(57)【要約】【課題】接合ガンと被接合部材との相対移動時に早めにピンを被接合部材に押し込み接合点に移動させ、さらに接合完了後も接合ガンと被接合部材との相対移動と共にピンを被接合部材から引き抜くことにより、全体的に接合時間の短縮及び被接合部材の確実な接合が可能な摩擦撹拌スポット接合方法を提供しようとする。【解決手段】接合ツ―ル８が被接合部材の接合部位に接近する前に移動用モ―タを駆動して接合ツ―ルを被接合部材Ｗ1，Ｗ2に向け移動（２）させ、接合点の上流側から被接合部材に圧入させ接合点に到達させ、接合点（３）においてピン７により被接合部材を接合させ、さらにロボットを動作させると共に移動用モ―タを逆転させて、接合ツ―ルを被接合部材の接合点から離間させながら接合点の下流側で接合ツ―ルを被接合部材から順次引き抜き（４）、接合ツ―ルが被接合部材から完全に離脱した位置で移動用モ―タの回転を停止させるようにした。【選択図】      図２
2006068800.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
先端にピンを有する接合ツ―ルと該接合ツ―ルを回転させる撹拌用モ―タと接合ツ―ルのピンを被接合部材に出入させる移動用モ―タとを備えた接合ガンと、接合ツ―ルと被接合部材とを相対移動させるロボットとからなり、前記接合ツ―ルのピンを被接合部材に圧入して該ピンの回転による摩擦熱で被接合物を軟化，撹拌してスポット接合する摩擦撹拌スポット接合において、前記ロボットを動作させて接合ツ―ルが被接合部材の接合部位に接近する前に前記移動用モ―タを駆動して接合ツ―ルを被接合部材に向け移動させ、接合点の上流側から被接合部材に順次圧入させ接合点に到達させ、該接合点において前記ピンにより被接合部材を接合させ、さらにロボットを動作させると共に移動用モ―タを逆転させて、接合ツ―ルを被接合部材の接合点から離間させながら接合点の下流側で接合ツ―ルを被接合部材から順次引き抜き、接合ツ―ルが被接合部材から完全に離脱した位置で移動用モ―タの回転を停止させるようにしたことを特徴とする摩擦撹拌スポット接合方法。
【請求項２】
前記ロボットにより接合ツ―ルを移動させて、接合ツ―ルと被接合部材とを相対移動させるようにしたことを特徴とする請求項１記載の摩擦撹拌スポット接合方法。
【請求項３】
前記ロボットにより被接合部材を移動させて、接合ツ―ルと被接合部材とを相対移動させるようにしたことを特徴とする請求項１記載の摩擦撹拌スポット接合方法。
【請求項４】
前記ロボットによる接合ツ―ルと被接合部材との相対移動時の接合ツ―ルの移動方向に対してピンを後上方に傾斜させた状態で移動させることを特徴とする請求項２又は請求項３記載の摩擦撹拌スポット接合方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、先端にピンを有する接合ツ―ルと該接合ツ―ルを回転させる撹拌用モ―タと接合ツ―ルのピンを被接合部材に出入させる移動用モ―タとを備えた接合ガンと、接合ツ―ルと被接合部材とを相対移動させるロボットとからなり、前記接合ツ―ルのピンを被接合部材に圧入して該ピンの回転による摩擦熱で被接合物を軟化，撹拌してスポット接合する摩擦撹拌スポット接合方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来，先端にピンを有する接合ツ―ルと該接合ツ―ルを回転させる撹拌用モ―タと接合ツ―ルのピンを被接合部材に出入させる移動用モ―タとを備えた接合ガンと、接合ツ―ルと被接合部材とを相対移動させるロボットとからなり、前記接合ツ―ルのピンを被接合部材に圧入して該ピンの回転による摩擦熱で被接合物を軟化，撹拌してスポット接合する摩擦撹拌スポット接合方法であって、ロボットにより接合ツ―ルのピンを被接合部材の接合点の直上に導き、この時点でロボットを停止させた後、接合ツ―ルを下降させて被接合部材を加圧しピンによる摩擦撹拌によって接合を完了させた後、接合ツ―ルをその軸線方向に引き抜き、その後にロボットにより接合ガンを次の接合点まで移動させるようにした摩擦撹拌スポット接合方法がある（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
【特許文献１】特許第３４２９４７５号公報。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上記従来の技術においては、被接合部材の接合時に、ロボットにより接合ツ―ルのピンを被接合部材の接合点の直上まで導き、そこで一旦ロボットによる接合ガンの移動を停止し、この直上部位から接合ツ―ルの下降，押し込み，撹拌，引き抜きの一連の動作の完了後に、前記直上部位から再びロボットによる接合ガンの移動を開始することから、被接合部材の接合に時間がかかる。特に，多数の接合点があることが一般的である自動車部品などの被接合部材では、接合に要する全体の時間が長くなり、自動車車体組立ラインの生産台数に影響を及ぼすことが大きい、という問題がある。
【０００５】
本発明は、従来の技術の有するこのような問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、ロボットによる接合ガンと被接合部材との相対移動時に早めに移動モ―タを駆動して、ピンを被接合部材に押し込み，撹拌しながら接合点に移動させ、さらに被接合部材の接合完了後もロボットによる接合ガンと被接合部材との相対移動と共に移動モ―タによるピンを被接合部材から引き抜くことにより、全体的に接合時間の短縮及び被接合部材の確実な接合が可能な摩擦撹拌スポット接合方法を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明における摩擦撹拌スポット接合方法は、ロボットを動作させて接合ツ―ルが被接合部材の接合部位に接近する前に前記移動用モ―タを駆動して接合ツ―ルを被接合部材に向け移動させ、接合点の上流側から被接合部材に順次圧入させ接合点に到達させ、該接合点において前記ピンにより被接合部材を接合させ、さらにロボットを動作させると共に移動用モ―タを逆転させて、接合ツ―ルを被接合部材の接合点から離間させながら接合点の下流側で接合ツ―ルを被接合部材から順次引き抜き、接合ツ―ルが被接合部材から完全に離脱した位置で移動用モ―タの回転を停止させるようにしたことを特徴とする、ものである。
【０００７】
また、前記ロボットにより接合ツ―ルを移動させて、接合ツ―ルと被接合部材とを相対移動させるようにしたことを特徴とする、ものである。
【０００８】
また、前記ロボットにより被接合部材を移動させて、接合ツ―ルと被接合部材とを相対移動させるようにしたことを特徴とする、ものである。
【０００９】
また、前記ロボットによる接合ツ―ルと被接合部材との相対移動時の接合ツ―ルの移動方向に対してピンを後上方に傾斜させた状態で移動させることを特徴とする、ものである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明に係る摩擦撹拌スポット接合方法は、ロボットを動作させて接合ツ―ルが被接合部材の接合部位に接近する前に移動用モ―タを駆動して接合ツ―ルを被接合部材に向け移動させ、接合点の上流側から被接合部材に順次圧入させ接合点に到達させ、該接合点においてピンにより被接合部材を接合させ、さらにロボットを動作させると共に移動用モ―タを逆転させて接合ツ―ルを被接合部材の接合点から離間させながら接合点の下流側で、接合ツ―ルを被接合部材から順次引き抜き、接合ツ―ルが被接合部材から完全に離脱した位置で移動用モ―タの回転を停止させるようにしたので、被接合部材の接合点の上流側から下流側にかけて比較的に広域の撹拌ゾ―ンが形成され、その間もロボットによる接合ツ―ルの相対移動が行われることから、ロボットによる接合ガンの移動時に既に移動モ―タを駆動して、ピンを被接合部材に押し込み，撹拌しながら接合点に移動させ、さらに被接合部材の接合完了後もロボットによる接合ガンの移動と共に移動モ―タによるピンを被接合部材から引き抜くことで全体的に接合時間の短縮及び被接合部材の確実な接合が可能な摩擦撹拌スポット接合方法となる。
【００１１】
また、ロボットによる接合ツ―ルと被接合部材との相対移動時の接合ツ―ルの移動方向に対してピンを後上方に傾斜させた状態で移動させる場合には、被接合部材のさらに確実な接合が可能な摩擦撹拌スポット接合方法となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
摩擦撹拌スポット接合方法を「先端にピンを有する接合ツ―ルと該接合ツ―ルを回転させる撹拌用モ―タと接合ツ―ルのピンを被接合部材に出入させる移動用モ―タとを備えた接合ガンと、接合ツ―ルと被接合部材とを相対移動させるロボットとからなり、前記接合ツ―ルのピンを被接合部材に圧入して該ピンの回転による摩擦熱で被接合物を軟化，撹拌してスポット接合する摩擦撹拌スポット接合において、前記ロボットを動作させて接合ツ―ルが被接合部材の接合部位に接近する前に前記移動用モ―タを駆動して接合ツ―ルを被接合部材に向け移動させ、接合点の上流側から被接合部材に順次圧入させ接合点に到達させ、該接合点において前記ピンにより被接合部材を接合させ、さらにロボットを動作させると共に移動用モ―タを逆転させて、接合ツ―ルを被接合部材の接合点から離間させながら接合点の下流側で接合ツ―ルを被接合部材から順次引き抜き、接合ツ―ルが被接合部材から完全に離脱した位置で移動用モ―タの回転を停止させるようにした」構成としている。
【００１３】
そして、前記ロボットによる接合ツ―ルと被接合部材との相対移動時の接合ツ―ルの移動方向に対してピンを後上方に傾斜させた状態で移動させる場合がある。
【実施例１】
【００１４】
図１は本発明に係る摩擦撹拌スポット接合方法を実施するのに適した接合装置の概略構成図、図２は被接合部材に対する接合ツ―ルの移動経過を示す概略説明図である。
【００１５】
図１において、１はロボットの手首２に接続されるガンブラケットであり、該ガンブラケット１の基部には伝動ボックス３が備えられ、該伝動ボックス３の一側には、後述する接合ツ―ルのピンを被接合部材に出入させる移動用モ―タ４が配置され他側にはＣ型の固定ア―ム５が延出されている。
【００１６】
そして、前記伝動ボックス３内には撹拌用モ―タ６が配置され、該撹拌用モ―タ６には先端にピン７を有する接合ツ―ル８が接続されている。
【００１７】
前記固定ア―ム５の先端には、前記ピン７と対向して裏当て材９が取り付けられ、ロボットにより該裏当て材９が被接合部材Ｗ1，Ｗ2の接合点の近傍に順次位置されるようになっている。
【００１８】
１０は撹拌用モ―タ６の後端側に固定されたボ―ルナットであり、該ボ―ルナット１０を保持するブラケット１１の一側にはＬＭガイド１２が設けられている。また前記伝動ボックス３内にはガイドレ―ル１３が撹拌用モ―タ６にきわめて接近して該撹拌用モ―タ６の軸線方向に設けられている。そして、前記ＬＭガイド１２はガイドレ―ル１３に沿って移動可能となっており、該ＬＭガイド１２のブラケット１１は撹拌用モ―タ６の後端側に固定されている。
【００１９】
そして、ロボットの手首２は、定置された被接合部材Ｗ1，Ｗ2の接合点の各位置に対応して接合ガンを移動させるようにテイチングされている。また、先端にピン７を有する接合ツ―ル８を回転させる撹拌用モ―タ６は常時駆動されている。また、接合ツ―ル８のピン７を被接合部材Ｗ1，Ｗ2に出入させる移動用モ―タ４は、ピン７の開放状態では停止されており、被接合部材Ｗ1，Ｗ2の接合点の上流側所定の位置で駆動されて接合ツ―ル８を下降させ、接合点での接合がなされた時点で逆転されて接合点の下流側で接合ツ―ル８を上昇させ、ピン７が開放状態に戻った時点で停止されるようになっている。なお、前記上流側所定の位置は、ロボットによる接合ガンの移動速度と移動用モ―タ４による接合ツ―ル８の下降速度に等により任意決定されるものである。
【００２０】
そして、定置された被接合部材Ｗ1，Ｗ2の接合時の被接合部材に対する接合ツ―ルの相対移動の経過は図２に示す通りである。ここで、矢印（１）はピン７の開放域、矢印（２）はピン７の下降域、（３）は接合点である接合域、矢印（４）はピン７の上昇域であり、矢印（４）は次の矢印（１）につながるものである。
【００２１】
図２において、先ず，撹拌用モ―タにより接合ツ―ル８のピン７は回転しており、移動用モ―タが停止していてピン７は開放状態にあり、ロボットによりピン７は矢印（１）に沿って開放状態を維持して移動する。
【００２２】
接合ツ―ル８が被接合部材Ｗ1，Ｗ2に近付き接合域より所定の上流側において移動用モ―タが駆動されるとピン７は矢印（２）の下降域に入り、下降しながらピン７が被接合部材Ｗ1の表面に当接し、なお下降を継続する。そしてピン７が被接合部材Ｗ1の表面に当接した時点からピン７による被接合部材Ｗ1，Ｗ2の撹拌が始まる。
【００２３】
ピン７が被接合部材Ｗ1に対して所定の深さまで押し込まれると、移動用モ―タの駆動が停止されと共にロボットによる接合ガンの移動が停止されてピン７は（３）の接合域で被接合部材Ｗ1，Ｗ2の接合動作を行う。
【００２４】
被接合部材Ｗ1，Ｗ2の接合が終った時点で、該接合域の下流側で移動用モ―タの回転方向を逆転した再駆動を行うと共にロボットによる接合ガンの移動を再開することで、ピン７は矢印（４）の上昇域に入り、上昇しながらピン７が被接合部材Ｗ1の表面から引き抜かれ、なお上降を継続する。そしてピン７が被接合部材Ｗ1の表面から脱出するまでピン７による被接合部材Ｗ1，Ｗ2の撹拌は行われており、ピン７の上昇が該ピン７の開放状態になった時点で移動用モ―タの駆動を停止する。
【００２５】
そしてロボットによる接合ツ―ル８の移動は継続して行われていることから、接合ツ―ル８のピン７は前記矢印（４）の上昇域から次の矢印（１）の開放域に移行し、接合ガンは被接合部材Ｗ1，Ｗ2の次の接合点に向けて移動される。
【００２６】
以上のように、本発明に係る接合方法は、ロボットを動作させて接合ツ―ル８が被接合部材Ｗ1，Ｗ2の接合部位に接近する前に移動用モ―タ４を駆動して接合点の上流側から被接合部材Ｗ1，Ｗ2に順次圧入させ接合点に到達させ、該接合点においてピン７により被接合部材Ｗ1，Ｗ2を接合させ、さらにロボットを動作させると共に移動用モ―タ４を逆転させて接合ツ―ル８を被接合部材Ｗ1，Ｗ2の接合点から離間させながら接合点の下流側で、接合ツ―ル８を被接合部材Ｗ1，Ｗ2から順次引き抜き、接合ツ―ル８が被接合部材Ｗ1，Ｗ2から完全に離脱した位置で、移動用モ―タ４の回転を停止させることから、全体的に接合に要する時間が従来技術に比して著しく短縮され、また被接合部材の確実な接合が可能な摩擦撹拌スポット接合方法となる。
【実施例２】
【００２７】
上記の実施例では、接合域（３）においてロボットによる接合ガンの移動を一旦停止させたが、この接合域（３）においてもロボットによる接合ガンの移動を継続させるようにする。
【００２８】
このように、接合域（３）においてもロボットによる接合ガンの移動を継続させることにより接合域に或る程度の幅を持たせることができ、これによってより確実な被接合部材の接合が可能な摩擦撹拌スポット接合方法となる。
【実施例３】
【００２９】
図３は本発明に係る摩擦撹拌スポット接合方法を実施するのに適した接合装置の他の実施例の概略構成図である。
【００３０】
この実施例の場合、接合ガンは定置式のものであり、被接合部材Ｗ1，Ｗ2がロボットによって移動されるものである。そして接合ガンの構成は先の実施例と実質的に同一であるので同一符号を付してその説明を省略する。
【００３１】
図３において、グランドＦＬに立設されたスタンド２１には接合ガンが固着されている。また、被接合部材Ｗ1，Ｗ2側はガイド２２，２３上に移動可能に保持されている。そして、該被接合部材Ｗ1，Ｗ2はロボットの手首２に接続された治具用ベ―ス２４に連結されて、ロボットの移動に伴ってガイド２２，２３上をピン７に対して移動するものである。
【００３２】
そして、ロボットの手首２は、定置された接合ガンに対して移動する被接合部材Ｗ1，Ｗ2の接合点の各位置を対応させるように被接合部材Ｗ1，Ｗ2を移動させるべくテイチングされている。また、先端にピン７を有する接合ツ―ル８を回転させる撹拌用モ―タ６は常時駆動されている。また、接合ツ―ル８のピン７を被接合部材Ｗ1，Ｗ2に出入させる移動用モ―タ４は、ピン７の開放状態では停止されており、被接合部材Ｗ1，Ｗ2の接合点の上流側所定の位置で駆動されて接合ツ―ル８を下降させ、接合点での接合がなされた時点で逆転されて接合点の下流側で接合ツ―ル８を上昇させ、ピン７が開放状態に戻った時点で停止されるようになっている。
【００３３】
そして、移動される被接合部材Ｗ1，Ｗ2の接合時の被接合部材に対する接合ツ―ルの相対移動の経過は前記実施例１と実質的に同一である。
【００３４】
また、ロボットによる被接合部材Ｗ1，Ｗ2の移動は継続して行っても、或は被接合部材Ｗ1，Ｗ2の接合域においてロボットを一旦停止させてもよい。
【実施例４】
【００３５】
これまでの実施例ではロボットによる接合ツ―ル８と被接合部材Ｗ1，Ｗ2との相対移動時の接合ツ―ル８の横移動方向に対してピン７を直立状態で動作させるものについて説明をしたが、これを図４に示すように、ロボットによる接合ツ―ル８と被接合部材Ｗ1，Ｗ2との相対移動時の接合ツ―ル８の横移動方向に対してピン７を後上方に傾斜させた状態で接合動作を行わせるようにしてもよい。
【００３６】
この場合、ピン７による撹拌動作がより拡大されて、より確実な接合が可能な摩擦撹拌スポット接合方法となる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】図１は本発明に係る摩擦撹拌スポット接合方法を実施するのに適した接合装置の概略構成図である。
【図２】図２は被接合部材に対する接合ツ―ルの移動経過を示す概略説明図である。
【図３】図３は本発明に係る摩擦撹拌スポット接合方法を実施するのに適した接合装置の他の実施例の概略構成図である。
【図４】図４は被接合部材に対する接合ツ―ルの移動経過を示す他の実施例の概略説明図である。
【符号の説明】
【００３８】
２                        ロボットの手首
４                        移動用モ―タ
６                        撹拌用モ―タ
７                        ピン
８                        接合ツ―ル
Ｗ1，Ｗ2                  被接合部材
【図１】
2006068800.tif 000003
【図２】
2006068800.tif 000004
【図３】
2006068800.tif 000005
【図４】
2006068800.tif 000006