JP5987397B2 - Friction stir welding equipment - Google Patents

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Description

本発明は、ワークの摩擦撹拌接合に用いる摩擦撹拌接合装置に関するものである。   The present invention relates to a friction stir welding apparatus used for workpiece friction stir welding.

摩擦撹拌接合は、摩擦撹拌接合ツールに装備されたプローブ（棒状突起物、ピン）を、ワークの接合部に回転させながら押し付けてワーク内に没入させて、該ワークの接合部に摩擦熱を発生させて該接合部を軟化させると共に、上記プローブの回転力により、該プローブの周囲にワークの素材の塑性流動領域を形成させて撹拌混合して、複数のワークを一体に接合する手法である。かかる摩擦撹拌接合は、摩擦撹拌接合時に生じる接合反力が小さいアルミ合金材の薄板（１０ｍｍ以下）の接合を中心に利用されてきている。   In friction stir welding, the probe (rod-like protrusion, pin) equipped on the friction stir welding tool is pressed against the workpiece joint while rotating and immersed in the workpiece, and friction heat is generated at the workpiece joint. In this method, the joint is softened and a plastic flow region of the workpiece material is formed around the probe by the rotational force of the probe, and agitated and mixed to integrally join a plurality of workpieces. Such friction stir welding has been used mainly for joining thin aluminum alloy materials (less than 10 mm) with a small joining reaction force generated during friction stir welding.

摩擦撹拌接合に用いる摩擦撹拌接合ツールは、上記ワークの接合部に没入させるためのプローブの基端側に、該プローブよりも大径としてワークの接合部近傍の表面に接触させるためのショルダーを一体に設けた形式のものが主として用いられていた。   The friction stir welding tool used for friction stir welding is integrated with a shoulder for contacting the surface of the workpiece in the vicinity of the workpiece with a larger diameter than the probe on the proximal end side of the probe for immersing the workpiece in the joint. The type provided in was mainly used.

上記摩擦撹拌接合ツールを用いる摩擦撹拌接合装置は、摩擦撹拌接合ツールを回転駆動可能に備えた主軸ユニットと、接合対象のワークとについて、ワークの接合線に沿う方向となるＸ軸方向と、鉛直方向であるＺ軸方向と、上記Ｘ軸方向に直交する水平方向であるＹ軸方向の相対位置を制御する必要があることから、一般に、３軸門型加工機のような装置構成とされていた。   In the friction stir welding apparatus using the friction stir welding tool, the spindle unit provided with the friction stir welding tool so as to be rotationally driven, and the workpiece to be joined, the X-axis direction which is a direction along the workpiece joining line, and the vertical Since it is necessary to control the relative position in the Z-axis direction, which is the direction, and the Y-axis direction, which is the horizontal direction orthogonal to the X-axis direction, it is generally configured as an apparatus configuration such as a triaxial portal machine. It was.

又、摩擦撹拌されたワークの処理部に表面欠陥が発生することの抑制を目的として、たとえば、摩擦撹拌装置が、ピンと、該ピンの回転機構と、上記ピンを被加工物に押し付ける第１の押圧機構と、上記ピンを挿入するための挿入孔を備えた治具と、該治具を被加工物に摺動可能に押し付ける第２の押圧機構と、押圧制御部とを備えた構成とする。且つ、上記押圧制御部は、上記回転機構により回転するピンの先端部が上記第１の押圧機構により被加工物に没入されている状態から、上記ピン及び治具と、被加工物とを相対的に移動させながら、上記ピンの先端部が徐々に被加工物から引き抜かれるように上記第１の押圧機構を制御する機能を備えたものとすることが従来提案されている（たとえば、特許文献１参照）。   For the purpose of suppressing the occurrence of surface defects in the processing portion of the workpiece subjected to friction stirring, for example, the friction stirring device includes a pin, a rotation mechanism of the pin, and a first pressing the pin against the workpiece. A pressing mechanism, a jig provided with an insertion hole for inserting the pin, a second pressing mechanism that slidably presses the jig against a workpiece, and a pressing control unit are provided. . In addition, the pressing control unit moves the pin, the jig, and the workpiece relative to each other from the state in which the tip of the pin rotated by the rotating mechanism is immersed in the workpiece by the first pressing mechanism. In the past, it has been proposed to have a function of controlling the first pressing mechanism so that the tip of the pin is gradually pulled out from the workpiece while being moved in a moving manner (for example, Patent Documents). 1).

ところで、摩擦撹拌接合は、当初、ワークの接合部が平坦な場合に適用されていたが、近年、ワークのすみ肉の接合について摩擦撹拌接合を適用することが提案されてきている（たとえば、特許文献２参照）。   By the way, although friction stir welding was originally applied when the joint part of a workpiece | work was flat, applying friction stir welding about the joining of the fillet of a workpiece | work has been proposed in recent years (for example, patent) Reference 2).

特開２００９−１４２８４５号公報JP 2009-142845 A 特許第４２４０５７９号公報Japanese Patent No. 4240579

ところが、特許文献２に示されたワークのすみ肉の接合に摩擦撹拌接合を適用する手法は、プローブ（プローブ本体）と、該プローブの基端側の外周に配置した固定式（不回転）のショルダー（押さえブロック）とからなる摩擦撹拌接合ツールを用いるようにしてあるが、該摩擦撹拌接合ツールは、上記プローブと上記固定式のショルダーが一緒に上下動するようにしてあると共に、上記プローブのワークに対する押し付けに伴って、上記ショルダーがワークに対して押し付けられる構成となっている。そのために、以下のような問題が生じる。   However, the technique of applying friction stir welding to the joining of the fillet of the workpiece shown in Patent Document 2 is a probe (probe body) and a fixed (non-rotating) type arranged on the outer periphery of the proximal end side of the probe. A friction stir welding tool composed of a shoulder (holding block) is used, and the friction stir welding tool is configured such that the probe and the fixed shoulder move up and down together. The shoulder is pressed against the work as the work is pressed. Therefore, the following problems arise.

すなわち、上記プローブをワークに没入させるのは、ワークの接合部で軟化させたワークの素材を撹拌するためであり、一方、上記固定式のショルダーをワークの表面に押し付けるのは、上記ワークの接合部でプローブにより撹拌される軟化したワークの素材が外にはみ出さないように該ワークの面を押して成形するためである。したがって、上記プローブをワークに対して押し付けることと、上記固定式のショルダーをワークに対して押し付けることでは、目的が全く異なり、それぞれの目的に応じた適正な押し圧は相違する。しかし、上記特許文献２に示されたものでは、上記プローブの押し圧と、上記固定式のショルダーの押し圧の双方を適正に設定することは困難である。   That is, the probe is immersed in the workpiece in order to stir the material of the workpiece softened at the workpiece joint, while the fixed shoulder is pressed against the surface of the workpiece. This is because the surface of the workpiece is pressed and molded so that the material of the softened workpiece stirred by the probe does not protrude outside. Therefore, the purpose is completely different between pressing the probe against the workpiece and pressing the fixed shoulder against the workpiece, and the appropriate pressing pressure according to each purpose is different. However, in the one disclosed in Patent Document 2, it is difficult to properly set both the pressing force of the probe and the pressing force of the fixed shoulder.

更に、上記特許文献２に示された摩擦撹拌接合ツールは、プローブと、上記固定式のショルダーとの高さ方向（プローブの軸心方向）の位置関係が不変である。   Furthermore, in the friction stir welding tool shown in Patent Document 2, the positional relationship between the probe and the fixed shoulder in the height direction (the axial direction of the probe) is unchanged.

このため、上記特許文献２に示されたものでは、ワークの摩擦撹拌接合の施工に必要な力と位置とのバランスをとる必要があり、施工裕度が小さくなってしまう。   For this reason, in what was shown by the said patent document 2, it is necessary to balance the force and position which are required for construction of the friction stir welding of a workpiece | work, and construction tolerance will become small.

又、ワークのすみ肉の摩擦撹拌接合を行うときには、上記固定式のショルダーを、ワークの接合線を挟んだ２つの面に接触させる必要があるが、該固定式のショルダーに、上記ワークの２つの面に対する片当りが生じると、該片当りした個所で押し圧が費やされることで、上記ワークに没入させるために上記プローブに作用させている押し圧が変化してしまう虞がある。更には、上記固定式のショルダーのワークに対する片当りによって、上記プローブが押し戻されて、摩擦撹拌接合の施工中にワークに没入させているプローブの位置を保持できなくなる虞もある。   Further, when performing friction stir welding of the fillet of the workpiece, the fixed shoulder needs to be brought into contact with the two surfaces sandwiching the workpiece joining line. When one piece comes into contact with one surface, a pressing pressure is consumed at the place where the piece comes into contact, and there is a possibility that the pressing pressure applied to the probe to be immersed in the workpiece changes. Furthermore, the probe may be pushed back due to the contact of the fixed shoulder with the work, and the position of the probe immersed in the work during the friction stir welding may not be maintained.

更に、ワークの厚みの全体に亘って良好な摩擦撹拌接合を実施するためには、該ワークの厚みに応じて、該ワークに対して没入させるプローブの没入量（摩擦撹拌高さ）を変化させる必要がある。しかし、上記特許文献２に示されたものでは、プローブと固定式のショルダーの位置関係が不変であるため、厚みの異なるワークの摩擦撹拌接合を行うためには、それぞれのワークの厚みに応じた別の摩擦撹拌接合ツールを用意する必要が生じてしまう。   Furthermore, in order to implement good friction stir welding over the entire thickness of the workpiece, the amount of immersion of the probe (friction stirring height) to be immersed in the workpiece is changed according to the thickness of the workpiece. There is a need. However, in the one shown in Patent Document 2, the positional relationship between the probe and the fixed shoulder is invariant. Therefore, in order to perform friction stir welding of workpieces having different thicknesses, according to the thickness of each workpiece. It becomes necessary to prepare another friction stir welding tool.

なお、特許文献１に示されたものは、摩擦撹拌接合の処理が終了した後、第２の押圧機構によって治具を被加工物に押し付けて摺動させた状態で、第１の押圧機構により、上記治具の挿入孔の内側に配置されているピンを回転させたまま上記被加工物より徐々に引き抜くことで、該被加工物における上記ピンを引き抜いた部分に穴（キーホール）が形成されることを防ぐためのものにすぎない。   In addition, what was shown by patent document 1 is the state which made the 1st press mechanism in the state which pressed the jig | tool against the workpiece by the 2nd press mechanism after the process of friction stir welding was completed. By gradually pulling out the workpiece while rotating the pin arranged inside the insertion hole of the jig, a hole (keyhole) is formed in the portion of the workpiece where the pin is pulled out It is only to prevent it from being done.

したがって、上記特許文献１に示されたものは、ワークのすみ肉の摩擦撹拌接合を行う場合に従来生じていた上述したような各問題を解決できるものではない。   Therefore, what was shown by the said patent document 1 cannot solve each problem as mentioned above conventionally produced when performing friction stir welding of the fillet of a workpiece | work.

そこで、本発明は、ワークのすみ肉の摩擦撹拌接合を行う際に、摩擦撹拌接合ツールにおけるプローブの押し圧及び位置と、ショルダーの押し圧及び位置とを個別に設定することができて、プローブの没入によるワーク内部の撹拌と、ショルダーによるワークの面の成形とを効率よく且つ良好に行うことができる摩擦撹拌接合装置を提供しようとするものである。   Therefore, the present invention can individually set the pressing pressure and position of the probe and the pressing pressure and position of the shoulder in the friction stir welding tool when performing the friction stir welding of the fillet of the workpiece. It is an object of the present invention to provide a friction stir welding apparatus capable of efficiently and satisfactorily performing stirring inside the workpiece by immersion of the workpiece and molding of the surface of the workpiece by the shoulder.

本発明は、上記課題を解決するために、請求項１に対応して、回転駆動可能なプローブと、プローブ挿通孔を備えて該プローブの基端側の外周に配置した固定式ショルダーとを備えた摩擦撹拌接合ツールを有する摩擦撹拌接合装置において、上記固定式ショルダーを、すみ肉接合対象のワークの接合線を挟んだ傾斜面にそれぞれ接触させるための２つのワーク接触面による下端部を備えてなる構成とし、且つ、上記プローブのワークの接合線に直交する一方向の移動を制御するためのプローブ移動機構と、上記プローブ挿通孔より上記プローブが下方に突出する配置とされた状態で、上記固定式ショルダーの上記プローブの移動方向と同一の方向の移動を制御するためのショルダー移動機構とを、別体として備えてなる構成を有する摩擦撹拌接合装置とする。 In order to solve the above-mentioned problems, the present invention comprises, in correspondence with claim 1, a probe that can be driven to rotate, and a fixed shoulder that is provided on the outer periphery of the proximal end side of the probe with a probe insertion hole. In the friction stir welding apparatus having the friction stir welding tool, the fixed shoulder is provided with a lower end portion by two work contact surfaces for bringing the fixed shoulder into contact with the inclined surfaces sandwiching the joining line of the workpiece to be fillet joined. And a probe moving mechanism for controlling movement in one direction perpendicular to the joint line of the probe work, and a state in which the probe protrudes downward from the probe insertion hole, Friction stirring having a configuration in which a shoulder movement mechanism for controlling movement of the fixed shoulder in the same direction as the movement direction of the probe is provided separately. And coupling devices.

又、上記構成において、上記プローブ移動機構と上記ショルダー移動機構に、上記プローブと上記固定式ショルダーを独立して位置制御及び押し圧制御する機能を備えるようにした構成とする。 In the above configuration, the probe moving mechanism and the shoulder moving mechanism, a configuration which is adapted comprises a position control and press pressure Gosuru function independently the probe and the fixed shoulder.

更に、上記各構成において、上記プローブ移動機構と上記ショルダー移動機構を、上記摩擦撹拌接合ツールを挟んで互いに対向するように配置させるようにした構成とする。 Furthermore, in each said structure, it is set as the structure which has arrange | positioned the said probe moving mechanism and the said shoulder moving mechanism so that it may mutually oppose on both sides of the said friction stir welding tool.

更に又、上記各構成において、上記プローブ移動機構に、上記ショルダー移動機構を保持させて、上記プローブ移動機構による上記プローブの移動と一緒に上記ショルダー移動機構を移動させることができるようにした構成とする。 Furthermore, in the above configuration, the probe moving mechanism, by holding the shoulder moving mechanism, configuration to be able to move the shoulder moving mechanism together with the movement of the probe by the probe moving mechanism and To do.

本発明の摩擦撹拌接合装置によれば、以下のような優れた効果を発揮する。
（１）回転駆動可能なプローブと、プローブ挿通孔を備えて該プローブの基端側の外周に配置した固定式ショルダーとを備えた摩擦撹拌接合ツールを有する摩擦撹拌接合装置において、上記固定式ショルダーを、すみ肉接合対象のワークの接合線を挟んだ傾斜面にそれぞれ接触させるための２つのワーク接触面による下端部を備えてなる構成とし、且つ、上記プローブのワークの接合線に直交する一方向の移動を制御するためのプローブ移動機構と、上記プローブ挿通孔より上記プローブが下方に突出する配置とされた状態で、上記固定式ショルダーの上記プローブの移動方向と同一の方向の移動を制御するためのショルダー移動機構とを、別体として備えてなる構成としてあるので、ワークの接合線の位置でのすみ肉の摩擦撹拌接合を行うことができる。
（２）又、ワークとの摩擦撹拌接合を、施工状態を安定させた状態で実施することができる。
（３）ワークのすみ肉の摩擦撹拌接合時に、固定式ショルダーのワークに対する片当りが生じたとしても、摩擦撹拌接合の施工状態が影響を受けて悪化することを防止できる。
（４）したがって、摩擦撹拌接合により製造する製品の品質の向上化を図ることができる。
（５）固定式ショルダーより突出させるプローブの突出量を変化させることができるため、摩擦撹拌接合ツールを交換することなく、様々な厚み、様々な素材のワークの摩擦撹拌接合に容易に適用することができる。
According to the friction stir welding apparatus of the present invention, the following excellent effects are exhibited.
(1) In the friction stir welding apparatus having a friction stir welding tool having a probe capable of rotational driving and a fixed shoulder provided with a probe insertion hole and disposed on the outer periphery on the proximal end side of the probe, the fixed shoulder Is provided with a lower end portion by two workpiece contact surfaces for contacting the inclined surfaces sandwiching the joining line of the workpiece to be joined with fillet, and is orthogonal to the workpiece joining line of the probe. Controls movement of the fixed shoulder in the same direction as the movement direction of the probe with a probe movement mechanism for controlling movement in the direction and the probe protruding downward from the probe insertion hole. And a shoulder moving mechanism for performing the friction stir welding of the fillet at the position of the workpiece joining line. Door can be.
(2) Further, the friction stir welding with the workpiece can be performed in a state where the construction state is stabilized.
(3) At the time of friction stir welding of the fillet of the work, even if a piece of contact with the work of the fixed shoulder occurs, the construction state of the friction stir welding can be prevented from being affected and deteriorated.
(4) Therefore, the quality of products manufactured by friction stir welding can be improved.
(5) Since the protruding amount of the probe protruding from the fixed shoulder can be changed, it can be easily applied to friction stir welding of workpieces of various thicknesses and materials without changing the friction stir welding tool. Can do.

本発明の摩擦撹拌接合装置の実施の一形態を示す切断概略側面図である。It is a cutting | disconnection schematic side view which shows one Embodiment of the friction stir welding apparatus of this invention. 図１のＡ−Ａ方向矢視図である。It is an AA direction arrow line view of FIG. 図１の摩擦撹拌接合装置の摩擦撹拌接合ツールを拡大して示すもので、（ａ）は切断正面図、（ｂ）は側面図である。The friction stir welding tool of the friction stir welding apparatus of FIG. 1 is enlarged and shown, (a) is a cut front view, (b) is a side view. 本発明の実施の他の形態として、ワークの保持に用いる治具の別の例を示す概略正面図である。It is a schematic front view which shows another example of the jig | tool used for holding | maintenance of a workpiece | work as another form of implementation of this invention.

以下、本発明を実施するための形態を図面を参照して説明する。   Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings.

図１乃至図３（ａ）（ｂ）は本発明の摩擦撹拌接合装置の実施の一形態を示すものである。   1 to 3 (a) and 3 (b) show an embodiment of the friction stir welding apparatus of the present invention.

すなわち、本発明の摩擦撹拌接合装置は、回転駆動可能なプローブ２と、該プローブ２の基端側の外周に配置した固定式（不回転）のショルダー３とからなる摩擦撹拌接合ツール１を備える。   That is, the friction stir welding apparatus according to the present invention includes a friction stir welding tool 1 including a probe 2 that can be rotated and a fixed (non-rotating) shoulder 3 disposed on the outer periphery of the proximal end side of the probe 2. .

且つ、本発明の摩擦撹拌接合装置は、上記摩擦撹拌接合ツール１におけるプローブ２を、摩擦撹拌接合の接合対象となるワーク４ａと４ｂの接合線５の延びる方向としてのＸ軸方向に対して直交する一方向であるＺ軸方向に沿って移動させるための第１のＺ軸テーブルであるプローブ移動機構７と、上記固定式ショルダー３を上記Ｚ軸方向に沿って移動させるための第２のＺ軸テーブルであるショルダー移動機構８とを別体として具備し、更に、上記プローブ２及び固定式ショルダー３を一緒にワーク４ａと４ｂに対して上記Ｘ軸方向に沿って相対移動させるためのＸ軸テーブル９と、上記プローブ２及び固定式ショルダー３を一緒に上記Ｘ軸方向及びＺ軸方向に直交するＹ軸方向に移動させるためのＹ軸テーブル１０とからなる構成の主軸位置決め機構６を備える。   In the friction stir welding apparatus according to the present invention, the probe 2 in the friction stir welding tool 1 is orthogonal to the X-axis direction as the direction in which the joining line 5 of the workpieces 4a and 4b to be joined in the friction stir welding is extended. A probe moving mechanism 7 that is a first Z-axis table for moving along the Z-axis direction, which is one direction, and a second Z for moving the fixed shoulder 3 along the Z-axis direction. An X-axis for separately moving the probe 2 and the fixed shoulder 3 together with the workpieces 4a and 4b along the X-axis direction. A main spindle comprising a table 9 and a Y-axis table 10 for moving the probe 2 and the fixed shoulder 3 together in the Y-axis direction perpendicular to the X-axis direction and the Z-axis direction. Comprising a-decided prevention mechanism 6.

上記摩擦撹拌接合ツール１のプローブ２と固定式ショルダー３は、上記主軸位置決め機構６におけるプローブ移動機構７と、ショルダー移動機構８に個別に取り付けた構成としてある。   The probe 2 and the fixed shoulder 3 of the friction stir welding tool 1 are individually attached to the probe moving mechanism 7 and the shoulder moving mechanism 8 in the spindle positioning mechanism 6.

詳述すると、上記主軸位置決め機構６は、たとえば、図１及び図２に示すように、上記Ｘ軸方向とＹ軸方向を水平面内に配置し、上記Ｚ軸方向を鉛直方向として、水平な架台１１上に、すみ肉（内すみ）の接合対象となるワーク４ａと４ｂを載置して接合線５（図３（ａ）（ｂ）参照）の延びる方向に沿って移動させる形式の上記Ｘ軸テーブル９を設け、該Ｘ軸テーブル９を跨ぐ門型フレーム１２に、上記プローブ移動機構７、ショルダー移動機構８及びＹ軸テーブル１０を取り付けて支持させた３軸門型としてある。   More specifically, as shown in FIGS. 1 and 2, for example, the spindle positioning mechanism 6 is arranged in a horizontal frame with the X axis direction and the Y axis direction arranged in a horizontal plane and the Z axis direction as a vertical direction. The above-mentioned X in a form in which the workpieces 4a and 4b to be joined to the fillet (inner corner) are placed on 11 and moved along the direction in which the joining line 5 (see FIGS. 3A and 3B) extends. The shaft table 9 is provided, and the probe moving mechanism 7, the shoulder moving mechanism 8, and the Y-axis table 10 are attached to and supported by the portal frame 12 straddling the X-axis table 9.

上記Ｘ軸テーブル９は、上記Ｘ軸方向に延びるように上記架台１１上に設けたガイドレール１３と、水平な平板状として上記ガイドレール１３にガイドブロック１４を介してスライド自在に取り付けたＸ軸テーブル本体１５と、該Ｘ軸テーブル本体１５を上記ガイドレール１３の長手方向に移動させるためのＸ軸方向の直動機構としてのボールねじ直動機構１６とから構成されている。   The X-axis table 9 includes a guide rail 13 provided on the mount 11 so as to extend in the X-axis direction, and an X-axis that is slidably attached to the guide rail 13 via a guide block 14 as a horizontal flat plate shape. A table main body 15 and a ball screw linear motion mechanism 16 as a linear motion mechanism in the X-axis direction for moving the X-axis table main body 15 in the longitudinal direction of the guide rail 13 are configured.

上記ボールねじ直動機構１６は、サーボモータ１７と、その出力側に取り付けた減速機１８と、該減速機１８の出力側に連結したねじ軸１９と、該ねじ軸１９に取り付けたナット部材２０とを備えた構成とされている。   The ball screw linear motion mechanism 16 includes a servo motor 17, a speed reducer 18 attached to the output side thereof, a screw shaft 19 connected to the output side of the speed reducer 18, and a nut member 20 attached to the screw shaft 19. It is set as the structure provided with.

更に、上記ボールねじ直動機構１６は、上記架台１１上における上記Ｘ軸テーブル本体１５との間となる個所に、上記ねじ軸１９が上記ガイドレール１３と平行に延びるようにした姿勢で設置されており、且つ上記ナット部材２０が、上記Ｘ軸テーブル本体１５に、ブラケット２１を介して取り付けられている。   Further, the ball screw linear motion mechanism 16 is installed at a position on the gantry 11 between the X-axis table main body 15 so that the screw shaft 19 extends in parallel with the guide rail 13. The nut member 20 is attached to the X-axis table main body 15 via a bracket 21.

これにより、上記Ｘ軸テーブル９は、上記ボールねじ直動機構１６のサーボモータ１７による上記減速機１８を介したねじ軸１９の回転駆動により、上記ナット部材２０と一緒に上記Ｘ軸テーブル本体１５を、上記Ｘ軸方向に移動させることができるようにしてある。この際、上記Ｘ軸テーブル９では、上記サーボモータ１７の回転量の検出信号、もしくは、リニアゲージや変位センサ等の図示しない位置検出手段による上記ナット部材２０やＸ軸テーブル本体１５の位置の検出信号を基に、後述するように上記Ｘ軸テーブル本体１５の上側に載置して保持させるワーク４ａ，４ｂの位置や移動速度を制御できるようにしてある。   Thereby, the X-axis table 9 is rotated together with the nut member 20 by the rotational drive of the screw shaft 19 via the speed reducer 18 by the servo motor 17 of the ball screw linear motion mechanism 16. Can be moved in the X-axis direction. At this time, the X-axis table 9 detects the rotation amount of the servo motor 17 or the position of the nut member 20 or the X-axis table main body 15 by position detection means (not shown) such as a linear gauge or a displacement sensor. Based on the signal, the position and moving speed of the workpieces 4a and 4b to be placed and held on the upper side of the X-axis table main body 15 can be controlled as will be described later.

上記Ｘ軸テーブル本体１５の上側には、すみ肉の接合対象となるワーク４ａと４ｂを保持するための治具２２が設置されている。該治具２２は、図３（ａ）に示すように、上記ワーク４ａと４ｂが、接合線５を挟んで傾斜した配置となるように支持して、該ワーク４ａと４ｂを、すみ肉の接合部が上方に開放されたＶ字状となる姿勢で保持するためのものである。   On the upper side of the X-axis table main body 15, a jig 22 for holding the workpieces 4a and 4b to be joined to fillet is installed. As shown in FIG. 3 (a), the jig 22 supports the workpieces 4a and 4b so that the workpieces 4a and 4b are inclined with respect to the joining line 5. It is for holding | maintaining in the attitude | position used as the V-shape by which the junction part was open | released upwards.

上記治具２２は、たとえば、Ｘ軸テーブル本体１５の上側に設置するための支持ブロック２２ａを備える。該支持ブロック２２ａは、接合対象となるワーク４ａと４ｂの接合線５の長さ寸法に対応する寸法でＸ軸方向に沿って延びる形状としてある。   The jig 22 includes a support block 22a for installation on the upper side of the X-axis table main body 15, for example. The support block 22a has a shape extending along the X-axis direction with a dimension corresponding to the length dimension of the joining line 5 of the workpieces 4a and 4b to be joined.

上記支持ブロック２２ａの上面側には、Ｘ軸方向と直交する幅方向（Ｙ軸方向）の中央部に、Ｖ字状の溝２２ｂが、該支持ブロック２２ａの長手方向（Ｘ軸方向）の全長に亘り設けられている。   On the upper surface side of the support block 22a, a V-shaped groove 22b is provided at the center in the width direction (Y-axis direction) orthogonal to the X-axis direction, and the entire length of the support block 22a in the longitudinal direction (X-axis direction). It is provided over.

更に、上記支持ブロック２２ａは、上記Ｖ字状の溝２２ｂにおける各斜面の上端部に、Ｘ軸方向に所定の配列で、個別の押さえ部材２２ｃを、ボルト２２ｄを介して取り外し可能に取り付けることができるようにした構成としてある。   Further, the support block 22a is detachably attached to the upper end portion of each slope in the V-shaped groove 22b in a predetermined arrangement in the X-axis direction via bolts 22d. This is a configuration that can be used.

上記治具２２は、上記Ｖ字状の溝２２ｂの各斜面に沿わせて上記ワーク４ａと４ｂを配置することにより、該Ｖ字状の溝２２ｂの下端部で、該ワーク４ａと４ｂの角継手によるすみ肉の接合部を突き合わせて配置できるようにしてある。更に、この状態で、上記治具２２の溝２２ｂの上端部には、上記ワーク４ａと４ｂを個別に押さえるための各押さえ部材２２ｃを、上記支持ブロック２２ａにボルト２２ｄにより固定する。これにより、上記治具２２は、上記ワーク４ａと４ｂによるすみ肉の接合部の位置を、Ｘ軸方向の全長に亘って保持できるようにしてある。なお、図３（ｂ）では、図示する便宜上、上記治具２２の記載を省略してある。   The jig 22 is arranged at the lower end of the V-shaped groove 22b by arranging the workpieces 4a and 4b along the inclined surfaces of the V-shaped groove 22b. The joint portion of the fillet by the joint can be arranged to face each other. Further, in this state, each pressing member 22c for individually pressing the workpieces 4a and 4b is fixed to the upper end portion of the groove 22b of the jig 22 to the support block 22a by bolts 22d. Thereby, the jig 22 can hold the position of the joint portion of the fillet by the workpieces 4a and 4b over the entire length in the X-axis direction. In addition, in FIG.3 (b), description of the said jig | tool 22 is abbreviate | omitted for convenience of illustration.

上記治具２２によるワーク４ａと４ｂの保持は、摩擦撹拌接合に際して、該ワーク４ａと４ｂの接合部に、上記摩擦撹拌接合ツール１を、プローブ２を没入させるような大きな力で押し付けても、上記ワーク４ａと４ｂがずれないように保持できるようにしてあるものとする。   When the workpieces 4a and 4b are held by the jig 22, even when the friction stir welding tool 1 is pressed against the joint portion of the workpieces 4a and 4b with a large force to immerse the probe 2, It is assumed that the workpieces 4a and 4b can be held so as not to shift.

なお、図３（ａ）では、ワーク４ａと４ｂのすみ肉の接合部が角継手の場合を例示したが、すみ肉の接合部は、Ｔ字継手や重ね継手や十字継手であってもよい。これらの場合は、接合線５を挟んで配置されるワーク４ａと４ｂの表面側が共に傾斜面となるように該ワーク４ａと４ｂをそれぞれ配置するときの姿勢に応じて、該ワーク４ａと４ｂを保持するための上記治具２２の形状を適宜変更するようにすればよい。   3A illustrates the case where the fillet joints of the workpieces 4a and 4b are square joints, the fillet joint may be a T-shaped joint, a lap joint, or a cross joint. . In these cases, the workpieces 4a and 4b are arranged in accordance with the postures when the workpieces 4a and 4b are respectively arranged so that the surface sides of the workpieces 4a and 4b arranged with the joining line 5 interposed therebetween are inclined surfaces. What is necessary is just to change suitably the shape of the said jig | tool 22 for hold | maintaining.

この際、図３（ａ）に示すように、上記治具２２は、すみ肉の接合対象となるワーク４ａと４ｂを、接合線５を挟んで配置される該ワーク４ａと４ｂの表面側が共に鉛直方向に対し等しい傾斜角度の傾斜面となる姿勢で保持できるようにすることが好ましい。しかし、上記ワーク４ａと４ｂをすみ肉接合する継手の形状や配置によっては、上記治具２２は、接合線５を挟んで配置されるワーク４ａと４ｂの表面側が鉛直方向に対して互いに異なる傾斜角度となるように保持するようにしたものとしてもよいことは勿論である。   At this time, as shown in FIG. 3 (a), the jig 22 is configured so that the workpieces 4a and 4b to be joined to the fillet are placed on the surface sides of the workpieces 4a and 4b arranged with the joining line 5 therebetween. It is preferable to be able to hold in a posture that forms an inclined surface having an equal inclination angle with respect to the vertical direction. However, depending on the shape and arrangement of the joint that fillet-joins the workpieces 4a and 4b, the jig 22 is inclined so that the surface sides of the workpieces 4a and 4b arranged across the joining line 5 are different from each other with respect to the vertical direction. Of course, it may be held at an angle.

上記門型フレーム１２には、第１のＺ軸テーブルとなる上記プローブ移動機構７が取り付けられている。   The probe moving mechanism 7 serving as a first Z-axis table is attached to the portal frame 12.

上記プローブ移動機構７は、上記門型フレーム１２に設置した鉛直方向（Ｚ軸方向）のガイドレール２３と、上記Ｘ軸方向に垂直な鉛直面に沿う平板状として上記ガイドレール２３にガイドブロック２４を介してスライド自在に取り付けた移動テーブル本体２５と、該移動テーブル本体２５を上記ガイドレール２３の長手方向に移動させるためのＺ軸方向の直動機構としてのボールねじ直動機構２６とから構成されている。   The probe moving mechanism 7 includes a guide rail 23 in the vertical direction (Z-axis direction) installed on the portal frame 12, and a guide block 24 on the guide rail 23 as a flat plate along a vertical plane perpendicular to the X-axis direction. And a ball screw linear motion mechanism 26 as a linear motion mechanism in the Z-axis direction for moving the movable table main body 25 in the longitudinal direction of the guide rail 23. Has been.

上記ボールねじ直動機構２６は、サーボモータ２７と、その出力側に取り付けた減速機２８と、該減速機２８の出力側に連結したねじ軸２９と、該ねじ軸２９に取り付けたナット部材３０とを備えた構成とされている。   The ball screw linear motion mechanism 26 includes a servo motor 27, a reduction gear 28 attached to the output side thereof, a screw shaft 29 connected to the output side of the reduction gear 28, and a nut member 30 attached to the screw shaft 29. It is set as the structure provided with.

更に、上記ボールねじ直動機構２６は、上記門型フレーム１２の上記プローブ移動機構７の設置側の面における上記移動テーブル本体２５との間となる個所に、上記ねじ軸２９が上記ガイドレール２３と平行に延びるようにした姿勢で設置されており、且つ上記ナット部材３０が、上記移動テーブル本体２５に、ブラケット３１を介して取り付けられている。   Further, the ball screw linear motion mechanism 26 is configured such that the screw shaft 29 is located between the guide rail 23 and the movable table body 25 on the surface of the portal frame 12 on the installation side of the probe moving mechanism 7. And the nut member 30 is attached to the movable table body 25 via a bracket 31.

これにより、上記プローブ移動機構７は、上記ボールねじ直動機構２６のサーボモータ２７による上記減速機２８を介したねじ軸２９の回転駆動により、上記ナット部材３０と一緒に上記移動テーブル本体２５を、Ｚ軸方向に移動、すなわち、昇降動作させることができるようにしてある。この際、上記プローブ移動機構７では、上記サーボモータ２７の回転量の検出信号、もしくは、リニアゲージや変位センサ等の図示しない位置検出手段による上記ナット部材３０や移動テーブル本体２５の位置の検出信号を基に、後述するように上記移動テーブル本体２５にＹ軸テーブル１０を介して保持される主軸ユニット３２を上下方向へ移動させて、該主軸ユニット３２の先端（下端）に取り付けられる上記プローブ２のＺ軸方向の位置（上下方向位置）を制御できるようにしてある。   Thereby, the probe moving mechanism 7 causes the moving table body 25 to move together with the nut member 30 by the rotational drive of the screw shaft 29 via the speed reducer 28 by the servo motor 27 of the ball screw linear motion mechanism 26. , Can be moved in the Z-axis direction, that is, moved up and down. At this time, the probe moving mechanism 7 detects the rotation amount of the servo motor 27 or the detection signal of the position of the nut member 30 or the moving table body 25 by position detection means (not shown) such as a linear gauge or a displacement sensor. The probe 2 is attached to the tip (lower end) of the spindle unit 32 by moving the spindle unit 32 held by the moving table body 25 via the Y-axis table 10 in the vertical direction as described later. The position in the Z-axis direction (vertical position) can be controlled.

更に、上記プローブ移動機構７では、上記ボールねじ直動機構２６におけるナット部材３０と、移動テーブル本体２５に固定されているブラケット３１との間に、ロードセル等の図示しない荷重計測手段を介装して備える。これにより、該プローブ移動機構７は、上記プローブ２をワーク４ａと４ｂの接合部に押し付けるときに、上記図示しない荷重計測手段によって計測される上記プローブ２のワーク４ａと４ｂの接合部に対する押し圧の計測信号を基に、上記サーボモータ２７の動作を制御して、該プローブ２のワーク４ａと４ｂの接合部に対する押し圧を制御できるようにしてある。   Further, in the probe moving mechanism 7, load measuring means (not shown) such as a load cell is interposed between the nut member 30 in the ball screw linear moving mechanism 26 and the bracket 31 fixed to the moving table body 25. Prepare. Thus, when the probe moving mechanism 7 presses the probe 2 against the joint portion between the workpieces 4a and 4b, the pressing force of the probe 2 against the joint portion between the workpieces 4a and 4b measured by the load measuring means (not shown). Based on this measurement signal, the operation of the servo motor 27 is controlled so that the pressing force of the probe 2 against the joint between the workpieces 4a and 4b can be controlled.

上記Ｙ軸テーブル１０は、上記移動テーブル本体２５に設置したＹ軸方向のガイドレール３３と、上記Ｘ軸方向に垂直な鉛直面に沿う平板状として上記ガイドレール３３にガイドブロック３４を介してスライド自在に取り付けたＹ軸テーブル本体３５と、該Ｙ軸テーブル本体３５を上記ガイドレール３３の長手方向に移動させるためのＹ軸方向の直動機構としてのボールねじ直動機構３６とから構成されている。   The Y-axis table 10 slides on the guide rail 33 via a guide block 34 as a flat plate along a vertical plane perpendicular to the X-axis direction and a guide rail 33 in the Y-axis direction installed on the movable table body 25. A Y-axis table main body 35 that is freely attached, and a ball screw linear movement mechanism 36 as a linear movement mechanism in the Y-axis direction for moving the Y-axis table main body 35 in the longitudinal direction of the guide rail 33. Yes.

上記ボールねじ直動機構３６は、サーボモータ３７と、その出力側に取り付けた減速機３８と、該減速機３８の出力側に連結したねじ軸３９と、該ねじ軸３９に取り付けたナット部材４０とを備えた構成とされている。   The ball screw linear motion mechanism 36 includes a servo motor 37, a speed reducer 38 attached to the output side thereof, a screw shaft 39 connected to the output side of the speed reducer 38, and a nut member 40 attached to the screw shaft 39. It is set as the structure provided with.

更に、上記ボールねじ直動機構３６は、上記移動テーブル本体２５におけるＹ軸テーブル１０の設置側の面における上記Ｙ軸テーブル本体３５との間となる個所に、上記ねじ軸３９が上記ガイドレール３３と平行に延びるようにした姿勢で設置されており、且つ上記ナット部材４０が、上記Ｙ軸テーブル本体３５に、ブラケット４１を介して取り付けられている。   Further, the ball screw linear motion mechanism 36 is configured such that the screw shaft 39 is located between the guide rail 33 and the Y-axis table body 35 on the surface of the movable table body 25 on the installation side of the Y-axis table 10. And the nut member 40 is attached to the Y-axis table main body 35 via a bracket 41.

これにより、上記Ｙ軸テーブル１０は、上記ボールねじ直動機構３６のサーボモータ３７による上記減速機３８を介したねじ軸３９の回転駆動により、上記ナット部材４０と一緒に上記Ｙ軸テーブル本体３５を、Ｙ軸方向、すなわち、上記Ｘ軸テーブル９によるワーク４ａと４ｂの移動方向に直角な水平方向に横行させることができるようにしてある。この際、上記Ｙ軸テーブル１０では、上記サーボモータ３７の回転量の検出信号、もしくは、リニアゲージや変位センサ等の図示しない位置検出手段による上記ナット部材４０やＹ軸テーブル本体３５の位置の検出信号を基に、後述するように上記Ｙ軸テーブル本体３５に保持される主軸ユニット３２をＹ軸方向へ移動させて、該主軸ユニット３２の下端に取り付けられる上記プローブ２のＹ軸方向の位置を制御できるようにしてある。   Thus, the Y-axis table 10 is rotated together with the nut member 40 by the rotational drive of the screw shaft 39 via the speed reducer 38 by the servo motor 37 of the ball screw linear motion mechanism 36. Can be traversed in the Y-axis direction, that is, in the horizontal direction perpendicular to the moving direction of the workpieces 4a and 4b by the X-axis table 9. At this time, in the Y-axis table 10, the position of the nut member 40 or the Y-axis table main body 35 is detected by a detection signal of the rotation amount of the servo motor 37 or position detection means (not shown) such as a linear gauge or a displacement sensor. Based on the signal, the spindle unit 32 held by the Y-axis table body 35 is moved in the Y-axis direction as described later, and the position of the probe 2 attached to the lower end of the spindle unit 32 in the Y-axis direction is determined. It can be controlled.

上記Ｙ軸テーブル本体３５には、上記したように、プローブ２用の回転駆動装置（図示せず）を備えた主軸ユニット３２が取り付けられている。   As described above, the spindle unit 32 provided with the rotational drive device (not shown) for the probe 2 is attached to the Y-axis table main body 35.

上記主軸ユニット３２は、下端側に下向きに突出する回転駆動軸（プローブ軸）４２が設けてあり、該回転駆動軸４２の下端に、上記摩擦撹拌接合ツール１のプローブ２の上端側が一体に接続されている。   The spindle unit 32 is provided with a rotary drive shaft (probe shaft) 42 protruding downward on the lower end side, and the upper end side of the probe 2 of the friction stir welding tool 1 is integrally connected to the lower end of the rotary drive shaft 42. Has been.

ここで、上記プローブ２と固定式ショルダー３とからなる摩擦撹拌接合ツール１の構成の詳細について説明する。   Here, the details of the configuration of the friction stir welding tool 1 including the probe 2 and the fixed shoulder 3 will be described.

上記プローブ２は、軸心方向が上下方向となるように配置されていて、その上端に、上記したように、主軸ユニット３２の回転駆動軸４２が一体に接続されている。これにより、上記主軸ユニット３２の回転駆動装置より上記回転駆動軸４２を介して伝えられる回転駆動力により、上記プローブ２を回転駆動できるようにしてある。   The probe 2 is arranged so that the axial direction is the vertical direction, and the rotational drive shaft 42 of the spindle unit 32 is integrally connected to the upper end of the probe 2 as described above. Thereby, the probe 2 can be rotationally driven by the rotational driving force transmitted from the rotational driving device of the main spindle unit 32 via the rotational driving shaft 42.

上記固定式ショルダー３は、下端部が、２つのワーク接触面４３ａと４３ｂとからなるＶ字形状としてＸ軸方向に沿って延びる形状としてある。上記ワーク接触面４３ａと４３ｂは、上記Ｘ軸テーブル９上の治具２２に保持されたワーク４ａと４ｂの表面側の傾斜面に接触するような傾斜角度となるようにしてある。   The fixed shoulder 3 has a lower end that extends along the X-axis direction as a V-shape composed of two workpiece contact surfaces 43a and 43b. The workpiece contact surfaces 43a and 43b are inclined so as to come into contact with the inclined surfaces on the surface side of the workpieces 4a and 4b held by the jig 22 on the X-axis table 9.

更に、上記固定式ショルダー３には、長手方向（Ｘ軸方向）の中間部に、プローブ挿通孔４４が、上下方向に貫通して設けられた構成としてある。該プローブ挿通孔４４は、プローブ２を挿通する部分と回転駆動軸４２を挿通する部分を有し、プローブ２を挿通する部分の下端側の開口の中心位置が、上記固定式ショルダー３の下端部の２つのワーク接触面４３ａと４３ｂが合わさるＶ字形状の頂点に対応するように設けられている。これにより、上記プローブ挿通孔４４の回転駆動軸４２の挿通部に、上記回転駆動軸４２を挿通配置させて、上記プローブ２がプローブ挿通孔４４より下方に突出するように配置させることができるようにしてある。更に、この状態で、上記固定式ショルダー３は、上記プローブ２及び回転駆動軸４２に対して、軸心方向へ所定の範囲寸法でスライドさせることができるようにしてある。   Furthermore, the fixed shoulder 3 has a configuration in which a probe insertion hole 44 is provided in the middle in the longitudinal direction (X-axis direction) so as to penetrate in the vertical direction. The probe insertion hole 44 has a portion through which the probe 2 is inserted and a portion through which the rotary drive shaft 42 is inserted, and the center position of the opening on the lower end side of the portion through which the probe 2 is inserted is the lower end of the fixed shoulder 3. The two workpiece contact surfaces 43a and 43b are provided so as to correspond to the vertex of the V shape. As a result, the rotational drive shaft 42 can be inserted into the insertion portion of the rotational drive shaft 42 of the probe insertion hole 44 so that the probe 2 protrudes downward from the probe insertion hole 44. It is. Further, in this state, the fixed shoulder 3 can be slid in a predetermined range dimension in the axial direction with respect to the probe 2 and the rotary drive shaft 42.

したがって、上記摩擦撹拌接合ツール１は、上記固定式ショルダー３の各ワーク接触面４３ａと４３ｂを、上記Ｘ軸テーブル９上に治具２２を介して保持されたワーク４ａと４ｂの接合線５を挟んで配置される面にそれぞれ押し当てるようにして接触させることができるようにしてある。これにより、上記摩擦撹拌接合ツール１は、上記固定式ショルダー３の下端部のＶ字形状の頂点を、ワーク４ａと４ｂの間の接合線５の位置に合わせて配置することができるようにしてあり、この状態の該固定式ショルダー３のプローブ挿通孔４４より下方に突出させる上記プローブ２についても、上記ワーク４ａと４ｂの接合線５の位置に配置させることができるようにしてある。   Therefore, the friction stir welding tool 1 uses the workpiece contact surfaces 43a and 43b of the fixed shoulder 3 and the joint line 5 of the workpieces 4a and 4b held on the X-axis table 9 via the jig 22. It is configured such that it can be brought into contact with each other by being pressed against the surfaces arranged on both sides. Thereby, the friction stir welding tool 1 can arrange the V-shaped apex of the lower end portion of the fixed shoulder 3 in accordance with the position of the joining line 5 between the workpieces 4a and 4b. In this state, the probe 2 that protrudes downward from the probe insertion hole 44 of the fixed shoulder 3 can also be arranged at the position of the joining line 5 of the workpieces 4a and 4b.

上記構成としてある摩擦撹拌接合ツール１の固定式ショルダー３を保持させるためのショルダー移動機構８は、上記主軸ユニット３２における上記プローブ移動機構７が配置されている側と反対側の側面に設けられている。   The shoulder moving mechanism 8 for holding the fixed shoulder 3 of the friction stir welding tool 1 having the above-described configuration is provided on the side surface of the spindle unit 32 opposite to the side where the probe moving mechanism 7 is disposed. Yes.

上記ショルダー移動機構８は、第２のＺ軸テーブルとなるもので、上記主軸ユニット３２の側面に設置した鉛直方向（Ｚ軸方向）のガイドレール４５と、上記Ｘ軸方向に垂直な鉛直面に沿う平板状として上記ガイドレール４５にガイドブロック４６を介してスライド自在に取り付けたテーブル本体４７と、該テーブル本体４７を上記ガイドレール４５の長手方向に移動させるためのＺ軸方向の直動機構としてのボールねじ直動機構４８とから構成されている。   The shoulder moving mechanism 8 serves as a second Z-axis table, and is arranged on a vertical (Z-axis direction) guide rail 45 installed on the side surface of the spindle unit 32 and a vertical plane perpendicular to the X-axis direction. A table body 47 that is slidably attached to the guide rail 45 via a guide block 46 as a flat plate shape that follows, and a Z-axis direction linear motion mechanism for moving the table body 47 in the longitudinal direction of the guide rail 45 And a ball screw linear motion mechanism 48.

上記ボールねじ直動機構４８は、サーボモータ４９と、その出力側に取り付けた減速機５０と、該減速機５０の出力側に連結したねじ軸５１と、該ねじ軸５１に取り付けたナット部材５２とを備えた構成とされている。   The ball screw linear motion mechanism 48 includes a servo motor 49, a reduction gear 50 attached to the output side thereof, a screw shaft 51 connected to the output side of the reduction gear 50, and a nut member 52 attached to the screw shaft 51. It is set as the structure provided with.

更に、上記ボールねじ直動機構４８の減速機５０は、上記主軸ユニット３２の上記所定の側面に、上記ねじ軸５１が上記ガイドレール４５と平行に延びるようにした姿勢で、上記テーブル本体４７と干渉しない位置に設置されており、且つ上記ナット部材５２は、上記テーブル本体４７に、ブラケット５３を介して取り付けられている。   Further, the speed reducer 50 of the ball screw linear motion mechanism 48 is arranged so that the screw shaft 51 extends in parallel with the guide rail 45 on the predetermined side surface of the main spindle unit 32. The nut member 52 is installed at a position where it does not interfere, and is attached to the table main body 47 via a bracket 53.

更に、上記ショルダー移動機構８における上記テーブル本体４７には、上記主軸ユニット３２の下端側に配置されている上記摩擦撹拌接合ツール１に対応する位置まで延びる連結アーム５４、たとえば、図１に示すように、略Ｌ字状の連結アーム５４の上端側の一端部が取り付けてあり、該連結アーム５４の他端部に、上記摩擦撹拌接合ツール１にて上記プローブ２の基端側外周位置に配置されている上記固定式ショルダー３の上端部が固定された構成としてある。   Further, the table main body 47 in the shoulder moving mechanism 8 has a connecting arm 54 extending to a position corresponding to the friction stir welding tool 1 disposed on the lower end side of the spindle unit 32, for example, as shown in FIG. One end portion on the upper end side of the substantially L-shaped connecting arm 54 is attached to the other end portion of the connecting arm 54 at the outer peripheral position on the proximal end side of the probe 2 by the friction stir welding tool 1. The upper end portion of the fixed shoulder 3 is fixed.

これにより、上記ショルダー移動機構８は、上記ボールねじ直動機構４８のサーボモータ４９による上記減速機５０を介したねじ軸５１の回転駆動により、上記ナット部材５２と一緒に上記テーブル本体４７を、Ｚ軸方向に移動、すなわち、昇降動作させることができるようにしてある。この際、上記ショルダー移動機構８では、上記サーボモータ４９の回転量の検出信号、もしくは、リニアゲージや変位センサ等の図示しない位置検出手段による上記ナット部材５２やテーブル本体４７の位置の検出信号を基に、上記テーブル本体４７に連結アーム５４を介して取り付けてある上記固定式ショルダー３を上下方向へ移動させて、該固定式ショルダー３のＺ軸方向の位置（上下方向位置）を、上記プローブ２とは独立させて制御できるようにしてある。   Thereby, the shoulder moving mechanism 8 causes the table main body 47 to move together with the nut member 52 by the rotational drive of the screw shaft 51 via the speed reducer 50 by the servo motor 49 of the ball screw linear motion mechanism 48. It can be moved in the Z-axis direction, that is, moved up and down. At this time, the shoulder moving mechanism 8 receives a detection signal of the rotation amount of the servo motor 49 or a detection signal of the position of the nut member 52 or the table body 47 by a position detection means (not shown) such as a linear gauge or a displacement sensor. Based on this, the fixed shoulder 3 attached to the table main body 47 via the connecting arm 54 is moved in the vertical direction, and the position of the fixed shoulder 3 in the Z-axis direction (vertical position) is determined by the probe. 2 can be controlled independently.

更に、上記ショルダー移動機構８では、上記ボールねじ直動機構４８におけるナット部材５２と、テーブル本体４７に固定されているブラケット５３との間に、ロードセル等の図示しない荷重計測手段を介装して備える。これにより、該ショルダー移動機構８は、上記固定式ショルダー３をワーク４ａと４ｂの接合部に押し付けるときに、上記図示しない荷重計測手段によって計測される上記固定式ショルダー３のワーク４ａと４ｂの接合部に対する押し圧の計測信号を基に、上記サーボモータ４９の動作を制御して、該固定式ショルダー３のワーク４ａと４ｂの接合部に対する押し圧を制御できるようにしてある。   Further, in the shoulder moving mechanism 8, a load measuring means such as a load cell (not shown) is interposed between the nut member 52 in the ball screw linear movement mechanism 48 and the bracket 53 fixed to the table body 47. Prepare. Thus, the shoulder moving mechanism 8 joins the work 4a and 4b of the fixed shoulder 3 measured by the load measuring means (not shown) when the fixed shoulder 3 is pressed against the joint of the works 4a and 4b. The operation of the servo motor 49 is controlled on the basis of the measurement signal of the pressing force on the portion, so that the pressing force on the joint portion of the fixed shoulder 3 between the workpieces 4a and 4b can be controlled.

以上の構成としてある本発明の摩擦撹拌接合装置を使用する場合は、先ず、図１、図２及び図３（ａ）に示すように、Ｘ軸テーブル９上に、ワーク４ａと４ｂを、治具２２を介して保持させる。   When using the friction stir welding apparatus of the present invention having the above-described configuration, first, as shown in FIGS. 1, 2, and 3A, workpieces 4a and 4b are cured on the X-axis table 9. It is held via the tool 22.

次に、上記摩擦撹拌接合ツール１は、上記主軸位置決め機構６におけるプローブ移動機構７とＹ軸テーブル１０により、上記Ｘ軸テーブル９上に保持されたワーク４ａと４ｂの位置に応じたＺ軸方向位置及びＹ軸方向位置に配置させる。   Next, the friction stir welding tool 1 is moved in the Z-axis direction according to the positions of the workpieces 4a and 4b held on the X-axis table 9 by the probe moving mechanism 7 and the Y-axis table 10 in the spindle positioning mechanism 6. It arrange | positions in a position and a Y-axis direction position.

この際、上記摩擦撹拌接合ツール１の固定式ショルダー３を保持するショルダー移動機構８は、上記プローブ２を保持する主軸ユニット３２に取り付けてあるため、上記主軸ユニット３２の下端側に取り付けてある上記プローブ２と、ショルダー移動機構８に保持させてある上記固定式ショルダー３は、共通のＹ軸テーブル１０の動作により、Ｙ軸方向に一緒に移動させて、上記プローブ２及び固定式ショルダー３を、上記ワーク４ａと４ｂの接合線５の位置に対応するＹ軸方向位置に位置合わせすることができる。   At this time, since the shoulder moving mechanism 8 that holds the fixed shoulder 3 of the friction stir welding tool 1 is attached to the spindle unit 32 that holds the probe 2, the shoulder moving mechanism 8 is attached to the lower end side of the spindle unit 32. The probe 2 and the fixed shoulder 3 held by the shoulder moving mechanism 8 are moved together in the Y-axis direction by the operation of the common Y-axis table 10, and the probe 2 and the fixed shoulder 3 are moved. The workpieces 4a and 4b can be aligned at the Y-axis direction position corresponding to the position of the joining line 5.

この状態で、上記プローブ移動機構７による位置決め制御により、上記プローブ２を、上記ワーク４ａと４ｂの接合線５における摩擦撹拌接合開始側となる一端側の近傍位置に配置させると共に、上記ショルダー移動機構８による位置決め制御により、上記固定式ショルダー３を、２つのワーク接触面４３ａと４３ｂの双方が上記ワーク４ａと４ｂの対応する面に接触して、該固定式ショルダー３の下端部のＶ字形状の頂点が、上記ワーク４ａと４ｂの接合線５の一端部の上側に接するように配置させる。   In this state, by the positioning control by the probe moving mechanism 7, the probe 2 is disposed in the vicinity of one end side that is the friction stir welding start side in the joining line 5 of the workpieces 4 a and 4 b, and the shoulder moving mechanism By the positioning control by 8, the fixed shoulder 3 is brought into contact with the corresponding surfaces of the workpieces 4a and 4b so that the two workpiece contact surfaces 43a and 43b are in contact with each other. Are arranged so as to be in contact with the upper side of one end of the joining line 5 of the workpieces 4a and 4b.

次に、上記プローブ移動機構７と上記ショルダー移動機構８は、それぞれ押し圧制御又は位置決め制御のうちの所望する制御モードに設定する。ここでは、たとえば、上記プローブ移動機構７とショルダー移動機構８を、共に押し圧制御に設定する。   Next, the probe moving mechanism 7 and the shoulder moving mechanism 8 are set to a desired control mode of pressing pressure control or positioning control, respectively. Here, for example, both the probe moving mechanism 7 and the shoulder moving mechanism 8 are set to the pressure control.

その後、本発明の摩擦撹拌接合装置では、上記主軸ユニット３２により摩擦撹拌接合ツール１のプローブ２の回転を開始させてから、上記Ｘ軸テーブル９の動作を開始させて、該Ｘ軸テーブル９上のワーク４ａと４ｂを、Ｘ軸方向に沿って上記摩擦撹拌接合ツール１の側へ移動させるようにする。   Thereafter, in the friction stir welding apparatus according to the present invention, the rotation of the probe 2 of the friction stir welding tool 1 is started by the main spindle unit 32, and then the operation of the X axis table 9 is started. The workpieces 4a and 4b are moved toward the friction stir welding tool 1 along the X-axis direction.

これにより、上記回転駆動されたプローブ２が、上記ワーク４ａと４ｂの接合線５の位置へ没入されるようになるため、上記ワーク４ａと４ｂの摩擦撹拌接合が開始され、その後、上記Ｘ軸テーブル９の動作による上記ワーク４ａと４ｂのＸ軸方向に沿う移動を継続させることで、該ワーク４ａと４ｂの上記接合線５に沿う摩擦撹拌接合が進行するようになる。   As a result, the rotationally driven probe 2 comes to be immersed in the position of the joint line 5 between the workpieces 4a and 4b, so that the friction stir welding of the workpieces 4a and 4b is started, and then the X axis By continuing the movement of the workpieces 4a and 4b along the X-axis direction by the operation of the table 9, the friction stir welding along the joining line 5 of the workpieces 4a and 4b proceeds.

この際、上記プローブ２は、上記プローブ移動機構７により、ワーク４ａと４ｂの接合部に対して、該接合部で軟化させる該ワーク４ａと４ｂの素材を撹拌するのに適正な押し圧で押し付けることができる。一方、上記固定式ショルダー３は、上記ショルダー移動機構８により、ワーク４ａと４ｂの接合部に対して、上記接合部でプローブ２により撹拌される軟化したワーク４ａと４ｂの素材が該ワーク４ａと４ｂの表面より外にはみ出さないように成形するのに適正な押し圧で押し付けることができる。   At this time, the probe 2 is pressed by the probe moving mechanism 7 against the joint portion of the workpieces 4a and 4b with an appropriate pressing force for stirring the material of the workpieces 4a and 4b to be softened at the joint portion. be able to. On the other hand, in the fixed shoulder 3, the material of the softened workpieces 4a and 4b, which is agitated by the probe 2 at the joint portion with respect to the joint portion of the workpieces 4a and 4b by the shoulder moving mechanism 8, is the workpiece 4a. It can be pressed with an appropriate pressing force for molding so as not to protrude beyond the surface of 4b.

更に、上記固定式ショルダー３のワーク接触面４３ａと４３ｂのいずれか一方が、ワーク４ａと４ｂの対応する面に片当りする場合であっても、上記プローブ２のワーク４ａと４ｂに対する押し圧が変化したり、該プローブ２の位置が保持できなくなる虞を解消することができる。   Furthermore, even when either one of the workpiece contact surfaces 43a and 43b of the fixed shoulder 3 comes into contact with the corresponding surface of the workpieces 4a and 4b, the pressing force of the probe 2 against the workpieces 4a and 4b is not reduced. It is possible to eliminate the possibility that the probe 2 may be changed or the position of the probe 2 cannot be maintained.

したがって、上記プローブ２と固定式ショルダー３からなる上記摩擦撹拌接合ツール１により施工するワーク４ａと４ｂの摩擦撹拌接合は、施工状態を安定化させることができる。   Therefore, the friction stir welding of the workpieces 4a and 4b constructed by the friction stir welding tool 1 including the probe 2 and the fixed shoulder 3 can stabilize the construction state.

上記ワーク４ａと４ｂの接合線５の全長に亘る摩擦撹拌接合を施工させた後は、上記プローブ移動機構７及びショルダー移動機構８を共に位置制御モードに設定して、上記プローブ２及び固定式ショルダー３を、上記主軸ユニット３２と共に、摩擦撹拌接合されたワーク４ａと４ｂと干渉しない位置まで退避させて、該ワーク４ａと４ｂのはね出し等を行うようにすればよい。   After the friction stir welding is performed over the entire length of the joining line 5 of the workpieces 4a and 4b, the probe moving mechanism 7 and the shoulder moving mechanism 8 are both set to the position control mode, and the probe 2 and the fixed shoulder are fixed. 3 is retracted to a position where it does not interfere with the friction stir welded workpieces 4a and 4b together with the spindle unit 32, and the workpieces 4a and 4b are ejected.

なお、上記おいては、摩擦撹拌接合の施工の際に、プローブ２及び固定式ショルダー３を、プローブ移動機構７及びショルダー移動機構８により共に押し圧制御する場合について説明したが、摩擦撹拌接合の施工時に、上記プローブ２と固定式ショルダー３のいずれか一方、又は、双方を、対応するプローブ移動機構７とショルダー移動機構８により位置制御するようにしてもよい。   In the above description, the case where both the probe 2 and the fixed shoulder 3 are pressed and controlled by the probe moving mechanism 7 and the shoulder moving mechanism 8 during the construction of the friction stir welding has been described. At the time of construction, the position of either the probe 2 or the fixed shoulder 3 or both may be controlled by the corresponding probe moving mechanism 7 and shoulder moving mechanism 8.

このようにしても、本発明の摩擦撹拌接合装置では、摩擦撹拌接合の施工中に、プローブ２と固定式ショルダー３を独立してそれぞれ適正な状態に維持することができると共に、固定式ショルダー３のワーク４ａと４ｂに対する片当りが生じた場合であっても、それがプローブ２の制御に影響する虞を解消できるため、ワーク４ａと４ｂの摩擦撹拌接合の施工状態を安定化させることができる。   Even in this case, in the friction stir welding apparatus of the present invention, the probe 2 and the fixed shoulder 3 can be independently maintained in an appropriate state during the construction of the friction stir welding, and the fixed shoulder 3 Even if contact with the workpieces 4a and 4b occurs, the risk of affecting the control of the probe 2 can be eliminated, so that the construction state of the friction stir welding of the workpieces 4a and 4b can be stabilized. .

このように、本発明の摩擦撹拌接合装置によれば、ワーク４ａと４ｂの接合線５に沿う位置でのすみ肉の摩擦撹拌接合を行うことができる。   Thus, according to the friction stir welding apparatus of the present invention, the friction stir welding of the fillet at the position along the joining line 5 of the workpieces 4a and 4b can be performed.

又、上記本発明の摩擦撹拌接合装置は、摩擦撹拌接合を実施する際に、プローブ２の位置及び押し圧と、固定式ショルダー３の位置及び押し圧を、それぞれ適正に制御することができて、ワーク４ａと４ｂの摩擦撹拌接合を、施工状態を安定させた状態で実施することができる。   Moreover, the friction stir welding apparatus of the present invention can appropriately control the position and pressing pressure of the probe 2 and the position and pressing pressure of the fixed shoulder 3 when performing the friction stir welding. The friction stir welding of the workpieces 4a and 4b can be performed in a state where the construction state is stabilized.

しかも、上記ワーク４ａと４ｂのすみ肉の摩擦撹拌接合では、上記固定式ショルダー３のワーク４ａと４ｂに対する片当りが生じる虞があるが、該片当りが生じたとしても、摩擦撹拌接合の施工状態が影響を受けて悪化することを防止できる。   In addition, in the friction stir welding of the fillets of the workpieces 4a and 4b, there is a possibility that the fixed shoulder 3 may come into contact with the workpieces 4a and 4b, but even if such contact occurs, the friction stir welding is performed. It is possible to prevent the state from being affected and getting worse.

したがって、本発明の摩擦撹拌接合装置は、摩擦撹拌接合の施工条件の安定に伴い、摩擦撹拌接合により製造する製品の品質の向上化を図ることが可能になる。   Therefore, the friction stir welding apparatus of the present invention can improve the quality of products manufactured by friction stir welding as the construction conditions for friction stir welding are stabilized.

又、本発明の摩擦撹拌接合装置は、上記プローブ移動機構７と上記ショルダー移動機構８による上記プローブ２と固定式ショルダー３の位置制御により、固定式ショルダー３のプローブ挿通孔４４の下方へ突出させるプローブ２の突出量を変化させることができる。
したがって、厚み寸法が異なるワーク４ａと４ｂの摩擦撹拌接合を、摩擦撹拌接合ツール１を交換することなく施工することができる。又、摩擦撹拌接合を行うときには、ワーク４ａと４ｂに対するプローブ２の没入量を自在に変更することができる。したがって、本発明の摩擦撹拌接合装置は、様々な厚み、様々な素材のワーク４ａと４ｂの摩擦撹拌接合に容易に適用することができる。 Further, the friction stir welding apparatus according to the present invention causes the probe moving mechanism 7 and the shoulder moving mechanism 8 to project below the probe insertion hole 44 of the fixed shoulder 3 by controlling the position of the probe 2 and the fixed shoulder 3. The protruding amount of the probe 2 can be changed.
Therefore, the friction stir welding of the workpieces 4a and 4b having different thickness dimensions can be performed without replacing the friction stir welding tool 1. Moreover, when performing friction stir welding, the immersion amount of the probe 2 with respect to the workpieces 4a and 4b can be freely changed. Therefore, the friction stir welding apparatus of the present invention can be easily applied to the friction stir welding of the workpieces 4a and 4b having various thicknesses and various materials.

更に、上記プローブ移動機構７とショルダー移動機構８が、上記摩擦撹拌接合ツール１を間に挟んで互いに対向するように配置されているため、上記プローブ移動機構７がプローブ２をワーク４ａと４ｂに対して押し付けるときの反力によるモーメントの水平方向成分と、上記ショルダー移動機構８が固定式ショルダー３をワーク４ａと４ｂに対して押し付けるときの反力によるモーメントの水平方向成分の向きを、上記摩擦撹拌接合ツール１を中心に互いに対向させることができる。したがって、摩擦撹拌接合の施工時に本発明の摩擦撹拌接合装置全体に作用するモーメントを軽減させることができる。   Further, since the probe moving mechanism 7 and the shoulder moving mechanism 8 are disposed so as to face each other with the friction stir welding tool 1 interposed therebetween, the probe moving mechanism 7 places the probe 2 on the workpieces 4a and 4b. The direction of the horizontal component of the moment due to the reaction force when pressing against the horizontal direction component of the moment due to the reaction force when the shoulder moving mechanism 8 presses the fixed shoulder 3 against the workpieces 4a and 4b. The stir welding tool 1 can be opposed to each other. Therefore, the moment which acts on the whole friction stir welding apparatus of the present invention at the time of construction of friction stir welding can be reduced.

上記実施の形態では、プローブ移動機構７に、固定式ショルダー３を保持したショルダー移動機構８を、Ｙ軸テーブル１０、及び、プローブ２を備えた主軸ユニット３２を介して支持させる構成としてある。この構成は、通常、プローブ２のワーク４ａと４ｂに対する押し圧が、固定式ショルダー３のワーク４ａと４ｂに対する押し圧よりも大きいために、プローブ移動機構７におけるＺ軸方向の直動機構としてのボールねじ直動機構２６は、ショルダー移動機構８におけるＺ軸方向の直動機構としてのボールねじ直動機構４８よりも出力を大きくする必要があり、上記固定式ショルダー３のプローブ２に追従する移動は、上記出力の大きなプローブ移動機構７のボールねじ直動機構２６によって行わせることができる点や、上記プローブ２と固定式ショルダー３のＹ軸方向の移動を共通のＹ軸テーブル１０で実施できる点から考えると好ましい構成である。   In the above embodiment, the probe moving mechanism 7 is configured to support the shoulder moving mechanism 8 holding the fixed shoulder 3 via the Y-axis table 10 and the spindle unit 32 including the probe 2. In this configuration, since the pressing force of the probe 2 against the workpieces 4a and 4b is usually larger than the pressing pressure of the fixed shoulder 3 against the workpieces 4a and 4b, the probe moving mechanism 7 serves as a linear motion mechanism in the Z-axis direction. The ball screw linear motion mechanism 26 needs to have an output larger than that of the ball screw linear motion mechanism 48 as the linear motion mechanism in the Z-axis direction in the shoulder moving mechanism 8, and the movement following the probe 2 of the fixed shoulder 3. Can be performed by the ball screw linear movement mechanism 26 of the probe moving mechanism 7 having a large output, and the movement of the probe 2 and the fixed shoulder 3 in the Y-axis direction can be performed by the common Y-axis table 10. From the point of view, this is a preferable configuration.

しかし、上記ショルダー移動機構８は、上記プローブ移動機構７とは切り離して設けるようにしてもよい。この場合は、たとえば、上記プローブ移動機構７が取り付けられている門型フレーム１２に対し、上記主軸ユニット３２を挟んで反対側となる位置に、Ｘ軸テーブル９を跨ぐ別の門型フレームを設置して、該別の門型フレームに、上記ショルダー移動機構８を取り付けるようにすればよい。又、この場合は、上記別の門型フレームと上記ショルダー移動機構８との間に、上記Ｙ軸テーブル１０に同期して動作するＹ軸テーブルか、又は、上記ショルダー移動機構８をＹ軸方向に自在に移動できるように保持するためのＹ軸方向のガイド手段を介装させて設けるようにすればよい。   However, the shoulder moving mechanism 8 may be provided separately from the probe moving mechanism 7. In this case, for example, another portal frame straddling the X-axis table 9 is installed on the opposite side of the main shaft unit 32 with respect to the portal frame 12 to which the probe moving mechanism 7 is attached. Then, the shoulder moving mechanism 8 may be attached to the another portal frame. In this case, the Y-axis table that operates in synchronization with the Y-axis table 10 between the another portal frame and the shoulder movement mechanism 8 or the shoulder movement mechanism 8 is moved in the Y-axis direction. The guide means in the Y-axis direction for holding it so as to be freely movable may be provided.

なお、本発明は上記実施の形態のみに限定されるものではなく、プローブ移動機構７とショルダー移動機構８における各Ｚ軸方向の直動機構は、それぞれのＺ軸方向の移動対象であるプローブ２とその関連機器や、固定式ショルダー３とその関連機器をＺ軸方向に移動させることができるようにしてあれば、台形ねじによる直動機構や、落下防止策を講じたラックとピニオンによる直動機構、更には、油圧シリンダーによる直動機構等、ボールねじ直動機構２６，４８以外のいかなる形式の直動機構を採用してもよい。   Note that the present invention is not limited to the above embodiment, and the linear motion mechanism in each Z-axis direction in the probe moving mechanism 7 and the shoulder moving mechanism 8 is the probe 2 that is the object to be moved in each Z-axis direction. And related equipment, fixed shoulder 3 and related equipment can be moved in the Z-axis direction, linear movement mechanism with trapezoidal screws, linear movement with rack and pinion with drop prevention measures Any type of linear motion mechanism other than the ball screw linear motion mechanisms 26 and 48, such as a mechanism and a linear motion mechanism using a hydraulic cylinder, may be employed.

同様に、Ｙ軸テーブル１０とＸ軸テーブル９に装備する直動機構は、ボールねじ直動機構１６，３６以外のいかなる形式の直動機構を採用してもよい。   Similarly, the linear motion mechanism provided in the Y-axis table 10 and the X-axis table 9 may employ any type of linear motion mechanism other than the ball screw linear motion mechanisms 16 and 36.

プローブ移動機構７とショルダー移動機構８における荷重計測手段は、それぞれ対応するプローブ２や固定式ショルダー３のワーク４ａと４ｂに対する押し圧を計測できるようにしてあれば、設置個所は適宜変更してもよく、又、ロードセル以外の任意の形式の荷重計測手段を採用してもよい。   If the load measuring means in the probe moving mechanism 7 and the shoulder moving mechanism 8 can measure the pressing force of the corresponding probe 2 and fixed shoulder 3 against the workpieces 4a and 4b, the installation location can be changed as appropriate. Alternatively, any type of load measuring means other than the load cell may be employed.

摩擦撹拌接合ツール１の固定式ショルダー３は、下端部が２つのワーク接触面４３ａと４３ｂとからなるＶ字形状として、すみ肉の接合を行うワーク４ａと４ｂの接合線５を挟んだ傾斜面に沿わせて配置できる形状としてあれば、上部側の形状はいかなる形状であってもよい。   The fixed shoulder 3 of the friction stir welding tool 1 has a V-shaped lower end made up of two workpiece contact surfaces 43a and 43b, and an inclined surface sandwiching the joining line 5 of the workpieces 4a and 4b for joining fillet As long as the shape can be arranged along the shape, the shape on the upper side may be any shape.

摩擦撹拌接合の施工時に本発明の摩擦撹拌接合装置全体に作用するモーメントを軽減させるという観点から考えると、プローブ移動機構７とショルダー移動機構８は、摩擦撹拌接合ツール１を間に挟んで互いに対向するように配置することが望ましいが、摩擦撹拌接合ツール１を中心とするいかなる方向に、上記プローブ移動機構７とショルダー移動機構８を配置してもよい。   From the viewpoint of reducing the moment acting on the entire friction stir welding apparatus of the present invention during the construction of the friction stir welding, the probe moving mechanism 7 and the shoulder moving mechanism 8 face each other with the friction stir welding tool 1 in between. However, the probe moving mechanism 7 and the shoulder moving mechanism 8 may be arranged in any direction around the friction stir welding tool 1.

更に、本発明の摩擦撹拌接合装置の応用例として、摩擦撹拌接合ツール１におけるプローブ２の基端側外周位置に配置する固定式ショルダーを、下端部がＶ字形状としてある固定式ショルダー３に代えて、下端部が平面となる固定式ショルダーを用いる構成として、同一平面に配置した２つのワークの突き合わせ端部同士の摩擦撹拌接合を行うときに、個別のプローブ移動機構７とショルダー移動機構８により、プローブ２の位置及び押し圧と、固定式ショルダーの位置及び押し圧を独立して制御させるようにしてもよい。   Further, as an application example of the friction stir welding apparatus of the present invention, the fixed shoulder disposed at the base end side outer peripheral position of the probe 2 in the friction stir welding tool 1 is replaced with a fixed shoulder 3 having a V-shaped lower end portion. Thus, as a configuration using a fixed shoulder having a flat bottom end, when performing friction stir welding between butted ends of two workpieces arranged on the same plane, the individual probe moving mechanism 7 and shoulder moving mechanism 8 The position and pressing pressure of the probe 2 and the position and pressing pressure of the fixed shoulder may be controlled independently.

Ｘ軸テーブル９上に設けてワーク４ａと４ｂを保持するための治具２２は、支持ブロック２２ａのＶ字状の溝２２ｂの各斜面に沿って配置されたワーク４ａと４ｂを、変位を防止して保持できるようにしてあれば、たとえば、図４に示すように、上記Ｖ字状の溝２２ｂの各斜面に沿って配置されたワーク４ａと４ｂの該各斜面の上端側に位置する端面に、押さえ部材２２ｃを押し付けるよう配置した状態で、該押さえ部材２２ｃを、ボルト２２ｄを介して支持ブロック２２ａに固定させる構成としてもよい。更には、ワーク４ａと４ｂの支持ブロック２２ａへの固定は、Ｘ軸方向の所定間隔個所を、図３（ａ）に示した形式の固定手法と、図４に示した形式の固定手法を交互に用いて実施させるようにしてもよく、その他、図示した以外のいかなる形式の固定手法を採用してもよい。   The jig 22 provided on the X-axis table 9 for holding the workpieces 4a and 4b prevents the workpieces 4a and 4b arranged along the inclined surfaces of the V-shaped grooves 22b of the support block 22a from being displaced. As shown in FIG. 4, for example, as shown in FIG. 4, the end surfaces of the workpieces 4a and 4b arranged along the slopes of the V-shaped grooves 22b are located on the upper end sides of the slopes. In addition, the pressing member 22c may be fixed to the support block 22a via the bolt 22d in a state where the pressing member 22c is arranged to be pressed. Furthermore, the workpieces 4a and 4b are fixed to the support block 22a by alternately changing the fixing method of the type shown in FIG. 3A and the fixing method of the type shown in FIG. In addition, any type of fixing method other than that shown in the drawings may be adopted.

その他本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々変更を加え得ることは勿論である。   Of course, various modifications can be made without departing from the scope of the present invention.

１ 摩擦撹拌接合ツール
２ プローブ
３ 固定式ショルダー
４ａ，４ｂ ワーク
５ 接合線
７ プローブ移動機構
８ ショルダー移動機構
４３ａ，４３ｂ ワーク接触面 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Friction stir welding tool 2 Probe 3 Fixed shoulder 4a, 4b Workpiece 5 Joining line 7 Probe moving mechanism 8 Shoulder moving mechanism 43a, 43b Workpiece contact surface

Claims (4)

回転駆動可能なプローブと、プローブ挿通孔を備えて該プローブの基端側の外周に配置した固定式ショルダーとを備えた摩擦撹拌接合ツールを有する摩擦撹拌接合装置において、
上記固定式ショルダーを、すみ肉接合対象のワークの接合線を挟んだ傾斜面にそれぞれ接触させるための２つのワーク接触面による下端部を備えてなる構成とし、
且つ、上記プローブのワークの接合線に直交する一方向の移動を制御するためのプローブ移動機構と、
上記プローブ挿通孔より上記プローブが下方に突出する配置とされた状態で、上記固定式ショルダーの上記プローブの移動方向と同一の方向の移動を制御するためのショルダー移動機構とを、別体として備えてなる構成を有すること
を特徴とする摩擦撹拌接合装置。 In a friction stir welding apparatus having a friction stir welding tool having a probe that can be driven to rotate, and a fixed shoulder provided with a probe insertion hole and disposed on the outer periphery on the proximal end side of the probe,
The fixed shoulder is configured to have a lower end portion by two workpiece contact surfaces for contacting the inclined surfaces sandwiching the joining line of the workpiece to be joined to fillet,
And a probe moving mechanism for controlling movement in one direction perpendicular to the joint line of the probe workpiece,
A shoulder movement mechanism for controlling the movement of the fixed shoulder in the same direction as the movement direction of the probe in a state where the probe protrudes downward from the probe insertion hole. A friction stir welding apparatus characterized by comprising: 上記プローブ移動機構と上記ショルダー移動機構に、上記プローブと上記固定式ショルダーを独立して位置制御及び押し圧制御する機能を備えるようにした
請求項１記載の摩擦撹拌接合装置。 In the probe moving mechanism and the shoulder moving mechanism, the friction stir welding device according to claim 1, wherein as comprising a position control and press pressure Gosuru function independently the probe and the fixed shoulder. 上記プローブ移動機構と上記ショルダー移動機構を、上記摩擦撹拌接合ツールを挟んで互いに対向するように配置させるようにした
請求項１又は２記載の摩擦撹拌接合装置。 The probe moving mechanism and the shoulder moving mechanism, the friction stir welding apparatus according to claim 1 or 2, wherein was set to be opposed to each other across the friction stir welding tool. 上記プローブ移動機構に、上記ショルダー移動機構を保持させて、上記プローブ移動機構による上記プローブの移動と一緒に上記ショルダー移動機構を移動させることができるようにした
請求項１、２又は３記載の摩擦撹拌接合装置。 In the probe moving mechanism, the shoulder moving mechanism by holding the friction of claim 1, wherein which make it possible to move the shoulder moving mechanism together with the movement of the probe by the probe moving mechanism Stir welding device.
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