KR20200097798A - 마찰 교반 접합 장치 및 마찰 교반 접합 방법 - Google Patents

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슌 시노하라
šœ 시노하라
유끼히로 스기모또
가쯔야 니시구찌
고우지로우 다나까
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Abstract

장치 본체(2), 제어 장치(12), C형 프레임(4), 홀더부(6), 및 접합 툴(7)을 구비하는 마찰 교반 접합 장치이며, C형 프레임(4)은, 제1 상하 이동 구동 기구부(3)를 통해 장치 본체(2)에 접속되는 피보유 지지부(4a), 제2 상하 이동 구동 기구부(5)를 통해 홀더부(6)에 접속되는 홀더부 보유 지지부(4b), 및 C형 프레임(4)의 타단부에 접속되고, 접합 툴(7)로부터의 가압력을 받아내는 가압력 수용부(4c)를 갖고, 제어 장치(12)는, 제1 접합 모드 및 접합 명령 신호와, 가압력 수용부(4c)의 상태에 따라서 접합부의 깊이나 범위가 일정해지도록 제1 보유 지지 위치 결정 신호를 보정한 제2 보유 지지 위치 결정 신호에 기초하여 마찰 교반 접합하는 제2 접합 모드를 갖고, 접합 툴(7)의 피접합 부재(10)에 대한 삽입부터 인출(발)까지의 하나의 접합 패스에, 제1 접합 모드와 제2 접합 모드를 포함하는, 마찰 교반 접합 장치.

Description

마찰 교반 접합 장치 및 마찰 교반 접합 방법
본 발명은, 피접합 부재끼리를 마찰 교반 접합에 의해 접합하는 마찰 교반 접합 장치와 마찰 교반 접합 방법에 관한 것으로, 특히, 자동차의 바디 등 복잡한 형상의 피접합 부재의 접합에 적용하기에 유효한 기술에 관한 것이다.
원주형의 접합 툴을 회전시켜 발생하는 마찰열로 피접합 재료를 연화시키고, 그 부분을 교반함으로써 피접합 재료끼리를 접합하는 마찰 교반 접합(FSW: Friction Stir Welding)은, 재료 이외의 소재를 사용하지 않기 때문에, 피로 강도가 높고, 재료도 용융되지 않기 때문에 용접 변형(왜곡)이 적은 접합이 가능하며, 항공기나 자동차의 바디 등, 폭넓은 분야에서의 응용이 기대되고 있다.
FSW 장치를 사용하여 피접합 부재를 안정적으로 접합하기 위해서는, 안정되게 피접합 부재를 적재(보유 지지)하는 것이 필요하다. 따라서, 적재대에는 고강성을 지니는 것이 요구된다. 예를 들어, C형 프레임을 갖는 FSW 장치라면, C형 프레임은 가능한 한 크고 두껍게 구성되는 것이 보다 적합하다.
그러나, 자동차 산업에 있어서는, 복잡한 형상에서 보다 좁은 부분의 접합을 목적으로 하여, C형 프레임의 소형화, 박육화가 요구되는 경향이 있다. 그 결과, C형 프레임의 가압력 수용부의 강성이 저하되게 되어, 접합 시에 접합 툴부의 가압에 의해 가압력 수용부에 휨이 발생할 것이 예상된다.
본 기술 분야의 배경 기술로서, 예를 들어 특허문헌 1과 같은 기술이 있다. 특허문헌 1에는 「가공 대상 부재나 그것을 적재하는 적재 지그를 냉각시키는 냉각계를 갖고, 적재 지그가 불필요한 열팽창을 억제하면서, 냉각이 필요한 부위를 냉각시키는 마찰 교반 접합 장치」가 개시되어 있다.
또한, 특허문헌 2에는 「다관절 로봇 암 선단에 설치된 회전 공구의 회전 토크 변화 및 다관절 로봇의 구동축 토크 변화에 기초하여, 회전 공구와 워크의 사이에 발생하는 반력과 동등한 크기이며 또한 반대 방향의 보상력을 부여하여, 다관절 로봇의 관절 축의 휨에 의한 위치 어긋남을 보정하는 마찰 교반 용접 방법」이 개시되어 있다.
일본 특허 제5788862호 공보 일본 특허 제5426443호 공보
상술한 바와 같이, FSW 장치에 의해 복잡하고 좁은 부분의 접합을 행하는 경우, 고정밀도이고 신뢰성이 높은 접합을 행하기 위해서는, 접합 시의 접합 툴부에서의 가압에 의한 가압력 수용부(적재대)의 휨, 즉 피접합 부재의 위치 어긋남을 보정할 필요가 있다.
상기 특허문헌 1은, 마찰 교반 접합을 행할 때 일반적으로 사용되는 C형 프레임을 개시하고 있으며, C형 프레임은 두께가 두껍고 견고하게 만들어져 있기 때문에, 상기와 같은 접합 시의 가압력 수용부(적재대)의 휨의 문제나 그것을 보정하는 기술에 대해서는 기재되어 있지 않다.
또한, 상기 특허문헌 2는, 다관절 로봇의 관절 축의 휨에 의한 위치 어긋남의 보정에 관한 것으로, 상기와 같은 C형 프레임의 가압력 수용부(적재대)의 휨에는 대응이 어렵다.
그래서, 본 발명의 목적은, FSW 장치에 의해 복잡하고 좁은 부분의 접합을 행할 때, 접합 툴부에서의 가압에 의한 가압력 수용부(적재대)의 휨의 영향을 최소한으로 억제하여, 고정밀도이고 신뢰성이 높은 접합이 가능한 마찰 교반 접합 장치 및 마찰 교반 접합 방법을 제공하는 데 있다.
상기 과제를 해결하기 위해서, 본 발명은, 피접합 부재끼리를 마찰 교반 접합에 의해 접합하는 마찰 교반 접합 장치이며, 장치 본체와, 상기 마찰 교반 접합 장치의 동작을 제어하는 제어 장치와, 제1 상하 이동 구동 기구부를 통해 상기 장치 본체에 접속되는 C형 프레임과, 제2 상하 이동 구동 기구부를 통해 상기 C형 프레임의 일단부에 접속되는 홀더부와, 상기 홀더부에 보유 지지되는 접합 툴을 구비하고, 상기 C형 프레임은, 상기 제1 상하 이동 구동 기구부를 통해 상기 장치 본체에 접속되는 피보유 지지부와, 상기 제2 상하 이동 구동 기구부를 통해 상기 홀더부에 접속되는 홀더부 보유 지지부와, 상기 C형 프레임의 타단부에 접속되고, 상기 접합 툴로부터의 가압력을 받아내는 가압력 수용부를 갖고, 상기 제어 장치는, 상기 접합 툴의 접합 조건을 결정하는 접합 명령 신호와, 상기 제1 상하 이동 구동 기구부의 제1 보유 지지 위치를 결정하는 제1 보유 지지 위치 결정 신호에 기초하여 마찰 교반 접합하는 제1 접합 모드와, 상기 접합 명령 신호와, 상기 가압력 수용부의 상태에 따라서 접합부의 깊이나 범위가 일정해지도록 상기 제1 보유 지지 위치 결정 신호를 보정한 제2 보유 지지 위치 결정 신호에 기초하여 마찰 교반 접합하는 제2 접합 모드를 갖고, 상기 접합 툴의 상기 피접합 부재에 대한 삽입부터 인출(발)까지의 하나의 접합 패스에, 상기 제1 접합 모드와 상기 제2 접합 모드를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은, 피접합 부재끼리를 마찰 교반 접합에 의해 접합하는 마찰 교반 접합 장치이며, 상기 마찰 교반 접합 장치의 동작을 제어하는 제어 장치와, 복수의 관절을 갖고, 3차원 공간을 자유자재로 이동 가능한 다축 로봇 암과, 상기 다축 로봇 암의 선단에 접속되는 C형 프레임 보유 지지부와, 제1 상하 이동 구동 기구부를 통해 상기 C형 프레임 보유 지지부에 접속되는 C형 프레임과, 제2 상하 이동 구동 기구부를 통해 상기 C형 프레임의 일단부에 접속되는 홀더부와, 상기 홀더부에 보유 지지되는 접합 툴을 구비하고, 상기 C형 프레임은, 상기 제1 상하 이동 구동 기구부를 통해 상기 C형 프레임 보유 지지부에 접속되는 피보유 지지부와, 상기 제2 상하 이동 구동 기구부를 통해 상기 홀더부에 접속되는 홀더부 보유 지지부와, 상기 C형 프레임의 타단부에 접속되고, 상기 접합 툴로부터의 가압력을 받아내는 가압력 수용부를 갖고, 상기 제어 장치는, 상기 접합 툴의 접합 조건을 결정하는 접합 명령 신호와, 상기 제1 상하 이동 구동 기구부의 제1 보유 지지 위치를 결정하는 제1 보유 지지 위치 결정 신호에 기초하여 마찰 교반 접합하는 제1 접합 모드와, 상기 접합 명령 신호와, 상기 가압력 수용부의 상태에 따라서 접합부의 깊이나 범위가 일정해지도록 상기 제1 보유 지지 위치 결정 신호를 보정한 제2 보유 지지 위치 결정 신호에 기초하여 마찰 교반 접합하는 제2 접합 모드를 갖고, 상기 접합 툴의 상기 피접합 부재에 대한 삽입부터 인출(발)까지의 하나의 접합 패스에, 상기 제1 접합 모드와 상기 제2 접합 모드를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은, 피접합 부재끼리를 마찰 교반 접합에 의해 접합하는 마찰 교반 접합 방법이며, (a) 제어부의 명령에 의해 접합 툴을 피접합 부재의 접합부의 소정의 위치로 삽입하는 스텝과, (b) 상기 제어부의 명령에 의해 접합부의 깊이나 범위가 일정해지도록 상기 접합 툴을 보유 지지하는 C형 프레임의 높이를 제어하면서 상기 접합부를 따라서 상기 접합 툴을 이동시켜 상기 접합부를 마찰 교반 접합하는 스텝과, (c) 상기 제어부의 명령에 의해 상기 접합 툴의 이동량이 소정의 위치에 도달한 시점에 상기 접합 툴을 상기 접합부로부터 인출하는 스텝을 갖는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, FSW 장치에 의해 복잡하고 좁은 부분의 접합을 행하는 경우라도, 접합 툴부로부터의 가압에 의한 가압력 수용부(적재대)의 휨의 영향을 최소한으로 억제하여, 고정밀도이고 신뢰성이 높은 접합이 가능한 마찰 교반 접합 장치 및 마찰 교반 접합 방법을 실현할 수 있다.
상기 이외의 과제, 구성 및 효과는, 이하의 실시 형태의 설명에 의해 명백하게 된다.
도 1은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 마찰 교반 접합 장치의 전체 개요를 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 형태에 따른 마찰 교반 접합 장치의 C형 프레임 보유 지지 위치 보정을 행하기 위한 제어 테이블을 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 마찰 교반 접합 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 형태에 따른 마찰 교반 접합 장치의 전체 개요를 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시 형태에 따른 마찰 교반 접합 장치의 전체 개요를 나타내는 도면이다.
이하, 도면을 이용하여 본 발명의 실시예를 설명한다. 또한, 각 도면에 있어서, 동일한 구성에 대해서는 동일한 부호를 부여하고, 중복되는 부분에 대해서는 그 상세한 설명은 생략한다.
실시예 1
도 1 내지 도 3을 참조하여, 실시예 1의 마찰 교반 접합 장치 및 마찰 교반 접합 방법에 대하여 설명한다. 도 1은 본 실시예의 마찰 교반 접합 장치(1)의 전체 개요를 나타내고, 도 2는 마찰 교반 접합 장치(1)의 제어(C형 프레임 보유 지지 위치 보정)를 행하기 위한 제어 테이블의 예를 나타내고 있다. 도 3은 본 실시예의 마찰 교반 접합 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 1에 도시한 바와 같이, 마찰 교반 접합 장치(1)는 주요한 구성으로서, 장치 본체(2), 상하 이동 구동 기구부(제1 상하 이동 구동 기구부)(3)를 통해 장치 본체(2)에 접속되는 C형 프레임(4), 상하 이동 구동 기구부(제2 상하 이동 구동 기구부)(5)를 통해 C형 프레임(4)의 일단부에 접속되는 홀더부(접합 헤드)(6), 홀더부(접합 헤드)(6)에 의해 보유 지지되는 접합 툴부(7)를 구비하고 있다. 상하 이동 구동 기구부(제1 상하 이동 구동 기구부)(3), 상하 이동 구동 기구부(제2 상하 이동 구동 기구부)(5)에는, 도 1에 예시한 바와 같이, 예를 들어 볼 스크루 등이 사용된다. 접합 툴부(7)는 숄더(8) 및 접합 핀(9)으로 구성되고, 숄더(8)를 통해 접합 핀(9)이 홀더부(접합 헤드)(6)에 보유 지지된다.
이 접합 핀(9)이 피접합 부재(10)의 맞댐부에 삽입되고, 고속 회전함으로써 접합 핀(9)과 피접합 부재(10)의 사이에 마찰열이 발생하고, 이 마찰열에 의해 피접합 부재(10) 내에서 소성 유동이 발생하여, 접합부가 교반된다. 접합 핀(9)이 이동하면 교반부(접합부)가 냉각되어, 피접합 부재끼리가 접합된다.
또한, 여기에서는 피접합 부재(10)로서, 예를 들어 자동차의 바디와 같이, 철강제의 프레임재(10a)와 박판의 알루미늄재(10b)로 이루어지는 복합재의 예를 나타낸다.
C형 프레임(4)은, 상하 이동 구동 기구부(제1 상하 이동 구동 기구부)(3)를 통해 장치 본체(2)에 접속되는 피보유 지지부(입상부)(4a), 상하 이동 구동 기구부(제2 상하 이동 구동 기구부)(5)를 통해 홀더부(접합 헤드)(6)에 접속되는 홀더부 보유 지지부(4b), C형 프레임(4)의 타단부에 접속되고, 마찰 교반 접합 시에 접합 툴부(7)로부터의 가압력을 받아내는 가압력 수용부(4c)로 구성되며, 대략 C형(대략 역ㄷ자형) 형상을 지니고 있다.
장치 본체(2)에는, 마찰 교반 접합 장치(1)의 동작을 제어하는 제어부(제어 장치)(12)가 설치되어 있다. 제어부(제어 장치)(12)는, 접합 툴부(7)에 의한 접합 조건을 결정하는 접합 조건 신호(접합 명령 신호)나 상하 이동 구동 기구부(제1 상하 이동 구동 기구부)(3)에 의한 C형 프레임(4)의 장치 본체(2)에 대한 높이 방향(Z 방향)의 보유 지지 위치를 결정하는 보유 지지 위치 결정 신호, 상하 이동 구동 기구부(제2 상하 이동 구동 기구부)(5)에 의한 홀더부(접합 헤드)(6)의 C형 프레임(4)(홀더부 보유 지지부(4b))에 대한 높이 방향(Z 방향)의 보유 지지 위치를 결정하는 보유 지지 위치 결정 신호 등의 접합 파라미터(FSW 접합 조건)를 기억하는 기억부(도시생략)를 구비하고 있다.
다음으로, 마찰 교반 접합 장치(1)의 제어(C형 프레임 보유 지지 위치 보정)에 대하여 설명한다. 도 1에 있어서, 피접합 부재(10)는 피접합 부재 보유 지지부(11a, 11b)에 의해 상하 방향으로부터 보유 지지(지지)되어 있으며, 마찰 교반 접합 시에는 가압력 수용부(4c)에도 보유 지지(지지)된다. 상술한 바와 같이, 복잡한 형상에서 보다 좁은 부분의 접합을 행하는 경우, 소형화·박육화한 C형 프레임이 사용되기 때문에, C형 프레임의 강성이 저하되고, 도 1의 점선으로 나타낸 바와 같이, 접합 툴부(7)의 가압력을 받아내는 가압력 수용부(4c)가 아래 방향으로 휠 가능성이 있다. 이 경우, 가압력 수용부(4c)에 지지되어 있는 피접합 부재[10(10a, 10b)]도 마찬가지로 아래 방향으로 휘어버린다.
가압력 수용부(4c) 및 피접합 부재[10(10a, 10b)]가 휜 상태에서, 접합 툴부(7)에 의한 마찰 교반 접합을 계속했을 경우, 접합부(접합면)의 깊이나 범위가 변화하여, 접합부의 품질(접합 신뢰성)이 저하될 우려가 있다.
그래서, 본 실시예의 마찰 교반 접합 장치(1)에서는, 상하 이동 구동 기구부(제1 상하 이동 구동 기구부)(3)에 의해 C형 프레임(4)의 장치 본체(2)에 대한 높이 방향(Z 방향)의 보유 지지 위치를 보정하여(여기에서는, 도 1에 도시한 바와 같이 제1 보유 지지 위치로부터 제2 보유 지지 위치로 상승시켜), 접합부(접합면)의 깊이나 범위가 일정해지도록 제어한다. 즉, C형 프레임(4)의 가압력 수용부(4c)가 휘어진 양과 동일한 양(거리)만큼 반대 방향(윗 방향)으로 보정한다. 이 보정에 의한 가압력 수용부(4c) 및 피접합 부재[10(10a, 10b)]의 상태를 도 1에 실선으로 나타낸다. 접합부의 품질(접합 신뢰성)을 담보하기 위해서는, 위치 보정된 가압력 수용부(4c) 및 피접합 부재[10(10a, 10b)]는, 거의 접합 툴부(7)로부터의 가압력을 받기 전의 상태(위치)로 하는 것이 바람직하다.
상하 이동 구동 기구부(제1 상하 이동 구동 기구부)(3)에 의한 C형 프레임(4)의 장치 본체(2)에 대한 높이 방향(Z 방향)의 보유 지지 위치 보정은, 제어부(제어 장치)(12)의 기억부에 미리 기억(등록)된 데이터베이스나 제어 테이블에 기초하여 행한다. 도 2에 C형 프레임(4)의 보유 지지 위치 보정을 행하기 위한 제어 테이블의 예를 나타낸다.
마찰 교반 접합 개시 시(Start시)의 C형 프레임(4)의 보유 지지 위치 보정량은 0(기준값)이며, 이때의 보유 지지 위치를 제1 보유 지지 위치라 한다(여기서, 접합 툴부(7)의 접합 조건을 결정하는 접합 조건 신호(접합 명령 신호), 및 상하 이동 구동 기구부(제1 상하 이동 구동 기구부)(3)의 제1 보유 지지 위치를 결정하는 제1 보유 지지 위치 결정 신호를 제어부(제어 장치)(12)의 기억부로부터 출력하여 접합 툴부(7) 및 상하 이동 구동 기구부(제1 상하 이동 구동 기구부)(3)의 동작을 제어함으로써 마찰 교반 접합하는 상태를, 예를 들어 「제1 접합 모드」라고 칭함).
마찰 교반 접합 개시로부터 0.5초 후(도 2의 No.1)에는, 가압력 수용부(4c) 및 피접합 부재(10)의 휨량이, 아래 방향으로 0.1㎜(-0.1㎜)로 되기 때문에, C형 프레임(4)의 보유 지지 위치 보정량을 윗 방향으로 0.1㎜(+0.1㎜)로 한다. 이때의 보유 지지 위치를 제2 보유 지지 위치라 한다(여기서, 접합 툴부(7)의 접합 조건을 결정하는 접합 조건 신호(접합 명령 신호) 및 상하 이동 구동 기구부(제1 상하 이동 구동 기구부)(3)의 제2 보유 지지 위치를 결정하는 제2 보유 지지 위치 결정 신호를 제어부(제어 장치)(12)의 기억부로부터 출력하여 접합 툴부(7) 및 상하 이동 구동 기구부(제1 상하 이동 구동 기구부)(3)의 동작을 제어함으로써 마찰 교반 접합하는 상태를, 예를 들어 「제2 접합 모드」라고 칭함).
이후, 마찬가지의 제어(보정)에 의해, 마찰 교반 접합 개시로부터의 경과 시간에 따라서, C형 프레임(4)의 보유 지지 위치를 보정한다. 도 2의 예에서는, 마찰 교반 접합 개시로부터 1.0초 후(도 2의 No.2)에는, 가압력 수용부(4c) 및 피접합 부재(10)의 휨량이, 아래 방향으로 0.15㎜(-0.15㎜)가 되기 때문에, C형 프레임(4)의 보유 지지 위치 보정량을 윗 방향으로 0.15㎜(+0.15㎜)로 한다. 이때의 보유 지지 위치는 제3 보유 지지 위치로 된다. 또한, 마찰 교반 접합 개시로부터 1.5초 후(도 2의 No.3)에는, 가압력 수용부(4c) 및 피접합 부재(10)의 휨량이, 아래 방향으로 0.2㎜ (-0.2㎜)가 되기 때문에, C형 프레임(4)의 보유 지지 위치 보정량을 윗 방향으로 0.2㎜(+0.2㎜)로 한다. 이때의 보유 지지 위치는 제4 보유 지지 위치로 된다.
또한, 도 2에서는, 마찰 교반 접합 개시로부터 1.5초 이후에는 가압력 수용부(4c) 및 피접합 부재(10)의 휨 진행이 정지하는(평형 상태로 되는) 예를 나타내고 있으며, 휨량은 이래 방향으로 0.2㎜(-0.2㎜)의 상태를 유지하고, C형 프레임(4)의 보유 지지 위치 보정량은 윗 방향으로 0.2㎜(+0.2㎜)의 상태가 유지된다. 따라서, 보유 지지 위치는 제4 보유 지지 위치가 유지된다.
마찰 교반 접합 종료 시(End 시)에는, 접합 툴부(7)로부터의 가압력이 없어지기 때문에, C형 프레임(4)의 보유 지지 위치 보정량은 0(기준값)으로 되돌아간다. 따라서, C형 프레임(4)의 보유 지지 위치도 제1 보유 지지 위치로 되돌아간다.
상술한 바와 같이, 도 2와 같은 제어 테이블에 기초하는 C형 프레임(4)의 보유 지지 위치 보정에서는, 마찰 교반 접합 개시 시(도 2의 Start)로부터 마찰 교반 접합 종료 시(도 2의 End) 사이의 한 번의 접합 동작(하나의 접합 패스: pass)에 있어서, 복수의 접합 모드(예를 들어, 상기 제1 접합 모드, 제2 접합 모드)를 포함하도록 접합 툴부(7) 및 상하 이동 구동 기구부(제1 상하 이동 구동 기구부)(3)의 동작을 제어함으로써, 접합 툴부(7)로부터의 가압력에 의해 C형 프레임(4)의 가압력 수용부(4c)에 휨이 발생하는 경우라도, 접합 개시로부터 접합 종료까지 사이의 피접합 부재의 접합점(접합면)의 깊이나 범위가 일정해지도록 제어할 수 있다.
또한, 도 2에 도시한 제어 테이블은, 본 실시예의 동작을 이해하기 쉽게 설명하기 위한 예시로서, 마찰 교반 접합 개시로부터의 경과 시간과 가압력 수용부(4c) 및 피접합 부재(10)의 휨량, C형 프레임(4)의 보유 지지 위치 보정량의 관계는 이것에 한정되는 것은 아니다.
도 3을 이용하여, 상기에서 설명한 본 실시예의 마찰 교반 접합 장치에 의한 대표적인 마찰 교반 접합 방법을 설명한다.
우선, 제어부(제어 장치)(12)의 명령에 의해, 접합 툴부(7)를 피접합 부재(10)의 접합부(피접합 부재끼리의 맞댐부)의 소정의 위치로 삽입한다(스텝 S1).
다음으로, 제어부(제어 장치)(12)의 명령에 의해(예를 들어, 도 2에서 도시한 제어 테이블에 기초하여), C형 프레임(4)의 높이(Z 방향의 위치)를 제어하면서, 피접합 부재(10)의 접합부를 따라서 접합 툴부(7)를 이동시켜, 접합부를 마찰 교반 접합한다(스텝 S2).
계속해서, 제어부(제어 장치)(12)의 명령에 의해, 접합 툴부(7)의 이동량(X 방향의 이동량)이 소정의 값(위치)에 도달한 시점에 접합 툴부(7)를 피접합 부재(10)의 접합부로부터 인출하여, 마찰 교반 접합 처리를 종료한다(스텝 S3).
이상 설명한 바와 같이, 본 실시예의 마찰 교반 접합 장치 및 마찰 교반 접합 방법에 의하면, 마찰 교반 접합 개시로부터의 경과 시간에 따른 C형 프레임의 가압력 수용부의 휨량에 대한 보정량을 기억하고, 그 보정량에 의해, 가압력 수용부의 휨을 보정한다. 이에 의해, C형 프레임을 소형화, 박육화한 경우에도, 접합 툴의 가압에 의해 발생하는 휨을 보정할 수 있게 된다. 따라서, 예를 들어 자동차의 바디와 같은 복잡하고 좁은 부분의 접합을 FSW 장치에 의해 행하는 경우라도, 접합 툴부에서의 가압에 의한 가압력 수용부(적재대)의 휨의 영향을 최소한으로 억제하여, 고정밀도이고 신뢰성이 높은 접합이 가능해진다.
또한, 상기에서는, C형 프레임(4)의 보유 지지 위치 보정 방법으로서, 제어 테이블에 의한 제어의 예를 이용하여 설명하였지만, 제어부(제어 장치)(12)의 기억부에 피접합 부재(10)의 재질과 접합 툴부(7)에 부여하는 전류값과 그것에 대응하는 휨 보정량과의 데이터베이스를 미리 기억(등록)해 두고, 그것에 기초하여 C형 프레임(4)의 보유 지지 위치 보정을 행하는 것도 가능하다.
또한, 상하 이동 구동 기구부(제1 상하 이동 구동 기구부)(3)에 의한 C형 프레임(4)의 장치 본체(2)에 대한 높이 방향(Z 방향)의 보유 지지 위치 보정에 더하여, 상하 이동 구동 기구부(제2 상하 이동 구동 기구부)(5)에 의한 홀더부(접합 헤드)(6)의 C형 프레임(4)(홀더부 보유 지지부(4b))에 대한 높이 방향(Z 방향)의 보유 지지 위치 보정을 더 행해도 된다. 이 경우, C형 프레임(4)의 가압력 수용부(4c)의 위치를 보정하여도 접합 툴부(7)의 보유 지지 위치가 변화되지 않도록, 상하 이동 구동 기구부(제2 상하 이동 구동 기구부)(5)에 의해 접합 툴부(7)의 위치를 더욱 좁힐(미세 조정할) 수 있다.
또한, 본 실시예에서는, 도 1에 도시한 고정 설치형의 FSW 장치를 사용하여 설명하였지만, C형 프레임이 다축 로봇에 연결되는 로봇 FSW 장치에 적용해도 마찬가지의 효과를 얻을 수 있다(이에 대해서는, 실시예 3에서 후술함).
실시예 2
도 4를 참조하여, 실시예 2의 마찰 교반 접합 장치 및 마찰 교반 접합 방법에 대하여 설명한다. 도 4는 본 실시예의 마찰 교반 접합 장치(1)의 전체 개요를 나타내고 있으며, 실시예 1의 도 1에 대응하는 도면이다.
본 실시예의 마찰 교반 접합 장치(1)는, C형 프레임(4)의 가압력 수용부(4c)의 상태(휨량)를 검출하는 센서(13a, 13b)를 구비하고 있는 점에 있어서, 실시예 1의 마찰 교반 접합 장치와는 다르다. 그 밖의 구성은, 실시예 1(도 1)과 마찬가지이다.
실시예 1에서는, 제어부(제어 장치)(12)의 기억부에 미리 기억(등록)한 제어 테이블이나 데이터베이스에 기초하여, 가압력 수용부(4c)의 휨량 보정을 행하는 데 반하여, 본 실시예에서는, 센서(13a, 13b)에 의해 검출한 가압력 수용부(4c)의 상태(휨량)에 따라서 상하 이동 구동 기구부(제1 상하 이동 구동 기구부)(3)에 의해 C형 프레임(4)의 장치 본체(2)에 대한 높이 방향(Z 방향)의 보유 지지 위치를 보정한다. 즉, 센서(13a, 13b)의 검출값에 기초하여, 제1 보유 지지 위치 결정 신호를 보정하여 제2 보유 지지 위치 결정 신호를 산출하고, 그 제2 보유 지지 위치 결정 신호에 의해 C형 프레임(4)의 보유 지지 위치를 제어한다.
센서(13a, 13b)에 의한 가압력 수용부(4c)의 상태(휨량)의 검출은, 예를 들어 휨량을 소정의 시간 간격으로 취득하고, 취득한 데이터(휨량)에 기초하여 휨 보정량을 결정하여 보정한다.
또한, 센서(13a, 13b)로서는, 예를 들어 도 4에 도시한 바와 같은 수발광 소자(13a, 13b)를 마련하는 투과형의 레이저 센서 외에, 가압력 수용부(4c)의 휨을 직접 검출하는 휨 센서나 반도체 왜곡 센서, 가압력 수용부(4c)의 변위를 직접 검출하는 정전 용량형 근접 센서나 변위 센서 등을 들 수 있다.
본 실시예에 있어서도, 실시예 1과 마찬가지로, 접합 툴부에서의 가압에 의한 가압력 수용부(적재대)의 휨의 영향을 최소한으로 억제하여, 고정밀도이고 신뢰성이 높은 접합이 가능해진다.
실시예 3
도 5를 참조하여, 실시예 3의 마찰 교반 접합 장치 및 마찰 교반 접합 방법에 대하여 설명한다. 도 5는 본 실시예의 마찰 교반 접합 장치(21)의 전체 개요를 나타내고 있다.
도 5에 도시한 바와 같이, 마찰 교반 접합 장치(21)는 주요한 구성으로서, 다축 로봇(22), C형 프레임 보유 지지부(23) 및 상하 이동 구동 기구부(제1 상하 이동 구동 기구부)(24)를 통해 다축 로봇(22)에 접속되는 C형 프레임(25), 상하 이동 구동 기구부(제2 상하 이동 구동 기구부)(26)를 통해 C형 프레임(25)과 접속되는 홀더부(접합 헤드)(27), 홀더부(접합 헤드)(27)에 의해 보유 지지되는 접합 툴부(28)를 구비하고 있다. 접합 툴부(28)는 숄더(29) 및 접합 핀(30)으로 구성되고, 숄더(29)를 통해 접합 핀(30)이 홀더부(접합 헤드)(27)에 보유 지지된다.
다축 로봇(22)은, 일반적으로 로봇 암이라고 불리는 수직 다관절 로봇이며, 다관절 구조와 서보 모터에 의해 3차원 공간을 자유자재로 동작(이동)할 수 있다. 관절의 수(축 수)에 따라 가동 범위가 변화하지만, 여기에서는 받침대부(22a) 위에 하부 암부(22b), 상부 암부(22c), 손목부(22d)를 갖는 3축 타입의 로봇 암의 예를 나타낸다. 다축 로봇(22)의 흰색 동그라미 부분이 관절이다.
또한, 마찰 교반 접합 장치(21)는 서보 앰프나 기판 등이 수납된 제어 장치(도시생략)를 구비하고 있으며, 이 제어 장치로부터의 명령(프로그램 신호)에 의해 다축 로봇(22)의 움직임과 접합 툴부(28)의 접합 조건을 종합적으로 컨트롤한다.
다축 로봇(22)의 손목부(22d)의 선단에는, C형 프레임 보유 지지부(23)가 회동 가능하게 접속되어 있다. C형 프레임 보유 지지부(23)에는, 상하 이동 구동 기구부(제1 상하 이동 구동 기구부)(24)를 통해 대략 C형(대략 역ㄷ자형) 형상의 C형 프레임(25)이 접속되어 있다.
C형 프레임(25)은, 상하 이동 구동 기구부(제1 상하 이동 구동 기구부)(24)를 통해 C형 프레임 보유 지지부(23)에 접속되는 피보유 지지부(입상부)(25a), 피보유 지지부(25a)의 한쪽 단부에 접속되어 상하 이동 구동 기구부(제2 상하 이동 구동 기구부)(26)를 통해 홀더부(접합 헤드)(27)를 보유 지지하는 홀더부 보유 지지부(25b), 피보유 지지부(입상부)(25a)의 다른 쪽 단부에 접속되어 접합 툴부(28)로부터의 가압력을 받아내는 가압력 수용부(25c)로 구성되어 있다.
또한, 도 5에서는 피보유 지지부(입상부)(25a), 홀더부 보유 지지부(25b), 가압력 수용부(25c)가 일체물로서 C형 프레임(25)을 구성하는 예를 나타내고 있지만, 각 부위가 각각 별체로서 형성되고, 그것들을 조합함으로써 C형 프레임(25)을 구성하는 예도 포함하고 있다.
C형 프레임(25)은, 상하 이동 구동 기구부(제1 상하 이동 구동 기구부)(24)를 통해 C형 프레임 보유 지지부(23)에 접속되어 있으며, C형 프레임 보유 지지부(23)에 대해서 상하 방향(도 5의 Z 방향)으로 동작한다.
홀더부(접합 헤드)(27)는, 상하 이동 구동 기구부(제2 상하 이동 구동 기구부)(26)를 통해 C형 프레임(25)(홀더부 보유 지지부(25b))과 접속되어 있으며, C형 프레임(25)에 대해서 상하 방향(도 5의 Z 방향)으로 동작한다.
접합 툴부(28)는, 숄더(29), 접합 핀(30)으로 구성되고, 접합 핀(30)을 고속 회전시키면서 피접합 부재(10)에 소정의 깊이까지 삽입하고, 접합부(접합선)를 따라서 이동시킴으로써 마찰 교반 접합을 행한다.
본 실시예의 마찰 교반 접합 장치(21)는 이상과 같이 구성되어 있으며, 실시예 1과 마찬가지로, 상하 이동 구동 기구부(제1 상하 이동 구동 기구부)(24)에 의해 C형 프레임(25)의 C형 프레임 보유 지지부(23)(다축 로봇(22))에 대한 높이 방향(Z 방향)의 보유 지지 위치를 보정할 수 있어, 접합 툴부(28)로부터의 가압력에 의해 C형 프레임(25)의 가압력 수용부(25c)에 휨이 발생한 경우라도, 휘어진 양과 동일한 양(거리)만큼 반대 방향(윗 방향)으로 보정할 수 있다.
C형 프레임(25)의 보유 지지 위치 보정 방법으로서 제어 테이블이나 데이터베이스에 기초하여 보정(제어)하는 점이나, 센서에 의해 검출한 가압력 수용부(25c)의 상태(휨량)에 따라서 보정하는 것도 가능한 점, 상하 이동 구동 기구부(제1 상하 이동 구동 기구부)(24)에 의한 C형 프레임(25)의 높이 방향(Z 방향)의 보유 지지 위치 보정에 더하여, 상하 이동 구동 기구부(제2 상하 이동 구동 기구부)(26)에 의한 홀더부(접합 헤드)(27)의 높이 방향(Z 방향)의 보유 지지 위치 보정이 가능한 점 등, 그 밖의 구성 및 동작(작용)은 기본적으로 실시예 1 및 실시예 2와 마찬가지이기 때문에, 반복되는 상세한 설명은 생략한다.
본 실시예에 있어서도, 다른 실시예와 마찬가지로, 접합 툴부로부터의 가압에 의한 가압력 수용부(적재대)의 휨의 영향을 최소한으로 억제하여, 고정밀도이고 신뢰성이 높은 접합이 가능해진다.
또한, 본 실시예에서는, C형 프레임(25)을 C형 프레임 보유 지지부(23) 및 상하 이동 구동 기구부(제1 상하 이동 구동 기구부)(24)를 통해 다축 로봇 암(22)에 의해 보유 지지하고 있기 때문에, 접합점(접합면)을 3차원 공간에 있어서 자유자재로 이동할 수 있다. 이에 의해, 자동차의 바디와 같이 입체적으로 배치되고, 곡면을 포함하는 복잡한 형상의 피접합 부재의 마찰 교반 접합을 고정밀도로 행할 수 있다.
또한, 본 발명은 상기 실시예에 한정되는 것이 아니라, 다양한 변형예가 포함된다.
예를 들어, 상기한 실시예는 본 발명을 이해하기 쉽게 설명하기 위해서 상세히 설명한 것이며, 반드시 설명한 모든 구성을 구비하는 것에 한정되는 것은 아니다. 또한, 어떤 실시예의 구성의 일부를 다른 실시예의 구성으로 치환하는 것이 가능하며, 또한, 어떤 실시예의 구성에 다른 실시예의 구성을 추가하는 것도 가능하다. 또한, 각 실시예의 구성의 일부에 대하여, 다른 구성의 추가·삭제·치환을 하는 것이 가능하다.
또한, 본 발명은 이하의 특징도 갖고 있다.
[부기 1]
상하 이동 구동 기구부를 구비하는 장치 본체와, 상기 상하 이동 구동 기구부에 보유 지지되는 피보유 지지부와 상기 피보유 지지부의 한쪽 단부에 홀더부를 보유 지지하는 홀더부 보유 지지부와 상기 피보유 지지부의 다른 쪽 단부에 보유 지지되는 접합 툴부의 가압력을 받아내는 가압력 수용부로 구성되는 C형 프레임과, 상기 홀더부에 보유 지지되는 상기 접합 툴부로 구성되는 마찰 교반 접합 장치를 사용하는 마찰 교반 접합 방법이며,
상기 상하 이동 구동 기구부의 제1 보유 지지 위치를 결정하는 제1 보유 지지 위치 결정값과, 접합 개시 후의 경과 시간에 따라서 결정하는 복수의 제2 보유 지지 위치 결정값과, 상기 접합 툴부에 대한 접합 조건을 상기 장치 본체에 기억하는 스텝과,
상기 제1 보유 지지 위치 결정값에 기초하여 마찰 교반 접합을 개시할 때의 상기 상하 이동 구동 기구부의 보유 지지 위치를 결정함과 함께, 접합 조건에 기초하여 마찰 교반 접합을 개시하는 스텝과,
마찰 교반 접합을 개시 후 소정의 시간이 경과했을 때 해당 경과 시간에 따른 제2 보유 지지 위치 결정값에 기초하여 상기 상하 이동 구동 기구부의 보유 지지 위치를 바꿔 접합 조건에 기초하여 마찰 교반 접합을 반복하는 스텝
을 구비하는 것을 특징으로 하는 마찰 교반 접합 방법.
[부기 2]
상하 이동 구동 기구부를 구비하는 장치 본체와, 상기 상하 이동 구동 기구부에 보유 지지되는 피보유 지지부와 상기 피보유 지지부의 한쪽 단부에 홀더부를 보유 지지하는 홀더부 보유 지지부와 상기 피보유 지지부의 다른 쪽 단부에 보유 지지되는 접합 툴부의 가압력을 받아내는 가압력 수용부로 구성되는 C형 프레임과, 상기 홀더부에 보유 지지되는 상기 접합 툴부로 구성되는 마찰 교반 접합 장치를 사용하는 마찰 교반 접합 방법이며,
상기 상하 이동 구동 기구부의 제1 보유 지지 위치를 결정하는 제1 보유 지지 위치 결정값과, 상기 접합 툴부에 대한 접합 조건을 상기 장치 본체에 기억하는 스텝과,
제1 보유 지지 위치 결정값에 기초하여 마찰 교반 접합을 개시할 때의 상기 상하 이동 구동 기구부의 보유 지지 위치를 결정함과 함께, 접합 조건에 기초하여 마찰 교반 접합을 개시하는 스텝과,
마찰 교반 접합 개시 후 소정의 시간이 경과했을 때 상기 가압력 수용부에 배치한 위치 센서로부터 취득하는 상기 가압력 수용부의 휨량에 기초하여 제2 보유 지지 위치 결정값을 정하고, 상기 상하 이동 구동 기구부의 보유 지지 위치를 바꿔 접합 조건에 기초하여 마찰 교반 접합을 반복하는 스텝
을 구비하는 것을 특징으로 하는 마찰 교반 접합 방법.
[부기 3]
부기 1 또는 부기 2에 기재된 마찰 교반 접합 방법이며,
마찰 교반 접합 후의 경과 시간에 기초하여 결정된 제2 보유 지지 위치 결정값에 의해 상기 상하 이동 구동 기구부의 보유 지지 위치가 변경되었을 때, 그 변동량에 따라서 상기 홀더부 보유 지지부를 더욱 좁히는(미세 조정하는) 것을 특징으로 하는 마찰 교반 접합 방법.
1: 마찰 교반 접합 장치
2: 장치 본체
3, 5: 상하 이동 구동 기구부(볼 스크루)
4: C형 프레임
4a: 피보유 지지부(입상부)
4b: 홀더부 보유 지지부
4c: 가압력 수용부
6: 홀더부(접합 헤드)
7: 접합 툴부
8: 숄더
9: 접합 핀
10, 10a, 10b: 피접합 부재
11, 11a, 11b: 피접합 부재 보유 지지부
12: 제어부(제어 장치)
13, 13a, 13b: 센서
21: 마찰 교반 접합 장치
22: 다축 로봇
22a: 받침대부
22b: 하부 암부
22c: 상부 암부
22d: 손목부
23: C형 프레임 보유 지지부
24, 26: 상하 이동 구동 기구부(볼 스크루)
25: C형 프레임
25a: 피보유 지지부(입상부)
25b: 홀더부 보유 지지부
25c: 가압력 수용부
27: 홀더부(접합 헤드)
28: 접합 툴부
29: 숄더
30: 접합 핀

Claims (15)

  1. 피접합 부재끼리를 마찰 교반 접합에 의해 접합하는 마찰 교반 접합 장치이며,
    장치 본체와,
    상기 마찰 교반 접합 장치의 동작을 제어하는 제어 장치와,
    제1 상하 이동 구동 기구부를 통해 상기 장치 본체에 접속되는 C형 프레임과,
    제2 상하 이동 구동 기구부를 통해 상기 C형 프레임의 일단부에 접속되는 홀더부와,
    상기 홀더부에 보유 지지되는 접합 툴을 구비하고,
    상기 C형 프레임은, 상기 제1 상하 이동 구동 기구부를 통해 상기 장치 본체에 접속되는 피보유 지지부와,
    상기 제2 상하 이동 구동 기구부를 통해 상기 홀더부에 접속되는 홀더부 보유 지지부와,
    상기 C형 프레임의 타단부에 접속되고, 상기 접합 툴로부터의 가압력을 받아내는 가압력 수용부를 갖고,
    상기 제어 장치는, 상기 접합 툴의 접합 조건을 결정하는 접합 명령 신호와, 상기 제1 상하 이동 구동 기구부의 제1 보유 지지 위치를 결정하는 제1 보유 지지 위치 결정 신호에 기초하여 마찰 교반 접합하는 제1 접합 모드와,
    상기 접합 명령 신호와, 상기 가압력 수용부의 상태에 따라서 접합부의 깊이나 범위가 일정해지도록 상기 제1 보유 지지 위치 결정 신호를 보정한 제2 보유 지지 위치 결정 신호에 기초하여 마찰 교반 접합하는 제2 접합 모드를 갖고,
    상기 접합 툴의 상기 피접합 부재에 대한 삽입부터 인출(발)까지의 하나의 접합 패스에, 상기 제1 접합 모드와 상기 제2 접합 모드를 포함하는 것을 특징으로 하는 마찰 교반 접합 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제어 장치는, 상기 제1 접합 모드 및 상기 제2 접합 모드 중 어느 모드에 의해 상기 접합 툴의 접합 조건과, 상기 제1 상하 이동 구동 기구부에 의한 상기 C형 프레임의 보유 지지 위치를 결정하는 것을 특징으로 하는 마찰 교반 접합 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제어 장치는, 상기 제1 접합 모드에 의해 피접합 부재의 마찰 교반 접합을 개시하고, 소정의 시간 경과 후에, 상기 제2 접합 모드로 전환하는 것을 특징으로 하는 마찰 교반 접합 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제어 장치는, 상기 접합 명령 신호와, 상기 제1 보유 지지 위치 결정 신호와, 상기 제2 보유 지지 위치 결정 신호를 기억하는 기억부를 갖는 것을 특징으로 하는 마찰 교반 접합 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제어 장치는, 마찰 교반 접합 개시 후의 경과 시간에 따라서 결정한 상기 C형 프레임의 보유 지지 위치를 상기 기억부에 미리 기억시켜, 당해 기억한 보유 지지 위치에 기초하여 상기 제2 보유 지지 위치 결정 신호를 결정하는 것을 특징으로 하는 마찰 교반 접합 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제어 장치는, 미리 기억한 복수의 보유 지지 위치 결정 신호로부터 마찰 교반 접합 개시 시로부터의 경과 시간에 따라서 상기 제2 보유 지지 위치 결정 신호를 결정하는 것을 특징으로 하는 마찰 교반 접합 장치.
  7. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 마찰 교반 접합 장치는, 상기 가압력 수용부의 상태를 검출하는 센서를 구비하고,
    상기 제어 장치는, 상기 센서로 검출한 상기 가압력 수용부의 상태에 따라서 상기 제1 보유 지지 위치 결정 신호를 보정하여 상기 제2 보유 지지 위치 결정 신호를 결정하는 것을 특징으로 하는 마찰 교반 접합 장치.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제어 장치는, 상기 가압력 수용부의 상태에 따라서 상기 제1 보유 지지 위치 결정 신호를 보정해서 상기 제2 보유 지지 위치 결정 신호를 결정할 때, 당해 결정한 제2 보유 지지 위치 결정 신호에 따라서 상기 제2 상하 이동 구동 기구부에 의한 상기 홀더부의 보유 지지 위치를 보정하는 것을 특징으로 하는 마찰 교반 접합 장치.
  9. 피접합 부재끼리를 마찰 교반 접합에 의해 접합하는 마찰 교반 접합 장치이며,
    상기 마찰 교반 접합 장치의 동작을 제어하는 제어 장치와,
    복수의 관절을 갖고, 3차원 공간을 자유자재로 이동 가능한 다축 로봇 암과,
    상기 다축 로봇 암의 선단에 접속되는 C형 프레임 보유 지지부와,
    제1 상하 이동 구동 기구부를 통해 상기 C형 프레임 보유 지지부에 접속되는 C형 프레임과,
    제2 상하 이동 구동 기구부를 통해 상기 C형 프레임의 일단부에 접속되는 홀더부와,
    상기 홀더부에 보유 지지되는 접합 툴을 구비하고,
    상기 C형 프레임은, 상기 제1 상하 이동 구동 기구부를 통해 상기 C형 프레임 보유 지지부에 접속되는 피보유 지지부와,
    상기 제2 상하 이동 구동 기구부를 통해 상기 홀더부에 접속되는 홀더부 보유 지지부와,
    상기 C형 프레임의 타단부에 접속되고, 상기 접합 툴로부터의 가압력을 받아내는 가압력 수용부를 갖고,
    상기 제어 장치는, 상기 접합 툴의 접합 조건을 결정하는 접합 명령 신호와, 상기 제1 상하 이동 구동 기구부의 제1 보유 지지 위치를 결정하는 제1 보유 지지 위치 결정 신호에 기초하여 마찰 교반 접합하는 제1 접합 모드와,
    상기 접합 명령 신호와, 상기 가압력 수용부의 상태에 따라서 접합부의 깊이나 범위가 일정해지도록 상기 제1 보유 지지 위치 결정 신호를 보정한 제2 보유 지지 위치 결정 신호에 기초하여 마찰 교반 접합하는 제2 접합 모드
    를 갖고,
    상기 접합 툴의 상기 피접합 부재에 대한 삽입부터 인출(발)까지의 하나의 접합 패스에, 상기 제1 접합 모드와 상기 제2 접합 모드를 포함하는 것을 특징으로 하는 마찰 교반 접합 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 제어 장치는, 상기 제1 접합 모드 및 상기 제2 접합 모드 중 어느 모드에 의해 상기 접합 툴의 접합 조건과, 상기 제1 상하 이동 구동 기구부에 의한 상기 C형 프레임의 보유 지지 위치를 결정하는 것을 특징으로 하는 마찰 교반 접합 장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 제어 장치는, 상기 제1 접합 모드에 의해 피접합 부재의 마찰 교반 접합을 개시하고, 소정의 시간 경과 후에, 상기 제2 접합 모드로 전환하는 것을 특징으로 하는 마찰 교반 접합 장치.
  12. 제9항 또는 제10항에 있어서,
    상기 마찰 교반 접합 장치는, 상기 가압력 수용부의 상태를 검출하는 센서를 구비하고,
    상기 제어 장치는, 상기 센서로 검출한 상기 가압력 수용부의 상태에 따라서 상기 제1 보유 지지 위치 결정 신호를 보정하여 상기 제2 보유 지지 위치 결정 신호를 결정하는 것을 특징으로 하는 마찰 교반 접합 장치.
  13. 피접합 부재끼리를 마찰 교반 접합에 의해 접합하는 마찰 교반 접합 방법이며,
    (a) 제어부의 명령에 의해 접합 툴을 피접합 부재의 접합부의 소정의 위치로 삽입하는 스텝과,
    (b) 상기 제어부의 명령에 의해 접합부의 깊이나 범위가 일정해지도록 상기 접합 툴을 보유 지지하는 C형 프레임의 높이를 제어하면서 상기 접합부를 따라서 상기 접합 툴을 이동시켜 상기 접합부를 마찰 교반 접합하는 스텝과,
    (c) 상기 제어부의 명령에 의해 상기 접합 툴의 이동량이 소정의 위치에 도달한 시점에 상기 접합 툴을 상기 접합부로부터 인출(발)하는 스텝
    을 갖는 것을 특징으로 하는 마찰 교반 접합 방법.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 (b) 스텝에 있어서, 마찰 교반 접합 개시 시로부터의 경과 시간에 따라서 미리 결정한 상기 C형 프레임의 보유 지지 위치 보정량에 기초하여, 상기 C형 프레임의 높이를 제어하는 것을 특징으로 하는 마찰 교반 접합 방법.
  15. 제13항에 있어서,
    상기 (b) 스텝에 있어서, 상기 C형 프레임의 가압력 수용부의 상태를 센서로 검출하고, 당해 검출한 상기 C형 프레임의 가압력 수용부의 상태에 기초하여, 상기 C형 프레임의 높이를 제어하는 것을 특징으로 하는 마찰 교반 접합 방법.
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