(57)【要約】【課題】複合材料の検査のためのシステムおよび方法を提供する。【解決手段】システムが、レーザプロジェクタと、自動材料配置ヘッドと、レーザ検査システムとを備える。レーザプロジェクタは、部品へと境界投影線を投影するように構成される。自動材料配置ヘッドは、複合材料のコースを敷設するように構成されている。レーザ検査システムは、自動材料配置ヘッドに接続され、複合材料の敷設における自動材料配置ヘッドの動きに平行なレーザ線へとレーザビームを投影するように構成される。【選択図】図1
2018185290.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
境界投影線（118）を部品（102）へと投影するように構成されたレーザプロジェクタ（114）と、
複合材料（122）のコース（120）を敷設するように構成された自動材料配置ヘッド（110）と、
前記自動材料配置ヘッド（110）に接続されたレーザ検査システム（116）と
を備えており、
前記レーザ検査システム（116）は、前記複合材料（122）の敷設における前記自動材料配置ヘッド（110）の動きに平行なレーザ線（126）へとレーザビーム（124）を投影するように構成されている、
システム（112）。
【請求項２】
前記レーザ検査システム（116）は、前記コース（120）の縁部（130）および前記境界投影線（118）に重なる前記レーザ線（126）の画像の組（142）を取得するように構成されたカメラシステム（158）をさらに備え、
前記システム（112）は、前記画像の組（142）を使用して前記コース（120）の前記縁部（130）と前記境界投影線（118）との間の距離を表す値（159）を決定するように構成されたコンピュータシステム（158）をさらに備える、請求項1に記載のシステム（112）。
【請求項３】
前記レーザプロジェクタ（114）および前記レーザ検査システム（116）は、異なる色（150、152）のレーザビーム（124、128）を生成する、請求項1または2に記載のシステム（112）。
【請求項４】
前記レーザ検査システム（116）は、カメラシステム（158）、フィルタ（154）、およびレーザ（156）のうちの少なくとも1つを備える、請求項1から3のいずれか一項に記載のシステム（112）。
【請求項５】
前記フィルタ（154）は、前記レーザプロジェクタ（114）によって投影される前記境界投影線（118）または前記レーザ検査システム（116）によって投影される前記レーザビーム（124）の一方と同じ色である、請求項4に記載のシステム（112）。
【請求項６】
前記境界投影線（118）は、前記コース（120）の縁部（130）の少なくとも一部分を含む、前記部品（102）の複合材料の少なくとも1つのコースの縁部の少なくとも一部分の所望の位置を表す、請求項1から5のいずれか一項に記載のシステム（112）。
【請求項７】
前記境界投影線（118）の長さ（140）は、前記レーザ検査システム（116）のカメラシステム（158）によって取得される前記境界投影線（118）の画像が、前記コース（120）の前記縁部（130）から前記境界投影線（118）までの距離の測定の実行に充分な明るさであるように設定される、請求項6に記載のシステム（112）。
【請求項８】
前記自動材料配置ヘッド（110）に接続された可動ターゲット（160）をさらに備え、
前記レーザプロジェクタ（114）は、前記可動ターゲット（160）の位置に基づいて投影を変化させる、
請求項1から7のいずれか一項に記載のシステム（112）。
【請求項９】
自動材料配置ヘッド（110）を使用して複合材料（122）のコース（120）を部品（102）へと敷設するステップと、
前記部品（102）へと境界投影線（118）を投影するステップと、
前記自動材料配置ヘッド（110）に接続されたレーザ検査システム（116）によって、複合材料（122）の前記コース（120）の敷設における前記自動材料配置ヘッド（110）の動きに平行なレーザ線（126）へと、レーザビーム（124）を投影するステップと、
前記コース（120）の縁部（130）および前記境界投影線（118）に重なる前記レーザ線（126）の画像の組（142）を取得するステップと、
前記画像の組（142）を使用して、前記境界投影線（118）と前記コース（120）の前記縁部（130）との間の距離を表す値（159）がしきい値を下回るかどうかを判定するステップと
を含む方法。
【請求項１０】
前記画像の組（142）を取得するステップは、複合材料（122）の次のコース（134）の敷設よりも前に行われる、請求項9に記載の方法。
【請求項１１】
前記画像の組（142）を取得するステップは、前記コース（120）を含むプライ（106）のすべてのコースが検査される検査ステップにおいて行われる、請求項9または10に記載の方法。
【請求項１２】
前記自動材料配置ヘッド（110）を使用して前記部品（102）へと複合材料（136）の第2のコース（137）を敷設するステップをさらに含み、
前記画像の組（142）を取得するステップは、前記第2のコース（137）の敷設後に行われる、
請求項9から11のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１３】
前記境界投影線（118）は、複合材料（122）の前記コース（120）の前記縁部の少なくとも一部分の所望の位置を表す、請求項9から12のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１４】
前記画像の組（142）の取得後に前記境界投影線（118）の投影を中止するステップと、
第2の境界投影線を前記部品（102）へと投影するステップと、
第2のコース（137）の縁部（132）および前記第2の境界投影線（118）に重なる前記レーザ線（126）の画像の第2の組を取得するステップと
をさらに含む、請求項13に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、広くには、検査に関し、より具体的には、複合材料の検査に関する。さらにより詳細には、本開示は、複合材料のプライにおけるプライ境界の測定に関する。
【背景技術】
【０００２】
複合材料は、自動材料配置プロセスによって、プライと呼ばれるレイヤに敷設される。プライの敷設後に、プライの縁部が検査される。プライの縁部の測定は、プライの敷設後かつ次のプライを敷設前に完了させられる手動検査である。
【０００３】
プライの縁部を検査するために、レーザ線が、例えばGerber Technology（コネティカット州Tolland）が提供するVirtek（登録商標）LaserEdge（登録商標）またはFARO Technologies（フロリダ州Lake Mary）が提供するFARO（登録商標）TracerMシステムなどの市販のシステムを有するレーザ投影システムによって、プライの周囲に投影される。レーザ線は、プライの縁部の望ましい位置を表す。オペレータは、プライの縁部がレーザ線に接触しているかどうかを視覚的に観察する。また、オペレータは、プライの縁部と投影されたレーザ線との間の差を測定する。レーザ投影システムは、光学レイアップテンプレート（OLT）システムとしても知られている。オペレータは、プライの縁部の周囲でこの測定を続ける。
【０００４】
手動での検査は、完了に望ましくないほどの時間を要し得る。さらなるプライは、検査が完了するまでは敷設されない。プライの縁部の手動での検査は、全体としての製造時間に望ましくないほどの時間を追加する。このような手法は、検査の測定結果に人的エラーを持ち込む可能性もある。
【０００５】
投影されたレーザ線は、黒色の複合材料の背景に対してぼんやりとしか見えないことも多い。投影されたレーザ線は、検査員にとって視認困難な可能性がある。これは、検査プロセスにさらなる時間を追加する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
実際の検査に加えて、部品の表面への妥当な物理的アクセスを提供するためにも、かなりの時間が費やされる。機体の胴部などの大型部品においては、部品の表面への検査に適したアクセスを提供するために、昇降プラットフォームが使用され得る。昇降プラットフォームを大型部品に対して移動させることは、検査プロセスに望ましくないほどの時間を追加し、生産設備のコストを増加させる可能性がある。したがって、上述の問題の少なくとも一部および考えられる他の問題を考慮に入れた方法および装置を有することが、望ましいと考えられる。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本開示の例示的な例は、システムを提供する。このシステムは、レーザプロジェクタと、自動材料配置ヘッドと、レーザ検査システムとを備える。レーザプロジェクタは、部品に境界投影線を投影するように構成される。自動材料配置ヘッドは、複合材料のコースを敷設するように構成される。レーザ検査システムは、自動材料配置ヘッドに接続され、複合材料の敷設における自動材料配置ヘッドの動きに平行なレーザ線へとレーザビームを投影するように構成される。
【０００８】
本開示の別の例示的な例は、方法を提供する。複合材料のコースが、自動材料配置ヘッドを使用して部品へと敷設される。境界投影線が、部品へと投影される。自動材料配置ヘッドに接続されたレーザ検査システムが、レーザビームをレーザ線へと投影し、レーザ線は、複合材料のコースを敷設する自動材料配置ヘッドの動きに平行である。コースの縁部と境界投影線とに重なるレーザ線の画像の組が、取得される。境界投影線とコースの縁部との間の距離を表す値がしきい値を下回るかどうかが、画像の組を使用して判定される。
【０００９】
本開示のさらなる例示的な例は、別の方法を提供する。複合材料の複数のコースが、自動材料配置ヘッドを使用して部品へと敷設される。いくつかの境界投影線が、部品へと順次投影される。複数のコースの各コースについての画像の組が取得され、画像の各組は、それぞれのコースの縁部の画像の組であり、画像の各組は、いくつかの境界投影線のうちのそれぞれの境界投影線と、それぞれのコースの縁部に対して垂直に投影され、それぞれのコースの縁部に重なるレーザ線とを含む。複数のコースの各々のコースについて、それぞれのコースの縁部とそれぞれの境界投影線との間の距離が、画像の組を使用して割り出される。
【００１０】
特徴および機能を、本開示の種々の実施形態において別個独立に達成することができ、あるいは以下の説明および図面を参照してさらなる詳細を見て取ることができるさらに別の実施形態において組み合わせることができる。
【００１１】
例示的な実施形態に特有であると考えられる新規な特徴が、添付の特許請求の範囲に記載される。しかしながら、例示的な実施形態、ならびにそれらの好ましい使用の態様、さらなる目的および特徴は、本開示の例示的な実施形態の以下の詳細な説明を参照し、添付の図面と併せて検討することによって、最もよく理解されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】例示的な実施形態による製造環境のブロック図を示している。
【図２】例示的な実施形態による製造環境の斜視図を示している。
【図３】例示的な実施形態によるプライに対して配置されたレーザ線および境界投影線を示している。
【図４】例示的な実施形態によるプライに対して配置されたレーザ線および境界投影線を示している。
【図５】例示的な実施形態によるプライに対して配置されたレーザ線および境界投影線を示している。
【図６】例示的な実施形態によるプライに対して配置されたレーザ線および境界投影線を示している。
【図７】例示的な実施形態によるプライの縁部、レーザ線、および境界投影線の画像を示している。
【図８】例示的な実施形態によるプライの縁部、レーザ線、および境界投影線の画像を示している。
【図９】例示的な実施形態によるコースを敷設中のレーザ検査システムを備えた自動材料配置ヘッドの図である。
【図１０】例示的な実施形態による第2のコースを敷設中のレーザ検査システムを備えた自動材料配置ヘッドの図である。
【図１１】例示的な実施形態による第2のコースを敷設中のレーザ検査システムを備えた自動材料配置ヘッドの図である。
【図１２】例示的な実施形態によるプライのコースの境界を測定するための方法のフロー図を示している。
【図１３】例示的な実施形態によるプライの境界を測定するための方法のフロー図を示している。
【図１４】例示的な実施形態によるデータ処理システムのブロック図の形態の図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
例示的な実施形態は、1つ以上の異なる考慮事項を認識および考慮する。例えば、例示的な実施形態は、自動材料配置プロセスにおいて、ファイバ配置またはテープ配置されたプライの周囲が、CADモデルで定義されたとおりのプライの公称端から規定の距離の範囲内に望ましく入ることを、認識および考慮する。例示的な実施形態は、この測定が「プライ境界」または「端部位置」の測定と呼ばれることを認識および考慮する。例示的な実施形態は、ツール全体を覆うプライだけでなく、より大きなプライ内に位置するより小さい詳細なプライも含め、すべてのプライが望ましいプライ境界を有することを認識および考慮する。このようなより小さいプライの使用の例は、航空機の機体の窓枠またはドア枠となるものの製作または補強である。
【００１４】
例示的な実施形態は、従来からのプロセスにおいて、プライが完成したときに、配置プロセスが停止され、境界投影線としてプライ縁部の輪郭を投影するためにレーザプロジェクタが使用されることを認識および考慮する。例示的な実施形態は、この従来からの境界投影線がプライの縁部の全体について延びることを認識および考慮する。例示的な実施形態は、この境界投影線がCADモデルに基づく公称の境界であり、理想的にはプライ縁部と投影された境界投影線とが正確に一致することを認識および考慮する。
【００１５】
例示的な実施形態は、長さに対するトウの配置または切断に不一致が存在し得るがゆえに、寸法の許容誤差が規定された公称値の上下に許されることを認識および考慮する。例示的な実施形態は、従来からの検査において、検査員がプライの縁部を境界投影線と比較して眺め、次のプライが配置される前にプライ縁部と境界投影線との間の距離を測定することを認識および考慮する。例示的な実施形態は、この従来からの手動の検査プロセスがかなりの望ましくないほどの時間を要することを認識および考慮する。例示的な実施形態は、プライ境界の従来からの手動の検査プロセスが、現在のプライの検査が完了するまで将来のプライの敷設を遅らせることにより、全体としての製造時間を増加させていることを認識および考慮する。
【００１６】
例示的な実施形態は、複合材料が2つ以上の機能的構成要素を組み合わせることによって生み出された丈夫で軽量な材料であることを認識および考慮する。例えば、複合材料は、ポリマー樹脂マトリックス内に拘束された強化繊維を含むことができる。繊維は、一方向性であってよく、または織布または織物の形態をとってもよい。繊維および樹脂は、複合材料を形成するように配置され、硬化させられる。
【００１７】
例示的な実施形態は、複合材料を使用して航空宇宙の複合構造を生成することが、航空機の一部分をより大きな部品または部分にて製造することを潜在的に可能にすることを認識および考慮する。例えば、航空機の機体を、円筒形の部分にて生成し、その後に航空機の機体を形成するように組み立てることができる。他の例として、これに限られるわけではないが、翼を形成するように結合させられる翼部分または水平尾翼を形成するように結合させられる水平尾翼部分が挙げられる。
【００１８】
例示的な実施形態は、複合構造の製造において、複合材料のレイヤが典型的にはツール上に敷設されることを認識および考慮する。これらのレイヤは、シート状の繊維で構成されてよい。これらのシートは、織物、テープ、またはトウの形態、あるいは他の適切な形態をとることができる。いくつかの場合においては、樹脂をシートへと注入または予め含浸させることができる。これらの種類のシートは、一般に「プリプレグ」と呼ばれる。
【００１９】
プリプレグの異なるレイヤを、異なる向きにて敷設することができ、製造される複合構造の厚さに応じて、異なる数のレイヤを使用することができる。これらのレイヤを、手動で敷設することができ、あるいはテープ積層装置または繊維配置システムなどの自動積層設備を使用して敷設することができる。
【００２０】
複合材料の敷設後に、プライ端部が検査される。不一致が認められた場合、複合構造を手直しすることができる。
【００２１】
ここで図面を参照し、とくに図1を参照すると、製造環境のブロック図の図解が、例示の実施形態に従って示されている。製造および検査ステップが、製造環境100において構造物について実行される。複数のプライ104を有する部品102が、製造環境100内に存在する。
【００２２】
複数のプライ104のうちのプライ106が、製造環境100において敷設され、検査される。プライ106は、自動材料配置ヘッド110を使用して複数のコース108を敷設することによって形成される。自動材料配置ヘッド110は、複合材料111を敷設して複数のコース108を形成する。複数のコース108の各コースの境界または縁部を検査することが望ましい。
【００２３】
製造環境100は、システム112を含む。システム112は、レーザプロジェクタ114と、自動材料配置ヘッド110と、レーザ検査システム116とを備える。レーザプロジェクタ114は、境界投影線118を部品102へと投影するように構成される。自動材料配置ヘッド110は、複合材料122のコース120を敷設するように構成される。レーザ検査システム116は、自動材料配置ヘッド110へと接続される。レーザ検査システム116は、レーザビーム124を複合材料122の敷設時の自動材料配置ヘッド110の動きに平行なレーザ線126へと投影するように構成される。
【００２４】
図示のとおり、レーザプロジェクタ114は、境界投影線118を投影するためにようにレーザビーム128を形成する。境界投影線118は、線として認識される。しかしながら、境界投影線118は、部品102上を迅速に移動する部品102上のレーザビーム128によって形成されるレーザドットによって生成される。
【００２５】
境界投影線118は、部品102の複合材料の少なくとも1つのコースの縁部の少なくとも一部分の所望の位置を表す。1つの例示的な例において、境界投影線118は、部品102の複合材料122のコース120の縁部130の少なくとも一部分の所望の位置を表す。別の例示的な例において、境界投影線118は、部品102の複合材料136の次のコース134の縁部132の少なくとも一部分の所望の位置を表す。いくつかの例示的な例においては、次のコース134を、第2のコース137と呼ぶこともできる。
【００２６】
縁部130を、コース120の開始縁部またはコース120の終了縁部と考えることができる。最初に、自動材料配置ヘッド110によって、開始縁部が敷設される。開始縁部は、前のコースの終了縁部を切断することによって生成される。その後に、自動材料配置ヘッド110が横方向に移動し、最初に開始縁部を敷設することによってコース120の敷設を開始する。終了縁部を、コースの最後の部分として敷設することができる。縁部130がコース120の終了縁部である場合、自動材料配置ヘッド110によって縁部130が切断され、コース120の敷設が完了する。
【００２７】
同様に、縁部132を、次のコース134の開始縁部または次のコース134の終了縁部と考えることができる。縁部132が次のコース134の終了縁部である場合、自動材料配置ヘッド110によって縁部132が切断され、次のコース134の敷設が完了する。
【００２８】
境界投影線118が、コース120の縁部130の少なくとも一部分の所望の位置を表す場合、境界投影線118は、コース120の縁部130に対して配置される。コース120は、幅138を有する。幅138は、複合材料122の任意の望ましい幅である。例えば、幅138を、2インチ、4インチ、6インチ、8インチ、12インチ、または複合材料の任意の他の望ましい幅から選択することができる。
【００２９】
境界投影線118の長さ140は、コース120の幅138よりも小さい、コース120の幅138に等しい、またはコース120の幅138よりも大きいのうちの1つである。境界投影線118の長さ140は、レーザ検査システム116のカメラシステム144によって取得される境界投影線118の画像の組142が、コース120の縁部130から境界投影線118までの距離の測定を実行するうえで充分な明るさであるように設定される。画像の組142は、1つ以上の画像を含む。カメラシステム144は、1つ以上のカメラを含む。境界投影線118の長さ140は、プライ106の境界よりも短い。
【００３０】
境界投影線118は、いくつかの境界投影線146の一部である。本明細書において使用されるとき、「いくつかの」アイテムは、1つ以上のアイテムである。したがって、いくつかの境界投影線146は、1つ以上の境界投影線である。
【００３１】
いくつかの境界投影線146は、プライ106の複数のコース108の各々の縁部の測定のための任意の望ましい数の境界投影線を含む。いくつかの例示的な例において、いくつかの境界投影線146は、同じ長さを有する。他の例示的な例において、いくつかの境界投影線146のうちの少なくとも1つの境界投影線は、いくつかの境界投影線146のうちの残りの境界投影線とは異なる長さを有する。
【００３２】
境界投影線118の長さ140がコース120の幅138と同じである場合、いくつかの境界投影線146のうちの次の境界投影線が、次のコース134に対して投影される。これらの例示的な実施例において、次の境界投影線は、次のコース134の幅148と実質的に同じ長さを有することができる。いくつかの境界投影線146の各々が複数のコース108の幅と同じ長さを有する場合、複数のコース108の縁部を検査するための境界投影線の数は、複数のコース108におけるコースの数と同じである。
【００３３】
レーザプロジェクタ114は、色150を有するレーザビーム128を生成する。レーザ検査システム116は、色152を有するレーザビーム124を生成する。いくつかの例示的な例において、レーザプロジェクタ114およびレーザ検査システム116は、異なる色のレーザビームを生成する。1つの例示的な例においては、色150が緑色である一方で、色152は赤色である。色150および色152が異なる場合、色150および色152を、線の交差を判断するうえで充分な対照とすることができる。色150および色152が異なる場合、画像の組142をフィルタ処理して、レーザビーム128およびレーザビーム124を識別することができる。
【００３４】
いくつかの例示的な例において、レーザ検査システム116は、カメラシステム144、フィルタ154、およびレーザ156を有する。レーザ156は、レーザビーム124を形成する。カメラシステム144は、コース120の縁部130および境界投影線118に重なるレーザ線126の画像の組142を取得するように構成される。
【００３５】
フィルタ154は、ハードウェアまたはソフトウェアのいずれかであってよい。いくつかの例示的な例において、フィルタ154は、カメラシステム144に取り付けられた物理的なフィルタである。他の例示的な例において、フィルタ154は、画像の組142に適用されるソフトウェアフィルタである。フィルタ154がソフトウェアフィルタである場合、フィルタ154は、レーザ検査システム116の一部であるよりもむしろ、コンピュータシステム158の一部であってよい。いくつかの例示的な例において、フィルタ154は、レーザプロジェクタ114によって投影される境界投影線118またはレーザ検査システム116によって投影されるレーザビーム124の一方と同じ色である。
【００３６】
いくつかの例示的な例において、システム112は、コンピュータシステム158をさらに含む。コンピュータシステム158は、画像の組142を用いてコース120の縁部130と境界投影線118との間の距離を表す値159を決定するように構成される。
【００３７】
複合材料122は、任意の望ましい形態をとることができる。複合材料122の形態に応じて、縁部130が、複合材料122の1つ以上の切れ目によって形成される。例えば、複合材料122がプリプレグテープである場合、縁部130は、1つ以上の鈍い切れ目によって形成される。例えば、縁部130は、複数の切れ目によって形成された複雑な形状であってよい。別の例において、縁部130は、実質的に真っ直ぐであるが、境界投影線118に対して角度をなしてよい。複合材料122が複数のトウである場合、各々の繊維は別々に切断される。
【００３８】
コンピュータシステム158によって決定される値159が、代表値である。コース120の縁部130と境界投影線118との間の距離は、必ずしも境界投影線118の全体にわたって一定でないかもしれない。例えば、縁部130が複雑な形状を有する場合、縁部130と境界投影線118との間の距離は、形状の複雑さゆえに、境界投影線118に沿って変化し得る。別の例として、縁部130が境界投影線118に対して角度をなす場合、縁部130と境界投影線118との間の距離は、角度ゆえに境界投影線118に沿って変化し得る。
【００３９】
いくつかの例示的な例において、コンピュータシステム158によって決定される値159は、1つの測定値のみに基づいて決定される。例えば、コンピュータシステム158によって決定される値159を、レーザ線126と縁部130との交点と、レーザ線126と境界投影線118との交点との間の距離を使用して決定することができる。他の例示的な例において、コンピュータシステム158によって決定される値159は、2つ以上の測定値に基づいて決定される。例えば、コンピュータシステム158によって決定される値159を、レーザ線126および図1には示されていない他のレーザ線の交点を使用して決定することができる。
【００４０】
値159は、縁部130の位置が許容可能な位置であるかどうかを決定するために使用される。値159は、縁部130の予想位置と比べたコース120の縁部130の位置の変化が、許容可能であるかどうかを決定するために使用される。
【００４１】
いくつかの例示的な例において、値159は、絶対値である。これらの例において、値159は、コース120が所望よりも長いか短いかにかかわらず、正の数である。
【００４２】
他の例示的な実施例において、値159は、コース120が所望より長いか短いかに応じて、正または負である。例えば、レーザ線126が境界投影線118に遭遇するよりも前に縁部130に遭遇する場合、コース120は所望よりも短い。コース120が所望よりも短い場合、値159は、負であってよい。別の例として、レーザ線126が縁部130に遭遇するよりも前に境界投影線118に遭遇する場合、コース120は所望よりも長い。コース120が所望よりも長い場合、値159は、正であってよい。
【００４３】
いくつかの例示的な例において、縁部130の位置の許容誤差は、コース120が所望より長いか短いかにかかわらず、同じであってよい。他の例示的な例においては、コース120の短すぎまたは長すぎの一方の方向の許容誤差が、他方の方向の許容誤差よりも大きい。例えば、長すぎのコースについての許容誤差が、短すぎのコースについての許容誤差よりも大きくてよい。他の例示的な例においては、短すぎのコースについての許容誤差が、長すぎのコースについての許容誤差よりも大きくてよい。
【００４４】
コンピュータシステム158を使用して、値159が許容可能であるかどうかを決定することができる。コンピュータシステム158を使用して、値159をしきい値と比較することができる。
【００４５】
しきい値は、少なくとも1つの許容誤差に基づいて設定される。コースが長すぎる場合の許容誤差が、コースが短すぎる場合の許容誤差と異なる場合、しきい値は、コースが長すぎる場合またはコースが短すぎる場合のいずれかの許容誤差に基づく。許容誤差が同じである場合、しきい値は、両方の許容誤差を表す絶対値であってよい。いくつかの例示的な例において、許容誤差は同じであり得るが、しきい値は、しきい値がどちらの許容誤差を表すかに応じて、正または負の一方である。
【００４６】
許容誤差は、とくにコース120についての許容誤差であってよく、全体としてのプライ106についての許容誤差であってよく、複合材料111についての許容誤差であってよく、あるいは部品102の任意の他の望ましい部分について許容誤差であってよい。許容誤差は、製造のばらつき、部品102の性能特性、部品102の所望の寸法、あるいは部品102または部品102の製造プロセスに関連する他の因子を考慮に入れることができる。いくつかの例示的な例において、コンピュータシステム158は、複数のしきい値から縁部130のための適切なしきい値を選択する。
【００４７】
いくつかの例示的な例において、コンピュータシステム158は、自動材料配置ヘッド110、レーザ検査システム116、またはレーザプロジェクタ114のうちの少なくとも1つに命令を送ることもできる。本明細書において使用されるとき、「・・・のうちの少なくとも1つ」という表現は、アイテムのリストとともに使用される場合に、リストに挙げられたアイテムのうちの1つ以上のアイテムの種々の組み合わせを使用できることを意味し、リストの各アイテムのうちのただ1つだけが必要であってよい。換言すると、「・・・のうちの少なくとも1つ」は、アイテムの任意の組み合わせまたはいくつかのアイテムをリストから使用することができるが、必ずしもリストのすべてのアイテムが必要とされるわけではないことを意味する。アイテムは、特定の物体、事物、またはカテゴリであってよい。
【００４８】
例えば、「アイテムA、アイテムB、またはアイテムCのうちの少なくとも1つ」は、これらに限られるわけではないが、アイテムA、アイテムAとアイテムB、またはアイテムBを含むことができる。この例は、アイテムAとアイテムBとアイテムC、あるいはアイテムBとアイテムCも含むことができる。当然ながら、これらのアイテムの任意の組み合わせが存在し得る。他の例において、「・・・のうちの少なくとも1つ」は、例えば、これらに限られるわけではないが、2つのアイテムAと1つのアイテムBと10個のアイテムC、4つのアイテムBと7つのアイテムC、あるいは他の適切な組み合わせであってよい。
【００４９】
いくつかの例示的な例において、システム112は、自動材料配置ヘッド110に接続された可動ターゲット160をさらに含む。いくつかの例示的な例において、レーザプロジェクタ114は、可動ターゲット160の位置に基づいて投影を変更する。例えば、レーザプロジェクタ114は、境界投影線118からいくつかの境界投影線146のうちの別の境界投影線の投影へと変化することができる。
【００５０】
いくつかの例示的な例において、可動ターゲット160は、ホルダに取り付けられた反射レーザターゲット（小さな銀ディスク）である。レーザプロジェクタ114は、レーザプロジェクタ114の窓へと戻るレーザビーム128の反射によって可動ターゲット160を検出することで、自動材料配置ヘッド110の位置を確認する。
【００５１】
可動ターゲット160は、可動ターゲット160がレーザビーム128と相互作用しないように、自動材料配置ヘッド110に対して回転可能であってよい。例えば、可動ターゲット160は、可動ターゲット160が境界投影線118と一度だけ交差するように、90度まで回転可能であってよい。
【００５２】
図1における製造環境100の例示は、例示の実施形態を実施できるやり方について、物理的または構造的な限定を意味するものではない。例示の構成要素に加え、あるいは例示の構成要素に代えて、他の構成要素を使用することが可能である。いくつかの構成要素は、随意であってよい。また、ブロックは、何らかの機能的な構成要素を示すために提示されている。これらのブロックの1つ以上を、例示の実施形態にて実行されるときに、異なるブロックに組み合わせることができ、分割することができ、あるいは組み合わせて分割することができる。
【００５３】
例えば、可動ターゲット160は、システム112に存在しなくてもよい。代わりに、レーザプロジェクタ114を、別の手段によって制御またはトリガすることができる。例えば、レーザプロジェクタ114は、オペレータの入力に基づいて、境界投影線118からいくつかの境界投影線146のうちの別の境界投影線へと変化してもよい。
【００５４】
別の例において、フィルタ154は、レーザ検査システム116には存在しない。代わりに、フィルタ154は、コンピュータシステム158におけるソフトウェアの実装であってよい。フィルタ154がコンピュータシステム158上のソフトウェアに実装される場合、フィルタ154は、ポスト画像処理の一例であってよい。
【００５５】
さらなる例において、図1には示されていないが、レーザ線126は、複数のレーザ線のうちの1つであってよい。これに限られるわけではないが、複数のレーザ線の物理的な実現の一例が、以下で図7に示される。
【００５６】
さらに、図1には示されていないが、プライ106の周囲を、複数のコース108のそれぞれの縁部を検査することによって検査することができる。例えば、複数のコース108の各々の開始縁部および終了縁部の両方を、レーザ検査システム116を用いて検査することができる。検査を、複数のコース108を敷設している間または複数のコース108を敷設した後の少なくとも一方において実行することができる。
【００５７】
次に図2を参照すると、製造環境の斜視図の図解が、例示の実施形態に従って示されている。製造環境200は、図1の製造環境100の物理的な実施形態である。部品202が、図1の部品102の物理的な実現である。自動材料配置ヘッド204が、図1の自動材料配置ヘッド110の物理的な実現である。
【００５８】
製造環境200において、自動材料配置ヘッド204は、複合材料208の複数のコース206を敷設し、プライ210を形成する。自動材料配置ヘッド204は、複合材料208を敷設するために方向212に移動する。レーザ検査システム214が、自動材料配置ヘッド204に接続される。レーザ検査システム214は、レーザビームを形成する。レーザビームは、複合材料の敷設における自動材料配置ヘッド204の動きに平行なレーザ線215へと投影される。
【００５９】
レーザプロジェクタ216は、レーザプロジェクタ216によってレーザビームを部品202へと投影できるように、製造環境200内に配置される。図示のとおり、レーザプロジェクタ216は、境界投影線218を部品202へと投影する。境界投影線218は、部品202の複合材料208の少なくとも1つのコースの縁部の少なくとも一部分の所望の位置を表す。
【００６０】
ここで図3を参照すると、プライに対して配置されたレーザ線および境界投影線の図が、例示的な実施形態に従って示されている。図300において、プライ302は、図1のプライ106の物理的な実現である。プライ302に対して配置されたレーザ線304および境界投影線306は、図1のレーザ線126および境界投影線118の物理的な実現である。
【００６１】
プライ302のコース308が、自動材料配置ヘッド（図示せず）によって敷設されている。図300において、境界投影線306は、部品312のコース308の縁部310の少なくとも一部分の所望の位置を表す。
【００６２】
この例示的な例において、境界投影線306の長さ314は、プライ302のコース308の幅316と同じである。他の図示されていない例において、長さ314は、プライ302のコース308の幅316より大きくても、小さくてもよい。境界投影線306の長さ314は、レーザ検査システムのカメラシステムによって取得される境界投影線306の画像が、コース308の縁部310から境界投影線306までの距離318の測定を実行するうえで充分な明るさであるように選択される。
【００６３】
図示のとおり、レーザ線304は、複数のレーザ線320のうちの1つである。複数のレーザ線320の位置、サイズ、および間隔は、さまざまであってよい。他の例示的な例において、複数のレーザ線は、図示の複数のレーザ線320とは異なっていてもよい。
【００６４】
コース308の縁部310と境界投影線306との間の距離318を表す値は、境界投影線306の画像の組を使用して決定される。図示のとおり、コース308は、境界投影線306よりも短い。
【００６５】
いくつかの例示的な例においては、コース308が境界投影線306よりも短いため、距離318を表す値は、負である。他の例示的な例において、距離318を表す値は、正である。これらの例示的な例において、距離318を表す値は、絶対値である。
【００６６】
距離318を表す値が、しきい値と比較される。いくつかの例示的な例において、しきい値は、正の値である。他の例示的な例において、しきい値は、負の値である。しきい値が負の値である場合、しきい値は、所望よりも短い縁部310の位置の間の距離についての許容可能な最も外側の値であってよい。値が、負の値を有するしきい値を下回る場合、縁部310は、許容不可能なほどに短いと考えられる。距離318を表す値がしきい値を下回る場合、距離318は、コース308の縁部310の位置の許容不可能な変化と考えられる。距離318を表す値がしきい値を下回る場合、コース308を手直しすることができる。
【００６７】
しきい値が負の数である場合、しきい値は、許容誤差の幅の一部分であってよい。許容誤差の幅は、しきい値と第2のしきい値との間の領域であってよい。第2のしきい値は、正の数であり、所望よりも長いコースと所望の位置との間の差異についての許容可能な最も外側の値を表す。
【００６８】
しきい値と第2のしきい値との間の値を、許容誤差の幅の範囲内にあると述べることができる。許容誤差の幅の範囲内の値は、縁部310について許容可能な位置を表す。許容誤差の幅が提示されたとき、距離318を表す値を、しきい値および第2のしきい値の両方と比較することができる。
【００６９】
いくつかの例示的な例において、距離318を表す値は、絶対値である。値が絶対値である場合、しきい値は、正の数である。これらの例示的な例において、距離318を表す値がしきい値を下回る場合、距離318は、コース308の縁部310の位置の許容可能な変化である。距離318を表す値がしきい値を上回る場合、距離318は、コース308の縁部310の位置の許容不可能な変化と考えられる。距離318を表す値がしきい値を上回る場合、コース308を手直しすることができる。
【００７０】
一般に、上述のように、値が負のしきい値を下回る場合、その値は、許容不可能であると考えられる。一般に、上述のように、値が正の値であり、正のしきい値を下回る場合、その値は、許容可能であると考えられる。
【００７１】
コース308が、プライ302における第1のコースであるとして示されているが、コース308は、プライ302内の任意の望ましい位置を有することができる。さらに、境界投影線306の画像の組を、コース308の敷設に関して任意の所望の時点において取得することができる。例えば、画像の組を、コース308を敷設した直後に取得することができる。
【００７２】
別の例においては、画像の組を、コース308を含む複数のコースを敷設した後に取得することができる。例えば、コース308の画像の組の取得を、複数のコースの検査ステップの一部として行うことができる。複数のコースは、任意の望ましい数のコースであってよい。いくつかの例において、複数のコースは、プライ302内のすべてのコースを含む。
【００７３】
説明を容易にするために、図3において、縁部310は、実質的に真っ直ぐである。さらに、縁部310は、境界投影線306に実質的に平行である。したがって、距離318は、境界投影線306の全体にわたって実質的に一定である。境界投影線306に沿った任意の点における距離318を表す値は、境界投影線306に沿った距離318を表す任意の他の値と実質的に同じであり得る。さらに、距離318を表す値を形成するための境界投影線306に沿った測定値の平均は、測定値のいずれかと実質的に同じである。
【００７４】
しかし、縁部310は、複合材料の種類、自動材料配置ヘッドの種類、および所望の形状に応じて、任意の種類の形状をとることができる。他の図示されていない例示的な例において、縁部310は、任意の望ましい形状を有することができる。他の例示的な例において、縁部310と境界投影線306との間の距離318は、境界投影線306の全体にわたって実質的に一定でなくてもよい。例えば、縁部310は、斜めでも、湾曲していても、ちりめん状（crenulated）でも、階段状でも、角度を有していても、あるいは任意の他の形状を有していてもよい。
【００７５】
いくつかの例示的な例においては、距離318について複数の測定を行うことができる。距離318の複数の測定値の各々は、しきい値と比較した距離318を表す値であってよい。しきい値を、製造における既知の変動に基づいて選択することができる。しきい値は、縁部310の形状を考慮に入れるために、境界投影線306に沿った測定位置に応じて変化してもよい。
【００７６】
他の例示的な例においては、距離318の複数の測定値を平均して、距離318を表す値を形成することができる。距離318を表すこの値が、しきい値と比較される。しきい値は、縁部310の形状に起因して縁部310に沿って予想される変動を、考慮に入れることができる。
【００７７】
ここで図4を参照すると、プライに対して配置されたレーザ線および境界投影線の図が、例示的な実施形態に従って示されている。図400において、プライ402は、図1のプライ106の物理的な実現である。プライ402に対して配置されたレーザ線404および境界投影線406は、図1のレーザ線126および境界投影線118の物理的な実現である。
【００７８】
プライ402のコース408が、自動材料配置ヘッド（図示せず）によって敷設されている。図400において、境界投影線406は、部品412のコース408の縁部410の少なくとも一部分の所望の位置を表す。
【００７９】
この例示的な例において、境界投影線406の長さ414は、プライ402のコース408の幅416と同じである。他の図示されていない例において、長さ414は、プライ402のコース408の幅416より大きくても、小さくてもよい。境界投影線406の長さ414は、レーザ検査システムのカメラシステムによって取得される境界投影線406の画像が、コース408の縁部410から境界投影線406までの距離418の測定を実行するうえで充分な明るさであるように選択される。
【００８０】
図示のとおり、レーザ線404は、複数のレーザ線420のうちの1つである。複数のレーザ線420の位置、サイズ、および間隔は、さまざまであってよい。他の例示的な例において、複数のレーザ線は、図示の複数のレーザ線420とは異なっていてもよい。
【００８１】
コース408の縁部410と境界投影線406との間の距離418を表す値は、境界投影線406の画像の組を使用して決定される。図示のとおり、コース408は、境界投影線406よりも長い。
【００８２】
距離418を表す値は、正である。いくつかの例示的な例において、距離418を表す値は、絶対値である。
【００８３】
距離418を表す値が、しきい値と比較される。しきい値は、正の値である。
【００８４】
いくつかの例示的な例において、しきい値は、所望よりも長い縁部410の位置の間の距離についての許容可能な最も外側の値であってよい。これらの例示的な例において、しきい値は、許容誤差の幅のしきい値であってよい。許容誤差の幅は、しきい値と第2のしきい値との間の領域であってよい。第2のしきい値は、負の数であり、所望よりも短いコースと所望の位置との間の差異についての許容可能な最も外側の値を表す。値が絶対値である場合、しきい値は、所望の位置よりも長いコースまたは所望の位置よりも短いコースに適用される。
【００８５】
距離418を表す値がしきい値を下回る場合、距離418は、コース408の縁部410の位置の許容可能な変化である。距離418を表す値がしきい値を上回る場合、距離418は、コース408の縁部410の位置の許容不可能な変化と考えられる。距離418を表す値がしきい値を上回る場合、コース408を手直しすることができる。
【００８６】
コース408は、プライ402における第1のコースであるとして示されているが、コース408は、プライ402内の任意の望ましい位置を有することができる。さらに、境界投影線406の画像の組を、コース408の敷設に関して任意の所望の時点において取得することができる。例えば、画像の組を、コース408の敷設の直後に取得することができる。
【００８７】
別の例においては、画像の組を、コース408を含む複数のコースを敷設した後に取得することができる。例えば、コース408の画像の組の取得を、複数のコースの検査ステップの一部として行うことができる。複数のコースは、任意の望ましい数のコースであってよい。いくつかの例において、複数のコースは、プライ402内のすべてのコースを含む。
【００８８】
ここで図5を参照すると、プライに対して配置されたレーザ線および境界投影線の図が、例示的な実施形態に従って示されている。図500において、プライ502は、図1のプライ106の物理的な実現である。プライ502に対して配置されたレーザ線504および境界投影線506は、図1のレーザ線126および境界投影線118の物理的な実現である。
【００８９】
プライ502のコース508が、自動材料配置ヘッド（図示せず）によって敷設されている。図500において、境界投影線506は、部品512のコース508の縁部510の少なくとも一部分の所望の位置を表す。
【００９０】
この例示的な例において、境界投影線506の長さ514は、プライ502のコース508の幅516よりも短い。長さ514は、コース508の縁部510から境界投影線506までの距離518を決定するのに充分である。例えば、コース508の縁部510から境界投影線506までの距離518を表す値を、コース508の幅516の実質的に中央において決定することができる。境界投影線506の長さ514は、レーザ検査システムのカメラシステムによって取得される境界投影線506の画像が、コース508の縁部510から境界投影線506までの距離518の測定を実行するうえで充分な明るさであるように選択される。
【００９１】
図示のとおり、レーザ線504は、複数のレーザ線520のうちの1つである。複数のレーザ線520の位置、サイズ、および間隔は、さまざまであってよい。他の例示的な例において、複数のレーザ線は、図示のとおりの複数のレーザ線520とは異なっていてもよい。
【００９２】
コース508の縁部510と境界投影線506との間の距離518を表す値は、境界投影線506の画像の組を使用して決定される。図示のとおり、コース508は、境界投影線506よりも短い。
【００９３】
いくつかの例示的な例においては、コース508が境界投影線506よりも短いため、距離518を表す値は、負である。他の例示的な例において、距離518を表す値は、正である。これらの例示的な例において、距離518を表す値は、絶対値である。
【００９４】
距離518を表す値が、しきい値と比較される。いくつかの例示的な例において、しきい値は、正の値である。他の例示的な例において、しきい値は、負の値である。しきい値が負の値である場合、しきい値は、所望よりも短い縁部510の位置の間の距離についての許容可能な最も外側の値であってよい。値が、負の値を有するしきい値を下回る場合、縁部510は、許容不可能なほどに短いと考えられる。距離518を表す値がしきい値を下回る場合、距離518は、コース508の縁部510の位置の許容不可能な変化と考えられる。距離518を表す値がしきい値を下回る場合、コース508を手直しすることができる。
【００９５】
しきい値が負の数である場合、しきい値は、許容誤差の幅の一部分であってよい。許容誤差の幅は、しきい値と第2のしきい値との間の領域であってよい。第2のしきい値は、正の数であり、所望よりも長いコースと所望の位置との間の差異についての許容可能な最も外側の値を表す。
【００９６】
しきい値と第2のしきい値との間の値を、許容誤差の幅の範囲内にあると述べることができる。許容誤差の幅の範囲内の値は、縁部510について許容可能な位置を表す。許容誤差の幅が提示されたとき、距離518を表す値を、しきい値および第2のしきい値の両方と比較することができる。
【００９７】
いくつかの例示的な例において、距離518を表す値は、絶対値である。値が絶対値である場合、しきい値は、正の数である。これらの例示的な例において、距離518を表す値がしきい値を下回る場合、距離518は、コース508の縁部510の位置の許容可能な変化である。距離518を表す値がしきい値を上回る場合、距離518は、コース508の縁部510の位置の許容不可能な変化と考えられる。距離518を表す値がしきい値を上回る場合、コース508を手直しすることができる。
【００９８】
コース508は、プライ502における第1のコースであるとして示されているが、コース508は、プライ502内の任意の望ましい位置を有することができる。さらに、境界投影線506の画像の組を、コース508の敷設に関して任意の所望の時点において取得することができる。例えば、画像の組を、コース508の敷設の直後に取得することができる。
【００９９】
別の例においては、画像の組を、コース508を含む複数のコースを敷設した後に取得することができる。例えば、コース508の画像の組を、複数のコースの検査ステップの一部として取得することができる。複数のコースは、任意の望ましい数のコースであってよい。いくつかの例において、複数のコースは、プライ502内のすべてのコースを含む。
【０１００】
ここで図6を参照すると、プライに対して配置されたレーザ線および境界投影線の図が、例示的な実施形態に従って示されている。図600において、プライ602は、図1のプライ106の物理的な実現である。プライ602に対して配置されたレーザ線604および境界投影線606は、図1のレーザ線126および境界投影線118の物理的な実現である。
【０１０１】
プライ602のコース608および第2のコース609が、自動材料配置ヘッド（図示せず）によって敷設されている。図600において、境界投影線606は、部品612のコース608の縁部610および第2のコース609の縁部611の少なくとも一部分の所望の位置を表す。
【０１０２】
この例示的な例において、境界投影線606の長さ614は、プライ602のコース608の幅616および第2のコース609の幅617の合計と同じである。境界投影線606の長さ614は、レーザ検査システムのカメラシステムによって取得される境界投影線606の画像が、第2のコース609の縁部611から境界投影線606までの距離618の測定を実行するうえで充分な明るさであるように選択される。
【０１０３】
図示のとおり、レーザ線604は、複数のレーザ線620のうちの1つである。複数のレーザ線620の位置、サイズ、および間隔は、さまざまであってよい。他の例示的な例において、複数のレーザ線は、図示のとおりの複数のレーザ線620とは異なっていてもよい。
【０１０４】
第2のコース609の縁部611と境界投影線606との間の距離618を表す値は、境界投影線606の画像の組を使用して決定される。図示のとおり、コース608は、所望の長さであり、第2のコース609は、境界投影線606よりも短い。距離618を表す値は、しきい値と比較される。
【０１０５】
図3〜図5に関して上述したように、しきい値は、正の数または負の数であってよい。さらに、第2のコース609が境界投影線606よりも短いため、距離618を表す値を、絶対値または負の値として表すことができる。
【０１０６】
一般に、上述のように、値が負のしきい値を下回る場合、その値は、許容不可能であると考えられる。一般に、上述のように、値が正の値であり、正のしきい値を下回る場合、その値は、許容可能であると考えられる。
【０１０７】
第2のコース609は、プライ602における第2のコースであるとして示されているが、第2のコース609は、プライ602内の任意の望ましい位置を有することができる。さらに、境界投影線606の画像の組を、コース608および第2のコース609の敷設に関して任意の所望の時点において取得することができる。例えば、コース608の画像の組を、コース608の敷設の直後に取得することができ、第2のコース609の画像の組を、第2のコース609の敷設の直後に取得することができる。
【０１０８】
別の例においては、コース608および第2のコース609の画像の組を、コース608および第2のコース609を敷設した後に撮影することができる。例えば、コース608の画像の組が取得され、その後に自動材料配置ヘッドが方向622に移動させられ、第2のコース609の画像の組が取得される。
【０１０９】
方向622は、複合材料を敷設する際の自動材料配置ヘッドの移動に対して垂直である。説明を分かり易くするために、方向622を、横方向と呼ぶことができる。方向622は、コース608および第2のコース609の長さに対して横方向である。
【０１１０】
さらに別の例では、複数のコースの画像の組を、複数のコースの検査ステップの一部として取得することができる。複数のコースは、任意の望ましい数のコースであってよい。いくつかの例において、複数のコースは、プライ602内のすべてのコースを含む。
【０１１１】
図3〜図6における例示は、例示的な実施形態を実施できるやり方について、物理的または構造的な限定を意味するものではない。説明を容易にするために、図3〜図6において、縁部310、縁部410、縁部510、縁部610、および縁部611は、実質的に直線である。しかしながら、縁部310、縁部410、縁部510、縁部610、および縁部611の各々は、複合材料の種類、自動材料配置ヘッドの種類、および所望の形状に応じて、任意の種類の形状をとることができる。縁部310、縁部410、縁部510、縁部610、または縁部611のいずれかに対するそれぞれのしきい値は、図3を参照して上述したように、それぞれの縁部の形状を考慮に入れることができる。
【０１１２】
さらに、縁部310、縁部410、縁部510、縁部610、および縁部611の各々が「端縁」として示されているが、図3〜図6の開始縁部も、例示的な例に従って検査することができる。いくつかの例示的な例においては、図3〜図6におけるコースの開始縁部を、コースを敷設しているときに検査することができる。他の例示的な例においては、図3〜図6のコースの開始縁部を、それぞれのプライのすべての所望のコースを敷設した後に検査することができる。
【０１１３】
ここで図7を参照すると、プライの縁部、レーザ線、および境界投影線の画像の図が、例示的な実施形態に従って示されている。画像700は、図1の画像の組142の物理的な実現であってよい。画像700は、図4における図400の画像の組であってよい。
【０１１４】
画像700を、図1のフィルタ154などのフィルタを使用して生成することができる。フィルタを、図4のレーザ線404および境界投影線406を画像700においてより良好に眺めるために適用することができる。いくつかの例においては、フィルタを、図4の部品412の一部分を画像700から取り除くために適用することができる。
【０１１５】
画像700は、複数のレーザ線704のうちのレーザ線702を含む。レーザ線702は、レーザ線404のフィルタ処理後の画像表現である。境界投影線706は、境界投影線406のフィルタ処理後の画像表現である。図示のとおり、境界投影線706は、輪郭である。他の例示的な例において、境界投影線706は、任意の望ましい形態をとることができる。例えば、境界投影線706は、輪郭よりもむしろ実線であってよい。いくつかの例示的な例においては、境界投影線706によって形成される輪郭の内側に、陰影が存在してもよい。
【０１１６】
境界投影線706の外観は、境界投影線406の特性または画像700に適用される画像処理の少なくとも1つによって影響される。例えば、境界投影線706の外観は、境界投影線406の太さ、画像700を生成するために適用されるフィルタ、および境界投影線406を生成するレーザドットの移動速度によって影響され得る。
【０１１７】
図示のとおり、プライ710の縁部708は、複数のレーザ線704を突破する。複数のレーザ線704は、プライ710の縁部708の突破ゆえに揺れ動く。
【０１１８】
縁部708と境界投影線706との間の距離を表す値を、任意の所望のやり方で、境界投影線706に沿った任意の所望の位置における任意の所望の数の測定値から、決定することができる。いくつかの例示的な例においては、縁部708と境界投影線706との間の距離の測定を、境界投影線706上の選択された位置において実行することができる。例えば、縁部708と境界投影線706との間の距離の測定を、境界投影線706の開始点、境界投影線706の終了点、境界投影線706の中心点、または境界投影線706の任意の他の望ましい位置において行うことができる。
【０１１９】
別の例示的な例においては、縁部708と境界投影線706との間の距離の測定を、複数のレーザ線704のうちの少なくとも1つに対して選択された位置において実行することができる。例えば、縁部708と境界投影線706との間の距離の測定を、複数のレーザ線704のうちの1つのそれぞれの揺れの始まりにおいて実行することができる。別の例として、縁部708と境界投影線706との間の距離の測定を、複数のレーザ線704のうちの2つのレーザ線の間の中間点において実行することができる。
【０１２０】
またさらなる例示的な例においては、縁部708と境界投影線706との間の距離の測定を、測定されるプライ710のコースに対する位置において実行することができる。例えば、縁部708と境界投影線706との間の距離の測定を、コースの第1の側、コースの第2の側、コースの中間点、またはコースの縁部708に沿った任意の他の望ましい点において実行することができる。
【０１２１】
ここで図8を参照すると、プライの縁部、レーザ線、および境界投影線の画像の図が、例示的な実施形態に従って示されている。図800は、画像700のうちの図7の囲み8の内側の部分の図である。
【０１２２】
図1のコンピュータシステム158などのコンピュータシステムが、画像700の画像解析を実行する。画像700の画像解析は、縁部708から境界投影線706までの距離を表す値を決定するために使用される。以下の説明は、画像700などの画像の組について実行することができる画像解析の種類の一例（ただし、これに限られるわけではない）に過ぎない。
【０１２３】
図示の例示的な例において、縁部708からの距離の測定は、境界投影線706の中心点801で行われる。プライ710の縁部708の下方に示されている境界投影線706の中心点801が、決定される。中心点801を、エッジ検出アルゴリズムを使用して境界投影線706の内側および外側のエッジを見つけ出し、次いで中間点を特定することによって決定することができる。境界投影線706の斜めかつ不規則な外観は、短くされたレーザ投影線の広がりに起因する。いくつかの例示的な例において、境界投影線706は、むしろより規則的な外観を有するかもしれない。
【０１２４】
垂直線802は、複数のレーザ線704のサブセットである。垂直線802は、レーザビームの投影線である。いくつかの例示的な例において、垂直線802は、赤色検出レーザの投影線である。垂直線802の揺れ803が、各々の垂直線802がプライ710の縁部708を突破するときに発生する。揺れ803により、垂直線802の各々の垂直線は、2つの部位として現れるようになり、一方の部位は縁部708の下方にあり、第2の部位は横方向にずれて縁部708の上方にある。
【０１２５】
図示されているとおり、プライ710の縁部708の上方において、垂直線802の各々は、四角で囲まれ、色分けされている。コンピュータシステム上の視覚システムソフトウェアが、垂直線802の各々のレーザ線と、そのプライ710の縁部708との正確な交点とを識別する。例えば、レーザ線702の部位804は、交点805において縁部708と交差する。別の例として、レーザ線806は、交点808において縁部708と交差する。次いで、直線810が、これらの突破点または交点に回帰的に当てはめられる。次に、この回帰線、すなわち直線810に垂直な直線812が、境界投影線706の中心点801と交差するまで延伸させられ、次いで直線812の長さ814が計算される。このプロセスを、回帰線、すなわち直線810に沿ったいくつかの点において実行することができる。プロセスが直線810に沿ったいくつかの点において実行される場合、境界の誤差、すなわち縁部708と境界投影線706との間の距離を表す値を、これらの延伸長の平均として定義することができる。例えば、縁部708と境界投影線706との間の距離を表す値は、直線812の長さ814と直線818の長さ816との平均であってよい。いくつかの例示的な例において、縁部708と境界投影線706との間の距離を表す値は、複数のレーザ線704の各々のレーザ線の長さの平均であってよい。
【０１２６】
ここで図9を参照すると、コースを敷設中のレーザ検査システムを備えた自動材料配置ヘッドの図が、例示的な実施形態に従って示されている。自動材料配置ヘッド900は、図1の自動材料配置ヘッド110の概略図である。境界投影線902が、図1の境界投影線118の物理的な実現である。
【０１２７】
図906において、レーザ検査システム908および可動ターゲット910が、自動材料配置ヘッド900に接続されている。図示のとおり、自動材料配置ヘッド900が、複合材料のコース912を敷設している。複合材料のコース912を敷設するために、自動材料配置ヘッド900は、方向914に移動する。
【０１２８】
レーザ検査システム908は、レーザビームを複合材料の敷設時の自動材料配置ヘッド900の動きに平行なレーザ線へと投影するように構成されている。レーザ線は、方向914に平行である。説明を分かり易くするために、方向914を、長手方向と表すことができる。この長手方向は、コース912の長さに関連している。したがって、レーザ検査システム908は、複合材料のコース912の長さに関する長手方向に平行なレーザ線へとレーザビームを投影するように構成される。
【０１２９】
図示のとおり、可動ターゲット910は、境界投影線902を通過している。境界投影線902は、コース912の縁部がコース912の望ましい位置の許容誤差の範囲内にあるかどうかを判断するために使用される。
【０１３０】
可動ターゲット910を、可動ターゲット910、境界投影線902、またはレーザ検査システム908のうちの少なくとも1つの機能をトリガするために使用することができる。例えば、可動ターゲット910が境界投影線902を横断した後に、境界投影線902の投影を中止することができる。いくつかの例示的な例においては、境界投影線902の投影が中止されたときに、図1のいくつかの境界投影線146のうちの別の境界投影線を投影することができる。別の例においては、可動ターゲット910が境界投影線902を横断した後に、レーザ検査システム908をトリガして、画像の組を取得することができる。別の例示的な例においては、可動ターゲット910が境界投影線902を横断した後に、可動ターゲット910を、自動材料配置ヘッド900が第2のコースを敷設すべく移動するときに可動ターゲット910が境界投影線902を横断しないように、回転させることができる。
【０１３１】
図示のとおり、境界投影線902の長さ916は、コース912の幅918よりも大きい。境界投影線902は、コース912および敷設される第2のコースの縁部の表現であってよい。
【０１３２】
ここで図10を参照すると、第2のコースを敷設中のレーザ検査システムを備えた自動材料配置ヘッドの図が、例示的な実施形態に従って示されている。図1000は、コース912を敷設した後の図9の自動材料配置ヘッド900の図である。自動材料配置ヘッド900は、複合材料の第2のコースを敷設するように移動させられている。境界投影線902は、依然として投影されている。
【０１３３】
ここで図11を参照すると、第2のコースを敷設中のレーザ検査システムを備えた自動材料配置ヘッドの図が、例示的な実施形態に従って示されている。図1100において、第2のコース1102が、自動材料配置ヘッド900によって敷設されている。図1100において、可動ターゲット910は、境界投影線902を再び横切っている。境界投影線902は、第2のコース1102の縁部が、第2のコース1102の望ましい位置の許容誤差の範囲内にあるかどうかを判断するために使用される。
【０１３４】
境界投影線902は、第2のコース1102を過ぎて延びてはいない。したがって、境界投影線902を、コース912または第2のコース1102以外の他のコースの縁部を検証するために使用することはできない。将来のコースの縁部を測定するためには、第2の境界投影線を投影しなければならない。
【０１３５】
図1100の後に、境界投影線902は、もはや投影されない。図1100の後に、第2の境界投影線が、投影される。境界投影線902の投影の中止および第2の境界投影線の投影の開始を、任意の望ましい動作によってトリガすることができる。例示的な一例においては、可動ターゲット910の位置がトリガであってよい。別の例示的な例として、自動材料配置ヘッド900のための指令の一部分が、トリガであってよい。例えば、自動材料配置ヘッド900に命令を送るコントローラーが、図1のレーザプロジェクタ114などのレーザプロジェクタに指令を送ることもできる。さらに別の例においては、オペレータが、第2の境界投影線の投影をトリガすることができる。任意の他の望ましい種類のトリガを使用して、境界投影線902の投影を中止させ、第2の境界投影線の投影を開始することができる。
【０１３６】
図2〜図11に示した種々の構成要素を、図1の構成要素と組み合わせることができ、図1の構成要素とともに使用することができ、あるいは両者の組み合わせであってよい。さらに、図2〜図11における構成要素のいくつかは、図1にブロックの形態で示した構成要素をどのように物理的な構造物として実現できるかについての例示的な例であってよい。
【０１３７】
ここで図12を参照すると、プライ内のコースの境界を測定するための方法のフローチャートの図解が、例示的な実施形態に従って示されている。プロセス1200を、図1のコース120を敷設および検査するために使用することができる。プロセス1200は、図1の自動材料配置ヘッド110およびレーザ検査システム116を含むシステム112を使用することができる。プロセス1200を、図2の製造環境200において行うことができる。プロセス1200を、図2のコース308、図4のコース408、図5のコース508、または図6の第2のコース609のうちの少なくとも1つについて実行することができる。プロセス1200は、図7の画像700を生成し、解析することができる。プロセス1200を、図9〜図11の自動材料配置ヘッド900およびレーザ検査システム908によって実施することができる。
【０１３８】
プロセス1200は、自動材料配置ヘッドを使用して、複合材料のコースを部品へと敷設する（動作1202）。プロセス1200は、部品へと境界投影線を投影する（動作1204）。いくつかの例示的な例において、境界投影線は、部品の複合材料の少なくとも1つのコースの縁部の少なくとも一部分の所望の位置を表す。いくつかの例示的な例において、境界投影線は、コースの幅よりも短い。他の例示的な例において、境界投影線は、コースの幅よりも長く、コースを含むプライの幅よりも短い。
【０１３９】
プロセス1200は、自動材料配置ヘッドに接続されたレーザ検査システムによって、レーザビームを線へと投影し、レーザ線は、複合材料のコースを敷設する際の自動材料配置ヘッドの動きに平行である（動作1206）。プロセス1200は、コースの縁部および境界投影線に重なるレーザ線の画像の組を取得する（動作1208）。いくつかの例示的な例において、画像の組の取得は、複合材料の次のコースを敷設する前に行われる。いくつかの例示的な例において、画像の組の取得は、このコースを含むプライのすべてのコースを検査する検査ステップにおいて行われる。
【０１４０】
プロセス1200は、画像の組を使用して、境界投影線とコースの縁部との間の距離を表す値が、しきい値を下回るかどうかを判定する（動作1210）。その後に、プロセスは終了する。
【０１４１】
距離を表す値がしきい値を下回るかどうかを判定することによって、コースの縁部が所望の位置の許容誤差の範囲内にあるかどうかを、判定することができる。値が負のしきい値を下回る場合、その値は、許容不可能であると考えられる。値が正の値であり、正のしきい値を下回る場合、その値は、許容可能であると考えられる。
【０１４２】
値が負の値であり、正のしきい値を下回る場合、正のしきい値は、許容誤差の幅の一部である可能性がある。いくつかの例示的な例においては、値が負の値であり、正のしきい値と比較される場合、その値は、許容誤差の幅の負のしきい値とも比較される。
【０１４３】
ここで図13を参照すると、プライの境界を測定するための方法のフローチャートの図解が、例示的な実施形態に従って示されている。プロセス1300を使用して、図1のコース120を敷設および検査することができる。プロセス1300は、図1の自動材料配置ヘッド110およびレーザ検査システム116を含むシステム112を使用することができる。プロセス1300を、図2の製造環境200において行うことができる。プロセス1300を、図2のコース308、図4のコース408、図5のコース508、または図6の第2のコース609のうちの少なくとも1つについて実行することができる。プロセス1300は、図7の画像700を生成し、解析することができる。プロセス1300を、図9〜図11の自動材料配置ヘッド900およびレーザ検査システム908によって実施することができる。
【０１４４】
プロセス1300は、自動材料配置ヘッドを使用して、複合材料の複数のコースを部品へと敷設する（動作1302）。プロセス1300は、部品へといくつかの境界投影線を順次投影する（動作1304）。プロセス1300は、複数のコースの各コースについて画像の組を取得し、画像の各組は、それぞれのコースの縁部の画像の組であり、画像の各組は、いくつかの境界投影線のうちのそれぞれの境界投影線と、それぞれのコースの縁部に対して垂直に投影され、それぞれのコースの縁部に重なるレーザ線とを含む（動作1306）。
【０１４５】
いくつかの例示的な例において、プロセス1300の動作は、同時に実行されてもよい。いくつかの例示的な例において、画像の各組は、それぞれのコースの敷設後かつ次のコースの敷設前に取得される。これらの例示的な例において、プロセス1300は、それぞれのコースが敷設されるときに、それぞれの境界投影線を投影することができる。
【０１４６】
他の例示的な例においては、画像の組の各々が、複数のコースのすべてが敷設された後に取得される。これらの例示的な例において、プロセス1300は、部品へといくつかの境界投影線を順次投影しつつ、複数のコースの各コースについて画像の組を取得する。
【０１４７】
プロセス1300は、画像の組を使用して、複数のコースの各々のコースについて、それぞれのコースの縁部とそれぞれの境界投影線との間の距離を表す値を決定する（動作1308）。その後に、プロセスは終了する。いくつかの例示的な例において、いくつかの境界投影線のうちの各々の境界投影線は、複合材料の単一のコースの縁部の少なくとも一部分の所望の位置を表し、各々の境界投影線は、複数のコースを含むプライの縁部よりも短い。
【０１４８】
種々の図示の実施形態におけるフロー図およびブロック図は、例示的な実施形態における装置および方法のいくつかの考えられる実施例の構造、機能、および動作を示している。この点に関し、フロー図またはブロック図における各ブロックは、モジュール、セグメント、機能、ならびに／あるいは動作または工程の一部分を表すことができる。
【０１４９】
例示的な実施形態のいくつかの代案の実施例において、ブロックにて示された1つ以上の機能は、図に示された順序とは異なる順序で生じてもよい。例えば、いくつかの場合に、続けて示されている2つのブロックを、実質的に同時に実行することができ、あるいは関係する機能に応じて、ブロックが場合によっては逆順で実行されてもよい。また、フロー図またはブロック図に示されたブロックに加えて、他のブロックが追加されてもよい。
【０１５０】
いくつかの例示的な例において、プロセス1200は、自動材料配置ヘッドを使用して部品へと複合材料の第2のコースを敷設することをさらに含み、画像の組の取得は、第2のコースを敷設した後に行われる。いくつかの例示的な例において、プロセス1200は、画像の組を取得した後に境界投影線の投影を中止し、第2の境界投影線を部品へと投影し、第2のコースの縁部および第2の境界投影線に重なるレーザ線の画像の第2の組を取得することをさらに含む。
【０１５１】
次に図14に目を向けると、ブロック図の形態のデータ処理システムの図が、例示的な実施形態に従って示されている。データ処理システム1400を使用して、図1のコンピュータシステム158を実現することができる。図示のとおり、データ処理システム1400は、プロセッサーユニット1404と、記憶装置1406と、通信ユニット1408と、入力／出力ユニット1410と、表示装置1412との間の通信を提供する通信フレームワーク1402を備えている。いくつかの場合には、通信フレームワーク1402を、バスシステムとして実現することができる。
【０１５２】
プロセッサーユニット1404は、いくつかの動作を実行するためにソフトウェアのための命令を実行するように構成される。プロセッサーユニット1404は、実施例に応じて、いくつかのプロセッサー、マルチプロセッサーコア、および／または何らかの他の適切な種類のプロセッサーを備えることができる。いくつかの場合において、プロセッサーユニット1404は、回路システム、特定用途向け集積回路（ASIC）、プログラマブル論理素子、または何らかの他の適切な種類のハードウェアユニットなど、ハードウェアユニットの形態をとることができる。
【０１５３】
プロセッサーユニット1404によって実行されるオペレーティングシステム、アプリケーション、およびプログラムのための命令は、記憶装置1406に位置することができる。記憶装置1406は、通信フレームワーク1402を介してプロセッサーユニット1404と通信することができる。本明細書において使用されるとき、記憶装置は、コンピュータ可読記憶装置とも称されるが、一時的および／または恒久的なやり方で情報を記憶することができる任意のハードウェアである。この情報は、これらに限られるわけではないが、データ、プログラムコード、および／または他の種類の情報を含むことができる。
【０１５４】
メモリ1414および永続的な記憶部1416が、記憶装置1406の例である。メモリ1414は、例えば、ランダムアクセスメモリあるいは何らかの種類の揮発または不揮発記憶装置の形態をとることができる。永続的な記憶部1416は、任意のいくつかの構成要素または装置を備えることができる。例えば、永続的な記憶部1416は、ハードドライブ、フラッシュメモリドライブ、書き換え可能な光ディスク、書き換え可能な磁気テープ、または以上の何らかの組み合わせを備えることができる。永続的な記憶部1416によって使用される媒体は、取り出し可能であっても、取り出し可能でなくてもよい。
【０１５５】
通信ユニット1408は、データ処理システム1400が他のデータ処理システムおよび／または装置と通信することを可能にする。通信ユニット1408は、物理的な通信リンクおよび／または無線通信リンクを使用して通信をもたらすことができる。
【０１５６】
入力／出力ユニット1410は、データ処理システム1400に接続された他の装置からの入力の受信、およびそのような装置への出力の送信を可能にする。例えば、入力／出力ユニット1410は、キーボード、マウス、および／または何らかの他の種類の入力装置を通じてユーザの入力を受信することを可能にすることができる。別の例として、入力／出力ユニット1410は、データ処理システム1400に接続されたプリンタへの出力の送信を可能にすることができる。
【０１５７】
表示装置1412は、情報をユーザへと表示するように構成される。表示装置1412は、例えば、これらに限られるわけではないが、モニタ、タッチ式画面、レーザディスプレイ、ホログラフィックディスプレイ、仮想ディスプレイ装置、および／または何らかの他の種類のディスプレイ装置を備えることができる。
【０１５８】
この例示的な例において、種々の例示的な実施形態のプロセスを、コンピュータによって実行される命令を使用してプロセッサーユニット1404によって実行することができる。それらの命令を、プログラムコード、コンピュータ使用可能プログラムコード、またはコンピュータ可読プログラムコードと称することができ、プロセッサーユニット1404内の1つ以上のプロセッサーによって読み取って実行することができる。
【０１５９】
これらの例において、プログラムコード1418は、選択的に取り出すことができるコンピュータ可読媒体1420上に関数形式で位置し、プロセッサーユニット1404による実行のためにデータ処理システム1400にロードまたは転送されてよい。プログラムコード1418およびコンピュータ可読媒体1420が合わさって、コンピュータプログラム製品1422を形成する。この例示的な例において、コンピュータ可読媒体1420は、コンピュータ可読記憶媒体1424またはコンピュータ可読信号媒体1426であってよい。
【０１６０】
コンピュータ可読記憶媒体1424は、プログラムコード1418を伝播させ、あるいは伝達する媒体よりもむしろ、プログラムコード1418の保存に使用される物理的または有形の記憶装置である。コンピュータ可読記憶媒体1424は、例えば、これらに限られるわけではないが、光または磁気ディスク、あるいはデータ処理システム1400に接続される永続的な記憶装置であってよい。
【０１６１】
あるいは、プログラムコード1418を、コンピュータ可読信号媒体1426を使用してデータ処理システム1400に伝えることができる。コンピュータ可読信号媒体1426は、例えば、プログラムコード1418を含んでいる伝播データ信号であってよい。このデータ信号は、電磁信号、光信号、ならびに／あるいは物理的な通信リンクおよび／または無線通信リンクを介して伝送され得る何らかの他の種類の信号であってよい。
【０１６２】
図14におけるデータ処理システム1400の説明は、例示的な実施形態を実行できるやり方に構造的な限定をもたらそうとするものではない。種々の例示的な実施形態を、いくつかの構成要素をデータ処理システム1400に関して説明した構成要素に加えて含み、あるいはそのような構成要素に代えて含むデータ処理システムにおいて、実行することが可能である。さらに、図14に示した構成要素は、図示の例示的な例から変更されてもよい。
【０１６３】
例示的な例は、プライの境界の測定を実行するための方法および装置を提供する。いくつかの例示的な例において、この方法は、自動化された繊維およびテープ配置プロセスによって敷設される複合材料のプライについてプライの境界の測定を実行するインプロセス（in−process）の視覚に基づく方法である。インプロセスであることにより、この方法は、別途の検査工程においてではなく、複合材料の敷設の最中に実施される。他の例示的な例においては、プライの境界の測定を、別途の検査工程において実行してもよい。
【０１６４】
この方法がインプロセスである場合、設備は配置装置のヘッドに搭載され、測定は、トウの切断の直後の各々のコースの敷設の完了時に行われる。この測定値は、切断されたトウの縁部からレーザによって投影された境界投影線までの距離である。
【０１６５】
例示的な例は、投影される境界投影線について、視覚に基づく技術による検出が従来からの境界投影線よりも容易であるより短い線へのインプロセス自動シフトを使用する。より短い境界投影線は、視覚に基づくインプロセス検査システムによるプライの境界の測定を可能にする。視覚に基づくインプロセス検査システムは、レーザ線プロジェクタを含むことができる。
【０１６６】
従来からの視覚システムにおいては、レーザ線は、配置ヘッドの移動に対して垂直に投影される。例示的な例においては、レーザ線が、配置ヘッドの移動に平行に投影される。
【０１６７】
プログラムされた境界投影線を表示するために、レーザプロジェクタは、最初に、指定されたターゲットの組のすべての位置を突き止めることによって、部品へと配向させられる。製造の実務において、この配向は、製造マンドレルまたはツールが配置装置内の位置へとクロックされた後に実行される。材料の配置の開始前に、レーザプロジェクタは、ツールおよび配置装置の両方に位置する一連のターゲットへの完全な自己整列を実行する。
【０１６８】
レーザ線は、境界投影線および実際のプライの縁部の両方を横切る。いくつかの例示的な例において、レーザ線は、境界投影線および実際のプライの縁部の両方を横切る赤色検出レーザビームである。レーザ線は、交点を確立させ、公称からのプライの境界の変化を明らかにするための基礎を提供する。例示においては、境界投影線が不動の線として示されているが、実際には、線は、レーザ投影システムによって制御された光の移動または「飛行」ドットである。線が、遅いシャッタースピードのカメラによって捕捉されると考えられる一方で、ぼやけたドットまたは飛ぶ（flying）ドットが、視覚システムのカメラのより速いシャッタースピードによって捕捉されると考えられる。
【０１６９】
従来からのプロセスにおいては、画像の捕捉のタイミングおよびドットの位置に応じて、検出レーザが、境界投影線の最も暗い部分と交差する可能性がある。例示的な例においては、測定可能な交点を可能にするために、境界投影線を、充分な明るさを有するセグメント長へと短縮した。
【０１７０】
材料の配置を自動化して製造される複合材料製の構造物において、プライについてのすべての境界投影線が、モデルに基づく設計（MBD）における公称のプライ寸法値から取得され、その構造物に関するパッケージとして、レーザプロジェクタ用にプログラムされる。従来からの検査については、各々の個別のプライが、そのパッケージの1つの「レイヤ」である境界投影線を有する。従来からの検査においては、各々のプライが完成し、境界が検査可能な状態になると、適切な境界投影線が、部品番号およびレイヤを特定することによって呼び出される。
【０１７１】
既存のインプロセス検査手順の一部としての視覚システムによる検査に適したプライ境界を作成するために、新たなレイヤがプログラムされ、境界投影線パッケージに追加される。各々の新たなレイヤは、プライの終わりにおける境界の測定がプライの各々のコースについて得られるような任意の望ましい長さを有する短い直線セグメントである。さらに、望ましい長さは、赤色視覚系レーザとの交点および実際のプライ縁部への近接を撮像および検出可能にする充分な明るさとなるように選択される。いくつかの例において、各々の新たなレイヤは、敷設される材料のコースの幅よりもわずかに長い。加えて、視覚システムのカメラの露光時間を、移動する配置ヘッドにおけるインプロセス検査に典型的に使用される値まで短くすることができる。
【０１７２】
配置装置のヘッドの一般的な構成は、図2および図9〜図11に示されている。レーザ検査システムは、圧密ローラーの上方かつわずかに後ろに位置する。レーザ検査システムのこの位置は、プロセスを妨げることなく、あるいは表面との衝突の恐れを生じさせることなく、材料のコースを、トウの欠落、トウのすき間、トウの重なり合い、および異物についてカメラで撮像して検査することを可能にする。
【０１７３】
反射レーザターゲットが、存在するのであれば、視覚システムの近くの延長部に取り付けられる。このレーザターゲットも、圧密ローラーの上方にあり、ターゲットが他のハードウェアよりも先に境界投影線を通過する限りにおいて、カメラの上方または片側に位置することができる。
【０１７４】
以下の説明は、レーザターゲットが製造中にレーザプロジェクタをどのようにトリガできるのかについての1つの例示的な例（ただし、これに限られるわけではない）である。この例示的な例において、レーザプロジェクタは、プライ全体のための境界投影線を投影することによって出発することができる。ターゲットが存在し、境界投影線を通過するとき、レーザプロジェクタは、第1のコースのための短縮された線である次のレイヤにシフトする。装置がトウを切断してコースを完了させると、視覚システムが測定を行う。コースの終わりにおけるヘッドの減速が、撮像および測定のための追加の時間をもたらす。
【０１７５】
配置ヘッドがホーム位置へと戻るとき、反射ターゲットが短縮された境界投影線を通過することが可能になり、次のレイヤである次のコースのための短縮された線への早期シフトが引き起こされる。ヘッドが次のコースの終わりに近づくと、ターゲットが線を通過することで、境界の測定を行うことができるよりも前に次のコースのレイヤへのシフトが生じる。このシフトを防止するために、ターゲット延長部は、ターゲットをレーザ線から離しておくために、ヘッドがホームに戻る前に引っ込み、あるいは少なくとも90度回転するように設計される。
【０１７６】
第1のコースの完了後に、ターゲット延長部は、視覚システムの側面に配置される。この側面配置は、ターゲットが次のレイヤへのシフトのために前のコースの短縮された線を捉えることを保証する。再配置の必要性は、各々の短縮された線の長さをコース1つ半の幅に等しくなるようにプログラミングすることによって緩和することができるが、コース幅に応じて、余分な長さは、線の明るさを低下させ、検出をより困難にする可能性もある。
【０１７７】
さらに、本開示は、以下の条項に記載されるとおりの実施例を含む。
【０１７８】
条項1．境界投影線を部品へと投影するレーザプロジェクタと、複合材料のコースを敷設する自動材料配置ヘッドと、自動材料配置ヘッドに接続されたレーザ検査システムとを備えており、レーザ検査システムは、複合材料の敷設における自動材料配置ヘッドの動きに平行なレーザ線へとレーザビームを投影するように構成されているシステム。
【０１７９】
条項2．レーザ検査システムは、コースの縁部および境界投影線に重なるレーザ線の画像の組を取得するカメラシステムをさらに備え、当該システムは、画像の組を使用してコースの縁部と境界投影線との間の距離を表す値を決定するコンピュータシステムをさらに備える、条項1に記載のシステム。
【０１８０】
条項3．レーザプロジェクタおよびレーザ検査システムは、異なる色のレーザビームを生成する、条項1に記載のシステム。
【０１８１】
条項4．レーザ検査システムは、カメラシステム、フィルタ、およびレーザのうちの少なくとも1つを備える、条項1に記載のシステム。
【０１８２】
条項5．フィルタは、レーザプロジェクタによって投影される境界投影線またはレーザ検査システムによって投影されるレーザビームの一方と同じ色である、条項4に記載のシステム。
【０１８３】
条項6．境界投影線は、コースの縁部の少なくとも一部分を含む、部品の複合材料の少なくとも1つのコースの縁部の少なくとも一部分の所望の位置を表す、条項1に記載のシステム。
【０１８４】
条項7．境界投影線の長さは、レーザ検査システムのカメラシステムによって取得される境界投影線の画像が、コースの縁部から境界投影線までの距離の測定の実行に充分な明るさであるように設定される、条項6に記載のシステム。
【０１８５】
条項8．自動材料配置ヘッドに接続された可動ターゲットをさらに備え、レーザプロジェクタは、可動ターゲットの位置に基づいて投影を変化させる、条項1に記載のシステム。
【０１８６】
条項9．自動材料配置ヘッドを使用して複合材料のコースを部品へと敷設するステップと、部品へと境界投影線を投影するステップと、自動材料配置ヘッドに接続されたレーザ検査システムによって、複合材料のコースの敷設における自動材料配置ヘッドの動きに平行なレーザ線へと、レーザビームを投影するステップと、コースの縁部および境界投影線に重なるレーザ線の画像の組を取得するステップと、画像の組を使用して、境界投影線とコースの縁部との間の距離を表す値がしきい値を下回るかどうかを判定するステップと、を含む方法。
【０１８７】
条項10．画像の組を取得するステップは、複合材料の次のコースの敷設よりも前に行われる、条項9に記載の方法。
【０１８８】
条項11．画像の組を取得するステップは、コースを含むプライのすべてのコースが検査される検査ステップにおいて行われる、条項9に記載の方法。
【０１８９】
条項12．自動材料配置ヘッドを使用して部品へと複合材料の第2のコースを敷設するステップをさらに含み、画像の組を取得するステップは、第2のコースの敷設後に行われる、条項9に記載の方法。
【０１９０】
条項13．境界投影線は、複合材料のコースの縁部の少なくとも一部分の所望の位置を表す、条項9に記載の方法。
【０１９１】
条項14．画像の組の取得後に境界投影線の投影を中止するステップと、第2の境界投影線を部品へと投影するステップと、第2のコースの縁部および第2の境界投影線に重なるレーザ線の画像の第2の組を取得するステップと、をさらに含む、条項13に記載の方法。
【０１９２】
条項15．境界投影線は、コースの幅よりも短い、条項13に記載の方法。
【０１９３】
条項16．境界投影線は、コースの幅よりも長く、コースを含むプライの幅よりも短い、条項13に記載の方法。
【０１９４】
条項17．自動材料配置ヘッドを使用して複合材料の複数のコースを部品へと敷設するステップと、部品へといくつかの境界投影線を順次投影するステップと、複数のコースの各コースについて画像の組を取得し、画像の各組は、それぞれのコースの縁部の画像の組であり、画像の各組は、いくつかの境界投影線のうちのそれぞれの境界投影線と、それぞれのコースに対して垂直に投影され、それぞれのコースの縁部に重なるレーザ線とを含むステップと、画像の組を使用して、複数のコースの各コースについて、それぞれのコースの縁部とそれぞれの境界投影線との間の距離を表す値を決定するステップと、を含む方法。
【０１９５】
条項18．画像の各組は、それぞれのコースの敷設後かつ次のコースの敷設前に取得される、条項17に記載の方法。
【０１９６】
条項19．画像の各組は、複数のコースのすべてが敷設された後に取得される、条項17に記載の方法。
【０１９７】
条項20．いくつかの境界投影線のうちの各々の境界投影線は、複合材料の1つのコースの縁部の少なくとも一部分所望の位置を表し、各々の境界投影線は、複数のコースを含むプライの縁部よりも短い、条項17に記載の方法。
【０１９８】
種々の例示的な実施形態の説明は、例示および説明の目的で提示されており、すべてを述べ尽くそうとするものでも、開示された形式の実施形態への限定を意図するものでもない。多数の変更および変種が、当業者にとって明らかであろう。さらに、種々の例示的な実施形態は、他の例示的な実施形態と比べて異なる特徴を提供してもよい。選択された1つ以上の実施形態は、実施形態の原理および実際の応用を最も上手く解説するとともに、種々の実施形態の開示を想定される個々の用途に適した種々の変更と併せて当業者にとって理解可能にするために、選択および説明されている。
【符号の説明】
【０１９９】
100  製造環境
102  部品
104  複数のプライ
106  プライ
108  複数のコース
110  自動材料配置ヘッド
111  複合材料
112  システム
114  レーザプロジェクタ
116  レーザ検査システム
118  境界投影線
120  コース
122  複合材料
124  レーザビーム
126  レーザ線
128  レーザビーム
130  縁部
132  縁部
134  次のコース
136  複合材料
137  第2のコース
138  幅
140  長さ
142  画像の組
144  カメラシステム
146  境界投影線
148  幅
150  色
152  色
154  フィルタ
156  レーザ
158  コンピュータシステム
159  値
160  可動ターゲット
200  製造環境
202  部品
204  自動材料配置ヘッド
206  複数のコース
208  複合材料
210  プライ
212  方向
214  レーザ検査システム
215  レーザ線
216  レーザプロジェクタ
218  境界投影線
300  図
302  プライ
304  レーザ線
306  境界投影線
308  コース
310  縁部
312  部品
314  （境界投影線の）長さ
316  （コースの）幅
318  （コースの縁部から境界投影線までの）距離
320  レーザ線
402  プライ
404  レーザ線
406  境界投影線
408  コース
410  縁部
412  部品
414  （境界投影線の）長さ
416  （コースの）幅
418  （コースの縁部から境界投影線までの）距離
420  レーザ線
502  プライ
504  レーザ線
506  境界投影線
508  コース
510  縁部
512  部品
514  （境界投影線の）長さ
516  （コースの）幅
518  （コースの縁部から境界投影線までの）距離
520  レーザ線
602  プライ
604  レーザ線
606  境界投影線
608  コース
609  第2のコース
610  縁部
611  縁部
612  部品
614  （境界投影線の）長さ
616  （コースの）幅
617  （第2のコースの）幅
618  （第2のコースの縁部から境界投影線までの）距離
620  レーザ線
622  方向
700  画像
702  レーザ線
704  レーザ線
706  境界投影線
708  縁部
710  プライ
801  （境界投影線の）中心点
802  垂直線
803  揺れ
804  （レーザ線の）部位
805  交点
806  レーザ線
808  交点
810  直線
812  垂直な直線
814  （直線812の）長さ
816  （直線818）の長さ
818  （直線810に）垂直な直線
900  自動材料配置ヘッド
902  境界投影線
908  レーザ検査システム
910  可動ターゲット
912  コース
914  （自動材料配置ヘッドの移動の）方向
916  （境界投影線の）長さ
918  （コースの）幅
1102  第2のコース
1400  データ処理システム
1402  通信フレームワーク
1404  プロセッサーユニット
1406  記憶装置
1408  通信ユニット
1410  入力／出力ユニット
1412  表示装置
1414  メモリ
1416  永続的な記憶部
1418  プログラムコード
1420  コンピュータ可読媒体
1422  コンピュータプログラム製品
1424  コンピュータ可読記憶媒体
1426  コンピュータ可読信号媒体
【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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【外国語明細書】
2018185290000001.pdf