JPH10180466A - 摩擦溶接方法および装置 - Google Patents
摩擦溶接方法および装置Info
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- JPH10180466A JPH10180466A JP34356096A JP34356096A JPH10180466A JP H10180466 A JPH10180466 A JP H10180466A JP 34356096 A JP34356096 A JP 34356096A JP 34356096 A JP34356096 A JP 34356096A JP H10180466 A JPH10180466 A JP H10180466A
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K20/00—Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating
- B23K20/12—Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating the heat being generated by friction; Friction welding
- B23K20/122—Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating the heat being generated by friction; Friction welding using a non-consumable tool, e.g. friction stir welding
- B23K20/1245—Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating the heat being generated by friction; Friction welding using a non-consumable tool, e.g. friction stir welding characterised by the apparatus
- B23K20/126—Workpiece support, i.e. backing or clamping
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- Mechanical Engineering (AREA)
- Pressure Welding/Diffusion-Bonding (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 アルミニウムなどの非鉄金属材よりなる板状
のワークの摩擦溶接の自動化、ライン化が容易な溶接方
法および装置を提供すること。 【解決手段】 第１，第２のテーブル３Ａ，３Ｂ上にお
いて第１，第２のワークＷ１，Ｗ２の接合面を当接して
位置決めし、上記接合面に沿う方向へ往復動可能に設け
た溶接加工ヘッド１７に備えた溶接工具２３のプローブ
２３Ｐを前記接合面に臨ませ、前記溶接工具２３の回転
により当該溶接工具２３のプローブ２３Ｐと第１，第２
のワークＷ１，Ｗ２に接合面との間に摩擦熱を発生せし
め、当該摩擦熱によって上記接合面の１部を軟化せしめ
つつ前記溶接加工ヘッド１７を接合面に沿って移動する
摩擦溶接方法及びその装置である。
のワークの摩擦溶接の自動化、ライン化が容易な溶接方
法および装置を提供すること。 【解決手段】 第１，第２のテーブル３Ａ，３Ｂ上にお
いて第１，第２のワークＷ１，Ｗ２の接合面を当接して
位置決めし、上記接合面に沿う方向へ往復動可能に設け
た溶接加工ヘッド１７に備えた溶接工具２３のプローブ
２３Ｐを前記接合面に臨ませ、前記溶接工具２３の回転
により当該溶接工具２３のプローブ２３Ｐと第１，第２
のワークＷ１，Ｗ２に接合面との間に摩擦熱を発生せし
め、当該摩擦熱によって上記接合面の１部を軟化せしめ
つつ前記溶接加工ヘッド１７を接合面に沿って移動する
摩擦溶接方法及びその装置である。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えばアルミニウ
ム及びその合金や銅およびその合金等の非鉄金属の板状
のワークの摩擦溶接を行う方法及び装置に係り、さらに
詳細には、摩擦溶接の自動化、ライン化が容易な摩擦溶
接方法及び装置に関する。
ム及びその合金や銅およびその合金等の非鉄金属の板状
のワークの摩擦溶接を行う方法及び装置に係り、さらに
詳細には、摩擦溶接の自動化、ライン化が容易な摩擦溶
接方法及び装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】例えばアルミニウム等のごとき非鉄金属
の摩擦溶接を行う先行例として、特表平７−５０５０９
０号公報がある。
の摩擦溶接を行う先行例として、特表平７−５０５０９
０号公報がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上記先行例は、溶接す
べき第１，第２のワークの接合面に溶接工具のプローブ
を臨ませ、上記溶接工具を回転することによって上記プ
ローブと接合面との間に摩擦熱を発生させ、この摩擦熱
によって前記接合面を軟化し、溶接工具を備えた加工ヘ
ッドを接合面に沿って移動することによって前記接合面
の摩擦溶接を行うものであるが、先行例は単に摩擦溶接
を行う原理を開示するにすぎないものであり、第１，第
２のワークの摩擦溶接の自動化、ライン化をより容易に
行うにはさらに解決するべき問題がある。
べき第１，第２のワークの接合面に溶接工具のプローブ
を臨ませ、上記溶接工具を回転することによって上記プ
ローブと接合面との間に摩擦熱を発生させ、この摩擦熱
によって前記接合面を軟化し、溶接工具を備えた加工ヘ
ッドを接合面に沿って移動することによって前記接合面
の摩擦溶接を行うものであるが、先行例は単に摩擦溶接
を行う原理を開示するにすぎないものであり、第１，第
２のワークの摩擦溶接の自動化、ライン化をより容易に
行うにはさらに解決するべき問題がある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明は、前述のごとき
従来の問題に鑑みてなされたもので、請求項１に係る発
明は、第１のワークと第２のワークとの接合部の摩擦溶
接を行う方法において、テーブルに備えた第１のローラ
によって当該テーブル上の第１のワークを移送し、テー
ブルに対して出没可能に備えたストッパー部材に当接
し、第１のワークの位置決めを行う（ａ）工程と、前記
第１のワークに対向して前記ストッパー部材の反対側の
テーブル上の第２のワークを第２のローラによって第１
のワーク側へ移送すると共に前記ストッパー部材を没入
し、第１，第２のワークの接合面を当接して位置決めす
る（ｂ）工程と、第１，第２のワークの接合面に沿う方
向へ往復動可能に設けた溶接加工ヘッドに備えた溶接工
具のプローブを前記接合面に臨ませる（ｃ）工程と、前
記溶接工具の回転により当該溶接工具のプローブと第
１，第２のワークの接合面との間に摩擦熱を発生せし
め、当該摩擦熱によって上記接合面の１部を軟化せしめ
つつ前記溶接加工ヘッドを接合面に沿って移動する
（ｄ）工程の各工程によりなる摩擦溶接方法である。
従来の問題に鑑みてなされたもので、請求項１に係る発
明は、第１のワークと第２のワークとの接合部の摩擦溶
接を行う方法において、テーブルに備えた第１のローラ
によって当該テーブル上の第１のワークを移送し、テー
ブルに対して出没可能に備えたストッパー部材に当接
し、第１のワークの位置決めを行う（ａ）工程と、前記
第１のワークに対向して前記ストッパー部材の反対側の
テーブル上の第２のワークを第２のローラによって第１
のワーク側へ移送すると共に前記ストッパー部材を没入
し、第１，第２のワークの接合面を当接して位置決めす
る（ｂ）工程と、第１，第２のワークの接合面に沿う方
向へ往復動可能に設けた溶接加工ヘッドに備えた溶接工
具のプローブを前記接合面に臨ませる（ｃ）工程と、前
記溶接工具の回転により当該溶接工具のプローブと第
１，第２のワークの接合面との間に摩擦熱を発生せし
め、当該摩擦熱によって上記接合面の１部を軟化せしめ
つつ前記溶接加工ヘッドを接合面に沿って移動する
（ｄ）工程の各工程によりなる摩擦溶接方法である。
【０００５】請求項２に係る発明は、請求項１に記載の
発明において、第１または第２の少なくとも一方のロー
ラに回転力を付与して、第１または第２のワークの少な
くとも一方のワークを当接面方向へ常時押圧付勢する工
程を有する摩擦溶接方法である。
発明において、第１または第２の少なくとも一方のロー
ラに回転力を付与して、第１または第２のワークの少な
くとも一方のワークを当接面方向へ常時押圧付勢する工
程を有する摩擦溶接方法である。
【０００６】請求項３に係る発明は、溶接すべきワーク
を支持するテーブルに対して出没可能のストッパー部材
と、このストッパー部材の一側方においてテーブル上に
載置された第１のワークを上記ストッパー部材方向へ移
送すべく作用する第１のローラと、前記ストッパー部材
の他側方においてテーブル上に載置された第２のワーク
を前記第１のワークの方向へ移送すべく作用する第２の
ローラと、上記第１，第２のワークの接合面との間に摩
擦熱を発生せしめるための溶接工具を備えかつ上記接合
面に沿う方向へ移動可能の溶接加工ヘッドと、を備えて
なる摩擦溶接装置である。
を支持するテーブルに対して出没可能のストッパー部材
と、このストッパー部材の一側方においてテーブル上に
載置された第１のワークを上記ストッパー部材方向へ移
送すべく作用する第１のローラと、前記ストッパー部材
の他側方においてテーブル上に載置された第２のワーク
を前記第１のワークの方向へ移送すべく作用する第２の
ローラと、上記第１，第２のワークの接合面との間に摩
擦熱を発生せしめるための溶接工具を備えかつ上記接合
面に沿う方向へ移動可能の溶接加工ヘッドと、を備えて
なる摩擦溶接装置である。
【０００７】請求項４に係る発明は、請求項３に記載の
発明において、第１，第２のローラに対して第１，第２
のワークを押圧自在の第１，第２の押圧ローラを備えて
なるものである。
発明において、第１，第２のローラに対して第１，第２
のワークを押圧自在の第１，第２の押圧ローラを備えて
なるものである。
【０００８】請求項５に係る発明は、請求項３又は４に
記載の発明において、第１，第２のローラの回転力を制
御自在の回転力制御手段を備えてなるものである。
記載の発明において、第１，第２のローラの回転力を制
御自在の回転力制御手段を備えてなるものである。
【０００９】
【発明の実施の形態】図１を参照するに、本例に係る摩
擦溶接装置１は溶接すべき板状の第１，第２ワークＷ
１，Ｗ２を支持する第１，第２のテーブル３Ａ，３Ｂを
備えており、上記第１，第２のテーブル３Ａ，３Ｂの間
には第１のワークＷ１の当接面を当接位置決めするため
のストッパー部材５がテーブル面に対して出没可能に設
けてある。上記ストッパー部材５をテーブル面に対して
出没するために、機台の１部１Ａには例えばエアーシリ
ンダ、油圧シリンダ等のごとき適宜のアクチュエータよ
りなるストッパー出没移動装置７が装着してある。
擦溶接装置１は溶接すべき板状の第１，第２ワークＷ
１，Ｗ２を支持する第１，第２のテーブル３Ａ，３Ｂを
備えており、上記第１，第２のテーブル３Ａ，３Ｂの間
には第１のワークＷ１の当接面を当接位置決めするため
のストッパー部材５がテーブル面に対して出没可能に設
けてある。上記ストッパー部材５をテーブル面に対して
出没するために、機台の１部１Ａには例えばエアーシリ
ンダ、油圧シリンダ等のごとき適宜のアクチュエータよ
りなるストッパー出没移動装置７が装着してある。
【００１０】前記第１，第２のテーブル３Ａ，３Ｂはそ
れぞれ別個に設けても良く、一体に設けても良いもので
あり、前記ストッパー部材５は複数個所に設けることが
望ましいものである。
れぞれ別個に設けても良く、一体に設けても良いもので
あり、前記ストッパー部材５は複数個所に設けることが
望ましいものである。
【００１１】前記第１のテーブル３Ａにおいて前記スト
ッパー部材５に近接した位置には、図１において第１の
ワークＷ１を左右方向へ移送可能の第１のローラ９Ａが
回転自在に装着してあると共に複数の送材ローラ（図示
省略）が回転自在に装着してある。
ッパー部材５に近接した位置には、図１において第１の
ワークＷ１を左右方向へ移送可能の第１のローラ９Ａが
回転自在に装着してあると共に複数の送材ローラ（図示
省略）が回転自在に装着してある。
【００１２】前記第１のローラ９Ａには、第１のローラ
９Ａの回転力を制御自在の回転力制御手段１１Ａを介し
て駆動モータＭ１が接続してある。より詳細には、上記
回転力制御手段１１Ａは、例えば適宜のトルクリミッタ
等よりなるものであって、第１のローラ９Ａに所定の負
荷が作用したときに、モータＭ１から第１のローラ９Ａ
へ伝達されるトルクを制限する作用をなすものである。
９Ａの回転力を制御自在の回転力制御手段１１Ａを介し
て駆動モータＭ１が接続してある。より詳細には、上記
回転力制御手段１１Ａは、例えば適宜のトルクリミッタ
等よりなるものであって、第１のローラ９Ａに所定の負
荷が作用したときに、モータＭ１から第１のローラ９Ａ
へ伝達されるトルクを制限する作用をなすものである。
【００１３】なお、前記回転力制御手段１１Ａは、第１
のワークＷ１に第１のローラ９Ａが接触した状態におい
て第１のローラ９Ａが空転することを抑制するためのも
のであるから、モータＭ１としてサーボモータを使用
し、モータＭ１に入力する電流値を制御してモータＭ１
のトルクを制御する構成とすることも可能である。この
場合、モータＭ１のトルク制御を行うための構成が回転
力制御手段に相当するものであり、前記回転力制御手段
１１Ａを省略することも可能である。
のワークＷ１に第１のローラ９Ａが接触した状態におい
て第１のローラ９Ａが空転することを抑制するためのも
のであるから、モータＭ１としてサーボモータを使用
し、モータＭ１に入力する電流値を制御してモータＭ１
のトルクを制御する構成とすることも可能である。この
場合、モータＭ１のトルク制御を行うための構成が回転
力制御手段に相当するものであり、前記回転力制御手段
１１Ａを省略することも可能である。
【００１４】なお、前記第１のテーブル３Ａに備えた複
数の送材ローラは、前記第１のローラ９Ａと連動するよ
うに、チエン，ベルト等を介して連動連結して設けるこ
とが望ましいが、別個のモータによって回転駆動する構
成としても良いものである。
数の送材ローラは、前記第１のローラ９Ａと連動するよ
うに、チエン，ベルト等を介して連動連結して設けるこ
とが望ましいが、別個のモータによって回転駆動する構
成としても良いものである。
【００１５】前記第１のローラ９Ａの回転によって第１
のワークＷ１の移送を行うとき、第１のワークＷ１を第
１のローラ９Ａに押圧自在の第１の押圧ローラ１３Ａが
設けてある。上記第１の押圧ローラ１３Ａは、機台の１
部１Ａに装着した押圧付勢手段１５Ａによって第１のロ
ーラ９Ａ方向へ付勢されることにより、第１のワークＷ
１を第１のローラ９Ａとの間に第１のワークＷ１を挾持
自在である。
のワークＷ１の移送を行うとき、第１のワークＷ１を第
１のローラ９Ａに押圧自在の第１の押圧ローラ１３Ａが
設けてある。上記第１の押圧ローラ１３Ａは、機台の１
部１Ａに装着した押圧付勢手段１５Ａによって第１のロ
ーラ９Ａ方向へ付勢されることにより、第１のワークＷ
１を第１のローラ９Ａとの間に第１のワークＷ１を挾持
自在である。
【００１６】より詳細には、前記押圧付勢手段１５Ａ
は、例えばエアーシリンダ等のごとき流体圧シリンダあ
るいはコイルバネ等のごとき弾性部材を利用した構成よ
りなるものである。
は、例えばエアーシリンダ等のごとき流体圧シリンダあ
るいはコイルバネ等のごとき弾性部材を利用した構成よ
りなるものである。
【００１７】前記第２のテーブル３Ｂ側における各部の
構成は、前述した第１のテーブル３Ａ側における各部の
構成と対称的であるので、同一機能を奏する構成部分に
は符号「Ａ」に代えて「Ｂ」を付して表示することとし
て重複した説明は省略する。
構成は、前述した第１のテーブル３Ａ側における各部の
構成と対称的であるので、同一機能を奏する構成部分に
は符号「Ａ」に代えて「Ｂ」を付して表示することとし
て重複した説明は省略する。
【００１８】前記ストッパー部材５の上方位置には、第
１，第２のワークＷ１，Ｗ２の移送方向（図１において
左右方向）に対して直交する前後方向（図１において紙
面に対して垂直な方向）へ移動可能の溶接加工ヘッド１
７が設けてある。
１，第２のワークＷ１，Ｗ２の移送方向（図１において
左右方向）に対して直交する前後方向（図１において紙
面に対して垂直な方向）へ移動可能の溶接加工ヘッド１
７が設けてある。
【００１９】より詳細には、図２，図３に示すように、
前記ストッパー部材５の上方位置の機台の１部１Ａには
前後方向のガイド部１９が設けてあり、このガイド部１
９に前記溶接加工ヘッド１７が往復動可能に支持されて
いる。なお、ガイド部１９に沿って溶接加工ヘッド１７
を往復動する駆動構成は、前記ガイド部１９と平行に設
けたボールネジ（図示省略）をサーボモータによって回
転する構成となし、かつ溶接加工ヘッド１７に備えたナ
ット部材を前記ボールネジに移動可能に螺合した構成
や、リニアモータを採用するなど種々の構成を採用する
ことができる。
前記ストッパー部材５の上方位置の機台の１部１Ａには
前後方向のガイド部１９が設けてあり、このガイド部１
９に前記溶接加工ヘッド１７が往復動可能に支持されて
いる。なお、ガイド部１９に沿って溶接加工ヘッド１７
を往復動する駆動構成は、前記ガイド部１９と平行に設
けたボールネジ（図示省略）をサーボモータによって回
転する構成となし、かつ溶接加工ヘッド１７に備えたナ
ット部材を前記ボールネジに移動可能に螺合した構成
や、リニアモータを採用するなど種々の構成を採用する
ことができる。
【００２０】前記溶接ヘッド１７は、モータＭによって
回転駆動されると共に上下動可能のスピンドル２１を備
えており、このスピンドル２１の下端部に備えたチャッ
クには、小径のプローブ２３Ｐを備えた溶接工具２３が
着脱可能に装着してある。
回転駆動されると共に上下動可能のスピンドル２１を備
えており、このスピンドル２１の下端部に備えたチャッ
クには、小径のプローブ２３Ｐを備えた溶接工具２３が
着脱可能に装着してある。
【００２１】上記溶接工具２３は、アルミニウム又はそ
の合金あるいは銅又はその合金等の非鉄金属等よりなる
前記第１，第２のワークＷ１，Ｗ２の接合面に摩擦熱を
発生せしめるためのもので、上記ワークＷ１，Ｗ２より
も硬度の大きな例えば工具鋼や超硬合金等よりなるもの
である。
の合金あるいは銅又はその合金等の非鉄金属等よりなる
前記第１，第２のワークＷ１，Ｗ２の接合面に摩擦熱を
発生せしめるためのもので、上記ワークＷ１，Ｗ２より
も硬度の大きな例えば工具鋼や超硬合金等よりなるもの
である。
【００２２】以上のごとき構成において、ストッパー部
材５がテーブル３Ａ，３Ｂの上面から没入した状態にあ
るときに、適宜の材料供給装置によって第１のワークＷ
１を第２のテーブル３Ｂ上に載置し、第２のテーブル３
Ｂに備えた送材ローラおよび第２のローラ９Ｂを回転
し、また第２の押圧ローラ１３Ｂによって押圧して、第
１のワークＷ１を、図１において右方向の第１のテーブ
ル３Ａ側へ移送する。この際、第１のローラ９Ａ，第１
の押圧ローラ１３Ａ及び第１のテーブル３Ａに備えた送
材ローラも送り方向へ回転して第１のワークＷ１を第１
のテーブル３Ａ上に移送する。
材５がテーブル３Ａ，３Ｂの上面から没入した状態にあ
るときに、適宜の材料供給装置によって第１のワークＷ
１を第２のテーブル３Ｂ上に載置し、第２のテーブル３
Ｂに備えた送材ローラおよび第２のローラ９Ｂを回転
し、また第２の押圧ローラ１３Ｂによって押圧して、第
１のワークＷ１を、図１において右方向の第１のテーブ
ル３Ａ側へ移送する。この際、第１のローラ９Ａ，第１
の押圧ローラ１３Ａ及び第１のテーブル３Ａに備えた送
材ローラも送り方向へ回転して第１のワークＷ１を第１
のテーブル３Ａ上に移送する。
【００２３】そして、第１のワークＷ１の後端縁（図１
において左端縁）がストッパー部材５の上方位置を通過
したことを、機台の１部１Ａに備えたセンサＳによって
検出したときに、ストッパー部材５を上昇せしめてテー
ブル面から突出せしめると共に、第１のローラ９Ａ等の
回転を停止し、第１のワークＷ１の右方向への移動を停
止する。その後、第１のローラ９Ａや第１のテーブル３
Ａに備えた送材ローラを逆回転して第１のワークＷ１の
後端縁を前記ストッパー部材５に当接し位置決めする。
において左端縁）がストッパー部材５の上方位置を通過
したことを、機台の１部１Ａに備えたセンサＳによって
検出したときに、ストッパー部材５を上昇せしめてテー
ブル面から突出せしめると共に、第１のローラ９Ａ等の
回転を停止し、第１のワークＷ１の右方向への移動を停
止する。その後、第１のローラ９Ａや第１のテーブル３
Ａに備えた送材ローラを逆回転して第１のワークＷ１の
後端縁を前記ストッパー部材５に当接し位置決めする。
【００２４】すなわち、第１のワークＷ１の後端縁がス
トッパー部材５に当接したことを、例えばストッパー部
材５に備えた適宜センサ等によって検出したときに第１
のローラ９Ａの回転を停止すると共に、第１の押圧ロー
ラ１３Ａによって第１のワークＷ１を第１のローラ９Ａ
へ押圧し固定状態に保持する。そして、第１のワークＷ
１の位置決めを行った後にストッパー部材５をテーブル
面から没入する。
トッパー部材５に当接したことを、例えばストッパー部
材５に備えた適宜センサ等によって検出したときに第１
のローラ９Ａの回転を停止すると共に、第１の押圧ロー
ラ１３Ａによって第１のワークＷ１を第１のローラ９Ａ
へ押圧し固定状態に保持する。そして、第１のワークＷ
１の位置決めを行った後にストッパー部材５をテーブル
面から没入する。
【００２５】前述のごとく第１のワークＷ１の位置決め
を行っている間に、次に第２のワークＷ２を第２のテー
ブル３Ｂ上に載置し、図１において右方向へ移動して、
第１のワークＷ１の後端縁（当接面）に第２のワークＷ
２の前端縁（当接面）を当接する。
を行っている間に、次に第２のワークＷ２を第２のテー
ブル３Ｂ上に載置し、図１において右方向へ移動して、
第１のワークＷ１の後端縁（当接面）に第２のワークＷ
２の前端縁（当接面）を当接する。
【００２６】上述のごとく第１，第２のワークＷ１，Ｗ
２の当接面を当接し接合した状態にあるとき、溶接加工
ヘッド１７におけるモータＭを駆動してスピンドル２１
を回転すると共に下降せしめて、当該スピンドル２１の
下端部に備えた溶接工具のプローブ２３Ｐを第１，第２
のワークＷ１，Ｗ２の接合面に臨ませると、上記接合面
の部分に対するプローブ２３Ｐの回転により、ワークＷ
１，Ｗ２の接合面の部分とプローブ２３Ｐとの間に摩擦
熱が発生し、この摩擦熱によって前記接合面の１部分が
軟化される。
２の当接面を当接し接合した状態にあるとき、溶接加工
ヘッド１７におけるモータＭを駆動してスピンドル２１
を回転すると共に下降せしめて、当該スピンドル２１の
下端部に備えた溶接工具のプローブ２３Ｐを第１，第２
のワークＷ１，Ｗ２の接合面に臨ませると、上記接合面
の部分に対するプローブ２３Ｐの回転により、ワークＷ
１，Ｗ２の接合面の部分とプローブ２３Ｐとの間に摩擦
熱が発生し、この摩擦熱によって前記接合面の１部分が
軟化される。
【００２７】上述のように接合面の１部分が軟化された
後、溶接工具のプローブ２３Ｐを軟化部分に没入し、溶
接加工ヘッド１７を接合面に沿って前後方向に移動する
と、接合面の軟化部分は次第に前後方向に移動する。そ
して、第１，第２のワークＷ１，Ｗ２の接合面の軟化し
た金属は、溶接工具の回転によってプローブ２３Ｐの移
動方向の後側へ撹拌されながら移動され固化するので、
第１，第２のワークＷ１，Ｗ２の摩擦溶接が行われるも
のである。
後、溶接工具のプローブ２３Ｐを軟化部分に没入し、溶
接加工ヘッド１７を接合面に沿って前後方向に移動する
と、接合面の軟化部分は次第に前後方向に移動する。そ
して、第１，第２のワークＷ１，Ｗ２の接合面の軟化し
た金属は、溶接工具の回転によってプローブ２３Ｐの移
動方向の後側へ撹拌されながら移動され固化するので、
第１，第２のワークＷ１，Ｗ２の摩擦溶接が行われるも
のである。
【００２８】上述のごとく第１，第２のワークＷ１，Ｗ
２の摩擦溶接を行った後、溶接後のワーク（製品）を図
１において右方向へ送り出した後、前述したごとき動作
を繰り返すことにより、第１，第２のワークＷ１，Ｗ２
の摩擦溶接を次々に行うことができるものである。ま
た、前述のごとき動作に準じた動作を行って、ワークを
次々に連結して溶接することも可能である。すなわち、
自動化，ライン化が容易である。
２の摩擦溶接を行った後、溶接後のワーク（製品）を図
１において右方向へ送り出した後、前述したごとき動作
を繰り返すことにより、第１，第２のワークＷ１，Ｗ２
の摩擦溶接を次々に行うことができるものである。ま
た、前述のごとき動作に準じた動作を行って、ワークを
次々に連結して溶接することも可能である。すなわち、
自動化，ライン化が容易である。
【００２９】前述のごとく第１，第２のワークＷ１，Ｗ
２を当接せしめて摩擦溶接を行うとき、第１，第２のロ
ーラ９Ａ，９Ｂのうち少なくとも一方のローラに所望の
回転力を付与して、少なくとも一方のワークを当接面方
向へ常時押圧付勢することにより、第１，第２のワーク
Ｗ１，Ｗ２の接合面を常に当接状態に保持することがで
きるので、一方のローラに回転力を付与して一方のワー
クを押圧付勢することが望ましいものである。
２を当接せしめて摩擦溶接を行うとき、第１，第２のロ
ーラ９Ａ，９Ｂのうち少なくとも一方のローラに所望の
回転力を付与して、少なくとも一方のワークを当接面方
向へ常時押圧付勢することにより、第１，第２のワーク
Ｗ１，Ｗ２の接合面を常に当接状態に保持することがで
きるので、一方のローラに回転力を付与して一方のワー
クを押圧付勢することが望ましいものである。
【００３０】この場合、例えばモータＭ１を回転し第１
のローラ９Ａを図１に示す矢印方向へ回転すべく回転力
を付与すると、第１のワークＷ１が停止した状態にある
から、トルクリミッタ等よりなる回転力制御手段１１Ａ
において回転力が制限されるので、第１のローラ９Ａと
第１のワークＷ１との間に滑りを生じることがなく、第
１のワークＷ１に損傷を与えるようなことがないもので
ある。
のローラ９Ａを図１に示す矢印方向へ回転すべく回転力
を付与すると、第１のワークＷ１が停止した状態にある
から、トルクリミッタ等よりなる回転力制御手段１１Ａ
において回転力が制限されるので、第１のローラ９Ａと
第１のワークＷ１との間に滑りを生じることがなく、第
１のワークＷ１に損傷を与えるようなことがないもので
ある。
【００３１】上述のごとく、第１のローラ９Ａによって
第１のワークＷ１を第２のワークＷ２側へ押圧付勢する
構成とする場合には、例えば第２のローラ９Ｂおよび第
２の押圧ローラ１３Ｂを、ワンウエイクラッチ等を介し
て逆方向には回転不可能な構成となして、回転力制御手
段１１Ｂを省略することも可能である。
第１のワークＷ１を第２のワークＷ２側へ押圧付勢する
構成とする場合には、例えば第２のローラ９Ｂおよび第
２の押圧ローラ１３Ｂを、ワンウエイクラッチ等を介し
て逆方向には回転不可能な構成となして、回転力制御手
段１１Ｂを省略することも可能である。
【００３２】なお、前記説明においては、第２のテーブ
ル３Ｂ上に第１のワークＷ１を載置し、第２のテーブル
３Ｂ上から第１のテーブル３Ａ上へ第１のワークＷ１を
移送して位置決めを行うように説明したが、第１のワー
クＷ１を最初から第１のテーブル３Ａ上に載置し、図１
において左方向へ送材してストッパー部材５に当接して
位置決めしても良いものである。すなわち、第１，第２
のテーブル３Ａ，３Ｂ上に第１，第２のワークＷ１，Ｗ
２を個別に載置し、一方のワークの位置決めを行った後
に、他方のワークを当接し位置決めしてもよいものであ
る。
ル３Ｂ上に第１のワークＷ１を載置し、第２のテーブル
３Ｂ上から第１のテーブル３Ａ上へ第１のワークＷ１を
移送して位置決めを行うように説明したが、第１のワー
クＷ１を最初から第１のテーブル３Ａ上に載置し、図１
において左方向へ送材してストッパー部材５に当接して
位置決めしても良いものである。すなわち、第１，第２
のテーブル３Ａ，３Ｂ上に第１，第２のワークＷ１，Ｗ
２を個別に載置し、一方のワークの位置決めを行った後
に、他方のワークを当接し位置決めしてもよいものであ
る。
【００３３】なお、前記説明においては、ストッパー部
材５を下側に設け、溶接加工ヘッド１７を上側に設けた
場合の構成について説明したが、ストッパー部材５をテ
ーブルの上方に設け、溶接加工ヘッド１７を下側に設け
る構成とすることも可能である。
材５を下側に設け、溶接加工ヘッド１７を上側に設けた
場合の構成について説明したが、ストッパー部材５をテ
ーブルの上方に設け、溶接加工ヘッド１７を下側に設け
る構成とすることも可能である。
【００３４】
【発明の効果】以上のごとき説明より理解されるよう
に、請求項１に係る発明は、第１のワークと第２のワー
クとの接合部の摩擦溶接を行う方法において、テーブル
に備えた第１のローラによって当該テーブル上の第１の
ワークを移送し、テーブルに対して出没可能に備えたス
トッパー部材に当接し、第１のワークの位置決めを行う
（ａ）工程と、前記第１のワークに対向して前記ストッ
パー部材の反対側のテーブル上の第２のワークを第２の
ローラによって第１のワーク側へ移送すると共に前記ス
トッパー部材を没入し、第１，第２のワークの接合面を
当接して位置決めする（ｂ）工程と、第１，第２のワー
クの接合面に沿う方向へ往復動可能に設けた溶接加工ヘ
ッドに備えた溶接工具のプローブを前記接合面に臨ませ
る（ｃ）工程と、前記溶接工具の回転により当該溶接工
具のプローブと第１，第２のワークの接合面との間に摩
擦熱を発生せしめ、当該摩擦熱によって上記接合面の１
部を軟化せしめつつ前記溶接加工ヘッドを接合面に沿っ
て移動する（ｄ）工程の各工程によりなる摩擦溶接方法
であるから、テーブル上においての第１のワークの位置
決め及び第１のワークに対する第２のワークの当接を自
動的に行うことができると共に、第１，第２のワークの
接合面の摩擦溶接を自動的に行うことができるものであ
る。
に、請求項１に係る発明は、第１のワークと第２のワー
クとの接合部の摩擦溶接を行う方法において、テーブル
に備えた第１のローラによって当該テーブル上の第１の
ワークを移送し、テーブルに対して出没可能に備えたス
トッパー部材に当接し、第１のワークの位置決めを行う
（ａ）工程と、前記第１のワークに対向して前記ストッ
パー部材の反対側のテーブル上の第２のワークを第２の
ローラによって第１のワーク側へ移送すると共に前記ス
トッパー部材を没入し、第１，第２のワークの接合面を
当接して位置決めする（ｂ）工程と、第１，第２のワー
クの接合面に沿う方向へ往復動可能に設けた溶接加工ヘ
ッドに備えた溶接工具のプローブを前記接合面に臨ませ
る（ｃ）工程と、前記溶接工具の回転により当該溶接工
具のプローブと第１，第２のワークの接合面との間に摩
擦熱を発生せしめ、当該摩擦熱によって上記接合面の１
部を軟化せしめつつ前記溶接加工ヘッドを接合面に沿っ
て移動する（ｄ）工程の各工程によりなる摩擦溶接方法
であるから、テーブル上においての第１のワークの位置
決め及び第１のワークに対する第２のワークの当接を自
動的に行うことができると共に、第１，第２のワークの
接合面の摩擦溶接を自動的に行うことができるものであ
る。
【００３５】したがって、第１，第２のワークの摩擦溶
接の自動化及びライン化が容易なものである。
接の自動化及びライン化が容易なものである。
【００３６】請求項２に係る発明は、請求項１に記載の
発明において、第１または第２の少なくとも一方のロー
ラに回転力を付与して、第１または第２のワークの少な
くとも一方のワークを当接面方向へ常時押圧付勢する工
程を有するものであるから、加工ヘッドに備えた溶接工
具のプローブが第１，第２のワークの接合面に臨んで移
動するとき、上記接合面を互いに離反せしめるべく作用
する場合であっても、上記接合面を常に当接状態に保持
することができ、良好な溶接を行うことができるもので
ある。
発明において、第１または第２の少なくとも一方のロー
ラに回転力を付与して、第１または第２のワークの少な
くとも一方のワークを当接面方向へ常時押圧付勢する工
程を有するものであるから、加工ヘッドに備えた溶接工
具のプローブが第１，第２のワークの接合面に臨んで移
動するとき、上記接合面を互いに離反せしめるべく作用
する場合であっても、上記接合面を常に当接状態に保持
することができ、良好な溶接を行うことができるもので
ある。
【００３７】請求項３に係る発明は、溶接すべきワーク
を支持するテーブルに対して出没可能のストッパー部材
と、このストッパー部材の一側方においてテーブル上に
載置された第１のワークを上記ストッパー部材方向へ移
送すべく作用する第１のローラと、前記ストッパー部材
の他側方においてテーブル上に載置された第２のワーク
を前記第１のワークの方向へ移送すべく作用する第２の
ローラと、上記第１，第２のワークの接合面との間に摩
擦熱を発生せしめるための溶接工具を備えかつ上記接合
面に沿う方向へ移動可能の溶接加工ヘッドと、を備えて
なるものであるから、第１，第２のワークの接合面を正
確な位置に位置せしめて接合面の摩擦溶接を行うことが
できると共に、第１，第２のテーブル上を一方向へワー
クを移動することができ、摩擦溶接の自動化、ライン化
が容易なものである。
を支持するテーブルに対して出没可能のストッパー部材
と、このストッパー部材の一側方においてテーブル上に
載置された第１のワークを上記ストッパー部材方向へ移
送すべく作用する第１のローラと、前記ストッパー部材
の他側方においてテーブル上に載置された第２のワーク
を前記第１のワークの方向へ移送すべく作用する第２の
ローラと、上記第１，第２のワークの接合面との間に摩
擦熱を発生せしめるための溶接工具を備えかつ上記接合
面に沿う方向へ移動可能の溶接加工ヘッドと、を備えて
なるものであるから、第１，第２のワークの接合面を正
確な位置に位置せしめて接合面の摩擦溶接を行うことが
できると共に、第１，第２のテーブル上を一方向へワー
クを移動することができ、摩擦溶接の自動化、ライン化
が容易なものである。
【００３８】請求項４に係る発明は、請求項３に記載の
発明において、第１，第２のローラに対して第１，第２
のワークを押圧自在の第１，第２の押圧ローラを備えて
なるものであるから、第１，第２のローラとワークとの
間に滑りを生じることなくワークの移送を行うことがで
きると共に、第１，第２のワークの当接面の当接状態の
保持が容易なものである。
発明において、第１，第２のローラに対して第１，第２
のワークを押圧自在の第１，第２の押圧ローラを備えて
なるものであるから、第１，第２のローラとワークとの
間に滑りを生じることなくワークの移送を行うことがで
きると共に、第１，第２のワークの当接面の当接状態の
保持が容易なものである。
【００３９】請求項５に係る発明は、請求項３又は４に
記載の発明において、第１，第２のローラの回転力を制
御自在の回転力制御手段を備えてなるものであるから、
第１，第２のワークの当接維持が容易であると共に、ワ
ークを当接面側へ押圧する際、ワークとローラとの間の
滑りを抑制でき、ワークの損傷を防止することができる
ものである。
記載の発明において、第１，第２のローラの回転力を制
御自在の回転力制御手段を備えてなるものであるから、
第１，第２のワークの当接維持が容易であると共に、ワ
ークを当接面側へ押圧する際、ワークとローラとの間の
滑りを抑制でき、ワークの損傷を防止することができる
ものである。
【図１】本発明の１例に係る摩擦溶接装置においての第
１のワークの位置決めを概念的に示した説明図である。
１のワークの位置決めを概念的に示した説明図である。
【図２】同上の装置においての第１，第２のワークの当
接状態を概念的に示した説明図である。
接状態を概念的に示した説明図である。
【図３】同上の装置においての第１，第２のワークの溶
接状態を概念的に示した説明図である。
接状態を概念的に示した説明図である。
１ 摩擦溶接装置 ３Ａ，３Ｂ テーブル ５ ストッパー部材 ９Ａ，９Ｂ ローラ １１Ａ，１１Ｂ 回転力制御手段（トルクリミッター） １３Ａ，１３Ｂ 押圧ローラ １７ 溶接加工ヘッド ２１ スピンドル ２３Ｐ 溶接工具のプローブ
Claims (5)
- 【請求項１】 第１のワークと第２のワークとの接合部
の摩擦溶接を行う方法において、 （ａ）テーブルに備えた第１のローラによって当該テー
ブル上の第１のワークを移送し、テーブルに対して出没
可能に備えたストッパー部材に当接し、第１のワークの
位置決めを行う工程、 （ｂ）前記第１のワークに対向して前記ストッパー部材
の反対側のテーブル上の第２のワークを第２のローラに
よって第１のワーク側へ移送すると共に前記ストッパー
部材を没入し、第１，第２のワークの接合面を当接して
位置決めする工程、 （ｃ）第１，第２のワークの接合面に沿う方向へ往復動
可能に設けた溶接加工ヘッドに備えた溶接工具のプロー
ブを前記接合面に臨ませる工程、 （ｄ）前記溶接工具の回転により当該溶接工具のプロー
ブと第１，第２のワークの接合面との間に摩擦熱を発生
せしめ、当該摩擦熱によって上記接合面の１部を軟化せ
しめつつ前記溶接加工ヘッドを接合面に沿って移動する
工程、 の各工程によりなることを特徴とする摩擦溶接方法。 - 【請求項２】 請求項１に記載の発明において、第１ま
たは第２の少なくとも一方のローラに回転力を付与し
て、第１または第２のワークの少なくとも一方のワーク
を当接面方向へ常時押圧付勢する工程を有することを特
徴とする摩擦溶接方法。 - 【請求項３】 溶接すべきワークを支持するテーブルに
対して出没可能のストッパー部材と、このストッパー部
材の一側方においてテーブル上に載置された第１のワー
クを上記ストッパー部材方向へ移送すべく作用する第１
のローラと、前記ストッパー部材の他側方においてテー
ブル上に載置された第２のワークを前記第１のワークの
方向へ移送すべく作用する第２のローラと、上記第１，
第２のワークの接合面との間に摩擦熱を発生せしめるた
めの溶接工具を備えかつ上記接合面に沿う方向へ移動可
能の溶接加工ヘッドと、を備えてなることを特徴とする
摩擦溶接装置。 - 【請求項４】 請求項３に記載の発明において、第１，
第２のローラに対して第１，第２のワークを押圧自在の
第１，第２の押圧ローラを備えてなることを特徴とする
摩擦溶接装置。 - 【請求項５】 請求項３又は４に記載の発明において、
第１，第２のローラの回転力を制御自在の回転力制御手
段を備えてなることを特徴とする摩擦溶接装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34356096A JPH10180466A (ja) | 1996-12-24 | 1996-12-24 | 摩擦溶接方法および装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34356096A JPH10180466A (ja) | 1996-12-24 | 1996-12-24 | 摩擦溶接方法および装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10180466A true JPH10180466A (ja) | 1998-07-07 |
Family
ID=18362476
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP34356096A Pending JPH10180466A (ja) | 1996-12-24 | 1996-12-24 | 摩擦溶接方法および装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10180466A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6352193B1 (en) | 2000-08-01 | 2002-03-05 | General Electric Company | Apparatus for joining electrically conductive materials |
| CN105081552A (zh) * | 2015-08-03 | 2015-11-25 | 黄山学院 | 防止薄板铝合金搅拌摩擦连接区连接过程中出现减薄效应的方法及装置 |
| CN106166642A (zh) * | 2015-12-29 | 2016-11-30 | 中国科学院沈阳自动化研究所 | 一种长焊缝焊接用移动送进工装 |
| CN108890116A (zh) * | 2018-07-28 | 2018-11-27 | 天津大学 | 用于大型结构件搅拌摩擦焊的双机加工装备 |
-
1996
- 1996-12-24 JP JP34356096A patent/JPH10180466A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6352193B1 (en) | 2000-08-01 | 2002-03-05 | General Electric Company | Apparatus for joining electrically conductive materials |
| CN105081552A (zh) * | 2015-08-03 | 2015-11-25 | 黄山学院 | 防止薄板铝合金搅拌摩擦连接区连接过程中出现减薄效应的方法及装置 |
| CN105081552B (zh) * | 2015-08-03 | 2017-02-22 | 黄山学院 | 防止薄板铝合金搅拌摩擦连接区连接过程中出现减薄效应的方法及装置 |
| CN106166642A (zh) * | 2015-12-29 | 2016-11-30 | 中国科学院沈阳自动化研究所 | 一种长焊缝焊接用移动送进工装 |
| CN108890116A (zh) * | 2018-07-28 | 2018-11-27 | 天津大学 | 用于大型结构件搅拌摩擦焊的双机加工装备 |
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