旋转工具、接合装置以及接合方法与流程

本发明涉及一种用于摩擦搅拌接合的旋转工具、接合装置以及接合方法。

背景技术：

1、作为用于进行摩擦搅拌接合的接合装置，为了控制旋转工具压入到被接合构件的压入量，已知进行载荷控制的装置和进行位置控制的装置。载荷控制主要用于在由机器人(机器人手臂)实现的接合装置中，位置控制主要用于由加工中心(mc)实现的接合装置中。

2、作为进行载荷控制的接合装置，例如存在专利文献1所公开的装置。专利文献1的接合装置是为了对应接合条件以适当的精度获得良好的接合品质，而将轴肩构件或销构件向被接合物压入的压入深度进行控制的装置。上述接合装置为了进行压入深度的控制，基于在压入基准点设定部设定的压入基准点对销构件相对于轴肩构件的相对位置进行控制。接合装置为了进行所述控制而包括加压力检测部、压力基准点设定部、工具驱动控制部等。此外，工具驱动部包括旋转驱动部、销驱动部、轴肩驱动部及曲柄驱动部(弹性构件：螺旋弹簧)等。

3、现有技术文献

4、专利文献

5、专利文献1:日本专利特开2012-196681号公报

技术实现思路

1、发明所要解决的技术问题

2、专利文献1的接合装置为了进行载荷控制，结构复杂且高价。因此，近年来，期待一种能安装于仅能进行位置控制的相对廉价的mc且能进行载荷控制的旋转工具。

3、从上述观点出发，本发明的技术问题在于提供一种能在安装于加工中心的状态下进行载荷控制的旋转工具、接合装置以及接合方法。

4、解决技术问题所采用的技术方案

5、用于解决所述技术问题的本发明是一种旋转工具，用于进行被接合构件的摩擦搅拌接合的接合装置中，其特征是，包括：主体部，所述主体部具有固定部和转轴，所述固定部安装并固定于所述接合装置，所述转轴传递来自所述接合装置的旋转力；搅拌销，所述搅拌销受到来自所述主体部的旋转力而能旋转且能相对于所述转轴的轴向移动地配设于所述主体部，并插入到所述被接合构件，以进行相对于所述被接合构件的摩擦搅拌；以及轴肩，所述轴肩与所述搅拌销分体构成，不承受来自所述主体部的旋转力，能相对于所述转轴的轴向移动地设置于所述主体部，并在与所述被接合构件接触的状态下对所述被接合构件进行按压，所述搅拌销和所述轴肩安装成能相对旋转，并且相对于所述转轴的轴向一体地移动，以构成组件，所述旋转工具还包括：第一弹性构件，所述第一弹性构件能相对于所述转轴的轴向向所述搅拌销的前端侧对所述组件施力；以及第一限制构件，所述第一限制构件对所述组件向所述转轴的轴向的基端侧移动的情况进行限制，所述第一限制构件以随着所述组件的移动而所述第一弹性构件产生的变形量不超过所述第一弹性构件的最大允许量的方式，对所述组件的移动进行限制。

6、此外，优选的是，所述主体部还具有：中空筒状的保持架，所述保持架安装于所述转轴；以及滑动轴，所述滑动轴以能沿着转轴方向滑动的方式收容于所述保持架的中心部，并且与所述保持架同步地旋转，所述组件设置于所述滑动轴的前端，所述滑动轴经由所述第一弹性构件向所述组件的前端侧被施力，所述第一限制构件对所述滑动轴向所述转轴的轴向的基端侧移动的情况进行限制。

7、此外，优选的是，还包括：第二弹性构件，所述第二弹性构件相对于所述转轴的轴向向所述搅拌销的前端侧对所述轴肩施力；以及第二限制构件，所述第二限制构件对所述轴肩向所述转轴的轴向的基端侧移动的情况进行限制，所述第二限制构件以随着所述轴肩的移动而所述第二弹性构件产生的变形量不超过所述第二弹性构件的最大允许量的方式，对所述轴肩的移动进行限制。

8、此外，优选的是，所述第一限制构件设置于所述保持架内，通过随着所述滑动轴的移动，使所述滑动轴的基端部及所述保持架的基端侧的底部与所述第一限制构件接触，从而所述滑动轴的移动被限制。

9、此外，优选的是，所述第一限制构件设置于所述保持架的基端侧的底部，通过随着所述滑动轴的移动，使所述滑动轴的基端部与所述第一限制构件接触，以对所述滑动轴的移动进行限制。

10、此外，优选的是，所述第一限制构件设置于所述滑动轴的基端部，通过随着所述滑动轴的移动，使所述保持架的基端侧的底部与所述第一限制构件接触，以对所述滑动轴的移动进行限制。

11、此外，优选的是，所述第一限制构件设置于所述滑动轴的外周面，通过随着所述滑动轴的移动，使所述第一限制构件与所述保持架的中间部接触，以对所述滑动轴的移动进行限制。

12、此外，优选的是，所述第一限制构件设置于所述滑动轴的外周面，通过随着所述滑动轴的移动，使所述第一限制构件与所述保持架的前端部接触，以对所述滑动轴的移动进行限制。

13、此外，优选的是，所述第一限制构件设置于所述滑动轴的前端部，通过随着所述滑动轴的移动，使所述第一限制构件与所述保持架的前端部接触，以对所述滑动轴的移动进行限制。

14、此外，优选的是，所述搅拌销是所述第一限制构件，通过随着所述滑动轴的移动，使所述搅拌销与所述保持架的前端部接触，以对所述滑动轴的移动进行限制。

15、此外，本发明是一种接合装置，包括技术方案1至10中任一项所述的旋转工具，其特征是，包括：动力部件，所述动力部件输出传递至所述旋转工具的所述转轴的旋转力；以及位置控制部件，所述位置控制部件对所述旋转工具的所述固定部进行保持并进行所述旋转工具的位置控制，通过所述位置控制部件使所述旋转工具以相对于所述被接合构件达到规定的高度位置的方式移动，将所述搅拌销插入到所述被接合构件，从而进行相对于所述被接合构件的摩擦搅拌接合。

16、此外，本发明是一种接合方法，其特征是，使技术方案1至10中任一个所述的旋转工具以相对于所述被接合构件达到规定的高度位置的方式移动，将所述搅拌销插入到所述被接合构件，从而进行相对于所述被接合构件的摩擦搅拌接合。

17、发明效果

18、根据本发明的旋转工具、接合装置以及接合方法，能进行利用了弹性构件的载荷控制。此外，根据本发明的旋转工具、接合装置及接合方法，即使相对于相对较硬的被接合构件，也能在利用弹性构件的同时将搅拌销插入。

技术特征：

1.一种旋转工具，用于进行被接合构件的摩擦搅拌接合的接合装置中，

2.如权利要求1所述的旋转工具，其特征在于，

3.如权利要求1所述的旋转工具，其特征在于，还包括：

4.如权利要求2所述的旋转工具，其特征在于，

5.如权利要求2所述的旋转工具，其特征在于，

6.如权利要求2所述的旋转工具，其特征在于，

7.如权利要求2所述的旋转工具，其特征在于，

8.如权利要求2所述的旋转工具，其特征在于，

9.如权利要求2所述的旋转工具，其特征在于，

10.如权利要求2所述的旋转工具，其特征在于，

11.一种接合装置，包括权利要求1至10中任一项所述的旋转工具，

12.一种接合方法，其特征在于，

技术总结本发明是一种用于进行被接合构件的摩擦搅拌接合的接合装置中的旋转工具(1)，其特征是，包括：主体部(10)；进行相对于被接合构件的摩擦搅拌的搅拌销(50)；以及对被接合构件进行按压的轴肩(60)，搅拌销(50)和轴肩(60)构成组件(70)，所述旋转工具还包括：向搅拌销(50)的前端侧对组件(70)施力的第一弹性构件(51)；以及对组件(70)向转轴的轴向的基端侧移动的情况进行限制的第一限制构件(100)，第一限制构件(100)以随着组件的移动而第一弹性构件(51)产生的变形量不超过第一弹性构件(51)的最大允许量的方式，对组件(70)的移动进行限制。技术研发人员：濑尾伸城,小泉慎吾受保护的技术使用者：日本轻金属株式会社技术研发日：技术公布日：2024/6/11