(57)【要約】【課題】ガンフレームを移動させる手段の動作のティーチングを容易にするとともに、ガンフレームを傾動させる場合に摩擦撹拌接合用工具の接合箇所がずれることを防止する。【解決手段】摩擦撹拌接合装置１０は、摩擦撹拌接合用工具３０及び受け部材２４によりワークＷを挟持する摩擦撹拌用のエンドエフェクタ１４と、エンドエフェクタ１４を移動及び傾動させるロボット１２とを有する。ワークＷの接合開始箇所Ｓを摩擦撹拌接合用工具３０と受け部材２４で挟持し、摩擦撹拌接合用工具３０を回転させてワークＷに挿入する。エンドエフェクタ１４を接合方向に向かって前進角θだけ傾動させるとともに、受け部材２４を移動量Ｌ２だけ接合方向に沿って移動させる。摩擦撹拌接合用工具３０はリミッタ６６の作用下に後退して、先端の位置が維持される。エンドエフェクタ１４を接合方向に向かって移動させる。【選択図】図９
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
摩擦撹拌接合用工具及び受け部材によりワークを挟持する摩擦撹拌用のガンフレームと、
前記ガンフレームを接合方向へ移動させる移動手段と、
前記ガンフレームを傾動させる傾動手段と、
前記摩擦撹拌接合用工具により前記ワークを加圧する際、加圧力指令が前記ワークに対する所定の加圧力を超えないように制限をするリミッタと、
を用いて前記ワークを接合する摩擦撹拌接合方法であって、
前記ワークの接合開始箇所を前記摩擦撹拌接合用工具と前記受け部材で挟持し、前記摩擦撹拌接合用工具を回転させて前記ワークに挿入する第１工程と、
前記傾動手段及び（又は）前記移動手段により、前記受け部材を前記接合方向に向かって移動させるとともに前記ガンフレームを傾動させ、前記摩擦撹拌接合用工具が前記リミッタの作用下に後退して、前記摩擦撹拌接合用工具の先端が前記ワークに挿入された位置で維持される第２工程と、
前記ガンフレームを傾動した後に、前記移動手段により前記ガンフレームを前記接合方向に向かって移動させる第３工程と、
を有することを特徴とする摩擦撹拌接合方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、摩擦撹拌接合用工具を回転させながらワークに押圧することにより摩擦撹拌を行って接合する摩擦撹拌接合方法に関し、特に、摩擦撹拌接合用工具を備えるガンフレームと、該ガンフレームを移動させる移動手段とを用いて前記ワークを接合をする摩擦撹拌接合方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
摩擦撹拌接合においては、接合品質を高めるために、摩擦撹拌接合用工具の先端が接合方向に向かって先行するように前進角を付けて接合することがある。具体的に、特許文献１記載の摩擦撹拌接合方法では、摩擦撹拌接合用工具を保持する部分に専用の傾動機構を設け、該傾動機構の作用下に摩擦撹拌接合用工具を傾動させている。
【０００３】
一方、特許文献２では、産業用の多関節型のロボットの先端に摩擦撹拌接合用工具を保持するエンドエフェクタを設け、ロボットの作用下に摩擦撹拌接合用工具を移動させることが提案されている。この特許文献２記載の摩擦撹拌接合装置では、ロボットアームの剛性を補完するために、Ｃ形状のガンフレームで摩擦撹拌接合用工具を保持している。
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−３０１５８０号公報
【特許文献２】特開２００２−１０３０６１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献２記載の摩擦撹拌接合装置に対して、特許文献１記載のような専用の傾動機構を設けることは可能ではあるが、構造が煩雑で、コストの高騰を招き、しかもロボットの先端部重量が重くなって安定性が低下する。また、機構的に１軸増えることになり、ロボットの動作のティーチング手順及び計算が複雑になるとともに、ティーチングデータが増大する。
【０００６】
さらに、摩擦撹拌接合には、軸方向に進行させた後に横方向にも移動させて線状に接合する場合（以下、線接合という。）がある。線接合の場合には、摩擦撹拌接合用工具が軸方向及び接合方向に移動するため、ロボットの動作のティーチングを行う際に摩擦撹拌接合用工具の先端を基準とすると、摩擦撹拌接合用工具をワークに対して傾動させる動作のティーチングは非常に複雑となる。つまり、摩擦撹拌接合用工具の進退に関する１軸と、受け部材の移動に伴う３軸の合計３軸の設定を行うために複雑なティーチングとなり、手動調整によるティーチングは困難である。
【０００７】
また、ティーチングを自動で行う場合であっても、図１０に示すように、ワークが厚い場合（又は、テーブルにワークを載置してテーブルごとガンアームで挟持する場合等）、ガンアーム１を摩擦撹拌接合工具２の先端を中心として傾動させる単純な動作では、仮想線のように反対側の受け部材３がワークに食い込んでしまう。このような不都合を避けるためには、受け部材の位置及び姿勢に関する４動作の計算が必要であり、構造及び計算が複雑となる。ここで、ティーチングに必要とされる４動作とは、摩擦撹拌接合用工具２の回転動作と、摩擦撹拌接合用工具２の後退動作と、ガンアーム１の平行動作と、ガンアーム１の傾動動作である。
【０００８】
また、受け部材３を中心として傾動させる場合には、摩擦撹拌接合工具２がワークに食い込んでしまうとともに元の位置からずれてしまう。
【０００９】
本発明はこのような課題を考慮してなされたものであり、ガンフレームを移動させる手段の動作のティーチングを容易にするとともに、ガンフレームを傾動させる場合に摩擦撹拌接合用工具の接合箇所がずれることのない摩擦撹拌接合方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明に係る摩擦撹拌接合方法は、摩擦撹拌接合用工具及び受け部材によりワークを挟持する摩擦撹拌用のガンフレームと、前記ガンフレームを接合方向へ移動させる移動手段と、前記摩擦撹拌接合用工具により前記ワークを加圧する際、加圧力指令が前記ワークに対する所定の加圧力を超えないように制限をするリミッタと、を用いて前記ワークを接合する摩擦撹拌接合方法であって、前記ワークの接合開始箇所を前記摩擦撹拌接合用工具と前記受け部材で挟持し、前記摩擦撹拌接合用工具を回転させて前記ワークに挿入する第１工程と、前記傾動手段及び（又は）前記移動手段により、前記受け部材を前記接合方向に向かって移動させるとともに前記ガンフレームを傾動させ、前記摩擦撹拌接合用工具が前記リミッタの作用下に後退して、前記摩擦撹拌接合用工具の先端が前記ワークに挿入された位置で維持される第２工程と、前記ガンフレームを傾動した後に、前記移動手段により前記ガンフレームを前記接合方向に向かって移動させる第３工程とを有することを特徴とする。
【００１１】
このように、受け部材を接合方向に向かって移動させるとともにガンフレームを傾動させ、摩擦撹拌接合用工具の加圧力の制限にっよて該摩擦撹拌接合用工具を後退させることにより、摩擦撹拌接合用工具の先端位置及びワークに対する埋没量が適切に維持されるとともに、ガンフレームを移動させる手段の動作のティーチングが容易となる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明に係る摩擦撹拌接合方法によれば、受け部材を接合方向に向かって移動させるとともにガンフレームを傾動させ、摩擦撹拌接合用工具の加圧力の制限によって該摩擦撹拌接合用工具を後退させることにより、摩擦撹拌接合用工具の先端位置及びワークに対する埋没量が適切に維持されるとともに、ガンフレームを移動させる手段の動作のティーチングが容易となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明に係る摩擦撹拌接合装置及び摩擦撹拌接合方法について実施の形態を挙げ、添付の図１〜図９を参照しながら説明する。
【００１４】
図１に示すように、本実施の形態に係る摩擦撹拌接合装置１０は、産業用の多関節型（例えば、６軸型）のロボット１２と、該ロボット１２の先端に設けられたエンドエフェクタ（ガンフレーム）１４と、全体を統括的に制御する制御部１６とを有する。エンドエフェクタ１４はロボット１２の作用下に、任意の位置及び向きに移動が可能であって、ワークＷに対して適切な姿勢となるように設定される。また、線接合を行う場合には、ロボット１２の作用下にエンドエフェクタ１４が接合方向に向かって移動する。つまり、ロボット１２はエンドエフェクタ１４の移動手段及び傾動手段として作用する。
【００１５】
ワークＷは、例えば、積層され、又は端面が付き合わされた２枚のアルミニウム板であって、固定台１８によって固定されている。なお、図１では、エンドエフェクタ１４を模式的に大きく表示している。
【００１６】
エンドエフェクタ１４は、ワークＷを側方からクランプするように延在するＣ形状のアーム２０と、該アーム２０の一端に設けられた工具駆動機構部２２と、他端に設けられた低い円柱状の受け部材２４と、工具駆動機構部２２とロボット１２とを接続する接続部２６とを有する。
【００１７】
工具駆動機構部２２は、ワークＷの摩擦撹拌を行う摩擦撹拌接合用工具３０と、該摩擦撹拌接合用工具３０を軸中心に回転させる第１モータ３２と、摩擦撹拌接合用工具３０を軸方向に進退させる第２モータ３４と、第２モータ３４の回転を直線動作に変換して摩擦撹拌接合用工具３０に伝達するボールねじ機構３６と、第２モータ３４の回転数を検出して制御部１６に供給する検出部３８とを有する。第１モータ３２及び第２モータ３４は、例えばサーボモータを用いるとよい。
【００１８】
摩擦撹拌接合用工具３０は、受け部材２４に対して同軸上に設けられた細い円柱形状であって、先端中心にやや突出した小さい円柱状のプローブ４０（図３参照）を有する。プローブ４０の周囲は、円柱端面状のショルダ４２となっている。
【００１９】
図２に示すように、制御部１６は、ロボット１２の動作を制御するロボット制御部５０と、第１モータ３２に回転指令を与える回転指令部５３と、該回転指令部５３の信号を増幅して第１モータ３２に供給するアンプ５４と、摩擦撹拌接合用工具３０の先端位置を制御する位置制御ループ５６とを有する。
【００２０】
位置制御ループ５６は、摩擦撹拌接合用工具３０の先端位置の指令ｃを与える進出量指令部６０と、検出部３８から得られた信号に基づいて摩擦撹拌接合用工具３０の現在の先端位置ｚを求める入力処理部６２と、指令ｃと先端位置ｚとの偏差εを増幅するアンプ６４と、該アンプ６４によって得られた電流信号Ｉを制限するリミッタ６６と、該リミッタ６６の飽和値を設定する飽和値設定部６８とを有する。リミッタ６６の出力で第２モータ３４に供給される信号を電流信号ＩLとする。
【００２１】
入力処理部６２は、検出部３８から供給される信号に対して、ボールねじ機構３６に基づく所定の比率を乗算するとともに、ワークＷの厚みを勘案して、該ワークＷの表面を基準とした摩擦撹拌接合用工具３０の進出量ｚを算出する。該進出量ｚは、ワークＷに進入する方向をプラス、上方に離間する方向をマイナスとする。ロボット制御部５０と、回転指令部５３と、進出量指令部６０は相互に協動して動作する。
【００２２】
ところで、一般のモータと同様に第２モータ３４は電流に応じたトルクを発生し、その負荷は主体的にはワークＷを押圧する加圧力であることから、電流信号Ｉは加圧力指令と同視することができる。また、線接合の場合、一定速度で横方向に移動させるときには、ワークＷに対する摩擦撹拌接合用工具３０の挿入量と、ワークＷに対する摩擦撹拌接合用工具３０の加圧力との間には相関関係があり、挿入量が深くなるほど必要な加圧力も大きくなる。したがって、電流信号Ｉの大きさによって摩擦撹拌接合用工具３０のワークＷに対する挿入量を調整することができることになる。また、リミッタ６６を設けて電流信号ＩをＩLに制限することによって、摩擦撹拌接合用工具３０の挿入量を所定量に制限することができることになる。
【００２３】
そこで、飽和値設定部６８は、ワークＷの適正挿入量ｚA（図３参照）に対応する加圧力Ｌを超えないように電流信号Ｉを制限して電流信号ＩLを出力するようにリミッタ６６を設定する。適正挿入量ｚAは、ワークＷが適正接合強度を得られる厚みに基づいて設定され、例えば、図３に示すように、ショルダ４２の端面のワークＷの表面を基準とした深さｈが、０．０５ｍｍ〜０．５ｍｍ程度が好適であり、より好適には０．２ｍｍとなる位置に設定するとよい。換言すれば、プローブ４０の高さをｈｐとするとき、適正挿入量ｚAは、ｚA＝（ｈｐ＋０．０５）ｍｍ〜（ｈｐ＋０．５）ｍｍが好適であり、より好適にはｚA＝（ｈｐ＋０．２）ｍｍとなる位置に設定するとよい。
【００２４】
なお、飽和値設定部６８は、摩擦撹拌接合用工具３０の挿入量ｚを監視しており、該挿入量ｚと所定の閾値ｚT（図示せず）とを比較して、ｚ＞ｚTとなったときに、リミッタ６６が適正挿入量ｚAで飽和するように設定する。ｚ≦ｚTであるときには、リミッタ６６が飽和することがない程度に十分大きい値を設定する。つまり、ｚ≦ｚTであるときにはリミッタ６６は作用せず、挿入量が閾値ｚTを超えたときにリミッタ６６が作用するように切り換えることになる。閾値ｚTは、適正挿入量ｚAより僅かに小さい値として設定されている。
【００２５】
また、進出量指令部６０が供給する摩擦撹拌接合用工具３０の先端位置ｚの指令ｃは、ワークＷの厚みＤの範囲内で、リミッタ６６により制限される加圧力Ｌに対応する深さよりも深い位置ｚL1に等しい値に設定されている。
【００２６】
摩擦撹拌接合では、摩擦熱によってワークＷが加熱されると材質が柔らかくなり、同じ加圧力でもより深くまで埋没してしまう傾向がある。このようにワークＷが高温となった場合や、何らかの不測の事態により、摩擦撹拌接合用工具３０の先端がワークＷの適正挿入量ｚAよりも深く進入した場合であっても、位置制御ループ５６によって、２段階の制限が設定されていることから、摩擦撹拌接合用工具３０は過度にワークＷに埋没してしまうことがなく、歩留まりが向上する。さらに、指令ｃをワークＷが適正接合強度を得られる範囲の下限値に等しくなるように設定しておくとよい。つまり、ｈ＝０．０５〜０．５ｍｍが好適である場合には、ｃ＝ｚL1＝（ｈｐ＋０．５）ｍｍに設定するとよい。これにより、加圧力に基づくリミッタ６６の制限が作用しない場合であっても、ワークＷは適切な接合強度が得られる。
【００２７】
さらに、接合加工の前段階及び後段階においては摩擦撹拌接合用工具３０を移動させる必要があることから位置制御ループ５６は通常的に設けられているものであり、該位置制御ループ５６をリミッタ６６に対する第２段目の深さ制限手段として簡便に利用可能である。なお、図３におけるクロスハッチング部分は、摩擦撹拌された箇所を示している。また、計測の基準は、どの位置であってもよいことはもちろんであり、図３のようにプローブ４０の先端を基準とするに限らず、例えば、ショルダ４２の端部を基準としてもよい。
【００２８】
次に、このように構成される摩擦撹拌接合装置１０を用いて行われる摩擦撹拌接合方法について図４〜図９を参照しながら説明する。本実施の形態に係る摩擦撹拌接合方法は、ロボット１２の動作のティーチングをする第１段階と、該ティーチングデータに基づいてワークＷの接合を行う第２段階に分けられる。
【００２９】
ティーチングを行う際には、摩擦撹拌接合用工具３０に代えて、図４に示すティーチング用ツール８０を用いる。ティーチング用ツール８０は、胴体部８０ａと、該胴体部８０ａの先端に設けられたフランジ部８０ｂとを有する。胴体部８０ａは、摩擦撹拌接合用工具３０における胴体部３０ａ（図３参照）と同径である。フランジ部８０ｂは薄い円板状であって、先端面は軸に対して直交している。ティーチング用ツール８０を工具駆動機構部２２に装着した状態では、フランジ部８０ｂの端部の位置は、対応する摩擦撹拌接合用工具３０のショルダ４２の端面から距離ｈ（図３参照）だけ上方の位置（つまり、ワークＷの表面）と整合している。なお、ティーチングを行う際には、簡便には、プローブ４０のない摩擦撹拌接合用工具３０を用いてもよい。
【００３０】
なお、ワークＷは、図４に示すように、テーブル１００上に支柱１０２を介して載置されている例について説明する。この場合、テーブル１００も実質的にはワークＷの一部であるとみなすことができ、ワークＷが厚いことと等価である。
【００３１】
次に、摩擦撹拌接合方法の第１段階、つまりティーチングを行う方法について説明をする。
【００３２】
図５のステップＳ１において、工具駆動機構部２２にティーチング用ツール８０を取り付ける。
【００３３】
ステップＳ２において、ロボット１２の作用下にエンドエフェクタ１４を移動させて、図４に示すように、接合線における接合開始箇所Ｓにティーチング用ツール８０を押し付けるとともに、裏面からは受け部材２４を当ててワークＷを挟持する。このとき、ティーチング用ツール８０の先端部にはフランジ部８０ｂが設けられていることから、ティーチング用ツール８０の軸はワークＷに対して面直に当接することになる。この場合、軸がワークＷに面直となればよく、例えば、前記のとおりプローブ４０のない摩擦撹拌接合用工具３０等を用いてもよい。
【００３４】
ステップＳ３において、第２モータ３４の出力トルクが上昇した時点で、その時点のティーチング用ツール８０の突出量ｚを参照し、定点（中心点）Ｏの位置を求める。求められた定点Ｏは接合開始箇所Ｓとして記憶する。つまり、第２モータ３４の出力トルクが上昇したときには、ティーチング用ツール８０がワークＷの表面に当接したときであることから、接合線における一端の接合開始箇所Ｓが特定される。
【００３５】
この場合の定点Ｏとは、図４に示すように、ティーチング用ツール８０の軸上の点であって、ワークＷの表面と接する箇所の点とするとよい。また、図６に示すように、対応する摩擦撹拌接合用工具３０を想定した場合、摩擦撹拌接合用工具３０の軸上の点であって、ワークＷの表面と交差する位置Ｏ１からプローブ４０の先端の位置Ｏ２のいずれか１つの点に設定してもよい。
【００３６】
ステップＳ４において、定点Ｏと前記受け部材との距離Ｌ１を記憶する。
【００３７】
ステップＳ５において、一度、ティーチング用ツール８０を後退させてワークＷから離間・退避した後に、ステップＳ２と同様に、ロボット１２の作用下にエンドエフェクタ１４を移動させて、接合線における接合終了箇所Ｅにティーチング用ツール８０を押し付けるとともに、裏面からは受け部材２４を当ててワークＷを挟持する。
【００３８】
ステップＳ６において、前記のステップＳ３と同様に、定点Ｏを求め、該定点Ｏは接合終了箇所Ｅとして記憶する。この後、ティーチング用ツール８０を後退させてワークＷから離間・退避する。
【００３９】
ステップＳ７において、図７に示すように、記憶した接合開始箇所Ｓと接合終了箇所Ｅとを結ぶベクトルＶを求める。このベクトルＶは、ワークＷの接合線を示すことになる。なお、接合線が折線や曲線である場合には、直線区間の両端、又は、直線と近時できる区間の両端において上記の処理を回繰り返して行えばよい。また、所定の設定条件データに基づいてベクトルＶを規定してもよい。
【００４０】
ステップＳ８において、予め設定された前進角θ（図４参照）に基づいて、受け部材２４の移動量Ｌ２を、Ｌ２←Ｌ１・ｔａｎθ  として求める。求めた移動量Ｌ２は記憶部に記憶する。前進角θは、接合品質を高めるために、摩擦撹拌接合用工具３０のプローブ４０が接合方向に向かって先行するように設けられるものであり、例えば、３°〜１０°に設定される。移動量Ｌ２は、定点Ｏを中心としてエンドエフェクタ１４を前進角θだけ傾動させる場合の受け部材２４が移動する距離を示す。
【００４１】
また、ステップＳ８においては、受け部材２４が接合方向（Ｖ方向）に移動量Ｌ２だけ移動した位置で、且つ、前進角θだけ傾いた姿勢を規定し、この位置及び姿勢に基づいてロボット１２の姿勢を求める。ロボット１２の姿勢は、受け部材２４の位置及び姿勢に基づいて、行列式を用いた公知の逆演算によって求められる。
【００４２】
すなわち、受け部材２４を接合方向（Ｖ）に向かって移動させるとともにエンドエフェクタ１４を傾動させるティーチングを行うことになる。
【００４３】
また、このステップＳ８におけるティーチングで必要とされる動作は、２つの複合的な動作である。つまり、エンドエフェクタ１４を接合方向（Ｖ）に向かって移動量Ｌ２だけ動かす平行動作と、前進角θだけ傾斜させる傾動動作の複合動作である。このように、ステップＳ８におけるティーチングは、２つの動作の組合わせで足りることから、複雑な計算が不要で簡便に行うことができ、例えば、手動調整で行うことができる。
【００４４】
なお、ここでいう手動調整とは、調整用ペンダント等を用いてロボット１２及びエンドエフェクタ１４を実際に動かしながら動作を目視により確認しつつ行うティーチングのことである。
【００４５】
次に、第１段階のティーチングデータに基づいてワークＷの接合を行う第２段階について図８を参照しながら説明する。
【００４６】
ステップＳ１０１において、工具駆動機構部２２に摩擦撹拌接合用工具３０を取り付ける。
【００４７】
ステップＳ１０２において、記憶部に記憶された接合開始箇所Ｓのデータを参照しながら、ロボット１２の作用下にエンドエフェクタ１４を移動させて、接合開始箇所Ｓに摩擦撹拌接合用工具３０を押し付けるとともに、裏面からは受け部材２４を当ててワークＷを挟持する。また、第１モータ３２によって摩擦撹拌接合用工具３０を回転させる。これにより、ワークＷが摩擦熱により熱せられて軟化し、プローブ４０及びショルダ４２の一部がワークＷに進入し、摩擦撹拌が開始される。このとき、摩擦撹拌接合用工具３０の進出量は、位置制御ループ５６によって位置ｚL1となるように制御し、リミッタ６６の加圧力制限作用によって適正挿入量ｚAで制限される。つまり、摩擦撹拌接合用工具３０をティーチング用ツール８０に置きかえた場合、図４に示す位置と等価になる。
【００４８】
ステップＳ１０３において、ロボット１２を前記のステップＳ８で求めた姿勢となるように動作させる。つまり、図９に示すように、受け部材２４を進行方向に移動量Ｌ２だけ移動する。前進角θは、接合線を含んでワークＷの表面に垂直な面において、鉛直線を基準として接合方向と逆向きに傾斜した角度を示す。
【００４９】
このとき、リミッタ６６の加圧力制限作用により摩擦撹拌接合用工具３０が受動的に後退することになり、摩擦撹拌接合用工具３０の先端位置及びワークＷに対する埋没量が適切に維持される。この動作は、受け部材２４が基準となってエンドエフェクタ１４を移動及び傾動させるものであるが、見かけ上は、摩擦撹拌接合用工具３０の先端の定点Ｏが中心となって傾動することになる。
【００５０】
具体的には、摩擦撹拌接合用工具３０がワークＷに対して過度に埋没しようとするが、これに応じてトルクが増大することとなり、結局リミッタ６６の飽和作用によって、所定値以上のトルクは発生し得ない。したがって、摩擦撹拌接合用工具３０は所定のトルクを維持したまま受動的・自動的に軸方向に沿って後退する。このようにリミッタ６６を用いる場合、後退量の演算や記憶が不要であり、しかも特に後退指令等を出力する必要がなく、実ワークに合った動作制御が容易となる。
【００５１】
ワークＷに対する摩擦撹拌接合用工具３０の埋没量は傾動の前後で変わらず、適切に維持することができ、接合品質を保つことができる。
【００５２】
ステップＳ１０４において、ロボット１２の作用下に、前進角θだけ傾動した姿勢を維持したままエンドエフェクタ１４を接合方向（つまり、ベクトルＶの方向）に所定速度で移動をさせる。この移動により、ワークＷの線接合が行われる。
【００５３】
ステップＳ１０５において、摩擦撹拌接合用工具３０が接合終了箇所Ｅまで到達した後、摩擦撹拌接合用工具３０を後退させてワークＷから離間・退避し、摩擦撹拌接合を終了する。
【００５４】
上述したように、本実施の形態に係る摩擦撹拌接合装置１０、摩擦撹拌接合方法及びティーチング方法によれば、受け部材２４を接合方向に向かって移動させるとともにエンドエフェクタ１４を傾動させ、摩擦撹拌接合用工具３０の加圧力の制限によって該摩擦撹拌接合用工具３０を後退させることにより、摩擦撹拌接合用工具３０の先端位置及びワークＷに対する埋没量が適切に維持されるとともに、エンドエフェクタ１４を移動させる手段の動作のティーチングが容易となる。
【００５５】
このような効果は、ワークＷが厚い場合に特に顕著であるが、ワークＷが厚い場合とは、前記のようにテーブル１００上に載置されている場合に限らず、例えば、厚い鋳物に薄板を重ねて接合させる場合等がある。
【００５６】
本発明に係る摩擦撹拌接合方法は、上述の実施の形態に限らず、本発明の要旨を逸脱することなく、種々の構成乃至工程を採り得ることはもちろんである。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】摩擦撹拌接合装置の概略構成図である。
【図２】制御部のブロック構成図である。
【図３】位置の指令をワークの厚みの範囲内に設定した場合の摩擦撹拌を行っている状態を示すワークの断面図である。
【図４】ティーチングを行う際のワーク、摩擦撹拌接合用工具及び受け部材の概略側面図である。
【図５】ロボットの動作のティーチングの手順を示すフローチャートである。
【図６】ワーク及びエンドエフェクタの先端部の概略側面図である。
【図７】ティーチングを行う際のワーク及び摩擦撹拌接合用工具の概略斜視図である。
【図８】本実施の形態に係る摩擦撹拌接合方法の手順を示すフローチャートである。
【図９】摩擦撹拌接合を行う際のワーク、摩擦撹拌接合用工具及び受け部材の概略側面図である。
【図１０】従来技術に係るティーチングの手順を示す説明図である。
【符号の説明】
【００５８】
１０…摩擦撹拌接合装置              １２…ロボット（移動手段、傾動手段）
１４…エンドエフェクタ              ２４…受け部材
３０…摩擦撹拌接合用工具            ３２、３４…モータ
４０…プローブ                      ４２…ショルダ
５６…位置制御ループ                ６６…リミッタ
８０…ティーチング用ツール
Ｅ…接合終了箇所                    Ｏ…定点
Ｓ…接合開始箇所                    Ｖ…ベクトル
Ｗ…ワーク
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2008030049.tif 000009
【図８】
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【図９】
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【図１０】
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