接合装置以及接合方法与流程

1.本发明涉及一种接合装置和接合方法。


背景技术：

2.例如，在专利文献1中公开了一种使第一金属构件与第二金属对接以形成对接部，并使旋转工具沿着所述对接部移动以进行摩擦搅拌接合的技术。现有技术文献专利文献
3.专利文献1：日本专利特开2018-65164号公报。


技术实现要素：

发明所要解决的技术问题
4.第一金属构件和第二金属构件的高度位置有时会因各金属构件的翘曲、扭转等变形、尺寸公差等而产生偏差。此外，有时还可能会在架台的夹具与第一金属构件和第二金属构件之间夹着异物，或者发生夹具的按压不足、按压不良。当第一金属构件和第二金属构件的高度位置超过允许范围时，无论如何控制旋转工具都很可能会变成接合不良。
5.从上述观点来看，本发明的技术问题在于提供一种能防止变成接合不良的接合方法。解决技术问题所采用的技术方案
6.为了解决前述技术问题，本发明的特征是，包括：测定部，所述测定部对由配置成对接或重合地进行接合的位置关系的第一金属构件和第二金属构件形成的、作为进行接合的部位的接合部附近的高度进行测定来获得测定值；设定部，所述设定部基于由所述测定部获得的所述测定值对旋转工具的高度位置进行设定；以及摩擦搅拌主体部，所述摩擦搅拌主体部基于所述高度位置使旋转的所述旋转工具沿着所述接合部相对移动。
7.另外，本发明的特征是，包括：测定工序，所述测定工序中，对由配置成对接或重合地进行接合的位置关系的第一金属构件和第二金属构件形成的、作为进行接合的部位的接合部附近的高度进行测定来获得测定值；设定工序，在所述设定工序中，基于由所述测定工序获得的所述测定值对旋转工具的高度位置进行设定；以及摩擦搅拌工序，在所述摩擦搅拌工序中，基于由所述设定工序设定的所述高度位置使旋转的所述旋转工具沿着所述接合部相对移动。
8.此外，优选的是，还包括固定部，所述固定部将所述第一金属构件固定于架台，所述测定部对固定于所述架台的状态的所述第一金属构件进行测定来获得所述测定值。此外，优选的是，还包括固定工序，在所述固定工序中，将所述第一金属构件固定于架台，在所述测定工序中，对在所述固定工序中固定于所述架台的状态的所述第一金属构件进行测定并获得所述测定值。
9.此外，优选的是，还包括固定部，所述固定部将所述第一金属构件和所述第二金属
构件固定于架台，所述固定部将配置成使所述第一金属构件和所述第二金属构件对接或重合地进行接合的位置关系并形成所述接合部的状态的所述第一金属构件和所述第二金属构件固定于架台，所述测定部对固定于所述架台的状态的所述第一金属构件和所述第二金属构件中的至少一方进行测定来获得所述测定值。此外，优选的是，还包括固定工序，在所述固定工序中，将所述第一金属构件和所述第二金属构件固定于架台，在所述固定工序中，将配置成使所述第一金属构件和所述第二金属构件对接或重合地进行接合的位置关系并形成所述接合部的状态的所述第一金属构件和所述第二金属构件固定于架台，在所述测定工序中，对在所述固定工序中固定于所述架台的状态的所述第一金属构件和所述第二金属构件中的至少一方进行测定来获得所述测定值。
10.此外，优选的是，所述测定部设置于对所述旋转工具进行保持的部位附近。
11.此外，优选的是，所述设定部将所述测定值设定为所述高度位置。
12.此外，优选的是，所述旋转工具具有：连结部，所述连结部连结于所述摩擦搅拌主体部的转轴；以及搅拌销，所述搅拌销从所述连结部下垂，所述摩擦搅拌主体部在使所述连结部从所述接合部分开的状态下使所述旋转工具相对移动。
13.此外，优选的是，所述设定部将所述测定值中的最低值设定为所述高度位置。
14.此外，优选的是，所述旋转工具具有：轴肩部，所述轴肩部连结于所述摩擦搅拌主体部的转轴；以及搅拌销，所述搅拌销从所述轴肩部下垂，所述摩擦搅拌主体部在使所述轴肩部和所述搅拌销与所述接合部接触的状态下使所述旋转工具相对移动。
15.此外，优选的是，所述设定部将所述测定值的平均值设定为所述高度位置。
16.此外，优选的是，所述旋转工具具有：连结部，所述连结部连结于所述摩擦搅拌主体部的转轴；以及搅拌销，所述搅拌销从所述连结部下垂，所述摩擦搅拌主体部在使所述连结部从所述接合部分开的状态下使所述旋转工具相对移动。
17.此外，优选的是，在所述测定值不包含在预先设定的允许范围的情况下，重新设定所述第一金属构件和所述第二金属构件。
18.此外，在所述测定值不包含在预先设定的允许范围的情况下，将所述第一金属构件和所述第二金属构件确定为允许范围外的部件。发明效果
19.根据本发明的接合装置和接合方法，容易防止变成接合不良。
附图说明
20.图1是示出本发明实施方式的第一金属构件、第二金属构件和摩擦搅拌主体部的立体图。图2是示出本实施方式的接合装置的框图。图3是示出本实施方式的测定值和高度位置的一例的表。图4是示出本实施方式的第一配置工序的剖视图。图5是示出本实施方式的第二配置工序的剖视图。图6是示出本实施方式的摩擦搅拌工序的立体图。图7是示出本实施方式的摩擦搅拌工序的剖视图。
图8是示出重合形成的接合部的剖视图。图9是示出本实施方式的第一变形例的摩擦搅拌工序的剖视图。图10是示出本实施方式的第二变形例的摩擦搅拌工序的剖视图。图11是示出本实施方式的第三变形例的摩擦搅拌工序的剖视图。
具体实施方式
21.适当地参照附图对本发明的实施方式进行说明。本发明并不仅局限于以下的实施方式。此外，能将实施方式和变形例中的构成要素的一部分或全部适当地组合。
22.[1.实施方式][1-1.接合装置]如图1所示，本发明实施方式的接合装置100是使用旋转工具f对第一金属构件1和第二金属构件2进行摩擦搅拌接合的装置。
[0023]
第一金属构件1在中央形成有开口部10，沿着开口部10的周缘形成有台阶部11。台阶部11具有层差底面11a和从层差底面11a立起的层差侧面11b。开口部10俯视观察时呈大致矩形。开口部10的四个角部被实施圆形倒角加工。第一金属构件1由铝、铝合金、镁、镁合金、钛、钛合金等能摩擦搅拌接合的金属形成。在本实施方式中，第一金属构件1由通过压铸成型的铝合金铸造件形成。
[0024]
第二金属构件2在俯视观察时呈矩形的板状。第二金属构件2呈大致无间隙地配置于台阶部11的形状。第二金属构件2的板厚与层差侧面11b的高度尺寸相同或者比层差侧面11b的高度尺寸更大。通过将第二金属构件2的板厚尺寸设定得比层差侧面11b的高度尺寸更大，能防止接合部j1(参照图5)的金属不足。第二金属构件2只要是能摩擦搅拌接合的金属即可，在本实施方式中由铝合金延展件形成。
[0025]
如图1和图2所示，接合装置100在本实施方式中是加工中心，包括固定部21a、21b、摩擦搅拌主体部22、测定部23和控制装置24(参照图2)。固定部21a是将第一金属构件1固定于架台k的构件(夹具)。固定部21a在架台k上设置有多个，以能通过多个部位来约束第一金属构件1的周围。固定部21b(参照图2、图6)是将第二金属构件2固定于架台k的构件(夹具)。固定部21b在架台k上设置有多个，以能通过多个部位来约束第二金属构件2的周围。固定部21a、21b与控制装置24电连接，并基于来自控制装置24的控制信号对各金属构件进行固定或是将该固定解除。另外，下面在不特别区分固定部21a和固定部21b的情况下，将统称为固定部21来进行说明。
[0026]
摩擦搅拌主体部22是内置有供旋转工具f安装的转轴的部位。摩擦搅拌主体部22能相对于架台k相对移动。摩擦搅拌主体部22基于由后述的设定部设定的旋转工具f的x位置(横向位置)、y位置(纵向位置)和z位置(高度位置)使旋转工具f相对移动。
[0027]
测定部23设置于摩擦搅拌主体部22。也就是说，测定部23设置于对旋转工具f进行保持的部位附近。测定部23例如能使用激光位移测定仪等高度测定器件。
[0028]
控制装置24包括运算部25(cpu(central processing unit：中央处理单元))、键盘、触摸屏等输入部27、监视器、显示屏等显示部28和ram(random acsess memory：随机存取存储器)、rom(read only memory：只读存储器)等存储部29。
[0029]
运算部25具有设定部26以作为功能要件。设定部26是对用于使旋转工具f移动的
指示位置(教学位置)进行设定的部位。指示位置通过座标位置来指定旋转工具f所经过的轨迹。也就是说，指示位置能通过x、y、z坐标轴来设定旋转工具f的x位置(横向位置)、y位置(纵向位置)和z位置(高度位置)。
[0030]
设定部26在本实施方式中构成为预先设定指示位置中的x位置和y位置，并基于由测定部23所得的测定值和设定程序来设定z位置(高度位置)。在本实施方式的设定程序中，如图3所示，将由测定部23所得的测定值设定为旋转工具f的z位置(高度位置)。另外，所谓的“将测定值设定为旋转工具f的高度位置”是指以一一对应关系来设定测定值和高度位置。例如，也可以如本实施方式那样在不对某个位置的测定值加以改变的情况下将测定值直接设定作为该位置的高度位置。此外，也可以例如对某个位置的测定值实施偏移规定的数值量的计算，并设定作为该位置的高度位置。更具体而言，也可以例如与所得到的测定值与旋转工具f的高度位置的关系对应地，对某个位置的测定值加上期望的数值或是减去期望的数值，并将所得的值设定为该位置的高度位置。
[0031]
例如，通过运算部25从rom中读取设定程序并在ram中展开执行，能作为设定部26发挥作用。此外，设定程序既可以记录在cd-rom(compact disc read only memory：光盘只读存储器)、dvd－rom(digital versatile disc read onlymemor：数字通用光盘只读存储器)、usb(universal serial bus：通用串行总线)存储器、sd存储器等闪存等记录介质中配发，也可以经由互联网、内联网等通信网络分布。控制装置24能通过从记录介质读取设定程序，或是经由通信网络接收设定程序，以获取设定程序并执行。
[0032]
另外，在本实施方式中，作为接合装置100例示了加工中心，但并不局限于此。例如，也可以将摩擦搅拌主体部22安装于机械臂的前端。
[0033]
[1-2.接合方法]在本实施方式的接合方法中，使用接合装置100进行第一配置工序、第一固定工序、测定工序、第二配置工序、第二固定工序、设定工序和摩擦搅拌工序。第一配置工序是将第一金属构件1配置在架台k上的工序。
[0034]
第一固定工序如图4所示是将第一金属构件1夹持于架台k的正面ka的工序。例如，设置于架台l的多个固定部21a将第一金属构件1约束成无法相对于架台k移动。
[0035]
测定工序如图1所示是通过测定部23对第一金属构件1的正面1b的高度进行测量的工序。在测定工序中，对从基准点(例如，架台k的正面ka)至测定点的高度进行测量。在测定工序中，对由第一金属构件1和第二金属构件2形成的、作为进行接合的部位的接合部j1(参照图5)附近的高度进行测定。具体而言，如图1所示，对在第一金属构件1的正面1b中的、以规定的间隔绕开口边缘1e的外侧设定的测定点p1～p8的高度进行测定。测定点在本实施方式中设置有八处，但并不限制数量，只要是在单处或是多处设定即可。
[0036]
在测定工序中，一边使旋转工具f与接合部j1分开，一边使摩擦搅拌主体部22(测定部23)沿着开口边缘1e旋转一周，以连续地对测定点p1～p8的高度进行测量。所测定的测定值与各测定点关联地存储于控制装置24的存储部29。
[0037]
第二配置工序如图5所示是将第一金属构件1和第二金属构件2配置成进行接合的位置关系的工序。第一金属构件1和第二金属构件既可以配置成相互对接以进行接合的位置关系，也可以配置成重合以进行接合的位置关系，还可以配置成对接并且重合以进行接合的位置关系。在本实施方式中，第一金属构件1的层差侧面11b与第二金属构件2的侧面2a
对接，并且层差底面11a与第二金属构件2的背面2c重合，以形成接合部j1。即，在第二配置工序中，通过将第二金属构件2配置于第一金属构件1的层差部11，以形成使第一金属构件1与第二金属构件2对接而成的接合部(对接部)j1。接合部j1是在后述的摩擦搅拌工序中通过旋转工具f被摩擦搅拌接合的部位。
[0038]
第二固定工序如图6所示是将第二金属构件2夹持于架台k的正面ka的工序。例如，设置于架台k的多个固定部21b将第二金属构件2约束成相对于架台k无法移动。
[0039]
设定工序如图3所示是基于由测定工序获得的测定值和设定程序对旋转工具f的高度位置进行设定的工序。在本实施方式中，如前所述预先设定旋转工具f的x位置和y位置。z位置(高度位置)如图3所示将所获得的测定值直接设定为高度位置。
[0040]
摩擦搅拌工序如图6和图7所示是基于由设定工序设定的设定值使旋转工具f沿着对接部j1相对移动以进行摩擦搅拌接合的工序。旋转工具f包括连结部f1和搅拌销f2。连结部f1是在安装于在摩擦搅拌主体部22内置的转轴的部位，其呈圆柱状。搅拌销f2从连结部f1的前端面(下端面)向前端侧突出(下垂)，从而形成前端细。在搅拌销f2的前端形成有与旋转中心轴线c垂直的平坦面f3。另外，连结部f1并不局限于圆柱形，也可以是直径随着朝向前端侧而缩小的圆锥台状。在这种情况下，连结部f1的前端部的直径与搅拌销f2的基端部的直径相同。在摩擦搅拌工序中，摩擦搅拌主体部22在使连结部f1从接合部j1分开的状态下仅将旋转的搅拌销f2插入到接合部，从而使旋转工具f相对移动。
[0041]
如图7所示，将搅拌销基准点f4设定为在作为旋转中心的搅拌销f2的旋转中心轴线c中距平坦面f3规定的高度。在本实施方式中，例如将插入深度设定为2.5mm，因此，将该规定的高度设定为2.5mm。插入深度是从第一金属构件1的正面1b至搅拌销f2的平坦面f3的距离。另外，能基于插入深度、由测定工序获得的测定值等来适当地设定从平坦面f3至搅拌销基准点f4的距离。
[0042]
在搅拌销f2的外周面刻设有螺旋槽。螺旋槽在使旋转工具f朝右旋转时从基端侧向前端侧朝左旋绕地形成，在朝右旋转时从基端侧向前端侧朝左旋绕地形成。通过这样，塑性流动材料被导向搅拌销f2的前端侧，因此，能抑制毛边的产生。
[0043]
在摩擦搅拌工序中，如图6所示，将搅拌销f2插入到设定在接合部j1上的开始位置sp1处，并沿着对接部j1使旋转的旋转工具f相对于第二金属构件2顺时针地相对移动。固定部21b构成为，基于来自控制装置24的控制信号在旋转工具f快要经过之前立起，一旦经过之后再次对第二金属构件2进行固定。由此，能防止固定部21b与旋转工具f的干涉。在旋转工具f的移动轨迹形成有塑性化区域w。此时，以使旋转工具f的搅拌销基准点f4的高度位置变成由设定工序设定的设定值(x位置、y位置、z位置)的方式对旋转工具f的位置进行控制。尤其，在本实施方式中，使旋转工具f的位置上下移动以在z方向上变成图3所示的高度位置。也就是说，控制成，在接合部j1中的与测定点p1对应的位置处，搅拌销基准点f4位于在高度方向上距架台k的正面ka为4.8mm的位置。
[0044]
此外，控制成，在接合部j1中的与测定点p2对应的位置处，搅拌销基准点f4位于在高度方向上距架台k的正面ka为5.0mm的位置。此时，将旋转工具f的高度位置控制成，从测定点p1至测定点p2，搅拌销基准点f4的高度位置逐渐上升0.2mm。
[0045]
此外，控制成，在接合部j1中的与测定点p3对应的位置处，搅拌销基准点f4位于在高度方向上距架台k的正面ka为5.4mm的位置。此时，将旋转工具f的高度位置控制成，从测
定点p2至测定点p3，搅拌销基准点f4的高度位置逐渐上升0.4mm。
[0046]
此外，控制成，在接合部j1中的与测定点p4对应的位置处，搅拌销基准点f4位于在高度方向上距架台k的正面ka为5.7mm的位置。此时，控制成，在从测定点p3至测定点p4，搅拌销基准点f5的高度位置逐渐上升0.3mm。
[0047]
此外，控制成，在接合部j1中的与测定点p5对应的位置处，搅拌销基准点f4位于在高度方向上距架台k的正面ka为5.5mm的位置。此时，将旋转工具f的高度位置控制成，从测定点p4至测定点p5，搅拌销基准点f4的高度位置逐渐下降0.2mm。
[0048]
一边通过相同的步骤使旋转工具f的高度升降，一边使旋转工具f到达在接合部j1设定的结束位置ep1，之后使旋转工具f从接合部j1脱离。在摩擦搅拌工序中，优选的是，以上述方式使塑性化区域w的始端与终端重叠。由此，能提高水密性和气密性。通过以上工序，能对第一金属构件1和第二金属构件2进行摩擦搅拌接合。
[0049]
[1-3.作用和效果]根据以上说明的接合方法和接合装置，对已设置的状态的接合前的接合部j1附近的高度进行测定，并基于该测定结果对旋转工具f的高度位置(插入深度)进行控制。由此，能与设置状态的接合部j1的高度对应地使旋转工具f的高度位置变化，从而能进行模拟的负载控制。因此，即使在接合部j1的高度发生变化的情况下，也能将旋转工具的插入深度保持恒定，从而容易防止变成接合不良。
[0050]
特别是，在本实施方式中，将测定值直接设定作为旋转工具f的高度位置，并基于该设定值使旋转工具f的高度位置升降。由此，即使测定点p1～p8的高度不同，也能将塑性化区域w的深度(搅拌销f2的插入深度)设为恒定。通过将塑性化区域w的深度设为恒定，能遍及周向地将接合部j1的接合强度设为大致恒定。此外，由于只要将测定值直接设定为高度位置即可，因此，能容易地进行高度位置(设定值)的设定。
[0051]
此外，旋转工具f的种类(形状)可以任意，但在本接合方法中，在使连结部f1与接合部j1分开的状态下，仅将搅拌销f2插入到接合部j1，并进行摩擦搅拌接合。由此，与将旋转工具的轴肩部压入的情况相比能使塑性化区域的宽度变小，并且能减轻旋转工具的按压力。此外，与将旋转工具的轴肩部压入的情况相比能减轻施加于摩擦搅拌装置的负荷。此外，能在不对摩擦搅拌装置施加较大的负荷的状态下对对接部的较深的位置进行接合。另外，在本实施方式中，仅搅拌销f2与接合部j1接触，因此，即使在接合部j1的高度稍许变化的情况下，搅拌销f2所接触的深度仅稍许变化，与将旋转工具的轴肩部压入的情况相比，相对于接合部j1的高度的变化的裕度是相对较高的。因此，根据本接合方法，在将测定值直接设定为旋转工具f的高度位置，并基于该设定值使旋转工具f的高度位置升降并进行接合时，即使在第一金属构件1或第二金属构件2的位置从测定工序中的位置进行位移，或是搅拌销f2的位置从设定工序中设定的高度位置进行位移的情况下，都不易产生接合不良。
[0052]
此外，在本接合装置和本接合方法中，包括将第一金属构件1固定于架台k的固定部21a，进行对固定于架台k的状态的第一金属构件1进行测定的测定工序。由此，由于能在进行高度位置的测定的第一金属构件1接近于接合时的状态下准确地测定高度，因此，更容易防止接合不良。
[0053]
假设在远离旋转工具f的位置设置有测定部23，则在测定位置与接合位置之间会产生位置偏移，从而高度的测定也容易产生偏移。然而，根据本实施方式，通过在保持有旋
转工具f的部位附近设置有测定部23，能在接近于接合状态的状态下测定高度位置。也就是说，在本实施方式中，在摩擦搅拌主体部22的行进方向前部设置有测定部23，因此，能在接近于接合状态下测定高度位置。
[0054]
[1-4.其他]在此，例如，例示了在上述实施方式中依次进行第一配置工序、第一固定工序、测定工序、第二配置工序和第二固定工序，并仅将第一金属构件1固定于架台k之后进行测定工序的情况。也可以进行第一配置工序及第一固定工序和第二配置工序及第二固定工序，并在将第一金属构件1和第二金属构件2这两方固定于架台k之后进行测定工序。此时，在测定工序中，只要在固定于架台k的状态的第一金属构件1和第二金属构件2中的至少一方对接合部j1附近的表面的高度进行测定即可。即使这样，能在接近于接合时的状态下准确地测定高度，因此，更容易防止接合不良。
[0055]
在上述实施方式中，作为接合部j1附近，例示了第一金属构件1的正面1b中绕开口边缘1e的外侧设定的测定点p1～p8的高度进行测定的情况并加以说明。测定点的位置只要与第一金属构件1和第二金属构件2的配置和固定的顺序、第一金属构件1与第二金属构件2的配置关系、第一金属构件1与第二金属构件2的接合部j1的位置对应地适当设定即可。尤其，优选的是，测定点的位置设定于对接合的影响大的部位。此外，也可以与测定点的位置对应地适当改变配置工序、固定工序、测定工序的顺序。
[0056]
例如，如上述实施方式那样可以考虑到，在第一金属构件1的层差侧面11b与第二金属构件2的侧面2a对接，并且层差底面11a与第二金属构件2的背面2c重合、第一金属构件1的层差侧面11b与第二金属构件2的侧面2a对接而成的部位形成有接合部j1的情况。在这种情况下，也可以将第二金属构件2的正面2b中的周缘部2d(参照图5)设为测定点。另外，优选的是，在将第二金属构件2的正面2b中的周缘部2d设为测定点的情况下，依次进行第一配置工序、第一固定工序、第二配置工序、第二固定工序和测定工序，并在将第一金属构件1和第二金属构件2固定于架台k之后进行测定工序。即，优选的是，在将进行高度位置的测定的部位固定之后进行测定工序。
[0057]
此外，如图8所示，第一金属构件1的层差侧面11b与第二金属构件2的侧面2a对接，并且层差底面11a与第二金属构件2的背面2c重合，在层差底面11a与第二金属构件2的背面2c重合而成的部位形成有接合部j2的情况下，只要将接合部j2附近的第一金属构件1的层差底面11a设为测定点p0。此时，需要依次进行第一配置工序、第一固定工序、测定工序、第二配置工序和第二固定工序，并在仅将第一金属构件1固定于架台k之后进行测定工序。
[0058]
[2.第一变形例]接着，对所述实施方式的第一变形例进行说明。在第一变形例中，如图9所示，在使用旋转工具g这一点上与前述的实施方式不同。在第一变形例中以与前述的实施方式不同的部分为中心进行说明。
[0059]
旋转工具g具有轴肩部g1和搅拌销g2。轴肩部g1是基端部安装于摩擦搅拌主体部22的转轴的部位，其是在底面g1a与被接合构件抵接的状态下对被接合构件进行按压的部位。轴肩部g1形成为直径从搅拌销g2的基端部扩大的圆柱状，包括平面状且环状的前端面。也就是说，搅拌销g2的前端部从轴肩部g1的前端面向前端侧突出。换言之，搅拌销g2从轴肩部g1的底面g1 a下垂。轴肩部g1的形状并不局限于圆柱状，也可以呈锥台状并包括研钵状
的前端面。
[0060]
搅拌销g2是一边旋转一边插入到被接合构件中并进行相对于被接合构件的摩擦搅拌的部位。搅拌销g2从轴肩部g1的底面g1 a下垂，并呈圆锥台形状。搅拌销g2的前端部随着朝向前端而变得前端细。搅拌销g2的前端部的前端为与轴向正交的平坦面状的平坦面g3。在搅拌销g2的基端部一体形成有轴肩部g1。在搅拌销g2的外周面刻设有螺旋槽。螺旋槽在使旋转工具g朝右旋转时从基端侧向前端侧朝左旋绕地形成，在朝右旋转时从基端侧向前端侧朝左旋绕地形成。通过这样，塑性流动材料被导向搅拌销g2的前端侧，因此，容易抑制毛边的产生。
[0061]
在本接合装置中，摩擦搅拌主体部22在使轴肩部g1和搅拌销g2与接合部j1接触的状态下使旋转工具g相对移动。如图9所示，将搅拌销基准点g4设定为在作为旋转中心的旋转中心轴线c中距搅拌销g2的平坦面g3规定的高度处。在本实施方式中，例如将插入深度设定为2.5mm，因此，将该规定的高度设定为2.5mm。插入深度是指从第一金属构件1的正面1b至搅拌销g2的平坦面g3的距离。另外，能基于插入深度、由测定工序获得的测定值等来适当地设定从平坦面g3至搅拌销基准点g4的距离。
[0062]
在摩擦搅拌工序中，以与前述的实施方式相同的要领沿着接合部j1进行摩擦搅拌接合。此时，对旋转工具g的位置进行控制，以使旋转工具g的搅拌销基准点g4的高度位置变成由设定工序设定的设定值(x位置、y位置、z位置)。尤其，在本实施方式中，使旋转工具g的位置上下移动，以使z方向变成图3所示的高度位置。也就是说，使旋转工具g沿着接合部j1相对移动，以使在接合部j1中的与测定点p1对应的位置处，搅拌销基准点g4位于在高度方向上距架台k的正面ka为4.8mm的位置。此时，轴肩部g1的底面g1 a与第一金属构件1的正面1b和第二金属构件2的正面2b接触。
[0063]
这样，在摩擦搅拌工序中，也可以使用包括轴肩部g1和搅拌销g2的旋转工具g。根据旋转工具g，能通过轴肩部g1的底面g1 a来按压塑性流动材料，因此，容易抑制毛边的产生。
[0064]
[3.第二变形例]接着，对前述的实施方式的第二变形例进行说明。在第二变形例中，如图10所示，在使第一金属构件1与第二金属构件2重合这一点上与前述的实施方式不同。在第二变形例中，以与前述的实施方式不同的部分为中心进行说明。
[0065]
在第二变形例的接合方法中，进行第一配置工序、第一固定工序、测定工序、第二配置工序、第二固定工序、设定工序和摩擦搅拌工序。如图10所示，在第二变形例的第二配置工序中，第一金属构件1的正面1b与第二金属构件2的背面2c重合，以形成接合部(重合部)j3。
[0066]
在测定工序中，使测定部23沿着与接合部j3对应的位置行进，并对配置第二金属构件之前的第一金属构件1的正面1b的高度进行测定。优选的是，所测定的位置是接合部j3附近。由此，在本变形例中，优选的是，对第一金属构件1的正面1b中的、通过摩擦搅拌工序使旋转工具f行进的行进预定位置s1及其附近的高度进行测定。
[0067]
在第二固定工序中，经由固定部21将重合的第一金属构件1和第二金属构件2固定于架台k。
[0068]
在设定工序中，基于由测定工序所得的测定值来对旋转工具f的高度位置进行设
定。在本第二变形例中，将测定值直接设定为旋转工具f的高度位置。
[0069]
在摩擦搅拌工序中，例如使用旋转工具f将搅拌销f2从第二金属构件2的正面2c垂直地插入到第二金属构件2的正面2b，并对接合部(重合部)j3进行接合。关于摩擦搅拌工序中的旋转工具f的高度位置，以与前述的实施方式相同的要领进行控制。只要适当地设定旋转工具f的搅拌销f2的插入深度即可，但优选的是，设定为达到第一金属构件1的正面1b。另外，在第二变形例中，也可以使用旋转工具g以代替旋转工具f，来对接合部j3进行摩擦搅拌接合。
[0070]
如上所述，在本接合装置和接合方法中，对与作为接合部的第一金属构件1与第二金属构件2的重合部的位置对应的第一金属构件1的正面1b的高度进行测定。这样，对供旋转工具插入的目标位置，或者对接合状态产生影响的部位的高度进行测定，并基于所述测定结果对旋转工具f的高度位置(插入深度)进行控制。由此，通过将旋转工具f插入到达到第一金属构件1的正面1b并对重合部进行接合，容易防止变成接合不良。
[0071]
[4.第三变形例]接着，对前述的实施方式的第三变形例进行说明。在第三变形例中，如图11所示，在使第一金属构件11与第二金属构件2重合这一点上与前述的实施方式不同。在第三变形例中，以与前述的实施方式不同的部分为中心进行说明。
[0072]
在第三变形例的接合方法中进行第一配置工序、第二配置工序、固定工序、测定工序、设定工序和摩擦搅拌工序。如图11所示，在第三变形例的第二配置工序中，通过第一金属构件1的正面1b和第二金属构件2的侧面2a形成接合部(内角部)j4。
[0073]
在固定工序中，如图11所示，经由固定部21将重合的第一金属构件1和第二金属构件2固定于架台k。
[0074]
在测定工序中，使测定部23沿着接合部j4行进而对第一金属构件1的正面1b的高度进行测定。优选的是，所测定的位置是接合部j4附近。由此，在本变形例中，优选的是，在通过摩擦搅拌工序使旋转工具f行进的、位于由第一金属构件1的正面1b和第二金属构件2的侧面2a形成的内角部的行进预定位置s2或其附近的高度进行测定。
[0075]
在设定工序中，基于由测定工序所得的测定值来对旋转工具f的高度位置进行设定。在本第二变形例中，将测定值直接设定作为旋转工具f的高度位置。
[0076]
在摩擦搅拌工序中，如图11所示，使用旋转工具f将旋转工具f从接合部(内角部)j4倾斜地插入，并对接合部j4进行摩擦搅拌接合。关于摩擦搅拌工序中的旋转工具f的高度位置，以与前述的实施方式相同的要领进行控制。
[0077]
如上所述，在本接合装置和本接合方法中，对与作为接合部j4的第一金属构件1与第二金属构件2的内角部的位置对应的第一金属构件1的正面1b的高度进行测定。这样，对供旋转工具f插入的目标位置，或是对接合状态产生影响的部位的高度进行测定，并基于所述测定结果对旋转工具f的高度位置(插入深度)进行控制。由此，通过将旋转工具f插入到第一金属构件1与第二金属构件2的内角部并对内角部进行接合，容易防止变成接合不良。
[0078]
[5.第四变形例]接着，对本实施方式的第四变形例进行说明。在第四变形例中，设定工序与前述的实施方式不同。在第四变形例的设定工序中，例如在获得图3的测定值的情况下，也可以将测定值中的最低值设定为旋转工具f、g的高度位置。在图3的情况下，由于最低值是4.8mm，
因此，使旋转工具f、g相对移动，从而使旋转工具f、g的搅拌销基准点f4、g4变成距架台k的正面ka为4.8mm的高度。也就是说，在上述情况下，在设定旋转工具f、g的高度位置之后，不使旋转工具f、g升降，而使旋转工具f、g以恒定的高度相对移动。
[0079]
根据所述变形例的设定工序，能容易地进行旋转工具f、g的高度位置的设定。此外，通过将测定值中的最低值设定为高度位置，从而旋转工具f、g与接合部中的最低部位的深度对应地被插入。由此，即使在接合部的高度变化的情况下，也能将最低位置的接合部包括在内进行摩擦搅拌，从而更容易防止接合不良。
[0080]
此时，旋转工具也可以使用任意旋转工具，但优选的是，使用旋转工具g。将旋转工具的高度位置设定为测定值的最低值，因此，能通过轴肩部g1始终按压塑性流动材料，因此，容易防止毛边大量产生。
[0081]
另一方面，在第四变形例的设定工序中，例如在从图3的测定值获得的情况下，也可以将该测定值的平均值设定为旋转工具f、g的高度位置。在图3的情况下，由于平均值是约5.3mm，因此，使旋转工具f、g相对移动，从而使旋转工具f、g的搅拌销基准点f4、g4距架台k的正面ka为5.3mm的高度。也就是说，在上述情况下，也在设定旋转工具f、g的高度位置之后，不使旋转工具f、g升降，而使旋转工具f、g以恒定的高度相对移动。
[0082]
根据所述变形例的设定工序，能容易地进行旋转工具f、g的高度位置的设定。
[0083]
此时，旋转工具也可以使用任意的旋转工具，但优选的是使用旋转工具f。这是因为，在使用旋转工具f的情况下，仅搅拌销f2与接合部接触，因此，与使用旋转工具g的情况相比，相对于接合部的高度的变化的裕度是相对较高的。在将旋转工具f的高度位置设定为测定值的平均值，并基于该设定值使旋转工具f的高度位置升降并进行接合时，即使在各个测定值的偏差较大的情况，或是第一金属构件1或第二金属构件2的位置从测定工序的位置进行位移，又或是搅拌销f2的位置从由设定工序设定的高度位置进行位移的情况下，也不易产生接合不良。
[0084]
[6.第五变形例]接着，对前述的实施方式的第五变形例进行说明。在第五变形例中，在基于测定值设定允许范围这一点上与其他变形例不同。在该变形例中，对高度的测定值的允许范围进行设定。例如，在图3的测定值中，将允许范围设定为4.8～5.5mm。控制装置24包括判断部(省略图示)，所述判断部对由测定部23获得的测定值是否包含在预先设定的允许范围内进行判断。
[0085]
例如，在前述的实施方式的情况下，控制装置24在判断为由测定工序获得的测定值位于预先设定的允许范围内的情况(判断工序)下，直接进入第二配置工序。另一方面，控制装置在判断为由测定工序获得的测定值位于预先设定的允许范围外的情况下，输出将所述第一金属构件1(第一金属构件1和第二金属构件2)从架台k暂时拆除的重新设定信号。一旦将所述第一金属构件1(第一金属构件1和第二金属构件2)重新设定于架台k之后，再次进行测定工序和判断工序。
[0086]
在摩擦搅拌接合中，第一金属构件1和第二金属构件2的高度是重要的要素之一，例如，当由于夹具的按压不足导致高度超过允许范围时，无论如何控制旋转工具f、g，变成接合不良的可能性都变高。然而，根据本变形例，通过在第一金属构件1和第二金属构件2的高度中设置允许范围，更容易防止变成接合不良。
[0087]
另一方面，控制装置24在判断为在由测定工序获得的测定值位于预先设定的所述允许范围外的情况(判断工序)下，将该第一金属构件1(第一金属构件1和第二金属构件2)确定为允许范围外的部件，并存储于存储部29。根据本发明，更容易防止变成接合不良，并且能容易地进行品质管理。(符号说明)
[0088]
1 第一金属构件；2 第二金属构件；21a、21b 固定部；22 摩擦搅拌主体部；23 测定部；p1～p8 测定点；f 旋转工具；f1 连结部；f2 搅拌销；g 旋转工具；g1 轴肩部；g2 搅拌销。