(57)【要約】      （修正有）【課題】複合材作製装置のクリーニングのためのシステム及び方法の提供。【解決手段】一実施形態は、複合材塗布装置（１００）のクリーニング方法であり、自動繊維積層（ＡＦＰ）装置のヘッド（１１０）のアンビル（１２０）を、カッター（１４０）に対して相対的な作動位置から移動させることと、カッター（１４０）及びアンビル（１２０）のうちの少なくとも１つをクリーニングすることと、アンビル（１２０）をカッター（１４０）に対して相対的な作動位置に再配置することと、を含む。【選択図】図２
2020001377.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
自動繊維積層（ＡＦＰ）装置のヘッドのアンビルを、カッターに対して相対的な作動位置から移動させることと、
前記カッター及び前記アンビルのうちの少なくとも１つをクリーニングすることと、
前記アンビルを前記カッターに対して相対的な前記作動位置に再配置することと、
を含む、複合材塗布装置のクリーニング方法。
【請求項２】
前記アンビルを移動させることは、第１アクチュエータを延伸させることを含み、
前記カッターは、前記アンビルが前記作動位置にある時は、前記アンビルの背面に沿ってスライドし、
前記アンビルを再配置することは、前記アンビルの前記背面が前記カッターの前記正面に接触するまで、前記第１アクチュエータを後退させることを含む、
請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記カッター及び前記アンビルのうちの少なくとも１つをクリーニングすることは、
クリーニング素子をスライドさせて前記カッターの面に接触させることと、
前記カッターの前記面を前記クリーニング素子で磨くことと、
前記クリーニング素子を前記カッターから後退させることと、を含む、
請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
前記クリーニング素子をスライドさせることは、第２アクチュエータを駆動することと、前記クリーニング素子をスライドさせて、前記アンビルの背面に接触させることと、を含み、
磨くことは、前記アンビルの前記背面、及び、前記カッターの前記面をクリーニングして、残留物を除去することと、
前記クリーニング素子を後退させることは、前記クリーニング素子を前記アンビルから離間させることを含む、
請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記磨くことは、前記アンビルの前記背面と前記カッターの前記面を横切るように前記クリーニング素子を駆動することを含む、
請求項３に記載の方法。
【請求項６】
前記アンビルを前記作動位置に再配置することは、前記カッターに閾値レベルの圧力が印加されるまで、前記アンビルを前記カッターに押し当てることを含む、
請求項１〜５のうちのいずれか１つに記載の方法。
【請求項７】
クリーニングすることは、前記カッターに溶剤を塗布することをさらに含む、
請求項１〜６のうちのいずれかに記載の方法。
【請求項８】
前記アンビルの前記背面を横切るように前記カッターを駆動して、前記アンビルを通って延伸されている炭素繊維強化ポリマー（ＣＦＲＰ）のトウを切断することをさらに含む、
請求項１〜７のうちのいずれかに記載の方法。
【請求項９】
複合材塗布カッターをクリーニングするための装置であって、
複合材塗布装置のヘッドを含み、前記ヘッドは、
アンビルと、
前記アンビルの作動位置に対して相対的に配置されたカッターと、
前記アンビルを前記カッターから移動させる第１装置と、
前記アンビルが前記カッターから離間している間に、前記カッター及び前記アンビルのうちの少なくとも１つのクリーニングを促進する第２装置と、を含む、装置。
【請求項１０】
前記アンビルは、未硬化の炭素繊維強化ポリマー（ＣＦＲＰ）のトウを、前記アンビルの背面から前記アンビルの正面まで通過させて引き出すためのスロットを画成し、
前記カッターは、前記アンビルの前記背面と接触する正面を有する複数のカッターのうちの１つであり、前記複数のカッターは、前記アンビルの前記背面を横切るように駆動されて前記トウを切断するよう構成されており、
前記第１装置は、第１アクチュエータであり、
前記第２装置は、前記クリーニング素子をスライドさせて、前記アンビルの前記背面に接触させる第２アクチュエータである、
請求項９に記載の装置。
【請求項１１】
前記第１装置は、前記アンビルを前記カッターに対して垂直に移動させて、前記カッターへのクリーニングのためのアクセスを可能にする、
請求項９又は１０に記載の装置。
【請求項１２】
前記第１装置は、前記アンビルを枢動させて、前記カッターへのクリーニングのためのアクセスを可能にする、
請求項９〜１１のうちのいずれかに記載の装置。
【請求項１３】
前記カッターに溶剤を塗布するアプリケータをさらに含む、
請求項９〜１２のうちのいずれかに記載の装置。
【請求項１４】
前記アンビル及び前記カッターをクリーニングするように前記第１装置及び第２装置の動作を指示するコントローラをさらに含む、
請求項９〜１３のうちのいずれかに記載の装置。
【請求項１５】
前記第２装置は、前記アンビルを制御して、前記カッターに対して閾値レベルの圧力を印加させる、
請求項９〜１４のうちのいずれかに記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、複合材製造の分野に関し、具体的には、自動繊維積層（ＡＦＰ: Automated Fiber Placement）装置に関する。ＡＦＰ装置は、高度繊維積層装置や自動テープ積層（ＡＴＬ）装置とも呼ばれる。
【背景技術】
【０００２】
ＡＦＰ装置は、硬化して複合材部品（例えば、炭素繊維強化ポリマー（ＣＦＲＰ）部品）にする積層体を形成すべく、構成材料を自動でレイアップする。例えば、ＡＦＰ装置は、構成材料を所定のパターンに正確に配置することで、複雑な形状の積層体をレイアップすることができる。このプロセスにおいて、ＡＦＰ装置は、樹脂を含浸させた繊維束（トウ）から構成材料を繰り出し、このトウを所定の位置に配置する。この後、ファイバートウが固化されて積層体が形成され、この積層体に対して圧縮／固化、揮発材の除去、及び硬化などの処理がさらに行われる。
【０００３】
レイアップのプロセスでは、ＡＦＰ装置から繰り出され積層される個々のトウを、ＡＦＰ装置のカッターで切断し、複合材部品に配置する。切断プロセス自体に、例えば、トウのクランピング、トウの切断、及び、切断されたトウを複合材部品に配置することが含まれる。構成材料の積層体が完成すると、（例えば、ＡＦＰ装置とは別のオートクレーブ内で）加熱及び／又は圧縮により硬化されて、複合材部品が形成される。ＡＦＰ装置によっては、製造中の複合材部品を横断するように連続的に移動しながら、材料トウを切断し、別のトウの始点としてよい。
【０００４】
構成材料に含まれる未硬化の樹脂の粘性及び／又は粘着性によって、レイアップの際に、ＡＦＰ装置のヘッドのカッターに樹脂が付着する。このため、ＡＦＰ装置のヘッドの分解、カッターの磨き洗浄（scrubbing）、ＡＦＰ装置のヘッドを再組み立てが必要になってくる。クリーニングプロセスは手間がかかる作業であり、ＡＦＰ装置のダウンタイムが増加する。これにより、ＡＦＰ装置のスループットが低下することになる。
【０００５】
したがって、上述した事項のうちの少なくともいくつかと、その他の潜在的な事項を考慮に入れた方法及び装置の提供が望まれる。
【発明の概要】
【０００６】
本明細書に記載の実施形態は、ＡＦＰ装置のカッター用の自動クリーニングシステムを提供する。これらの自動クリーニングシステムは、ＡＦＰ装置のヘッドを分解する必要なしに、ＡＦＰ装置のカッターから付着物を除去することを可能にする。分解の必要がないので、ＡＦＰ装置の作製速度が全体として早くなるという効果が得られる。
【０００７】
一実施形態は、複合材塗布装置のクリーニング方法に関する。前記方法は、自動繊維積層（ＡＦＰ）装置のヘッドのアンビルを、カッターに対して相対的な作動位置から移動させることと、前記カッター及び前記アンビルのうちの少なくとも１つをクリーニングすることと、前記アンビルを前記カッターに対して相対的な前記作動位置に再配置することと、を含む。
【０００８】
別の実施形態は、プロセッサにより実行されると、複合材塗布装置のクリーニング方法を実行させるようプログラムされた命令を具現化する非一時的コンピュータ可読媒体に関する。前記方法は、自動繊維積層（ＡＦＰ装置）装置のヘッドのアンビルを、カッターに対して相対的な作動位置から移動させることと、クリーニング素子をスライドさせて前記カッターの面に接触させることと、前記カッターの前記面を前記クリーニング素子で磨くことと、前記クリーニング素子を前記カッターから後退させることと、前記アンビルを前記カッターに対して相対的な前記作動位置に再配置することと、を含む。
【０００９】
別の実施形態は、複合材塗布カッターをクリーニングするための装置に関する。前記装置は、複合材塗布装置のヘッドを含む。前記ヘッドは、アンビルと、前記アンビルの作動位置に対して相対的に配置されたカッターと、前記アンビルを前記カッターから移動させる第１装置と、前記アンビルが前記カッターから移動した状態にある間に、前記カッター及び前記アンビルのうちの少なくとも１つのクリーニングを容易にする第２装置と、を含む。
【００１０】
他の例示的な実施形態（例えば、先述の実施形態に関連する方法及びコンピュータ可読媒体）については、後述する。上述の特徴、機能、効果は、種々の実施形態において個別に達成可能であり、また、さらに別の実施形態と組み合わせることも可能であり、それらの詳細は、以下の説明及び図面を参照することにより明らかであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
以下、本開示のいくつかの実施形態を、あくまでも例示として説明し、説明においては、添付図面を参照する。すべての図面において、同一の参照符号は、同一の要素、又は同一の種類の要素を示す。
【００１２】
【図１】例示的な実施形態におけるＡＦＰ装置の自動クリーニングシステムの図であり、アイドル状態を示している。
【図２】例示的な実施形態におけるＡＦＰ装置の自動クリーニングシステムの図であり、ＡＦＰ装置のカッターをクリーニングする様子を示している。
【図３】例示的な実施形態におけるＡＦＰ装置の自動クリーニングシステムの操作方法を示すフローチャートである。
【図４】例示的な実施形態における自動クリーニングシステムを備えることができるＡＦＰ装置の図である。
【図５】例示的な実施形態における自動クリーニングシステムでクリーニング可能なＡＦＰ装置のヘッドの正面図である。
【図６】例示的な実施形態における自動クリーニングシステムでクリーニング可能なＡＦＰ装置のヘッドの正面図であり、一部分解された状態を示している。
【図７】例示的な実施形態における自動クリーニングシステムでクリーニング可能なカッターの領域を示す正面図である。
【図８】例示的な実施形態における自動クリーニングシステムでクリーニング可能なアンビルの領域を示す背面図である。
【図９】例示的な実施形態における自動クリーニングシステムを備えるＡＦＰ装置のブロック図である。
【図１０】例示的な実施形態における航空機の製造及び就航の方法を示すフロー図である。
【図１１】例示的な実施形態における航空機のブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
添付の図面、及び、以下の記述は、本開示の例示的な実施形態を具体的に説明するものである。したがって、本明細書に明示的な記載や図示が無くても、本開示の原理を具体化し、本開示の範囲内に含まれる様々な変形を当業者が創出できることは理解されよう。さらに、本明細書に記載の実施例は、いずれも本開示の原理に対する理解を助けるためのものであり、具体的に記載された実施例又は条件は、限定的なものとして解釈されるべきではない。つまり、本開示は、後述する具体的な実施形態や実施例に限定されるものではなく、添付の請求の範囲及びその均等範囲によって限定されるものである。
【００１４】
図１は、複合材作製装置（例えば、ＡＦＰ装置）用の、例示的な実施形態による自動クリーニングシステム１００の図であり、アイドル状態を示している。自動クリーニングシステム１００は、未硬化の炭素繊維強化ポリマー（ＣＦＲＰ）のトウ１９２をセグメント１９４に切断するＡＦＰ装置のコンポーネントをクリーニングする、任意のシステムコンポーネントやデバイスを含む。具体的には、自動クリーニングシステム１００は、コンポーネントから残留物（例えば、未硬化の樹脂、炭素繊維フィラメントなど）を除去し、これにより、レイアップが連続し続け、切断が繰り返し行われても切断品質が維持されるようにする。
【００１５】
この実施形態では、アンビル１２０に対してスライドするカッター１４０によって、トウ１９２が切断される。具体的には、カッター１４０の正面１４２がアンビル１２０の背面１２４に対してスライドし、はさみのような動作で切断が行われる。切断されたセグメント１９４は、アンビル１２０のスロット１２２を通って正面１２６側に送り出され、方向Ｆに送られて積層される。カッターアクチュエータ１３０は、方向Ｅに沿って延伸・後退して、アンビル１２０の背面１２４を横切るようにカッター１４０を移動させる。トウ１９２は、トウ供給部１９０からヘッド１１０に供給される。
【００１６】
自動クリーニングシステム１００は、アンビル１２０をカッター１４０から移動させる第１アクチュエータ１５０を含む。例えば、図１に示すように、第１アクチュエータ１５０は方向Ｄに沿って後退して、アンビル１２０をカッター１４０に接触させる。この位置を、アンビル１２０の「作動位置（operation location）」１９６という場合がある。また、自動クリーニングシステム１００は、表面１６２を有するクリーニング素子１６０を含み、クリーニングを行うために、この表面をヘッド１１０のコンポーネントを横切るように移動させる。クリーニング素子１６０は、スポンジ、スクラブパッドの他、正面１４２及び背面１２４の研磨に適したデバイスで構成することができる。クリーニング素子１６０は、カッター１４０及びアンビル１２０から残留物を除去するには十分な硬さでありながら、カッター１４０及びアンビル１２０の劣化や損傷を引き起こさないためには十分に柔らかいことが望ましい。図１では、クリーニング素子１６０は、第２アクチュエータ１７０によって方向Ｃ（例えば、方向Ｄに対して直角な方法）に後退した状態にある。クリーニング素子１６０の表面１６２には、溶剤１７４（例えば、アセトン）がアプリケータ１７２から、噴霧、滴下、あるいは、塗布により供給される。溶剤１７４により、ヘッド１１０のコンポーネントから残留物をより容易に除去できる。さらに別の実施形態では、アプリケータ１７２は、溶剤１７４をアンビル１２０及び／又はカッター１４０に直接塗布する構成でもよい。
【００１７】
コントローラ１８０は、自動クリーニングシステム１００の動作を管理し、また、場合によっては、ＡＦＰ装置全体の動作を（例えば、メモリに格納された数値制御（ＮＣ）プログラムに基づいて）指示する。コントローラ１８０は、例えば、カスタマイズされた回路、プログラムされた命令を実行するハードウェアプロセッサ、あるいは、その組み合わせによって実現することができる。本明細書に記載の様々なアクチュエータ（例えば、カッターアクチュエータ１３０、第１アクチュエータ１５０、第２アクチュエータ１７０）は、油圧式、電動式、空圧式など、所望の駆動方式のものである。
【００１８】
図２は、例示的な実施形態による自動クリーニングシステム１００が、ＡＦＰ装置のカッター１４０をクリーニングする様子を示している。ヘッド１１０は、トウの切断及び供給を停止しており、ヘッド１１０のコンポーネントから残留物が除去されている。この実施形態では、第１アクチュエータ１５０が方向Ａに延伸し、カッター１４０の正面１４２とアンビル１２０の背面１２４との間に隙間２００が形成されている。第２アクチュエータ１７０は、方向Ｂに延伸して、クリーニング素子１６０を隙間２００に進入させる。クリーニング素子１６０の幅Ｗは、隙間２００のサイズと対応しているので、クリーニングの間、クリーニング素子１６０の表面１６２は、正面１４２及び背面１２４と接触する。
【００１９】
自動クリーニングシステム１００の例示的な動作の詳細を、図３を参照して説明する。本実施例の前提として、ＡＦＰ装置（例えば、図４のＡＦＰ装置４００）は、硬化させて複合材部品にする積層体のレイアップ処理中であるが、カッターのクリーニングのため停止状態にあるとする。つまり、この段階では、トウ１９２の切断や積層体へのレイアップは行われていない。
【００２０】
図３は、例示的な実施形態による、ＡＦＰ装置用の自動クリーニングシステムを操作する方法３００を示すフローチャートである。ここでは、図１の自動クリーニングシステム１００を参照して方法３００のステップを説明するが、方法３００は他のシステムによっても実行可能なことは当業者には認識されるだろう。また、記載されたフローチャートのステップは、すべてを網羅するものではなく、図示していない他のステップを含むことも可能である。また、記載のステップを、異なる順で実行することも可能である。
【００２１】
ステップ３０２において、コントローラ１８０は、アンビル１２０の背面１２４に沿ってスライドするカッター１４０に対して相対的な作動位置１９６からアンビル１２０を移動させる。例えば、コントローラ１８０は、図２の方向Ａに延伸するように第１アクチュエータ１５０に指示する。第１アクチュエータ１５０の動作により、カッター１４０とアンビル１２０の間に隙間２００が形成される。さらに別の実施形態では、第１アクチュエータ１５０は、アンビル１２０をカッター１４０に対して垂直方向に移動させ、あるいは、アンビル１２０を回転／回動させることでカッター１４０を外部に露出させるよう設計されている。
【００２２】
カッター及びアンビル１２０がクリーニング位置に配置されると、コントローラ１８０は、カッター１４０及びアンビル１２０のうちの少なくとも１つをクリーニングする（ステップ３０３）。例えば、コントローラ１８０は、クリーニング素子１６０に溶剤１７４を塗布するように第２アクチュエータ１７０に指示することができる。ステップ３０４において、コントローラ１８０は、図２に示す方向Ｂに延伸するように第２アクチュエータ１７０に指示する。これにより、クリーニング素子１６０がスライドして、アンビル１２０の背面１２４、及びカッター１４０の正面１４２に接触する。コントローラ１８０は、さらに、アンビル１２０の背面１２４、及びカッター１４０の正面１４２を、クリーニング素子１６０で磨かせる（ステップ３０６）。クリーニングプロセスを容易にするために、コントローラ１８０は、第２アクチュエータ１７０を方向Ｂに沿って延伸・後退させて、水平方向のスクラブ動作（scrubbing motion）を実行させることができ、場合によっては、第２アクチュエータ１７０を垂直方向に移動させて、円運動、あるいは、上下運動のスクラブ動作を実行させることができる。クリーニング素子１６０が可撓性、あるいは、伸縮性を有する実施形態では、第２アクチュエータ１７０を長手方向軸Ｌに沿って回転させて、クリーニングプロセスの間、クリーニング素子１６０をスピンさせてもよい。
【００２３】
磨き処理(scouring)が完了し、残留物が除去されれば、コントローラ１８０は、アンビル１２０をカッター１４０に対して相対的な作動位置１９６に再配置する（ステップ３１０）。例えば、コントローラ１８０は、第２アクチュエータ１７０に指示して、クリーニング素子１６０を図１に示す方向Ｃに後退させる（ステップ３０８）。コントローラ１８０は、さらに、図１に示す方向Ｄに後退するように第１アクチュエータ１５０に指示して、アンビル１２０の背面１２４をカッター１４０の正面１４２に面接触させる。このプロセスの間、コントローラ１８０は、所望の大きさの力を印加してアンビル１２０をカッター１４０に当接させるように、第１アクチュエータ１５０を制御することができる。この時の力の大きさは、カッター１４０がアンビル１２０に対して固定されてしまうのではなく、アンビル１２０を横切るようにスライドすることを許容するような大きさである。例えば、コントローラ１８０は、第１アクチュエータ１５０を制御して、アンビル１２０がカッター１４０に対して閾値レベルの圧力（例えば、数キロパスカル）を印加するようにする。
【００２４】
方法３００によれば、切断を実行するＡＦＰ装置を分解して構成部品を手作業でクリーニングする必要を排除できるので、従来のシステムや技術にはない大きな利益が得られる。これにより、ＡＦＰ装置の操作に関わるダウンタイム、及び、技術者の労力を削減することができ、時間及びコストの節約につながる。加えて、技術者は、ＡＦＰ装置によるプライの配列やレイアップの検査により多くの時間を割くことができ、全体として積層部品の質を向上させることができる。
【００２５】
図４〜図８は、ＡＦＰ装置といくつかのコンポーネントとを示し、これらコンポーネントは、上述の自動クリーニングシステムを含むか、あるいは、これによりクリーニングされる。具体的には、図４は、例示的な実施形態によるＡＦＰ装置４００が支持台４７０に搭載された状態を示している。ＡＦＰ装置４００は、硬化して複合材部品を形成するための構成材料のトウ４５２をレイアップすることが可能な任意のシステム又は機器を含む。ＡＦＰ装置４００は、レイアップの際に（例えば、同時に）、硬化可能な構成材料（例えば、未硬化のＣＦＲＰ）のトウ４５２を供給するヘッド４８０を含む。トウ４５２は、硬化により単一のモノリシックな構造体となる１つ以上の材料レイヤを含む積層体４５０にレイアップされる。この実施形態では、積層体４５０は、航空機の胴体セクションを構成するものであり、回転式ホルダー４６０によって定位置に保持されている。
【００２６】
図５は、ヘッド４８０の正面図であり、図２の矢視５に対応している。図５は、ヘッド４８０が複数のアンビル５２０（例えば、上側アンビルと下側アンビル）を含むことを示しており、各アンビル５２０はスロット（例えば、スロット５２２及びスロット５２４）を有し、これらスロットは、他方のアンビルのスロットとずらして配置されている。各アンビル５２０は、対応するクリーニングシステムと一体化されていてもよい。アクチュエータ５３０は、アンビル５２０の後ろに隠れているカッターを駆動する。マニホルド５１０は、アクチュエータ５３０の駆動機構を保持する。図６は、図５に対応する図であるが、アンビル５２０を取り外してカッター６００を露出させた状態を示している。よって、図６においてアンビルが取り外されている以外は、図５と図６の視点の位置及び画角は、同じである。この実施形態では、各カッター６００は、取付孔６１０及び切削孔６２０を有する。
【００２７】
図７は、カッター６００を示し、図６における領域７に対応する。図７に示すように、各カッター６００においては、ブレード７１２を含む領域７１０に残留物が蓄積することが予測される。領域７１０は、ブレード７１２を構造的に支持、あるいは、形成する、ブレード７１２近傍の任意の材質部分（即ち、カッター６００の刃縁）を含む。トウの切断を容易にするために、ブレード７１２には傾斜がつけてある。領域７２０は、カッター６００がアンビルに対してスライドする際に、ブレード７１２のアライメント及び支持を容易にする。図８は、アンビルの背面図である。したがって、図８は、図５の紙面外に向かう矢視８に対応する図である。図８は、スロット５２２近傍に残留物が付着し得ることを示している。
［実施例］
【００２８】
以下の実施例において、ＡＦＰ装置用の自動クリーニングシステムに関連して、追加のプロセス、システム、及び方法を説明する。
【００２９】
図９は、例示的な実施形態による自動クリーニングシステムを含むＡＦＰ装置９００の断面ブロック図である。図９によれば、ＡＦＰ装置９００は、トウ９９２をヘッド９１０に供給するスプールフィーダ９９０を含む。トウ９９２は、アクチュエータ９３０によって駆動されるカッター９４０に進む。カッター９４０は、アンビル９２０の背面９２４を横切るように正面９４２をスライドさせることで、トウ９９２を切断する。切断されたトウは、アンビル９２０のスロット９２２を通過し、所望の態様で供給されて、積層体が形成される。この積層体を硬化させれば複合材部品になる。カッター９４０の領域９４４には、材料が付着する。第１アクチュエータ９５０（各々を「第１装置」とも呼ぶ）は、アンビル９２０をカッター９４０から移動させ、これにより、クリーニング素子９６０を挿入するための隙間が形成される。ディスペンサ９７２は、クリーニング素子９６０に溶剤を塗布し、第２アクチュエータ９７０（「第２装置」とも呼ぶ）は、クリーニング素子９６０の表面９６２を駆動して、当該表面を正面９４２と背面９２４の両方に接触させる。コントローラ９８０は、本明細書に記載の様々なコンポーネントの動作を指示する。
【００３０】
図面をより具体的に参照して、図１０に示す方法１０００における航空機の製造及び就航、及び図１１に示す航空機１００２に関連させて、本開示の実施形態を説明する。方法１０００は、生産開始前において、航空機１００２の仕様決定及び設計１００４と、材料調達１００６と、を含む。製造中には、航空機１００２の部品及び小組立品の製造１００８とシステム統合１０１０が行われる。その後、航空機１００２は、認可及び納品１０１２を経て、就航１０１４に入る。顧客による就航の間、航空機１００２は、定期的な整備及び保守１０１６（これは、改良、再構成、改修などを含みうる）のスケジュールに組み込まれる。本明細書において具体的に記述される装置及び方法は、方法１０００における航空機の製造及び就航の、１つ以上の任意の段階（例えば、仕様決定及び設計１００４、材料調達１００６、部品及び小組立品の製造１００８、システム統合１０１０、認証及び納品１０１２、就航１０１４、整備及び保守１０１６）において、及び／又は、航空機１００２の任意の部品（例えば、機体１０１８、システム１０２０、内装１０２２、推進系１０２４、電気系１０２６、油圧系１０２８、環境系１０３０）として、採用することができる。
【００３１】
方法１０００の各プロセスは、システムインテグレータ、第三者、及び／又は、オペレータ（例えば顧客）によって実行又は実施することができる。なお、システムインテグレータは、航空機メーカ及び主要システム下請業者をいくつ含んでいてもよく、その数は特に限定されない。第三者は、売主、下請業者、供給業者をいくつ含んでいてもよい。オペレータは、例えば、航空会社、リース会社、軍事団体、サービス組織、及び他の適当なオペレータであってよい。
【００３２】
図１１に示すように、方法１０００によって製造された航空機１００２には、複数のシステム１０２０及び内装１０２２を有する機体１０１８が含まれうる。複数のシステム１０２０の例としては、推進系１０２４、電気系１０２６、油圧系１０２８、及び、環境系１０３０のうちの１つ以上が挙げられる。また、その他のシステムをいくつ含んでもよい。また、航空宇宙産業の場合を例として説明したが、本発明の原理は、例えば自動車産業などの他の産業に適用してもよい。
【００３３】
既に説明したように、本明細書において具体的に記述される装置及び方法は、方法１０００における航空機の製造及び就航の１つ以上の任意の段階において採用することができる。例えば、部品及び小組立品の製造１００８に対応する部品及び小組立品を、航空機１００２の就航中に作製される部品及び小組立品と同様に作製してもよい。また、装置の実施形態、方法の実施形態、又はそれらの組み合わせの１つ以上を、部品及び小組立品の製造１００８やシステム統合１０１０の段階で用いることができ、これによって、例えば、航空機１００２の組み立て速度を大幅に速めたり、コストを大幅に削減したりすることができる。同様に、装置の実施形態、方法の実施形態、又は、それらの組み合わせの１つ以上を、航空機１００２の就航の際に、例えば、限定するものではないが、整備及び保守１０１６に用いてもよい。例えば、本明細書に記載した技術事項及びシステムを、材料調達１００６、部品及び小組立品の製造１００８、システム統合１０１０、就航１０１４、及び／又は、整備及び保守１０１６において採用することができ、及び／又は、機体１０１８及び／又は内装１０２２について採用することができる。これらの技術事項及びシステムは、例えば、推進系１０２４、電気系１０２６、油圧系１０２８、及び／又は、環境系１０３０を含む複数のシステム１０２０についても採用することができる。
【００３４】
一実施形態では、本明細書に記載のコンポーネント及び方法を用いたＡＦＰ装置によって、パーツをレイアップすることができる。パーツは、機体１０１８の一部を構成するものであり、部品及び小組立品の製造１００８において作製される。次いで、このパーツは、システム統合１０１０において航空機に組み入れられ、就航１０１４の段階で使用される。パーツが使い古されて使用できない状態になると、整備及び保守１０１６において、このパーツが破棄されて、新たに作製されたパーツに交換される。新たなパーツの作成には、部品及び小組立品の製造１００８全体を通して、本発明のコンポーネント及び方法を採用することができる。
【００３５】
図示し又は本明細書に記載した様々な制御要素（例えば電気部品又は電子部品）はいずれも、ハードウェア、ソフトウェアを実装したプロセッサ、ファームウェアを実装したプロセッサ、又は、これらの何らかの組み合わせとして実装することができる。例えば、ある要素を、専用ハードウェアとして実装することができる。専用ハードウェア要素は、「プロセッサ」、「コントローラ」、又は、他の類似の用語で呼ばれる場合がある。プロセッサで実装される場合、機能は、単一の専用プロセッサ、単一の共有プロセッサ、又は、複数の個別プロセッサ（その一部は共有可能）によって、実装することができる。さらに、「プロセッサ」又は「コントローラ」なる用語の明示的な使用は、ソフトウェアを実行可能なハードウェアのみを指すと解釈されるべきではない。そのような用語には、限定するものではないが、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）ハードウェア、ネットワークプロセッサ、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）若しくは他の回路、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、ソフトウェア格納用の読み取り専用メモリ（ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、不揮発性記憶装置、論理回路、又は、他の物理的なハードウェア部品若しくはハードウェアモジュールが暗黙的に含まれうる。
【００３６】
また、制御要素は、プロセッサ又はコンピュータによって実行可能な命令であって、当該要素の機能を実行する命令として実装することができる。命令の例には、ソフトウェア、プログラムコード及びファームウェアが含まれる。これらの命令は、プロセッサにより実行されると、当該プロセッサに要素の機能を実行させるように働く。命令は、プロセッサによる読み取りが可能な記憶装置に格納することができる。記憶装置の例としては、デジタルメモリ若しくは固体メモリ、磁気ディスクや磁気テープなどの磁気記憶媒体、ハードドライブ、又は、光学的に読み取り可能なデジタルデータ記憶媒体などが挙げられる。
【００３７】
本開示の装置及び方法は、以下の付記にも記載されるが、これらの付記は請求の範囲と混同されるべきではない。
【００３８】
Ａ１．自動繊維積層（ＡＦＰ）装置のヘッドのアンビルを、カッター（３０２）に対して相対的な作動位置から移動させることと、
前記カッター及び前記アンビル（３０３）のうちの少なくとも１つをクリーニングすることと、
前記アンビルを前記カッター（３１０）に対して相対的な前記作動位置に再配置することと、
を含む、複合材塗布装置（composite application machine）のクリーニング方法。
【００３９】
Ａ２．前記アンビルを移動させることは、第１アクチュエータを延伸させることを含み、
前記カッターは、前記アンビルが前記作動位置にある時は、前記アンビルの背面に沿ってスライドし、
前記アンビルを再配置することは、前記アンビルの前記背面が前記カッターの前記正面に接触するまで、前記第１アクチュエータを後退させることを含む、
付記Ａ１に記載の方法。
【００４０】
Ａ３．前記カッター及び前記アンビルのうちの少なくとも１つをクリーニングすることは、
クリーニング素子をスライドさせて前記カッター（３０４）の面に接触させることと、
前記カッターの前記面を前記クリーニング素子（３０６）で磨くことと、
前記クリーニング素子を前記カッター（３０８）から後退させることと、を含む、
付記Ａ１に記載の方法。
【００４１】
Ａ４．前記クリーニング素子をスライドさせることは、第２アクチュエータを駆動することと、前記クリーニング素子をスライドさせて、前記アンビルの背面に接触させることと、を含み、
磨くことは、前記アンビルの前記背面、及び、前記カッターの前記面をクリーニングして、残留物を除去することと、
前記クリーニング素子を後退させることは、前記クリーニング素子を前記アンビルから離間させることを含む、
付記Ａ３に記載の方法。
【００４２】
Ａ５．前記磨くことは、前記アンビルの前記背面と前記カッターの前記面を横切るように前記クリーニング素子を駆動することを含む、
付記Ａ３に記載の方法。
【００４３】
Ａ６．前記磨くことは、前記クリーニング素子をスピンさせることを含む、
付記Ａ３に記載の方法。
【００４４】
Ａ７．前記アンビルを前記作動位置に再配置することは、前記カッターに閾値レベルの圧力が印加されるまで、前記アンビルを前記カッターに押し当てることを含む、
付記Ａ１に記載の方法。
【００４５】
Ａ８．クリーニングすることは、前記カッターに溶剤を塗布することをさらに含む、
付記Ａ１に記載の方法。
【００４６】
Ａ９．前記カッターに前記溶剤を塗布することは、前記溶剤を前記クリーニング素子に供給することと、前記カッターを前記クリーニング素子に接触させることと、を含む、
付記Ａ８に記載の方法。
【００４７】
Ａ１０．前記アンビルを再配置させることは、前記アンビルを前記カッターに対して垂直に移動させることを含む、
付記Ａ１に記載の方法。
【００４８】
Ａ１１．前記アンビルを再配置することは、前記アンビルを枢動させることを含む、
付記Ａ１に記載の方法。
【００４９】
Ａ１２．前記アンビルの前記背面を横切るように前記カッターを駆動して、前記アンビルを通って延伸されている未硬化の炭素繊維強化ポリマー（ＣＦＲＰ）のトウを切断することをさらに含む、
付記Ａ１に記載の方法。
【００５０】
Ａ１３．前記作動位置において、前記アンビルは複数のカッターと接触する、
付記Ａ１に記載の方法。
【００５１】
本開示の装置又は方法のさらに別の側面によれば、以下が提供される。
【００５２】
Ａ１４．付記Ａ１の方法にしたがって組み立てられた航空機の部材。
【００５３】
Ｂ１．プロセッサにより実行されると、複合材塗布装置のクリーニング方法を実行させるようプログラムされた命令を具現化する非一時的コンピュータ可読媒体であって、前記方法は、
自動繊維積層（ＡＦＰ）装置のヘッドのアンビルを、カッター（３０２）に対して相対的な作動位置から移動させることと、
クリーニング素子をスライドさせて前記カッター（３０４）の面に接触させることと、
前記カッターの前記面を前記クリーニング素子（３０６）で磨くことと、
前記クリーニング素子を前記カッター（３０８）から後退させることと、
前記アンビルを前記カッター（３１０）に対して相対的な前記作動位置に再配置することと、を含む、非一時的コンピュータ可読媒体。
【００５４】
Ｂ２．前記アンビルを移動させることは、第１アクチュエータを延伸させることを含み、
前記カッターは、前記アンビルが前記作動位置にある時は、前記アンビルの背面に沿ってスライドし、
前記アンビルを再配置することは、前記アンビルの前記背面が前記カッターの前記正面に接触するまで、前記第１アクチュエータを後退させることを含む、
付記Ｂ１に記載の媒体。
【００５５】
Ｂ３．前記クリーニング素子をスライドさせることは、第２アクチュエータを駆動することと、前記クリーニング素子をスライドさせて、前記アンビルの背面に接触させることと、を含み、
磨くことは、前記アンビルの前記背面、及び前記カッターの前記面をクリーニングして、残留物を除去することを含み、
前記クリーニング素子を後退させることは、前記クリーニング素子を前記アンビルから離間させることを含む、
付記Ｂ１に記載の媒体。
【００５６】
Ｂ４．前記アンビルを再配置することは、前記カッターに閾値レベルの圧力が印加されるまで、前記アンビルを前記カッターに押し当てることを含む、
付記Ｂ１に記載の媒体。
【００５７】
Ｂ５．前記磨くことは、前記アンビルの前記背面と前記カッターの前記面を横切るように前記クリーニング素子を駆動することを含む、
付記Ｂ１に記載の媒体。
【００５８】
Ｂ６．前記方法は、クリーニング素子に溶剤を塗布することをさらに含む、
付記Ｂ１に記載の媒体。
【００５９】
Ｂ７．前記カッターに前記溶剤を塗布することは、前記溶剤を前記クリーニング素子に供給することと、前記カッターを前記クリーニング素子に接触させることと、を含む、
付記Ｂ６に記載の媒体。
【００６０】
Ｂ８．前記アンビルを再配置することは、前記アンビルを前記カッターに対して垂直に移動させることを含む、
付記Ｂ１に記載の媒体。
【００６１】
Ｂ９．前記アンビルを再配置することは、前記アンビルを枢動させることを含む、
付記Ｂ１に記載の媒体。
【００６２】
Ｂ１０．前記方法は、前記カッターを前記アンビルの前記背面を横切るように駆動して、前記アンビルを通って延伸されている未硬化の炭素繊維強化ポリマー（ＣＦＲＰ）のトウを切断することをさらに、含む、
付記Ｂ１に記載の媒体。
【００６３】
Ｂ１１．前記磨くことは、前記クリーニング素子をスピンさせることを含む、
付記Ｂ１に記載の媒体。
【００６４】
Ｂ１２．付記Ｂ１に記載のコンピュータ可読媒体に格納された命令によって定義された方法にしたがって組み立てられた航空機の部材。
【００６５】
本開示の装置又は方法のさらに別の側面によれば、以下が提供される。
【００６６】
Ｃ１．複合材塗布カッター（composite application cutter）をクリーニングするための装置であって、
複合材塗布装置（１００）のヘッド（１１０）を含み、前記ヘッドは、
アンビル（１２０）と、
前記アンビル（１２０）の作動位置（１９６）に対して相対的に配置されたカッター（１４０）と、
前記アンビルを前記カッターから移動させる第１装置（１５０）と、
前記アンビルが前記カッターから離間している間に、前記カッター及び前記アンビルのうちの少なくとも１つのクリーニングを促進する第２装置（１７０）と、を含む、装置。
【００６７】
Ｃ２．前記複合材塗布装置は、自動繊維積層装置（ＡＦＰ装置）である、
付記Ｃ１に記載の装置。
【００６８】
Ｃ３．前記アンビルは、未硬化の炭素繊維強化ポリマー（ＣＦＲＰ）のトウ（１９４）を、前記アンビルの背面（１２４）から前記アンビルの正面（１２６）まで通過させて引き出すためのスロット（１２２）を画成し、
前記カッターは、前記アンビルの前記背面と接触する正面（１４２）を有する複数のカッターのうちの１つであり、前記複数のカッターは、前記アンビルの前記背面を横切るように駆動されて前記トウを切断するよう構成されており、
前記第１装置は、第１アクチュエータであり、
前記第２装置は、前記クリーニング素子をスライドさせて、前記アンビルの前記背面に接触させる第２アクチュエータである、
付記Ｃ１に記載の装置。
【００６９】
Ｃ４．前記第１装置は、前記アンビルを前記カッターに対して垂直に移動させて、前記カッターへのクリーニングのためのアクセスを可能にする、
付記Ｃ１に記載の装置。
【００７０】
Ｃ５．前記第１装置は、前記アンビルを枢動させて、前記カッターへのクリーニングのためのアクセスを可能にする、
付記Ｃ１に記載の装置。
【００７１】
Ｃ６．前記カッターに溶剤（１７４）を塗布するアプリケータ（１７２）をさらに含む、
付記Ｃ１に記載の装置。
【００７２】
Ｃ７．前記アプリケータは、前記溶剤を前記クリーニング素子に直接塗布し、前記クリーニング素子は、前記溶剤を前記カッターに塗布する、
付記Ｃ５に記載の装置。
【００７３】
Ｃ８．前記アンビル及び前記カッターをクリーニングするように前記第１装置及び第２装置の動作を指示するコントローラをさらに含む、
付記Ｃ１に記載の装置。
【００７４】
Ｃ９．前記第１装置及び前記第２装置は、互いに直角な方向に延伸する、
付記Ｃ１に記載の装置。
【００７５】
Ｃ１０．前記第２装置は、前記アンビルを制御して、前記カッターに対して閾値レベルの圧力を印加させる、
付記Ｃ１に記載の装置。
【００７６】
Ｃ１１．付記Ｃ１の装置を用いて、航空機の部材を作製すること。
【００７７】
本明細書において特定の実施形態について説明したが、本開示の範囲は、これらの特定の実施形態に限定されるものではない。本開示の範囲は、下記の請求の範囲、及び、その均等範囲によって規定される。
【図１】
2020001377.tif 000003
【図２】
2020001377.tif 000004
【図３】
2020001377.tif 000005
【図４】
2020001377.tif 000006
【図５】
2020001377.tif 000007
【図６】
2020001377.tif 000008
【図７】
2020001377.tif 000009
【図８】
2020001377.tif 000010
【図９】
2020001377.tif 000011
【図１０】
2020001377.tif 000012
【図１１】
2020001377.tif 000013
【外国語明細書】
2020001377000001.pdf
2020001377000002.pdf
2020001377000003.pdf
2020001377000004.pdf