(57)【要約】      （修正有）【課題】所望の形状を有する複合材プライのレイアップを製作するための方法の提供。【解決手段】弾性材料のシートを有するシャトルを動かして、少なくとも１つの複合材プライに係合させること、及び、シャトルを用いて少なくとも１つの複合材プライをピックアップすることを含む。該方法は、シャトル及び少なくとも１つの複合材プライを、プライピックアップステーションから形成ステーションに搬送すること、及び、形成ステーションで、シャトル及び少なくとも１つの複合材プライを動かして、形成ツール又は形成ツール上に予め敷設された任意のプライに係合させることも含む。該方法は、所望の形状を有する複合材プライのレイアップを形成するために、シャトルを用いて、少なくとも１つの複合材プライを、形成ツール又は形成ツール上に予め敷設された任意のプライ上に圧縮することを更に含む。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
所望の形状を有する複合材プライのレイアップを製作するための方法（１６００）であって、
プライピックアップステーション（３１０）で、弾性材料のシート（１２０）を備えたシャトル（１００）を、少なくとも１つの複合材プライ（２００）と係合させるように移動させること（１６０２）、
前記シャトル（１００）を用いて前記少なくとも１つの複合材プライ（２００）をピックアップすること（１６０４）、
形成ステーション（３２０）における形成ツール（３２４）又は前記形成ツール（３２４）上に予め敷設された任意のプライと係合させるように、前記シャトル（１００）及び前記少なくとも１つの複合材プライ（２００）を移動させること（１６０８）、並びに
前記所望の形状を有する前記複合材プライのレイアップを形成するために、前記シャトル（１００）を用いて、前記少なくとも１つの複合材プライ（２００）を、前記形成ツール（３２４）又は前記形成ツール（３２４）上に予め敷設された任意のプライ上に圧縮すること（１６１０）を含む、方法（１６００）。
【請求項２】
所望の形状を有する複合材プライのレイアップを製作するための方法（１６００）であって、
プライピックアップステーション（３１０）で、弾性材料のシート（１２０）を備えたシャトル（１００）を、少なくとも１つの複合材プライ（２００）と係合させるように移動させること（１６０２）、
前記シャトル（１００）を用いて前記少なくとも１つの複合材プライ（２００）をピックアップすること（１６０４）、
形成ステーション（３２０）における形成ツール（３２４）又は前記形成ツール（３２４）上に予め敷設された任意のプライと係合させるように、前記シャトル（１００）及び前記少なくとも１つの複合材プライ（２００）を移動させること（１６０８）、並びに
前記所望の形状を有する前記複合材プライのレイアップを形成するために、前記シャトル（１００）を用いて、前記少なくとも１つの複合材プライ（２００）を、前記形成ツール（３２４）又は前記形成ツール（３２４）上に予め敷設された任意のプライ上に圧縮すること（１６１０）を含み、
前記方法（１６００）が、更に、
前記プライピックアップステーション（３１０）で、前記少なくとも１つの複合材プライ（２００）をベッド／テーブル（３０８）上に配置することを含む、方法（１６００）。
【請求項３】
所望の形状を有する複合材プライのレイアップを製作するための方法（１６００）であって、
プライピックアップステーション（３１０）で、弾性材料のシート（１２０）を備えたシャトル（１００）を、少なくとも１つの複合材プライ（２００）と係合させるように移動させること（１６０２）、
前記シャトル（１００）を用いて前記少なくとも１つの複合材プライ（２００）をピックアップすること（１６０４）、
形成ステーション（３２０）における形成ツール（３２４）又は前記形成ツール（３２４）上に予め敷設された任意のプライと係合させるように、前記シャトル（１００）及び前記少なくとも１つの複合材プライ（２００）を移動させること（１６０８）、並びに
前記所望の形状を有する前記複合材プライのレイアップを形成するために、前記シャトル（１００）を用いて、前記少なくとも１つの複合材プライ（２００）を、前記形成ツール（３２４）又は前記形成ツール（３２４）上に予め敷設された任意のプライ上に圧縮すること（１６１０）を含み、
前記シャトル（１００）を用いて前記少なくとも１つの複合材プライ（２００）をピックアップすること（１６０４）が、
前記少なくとも１つの複合材プライ（２００）を、前記弾性材料のシート（１２０）に粘り付けることを含む、方法（１６００）。
【請求項４】
所望の形状を有する複合材プライのレイアップを製作するための方法（１６００）であって、
プライピックアップステーション（３１０）で、弾性材料のシート（１２０）を備えたシャトル（１００）を、少なくとも１つの複合材プライ（２００）と係合させるように移動させること（１６０２）、
前記シャトル（１００）を用いて前記少なくとも１つの複合材プライ（２００）をピックアップすること（１６０４）、
形成ステーション（３２０）における形成ツール（３２４）又は前記形成ツール（３２４）上に予め敷設された任意のプライと係合させるように、前記シャトル（１００）及び前記少なくとも１つの複合材プライ（２００）を移動させること（１６０８）、並びに
前記所望の形状を有する前記複合材プライのレイアップを形成するために、前記シャトル（１００）を用いて、前記少なくとも１つの複合材プライ（２００）を、前記形成ツール（３２４）又は前記形成ツール（３２４）上に予め敷設された任意のプライ上に圧縮すること（１６１０）を含み、
前記方法（１６００）が、更に、
前記弾性材料のシート（１２０）を前記少なくとも１つの複合材プライ（２００）と係合させるように真空を引くこと（１６０３）を含む、方法（１６００）。
【請求項５】
所望の形状を有する複合材プライのレイアップを製作するための方法（１６００）であって、
プライピックアップステーション（３１０）で、弾性材料のシート（１２０）を備えたシャトル（１００）を、少なくとも１つの複合材プライ（２００）と係合させるように移動させること（１６０２）、
前記シャトル（１００）を用いて前記少なくとも１つの複合材プライ（２００）をピックアップすること（１６０４）、
形成ステーション（３２０）における形成ツール（３２４）又は前記形成ツール（３２４）上に予め敷設された任意のプライと係合させるように、前記シャトル（１００）及び前記少なくとも１つの複合材プライ（２００）を移動させること（１６０８）、並びに
前記所望の形状を有する前記複合材プライのレイアップを形成するために、前記シャトル（１００）を用いて、前記少なくとも１つの複合材プライ（２００）を、前記形成ツール（３２４）又は前記形成ツール（３２４）上に予め敷設された任意のプライ上に圧縮すること（１６１０）を含み、
前記方法（１６００）が、更に、
前記プライピックアップステーション（３１０）から前記形成ステーション（３２０）に、前記シャトル（１００）及び前記少なくとも１つの複合材プライ（２００）を搬送すること（１６０６）を含む、方法（１６００）。
【請求項６】
所望の形状を有する複合材プライのレイアップを製作するための方法（１６００）であって、
プライピックアップステーション（３１０）で、弾性材料のシート（１２０）を備えたシャトル（１００）を、少なくとも１つの複合材プライ（２００）と係合させるように移動させること（１６０２）、
前記シャトル（１００）を用いて前記少なくとも１つの複合材プライ（２００）をピックアップすること（１６０４）、
形成ステーション（３２０）における形成ツール（３２４）又は前記形成ツール（３２４）上に予め敷設された任意のプライと係合させるように、前記シャトル（１００）及び前記少なくとも１つの複合材プライ（２００）を移動させること（１６０８）、並びに
前記所望の形状を有する前記複合材プライのレイアップを形成するために、前記シャトル（１００）を用いて、前記少なくとも１つの複合材プライ（２００）を、前記形成ツール（３２４）又は前記形成ツール（３２４）上に予め敷設された任意のプライ上に圧縮すること（１６１０）を含み、
前記シャトル（１００）を用いて前記少なくとも１つの複合材プライ（２００）をピックアップすること（１６０４）が、
前記少なくとも１つの複合材プライ（２００）を、
前記少なくとも１つの複合材プライ（２００）を前記弾性材料のシート（１２０）に粘り付けること、
前記少なくとも１つの複合材プライ（２００）を前記弾性材料のシート（１２０）に真空付着させること、及び
前記少なくとも１つの複合材プライ（２００）を前記弾性材料のシート（１２０）に静電付着させることのうちの１つの選択によって、前記弾性材料のシート（１２０）にくっつけることを含む、方法（１６００）。
【請求項７】
所望の形状を有する複合材プライのレイアップを製作するための方法（１６００）であって、
プライピックアップステーション（３１０）で、弾性材料のシート（１２０）を備えたシャトル（１００）を、少なくとも１つの複合材プライ（２００）と係合させるように移動させること（１６０２）、
前記シャトル（１００）を用いて前記少なくとも１つの複合材プライ（２００）をピックアップすること（１６０４）、
形成ステーション（３２０）における形成ツール（３２４）又は前記形成ツール（３２４）上に予め敷設された任意のプライと係合させるように、前記シャトル（１００）及び前記少なくとも１つの複合材プライ（２００）を移動させること（１６０８）、並びに
前記所望の形状を有する前記複合材プライのレイアップを形成するために、前記シャトル（１００）を用いて、前記少なくとも１つの複合材プライ（２００）を、前記形成ツール（３２４）又は前記形成ツール（３２４）上に予め敷設された任意のプライ上に圧縮すること（１６１０）を含み、
前記形成ステーション（３２０）における前記形成ツール（３２４）又は前記形成ツール（３２４）上に予め敷設された任意のプライと係合させるように、前記シャトル（１００）及び前記少なくとも１つの複合材プライ（２００）を移動させること（１６０８）が、
前記少なくとも１つの複合材プライ（２００）の前記所望の形状を形成するために、前記少なくとも１つの複合材プライ（２００）の形状を、前記予め敷設されたプライの形状又は前記形成ツール（３２４）の形状に合致させることを含む、方法（１６００）。
【請求項８】
所望の形状を有する複合材プライのレイアップを製作するための方法（１６００）であって、
プライピックアップステーション（３１０）で、弾性材料のシート（１２０）を備えたシャトル（１００）を、少なくとも１つの複合材プライ（２００）と係合させるように移動させること（１６０２）、
前記シャトル（１００）を用いて前記少なくとも１つの複合材プライ（２００）をピックアップすること（１６０４）、
形成ステーション（３２０）における形成ツール（３２４）又は前記形成ツール（３２４）上に予め敷設された任意のプライと係合させるように、前記シャトル（１００）及び前記少なくとも１つの複合材プライ（２００）を移動させること（１６０８）、並びに
前記所望の形状を有する前記複合材プライのレイアップを形成するために、前記シャトル（１００）を用いて、前記少なくとも１つの複合材プライ（２００）を、前記形成ツール（３２４）又は前記形成ツール（３２４）上に予め敷設された任意のプライ上に圧縮すること（１６１０）を含み、
前記方法（１６００）が、更に、
前記シャトル（１００）及び前記少なくとも１つの複合材プライ（２００）が、前記形成ステーション（３２０）における前記形成ツール（３２４）又は前記形成ステーション（３２０）における前記形成ツール（３２４）上に予め敷設された任意のプライと係合するように移動しているときに、前記プライピックアップステーション（３１０）で、別の少なくとも１つの複合材プライ（２００）を積層化することを含む、方法（１６００）。
【請求項９】
所望の形状を有する複合材プライのレイアップを製作するための方法（１６００）であって、
プライピックアップステーション（３１０）で、弾性材料のシート（１２０）を備えたシャトル（１００）を、少なくとも１つの複合材プライ（２００）と係合させるように移動させること（１６０２）、
前記シャトル（１００）を用いて前記少なくとも１つの複合材プライ（２００）をピックアップすること（１６０４）、
形成ステーション（３２０）における形成ツール（３２４）又は前記形成ツール（３２４）上に予め敷設された任意のプライと係合させるように、前記シャトル（１００）及び前記少なくとも１つの複合材プライ（２００）を移動させること（１６０８）、並びに
前記所望の形状を有する前記複合材プライのレイアップを形成するために、前記シャトル（１００）を用いて、前記少なくとも１つの複合材プライ（２００）を、前記形成ツール（３２４）又は前記形成ツール（３２４）上に予め敷設された任意のプライ上に圧縮すること（１６１０）を含み、
前記方法が、コンピュータシステム（１５００）によって読み取り可能な内部データ記憶ユニット（１５０４）、外部データ記憶ユニット、又はそれらの組み合わせ内で有形に具現化された指示命令の１以上のプログラムを実行する処理ユニット（１５０２）を有する前記コンピュータシステム（１５００）によって実行される、方法（１６００）。
【請求項１０】
請求項１から９のいずれか一項に記載の方法に従って組み立てられた航空機の一部分。
【請求項１１】
所望の形状を有する複合材プライのレイアップを製作するためのシステムであって、
プライピックアップステーション（３１０）、
前記プライピックアップステーション（３１０）から離れるように間隔を空けられ、形成ツール（３２４）を備えた形成ステーション（３２０）、及び
前記プライピックアップステーション（３１０）と前記形成ステーション（３２０）の間で移動可能な、弾性材料のシート（１２０）を備えたシャトル（１００）を備える、システム。
【請求項１２】
所望の形状を有する複合材プライのレイアップを製作するためのシステムであって、
プライピックアップステーション（３１０）、
前記プライピックアップステーション（３１０）から離れるように間隔を空けられ、形成ツール（３２４）を備えた形成ステーション（３２０）、及び
前記プライピックアップステーション（３１０）と前記形成ステーション（３２０）の間で移動可能な、弾性材料のシート（１２０）を備えたシャトル（１００）を備え、
前記シャトル（１００）が、（ｉ）複合材プライ（２００）を、前記プライピックアップステーション（３１０）でピックアップし、（ｉｉ）前記複合材プライ（２００）を前記形成ステーション（３２０）に搬送し、（ｉｉｉ）前記複合材プライのレイアップを形成するために、前記形成ステーション（３２０）で、前記複合材プライ（２００）を、前記形成ツール（３２４）又は前記形成ツール（３２４）上に予め敷設された任意のプライ上に圧縮するように構成されている、システム。
【請求項１３】
プライピックアップステーション（３１０）から形成ステーション（３２０）への少なくとも１つの複合材プライ（２００）の搬送を容易にするための装置であって、
フレーム構造（１０２）の内部エリアを画定する前記フレーム構造（１０２）、及び
前記フレーム構造（１０２）の前記内部エリア（１０４）内に配置された弾性材料のシート（１２０）であって、少なくとも１つの複合材プライ（２００）に粘り付くための主面（１２２）を備えた弾性材料のシート（１２０）を備える、装置。
【請求項１４】
プライピックアップステーション（３１０）から形成ステーション（３２０）への少なくとも１つの複合材プライ（２００）の搬送を容易にするための装置であって、
フレーム構造（１０２）の内部エリアを画定する前記フレーム構造（１０２）、及び
前記フレーム構造（１０２）の前記内部エリア（１０４）内に配置された弾性材料のシート（１２０）であって、少なくとも１つの複合材プライ（２００）に粘り付くための主面（１２２）を備えた弾性材料のシート（１２０）を備え、
前記弾性材料のシート（１２０）の前記主面（１２２）が、前記主面（１２２）の粘り付き部分（１２３）、及び前記主面（１２２）の前記粘り付き部分（１２３）の外側に位置付けられた真空密封部分（１２４）を備える、装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本出願は、複合材構造体に関し、特に、複合材プライのレイアップを製作するためのシステム及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
複合材構造体は、一般的に、複合材プライのレイアップデバイス、切断機械、及び形成ツールを使用して製作される。切断機械が、複合材プライ材料の１以上の断片をトリム（すなわち、切断）し、次いで、切断された断片が、切断位置（例えば、切断機械）から搬送されて、レイアップデバイス（例えば、形成ツール）上に配置される。切断された断片は、形成ツール上で形成され固化されて、複合材構造体を製作する。トリミングすなわち切断位置は、レイアップ位置と同じであってよい。形成ツールに切断された断片を搬送し、切断された断片を形成ツール上に配置し、次いで、切断された断片を固化するための、既知のやり方は、労力及び時間がかかり、平坦なプライをピックアップし、次いで、プライを起伏がある形成ツール上に正確に配置することができない。更に、材料の複数のプライを形成することは、形成中に皺をつくる傾向がある。複合材構造体を製作するために、形成ツール上に、複合材プライ材料の１以上の切断された断片を搬送し、配置し、形成ツール上で、複合材プライ材料の１以上の切断された断片を形成し、固化する既知のやり方の欠点を克服することが望まれている。
【発明の概要】
【０００３】
一態様では、所望の形状を有する複合材プライのレイアップを製作するための方法が提供される。該方法は、プライピックアップステーションで、シャトルを動かして、少なくとも１つの複合材プライに係合させること、及び、シャトルを用いて、少なくとも１つの複合材プライの第１番目のものをピックアップすることを含む。シャトルは、弾性材料のシートを含む。該方法は、シャトル及び少なくとも１つの複合材プライを、プライピックアップステーションから形成ステーションに搬送すること、及び、形成ステーションで、シャトル及び少なくとも１つの複合材プライを動かして、形成ツール又は形成ツール上に予め敷設された任意のプライに係合させることも含む。該方法は、所望の形状を有する複合材プライのレイアップを形成するために、シャトルを用いて、少なくとも１つの複合材プライを、形成ツール又は形成ツール上に予め敷設された任意のプライ上に圧縮することを更に含む。
【０００４】
別の一態様では、複合材プライのレイアップを製作するためのシステムが提供される。該システムは、弾性材料のシートを有するシャトルを含む。シャトルは、（ｉ）少なくとも１つの複合材プライを、プライピックアップステーションでピックアップし、（ｉｉ）複合材プライを形成ステーションに搬送し、（ｉｉｉ）複合材プライのレイアップを形成するために、形成ステーションで、複合材プライを、形成ツール又は形成ツール上に予め敷設された任意のプライ上に圧縮するように構成されている。該システムは、（ｉ）検知されたプライ位置情報に基づく、プライピックアップステーションでの、複合材プライのピックアップ及び搬送、並びに（ｉｉ）形成ツール位置情報に基づく、形成ステーションでの、形成ツール又は形成ツール上に予め敷設された任意のプライ上への、複合材プライの圧縮、を制御するように構成されたコントローラも備える。
【０００５】
更に別の一態様では、複合材プライのレイアップを製作するためのシステムが提供される。該システムは、少なくとも１つの複合材プライを形成するように、ストック材料の１以上のシートを積層化するための、プライピックアップステーションにおけるラミネータ、及び、ストック材料の１以上のシートから積層化された複合材プライをネットトリミングするための、プライピックアップステーションにおけるトリムヘッドを備える。該システムは、形成ステーションで、形成ツール又は形成ツール上に予め敷設された任意のプライ上に複合材プライを圧縮するための、フレキシブル形成プレスも形成ステーションに備える。該システムは、（ｉ）プライピックアップステーションで、複合材プライをピックアップすること、（ｉｉ）複合材プライを形成ステーションに搬送すること、及び（ｉｉｉ）プライピックアップステーションで、別の複合材プライが、ラミネータ又はトリムヘッドの何れかによって処理されている間に、複合材プライのレイアップを形成するために、形成ステーションで、形成ツール又は形成ツール上に予め敷設された任意のプライ上に複合材プライを圧縮すること、を容易にするように構成されたシャトルを更に備える。
【０００６】
他の態様は、以下の詳細な説明、添付の図面、及び別記の特許請求の範囲により明確になるであろう。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】一実施形態に従って構築されたシャトルの斜視図である。
【図２】近似的に図１で示された矢印「２」の方向に見た正面図である。
【図３】図１のシャトルを具現化した例示的な複合材構造体製造システムの概略図であり、それらの定位置にあるシステムデバイスを示す。
【図４】図３に類似した概略図であり、複合材プライを積層化するラミネータヘッドを示す。
【図５】図４に類似した概略図であり、図４の積層複合材プライをトリミングするトリムヘッドを示す。
【図６】図５に類似した概略図であり、スクラップ除去器が、図５のトリミングされた複合材プライからスクラップを除去することを示す。
【図７】図６に類似した概略図であり、図６の複合材プライ上に移動された図１のシャトルを示す。
【図８】図７に類似した概略図であり、図７の複合材プライ上に下げられたシャトルを示す。
【図９】図８に類似した概略図であり、図８の複合材プライをピックアップし、複合材プライから裏紙を除去する、シャトルを示す。
【図１０】図９に類似した概略図であり、形成ツールの上に移動された、図９の複合材プライを有するシャトルを示す。
【図１１】図１０に類似した概略図であり、形成ツール上に図１０の複合材プライを配置するシャトルを示す（プライピックアップステーションでは、積層化が行われている）。
【図１２】図１１に類似した概略図であり、シャトルと形成ツールの間で図１１の複合材プライを圧縮するように、シャトル上に下げられたフレキシブル形成プレスを示す（プライピックアップステーションでは、トリミングが行われている）。
【図１３】図１２に類似した概略図であり、図１２のシャトル及び圧縮された複合材プライから離れるように持ち上げられたフレキシブル形成プレスを示す（プライピックアップステーションでは、スクラップの除去が行われている）。
【図１４】図１３に類似した概略図であり、図１３の複合材プライから離れるように持ち上げられたシャトルを示す（プライピックアップステーションでは、次の複合材プライが準備されている）。
【図１５】図１のシャトルに関連付けられ、複合材構造体を製作するためのデバイスを制御することができる、例示的なコンピュータシステムである。
【図１６】一実施形態による、所望の形状を有する複合材プライのレイアップを製作するための例示的な方法を描くフロー図である。
【図１７】航空機の製造及び保守方法のフロー図である。
【図１８】航空機のブロック図である。
【図１９】形成ステーションで使用される代替的な形成ツールの概略図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
本出願は、複合材プライのレイアップ（例えば、ネットトリミングされた複合材プライのレイアップ）を製作するためのシステム及び方法を対象とする。そのためのシステム及び方法の具体的な構築、並びに該システム及び方法が実施される産業は、多様であり得る。以下の開示は、様々な実施形態の種々の特徴を実装するための数々の実施形態又は実施例を提供するものであることを理解すべきである。本開示を簡略化するために、構成要素及び配置構成の具体例が説明される。これらは単なる例であり、限定するものではない。
【０００９】
実施例によって、本開示は、複合材プライのレイアップを製作するためのシステム及び方法を以下で説明する。複合材プライのレイアップは、最終的には複合材構造体（例えば、航空機の部品）を製作するために使用されてよい。該システム及び方法は、軍事及び航空宇宙の規制に従って相手先商標製造会社（OEM）によって実施されてよい。本開示のシステム及び方法が、多くの他の複合材製造産業で実施され得ることは理解可能である。
【００１０】
図１を参照すると、一実施形態に従って構築されたシャトル１００の斜視図が示されている。図２は、近似的に図１で示された矢印「２」の方向に見た正面図である。シャトル１００は、フレーム構造１０２の内部エリア１０４を画定するフレーム構造１０２を備える。ある実施形態では、内部エリア１０４が、実質的に矩形状である。フレーム構造１０２は、コーナープレート１１０と共に固定されたフレーム部材１０６を含む。機械式継手１１２は、フレーム構造１０２が移動デバイス（図示せず）によって移動されることを可能にする。移動デバイスは、フレーム構造１０２を、例えば、上、下、及び横に移動させることができる。
【００１１】
シャトル１００は、フレーム構造１０２の内部エリア１０４内に配置された弾性材料のシート１２０を更に備える。ある実施形態では、弾性材料のシート１２０が、フレーム構造１０２の矩形状の内部エリア１０４にわたるラテックス材料を含む。弾性材料のシート１２０は、フレーム部材１０６の上面（top surface）を覆って広がり且つその上面に固定されている。
【００１２】
弾性材料のシート１２０は、ネットトリミングされた複合材プライにくっつくことができる主面１２２であって、弾性材料のシート１２０を有するフレーム構造１０２が、複合材プライをピックアップすることを可能にする、主面１２２を含む。弾性材料のシート１２０は、プライとの位置合わせを維持するために、平坦に（垂れ下がることなく）広がる。弾性材料のシート１２０の弾性及び厚さは、どの材料が使用されるか、及び製作されている部品の形状に依存する。任意選択的に、弾性材料のシート１２０の主面１２２は、粘り付き部分１２３、及び主面１２２の粘り付き部分１２３の外側に位置付けられた真空密封部分１２４を含んでよい。
【００１３】
シャトル１００は、ネットトリミングされた複合材プライの、プライピックアップステーション３１０（図３）から形成ステーション３２０（図３）への搬送を、容易にするためにも提供される。特に、弾性材料のシート１２０の主面１２２は、プライピックアップステーション３１０で複合材プライをピックアップし、複合材プライを形成ステーション３２０に搬送する。プライピックアップステーション３１０と形成ステーション３２０の間の距離は、任意の距離であってよい。
【００１４】
シャトル１００は、所望の複合材プライのレイアップを形成するための、形成ステーションでの、ネットトリミングされた複合材プライの圧縮を容易にするために更に提供される。特に、弾性材料のシート１２０の主面１２２は、１以上の複合材プライを形成ツールに対して圧縮するために、形成ツール又は形成ツール上に予め敷設された任意のプライ上に、複合材プライを横たえるように、複合材プライを形成ツール上に促す。それによって、本明細書で詳細に説明されるように、所望の複合材プライのレイアップが、形成ツール上で製作される。
【００１５】
図３を参照すると、図１のシャトル１００を具現化した、例示的な複合材構造体製造システム３００の概略図が示されている。図３は、システム３００のシステムデバイスを、それらの定位置で示している。より具体的には、図３は、ラミネータのラミネータヘッド３１２及びトリマー（例えば、切断機械）のトリムヘッド３１４を有する、プライピックアップステーション３１０、並びに、フレキシブル形成プレス３２２及びフレキシブル形成プレス３２２の下方に配置されている形成ツール３２４を有する、形成ステーション３２０を示している。形成ツール３２４は、リップシール３２６を有する。図３は、フレキシブル形成プレス３２２と形成ツール３２４の間で、形成ステーション３２０におけるその定位置にある、図１のシャトル１００も示している。シャトル１００は、本明細書で説明されることとなるように、形成ステーション３２０とプライピックアップステーション３１０の間で移動可能である。
【００１６】
形成ツール３２４は、本開示の範囲から逸脱することなしに、様々な形状及び起伏を有してよい。例えば、図１９で示されている代替的な形成ツール３２４’は、ハット型ストリンガなどの製作のために構成されてよく、形成ステーション３２０においてベッド／テーブル３１８上に配置されてよい。
【００１７】
図４を参照すると、図３に類似した概略図が示されている。より具体的には、図４は、プライピックアップステーション３１０においてベッド／テーブル３０８上に載置された複合材プライ２００を形成するために、ストック材料の１以上のシートを積層化するラミネータヘッド３１２を示している。本明細書で使用される際に、「プライ」は、単数形（１つのプライ）と複数形（複数のプライ）の両方を含む。ラミネータヘッド３１２は、トリムヘッド３１４によってトリミングされるためのシート（又はプライ）を提供するために、複合材プライ材料の複数の平行な隣接するストリップ（例えば、単方向強化複合材料のトウ又はテープ）を、ベッド／テーブル３０８に付けてよい。代替的に、ラミネータヘッド３１２は、トリムヘッド３１４によってトリミングされるためのシートを提供するために、単一の一体化された複合材プライ材料（例えば、ファブリック）を、ベッド／テーブル３０８に付けてよい。ラミネータ及びラミネータヘッドの構造及び動作は周知であり、従ってこれ以上説明はしない。
【００１８】
任意選択的に、複合材プライ２００がプライピックアップステーション３１０でピックアップされるときに、複合材プライ２００がくっつくことができる弾性材料のシート１２０の主面１２２の面積を低減させるために、複合材プライ２００の上面上にバリアプライ２０２が配置される。例えば、複合材プライ２００は、バリアプライ２０２が複合材プライ２００に既に連結された状態で、供給又は製造されてよい。バリアプライ２０２は、シャトル１００と複合材プライ２００の間のバリアとして作用する。それによって、複合材プライ２００上の粘着性の樹脂は、弾性材料のシート１２０の主面１２２にくっつかない。複合材プライ２００は、熱硬化性樹脂であるエポキシが予め染み込んだ（すなわち、プリプレグ）炭素繊維材料を含んでよい。その代わりに、炭素繊維材料は、熱硬化性樹脂の代わりに熱可塑性樹脂が染み込んでよい。
【００１９】
したがって、バリアプライ２０２は、形成後に弾性材料のシート１２０からの解放を可能にし得る。バリアプライ２０２は、部品の部分の成形性も高める。
【００２０】
図５を参照すると、図４に類似した概略図が示されている。より具体的には、図５は、ネットトリミングされた複合材プライを提供するために、図４の積層複合材プライをトリミングしているトリムヘッド３１４を示している。ネットトリミングされた複合材プライの外周は、ネットトリミングされた複合材プライのレイアップ後にサイズをトリミングすることがないように、所望の寸法に正確に配置及びサイズ調整される。トリマー及びトリムヘッドの構造及び動作は周知であり、従ってこれ以上説明はしない。
【００２１】
図６を参照すると、図５に類似した概略図が示されている。より具体的には、図６は、スクラップ除去器（図示せず）が、図５のトリミングされた複合材プライ２００からスクラップ２０４を除去することを示している。スクラップ２０４の除去は、機械によって自動的に実行されてよく、又は作業人員によって手動で実行されてよい。スクラップ２０４は、複合材プライ２００からトリミングされた余剰の材料であり、１以上の断片を含んでよい。スクラップ２０４の１以上の断片が除去されている間に、複合材プライ２００のトリム外周が確認されてよい。
【００２２】
図７を参照すると、図６に類似した概略図が示されている。より具体的には、図７が、図６の複合材プライ２００の上に移動したシャトル１００を示している。シャトル１００は、任意の適切な移動機械又はデバイスを使用することによって、図６の位置から図７の位置に移動されてよい。代替的に、シャトル１００は、作業人員によって手動で移動されてよい。
【００２３】
図８を参照すると、図７に類似した概略図が示されている。より具体的には、図８は、図７の複合材プライ２００上に下げられたシャトル１００を示している。シャトル１００が図７の位置から図８の位置へ、図７の複合材プライ２００の上に下げられたときに、複合材プライ２００は、（複合材プライの樹脂を介して）弾性材料のシート１２０の主面１２２に粘り付く。シート１２０の弾性は、複合材プライ２００が、ベッド／テーブル３０８と弾性材料のシート１２０の主面１２２との間で、圧縮されることを可能にする。
【００２４】
図８を更に参照すると、任意選択的に、プライピックアップステーション３１０におけるベッド／テーブル３０８は、真空ベッド／テーブル３０９であってよい。したがって、シャトル１００が、図７の位置から図８の位置へ下げられて、複合材プライ２００と係合したときに、ベッド／テーブル３０９からの真空吸引は、シャトル１００上の弾性材料のシート１２０の真空密封部分１２４（図１）を、真空ベッド／テーブル３０９に向けて引き、それによって、弾性材料のシート１２０の粘り付き部分１２３（図１）と真空ベッド／テーブル３０９との間で複合材プライ２００を圧縮する。したがって、真空吸引を使用することによって、弾性材料のシート１２０の主面１２２に対する複合材プライ２００のより優れた粘り付きをもたらすことができる。
【００２５】
図９を参照すると、図８に類似した概略図が示されている。より具体的には、図９は、図８の複合材プライ２００をピックアップし、複合材プライ２００から裏紙２０６を除去している、シャトル１００を示している。シャトル１００が、図８の位置から図９の位置に移動する際に、裏紙２０６は、複合材プライ２００の下側から除去される。裏紙２０６の除去は、機械によって自動的に実行されてよく、又は作業人員によって手動で実行されてよい。
【００２６】
図１０を参照すると、図９に類似した概略図が示されている。より具体的には、図１０は、形成ステーション３２０における形成ツール３２４の上に移動された、図９の複合材プライ２００を有するシャトル１００を示している。形成ツール３２４は、形成ステーション３２０で、ベッド／テーブル３１８上に載置されたように示されている。シャトル１００が、図９の位置から図１０の位置に移動する際に、トリムヘッド３１４は、図９の位置から図１０で示されているその定位置に戻るように移動することができる。トリムヘッド３１４は、何時でもその定位置に戻るように移動することができ、シャトル１００が図９の位置から図１０の位置に移動している間にのみ、定位置に戻る必要はない。図１０では、シャトル１００が、形成ツール３２４又は形成ツール３２４上に予め敷設された任意のプライ上に下げられる準備ができている位置にある。
【００２７】
シャトル１００は、例えば、コンピュータ数値制御（CNC）ベースのシステムを使用して、形成ツール３２４（又は形成ツール３２４上に予め敷設された任意のプライ）上に下げられてよい。別の一実施例として、シャトル１００は、位置合わせピン／ブッシング又はカップ／コーンなどの物理的なツールの指標特性を使用して、形成ツール３２４上に下げられてよい。位置合わせピン／ブッシング及びカップ／コーンの構造及び動作は周知であり、したがって、これ以上説明はしない。
【００２８】
図１１を参照すると、図１０に類似した概略図が示されている。より具体的には、図１１は、図１０の複合材プライ２００を形成ツール３２４上に配置する、シャトル１００を示している。シャトル１００上の弾性材料のシート１２０（図１）の主面１２２（図１）の真空密封部分１２４（図１）は、複合材プライ２００が形成ツール３２４上に配置される際に、形成ツール３２４上のリップシール３２６と係合してよく、それによって、形成ツール３２４上での複合材プライ２００の圧縮を容易にする。シャトル１００が、図１０の位置から図１１の位置に移動する際に、ラミネータヘッド３１２は、図１０のその定位置から移動して、図１１で示されているように、プライピックアップステーション３１０において別の複合材プライ２１０の積層化を開始してよい。ラミネータヘッド３１２は、何時でもその定位置から移動して複合材プライ２１０の積層化を開始してよく、シャトル１００が図１０の位置から図１１の位置に移動している間にのみ、積層化を開始する必要はない。積層化された複合材プライ２１０の１以上のシートのそれぞれは、平行な繊維の繊維配向を有してよい。積層化された複合材プライ２１０の１以上のシートのそれぞれは、同じ又は異なる繊維配向を有してよい。
【００２９】
シャトル１００は、例えば、コンピュータ数値制御（CNC）ベースのシステムを使用して、形成ツール３２４（又は形成ツール３２４上に予め敷設された任意のプライ）上に、図１０の複合材プライ２００を配置してよい。別の一実施例として、シャトル１００は、位置合わせピン／ブッシング又はカップ／コーンなどの物理的なツールの指標特性を使用して、形成ツール３２４上に図１０の複合材プライを配置してよい。位置合わせピン／ブッシング及びカップ／コーンの構造及び動作は周知であり、したがって、これ以上説明はしない。更に別の一実施例として、シャトル１００は、１以上のセンサを使用して、（コンピュータ数値制御（CNC）ベースのシステムを有するか有さないかに関わらず）フィードバック制御を用いて、図１０の複合材プライを形成ツール３２４上に配置してよい。
【００３０】
図１２を参照すると、図１１に類似した概略図が示されている。より具体的には、図１２は、シャトル１００と形成ツール３２４の間で複合材プライ２００を圧縮するために、シャトル１００上に下げられたフレキシブル形成プレス３２２を示している。シャトル１００が、図１０の位置から図１２の位置に下げられている際に、フレキシブル形成プレス３２２の部分は、形成ツール３２４の形状に合致するように撓み且つ曲がる。これが行われたときに、複合材プライ２００は、形成ツール３２４とフレキシブル形成プレス３２２の間で圧縮される。複合材プライ２００は、形成ツール３２４の形状に固化される。シャトル１００が、形成ステーション３２０に位置付けられている間に、ラミネータヘッド３１２及びトリムヘッド３１４は、プライピックアップステーション３１０で、次の複合材プライ２１０を準備してよい。
【００３１】
プライピックアップステーション３１０で複合材プライ２００をピックアップし、複合材プライ２００を形成ステーション３２０に搬送し、次いで、複合材プライ２００を形成ツール３２４上に下げる、上述のプロセスは、所望であり得る任意の更なる数の複合材プライに対して繰り返される。これは、複合材プライ２００を最も高いポイントに配置し、次いで、形成ツール３２４（又は形成ツール３２４上に予め敷設された任意のプライ）に押し付けながらプライを伸ばして、皺の形成を防止することを含むプロセスである。全ての空気（及び任意の他のガス）は、形成ツール３２４と弾性材料のシート１２０との間の空間から引き出される。それによって、大気圧が、複合材プライ２００に対して作用する。これは、形成ツール３２４上で複合材プライのレイアップ（すなわち、複合材プレフォーム）を形成する。シャトル１００が、最後の複合材プライを形成ツール３２４上に配置し、複合材プライのレイアップが、所望の数の複合材プライを含んだ後で、シャトル１００は、図１２で示されているように、下げられた位置のままである。
【００３２】
複合材プライ２００の機械的な形成を提供するために、（図１２ではブロックとして概略的に示されている）任意選択的なフィンガーフォーミング（finger-forming）ユニット３４０が、シャトル１００と共に使用されてよい。フィンガーフォーミングユニット３４０は、複合材プライ２００の成形を容易にするために、ガス圧シリンダー（図示せず）を使用して、シャトル１００上に下げられる。フィンガーフォーミングユニット３４０は、起伏２０５及び変曲点２０７の内部又は周囲などに、複合材プライ２００の機械的な形成を適用するための、任意の適切な市販のフィンガーフォーミングユニットを備えてよい。フィンガーフォーミングユニットの構造及び動作は周知であり、したがって、これ以上説明はしない。
【００３３】
図１２で示されている複合材プライ２００は、形成ツール３２４の形状に対応した、その所望の形状にある。複合材プライ２００は、複合材プライ２００がより圧縮され固化されることを可能とするために、所望な限りにおいて、図１２の位置のままであることを許されてよい。弾性材料のシート１２０は、形成ツール３２４又は予め敷設された任意の複合材プライの起伏に、相補的に合致する。例えば、形成ツール３２４の最上部分が、最初に接触されてよく、次いで、皺を追加することがない形成を援助するやり方で、徐々に下面へと形成する。
【００３４】
図１３を参照すると、図１２に類似した概略図が示されている。より具体的には、図１３は、シャトル１００から離れるように持ち上げられたフレキシブル形成プレス３２２を示している。図１３で示されている固化された複合材プライは、図４から図１２で示された複合材プライ２００と区別するために、参照番号「２０１」によって指定される。シャトル１００が、図１２の位置から図１３の位置に持ち上げられたときに、固化された複合材プライ２０１は、更なる処理（例えば、硬化）を受けてよく、又は、固化された複合材プライのレイアップを製作するために、１以上の更なる複合材プライが、固化された複合材プライ２０１上にレイアップされてよい。シャトル１００が、図１２の位置から図１３の位置に移動する際に、プライピックアップステーション３１０で、次の複合材プライ２１０からのスクラップ２１２の１以上の断片の除去が開始してよい。スクラップ２１２の１以上の断片の除去は、何時開始してもよく、図１２の位置から図１３の位置へのシャトル１００の移動中に、行われる必要はない。
【００３５】
図１４を参照すると、図１３に類似した概略図が示されている。より具体的には、図１４は、図１３の固化された複合材プライ２０１から離れるように持ち上げられた、シャトル１００を示している。固化された複合材プライ２０１は、固化された複合材プライ２０１が、弾性材料のシート１２０から分離されたときに、引き剥がされない十分な力で、形成ツール３２４又は形成ツール３２４上に予め敷設された任意の複合材プライ上にくっついている。複合材プライ２０１の１００％が弾性材料のシート１２０に粘り付く必要はないので、剥離の開始を援助するために、固化された複合材プライ２０１の縁部上に、幾つかのバリアプライ（図示せず）が設けられてよいと考えられる。所望の形状を有する、結果として生じる複合材構造（すなわち、固化された複合材プライ２０１）は、形成ツール３２４から取り除かれてよい。
【００３６】
図１５を参照すると、図１のシャトル１００に関連付けられ、且つ、固化された複合材プライ２０１（図１３及び図１４）又は固化された複合材プライのレイアップを製作するために、デバイスを制御することができる、例示的なコンピュータシステム１５００が示されている。コンピュータシステム１５００は、内部データ記憶ユニット１５０４、外部データ記憶ユニット（図示せず）、又はそれらの組み合わせに記憶された指示命令を実行する処理ユニット１５０２を含む。処理ユニット１５０２は、任意の種類の技術を含んでよい。例えば、処理ユニット１５０２は、汎用電子プロセッサを備えてよい。他の種類のプロセッサ及び処理ユニットの技術も可能である。内部データ記憶ユニット１５０４は、任意の種類の技術を含んでよい。例えば、内部データ記憶ユニット１５０４は、ランダムアクセスメモリ（RAM）、読み取り専用メモリ（ROM）、固体メモリ、又はそれらの任意の組み合わせを含んでよい。他の種類のメモリ及びデータ記憶装置技術も可能である。
【００３７】
コンピュータシステム１５００は、更に、任意の種類の技術を含み得る幾つかの入力／出力（I／O）デバイス１５０６を更に含む。例えば、I／Oデバイス１５０６は、キーパッド、キーボード、タッチセンサ式ディスプレイスクリーン、液晶（LCD）スクリーン、マイクロホン、スピーカー、又はこれらの任意の組み合わせを含んでよい。他の種類のI／Oデバイス及び技術も可能である。任意選択的な検知ユニット１５１０は、コンピュータシステム１５００に入力信号を提供する。本明細書で説明される任意選択的なフィンガーフォーミングユニット３４０も、コンピュータシステム１５００に入力信号を提供してよい。
【００３８】
処理ユニット１５０２は、本明細書で説明されるように、シャトル１００を制御して、複合材プライの断片を切断し、ピックアップし、複合材プライの断片を搬送し、複合材プライの断片を配置する。処理ユニット１５０２は、任意選択的なフィンガーフォーミングユニット３４０も制御する。
【００３９】
コンピュータシステム１５００は、CNCベースのシステムを備えてよい。CNCベースのシステムは、コンピュータシステム１５００のデータ記憶ユニット１５０４内に記憶されている予め生成されたCNCプログラムのパラメータの部分である、位置座標（例えば、（x、y、z）座標）に依存する。記憶された位置座標は、シャトル１００とフィンガーフォーミングユニット３４０の制御を可能にする。
【００４０】
プライピックアップステーション３１０におけるベッド／テーブル３０８上の複合材プライの位置座標は、予め生成されたNCプログラム内に記憶されている。複合材プライの記憶された位置座標は、複合材プライをピックアップするためにシャトル１００が移動することが必要な位置を、シャトル１００に告げる。複合材プライの記憶された座標は、形成ステーション３２０におけるベッド／テーブル３１８上の形成ツール３２４の上に複合材プライを搬送するために、シャトル１００が移動することが必要な位置も、シャトル１００に告げる。このプロセスは、結果として生じる複合材構造を製作するために使用される全ての複合材プライ（すなわち、１以上の複合材プライ）に対して繰り返される。
【００４１】
任意選択的なフィンガーフォーミングユニット３４０の位置座標も、フィンガーフォーミングユニット３４０のサイズ及び寸法、並びに、インタフェースがシャトル１００の上部にあることが望まれる形成ツール３２４の構成と同様に、予め生成されたNCプログラム内に記憶される。この情報は、複合材構造の製作を容易にするために、フィンガーフォーミングユニット３４０が、適切な位置に下げられることを可能とするように、移動システムが位置合わせされるように移動する必要がある位置を、ガス圧シリンダー（図示せず）又は任意の他の種類の移動システムに告げる。複合材構造を製作するためにシャトル１００の動作を制御するように、図１５で示されているコンピュータシステム１５００を有効にするために、センサは必要とされないことが理解される。
【００４２】
上述の説明は、コンピュータシステム１５００が、シャトル１００の動作を制御するためにセンサを必要としないと説明しているが、NCプログラム内に記憶された位置座標によって示された位置に対して、複合材プライの位置を特定及び／又は確認するために、任意選択的なセンサユニット１５１０が設けられることが考えられる。複合材プライの位置における何らかの検出された差異は、（処理ユニット１５０２によって実行されるフィードバック制御を介して）適切に調整されて、シャトル１００を複合材プライと正確に位置合わせすることができる。任意選択的な検知ユニット１５１０は、例えば、オーバーヘッドカメラ／光学認識システムを備えてよい。位置を検知するためにレーダーなどの使用も考えられる。
【００４３】
また、上述の制御システムは、CNCベースのシステムに限定される必要はない。例えば、ピックアップする前にプライを位置特定する、センサ又は映像に依存するロボットシステムが使用されてよい。代替的に、レール及びブッシングが使用されてよい。
【００４４】
図１６を参照すると、フロー図１６００は、一実施形態による、複合材プライのレイアップを製作するために、シャトル１００の動作を制御する、図１５の例示的なコンピュータシステムを動作させるための例示的な方法を描いている。ブロック１６０２では、弾性材料のシートを有するシャトルが、プライピックアップステーションにおける少なくとも１つのプライと係合するように移動される。任意選択的に、ブロック１６０３では、プライピックアップステーションにおけるベッド／テーブル（したがって、少なくとも１つの複合材プライ）と係合するように弾性材料のシートを促すために真空が引かれ、それによって、弾性材料のシートに対する少なくとも１つの複合材プライの粘り付きを強化する。ブロック１６０３中に、機械的な圧力も（又は代替的に）加えられる。次いで、プロセスは、少なくとも１つの複合材プライがシャトルを用いてピックアップされるブロック１６０４に進む。次いで、ブロック１６０６では、シャトルと少なくとも１つの複合材プライが、プライピックアップステーションから形成ステーションに搬送される。ブロック１６０８では、シャトル及び少なくとも１つの複合材プライは、形成ステーションで、形成ツール又は形成ツール上に予め敷設された任意のプライと係合するように移動される。弾性材料のシートの弾性は、形成ツール又は形成ツール上に予め敷設された任意の複合材プライの起伏に、相補的に合致することを容易にする。ブロック１６１０で示されているように、所望の形状を有する複合材プライのレイアップを形成するために、シャトルを用いて、少なくとも１つの複合材プライが、形成ツール又は形成ツール上に予め敷設された任意のプライ上に圧縮される。その後、該プロセスは終了する。
【００４５】
ある実施形態では、該方法が、プライピックアップステーションで、少なくとも１つの複合材プライをネットトリミングすることを更に含む。
【００４６】
ある実施形態では、該方法が、プライピックアップステーションで、少なくとも１つの複合材プライから裏紙を除去することを更に含む。
【００４７】
ある実施形態では、少なくとも１つの複合材プライが、少なくとも１つの複合材プライを弾性材料のシートに粘り付けること、少なくとも１つの複合材プライを弾性材料のシートに真空付着させること、及び／又は少なくとも１つの複合材プライを弾性材料のシートに静電付着させることによって、弾性材料のシートにくっつけられる。
【００４８】
ある実施形態では、少なくとも１つの複合材プライの一部分が、弾性材料のシートにくっついていない。これは、形成、及び少なくとも１つの複合材プライからの解放において助けとなる。
【００４９】
ある実施形態では、少なくとも１つの複合材プライの形状が、予め敷設されたプライの形状又は形成ツールの形状に合致して、少なくとも１つの複合材プライの所望の形状を形成する。
【００５０】
ある実施形態では、少なくとも１つの複合材プライが、予め敷設されたプライの形状又は形成ツールの形状にフィンガーフォームされて、少なくとも１つの複合材プライの所望の形状を形成する。任意選択的に、滑り面などをフィンガーフォーミングユニットと弾性材料のシートとの間に配置して、フィンガーフォーミングユニットを形成ツールに対してある位置に滑り込ませてよく、機械的な圧力を加え、それによって、任意の谷間又は変曲点を横断するブリッジングを除去することができる。
【００５１】
ある実施形態では、該方法が、シャトルと少なくとも１つの複合材プライが、形成ステーションの形成ツール又は形成ステーションの形成ツール上に予め敷設された任意のプライと係合するように移動しているときに、プライピックアップステーションで、別の少なくとも１つの複合材プライを積層化することを更に含む。
【００５２】
ある実施形態では、該方法が、シャトルと少なくとも１つの複合材プライが、形成ステーションで、形成ツール又は形成ツール上に予め敷設された任意のプライと係合するように移動しているときに、プライピックアップステーションで、別の少なくとも１つの複合材プライをネットトリミングすることを更に含む。
【００５３】
ある実施形態では、該方法が、シャトルと少なくとも１つの複合材プライが、形成ステーションで、形成ツール又は形成ツール上に予め敷設された任意のプライと係合するように移動しているときに、プライピックアップステーションで、別の少なくとも１つの複合材プライから裏紙を除去することを更に含む。
【００５４】
本開示の方法のある実施形態では、少なくとも１つの複合材プライが平坦である間に、シャトルを用いて、少なくとも１つの複合材プライをピックアップし、次いで、シャトルは起伏を有する形成ツールに合致する。
【００５５】
上述のシャトル１００が、ロボットによって制御されることは明らかである。作業人員が、複合材プライを切断し、ピックアップし、形成ツールに搬送する必要はなくなる。したがって、複合材プライのレイアップを製作するための自動化されたプロセスが提供される。したがって、自動化されたプロセスにより、結果として形成された複合材構造に対する潜在的な損傷を低減させる。しかし、他のオプションも考えられる。
【００５６】
処理ユニット１５０２は、（ｉ）検知されたプライ位置情報に基づく、プライピックアップステーション３１０での、少なくとも１つの複合材プライのピックアップ及び搬送、並びに（ｉｉ）形成ツール位置情報に基づく、形成ステーション３２０での、形成ツール３２４又は形成ツール３２４上に予め敷設された任意のプライ上への、複合材プライの圧縮、を制御するためのシャトル１００を含むデバイスを制御することも明らかである。
【００５７】
処理ユニット１５０２は、（ｉ）プライピックアップステーション３１０で、少なくとも１つの複合材プライをピックアップすること、（ｉｉ）複合材プライを形成ステーション３２０に搬送すること、及び（ｉｉｉ）プライピックアップステーション３１０で、別の複合材プライが、ラミネータヘッド３１２又はトリムヘッド３１４の何れかによって処理されている間に、複合材プライのレイアップを形成するために、形成ステーション３２０で、形成ツール３２４又は形成ツール３２４上に予め敷設された任意のプライ上に、複合材プライを圧縮すること、を容易にするためのシャトル１００を含むデバイスを制御することも更に明らかである。複合材プライが完全に積層化されて、ラミネータヘッド３１２がその定位置に戻った状態になるのを待つ代わりに、複合材プライが積層化されているのと同時に複合材プライがトリミングされ得るように、ラミネータヘッド３１２及びトリムヘッド３１４は、互いに対して位置付けられる。これは、正味のトリム積層時間を削減する。
【００５８】
したがって、シャトルは、プライピックアップステーションから形成ステーションへの複合材プライの搬送向けの搬送媒体、更には形成用の真空バッグの、両方として使用される。
【００５９】
開示の実施例は、図１７に示す航空機の製造および保守方法１７００と、図１８に示す航空機１７０２に関連して説明され得る。航空機の製造及び保守方法１７００は、製造前段階において、航空機１７０２の仕様及び設計１７０４と、材料の調達１７０６とを含み得る。製造段階では、航空機１７０２の構成要素／サブアセンブリの製造１７０８及びシステムインテグレーション１７１０が行われる。その後、航空機１７０２は、運航１７１４に供されるために、認可及び納品１７１２に供され得る。顧客により運航される期間に、航空機１７０２には、改造、再構成、改修等も含み得る、定期整備及び保守１７１６が予定される。
【００６０】
方法１７００の各工程は、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され得る。本明細書の目的のために、システムインテグレータは、限定しないが、任意の数の航空機製造者及び主要システムの下請業者を含み得、第三者は、限定しないが、任意の数のベンダー、下請業者、及び供給業者を含み得、且つ、オペレータは、航空会社、リース会社、軍事団体、サービス機関などであり得る。
【００６１】
図１８に示すように、例示の方法１７００によって製造された航空機１７０２は、複数のシステム１７２０及び内装１７２２を備えた機体１７１８を含み得る。複数のシステム１７２０の例には、推進システム１７２４、電気システム１７２６、液圧システム１７２８、及び環境システム１７３０のうちの１以上が含まれ得る。任意の数の他のシステムが含まれることもある。
【００６２】
本開示のシステム及び方法は、航空機の製造及び保守方法１７００の１以上の任意の段階で採用することができる。一実施例として、構成要素／サブアセンブリの製造１７０８、システムインテグレーション１７１０、及び／又は整備及び保守１７１６に対応する構成要素又はサブアセンブリは、開示されているシステム方法を使用して組み立てられ得る。別の一実施例として、機体１７１８は、本開示のシステム及び方法を使用して構築されてよいまた、１以上のシステム例、方法例、又はこれらの組み合わせは、例えば、機体１７１８及び／又は内装１７２２のような航空機１７０２の組立てを実質的に効率化するか、又は航空機１７０２のコストを削減することにより、構成要素／サブアセンブリの製造１７０８及び／又はシステムインテグレーション１７１０において利用され得る。同様に、システムの実施例、方法の実施例、或いはこれらの組み合わせのうちの１以上は、例えば、航空機１７０２の運航期間中に、限定しないが、整備及び保守１７１６に対して利用され得る。
【００６３】
開示された実施形態の態様は、ソフトウェア、ハードウェア、ファームウェア、又はそれらの組み合わせにおいて実行され得る。個別又は組み合わせの何れかの、システムの様々な要素は、プロセッサによって実行されるために機械可読記憶デバイス（記憶媒体）内の有形に具現化されたコンピュータプログラム製品（指示命令のプログラム）として実装され得る。実施形態の様々なステップは、入力において動作し、出力を生成することによって機能を実施するために、コンピュータ可読媒体上に有形で具現化されたプログラムを実行するコンピュータプロセッサによって実施され得る。コンピュータ可読媒体は例えば、メモリ、例えばコンパクトディスク、又はフラッシュドライブ等の可搬型の媒体であってよく、これにより、開示された実施形態の態様を具現化するコンピュータプログラムがコンピュータに読み込まれ得る。
【００６４】
上述のシステム及び方法は、航空機の文脈で説明されている。しかし、本開示のシステム及び方法は、様々な用途向けに適切であり、本開示は、航空機製造用途に限定されないことを、当業者は明確に理解するだろう。例えば、本開示のシステム及び方法は、例えば、ヘリコプター、客船、自動車、海洋製品（ボート、発動機船など）などを含む、様々な種類の輸送体内に実装されてよい。輸送体ではない用途も考えられている。
【００６５】
また、上述の説明は、軍事及び航空宇宙の規制に従って航空産業において飛行機の部品向けに複合材構造を製作するためのシステム及び方法を説明したが、該システム及び方法は、適用可能な産業基準に従って任意の産業において複合材構造体を製作することを容易にするように実装されてよい。特定のシステム及び方法は、特定の用途に応じて選択及び調整されてよい。
【００６６】
更に、本開示は以下の条項による実施例を含む。
条項１.
所望の形状を有する複合材プライのレイアップを製作するための方法であって、プライピックアップステーションで、弾性材料のシートを備えたシャトルを、少なくとも１つの複合材プライと係合させるように移動させること、前記シャトルを用いて前記少なくとも１つの複合材プライをピックアップすること、形成ステーションにおける形成ツール又は前記形成ツール上に予め敷設された任意のプライと係合させるように、前記シャトル及び前記少なくとも１つの複合材プライを移動させること、並びに、前記所望の形状を有する前記複合材プライのレイアップを形成するために、前記シャトルを用いて、前記少なくとも１つの複合材プライを、前記形成ツール又は前記形成ツール上に予め敷設された任意のプライ上に圧縮することを含む、方法。
条項２．
前記プライピックアップステーションで、前記少なくとも１つの複合材プライをベッド／テーブル上に配置することを更に含む、条項１に記載の方法。
条項３．
前記プライピックアップステーションで、前記少なくとも１つの複合材プライをネットトリミングすることを更に含む、条項２に記載の方法。
条項４．
前記シャトルを用いて前記少なくとも１つの複合材プライをピックアップすることが、前記少なくとも１つの複合材プライを、前記弾性材料のシートに粘り付けることを含む、条項１から３のいずれか一項に記載の方法。
条項５．
前記弾性材料のシートを前記少なくとも１つの複合材プライと係合させるように真空を引くことを更に含む、条項１から４のいずれか一項に記載の方法。
条項６．
前記プライピックアップステーションから前記形成ステーションに、前記シャトル及び前記少なくとも１つの複合材プライを搬送することを更に含む、条項１から５のいずれか一項に記載の方法。
条項７．
前記シャトルを用いて前記少なくとも１つの複合材プライをピックアップすることが、前記少なくとも１つの複合材プライを、前記少なくとも１つの複合材プライを前記弾性材料のシートに粘り付けること、前記少なくとも１つの複合材プライを前記弾性材料のシートに真空付着させること、及び前記少なくとも１つの複合材プライを前記弾性材料のシートに静電付着させることのうちの１つの選択によって、前記弾性材料のシートにくっつけることを含む、条項１から３及び５又は６のいずれか一項に記載の方法。
条項８．
前記形成ステーションにおける前記形成ツール又は前記形成ツール上に予め敷設された任意のプライと係合させるように、前記シャトル及び前記少なくとも１つの複合材プライを移動させることが、前記少なくとも１つの複合材プライの前記所望の形状を形成するために、前記少なくとも１つの複合材プライの形状を、前記予め敷設されたプライの形状又は前記形成ツールの形状に合致させることを含む、条項１から７のいずれか一項に記載の方法。
条項９．
前記少なくとも１つの複合材プライの前記所望の形状を形成するために、前記少なくとも１つの複合材プライの形状を、前記予め敷設されたプライの形状又は前記形成ツールの形状に合致させることが、前記少なくとも１つの複合材プライの前記所望の形状を形成するために、前記少なくとも１つの複合材プライを、前記予め敷設されたプライの前記形状又は前記形成ツールの前記形状にフィンガーフォーミングすることを含む、条項８に記載の方法。
条項１０．
前記シャトル及び前記少なくとも１つの複合材プライが、前記形成ステーションにおける前記形成ツール又は前記形成ステーションにおける前記形成ツール上に予め敷設された任意のプライと係合するように移動しているときに、前記プライピックアップステーションで、別の少なくとも１つの複合材プライを積層化することを更に含む、条項１から９のいずれか一項に記載の方法。
条項１１．
前記シャトル及び前記少なくとも１つの複合材プライが、前記形成ステーションで、前記形成ツール又は前記形成ツール上に予め敷設された任意のプライと係合するように移動しているときに、前記プライピックアップステーションで、前記別の少なくとも１つの複合材プライをネットトリミングすることを更に含む、条項１０に記載の方法。
条項１２．
前記シャトル及び前記少なくとも１つの複合材プライが、前記形成ステーションで、前記形成ツール又は前記形成ツール上に予め敷設された任意のプライと係合するように移動しているときに、前記プライピックアップステーションで、前記別の少なくとも１つの複合材プライから裏紙を除去することを更に含む、条項１０又は１１に記載の方法。
条項１３．
前記方法が、コンピュータによって読み取り可能なプログラム記憶媒体内で有形に具現化された指示命令の１以上のプログラムを実行するメモリを有する前記コンピュータによって実行される、条項１から１２のいずれか一項に記載の方法。
条項１４．
前記方法が、コンピュータシステムによって読み取り可能な内部データ記憶ユニット、外部データ記憶ユニット、又はそれらの組み合わせ内で有形に具現化された指示命令の１以上のプログラムを実行する処理ユニットを有する前記コンピュータシステムによって実行される、条項１から１２のいずれか一項に記載の方法。
条項１５．
条項１から１４のいずれか一項に記載の方法に従って組み立てられた航空機の一部分。
条項１６．
複合材プライのレイアップを製作するためのシステムであって、弾性材料のシートを備えたシャトルを備え、前記シャトルが、（ｉ）少なくとも１つの複合材プライを、プライピックアップステーションでピックアップし、（ｉｉ）前記複合材プライを形成ステーションに搬送し、（ｉｉｉ）前記複合材プライのレイアップを形成するために、前記形成ステーションで、前記複合材プライを、形成ツール又は前記形成ツール上に予め敷設された任意のプライ上に圧縮するように構成され、前記システムが、更に、条項１から１４のいずれか一項に記載の方法（１６００）を実行するために、前記シャトル（１００）を制御するように構成された、コントローラを備える、システム。
条項１７．
複合材プライのレイアップを製作するためのシステムであって、弾性材料のシートを備えたシャトルを備え、前記シャトルが、（ｉ）少なくとも１つの複合材プライを、プライピックアップステーションでピックアップし、（ｉｉ）前記複合材プライを形成ステーションに搬送し、（ｉｉｉ）前記複合材プライのレイアップを形成するために、前記形成ステーションで、前記複合材プライを、形成ツール又は前記形成ツール上に予め敷設された任意のプライ上に圧縮するように構成され、前記システムが、更に、（ｉ）検知されたプライ位置情報に基づく、前記プライピックアップステーションでの、前記複合材プライのピックアップ及び搬送、並びに（ｉｉ）形成ツール位置情報に基づく、前記形成ステーションでの、前記形成ツール又は前記形成ツール上に予め敷設された任意のプライ上への、前記複合材プライの圧縮、を制御するように構成された、コントローラを備える、システム。
条項１８．
前記シャトルが、フレーム構造を含み、前記弾性材料のシートが、前記フレーム構造内に配置され、前記プライピックアップステーションで前記複合材プライをピックアップして、前記複合材プライを前記形成ステーションに搬送するために、前記複合材プライにくっつくように構成されている、条項１７に記載のシステム。
条項１９．
前記フレーム構造が、前記弾性材料のシートが配置される実質的に矩形状の内部エリアを画定する、条項１８に記載のシステム。
条項２０．
前記複合材プライを形成するために、ストック材料の１以上のシートを積層化するためのラミネータヘッドを、前記ピックアップステーションに更に備える、条項１７から１９のいずれか一項に記載のシステム。
条項２１．
ストック材料の１以上のシートから積層化された複合材プライをネットトリミングするためのトリムヘッドを、前記ピックアップステーションに更に備える、条項２０に記載のシステム。
条項２２．
前記形成ステーションで、前記形成ツール又は前記形成ツール上に予め敷設された任意のプライ上に、前記複合材プライを圧縮するための、フレキシブル形成プレスを、形成ステーションに更に備える、条項１７から２１のいずれか一項に記載のシステム。
条項２３．
条項１７から２２のいずれか一項に記載のシステムを使用して航空機の一部分を製作すること。
条項２４．
複合材プライのレイアップを製作するためのシステムであって、少なくとも１つの複合材プライを形成するために、ストック材料の１以上のシートを積層化するための、プライピックアップステーションにあるラミネータヘッド、ストック材料の１以上のシートから積層化された前記複合材プライをネットトリミングするための、前記プライピックアップステーションにあるトリムヘッド、形成ステーションにおいて形成ツール又は前記形成ツール上に予め敷設された任意のプライ上に前記複合材プライを圧縮するための、前記形成ステーションにあるフレキシブル形成プレス、並びに、（ｉ）少なくとも１つの複合材プライを、前記プライピックアップステーションでピックアップすること、（ｉｉ）前記複合材プライを前記形成ステーションに搬送すること、及び（ｉｉｉ）前記プライピックアップステーションで、別の少なくとも１つの複合材プライが、前記ラミネータヘッド又は前記トリムヘッドの何れかによって処理されている間に、前記複合材プライのレイアップを形成するために、前記形成ステーションで、前記複合材プライを、前記形成ツール又は前記形成ツール上に予め敷設された任意のプライ上に圧縮すること、を容易にするように構成された、シャトルを備える、システム。
条項２５．
前記シャトルが、（ｉ）フレーム構造、及び（ｉｉ）前記複合材プライをピックアップし、前記複合材プライを前記形成ステーションへ搬送するために、前記フレーム構造内に配置され、前記ピックアップステーションで前記複合材プライにくっつくように構成された、弾性材料のシートを含む、条項２４に記載のシステム。
条項２６．
前記フレーム構造が、前記弾性材料のシートが配置される実質的に矩形状の内部エリアを画定する、条項２５に記載のシステム。
条項２７、
条項２４から２６のいずれか一項に記載のシステムを使用して航空機の一部分を製作すること。
条項２８．
所望の形状を有する複合材プライのレイアップを製作するためのシステムであって、プライピックアップステーション、前記プライピックアップステーションから離れるように間隔を空けられ、形成ツールを備えた形成ステーション、及び、前記プライピックアップステーションと前記形成ステーションの間で移動可能な、弾性材料のシートを備えたシャトルを備える、システム。
条項２９．
前記シャトルが、（ｉ）少なくとも１つの複合材プライを、前記プライピックアップステーションでピックアップし、（ｉｉ）前記複合材プライを前記形成ステーションに搬送し、（ｉｉｉ）前記複合材プライのレイアップを形成するために、前記形成ステーションで、前記複合材プライを、前記形成ツール又は前記形成ツール上に予め敷設された任意のプライ上に圧縮するように構成されている、条項２８に記載のシステム。
条項３０．
プライピックアップステーションから形成ステーションへの少なくとも１つの複合材プライの搬送を容易にするための装置であって、フレーム構造の内部エリアを画定する前記フレーム構造、及び、前記フレーム構造の前記内部エリア内に配置された弾性材料のシートであって、少なくとも１つの複合材プライに粘り付くための主面を備えた弾性材料のシートを備える、装置。
条項３１．
前記弾性材料のシートが、ラテックス材料である、条項３０に記載の装置。
条項３２．
前記弾性材料のシートの前記主面が、前記主面の粘り付き部分、及び前記主面の前記粘り付き部分の外側に位置付けられた真空密封部分を備える、条項３０又は３１に記載の装置。
条項３３．
条項３０から３２のいずれか一項に記載の装置を使用して複合材プライをピックアップすること。
【００６７】
更に、開示された実施形態の様々な態様が示され、説明されてきたが、当業者であれば、本明細書を読むことで、変更例を想起するであろう。本出願は、かかる変形例を含み、且つ特許請求の範囲によってのみ限定されるものである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【外国語明細書】
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