專利名稱：摩擦壓焊方法及摩擦壓焊裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及摩擦壓焊方法及摩擦壓焊裝置。
摩擦壓焊方法是通過讓一對工件端面彼此相互接觸，一邊對其加壓一邊使其相對運(yùn)動(dòng)，在接觸的面上產(chǎn)生摩擦熱，在該狀態(tài)下更進(jìn)一步對接觸面加壓，由此使工作面彼此接合的方法。
具體地，首先，通過摩擦壓焊裝置的主軸使一個(gè)工件按一定轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)，同時(shí)使一對工件接觸。這時(shí)，用推力裝置對兩工件的接觸面施加軸向的預(yù)熱推力。然后經(jīng)過給定時(shí)間后，用推力裝置對兩個(gè)件的接觸面施加軸向的摩擦推力，此時(shí)兩工件的接觸面附近因摩擦熱發(fā)熱而軟化。這樣，兩個(gè)工件在該接觸部分發(fā)生塑性變形，兩個(gè)工件的軸向長度變短。以下，將相當(dāng)于該變短部分的軸向長度的值稱作總留量之后，在接觸面附近成為所期望的軟化狀態(tài)的定時(shí)內(nèi)，緊急停止工件的旋轉(zhuǎn)，并對兩個(gè)工件施加軸向的加壓推力。于是兩個(gè)工件在接觸部分更進(jìn)一步產(chǎn)生破碎性變形，進(jìn)一步增大了總留量。在施加加壓推力的狀態(tài)下經(jīng)過給定時(shí)間后，就完成了兩個(gè)工件的接合。
公知的摩擦壓焊的控制方式有各種控制方式，但有一種控制方式稱作所謂總?cè)L控制方式。這種總?cè)L控制方式在要接合的數(shù)個(gè)工件的總?cè)L達(dá)到給定值時(shí)，輸出為停止工件旋轉(zhuǎn)的減速開始信號?？?cè)L控制方式主要用在要求摩擦壓焊后的成品的長度為高精度的情況。
日本特公昭48-43537號公報(bào)揭示了一種采用總?cè)L控制方式的摩擦壓焊裝置。該裝置在中間工件的兩端分別使左工件及右工件接合。該裝置具有用于支承中間工件的夾板裝置和分別支承左右工件的一對卡盤。實(shí)施摩擦壓焊時(shí)，根據(jù)對反映3個(gè)工件總?cè)L的兩個(gè)卡盤間距離的檢測，控制減速開始信號的輸出時(shí)間。
總?cè)L控制方式與各工件接合前的長度無關(guān)，是在所有工件的總?cè)L到達(dá)給定值時(shí)輸出減速開始信號的。因此由于各工件接合前長度的偏差的原因，成品各接合部的接縫不均勻，各接合部的接合強(qiáng)度也不均勻。
詳細(xì)地說，上述公報(bào)的裝置，先實(shí)施摩擦壓焊，由夾板裝置固定中間工件，將中間工件的一個(gè)端面例如左端面配置在預(yù)定的軸向基準(zhǔn)位置。左右工件通過相應(yīng)的卡盤保持在距離中間工件有給定距離的軸向位置。這時(shí)，左右兩個(gè)工件的長度達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)化，而且中間工件的長度為標(biāo)準(zhǔn)之外的長度。在這種場合，配置在基準(zhǔn)位置的中間工件的左端面和與之對峙的左工件的端面之間的間隔始終維持一定的距離。與之相對，中間工件的右端面和與之對峙的右工件的端面之間的間隔，因中間工件長度偏差的原因而不能維持在一定的距離上。例如，中間工件的長度比標(biāo)準(zhǔn)長度長時(shí)，中間工件的右端面就會(huì)較正常軸向位置更向右方突出。中間工件的長度比標(biāo)準(zhǔn)長度短時(shí)，中間工件的右端面就會(huì)較正常軸向位置而位于更左方的位置。
通過讓左右工件一邊旋轉(zhuǎn)一邊向相應(yīng)的中間工件的端面軸向地移動(dòng)，就可將左右工件摩擦壓焊在中間工件的兩端面上。如果中間工件的長度為標(biāo)準(zhǔn)長度，在中間工件的兩端接合部位的總留量就會(huì)均等，而且接縫會(huì)均勻，其接合部的強(qiáng)度也基本均等。但是，在中間工件的長度比標(biāo)準(zhǔn)長度長的情況下，與中間工件的左端接合部相比較，在中間工件的右端接合部會(huì)有大的總留量，且接縫也比較大。相反，在中間工件的長度比標(biāo)準(zhǔn)長度短的情況下，與中間工件的左端接合部相比較，在中間工件的右端接合部會(huì)有小的總留量，且接縫也比較小。這樣，中間工件的兩端接合部的強(qiáng)度不均勻。
結(jié)果，由于中間工件的長度偏差的存在，使中間工件的兩端接合部的總留量的大小或接合強(qiáng)度不均勻。導(dǎo)致成品外觀劣化的同時(shí)，不能把成品的質(zhì)量維持在一定的水平上。此外，這種不良現(xiàn)象不僅會(huì)引起中間工件的長度偏差，同樣也會(huì)引起左工件或右工件的長度偏差或左右工件相對于卡盤的軸向安裝誤差。
長期以來，由于要對由摩擦壓焊所制造的成品的質(zhì)量進(jìn)行檢查，所以可以除去此時(shí)的不合格品。但是，不能對接合前各工件的尺寸誤差或各工件相對裝置的安裝誤差所引起的不合格品的產(chǎn)生做到防患于未然，降低了生產(chǎn)性。
另外，在上述公報(bào)的摩擦壓焊裝置中，作為用于使左右工件沿軸向移動(dòng)的移動(dòng)機(jī)構(gòu)使用了液壓缸。對液壓缸的工作油的供給及排出，是通過電控制在液壓回路中設(shè)有控制裝置的電磁閥來進(jìn)行的。
電磁閥通過對來自控制裝置的電指令快速反應(yīng)而動(dòng)作。但是，液壓回路中的工作油不能快速反應(yīng)電磁閥的動(dòng)作使液壓缸動(dòng)作。因此，液壓缸對來自控制裝置的指令產(chǎn)生滯后響應(yīng)。結(jié)果，左右工件不能在所期望的時(shí)間里移動(dòng)，降低了成品的精度。另外，液壓回路中工作油的粘性因周圍溫度而變化。這種工作油粘性的變化會(huì)對液壓缸的運(yùn)動(dòng)造成影響，成品的精度會(huì)產(chǎn)生偏差。
本發(fā)明就是為了解決上述問題而提出的，其第一目的是提供一種能提高成品質(zhì)量的摩擦壓焊方法及摩擦壓焊裝置。
本發(fā)明的第二目的是提供一種能提高生產(chǎn)效率的摩擦壓焊方法及摩擦壓焊裝置。
為了完成上述目的，本發(fā)明提供一種將至少一個(gè)另外的工件相對安裝在固定裝置上的工件進(jìn)行摩擦壓焊的摩擦壓焊方法。該方法包括在摩擦壓焊之前，使工件彼此接觸，形成一個(gè)工件列的工序；在形成工件列的狀態(tài)下，檢查工件列的尺寸誤差、各工件的尺寸誤差及工件相對于固定裝置的安裝誤差中至少一個(gè)的第一檢查工序。
另外，本發(fā)明還提供一種把至少一個(gè)另外的工件相對于工件進(jìn)行摩擦壓焊的摩擦壓焊裝置。該裝置包括用于安裝工件的固定裝置；相對于上述固定裝置可接近或遠(yuǎn)離地移動(dòng)而設(shè)置的、用于安裝另外的工件的卡盤；使卡盤移動(dòng)的電機(jī)；在摩擦壓焊之前，為了使工件彼此接觸，形成一個(gè)工件列，通過電機(jī)使卡盤向固定裝置移動(dòng)的控制手段；在形成工件列的狀態(tài)下，檢查工件列的尺寸誤差、各工件的尺寸誤差及工件相對于固定裝置的安裝誤差中的至少一個(gè)的檢查手段。


圖1是本發(fā)明第一實(shí)施例的摩擦壓焊裝置的正面圖。
圖2是表示圖1的摩擦壓焊裝置的電氣構(gòu)成的方框回路圖。
圖3是用于說明圖1的摩擦壓焊裝置的動(dòng)作的正面圖。
圖4是表示圖1的摩擦壓焊裝置摩擦壓焊作業(yè)的程序框圖。
圖5是接續(xù)圖4的程序框圖。
圖6是表示圖5的程序方框圖的變更例的程序框圖。
圖7是第二實(shí)施例的摩擦壓焊裝置的正面圖。
圖8是表示圖7的摩擦壓焊裝置摩擦壓焊作業(yè)的程序框圖。
圖9是接續(xù)圖8的程序框圖。
圖10是用于說明圖7的摩擦壓焊裝置的動(dòng)作的正面圖。
圖11是第三實(shí)施例的摩擦壓焊裝置的正面圖。
以下根據(jù)圖1～圖5說明把本發(fā)明具體化的第一實(shí)施例。
圖1示出了3個(gè)工件接合的兩頭型摩擦壓焊裝置10。在基座11的上面11a上，沿基座11的長度方向(用Y所表示的方向)延伸地設(shè)置有第一直線導(dǎo)向件12和第二直線導(dǎo)向件13。在第一直線導(dǎo)向件12上沿Y方向可移動(dòng)地支承有第一主軸裝置14。在第二直線導(dǎo)向件13上沿Y方向可移動(dòng)地支承有第二主軸裝置15。
各主軸裝置14、15具有主軸箱14b、15b及可轉(zhuǎn)動(dòng)地支承在主軸箱14b、15b內(nèi)的主軸14a、15a。在各主軸箱14b、15b內(nèi)設(shè)有數(shù)個(gè)齒輪14c、15c。在各主軸箱14b、15b的外面固定有伺服電機(jī)M1、M2。各主軸14a、15a通過齒輪14c、15c與伺服電機(jī)M1、M2連接。
在各主軸14a、15a的前端安裝有卡盤14e、15e。在第一主軸裝置14的卡盤14e上和第二主軸裝置15的卡盤15e上分別固定有作為第一工件的左工件W1和作為第三工件的右工件W3。在各卡盤14e、15e上設(shè)有止擋件14f、15f。各工件W1、W3的基端面與對應(yīng)的止擋件14f、15f的限制面接觸時(shí)，工件W1、W3相對于卡盤14e、15e定位在正常位置上。
各止擋件14f、15f的限制面定為用于表示主軸裝置14、15相對于基座11的移動(dòng)位置的基準(zhǔn)點(diǎn)Po1、Po2。圖1示出了基準(zhǔn)點(diǎn)Po1、Po2(換言之，即主軸裝置14、15)分別配置預(yù)定的原點(diǎn)位置HP1、HP2的狀態(tài)。
在各主軸裝置14、15的下面設(shè)有向基座11內(nèi)延伸的臂16、17。各臂16、17與支承在基座11內(nèi)的圓頭螺栓20、21螺紋地連接。圓頭螺栓20、21與固定在基座11的側(cè)壁上的伺服電機(jī)M3、M4連接。通過由伺服電機(jī)M3、M4帶動(dòng)圓頭螺栓20、21的旋轉(zhuǎn)，使主軸裝置14、15沿Y方向移動(dòng)。
在兩主軸裝置14、15之間的基座11的上面11a上，設(shè)有構(gòu)成工件固定裝置的固定夾板22及移動(dòng)夾板23。固定夾板22固定在基座11上，把持作為第二工件的中間工件W2的一端。移動(dòng)夾板23可移動(dòng)地支承在上述第二直線導(dǎo)向件13上，把持中間工件W2的另一端。
下面，說明摩擦壓焊裝置10的電氣構(gòu)成。如圖2所示，摩擦壓焊裝置10的控制裝置包括主控制器31、NC控制器32、檢查控制器33、輸入裝置34及顯示裝置35。NC控制器32根據(jù)來自主控制器31的指令控制伺服電機(jī)M1～M4。檢查控制器33根據(jù)來自主控制器31的指令檢查接合之前的工件W1～W3及成品。
各控制器31～33包括中央處理裝置(CPU)、對記憶控制程序等的各種數(shù)據(jù)的ROM、CPU的演算結(jié)果等暫時(shí)進(jìn)行記憶的RAM。各控制器31～33在進(jìn)行為了實(shí)施摩擦壓焊所必須的各種演算的同時(shí)，將演算結(jié)果相互交換。
主控制器31根據(jù)設(shè)置在輸入裝置34上的啟動(dòng)開關(guān)的操作，總體控制NC控制器32及檢查控制器33，以便實(shí)施摩擦壓焊。
NC控制器32根據(jù)來自主控制器31的指令，通過放大器37～40控制伺服電機(jī)M1～M4。
NC控制器32輸入來自第一及第二行程傳感器S1、S2的信號。NC空制器32根據(jù)來自第一行程傳感器S1的信號，演算第一主軸裝置14相對于基座11的位置。另外，NC控制器32 還根據(jù)來自第二行程傳感器S2的信號，演算第二主軸裝置15相對于基座11的位置。
如上文所述，各主軸裝置14、15相對于基座11的位置由止擋件14f、15f的限制面的位置、換言之，由基準(zhǔn)點(diǎn)Po1、Po2的位置來表示。與第一及第二主軸裝置14、15的位置相關(guān)的數(shù)據(jù)用于伺服電機(jī)M1～M4的旋轉(zhuǎn)控制，同時(shí)還用于檢查控制器33的演算處理。
NC控制器32通過各放大器37～40算出各伺服電機(jī)M1～M4的扭矩。NC控制器32根據(jù)算出的扭矩，對各伺服電機(jī)M1～M4的給定扭矩進(jìn)行控制，同時(shí)，判斷左右工件W1、W3相對于中間工件W2的接觸狀態(tài)。
檢查控制器33根據(jù)來自主控制器31的指令判斷摩擦壓焊前各工件W1～W3及摩擦壓焊后成品是否符合標(biāo)準(zhǔn)。該判斷是依據(jù)由NC控制器32輸出的各主軸裝置14、15的位置數(shù)據(jù)與預(yù)先準(zhǔn)備的基準(zhǔn)數(shù)據(jù)的比較而進(jìn)行的。
檢查控制器33相對于主控制器31及NC控制器32輸出表示判斷結(jié)果的數(shù)據(jù)，同時(shí)在顯示裝置35上顯示該判斷結(jié)果。另外，如果摩擦壓焊前各工件W1～W3符合標(biāo)準(zhǔn)，則開始摩擦壓焊加工。另一方面，如果摩擦壓焊前各工件W1～W3不符合標(biāo)準(zhǔn)，則不進(jìn)行摩擦壓焊加工，而是在顯示裝置35上顯示交換各工件W1～W3的指示。
下文根據(jù)圖4及圖5的程序框圖說明摩擦壓焊裝置10的動(dòng)作。
如圖4所示，首先，在步驟100中，將第一及第二主軸裝置14、15(基準(zhǔn)點(diǎn)Po1、Po2)配置在圖1所示的原點(diǎn)位置HP1、HP2。
接著，在步驟101中，將中間工件W2安裝在固定夾板22及移動(dòng)夾板23上。在步驟102中，夾緊固定夾板22及移動(dòng)夾板23。
然后，在步驟103中，把左工件W1安裝在卡盤14e上。在步驟104中，緊固卡盤14e。這時(shí)，左工件W1在不考慮相對于卡盤14e的軸向安裝誤差的前提下，安裝在卡盤14e上。
接著，在步驟105中，把右工件W3安裝在卡盤15e上。在步驟106中，緊固卡盤15e。這時(shí)，右工件W3在不考慮相對于卡盤15e的軸向安裝誤差的前提下，安裝在卡盤15e上。
另外，工件W1～W3安裝在摩擦壓焊裝置10上的順序并沒有限制，可以適當(dāng)?shù)淖兏?br> 圖4左側(cè)所示的處理即前述步驟103、104及后述步驟107a～111a，是表示與第一主軸裝置14相關(guān)的動(dòng)作。圖4右側(cè)所示的處理、即前述步驟105、106及后述步驟107b～111b，是表示與第二主軸裝置15相關(guān)的動(dòng)作。步驟107a～111a的動(dòng)作與步驟107b～111b的動(dòng)作并行地進(jìn)行。
在步驟107a及步驟107b中，NC控制器32根據(jù)來自主控制器31的指令，借助于兩個(gè)伺服電機(jī)M3、M4使第一及第二主軸裝置14、15向中間工件W2同時(shí)移動(dòng)。這時(shí)，伺服電機(jī)M3、M4高速旋轉(zhuǎn)，使第一及第二主軸裝置14、15以比較高的速度移動(dòng)。因此，左右工件W1、W3快速移向中間工件W2。
在步驟108a及步驟108b中，NC控制器32判斷基準(zhǔn)點(diǎn)Po1、Po2是否到達(dá)預(yù)定的位置SP1、SP2。NC控制器32在基準(zhǔn)點(diǎn)Po1、Po2到達(dá)位置SP1、SP2之前，繼續(xù)快速地移動(dòng)左右工件W1、W3。
上述原點(diǎn)位置HP1、HP2設(shè)定在各工件W1～W3相對于摩擦壓焊裝置10的安裝作業(yè)能良好地進(jìn)行的位置。另外，上述位置SP1、SP2設(shè)定在能可靠地避免快速移動(dòng)的兩個(gè)工件W1、W3與中間工件W2發(fā)生沖擊的位置。
基準(zhǔn)點(diǎn)Po1、Po2到達(dá)位置SP1、SP2時(shí)，NC控制器32轉(zhuǎn)換到步驟109a、步驟109b，為降低第一及第二主軸裝置14、15的移動(dòng)速度，而降低兩個(gè)伺服電機(jī)M3、M4的旋轉(zhuǎn)速度。結(jié)果，左右工件W1、W3慢速移向中間工件W2。
在步驟110a、步驟110b中，NC控制器32判斷左右工件W1、W3與中間工件W2接觸與否。該判斷是基于伺服電機(jī)M3、M4的負(fù)載扭矩的增大而進(jìn)行的。左右工件W1、W3與中間工件W2接觸時(shí)，NC控制器32進(jìn)入步驟111a、步驟111b，再次實(shí)施卡緊。
下面詳細(xì)敘述再次卡緊，一旦卡盤14e、15e松動(dòng)，NC控制器32控制伺服電機(jī)M3、M4，使主軸裝置14、15的慢速移動(dòng)繼續(xù)進(jìn)行，這時(shí)，與中間工件W2接觸的左右工件W1、W3不移動(dòng)。但是，如果左右工件W1、W3的基端面不與對應(yīng)的止擋件14f、15f接觸，就允許主軸裝置14、15移動(dòng)。如果左右工件W1、W3與止擋件14f、15f接觸時(shí)，就再次增大伺服電機(jī)M3、M4的負(fù)載扭矩。根據(jù)該負(fù)載扭矩的增大，NC控制器32再次使卡盤14e、15e夾緊，同時(shí)停止主軸裝置14、15的慢速移動(dòng)。完成上述的再次卡緊，將左右工件W1、W3相對于止擋件14f、15f定位在正常的安裝位置。
當(dāng)然，如果左右工件W1、W3在步驟103～106的時(shí)間里已經(jīng)與止擋件14f、15f接觸，則在步驟111a、步驟111b中，主軸裝置14、15無需慢速移動(dòng)，就完成了再次夾緊。
圖3示出了再次夾緊完成狀態(tài)的摩擦壓焊裝置10。在這種狀態(tài)下，左右工件W1、W3與中間工件W2完全接觸，并且，與相應(yīng)的止擋件14f、15f也完全接觸。因此，摩擦壓焊前工件W1～W3組成的工件列總?cè)LLbe可以用兩個(gè)基準(zhǔn)點(diǎn)Po1、Po2之間的距離表示。
接著，在步驟112中，檢查控制器33判斷接合前的工件W1～W3的標(biāo)準(zhǔn)是否合適。下面詳細(xì)敘述該判斷處理，檢查控制器33求出各基準(zhǔn)點(diǎn)Po1、Po2的當(dāng)前位置，并以此為實(shí)際接觸位置CP1、CP2(參照圖3)。另外，檢查控制器33根據(jù)該實(shí)際接觸位置CP1、CP2演算出接合前工件W1～W3組成的工件列總?cè)LLbe。如果左工件W1的標(biāo)準(zhǔn)長度為Lw1、中間工件W2的標(biāo)準(zhǔn)長度為Lw2、右工件W3的標(biāo)準(zhǔn)長度為Lw3、左工件W1的尺寸誤差為Δw1、中間工件W2的尺寸誤差為Δw2、右工件W3的尺寸誤差為Δw3，則總?cè)LLbe可以用下式表示Lbe＝Lw1+Lw2+Lw3+Δw1+Δw2+Δw3然后，求出表示各實(shí)際接觸位置CP1、CP2相對于檢查控制器33預(yù)先記憶的基準(zhǔn)接觸位置TP1、TP2的任何變位的變位量ΔPo1、ΔPo2?；鶞?zhǔn)接觸位置TP1、TP2相當(dāng)于無尺寸誤差的左右工件W1、W3與無尺寸誤差的中間工件W2完全接觸且與對應(yīng)的止擋件14f、15f完全接觸的狀態(tài)下的基準(zhǔn)點(diǎn)Po1、Po2的位置。換言之，基準(zhǔn)接觸位置TP1、TP2相當(dāng)于無尺寸誤差的工件W1～W3在沒有產(chǎn)生安裝誤差的前提下相對于摩擦壓焊裝置10安裝著且彼此處于完全接觸狀態(tài)下的基準(zhǔn)點(diǎn)Po1、Po2的位置。
變位量ΔPo1、ΔPo2用以下式子表示。另外Δe表示中間工件W2相對于夾板22、23的安裝誤差。
ΔPo1＝CP1-TP1＝Δw1+ΔeΔPo2＝CP2-TP2＝Δw2+Δw3-Δe接著，從先前求出的總?cè)LLbe中求出總?cè)L誤差ΔLw。標(biāo)準(zhǔn)總?cè)L為Lt(＝Lw1+Lw2+Lw3)時(shí)，總?cè)L誤差ΔLw用以下式子表示。
ΔLw＝Lbe-Lt＝Δw1+Δw2+Δw3然后，檢查控制器33判斷總?cè)L誤差ΔLw的絕對值是否在預(yù)定的允許值ΔL1以下。另外，檢查控制器33還判斷變位量ΔPo1、ΔPo2的絕對值是否在預(yù)定的允許值ΔE1、ΔE2以下。
檢查控制器33只有在總?cè)L誤差ΔLw的絕對值在允許值ΔL1以下且變位量ΔPo1、ΔPo2的絕對值在各自的允許值ΔE1、ΔE2以下的場合，才進(jìn)入摩擦壓焊工序。另一方面，至少任何一個(gè)值超過允許值時(shí)，工件列的尺寸誤差、各工件W1～W3的尺寸誤差Δw1～Δw3或中間工件相對于夾板22、23的安裝誤差也會(huì)變大，這時(shí)，返回步驟100，以便交換新的工件W1～W3。
下面，接著說明摩擦壓焊工序。首先，在步驟113a、113b中，NC控制器32使伺服電機(jī)M3、M4逆轉(zhuǎn)。借助該逆轉(zhuǎn)，左右工件W1、W3后退到距中間工件W2有距離Ld的位置。如果基準(zhǔn)點(diǎn)Po1、Po2距實(shí)際接觸位置CP1、CP2有距離Ld，NC控制器32則停止伺服電機(jī)M3、M4的逆轉(zhuǎn)。這時(shí)，基準(zhǔn)點(diǎn)Po1、Po2分別處在摩擦壓焊開始的開始位置STP1(＝CP1-Ld)、STP2(＝CP1+Ld)處。
接著，如圖5所示，在步驟114中，NC控制器32借助于伺服電機(jī)M1、M2使主軸14a、15a旋轉(zhuǎn)。伺服電機(jī)M1、M2到達(dá)給定的旋轉(zhuǎn)速度時(shí)，NC控制器32進(jìn)入步驟115a、115b中。
在步驟115a、115b中，NC控制器32使伺服電機(jī)M3、M4旋轉(zhuǎn)，左右工件W1、W3向中間工件W2移動(dòng)，同時(shí)與中間工件W2接觸。發(fā)生這種接觸時(shí)，控制伺服電機(jī)M3、M4的扭矩，對左右工件W1、W3施加預(yù)定的推力(稱作預(yù)熱推力)PO。在步驟116a、116b中，NC控制器32判斷左右工件W1、W3相對于中間工件W2的接觸狀態(tài)是否在給定的時(shí)間中繼續(xù)。在該給定的時(shí)間里，左右工件W1、W3與中間工件W2的接觸部分因摩擦而預(yù)熱。
在經(jīng)過給定的時(shí)間時(shí)，在步驟117a、117b中，NC控制器32控制伺服電機(jī)M3、M4，把大于預(yù)熱推力PO的摩擦推力P1施加給左右工件W1、W3。結(jié)果，各工件W1～W3與其他工件的接觸部分發(fā)生壓碎變形，使各工件W1～W3的軸向長度縮短，以下將相當(dāng)于該縮短部分的軸向長度值稱作總留量。主軸裝置14、15向中間工件W2移動(dòng)相當(dāng)于產(chǎn)生了該總留量的距離。
在步驟118中，NC控制器32判斷兩個(gè)基準(zhǔn)點(diǎn)Po1、Po2間的間隔即、工件W1～W3的總?cè)L為給定值與否，在判斷為肯定的判斷之前，繼續(xù)把摩擦推力P1施加給左右工件W1、W3。給定值由預(yù)先試驗(yàn)等確定，是最終的成品全長為標(biāo)準(zhǔn)長度時(shí)的值。
在步驟118中，如果判斷為肯定時(shí)，在步驟119中，NC控制器32對伺服電機(jī)M1、M2制動(dòng)，停止主軸14a、15a的旋轉(zhuǎn)。進(jìn)一步，在步驟120a、120b中，NC控制器32控制伺服電機(jī)M3、M4，把大于摩擦力P1的加壓推力P2施加給左右工件W1、W3。結(jié)果，總留量進(jìn)一步增大，主軸裝置14、15更進(jìn)一步向中間工件W2移動(dòng)相當(dāng)于該增大部分的距離。
在步驟121中，NC控制器32判斷加壓推力P2的施加時(shí)間是否經(jīng)過了給定時(shí)間，在判斷為肯定之前，繼續(xù)施加加壓推力P2。經(jīng)過給定時(shí)間后，進(jìn)入步驟122，使伺服電機(jī)M3、M4停止，結(jié)束摩擦壓焊，同時(shí)由檢查控制器33進(jìn)行成品的檢查處理。
下面詳細(xì)敘述成品的檢查處理，檢查控制器33從NC控制器32中讀出各基準(zhǔn)點(diǎn)Po1、Po2的當(dāng)前位置(最終位置)ECP1、ECP2。此外，檢查控制器33根據(jù)該最終位置ECP1、ECP2演算接合好后的工件W1～W3組成的成品全長Laf。全長Laf為Laf＝ECP2-ECP1。
檢查控制器33判斷全長Laf相對于預(yù)定標(biāo)準(zhǔn)長度處在允許誤差范圍內(nèi)與否。當(dāng)處在允許誤差范圍內(nèi)時(shí)，檢查控制器33求出左工件W1與中間工件W2之間的接合部所產(chǎn)生的總留量(以下稱左總留量)D1和右工件W3與中間工件W2之間的接合部所產(chǎn)生的總留量(以下稱右總留量)D2。
左總留量D1與右總留量D2，根據(jù)摩擦壓焊實(shí)施前求出的實(shí)際接觸位置CP1、CP2及上述最終位置ECP1、ECP，按照以下式子求出D1＝ECP1-CP1D2＝ECP2-CP2檢查控制器33判斷左總留量D1與右總留量D2分別處在預(yù)定允許誤差范圍內(nèi)與否。然后，檢查控制器33在顯示裝置35中顯示與全長Laf有關(guān)的判斷結(jié)果及與左右總留量D1、D2有關(guān)的判斷結(jié)果。如上文所述，結(jié)束成品的檢查處理。
在下面的步驟123a、123b中，使卡盤14e、15e松開，在接著的步驟124a、124b及步驟125a、125b中，通過伺服電機(jī)M3、M4的逆轉(zhuǎn)，主軸裝置14、15移動(dòng)，使基準(zhǔn)點(diǎn)Po1、Po2從最終位置ECP1、ECP2到達(dá)原點(diǎn)位置HP1、HP2。
最后，在步驟126、127中，松開固定卡盤22及移動(dòng)卡盤23，從兩個(gè)卡盤22、23上取出成品，完成摩擦壓焊工序。
下面說明本實(shí)施例的摩擦壓焊裝置的優(yōu)點(diǎn)。
在左右工件W1、W3與中間工件W2接觸且松開卡盤14e、15e的狀態(tài)，兩個(gè)主軸裝置14、15慢速地移動(dòng)。左右工件W1、W3與相應(yīng)止擋件14f、15f接觸，使卡盤14e、15e夾緊。由此將左右工件W1、W3相對于卡盤14e、15e固定在正常的位置，不會(huì)產(chǎn)生工件W1、W3相對于卡盤14e、15e的安裝誤差。
在摩擦壓焊之前，在工件W1、W3相對于卡盤14e、15e無安裝誤差的狀態(tài)下，求出工件W1～W3(工件列)的總?cè)LLbe與標(biāo)準(zhǔn)長度Lt之差并以此作為總?cè)L誤差ΔLw。該總?cè)L誤差ΔLw超過允許值ΔL1時(shí)，不進(jìn)行摩擦壓焊工序。
因此，很明顯，不會(huì)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)外的低質(zhì)量成品的無用的摩擦壓焊作業(yè)，結(jié)果，能制造出符合標(biāo)準(zhǔn)的高質(zhì)量的成品，提高了生產(chǎn)效率。
在摩擦壓焊之前，在工件W1、W3相對于卡盤14e、15e無安裝誤差的狀態(tài)下，求出左右工件W1、W3分別與中間工件W2的兩端接觸時(shí)的各基準(zhǔn)點(diǎn)Po1、Po2的實(shí)際接觸位置CP1、CP2和基準(zhǔn)接觸位置TP1、TP2之間的變位量ΔPo1、ΔPo2。在變位量ΔPo1、ΔPo2超過允許值ΔE1、ΔE2時(shí)，不進(jìn)行摩擦壓焊工序。
即是說，即使在上述總?cè)L誤差ΔLw處在允許值ΔL1的范圍內(nèi)的場合，只要工件W1～W3的任何一個(gè)有超過允許值的尺寸誤差或者中間工件W2相對于兩個(gè)夾板22、23有安裝誤差時(shí)，就不進(jìn)行摩擦壓焊工序。因此，消除了無用的摩擦壓焊作業(yè)工序，提高了成品的質(zhì)量及生產(chǎn)效率。
在摩擦壓焊前的工件W1～W3的檢查之后，左右工件W1、W3從與中間工件W2接觸的狀態(tài)開始，向距中間工件W2的方向移動(dòng)同樣的距離Ld。從該狀態(tài)開始，左右工件W1、W3一邊旋轉(zhuǎn)，一邊向中間工件W2移動(dòng)，順次將預(yù)熱推力、摩擦推力及加壓推力施加給左右工件W1、W3。
因此，左工件W1與中間工件W2的接合部所產(chǎn)生的左總留量D1和右工件W3與中間工件W2的接合部所產(chǎn)生的右總留量D2基本相同，因而，在各個(gè)接合部所形成的接縫也大體均等。這樣，成品的兩個(gè)接合部的長度基本均等，提高了成品的美觀性。另外，第一及第二主軸裝置14、15可在同樣的時(shí)間內(nèi)控制，使摩擦壓焊的控制簡易化。
摩擦壓焊結(jié)束后，判斷成品的全長Laf相對于標(biāo)準(zhǔn)長度是否處在允許誤差的范圍內(nèi)。該判斷結(jié)果用顯示裝置35顯示。因而，在摩擦壓焊后，也能自動(dòng)地觀察到不合格品，可生產(chǎn)出可靠性更高的成品。
摩擦壓焊結(jié)束后，不僅檢查成品的全長Laf，還判斷左右總留量D1、D2是否處在允許誤差的范圍內(nèi)，該判斷結(jié)果用顯示裝置35顯示。因而，能進(jìn)一步可靠地觀察不合格品，更進(jìn)一步提高成品的信賴性。
第一及第二主軸裝置14、15不用液壓缸，而是借助于伺服電機(jī)M3、M4移動(dòng)。因而，消除了主軸裝置14、15所產(chǎn)生的響應(yīng)滯后，不會(huì)受到環(huán)境溫度的影響，在所希望的時(shí)間內(nèi)能可靠地移動(dòng)。而且在所希望的時(shí)間內(nèi)能可靠地把預(yù)熱推力、摩擦推力及加壓推力施加給主軸裝置14、15。
摩擦壓焊前的工件W1～W3的檢查及成品的檢查，作為摩擦壓焊工序的一部分，由設(shè)置在摩擦壓焊裝置10上的檢查控制器33進(jìn)行。因此，不需要再設(shè)置用于檢查的特別的裝置，也不需要在離開摩擦壓焊裝置10的場所進(jìn)行檢查。因此，使檢查工序簡單化，提高了生產(chǎn)性。
圖1～圖5的實(shí)施形式也可以按照下述方式變更。
在圖1～圖5所示的實(shí)施例中，左右工件W1、W3同時(shí)與中間工件W2接合。但是，取而代之，左右工件W1、W3在不同的時(shí)間內(nèi)順次地與中間工件W2接合也是可行的。在這種情況下，從圖5的步驟114到步驟122的工序變更為圖6的程序框圖所示的工序。
圖6示出了左工件W1與中間工件W2接合后、右工件W3與中間工件W2接合的例子。如圖6所示，首先在步驟114a中，NC控制器32借助于伺服電機(jī)M1使主軸14a旋轉(zhuǎn)。伺服電機(jī)M1到達(dá)給定的旋轉(zhuǎn)速度時(shí)，NC控制器32進(jìn)入步驟115a中。
在圖6的步驟115a、116a、117a中，進(jìn)行與圖5的步驟115a、116a、117a同樣的處理。接著，在步驟118a中，NC控制器32判斷基準(zhǔn)點(diǎn)Po1是否到達(dá)預(yù)定的停止位置FP1，在判斷為肯定之前，繼續(xù)把摩擦推力P1施加給左工件W1。停止位置FP1根據(jù)預(yù)先的試驗(yàn)等確定，是最終的成品符合標(biāo)準(zhǔn)的位置。
在步驟118a的判斷為肯定時(shí)，NC控制器32在步驟119a中對伺服電機(jī)M1制動(dòng)，使主軸14a的旋轉(zhuǎn)停止。在接著的步驟120a中，NC控制器32控制伺服電機(jī)M3，把加壓推力P2施加給左工件W1。
在步驟121a中，NC控制器32判斷加壓推力P2的施加時(shí)間是否經(jīng)過了給定時(shí)間，在判斷為肯定之前，繼續(xù)施加加壓推力P2。經(jīng)過給定時(shí)間后，轉(zhuǎn)入步驟122a中，停止伺服電機(jī)M3，結(jié)束左工件W1與中間工件W2的摩擦壓焊，同時(shí)由檢查控制器32進(jìn)行中間成品的檢查處理。
下面詳細(xì)敘述中間成品的檢查處理。檢查控制器33求出左工件W1與中間工件W2之間的接合部所產(chǎn)生的左總留量D1。該左總留量D1用圖5的步驟122說明的同樣的方法求出。檢查控制器33判斷該左總留量D1是否處在預(yù)定的允許誤差范圍內(nèi)。然后，檢查控制器33用實(shí)現(xiàn)裝置35顯示與該左總留量D1有關(guān)的判斷結(jié)果。經(jīng)過如上所述的過程后，結(jié)束中間成品的檢查處理。
步驟122a的左總留量D1在允許誤差的范圍外時(shí)，轉(zhuǎn)入步驟123a中，松開卡盤14e。這時(shí)，另一方的卡盤15e不松開。在接著的步驟124a、124b中及步驟125a、125b中，通過伺服電機(jī)M3、M4的逆轉(zhuǎn)，主軸裝置14、15移動(dòng)，使基準(zhǔn)點(diǎn)Po1、Po2到達(dá)原點(diǎn)位置HP1、HP2。
然后，在步驟126、127中，松開固定夾板22及移動(dòng)夾板23，從兩個(gè)夾板22、23上卸下左工件W1與中間工件W2組成的不合格的中間成品。之后，返回圖4的步驟100，把新的工件W1與中間工件W2安裝在摩擦壓焊裝置10上，再次進(jìn)行摩擦壓焊前的檢查處理等。此外，右工件W3由于照原樣使用當(dāng)前安裝的工件，因而省略了步驟105、106的處理。
另一方面，在步驟122a的左總留量D1處在允許誤差的范圍內(nèi)的場合，轉(zhuǎn)入到步驟114b中。在步驟114b中，NC控制器32借助于伺服電機(jī)M2使主軸15a旋轉(zhuǎn)。伺服電機(jī)M2到達(dá)預(yù)定的旋轉(zhuǎn)速度時(shí)，NC控制器32轉(zhuǎn)入到步驟115b中。
在圖6的步驟115b、116b、117b中，進(jìn)行與圖5的步驟115b、116b、117b同樣的處理。接著，在步驟118b中，NC控制器32判斷基準(zhǔn)點(diǎn)Po2是否到達(dá)預(yù)定的停止位置FP2，在判斷為肯定之前，繼續(xù)把摩擦推力P1施加給右工件W3。停止位置FP2根據(jù)預(yù)先的試驗(yàn)等確定，是最終的成品符合標(biāo)準(zhǔn)的位置。此外，用圖5中的步驟118的處理來代替該步驟118b的處理也是可行。即是說，判斷兩個(gè)基準(zhǔn)點(diǎn)Po1、Po2之間的間隔，換言之，判斷工件W1～W3的總?cè)L是否為給定值也是可行的。
在步驟118b的判斷為肯定時(shí)，NC控制器32在步驟119b中對伺服電機(jī)M2制動(dòng)，使主軸15a的旋轉(zhuǎn)停止。在接著的步驟120b中，NC控制器32控制伺服電機(jī)M4，把加壓推力P2施加給右工件W3。
在步驟121b中，NC控制器32判斷加壓推力P2的施加時(shí)間是否經(jīng)過了給定時(shí)間，在判斷為肯定之前，繼續(xù)施加加壓推力P2。經(jīng)過給定時(shí)間后，轉(zhuǎn)入步驟122b中，停止伺服電機(jī)M4，結(jié)束摩擦壓焊，同時(shí)由檢查控制器32進(jìn)行成品的檢查處理。
下面詳細(xì)敘述成品的檢查處理。檢查控制器33進(jìn)行與圖5的步驟122所說明的同樣的過程，求出成品的全長Laf，判斷該全長Laf是否處在預(yù)定的允許誤差的范圍內(nèi)。進(jìn)一步檢查控制器33進(jìn)行與圖5的步驟122所說明的同樣的過程，求出右工件W3與中間工件W2之間的接合部所產(chǎn)生的右總留量D2，判斷該右總留量D2是否處在預(yù)定的允許誤差的范圍內(nèi)。然后，檢查控制器33用顯示裝置35顯示與全長Laf及右總留量D2有關(guān)的判斷結(jié)果。經(jīng)過如上文所述的過程后，結(jié)束成品的檢查處理。
接著，進(jìn)入步驟123a與步驟123b中。從該步驟123a、123b到步驟127的處理與圖5的123a、123b到步驟127處理同樣，其說明省略。
經(jīng)過如上文所述的過程后，能得到與圖1～圖5的實(shí)施例基本同樣的效果。另外，右工件W3與中間工件W2接合后，再使左工件W1與中間工件W2接合也是可行的。
左右工件W1、W3同時(shí)與中間工件W2接合的模式和左右工件W1、W3分別與中間工件W2接合的模式可任意地切換。如果是這樣，可以根據(jù)要接合的工件W1、W2、W3的條件選擇適當(dāng)?shù)哪Ｊ?。結(jié)果，提高了摩擦壓焊裝置10的廣泛應(yīng)用性。
在不需要符合左右工件W1、W3相對于中間工件W2的旋轉(zhuǎn)相位的情況下，作為主軸14a、15a的旋轉(zhuǎn)用電機(jī)可以使用除伺服電機(jī)以外的電機(jī)，例如，可以使用感應(yīng)電動(dòng)機(jī)。
在圖4的步驟112中，總?cè)L誤差ΔLw的絕對值在允許值ΔL1以下、且變位量ΔPo1、ΔPo2的絕對值的至少一方超過允許值ΔE1、ΔE2時(shí)，盡管工件W1～W3的尺寸誤差處在允許范圍內(nèi)，也有可能產(chǎn)生中間工件W2相對于兩個(gè)夾板22、23的安裝誤差。在這樣的情況下，可以按照以下順序修正中間工件W2相對于兩個(gè)夾板22、23的安裝位置。
即是說，在松開固定夾板22及移動(dòng)夾板23之后，讓第一及第二主軸裝置14、15朝同一方向且以同樣的距離移動(dòng)。這時(shí)，主控制器31根據(jù)變位量ΔPo1、ΔPo2的絕對值與允許值ΔE1、ΔE2來確定主軸裝置14、15的移動(dòng)方向及移動(dòng)距離。主軸裝置14、15移動(dòng)的結(jié)果若使變位量ΔPo1、ΔPo2的絕對值分另在允許值ΔE1、ΔE2以下時(shí)，夾緊固定夾板22與移動(dòng)夾板23，轉(zhuǎn)入下面的步驟113a、113b中。即使主軸裝置14、15移動(dòng)，但如果變位量ΔPo1、ΔPo2的絕對值的至少一方超過允許值ΔE1、ΔE2時(shí)，返回步驟100，交換成新的工件W1～W3。
這樣，能可靠地防止多余地進(jìn)行中間工件W2的安裝誤差所引起的工件W1～W3的交換作業(yè)。因此，提高了生產(chǎn)效率。另外，能在中間工件W2相對于夾板22、23不產(chǎn)生位置錯(cuò)位的前提下進(jìn)行安裝，從而使中間工件W2的安裝作業(yè)簡單化。
也可以省略圖4的步驟113a、113b的工序，在步驟122后直接轉(zhuǎn)入摩擦壓焊工序。
在圖5中，步驟119的主軸旋轉(zhuǎn)的停止可與步驟120a、120b的加壓推力的施加同時(shí)進(jìn)行。但是，取而代之，步驟119的主軸旋轉(zhuǎn)的停止，在步驟120a、120b的加壓推力的施加的給定時(shí)間之前或給定時(shí)間之后進(jìn)行也是可行的。這種變更也適用于圖6的程序方框圖所示的處理。
也可以省略固定夾板22及移動(dòng)夾板23中的任何一個(gè)。
也可以省略成品的檢查處理。
以下根據(jù)圖7～圖10說明使本發(fā)明具體化的第二實(shí)施例。圖7是一對工件接合的單頭型摩擦壓焊裝置50的正面圖。在基座51的上面，沿該基座51的長度方向(Y方向)延伸地設(shè)有直線導(dǎo)向件52。在直線導(dǎo)向件52上，沿Y方向可移動(dòng)地支承有主軸裝置53。在主軸裝置53上可轉(zhuǎn)動(dòng)地支承有主軸53a。主軸53a與伺服電機(jī)53d連接。
主軸53a的前端安裝有卡盤53e。該卡盤53e上固定有給定的工件?？ūP53e上設(shè)置有止擋件53f。工件的基端面與止擋件53f的限制面接觸時(shí)，工件就相對于卡盤53e定位在整個(gè)的位置。止擋件53f的限制面確定為用于表示主軸裝置53相對于基座51的移動(dòng)位置的基準(zhǔn)點(diǎn)Po3。主軸裝置53通過朝基座51內(nèi)突出的臂54及基座51內(nèi)的圓頭螺栓與伺服電機(jī)55連接。
在基座51的上面固定有與主軸裝置53連接的工作臺(tái)56。在工作臺(tái)56上，在接近主軸裝置53的位置固定地設(shè)有作為工件固定裝置的固定夾板57。在該固定夾板57上固定有給定的工件。在工作臺(tái)56的上面設(shè)置有沿Y方向延伸的直線導(dǎo)向件58。在直線導(dǎo)向件58的上面，可沿Y方向移動(dòng)地支承有止擋件59。在止擋件59的后方(圖7的右方)設(shè)有調(diào)節(jié)把手59a，借助于該調(diào)節(jié)把手59a可調(diào)整止擋件59的位置。
工件的基端面與止擋件59的限制面接觸時(shí)，將工件相對于該固定夾板57定位在正常的位置上。止擋件59的限制面確定為用于表示止擋件59相對于基座51的移動(dòng)位置的基準(zhǔn)點(diǎn)Po4。
本實(shí)施例的摩擦壓焊裝置50的電構(gòu)成與圖2所示的摩擦壓焊裝置10的電構(gòu)成類似，因此圖中沒有特別地示出。在本實(shí)施例的以下的說明中，根據(jù)需要援用圖2所示的部件及符號。各控制器31～33進(jìn)行記憶的控制程序與圖1～圖5的實(shí)施例不同。因而與不同的控制程序有關(guān)的動(dòng)作用圖8及圖9的程序框圖進(jìn)行說明。
在圖8及圖9中，示出了3個(gè)工件W1、W2、W3的接合順序。即是說，首先，通過兩個(gè)工件W1、W2的接合，形成中間成品的工件W12。接著，將工件3接合在該工件12上。
如圖8所示，首先，在步驟200中，將主軸裝置53(基準(zhǔn)點(diǎn)Po3)配置在給定的原點(diǎn)位置。接著，在步驟201a中，將第一工件W1作為左工件安裝在卡盤53e上。在步驟202a中，夾緊卡盤53e。這時(shí)，左工件W1在不考慮相對于卡盤53e有軸向安裝誤差的情況下，安裝在卡盤53e上。
接著，在步驟201b中，將第二工件W2作為右工件安裝在固定夾板57上。在步驟202b中，夾緊固定夾板57。另外，將右工件W2固定在固定夾板57上，使右工件W2從固定夾板57向主軸裝置53突出給定長度。此外，止擋件59移動(dòng)到與右工件W2的基端面接觸的位置。
步驟210a、202a也可以在步驟201b、202b之后進(jìn)行。
步驟203、204、205、206、207分別與圖4的步驟107a、108a、109a、110a、111a相同，其說明省略。圖7示出了步驟207后的摩擦壓焊裝置50。
在接著的步驟208中，進(jìn)行摩擦壓焊之前的檢查處理。下面詳述該檢查處理。NC控制器32輸入摩擦壓焊裝置50上設(shè)置的第一及第二行程傳感器(圖中未示)的信號。NC控制器32基于來自第一行程傳感器的信號，演算主軸裝置53相對于基座51的位置。另外，NC控制器32還根據(jù)來自第二行程傳感器的信號，演算止擋件59相對于基座51的位置。
如上文所述，主軸裝置53相對于基座51的位置由止擋件53f的限制面的位置即基準(zhǔn)點(diǎn)Po3的位置表示。另外，止擋件59相對于基座51的位置由止擋件59的限制面的位置即基準(zhǔn)點(diǎn)Po4的位置表示。
檢查控制器33從NC控制器32中讀出基準(zhǔn)點(diǎn)Po3的當(dāng)前位置，以此作為實(shí)際接觸位置CP3(參照圖7)。接著，檢查控制器33求出用于表示實(shí)際接觸位置CP3相對于預(yù)定的基準(zhǔn)接觸位置TP3的任何變位的變位量ΔPo3。變位量ΔPo3用以下式子表述。另外，Δw1表示左工件W1的尺寸誤差，Δe表示右工件W2相對于固定夾板59的安裝誤差。
ΔPo3＝CP3-TP3＝Δw1+Δe接著，檢查控制器33從NC控制器32中讀出基準(zhǔn)點(diǎn)Po4的當(dāng)前位置，以此作為T1。另外，檢查控制器33根據(jù)該當(dāng)前位置T1與上述實(shí)際接觸位置CP3之間的距離L12及還沒有安裝在摩擦壓焊裝置50上的第三工件LW3的標(biāo)準(zhǔn)長度，演算接合前的工件W1～W3的總?cè)LLbe。若左工件W1的標(biāo)準(zhǔn)長度為Lw1、右工件W2的標(biāo)準(zhǔn)長度為Lw2、左工件W1的尺寸誤差為Δw1、右工件W2的尺寸誤差為Δw2，總?cè)LLbe可用以下式子表示Lbe＝L12+Lw3＝Lw1+Lw2+Lw3+Δw1+Δw2然后，檢查控制器33從先前求出的總?cè)LLbe中求出總?cè)L誤差ΔLw。標(biāo)準(zhǔn)總?cè)L為Lt(＝Lw1+Lw2+Lw3)時(shí)，總?cè)L誤差ΔLw用以下式子表示。
ΔLw＝Lbe-Lt＝Δw1+Δw2接著，檢查控制器33判斷總?cè)L誤差ΔLw的絕對值是否在預(yù)定的允許值ΔL3以下。另外，檢查控制器33還判斷變位量ΔPo3的絕對值是否在預(yù)定的允許值ΔE3以下。
檢查控制器33只在總?cè)L誤差ΔLw的絕對值為允許值ΔL3以下、且變位量ΔPo3的絕對值為允許值ΔE3以下的情況下進(jìn)入摩擦壓焊工序。另一方面，至少任何一個(gè)超過允許值時(shí)，工件W1、W2的尺寸誤差Δw1、Δw2也會(huì)變大，就返回到步驟200中，更換新的工件W1、W2。
下面說明摩擦壓焊工序。圖8的步驟209與圖4的步驟113a相同，其說明省略。另外，圖9的步驟210～217分別與圖6的步驟114a、115a、116a、117a、118a、119a、120a、121a相同，其說明省略。
在圖9的步驟218中，結(jié)束左工件W1與右工件W2的摩擦壓焊，形成作為中間成品的工件W12。即是說，結(jié)束第一次的摩擦壓焊。另外，檢查控制器33進(jìn)行工件W12的檢查處理。
下面詳細(xì)敘述工件W12的檢查處理。檢查控制器33從NC控制器32中讀出基準(zhǔn)點(diǎn)Po3的當(dāng)前位置，并以此為最終位置ECP3。另外，檢查控制器33還求出兩個(gè)工件W1、W2的接合部所產(chǎn)生的總留量D3。根據(jù)摩擦壓焊之前所求出的實(shí)際接觸位置CP3和上述最終位置ECP3，按照下式求出總留量D3D3＝ECP3-CP3檢查控制器33判斷總留量D3是否處在預(yù)定的允許誤差的范圍內(nèi)。然后，檢查控制器33用顯示裝置35顯示與總留量D3有關(guān)的判斷結(jié)果。經(jīng)過上述過程后結(jié)束中間成品的工件W12的檢查處理。
圖9的步驟219～222分別與圖6的步驟123a、124a、125a、126基本相同，其說明省略。
在步驟223中，判斷第二次的摩擦壓焊結(jié)束與否，也就是說，判斷一個(gè)工件W3是否相對于第一次摩擦壓焊所形成的工件W12進(jìn)行了摩擦壓焊。
在第二摩擦壓焊未完成的情況下，轉(zhuǎn)入步驟224中，在步驟218中，判斷所檢查的工件W12是否為合格品。在為不合格品的場合，轉(zhuǎn)入步驟225中，取出不合格品的工件W12，另一方面，在工件W12為合格品的場合，進(jìn)入步驟226，取出工件W12，之后，返回圖8的步驟200中。
從步驟200再進(jìn)入步驟201b、202b時(shí)，與第一次的摩擦壓焊同樣地、把合格品的工件W12作為右工件固定到固定夾板57上(參照圖10)。由此，右工件W12從固定夾板57向主軸裝置53突出給定長度。另外，止擋件59移動(dòng)到與右工件W12的基端面接觸的位置。
接著，在步驟201a、202a中，將第三工件W3作為左工件固定在卡盤53e上。這時(shí)，左工件W3在不考慮相對于卡盤53e有軸向安裝誤差的前提下，安裝在卡盤53e上。
之后，經(jīng)過與第一次的摩擦壓焊同樣的過程，進(jìn)行自步驟203到步驟223的處理。結(jié)果，形成3個(gè)工件W1～W3接合的成品。
但是，步驟208中的第二次摩擦壓焊前的檢查處理，是按照下述進(jìn)行的。即是說，檢查控制器33從NC控制器32中讀出基準(zhǔn)點(diǎn)Po3的當(dāng)前位置，以此作為實(shí)際接觸位置CP4(參照圖10)。接著，檢查控制器33求出用于表示實(shí)際接觸位置CP4相對于預(yù)定的基準(zhǔn)接觸位置TP4的任何變位的變位量ΔPo4。變位量ΔPo4用以下式子表述。另外，Δw3表示左工件W3的尺寸誤差，Δe表示右工件W12相對于固定夾板59的安裝誤差。
ΔPo4＝CP4-TP4＝Δw3+Δe接著，檢查控制器33判斷變位量ΔPo4的絕對值是否在預(yù)定的允許值ΔE4以下。只有在變位量ΔPo4的絕對值為允許值ΔE4以下的情況下，檢查控制器33才進(jìn)入摩擦壓焊工序。另一方面，變位量ΔPo4的絕對值超過允許值ΔE4時(shí)，返回到步驟200中，更換新的工件W3。
另外，步驟218中的第二次摩擦壓焊后的檢查處理、即最終的成品檢查處理，按照下述方式進(jìn)行。也就是說，檢查控制器33從NC控制器32中讀出基準(zhǔn)點(diǎn)Po3的當(dāng)前位置，并以此為最終位置ECP4。另外，檢查控制器33還求出工件W12與工件W3之間的接合部所產(chǎn)生的總留量D4。根據(jù)第二次摩擦壓焊之前所求出的實(shí)際接觸位置CP4和上述最終位置ECP4，按照下式求出總留量D4D4＝ECP4-CP4檢查控制器33判斷總留量D4是否處在預(yù)定的允許誤差的范圍內(nèi)。然后，檢查控制器33求出基準(zhǔn)點(diǎn)Po4的當(dāng)前位置T2與上述最終位置ECP4之間的距離、即成品的全長Laf。全長Laf為Laf＝T2-ECP4。接著，檢查控制器33判斷全長Laf相對于預(yù)定的標(biāo)準(zhǔn)長度是否處在允許誤差的范圍內(nèi)。然后，用顯示裝置35顯示與總留量D4有關(guān)的判斷結(jié)果以及與全長Laf有關(guān)的判斷結(jié)果。經(jīng)過上述過程后結(jié)束最終成品的檢查處理。
在步驟223中，如果判斷為結(jié)束第二次的摩擦壓焊，則不論為合格品還是為不合格品，都取出成品，結(jié)束全部的作業(yè)。
在本實(shí)施例中，也能得到與圖1～圖5及圖6的各實(shí)施例基本相同的效果。
此外，圖7～圖10的實(shí)施例也可以按照下述方式變更。
如圖11所示，也可以移動(dòng)用于保持工件使之不旋轉(zhuǎn)的夾板。
簡單來說，在圖11的摩擦壓焊裝置60中，在直線導(dǎo)向件61上，可移動(dòng)地設(shè)有移動(dòng)夾板62。移動(dòng)夾板62通過臂63及圓頭螺栓64與伺服電機(jī)65連接。在移動(dòng)夾板62上固定有止擋件66。在基座67上的圖中右側(cè)固定有主軸裝置68。根據(jù)這種結(jié)構(gòu)，通過使移動(dòng)夾板62移動(dòng)，可以將移動(dòng)夾板62上所固定的工件W2(或工件W12)與主軸裝置68的卡盤68a上所固定的工件W1(或工件W3)摩擦壓焊到一起。
利用圖11的裝置60，由于主軸裝置68是固定的，可以很容易地布置主軸旋轉(zhuǎn)用的伺服電機(jī)控制所需要的電線的配線等。另外，由于工件不需要旋轉(zhuǎn)，所以移動(dòng)夾板62可輕量化。因而，移動(dòng)夾板62的慣性小，移動(dòng)夾板62能快速、良好地移動(dòng)，實(shí)用性好。
另外，不言而喻，上述各實(shí)施例中所表示的數(shù)學(xué)式子，根據(jù)所取的坐標(biāo)基準(zhǔn)，其+、-符號可以變更。上述各實(shí)施例的任何一個(gè)實(shí)施例，雖然將圖面的右側(cè)定義為+，左側(cè)定義為-，但是，也可以將接近工件W2的方向定義為-，將遠(yuǎn)離方向定義為+。
權(quán)利要求
1.一種摩擦壓焊方法，將至少一個(gè)另外的工件相對于安裝在固定裝置上的工件進(jìn)行摩擦壓焊，其特征是，它包括在摩擦壓焊之前，使工件彼此接觸，形成一個(gè)工件列的工序；在形成工件列的狀態(tài)下，檢查工件列的尺寸誤差、各工件的尺寸誤差及工件相對于固定裝置的安裝誤差的中的至少一個(gè)的第一檢查工序。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所記載的摩擦壓焊方法，其特征是，還包括在形成工件列之前，把工件安裝在固定裝置上的工序；在形成工件列之前，把另外的工件安裝在鄰接固定裝置所設(shè)置的卡盤上的工序；在形成工件列之后，在松開卡盤的狀態(tài)下，通過讓卡盤及固定裝置中的一方向另一方移動(dòng)，把另外的工件相對于卡盤定位到正常的安裝位置上的定位工序；在上述定位工序之后，進(jìn)行上述第一檢查工序。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所記載的摩擦壓焊方法，其特征是，另外的工件的基端與卡盤上所設(shè)置的止擋件接觸時(shí)，該另外的工件相對于卡盤定位到正常的安裝位置上。
4.根據(jù)權(quán)利要求1～3中任一所記載的摩擦壓焊方法，其特征是，上述第一檢查工序是根據(jù)工件列的兩端位置實(shí)施的。
5.根據(jù)權(quán)利要求1～3中任一所記載的摩擦壓焊方法，其特征是，上述第一檢查工序包括根據(jù)工件列的兩端位置求出工件列的總?cè)L的工序；判斷所求出的總?cè)L是否相對于預(yù)定的標(biāo)準(zhǔn)長度處在允許誤差的范圍內(nèi)的工序。
6.根據(jù)權(quán)利要求1～3中任一所記載的摩擦壓焊方法，其特征是，上述第一檢查工序包括判斷工件列的兩端位置是否分別相對于預(yù)定的基準(zhǔn)位置處在允許誤差的范圍內(nèi)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1～3中任一所記載的摩擦壓焊方法，其特征是，還包括當(dāng)上述第一檢查工序中的檢查結(jié)果良好時(shí)，將工件彼此摩擦壓焊，形成接合品的工序；檢查接合品是否為不合格品的第二檢查工序。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所記載的摩擦壓焊方法，其特征是，上述第二檢查工序是根據(jù)接合品的至少一端的位置實(shí)施的。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所記載的摩擦壓焊方法，其特征是，上述第二檢查工序包括根據(jù)接合品的兩端位置，求出接合品的全長的工序；判斷所求出的全長是否相對于標(biāo)準(zhǔn)長度處在允許誤差的范圍內(nèi)的工序。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所記載的摩擦壓焊方法，其特征是，上述第二檢查工序包括根據(jù)摩擦壓焊前的工件列的兩端位置與接合品的兩端位置之間的變位量，判斷接合品是否為不合格品。
11.根據(jù)權(quán)利要求7所記載的摩擦壓焊方法，其特征是，上述固定裝置上的工件是第一工件，上述另外的工件是第二工件及第三工件，上述接合品是將第一工件與第二工件摩擦壓焊所形成的中間成品，在上述第二檢查工序中，當(dāng)判斷中間成品不是不合格品時(shí)，將第三工件相對于該中間成品進(jìn)行摩擦壓焊，形成成品。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所記載的摩擦壓焊方法，其特征是，還包括檢查成品是否為不合格品的第三檢查工序。
13.根據(jù)權(quán)利要求1～3中任一所記載的摩擦壓焊方法，其特征是，上述固定裝置上的工件是第一工件，上述另外的工件是第二工件，上述摩擦壓焊方法還包括當(dāng)上述第一檢查工序中的檢查結(jié)果為良好時(shí)，把第一工件與第二工件摩擦壓焊，形成中間成品的工序；把中間成品安裝在固定裝置上的工序；在使另外的第三工件與中間成品接觸的狀態(tài)下，檢查第三工件的尺寸誤差及中間成品相對于固定裝置的安裝誤差中的至少一個(gè)的第二檢查工序；當(dāng)上述第二檢查工序的檢查結(jié)果為良好時(shí)，把中間成品與第三工件摩擦壓焊，形成成品的工序。
14.一種摩擦壓焊方法，將第一工件及第三工件分別與第二工件的兩端摩擦壓焊在一起，其特征是，包括將第二工件安裝在固定裝置上的工序；將第一工件及第三工件分別安裝在固定裝置兩側(cè)所設(shè)置的一對卡盤上的工序；使第一工件及第三工件的前端與第二工件的兩端接觸，形成一個(gè)工件列的工序；形成工件列后松開兩個(gè)卡盤的工序；在兩個(gè)卡盤松開的狀態(tài)下，通過使兩個(gè)卡盤向固定裝置移動(dòng)，將第一工件及第三工件相對于相應(yīng)的卡盤定位在正常的安裝位置上的工序；在上述定位工序之后，檢查工件列的尺寸誤差，各工件的尺寸誤差及第二工件相對于固定裝置的安裝誤差中的至少一個(gè)的第一檢查工序。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所記載的摩擦壓焊方法，其特征是，當(dāng)?shù)谝还ぜ暗谌ぜ幕朔謩e與卡盤上所設(shè)置的止擋件接觸時(shí)，使第一工件及第三工件相對于相應(yīng)的卡盤定位在正常的安裝位置上。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所記載的摩擦壓焊方法，其特征是，上述第一檢查工序包括求出兩個(gè)止擋件的距離，以此為工件列的總?cè)L的工序；判斷所求出的總?cè)L相對于預(yù)定的標(biāo)準(zhǔn)長度處在允許誤差的范圍內(nèi)與否的工序。
17.根據(jù)權(quán)利要求15所記載的摩擦壓焊方法，其特征是，上述第一檢查工序包括判斷各止擋件的位置分別相對于預(yù)定的基準(zhǔn)位置處在允許誤差的范圍內(nèi)與否。
18.根據(jù)權(quán)利要求14～17中任一所記載的摩擦壓焊方法，其特征是，還包括當(dāng)上述第一檢查工序中的檢查結(jié)果為良好時(shí)，使第一及第三工件移動(dòng)到距第二工件有相等的距離的開始位置的工序；為了把第一及第三工件摩擦壓焊到第二工件上，使第一及第三工件從上述開始位置向第二工件移動(dòng)的工序。
19.根據(jù)權(quán)利要求14～17中任一所記載的摩擦壓焊方法，其特征是，還包括當(dāng)上述第一檢查工序中的檢查結(jié)果為良好時(shí)，把第一及第三工件摩擦壓焊到第二工件上、形成成品的工序；在摩擦壓焊后，求出兩個(gè)止擋件之間的距離并以此作為成品的全長的工序；判斷所求出的全長相對于預(yù)定的標(biāo)準(zhǔn)長度處在允許誤差的范圍內(nèi)與否的工序。
20.根據(jù)權(quán)利要求14～17中任一所記載的摩擦壓焊方法，其特征是，還包括當(dāng)上述第一檢查工序中的檢查結(jié)果為良好時(shí)，把第一及第三工件摩擦壓焊到第二工件上、形成成品的工序；根據(jù)摩擦壓焊前的各止擋件的位置與摩擦壓焊后的各止擋件的位置間的變位量，判斷成品為不合格與否的工序。
21.一種摩擦壓焊裝置，是把至少一個(gè)另外的工件相對于工件摩擦壓焊的摩擦壓焊裝置，其特征是，包括用于安裝工件的固定裝置；相對于上述固定裝置可接近或遠(yuǎn)離地移動(dòng)而設(shè)置的、用于安裝另外的工件的卡盤；使卡盤移動(dòng)的電機(jī)；在摩擦壓焊之前，為了使工件彼此接觸，形成一個(gè)工件列，通過電機(jī)使卡盤向固定裝置移動(dòng)的控制手段；在形成工件列的狀態(tài)下，檢查工件列的尺寸誤差、各工件的尺寸誤差及工件相對于固定裝置的安裝誤差中的至少一個(gè)的檢查手段。
全文摘要
本發(fā)明揭示了把至少一個(gè)另外的工件(W2、W3)摩擦壓焊到夾板(22、23)上所安裝的工件(W1)上的摩擦壓焊方法。在摩擦壓焊之前,使工件(W1～W3)彼此接觸,形成一個(gè)工件列。在形成工件列的狀態(tài)下,檢查工件列的尺寸誤差、各工件(W1～W3)的尺寸誤差及工件(W2)相對于夾板(22、23)的安裝誤差中的至少一個(gè)。因此,提高了摩擦壓焊的成品質(zhì)量及生產(chǎn)效率。
文檔編號B23K20/12GK1261569SQ99127808
公開日2000年8月2日 申請日期1999年12月13日 優(yōu)先權(quán)日1998年12月14日
發(fā)明者川浦廣一, 山田廣之 申請人:株式會(huì)社豐田自動(dòng)織機(jī)制作所