摩擦撹拌接合の接合制御方法
【課題】接合対象物の高さ変動が大きい場合であっても接合速度を低下させることなく狙いのツール挿入量を得ることができる摩擦撹拌接合の接合方法を提供する。
【解決手段】摩擦撹拌接合の接合制御方法は、回転するツール３２を接合対象物２２に挿入した状態でツール３２と接合対象物２２とを相対的に移動させている間に、ツール３２に生じる負荷を検出し、その検出された負荷（検出負荷）に基づいてツール３２の軸線方向の移動速度を算出し、その算出された移動速度でツール３２をその軸線方向に移動させる。また、本接合制御方法は、検出負荷が所定の負荷範囲内にあるか否かを判定し、検出負荷が所定の負荷範囲外であると判定された場合に、ツール３２をその軸線方向に移動させ、検出負荷が所定の負荷範囲内であると判定された場合に、ツール３２をその軸線方向に移動させない。
【解決手段】摩擦撹拌接合の接合制御方法は、回転するツール３２を接合対象物２２に挿入した状態でツール３２と接合対象物２２とを相対的に移動させている間に、ツール３２に生じる負荷を検出し、その検出された負荷（検出負荷）に基づいてツール３２の軸線方向の移動速度を算出し、その算出された移動速度でツール３２をその軸線方向に移動させる。また、本接合制御方法は、検出負荷が所定の負荷範囲内にあるか否かを判定し、検出負荷が所定の負荷範囲外であると判定された場合に、ツール３２をその軸線方向に移動させ、検出負荷が所定の負荷範囲内であると判定された場合に、ツール３２をその軸線方向に移動させない。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転するツールを接合対象物に挿入した状態でツールと接合対象物とを相対的に移動させることにより接合対象物を接合する摩擦撹拌接合に関する。
【背景技術】
【０００２】
摩擦撹拌接合（ＦＳＷ：Ｆｒｉｃｔｉｏｎ Ｓｔｉｒ Ｗｅｌｄｉｎｇ）は、接合対象物へのツールの挿入量を一定にすることで安定した品質を得ることができる。しかし、接合対象物は高さ変動（表面の凹凸、バラツキ）を有するので、ツールと接合対象物とを相対的に移動させている時に接合対象物へのツール挿入量が不安定になり、良質な品質を得ることができないことがある。特に、接合対象物として鋳造品を利用した場合には、その高さ変動が大きい。
【０００３】
ツール挿入量の安定化の対策として、ツールを回転させる主軸のトルクとツール挿入量とが比例することを利用して、主軸のトルクに基づいてツールをその軸線方向に移動させることにより狙いのツール挿入量を得る摩擦撹拌接合の接合方法が知られている（特許文献１参照）。この方法では、良好な品質が得られる主軸のトルク範囲を予め設定しておき、検出される主軸のトルクが設定されたトルク範囲に収まるようにツールをその軸線方向に一定の速度で移動させている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−８０３８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
通常の摩擦撹拌接合装置は、回転するツールを接合対象物に挿入した状態でツールと接合対象物とを相対的に一定の速度（接合速度）で移動させることにより接合対象物の接合を行う。このような装置に特許文献１の接合方法を適用すると、ツールがその軸線方向に一定の速度で移動するので、接合対象物の高さ変動が大きい場合に、ツールが接合対象物の高さ変動に追従できず狙いのツール挿入量を得ることができない。
【０００６】
また、このような高さ変動に対応させるためにツールの軸線方向への移動速度を大きく設定すると、接合対象物の高さ変動が小さい場合に、制御にハンチングが生じて過剰なツール挿入や挿入量不足が発生し接合対象物の品質の不安定性やツールの破損といった問題が生じる。
【０００７】
さらに、接合速度を低く設定することで接合対象物の高さ変動に対応させる場合には、生産性が低下する。
【０００８】
そこで、接合対象物の高さ変動が大きい場合であっても接合速度を低下させることなく狙いのツール挿入量を得ることができる摩擦撹拌接合の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】
【０００９】
本発明の摩擦撹拌接合の接合制御方法は、回転するツールを接合対象物に挿入した状態で前記ツールと前記接合対象物とを相対的に移動させる移動ステップ中に、前記ツールに生じる負荷を検出する負荷検出ステップと、前記ツールを当該ツールの軸線方向に移動させる移動量調整ステップと、前記負荷検出ステップで検出された負荷に基づいて前記移動量調整ステップで移動される前記ツールの軸線方向の移動速度を算出する速度算出ステップと、を行うことにより、上述した課題を解決する。
【００１０】
ツールに生じる負荷は、接合対象物の高さ変動が大きくなるほど大きく変動する。つまり、ツールに生じる負荷から接合対象物の高さ変動の程度を予測することができる。本発明によれば、ツールに生じる負荷に基づいてツールの軸線方向の移動速度を算出し、接合対象物の高さ変動が大きい場合には、ツールの軸線方向の移動速度を大きくする。これにより、接合対象物の高さ変動に対してツールを円滑に追従させることができる。よって、接合対象物の高さ変動に対応させるために接合速度を低下させる必要がない。また、接合対象物の高さ変動が小さい場合には、ツールの軸線方向の移動速度を小さくする。これにより、ハンチングの発生を抑えることができるので過剰なツール挿入や挿入量不足を抑制することができる。従って、接合対象物の高さ変動が大きい場合であっても接合速度を低下させることなく狙いのツール挿入量を得ることができる。
【００１１】
本発明の接合制御方法の一形態においては、前記負荷検出ステップで検出された負荷が所定の負荷範囲内にあるか否かを判定する負荷判定ステップ、をさらに行い、前記負荷判定ステップにおいて、前記負荷検出ステップで検出された負荷が前記所定の負荷範囲外であると判定された場合に、前記移動量調整ステップでは、前記ツールを当該ツールの軸線方向に移動させ、前記負荷検出ステップで検出された負荷が前記所定の負荷範囲内であると判定された場合に、前記移動量調整ステップでは、前記ツールを当該ツールの軸線方向に移動させなくてもよい。
【００１２】
接合対象物の高さ変動が非常に小さい場合に、ツールをその軸線方向に移動させるとツールの軸線方向の移動制御が煩雑になる。本形態によれば、検出されたツールの負荷が所定の負荷範囲内である場合にツールがその軸線方向に移動しないので、狙いのツール挿入量付近（接合対象物の高さ変動が非常に小さい範囲）に対応するツールの負荷を所定の負荷範囲に設定することで、接合対象物の高さ変動が非常に小さい場合にツールをその軸線方向に移動させる必要がない。これにより、ツールの軸線方向の移動制御を容易に行うことができる。
【００１３】
本発明の接合制御方法の一形態においては、前記速度算出ステップで算出された移動速度が上限値を超えているか否かを判定する品質判定ステップをさらに行ってもよい。接合対象物の内部に空洞などの欠陥が存在している場合、ツールがその欠陥を通過した際にツールに生じる負荷が小さくなることがある。また、複数の接合対象物を重ねた状態で摩擦撹拌接合を行う場合、接合対象物の間に必要以上に大きいギャップが存在していると、ツールがそのギャップを通過する際にツールに生じる負荷が小さくなることがある。この形態によれば、ツールに生じる負荷に基づいて算出されるツールの移動速度が上限値を超えているか否かを判定しているので、その判定に基づいて接合対象物の内部欠陥や大きいギャップの存在などを知ることができる。これにより、接合対象物の接合中に品質の異常を判定することができる。よって、摩擦撹拌接合終了後に、品質の異常を検査する検査工程を新たに設ける必要がない。
【００１４】
上記形態においては、前記品質判定ステップにおいて、前記速度算出ステップで算出された移動速度が前記上限値を超えていると判定された場合に、品質不良情報を出力する出力ステップをさらに備えてもよい。この形態によれば、品質不良をオペレータ等に知らせることができる。
【発明の効果】
【００１５】
以上説明したように、本発明によれば、接合対象物の高さ変動が大きい場合に、ツールの軸線方向への移動速度を大きくする。これにより、接合速度を低下させる必要がなく接合対象物の高さ変動に対してツールを円滑に追従させることができる。また、接合対象物の高さ変動が小さい場合には、ツールの軸線方向への移動速度を小さくする。これにより、ハンチングの発生を抑えることができるので過剰なツール挿入や挿入量不足の発生を抑制することができる。従って、接合対象物の高さ変動が大きい場合であっても接合速度を低下させることなく狙いツール挿入量を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施の形態に係る接合制御方法を適用した摩擦撹拌接合装置の要部を示す図である。
【図２】負荷下限値を説明するための図である。
【図３】負荷上限値を説明するための図である。
【図４】本発明の摩擦撹拌接合の接合制御方法に係るメインルーチンの一例を示すフローチャートである。
【図５】本発明の摩擦撹拌接合の接合制御方法に係るサブルーチンの一例を示すフローチャートである。
【図６】算出負荷とツールの軸線方向の移動速度との関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明に係る接合制御方法を摩擦撹拌接合装置に適用した実施の形態例を図１〜図６を参照しながら説明する。
【００１８】
先ず、本実施の形態に係る摩擦撹拌接合装置１０（接合装置と記す）は、回転するツールを接合対象物に挿入した状態でツールと接合対象物とを相対的に移動させることにより、接合対象物を接合することを行う。
【００１９】
そして、本形態の接合装置１０は、図１に示すように、テーブル１２と、装置本体１４と、第１駆動モータ１６と、コンピュータ１８とを有する。
【００２０】
テーブル１２の上面には接合対象物２２が配置される。接合対象物２２としては、アルミニウム、アルミニウム合金、マグネシウム、マグネシウム合金、チタニウム、チタニウム合金、銅、銅合金、鉄、鋼等が用いられる。また、接合対象物２２は、幾らかの高さ変動（表面の凹凸、バラツキ）を有する。なお、接合対象物２２は、鋳造品を用いてもよい。
【００２１】
装置本体１４は、第１駆動モータ１６によってテーブル１２の上面に対して平行移動する。装置本体１４は、ヘッド部２４と、ヘッド移動機構２６と、第２駆動モータ２８と、負荷検出部３０とを備えている。
【００２２】
ヘッド部２４は、接合対象物２２との間に摩擦熱を生じさせることができる。ヘッド部２４には、ツール３２と、主軸モータ３４とが設けられている。ツール３２は、主軸モータ３４によって回転され、回転した状態で接合対象物２２に挿入される。また、ツール３２は円柱状に形成されたショルダ３６と、ショルダ３６から突出するピン３８とを有する。
【００２３】
ヘッド移動機構２６は、第２駆動モータ２８によってツール３２の軸線方向にヘッド部２４を移動する。ヘッド移動機構２６としては、例えば、送りネジ機構を用いることができる。負荷検出部３０は、主軸モータ３４に生じる負荷に対応した信号を出力する。負荷検出部３０は、電流センサ４０と、変換部４２と、Ａ／Ｄコンバータ４４とを備えている。電流センサ４０は、主軸モータ３４に流れるアナログ電流を検出する。変換部４２は、電流センサ４０で検出されたアナログ電流（検出電流）をアナログ電圧（検出電圧）に変換する。Ａ／Ｄコンバータ４４は、変換部４２にて変換された検出電圧をデジタル電圧（検出データ）に変換する。この検出データはツール３２に生じる負荷に比例する。そのため、負荷検出部３０は、検出データに基づいてツール３２に生じる負荷を推定することができる。
【００２４】
コンピュータ１８は、第１駆動モータ１６と、第２駆動モータ２８と、主軸モータ３４とを制御するコンピュータ本体４６と、表示部４７とを備えている。
【００２５】
コンピュータ本体４６は、記憶部４８と、負荷算出部５０と、負荷判定部５２と、移動情報算出部５４と、品質判定部５６と、移動制御部５８と、出力部６０とを備えている。
【００２６】
記憶部４８には、狙い負荷Ｍｘと、負荷下限値Ｍ０と、負荷上限値Ｍ１と、速度算出マップデータと、品質判定上限値Ｖｍとが記憶されている。狙い負荷Ｍｘは、ツール３２の狙い挿入位置（図２において二点鎖線で示されたツール３２の位置）におけるツール３２に生じる負荷に対応するデータが用いられる。負荷下限値Ｍ０は、狙い負荷Ｍｘからツール３２の下限位置（図２において実線で示されたツール３２の位置）におけるツール３２に生じる負荷を減算した値に対応するデータが用いられる。負荷上限値Ｍ１は、狙い負荷Ｍｘからツール３２の上限位置（図３において実線で示されたツール３２の位置）におけるツール３２に生じる負荷を減算した値に対応するデータが用いられる。なお、ツール３２の上限位置及び下限位置は、接合対象物２２の品質に影響を与えない程度のツール３２の挿入量となるような位置に設定されている。
【００２７】
速度算出マップデータは、狙い負荷Ｍｘから負荷検出部３０の出力信号を参照して取得される負荷Ｍｚ（検出負荷）を減算した値とツール３２の軸線方向の移動速度との関係を記述したマップデータが用いられる。詳しくは、この減算した値の絶対値とツール３２の軸線方向の移動速度とは比例関係になっている。品質判定上限値Ｖｍは、接合対象物２２に品質不良が生じるようなツール３２の軸線方向の移動速度に対応するデータが用いられる。
【００２８】
負荷算出部５０は、狙い負荷Ｍｘから検出負荷Ｍｚを減算する。
【００２９】
負荷判定部５２は、負荷算出部５０で算出された負荷（算出負荷）Ｍａが負荷下限値Ｍ０と負荷上限値Ｍ１との間の範囲内にあるか否かを判定する。
【００３０】
移動情報算出部５４は、ツール３２の軸線方向の移動速度Ｖａを算出する。この移動速度Ｖａは、算出負荷Ｍａと速度算出マップデータとに基づいて求められる。
【００３１】
品質判定部５６は、移動情報算出部５４で求められたツール３２の軸線方向の移動速度Ｖａ（算出移動速度）が品質判定上限値Ｖｍを超えているか否かを判定する。
【００３２】
移動制御部５８は、負荷判定部５２と品質判定部５６との判定結果に基づいて第２駆動モータ２８を制御する。
【００３３】
出力部６０は、品質判定部５６の判定結果の情報を表示部２０に出力する。
【００３４】
次に、本形態の摩擦撹拌接合の接合制御方法について図４の制御ルーチン（メインルーチン）と図５の制御ルーチン（サブルーチン）とを参照しながら説明する。サブルーチンは、所定の周期で繰り返し実行される。また、メインルーチンは、サブルーチンが所定回数繰り返された後に終了する。
【００３５】
先ず、図４に示すように、コンピュータ本体４６は、例えばオペレータによるツール３２の挿入開始の入力に基づいてツール３２が回転するように主軸モータ３４を制御する（ステップＳ１）。
【００３６】
また、コンピュータ本体４６は、ツール３２の狙い挿入位置までツール３２が接合対象物２２に挿入されるように第２駆動モータ２８を制御する（ステップＳ２）。
【００３７】
その後、コンピュータ本体４６は、装置本体１４がテーブル１２の上面に対して平行方向に移動するように第１駆動モータ１６を制御する（ステップＳ３）。
【００３８】
このとき、コンピュータ本体４６は、接合対象物２２の高さ変動に応じてツール３２がその軸線方向に移動するように第２駆動モータ２８を制御する（ステップＳ４）。詳しくは、コンピュータ本体４６は、以下のサブルーチンの処理を実行する。
【００３９】
図５に示すように、電流センサ４０は、主軸モータ３４に流れるアナログ電流を検出する（ステップＳ４−１）。そして、検出電流に基づいて検出負荷Ｍｚが求められる。
【００４０】
その後、負荷算出部５０は、狙い負荷Ｍｘから検出負荷Ｍｚを減算することにより算出負荷Ｍａを算出する（ステップＳ４−２）。狙い負荷Ｍｘは、記憶部４８を参照して取得される。
【００４１】
その後、負荷判定部５２は、算出負荷Ｍａが負荷下限値Ｍ０と負荷上限値Ｍ１との間の範囲内にあるか否かを判定する（ステップＳ４−３）。負荷上限値Ｍ１及び負荷下限値Ｍ０は、記憶部４８を参照して取得される。そして、否定判定された場合には、移動制御部５８は、ツール３２がその軸線方向に移動しないように第２駆動モータ２８を制御する。サブルーチンは、肯定判定された時にステップＳ４−４に進み、否定判定された時にステップＳ４−３で肯定判定されるまでステップＳ４−１〜ステップＳ４−３までの処理を繰り返し実行する。
【００４２】
ステップＳ４−３において肯定判定された場合、移動情報算出部５４は、ツール３２の軸線方向の移動速度Ｖａを算出する（ステップＳ４−４）。ツール３２の軸線方向の移動速度Ｖａは、検出負荷Ｍｚと速度算出マップデータとに基づいて求められる。速度算出マップデータは、記憶部４８を参照して取得される。
【００４３】
その後、品質判定部５６は、算出移動速度Ｖａが品質判定上限値Ｖｍを超えているか否かを判定する（ステップＳ４−５）。品質判定上限値Ｖｍは、記憶部４８を参照して取得される。サブルーチンは、肯定判定された時にステップＳ４−６に進み、否定判定された時にステップＳ４−７に進む。
【００４４】
ステップＳ４−５において肯定判定された場合、移動制御部５８は、ステップＳ４−４において算出された移動速度Ｖａでツール３２がその軸線方向に移動するように第２駆動モータ２８を制御する（ステップＳ４−６）。具体的には、移動制御部５８は、算出負荷Ｍａが負の場合にツール３２がピン３８の突出方向に移動し、算出負荷Ｍａが正の場合にツール３２がピン３８の突出方向とは反対方向に移動するように第２駆動モータ２８を制御する。ステップＳ４−６の処理後、コンピュータ本体４６は、今回のサブルーチンは終了する。
【００４５】
ステップＳ４−５において否定判定された場合、出力部６０は、表示部４７に品質不良情報を表示部に出力する（ステップＳ４−７）。ステップＳ４−７の処理後、コンピュータ本体４６は、サブルーチン及びメインルーチンを終了する。
【００４６】
次に、図６を参照しながら本形態の接合制御方法について説明する。図６において、横軸は算出負荷Ｍａを、縦軸はツール３２の軸線方向の移動速度（サブルーチンの周期当たりに移動するツール３２の軸線方向の移動量）Ｖａをそれぞれ示している。また、Ｍ０は負荷下限値を、Ｍ１は負荷上限値を、Ｖｍａｘ及びＶｍｉｎは品質判定上限値をそれぞれ示している。例えば、ツール３２が接合対象物２２の表面の凹部を通過した場合、コンピュータ本体４６では算出負荷Ｍｂ（Ｍｍｉｎ＜Ｍｂ＜Ｍ０）を算出した後に、移動速度Ｖｂを算出する。そして、Ｍｂは負の値であるので、ツール３２はピン３８の突出方向に移動速度Ｖｂで移動する。一方、ツール３２が接合対象物２２の表面の凸部を通過した場合、コンピュータ本体４６では算出負荷Ｍｃ（Ｍ１＜Ｍｃ＜Ｍｍａｘ）を算出した後に、移動速度Ｖｃを算出する。そして、算出負荷Ｍｃは正の値であるので、ツール３２はピン３８の突出方向とは反対方向に移動速度Ｖｃで移動する。
【００４７】
ツール３２に生じる負荷は、接合対象物２２の高さ変動が大きくなるほど大きく変動する。つまり、ツール３２に生じる負荷から接合対象物２２の高さ変動の程度を予測することができる。
【００４８】
本形態の制御ルーチンでは、算出負荷Ｍａの絶対値が大きい（接合対象物２２の高さ変動が大きい）場合には、ツール３２の軸線方向の移動速度が大きくなる。これにより、接合対象物２２の高さ変動に対してツール３２を円滑に追従させることができる。よって、接合対象物２２の高さ変動に対応させるために接合速度を低下させる必要がない。また、算出負荷Ｍａの絶対値が小さい（接合対象物２２の高さ変動が小さい）場合には、ツール３２の軸線方向の移動速度が小さくなる。これにより、ハンチングの発生を抑えることができるので、過剰なツール３２の挿入や挿入量不足の発生を抑制することができる。従って、接合対象物２２の高さ変動が大きい場合であっても接合速度を低下させることなく狙いのツール３２の挿入量を得ることができる。
【００４９】
また、算出負荷Ｍａが負荷下限値Ｍ０と負荷上限値Ｍ１との間の範囲内にある場合に、ツール３２がその軸線方向に移動しないので、接合対象物２２の高さ変動が非常に小さい時にツール３２をその軸線方向に移動させる必要がない。これにより、ツール３２の軸線方向の移動制御を容易に行うことができる。
【００５０】
接合対象物２２には、その内部に空洞などの欠陥が存在していることがある。この場合、ツール３２が欠陥を通過する際にツール３２に生じる負荷が小さくなる。また、摩擦撹拌接合では、複数の接合対象物２２を重ねた状態で接合を行うことがある。この場合、接合対象物２２の間に必要以上に大きいギャップが存在していると、ツール３２がそのギャップを通過する際にツール３２に生じる負荷が小さくなる。本形態の制御ルーチンでは、算出移動速度Ｖａが品質判定上限値Ｖｍを超えるか否かを判定しているので、その判定結果に基づいて接合対象物２２内の欠陥や大きいギャップの存在などを知ることができる。これにより、接合対象物２２の接合中に品質の異常を判定することができる。よって、摩擦撹拌接合終了後に品質の異常を検査する検査工程を新たに設ける必要がない。
【００５１】
また、算出移動速度Ｖａが品質判定上限値Ｖｍを超えていた場合に品質不良情報を表示部２０に出力しているので、品質不良をオペレータ等に知らせることができる。
【００５２】
以上説明したように、本形態の摩擦撹拌接合の接合制御方法では、回転するツール３２を接合対象物２２に挿入した状態でツール３２と接合対象物２２とを相対的に移動させるステップＳ３（移動ステップ）中に、ツール３２に生じる負荷を検出するステップＳ４−１（負荷検出ステップ）と、ツール３２をツール３２の軸線方向に移動させるステップＳ４−６（移動量調整ステップ）と、ステップＳ４−１で検出された負荷に基づいてステップＳ４−６で移動されるツール３２の軸線方向の移動速度を算出するステップＳ４−４（速度算出ステップ）と、を行っている。
【００５３】
また、本形態の摩擦撹拌接合の接合制御方法では、ステップＳ４−１で検出された負荷が所定の負荷範囲内にあるか否かを判定するステップＳ４−３（負荷判定ステップ）をさらに行い、ステップＳ４−３において、ステップＳ４−１で検出された負荷が所定の負荷範囲外であると判定された場合に、ステップＳ４−６では、ツール３２をその軸線方向に移動させ、ステップＳ４−１で検出された負荷が所定の負荷範囲内であると判定された場合に、ステップＳ４−６では、ツール３２をその軸線方向に移動させない。
【００５４】
さらに、本形態の制御ルーチンにおいて、ステップＳ４−５の処理が品質判定ステップに、ステップＳ４−７の処理が出力ステップにそれぞれ相当する。
【００５５】
本発明は、上記の実施の形態に限定されず、種々の形態で実施することができる。サブルーチンは、主軸モータに流れるアナログ電流に基づいてツールに生じる負荷を算出する例に限らず、ツールに生じる負荷は種々の方法で求めることができる。例えば、テーブルに生じる負荷、接合対象物の高さ変動量などに基づいてツールに生じる負荷が求められる。テーブルに生じる負荷を利用する場合には、接合対象物を介してテーブルに伝達される荷重に対応したアナログ電圧を出力するロードセルなどを用いればよい。これにより、ツールに生じる負荷を推定することができる。よって、例えば、主軸モータに本形態の負荷検出部のようなものを設けることが困難な場合であっても対応することができる。接合対象物の高さ変動量を利用する場合には、接合する直前の接合対象物表面の凹凸を検出するレーザ変位計などを用いればよい。これにより、ツールの挿入量を予測することができるので、そのツールの挿入量からツールに生じる負荷を算出することができる。
【符号の説明】
【００５６】
１０…摩擦撹拌接合装置
１４…装置本体
１８…コンピュータ
２２…接合対象物
２４…ヘッド部
３０…負荷検出部
３４…主軸モータ
４６…コンピュータ本体
４７…表示部
４８…記憶部
５０…負荷算出部
５２…負荷判定部
５４…移動情報算出部
５６…品質判定部
５８…移動制御部
６０…出力部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転するツールを接合対象物に挿入した状態でツールと接合対象物とを相対的に移動させることにより接合対象物を接合する摩擦撹拌接合に関する。
【背景技術】
【０００２】
摩擦撹拌接合（ＦＳＷ：Ｆｒｉｃｔｉｏｎ Ｓｔｉｒ Ｗｅｌｄｉｎｇ）は、接合対象物へのツールの挿入量を一定にすることで安定した品質を得ることができる。しかし、接合対象物は高さ変動（表面の凹凸、バラツキ）を有するので、ツールと接合対象物とを相対的に移動させている時に接合対象物へのツール挿入量が不安定になり、良質な品質を得ることができないことがある。特に、接合対象物として鋳造品を利用した場合には、その高さ変動が大きい。
【０００３】
ツール挿入量の安定化の対策として、ツールを回転させる主軸のトルクとツール挿入量とが比例することを利用して、主軸のトルクに基づいてツールをその軸線方向に移動させることにより狙いのツール挿入量を得る摩擦撹拌接合の接合方法が知られている（特許文献１参照）。この方法では、良好な品質が得られる主軸のトルク範囲を予め設定しておき、検出される主軸のトルクが設定されたトルク範囲に収まるようにツールをその軸線方向に一定の速度で移動させている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−８０３８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
通常の摩擦撹拌接合装置は、回転するツールを接合対象物に挿入した状態でツールと接合対象物とを相対的に一定の速度（接合速度）で移動させることにより接合対象物の接合を行う。このような装置に特許文献１の接合方法を適用すると、ツールがその軸線方向に一定の速度で移動するので、接合対象物の高さ変動が大きい場合に、ツールが接合対象物の高さ変動に追従できず狙いのツール挿入量を得ることができない。
【０００６】
また、このような高さ変動に対応させるためにツールの軸線方向への移動速度を大きく設定すると、接合対象物の高さ変動が小さい場合に、制御にハンチングが生じて過剰なツール挿入や挿入量不足が発生し接合対象物の品質の不安定性やツールの破損といった問題が生じる。
【０００７】
さらに、接合速度を低く設定することで接合対象物の高さ変動に対応させる場合には、生産性が低下する。
【０００８】
そこで、接合対象物の高さ変動が大きい場合であっても接合速度を低下させることなく狙いのツール挿入量を得ることができる摩擦撹拌接合の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】
【０００９】
本発明の摩擦撹拌接合の接合制御方法は、回転するツールを接合対象物に挿入した状態で前記ツールと前記接合対象物とを相対的に移動させる移動ステップ中に、前記ツールに生じる負荷を検出する負荷検出ステップと、前記ツールを当該ツールの軸線方向に移動させる移動量調整ステップと、前記負荷検出ステップで検出された負荷に基づいて前記移動量調整ステップで移動される前記ツールの軸線方向の移動速度を算出する速度算出ステップと、を行うことにより、上述した課題を解決する。
【００１０】
ツールに生じる負荷は、接合対象物の高さ変動が大きくなるほど大きく変動する。つまり、ツールに生じる負荷から接合対象物の高さ変動の程度を予測することができる。本発明によれば、ツールに生じる負荷に基づいてツールの軸線方向の移動速度を算出し、接合対象物の高さ変動が大きい場合には、ツールの軸線方向の移動速度を大きくする。これにより、接合対象物の高さ変動に対してツールを円滑に追従させることができる。よって、接合対象物の高さ変動に対応させるために接合速度を低下させる必要がない。また、接合対象物の高さ変動が小さい場合には、ツールの軸線方向の移動速度を小さくする。これにより、ハンチングの発生を抑えることができるので過剰なツール挿入や挿入量不足を抑制することができる。従って、接合対象物の高さ変動が大きい場合であっても接合速度を低下させることなく狙いのツール挿入量を得ることができる。
【００１１】
本発明の接合制御方法の一形態においては、前記負荷検出ステップで検出された負荷が所定の負荷範囲内にあるか否かを判定する負荷判定ステップ、をさらに行い、前記負荷判定ステップにおいて、前記負荷検出ステップで検出された負荷が前記所定の負荷範囲外であると判定された場合に、前記移動量調整ステップでは、前記ツールを当該ツールの軸線方向に移動させ、前記負荷検出ステップで検出された負荷が前記所定の負荷範囲内であると判定された場合に、前記移動量調整ステップでは、前記ツールを当該ツールの軸線方向に移動させなくてもよい。
【００１２】
接合対象物の高さ変動が非常に小さい場合に、ツールをその軸線方向に移動させるとツールの軸線方向の移動制御が煩雑になる。本形態によれば、検出されたツールの負荷が所定の負荷範囲内である場合にツールがその軸線方向に移動しないので、狙いのツール挿入量付近（接合対象物の高さ変動が非常に小さい範囲）に対応するツールの負荷を所定の負荷範囲に設定することで、接合対象物の高さ変動が非常に小さい場合にツールをその軸線方向に移動させる必要がない。これにより、ツールの軸線方向の移動制御を容易に行うことができる。
【００１３】
本発明の接合制御方法の一形態においては、前記速度算出ステップで算出された移動速度が上限値を超えているか否かを判定する品質判定ステップをさらに行ってもよい。接合対象物の内部に空洞などの欠陥が存在している場合、ツールがその欠陥を通過した際にツールに生じる負荷が小さくなることがある。また、複数の接合対象物を重ねた状態で摩擦撹拌接合を行う場合、接合対象物の間に必要以上に大きいギャップが存在していると、ツールがそのギャップを通過する際にツールに生じる負荷が小さくなることがある。この形態によれば、ツールに生じる負荷に基づいて算出されるツールの移動速度が上限値を超えているか否かを判定しているので、その判定に基づいて接合対象物の内部欠陥や大きいギャップの存在などを知ることができる。これにより、接合対象物の接合中に品質の異常を判定することができる。よって、摩擦撹拌接合終了後に、品質の異常を検査する検査工程を新たに設ける必要がない。
【００１４】
上記形態においては、前記品質判定ステップにおいて、前記速度算出ステップで算出された移動速度が前記上限値を超えていると判定された場合に、品質不良情報を出力する出力ステップをさらに備えてもよい。この形態によれば、品質不良をオペレータ等に知らせることができる。
【発明の効果】
【００１５】
以上説明したように、本発明によれば、接合対象物の高さ変動が大きい場合に、ツールの軸線方向への移動速度を大きくする。これにより、接合速度を低下させる必要がなく接合対象物の高さ変動に対してツールを円滑に追従させることができる。また、接合対象物の高さ変動が小さい場合には、ツールの軸線方向への移動速度を小さくする。これにより、ハンチングの発生を抑えることができるので過剰なツール挿入や挿入量不足の発生を抑制することができる。従って、接合対象物の高さ変動が大きい場合であっても接合速度を低下させることなく狙いツール挿入量を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施の形態に係る接合制御方法を適用した摩擦撹拌接合装置の要部を示す図である。
【図２】負荷下限値を説明するための図である。
【図３】負荷上限値を説明するための図である。
【図４】本発明の摩擦撹拌接合の接合制御方法に係るメインルーチンの一例を示すフローチャートである。
【図５】本発明の摩擦撹拌接合の接合制御方法に係るサブルーチンの一例を示すフローチャートである。
【図６】算出負荷とツールの軸線方向の移動速度との関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明に係る接合制御方法を摩擦撹拌接合装置に適用した実施の形態例を図１〜図６を参照しながら説明する。
【００１８】
先ず、本実施の形態に係る摩擦撹拌接合装置１０（接合装置と記す）は、回転するツールを接合対象物に挿入した状態でツールと接合対象物とを相対的に移動させることにより、接合対象物を接合することを行う。
【００１９】
そして、本形態の接合装置１０は、図１に示すように、テーブル１２と、装置本体１４と、第１駆動モータ１６と、コンピュータ１８とを有する。
【００２０】
テーブル１２の上面には接合対象物２２が配置される。接合対象物２２としては、アルミニウム、アルミニウム合金、マグネシウム、マグネシウム合金、チタニウム、チタニウム合金、銅、銅合金、鉄、鋼等が用いられる。また、接合対象物２２は、幾らかの高さ変動（表面の凹凸、バラツキ）を有する。なお、接合対象物２２は、鋳造品を用いてもよい。
【００２１】
装置本体１４は、第１駆動モータ１６によってテーブル１２の上面に対して平行移動する。装置本体１４は、ヘッド部２４と、ヘッド移動機構２６と、第２駆動モータ２８と、負荷検出部３０とを備えている。
【００２２】
ヘッド部２４は、接合対象物２２との間に摩擦熱を生じさせることができる。ヘッド部２４には、ツール３２と、主軸モータ３４とが設けられている。ツール３２は、主軸モータ３４によって回転され、回転した状態で接合対象物２２に挿入される。また、ツール３２は円柱状に形成されたショルダ３６と、ショルダ３６から突出するピン３８とを有する。
【００２３】
ヘッド移動機構２６は、第２駆動モータ２８によってツール３２の軸線方向にヘッド部２４を移動する。ヘッド移動機構２６としては、例えば、送りネジ機構を用いることができる。負荷検出部３０は、主軸モータ３４に生じる負荷に対応した信号を出力する。負荷検出部３０は、電流センサ４０と、変換部４２と、Ａ／Ｄコンバータ４４とを備えている。電流センサ４０は、主軸モータ３４に流れるアナログ電流を検出する。変換部４２は、電流センサ４０で検出されたアナログ電流（検出電流）をアナログ電圧（検出電圧）に変換する。Ａ／Ｄコンバータ４４は、変換部４２にて変換された検出電圧をデジタル電圧（検出データ）に変換する。この検出データはツール３２に生じる負荷に比例する。そのため、負荷検出部３０は、検出データに基づいてツール３２に生じる負荷を推定することができる。
【００２４】
コンピュータ１８は、第１駆動モータ１６と、第２駆動モータ２８と、主軸モータ３４とを制御するコンピュータ本体４６と、表示部４７とを備えている。
【００２５】
コンピュータ本体４６は、記憶部４８と、負荷算出部５０と、負荷判定部５２と、移動情報算出部５４と、品質判定部５６と、移動制御部５８と、出力部６０とを備えている。
【００２６】
記憶部４８には、狙い負荷Ｍｘと、負荷下限値Ｍ０と、負荷上限値Ｍ１と、速度算出マップデータと、品質判定上限値Ｖｍとが記憶されている。狙い負荷Ｍｘは、ツール３２の狙い挿入位置（図２において二点鎖線で示されたツール３２の位置）におけるツール３２に生じる負荷に対応するデータが用いられる。負荷下限値Ｍ０は、狙い負荷Ｍｘからツール３２の下限位置（図２において実線で示されたツール３２の位置）におけるツール３２に生じる負荷を減算した値に対応するデータが用いられる。負荷上限値Ｍ１は、狙い負荷Ｍｘからツール３２の上限位置（図３において実線で示されたツール３２の位置）におけるツール３２に生じる負荷を減算した値に対応するデータが用いられる。なお、ツール３２の上限位置及び下限位置は、接合対象物２２の品質に影響を与えない程度のツール３２の挿入量となるような位置に設定されている。
【００２７】
速度算出マップデータは、狙い負荷Ｍｘから負荷検出部３０の出力信号を参照して取得される負荷Ｍｚ（検出負荷）を減算した値とツール３２の軸線方向の移動速度との関係を記述したマップデータが用いられる。詳しくは、この減算した値の絶対値とツール３２の軸線方向の移動速度とは比例関係になっている。品質判定上限値Ｖｍは、接合対象物２２に品質不良が生じるようなツール３２の軸線方向の移動速度に対応するデータが用いられる。
【００２８】
負荷算出部５０は、狙い負荷Ｍｘから検出負荷Ｍｚを減算する。
【００２９】
負荷判定部５２は、負荷算出部５０で算出された負荷（算出負荷）Ｍａが負荷下限値Ｍ０と負荷上限値Ｍ１との間の範囲内にあるか否かを判定する。
【００３０】
移動情報算出部５４は、ツール３２の軸線方向の移動速度Ｖａを算出する。この移動速度Ｖａは、算出負荷Ｍａと速度算出マップデータとに基づいて求められる。
【００３１】
品質判定部５６は、移動情報算出部５４で求められたツール３２の軸線方向の移動速度Ｖａ（算出移動速度）が品質判定上限値Ｖｍを超えているか否かを判定する。
【００３２】
移動制御部５８は、負荷判定部５２と品質判定部５６との判定結果に基づいて第２駆動モータ２８を制御する。
【００３３】
出力部６０は、品質判定部５６の判定結果の情報を表示部２０に出力する。
【００３４】
次に、本形態の摩擦撹拌接合の接合制御方法について図４の制御ルーチン（メインルーチン）と図５の制御ルーチン（サブルーチン）とを参照しながら説明する。サブルーチンは、所定の周期で繰り返し実行される。また、メインルーチンは、サブルーチンが所定回数繰り返された後に終了する。
【００３５】
先ず、図４に示すように、コンピュータ本体４６は、例えばオペレータによるツール３２の挿入開始の入力に基づいてツール３２が回転するように主軸モータ３４を制御する（ステップＳ１）。
【００３６】
また、コンピュータ本体４６は、ツール３２の狙い挿入位置までツール３２が接合対象物２２に挿入されるように第２駆動モータ２８を制御する（ステップＳ２）。
【００３７】
その後、コンピュータ本体４６は、装置本体１４がテーブル１２の上面に対して平行方向に移動するように第１駆動モータ１６を制御する（ステップＳ３）。
【００３８】
このとき、コンピュータ本体４６は、接合対象物２２の高さ変動に応じてツール３２がその軸線方向に移動するように第２駆動モータ２８を制御する（ステップＳ４）。詳しくは、コンピュータ本体４６は、以下のサブルーチンの処理を実行する。
【００３９】
図５に示すように、電流センサ４０は、主軸モータ３４に流れるアナログ電流を検出する（ステップＳ４−１）。そして、検出電流に基づいて検出負荷Ｍｚが求められる。
【００４０】
その後、負荷算出部５０は、狙い負荷Ｍｘから検出負荷Ｍｚを減算することにより算出負荷Ｍａを算出する（ステップＳ４−２）。狙い負荷Ｍｘは、記憶部４８を参照して取得される。
【００４１】
その後、負荷判定部５２は、算出負荷Ｍａが負荷下限値Ｍ０と負荷上限値Ｍ１との間の範囲内にあるか否かを判定する（ステップＳ４−３）。負荷上限値Ｍ１及び負荷下限値Ｍ０は、記憶部４８を参照して取得される。そして、否定判定された場合には、移動制御部５８は、ツール３２がその軸線方向に移動しないように第２駆動モータ２８を制御する。サブルーチンは、肯定判定された時にステップＳ４−４に進み、否定判定された時にステップＳ４−３で肯定判定されるまでステップＳ４−１〜ステップＳ４−３までの処理を繰り返し実行する。
【００４２】
ステップＳ４−３において肯定判定された場合、移動情報算出部５４は、ツール３２の軸線方向の移動速度Ｖａを算出する（ステップＳ４−４）。ツール３２の軸線方向の移動速度Ｖａは、検出負荷Ｍｚと速度算出マップデータとに基づいて求められる。速度算出マップデータは、記憶部４８を参照して取得される。
【００４３】
その後、品質判定部５６は、算出移動速度Ｖａが品質判定上限値Ｖｍを超えているか否かを判定する（ステップＳ４−５）。品質判定上限値Ｖｍは、記憶部４８を参照して取得される。サブルーチンは、肯定判定された時にステップＳ４−６に進み、否定判定された時にステップＳ４−７に進む。
【００４４】
ステップＳ４−５において肯定判定された場合、移動制御部５８は、ステップＳ４−４において算出された移動速度Ｖａでツール３２がその軸線方向に移動するように第２駆動モータ２８を制御する（ステップＳ４−６）。具体的には、移動制御部５８は、算出負荷Ｍａが負の場合にツール３２がピン３８の突出方向に移動し、算出負荷Ｍａが正の場合にツール３２がピン３８の突出方向とは反対方向に移動するように第２駆動モータ２８を制御する。ステップＳ４−６の処理後、コンピュータ本体４６は、今回のサブルーチンは終了する。
【００４５】
ステップＳ４−５において否定判定された場合、出力部６０は、表示部４７に品質不良情報を表示部に出力する（ステップＳ４−７）。ステップＳ４−７の処理後、コンピュータ本体４６は、サブルーチン及びメインルーチンを終了する。
【００４６】
次に、図６を参照しながら本形態の接合制御方法について説明する。図６において、横軸は算出負荷Ｍａを、縦軸はツール３２の軸線方向の移動速度（サブルーチンの周期当たりに移動するツール３２の軸線方向の移動量）Ｖａをそれぞれ示している。また、Ｍ０は負荷下限値を、Ｍ１は負荷上限値を、Ｖｍａｘ及びＶｍｉｎは品質判定上限値をそれぞれ示している。例えば、ツール３２が接合対象物２２の表面の凹部を通過した場合、コンピュータ本体４６では算出負荷Ｍｂ（Ｍｍｉｎ＜Ｍｂ＜Ｍ０）を算出した後に、移動速度Ｖｂを算出する。そして、Ｍｂは負の値であるので、ツール３２はピン３８の突出方向に移動速度Ｖｂで移動する。一方、ツール３２が接合対象物２２の表面の凸部を通過した場合、コンピュータ本体４６では算出負荷Ｍｃ（Ｍ１＜Ｍｃ＜Ｍｍａｘ）を算出した後に、移動速度Ｖｃを算出する。そして、算出負荷Ｍｃは正の値であるので、ツール３２はピン３８の突出方向とは反対方向に移動速度Ｖｃで移動する。
【００４７】
ツール３２に生じる負荷は、接合対象物２２の高さ変動が大きくなるほど大きく変動する。つまり、ツール３２に生じる負荷から接合対象物２２の高さ変動の程度を予測することができる。
【００４８】
本形態の制御ルーチンでは、算出負荷Ｍａの絶対値が大きい（接合対象物２２の高さ変動が大きい）場合には、ツール３２の軸線方向の移動速度が大きくなる。これにより、接合対象物２２の高さ変動に対してツール３２を円滑に追従させることができる。よって、接合対象物２２の高さ変動に対応させるために接合速度を低下させる必要がない。また、算出負荷Ｍａの絶対値が小さい（接合対象物２２の高さ変動が小さい）場合には、ツール３２の軸線方向の移動速度が小さくなる。これにより、ハンチングの発生を抑えることができるので、過剰なツール３２の挿入や挿入量不足の発生を抑制することができる。従って、接合対象物２２の高さ変動が大きい場合であっても接合速度を低下させることなく狙いのツール３２の挿入量を得ることができる。
【００４９】
また、算出負荷Ｍａが負荷下限値Ｍ０と負荷上限値Ｍ１との間の範囲内にある場合に、ツール３２がその軸線方向に移動しないので、接合対象物２２の高さ変動が非常に小さい時にツール３２をその軸線方向に移動させる必要がない。これにより、ツール３２の軸線方向の移動制御を容易に行うことができる。
【００５０】
接合対象物２２には、その内部に空洞などの欠陥が存在していることがある。この場合、ツール３２が欠陥を通過する際にツール３２に生じる負荷が小さくなる。また、摩擦撹拌接合では、複数の接合対象物２２を重ねた状態で接合を行うことがある。この場合、接合対象物２２の間に必要以上に大きいギャップが存在していると、ツール３２がそのギャップを通過する際にツール３２に生じる負荷が小さくなる。本形態の制御ルーチンでは、算出移動速度Ｖａが品質判定上限値Ｖｍを超えるか否かを判定しているので、その判定結果に基づいて接合対象物２２内の欠陥や大きいギャップの存在などを知ることができる。これにより、接合対象物２２の接合中に品質の異常を判定することができる。よって、摩擦撹拌接合終了後に品質の異常を検査する検査工程を新たに設ける必要がない。
【００５１】
また、算出移動速度Ｖａが品質判定上限値Ｖｍを超えていた場合に品質不良情報を表示部２０に出力しているので、品質不良をオペレータ等に知らせることができる。
【００５２】
以上説明したように、本形態の摩擦撹拌接合の接合制御方法では、回転するツール３２を接合対象物２２に挿入した状態でツール３２と接合対象物２２とを相対的に移動させるステップＳ３（移動ステップ）中に、ツール３２に生じる負荷を検出するステップＳ４−１（負荷検出ステップ）と、ツール３２をツール３２の軸線方向に移動させるステップＳ４−６（移動量調整ステップ）と、ステップＳ４−１で検出された負荷に基づいてステップＳ４−６で移動されるツール３２の軸線方向の移動速度を算出するステップＳ４−４（速度算出ステップ）と、を行っている。
【００５３】
また、本形態の摩擦撹拌接合の接合制御方法では、ステップＳ４−１で検出された負荷が所定の負荷範囲内にあるか否かを判定するステップＳ４−３（負荷判定ステップ）をさらに行い、ステップＳ４−３において、ステップＳ４−１で検出された負荷が所定の負荷範囲外であると判定された場合に、ステップＳ４−６では、ツール３２をその軸線方向に移動させ、ステップＳ４−１で検出された負荷が所定の負荷範囲内であると判定された場合に、ステップＳ４−６では、ツール３２をその軸線方向に移動させない。
【００５４】
さらに、本形態の制御ルーチンにおいて、ステップＳ４−５の処理が品質判定ステップに、ステップＳ４−７の処理が出力ステップにそれぞれ相当する。
【００５５】
本発明は、上記の実施の形態に限定されず、種々の形態で実施することができる。サブルーチンは、主軸モータに流れるアナログ電流に基づいてツールに生じる負荷を算出する例に限らず、ツールに生じる負荷は種々の方法で求めることができる。例えば、テーブルに生じる負荷、接合対象物の高さ変動量などに基づいてツールに生じる負荷が求められる。テーブルに生じる負荷を利用する場合には、接合対象物を介してテーブルに伝達される荷重に対応したアナログ電圧を出力するロードセルなどを用いればよい。これにより、ツールに生じる負荷を推定することができる。よって、例えば、主軸モータに本形態の負荷検出部のようなものを設けることが困難な場合であっても対応することができる。接合対象物の高さ変動量を利用する場合には、接合する直前の接合対象物表面の凹凸を検出するレーザ変位計などを用いればよい。これにより、ツールの挿入量を予測することができるので、そのツールの挿入量からツールに生じる負荷を算出することができる。
【符号の説明】
【００５６】
１０…摩擦撹拌接合装置
１４…装置本体
１８…コンピュータ
２２…接合対象物
２４…ヘッド部
３０…負荷検出部
３４…主軸モータ
４６…コンピュータ本体
４７…表示部
４８…記憶部
５０…負荷算出部
５２…負荷判定部
５４…移動情報算出部
５６…品質判定部
５８…移動制御部
６０…出力部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転するツールを接合対象物に挿入した状態で前記ツールと前記接合対象物とを相対的に移動させる移動ステップ中に、
前記ツールに生じる負荷を検出する負荷検出ステップと、
前記ツールを当該ツールの軸線方向に移動させる移動量調整ステップと、
前記負荷検出ステップで検出された負荷に基づいて前記移動量調整ステップで移動される前記ツールの軸線方向の移動速度を算出する速度算出ステップと、を行うことを特徴とする摩擦撹拌接合の接合制御方法。
【請求項２】
請求項１記載の摩擦撹拌接合の接合制御方法において、
前記負荷検出ステップで検出された負荷が所定の負荷範囲内にあるか否かを判定する負荷判定ステップ、をさらに行い、
前記負荷判定ステップにおいて、前記負荷検出ステップで検出された負荷が前記所定の負荷範囲外であると判定された場合に、前記移動量調整ステップでは、前記ツールを当該ツールの軸線方向に移動させ、前記負荷検出ステップで検出された負荷が前記所定の負荷範囲内であると判定された場合に、前記移動量調整ステップでは、前記ツールを当該ツールの軸線方向に移動させないことを特徴とする摩擦撹拌接合の接合制御方法。
【請求項３】
請求項１又は２記載の摩擦撹拌接合の接合制御方法において、
前記速度算出ステップで算出された移動速度が上限値を超えているか否かを判定する品質判定ステップ、をさらに行うことを特徴とする摩擦撹拌接合の接合制御方法。
【請求項４】
請求項３記載の摩擦撹拌接合の接合制御方法において、
前記品質判定ステップにおいて、前記速度算出ステップで算出された移動速度が前記上限値を超えていると判定された場合に、品質不良情報を出力する出力ステップ、をさらに行うことを特徴とする摩擦撹拌接合の接合制御方法。
【請求項１】
回転するツールを接合対象物に挿入した状態で前記ツールと前記接合対象物とを相対的に移動させる移動ステップ中に、
前記ツールに生じる負荷を検出する負荷検出ステップと、
前記ツールを当該ツールの軸線方向に移動させる移動量調整ステップと、
前記負荷検出ステップで検出された負荷に基づいて前記移動量調整ステップで移動される前記ツールの軸線方向の移動速度を算出する速度算出ステップと、を行うことを特徴とする摩擦撹拌接合の接合制御方法。
【請求項２】
請求項１記載の摩擦撹拌接合の接合制御方法において、
前記負荷検出ステップで検出された負荷が所定の負荷範囲内にあるか否かを判定する負荷判定ステップ、をさらに行い、
前記負荷判定ステップにおいて、前記負荷検出ステップで検出された負荷が前記所定の負荷範囲外であると判定された場合に、前記移動量調整ステップでは、前記ツールを当該ツールの軸線方向に移動させ、前記負荷検出ステップで検出された負荷が前記所定の負荷範囲内であると判定された場合に、前記移動量調整ステップでは、前記ツールを当該ツールの軸線方向に移動させないことを特徴とする摩擦撹拌接合の接合制御方法。
【請求項３】
請求項１又は２記載の摩擦撹拌接合の接合制御方法において、
前記速度算出ステップで算出された移動速度が上限値を超えているか否かを判定する品質判定ステップ、をさらに行うことを特徴とする摩擦撹拌接合の接合制御方法。
【請求項４】
請求項３記載の摩擦撹拌接合の接合制御方法において、
前記品質判定ステップにおいて、前記速度算出ステップで算出された移動速度が前記上限値を超えていると判定された場合に、品質不良情報を出力する出力ステップ、をさらに行うことを特徴とする摩擦撹拌接合の接合制御方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１０−１８８３９０（Ｐ２０１０−１８８３９０Ａ）
【公開日】平成２２年９月２日（２０１０．９．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−３６２６７（Ｐ２００９−３６２６７）
【出願日】平成２１年２月１９日（２００９．２．１９）
【出願人】（０００００５３２６）本田技研工業株式会社 (23,863)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年９月２日（２０１０．９．２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年２月１９日（２００９．２．１９）
【出願人】（０００００５３２６）本田技研工業株式会社 (23,863)
【Ｆターム（参考）】
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