CN111107957B - 复动式摩擦搅拌接合装置的运行方法以及复动式摩擦搅拌接合装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供复动式摩擦搅拌接合装置的运行方法以及复动式摩擦搅拌接合装置，复动式摩擦搅拌接合装置具备：接合工具(51)，具有销部件(11)与肩部件(12)；出没机构，使销部件(11)相对于肩部件(12)出没；旋转机构(533)，使接合工具(51)旋转；以及进退机构(532)，使接合工具(51)进退，上述复动式摩擦搅拌接合装置的运行方法包括基于与因摩擦搅拌接合而产生的被接合物(60)的材料对于销部件(11)的外周面以及肩部件(12)的贯通孔(13)的内周面的黏附的程度相关的黏附参数的等级对销部件(11)的外周面以及肩部件(12)的贯通孔(13)的内周面的至少一方进行清扫的(B)。

Description

复动式摩擦搅拌接合装置的运行方法以及复动式摩擦搅拌接 合装置

技术领域

本发明涉及复动式摩擦搅拌接合装置的运行方法以及复动式摩擦搅拌接合装置。

背景技术

以往，公知有如下FSW：利用基于由中心销与肩销构成的接合工具的旋转的摩擦热将被接合物软化以及搅拌进行接合，设计为中心销插通于肩销内且中心销的前端相对于肩销出没，接合工具借助搅拌用马达旋转(例如，参照专利文献1)。在该FSW中，为了在摩擦搅拌焊接(接合)时除去附着于肩销与中心销之间的粉尘，对中心销的表面以及肩销的孔内面进行清扫。由此，防止中心销的动作不良。

公知有制造包括钢制板材与比重更轻的轻金属制板材的车身的方法(例如，参照专利文献2)。在专利文献2公开的方法中，在将车顶板的前边部以及后边部与窗眉部件分别接合时，使用能够将接合部的表面维持为平滑的复动式的摩擦点接合装置。

专利文献1：日本特开2007－216286号公报

专利文献2：日本特开2009－202828号公报

然而，在上述专利文献1所公开的FSW的接合工具的清扫方法中，从延长接合工具的寿命的观点考虑存在不充分的第一课题。

另外，在上述专利文献2所公开的方法中，仅使铝合金板塑性流动，因而存在第二课题，即存在接合强度不充分的担忧。

发明内容

本发明的第一目的在于提供能够延长接合工具的寿命的复动式摩擦搅拌接合装置的运行方法以及复动式摩擦搅拌接合装置。

另外，本发明的第二目的在于提供即便相对于由不同的材料构成的多个部件利用摩擦热进行接合，也能够提高接合强度的复动式摩擦搅拌接合装置的运行方法以及复动式摩擦搅拌接合装置。

为了解决上述第一课题，本发明的某形态(aspect)所涉及的复动式摩擦搅拌接合装置的运行方法通过利用摩擦热使具有第一部件与第二部件的被接合物软化来进行接合，其中，上述复动式摩擦搅拌接合装置具备：圆柱状的肩部件，在中心部具有呈同心状地延伸的圆柱状的中心贯通孔；圆柱状的销部件，与上述肩部件一起构成接合工具，与该肩部件呈同心状地嵌插于上述肩部件的中心贯通孔；出没机构，使上述销部件相对于上述肩部件出没；旋转机构，使上述接合工具绕上述销部件的中心轴旋转；进退机构，使上述接合工具沿上述销部件的中心轴的延伸方向进退，上述复动式摩擦搅拌接合装置的运行方法包括：通过基于上述旋转机构的上述接合工具的旋转、基于上述出没机构的上述销部件相对于上述肩部件的出没、以及基于上述进退机构的上述接合工具的进退对上述被接合物进行摩擦搅拌接合的(A)；和基于与因上述摩擦搅拌接合而产生的上述被接合物的材料对于上述销部件的外周面以及上述肩部件的上述中心贯通孔的内周面的黏附的程度相关的黏附参数的等级，对上述销部件的外周面以及上述肩部件的上述中心贯通孔的内周面的至少一方进行清扫的(B)。这里，“基于黏附参数的等级进行清扫”包括：监视黏附参数进行清扫的方式；和预先研究黏附参数来决定清扫的时机，进行清扫而不监视黏附参数的方式。清扫的时机包括1个以上的特定的时机、不定期的时机、以及定期的时机。

如后述那样，接合工具断裂以前实施的打点数为实际的接合工具的寿命，使销部件上升时的销部件的驱动马达的电流随着打点数增加而增大，当达到某较大的绝对值时,销部件或者肩部件断裂。销部件的驱动马达的电流是与因摩擦搅拌接合而产生的被接合物的材料对于销部件的外周面以及肩部件的上述中心贯通孔的内周面的黏附的程度相关的黏附参数的一个例子。根据上述结构，基于因摩擦搅拌接合而产生的被接合物的材料对于销部件的外周面以及肩部件的中心贯通孔的内周面的黏附的程度相关的黏附参数的等级，对销部件的外周面以及肩部件的上述中心贯通孔的内周面的至少一方进行清扫，因而能够通过将应该实施清扫的黏附参数的等级设定为比接合工具断裂的等级低的等级来抑制接合工具的断裂。其结果是，能够延长接合工具的寿命。

上述黏附参数可以是绝对值与上述黏附的量变多对应地增加的参数，针对上述黏附参数的绝对值设置第一阈值。并且，上述运行方法还包括若上述黏附参数成为第一阈值以上则进行警告的(C)，在上述(C)之后进行上述(B)。这里，“警告”包括基于声音、文字等的消息的警告以及基于警报的警告。

根据该结构，黏附参数是绝对值与对于接合工具的黏附的量变多对应地增加的参数，若黏附参数成为第一阈值以上则进行警告，此后对接合工具进行清扫，因而能够通过将第一阈值设定为比接合工具断裂的等级低的等级来适当地抑制接合工具的断裂。

可以构成为若上述黏附参数成为比第一阈值大的第二阈值以上则禁止上述接合工具的动作的步骤。这里，“接合工具的动作禁止”包括使动作中的接合工具停止、使停止中的接合工具不动作。

根据该结构，在即便进行警告也不实施清扫的情况下，禁止接合工具的动作，因而能够通过将第二阈值设定为比接合工具断裂的等级低的等级来可靠地抑制接合工具的断裂。

上述黏附参数可以是绝对值与上述黏附的量变多对应地增加的参数，上述运行方法可以还包括若每规定期间的上述黏附参数的增加量成为规定值以上则进行警告以及上述接合工具的动作禁止的至少一方的(D)。

根据该结构，若呈现黏附参数超过允许限度的增加趋势，则进行警报以及接合工具的停止的至少一方，因而通过适宜地设定规定值，由此在被接合物的材料是对于接合工具的黏附量随着摩擦搅拌接合的次数增加而迅速增加的材料的情况下，能够适当地抑制接合工具的断裂。

上述黏附参数可以是设置于上述出没机构并以使上述销部件相对于上述肩部件出没的方式进行驱动的马达的电流值。

根据该结构，能够适当地抑制接合工具的断裂。

上述黏附参数可以是对上述一对被接合物进行摩擦搅拌接合的次数。

根据该结构，能够适当地抑制接合工具的断裂。

上述黏附参数也可以是在上述销部件或者上述肩部件产生的应力。

根据该结构，能够适当地抑制接合工具的断裂。

另外，本发明的其他形态(aspect)所涉及的复动式摩擦搅拌接合装置具备：圆柱状的肩部件，在中心部具有呈同心状地延伸的圆柱状的中心贯通孔；圆柱状的销部件，与上述肩部件一起构成接合工具，与该肩部件呈同心状地嵌插于上述肩部件的中心贯通孔；出没机构，使上述销部件相对于上述肩部件出没；旋转机构，使上述接合工具绕上述销部件的中心轴旋转；进退机构，使上述接合工具沿上述销部件的中心轴的延伸方向进退；以及控制器，上述控制器构成为执行：通过基于控制上述旋转机构实现的上述接合工具的旋转、基于控制上述出没机构实现的上述销部件相对于上述肩部件的出没、基于控制上述进退机构实现的上述接合工具的进退，对上述被接合物进行摩擦搅拌接合的(A)；和基于与因上述摩擦搅拌接合而产生的上述被接合物的材料对于上述销部件的外周面以及上述肩部件的上述中心贯通孔的内周面的黏附的程度相关的黏附参数的等级进行警告、上述接合工具的动作禁止、以及上述接合工具的清扫的至少一个的(B1)。这里，清扫的时机包括1个以上的特定的时机、不定期的时机、定期的时机。

根据该结构，基于与因摩擦搅拌接合而产生的被接合物的材料对于销部件的外周面以及肩部件的上述中心贯通孔的内周面的黏附的程度相关的黏附参数的等级进行警告、接合工具的动作禁止以及接合工具的清扫的至少一个，因而通过将应该实施它们的黏附参数的等级设定为比接合工具断裂的等级低的等级并对接合工具进行清扫，或者，通过在警告或者接合工具的动作禁止之后对接合工具进行清扫，从而能够抑制接合工具的断裂。其结果是，能够延长接合工具的寿命。

另外，本发明的又一其他形态(aspect)所涉及的复动式摩擦搅拌接合装置的运行方法通过利用摩擦热使具有部件的被接合物软化来进行接合，其中，上述复动式摩擦搅拌接合装置具备：圆柱状的肩部件，在中心部具有呈同心状地延伸的圆柱状的中心贯通孔；圆柱状的销部件，与上述肩部件一起构成接合工具，与该肩部件呈同心状地嵌插于上述肩部件的中心贯通孔；出没机构，使上述销部件相对于上述肩部件出没；旋转机构，使上述接合工具绕上述销部件的中心轴旋转；以及进退机构，使上述接合工具沿上述销部件的中心轴的延伸方向进退，上述复动式摩擦搅拌接合装置的运行方法包括：通过基于上述旋转机构的上述接合工具的旋转、基于上述出没机构的上述销部件相对于上述肩部件的出没、以及基于上述进退机构的上述接合工具的进退，对配置为相互接触的被接合物进行摩擦搅拌接合的(A)；和在规定的时机对上述销部件的外周面以及上述肩部件的上述中心贯通孔的内周面的至少一方进行清扫的(E)。这里，规定的时机包括1个以上的特定的时机、不定期的时机、定期的时机。另外，作为进行清扫的时机，具体而言，例如可以在定期地或者不定期地执行维护时实施清扫，也可以在1天的摩擦搅拌接合作业结束之后执行清扫。

另外，本发明的又一其他形态(aspect)涉及的复动式摩擦搅拌接合装置通过利用摩擦热使具有第一部件与第二部件的被接合物软化来进行接合，其中，上述复动式摩擦搅拌接合装置具备：圆柱状的肩部件，在中心部具有呈同心状地延伸的圆柱状的中心贯通孔；圆柱状的销部件，与上述肩部件一起构成接合工具，与该肩部件呈同心状地嵌插于上述肩部件的中心贯通孔；出没机构，使上述销部件相对于上述肩部件出没；旋转机构，使上接合工具绕上述销部件的中心轴旋转；进退机构，使上述接合工具沿上述销部件的中心轴的延伸方向进退；以及控制器，上述控制器构成为执行：通过基于控制上述旋转机构实现的上述接合工具的旋转、基于控制上述出没机构实现的上述销部件相对于上述肩部件的出没、以及基于控制上述进退机构实现的上述接合工具的进退，对配置为相互接触的被接合物进行摩擦搅拌接合的(A)；在规定的时机进行警告、上述接合工具的动作禁止以及上述接合工具的清扫的至少一个的(E)。这里，规定的时机包括1个以上的特定的时机、不定期的时机以及定期的时机。另外，作为进行清扫的时机，具体而言，例如可以在定期地或者不定期地执行维护时实施清扫，也可以在1天的摩擦搅拌接合作业结束之后执行清扫。

另外，为了解决上述第二课题，在本发明所涉及的复动式摩擦搅拌接合装置的运行方法中，上述第一部件配置为与上述接合工具对置且由与上述第二部件不同的种类的材料构成，上述(A)具有：上述旋转机构以及上述进退机构以边使上述接合工具旋转、边由该接合工具按压上述被接合物的被接合部的方式动作的(A1)；上述出没机构以使上述接合工具的前端部到达预先设定的规定的第一位置，以便软化的上述第二部件扎入至软化的上述第一部件的方式动作的(A2)；以及上述出没机构，上述旋转机构，以及上述进退机构以将上述接合工具在旋转的状态下从上述被接合部拔出的方式动作的(A3)。

由此，即便相对于由不同的材料构成的多个部件利用摩擦热进行接合，也能够提高接合强度。

并且，为了解决上述第二课题，在本发明所涉及的复动式摩擦搅拌接合装置中，上述第一部件配置为与上述接合工具对置且由与上述第二部件不同的种类的材料构成，上述(A)具有：上述旋转机构以及上述进退机构以边使上述接合工具旋转、边由该接合工具按压上述被接合物的被接合部的方式动作的(A1)；上述出没机构以使上述接合工具的前端部到达预先设定的规定的第一位置，以便软化的上述第二部件扎入至软化的上述第一部件的方式动作(A2)；上述出没机构、上述旋转机构以及上述进退机构以将上述接合工具在旋转的状态下从上述被接合部拔出的方式动作的(A3)。

由此，即便相对于由不同的材料构成的多个部件利用摩擦热进行接合，也能够提高接合强度。

本发明的上述目的、其他目的、特征以及优点在参阅附图后结合以下的优选的实施方式的详细说明而得以明确。

根据本发明所涉及的复动式摩擦搅拌接合装置的运行方法以及复动式摩擦搅拌接合装置，能够延长接合工具的寿命

另外，根据本发明所涉及的复动式摩擦搅拌接合装置的运行方法以及复动式摩擦搅拌接合装置，即便相对于由不同的材料构成的多个部件利用摩擦热进行接合，也能够提高接合强度。

附图说明

图1是示意性表示本实施方式1所涉及的复动式摩擦搅拌接合装置的硬件结构的侧视图。

图2是表示图1的复动式摩擦搅拌接合装置的控制系统的结构的框图。

图3的(a)～(f)是表示图1的复动式摩擦搅拌接合装置的摩擦搅拌接合动作的一个例子的示意图。

图4是表示出没驱动销部件的马达的电流值相对于打点数的变化的图表。

图5A是表示被接合物的材料对于销部件的外周面的黏附的照片。

图5B是表示被接合物的材料对于肩部件的中心贯通孔的内周面的黏附的照片。

图6是表示基于图1的复动式摩擦搅拌接合装置的黏附参数的警报以及接合工具的停止控制的流程图。

图7是示意性表示本实施方式2所涉及的复动式摩擦搅拌接合装置的硬件结构的侧视图。

图8是表示图7的复动式摩擦搅拌接合装置的控制系统的结构的框图。

图9是示意性表示本实施方式3所涉及的复动式摩擦搅拌接合装置的硬件结构的侧视图。

图10是表示图9的复动式摩擦搅拌接合装置的控制系统的结构的框图。

图11是表示本实施方式7所涉及的复动式摩擦搅拌接合装置的简要结构的示意图。

图12是示意性表示图11所示的复动式摩擦搅拌接合装置的控制结构的框图。

图13是表示本实施方式7所涉及的复动式摩擦搅拌接合装置的动作的一个例子的流程图。

图14A是示意性表示图11所示的复动式摩擦搅拌接合装置的摩擦搅拌接合的各工序的一个例子的工序图。

图14B是示意性表示图11所示的复动式摩擦搅拌接合装置的摩擦搅拌接合的各工序的一个例子的工序图。

图15是表示本实施方式7的变形例1的复动式摩擦搅拌接合装置的动作的一个例子的流程图。

图16A是示意性表示本变形例1的复动式摩擦搅拌接合装置的摩擦搅拌接合的各工序的一个例子的工序图。

图16B是示意性表示本变形例1的复动式摩擦搅拌接合装置的摩擦搅拌接合的各工序的一个例子的工序图。

图17是表示本实施方式8所涉及的复动式摩擦搅拌接合装置的简要结构的框图。

图18是表示本实施方式8所涉及的复动式摩擦搅拌接合装置的动作的一个例子的流程图。

图19是表示本实施方式9所涉及的复动式摩擦搅拌接合装置的简要结构的框图。

图20是表示本实施方式9所涉及的复动式摩擦搅拌接合装置的动作的一个例子的流程图。

图21是表示本实施方式10所涉及的复动式摩擦搅拌接合装置的动作的一个例子的流程图。

具体实施方式

(本发明的由来)

在复动式摩擦搅拌接合中，精加工表面平滑。在工业界存在从美观的观点考虑迫切期望复动式摩擦搅拌接合的采用的领域，但在该领域中，要求打点的成本的减少。

然而，在复动式摩擦搅拌接合中，因销部件断裂而导致其寿命终结。即，销部件断裂以前实施的打点数为实际的销部件的寿命。本发明人为了减少打点的成本而对销部件的长寿命化进行了研究。销部件在为了使前端相对于肩部件没入而上升的过程中断裂。本发明人在研究该销部件的长寿命化的过程中发现：使销部件上升的时的销部件的驱动马达的电流随着打点数增加而增大，当达到某较大的绝对值时，销部件断裂(参照图4)。本发明人推测：该销部件的驱动马达的电流之所以增大是由于被接合物的材料(铝合金)对于销部件的外周面以及肩部件的中心贯通孔的内周面的黏附，通过打点除去了(清扫了)黏附在驱动马达的电流增大了的接合工具的销部件的外周面以及肩部件的中心贯通孔的内周面的铝。由此使驱动马达的电流降低。该接合工具达到40000打点，但是销部件尚未断裂。该实验处于继续中。

另外，发现：在销部件的直径较大的接合工具的情况下，肩部件断裂。并且，还发现：接合工具的断裂的时期(寿命)取决于被接合物的材料。

本发明是基于上述见解而完成的。稍后使用图4对上述的见解详细地进行说明。

(本发明中的专利文献1所记载的技术的定位)

一般地，在通过FSW进行点接合的情况下，为了减少点接合的成本而要求尽可能以较短的时间进行1次点接合。因此，每次进行点接合都清扫接合工具并不现实。然而，专利文献1完全没有提及接合工具的清扫的时机(频度)。原本，专利文献1完全未提及(未意识到)接合工具的清扫对接合工具的寿命造成影响。根据这样的专利文献1的记载，在欲清扫接合工具的情况下，可能存在时机过晚、接合工具在清扫前就断裂的情况。因此，通过专利文献1的清扫方法无法延长接合工具的寿命。

以下，参照附图对本发明的实施方式具体地进行说明。以下，在全部的图中，对相同或者相当的要素标注相同的参照附图标记并省略其重复的说明。另外，以下的图是用于说明本发明的图，因而存在与本发明无关的要素被省略的情况、被简化的情况、被夸大的情况、或者多个图相互不一致的情况。

(实施方式1)

[硬件结构]

图1是示意性表示本实施方式1所涉及的复动式摩擦搅拌接合装置的硬件结构的侧视图。复动式摩擦搅拌接合装置不存在方向性，但在后文中，为了便于说明，将图1的上下方向作为复动式摩擦搅拌接合装置的上下方向进行说明。

参照图1，本发明的实施方式1所涉及的复动式摩擦搅拌接合装置50A具备：圆柱状的肩部件12，在中心部具有呈同心状地延伸的圆柱状的中心贯通孔13；圆柱状的销部件11，与肩部件12一起构成接合工具51，与该肩部件12呈同心状地嵌插于肩部件12的中心贯通孔13；出没机构(销驱动部531)，使销部件11相对于肩部件12出没；旋转机构(521、533)，使接合工具51以及出没机构(销驱动部531)绕销部件11的中心轴Xr一同旋转；进退机构(522、532)，使接合工具51、出没机构(销驱动部531)以及旋转机构(521、533)沿销部件11的中心轴Xr的延伸方向一同进退，构成为通过接合工具51基于旋转机构(521、533)的旋转、销部件11基于出没机构(销驱动部531)相对于肩部件12的出没、以及接合工具51基于进退机构(522、532)的进退对被接合物60进行摩擦搅拌接合。复动式摩擦搅拌接合装置50A构成为还基于与因摩擦搅拌接合而产生的被接合物60的材料对于销部件11的外周面以及肩部件12的中心贯通孔13的内周面的黏附的程度相关的黏附参数的等级，进行警告和接合工具51的动作禁止、以及接合工具51的清扫中的至少一方。以下，例示了进行警告和接合工具51的停止(动作禁止的一个形态)的方式。

以下，对复动式摩擦搅拌接合装置50A的结构具体地进行说明。参照图1，这里，复动式摩擦搅拌接合装置50A构成为安装于机械臂的前端的末端执行器，具体而言，构成为接合枪。当然，复动式摩擦搅拌接合装置50A也可以构成为接合枪以外的方式。复动式摩擦搅拌接合装置50A具备C字形的C型框架55。C型框架55安装于机械臂的前端。在C型框架55的上端部设置有肩驱动部532。

肩驱动部532例如由伺服马达以及升降机构构成。在肩驱动部532以能够升降的方式连结有可动体522。作为升降机构，例示滚珠丝杠、齿轮齿条等。

这里，可动体522形成为圆板状。在可动体522的外周部以向下方延伸的方式设置有夹压驱动部41。夹压驱动部41例如由螺旋状的压缩弹簧构成。在夹压驱动部41的下端以向下方延伸的方式设置有圆筒状的夹压部件54。夹压部件54设置为中心轴与规定的旋转轴线Xr一致。规定的旋转轴线沿上下方向延伸。因此，规定的旋转轴线的延伸方向与可动体522的升降移动的方向相同。另外，在可动体522的中央部设置有旋转驱动部533。旋转驱动部533由马达构成。旋转驱动部533的旋转驱动的旋转轴线与规定的旋转轴线Xr一致。在旋转驱动部533连结有旋转体521。这里，旋转体521形成为圆板状。在旋转体521的外周部以向下方延伸的方式设置有肩部件12。肩部件12形成为圆柱状，在中心部形成有呈同心状地延伸的圆柱状的中心贯通孔13。中心贯通孔13d的上部形成为大径，其余部形成为比上部小的小径。肩部件12呈同心状地嵌插于夹压部件54的内部空间。因此，肩部件12的中心轴与规定的旋转轴线一致。可动体522与旋转体521构成接合工具固定部52。

在肩部件12的中心贯通孔13的上部设置有销驱动部531。销驱动部531例如由伺服马达以及升降机构构成。在销驱动部531以能够升降的方式连结有销部件11。作为升降机构，例示滚珠丝杠、齿轮齿条等。

销部件11形成为圆柱状，其上端部与销驱动部531连结。销部件11与肩部件12呈同心状地嵌插于肩部件12的中心贯通孔13。因此，销部件11的中心轴Xr与规定的旋转轴线一致。销部件11构成为在位于基准位置的情况下，下端面11a位于与肩部件12的下端面12a相同的高度。因此，若销驱动部531使销部件11从基准位置下降，则销部件11从肩部件12向下方突出，若销驱动部531使销部件11从基准位置上升，则销部件11没入至肩部件12的内部。因此，销驱动部531构成出没机构。

销部件11以及肩部件12由超硬合金、工具钢、高速钢、陶瓷等构成。这里，销部件11以及肩部件12由超硬合金构成。另外，在销部件11的外周面以及肩部件12的中心贯通孔13的内周面形成有表面覆盖层。作为表面覆盖层的材料，例示金刚石、无氢DLC。该表面覆盖层为了降低销部件11以及肩部件12相对于作为被接合物的材料的铝的亲和性而设置。上述的销部件11以及肩部件12构成接合工具51。另外，若旋转驱动部533使旋转体521旋转，则肩部件12以及销部件11一同旋转。因此，旋转驱动部533以及旋转体521构成接合工具51的“旋转机构”。

夹压部件54以及接合工具51构成为在销部件11位于基准位置的情况下，夹压部件54的下端面54a位于比销部件11的下端面11a以及肩部件12的下端面12a向下方偏移规定的尺寸的位置。即，在夹压部件54的下端面54a与销部件11的下端面11a以及肩部件12的下端面12a之间设置有台阶部。

在C型框架55的下端部设置有背抵部件56。背抵部件56设置为与夹压部件54以及接合工具51的下端对置。而且，在背抵部件56的支承面56a之上配置被接合物60。

因此，若肩驱动部532使可动体522升降，则接合工具51、“出没机构”(销驱动部531)、“旋转机构”(533、521)以及夹压部件54相对于被接合物60进退。因此，肩驱动部532以及可动体522构成接合工具51的“进退机构”。

若通过肩驱动部532使接合工具51朝向被接合物60前进(下降)，则因上述的台阶部导致夹压部件54的下端面54a先与被接合物60抵接，然后，销部件11的下端面11a以及肩部件12的下端面12a与被接合物60抵接。由此，构成夹压驱动部41的压缩弹簧被压缩了上述的台阶部量，夹压部件54借助该弹力对被接合物60进行加压。

[控制系统的结构]

图2是表示图1的复动式摩擦搅拌接合装置的控制系统的结构的框图。参照图2，复动式摩擦搅拌接合装置50A包括工具驱动部53、警报部33、控制部21、存储部31以及输入部32。

首先，对黏附参数进行说明。黏附参数是与因摩擦搅拌接合而产生的被接合物60的材料对于销部件11的外周面以及肩部件12的中心贯通孔13的内周面的黏附的程度相关的参数。作为黏附参数，例示以使销部件11相对于肩部件12出没的方式进行驱动的销驱动部531的马达的电流值(以下，称为马达电流值)、摩擦搅拌接合的数量(次数)亦即打点数、在销部件11或者肩部件12产生的应力。对于上述的参数的绝对值而言，均是绝对值与黏附的量变多(等级变高)对应地变大(等级变高)的参数。接合工具的断裂存在销部件11断裂的方式和肩部件12断裂的方式。对于马达电流值以及应力而言，符号在上述两个方式之间反转。由此，黏附参数的等级按照其绝对值确定。以下，作为黏附参数，例示使用销驱动部531的马达电流值的方式。

工具驱动部53包括销驱动部531、肩驱动部532以及旋转驱动部533。

警报部33具有向操作者报告(警告)黏附参数达到应该警戒接合工具51的断裂的等级的功能。警报部33例如由蜂鸣器、信号塔、巡逻灯(注册商标)、扬声器等构成。警报部33例如设置于使用复动式摩擦搅拌接合装置50A的作业场所的适宜位置。

这里，输入部32为了输入启动指令、停止指令、黏附参数的第一阈值以及第二阈值等而使用。输入部32例如由触摸面板、鼠标、键盘等输入设备构成。输入部32例如设置有使用复动式摩擦搅拌接合装置50A的作业场所的适宜位置。

控制部21与存储部31作为控制器构成为一体。控制部21通过读取并执行储存于存储部31的规定的控制程序来控制工具驱动部53的动作。另外，控制部21使存储部31存储从输入部32输入的黏附参数的第一阈值以及第二阈值。具备控制部21以及存储部31的控制器可以由进行集中控制的单独的控制器构成，也可以由相互配合进行分散控制的多个控制器构成。控制器(控制部21以及存储部31)例如由微控制器、MPU、FPGA(Field ProgrammableGate Array)、PLC(Programmable Logic Controller)等构成。控制部21以及存储部31分别由上述的运算器(处理器)的运算部以及存储器构成。

控制器(控制部21以及存储部31)例如设置于使用复动式摩擦搅拌接合装置50A的作业场所的适宜位置。

具体而言，控制部21对构成销驱动部531以及肩驱动部532的伺服马达进行位置控制。另外，控制部21对构成旋转驱动部533的马达的旋转进行控制。另外，控制部21对黏附参数(销驱动部531销的马达电流值(绝对值))进行监视，若黏附参数成为第一阈值以上，则使警报部33发出(产生)警报，若黏附参数成为第二阈值以上，则使复动式搅拌摩擦搅拌接合装置50A停止。

[动作]

接下来，分为摩擦搅拌接合动作与基于黏附参数的警报以及接合工具的停止控制对以上那样构成的复动式摩擦搅拌接合装置50A的动作进行说明。此外，以下的动作通过控制部21读取储存于存储部31的程序来执行。

＜摩擦搅拌接合动作＞

首先，对摩擦搅拌接合动作简单地进行说明。图3的(a)～(f)是表示图1的复动式摩擦搅拌接合装置的摩擦搅拌接合动作的一个例子的示意图。以下，例示将作为被接合物60的一对金属板61、62重叠为相互接触并通过点接合进行连结的方式。另外，在图3的(a)～(f)中，箭头p表示接合工具51的移动方向(与图1中的虚线箭头P1～P2的方向对应)，黑色的箭头表示接合工具(销部件11以及肩部件12)的旋转方向，框状箭头表示对金属板61、62施加力的方向。另外，还从背抵部件56对于金属板61、62施加力，但为了便于说明，在图3的(a)～(f)中未图示。并且，为了使与销部件11以及夹压部件54的区别明确，在肩部件12标注散点状的花纹。以下的动作通过控制部21控制工具驱动部53来进行，但以下不言及控制部21以及工具驱动部53。

在图3的(a)～(f)所示的一系列的工序中，使销部件11比肩部件12先压入至金属板61、62。

具体而言，如图3的(a)所示，使接合工具51接近金属板61、62(图中箭头p)，使夹压部件54的下端面54a(图3的(a)～(f)中未示出参照附图标记)与上侧的金属板61的表面60c抵接，并且使背抵部件56与下侧的金属板62的背面60d抵接。由此，通过夹压部件54与背抵部件56夹住金属板61、62，通过夹压部件54的按压(图中框状箭头F)产生夹压力。

接下来，如图3的(b)所示，接合工具51接近金属板61、62，销部件11的下端面11a(图3的(a)～(f)中未示出参照附图标记)以及肩部件12的下端面12a(图3的(a)～(f)中未示出参照附图标记)与金属板61的表面60c抵接。在该状态下，通过由压缩弹簧构成的夹压驱动部41的弹力产生夹压部件54的夹压力。而且，使销部件11以及肩部件12与金属板61的表面60c抵接并旋转(图中黑色箭头)。

在该状态下，销部件11、肩部件12均不进退移动，因而能够对金属板61的表面60c进行“预备加热”。由此，金属板61的抵接区域内的金属材料因摩擦而发热，从而软化，在金属板61的表面60c附近产生塑性流动部60a。

接下来，如图3的(c)所示，利用肩驱动部532使肩部件12从销部件11相对地突出，从而使该肩部件12从金属板61的表面60c进一步进入(压入)至内部。由此，塑性流动部60a从上侧的金属板61一直扩散至下侧的金属板62，塑性流动部60a的软化了的金属材料被肩部件12推走，从肩部件12的正下方流动至销部件11的正下方，因而销部件11后退，从肩部件12观察浮起。

接下来，如图3的(d)所示，使突出的肩部件12逐渐后退(拉起)，并且使销部件11进入(压入)至金属板61。

接下来，如图3的(e)所示，使销部件11逐渐拉起。由此，因肩部件12或者销部件11的压入而产生的凹部回填。最终，使销部件11的下端面11a以及肩部件12的下端面12a一致达到相互间不产生台阶部的程度(形成为同一平面)。

最后，如图3的(f)所示，将接合工具51以及背抵部件56从金属板61、62分离，一系列的摩擦搅拌点接合结束。此时，接合工具51的抵接的旋转(以及按压)不施加于金属板61、62，因而在扩散至金属板61、62双方的塑性流动部60a中，塑性流动停止，成为接合部60b。由此，一对金属板61、62被接合部60b连结。

＜警报以及接合工具的停止控制＞

接下来，对使本发明具有特征的警报以及接合工具的停止控制进行说明。

首先，对马达电流值相对于成为该控制的基础的接合工具51的打点数的变化特性进行说明。如已叙述过的那样，“马达电流值”是构成出没驱动销部件11的销驱动部531的马达的电流值。

图4是表示出没驱动销部件的马达的电流值相对于打点数的变化的图表。图4的纵轴表示构成销驱动部531的马达的打点时的最大电流值(以下，称为销轴最大电流值)。该“打点时的最大电流值”是构成上述的图3的(c)的工序中的销驱动部531的马达的电流值。在图4中，用直线连接菱形的绘图点而成的曲线(以下，称为第一曲线)表示不清扫接合工具51的情况下的打点数－销轴最大电流值的变化，用直线连接三角形的绘图点而成的曲线(以下，称为第二曲线)表示间歇地清扫接合工具51的情况下的打点数－销轴最大电流值的变化。第一曲线中的A点以及B点分别是观察到接合工具51的黏附的程度的点以及接合工具51的销部件11断裂(剪断)的点。在第二曲线中，多个(6个)箭头所指的点是清扫接合工具51的点。

在用于获得图4所示的数据的实验中，使用由5000系的铝合金构成的被接合物60。

参照图4，在不清扫接合工具51的情况下，如第一曲线所示，销轴最大电流值与打点数大致成比例地增大，在大致5000的打点数断裂。销部件11的断裂在图3的(c)所示的工序中使销部件11上升(拉起(没入)至肩部件12)时产生。以下，将销部件11伴随着打点数的增加而因断裂导致寿命终结称为销部件11的断裂寿命。此外，如后述那样，肩部件12也伴随着打点数的增加而断裂，因而将其称为肩部件12的断裂寿命，将接合工具51的伴随着打点数的增加的断裂称为接合工具51的断裂寿命。

另一方面，在清扫了接合工具51的情况下，如第二曲线所示，每次清扫接合工具51，销轴最大电流值降低，即便为17000的打点数，接合工具51也未断裂，实验处于继续中。在最新的数据中，在40000的打点数，接合工具51未断裂。

图5A是表示第一曲线的A点处的被接合物60的材料对于销部件11的外周面的黏附的照片。图5B是表示第二曲线的A点处的被接合物60的材料对于肩部件12的中心贯通孔13的内周面的黏附的照片。参照图5A以及图5B可见，在销部件11的外周面以及肩部件12的中心贯通孔13的内周面黏附有被接合物60的材料亦即铝合金。

由以上的事实可推测以下的机理发展。在摩擦搅拌接合时，被接合物60的材料进入至销部件11的外周面与肩部件12的中心贯通孔13的内周面之间，其分别在销部件11的外周面以及肩部件12的中心贯通孔13的内周面黏附。于是，摩擦搅拌接合时的销部件11的应力(在该情况下为拉伸应力)增大。该应力的增加表现成为销轴最大电流值的增加。被接合物60的材料对于接合工具51的黏附随着打点数的增加而增大，据此，摩擦搅拌接合时的销部件11的应力增大。而且，若该应力超过销部件11的允许应力，则销部件11断裂。

此外，销部件11的断裂时的应力(拉伸应力)超过销部件11的材料的剪断性能，因而销部件11的断裂不是因为销部件的恶化。

另外，在销部件11的直径较大的情况下，确认到肩部件12在图3的(d)所示的工序中断裂。

并且，在被接合物60的材料为塑性流动性好于5000系的铝合金的6000系的铝合金的情况下，确认到对于接合工具51的黏附量较多。由此，推测为打点数的增加引起的接合工具51的断裂容易度取决于被接合物60的材料。

基于以上的见解规定以下的警报以及接合工具的停止控制。

图6是表示基于图1所示的复动式摩擦搅拌接合装置的黏附参数的警报以及接合工具的停止控制的流程图。

参照图2以及图6，警报以及接合工具51的停止控制(以下称为本控制)通过控制部21基于黏附参数(这里为销驱动部531的马达电流值)控制工具驱动部53以及警报部33来进行。

若摩擦搅拌接合开始，则控制部21开始本控制，首先，对是否接收到停止指令进行判定(步骤S1)。在接收到停止指令的情况下(在步骤S1中为是)，进入至步骤S6，停止复动式摩擦搅拌接合装置50A，结束本控制。在未接收到停止指令的情况下(在步骤S1中为否)，控制部21取得黏附参数(步骤S2)。

接下来，控制部21对黏附参数是否为第一阈值以上进行判定(步骤S3)。第一阈值设定为比与销部件11以及肩部件12的断裂寿命对应的黏附参数的绝对值(等级)小的绝对值(低的等级)。第一阈值通过实验、模拟、计算等决定。这里，例如销部件11断裂的销轴最大电流值为6A，第一阈值为4A。

在黏附参数不为第一阈值以上的情况下(在步骤S3中为否)，返回至步骤S1。由此，控制部21监视黏附参数。

在黏附参数为第一阈值以上的情况下(在步骤S3中为是)，控制部21对黏附参数是否为第二阈值以上进行判定(步骤S4)。第二阈值设定为比与销部件11以及肩部件12的断裂寿命对应的黏附参数的绝对值小且大于第一阈值的绝对值。第二阈值通过实验、模拟、计算等决定。这里，例如第二阈值为5A。

在黏附参数不为第二阈值以上的情况下(在步骤S2中为否)，控制部21发出警报(步骤S5)，返回至步骤S1。收到该警报后，操作者从复动式摩擦搅拌接合装置50A的输入部32输入停止指令。于是，控制部21停止复动式摩擦搅拌接合装置50A(在步骤S1中为是，步骤S6)。由此，本控制结束。然后，操作者清扫接合工具51。由此，防止接合工具51的断裂，接合工具51的寿命变长。

另一方面，在黏附参数为第二阈值以上的情况下(在步骤S2中为是)，控制部21停止复动式摩擦搅拌接合装置50A，由此停止接合工具51(步骤S6)。由此，本控制结束。然后，操作者清扫接合工具51。由此，防止接合工具51的断裂，接合工具51的寿命变长。

此外，在本实施方式1所涉及的复动式摩擦搅拌接合装置50A中，采用了通过操作者进行接合工具51的清扫的方式，但并不限定于此。例如也可以采用如下方式，即控制部21使工具驱动部53驱动，使销部件11相对于肩部件12出没，由此进行接合工具51的清扫。在该情况下，控制部21也可以执行上述专利文献1中公开的接合工具的清扫方法。

(实施方式2)

图7是示意性表示本实施方式2所涉及的复动式摩擦搅拌接合装置的硬件结构的侧视图。图8是表示图7的复动式摩擦搅拌接合装置的控制系统的结构的框图。对于本实施方式2而言，黏附参数为打点数(摩擦搅拌接合的次数)这点与实施方式1不同，其他结构与实施方式1同样。以下，对该不同点进行说明。

参照图7以及图8，在实施方式2的复动式摩擦搅拌接合装置50B中，肩驱动部532的伺服马达(未图示)具备旋转式编码器80，其输出信号输入至控制部21。针对1次摩擦搅拌接合，肩驱动部532的马达使接合工具51进退(下降以及上升)1次，因而控制部21基于该旋转式编码器80的输出对打点数(摩擦搅拌接合的次数)进行计数。这样，控制部21将打点数作为黏附参数进行监视，与实施方式1同样地进行警报的控制。但是，在本实施方式2中，在黏附参数的等级(打点数)超过第二阈值的时刻，接合工具51(复动式摩擦搅拌接合装置50B)停止，因而若黏附参数的等级(打点数)超过第二阈值，则不启动复动式摩擦搅拌接合装置50B。由此，禁止接合工具51的动作。

通过该实施方式2也能够获得与实施方式1同样的效果。

(实施方式3)

图9是示意性表示本实施方式3所涉及的复动式摩擦搅拌接合装置的硬件结构的侧视图。图10是表示图9的复动式摩擦搅拌接合装置的控制系统的结构的框图。对于本实施方式3而言，黏附参数是在销部件11产生的应力这点与实施方式1不同，其他结构与实施方式1同样。以下，对该不同点进行说明。

参照图9以及图10，在实施方式3的复动式摩擦搅拌接合装置50C中，在销部件11安装有应力传感器81，其输出信号输入至控制部21。作为应力传感器81，例示应变仪。此外，应力传感器81的输出信号例如在旋转体521上利用信号线传送，旋转体521与可动体522之间通过设置于旋转驱动部533的马达的旋转轴的集电环与设置于可动体522的电刷传送，电刷与控制部21之间利用信号线传送。控制部21基于该应力传感器81的输出检测在销部件11产生的应力。这样，控制部21将在销部件11产生的应力作为黏附参数进行监视，与实施方式1同样地进行警报以及接合工具的停止控制。此外，可以通过在向销部件11传递驱动力的部件设置应力传感器来间接地检测在销部件11产生的应力。另外，可以代替销部件11而在肩部件12安装应力传感器81。

通过该实施方式3也能够获得与实施方式1同样的效果。

(实施方式4)

在本实施方式4中，若每规定期间的黏附参数的增加量成为规定值以上则控制部21进行警报以及接合工具的动作禁止这点与实施方式1不同。除此以外的结构与实施方式1同样。

根据该实施方式3，若呈现黏附参数超过允许限度的增加趋势，则进行警报以及接合工具5的停止，因而通过适宜地设定规定值，从而在被接合物60的材料是随着摩擦搅拌接合的次数增加而导致对于接合工具51的黏附量迅速增加的材料的情况下，能够适当地抑制接合工具51的断裂。

(实施方式5)

在本实施方式5中，复动式摩擦搅拌接合装置具备清扫机构，在规定的时机通过清扫机构自动地进行接合工具51的清扫。规定的时机包括1个以上的特定的时机、不定期的时机、定期的时机。

根据该实施方式5，能够延长接合工具51的寿命。

(实施方式6)

在本实施方式6中，通过操作者或者通过复动式摩擦搅拌接合装置在规定的时机进行警告、上述接合工具的动作禁止以及上述接合工具的清扫中的至少一个。规定的时机包括1个以上的特定的时机、不定期的时机、定期的时机。

根据该实施方式6，能够延长接合工具51的寿命。

(实施方式7)

对于本实施方式7所涉及的复动式摩擦搅拌接合装置而言，在实施方式1～6所涉及的复动式摩擦搅拌接合装置中，第一部件配置为与接合工具对置，且由与第二部件不同的种类的材料构成，控制器构成为在(A)中执行：(A1)，旋转机构以及进退机构以边使接合工具旋转、边由该接合工具按压被接合物的被接合部的方式动作；(A2)，出没机构以使接合工具的前端部到达预先设定的规定的第一位置以便软化的第二部件扎入至软化的第一部件的方式动作；以及(A3)，出没机构、旋转机构以及进退机构以将接合工具在旋转的状态下从被接合部拔出的方式动作。

另外，在本实施方式7所涉及的复动式摩擦搅拌接合装置中，控制器可以构成为在(A2)中执行：(A21)，出没机构以使销部件没入至肩部件的内侧、肩部件的前端部到达第一位置的方式动作；和(A22)，在(A21)之后，出没机构以肩部件的前端部从第一位置后退且销部件从肩部件的前端部突出的方式动作。

另外，在本实施方式7所涉及的复动式摩擦搅拌接合装置中，第一部件可以有软化温度比第二部件低的材料构成。

并且，在本实施方式7所涉及的复动式摩擦搅拌接合装置中，可以是第一部件由铝或者热塑性塑料以及纤维强化塑料中的至少一个材料构成，第二部件由钢构成。

以下，参照图11～图14B对本实施方式7所涉及的复动式摩擦搅拌接合装置的一个例子进行说明。

[复动式摩擦搅拌接合装置的结构]

图11是表示本实施方式7所涉及的复动式摩擦搅拌接合装置的简要结构的示意图。此外，在图11中，将图中的上下方向表示为复动式摩擦搅拌接合装置中的上下方向。

如图11所示，本实施方式7所涉及的复动式摩擦搅拌接合装置50具备：具有销部件11及肩部件12的接合工具51、接合工具固定部52、工具驱动部53、夹压部件54、C型框架55、背抵部件56以及控制器100。

销部件11以及肩部件12被接合工具固定部52支承，并被工具驱动部53沿上下方向进退驱动。销部件11、肩部件12、接合工具固定部52、工具驱动部53以及夹压部件54设置于C型框架55的上部。另外，在C型框架55的下部设置有背抵部件56。销部件11以及肩部件12与背抵部件56在相互对置的位置安装于C型框架55。此外，在销部件11以及肩部件12与背抵部件56之间配置被接合物60。

接合工具固定部52由旋转体521以及可动体522构成，工具驱动部53由销驱动部531、肩驱动部532以及夹压驱动部41构成。另外，夹压部件54经由夹压驱动部41固定于可动体522。此外，夹压驱动部41由弹簧构成。

销部件11形成为大致圆筒形或者大致圆柱形，在图11中未详细图示，但被旋转体521支承。另外，销部件11构成为借助旋转驱动部533绕与销部件11的轴心(中心轴)一致的轴线Xr旋转。

并且，销部件11构成为借助销驱动部531能够沿箭头P1方向即轴线Xr方向(在图11中为上下方向)相对于肩部件12相对地进退移动。即，销驱动部531构成为使销部件11相对于肩部件12出没的出没机构。此外，作为销驱动部531，例如可以由直动促动器构成。作为直动促动器，可以由伺服马达与齿轮齿条机构或者伺服马达与滚珠丝杠构成。

肩部件12形成为具有中空的大致圆筒状，被旋转体521支承。在肩部件12的中空内内插有销部件11。换言之，肩部件12配置为包围销部件11的外周面。另外，肩部件12构成为借助旋转驱动部533绕与销部件11相同的轴线Xr旋转。并且，肩部件12构成为能够借助肩驱动部532沿箭头P2方向即轴线Xr方向进退移动。

此外，作为肩驱动部532，例如可以由直动促动器构成。作为直动促动器，可以由伺服马达与齿轮齿条机构或者伺服马达与滚珠丝杠构成。

这样，在本实施方式中，销部件11以及肩部件12由相同的旋转体521支承，均借助旋转驱动部533绕轴线Xr一体地旋转。因此，旋转驱动部533以及旋转体521构成使接合工具51绕销部件11的中心轴旋转的旋转机构。

另外，旋转体521经由旋转驱动部533支承于可动体522。由此，若肩驱动部532进行驱动，则销部件11以及可动体522与肩部件12一起进退。因此，肩驱动部532以及可动体522构成使接合工具51沿销部件11的中心轴的延伸方向进退的进退机构。

夹压部件54与肩部件12同样形成为具有中空的圆筒状，并设置为其轴心与轴线Xr一致。在夹压部件54的中空内内插有肩部件12。

即，以包围销部件11的外周面的方式配置有大致圆筒状的肩部件12，以包围肩部件12的外周面的方式配置有大致圆筒状的夹压部件54。换言之，夹压部件54、肩部件12以及销部件11分别成为同轴芯状的嵌套构造。

另外，夹压部件54构成为从一方的面(表面)按压被接合物60。如上所述，在本实施方式1中，夹压部件54经由夹压驱动部41支承于可动体522。夹压驱动部41构成为向背抵部件56侧对夹压部件54施力。而且，夹压部件54(包括夹压驱动部41以及可动体522)构成为能够借助肩驱动部532沿箭头P3方向(与箭头P1以及P2同方向)进退。

此外，在本实施方式1中，夹压驱动部41由弹簧构成，但并不限定于此。夹压驱动部41只要是能够对夹压部件54赋予作用力、赋予加压力的结构即可，例如使用气压、液压、伺服马达等的机构也能够适当地使用。

销部件11、肩部件12以及夹压部件54分别具备下端面(前端面)11a、下端面(前端面)12a以及下端面(前端面)54a。另外，销部件11、肩部件12以及夹压部件54借助工具驱动部53进退移动，从而下端面11a、下端面12a以及下端面54a分别与被接合物60的表面抵接。

在本实施方式7中，背抵部件56构成为以抵接的方式利用平坦的面(支承面56a)支承平板状的被接合物60的背面。背抵部件56只要能够以能够实施摩擦搅拌接合的方式适宜地支承被接合物60即可，其结构并不特别限定。背抵部件56例如可以构成为：额外准备具有多个种类的形状的背抵部件56，能够根据被接合物60的种类从C型框架55拆卸并更换。

此外，本实施方式7中的销部件11、肩部件12、接合工具固定部52、工具驱动部53、夹压部件54、C型框架55以及背抵部件56的具体结构并不限定于上述的结构，能够适当地使用在摩擦搅拌接合的领域广为人知的结构。例如，在本实施方式中，构成工具驱动部53的销驱动部531以及肩驱动部532均由在摩擦搅拌接合的领域公知的马达以及齿轮机构等构成，但并不限定于此。

另外，在本实施方式7中，采用了具备夹压部件54的结构，但并不局限于此，可以采用不具备夹压部件54的结构。在该情况下，例如，夹压部件54可以构成为能够根据需要相对于C型框架55装卸。

并且，本实施方式7所涉及的复动式摩擦搅拌接合装置50采用配设于摩擦搅拌接合用机器人装置(未图示)的方式。具体而言，C型框架55安装于机器人的臂的前端。

此外，复动式摩擦搅拌接合装置50(包括C型框架55)并不限定于应用在摩擦搅拌接合用机器人装置的情况，例如还能够适当地应用于NC机床、大型的C框架以及自动铆钉机等公知的加工用设备。

另外，本实施方式1所涉及的复动式摩擦搅拌接合装置50可以构成为两对以上的机器人使复动式摩擦搅拌接合装置50中的背抵部件56以外的部分与背抵部件56正对。并且，复动式摩擦搅拌接合装置50只要能够相对于被接合物60稳定地进行摩擦搅拌接合，可以采用将被接合物60设计为手持式的方式，也可以采用将机器人作为被接合物60的定位器使用的方式。

[复动式摩擦搅拌接合装置的控制结构]

接下来，参照图12对本实施方式7所涉及的复动式摩擦搅拌接合装置50的控制结构具体地进行说明。

图12是示意性表示图11所示的复动式摩擦搅拌接合装置的控制结构的框图。

如图12所示，复动式摩擦搅拌接合装置50具备输入部32以及控制器100。控制器100具有CPU等控制部(运算处理部)21和ROM、RAM等存储部31。

输入部32能够相对于控制器100输入与摩擦搅拌接合的控制相关的各种参数、或其他的数据等，由键盘、触摸面板、按钮开关组等公知的输入装置构成。在本实施方式7中，至少被接合物60的接合条件例如被接合物60的厚度、材质等数据能够通过输入部32输入。

存储部31将各种数据存储为能够读取，作为存储部31，由公知的存储器、硬盘等存储装置等构成。存储部31不需要是单一的，可以构成为多个存储装置(例如随机访问存储器以及硬盘驱动器)。在控制部21等由微电脑构成的情况下，存储部31的至少一部分可以构成为微电脑的内部存储器，也可以构成为独立的存储器。

此外，也可以在存储部31存储数据，而能够从控制部21以外的设备读取数据，当然也可以构成为能够从控制部21等进行数据的写入。

控制部21构成为对构成复动式摩擦搅拌接合装置50的各部件(各设备)进行控制。具体而言，控制部21读取并执行储存于存储部31的规定的控制程序，由此对构成工具驱动部53的销驱动部531、肩驱动部532以及旋转驱动部533进行控制。

由此，能够进行销部件11以及肩部件12的前进移动或者后退移动的切换、进退移动时的销部件11以及肩部件12中的前端位置的控制、移动速度以及移动方向等的控制。另外，能够对销部件11、肩部件12以及夹压部件54的按压被接合物60的按压力进行控制。并且，能够对销部件11以及肩部件12的转速进行控制。

此外，控制器100可以由进行集中控制的单独的控制器100构成，也可以由相互配合进行分散控制的多个控制器100构成。另外，控制器100可以由微电脑构成，也可以由MPU、PLC(Programmable Logic Controller)、逻辑电路等构成。

[复动式摩擦搅拌接合装置的动作及其作用效果]

接下来，参照图11～图14B对本实施方式7所涉及的复动式摩擦搅拌接合装置的动作及其作用效果进行说明。此外，以下的动作能够通过控制器100的控制部21读取储存于存储部31的程序来执行。

图13是表示本实施方式7所涉及的复动式摩擦搅拌接合装置的动作的一个例子的流程图。图14A以及图14B是示意性表示图11所示的复动式摩擦搅拌接合装置的摩擦搅拌接合的各工序的一个例子的工序图。

此外，在图14A以及图14B中，作为被接合物60，使用2张板状的第一部件61A以及第二部件62A，并以将它们重叠而通过点接合进行连结的情况为例进行说明。第一部件61A可以由软化温度比第二部件62A低的材料构成。

作为第一部件61A，例如可以使用金属材料(例如铝)、热塑性塑料(例如聚酰胺)以及纤维强化塑料(例如碳纤维强化塑料)中的至少一个材料，第二部件62A也可以使用与第一部件61A不同的金属材料(例如钢或者铝)。

另外，在本实施方式7中，采用了被接合物W由板状的第一部件61A与板状的第二部件62A构成的方式，但并不局限于此，被接合物W(第一部件61A以及第二部件62A)的形状不受限制，例如可以为长方体状，也可以形成为圆弧状。

另外，省略图14A以及图14B中的复动式摩擦搅拌接合装置的一部分，箭头r表示销部件11以及肩部件12的旋转方向，框状箭头F表示施加于第一部件61A以及第二部件62A的力的方向。

并且，从背抵部件56也相对于第一部件61A以及第二部件62A施加力，但为了便于说明，图14A以及图14B中未图示。为了使与销部件11以及夹压部件54的区别明确，在肩部件12实施网状阴影。

首先，作业者(操作者)在背抵部件56的支承面56a载置被接合物W。然后，作业者操作输入部32，向控制器100输入被接合物W的接合执行。此外，机器人可以在背抵部件56的支承面56a载置被接合物W。

于是，如图13所示，控制器100使旋转驱动部533驱动，使销部件11以及肩部件12以预先设定的规定的转速(例如200～3000rpm)旋转(步骤S101；参照图14A的工序(1))。然后，控制器100使肩驱动部532驱动，以使销部件11以及肩部件12旋转的状态使销部件11、肩部件12、以及夹压部件54接近被接合物60，使销部件11的下端面11a、肩部件12的下端面12a以及夹压部件54的下端面54a(图14A以及图14B中未图示)与被接合物60的表面60c抵接(步骤S102；参照图14A的工序(2))。

此时，控制器100将肩驱动部532控制为销部件11、肩部件12以及夹压部件54以预先设定的规定的按压力(例如，包括在3kN～10kN的范围内的规定值)按压被接合物60。

由此，利用夹压部件54与背抵部件56夹住第一部件61A以及第二部件62A，通过夹压驱动部41的收缩对夹压部件54向被接合物60的表面60c侧施力，产生夹压力。

另外，在该状态下，销部件11以及肩部件12均不进退移动，因而对被接合物60的表面60c进行“预备加热”。由此，第一部件61A的抵接区域内的构成材料因摩擦而发热，从而软化，在被接合物60的表面60c附近产生第一部件61A的塑性流动部61B。

接下来，控制器100以销部件11的下端面11a相对于肩部件12的下端面12a没入的方式驱动销驱动部531(步骤S103)。此时，控制器100以肩部件12的前端部到达预先设定的规定的第一位置的方式控制销驱动部531。此外，肩部件12的前端部的位置信息通过未图示的位置检测器检测，输出至控制器100。

这里，第一位置是指在第二部件62A的与第一部件61A抵接的面为0％、第二部件62A的与背抵部件56的支承面56a抵接的面为100％的情况下、在大于0％且不足100％之间任意设定的位置。此外，从使接合强度提高的观点考虑，第一位置靠近第二部件62A的与支承面56a抵接的面较好，可以为25％以上，也可以为50％以上，也可以为75％以上，也可以为80％以上，也可以为90％以上，也可以为95％以上。

由此，肩部件12的前端部从被接合物60的表面60c进入(压入)至第二部件62A的内部(参照图14A的工序(3))，在第二部件62A也产生塑性流动部62B。此时，被肩部件12的前端部挤出的第二部件62A的软化的部分进入(扎入)至第一部件61A的软化的部分。

接下来，控制器100以销部件11的下端面11a相对于肩部件12的下端面12a突出的方式驱动销驱动部531(步骤S104)。此时，控制器100以销部件11的前端部达到预先设定的规定的第二位置的方式控制销驱动部531。这里，第二位置能够预先通过实验等设定，以成为比进入至塑性流动部61B的塑性流动部62B靠上方的位置的方式适宜地设定。

由此，销部件11逐渐进入(压入)至第一部件61A，肩部件12从第一部件61A后退(参照图14B的工序(4))。此时，塑性流动部61B的软化的部分从销部件11的正下方向肩部件12的正下方流动，回填因肩部件12的压入而产生的凹部。

接下来，控制器100以在被接合物60的表面60c，销部件11的下端面11a以及肩部件12的下端面12a成为同一平面的方式控制销驱动部531(步骤S105；图14B的工序(5)参照)。由此，整形被接合物60的表面60c，获得不产生实际的凹部的程度的大致平坦的面。

接下来，控制器100以销部件11的下端面11a、肩部件12的下端面12a以及夹压部件54的下端面54a分别从被接合物60分离的方式控制肩驱动部532(步骤S106)。然后，控制器100接着控制旋转驱动部533，使销部件11以及肩部件12的旋转停止(步骤S107)，使一系列的摩擦搅拌接合(被接合物60的接合工序)结束(参照图14B的工序(6))。

由此，销部件11以及肩部件12的抵接所产生的旋转(以及按压)不施加于第一部件61A、第二部件62A，因而在塑性流动部61B以及塑性流动部62B中，塑性流动停止，成为接合部60b。这样，2张第一部件61A、第二部件62A通过接合部60b连结(接合)。

在这样构成的、本实施方式7所涉及的复动式摩擦搅拌接合装置50中，相对于被接合物W执行摩擦搅拌接合，由此第二部件62A的软化的部分进入至第一部件61A的软化的部分，能够获得相对于拉伸剪断的强度变高、剥离强度相对地也变高之类的锚定效果。

因此，在本实施方式7所涉及的复动式摩擦搅拌接合装置50中，即便利用摩擦热相对于由不同的材料构成的多个部件(第一部件61A、第二部件62A)进行接合，也能够提高接合强度。

此外，在本实施方式7所涉及的复动式摩擦搅拌接合装置50中，采用相对于由不同的材料构成的2个部件(第一部件61A、第二部件62A)进行摩擦搅拌接合的方式，但并不限定于此。也可以采用相对于由不同的材料构成的3个以上的部件进行摩擦搅拌接合的方式。

[变形例1]

接下来，参照图15、图16A以及图16B对本实施方式7所涉及的复动式摩擦搅拌接合装置50的变形例进行说明。

对于本实施方式7的变形例1的复动式摩擦搅拌接合装置而言，控制器构成为在(A2)中执行：(A23)，出没机构以使销部件从肩部件的前端部突出、该销部件的前端部到达第一位置的方式动作；(A24)，在(A23)之后，出没机构以销部件的前端部从第一位置没入至肩部件的内侧的方式动作。

此外，本实施方式7的变形例1的复动式摩擦搅拌接合装置与实施方式7所涉及的复动式摩擦搅拌接合装置结构相同，因而其详细的说明省略。

[复动式摩擦搅拌接合装置的动作及其作用效果]

图15是表示本实施方式7的变形例1的复动式摩擦搅拌接合装置的动作的一个例子的流程图。图16A以及图16B是示意性表示本变形例1的复动式摩擦搅拌接合装置的摩擦搅拌接合的各工序的一个例子的工序图。

如图15所示，本变形例1的复动式摩擦搅拌接合装置50的动作与实施方式7所涉及的复动式摩擦搅拌接合装置50的动作基本相同，但代替步骤S103以及步骤S104进行步骤S103A以及步骤S104A这点不同。

具体而言，控制器100以销部件11的下端面11a相对于肩部件12的下端面12a突出的方式驱动销驱动部531(步骤S103A)。此时，控制器100以销部件11的前端部到达第一位置的方式控制销驱动部531。此外，销部件11的前端部的位置信息通过未图示的位置检测器检测，输出至控制器100。

由此，销部件11的前端部从被接合物60的表面60c进入(压入)至第二部件62A的内部(参照图16A的工序(3))，在第二部件62A也产生塑性流动部62B。此时，被销部件11的前端部挤出的第二部件62A的软化的部分进入(扎入)至第一部件61A的软化的部分。

接下来，控制器100以销部件11的下端面11a相对于肩部件12的下端面12a没入的方式驱动销驱动部531(步骤S104A)。此时，控制器100以肩部件12的前端部到达预先设定的规定的第二位置的方式控制销驱动部531。

由此，肩部件12逐渐进入(压入)至第一部件61A，销部件11从第一部件61A后退(参照图16B的工序(4))。此时，塑性流动部61B的软化的部分从肩部件12的正下方向销部件11的正下方流动，回填因销部件11的压入而产生的凹部。

然后，控制器100与实施方式7所涉及的复动式摩擦搅拌接合装置50同样，执行步骤S105～步骤S107的处理，使一系列的摩擦搅拌接合(被接合物60的接合工序)结束。

即便是这样构成的本变形例1的复动式摩擦搅拌接合装置50，也起到与实施方式7所涉及的复动式摩擦搅拌接合装置50同样的作用效果。

(实施方式8)

对于本实施方式8所涉及的复动式摩擦搅拌接合装置而言，在实施方式7所涉及的复动式摩擦搅拌接合装置中，控制器构成为还执行(D)，即基于与因摩擦搅拌接合而产生的被接合物的材料对于销部件的外周面以及肩部件的中心贯通孔的内周面的黏附的程度相关的黏附参数的等级清扫销部件的外周面以及肩部件的中心贯通孔的内周面的至少一方。

另外，在本实施方式8所涉及的复动式摩擦搅拌接合装置中，黏附参数可以是设置于出没机构并以使销部件相对于肩部件出没的方式进行驱动的马达的电流值。

另外，在本实施方式8所涉及的复动式摩擦搅拌接合装置中，黏附参数也可以是摩擦搅拌接合过被接合物的次数。

并且，在本实施方式8所涉及的复动式摩擦搅拌接合装置中，黏附参数可以是在销部件以及/或者肩部件产生的应力。

以下，参照图17以及图18对本实施方式8所涉及的复动式摩擦搅拌接合装置的一个例子进行说明。

[复动式摩擦搅拌接合装置的结构]

图17是表示本实施方式8所涉及的复动式摩擦搅拌接合装置的简要结构的框图。

如图17所示，本实施方式8所涉及的复动式摩擦搅拌接合装置50与实施方式7所涉及的复动式摩擦搅拌接合装置50基本结构相同，不同在于还具备电流检测器34。电流检测器34构成为检测构成销驱动部531的伺服马达的电流值，将检测出的电流值输出至控制器100的控制部21。

[复动式摩擦搅拌接合装置的动作及其作用效果]

接下来，参照图17以及图18对本实施方式8所涉及的复动式摩擦搅拌接合装置的动作及其作用效果进行说明。此外，以下的动作通过控制器100的控制部21在控制器100执行摩擦搅拌接合动作时读取储存于存储部31的程序来执行。

图18是表示本实施方式8所涉及的复动式摩擦搅拌接合装置的动作的一个例子的流程图。

如图18所示，控制器100对是否从操作者经由输入部32输入了复动式摩擦搅拌接合装置50的停止指令进行判定(步骤S201)。

在判定成从操作者经由输入部32输入了复动式摩擦搅拌接合装置50的停止指令的情况下(在步骤S201中为是)，控制器100执行复动式摩擦搅拌接合装置50的停止处理(步骤S202)，结束本程序。

此外，作为复动式摩擦搅拌接合装置50的停止处理，例如举出控制销驱动部531以及肩驱动部532使销部件11、肩部件12以及夹压部件54移动至规定的初始位置且使旋转驱动部533停止。

另一方面，在判定成未从操作者经由输入部32输入复动式摩擦搅拌接合装置50的停止指令的情况下(在步骤S201中为否)，控制器100取得黏附参数(步骤S203)。具体而言，在本实施方式8中，控制器100取得电流检测器34检测到的销驱动部531的马达的电流值。

这里，黏附参数是与因摩擦搅拌接合而产生的被接合物60的材料对于销部件11的外周面以及/或者肩部件12的中心贯通孔13的内周面的黏附的程度相关的参数。作为黏附参数，例示以使销部件11相对于肩部件12出没的方式进行驱动的销驱动部531的马达的电流值、摩擦搅拌接合的次数亦即打点数、在销部件11或者肩部件12产生的应力。对于上述的参数的绝对值而言，均是绝对值与黏附的量变多(等级变高)对应地变大(等级变高)。对于马达电流值以及应力而言，符号在上述两个方式之间反转。由此，黏附参数的等级按照其绝对值确定。

此外，控制器100可以使存储部31存储执行过摩擦搅拌接合的次数，将该摩擦搅拌接合的次数取得为黏附参数。另外，控制器100可以将设置于销部件11以及/或者肩部件12的应力检测器检测到的应力取得为黏附参数。此外，作为应力检测器，可以使用应变仪。

接下来，控制器100对在步骤S203中取得的黏附参数是否为第一阈值以上进行判定(步骤S204)。这里，第一阈值能够预先通过实验等设定。在作为黏附参数采用电流值的情况下，从抑制接合工具51的破损的观点考虑，例如可以为3A，也可以为4A。

此外，在作为黏附参数采用摩擦搅拌接合的次数的情况下，可以是电流检测器34检测到的电流值为3A的次数，也可以是电流检测器34检测到的电流值为4A的次数。同样，在作为黏附参数采用应力的情况下，可以是应力检测器在电流检测器34检测到的电流值为3A时检测到的应力，也可以是应力检测器在电流检测器34检测到的电流值为4A时检测到的应力。

在判定成在步骤S203中取得的黏附参数不为第一阈值以上的情况下(在步骤S204中为否)，控制器100返回至步骤S201。

另一方面，在判定成在步骤S203中取得的黏附参数为第一阈值以上的情况下(在步骤S204中为是)，控制器100执行接合工具51的清扫(步骤S205)，返回至步骤S201。具体而言，控制器100驱动肩驱动部532，使销部件11相对于肩部件12出没，由此进行接合工具51的清扫。在该情况下，控制器100可以执行上述专利文献2中公开的接合工具的清扫方法。

在这样构成的本实施方式8所涉及的复动式摩擦搅拌接合装置50中，控制器100构成为还执行(D)，即基于与因摩擦搅拌接合而产生的被接合物60的材料对于销部件11的外周面以及肩部件12的中心贯通孔的内周面的黏附的程度相关的黏附参数的等级对销部件11的外周面以及肩部件12的中心贯通孔的内周面的至少一方进行清扫。

由此，能够在接合工具51破损之前清扫接合工具51，能够延长接合工具51的寿命。

(实施方式9)

对于本实施方式9所涉及的复动式摩擦搅拌接合装置而言，在上述实施方式7以及/或者实施方式8所涉及的复动式摩擦搅拌接合装置中，控制器构成为在(D)中执行：(D1)，即当黏附参数为预先设定的规定的第一阈值以上的情况下，通过报告器报告警告；和(D2)，即在(D1)之后，清扫销部件的外周面以及肩部件的中心贯通孔的内周面的至少一方。

以下，参照图19以及图20对本实施方式9所涉及的复动式摩擦搅拌接合装置的一个例子进行说明。

[复动式摩擦搅拌接合装置的结构]

图19是表示本实施方式9所涉及的复动式摩擦搅拌接合装置的简要结构的框图。

如图19所示，本实施方式9所涉及的复动式摩擦搅拌接合装置50与实施方式8所涉及的复动式摩擦搅拌接合装置50基本结构相同，不同在于还具备报告器35。报告器35构成为向操作者报告(警告)黏附参数达到应该警戒接合工具51的断裂的等级。

作为报告器35，只要能够向外部通知警告，可以为任何结构。作为向外部通知的形态，例如可以是使遥控器的显示部(画面)显示文字数据或者图像数据等的形态，也可以是通过扬声器等以声音进行通知的形态，也可以是通过光或者颜色进行通知的形态。另外，也可以是通过邮件或者应用经由通信网络向智能手机、移动电话或者平板电脑等进行通知的形态。

[复动式摩擦搅拌接合装置的动作及其作用效果]

接下来，参照图19以及图20对本实施方式9所涉及的复动式摩擦搅拌接合装置的动作及其作用效果进行说明。此外，以下的动作能够通过控制器100的控制部21在控制器100执行摩擦搅拌接合动作时读取储存于存储部31的程序来执行。

图20是表示本实施方式9所涉及的复动式摩擦搅拌接合装置的动作的一个例子的流程图。

如图20所示，本实施方式9所涉及的复动式摩擦搅拌接合装置50的动作与实施方式8所涉及的复动式摩擦搅拌接合装置50的动作基本相同，不同在于，在步骤S204中判定成在步骤S203中取得的黏附参数为第一阈值以上的情况下，控制器100在执行了步骤S205A之后，执行步骤S205。

具体而言，在判定成在步骤S203中取得的黏附参数为第一阈值以上的情况下(在步骤S204中为是)，控制器100使报告器35输出警告(步骤S205)。由此，操作者等能够知晓达到应该警戒接合工具51的断裂的等级。

接下来，控制器100执行接合工具51的清扫(步骤S205)，返回至步骤S201。

即便是这样构成的本实施方式9所涉及的复动式摩擦搅拌接合装置50，也起到与实施方式8所涉及的复动式摩擦搅拌接合装置50同样的作用效果。

另外，在本实施方式9所涉及的复动式摩擦搅拌接合装置50中，控制器100构成为通过报告器35报告警告。由此，操作者等能够知晓达到应该警戒接合工具51的断裂的等级。因此，能够在接合工具51破损之前清扫接合工具51，能够延长接合工具51的寿命。

此外，在本实施方式9中，采用控制器100执行接合工具51的清扫的方式，但并不局限于此，也可以采用收到由报告器35输出警报的报告后的操作者等执行接合工具51的清扫的方式。

(实施方式10)

对于本实施方式10所涉及的复动式摩擦搅拌接合装置而言，在上述实施方式7～9中的任一实施方式所涉及的复动式摩擦搅拌接合装置中，控制器构成为在(D)中还执行(D3)，即在黏附参数为比第一阈值大的第二阈值以上的情况下，禁止下次的被接合物的接合动作。

以下，参照图21对本实施方式10所涉及的复动式摩擦搅拌接合装置的一个例子进行说明。此外，本实施方式10所涉及的复动式摩擦搅拌接合装置与实施方式8所涉及的复动式摩擦搅拌接合装置结构相同，因而其详细的说明省略。

[复动式摩擦搅拌接合装置的动作及其作用效果]

图21是表示本实施方式10所涉及的复动式摩擦搅拌接合装置的动作的一个例子的流程图。此外，以下的动作通过控制器100的控制部21在控制器100执行摩擦搅拌接合动作时读取储存于存储部31的程序来执行。

如图21所示，控制器100对是否从操作者经由输入部32输入了复动式摩擦搅拌接合装置50的停止指令进行判定(步骤S301)。

在判定成从操作者经由输入部32输入了复动式摩擦搅拌接合装置50的停止指令的情况下(在步骤S301中为是)，控制器100执行复动式摩擦搅拌接合装置50的停止处理(步骤S302)，结束本程序。

另一方面，在判定成未从操作者经由输入部32输入复动式摩擦搅拌接合装置50的停止指令的情况下(在步骤S301中为否)，控制器100取得黏附参数(步骤S303)。

接下来，控制器100对在步骤S303中取得的黏附参数是否为第一阈值以上进行判定(步骤S304)。在判定成在步骤S303中取得的黏附参数不为第一阈值以上的情况下(在步骤S304中为否)，控制器100返回至步骤S201。

另一方面，在判定成在步骤S303中取得的黏附参数为第一阈值以上的情况下(在步骤S304中为是)，控制器100对在步骤S303中取得的黏附参数是否为第二阈值以上进行判定(步骤S305)。

这里，第二阈值能够预先通过实验等设定，如后述那样，设定为比与销部件11以及肩部件12的断裂寿命对应的黏附参数的绝对值小且比第一阈值大的绝对值。在作为黏附参数采用电流值的情况下，从抑制接合工具51的破损的观点考虑，第二阈值例如可以为5A，也可以为5.5A。

此外，在作为黏附参数采用摩擦搅拌接合的次数的情况下，可以是电流检测器34所检测到的电流值为5A的次数，也可以是电流检测器34检测到的电流值为5.5A的次数。同样，在作为黏附参数采用应力的情况下，可以是应力检测器在电流检测器34检测到的电流值为5A时检测到的应力，也可以是应力检测器在电流检测器34检测到的电流值为5.5A时检测到的应力。

在判定成在步骤S303中取得的黏附参数不为第二阈值以上的情况下(在步骤S305中为否)，控制器100执行接合工具51的清扫(步骤S306)，返回至步骤S301。此外，控制器100可以在执行接合工具51的清扫之前使报告器35输出警告。

另一方面，在判定成在步骤S303中取得的黏附参数为第二阈值以上的情况下(在步骤S305中为是)，控制器100执行复动式摩擦搅拌接合装置50的强制停止(步骤S307)。

具体而言，例如，举出控制器100控制销驱动部531以及肩驱动部532使销部件11、肩部件12以及夹压部件54移动至规定的初始位置且使旋转驱动部533停止。

此时，控制器100可以在以缩小销部件11以及肩部件12按压被接合物60的按压力的方式控制销驱动部531之后，以使销部件11、肩部件12以及夹压部件54移动至规定的初始位置的方式控制肩驱动部532。

另外，控制器100可以在以缩小销部件11以及肩部件12的转速的方式控制旋转驱动部533之后，以使销部件11、肩部件12以及夹压部件54移动至规定的初始位置的方式控制肩驱动部532。

并且，控制器100可以在以缩小销部件11以及肩部件12按压被接合物60的按压力的方式控制销驱动部531且以缩小销部件11以及肩部件12的转速的方式控制旋转驱动部533之后，以使销部件11、肩部件12以及夹压部件54移动至规定的初始位置的方式控制肩驱动部532。

接下来，控制器100禁止下次的接合的执行(步骤S308)，结束本程序。此外，控制器100可以在执行步骤S308的处理之后执行接合工具51的清扫。另外，控制器100可以在执行步骤S308的处理之后使报告器35报告禁止下次的接合的执行。并且，控制器100可以在执行步骤S308的处理之后使报告器35报告禁止下次的接合的执行、并在此后执行接合工具51的清扫。

即便是这样构成的本实施方式10所涉及的复动式摩擦搅拌接合装置50，也起到与实施方式7～9中任一实施方式所涉及的复动式摩擦搅拌接合装置50同样的作用效果。

另外，在本实施方式10所涉及的复动式摩擦搅拌接合装置50中，控制器100构成为在黏附参数为第二阈值以上的情况下禁止下次的被接合物60的接合动作。由此，在接合工具51破损的担忧较高的状态下，不执行被接合物60的接合动作，因而能够防止接合工具51的破损。

(其他实施方式)

在实施方式1～4中，可以省略夹压部件54的清扫。另外，也可以省略销部件11以及肩部件12的一方的清扫。

在实施方式1～4中，可以代替警报而进行基于消息的警告。

在实施方式1～4中，可以省略警告以及接合工具的动作禁止的一方。

根据上述说明，对于本领域技术人员而言，本发明的大多改进以及其他实施方式显而易见。因此，上述说明应该仅解释为例示，以将执行本发明的最佳的形态教示给本领域技术人员的目的提供。不脱离本发明就能够实际变更其构造以及/或者功能的详情。

工业上的利用可能性

本发明的复动式摩擦搅拌接合装置的运行方法以及复动式摩擦搅拌接合装置作为能够延长接合工具的寿命的复动式摩擦搅拌接合装置的运行方法以及复动式摩擦搅拌接合装置有用。

附图标记说明：

11…销部件；11a…下端面；12…肩部件；12a…下端面；13…中心贯通孔；21…控制部；31…存储部；32…输入部；33…警报部；34…电流检测器；35…报告器；41…夹压驱动部；50…复动式摩擦搅拌接合装置；50A…复动式摩擦搅拌接合装置；50B…复动式摩擦搅拌接合装置；50C…复动式摩擦搅拌接合装置；51…接合工具；52…接合工具固定部；53…工具驱动部；54…夹压部件；54a…下端面；55…C型框架；56…背抵部件；56a…支承面；60…被接合物；60a…塑性流动部；60b…接合部；60c…表面；60d…背面；61…金属板；61A…第一部件；61B…塑性流动部；62…金属板；62A…第二部件；62B…塑性流动部；80…旋转式编码器；81…应力传感器；100…控制器；521…旋转体；522…可动体；531…销驱动部；532…肩驱动部；533…旋转驱动部；Xr…中心轴。

Claims (16)

1.一种复动式摩擦搅拌接合装置的运行方法，通过利用摩擦热使具有第一部件与第二部件的被接合物软化来进行接合，其中，

所述复动式摩擦搅拌接合装置具备：

圆柱状的肩部件，在中心部具有呈同心状地延伸的圆柱状的中心贯通孔；

圆柱状的销部件，与所述肩部件一起构成接合工具，与该肩部件呈同心状地嵌插于所述肩部件的中心贯通孔；

出没机构，使所述销部件相对于所述肩部件出没；

旋转机构，使所述接合工具绕所述销部件的中心轴旋转；以及

进退机构，使所述接合工具沿所述销部件的中心轴的延伸方向进退，

所述复动式摩擦搅拌接合装置的运行方法包括：

步骤A，通过基于所述旋转机构的所述接合工具的旋转、基于所述出没机构的所述销部件相对于所述肩部件的出没、以及基于所述进退机构的所述接合工具的进退，对所述被接合物进行摩擦搅拌接合；和

步骤B，基于与因所述摩擦搅拌接合而产生的所述被接合物的材料对于所述销部件的外周面以及所述肩部件的所述中心贯通孔的内周面的黏附的程度相关的黏附参数的等级，对所述销部件的外周面以及所述肩部件的所述中心贯通孔的内周面的至少一方进行清扫，

所述黏附参数是绝对值与所述黏附的量变多对应地增加的参数，且是设置于所述出没机构并以使所述销部件相对于所述肩部件出没的方式进行驱动的马达的电流值，

所述运行方法还包括若每规定期间的所述黏附参数的绝对值的增加量成为规定值以上则进行警告以及所述接合工具的动作禁止的至少一方的步骤D。

2.根据权利要求1所述的复动式摩擦搅拌接合装置的运行方法，其中，

针对所述黏附参数的绝对值设置第一阈值。

3.根据权利要求2所述的复动式摩擦搅拌接合装置的运行方法，其中，

所述运行方法还包括若所述黏附参数成为第一阈值以上则进行警告的步骤C，在所述步骤C之后进行所述步骤A。

4.根据权利要求3所述的复动式摩擦搅拌接合装置的运行方法，其中，

还包括若所述黏附参数成为比第一阈值大的第二阈值以上则禁止述接合工具的动作的步骤。

5.一种复动式摩擦搅拌接合装置的运行方法，通过利用摩擦热使具有第一部件与第二部件的被接合物软化来进行接合，其中，

所述复动式摩擦搅拌接合装置具备：

圆柱状的肩部件，在中心部具有呈同心状地延伸的圆柱状的中心贯通孔；

圆柱状的销部件，与所述肩部件一起构成接合工具，与该肩部件呈同心状地嵌插于所述肩部件的中心贯通孔；

出没机构，使所述销部件相对于所述肩部件出没；

旋转机构，使所述接合工具绕所述销部件的中心轴旋转；以及

进退机构，使所述接合工具沿所述销部件的中心轴的延伸方向进退，

所述复动式摩擦搅拌接合装置的运行方法包括：

步骤A，通过基于所述旋转机构的所述接合工具的旋转、基于所述出没机构的所述销部件相对于所述肩部件的出没、以及基于所述进退机构的所述接合工具的进退，对配置为相互接触的所述被接合物进行摩擦搅拌接合；和

步骤E，在规定的时机对所述销部件的外周面以及所述肩部件的所述中心贯通孔的内周面的至少一方进行清扫，

所述第一部件配置为与所述接合工具对置且由与所述第二部件不同的种类的材料构成，

所述步骤A具有：

步骤A1，所述旋转机构以及所述进退机构以边使所述接合工具旋转、边由该接合工具按压所述被接合物的被接合部的方式动作；

步骤A2，所述出没机构以使所述接合工具的前端部到达预先设定的规定的位置且是所述第二部件的内部的第一位置，以便软化的所述第二部件扎入至软化的所述第一部件的方式动作；以及

步骤A3，所述出没机构、所述旋转机构以及所述进退机构以将所述接合工具在旋转的状态下从所述被接合部拔出的方式动作，

在所述步骤A2中执行：所述出没机构以使所述销部件没入至所述肩部件的内侧、所述肩部件的前端部到达所述第一位置的方式动作的步骤A21；和在所述步骤A21之后，所述出没机构以使所述肩部件的前端部从所述第一位置后退且所述销部件从所述肩部件的前端部突出的方式动作的步骤A22。

6.一种复动式摩擦搅拌接合装置的运行方法，通过利用摩擦热使具有第一部件与第二部件的被接合物软化来进行接合，其中，

所述复动式摩擦搅拌接合装置具备：

圆柱状的肩部件，在中心部具有呈同心状地延伸的圆柱状的中心贯通孔；

圆柱状的销部件，与所述肩部件一起构成接合工具，与该肩部件呈同心状地嵌插于所述肩部件的中心贯通孔；

出没机构，使所述销部件相对于所述肩部件出没；

旋转机构，使所述接合工具绕所述销部件的中心轴旋转；以及

进退机构，使所述接合工具沿所述销部件的中心轴的延伸方向进退，

所述复动式摩擦搅拌接合装置的运行方法包括：

步骤A，通过基于所述旋转机构的所述接合工具的旋转、基于所述出没机构的所述销部件相对于所述肩部件的出没、以及基于所述进退机构的所述接合工具的进退，对配置为相互接触的所述被接合物进行摩擦搅拌接合；和

步骤E，在规定的时机对所述销部件的外周面以及所述肩部件的所述中心贯通孔的内周面的至少一方进行清扫，

所述第一部件配置为与所述接合工具对置且由与所述第二部件不同的种类的材料构成，

所述步骤A具有：

步骤A1，所述旋转机构以及所述进退机构以边使所述接合工具旋转、边由该接合工具按压所述被接合物的被接合部的方式动作；

步骤A2，所述出没机构以使所述接合工具的前端部到达预先设定的规定的位置且是所述第二部件的内部的第一位置，以便软化的所述第二部件扎入至软化的所述第一部件的方式动作；以及

步骤A3，所述出没机构、所述旋转机构以及所述进退机构以将所述接合工具在旋转的状态下从所述被接合部拔出的方式动作，

在所述步骤A2中执行：所述出没机构以使所述销部件从所述肩部件的前端部突出、该销部件的前端部到达所述第一位置的方式动作的步骤A23；和在所述步骤A23之后、所述出没机构以使所述销部件的前端部从所述第一位置没入至所述肩部件的内侧的方式动作的步骤A24。

7.根据权利要求1所述的复动式摩擦搅拌接合装置的运行方法，其中，

所述第一部件配置为与所述接合工具对置且由与所述第二部件不同的种类的材料构成，

所述步骤A具有：

步骤A1，所述旋转机构以及所述进退机构以边使所述接合工具旋转、边由该接合工具按压所述被接合物的被接合部的方式动作；

步骤A2，所述出没机构以使所述接合工具的前端部到达预先设定的规定的第一位置，以便软化的所述第二部件扎入至软化的所述第一部件的方式动作；以及

步骤A3，所述出没机构、所述旋转机构以及所述进退机构以将所述接合工具在旋转的状态下从所述被接合部拔出的方式动作。

8.根据权利要求5～7中任意一项所述的复动式摩擦搅拌接合装置的运行方法，其中，

所述第一部件由软化温度比所述第二部件低的材料构成。

9.一种复动式摩擦搅拌接合装置，通过利用摩擦热使具有第一部件与第二部件的被接合物软化来进行接合，其中，

所述复动式摩擦搅拌接合装置具备：

圆柱状的肩部件，在中心部具有呈同心状地延伸的圆柱状的中心贯通孔；

圆柱状的销部件，与所述肩部件一起构成接合工具，与该肩部件呈同心状地嵌插于所述肩部件的中心贯通孔；

出没机构，使所述销部件相对于所述肩部件出没；

旋转机构，使所述接合工具绕所述销部件的中心轴旋转；

进退机构，使所述接合工具沿所述销部件的中心轴的延伸方向进退；以及

控制器，

所述控制器构成为执行：

步骤A，通过基于控制所述旋转机构实现的所述接合工具的旋转、基于控制所述出没机构实现的所述销部件相对于所述肩部件的出没、以及基于控制所述进退机构实现的所述接合工具的进退，对所述被接合物进行摩擦搅拌接合；和

步骤B1，基于与因所述摩擦搅拌接合而产生的所述被接合物的材料对于所述销部件的外周面以及所述肩部件的所述中心贯通孔的内周面的黏附的程度相关的黏附参数的等级进行警告、所述接合工具的动作禁止以及所述接合工具的清扫的至少一个，

所述黏附参数是绝对值与所述黏附的量变多对应地增加的参数，且是设置于所述出没机构并以使所述销部件相对于所述肩部件出没的方式进行驱动的马达的电流值，

所述控制器构成为在所述步骤B1中、若每规定期间的所述黏附参数的增加量成为规定值以上则进行警告以及所述接合工具的动作禁止的至少一方。

10.根据权利要求9所述的复动式摩擦搅拌接合装置，其中，

针对所述黏附参数的绝对值设定第一阈值。

11.根据权利要求10所述的复动式摩擦搅拌接合装置，其中，

所述控制器构成为在所述步骤B1中、若所述黏附参数成为所述第一阈值以上则进行警报。

12.根据权利要求11所述的复动式摩擦搅拌接合装置，其中，

所述控制器构成为在所述步骤B1中、若所述黏附参数成为比所述第一阈值大的第二阈值以上则进行所述接合工具的动作禁止。

13.一种复动式摩擦搅拌接合装置，通过利用摩擦热使具有第一部件与第二部件的被接合物软化来进行接合，其中，

所述复动式摩擦搅拌接合装置具备：

圆柱状的肩部件，在中心部具有呈同心状地延伸的圆柱状的中心贯通孔；

圆柱状的销部件，与所述肩部件一起构成接合工具，与该肩部件呈同心状地嵌插于所述肩部件的中心贯通孔；

出没机构，使所述销部件相对于所述肩部件出没；

旋转机构，使所述接合工具绕所述销部件的中心轴旋转；

进退机构，使所述接合工具沿所述销部件的中心轴的延伸方向进退；以及

控制器，

所述控制器构成为执行：

步骤A，通过基于所述旋转机构的所述接合工具的旋转、基于所述出没机构的所述销部件相对于所述肩部件的出没、基于所述进退机构的所述接合工具的进退，对配置为相互接触的所述被接合物进行摩擦搅拌接合；和

步骤E，在规定的时机进行警告、所述接合工具的动作禁止以及所述接合工具的清扫的至少一个，

所述第一部件配置为与所述接合工具对置且由与所述第二部件不同的种类的材料构成，

所述控制器构成为在所述步骤A中执行：

步骤A1，所述旋转机构以及所述进退机构以边使所述接合工具旋转、边由该接合工具按压所述被接合物的被接合部的方式动作；

步骤A2，所述出没机构以使所述接合工具的前端部到达预先设定的规定的位置且是所述第二部件的内部的第一位置，以便软化的所述第二部件扎入至软化的所述第一部件的方式动作；以及

步骤A3，所述出没机构、所述旋转机构以及所述进退机构以将所述接合工具在旋转的状态下从所述被接合部拔出的方式动作，

所述控制器构成为在所述步骤A2中执行：所述出没机构以使所述销部件没入至所述肩部件的内侧、所述肩部件的前端部到达所述第一位置的方式动作的步骤A21；和在所述步骤A21之后、所述出没机构以使所述肩部件的前端部从所述第一位置后退且所述销部件从所述肩部件的前端部突出的方式动作的步骤A22。

14.一种复动式摩擦搅拌接合装置，通过利用摩擦热使具有第一部件与第二部件的被接合物软化来进行接合，其中，

所述复动式摩擦搅拌接合装置具备：

圆柱状的肩部件，在中心部具有呈同心状地延伸的圆柱状的中心贯通孔；

圆柱状的销部件，与所述肩部件一起构成接合工具，与该肩部件呈同心状地嵌插于所述肩部件的中心贯通孔；

出没机构，使所述销部件相对于所述肩部件出没；

旋转机构，使所述接合工具绕所述销部件的中心轴旋转；

进退机构，使所述接合工具沿所述销部件的中心轴的延伸方向进退；以及

控制器，

所述控制器构成为执行：

步骤A，通过基于所述旋转机构的所述接合工具的旋转、基于所述出没机构的所述销部件相对于所述肩部件的出没、基于所述进退机构的所述接合工具的进退，对配置为相互接触的所述被接合物进行摩擦搅拌接合；和

步骤E，在规定的时机进行警告、所述接合工具的动作禁止以及所述接合工具的清扫的至少一个，

所述第一部件配置为与所述接合工具对置且由与所述第二部件不同的种类的材料构成，

所述控制器构成为在所述步骤A中执行：

步骤A1，所述旋转机构以及所述进退机构以边使所述接合工具旋转、边由该接合工具按压所述被接合物的被接合部的方式动作；

步骤A2，所述出没机构以使所述接合工具的前端部到达预先设定的规定的位置且是所述第二部件的内部的第一位置，以便软化的所述第二部件扎入至软化的所述第一部件的方式动作；以及

步骤A3，所述出没机构、所述旋转机构以及所述进退机构以将所述接合工具在旋转的状态下从所述被接合部拔出的方式动作，

所述控制器构成为在所述步骤A2中执行：所述出没机构以使所述销部件从所述肩部件的前端部突出、该销部件的前端部到达所述第一位置的方式动作的步骤A23；和在所述步骤A23之后、所述出没机构以使所述销部件的前端部从所述第一位置没入至所述肩部件的内侧的方式动作的步骤A24。

15.根据权利要求9所述的复动式摩擦搅拌接合装置，其中，

所述第一部件配置为与所述接合工具对置且由与所述第二部件不同的种类的材料构成，

所述控制器构成为在所述步骤A中执行：

步骤A1，所述旋转机构以及所述进退机构以边使所述接合工具旋转、边由该接合工具按压所述被接合物的被接合部的方式动作；

步骤A2，所述出没机构以使所述接合工具的前端部到达预先设定的规定的第一位置，以便软化的所述第二部件扎入至软化的所述第一部件的方式动作；以及

步骤A3，所述出没机构、所述旋转机构以及所述进退机构以将所述接合工具在旋转的状态下从所述被接合部拔出的方式动作。

16.根据权利要求13～15中任意一项所述的复动式摩擦搅拌接合装置，其中，

所述第一部件由软化温度比所述第二部件低的材料构成。

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