(57)【要約】【課題】  摩擦攪拌接合により形成されたビードの内部の欠陥を非破壊で自動的に探触する。【解決手段】  部材１０，２０は摩擦攪拌接合され、ビード３０が形成される。検査装置１００は、矢印Ｘ方向に送られる。フレーム１１０には、ガイドローラ１２０、バリ取りワイヤブラシ１３０、エアブローノズル１４０等が設けられる。芯出しユニット２００は、挟持部材２３２，２４３でビード３０の両側を挟み、ビード３０の中心線を検知する。この情報はアーム２４４で検査ユニット３００へ伝達され、検査ユニット３００は、横方向に摺動し、芯出しされる。探触子ローラ３５０は、ビード内の欠陥を探触し、マーキングペン４００で印をつける。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
摩擦攪拌接合により形成されたビードを非破壊検査する方法であって、
ビードの幅寸法を検出してビードの中心位置を検出する工程と、
ビードの中心位置に非破壊検査用の探触子ローラを案内するガイドローラを配設する工程と、
探触子ローラの中心位置をガイドローラの中心位置に対してオフセットさせる工程と、
探触子ローラをビード上で走行させてビード内の欠陥を検知する工程と、
を備える非破壊検査方法。
【請求項２】
探触子ローラの中心位置のオフセットの方向とオフセット量は、摩擦攪拌接合の条件により決定される請求項１記載の非破壊検査方法。
【請求項３】
摩擦攪拌接合により形成されたビードを非破壊検査する装置であって、
ビード上を移動する検査装置の本体フレームと、本体フレームに対して昇降自在に装備されてビードの中心位置を検知する芯出しユニットと、本体フレームに対して昇降自在でかつビードの幅方向に摺動自在に装備される検査ユニットを備え、
検査ユニットのビードの幅方向位置は芯出しユニットにより制御される非破壊検査装置。
【請求項４】
芯出しユニットは、ビードの両側部を挟む挟持部材と、挟持部材の位置を検査ユニットに伝達するアームを備える請求項３記載の非破壊検査装置。
【請求項５】
挟持部材を開閉するカム機構を備える請求項４記載の非破壊検査装置。
【請求項６】
検査ユニットは、ビード内の欠陥を非破壊で探触する探触子ローラと、探触子ローラの前後に配設されるガイドローラを備える請求項３記載の非破壊検査装置。
【請求項７】
探触子ローラの中心位置はガイドローラの中心位置に対してオフセットされる請求項６記載の非破壊検査装置。
【請求項８】
探触子ローラの中心位置のオフセットの方向とオフセット量は、摩擦攪拌接合の条件により決定される請求項６記載の非破壊検査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、摩擦攪拌接合されたビードを自動的に非破壊検査する方法と装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
端部に突部を有する２つの部材を突き合わせて、突部の上部から摩擦攪拌接合工具を挿入して、端部を連続的に接合する摩擦攪拌接合方法と装置は、例えば、下記の特許文献１に開示されている。
【特許文献１】特開２００２−５９２９０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明の目的は、摩擦攪拌接合されたビードを非破壊で自動的に検査する方法及び装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記目的を達成するために、本発明の非破壊検査方法は、ビードの幅寸法を検出してビードの中心位置を検出する工程と、ビードの中心位置に非破壊検査用の探触子ローラを案内するガイドローラを配設する工程と、探触子ローラの中心位置をガイドローラの中心位置に対してオフセットさせる工程と、探触子ローラをビード上で走行させてビード内の欠陥を検知する工程と、を備えるものである。
【０００５】
また、本発明の非破壊検査装置は、ビード上を移動する検査装置の本体フレームと、本体フレームに対して昇降自在に装備されてビードの中心位置を検知する芯出しユニットと、本体フレームに対して昇降自在でかつビードの幅方向に摺動自在に装備される検査ユニットを備え、検査ユニットのビードの幅方向位置は芯出しユニットにより制御されるものである。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、摩擦攪拌接合により形成されたビード内の欠陥を効率よく検査することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
図１は、検査装置の全体構造を示す説明図である。
２つの部材１０，２０は、端部が突き合わせられて、摩擦攪拌接合によりビード３０が形成される。
全体を符号１００で示す検査装置は、このビード３０上をＸ軸方向に沿って移動しつつ、非破壊状態で自動的にビード３０内の欠陥の有無を検査する。
【０００８】
検査装置１００は、ベッド上に載置された部材１０，２０の長手方向に沿って移動する図示しないコラムに取付けられ、ビード３０に沿って移動する。検査装置１００の本体のフレーム１１０には、進行方向の先端に押えローラ１２０が設けられ、押えローラ１２０はエアシリンダ１５０によって矢印Ｚで示す上下方向に昇降する。
【０００９】
押えローラ１２０の直後には、バリ取りワイヤブラシ１３０が配設される。このバリ取りワイヤブラシ１３０は、モータ１３２により駆動され、摩擦攪拌接合後にビード３０に残るバリを除去する。
バリ取りワイヤブラシ１３０の加工部には、空気噴射ノズル１５０からエアＡ１が噴射され、除去されたバリを吹き飛ばす。
【００１０】
図２は、検査ユニット３００を示す。検査ユニット３００は、フレーム１１０内のエアシリンダ１５４により矢印Ｚ１で示す上下方向に昇降するとともに、フレーム１１０に対してリニアベアリング１６０により支持されている。そこで、検査ユニット３００のフレーム３１０は、リニアベアリング１６０に嵌合するリニアガイド３２０により矢印Ｙ方向に移動自在に支持されている。
【００１１】
検査ユニット３００の進行方向の前方に配設される芯出しユニット２００は、フレーム１１０内に装備されるエアシリンダ１５２により矢印Ｚ方向に昇降し、ビード３０の中心位置を検出する。
ビード３０は、部材１０，２０の端部の突部を摩擦攪拌接合して形成されるので、突部の残部が部材１０，２０の上面から突出して残る。芯出しユニット２００は、このビード３０の両側面を挟んで、ビード３０の中心部を検出し、この中心位置に検査ユニット３００を案内する機能を備える。
【００１２】
検査ユニット３００の後方には、エアシリンダ４１０により矢印Ｚ方向に昇降するマーキングペン４００が設けられ、検査ユニット３００が検出したビード３０内の欠陥位置をマーキングペンで印を付ける。
【００１３】
図３，図４は、検査ユニット３００に取付けられる。前後のガイドローラ３３０と、ガイドローラ３３０の間に配設される探触子ローラ３５０の配置関係を示す。
摩擦攪拌接合により形成されるビード３０内に発生する欠陥Ｋ１は、摩擦攪拌接合の接合中心線の接合中心線Ｃ１に対して偏位して発生しやすい。これは、摩擦攪拌接合工具の回転方向と進行方向に起因するものと考えられる。
【００１４】
そこで、欠陥Ｋ１を非破壊で検出する探触子ローラ３５０の中心線Ｃ２を、ビード３０の中心線Ｃ１に対して距離Ｄ１だけオフセットして取付けてある。
ガイドローラ３３０は、ビード３０の中心位置に沿って移動する。
【００１５】
図５、図６、図７は、芯出しユニット２００の構造を示す説明図である。
芯出しユニット２００は、フレーム２１０に取付けられたアクチュエータ２２０を有する。アクチュエータ２２０は、シャフト２２４を矢印Ｒ１方向に回動し、シャフト２２４と一体のカム板２２２を回転させる。
【００１６】
カム板２２２の両側には、カムフォロワ２３０，２４０がフレーム２１０に対して摺動自在に配設されている。第１のカムフォロワ２３０の下部の内側には、挟持部材２３２が取付けられる。この挟持部材２３２は、例えば、テフロン（登録商標）等の樹脂でつくられる。また、このカムフォロワ２３０と一体のアーム２３４は、接触子ユニット３００側へ延びる。
【００１７】
同様に、第２のカムフォロワ２４０の下部の内側には挟持部材２４２が取付けられ、カムフォロワ２４０と一体のアーム２４４は、接触子ユニット３００側へ延びる。
２本のアーム２３４，２４４の間には、引張りバネ２５０が取付けられて、２本のアーム２３４，２４４を閉じる方向に付勢する。
【００１８】
図６は、楕円形状のカム板２２２の幅の最小位置にカムフォロワ２３０，２４０が接している状態を示している。この状態では、対向するアーム２３４，２４４は最も閉じた位置となり、対向する挟持部材２３２，２４２は互に当接する。
【００１９】
図７は、楕円形状のカム板２２２の幅の最大位置にカムフォロワ２３０，２４０が接している状態を示している。この状態では、対向するアーム２３４，２４４は最も開いた位置となり、対向する挟持部材２３２，２４２は互に開いた状態となる。
【００２０】
図８から図１１は、芯出しユニット２００と検査ユニット３００の作動を示す説明図である。
図８に示す第１工程では、芯出しユニット２００のカムフォロワ２３０，２４０を最大に開いた状態で検査装置のフレーム内のエアシリンダ１５４を操作して、芯出しユニット２００を矢印Ｚ方向に降下させ、挟持部材２３２，２４２の下端部が部材１０，２０の表面に接する位置に、高さ方向の位置を決める。
【００２１】
図９に示す第２工程では、アクチュエータによりカム板２２２を矢印Ｒ１方向に回動させる。
カムフォロワ２３０，２４０の幅が縮まり、挟持部材２３２，２４２がビード３０の両側部を挟持する。挟持部材２３２，２４２の位置に対応して、アーム２３４，２４４は検査ユニット３００のフレーム３１０の側部に接して、検査ユニット３００全体を矢印Ｙ方向に位置決めする。
この作用によって、検査ユニット３００の中心線は、ビード３０の中心位置に調芯される。
【００２２】
図１０に示す第３工程で、検査装置のフレーム内のエアシリンダを操作して、検査ユニット３００を矢印Ｚ方向に降下させて、ガイドローラ３３０は、図４に示すように、両側部が部材１０，２０の上面に当接し、ビード３０の中心に位置決めされる。
同時に、探触子ローラ３５０は、図３に示すようにビード３０の上面に接し、ビード３０内の欠陥Ｋ１を非破壊で検知する位置に設定される。
【００２３】
図１１に示す第４工程で、カム板２２２を回動してカムフォロワ２３０，２４０を開き、アーム２３４，２４４を検査ユニット３００のフレーム３１０の側面から離し、芯出しユニット２００全体を矢印Ｚ方向に上昇させて、検査ユニット３００のビード３０に対する芯出しを完了する。
この状態で検査装置１００を矢印Ｘ方向に送って、ビード３０内の欠陥の検査を自動的に実行する。
【００２４】
ビード３０内の欠陥Ｋ１が探知されると、検査ユニット３００に続くマーキングペン４００をビード３０の表面に降下させて、欠陥Ｋ１の位置をマーキングする。
このマーキングを目印として、後工程で欠陥の補修を行う。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の非破壊検査装置の説明図。
【図２】検査ユニットの説明図。
【図３】探触子ローラの説明図。
【図４】ガイドローラの説明図。
【図５】芯出しユニットの説明図。
【図６】芯出しユニットの説明図。
【図７】芯出しユニットの説明図。
【図８】本発明の検査方法を示す説明図。
【図９】本発明の検査方法を示す説明図。
【図１０】本発明の検査方法を示す説明図。
【図１１】本発明の検査方法を示す説明図。
【符号の説明】
【００２６】
１０  第１の部材
２０  第２の部材
３０  ビード
１００  検査装置
１２０  ガイドローラ
１３０  バリ取りワイヤブラシ
１４０  エアブローノズル
２００  芯出しユニット
２３２，２４２  挟持部材
２３４，２４４  アーム
３００  検査ユニット
３３０  ガイドローラ
３５０  探触子ローラ
４００  マーキングペン
【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】
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【図８】
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【図９】
2005201718.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
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