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特許7365536摩擦攪拌接合方法、自動車部品の製造方法、工作機械、および、プログラム
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B1)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2023-10-11
(45)【発行日】2023-10-19
(54)【発明の名称】摩擦攪拌接合方法、自動車部品の製造方法、工作機械、および、プログラム
(51)【国際特許分類】
B23K 20/12 20060101AFI20231012BHJP
【ＦＩ】
B23K20/12 364
【請求項の数】
15
(21)【出願番号】P 2023555499
(86)(22)【出願日】2023-06-05
(86)【国際出願番号】 JP2023020872
【審査請求日】2023-09-11
【早期審査対象出願】
(73)【特許権者】
【識別番号】000114787
【氏名又は名称】ヤマザキマザック株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100196003
【弁理士】
【氏名又は名称】石川 太郎
(72)【発明者】
【氏名】松原 英司
(72)【発明者】
【氏名】南谷 正泰
(72)【発明者】
【氏名】丹羽 謙太郎
(72)【発明者】
【氏名】吉良 佳大
【審査官】山下 浩平
(56)【参考文献】
【文献】特開２００７－２２２９２５（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００４－１０６０３７（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開平９－２７１８６２（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｂ２３Ｋ ２０／００ － ２０／２６
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
第１方向に高さが漸減する第１面と前記第１方向に高さが漸増する第２面とを含む複数の面によって規定される凹部を有する第１ワークを準備する工程と、第２ワークを準備する工程と、
前記第１ワークと前記第２ワークとが接する第１領域と、前記第１面と前記第２ワークとの間の隙間が前記第１方向にゼロから漸増する第２領域と、前記第２面と前記第２ワークとの間の隙間が前記第１方向にゼロまで漸減する第３領域とが形成されるように、前記第１ワークと前記第２ワークとを重ね合わせる工程と、
摩擦攪拌接合工具を用いて、前記第１ワークと前記第２ワークとを摩擦攪拌接合する工程と
を具備し、
前記第１ワークと前記第２ワークとを摩擦攪拌接合する工程は、
前記第１領域の少なくとも一部を前記摩擦攪拌接合工具のプローブが横切るように、前記摩擦攪拌接合工具を前記第１方向に移動させることと、
前記凹部の深さ方向を第２方向と定義するとき、前記第２領域を前記プローブが横切るように前記摩擦攪拌接合工具を前記第１方向に移動させながら、前記第１面の高さの変化に追従するように前記摩擦攪拌接合工具を前記第２方向に移動させることと、
前記第２方向とは反対の方向を第３方向と定義するとき、前記第３領域を前記プローブが横切るように前記摩擦攪拌接合工具を前記第１方向に移動させながら、前記第２面の高さの変化に追従するように前記摩擦攪拌接合工具を前記第３方向に移動させることと
を含み、
前記プローブが前記第２領域および前記第３領域の各々を横切って前記第１方向に移動する際に、前記摩擦攪拌接合工具が前記第１ワークおよび前記第２ワークから受けるアキシャル荷重の変動が抑制されるように、前記摩擦攪拌接合工具の位置が制御される
摩擦攪拌接合方法。
【請求項2】
前記プローブが前記第２領域および前記第３領域の各々を横切って前記第１方向に移動する際に、前記アキシャル荷重が一定に維持されるように、前記摩擦攪拌接合工具の位置が制御される請求項１に記載の摩擦攪拌接合方法。
【請求項3】
センサが前記アキシャル荷重を検出する工程と、制御装置が前記センサから前記アキシャル荷重を示す信号データを受け取る工程と
を更に具備し、
前記プローブが前記第２領域を横切る際に前記アキシャル荷重が減少することに応じて、前記制御装置は、前記摩擦攪拌接合工具の位置を前記第２方向に補正し、
前記プローブが前記第３領域を横切る際に前記アキシャル荷重が増加することに応じて、前記制御装置は、前記摩擦攪拌接合工具の位置を前記第３方向に補正する
請求項１または２に記載の摩擦攪拌接合方法。
【請求項4】
制御装置が、前記プローブを回転軸まわりに回転駆動させるモータにかかる負荷を取得する工程を更に具備し、前記制御装置は、前記プローブが前記第２領域を横切る際に前記負荷が減少することに応じて、前記摩擦攪拌接合工具の位置を前記第２方向に補正し、
前記制御装置は、前記プローブが前記第３領域を横切る際に前記負荷が増加することに応じて、前記摩擦攪拌接合工具の位置を前記第３方向に補正する
請求項１または２に記載の摩擦攪拌接合方法。
【請求項5】
前記凹部を規定する前記複数の面は、前記第１面と、前記第２面と、前記第１面と前記第２面との間に配置され高さが一定の第３面とを含み、前記第１ワークと前記第２ワークとを重ね合わせる工程は、前記第２領域と前記第３領域との間に配置される第４領域を形成することを含み、
前記第１ワークと前記第２ワークとを摩擦攪拌接合する工程は、前記プローブが、前記第２領域、前記第４領域、および、前記第３領域を順に横切るように、前記プローブを移動させることを含む
請求項１または２に記載の摩擦攪拌接合方法。
【請求項6】
前記第１ワークを準備する工程は、前記第１ワークの第１部分と前記第１ワークの凹みとの間の第１段差部を切削することにより、前記第１面を形成することと、
前記第１ワークの第２部分と前記第１ワークの前記凹みとの間の第２段差部を切削することにより、前記第２面を形成することと
を含む
請求項１または２に記載の摩擦攪拌接合方法。
【請求項7】
前記第１ワークは、溶接部を含み、前記第１ワークを準備する工程は、前記溶接部および前記溶接部に隣接する部分を切削することにより前記凹みを形成することを含む
請求項６に記載の摩擦攪拌接合方法。
【請求項8】
前記第１ワークは、溶接部を含み、前記第１ワークを準備する工程は、前記溶接部および前記溶接部に隣接する部分を切削することにより、前記第１面および前記第２面を形成することを含む
請求項１または２に記載の摩擦攪拌接合方法。
【請求項9】
前記摩擦攪拌接合工具は、前記第２ワークの前記第３方向側の面を押圧するショルダを含み、前記プローブが前記第２領域を横切って前記第１方向に移動する際に、前記プローブおよび前記ショルダの両方が、前記第１面の高さの変化に追従するように、前記第２方向に移動する
請求項１または２に記載の摩擦攪拌接合方法。
【請求項10】
第１方向に高さが漸減する第１面と前記第１方向に高さが漸増する第２面とを含む複数の面によって規定される凹部を有する第１部品を準備する工程と、第２部品を準備する工程と、
前記第１部品と前記第２部品とが接する第１領域と、前記第１面と前記第２部品との間の隙間が前記第１方向にゼロから漸増する第２領域と、前記第２面と前記第２部品との間の隙間が前記第１方向にゼロまで漸減する第３領域とが形成されるように、前記第１部品と前記第２部品とを重ね合わせる工程と、
摩擦攪拌接合工具を用いて、前記第１部品と前記第２部品とを摩擦攪拌接合する工程と
を具備し、
前記第１部品と前記第２部品とを摩擦攪拌接合する工程は、
前記第１領域の少なくとも一部を前記摩擦攪拌接合工具のプローブが横切るように、前記摩擦攪拌接合工具を前記第１方向に移動させることと、
前記凹部の深さ方向を第２方向と定義するとき、前記第２領域を前記プローブが横切るように前記摩擦攪拌接合工具を前記第１方向に移動させながら、前記第１面の高さの変化に追従するように前記摩擦攪拌接合工具を前記第２方向に移動させることと、
前記第２方向とは反対の方向を第３方向と定義するとき、前記第３領域を前記プローブが横切るように前記摩擦攪拌接合工具を前記第１方向に移動させながら、前記第２面の高さの変化に追従するように前記摩擦攪拌接合工具を前記第３方向に移動させることと
を含み、
前記プローブが前記第２領域および前記第３領域の各々を横切って前記第１方向に移動する際に、前記摩擦攪拌接合工具が前記第１部品および前記第２部品から受けるアキシャル荷重の変動が抑制されるように、前記摩擦攪拌接合工具の位置が制御される
自動車部品の製造方法。
【請求項11】
前記第１部品は、バッテリ、インバータ、または、モータを収容するケース本体であり、前記第２部品は、前記ケース本体の開口を覆うプレートである
請求項１０に記載の自動車部品の製造方法。
【請求項12】
前記凹部は、前記第２方向に垂直な第４方向に延在し、前記第４方向とは反対の方向を第５方向と定義するとき、前記第２部品が前記第１部品に重ねられた状態において、前記凹部の前記第４方向側の端部、および、前記凹部の前記第５方向側の端部のうちの少なくとも一方が開放されている
請求項１０または１１に記載の自動車部品の製造方法。
【請求項13】
第１ワークおよび第２ワークを支持するワーク支持部材と、摩擦攪拌接合工具のプローブを回転軸まわりに回転可能に支持する加工ヘッドと、
前記プローブを前記回転軸まわりに回転させる回転駆動装置と、
前記加工ヘッドを前記ワーク支持部材に対して相対移動させる移動装置と、
前記回転駆動装置および前記移動装置を制御する制御装置と
を具備し、
前記制御装置は、第１方向に高さが漸減する第１面と前記第１方向に高さが漸増する第２面とを含む複数の面によって規定される凹部を有する前記第１ワークの上に前記第２ワークが重ね合わせられた状態で、前記第１ワークと前記第２ワークとを摩擦攪拌接合する摩擦攪拌接合モードを実行可能であり、
前記摩擦攪拌接合モードは、
前記第１ワークと前記第２ワークとが接する第１領域の少なくとも一部を前記プローブが横切るように、前記摩擦攪拌接合工具を前記第１方向に移動させることと、
前記凹部の深さ方向を第２方向と定義するとき、前記第１面と前記第２ワークとの間の隙間が前記第１方向にゼロから漸増する第２領域を前記プローブが横切るように前記摩擦攪拌接合工具を前記第１方向に移動させながら、前記第１面の高さの変化に追従するように前記摩擦攪拌接合工具を前記第２方向に移動させることと、
前記第２方向とは反対の方向を第３方向と定義するとき、前記第２面と前記第２ワークとの間の隙間が前記第１方向にゼロまで漸減する第３領域を前記プローブが横切るように前記摩擦攪拌接合工具を前記第１方向に移動させながら、前記第２面の高さの変化に追従するように前記摩擦攪拌接合工具を前記第３方向に移動させることと
を含み、
前記プローブが前記第２領域および前記第３領域の各々を横切って前記第１方向に移動する際に、前記制御装置は、前記摩擦攪拌接合工具が前記第１ワークおよび前記第２ワークから受けるアキシャル荷重の変動が抑制されるように、前記摩擦攪拌接合工具の位置を制御する
工作機械。
【請求項14】
前記制御装置は、前記第１ワークに前記凹部が形成されるように、回転状態の切削工具を第２移動経路に沿って移動させる凹部形成モードを実行可能であり、前記摩擦攪拌接合モードは、前記凹部を横切る第１移動経路に沿って、回転状態の前記プローブを移動させることを含む
請求項１３に記載の工作機械。
【請求項15】
第１方向に高さが漸減する第１面と前記第１方向に高さが漸増する第２面とを含む複数の面によって規定される凹部を有する第１ワークを準備する工程と、前記第１ワークと第２ワークとが重ね合わせられた状態で、摩擦攪拌接合工具を用いて、前記第１ワークと前記第２ワークとを摩擦攪拌接合する工程と
を具備する摩擦攪拌接合方法を工作機械に実行させるためのプログラムであって、
前記第１ワークを準備する工程は、切削工具を用いて、前記凹部を形成することを含み、
前記第１ワークと前記第２ワークとを摩擦攪拌接合する工程は、
前記第１ワークと前記第２ワークとが接する第１領域の少なくとも一部を前記摩擦攪拌接合工具のプローブが横切るように、前記摩擦攪拌接合工具を前記第１方向に移動させることと、
前記凹部の深さ方向を第２方向と定義するとき、前記第１面と前記第２ワークとの間の隙間が前記第１方向にゼロから漸増する第２領域を前記プローブが横切るように前記摩擦攪拌接合工具を前記第１方向に移動させながら、前記第１面の高さの変化に追従するように前記摩擦攪拌接合工具を前記第２方向に移動させることと、
前記第２方向とは反対の方向を第３方向と定義するとき、前記第２面と前記第２ワークとの間の隙間が前記第１方向にゼロまで漸減する第３領域を前記プローブが横切るように前記摩擦攪拌接合工具を前記第１方向に移動させながら、前記第２面の高さの変化に追従するように前記摩擦攪拌接合工具を前記第３方向に移動させることと
を含み、
前記第１ワークと前記第２ワークとを摩擦攪拌接合する工程は、
前記プローブが前記第２領域および前記第３領域の各々を横切って前記第１方向に移動する際に、前記摩擦攪拌接合工具が前記第１ワークおよび前記第２ワークから受けるアキシャル荷重の変動が抑制されるように、前記摩擦攪拌接合工具の位置を制御することを含む
プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、摩擦攪拌接合方法、自動車部品の製造方法、工作機械、および、プログラムに関する。
【背景技術】
【0002】
摩擦攪拌接合方法が知られている。
【0003】
関連する技術として、特許文献１には、摩擦攪拌接合法が開示されている。特許文献１に記載の摩擦攪拌接合法は、支持体、および、当該支持体に対して軸線方向に進退自在に構成されたプローブを備えた接合装置を用いて実行される。特許文献１に記載の摩擦攪拌接合法では、変化する接合部位の深さに応じて、支持体に対するプローブの突出量が変化するように構成される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【文献】特開平１０－７１４７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
本発明の目的は、凹部を有する第１ワークと、当該第１ワークに重なる第２ワークとを円滑に摩擦攪拌接合することが可能な摩擦攪拌接合方法、自動車部品の製造方法、工作機械、および、プログラムを提供することである。また、本発明の任意付加的な目的は、凹部を有する第１ワークと、第２ワークとを摩擦攪拌接合することによって、バッテリケース、インバータケース、あるいは、モータケース等の自動車部品を製造する技術を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0006】
いくつかの実施形態における摩擦攪拌接合方法は、第１方向に高さが漸減する第１面と前記第１方向に高さが漸増する第２面とを含む複数の面によって規定される凹部を有する第１ワークを準備する工程と、第２ワークを準備する工程と、前記第１ワークと前記第２ワークとが接する第１領域と、前記第１面と前記第２ワークとの間の隙間が前記第１方向にゼロから漸増する第２領域と、前記第２面と前記第２ワークとの間の隙間が前記第１方向にゼロまで漸減する第３領域とが形成されるように、前記第１ワークと前記第２ワークとを重ね合わせる工程と、摩擦攪拌接合工具を用いて、前記第１ワークと前記第２ワークとを摩擦攪拌接合する工程と、を具備する。前記第１ワークと前記第２ワークとを摩擦攪拌接合する工程は、前記第１領域の少なくとも一部を前記摩擦攪拌接合工具のプローブが横切るように、前記摩擦攪拌接合工具を前記第１方向に移動させることと、前記凹部の深さ方向を第２方向と定義するとき、前記第２領域を前記プローブが横切るように前記摩擦攪拌接合工具を前記第１方向に移動させながら、前記第１面の高さの変化に追従するように前記摩擦攪拌接合工具を前記第２方向に移動させることと、前記第２方向とは反対の方向を第３方向と定義するとき、前記第３領域を前記プローブが横切るように前記摩擦攪拌接合工具を前記第１方向に移動させながら、前記第２面の高さの変化に追従するように前記摩擦攪拌接合工具を前記第３方向に移動させることと、を含む。前記プローブが前記第２領域および前記第３領域の各々を横切って前記第１方向に移動する際に、前記摩擦攪拌接合工具が前記第１ワークおよび前記第２ワークから受けるアキシャル荷重の変動が抑制されるように、前記摩擦攪拌接合工具の位置が制御される。
【0007】
いくつかの実施形態における自動車部品の製造方法は、第１方向に高さが漸減する第１面と前記第１方向に高さが漸増する第２面とを含む複数の面によって規定される凹部を有する第１部品を準備する工程と、第２部品を準備する工程と、前記第１部品と前記第２部品とが接する第１領域と、前記第１面と前記第２部品との間の隙間が前記第１方向にゼロから漸増する第２領域と、前記第２面と前記第２部品との間の隙間が前記第１方向にゼロまで漸減する第３領域とが形成されるように、前記第１部品と前記第２部品とを重ね合わせる工程と、摩擦攪拌接合工具を用いて、前記第１部品と前記第２部品とを摩擦攪拌接合する工程と、を具備する。前記第１部品と前記第２部品とを摩擦攪拌接合する工程は、前記第１領域の少なくとも一部を前記摩擦攪拌接合工具のプローブが横切るように、前記摩擦攪拌接合工具を前記第１方向に移動させることと、前記凹部の深さ方向を第２方向と定義するとき、前記第２領域を前記プローブが横切るように前記摩擦攪拌接合工具を前記第１方向に移動させながら、前記第１面の高さの変化に追従するように前記摩擦攪拌接合工具を前記第２方向に移動させることと、前記第２方向とは反対の方向を第３方向と定義するとき、前記第３領域を前記プローブが横切るように前記摩擦攪拌接合工具を前記第１方向に移動させながら、前記第２面の高さの変化に追従するように前記摩擦攪拌接合工具を前記第３方向に移動させることと、を含む。前記プローブが前記第２領域および前記第３領域の各々を横切って前記第１方向に移動する際に、前記摩擦攪拌接合工具が前記第１部品および前記第２部品から受けるアキシャル荷重の変動が抑制されるように、前記摩擦攪拌接合工具の位置が制御される。
【0008】
いくつかの実施形態における工作機械は、第１ワークおよび第２ワークを支持するワーク支持部材と、摩擦攪拌接合工具のプローブを回転軸まわりに回転可能に支持する加工ヘッドと、前記プローブを前記回転軸まわりに回転させる回転駆動装置と、前記加工ヘッドを前記ワーク支持部材に対して相対移動させる移動装置と、前記回転駆動装置および前記移動装置を制御する制御装置と、を具備する。前記制御装置は、第１方向に高さが漸減する第１面と前記第１方向に高さが漸増する第２面とを含む複数の面によって規定される凹部を有する前記第１ワークの上に前記第２ワークが重ね合わせられた状態で、前記第１ワークと前記第２ワークとを摩擦攪拌接合する摩擦攪拌接合モードを実行可能である。前記摩擦攪拌接合モードは、前記第１ワークと前記第２ワークとが接する第１領域の少なくとも一部を前記プローブが横切るように、前記摩擦攪拌接合工具を前記第１方向に移動させることと、前記凹部の深さ方向を第２方向と定義するとき、前記第１面と前記第２ワークとの間の隙間が前記第１方向にゼロから漸増する第２領域を前記プローブが横切るように前記摩擦攪拌接合工具を前記第１方向に移動させながら、前記第１面の高さの変化に追従するように前記摩擦攪拌接合工具を前記第２方向に移動させることと、前記第２方向とは反対の方向を第３方向と定義するとき、前記第２面と前記第２ワークとの間の隙間が前記第１方向にゼロまで漸減する第３領域を前記プローブが横切るように前記摩擦攪拌接合工具を前記第１方向に移動させながら、前記第２面の高さの変化に追従するように前記摩擦攪拌接合工具を前記第３方向に移動させることと、を含む。前記プローブが前記第２領域および前記第３領域の各々を横切って前記第１方向に移動する際に、前記制御装置は、前記摩擦攪拌接合工具が前記第１ワークおよび前記第２ワークから受けるアキシャル荷重の変動が抑制されるように、前記摩擦攪拌接合工具の位置を制御する。
【0009】
いくつかの実施形態におけるプログラムは、第１方向に高さが漸減する第１面と前記第１方向に高さが漸増する第２面とを含む複数の面によって規定される凹部を有する第１ワークを準備する工程と、前記第１ワークと第２ワークとが重ね合わせられた状態で、摩擦攪拌接合工具を用いて、前記第１ワークと前記第２ワークとを摩擦攪拌接合する工程と、を具備する摩擦攪拌接合方法を工作機械に実行させるためのプログラムである。前記第１ワークを準備する工程は、切削工具を用いて、前記凹部を形成することを含む。前記第１ワークと前記第２ワークとを摩擦攪拌接合する工程は、前記第１ワークと前記第２ワークとが接する第１領域の少なくとも一部を前記摩擦攪拌接合工具のプローブが横切るように、前記摩擦攪拌接合工具を前記第１方向に移動させることと、前記凹部の深さ方向を第２方向と定義するとき、前記第１面と前記第２ワークとの間の隙間が前記第１方向にゼロから漸増する第２領域を前記プローブが横切るように前記摩擦攪拌接合工具を前記第１方向に移動させながら、前記第１面の高さの変化に追従するように前記摩擦攪拌接合工具を前記第２方向に移動させることと、前記第２方向とは反対の方向を第３方向と定義するとき、前記第２面と前記第２ワークとの間の隙間が前記第１方向にゼロまで漸減する第３領域を前記プローブが横切るように前記摩擦攪拌接合工具を前記第１方向に移動させながら、前記第２面の高さの変化に追従するように前記摩擦攪拌接合工具を前記第３方向に移動させることと、を含む。前記第１ワークと前記第２ワークとを摩擦攪拌接合する工程は、前記プローブが前記第２領域および前記第３領域の各々を横切って前記第１方向に移動する際に、前記摩擦攪拌接合工具が前記第１ワークおよび前記第２ワークから受けるアキシャル荷重の変動が抑制されるように、前記摩擦攪拌接合工具の位置を制御することを含む。
【発明の効果】
【0010】
本発明により、凹部を有する第１ワークと、当該第１ワークに重なる第２ワークとを円滑に摩擦攪拌接合することが可能な摩擦攪拌接合方法、自動車部品の製造方法、工作機械、および、プログラムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0011】
【発明を実施するための形態】
【0012】
以下、図面を参照して、実施形態における摩擦攪拌接合方法、自動車部品の製造方法、工作機械１、および、プログラムについて説明する。なお、以下の実施形態の説明において、同一の機能を有する部位、部材については同一の符号を付し、同一の符号が付された部位、部材についての繰り返しとなる説明は省略する。
【0013】
（第１の実施形態）
図１乃至図３４を参照して、第１の実施形態における摩擦攪拌接合方法、自動車部品の製造方法、および、工作機械１Ａについて説明する。図１は、第１ワーク８の一例を模式的に示す概略断面図である。図２は、第１ワーク８の他の一例を模式的に示す概略断面図である。図３は、第２ワーク９の一例を模式的に示す概略断面図である。図４は、第１ワーク８と第２ワーク９とが重ね合わせられた状態を模式的に示す概略断面図である。図５は、プローブ２１が第１領域ＲＧ１の少なくとも一部を横切って第１方向ＤＲ１に移動する様子を模式的に示す概略断面図である。図６は、プローブ２１が第２領域ＲＧ２を横切って第１方向ＤＲ１に移動する様子を模式的に示す概略断面図である。図７は、プローブ２１が第４領域ＲＧ４を横切って第１方向ＤＲ１に移動する様子を模式的に示す概略断面図である。図８は、プローブ２１が第３領域ＲＧ３を横切って第１方向ＤＲ１に移動する様子を模式的に示す概略断面図である。図９は、プローブ２１が第５領域ＲＧ５の少なくとも一部を横切って第１方向ＤＲ１に移動する様子を模式的に示す概略断面図である。図１０は、摩擦攪拌接合によって形成された接合物品Ｄの一例を模式的に示す概略断面図である。図１１は、実施形態における摩擦攪拌接合方法を示すフローチャートである。図１２は、ケース本体８ｂにプレート９ｂが重ね合わせられる様子を模式的に示す概略斜視図である。図１３は、摩擦攪拌接合によって形成された自動車部品の一例を模式的に示す概略斜視図である。図１４は、ケース本体８ｃにプレート９ｃが重ね合わせられる様子を模式的に示す概略斜視図である。図１５は、摩擦攪拌接合によって形成された自動車部品の他の一例を模式的に示す概略斜視図である。図１６は、摩擦攪拌接合によって形成された自動車部品の更に他の一例を模式的に示す概略斜視図である。図１７は、第１の実施形態における工作機械１Ａを模式的に示す図である。図１８は、第１の実施形態の第１変形例における工作機械１Ａを模式的に示す図である。図１９は、第１の実施形態の第２変形例における工作機械１Ａを模式的に示す図である。図２０は、第１の実施形態の第３変形例における工作機械１Ａを模式的に示す図である。図２１は、溶接部８７を含む第１ワーク８の一例を模式的に示す概略断面図である。図２２は、溶接部８７と溶接部８７に隣接する部分とが切削されることにより、凹み８５が形成される様子を模式的に示す概略断面図である。図２３は、第１段差部８４ａが切削されることにより、第１方向ＤＲ１に高さが漸減する第１面８２ａが形成される様子を模式的に示す図である。図２４は、第２段差部８４ｂが切削されることにより、第１方向ＤＲ１に高さが漸増する第２面８２ｂが形成される様子を模式的に示す図である。図２５は、第１比較例における摩擦攪拌接合方法を模式的に示す概略断面図である。図２６は、第２比較例における摩擦攪拌接合方法を模式的に示す概略断面図である。図２７は、溶接部８７と溶接部８７に隣接する部分とが切削されることにより、直接的に、第１面８２ａが形成される様子を模式的に示す概略断面図である。図２８は、溶接部８７と溶接部８７に隣接する部分とが切削されることにより、直接的に、第１面８２ａおよび第２面８２ｂを含む凹部８１が形成される様子を模式的に示す概略断面図である。図２９は、凹部８１が第４方向ＤＲ４に沿って延在している様子を模式的に示す概略斜視図である。図３０は、第１ワーク８と第２ワーク９とが重ね合わせられた状態で、凹部８１の第４方向ＤＲ４側の端部８１ｅが開放されている様子を模式的に示す概略斜視図である。図３１は、プローブ２１が、曲線状の経路ＰＡ２に沿って移動する例を模式的に示す概略斜視図である。なお、図３０および図３１において、第２ワーク９の下方に位置する凹部８１の状態を把握し易くするために、第２ワーク９の一部が切り欠かれている。図３２は、第１の実施形態の第４変形例における工作機械１Ａを模式的に示す図である。図３３は、制御対象機器が制御装置７によって制御可能な様子を模式的に示す図である。図３４は、凹部８１を横切る第１移動経路ＰＡを模式的に示す概略断面図である。
図１乃至図３４を参照して、第１の実施形態における摩擦攪拌接合方法、自動車部品の製造方法、および、工作機械１Ａについて説明する。図１は、第１ワーク８の一例を模式的に示す概略断面図である。図２は、第１ワーク８の他の一例を模式的に示す概略断面図である。図３は、第２ワーク９の一例を模式的に示す概略断面図である。図４は、第１ワーク８と第２ワーク９とが重ね合わせられた状態を模式的に示す概略断面図である。図５は、プローブ２１が第１領域ＲＧ１の少なくとも一部を横切って第１方向ＤＲ１に移動する様子を模式的に示す概略断面図である。図６は、プローブ２１が第２領域ＲＧ２を横切って第１方向ＤＲ１に移動する様子を模式的に示す概略断面図である。図７は、プローブ２１が第４領域ＲＧ４を横切って第１方向ＤＲ１に移動する様子を模式的に示す概略断面図である。図８は、プローブ２１が第３領域ＲＧ３を横切って第１方向ＤＲ１に移動する様子を模式的に示す概略断面図である。図９は、プローブ２１が第５領域ＲＧ５の少なくとも一部を横切って第１方向ＤＲ１に移動する様子を模式的に示す概略断面図である。図１０は、摩擦攪拌接合によって形成された接合物品Ｄの一例を模式的に示す概略断面図である。図１１は、実施形態における摩擦攪拌接合方法を示すフローチャートである。図１２は、ケース本体８ｂにプレート９ｂが重ね合わせられる様子を模式的に示す概略斜視図である。図１３は、摩擦攪拌接合によって形成された自動車部品の一例を模式的に示す概略斜視図である。図１４は、ケース本体８ｃにプレート９ｃが重ね合わせられる様子を模式的に示す概略斜視図である。図１５は、摩擦攪拌接合によって形成された自動車部品の他の一例を模式的に示す概略斜視図である。図１６は、摩擦攪拌接合によって形成された自動車部品の更に他の一例を模式的に示す概略斜視図である。図１７は、第１の実施形態における工作機械１Ａを模式的に示す図である。図１８は、第１の実施形態の第１変形例における工作機械１Ａを模式的に示す図である。図１９は、第１の実施形態の第２変形例における工作機械１Ａを模式的に示す図である。図２０は、第１の実施形態の第３変形例における工作機械１Ａを模式的に示す図である。図２１は、溶接部８７を含む第１ワーク８の一例を模式的に示す概略断面図である。図２２は、溶接部８７と溶接部８７に隣接する部分とが切削されることにより、凹み８５が形成される様子を模式的に示す概略断面図である。図２３は、第１段差部８４ａが切削されることにより、第１方向ＤＲ１に高さが漸減する第１面８２ａが形成される様子を模式的に示す図である。図２４は、第２段差部８４ｂが切削されることにより、第１方向ＤＲ１に高さが漸増する第２面８２ｂが形成される様子を模式的に示す図である。図２５は、第１比較例における摩擦攪拌接合方法を模式的に示す概略断面図である。図２６は、第２比較例における摩擦攪拌接合方法を模式的に示す概略断面図である。図２７は、溶接部８７と溶接部８７に隣接する部分とが切削されることにより、直接的に、第１面８２ａが形成される様子を模式的に示す概略断面図である。図２８は、溶接部８７と溶接部８７に隣接する部分とが切削されることにより、直接的に、第１面８２ａおよび第２面８２ｂを含む凹部８１が形成される様子を模式的に示す概略断面図である。図２９は、凹部８１が第４方向ＤＲ４に沿って延在している様子を模式的に示す概略斜視図である。図３０は、第１ワーク８と第２ワーク９とが重ね合わせられた状態で、凹部８１の第４方向ＤＲ４側の端部８１ｅが開放されている様子を模式的に示す概略斜視図である。図３１は、プローブ２１が、曲線状の経路ＰＡ２に沿って移動する例を模式的に示す概略斜視図である。なお、図３０および図３１において、第２ワーク９の下方に位置する凹部８１の状態を把握し易くするために、第２ワーク９の一部が切り欠かれている。図３２は、第１の実施形態の第４変形例における工作機械１Ａを模式的に示す図である。図３３は、制御対象機器が制御装置７によって制御可能な様子を模式的に示す図である。図３４は、凹部８１を横切る第１移動経路ＰＡを模式的に示す概略断面図である。
【0014】
図１に例示されるように、第１ステップＳＴ１において、第１ワーク８が準備される。第１ステップＳＴ１は、第１準備工程である。第１準備工程において準備される第１ワーク８は、凹部８１を有する。凹部８１は、第１方向ＤＲ１に高さが漸減する第１面８２ａと、第１方向ＤＲ１に高さが漸増する第２面８２ｂとを含む複数の面８２によって規定される。
【0015】
なお、本明細書において、「高さ」は、凹部８１の最深部を基準とした高さを意味する。換言すれば、凹部８１の深さ方向を第２方向ＤＲ２と定義し、第２方向ＤＲ２とは反対の方向を第３方向ＤＲ３と定義するとき、本明細書における「高さ」は、凹部８１の最深部からの第３方向ＤＲ３に沿う方向における距離を意味する。当該「高さ」は、第１ワーク８の姿勢によって変化しない。
【0016】
図１に記載の例では、第１面８２ａは、平面状の傾斜面ＰＳ１である。代替的に、図２に例示されるように、第１面８２ａは、曲面状の傾斜面ＣＳ１（例えば、円弧状の傾斜面）であってもよい。図１に記載の例では、第２面８２ｂは、平面状の傾斜面ＰＳ２である。代替的に、図２に例示されるように、第２面８２ｂは、曲面状の傾斜面ＣＳ２（例えば、円弧状の傾斜面）であってもよい。
【0017】
図１に記載の例では、第１面８２ａと第２面８２ｂとの間に第３面８２ｃが配置されている。代替的に、第３面８２ｃは省略されてもよい。第３面８２ｃが省略される場合において、第１面８２ａおよび第２面８２ｂの各々は、平面状の傾斜面であってもよいし、曲面状の傾斜面（例えば、円弧状の傾斜面）であってもよい。
【0018】
図３に例示されるように、第２ステップＳＴ２において、第２ワーク９が準備される。第２ステップＳＴ２は、第２準備工程である。
【0019】
図４に例示されるように、第３ステップＳＴ３において、第１ワーク８と第２ワーク９とが重ね合わせられる。第３ステップＳＴ３は、重ね合わせ工程である。重ね合わせ工程では、第１ワーク８と第２ワーク９とが接する第１領域ＲＧ１と、第１面８２ａと第２ワーク９との間の隙間Ｇ２が第１方向ＤＲ１にゼロから漸増する第２領域ＲＧ２と、第２面８２ｂと第２ワーク９との間の隙間Ｇ３が第１方向ＤＲ１にゼロまで漸減する第３領域ＲＧ３とが形成されるように、第１ワーク８と第２ワーク９とが重ね合わせられる。
【0020】
本明細書において、「漸増」とは、連続的に徐々に増加することを意味する。なお、本明細書において、「漸増」には、実質的な漸増が含まれる。換言すれば、第１ワーク８の表面粗さ、あるいは、凹部８１の加工精度等に起因して、完全な漸増から多少逸脱している場合も、「漸増」であるとみなされる。
【0021】
本明細書において、「漸減」とは、連続的に徐々に減少することを意味する。なお、本明細書において、「漸減」には、実質的な漸減が含まれる。換言すれば、第１ワーク８の表面粗さ、あるいは、凹部８１の加工精度等に起因して、完全な漸減から多少逸脱している場合も、「漸減」であるとみなされる。
【0022】
図４に記載の例では、第１ワーク８と第２ワーク９とが重ね合わされた状態において、第１方向ＤＲ１に沿って、上述の第１領域ＲＧ１と、上述の第２領域ＲＧ２と、第４領域ＲＧ４と、上述の第３領域ＲＧ３と、第５領域ＲＧ５とが、この順番で形成されている。第４領域ＲＧ４では、第１ワーク８と第２ワーク９とが離間しており、第５領域ＲＧ５では、第１ワーク８と第２ワーク９とが接している。なお、第１ワーク８の第３面８２ｃが省略される場合には、第４領域ＲＧ４も省略される。
【0023】
図４に記載の例では、第２方向ＤＲ２（換言すれば、凹部８１の深さ方向）は、第２ワーク９から第１ワーク８に向かう方向と一致している。また、第３方向ＤＲ３は、第１ワーク８から第２ワーク９に向かう方向と一致している。
【0024】
図５乃至図９に例示されるように、第４ステップＳＴ４において、第１ワーク８と第２ワーク９とが摩擦攪拌接合される。第４ステップＳＴ４は、接合工程である。接合工程は、摩擦攪拌接合工具２を用いて実行される。接合工程の実行により第１ワーク８と第２ワーク９とが接合された接合物品Ｄが製造される（図１０を参照。）。
【0025】
図５に例示されるように、接合工程（第４ステップＳＴ４）は、上述の第１領域ＲＧ１の少なくとも一部を摩擦攪拌接合工具２のプローブ２１が横切るように、摩擦攪拌接合工具２を第１方向ＤＲ１に移動させることを含む。当該移動により、上述の第１領域ＲＧ１のうちのプローブ２１が通る部分において、第１ワーク８と第２ワーク９とが摩擦攪拌接合される。
【0026】
図６に例示されるように、接合工程（第４ステップＳＴ４）は、上述の第２領域ＲＧ２をプローブ２１が横切るように摩擦攪拌接合工具２を第１方向ＤＲ１に移動させながら、第１面８２ａの高さの変化に追従するように摩擦攪拌接合工具２を徐々に第２方向ＤＲ２に移動させることを含む。当該移動により、第２領域ＲＧ２のうちのプローブ２１が通る部分において、第１ワーク８と第２ワーク９とが摩擦攪拌接合される。
【0027】
図７に記載の例では、接合工程（第４ステップＳＴ４）は、上述の第４領域ＲＧ４をプローブ２１が横切るように摩擦攪拌接合工具２を第１方向ＤＲ１に移動させることを含む。当該移動により、第４領域ＲＧ４のうちのプローブ２１が通る部分において、第１ワーク８と第２ワーク９とが摩擦攪拌接合される。なお、第１ワーク８の第３面８２ｃが省略される場合には、プローブ２１が第４領域ＲＧ４を横切る工程も省略される。
【0028】
図８に例示されるように、接合工程（第４ステップＳＴ４）は、上述の第３領域ＲＧ３をプローブ２１が横切るように摩擦攪拌接合工具２を第１方向ＤＲ１に移動させながら、第２面８２ｂの高さの変化に追従するように摩擦攪拌接合工具２を徐々に第３方向ＤＲ３に移動させることを含む。当該移動により、第３領域ＲＧ３のうちのプローブ２１が通る部分において、第１ワーク８と第２ワーク９とが摩擦攪拌接合される。
【0029】
図９に例示されるように、接合工程（第４ステップＳＴ４）は、上述の第５領域ＲＧ５の少なくとも一部を摩擦攪拌接合工具２のプローブ２１が横切るように、摩擦攪拌接合工具２を第１方向ＤＲ１に移動させることを含む。当該移動により、上述の第５領域ＲＧ５のうちのプローブ２１が通る部分において、第１ワーク８と第２ワーク９とが摩擦攪拌接合される。
【0030】
図５乃至図９に記載の例では、回転軸ＡＸまわりに回転している状態のプローブ２１が、第１領域ＲＧ１、第２領域ＲＧ２、第４領域ＲＧ４、第３領域ＲＧ３、および、第５領域ＲＧ５を、この順番に横切ることにより、第１ワーク８と第２ワーク９とが摩擦攪拌接合される。こうして、第１ワーク８と第２ワーク９とが接合された接合物品Ｄが製造される（図１０を参照。）。
【0031】
図６および図８に記載の例において、プローブ２１が第２領域ＲＧ２および第３領域ＲＧ３の各々を横切って第１方向ＤＲ１に移動する際に、摩擦攪拌接合工具２が第１ワーク８および第２ワーク９から受けるアキシャル荷重Ｆ（換言すれば、プローブ２１の回転軸ＡＸに沿う方向における荷重）の変動が抑制されるように、摩擦攪拌接合工具２の位置が制御される。
【0032】
第１の実施形態における摩擦攪拌接合方法では、第１面８２ａは第１方向ＤＲ１に高さが漸減する面であり、第２面８２ｂは第１方向ＤＲ１に高さが漸増する面である。よって、第１面８２ａおよび第２面８２ｂの各々が、明確な段差面である場合と比較して、第１ワーク８と第２ワーク９との間の接合部分に欠陥（より具体的には、ボイド）が生じにくい。
【0033】
第１の実施形態における摩擦攪拌接合方法では、摩擦攪拌接合工具２を第１方向ＤＲ１に移動させながら、第１面８２ａおよび第２面８２ｂの各々の高さの変化に追従するように摩擦攪拌接合工具２を移動させることを含む。よって、摩擦攪拌接合工具２を第１面８２ａおよび第２面８２ｂの各々の高さの変化に追従させない場合と比較して（例えば、摩擦攪拌接合工具２を、完全に水平方向に移動させる場合と比較して）、第１ワーク８と第２ワーク９との間の接合部分に欠陥（より具体的には、ボイド）が生じにくい。
【0034】
第１の実施形態における摩擦攪拌接合方法では、プローブ２１が第２領域ＲＧ２および第３領域ＲＧ３の各々を横切って第１方向ＤＲ１に移動する際に、摩擦攪拌接合工具２が第１ワーク８および第２ワーク９から受けるアキシャル荷重の変動が抑制されるように、摩擦攪拌接合工具２の位置が制御される。よって、第１方向ＤＲ１に移動しつつ第２方向ＤＲ２または第３方向ＤＲ３に移動するプローブ２１が、過小な力あるいは過大な力で、第１ワーク８および第２ワーク９に押し付けられることが防止される。こうして、過小な押し付け力に起因するボイドの発生、あるいは、過大な押し付け力に起因する大きなバリの発生が抑制される。
【0035】
【0036】
（第２方向ＤＲ２、および、第３方向ＤＲ３）
図５乃至図９に記載の例では、接合工程（第４ステップＳＴ４）において、第２方向ＤＲ２（換言すれば、凹部８１の深さ方向）は、下方向（より具体的には、鉛直下方向）に一致する。また、第３方向ＤＲ３は、上方向（より具体的には、鉛直上方向）に一致する。
図５乃至図９に記載の例では、接合工程（第４ステップＳＴ４）において、第２方向ＤＲ２（換言すれば、凹部８１の深さ方向）は、下方向（より具体的には、鉛直下方向）に一致する。また、第３方向ＤＲ３は、上方向（より具体的には、鉛直上方向）に一致する。
【0037】
代替的に、図３９に例示されるように、第２方向ＤＲ２および第３方向ＤＲ３の各々は、水平面に平行な方向であってもよい。更に代替的に、第２方向ＤＲ２および第３方向ＤＲ３の各々は、鉛直面および水平面の各々に対して傾斜した方向であってもよい。
【0038】
（第１ワーク８、および、第２ワーク９）
図１および図２に記載の例では、第１ワーク８は、ブロック８ａである。また、図３に記載の例では、第２ワーク９は、プレート９ａである。当該プレート９ａの厚さは、例えば、１０ｍｍ以下、あるいは、５ｍｍ以下であってもよい。なお、第１ワーク８および第２ワーク９の各々の形状は、摩擦攪拌接合工具２によって重ね合わせ接合を行うことが可能な限りにおいて、どのような形状であってもよい。換言すれば、第１ワーク８は、ブロック８ａに限定されず、第２ワーク９は、プレート９ａに限定されない。例えば、第１ワーク８は、ケース本体、あるいは、フレームであってもよい。
図１および図２に記載の例では、第１ワーク８は、ブロック８ａである。また、図３に記載の例では、第２ワーク９は、プレート９ａである。当該プレート９ａの厚さは、例えば、１０ｍｍ以下、あるいは、５ｍｍ以下であってもよい。なお、第１ワーク８および第２ワーク９の各々の形状は、摩擦攪拌接合工具２によって重ね合わせ接合を行うことが可能な限りにおいて、どのような形状であってもよい。換言すれば、第１ワーク８は、ブロック８ａに限定されず、第２ワーク９は、プレート９ａに限定されない。例えば、第１ワーク８は、ケース本体、あるいは、フレームであってもよい。
【0039】
図４に例示されるように、重ね合わせ工程（第３ステップＳＴ３）の実行後、接合工程（第４ステップＳＴ４）の実行前に、第１ワーク８と第２ワーク９とが重ね合わせられた状態において、第２ワーク９のうちの第１ワーク８の凹部８１に対向する部分９１の上面は平坦面９１ｕであってもよい。また、図５乃至図１０に例示されるように、第１ワーク８と第２ワーク９とを摩擦攪拌接合する工程は、当該平坦面９１ｕを凹面９１ｖ（図１０を参照。）にすることを含んでいてもよい。
【0040】
【0041】
第１ワーク８と第２ワーク９とを摩擦攪拌接合することによって接合物品Ｄが製造される。よって、本明細書における「摩擦攪拌接合方法」の用語は、「接合物品の製造方法」に読み替え可能である。
【0042】
（自動車部品の製造方法）
第１ワーク８と第２ワーク９とを摩擦攪拌接合することによって形成される物品は、自動車部品（例えば、電気自動車部品）であってもよい。この場合、本明細書における「摩擦攪拌接合方法」、「第１ワーク」、「第２ワーク」の用語は、それぞれ、「自動車部品の製造方法」、「第１部品」、「第２部品」に読み替えられる。
第１ワーク８と第２ワーク９とを摩擦攪拌接合することによって形成される物品は、自動車部品（例えば、電気自動車部品）であってもよい。この場合、本明細書における「摩擦攪拌接合方法」、「第１ワーク」、「第２ワーク」の用語は、それぞれ、「自動車部品の製造方法」、「第１部品」、「第２部品」に読み替えられる。
【0043】
図１２に例示されるように、第１ワーク８は、バッテリを収容するケース本体８ｂ（より具体的には、バッテリを収容する枠体）であってもよい。また、第２ワーク９は、ケース本体８ｂの開口ＯＰを覆うプレート９ｂ（例えば、底部プレート、あるいは、頂部プレート）であってもよい。上述の第１ステップＳＴ１乃至第４ステップＳＴ４が実行されることにより製造される接合物品Ｄは、ケース本体８ｂとプレート９ｂとが接合されたバッテリケースＤ２（図１３を参照。）であってもよい。バッテリケースＤ２に収容されるバッテリは、リチウムイオンバッテリであってもよいし、その他のバッテリであってもよい。また、バッテリケースＤ２は、バッテリを収容済みのケースであってもよいし、バッテリを収容前のケースであってもよい。
【0044】
代替的に、図１４に例示されるように、第１ワーク８は、インバータ（換言すれば、ＤＣ／ＡＣ変換器）を収容するケース本体８ｃであってもよい。また、第２ワーク９は、ケース本体８ｃの開口ＯＰを覆うプレート９ｃであってもよい。上述の第１ステップＳＴ１乃至第４ステップＳＴ４が実行されることにより製造される接合物品Ｄは、ケース本体８ｃとプレート９ｃとが接合されたインバータケースＤ３（図１５を参照。）であってもよい。また、インバータケースＤ３は、インバータを収容済みのケースであってもよいし、インバータを収容前のケースであってもよい。
【0045】
更に代替的に、図１６に例示されるように、第１ワーク８は、モータを収容するケース本体８ｄであってもよい。また、第２ワーク９は、ケース本体８ｄの開口を覆うプレート９ｄ（例えば、端部プレート）であってもよい。また、上述の第１ステップＳＴ１乃至第４ステップＳＴ４が実行されることにより製造される接合物品Ｄは、ケース本体８ｄとプレート９ｄとが接合されたモータケースＤ４であってもよい。なお、インバータケースＤ３（あるいは、モータケースＤ４）が、インバータおよびモータの両方を収容するケースであってもよい。
【0046】
（摩擦攪拌接合工具２の位置の制御）
図６および図８に記載の例では、プローブ２１が第２領域ＲＧ２および第３領域ＲＧ３の各々を横切って第１方向ＤＲ１に移動する際に、摩擦攪拌接合工具２が第１ワーク８および第２ワーク９から受けるアキシャル荷重Ｆの変動が抑制されるように、摩擦攪拌接合工具２の位置（より具体的には、プローブ２１の回転軸ＡＸに沿う方向における摩擦攪拌接合工具２の位置）が制御される。
図６および図８に記載の例では、プローブ２１が第２領域ＲＧ２および第３領域ＲＧ３の各々を横切って第１方向ＤＲ１に移動する際に、摩擦攪拌接合工具２が第１ワーク８および第２ワーク９から受けるアキシャル荷重Ｆの変動が抑制されるように、摩擦攪拌接合工具２の位置（より具体的には、プローブ２１の回転軸ＡＸに沿う方向における摩擦攪拌接合工具２の位置）が制御される。
【0047】
図６および図８に記載の例において、プローブ２１が第２領域ＲＧ２および第３領域ＲＧ３の各々を横切って第１方向ＤＲ１に移動する際に、摩擦攪拌接合工具２が第１ワーク８および第２ワーク９から受けるアキシャル荷重Ｆが一定に維持されるように、摩擦攪拌接合工具２の位置（より具体的には、プローブ２１の回転軸ＡＸに沿う方向における摩擦攪拌接合工具２の位置）が制御されてもよい。
【0048】
なお、本明細書において、アキシャル荷重Ｆを一定に維持することの一態様には、アキシャル荷重Ｆを所定の値に維持することが含まれる。この場合、アキシャル荷重Ｆが所定の値を下回ると、アキシャル荷重Ｆを所定の値に維持するために摩擦攪拌接合工具２の位置が第２方向ＤＲ２に位置補正される。また、アキシャル荷重Ｆが所定の値を上回ると、アキシャル荷重Ｆを所定の値に維持するために摩擦攪拌接合工具２の位置が第３方向ＤＲ３に位置補正される。
【0049】
また、本明細書において、アキシャル荷重Ｆを一定に維持することの一態様には、アキシャル荷重Ｆを所定範囲内に維持することが含まれる。この場合、アキシャル荷重Ｆが所定範囲の下限値を下回ると、アキシャル荷重Ｆを所定範囲内に維持するために摩擦攪拌接合工具２の位置が第２方向ＤＲ２に位置補正される。また、アキシャル荷重Ｆが所定範囲の上限値を上回ると、アキシャル荷重Ｆを所定範囲内に維持するために摩擦攪拌接合工具２の位置が第３方向ＤＲ３に位置補正される。
【0050】
上述の制御（または、上述の位置補正）は、アキシャル荷重Ｆを直接的または間接的に測定するセンサからの信号データに基づいて、制御装置が摩擦攪拌接合工具２の位置を補正することにより行われてもよい。
【0051】
代替的に、アキシャル荷重Ｆが、特定の制御指令値、あるいは、特定の物理量の関数である場合には、上述の制御（または、上述の位置補正）は、特定の制御指令値、あるいは、特定の物理量に基づいて、制御装置が摩擦攪拌接合工具２の位置を補正することにより行われてもよい。例えば、アキシャル荷重Ｆは、プローブ２１を回転軸ＡＸまわりに回転駆動させるモータにかかる負荷の関数である。よって、上述の制御（または、位置補正）は、プローブ２１を回転軸ＡＸまわりに回転駆動させるモータにかかる負荷に基づいて、制御装置が摩擦攪拌接合工具２の位置を補正することにより行われてもよい。なお、プローブ２１を回転軸ＡＸまわりに回転駆動させるモータにかかる負荷は、例えば、当該モータの駆動電流指令値、あるいは、当該モータの駆動電流値に基づいて算出または決定されてもよい。
【0052】
なお、摩擦攪拌接合工具２が第１ワーク８および第２ワーク９から受けるアキシャル荷重Ｆに応じて、摩擦攪拌接合工具２の位置が第２方向ＤＲ２に位置補正される際の補正量の最大値（換言すれば、補正限界値）は、例えば、５ｍｍ以下、３ｍｍ以下、あるいは、２ｍｍ以下であってもよい。換言すれば、アキシャル荷重Ｆに応じて摩擦攪拌接合工具２の位置が第２方向ＤＲ２に位置補正される場合であっても、摩擦攪拌接合工具２の位置が第２方向ＤＲ２に５ｍｍを超えて補正されることがないように構成されてもよい。
【0053】
摩擦攪拌接合工具２の位置が第２方向ＤＲ２に５ｍｍを超えて補正されないことにより、凹部８１の形状等に欠陥が存在する場合に、工作機械１の誤作動が防止される。この場合、凹部８１の深さが５ｍｍを超える場合であっても、摩擦攪拌接合工具２の位置が第２方向ＤＲ２に５ｍｍを超えて補正されることはない。なお、実施形態において、補正量の最大値（換言すれば、補正限界値）は、５ｍｍ以下の値に限定されない。また、実施形態において、補正限界値が設定されていなくてもよい。
【0054】
なお、第１ワーク８の凹部８１の深さＬ１（図１を参照。）は、例えば、０．１ｍｍ以上３ｍｍ以下である。
【0055】
（摩擦攪拌接合工具２の位置の制御の第１例）
摩擦攪拌接合工具２の位置の制御の第１例について説明する。図１７に記載の例では、工作機械１Ａは、センサ１２と、制御装置７とを有する。センサ１２は、摩擦攪拌接合工具２が第１ワーク８および第２ワーク９から受けるアキシャル荷重Ｆを検出する。制御装置７は、センサ１２からアキシャル荷重Ｆを示す信号データＳ１を受け取り、当該信号データＳ１に基づいて、プローブ２１の回転軸ＡＸに沿う方向における摩擦攪拌接合工具２の位置を補正する。なお、信号データＳ１は、生の信号データであってもよいし、生の信号データを処理することにより得られるデータであってもよい。
摩擦攪拌接合工具２の位置の制御の第１例について説明する。図１７に記載の例では、工作機械１Ａは、センサ１２と、制御装置７とを有する。センサ１２は、摩擦攪拌接合工具２が第１ワーク８および第２ワーク９から受けるアキシャル荷重Ｆを検出する。制御装置７は、センサ１２からアキシャル荷重Ｆを示す信号データＳ１を受け取り、当該信号データＳ１に基づいて、プローブ２１の回転軸ＡＸに沿う方向における摩擦攪拌接合工具２の位置を補正する。なお、信号データＳ１は、生の信号データであってもよいし、生の信号データを処理することにより得られるデータであってもよい。
【0056】
図６に記載の例において、プローブ２１が第２領域ＲＧ２を横切って第１方向ＤＲ１に移動する際に、センサ１２によって検出されるアキシャル荷重Ｆが減少する。制御装置７は、プローブ２１が第２領域ＲＧ２を横切る際にアキシャル荷重Ｆが減少することに応じて、プローブ２１の回転軸ＡＸに沿う方向における摩擦攪拌接合工具２の位置を第２方向ＤＲ２に補正する。こうして、摩擦攪拌接合工具２が第１ワーク８および第２ワーク９から受けるアキシャル荷重Ｆの変動が抑制される。
【0057】
図８に記載の例において、プローブ２１が第３領域ＲＧ３を横切って第１方向ＤＲ１に移動する際に、センサ１２によって検出されるアキシャル荷重Ｆが増加する。制御装置７は、プローブ２１が第３領域ＲＧ３を横切る際にアキシャル荷重Ｆが増加することに応じて、プローブ２１の回転軸ＡＸに沿う方向における摩擦攪拌接合工具２の位置を第３方向ＤＲ３に補正する。こうして、摩擦攪拌接合工具２が第１ワーク８および第２ワーク９から受けるアキシャル荷重Ｆの変動が抑制される。
【0058】
図６および図１７に記載の例において、プローブ２１が第２領域ＲＧ２を横切って第１方向ＤＲ１に移動する際に、制御装置７がセンサ１２から受け取る信号データＳ１に基づいて、制御装置７は、摩擦攪拌接合工具２が第１ワーク８および第２ワーク９から受けるアキシャル荷重Ｆが一定に維持されるように、プローブ２１の回転軸ＡＸに沿う方向における摩擦攪拌接合工具２の位置を第２方向ＤＲ２に補正してもよい。
【0059】
図８および図１７に記載の例において、プローブ２１が第３領域ＲＧ３を横切って第１方向ＤＲ１に移動する際に、制御装置７がセンサ１２から受け取る信号データＳ１に基づいて、制御装置７は、摩擦攪拌接合工具２が第１ワーク８および第２ワーク９から受けるアキシャル荷重Ｆが一定に維持されるように、プローブ２１の回転軸ＡＸに沿う方向における摩擦攪拌接合工具２の位置を第３方向ＤＲ３に補正してもよい。
【0060】
図５、図７、図９、および、図１７に記載の例において、プローブ２１が第１領域ＲＧ１、第４領域ＲＧ４、および、第５領域ＲＧ５の各々を横切って第１方向ＤＲ１に移動する際に、制御装置７がセンサ１２から受け取る信号データＳ１に基づいて、制御装置７は、上述のアキシャル荷重Ｆの変動が抑制されるように（より具体的には、上述のアキシャル荷重Ｆが一定に維持されるように）、プローブ２１の回転軸ＡＸに沿う方向における摩擦攪拌接合工具２の位置を補正してもよい。
【0061】
図１７に記載の例では、摩擦攪拌接合工具２が第１ワーク８および第２ワーク９から受けるアキシャル荷重Ｆを検出するセンサ１２ａが、摩擦攪拌接合工具２のプローブ２１を保持するプローブホルダＨＤに配置されている。
【0062】
代替的に、図１８に例示されるように、摩擦攪拌接合工具２が第１ワーク８および第２ワーク９から受けるアキシャル荷重Ｆを検出するセンサ１２ｂが、プローブホルダＨＤが取り付けられる回転体４２（換言すれば、工具主軸）に配置されていてもよい。
【0063】
更に代替的に、駆動系に作用する荷重を検出する検出器が、上述のセンサ１２として用いられてもよい。図１９に記載の例では、工作機械１Ａは、上述の回転体４２（換言すれば、工具主軸）を備える加工ヘッド４を移動させる移動装置５（例えば、鉛直方向に平行な方向に加工ヘッド４を移動させる第１駆動装置５１ｂ）を備える。また、工作機械１Ａは、移動装置５（例えば、鉛直方向に平行な方向に加工ヘッド４を移動させる第１駆動装置５１ｂ）に作用する負荷を検出可能である。この場合、移動装置５（例えば、第１駆動装置５１ｂ）に作用する負荷を検出する検出器が、上述のアキシャル荷重Ｆを検出するセンサ１２ｃとして用いられてもよい。
【0064】
（摩擦攪拌接合工具２の位置の制御の第２例）
図２０に記載の例では、工作機械１Ａは、プローブ２１を回転軸ＡＸまわりに回転駆動させるモータ４４ｍを有する。図２０に記載の例において、摩擦攪拌接合方法（より具体的には、上述の第４ステップＳＴ４）は、制御装置７が、プローブ２１を回転軸ＡＸまわりに回転駆動させるモータ４４ｍにかかる負荷を取得することを含む。
図２０に記載の例では、工作機械１Ａは、プローブ２１を回転軸ＡＸまわりに回転駆動させるモータ４４ｍを有する。図２０に記載の例において、摩擦攪拌接合方法（より具体的には、上述の第４ステップＳＴ４）は、制御装置７が、プローブ２１を回転軸ＡＸまわりに回転駆動させるモータ４４ｍにかかる負荷を取得することを含む。
【0065】
モータ４４ｍにかかる負荷の取得は、モータ４４ｍの駆動電流指令値を示すデータあるいはモータ４４ｍの駆動電流値を示すデータＳ２を取得することにより行われてもよい。例えば、モータ４４ｍがプローブ２１を回転軸ＡＸまわりに一定の回転数で回転させる場合、モータ４４ｍの駆動電流指令値を示すデータ（なお、モータがＡＣ誘導モータである場合には、当該駆動電流指令値は、例えば、ｑ軸電流指令値である。）、または、モータ４４ｍの駆動電流値を示すデータＳ２に基づいて、制御装置７は、モータ４４ｍの負荷を算出または決定することができる。モータ４４ｍの駆動電流指令値そのもの、または、モータ４４ｍの駆動電流値そのものが、モータ４４ｍの負荷とされてもよい。代替的に、モータ４４ｍの駆動電流指令値の時間平均、モータ４４ｍの駆動電流の時間平均、モータ４４ｍの駆動電流指令値の標準化値（換言すれば、基準値に対する比率で表された値）、あるいは、モータ４４ｍの駆動電流の標準化値（換言すれば、基準値に対する比率で表された値）が、モータ４４ｍの負荷とされてもよい。
【0066】
図６および図２０に記載の例において、制御装置７は、プローブ２１が第２領域ＲＧ２を横切る際にモータ４４ｍの負荷が減少することに応じて、プローブ２１の回転軸ＡＸに沿う方向における摩擦攪拌接合工具２の位置を第２方向ＤＲ２に補正する。こうして、摩擦攪拌接合工具２が第１ワーク８および第２ワーク９から受けるアキシャル荷重Ｆの変動が抑制される。
【0067】
図８および図２０に記載の例において、制御装置７は、プローブ２１が第３領域ＲＧ３を横切る際にモータ４４ｍの負荷が増加することに応じて、プローブ２１の回転軸ＡＸに沿う方向における摩擦攪拌接合工具２の位置を第３方向ＤＲ３に補正する。こうして、摩擦攪拌接合工具２が第１ワーク８および第２ワーク９から受けるアキシャル荷重Ｆの変動が抑制される。
【0068】
図６および図２０に記載の例において、プローブ２１が第２領域ＲＧ２を横切って第１方向ＤＲ１に移動する際に、制御装置７が取得するモータ４４ｍの駆動電流指令値あるいはモータ４４ｍの駆動電流値が一定に維持されるように、制御装置７は、プローブ２１の回転軸ＡＸに沿う方向における摩擦攪拌接合工具２の位置を第２方向ＤＲ２に補正してもよい。モータ４４ｍの駆動電流指令値あるいはモータ４４ｍの駆動電流値が一定に維持されることにより、摩擦攪拌接合工具２が第１ワーク８および第２ワーク９から受けるアキシャル荷重Ｆが一定に維持される。
【0069】
図８および図２０に記載の例において、プローブ２１が第３領域ＲＧ３を横切って第１方向ＤＲ１に移動する際に、制御装置７が取得するモータ４４ｍの駆動電流指令値あるいはモータ４４ｍの駆動電流値が一定に維持されるように、制御装置７は、プローブ２１の回転軸ＡＸに沿う方向における摩擦攪拌接合工具２の位置を第３方向ＤＲ３に補正してもよい。モータ４４ｍの駆動電流指令値あるいはモータ４４ｍの駆動電流値が一定に維持されることにより、摩擦攪拌接合工具２が第１ワーク８および第２ワーク９から受けるアキシャル荷重Ｆが一定に維持される。
【0070】
図５、図７、図９、および、図２０に記載の例において、プローブ２１が第１領域ＲＧ１、第４領域ＲＧ４、および、第５領域ＲＧ５の各々を横切って第１方向ＤＲ１に移動する際に、制御装置７が取得するモータ４４ｍの駆動電流指令値あるいはモータ４４ｍの駆動電流値が一定に維持されるように、制御装置７は、プローブ２１の回転軸ＡＸに沿う方向における摩擦攪拌接合工具２の位置を補正してもよい。
【0071】
（第３面８２ｃ）
図４に記載の例では、第１ワーク８の凹部８１を規定する複数の面８２は、第１面８２ａおよび第２面８２ｂに加え、第１面８２ａと第２面８２ｂとの間に配置された第３面８２ｃを有する。図１に記載の例では、第３面８２ｃは、高さが一定の面である。なお、本明細書において、高さが「一定」であることには、実質的に高さが一定であることが含まれる。換言すれば、第１ワーク８の表面粗さ、あるいは、凹部８１の加工精度等に起因して、多少の高さの変動がある場合も、高さが「一定」であるとみなされる。
図４に記載の例では、第１ワーク８の凹部８１を規定する複数の面８２は、第１面８２ａおよび第２面８２ｂに加え、第１面８２ａと第２面８２ｂとの間に配置された第３面８２ｃを有する。図１に記載の例では、第３面８２ｃは、高さが一定の面である。なお、本明細書において、高さが「一定」であることには、実質的に高さが一定であることが含まれる。換言すれば、第１ワーク８の表面粗さ、あるいは、凹部８１の加工精度等に起因して、多少の高さの変動がある場合も、高さが「一定」であるとみなされる。
【0072】
図４に記載の例では、重ね合わせ工程（第３ステップＳＴ３）は、第２領域ＲＧ２と第３領域ＲＧ３との間に配置される第４領域ＲＧ４を形成することを含む。図４に記載の例では、第４領域ＲＧ４において、第３面８２ｃと第２ワーク９との間の隙間Ｇ４は第１方向ＤＲ１に沿って略一定である。
【0073】
【0074】
図６乃至図８に記載の例において、プローブ２１が、第２領域ＲＧ２、第４領域ＲＧ４、および、第３領域ＲＧ３の各々を横切って第１方向ＤＲ１に移動する際に、摩擦攪拌接合工具２が第１ワーク８および第２ワーク９から受けるアキシャル荷重Ｆの変化が抑制されるように、摩擦攪拌接合工具２の位置が制御される。なお、第３面８２ｃの高さが第１方向ＤＲ１に沿って一定である場合には、プローブ２１が第４領域ＲＧ４を横切って第１方向ＤＲ１に移動する際に、プローブ２１の回転軸ＡＸに沿う方向における摩擦攪拌接合工具２の位置は略一定に維持される。
【0075】
（第１ワーク８を準備する工程）
図２３に記載の例では、第１ワーク８を準備する工程（第１ステップＳＴ１）は、第１ワーク８の第１部分８３と第１ワーク８の凹み８５との間の第１段差部８４ａ（図２２を参照。）を切削することにより、上述の第１面８２ａを形成することを含む。また、図２４に記載の例では、第１ワーク８を準備する工程（第１ステップＳＴ１）は、第１ワーク８の第２部分８６と第１ワーク８の凹み８５との間の第２段差部８４ｂ（図２３を参照。）を切削することにより、上述の第２面８２ｂを形成することを含む。
図２３に記載の例では、第１ワーク８を準備する工程（第１ステップＳＴ１）は、第１ワーク８の第１部分８３と第１ワーク８の凹み８５との間の第１段差部８４ａ（図２２を参照。）を切削することにより、上述の第１面８２ａを形成することを含む。また、図２４に記載の例では、第１ワーク８を準備する工程（第１ステップＳＴ１）は、第１ワーク８の第２部分８６と第１ワーク８の凹み８５との間の第２段差部８４ｂ（図２３を参照。）を切削することにより、上述の第２面８２ｂを形成することを含む。
【0076】
図２５に例示されるように、第１段差部８４ａおよび第２段差部８４ｂが存在する状態で、第１ワーク８と第２ワーク９とが摩擦攪拌接合される場合を想定する。この場合、段差部（８４ａ、８４ｂ）の存在に起因して、第１ワーク８と第２ワーク９との間の接合部分にボイドが生じやすい。図２５に記載の例において、プローブ２１が凹み８５を横切る際に、プローブ２１の第１方向ＤＲ１への移動速度を低下させれば、当該ボイドの発生が抑制される。しかし、プローブ２１の移動速度の低下は、加工時間が増加する要因となる。また、プローブ２１の移動速度の低下は、大きなバリの発生の原因となり得る。
【0077】
これに対し、図２３および図２４に例示されるように、第１段差部８４ａおよび第２段差部８４ｂが切削され、その後、図５乃至図９に例示されるように、摩擦攪拌接合が行われる場合、プローブ２１の第１方向ＤＲ１への移動速度を低下させることなく、第１ワーク８と第２ワーク９との間の接合部分におけるボイドの発生を防止または抑制できる。
【0078】
なお、図２２に記載の例では、第１段差部８４ａおよび第２段差部８４ｂを有する凹み８５が、切削加工によって形成されている。しかし、凹み８５の形成は、切削加工以外の方法で行われてもよい。例えば、鋳物の一部をハンマ等で打ち付けることにより凹み８５が形成されてもよい。また、第１ワーク８の第１片８８ａの切り欠き部分と、第１ワーク８の第２片８８ｂの切り欠き部分とが溶接されることにより凹み８５が形成されてもよい。
【0079】
図２１に例示されるように、第１ワーク８は、溶接部８７を含んでいてもよい（より具体的には、第１ワーク８は、第１片８８ａと第２片８８ｂとが溶接部８７において溶接されたワークであってもよい。）。また、図２２に例示されるように、第１ワーク８を準備する工程（第１ステップＳＴ１）は、溶接部８７および溶接部８７に隣接する部分を切削することにより凹み８５を形成することを含んでいてもよい。
【0080】
図２６に例示するように、溶接部８７が第１ワーク８の表面から突出した状態で、第１ワーク８と第２ワーク９とが摩擦攪拌接合される場合を想定する。この場合、突出する溶接部８７の存在に起因して、第１ワーク８と第２ワーク９との間の接合部分にボイドが生じやすい。
【0081】
これに対し、図２２に例示されるように、溶接部８７が切削され、図２３および図２４に例示されるように、第１段差部８４ａおよび第２段差部８４ｂが切削され、その後、図５乃至図９に例示されるように、摩擦攪拌接合が行われる場合、プローブ２１の第１方向ＤＲ１への移動速度を低下させることなく、第１ワーク８と第２ワーク９との間の接合部分におけるボイドの発生を防止または抑制できる。
【0082】
【0083】
図２２乃至図２４、または、図２７および図２８に例示されるように、溶接部８７および溶接部８７に隣接する部分を切削することにより、上述の第１面８２ａおよび上述の第２面８２ｂが形成されてもよい。図２２乃至図２４に記載の例では、溶接部８７および溶接部８７に隣接する部分を切削することにより、第１段差部８４ａおよび第２段差部８４ｂが形成され、その後、第１段差部８４ａおよび第２段差部８４ｂを切削することにより、上述の第１面８２ａおよび上述の第２面８２ｂが形成される。代替的に、図２７および図２８に例示されるように、溶接部８７および溶接部８７に隣接する部分を切削することにより、直接的に（換言すれば、段差部の形成を経ずに）、上述の第１面８２ａおよび上述の第２面８２ｂが形成されてもよい。
【0084】
（凹部８１）
図２９に記載の例では、第１ワーク８の凹部８１は、第２方向ＤＲ２に垂直な第４方向ＤＲ４に延在する。凹部８１は、第４方向ＤＲ４に延在する直線状の凹部であってもよい。図２９に記載の例では、溶接部８７も、第４方向ＤＲ４に延在する。溶接部８７は、第４方向ＤＲ４に延在する直線状の溶接部であってもよい。
図２９に記載の例では、第１ワーク８の凹部８１は、第２方向ＤＲ２に垂直な第４方向ＤＲ４に延在する。凹部８１は、第４方向ＤＲ４に延在する直線状の凹部であってもよい。図２９に記載の例では、溶接部８７も、第４方向ＤＲ４に延在する。溶接部８７は、第４方向ＤＲ４に延在する直線状の溶接部であってもよい。
【0085】
第４方向ＤＲ４とは、反対の方向を第５方向ＤＲ５と定義する。図２９に記載の例では、凹部８１の第４方向ＤＲ４側の端部８１ｅは、開放されている。また、凹部８１の第５方向ＤＲ５側の端部８１ｆは開放されている。
【0086】
重ね合わせ工程（第３ステップＳＴ３）では、第１ワーク８の上面と第２ワーク９の下面とが接するように、第２ワーク９が第１ワーク８に重ねられる。
【0087】
図３０に記載の例では、第２ワーク９が第１ワーク８に重ねられた状態において、凹部８１の第４方向ＤＲ４側の端部８１ｅは、開放されている。代替的に、あるいは、付加的に、第２ワーク９が第１ワーク８に重ねられた状態において、凹部８１の第５方向ＤＲ５側の端部８１ｆ（図２９を参照。）が開放されていてもよい。
【0088】
第２ワーク９が第１ワーク８に重ねられた状態において、凹部８１の第４方向ＤＲ４側の端部８１ｅ、および、凹部８１の第５方向ＤＲ５側の端部８１ｆのうちの少なくとも一方が開放されている場合、当該開放端部（８１ｅ；８１ｆ）がエア抜き口として機能する。
【0089】
より具体的には、プローブ２１が、凹部８１を横切って第１方向ＤＲ１に移動する際に、凹部８１内の空間に、第２ワーク９の材料が進入する。この際、材料の進入に応じて、凹部８１内の空間に存在していたエアの少なくとも一部が、開放端部（８１ｅ；８１ｆ）を介して凹部８１外に排出される。こうして、第１ワーク８と第２ワーク９との接合部分にボイドが生じることが防止されつつ、第１ワーク８と第２ワーク９とが摩擦攪拌接合される。
【0090】
（プローブ２１の移動経路）
図３０における破線矢印によって示されるように、接合工程（第４ステップＳＴ４）において、プローブ２１が凹部８１を横切る際に、プローブ２１は、直線状の経路ＰＡ１に沿って移動してもよい。換言すれば、上述の第１方向ＤＲ１は、直線状の経路ＰＡ１に沿う方向であってもよい。なお、第１方向ＤＲ１は、凹部８１の延在方向（換言すれば、第４方向ＤＲ４）に垂直な方向であってもよいし、凹部８１の延在方向に対して傾いた方向であってもよい。
図３０における破線矢印によって示されるように、接合工程（第４ステップＳＴ４）において、プローブ２１が凹部８１を横切る際に、プローブ２１は、直線状の経路ＰＡ１に沿って移動してもよい。換言すれば、上述の第１方向ＤＲ１は、直線状の経路ＰＡ１に沿う方向であってもよい。なお、第１方向ＤＲ１は、凹部８１の延在方向（換言すれば、第４方向ＤＲ４）に垂直な方向であってもよいし、凹部８１の延在方向に対して傾いた方向であってもよい。
【0091】
代替的に、図３１における破線矢印によって示されるように、接合工程（第４ステップＳＴ４）において、プローブ２１が凹部８１を横切る際に、プローブ２１は、曲線状の経路ＰＡ２に沿って移動してもよい。換言すれば、上述の第１方向ＤＲ１は、曲線状の経路ＰＡ２に沿う方向であってもよい。
【0092】
図１６に例示されるように、第２ワーク９が円板状であり、第１ワーク８と第２ワーク９の外周縁部とが摩擦攪拌接合される場合を想定する。この場合、プローブ２１は、円状の経路、あるいは、円弧状の経路ＰＡ３に沿って移動してもよい。換言すれば、上述の第１方向ＤＲ１は、円状の経路または円弧状の経路ＰＡ３に沿う方向であってもよい。
【0093】
（プローブ２１の移動速さ）
第１領域ＲＧ１の少なくとも一部、および、第５領域ＲＧ５の少なくとも一部の各々を横切る際の第１方向ＤＲ１に沿う方向におけるプローブ２１（図３４を参照。）の移動速さと、第２領域ＲＧ２および第３領域ＲＧ３の各々を横切る際の第１方向ＤＲ１に沿う方向におけるプローブ２１の移動速さとは同一であってもよい。また、第２領域ＲＧ２および第３領域ＲＧ３の各々を横切る際の第１方向ＤＲ１に沿う方向におけるプローブ２１の移動速さと、第４領域ＲＧ４を横切る際の第１方向ＤＲ１に沿う方向におけるプローブ２１の移動速さとは同一であってもよい。プローブ２１の移動速さが一定である場合、第２ワーク９の表面に大きなバリが発生することが防止または抑制される。
第１領域ＲＧ１の少なくとも一部、および、第５領域ＲＧ５の少なくとも一部の各々を横切る際の第１方向ＤＲ１に沿う方向におけるプローブ２１（図３４を参照。）の移動速さと、第２領域ＲＧ２および第３領域ＲＧ３の各々を横切る際の第１方向ＤＲ１に沿う方向におけるプローブ２１の移動速さとは同一であってもよい。また、第２領域ＲＧ２および第３領域ＲＧ３の各々を横切る際の第１方向ＤＲ１に沿う方向におけるプローブ２１の移動速さと、第４領域ＲＧ４を横切る際の第１方向ＤＲ１に沿う方向におけるプローブ２１の移動速さとは同一であってもよい。プローブ２１の移動速さが一定である場合、第２ワーク９の表面に大きなバリが発生することが防止または抑制される。
【0094】
【0095】
ワーク支持部材３は、第１ワーク８および第２ワーク９を支持する。ワーク支持部材３は、例えば、第１ワーク８および第２ワーク９が固定されるテーブル３１を含む。図１７乃至図２０に記載の例では、テーブル３１は、第１ワーク８を直接的に支持する。また、テーブル３１は、第２ワーク９を、第１ワーク８を介して支持する。
【0096】
加工ヘッド４は、摩擦攪拌接合工具２のプローブ２１を回転軸ＡＸまわりに回転可能に支持する。加工ヘッド４は、回転体４２と、回転体４２を回転可能に支持するフレーム４３とを有する。図１７乃至図２０に記載の例では、回転体４２は、プローブホルダＨＤを介してプローブ２１を支持する。
【0097】
回転駆動装置４４は、回転体４２を第１軸ＡＸ１まわりに回転させることにより、プローブ２１を回転軸ＡＸまわりに回転させる。図１７乃至図２０に記載の例では、回転体４２の回転軸である第１軸ＡＸ１と、プローブ２１の回転軸ＡＸとが同軸である。
【0098】
移動装置５は、加工ヘッド４をワーク支持部材３に対して相対移動させる。制御装置７は、回転駆動装置４４、および、移動装置５を制御する。
【0099】
制御装置７は、摩擦攪拌接合モードＭ１を実行可能である。摩擦攪拌接合モードＭ１は、第１方向ＤＲ１に高さが漸減する第１面８２ａと第１方向ＤＲ１に高さが漸増する第２面８２ｂとを含む複数の面８２によって規定される凹部８１を有する第１ワーク８の上に第２ワーク９が重ね合わせられた状態で、第１ワーク８と第２ワーク９とを摩擦攪拌接合するモードである。
【0100】
図５に例示されるように、摩擦攪拌接合モードＭ１は、第１ワーク８と第２ワーク９とが接する第１領域ＲＧ１の少なくとも一部をプローブ２１が横切るように、摩擦攪拌接合工具２を第１方向ＤＲ１に移動させることを含む。
【0101】
図６に例示されるように、摩擦攪拌接合モードＭ１は、第１面８２ａと第２ワーク９との間の隙間が第１方向ＤＲ１にゼロから漸増する第２領域ＲＧ２をプローブ２１が横切るように摩擦攪拌接合工具２を第１方向ＤＲ１に移動させながら、第１面８２ａの高さの変化に追従するように摩擦攪拌接合工具２を第２方向ＤＲ２に移動させることを含む。
【0102】
図８に例示されるように、摩擦攪拌接合モードＭ１は、第２面８２ｂと第２ワーク９との間の隙間が第１方向ＤＲ１にゼロまで漸減する第３領域ＲＧ３をプローブ２１が横切るように摩擦攪拌接合工具２を第１方向ＤＲ１に移動させながら、第２面８２ｂの高さの変化に追従するように摩擦攪拌接合工具２を第３方向ＤＲ３に移動させることを含む。
【0103】
付加的に、図７に例示されるように、摩擦攪拌接合モードＭ１は、第２領域ＲＧ２と第３領域ＲＧ３との間の第４領域ＲＧ４をプローブ２１が横切るように、摩擦攪拌接合工具２を第１方向ＤＲ１に移動させることを含んでいてもよい。
【0104】
付加的に、図９に例示されるように、摩擦攪拌接合モードＭ１は、第３領域ＲＧ３の第１方向ＤＲ１側に位置する第５領域ＲＧ５の少なくとも一部をプローブ２１が横切るように、摩擦攪拌接合工具２を第１方向ＤＲ１に移動させることを含んでいてもよい。
【0105】
プローブ２１が第２領域ＲＧ２および第３領域ＲＧ３の各々を横切って第１方向ＤＲ１に移動する際に、制御装置７は、摩擦攪拌接合工具２が第１ワーク８および第２ワーク９から受けるアキシャル荷重Ｆの変動が抑制されるように、摩擦攪拌接合工具２の位置（より具体的には、回転軸ＡＸに沿う方向における摩擦攪拌接合工具２の位置）を制御する。制御装置７は、摩擦攪拌接合工具２が第１ワーク８および第２ワーク９から受けるアキシャル荷重Ｆが一定に維持されるように、摩擦攪拌接合工具２の位置（より具体的には、回転軸ＡＸに沿う方向における摩擦攪拌接合工具２の位置）を制御してもよい。
【0106】
付加的に、プローブ２１が第１領域ＲＧ１、第４領域ＲＧ４、および、第５領域ＲＧ５の各々を横切って第１方向ＤＲ１に移動する際に、制御装置７は、摩擦攪拌接合工具２が第１ワーク８および第２ワーク９から受けるアキシャル荷重Ｆの変動が抑制されるように（より具体的には、アキシャル荷重Ｆが一定に維持されるように）、摩擦攪拌接合工具２の位置（より具体的には、回転軸ＡＸに沿う方向における摩擦攪拌接合工具２の位置）を制御してもよい。
【0107】
第１の実施形態における工作機械１Ａでは、制御装置７が、摩擦攪拌接合モードＭ１を実行可能である。摩擦攪拌接合モードＭ１の実行時に、摩擦攪拌接合工具２は、第１方向ＤＲ１に移動しながら、第１面８２ａおよび第２面８２ｂの各々の高さの変化に追従するように第２方向ＤＲ２または第３方向ＤＲ３に移動する。よって、摩擦攪拌接合工具２を第１面８２ａおよび第２面８２ｂの各々の高さの変化に追従させない場合と比較して（例えば、摩擦攪拌接合工具２を、完全に水平方向に移動させる場合と比較して）、第１ワーク８と第２ワーク９との間の接合部分に欠陥（より具体的には、ボイド）が生じにくい。
【0108】
第１の実施形態における工作機械１Ａでは、プローブ２１が第２領域ＲＧ２および第３領域ＲＧ３の各々を横切って第１方向ＤＲ１に移動する際に、摩擦攪拌接合工具２が第１ワーク８および第２ワーク９から受けるアキシャル荷重Ｆの変動が抑制されるように、制御装置７が摩擦攪拌接合工具２の位置を制御する。よって、第１方向ＤＲ１に移動しつつ第２方向ＤＲ２または第３方向ＤＲ３に移動するプローブ２１が、過小な力あるいは過大な力で、第１ワーク８および第２ワーク９に押し付けられることが防止される。こうして、過小な押し付け力に起因するボイドの発生、あるいは、過大な押し付け力に起因する大きなバリの発生が抑制される。
【0109】
【0110】
（摩擦攪拌接合工具２）
図５に記載の例では、摩擦攪拌接合工具２は、プローブ２１と、ショルダ２３とを含む。プローブ２１は、接合工程（上述の第４ステップＳＴ４）の実行時に、第２ワーク９に挿入される。接合工程（上述の第４ステップＳＴ４）の実行時に、プローブ２１の先端は、第１ワーク８に達していてもよい。
図５に記載の例では、摩擦攪拌接合工具２は、プローブ２１と、ショルダ２３とを含む。プローブ２１は、接合工程（上述の第４ステップＳＴ４）の実行時に、第２ワーク９に挿入される。接合工程（上述の第４ステップＳＴ４）の実行時に、プローブ２１の先端は、第１ワーク８に達していてもよい。
【0111】
ショルダ２３は、第２ワーク９の第３方向ＤＲ３側の面（すなわち、上面）を押圧する。図５に記載の例では、ショルダ２３は、プローブ２１とともに、プローブ２１の回転軸ＡＸまわりに回転する回転ショルダである。ショルダ２３（より具体的には、回転ショルダ）とプローブ２１とは、一体的に成形された部材によって構成されていてもよい。代替的に、図３２に例示されるように、ショルダ２３は、プローブ２１とともに回転しない固定ショルダであってもよい。この場合、プローブ２１は、固定ショルダに対して、回転軸ＡＸまわりに相対回転する。
【0112】
図６、図８、図３２に記載の例において、プローブ２１が第２方向ＤＲ２（または、第３方向ＤＲ３）に移動する際に、ショルダ２３は、プローブ２１とともに第２方向ＤＲ２（または、第３方向ＤＲ３）に移動するように構成されている。より具体的には、接合工程（第４ステップＳＴ４）の実行時に、プローブ２１は、ショルダ２３に対して、第２方向ＤＲ２に平行な方向に実質的に相対移動不能である。
【0113】
この場合、図６に例示されるように、プローブ２１が第２領域ＲＧ２を横切って第１方向ＤＲ１に移動する際に、プローブ２１およびショルダ２３の両方が、第１面８２ａの高さの変化に追従するように、第２方向ＤＲ２に移動する。また、図８に例示されるように、プローブ２１が第３領域ＲＧ３を横切って第１方向ＤＲ１に移動する際に、プローブ２１およびショルダ２３の両方が、第２面８２ｂの高さの変化に追従するように、第３方向ＤＲ３に移動する。
【0114】
（プローブホルダＨＤ）
プローブホルダＨＤは、摩擦攪拌接合工具２のプローブ２１を保持する。図１７乃至図２０に記載の例では、加工ヘッド４の回転体４２は、プローブホルダＨＤを介して、プローブ２１を支持する。加工ヘッド４の回転体４２は、プローブホルダＨＤを介して、プローブ２１およびショルダ２３の両方を支持してもよい。代替的に、図３２に例示されるように、加工ヘッド４の回転体４２が、プローブホルダＨＤを介してプローブ２１を支持し、加工ヘッド４のフレーム４３が、ショルダ２３を支持してもよい。
プローブホルダＨＤは、摩擦攪拌接合工具２のプローブ２１を保持する。図１７乃至図２０に記載の例では、加工ヘッド４の回転体４２は、プローブホルダＨＤを介して、プローブ２１を支持する。加工ヘッド４の回転体４２は、プローブホルダＨＤを介して、プローブ２１およびショルダ２３の両方を支持してもよい。代替的に、図３２に例示されるように、加工ヘッド４の回転体４２が、プローブホルダＨＤを介してプローブ２１を支持し、加工ヘッド４のフレーム４３が、ショルダ２３を支持してもよい。
【0115】
図１７に例示されるように、プローブホルダＨＤは、摩擦攪拌接合工具２が第１ワーク８および第２ワーク９から受けるアキシャル荷重Ｆを検出するセンサ１２ａを有していてもよい。
【0116】
図１７に記載の例では、ショルダ２３はプローブ２１とともに回転する回転ショルダであり、センサ１２ａによって検出されるアキシャル荷重Ｆは、プローブ２１が第１ワーク８および第２ワーク９から受ける第３方向ＤＲ３の荷重と、ショルダ２３が第２ワーク９から受ける第３方向ＤＲ３の荷重との合計荷重である。ショルダ２３がプローブ２１とともに回転しない固定ショルダである場合には、センサ１２ａによって検出されるアキシャル荷重Ｆは、プローブ２１が第１ワーク８および第２ワーク９から受ける第３方向ＤＲ３の荷重であってもよい。
【0117】
センサ１２ａは、当該アキシャル荷重Ｆを示す信号データＳ１を、直接的に、あるいは、任意の中継器を介して間接的に、制御装置７に送信する。当該送信は、無線によって行われてもよいし、有線によって行われてもよい。図１７に記載の例では、制御装置７は、データ受信器１３、および、通信インターフェース１４を介して、センサ１２ａから、アキシャル荷重Ｆを示す信号データＳ１を取得する。
【0118】
（加工ヘッド４）
図１８に例示されるように、加工ヘッド４は、摩擦攪拌接合工具２が第１ワーク８および第２ワーク９から受けるアキシャル荷重Ｆを検出するセンサ１２ｂを有していてもよい。
図１８に例示されるように、加工ヘッド４は、摩擦攪拌接合工具２が第１ワーク８および第２ワーク９から受けるアキシャル荷重Ｆを検出するセンサ１２ｂを有していてもよい。
【0119】
図１８に記載の例では、ショルダ２３はプローブ２１とともに回転する回転ショルダであり、センサ１２ｂによって検出されるアキシャル荷重Ｆは、プローブ２１が第１ワーク８および第２ワーク９から受ける第３方向ＤＲ３の荷重と、ショルダ２３が第２ワーク９から受ける第３方向ＤＲ３の荷重との合計荷重である。ショルダ２３がプローブ２１とともに回転しない固定ショルダである場合には、センサ１２ｂによって検出されるアキシャル荷重Ｆは、上述の合計荷重であってもよいし、プローブ２１が第１ワーク８および第２ワーク９から受ける第３方向ＤＲ３の荷重であってもよい。
【0120】
センサ１２ｂは、当該アキシャル荷重Ｆを示す信号データＳ１を、直接的に、あるいは、任意の中継器を介して間接的に、制御装置７に送信する。当該送信は、無線によって行われてもよいし、有線によって行われてもよい。図１８に記載の例では、制御装置７は、データ受信器１３、および、通信インターフェース１４を介して、センサ１２ｂから、アキシャル荷重Ｆを示す信号データＳ１を取得する。
【0121】
（移動装置５）
移動装置５は、加工ヘッド４をワーク支持部材３に対して相対移動させる。移動装置５は、加工ヘッド４を移動させる第１移動装置５１を含む。代替的に、あるいは、付加的に、移動装置５は、ワーク支持部材３を移動させる第２移動装置５８を有していてもよい。
移動装置５は、加工ヘッド４をワーク支持部材３に対して相対移動させる。移動装置５は、加工ヘッド４を移動させる第１移動装置５１を含む。代替的に、あるいは、付加的に、移動装置５は、ワーク支持部材３を移動させる第２移動装置５８を有していてもよい。
【0122】
第１移動装置５１は、加工ヘッド４を支持する第１移動体５１ａと、加工ヘッド４を第１移動体５１ａに対して相対的に移動させる第１駆動装置５１ｂとを有する。図１７乃至図２０、図３２に記載の例では、第１駆動装置５１ｂは、加工ヘッド４を、第２方向ＤＲ２に平行な方向（例えば、鉛直方向）に移動させる。第１駆動装置５１ｂは、Ｚ軸モータを含んでいてもよい。
【0123】
付加的に、第１移動装置５１は、第１移動体５１ａを支持する支持体５２ａと、第１移動体５１ａを支持体５２ａに対して第２方向ＤＲ２に垂直な方向に相対移動させる第２駆動装置５２ｂとを有していてもよい。第２駆動装置５２ｂは、第１移動体５１ａを、水平面に平行な方向に、２次元的に移動させることが可能な装置であってもよい（例えば、第２駆動装置５２ｂは、Ｘ軸モータとＹ軸モータとを含んでいてもよい。）。
【0124】
【0125】
図１９または図３２に記載の例では、センサ１２ｃによって検出されるアキシャル荷重Ｆは、プローブ２１が第１ワーク８および第２ワーク９から受ける第３方向ＤＲ３の荷重と、ショルダ２３が第２ワーク９から受ける第３方向ＤＲ３の荷重との合計荷重である。
【0126】
センサ１２ｃは、当該アキシャル荷重Ｆを示す信号データＳ１を、直接的に、あるいは、任意の中継器を介して間接的に、制御装置７に送信する。当該送信は、無線によって行われてもよいし、有線によって行われてもよい。図１９または図３２に記載の例では、制御装置７は、データ受信器１３、および、通信インターフェース１４を介して、センサ１２ｃから、アキシャル荷重Ｆを示す信号データＳ１を取得する。
【0127】
第１移動装置５１は、加工ヘッド４を、３次元的に移動させる装置であってもよい。例えば、第１移動装置５１は、加工ヘッド４をＸ軸に沿う方向に移動させることができ、加工ヘッド４をＹ軸に沿う方向に移動させることができ、加工ヘッド４をＺ軸に沿う方向に移動させることができてもよい。図１７乃至図２０、図３２に記載の例では、Ｚ軸は、鉛直方向に平行な軸である。また、Ｚ軸は、第２方向ＤＲ２に平行な軸である。
【0128】
図１７乃至図２０、図３２に記載の例では、第２移動装置５８は、テーブル３１等のワーク支持部材３をベース３０に対して相対移動させる第３駆動装置５８ｂ（例えば、テーブル駆動装置）を含む。図１７乃至図２０、図３２に記載の例では、第３駆動装置５８ｂは、ワーク支持部材３を、ベース３０に対して、水平面に平行な方向（換言すれば、ＸＹ平面に平行な方向）に移動させる。
【0129】
（回転駆動装置４４）
回転駆動装置４４は、プローブ２１を回転軸ＡＸまわりに回転させる。回転駆動装置４４は、プローブ２１およびショルダ２３の両方を回転軸ＡＸまわりに回転させてもよい。代替的に、回転駆動装置４４は、プローブ２１を、ショルダ２３とは独立して、回転軸ＡＸまわりに回転させてもよい。回転駆動装置４４は、例えば、モータ４４ｍを含む。モータ４４ｍは、ＡＣ誘導モータであってもよいし、ＡＣ同期モータであってもよいし、ＤＣモータであってもよい。
回転駆動装置４４は、プローブ２１を回転軸ＡＸまわりに回転させる。回転駆動装置４４は、プローブ２１およびショルダ２３の両方を回転軸ＡＸまわりに回転させてもよい。代替的に、回転駆動装置４４は、プローブ２１を、ショルダ２３とは独立して、回転軸ＡＸまわりに回転させてもよい。回転駆動装置４４は、例えば、モータ４４ｍを含む。モータ４４ｍは、ＡＣ誘導モータであってもよいし、ＡＣ同期モータであってもよいし、ＤＣモータであってもよい。
【0130】
図２０に例示されるように、回転駆動装置４４は、モータ４４ｍの駆動電流値を示すデータＳ２を、直接的に、あるいは、任意の中継器を介して間接的に、制御装置７に送信してもよい。当該送信は、無線によって行われてもよいし、有線によって行われてもよい。図２０に記載の例では、制御装置７は、データ受信器１３、および、通信インターフェース１４を介して、回転駆動装置４４から、モータ４４ｍの駆動電流値を示すデータＳ２を取得する。代替的に、あるいは、付加的に、移動装置５を制御する第１制御部７１ａが、モータ４４ｍを制御する第２制御部７１ｂから、モータ４４ｍの駆動電流指令値を示すデータを取得するようにしてもよい。
【0131】
（制御装置７）
制御装置７は、回転駆動装置４４、および、移動装置５を制御する。図１７乃至図２０、図３２に記載の例では、制御装置７は、移動装置５を制御する第１制御部７１ａと、回転駆動装置４４（より具体的には、モータ４４ｍ）を制御する第２制御部７１ｂとを有する。
制御装置７は、回転駆動装置４４、および、移動装置５を制御する。図１７乃至図２０、図３２に記載の例では、制御装置７は、移動装置５を制御する第１制御部７１ａと、回転駆動装置４４（より具体的には、モータ４４ｍ）を制御する第２制御部７１ｂとを有する。
【0132】
回転駆動装置４４が制御装置７（より具体的には、第２制御部７１ｂ）から第１回転指令Ｒ１を受信すると、回転駆動装置４４は、プローブ２１を回転軸ＡＸまわりに回転させる。
【0133】
移動装置５が制御装置７（より具体的には、第１制御部７１ａ）から移動指令Ｃを受信すると、移動装置５は、加工ヘッド４および／またはワーク支持部材３を移動させる。例えば、第２駆動装置５２ｂは、制御装置７（より具体的には、第１制御部７１ａ）から第１移動指令Ｃ１を受信すると、加工ヘッド４を第２方向ＤＲ２に垂直な方向（より具体的には、水平面に平行な方向）に移動させる。また、第１駆動装置５１ｂは、制御装置７（より具体的には、第１制御部７１ａ）から第２移動指令Ｃ２を受信すると、加工ヘッド４を第２方向ＤＲ２に平行な方向（より具体的には、鉛直方向に平行な方向）に移動させる。また、第３駆動装置５８ｂは、制御装置７（より具体的には、第１制御部７１ａ）から移動指令Ｃ４を受信すると、ワーク支持部材３を水平面に平行な方向に移動させる。
【0134】
図３３を参照して、制御装置７の一例について、より詳細に説明する。図３３に記載の例では、制御装置７は、ハードウェアプロセッサ７０（以下、単に、「プロセッサ７０」という。）と、メモリ７２と、通信回路７４と、入力装置７６（例えば、タッチパネル付きディスプレイ７６２）と、を備える。プロセッサ７０と、メモリ７２と、通信回路７４と、入力装置７６とは、バス７８を介して互いに接続されている。
【0135】
メモリ７２は、制御装置７のプロセッサ７０によって読み取り可能な記憶媒体である。メモリ７２は、例えば、ＲＡＭ、ＲＯＭ、フラッシュメモリ等の不揮発性または揮発性の半導体メモリであってもよいし、磁気ディスクであってもよいし、その他の形式のメモリであってもよい。
【0136】
メモリ７２は、データ、および、プログラム７２２を記憶する。図３３に記載の例では、メモリ７２に記憶されるプログラム７２２は、摩擦攪拌接合用の第１プログラム７２２ａを含む。
【0137】
摩擦攪拌接合工具２を用いて行われる摩擦攪拌接合に必要なデータ（例えば、プローブ２１が移動すべき第１移動経路を規定する第１経路データ７２６ａ等）は、入力装置７６を介して制御装置７に入力されてもよいし、他のコンピュータから通信回路７４を介して制御装置７に入力されてもよい。摩擦攪拌接合に必要なデータは、メモリ７２に記憶される。
【0138】
入力装置７６は、タッチパネル付きディスプレイ７６２に限定されない。例えば、制御装置７は、ボタン、スイッチ、レバー、ポインティングデバイス、キーボード等の入力装置７６と、当該入力装置７６に入力されたデータ、あるいは、その他の情報を表示するディスプレイと、を備えていてもよい。また、複数のコンピュータが協働して、制御装置７として機能してもよい。また、メモリ７２は、複数箇所に分散配置されていてもよい。例えば、メモリ７２の一部は、クラウドストレージに含まれていてもよい。
【0139】
制御装置７のプロセッサ７０がメモリ７２に記憶されたプログラム７２２を実行することにより、制御装置７は制御指令を生成する。また、通信回路７４は、当該制御指令を、制御対象機器（より具体的には、回転駆動装置４４、移動装置５等）に送信する。こうして、プロセッサ７０がプログラム７２２を実行することにより、制御装置７は、回転駆動装置４４、および、移動装置５を制御することができる。
【0140】
（摩擦攪拌接合モードＭ１）
図３４に例示されるように、制御装置７は、第１ワーク８と第２ワーク９とを摩擦攪拌接合する摩擦攪拌接合モードＭ１を実行可能である。
図３４に例示されるように、制御装置７は、第１ワーク８と第２ワーク９とを摩擦攪拌接合する摩擦攪拌接合モードＭ１を実行可能である。
【0141】
摩擦攪拌接合モードＭ１は、凹部８１を横切る第１移動経路ＰＡに沿って回転状態のプローブ２１が移動するよう、制御装置７が、移動装置５（より具体的には、第２駆動装置５２ｂ）に第１移動指令Ｃ１を送信することを含む（図３３を参照。）。また、摩擦攪拌接合モードＭ１は、プローブ２１が凹部８１を横切る際に、上述のアキシャル荷重Ｆの変動が抑制されるように（より具体的には、上述のアキシャル荷重Ｆが一定に維持されるように）、制御装置７が、移動装置５（より具体的には、第１駆動装置５１ｂ）に第２移動指令Ｃ２を送信することを含む。
【0142】
例えば、第１プログラム７２２ａを実行する制御装置７は、第１回転指令Ｒ１を生成し、且つ、メモリ７２に記憶された上述の第１経路データ７２６ａに基づいて、上述の第１移動指令Ｃ１を生成する。また、制御装置７は、生成された第１回転指令Ｒ１を回転駆動装置４４に送信し、生成された第１移動指令Ｃ１を、移動装置５（より具体的には、第２駆動装置５２ｂ）に送信する。第１回転指令Ｒ１を受信する回転駆動装置４４は、プローブ２１を回転軸ＡＸまわりに回転させる。また、第１移動指令Ｃ１を受信する移動装置５（より具体的には、第２駆動装置５２ｂ）は、回転状態のプローブ２１を、凹部８１を横切る第１移動経路ＰＡ（より具体的には、凹部８１を完全に横切る第１移動経路ＰＡ）に沿って移動させる。なお、凹部８１を横切る第１移動経路ＰＡは、直線状の経路であってもよいし、曲線状の経路ＰＡ２（図３１を参照。）であってもよい。
【0143】
また、第１プログラム７２２ａを実行する制御装置７は、上述のアキシャル荷重Ｆの変動が抑制されるように（より具体的には、上述のアキシャル荷重Ｆが一定に維持されるように）、第２移動指令Ｃ２を生成する。
【0144】
例えば、プローブ２１が第１移動経路ＰＡに沿って移動する際に、制御装置７は、センサ１２からアキシャル荷重Ｆを示す信号データを受け取るか、あるいは、モータ４４ｍの負荷を示すデータを取得する。また、第１プログラム７２２ａを実行する制御装置７は、センサ１２から受け取る信号データ、あるいは、モータ４４ｍの負荷を示すデータに基づいて、上述のアキシャル荷重Ｆの変動が抑制されるように（より具体的には、上述のアキシャル荷重Ｆが一定に維持されるように）、第２移動指令Ｃ２を生成する。
【0145】
制御装置７は、生成された第２移動指令Ｃ２を、移動装置５（より具体的には、第１駆動装置５１ｂ）に送信する。第２移動指令Ｃ２を受信する移動装置５（より具体的には、第１駆動装置５１ｂ）は、回転状態のプローブ２１を第２方向ＤＲ２または第３方向ＤＲ３に移動させる。こうして、プローブ２１が凹部８１を横切る際に、上述のアキシャル荷重Ｆの変動が抑制される（より具体的には、上述のアキシャル荷重Ｆが一定に維持される。）。
【0146】
制御装置７は、第１移動経路ＰＡに沿って移動するプローブ２１の移動速さが一定に維持されるように、移動装置５（より具体的には、第２駆動装置５２ｂ）に、第１移動指令Ｃ１を送信してもよい。プローブ２１の移動速さが一定に維持されることにより、プローブ２１が凹部８１を横切る際に、第２ワーク９の表面に大きなバリが発生することが、防止または抑制される。
【0147】
（第２の実施形態）
図１乃至図３７を参照して、第２の実施形態における摩擦攪拌接合方法、自動車部品の製造方法、および、工作機械１Ｂについて説明する。図３５は、第２の実施形態における工作機械１Ｂを模式的に示す図である。図３６は、第２の実施形態における工作機械１Ｂの一部分を模式的に示す概略斜視図である。図３７は、第２の実施形態における工作機械１Ｂを模式的に示す図である。
図１乃至図３７を参照して、第２の実施形態における摩擦攪拌接合方法、自動車部品の製造方法、および、工作機械１Ｂについて説明する。図３５は、第２の実施形態における工作機械１Ｂを模式的に示す図である。図３６は、第２の実施形態における工作機械１Ｂの一部分を模式的に示す概略斜視図である。図３７は、第２の実施形態における工作機械１Ｂを模式的に示す図である。
【0148】
第２の実施形態では、工作機械１Ｂが、上述の第１面８２ａおよび上述の第２面８２ｂが形成されるように、第１ワーク８を切削可能な点において、第１の実施形態とは異なる。その他の点では、第２の実施形態は、第１の実施形態と同様である。
【0149】
第２の実施形態では、第１の実施形態と異なる点を中心に説明する。他方、第２の実施形態では、第１の実施形態で説明済みの事項についての繰り返しとなる説明は省略する。したがって、第２の実施形態において、明示的に説明をしなかったとしても、第１の実施形態において説明済みの事項を第２の実施形態に適用できることは言うまでもない。逆に、第２の実施形態で説明される全ての事項は、第１の実施形態に適用可能である。
【0150】
図３７に例示されるように、第２の実施形態における工作機械１Ｂは、ワーク支持部材３と、加工ヘッド４と、回転駆動装置４４と、移動装置５と、制御装置７と、を備える。加工ヘッド４には、摩擦攪拌接合工具２を取り付け可能である。
【0151】
摩擦攪拌接合工具２、ワーク支持部材３、加工ヘッド４、回転駆動装置４４、移動装置５、および、制御装置７については、第１の実施形態において説明済みであるため、これらの構成についての繰り返しとなる説明は省略する。
【0152】
第２の実施形態における工作機械１Ｂは、切削工具６１を用いて第１ワーク８を切削することにより、第１の実施形態において説明された第１面８２ａおよび第２面８２ｂを形成する（図２３および図２４、または、図２７および図２８を参照。）。
【0153】
第２の実施形態は、第１の実施形態と同様の効果を奏する。また、第２の実施形態では、工作機械１Ｂが、摩擦攪拌接合と切削加工との両方を実行可能である。よって、第１面８２ａおよび第２面８２ｂの形成から、第１ワーク８と第２ワーク９との接合までのプロセスを、効率的且つ短時間に実行することができる。
【0154】
第２の実施形態における摩擦攪拌接合方法は、第１準備工程（第１ステップＳＴ１）と、第２準備工程（第２ステップＳＴ２）と、重ね合わせ工程（第３ステップＳＴ３）と、接合工程（第４ステップＳＴ４）とを備える。
【0155】
第１準備工程、第２準備工程、重ね合わせ工程、および、接合工程については、第１の実施形態において説明済みであるため、これらの工程についての繰り返しとなる説明は省略する。
【0156】
【0157】
（加工ヘッド４）
図３５および図３７に記載の例では、加工ヘッド４は、切削工具６１を保持する工具ホルダ６２（図３５を参照。）と、プローブ２１を保持するプローブホルダＨＤ（図３７を参照。）と、を選択的に保持可能である。換言すれば、加工ヘッド４は、摩擦攪拌接合装置の一部として機能するとともに、切削加工装置の一部として機能する。
図３５および図３７に記載の例では、加工ヘッド４は、切削工具６１を保持する工具ホルダ６２（図３５を参照。）と、プローブ２１を保持するプローブホルダＨＤ（図３７を参照。）と、を選択的に保持可能である。換言すれば、加工ヘッド４は、摩擦攪拌接合装置の一部として機能するとともに、切削加工装置の一部として機能する。
【0158】
代替的に、工作機械１Ｂは、プローブホルダＨＤを保持する加工ヘッド４に加えて、第２加工ヘッドを備え、第２加工ヘッドに、切削工具６１を保持する工具ホルダ６２が取り付けられてもよい。
【0159】
（プローブホルダＨＤ）
図３７に例示されるように、プローブホルダＨＤは、加工ヘッド４によって支持された給電部４８から電力を受け取る受電部１８を有していてもよい。また、センサ１２ａが、受電部１８と電気的に接続されていてもよい。この場合、センサ１２ａは、受電部１８から受け取る電力によって作動する。
図３７に例示されるように、プローブホルダＨＤは、加工ヘッド４によって支持された給電部４８から電力を受け取る受電部１８を有していてもよい。また、センサ１２ａが、受電部１８と電気的に接続されていてもよい。この場合、センサ１２ａは、受電部１８から受け取る電力によって作動する。
【0160】
（工具交換装置１００）
図３６に記載の例では、工作機械１Ｂは、工具交換装置１００を備える。工具交換装置１００は、加工ヘッド４（より具体的には、加工ヘッド４の回転体４２）に保持される工具ホルダ６２を、プローブ２１を保持するプローブホルダＨＤに交換可能である。また、工具交換装置１００は、加工ヘッド４（より具体的には、加工ヘッド４の回転体４２）に保持されるプローブホルダＨＤを、切削工具６１を保持する工具ホルダ６２に交換可能である。
図３６に記載の例では、工作機械１Ｂは、工具交換装置１００を備える。工具交換装置１００は、加工ヘッド４（より具体的には、加工ヘッド４の回転体４２）に保持される工具ホルダ６２を、プローブ２１を保持するプローブホルダＨＤに交換可能である。また、工具交換装置１００は、加工ヘッド４（より具体的には、加工ヘッド４の回転体４２）に保持されるプローブホルダＨＤを、切削工具６１を保持する工具ホルダ６２に交換可能である。
【0161】
図３６には、工具交換装置１００が、加工ヘッド４に保持された工具ホルダ６２を、プローブ２１を保持するプローブホルダＨＤに交換した直後の状態が示されている。
【0162】
図３６に記載の例では、工具交換装置１００は、工具交換アーム１０１と、工具交換アーム１０１を回転させるアーム回転装置１０４と、工具交換アーム１０１を直線的に移動させるアーム移動装置１０６とを有する。アーム回転装置１０４は、工具交換アーム１０１を、第２軸ＡＸ２まわりに回転させる。また、アーム移動装置１０６は、工具交換アーム１０１を第２軸ＡＸ２に平行な方向に移動させる。
【0163】
図３６に記載の例では、工具交換アーム１０１は、プローブホルダＨＤと工具ホルダ６２とを同時に把持可能である。換言すれば、工具交換アーム１０１は、プローブホルダＨＤを把持する第１把持部と、工具ホルダ６２を把持する第２把持部とを有する。
【0164】
（ストッカ１１０）
図３６に記載の例では、工作機械１Ｂは、プローブホルダＨＤおよび工具ホルダ６２を保管可能なストッカ１１０を有する。ストッカ１１０は、プローブホルダＨＤおよび工具ホルダ６２を含む複数のホルダを保管可能である。
図３６に記載の例では、工作機械１Ｂは、プローブホルダＨＤおよび工具ホルダ６２を保管可能なストッカ１１０を有する。ストッカ１１０は、プローブホルダＨＤおよび工具ホルダ６２を含む複数のホルダを保管可能である。
【0165】
ストッカ１１０は、ストッカ１１０に保管されているプローブホルダＨＤまたは工具ホルダ６２を、工具交換装置１００がアクセス可能な待機位置Ｐ１に移動させるホルダ取出装置１１４を有していてもよい。
【0166】
（制御装置７）
制御装置７は、回転駆動装置４４と、移動装置５とを制御する。付加的に、制御装置７は、工具交換装置１００、および／または、ストッカ１１０を制御してもよい。
制御装置７は、回転駆動装置４４と、移動装置５とを制御する。付加的に、制御装置７は、工具交換装置１００、および／または、ストッカ１１０を制御してもよい。
【0167】
図３５または図３７に記載の例において、制御装置７は、回転駆動装置４４に回転指令Ｒを送信することにより、プローブホルダＨＤまたは工具ホルダ６２を保持した回転体４２を第１軸ＡＸ１まわりに回転させる。より具体的には、制御装置７は、回転駆動装置４４に回転指令Ｒを送信し、回転指令Ｒを受信する回転駆動装置４４は、第１軸ＡＸ１まわりに回転体４２を回転させる。
【0168】
制御装置７は、移動装置５に移動指令Ｃを送信することにより、加工ヘッド４をワーク支持部材３に対して相対移動させる。例えば、制御装置７は、第１駆動装置５１ｂに移動指令Ｃを送信することにより、加工ヘッド４を、第２方向ＤＲ２に平行な方向に移動させる。また、制御装置７は、第２駆動装置５２ｂに移動指令Ｃを送信することにより、加工ヘッド４を、第２方向ＤＲ２に垂直な方向に移動させる。また、制御装置７は、第３駆動装置５８ｂに移動指令Ｃを送信することにより、ワーク支持部材３を、水平面に平行な方向に移動させる。
【0169】
制御装置７は、工具交換装置１００に工具交換指令を送信することにより、加工ヘッド４に保持された工具ホルダ６２（または、プローブホルダＨＤ）を、プローブホルダＨＤ（または、工具ホルダ６２）に交換する。より具体的には、制御装置７は、工具交換装置１００に第１の工具交換指令を送信し、第１の工具交換指令を受信する工具交換装置１００は、加工ヘッド４に保持された工具ホルダ６２を、プローブ２１を保持するプローブホルダＨＤに交換する。また、制御装置７は、工具交換装置１００に第２の工具交換指令を送信し、第２の工具交換指令を受信する工具交換装置１００は、加工ヘッド４に保持されたプローブホルダＨＤを、切削工具６１を保持する工具ホルダ６２に交換する。
【0170】
制御装置７は、ストッカ１１０に取り出し指令を送信することにより、ストッカ１１０に保管されているプローブホルダＨＤまたは工具ホルダ６２を、工具交換装置１００がアクセス可能な待機位置Ｐ１に移動させてもよい。例えば、制御装置７は、ストッカ１１０に取り出し指令を送信し、工具交換装置１００に第１の工具交換指令を送信する。取り出し指令を受信するストッカ１１０は、プローブホルダＨＤを待機位置Ｐ１に移動させる。また、第１の工具交換指令を受信する工具交換装置１００は、加工ヘッド４に保持された工具ホルダ６２と、待機位置Ｐ１に移動されたプローブホルダＨＤとを交換する。
【0171】
図３５に例示されるように、制御装置７は、プロセッサ７０と、メモリ７２と、通信回路７４と、入力装置７６とを備える。プロセッサ７０、メモリ７２、通信回路７４、および、入力装置７６については、第１の実施形態において説明済みであるため、これらの構成についての繰り返しとなる説明は省略する。
【0172】
メモリ７２は、データ、および、プログラム７２２を記憶する。メモリ７２に記憶されるプログラム７２２は、摩擦攪拌接合用の第１プログラム７２２ａ、切削加工用の第２プログラム７２２ｂ、および、工具交換用の第３プログラム７２２ｃを含んでいてもよい。
【0173】
切削工具６１を用いて行われる切削加工に必要なデータ（例えば、第１ワーク８の形状データ、第１ワーク８に凹部８１を形成するために切削工具６１が移動すべき第２移動経路を規定する第２経路データ７２６ｂ等）は、入力装置７６を介して制御装置７に入力されてもよいし、他のコンピュータから通信回路７４を介して制御装置７に入力されてもよい。切削加工に必要なデータは、メモリ７２に記憶される。
【0174】
摩擦攪拌接合工具２を用いて行われる摩擦攪拌接合に必要なデータ（例えば、プローブ２１が移動すべき第１移動経路を規定する第１経路データ７２６ａ等）は、入力装置７６を介して制御装置７に入力されてもよいし、他のコンピュータから通信回路７４を介して制御装置７に入力されてもよい。摩擦攪拌接合に必要なデータは、メモリ７２に記憶される。
【0175】
制御装置７のプロセッサ７０がメモリ７２に記憶されたプログラム７２２を実行することにより、制御装置７は制御指令を生成する。また、通信回路７４は、当該制御指令を、制御対象機器（より具体的には、回転駆動装置４４、移動装置５、工具交換装置１００、ストッカ１１０等）に送信する。こうして、プロセッサ７０がプログラム７２２を実行することにより、制御装置７は、回転駆動装置４４、移動装置５、工具交換装置１００、および、ストッカ１１０を制御することができる。
【0176】
（凹部形成モードＭ２）
図３５に記載の例において、制御装置７は、凹部形成モードＭ２を実行可能である。凹部形成モードＭ２は、第１ワーク８に凹部８１が形成されるように、回転状態の切削工具６１を第２移動経路ＰＢ（必要であれば、図２４または図２８を参照。）に沿って移動させるモードである。凹部形成モードＭ２が実行されることにより、第１ワーク８に上述の第１面８２ａおよび第２面８２ｂを含む凹部８１が形成される。
図３５に記載の例において、制御装置７は、凹部形成モードＭ２を実行可能である。凹部形成モードＭ２は、第１ワーク８に凹部８１が形成されるように、回転状態の切削工具６１を第２移動経路ＰＢ（必要であれば、図２４または図２８を参照。）に沿って移動させるモードである。凹部形成モードＭ２が実行されることにより、第１ワーク８に上述の第１面８２ａおよび第２面８２ｂを含む凹部８１が形成される。
【0177】
図３５に例示されるように、凹部形成モードＭ２の実行時に、制御装置７は、第１ワーク８に凹部８１が形成されるよう、回転状態の切削工具６１を上述の第２移動経路ＰＢに沿って移動させる。より具体的には、制御装置７は、回転駆動装置４４に第２回転指令Ｒ２を送信し、且つ、第２移動経路ＰＢに沿って切削工具６１が移動するよう、移動装置５に第３移動指令Ｃ３を送信する。
【0178】
例えば、第２プログラム７２２ｂを実行する制御装置７は、第２回転指令Ｒ２を生成し、且つ、メモリ７２に記憶された上述の第２経路データ７２６ｂに基づいて、上述の第３移動指令Ｃ３を生成する。また、制御装置７は、生成された第２回転指令Ｒ２を回転駆動装置４４に送信し、生成された第３移動指令Ｃ３を移動装置５（より具体的には、第１駆動装置５１ｂおよび第２駆動装置５２ｂ）に送信する。第２回転指令Ｒ２を受信する回転駆動装置４４は、切削工具６１を回転軸ＡＸまわりに回転させる。また、第３移動指令Ｃ３を受信する移動装置５（より具体的には、第１駆動装置５１ｂおよび第２駆動装置５２ｂ）は、回転状態の切削工具６１を第２移動経路ＰＢに沿って移動させる。こうして、第１ワーク８に、第１面８２ａおよび第２面８２ｂを含む複数の面８２によって規定される凹部８１が形成される。
【0179】
（工具交換モードＭ３）
図３６に記載の例において、制御装置７は、工具交換モードＭ３を実行可能である。工具交換モードＭ３は、加工ヘッド４に保持された工具ホルダ６２（すなわち、切削工具６１を保持する工具ホルダ６２）を、プローブ２１を保持するプローブホルダＨＤに交換するモードである。
図３６に記載の例において、制御装置７は、工具交換モードＭ３を実行可能である。工具交換モードＭ３は、加工ヘッド４に保持された工具ホルダ６２（すなわち、切削工具６１を保持する工具ホルダ６２）を、プローブ２１を保持するプローブホルダＨＤに交換するモードである。
【0180】
より具体的には、凹部形成モードＭ２の実行後、制御装置７は、加工ヘッド４に保持され切削工具６１を保持する工具ホルダ６２が、プローブ２１を保持するプローブホルダＨＤに交換されるよう、工具交換装置１００に第１の工具交換指令を送信する。
【0181】
例えば、第３プログラム７２２ｃを実行する制御装置７は、第１の工具交換指令を生成する。また、制御装置７は、工具交換装置１００に第１の工具交換指令を送信する。第１の工具交換指令を受信する工具交換装置１００は、加工ヘッド４に保持された工具ホルダ６２を、プローブ２１を保持するプローブホルダＨＤに交換する。
【0182】
（摩擦攪拌接合モードＭ１）
図３７に例示されるように、工具交換モードＭ３の実行後、制御装置７は、摩擦攪拌接合モードＭ１を実行可能である。摩擦攪拌接合モードＭ１は、上述の凹部８１を横切る第１移動経路ＰＡ（より具体的には、上述の凹部８１を完全に横切る第１移動経路ＰＡ）に沿って、回転状態のプローブ２１を移動させることを含む。摩擦攪拌接合モードＭ１については、第１の実施形態において説明済みであるため、摩擦攪拌接合モードＭ１についての繰り返しとなる説明は省略する。
図３７に例示されるように、工具交換モードＭ３の実行後、制御装置７は、摩擦攪拌接合モードＭ１を実行可能である。摩擦攪拌接合モードＭ１は、上述の凹部８１を横切る第１移動経路ＰＡ（より具体的には、上述の凹部８１を完全に横切る第１移動経路ＰＡ）に沿って、回転状態のプローブ２１を移動させることを含む。摩擦攪拌接合モードＭ１については、第１の実施形態において説明済みであるため、摩擦攪拌接合モードＭ１についての繰り返しとなる説明は省略する。
【0183】
（摩擦攪拌接合方法）
上述の第１準備工程（第１ステップＳＴ１）は、制御装置７が、メモリ７２に記憶された上述の第２経路データ７２６ｂに基づいて、上述の第３移動指令Ｃ３を生成することを含んでいてもよい。また、上述の第１準備工程（第１ステップＳＴ１）は、第３移動指令Ｃ３を受信する移動装置５が、回転状態の切削工具６１を上述の第２移動経路ＰＢに沿って移動させることを含んでいてもよい。回転状態の切削工具６１が第２移動経路ＰＢに沿って移動することにより、第１ワーク８に、第１面８２ａおよび第２面８２ｂを含む複数の面８２によって規定される凹部８１が形成される。
上述の第１準備工程（第１ステップＳＴ１）は、制御装置７が、メモリ７２に記憶された上述の第２経路データ７２６ｂに基づいて、上述の第３移動指令Ｃ３を生成することを含んでいてもよい。また、上述の第１準備工程（第１ステップＳＴ１）は、第３移動指令Ｃ３を受信する移動装置５が、回転状態の切削工具６１を上述の第２移動経路ＰＢに沿って移動させることを含んでいてもよい。回転状態の切削工具６１が第２移動経路ＰＢに沿って移動することにより、第１ワーク８に、第１面８２ａおよび第２面８２ｂを含む複数の面８２によって規定される凹部８１が形成される。
【0184】
上述の第１準備工程（第１ステップＳＴ１）は、制御装置７から第１の工具交換指令を受信する工具交換装置１００が、加工ヘッド４に保持された工具ホルダ６２を、プローブ２１を保持するプローブホルダＨＤに交換することを含んでいてもよい。
【0185】
上述の接合工程（第４ステップＳＴ４）は、制御装置７が、メモリ７２に記憶された上述の第１経路データ７２６ａに基づいて、上述の第１移動指令Ｃ１を生成することを含んでいてもよい。また、上述の接合工程（第４ステップＳＴ４）は、第１移動指令Ｃ１を受信する移動装置５（より具体的には、第２駆動装置５２ｂ）が、回転状態のプローブ２１を上述の第１移動経路ＰＡに沿って移動させることを含んでいてもよい。回転状態のプローブ２１が第１移動経路ＰＡに沿って移動することにより、第１ワーク８と第２ワーク９とが摩擦攪拌接合される。
【0186】
また、上述の接合工程（第４ステップＳＴ４）は、制御装置７が、回転状態のプローブ２１が凹部８１を横切る際に、摩擦攪拌接合工具２が第１ワーク８および第２ワーク９から受けるアキシャル荷重Ｆの変動が抑制されるよう（より具体的には、アキシャル荷重Ｆが一定に維持されるよう）、プローブ２１を第２方向ＤＲ２に移動させ、その後、プローブ２１を第３方向ＤＲ３に移動させることを含んでいてもよい。
【0187】
より具体的には、上述の接合工程（第４ステップＳＴ４）は、（１）制御装置７が、センサ１２から受け取る信号データ、あるいは、モータ４４ｍの負荷を示すデータに基づいて、上述のアキシャル荷重Ｆの変動が抑制されるように（より具体的には、上述のアキシャル荷重Ｆが一定に維持されるように）、第２移動指令Ｃ２を生成すること、（２）制御装置７が、第２移動指令Ｃ２を移動装置５（より具体的には、第１駆動装置５１ｂ）に送信すること、および、（３）第２移動指令Ｃ２を受信する移動装置５（より具体的には、第１駆動装置５１ｂ）が、プローブ２１を第２方向ＤＲ２に移動させ、その後、プローブ２１を第３方向ＤＲ３に移動させること、を含んでいてもよい。
【0188】
（プログラム７２２）
実施形態におけるプログラム７２２（より具体的には、第１プログラム７２２ａ、第２プログラム７２２ｂ、および、第３プログラム７２２ｃを含むプログラム７２２）は、上述の摩擦攪拌接合方法のうちの第１準備工程（第１ステップＳＴ１）、および、接合工程（第４ステップＳＴ４）を、工作機械１（より具体的には、工作機械１の制御装置７）に実行させるためのプログラムである。
実施形態におけるプログラム７２２（より具体的には、第１プログラム７２２ａ、第２プログラム７２２ｂ、および、第３プログラム７２２ｃを含むプログラム７２２）は、上述の摩擦攪拌接合方法のうちの第１準備工程（第１ステップＳＴ１）、および、接合工程（第４ステップＳＴ４）を、工作機械１（より具体的には、工作機械１の制御装置７）に実行させるためのプログラムである。
【0189】
より具体的には、実施形態におけるプログラム７２２は、（１）第１方向ＤＲ１に高さが漸減する第１面８２ａと第１方向ＤＲ１に高さが漸増する第２面８２ｂとを含む複数の面８２によって規定される凹部８１を有する第１ワーク８を準備する工程と、（２）第１ワーク８と第２ワーク９とが重ね合わせられた状態で、摩擦攪拌接合工具２を用いて、第１ワーク８と第２ワーク９とを摩擦攪拌接合する工程と、を具備する摩擦攪拌接合方法を工作機械１（より具体的には、工作機械１の制御装置７）に実行させるためのプログラムである。
【0190】
図２３および図２４、または、図２７および図２８に例示されるように、第１ワーク８を準備する工程（第１ステップＳＴ１）は、切削工具６１を用いて、凹部８１を形成することを含む。第１ワーク８を準備する工程（第１ステップＳＴ１）の詳細については、上述の第１の実施形態あるいは上述の第２の実施形態において説明済みであるため、当該工程の詳細についての説明は省略する。
【0191】
第１ワーク８と第２ワーク９とを摩擦攪拌接合する工程（第４ステップＳＴ４）は、（１）第１ワーク８と第２ワーク９とが接する第１領域ＲＧ１の少なくとも一部を摩擦攪拌接合工具２のプローブ２１が横切るように、摩擦攪拌接合工具２を第１方向ＤＲ１に移動させることと（図５を参照。）、（２）第１面８２ａと第２ワーク９との間の隙間が第１方向ＤＲ１にゼロから漸増する第２領域ＲＧ２をプローブ２１が横切るように摩擦攪拌接合工具２を第１方向ＤＲ１に移動させながら、第１面８２ａの高さの変化に追従するように摩擦攪拌接合工具２を第２方向ＤＲ２に移動させることと（図６を参照。）、（３）第２面８２ｂと第２ワーク９との間の隙間が第１方向ＤＲ１にゼロまで漸減する第３領域ＲＧ３をプローブ２１が横切るように摩擦攪拌接合工具２を第１方向ＤＲ１に移動させながら、第２面８２ｂの高さの変化に追従するように摩擦攪拌接合工具２を第３方向ＤＲ３に移動させることと（図８を参照。）、を含む。
【0192】
また、第１ワーク８と第２ワーク９とを摩擦攪拌接合する工程（第４ステップＳＴ４）は、プローブ２１が第２領域ＲＧ２および第３領域ＲＧ３の各々を横切って第１方向ＤＲ１に移動する際に、摩擦攪拌接合工具２が第１ワーク８および第２ワーク９から受けるアキシャル荷重Ｆの変動が抑制されるように、摩擦攪拌接合工具２の位置を制御することを含む。
【0193】
第１ワーク８と第２ワーク９とを摩擦攪拌接合する工程（第４ステップＳＴ４）の詳細については、上述の第１の実施形態あるいは上述の第２の実施形態において説明済みであるため、当該工程の詳細についての説明は省略する。
【0194】
実施形態におけるメモリ７２は、上述のプログラム７２２（より具体的には、第１プログラム７２２ａ、第２プログラム７２２ｂ、および、第３プログラム７２２ｃを含むプログラム７２２）を記録した不揮発性記憶媒体であってもよい。上述のプログラム７２２を記録した不揮発性記憶媒体は、図３８に例示されるように、可搬式の記憶媒体７２Ｍであってもよい。
【0195】
本発明は上記各実施形態または各変形例に限定されず、本発明の技術思想の範囲内において、各実施形態または各変形例は適宜変形又は変更され得ることは明らかである。また、各実施形態または各変形例で用いられる種々の技術は、技術的矛盾が生じない限り、他の実施形態または他の変形例にも適用可能である。さらに、各実施形態または各変形例における任意付加的な構成は、適宜省略可能である。
【0196】
例えば、図１７乃至図２０、図３２には、工作機械１が、立形マシニングセンタである例が示されている。代替的に、図３９に例示されるように、実施形態における工作機械１は、横形マシニングセンタであってもよい。更に代替的に、図４０に例示されるように、実施形態における工作機械１は、旋盤であってもよい。
【符号の説明】
【0197】
１、１Ａ、１Ｂ…工作機械、２…摩擦攪拌接合工具、３…ワーク支持部材、４…加工ヘッド、５…移動装置、７…制御装置、８…第１ワーク、８ａ…ブロック、８ｂ、８ｃ、８ｄ…ケース本体、８ｕ…上面、９…第２ワーク、９ａ、９ｂ、９ｃ、９ｄ…プレート、９ｓ…下面、１２、１２ａ、１２ｂ、１２ｃ…センサ、１３…データ受信器、１４…通信インターフェース、１８…受電部、２１…プローブ、２３…ショルダ、３０…ベース、３１…テーブル、４２…回転体、４３…フレーム、４４…回転駆動装置、４４ｍ…モータ、４８…給電部、５１…第１移動装置、５１ａ…第１移動体、５１ｂ…第１駆動装置、５２ａ…支持体、５２ｂ…第２駆動装置、５８…第２移動装置、５８ｂ…第３駆動装置、６１…切削工具、６２…工具ホルダ、７０…ハードウェアプロセッサ、７１ａ…第１制御部、７１ｂ…第２制御部、７２…メモリ、７２Ｍ…記憶媒体、７４…通信回路、７６…入力装置、７８…バス、８１…凹部、８１ｅ…第４方向側の端部、８１ｆ…第５方向側の端部、８２…面、８２ａ…第１面、８２ｂ…第２面、８２ｃ…第３面、８３…第１部分、８４ａ…第１段差部、８４ｂ…第２段差部、８５…凹み、８６…第２部分、８７…溶接部、８８ａ…第１片、８８ｂ…第２片、９１…凹部に対向する部分、９１ｕ…平坦面、９１ｖ…凹面、１００…工具交換装置、１０１…工具交換アーム、１０４…アーム回転装置、１０６…アーム移動装置、１１０…ストッカ、１１４…ホルダ取出装置、７２２…プログラム、７２２ａ…第１プログラム、７２２ｂ…第２プログラム、７２２ｃ…第３プログラム、７２６ａ…第１経路データ、７２６ｂ…第２経路データ、７６２…タッチパネル付きディスプレイ、ＡＸ…回転軸、ＡＸ１…第１軸、ＡＸ２…第２軸、Ｃ…移動指令、Ｃ１…第１移動指令、Ｃ２…第２移動指令、Ｃ３…第３移動指令、Ｃ４…移動指令、ＣＳ１…傾斜面、ＣＳ２…傾斜面、Ｄ…接合物品、Ｄ２…バッテリケース、Ｄ３…インバータケース、Ｄ４…モータケース、Ｆ…アキシャル荷重、Ｇ２、Ｇ３、Ｇ４…隙間、ＨＤ…プローブホルダ、ＯＰ…開口、ＰＡ…第１移動経路、ＰＡ１…直線状の経路、ＰＡ２…曲線状の経路、ＰＡ３…円弧状の経路、ＰＢ…第２移動経路、ＰＳ１…傾斜面、ＰＳ２…傾斜面、Ｒ…回転指令、Ｒ１…第１回転指令、Ｒ２…第２回転指令、ＲＧ１…第１領域、ＲＧ２…第２領域、ＲＧ３…第３領域、ＲＧ４…第４領域、ＲＧ５…第５領域、Ｓ１…信号データ、Ｓ２…モータの駆動電流値を示すデータ
【要約】
第１方向に高さが漸減する第１面と第１方向に高さが漸増する第２面とを含む複数の面によって規定される凹部を有する第１ワークと、第２ワークとを摩擦攪拌接合する。摩擦攪拌接合方法は、凹部の深さ方向を第２方向と定義するとき、摩擦攪拌接合工具を第１方向に移動させながら、第１面の高さの変化に追従するように摩擦攪拌接合工具を第２方向に移動させることと、第２方向とは反対の方向を第３方向と定義するとき、摩擦攪拌接合工具を第１方向に移動させながら、第２面の高さの変化に追従するように摩擦攪拌接合工具を第３方向に移動させることと、を含む。また、摩擦攪拌接合方法において、摩擦攪拌接合工具が第１ワークおよび第２ワークから受けるアキシャル荷重の変動が抑制されるように、摩擦攪拌接合工具の位置が制御される。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】
【図21】
【図22】
【図23】
【図24】
【図25】
【図26】
【図27】
【図28】
【図29】
【図30】
【図31】
【図32】
【図33】
【図34】
【図35】
【図36】
【図37】
【図38】
【図39】
【図40】