JPS63140785A - アツプセツト量検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は摩擦溶接機におけるアンプセント量検出装置に
関し、一層詳細には、互いに対向して配設された一組の
ワークをその軸線方向に変位させて圧接する際、その圧
接開始部位に温度検出用のセンサを臨ませ、ワークが互
いに圧接して所定温度に到達したことを検知した時点か
ら当該ワークのアップセットａの計測を開始するよう構
成したアップセットｉ検出装置に関する。

−ｉに、摩擦溶接機では一組のワークを対向して配置し
、互いに相対的に回転させながら軸線に沿って変位させ
所定の推力下で摩擦接触させると共に、その際に発生す
る摩擦熱によって当該ワークに対する溶接を行う。従っ
て、−組のワークは互いに加圧された溶接部が軟化して
溶接されるため、軟化状態となったワークの接合部付近
の材料は周縁部にばりとなって膨出し、この結果、ワー
クの全長が短縮されることになる。この短′ｇ６ｆｆｉ
が、所謂、アンプセット量と称されるものであり、この
アップセット量はン容接強度に大きく影響するばかりで
なく、必要な加工精度を得るためにも重要な要素である
。すなわち、アップセット量が少なければ、摩擦溶接が
十分に行われていないことを意味し、アソプセソ１ｌｊ
ｔが過大であれば、溶接方向の寸法が過度に短縮すると
同時に直角方向への膨出寸法が過大となり、適正な加工
寸法が得られない結果となる。

従来、摩擦溶接機における溶接作業管理を行うために２
つの方式が採用されている。溶接開始から溶接終了まで
の時間を管理する加工時間管理と、ワークの長さを計測
することにより溶接が終了したか否かを判断するための
全長管理がそれである。

然しなから、いずれの方法によってもアップセットｆｆ
ｉを正確に把握することが出来ず、ばらつきのない十分
な溶接強度を得ることが困難であった。このため、アソ
プセソ＋−ｉを直接検出する目的で、実開昭筒５５−１
７７９８９号に示されるアップセン１−ｆｆｉ検出装置
が提案されている。すなわち、第１図に示されるように
、この摩擦溶接機は回転チャック１０に把持された可動
側ワーク１２と、このワーク１２と同一軸心上に整合し
て対向配置される固定側ワーク１４を把持する固定チャ
ック１６および１８と、該固定側ワーク１４の尾端部で
軸推力を受承するストッパ２０とを具備するスライドテ
ーブル２２とからなり、当該スライドテーブル２２は前
記回転チャック１０方向に進退自在である。そこで、こ
の摩擦溶接機においては固定側ワーク１４の圧接部近傍
に測定子２４を配設し、該測定子２４は固定側ワーク１
４に対し電磁マグネット等により付勢される把持部２６
を備えると共に、計測装置２８の測定用スピンドル３０
にばね２７の弾発力下に当接する突片３２を有する。

この機構ではスライドテーブル２２を溶接部位方向へ駆
動する圧力シリンダ（図示せず）内の流体圧力が前記−
組のワークの当接と同時に変化することに着目し、前記
把持部２６を作動させて測定子２４を固定側ワーク１４
に接触させ、該測定子２４の突片３２の移動量を計測装
置２８を介して計測することによりアップセット量を検
出している。

然しなから、前記の装置においては、固定側ワーク１４
に対する電磁マグネットを使用した把持部２６の把持力
には限度があり、把持位置がずれ易い欠点がある。従っ
て、正確な変位量の検出が困難である。

さらに、前記の装置においては、−組のワークが当接し
た後、固定側ワーク１４の移動量をアップセットｉとし
計測するため、第２図ａに示されるように、予めワーク
３４．３９にばりがある場合には、当該ばり３４の当接
を検出して把持部２６が固定側ワーク１４を把持し、ア
プセソ）ｆｆｉの計数を開始することになる。従って、
摩擦抵抗を利用して圧接するだめの真正のアンプセ・ノ
ド量が得られない不都合が存在している。

そこで、第１の欠点を解消するため、第３図に示すよう
に、固定側ワーク１４を保持する固定チャック１６を支
承する固定ユニット３６に移動可能なセンサ３８を取り
付け、可動側ワーク１２を把持する回転チャック１０を
スライドテーブル２２に回転自在に取り付ける。そして
、可動側ワーク１２と固定チャ・７り１６のワーク１４
との当接を移動センサ３８により検出し、一方、スライ
ドテーブル２２の移動をデジタルゲージ４０により計測
し、その出力を計測カウンタ４８に入力すると共に、移
動センサ３８の出力をコントローラ４９を介して計測カ
ウンタ４８に入力してカウンタをリセットすることによ
り、ワークの当接直後からのスライドテーブル２２の移
動量を計測してアソプセ・７ト量を検出する。

然しなから、この装置によれば、前記第１の欠点は解消
されるが、第２の不都合を排除することが出来ない。さ
らに、当該装置の場合は、第３の欠点として、第２図す
に示すように、固定側ワーク１４の長さが短くストッパ
２０に当接しない場合には、固定側チャックの軸方向の
把持力が比較的弱いため滑りを起こし易く、測定したア
ップセットＩに誤差を生じる難点を回避することが出来
ない。

本発明は前記の種々の不都合を克服するためになされた
ものであって、−ｍのワークの接合部位に対応して非接
触式の温度計測手段を配設し、これによって溶接開始時
に発生する摩擦熱を監視し、所定温度に到達することに
よって真正の摩擦溶接開始時を判定し、スライドテーブ
ルの移動量を計測するデジタルスケールをリセットして
アップセット量の計数を開始するためのものであり、こ
れによって、実質的に摩擦抵抗によるワークの接合を行
うことが可能な、しかも、常時、安定した接合状態が得
られるアップセット量検出装置を提供することを目的と
する。

前記の目的を達成するために、本発明は回転側ワークと
固定側ワークよりなる一組のワークの一方を固定ユニッ
トを介して基台に固定して保持し、他方を基台上を摺動
可能なスライドテーブルを介して互いに同一軸線上に保
持し、スライドテーブルの移動によりワークを互いに圧
接させつつ相対的に回転させて摩擦溶接すると共に、該
スライドテーブルの移動量を測定する測定機構を備えた
摩擦溶接機において、ワーク接合部位近傍に非接触式温
度検出センサを配設し、これによってワークの接合によ
り生ずる摩擦熱を検出し且つ該検出信号を溶接開始時信
号として前記測定機構に導入するよう構成することを特
徴とする。

本発明によれば、相対的に回転する一組のワークが当接
し摩擦を開始し、温度が上界し、予め設定した温度に達
した時点でスライドテーブルの移動量の計測を開始する
ため、＋ｇ擦熔溶接開始時点よりのアップセットＭが計
測され、従って、接合部のハリ等の影響を受けず正確な
アップセット量の検出が可能となる。

次に、本発明に係るアップセット量検出装置について好
適な実施例を挙゛げ、添付の図面を参照しながら以下詳
細に説明する。なお、前記従来技術の構成要素と同一の
構成要素には同一の参照符号を付し、その詳細な説明を
省略する。

本発明のアンプセント量検出装置の実施例を示す第４図
において、−）１）のワークの中、固定側ワーク１４は
基台５０に固定された固定ユニット５２に保持され、可
動側ワーク１２は駆動装置５４によって回転されるコレ
ットチャック５６により同一軸心方向に整合保持されて
いる。該コレットチャック５６は可動の把持ユニット５
８を介してスライドテーブル２２に固定され、該スライ
ドテーブル２２は油圧シリンダ６０により基台５０上を
前記軸心方向に進退自在である。該スライドテーブル２
２の移動量はロッド６２を介してデジタルゲージ６４に
より検出され、その出力は計測カウンタ６６に入力され
てカウント計測される。前記−組のワークの接合部位の
近傍には赤外線放射温度センサのような非接触式温度検
出センサ６８が配設され、その出力はコンパレータを内
蔵する温度センサコントローラ７０により予め設定され
た摩擦溶接温度と比較され、設定温度を超えた時にその
出力信号を前記計測カウンタ６６に出力され、前記カウ
ンタをリセットする。従って、前記計測カウンタ６６に
より出力されるデジタルゲージ６４の計測は溶接温度に
達した時点より開始されるため、真正のアップセット量
を計測することが出来る。計測されたアンプセント量は
コンパレータ７２に入力される。該コンパレータ７２は
アップセット量の上限値および下限値が予め基準値とし
て設定され、計測カウンタ６６からの入力はこれら基準
値と比較され、基準値の範囲内のアンプセント量、基準
値を超えるアップセット量および基準値未満のアップセ
ット量に識別される。コンパレータ７２の識別結果は摩
擦溶接機の加工工程を管理するシーケンサ７４に送られ
、アップセット量が基準値範囲内の溶接品は良品として
パスし、基準値の範囲外の溶接品は不良品とし、て選別
排除することがシーケンサ７４により指示され、さらに
、不良品が連続的に発生する場合は機構の停止等がこの
シーケンサ７４により指示さ′れる。

なお、説明の便宜上、第４図においては計測カウンタ６
６とコンパレータ７２とは別体として図示されているが
、コンパレーク７２に計測カウンタ６６を内蔵すること
も可能である。

また、第４図において非接触式温度検出センサ６８の出
力を予め設定された摩擦溶接温度と比較する温度センサ
コントローラ７０の出力は計測カウンタ６６に直接入力
するように図示されているが、第５図に示すように、温
度センサコントローラ７０によりリレーＣＲを駆動し、
該リレーＣＲの接点により前記計測カウンタ６６をリセ
ットしてもよい。

前記デジタルゲージ６４は、例えば、株式会社ソニー製
デジタルゲージの如く、マグネスケールを測長部として
使用すればよく、その出力信号はコンパレータと表示ユ
ニットを備え、リセット可能なコンパレータを内蔵する
計測カウンタと組み合わせて処理される。

本発明のアノプセソ＋−を検出装置は上記のように構成
されているため、計測子を電磁マグネットにより吸着す
る方法を用いてはいないために正確なワークの変位量が
検出出来、さらにワークの接合部位にばりがある場合、
あるいは、ワークが滑りを起こす場合は回転接合部位の
温度が予め設定した溶接温度に達しないため、アップセ
ット量の計測を開始せず、従って、安定した圧接状態に
おいてのみ、アップセット量の計測を行うことが可能で
ある。

なお、上記の実施例においては、回転側をスライドテー
ブルに取り付けた場合について説明したが、固定側をス
ライドテーブルに取り付ける構造のものであってもよい
ことは当然である。

また、前記非接触式温度測定装置は在来の摩擦溶接機に
特別困難な加工を施すことなく容易に取り付けることが
出来るため、在来の摩擦溶接機に応用しても正確なアッ
プセット量の計測が可能となる利点が得られる。

以上、本発明について好適な実施例を挙げて説明したが
、本発明はこの実施例に限定されるものではな（、本発
明の要旨を逸脱しない範囲において種々の改良並びに設
計の変更が可能なことは勿論である。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のアンプセント量検出装置の一例を示す図
、 第２図ａおよびｂはワークのぼりを説明する図、 第３図は従来技術に係るアンプセント量検出装置を示す
図、 第４図は本発明のアップセットｉ検出装置を示す図、 第５図はさらに本発明の別の実施例に係るアップセット
ｉ検出装置を示す説明図である。 １２・・・回転側ワーク　　　１４・・・固定側ワーク
２２・・・スライドテーブル　２４・・・測定子２８・
・・計測装置　　　　　３４・・・ワーク３８・・・移
動センサ　　　　４８・・・計測カウンタ５２・・・固
定ユニット５４・・・駆動装置５６・・・コレットチャ
ック　５８・・・把持ユニット６６・・・計測カウンタ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）回転側ワークと固定側ワークよりなる一組のワー
   クの一方を固定ユニットを介して基台に固定して保持し
   、他方を基台上を摺動可能なスライドテーブルを介して
   互いに同一軸線上に保持し、スライドテーブルの移動に
   よりワークを互いに圧接させつつ相対的に回転させて摩
   擦溶接すると共に、該スライドテーブルの移動量を測定
   する測定機構を備えた摩擦溶接機において、ワーク接合
   部位近傍に非接触式温度検出センサを配設し、これによ
   ってワークの接合により生ずる摩擦熱を検出し且つ該検
   出信号を溶接開始時信号として前記測定機構に導入する
   よう構成することを特徴とするアップセット量検出装置
   。
2. （２）特許請求の範囲第１項記載の装置において、測定
   機構は実質的にテジタルカウンタからなるアップセット
   量検出装置。