被接合物の被接合部に前記第1刻印が印される位置である、摩擦攪拌接合装置。 A pin member that is formed in a columnar shape and is configured to be able to rotate around an axis and move forward and backward along the axis.
A shoulder member which is formed in a cylindrical shape, has the pin member inserted therein, and is configured to be able to move forward and backward in a direction along the axis.
A rotary drive that rotates the pin member around the axis, and
A linear drive that moves the pin member and the shoulder member forward and backward along the axis, and
Equipped with a control device,
A first marking is formed on the tip surface of the shoulder member.
The control device controls the linear drive and the rotation drive so that the tip of the pin member presses the joined portion of the object to be joined while the pin member is rotated (A). )When,
When the linear drive and the rotary drive are controlled so that the tip of the pin member reaches the first position (B),
After the (B), the linear drive and the rotation drive are controlled so as to pull out the pin member and the shoulder member from the joined portion in a state where the pin member is rotated (C). And is configured to run,
The first position is a friction stir welding device in which the first mark is marked on the bonded portion of the object to be bonded when the tip end portion of the pin member reaches the position.
円筒状に形成され、前記ピン部材が内部に挿通されており、前記軸線に沿った方向への進退移動が可能なように構成されているショルダ部材と、
前記ピン部材を前記軸線周りに回転させる回転駆動器と、
前記ピン部材及び前記ショルダ部材を前記軸線に沿って進退移動させる直動駆動器と、
制御装置と、を備え、
前記ショルダ部材の先端面には、第1刻印が形成され、
前記制御装置は、前記ピン部材を回転させた状態で、前記ピン部材の先端部が被接合物の被接合部を押圧するように、前記直動駆動器及び前記回転駆動器を制御する(A)と、
前記被接合物の被接合部に前記第1刻印が印されるように、予め設定されている所定の第1時間、前記直動駆動器及び前記回転駆動器を動作させる(B1)と、
前記(B1)の後、前記ピン部材を回転させた状態で、前記ピン部材及び前記ショルダ部材を前記被接合部から引き抜くように、前記直動駆動器及び前記回転駆動器を制御する(C)と、を実行するように構成されている、摩擦攪拌接合装置。 A pin member that is formed in a columnar shape and is configured to be able to rotate around an axis and move forward and backward along the axis.
A shoulder member which is formed in a cylindrical shape, has the pin member inserted therein, and is configured to be able to move forward and backward in a direction along the axis.
A rotary drive that rotates the pin member around the axis, and
A linear drive that moves the pin member and the shoulder member forward and backward along the axis, and
Equipped with a control device,
A first marking is formed on the tip surface of the shoulder member.
The control device controls the linear drive and the rotation drive so that the tip of the pin member presses the joined portion of the object to be joined while the pin member is rotated (A). )When,
When the linear drive and the rotary drive are operated (B1) for a predetermined first time set in advance so that the first mark is marked on the jointed portion of the object to be joined.
After the (B1), the linear drive and the rotary drive are controlled so as to pull out the pin member and the shoulder member from the joined portion in a state where the pin member is rotated (C). And, a friction stir welding device configured to perform.
前記凹部の底面には、第2刻印が形成されている、請求項1~6のいずれか1項に記載の摩擦攪拌接合装置。 A recess is formed on the tip surface of the shoulder member.
The friction stir welding apparatus according to any one of claims 1 to 6, wherein a second marking is formed on the bottom surface of the recess.
前記摩擦攪拌接合装置は、
円柱状に形成され、軸線周りの回転と該軸線に沿った方向への進退移動とが可能なように構成されているピン部材と、
円筒状に形成され、前記ピン部材が内部に挿通されており、前記軸線に沿った方向への進退移動が可能なように構成されているショルダ部材と、
前記ピン部材を前記軸線周りに回転させる回転駆動器と、
前記ピン部材及び前記ショルダ部材を前記軸線に沿って進退移動させる直動駆動器と、を備え、
前記ショルダ部材の先端面には、第1刻印が形成され、
前記ピン部材を回転させた状態で、前記ピン部材の先端部が前記被接合物の被接合部を押圧するように、前記直動駆動器及び前記回転駆動器が動作する(A)と、
前記ピン部材の先端部が第1位置にまで到達するように、前記直動駆動器及び前記回転駆動器が動作する(B)と、
前記(B)の後、前記ピン部材を回転させた状態で、前記ピン部材及び前記ショルダ部材を前記被接合部から引き抜くように、前記直動駆動器及び前記回転駆動器が動作する(C)と、を備え、
前記第1位置は、前記ピン部材の先端部が当該位置まで到達することにより、前記被接合物の被接合部に前記第1刻印が印される位置である、摩擦攪拌接合装置の運転方法。 It is an operation method of a friction stir welding device that joins by softening the object to be joined by frictional heat.
The friction stir welding device is
A pin member that is formed in a columnar shape and is configured to be able to rotate around an axis and move forward and backward along the axis.
A shoulder member which is formed in a cylindrical shape, has the pin member inserted therein, and is configured to be able to move forward and backward in a direction along the axis.
A rotary drive that rotates the pin member around the axis, and
A linear drive that moves the pin member and the shoulder member forward and backward along the axis is provided.
A first marking is formed on the tip surface of the shoulder member.
(A), the linear drive and the rotary drive operate so that the tip of the pin member presses the joined portion of the object to be joined in a state where the pin member is rotated.
When the linear drive and the rotary drive operate (B) so that the tip of the pin member reaches the first position,
After the (B), the linear drive and the rotary drive operate so as to pull out the pin member and the shoulder member from the joined portion in a state where the pin member is rotated (C). And, with
The operation method of the friction stir welding apparatus, wherein the first position is a position where the first mark is marked on the bonded portion of the bonded object when the tip end portion of the pin member reaches the position.
前記摩擦攪拌接合装置は、
円柱状に形成され、軸線周りの回転と該軸線に沿った方向への進退移動とが可能なように構成されているピン部材と、
円筒状に形成され、前記ピン部材が内部に挿通されており、前記軸線に沿った方向への進退移動が可能なように構成されているショルダ部材と、
前記ピン部材を前記軸線周りに回転させる回転駆動器と、
前記ピン部材及び前記ショルダ部材を前記軸線に沿って進退移動させる直動駆動器と、を備え、
前記ショルダ部材の先端面には、第1刻印が形成され、
前記ピン部材を回転させた状態で、前記ピン部材の先端部が前記被接合物の被接合部を押圧するように、前記直動駆動器及び前記回転駆動器が動作する(A)と、
前記被接合物の被接合部に前記第1刻印が印されるように、予め設定されている所定の第1時間、前記直動駆動器及び前記回転駆動器が動作する(B1)と、
前記(B1)の後、前記ピン部材を回転させた状態で、前記ピン部材及び前記ショルダ部材を前記被接合部から引き抜くように、前記直動駆動器及び前記回転駆動器が動作する(C)と、を備える、摩擦攪拌接合装置の運転方法。 It is an operation method of a friction stir welding device that joins by softening the object to be joined by frictional heat.
The friction stir welding device is
A pin member that is formed in a columnar shape and is configured to be able to rotate around an axis and move forward and backward along the axis.
A shoulder member which is formed in a cylindrical shape, has the pin member inserted therein, and is configured to be able to move forward and backward in a direction along the axis.
A rotary drive that rotates the pin member around the axis, and
A linear drive that moves the pin member and the shoulder member forward and backward along the axis is provided.
A first marking is formed on the tip surface of the shoulder member.
(A), the linear drive and the rotary drive operate so that the tip of the pin member presses the joined portion of the object to be joined in a state where the pin member is rotated.
When the linear drive and the rotary drive are operated for a predetermined first time set in advance so that the first mark is marked on the jointed portion of the object to be joined (B1).
After the (B1), the linear drive and the rotary drive operate so as to pull out the pin member and the shoulder member from the joined portion in a state where the pin member is rotated (C). A method of operating a friction stir welding device.
前記凹部の底面には、第2刻印が形成されている、請求項8~13のいずれか1項に記載の摩擦攪拌接合装置の運転方法。
A recess is formed on the tip surface of the shoulder member.
The method for operating a friction stir welding device according to any one of claims 8 to 13, wherein a second marking is formed on the bottom surface of the recess.
Priority Applications (2)
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