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(机械臂)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的接合装置是为了与接合条件对应地以理想的精度获得良好的接合品质，而对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处设定的压入基准点，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、压力基准点设定部及工具驱动控制部等。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，在进行被接合构件的摩擦搅拌接合的接合装置中使用，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；轴肩，所述轴肩与所述搅拌销分体构成，未受到来自所述主体部的旋转力，以能相对于所述转轴的轴向与所述搅拌销分开地移动的方式配设于所述主体部，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；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将所述搅拌销朝向前端侧施力；以及第一限制构件，所述第一限制构件对所述搅拌销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搅拌销的移动而在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，对所述搅拌销的移动进行限制。

6、此外，优选的是，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将所述轴肩朝向前端侧施力；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使随着所述轴肩的移动而在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。

7、此外，优选的是，所述主体部还具有：中空筒状的第一保持架，所述第一保持架安装于所述转轴；以及第一滑动轴，所述第一滑动轴以能沿着转轴方向滑动的方式收容于所述第一保持架的中心部，并且与所述第一保持架同步地旋转，所述搅拌销设置于所述第一滑动轴的前端，所述第一滑动轴经由所述第一弹性构件向所述搅拌销的前端侧被施力，所述第一限制构件对所述第一滑动轴朝向所述转轴的轴向的基端侧移动的情况进行限制。

8、此外，优选的是，所述主体部还具有：中空筒状的第二保持架，所述第二保持架能相对旋转地设置于所述第一保持架的外周；以及第二滑动轴，所述第二滑动轴以能沿着转轴的轴向滑动的方式收容于所述第二保持架的内部，所述轴肩设置于所述第二滑动轴的前端，所述第二滑动轴经由所述第二弹性构件向所述轴肩的前端侧被施力，所述第二限制构件对所述第二滑动轴向所述转轴的轴向的基端侧移动的情况进行限制。

9、此外，优选的是，所述第一限制构件设置于所述第一保持架内，通过随着所述第一滑动轴的移动，使所述第一滑动轴的基端部及所述第一保持架的基端侧的底部与所述第一限制构件接触，以对所述第一滑动轴的移动进行限制。

10、此外，优选的是，所述第二限制构件设置于所述第二保持架内，通过随着所述第二滑动轴的移动，使所述第二滑动轴的基端部及所述第二保持架的基端侧的底部与所述第二限制构件接触，以对所述第二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第一保持架的基端侧的底部，通过随着所述第一滑动轴的移动，使所述第一滑动轴的基端部与所述第一限制构件接触，以对所述第一滑动轴的移动进行限制。

12、此外，优选的是，所述第二限制构件设置于所述第二保持架的基端侧的底部，通过随着所述第二滑动轴的移动，使所述第二滑动轴的基端部与所述第二限制构件接触，以对所述第二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第一滑动轴的基端部，通过随着所述第一滑动轴的移动，使所述第一保持架的基端侧的底部与所述第一限制构件接触，以对所述第一滑动轴的移动进行限制。

14、此外，优选的是，所述第二限制构件设置于所述第二滑动轴的基端部，通过随着所述第二滑动轴的移动，使所述第二保持架的基端侧的底部与所述第二限制构件接触，以对所述第二滑动轴的移动进行限制。

15、此外，优选的是，所述第一限制构件设置于所述第一滑动轴的外周面，通过随着所述第一滑动轴的移动，使所述第一限制构件与所述第一保持架的中间部接触，以对所述第一滑动轴的移动进行限制。

16、此外，优选的是，所述第二限制构件设置于所述第二滑动轴的外周面，通过随着所述第二滑动轴的移动，使所述第二限制构件与所述第二保持架的中间部接触，以对所述第二滑动轴的移动进行限制。

17、此外，优选的是，所述第一限制构件设置于所述第一滑动轴的外周面，通过随着所述第一滑动轴的移动，使所述第一限制构件与所述第一保持架的前端部接触，以对所述第一滑动轴的移动进行限制。

18、此外，优选的是，所述第二限制构件设置于所述第二滑动轴的外周面，通过随着所述第二滑动轴的移动，使所述第二限制构件与所述第二保持架的前端部接触，以对所述第二滑动轴的移动进行限制。

19、此外，优选的是，所述第一限制构件设置于所述第一滑动轴的前端部，通过随着所述第一滑动轴的移动，使所述第一限制构件与所述第一保持架的前端部接触，以对所述第一滑动轴的移动进行限制。

20、此外，优选的是，所述第二限制构件设置于所述第二滑动轴的前端部，通过随着所述第二滑动轴的移动，使所述第二限制构件与所述第二保持架的前端部接触，以对所述第二滑动轴的移动进行限制。

21、此外，优选的是，所述搅拌销是所述第一限制构件，通过随着所述第一滑动轴的移动，使所述搅拌销与所述第一保持架的前端部接触，以对所述第一滑动轴的移动进行限制。

22、此外，优选的是，所述轴肩是所述第二限制构件，通过随着所述第二滑动轴的移动，使所述轴肩与所述第二保持架的前端部接触，以对所述第二滑动轴的移动进行限制。

23、此外，本发明一种接合装置，包括技术方案1至18中任一个所述的旋转工具，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。

24、此外，本发明是一种接合方法，其特征是，使技术方案1至18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并进行相对于所述被接合构件的摩擦搅拌接合。

25、发明效果

26、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，即使相对于比较硬的被接合构件，也能在利用弹性构件的同时将搅拌销插入。