專利名稱：摩擦點(diǎn)接合方法及摩擦點(diǎn)接合裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種，在第1、第2金屬部件相重疊的狀態(tài)下，通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)具軟化第1金屬部件而進(jìn)行點(diǎn)接合的摩擦點(diǎn)接合方法及摩擦點(diǎn)接合裝置。
背景技術(shù)：
以往，已知的摩擦點(diǎn)接合技術(shù)，在第1、第2金屬部件相重疊的狀態(tài)下，通過(guò)支承具支撐該第1、第2金屬部件的重疊部分，同時(shí)使設(shè)置在隔著第1、第2金屬部件而與支承具相對(duì)的位置的轉(zhuǎn)動(dòng)具進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)，由此通過(guò)該轉(zhuǎn)動(dòng)具從第1金屬部件一側(cè)按壓第1、第2金屬部件，并通過(guò)產(chǎn)生的摩擦熱至少使第1金屬部件軟化及產(chǎn)生塑性流動(dòng)，從而對(duì)第1、第2金屬部件進(jìn)行點(diǎn)接合(參照例如日本專利公開(kāi)公報(bào)特開(kāi)2005-34879號(hào)(以下稱專利文獻(xiàn)1))。
特別是，專利文獻(xiàn)1中所公開(kāi)的摩擦點(diǎn)接合技術(shù)，在表面形成有鍍鋅層的鋼板與鋁板相重疊的狀態(tài)下，利用轉(zhuǎn)動(dòng)具將鋁板向鋼板一側(cè)按壓，從而在按壓部附近，軟化鋁板使之產(chǎn)生塑性流動(dòng)，并在破壞鋁板氧化層的同時(shí)，將鋼板的鍍鋅層壓向周圍，從而使鋼板與鋁板的各新生面固相接合。
然而，就車輛的車身而言，主要是為了達(dá)到輕型化的目的，同時(shí)使用鋼板和鋁合金板的結(jié)構(gòu)被廣泛應(yīng)用，當(dāng)對(duì)該鋼板和鋁合金板進(jìn)行點(diǎn)接合時(shí)，上述摩擦點(diǎn)接合技術(shù)非常有效。例如，當(dāng)加強(qiáng)車身蓋體(lid)的鋁合金加強(qiáng)件和接合有將鉸鏈安裝在上述蓋體上的螺栓的鋼制螺栓固定件進(jìn)行接合時(shí)，可考慮應(yīng)用上述摩擦點(diǎn)接合技術(shù)。
在上述摩擦點(diǎn)接合技術(shù)中，通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)具從與第1、第2金屬部件面正交的方向?qū)Φ?、第2金屬部件施加一個(gè)較大的按壓力。因此，有必要在點(diǎn)接合位置以外的位置夾住第1、第2金屬部件，但由于支承具的前端僅具有與轉(zhuǎn)動(dòng)具的前端大致相同的較小面積，且該支承具直接支撐第1、第2金屬部件，因此被轉(zhuǎn)動(dòng)具按壓的第1、第2金屬部件的上述支撐部位及其周圍部有可能發(fā)生變形，從而使該第1、第2金屬部件與其他部件之間的組裝性能惡化。
為此，可考慮擴(kuò)大支承具前端的面積。然而，當(dāng)通過(guò)夾緊裝置夾緊第1、第2金屬部件的接合部的附近部位，而且第1、第2金屬部件的接合部附近的形狀存在凹部或凸部，并且轉(zhuǎn)動(dòng)具和支承具結(jié)合成一個(gè)單元而通過(guò)機(jī)器人一體移動(dòng)時(shí)，支承具可能會(huì)與夾緊裝置產(chǎn)生干涉。另外，在接合部的平坦面的寬度不怎么大時(shí)，可能會(huì)無(wú)法通過(guò)支承具來(lái)確實(shí)可靠地支撐第1、第2金屬部件，從而不能正常進(jìn)行點(diǎn)接合。
而且，當(dāng)進(jìn)行點(diǎn)接合時(shí)，由于第2金屬部件(例如鋼板)的金屬鍍層(例如鍍鋅層)因摩擦熱而軟化或熔融，且支承具對(duì)第2金屬部件施加非常高的壓力，因此表面形成有金屬鍍層的第2金屬部件，其金屬鍍層有可能發(fā)生剝離，這樣第2金屬部件的耐腐蝕性能將會(huì)顯著下降。此外，自第2金屬部件剝離的金屬鍍層有可能堆積在支承具前端，這樣，當(dāng)進(jìn)行點(diǎn)接合時(shí)，支承具對(duì)第2金屬部件的支撐位置會(huì)偏離預(yù)期位置，從而造成第1、第2金屬部件的接合品質(zhì)下降。為防止上述問(wèn)題的發(fā)生，有必要進(jìn)行清除堆積在支承具的金屬鍍層的煩瑣作業(yè)，發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于，進(jìn)行點(diǎn)接合時(shí)，使第1、第2金屬部件通過(guò)中間部件被確實(shí)可靠地按壓，但不會(huì)因轉(zhuǎn)動(dòng)具而產(chǎn)生變形，并且使第2金屬部件可通過(guò)中間部件確實(shí)可靠地予以支撐，但第2金屬部件的金屬鍍層不會(huì)被剝離，由此可確實(shí)可靠地進(jìn)行第1、第2金屬部件的點(diǎn)接合，防止第2金屬部件的耐腐蝕性能下降，以及防止第1、第2金屬部件的接合品質(zhì)下降，使第1、第2金屬部件以良好的精度予以接合。
本發(fā)明的摩擦點(diǎn)接合方法，在第1金屬部件與熔點(diǎn)高于該第1金屬部件且表面形成有金屬鍍層的第2金屬部件相重疊的狀態(tài)下，通過(guò)支承具支撐該第1、第2金屬部件的重疊部分，同時(shí)使設(shè)置在隔著第1、第2金屬部件并與支承具相對(duì)的位置的轉(zhuǎn)動(dòng)具邊轉(zhuǎn)動(dòng)邊按壓第1金屬部件，通過(guò)摩擦熱至少使第1金屬部件軟化并產(chǎn)生塑性流動(dòng)，從而使第1、第2金屬部件以固相狀態(tài)進(jìn)行點(diǎn)接合，其特征在于，對(duì)應(yīng)于上述第1、第2金屬部件的接合位置設(shè)置中間部件，該中間部件具有面積大于轉(zhuǎn)動(dòng)具的頂端部面積并可抵接于第2金屬部件的金屬鍍層的支承部、以及在該支承部相反側(cè)的位置抵接于支承具的抵接部；使上述轉(zhuǎn)動(dòng)具和支承具移動(dòng)至接合位置；在該接合位置，使支承具抵接于中間部件的抵接部，同時(shí)在第2金屬部件的金屬鍍層抵接于中間部件的支承部的狀態(tài)下，使轉(zhuǎn)動(dòng)具邊轉(zhuǎn)動(dòng)邊按壓第1金屬部件。
采用上述摩擦點(diǎn)接合方法，由于對(duì)應(yīng)于第1、第2金屬部件的接合位置，設(shè)置具有面積大于轉(zhuǎn)動(dòng)具的頂端部的面積并可抵接于第2金屬部件的支承部、以及在該支承部的相反側(cè)位置抵接于支承具的抵接部的中間部件，使轉(zhuǎn)動(dòng)具和支承具移動(dòng)至接合位置，并在該接合位置使支承具抵接于中間部件的抵接部，同時(shí)在第2金屬部件抵接于中間部件的支承部的狀態(tài)下，使轉(zhuǎn)動(dòng)具邊轉(zhuǎn)動(dòng)邊按壓第1金屬部件，通過(guò)摩擦熱在接合部至少使第1金屬部件軟化并產(chǎn)生塑性流動(dòng)，從而使第1、第2金屬部件以固相狀態(tài)進(jìn)行點(diǎn)接合。這樣，在進(jìn)行點(diǎn)接合時(shí)，面積較小的支承具與第2金屬部件不直接接觸，且通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)具使第1、第2金屬部件相對(duì)于中間部件的支承部被確實(shí)可靠地按壓，從而將從支承部施加于第2金屬部件的壓力抑制在較低程度，因此通過(guò)支承部可確實(shí)可靠地支撐第2金屬部件而不會(huì)使第2金屬部件的金屬鍍層產(chǎn)生剝離，從而使第1、第2金屬部件確實(shí)可靠地進(jìn)行點(diǎn)接合。即，可防止因第2金屬部件的金屬鍍層剝離而引起的第2金屬部件的耐腐蝕性能下降，以及可防止因剝離的金屬鍍層堆積在支承具及支承部上而損害定位功能以引起第1、第2金屬部件的接合品質(zhì)下降，從而可生產(chǎn)出由第1金屬部件、第2金屬部件接合而成的尺寸精度良好的接合產(chǎn)品。另外，作為中間部件，較為理想的是，采用熔點(diǎn)溫度高于接合時(shí)的摩擦熱溫度的金屬。
在上述摩擦點(diǎn)接合方法中，轉(zhuǎn)動(dòng)具和支承具移動(dòng)至接合位置，在該接合位置支承具抵接于中間部件的抵接部，同時(shí)第2金屬部件抵接于中間部件的支承部，在此狀態(tài)下使轉(zhuǎn)動(dòng)具邊轉(zhuǎn)動(dòng)邊按壓第1金屬部件，從而使第1、第2金屬部件與中間部件壓接。這樣，通過(guò)摩擦熱，在接合部，至少使第1金屬部件軟化并產(chǎn)生塑性流動(dòng)，由此使第1、第2金屬部件以固相狀態(tài)進(jìn)行點(diǎn)接合。此外，使位于第1、第2金屬部件的接合部的第2金屬部件的金屬鍍層通過(guò)摩擦熱發(fā)生軟化并通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)具的按壓將其壓出到接合部的周圍，并使金屬鍍層實(shí)質(zhì)上不介于第1、第2金屬部件的接合部中，從而使第1、第2金屬部件以固相狀態(tài)進(jìn)行點(diǎn)接合。
采用該摩擦點(diǎn)接合方法，由于使轉(zhuǎn)動(dòng)具邊轉(zhuǎn)動(dòng)邊按壓第1金屬部件，以摩擦熱至少使第1金屬部件軟化并產(chǎn)生塑性流動(dòng)，使位于第1、第2金屬部件的接合部的第2金屬部件的金屬鍍層通過(guò)摩擦熱發(fā)生軟化并通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)具的按壓將其壓出到接合部的周圍，因此，可使金屬鍍層實(shí)質(zhì)上不介于第1、第2金屬部件的接合部，從而可確實(shí)可靠地使第1、第2金屬部件以固相狀態(tài)進(jìn)行點(diǎn)接合。
在上述摩擦點(diǎn)接合方法中，所提及的第1金屬部件為鋁合金板，所提及的第2金屬部件為鋼板，所提及的金屬鍍層為鍍鋅層。
采用上述摩擦點(diǎn)接合方法，由于第2金屬部件為鋼板，金屬鍍層為鍍鋅層，因此在進(jìn)行點(diǎn)接合時(shí)，可防止鍍鋅層從鋼板剝離，而且也可防止被剝離的鍍鋅層堆積在支承具上。
另外，本發(fā)明的摩擦點(diǎn)接合裝置，在第1金屬部件與熔點(diǎn)高于該第1金屬部件且表面形成有金屬鍍層的第2金屬部件相重疊的狀態(tài)下，通過(guò)支承具支撐該第1、第2金屬部件的重疊部分，同時(shí)，使設(shè)置在隔著第1、第2金屬部件而與支承具相對(duì)的位置的轉(zhuǎn)動(dòng)具邊轉(zhuǎn)動(dòng)邊按壓第1金屬部件，通過(guò)摩擦熱至少使第1金屬部件軟化并產(chǎn)生塑性流動(dòng)，從而使第1、第2金屬部件以固相狀態(tài)進(jìn)行點(diǎn)接合，其包括，對(duì)應(yīng)上述第1、第2金屬部件的接合位置所設(shè)置的中間部件，其具有面積大于轉(zhuǎn)動(dòng)具的頂端部面積且接合時(shí)抵接于第2金屬部件的金屬鍍層的支承部，以及接合時(shí)在該支承部相反側(cè)的位置抵接于支承具的抵接部；使上述轉(zhuǎn)動(dòng)具邊轉(zhuǎn)動(dòng)邊按壓第1金屬部件的轉(zhuǎn)動(dòng)具驅(qū)動(dòng)裝置；可裝備包括上述的支承具、轉(zhuǎn)動(dòng)具和轉(zhuǎn)動(dòng)具驅(qū)動(dòng)裝置的接合槍，并使該接合槍移動(dòng)至接合位置，且在進(jìn)行上述點(diǎn)接合的接合操作位置和從該接合操作位置退出后進(jìn)行待機(jī)的待機(jī)位置之間移動(dòng)的移動(dòng)裝置。
采用上述摩擦點(diǎn)接合裝置，通過(guò)移動(dòng)裝置使具有支承具和轉(zhuǎn)動(dòng)具的接合槍移動(dòng)至接合操作位置，在接合位置使支承具與中間部件的抵接部相抵接，同時(shí)在第2金屬部件抵接于中間部件的支承部的狀態(tài)下，使轉(zhuǎn)動(dòng)具邊轉(zhuǎn)動(dòng)邊按壓第1金屬部件，以使第1、第2金屬部件壓接于中間部件，從而使第1、第2金屬部件可以固相狀態(tài)進(jìn)行點(diǎn)接合。當(dāng)進(jìn)行該點(diǎn)接合時(shí)，由于面積較小的支承具與第2金屬部件不直接接觸，且通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)具使第1、第2金屬部件相對(duì)于中間部件的支承部被確實(shí)可靠地按壓，從而將從支承部施加于第2金屬部件的壓力抑制在較低程度，因此通過(guò)支承部可確實(shí)可靠地支撐第2金屬部件而不會(huì)使第2金屬部件的金屬鍍層產(chǎn)生剝離，從而使第1、第2金屬部件確實(shí)可靠地進(jìn)行點(diǎn)接合。
在上述摩擦點(diǎn)接合裝置中，中間部件，由具備對(duì)第1、第2金屬部件進(jìn)行接合時(shí)夾緊其接合部附近部位的夾緊部的夾具構(gòu)成。
采用上述摩擦點(diǎn)接合裝置，由于由具備對(duì)第1、第2金屬部件進(jìn)行接合時(shí)夾緊其接合部附近部位的夾緊部的夾具構(gòu)成中間部件，因此可通過(guò)上述夾緊部確實(shí)可靠地保持第1、第2金屬部件中的點(diǎn)接合部附近部位，通過(guò)設(shè)置于第2夾具的支承部可確實(shí)可靠地支撐第2金屬部件中至少對(duì)應(yīng)于上述接合部的接合對(duì)應(yīng)部分，在此狀態(tài)下可使金屬部件確實(shí)可靠地進(jìn)行點(diǎn)接合。
在上述摩擦點(diǎn)接合裝置中，夾具分為夾緊部和支承部，另外還包括對(duì)該夾具的夾緊部與支承部在與上述接合部的第2金屬部件的面相正交的方向上的相對(duì)位置進(jìn)行可變調(diào)節(jié)的位置調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)。
采用該摩擦點(diǎn)接合裝置，由于夾具分為夾緊部和支承，另外還包括對(duì)該夾具的夾緊部與支承部在與上述接合部的第2金屬部件的面相正交的方向上的相對(duì)位置進(jìn)行可變調(diào)節(jié)的位置調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，因此，即使第1、第2金屬部件的接合部附近的形狀為具有凹部或凸部的形狀等，或在與上述接合軸線平行的方向上，第1、第2金屬部件的夾緊位置和接合位置相異，或這些位置間的長(zhǎng)度因第1、第2金屬部件的尺寸不一而大小不一時(shí)，也可在使用夾具的夾緊部保持第1、第2金屬部件的狀態(tài)下，通過(guò)支承部確實(shí)可靠地支撐上述接合對(duì)應(yīng)部分。
在上述摩擦點(diǎn)接合裝置中，還包括相對(duì)于中間部件予以設(shè)置，并具有進(jìn)行上述接合時(shí)夾緊第1金屬部件的接合部的附近部位的夾緊部的第1夾具，中間部件是具有在接合第1、第2金屬部件時(shí)夾緊第2金屬部件的接合部的附近部位的夾緊部的第2夾具。
采用該摩擦點(diǎn)接合裝置，以具有在接合第1、第2金屬部件時(shí)夾緊第2金屬部件的接合部附近部位的夾緊部的第2夾具構(gòu)成中間部件，而且相對(duì)于該第2夾具設(shè)置了具有進(jìn)行上述接合時(shí)夾緊第1金屬部件的接合部的附近部位的夾緊部的第1夾具，由此可通過(guò)第1、第2夾具的夾緊部夾緊第1、第2金屬部件，在通過(guò)支承部確實(shí)可靠地支撐上述接合對(duì)應(yīng)部分的狀態(tài)下，恰當(dāng)?shù)貙?duì)第1、第2金屬部件進(jìn)行點(diǎn)接合，從而可生產(chǎn)出尺寸精度良好的接合產(chǎn)品。
在上述摩擦點(diǎn)接合裝置中，第1金屬部件為鋁合金板，第2金屬部件為鋼板，進(jìn)行點(diǎn)接合的接合部設(shè)定為多個(gè)，另為還設(shè)置有從第1夾具一側(cè)支撐上述第1、第2金屬部件的相鄰的接合部之間的部位的支撐部件。
采用該摩擦點(diǎn)接合裝置，如上所述，由于第1金屬部件為鋁合金板，第2金屬部件為鋼板，并且進(jìn)行點(diǎn)接合的接合部設(shè)定為多個(gè)，另外還設(shè)置有從第1夾具一側(cè)支撐上述第1、第2金屬部件的相鄰的接合部之間的部位的支撐部件，因此通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)具從鋁合金板一側(cè)按壓鋁合金板和鋼板，可使鋁合金板在其按壓部附近軟化并產(chǎn)生塑性流動(dòng)，使鋼板和鋁合金板的各個(gè)新生面恰當(dāng)?shù)剡M(jìn)行點(diǎn)接合，并且在進(jìn)行接合時(shí)能確實(shí)可靠地抑制由支撐部件引起的鋁合金熱膨脹而造成的變形。
在上述摩擦點(diǎn)接合裝置中，使接合槍在接合操作位置與待機(jī)位置之間移動(dòng)的移動(dòng)裝置由機(jī)器人構(gòu)成。
采用該摩擦點(diǎn)接合裝置，由于移動(dòng)裝置為機(jī)器人，因此接合槍在移往接合位置的同時(shí)，能確實(shí)可靠且迅速地在接合操作位置與待機(jī)位置之間移動(dòng)。


圖1是裝備有實(shí)施方式1的摩擦點(diǎn)接合裝置的接合槍的機(jī)器人的側(cè)視圖。
圖2是接合槍的側(cè)視圖。
圖3是轉(zhuǎn)動(dòng)具主要部分的局部剖視圖。
圖4是摩擦點(diǎn)接合裝置的工件保持裝置的側(cè)視圖。
圖5是工件保持裝置的俯視圖。
圖6是工件保持裝置的局部剖面的正視圖。
圖7是夾臂、第2夾具等的仰視圖。
圖8是支撐部件的俯視圖。
圖9是圖8中的IX-IX線剖視圖。
圖10是圖8中的X-X線剖視圖。
圖11是第2夾具和位置調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)等的縱向剖視圖。
圖12是第2夾具和位置調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)等的縱向剖視圖。
圖13是行李箱的仰視圖。
圖14是行李箱蓋和第1、第2金屬部件的縱向剖視圖。
圖15是行李箱蓋和第1、第2金屬部件的縱向剖視圖。
圖16是進(jìn)行點(diǎn)接合時(shí)的剖視圖。
圖17是進(jìn)行點(diǎn)接合時(shí)的剖視圖。
圖18是進(jìn)行點(diǎn)接合時(shí)的剖視圖。
圖19是進(jìn)行點(diǎn)接合時(shí)的剖視圖。
圖20是實(shí)施方式2的第2夾具和位置調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)等的縱向剖視圖。
圖21是實(shí)施方式3的第2夾具和位置調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)等的縱向剖視圖。
具體實(shí)施例方式摩擦點(diǎn)接合裝置1，包括裝備有接合槍3的機(jī)器人2(參照?qǐng)D1～圖3)、對(duì)該機(jī)器人2和接合槍3進(jìn)行驅(qū)動(dòng)控制的控制裝置4(參照?qǐng)D1)、通過(guò)接合槍3進(jìn)行點(diǎn)接合的第1金屬部件W1、第2金屬部件W2在相重疊的狀態(tài)下對(duì)其進(jìn)行定位和保持的工件保持裝置5(參照?qǐng)D4～圖6)。
如圖1所示，機(jī)器人2，為常用的6軸垂直多關(guān)節(jié)型機(jī)器人，其機(jī)械手2a的頂端部裝備有接合槍3，該機(jī)器人2，相當(dāng)于使接合槍3，在工件保持裝置5所定位保持的第1金屬部件W1、第2金屬部件W2進(jìn)行點(diǎn)接合的接合操作位置，以及從該接合操作位置退出后進(jìn)行待機(jī)的待機(jī)位置之間進(jìn)行移動(dòng)的移動(dòng)裝置。
如圖2所示，接合槍3，具有支承具(tool)10、轉(zhuǎn)動(dòng)具11及轉(zhuǎn)動(dòng)具驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)12，該支承具10與轉(zhuǎn)動(dòng)具11，上下相對(duì)設(shè)置。支承具10，以面向下方的狀態(tài)裝卸可能地安裝在倒“L”狀懸臂13的上頂端部。懸臂13的下部，設(shè)置有轉(zhuǎn)動(dòng)具驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)12。轉(zhuǎn)動(dòng)具11，以面向上方的狀態(tài)裝卸可能地安裝在該轉(zhuǎn)動(dòng)具驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)12上。轉(zhuǎn)動(dòng)具驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)12，包括使轉(zhuǎn)動(dòng)具11以接合軸線X為中心進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)動(dòng)電動(dòng)機(jī)14、使轉(zhuǎn)動(dòng)具11沿接合軸線X進(jìn)行升降以按壓第1金屬部件W1的升降電動(dòng)機(jī)15。
如圖3所示，轉(zhuǎn)動(dòng)具11，具有圓柱狀的主體部11a和形成在其頂端面(上端面)的肩部11b。該肩部11b，為非平坦面，以規(guī)定的角度傾斜形成以接合軸線X為中心的凹陷圓錐形，肩部11b的中心部突設(shè)有銷11c。支承具10，與轉(zhuǎn)動(dòng)具11的直徑大致相同，其頂端面(下端面)為平坦面。
如圖1所示，控制裝置4，經(jīng)線束16連接于機(jī)器人2的各種電動(dòng)致動(dòng)器(圖示略)，對(duì)這些致動(dòng)器分別進(jìn)行驅(qū)動(dòng)控制，此外，經(jīng)線束17、繼電盒18和線束19連接于接合槍3的轉(zhuǎn)動(dòng)電動(dòng)機(jī)14及升降電動(dòng)機(jī)15，對(duì)這些轉(zhuǎn)動(dòng)電動(dòng)機(jī)14和升降電動(dòng)機(jī)15分別進(jìn)行驅(qū)動(dòng)控制。
下面，對(duì)工件保持裝置5進(jìn)行說(shuō)明。
如圖4～圖6所示，工件保持裝置5，包括工件保持臺(tái)6；使第1金屬部件W1、第2金屬部件W2以重疊狀態(tài)定位于工件保持臺(tái)6的定位機(jī)構(gòu)7；夾緊定位于工件保持臺(tái)6的第1金屬部件W1、第2金屬部件W2的夾緊機(jī)構(gòu)8。在以下的說(shuō)明中，設(shè)圖4、圖5中箭頭所示的方向?yàn)楣ぜ３盅b置5的前方。
在此，第1金屬部件W1為鋁合金板，其表面形成有氧化層，第2金屬部件W2為熔點(diǎn)高于該鋁合金板的鋼板，其表面形成有具防銹功能的鍍鋅層WZn(參照?qǐng)D16～圖19)。具體而言，如圖13～圖15所示，第1金屬部件W1為強(qiáng)化車身的行李箱蓋20的鋁合金加強(qiáng)板，第2金屬部件W2為接合有一對(duì)用于將鉸鏈21安裝在行李箱蓋20上的螺栓22的鋼制螺栓固定件，該第1金屬部件W1、第2金屬部件W2通過(guò)點(diǎn)接合進(jìn)行連結(jié)，從而形成由第1金屬部件W1、第2金屬部件W2構(gòu)成的接合產(chǎn)品。另外，金屬鍍層，并不限于上述鍍鋅層WZn，也可采用Zn-5wt％Al鍍層、Al-10wt％Si鍍層等。
行李箱蓋20，具有外板20a和內(nèi)板20b，通過(guò)對(duì)內(nèi)外板20a、20b的周邊部分進(jìn)行卷邊(hemming)加工，使之相互結(jié)合而形成閉合剖面結(jié)構(gòu)，另外，內(nèi)板20b的內(nèi)表面接合1對(duì)由第1金屬部件W1、第2金屬部件W2構(gòu)成的接合產(chǎn)品。上述第1金屬部件W1，其尺寸小于內(nèi)板20b的一半尺寸，大致呈矩形，該第1金屬部件W1的左右方向外側(cè)部分形成有圓形凸部W1a。上述第2金屬部件W2，呈板片狀，其中央部分形成對(duì)應(yīng)于第1金屬部件W1的凸部W1a的凸部W2a，該凸部W2a的兩側(cè)部分接合有一對(duì)貫穿螺栓22。
第2金屬部件W2大致全部與第1金屬部件W1抵接，在一對(duì)螺栓22貫穿第1金屬部件W1的狀態(tài)下，上述凸部W1a、W2a的兩處被點(diǎn)接合。第1金屬部件W1抵接于內(nèi)板20b，一對(duì)螺栓22貫穿內(nèi)板20b，同時(shí)貫穿與內(nèi)板20b的外表面抵接的鉸鏈21的固定板部21a，通過(guò)一對(duì)螺帽23分別螺合于上述螺栓22，上述鉸鏈21與第1金屬部件W1、第2金屬部件W2一同被緊固于內(nèi)板20b。
如圖4～圖6所示，工件保持裝置5，在2組第1金屬部件W1、第2金屬部件W2通過(guò)定位機(jī)構(gòu)7被左右對(duì)稱定位的狀態(tài)下，通過(guò)夾緊機(jī)構(gòu)8對(duì)其同時(shí)進(jìn)行夾緊。經(jīng)該工件保持裝置5予以?shī)A緊的2組第1金屬部件W1、第2金屬部件W2，通過(guò)接合槍3的支承具10和轉(zhuǎn)動(dòng)具11自動(dòng)進(jìn)行點(diǎn)接合。
工件保持臺(tái)6，具有連接多個(gè)腳部30a與梁部30b的臺(tái)架30，該臺(tái)架30上固定有矩形底板31。該底板31上固定有左右一對(duì)工件載置板32，各工件載置板32上分別載置有第1金屬部件W1，同時(shí)各第1金屬部件W1上載置有第2金屬部件W2。
定位機(jī)構(gòu)7，如圖5所示，具有豎立設(shè)置在各工件載置板32上的前后各2個(gè)的定位銷40、41，前側(cè)的定位銷40設(shè)置在工件載置板32的左右方向的外側(cè)部分。后側(cè)的定位銷41設(shè)置在工件載置板32的左右方向的中央附近位置。第1金屬部件W1上所形成的定位孔，從上側(cè)與這些定位銷40、41卡合。各工件載置板32的后側(cè)定位銷41的左右方向內(nèi)側(cè)部分，設(shè)置有檢測(cè)載置于工件載置板32上的第1金屬部件W1的鄰近傳感器43。
夾緊機(jī)構(gòu)8，如圖6所示，對(duì)應(yīng)于2組第1金屬部件W1、第2金屬部件W2，左右對(duì)稱地設(shè)置有2組第1夾具50、第2夾具60。通過(guò)各組第1夾具50、第2夾具60，可夾緊各組第1金屬部件W1、第2金屬部件W2中被點(diǎn)接合的接合部WS的左右兩側(cè)的近旁部。
第1夾具50，設(shè)置在各工件載置板32的前側(cè)部分，該第1夾具50具有由左右一對(duì)第1夾具部件51構(gòu)成的第1夾緊部，和位于第1夾具部件51之間的支撐部件55。一對(duì)第1夾具部件51與支撐部件55，從俯視方向看分別呈局部被切除的圓盤狀(參照?qǐng)D5)，在相互相向的垂直切除面處于抵接的狀態(tài)下呈直列狀設(shè)置，并分別通過(guò)螺栓固定在工件載置板32的上面部。
一對(duì)第1夾具部件51，包括與第1金屬部件W1抵接且具有較大面積的第1夾面52。各第1夾具部件51，形成有與第2金屬部件W2結(jié)合的螺栓22可從上側(cè)插入的螺孔53(參照?qǐng)D6)。該螺孔53具有對(duì)螺栓22進(jìn)行定位的功能，并與上述定位銷40、41一道，確實(shí)可靠地對(duì)第1金屬部件W1、第2金屬部件W2進(jìn)行定位。此外，各第1夾具部件51，設(shè)置有檢測(cè)插入到螺孔53的螺栓22的鄰近傳感器54。
在此，底板31和工件載置板32，對(duì)應(yīng)于一對(duì)第1夾具部件51之間的部位，分別形成有使轉(zhuǎn)動(dòng)具11從下側(cè)穿過(guò)底板31從而可進(jìn)行點(diǎn)接合的轉(zhuǎn)動(dòng)具貫穿孔31a、32a。支撐部件55設(shè)置在轉(zhuǎn)動(dòng)具貫穿孔31a、32a的上方，該支撐部件55，具有從第1夾具50一側(cè)(本實(shí)施方式中為下側(cè))支撐第1金屬部件W1、第2金屬部件W2的相鄰的一對(duì)接合部WS之間的部位的支撐部58。
如圖8～圖10所示，支撐部件55，具有固定在工件載置板32上的固定部56、從該固定部56向上方突出并從俯視方向看呈圓形的突出部57、以及固定設(shè)置在突出部57的上表面的支撐部58。固定部56和突出部57，形成有使轉(zhuǎn)動(dòng)具11從下側(cè)穿過(guò)從而可進(jìn)行點(diǎn)接合，且從俯視方向看呈沿左右方向延伸的長(zhǎng)圓狀的轉(zhuǎn)動(dòng)具貫穿孔55a。支撐部58，呈由細(xì)長(zhǎng)的架橋部58a及位于兩端的扇形部58b所構(gòu)成的細(xì)長(zhǎng)形狀，跨設(shè)在轉(zhuǎn)動(dòng)具貫穿孔55a的長(zhǎng)度方向中央部位，以防止其與轉(zhuǎn)動(dòng)具11發(fā)生干涉。
如圖4～圖7所示，底板31后部的左右方向中央部位，設(shè)置有夾臂70。該夾臂70，以沿左右方向延伸的樞軸71為支點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)可能地予以支撐。此外，該夾臂70設(shè)置在工件載置板32的上方，當(dāng)處于水平狀態(tài)時(shí)其前端部位于底板31的前端部附近。另外，夾臂70的后部，呈從樞軸71向后側(cè)延伸的“ㄑ”狀，其基端部與氣動(dòng)缸73的連桿74的頂端部轉(zhuǎn)動(dòng)自如地連接。該氣動(dòng)缸73，其基端部轉(zhuǎn)動(dòng)可能地支撐在工件保持臺(tái)6上。
氣動(dòng)缸73，通過(guò)加壓空氣供給裝置(圖示從略)所供給的加壓空氣驅(qū)動(dòng)上述夾臂70，并通過(guò)控制裝置4控制該加壓空氣的供給，使夾臂70在水平狀態(tài)和垂直狀態(tài)之間自動(dòng)切換。另外，上述底板31，設(shè)置有對(duì)大致處于水平狀態(tài)的夾臂70進(jìn)行引導(dǎo)的引導(dǎo)部件75。夾臂70的前端部分固定有一對(duì)向左右兩側(cè)伸出的連接部件76。該連接部件76，固定有左右一對(duì)第2夾具60的底座，亦即夾具底座77。
上述第2夾具60，相當(dāng)于中間部件，在各夾具底座77上安裝有由左右一對(duì)第2夾具部件61構(gòu)成的第2夾緊部、位于該第2夾具部件61之間的支撐部件65(相當(dāng)于支撐部)，同時(shí)在該支撐部件65的相反側(cè)(上方側(cè))的位置，設(shè)置有在進(jìn)行接合時(shí)可與支承具10抵接的抵接部77a。一對(duì)第2夾具部件61和支撐部件65，從俯視方向看分別呈細(xì)長(zhǎng)的矩形，且以相互相對(duì)的垂直切面處于抵接的狀態(tài)下呈直列狀設(shè)置，并分別通過(guò)螺栓固定在當(dāng)夾臂70處于水平狀態(tài)時(shí)與工件載置板32相對(duì)的夾具底座77的下表面。
一對(duì)第2夾具部件61，如圖6、圖11及圖12所示，具有向第2夾具50一側(cè)(本實(shí)施方式中為下側(cè))突出并與第2金屬部件W2抵接的第2夾面62。支撐部件65，為鋼制，且呈較厚的塊狀，并具有面積大于轉(zhuǎn)動(dòng)具11的頂端部(肩部11b)面積的抵接面65a，通過(guò)使該抵接面65a與第2金屬部件W2中對(duì)應(yīng)于接合部WS且位于第2夾具60一側(cè)的面(上表面)及其周邊的規(guī)定區(qū)域部分相抵接，以此支撐第1金屬部件W1、第2金屬部件W2。該規(guī)定區(qū)域部分，是由螺栓固定件構(gòu)成的第2金屬部件W2的凸部W2a的整個(gè)頂部。另外，考慮到接合部WS的尺寸大小，支撐部件65的抵接面65a的面積，為轉(zhuǎn)動(dòng)具11的肩部11b直徑的1.2倍及其以上的面積，較為理想的是，直徑的1.5倍及其以上的面積。
為接合由加強(qiáng)板構(gòu)成的第1金屬部件W1和由螺栓固定件構(gòu)成的第2金屬部件W2的凸部W1a、W2a，支撐部件65相對(duì)于一對(duì)第2夾具部件61設(shè)置在向上側(cè)凹陷的位置，同時(shí)構(gòu)成上述第1夾具50的支撐部件55的支撐部58，其上端面與設(shè)置在支撐部件55左右的一對(duì)第1夾具部件51的第1夾面52相比，向上側(cè)突出設(shè)置。
夾臂70的前端部，如圖4及圖5所示，固定有被按壓部件80。該被按壓部件80，形成有向頂端側(cè)突出的傾斜狀卡合部80a。當(dāng)夾臂70處于水平狀態(tài)時(shí)，卡合部80a呈向前下方緩慢傾斜的狀態(tài)。另一方面，底板31前端部的左右方向中央部位，面向后方安裝有氣壓或液壓驅(qū)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)缸81，其輸出連桿82設(shè)置有傾斜狀驅(qū)動(dòng)部82a。該驅(qū)動(dòng)部82a，向后上方緩慢傾斜，并與卡合部80a卡合，且該卡合可予以解除。上述被按壓部件80和驅(qū)動(dòng)缸82構(gòu)成夾具驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)83，通過(guò)該夾具驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)83的運(yùn)作，第2夾具60被強(qiáng)力按壓向第1夾具50一側(cè)。
在此，如上所述，第2夾具60，可分為由具有第2夾面62的一對(duì)第2夾具部件61所構(gòu)成的第2夾緊部、以及支撐部件65。另外，本實(shí)施方式中，還設(shè)置有對(duì)第2夾面62與支撐部件65的抵接面65a，在與對(duì)應(yīng)于接合部WS的金屬部件W1、W2的面相正交的方向(平行于接合軸線X的方向)上的相對(duì)位置，進(jìn)行可變調(diào)節(jié)的位置調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)85(參照?qǐng)D11、圖12)。
如圖11、12所示，該位置調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)85，包括可介裝于夾具底座77與各第2夾具部件61之間的墊片86。如圖11、圖12所示，第2夾具60，可在第2夾具部件61和夾具底座77之間不介裝墊片86而通過(guò)螺栓87固定該兩者的狀態(tài)，以及介裝有墊片86的情況下固定該兩者的狀態(tài)之間進(jìn)行切換。另外，還可通過(guò)疊加多個(gè)墊片86，或替換厚度不同的各種墊片86，對(duì)第2夾面62與抵接面65a的相對(duì)位置進(jìn)行各種可變?cè)O(shè)定。
下面，對(duì)利用該摩擦點(diǎn)接合裝置1所進(jìn)行的摩擦點(diǎn)接合方法進(jìn)行說(shuō)明。
首先，在夾臂70處于垂直狀態(tài)的狀態(tài)下，亦即在第2夾具60離開(kāi)第1夾具50的狀態(tài)下，將第1金屬部件W1、第2金屬部件W2設(shè)置在工件載置板32上。此時(shí)，在第1金屬部件W1、第2金屬部件W2相重疊的狀態(tài)下，通過(guò)使第1金屬部件W1的定位孔與定位銷40、41卡合，并使結(jié)合在第2金屬部件W2上的螺栓22插入第1夾具50的螺孔53，由此對(duì)上述第1金屬部件W1、第2金屬部件W2進(jìn)行定位。
接著，通過(guò)氣動(dòng)缸73的驅(qū)動(dòng)，使夾臂70從垂直狀態(tài)切換為水平狀態(tài)，然后，通過(guò)夾具驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)83的運(yùn)作，使驅(qū)動(dòng)桿82與夾臂70的被按壓部件80卡合，從而使第1金屬部件W1、第2金屬部件W2通過(guò)第1夾具50、第2夾具60而被夾緊。此時(shí)，第1金屬部件W1、第2金屬部件W2中位于進(jìn)行點(diǎn)接合的接合部WS的左右兩側(cè)的附近部分(凸部W1a、W2a左右兩側(cè)的平坦部)通過(guò)第2夾面62被按壓向第1夾面52一側(cè)，并被夾緊。
在此狀態(tài)下，第2夾具60的支撐部件65的抵接面65a，與第2金屬部件W2中對(duì)應(yīng)于接合部WS且位于第2夾具60一側(cè)的面(上表面)及其周邊的規(guī)定區(qū)域部分相抵接，并且，第1金屬部件W1、第2金屬部件W2的相鄰的接合部WS之間的部分，通過(guò)第1夾具50的支撐部件55的支撐部58，從第1夾具50一側(cè)(本實(shí)施方式中為下側(cè))得到支撐。
接著，通過(guò)機(jī)器人2和接合槍3的運(yùn)作，第1金屬部件W1、第2金屬部件W2被點(diǎn)接合。此時(shí)，接合槍3，通過(guò)機(jī)器人2被移動(dòng)至接合位置，同時(shí)從待機(jī)位置被移動(dòng)至接合操作位置。在接合槍3位于接合操作位置狀態(tài)下，接合槍3的支承具10從上側(cè)與夾具底座77的抵接部77a抵接，而轉(zhuǎn)動(dòng)具11則位于第1金屬部件W1、第2金屬部件W2的接合部WS的下側(cè)。
然后，通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)具驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)12，一邊對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)具11進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)，一邊使其與第1金屬部件W1接觸，從而將第1金屬部件W1、第2金屬部件W2按壓向支撐部件65。此時(shí)，支承具10，經(jīng)夾具底座77及支撐部件65，支撐第1金屬部件W1、第2金屬部件W2。接著，通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)具11邊接觸第1金屬部件W1邊轉(zhuǎn)動(dòng)而產(chǎn)生的摩擦熱，至少使第1金屬部件W1軟化并產(chǎn)生塑性流動(dòng)，從而使第1、第2金屬部件以固相狀態(tài)進(jìn)行點(diǎn)接合。
以下，對(duì)該點(diǎn)接合方法作詳細(xì)說(shuō)明，當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)具11邊轉(zhuǎn)動(dòng)邊上升時(shí)，首先，轉(zhuǎn)動(dòng)具11的銷11c，與第1金屬部件W1抵接，定位后，如圖16所示，肩部11b邊轉(zhuǎn)動(dòng)邊抵接第1金屬部件W1，通過(guò)摩擦熱使第1金屬部件W1逐漸軟化。接著，轉(zhuǎn)動(dòng)具11繼續(xù)上升，如圖17所示，轉(zhuǎn)動(dòng)具11進(jìn)入被軟化的第1金屬部件W1內(nèi)，與此同時(shí)第1金屬部件W1受到來(lái)自轉(zhuǎn)動(dòng)具11的較高的接觸壓力的作用產(chǎn)生局部剪切，于是因摩擦熱而軟化的第2金屬部件W2的鍍鋅層WZn擴(kuò)散到該剪切部分。
接著，如圖18所示，受轉(zhuǎn)動(dòng)具11的加壓，肩部11b進(jìn)一步壓入第1金屬部件W1內(nèi)，第1金屬部件W1呈塑性流動(dòng)(塑性變形)，剪切部向外擴(kuò)大。同時(shí)，第1金屬部件W1與第2金屬部件W2的界面中所殘留的處于軟化或熔融狀態(tài)的鍍鋅層WZn也向外排出。此時(shí)，第1金屬部件W1表面的氧化層，由于其脆性性質(zhì)，所以隨著第1金屬部件W1的塑性變形而被破壞，由此第1金屬部件W1形成新生面(沒(méi)有覆蓋氧化層而由第1金屬部件W1自身形成的面)。
接著，如圖19所示，第2金屬部件W2表面的鍍鋅層WZn，其一部分進(jìn)入第1金屬部件W1中，剩下的部分受轉(zhuǎn)動(dòng)具11的加壓力的作用而被壓向接合部WS的周圍。由此，在不存在鍍鋅層WZn的范圍內(nèi)，氧化層被破壞而露出新生面，該第1金屬部件W1的新生面與上述第2金屬部件W2的新生面，在直接接觸的狀態(tài)下被固相連接，在殘存有鍍鋅層WZn的外周部，第1金屬部件W1與第2金屬部件W2，經(jīng)鋅-鋁-鐵化合物而被接合。
采用上述摩擦點(diǎn)接合裝置1和摩擦點(diǎn)接合方法，可取得以下的有益效果。
由于在進(jìn)行點(diǎn)接合時(shí)可防止因面積較小的支承具10直接接觸第2金屬部件W2而引起第1金屬部件W1、第2金屬部件W2的變形，并可通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)具11，使第1金屬部件W1、第2金屬部件W2相對(duì)于由面積大于轉(zhuǎn)動(dòng)具11頂端部的中間部件的支撐部件65所構(gòu)成的支承部被確實(shí)可靠地按壓，從而將該支撐部件65施加在第2金屬部件W2的壓力抑制在較低程度，因此通過(guò)支撐部件65可確實(shí)可靠地支撐第2金屬部件W2而不會(huì)使該第2金屬部件W2的鍍鋅層WZn產(chǎn)生剝離，從而可恰當(dāng)?shù)貙?duì)第1金屬部件W1、第2金屬部件W2進(jìn)行點(diǎn)接合。
例如，當(dāng)上述第1金屬部件W1、第2金屬部件W2及金屬鍍層，分別為鋁合金板、鋼板及鍍鋅層WZn時(shí)，可防止因第2金屬部件W2的鍍鋅層WZn剝離而引起的第2金屬部件W2的耐腐蝕性能的下降，以及可防止因剝離的鍍鋅層WZn堆積在支承具11及支撐部件65而損害定位功能所引起的第1金屬部件W1、第2金屬部件W2的接合品質(zhì)的下降，從而可生產(chǎn)出由第1金屬部件W1、第2金屬部件W2接合而成的尺寸精度良好的接合產(chǎn)品。
在此，即使由于轉(zhuǎn)動(dòng)具11轉(zhuǎn)動(dòng)并接觸第1金屬部件W1而產(chǎn)生的摩擦熱，使位于作為中間部件的第2夾具60一側(cè)(本實(shí)施方式中為上側(cè))的第2金屬部件W2的鍍鋅層WZn受熱時(shí)，也可將該熱傳遞給具有面積大于接合部WS的抵接面65a的支撐部件65，而有效地進(jìn)行散熱，因而可極力地抑制第2夾具60一側(cè)的鍍鋅層WZn產(chǎn)生軟化，并且即使該鍍鋅層WZn發(fā)生軟化，也可從開(kāi)始點(diǎn)接合所經(jīng)過(guò)的規(guī)定時(shí)間內(nèi)，使支撐部件65與鍍鋅層WZn保持抵接狀態(tài)，以提高散熱性能，從而使鍍鋅層WZn確實(shí)可靠且迅速地得到穩(wěn)定，以盡可能地防止第2夾具60一側(cè)的鍍鋅層WZn產(chǎn)生剝離。
而且，由于在本實(shí)施方式1所涉及的摩擦點(diǎn)接合裝置1中，支承具10、轉(zhuǎn)動(dòng)具11和轉(zhuǎn)動(dòng)具驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)(轉(zhuǎn)動(dòng)具驅(qū)動(dòng)裝置)12通過(guò)組合而構(gòu)成接合槍3，并且通過(guò)移動(dòng)裝置使該接合槍3在接合操作位置與待機(jī)位置之間移動(dòng)，因此既可發(fā)揮上述效果，又可以良好的效率進(jìn)行接合作業(yè)。特別是，當(dāng)通過(guò)上述機(jī)器人2所構(gòu)成的移動(dòng)裝置使接合槍3在接合操作位置與待機(jī)位置之間移動(dòng)時(shí)，可使該接合槍3確實(shí)可靠且迅速地移動(dòng)至上述各個(gè)位置。
另外，通過(guò)上述具有在接合第1金屬部件W1、第2金屬部件W2時(shí)夾緊接合部WS的附近部位的第2夾具部件(第2夾緊部)61的第2夾具60來(lái)構(gòu)成上述中間部件，第1金屬部件W1、第2金屬部件W2中進(jìn)行點(diǎn)接合的接合部WS的附近部位被第2夾具60的第2夾具部件61確實(shí)可靠地保持，第2金屬部件W2中至少包含對(duì)應(yīng)于上述接合部且位于第2夾具60一側(cè)的面的部分(接合對(duì)應(yīng)部分)被第2夾具60所設(shè)置的支撐部件65(支承部)確實(shí)可靠地支撐，在此狀態(tài)下第1、第2金屬部件件W1、W2可確實(shí)可靠地進(jìn)行點(diǎn)接合，其結(jié)果可生產(chǎn)出尺寸精度良好的接合產(chǎn)品。
此外，上述實(shí)施方式1中，第2夾具60分為第2夾具部件(第2夾緊部)61和支撐部件(支承部)65，另外還設(shè)置有對(duì)第2夾具部件61與支撐部件65在與上述接合部WS的第2金屬部件W2的面相正交的方向(平行于接合軸線X的方向)上的相對(duì)位置進(jìn)行可變調(diào)節(jié)的位置調(diào)節(jié)單元85，因此即使第1金屬部件W1、第2金屬部件W2的接合部附近的形狀為具有凹部或凸部的形狀等，或在與上述接合軸線X平行的方向上，第1金屬部件W1、第2金屬部件W2的夾緊位置與接合位置相異，或這些位置間的長(zhǎng)度因第1金屬部件W1、第2金屬部件W2的尺寸不一而大小不一時(shí)，也可在第2夾具60的第2夾具部件(第2夾緊部)61保持第1金屬部件W1、第2金屬部件W2的狀態(tài)下，通過(guò)由支撐部件65構(gòu)成的支承部確實(shí)可靠地支撐上述接合對(duì)應(yīng)部分。
即，本實(shí)施方式1中，如上所述，由于設(shè)置有具備可介裝于夾具底座77和支撐部件65之間的墊片86的位置調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)85，可使第2夾具60，在不介裝墊片86而通過(guò)螺栓將夾具底座77固定在支撐部件65上的狀態(tài)，以及介裝墊片86而通過(guò)螺栓將夾具底座77固定在支撐部件65上的狀態(tài)之間進(jìn)行切換，或通過(guò)疊裝多個(gè)墊片86，或介裝厚度相異的各種墊片86，使第2夾具部件62與支撐部件65的相對(duì)位置發(fā)生各種變化，因此通過(guò)上述支撐部件65能確實(shí)可靠地支撐第2金屬部件W2，從而可更有效地控制第2金屬部件W2的鍍鋅層WZn的剝離。
此外，如上所述，通過(guò)具有在接合第1金屬部件W1、第2金屬部件W2時(shí)夾緊第2金屬部件W2的接合部的附近部位的第2夾具部件61所構(gòu)成的第2夾緊部的第2夾具60來(lái)構(gòu)成上述中間部件，而且相對(duì)于該第2夾具60設(shè)置了具有進(jìn)行上述接合時(shí)夾緊第1金屬部件W1的接合部的附近部位的第1夾具部件(第1夾緊部)51的第1夾具50，此時(shí)可通過(guò)第1夾具50、第2夾具60的第1、第2夾具部件(夾緊部)51、61夾緊第1金屬部件W1、第2金屬部件W2，在通過(guò)支承部確實(shí)可靠地支撐上述接合對(duì)應(yīng)部分的狀態(tài)下，恰當(dāng)?shù)貙?duì)第1金屬部件W1、第2金屬部件W2進(jìn)行點(diǎn)接合，從而可生產(chǎn)出尺寸精度良好的接合產(chǎn)品。
此外，如上所述，第1金屬部件W1為鋁合金板，第2金屬部件W2為鋼板，并且進(jìn)行點(diǎn)接合的接合部WS設(shè)定為多個(gè)，另外還設(shè)置有從第1夾具50一側(cè)支撐上述第1金屬部件W1、第2金屬部件W2的相鄰的接合部WS之間的部分的支撐部件55，此時(shí)通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)具11從鋁合金板一側(cè)按壓鋁合金板和鋼板，可使鋁合金板在其按壓部附近軟化并產(chǎn)生塑性流動(dòng)，使鋼板和鋁合金板的各個(gè)新生面恰當(dāng)?shù)剡M(jìn)行點(diǎn)接合，并且在進(jìn)行接合時(shí)可確實(shí)可靠地抑制因支撐部件55所引起的鋁合金熱膨脹而產(chǎn)生的變形，以此提高接合品質(zhì)。
例如，在本實(shí)施例中，第1金屬部件W1為加強(qiáng)車身的行李箱蓋20的鋁合金加強(qiáng)板，第2金屬部件W2為接合有將鉸鏈21安裝于行李箱蓋20的螺栓22的鋼制螺栓固定件，由此可確實(shí)可靠地進(jìn)行上述加強(qiáng)板與螺栓固定件的點(diǎn)接合，從而可生產(chǎn)出尺寸精度良好的加強(qiáng)板與螺栓固定件的接合產(chǎn)品。
實(shí)施方式2，是對(duì)實(shí)施方式1中的第2夾具60及位置調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)85的結(jié)構(gòu)的變形例，其他部分與實(shí)施方式1相同，因此說(shuō)明從略。如圖20所示，第2夾具60A，具有一對(duì)第2夾具部件61A、以及與上述實(shí)施方式1相同的支撐部件65。第2夾具部件61A，具有上下分開(kāi)的底座部90和第2夾緊部91，該底座部90固定在夾具底座77上。位置調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)85A，具有使第2夾緊部91以沿著平行于上述接合軸線的方向進(jìn)行移動(dòng)而不會(huì)脫落的狀態(tài)相對(duì)于底座部90進(jìn)行連接的連接螺栓92、將第2夾緊部91壓靠向夾具底座77的相反側(cè)的壓靠部件93。
該位置調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)85A的連接螺栓92，其下端部與第2夾緊部91螺合，該連接螺栓92的軸身部可滑動(dòng)自如地穿過(guò)底座部90和夾具基座77。連接螺栓92的頭部可移動(dòng)自如地與形成在夾具基座77上的卡合孔卡合。通過(guò)由安裝在底座部90內(nèi)部的螺旋彈簧等構(gòu)成的壓靠部件93，第2夾緊部91向離開(kāi)底座部90的方向進(jìn)行壓靠。
該壓靠部件93，可產(chǎn)生較強(qiáng)的壓靠力，通過(guò)該壓靠部件93，可對(duì)第2夾緊部91與支撐部件65在平行于上述接合軸線的方向上的相對(duì)位置進(jìn)行可變調(diào)節(jié)，并且可在任意位置上強(qiáng)力按壓第1金屬部件W1、第2金屬部件W2。另外，也可將第2夾具部件61A固定在夾具基座77上，使支撐部件65相對(duì)于夾具基座77以移動(dòng)可能但不會(huì)脫落的狀態(tài)進(jìn)行連接，并通過(guò)壓靠部件將支撐部件65壓靠向夾具基座77的相反側(cè)。
實(shí)施方式3，是實(shí)施方式1中的第2夾具60和位置調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)85的變形例，其他部分與實(shí)施方式1相同，因此說(shuō)明從略。如圖21所示，第2夾具60B具有一對(duì)第2夾具部件61B、以及與上述實(shí)施方式1相同的支撐部件65。各第2夾具部件61B的第2按壓部95具有傾斜面，位置調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)85B，包括具有沿橫向滑動(dòng)而與該第2按壓部95抵接的傾斜面97的楔形部件96、以及對(duì)該楔形部件96進(jìn)行移動(dòng)驅(qū)動(dòng)的致動(dòng)器98(例如氣缸、電動(dòng)機(jī)等)。
實(shí)施方式4沒(méi)有圖示。當(dāng)通過(guò)上述位置調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)85、85A、85B，對(duì)由第2夾具部件61及第2夾緊部91等構(gòu)成的夾緊部與由支撐部件65構(gòu)成的支承部的抵接面，在與對(duì)應(yīng)于接合部WS的金屬部件W1、W2的面相正交的方向上的相對(duì)位置進(jìn)行調(diào)節(jié)時(shí)，較為理想的是，通過(guò)支撐部件55變更支撐第1金屬部件W1的位置。此時(shí)，可設(shè)置通過(guò)與上述位置調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)85、85A、85B相同的機(jī)構(gòu)，對(duì)由第2夾具部件61及第2夾緊部91等構(gòu)成的夾緊部與支撐部件55所設(shè)置的支撐部58，在平行于上述接合軸線的方向上的相對(duì)位置，進(jìn)行可變調(diào)節(jié)的位置調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)。
另外，本發(fā)明可在不偏離其主旨的范圍內(nèi)進(jìn)行各種變更而予以實(shí)施。并且對(duì)各種部件、各種金屬所構(gòu)成的第1、第2金屬部件進(jìn)行接合的摩擦點(diǎn)接合裝置，本發(fā)明均可適用。
權(quán)利要求
1.一種摩擦點(diǎn)接合方法，在第1金屬部件與熔點(diǎn)高于該第1金屬部件且表面形成有金屬鍍層的第2金屬部件相重疊的狀態(tài)下，通過(guò)支承具支撐該第1、第2金屬部件的重疊部分，同時(shí)使設(shè)置在隔著第1、第2金屬部件并而與支承具相對(duì)的位置的轉(zhuǎn)動(dòng)具邊轉(zhuǎn)動(dòng)邊按壓第1金屬部件，通過(guò)摩擦熱至少使第1金屬部件軟化并產(chǎn)生塑性流動(dòng)，從而使第1、第2金屬部件以固相狀態(tài)進(jìn)行點(diǎn)接合，其特征在于對(duì)應(yīng)上述第1、第2金屬部件的接合位置設(shè)置中間部件，該中間部件具有面積大于轉(zhuǎn)動(dòng)具的頂端部面積的可抵接于第2金屬部件的金屬鍍層的支承部、以及在該支承部相反側(cè)的位置抵接于支承具的抵接部；使上述轉(zhuǎn)動(dòng)具和支承具移動(dòng)至接合位置；在上述接合位置，使支承具抵接于中間部件的抵接部，同時(shí)在第2金屬部件的金屬鍍層抵接于中間部件的支承部的狀態(tài)下，使轉(zhuǎn)動(dòng)具邊轉(zhuǎn)動(dòng)邊按壓第1金屬部件。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的摩擦點(diǎn)接合方法，其特征在于通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)具邊轉(zhuǎn)動(dòng)邊按壓第1金屬部件，以摩擦熱至少使第1金屬部件軟化并產(chǎn)生塑性流動(dòng)，使位于第1、第2金屬部件的接合部的第2金屬部件的金屬鍍層通過(guò)摩擦熱發(fā)生軟化并通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)具的按壓將其壓出到接合部的周圍，并使金屬鍍層實(shí)質(zhì)上不介于第1、第2金屬部件的接合部中，從而使第1、第2金屬部件以固相狀態(tài)進(jìn)行點(diǎn)接合。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的摩擦點(diǎn)接合方法，其特征在于上述所提及的第1金屬部件為鋁合金板，上述所提及的第2金屬部件為鋼板，上述所提及的金屬鍍層為鍍鋅層。
4.一種摩擦點(diǎn)接合裝置，在第1金屬部件與熔點(diǎn)高于該第1金屬部件且表面形成有金屬鍍層的第2金屬部件相重疊的狀態(tài)下，通過(guò)支承具支撐該第1、第2金屬部件的重疊部分，同時(shí)，使設(shè)置在隔著第1、第2金屬部件而與支承具相對(duì)的位置的轉(zhuǎn)動(dòng)具邊轉(zhuǎn)動(dòng)邊按壓第1金屬部件，通過(guò)摩擦熱至少使第1金屬部件軟化并產(chǎn)生塑性流動(dòng)，從而使第1、第2金屬部件以固相狀態(tài)進(jìn)行點(diǎn)接合，其特征在于包括對(duì)應(yīng)上述第1、第2金屬部件的接合位置所設(shè)置的中間部件，其具有面積大于轉(zhuǎn)動(dòng)具的頂端部面積且接合時(shí)抵接于第2金屬部件的金屬鍍層的支承部，以及接合時(shí)在該支承部相反側(cè)的位置抵接于支承具的抵接部；使上述轉(zhuǎn)動(dòng)具邊轉(zhuǎn)動(dòng)邊按壓第1金屬部件的轉(zhuǎn)動(dòng)具驅(qū)動(dòng)裝置；可裝備包括上述支承具、轉(zhuǎn)動(dòng)具和轉(zhuǎn)動(dòng)具驅(qū)動(dòng)裝置的接合槍，并使該接合槍移動(dòng)至上述接合位置，且在進(jìn)行上述點(diǎn)接合的接合操作位置和從該接合操作位置退出后進(jìn)行待機(jī)的待機(jī)位置之間移動(dòng)的移動(dòng)裝置。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的摩擦點(diǎn)接合裝置，其特征在于上述中間部件，由具備對(duì)第1、第2金屬部件進(jìn)行接合時(shí)夾緊其接合部附近部位的夾緊部的夾具構(gòu)成。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的摩擦點(diǎn)接合裝置，其特征在于上述夾具，分為夾緊部和支承部，該摩擦點(diǎn)接合裝置還包括，對(duì)上述夾具的夾緊部與支承部在與上述接合部的第2金屬部件的面相正交的方向上的相對(duì)位置進(jìn)行可變調(diào)節(jié)的位置調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的摩擦點(diǎn)接合裝置，其特征在于還包括，相對(duì)于上述中間部件予以設(shè)置，并具有進(jìn)行上述接合時(shí)夾緊第1金屬部件的接合部的附近部位的夾緊部的第1夾具，上述中間部件，是具有在接合第1、第2金屬部件時(shí)夾緊第2金屬部件的接合部的附近部位的夾緊部的第2夾具。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的摩擦點(diǎn)接合裝置，其特征在于上述第1金屬部件為鋁合金板，上述第2金屬部件為鋼板，上述進(jìn)行點(diǎn)接合的接合部設(shè)定為多個(gè)，還設(shè)置有，從第1夾具一側(cè)支撐上述第1、第2金屬部件的相鄰的接合部之間的部位的支撐部件。
9.根據(jù)權(quán)利要求4所述的摩擦點(diǎn)接合裝置，其特征在于上述移動(dòng)裝置為機(jī)器人。
全文摘要
本發(fā)明的摩擦點(diǎn)接合方法及摩擦點(diǎn)接合裝置，在使第2金屬部件(W2)中對(duì)應(yīng)于接合部(WS)且位于第2夾具(60)一側(cè)的面及其周邊的規(guī)定區(qū)域部分，與面積大于轉(zhuǎn)動(dòng)具(11)的頂端部面積的中間部件的支承部(65)相抵接的狀態(tài)下，在此中間部件(65)，通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)具(11)按壓第1金屬部件(W1)、第2金屬部件(W2)，并進(jìn)行點(diǎn)接合。采用本發(fā)明，進(jìn)行點(diǎn)接合時(shí)，可使第1、第2金屬部件通過(guò)中間部件而被確實(shí)可靠地按壓，但不會(huì)因轉(zhuǎn)動(dòng)具而產(chǎn)生變形，并且第2金屬部件可通過(guò)中間部件確實(shí)可靠地予以支撐，但第2金屬部件的金屬鍍層不會(huì)被剝離，由此可確實(shí)可靠地進(jìn)行第1、第2金屬部件的點(diǎn)接合。
文檔編號(hào)B23K20/12GK1907630SQ200610108199
公開(kāi)日2007年2月7日 申請(qǐng)日期2006年7月31日 優(yōu)先權(quán)日2005年8月2日
發(fā)明者玄道俊行, 西口勝也, 麻川元康, 高瀨健治, 莊司庸平 申請(qǐng)人:馬自達(dá)汽車株式會(huì)社