(57)【要約】      （修正有）【課題】高い精度で穿孔する方法を提供する。【解決手段】マシンヘッド（７０２）は、センサ（７０４）を用いてツール（４００）上の材料（５０２）に対する所望位置（４０６、４０８、４１０、４１２）に配置される。前記センサは、マシンヘッド（７０２）に接続されるとともに、ツール（４００）における磁性材料（４０２）を検出するように調整される。所望位置（４０６、４０８、４１０、４１２）でマシンヘッド（７０２）が始動すると、材料（５０２）に対して処理が実行される。【選択図】図９
2019036300.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
マシンヘッドに接続されるとともにツールにおける磁性材料を検出するように調整されたセンサを用いて、前記ツール上の材料に対する所望位置に前記マシンヘッドを配置し、
前記所望位置で前記マシンヘッドを始動させて、前記材料に対して処理を実行する、ことを含む方法。
【請求項２】
さらに、前記マシンヘッドを所定経路に沿って前記ツールに対して移動させることを含み、前記所定位置に前記マシンヘッドを配置する際、前記センサが、前記ツールにおける第１磁性材料部を検出すると、これに応答して、前記所定経路に沿った前記マシンヘッドの移動を停止させる、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
さらに、前記ツールを所定経路に沿って前記マシンヘッドに対して移動させることを含み、前記所定位置に前記マシンヘッドを配置する際、前記センサが前記ツールにおける第１磁性材料部を検出すると、これに応答して、前記所定経路に沿った前記ツールの移動を停止させる、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
さらに、前記センサからの読み取りに基づいて、前記材料に対する前記処理を停止させることを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記処理は穿孔であって、前記処理を停止させる際、前記センサにより検出された磁場の強度から特定される前記材料の厚みに基づいて、前記マシンヘッドが所望距離又は最大距離のいずれか一方の距離だけ移動したときに、前記穿孔を停止させる、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記処理は穿孔であって、前記方法は、さらに、所望深度まで前記材料が穿孔されると、前記穿孔を自動的に停止させることを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記マシンヘッドを配置する際、前記ツールにおける第１磁性材料部に対して前記センサを配置する、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記材料は、複合材料であって、前記方法は、さらに、
前記ツールに前記複合材料を敷設し、
前記マシンヘッドを配置する前に、前記ツールにおける前記複合材料を硬化させる、ことを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記ツールにおける前記複合材料を硬化させる際、前記ツールに埋設された前記磁性材料を加熱する、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
さらに、ホール効果を利用する前記センサにより前記磁性材料を検出することを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
さらに、
前記処理を実行した後、前記ツールから前記材料を取り外し、
前記ツールに第２材料を配置し、
前記センサを用いて、前記ツール上の前記第２材料に対する所望位置に前記マシンヘッドを配置し、
前記所望位置で前記マシンヘッドを始動させて、前記第２材料に対して前記処理を実行する、ことを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１２】
さらに、
前記センサを用いて、前記ツール上の前記材料に対する第２所望位置に前記マシンヘッドを配置し、
前記第２所望位置で前記マシンヘッドを始動させて、前記材料に対して前記処理を実行する、ことを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１３】
さらに、
前記センサを用いて、前記ツール上の前記材料に対する第２所望位置に前記マシンヘッドを配置し、
前記第２所望位置で前記マシンヘッドを始動させて、前記材料に対して第２処理を実行する、ことを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１４】
前記所望位置に関連する第１磁性材料部は、第１特徴を有し、前記第２所望位置に前記マシンヘッドを配置する際、前記ツールにおいて、第２特徴を有する第２磁性材料部に対して前記センサを配置し、前記第１特徴は、前記第２特徴とは異なる、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記ツールにおける前記材料は、部品であって、前記方法は、さらに、前記ツールを前記部品に接続することを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１６】
さらに、
前記処理を実行した後、前記部品から前記ツールを取り外し、
前記ツールを第２部品に接続し、
前記センサを用いて、前記第２部品に対する所望位置に前記マシンヘッドを配置し、
前記所望位置で前記マシンヘッドを始動させて、前記第２部品に対して前記処理を実行する、ことを含む、請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
材料における処理の位置を特定するように構成されたツールであって、
前記材料と適合するように構成されたレイアップ面と、
材料に対して所定数の処理を行うための所定数の位置に対応する、前記ツールにおける所定数の位置に設けられた磁性材料と、を含むツール。
【請求項１８】
前記磁性材料は、前記レイアップ面に対して複数の配向を有する磁性材料である、請求項１７に記載のツール。
【請求項１９】
前記磁性材料は、前記レイアップ面において複数の強度が計測される磁性材料である、請求項１７に記載のツール。
【請求項２０】
前記磁性材料は、前記ツールの複合材料に埋設されている、請求項１７に記載のツール。
【請求項２１】
処理用コンポーネントを用いて、ツール上の材料に対して処理を実行するように構成されたマシンヘッドと、
前記マシンヘッドに接続するとともに、前記材料の下側の前記ツールにおける磁性材料を検出するように調整されたセンサと、を含むシステム。
【請求項２２】
さらに、前記マシンヘッドに接続された前記センサを用いて、前記ツール上の前記材料に関連する所望位置に前記マシンヘッドを配置するように構成されたコントローラを含む、請求項２１に記載のシステム。
【請求項２３】
さらに、前記コントローラは、前記所望位置で前記材料に対する前記処理の実行を開始することを、前記マシンヘッドに指示するように構成されている、請求項２２に記載のシステム。
【請求項２４】
前記コントローラは、さらに、前記マシンヘッドを、所定経路に沿って前記ツールに対して移動させるように構成されており、前記コントローラは、さらに、前記センサが、前記ツールにおける第１磁性材料部を検出すると、これに応答して、前記所定経路に沿った前記マシンヘッドの移動を停止させるように構成されており、前記マシンヘッドを停止させると、前記マシンヘッドが前記所望位置に配置される、請求項２２に記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、概して、製造処理の実行に関し、具体的には、従来において位置決めステップを用いる製造処理の実行に関する。より具体的には、本開示は、材料の下側におけるツール内の磁性材料を用いて、材料に対して処理を実行するためのマシンヘッドを配置することに関する。
【背景技術】
【０００２】
製造処理の位置精度は、製造された構造体の品質に影響を及ぼす。材料における参照要素（reference features）により、当該材料に対する製造処理を正確な位置で行うことができる。航空機構造体などの一部の構造体においては、厳密に管理された表面平面度基準（surface flatness standards）が設けられている。これらの構造体の材料の表面平面度基準は、表面における参照要素とはならない。
【０００３】
コンピュータ数値制御（ＣＮＣ）システムは、製造処理を制御することができる。コンピュータ数値制御（ＣＮＣ）システムは、複雑なプログラムを含む。複雑なプログラムには、移動及び製造処理に関する詳細な命令が含まれる。複雑なプログラムは、材料の参照要素、又は、ツールにおける参照要素に基づいて開始する。
【０００４】
コンピュータ数値制御（ＣＮＣ）システムを用いて製造処理を実行すると、ツールのばらつきにより位置ずれが生じうる。ツール精度を確認するために、材料及びツールの検証が行われる場合がある。上記確認は、正確な位置で製造処理を実行するために用いられる。確認ステップが増えると、製造時間も長くなる。
【０００５】
高い精度が求められる製造処理の１つとして、穿孔がある。ばらつきは、ツール配置のばらつきに加えて、穿孔される材料の厚みにも生じる場合がある。厚みにばらつきが生じると過度な穿孔が行われて、材料又はツールに対する穿孔が不適切となりうる。
【０００６】
したがって、上述した課題のうちの少なくともいくつかと、その他の潜在的な課題を考慮にいれた方法及び装置を有することが望ましい。例えば、表面に参照要素を用いることなく、材料に対してマシンヘッドを正確に配置することが望ましい。また、製造時間を削減することも望ましい。同様に、過度な穿孔を低減又は防止することが望ましい。
【発明の概要】
【０００７】
本開示の例示的な実施形態においては、方法が提供される。センサを用いて、ツール上の材料に対する所望位置にマシンヘッドが配置される。前記センサは、前記マシンヘッドに接続されるとともに、前記ツールにおける磁性材料を検出するように調整されている。前記所望位置で前記マシンヘッドが始動して、前記材料に対して処理が実行される。
【０００８】
本開示の他の例示的な実施形態においては、方法が提供される。マシンヘッドに取り付けられたセンサが、磁場を検出するように調整される。前記マシンヘッドは、磁性材料を含むツールに対して移動させられる。前記センサが前記ツールにおける磁場を検出すると、前記マシンヘッドが所望位置で停止される。前記所望位置で前記マシンヘッドが始動して、前記ツール上の部品に対して製造処理が実行される。
【０００９】
本開示のさらなる例示的な実施形態においては、方法が提供される。ツールベースを形成するために第１材料が敷設される。前記ツールベースにおける所定数の位置には、磁性材料が配置されている。前記磁性材料は、ツールを形成するために覆われている。
【００１０】
本開示のさらなる例示的な実施形態においては、材料における処理の位置を特定するように構成されたツールが提供される。前記ツールは、レイアップ面と磁性材料とを含む。前記レイアップ面は、前記材料と適合するように構成されている。前記磁性材料は、前記ツールにおける所定数の位置に設けられており、前記所定数の位置は、材料に対して所定数の処理を行うための所定数の位置に対応している。
【００１１】
本開示の他の例示的な実施形態においては、システムが提供される。前記システムは、マシンヘッドとセンサとを含む。前記マシンヘッドは、処理用コンポーネントを用いて、ツール上の材料に対して処理を実行するように構成されている。前記センサは、前記マシンヘッドに接続するとともに、前記材料の下側の前記ツールにおける磁性材料を検出するように調整されている。
【００１２】
上記特徴及び機能は、本開示の様々な実施形態において個別に達成可能であり、また、他の実施形態との組み合わせも可能である。この詳細については、以下の記載と図面から明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
例示的な実施形態に特有のものと考えられる新規な特徴は、添付の特許請求の範囲に記載されている。しかしながら、例示的な実施形態、並びに、好ましい使用形態、更にその目的及び利点は、添付の図面と共に本開示の例示的な実施形態の詳細な説明を参照することにより最もよく理解されるであろう。
【００１４】
【図１】例示的な実施形態を実施可能な航空機を示す図である。
【図２】例示的な実施形態による製造環境を示すブロック図である。
【図３】例示的な実施形態による、所定の経路において、ツール上の材料を横切って移動するマシンヘッドを示す等角図である。
【図４】例示的な実施形態による、磁性材料を有するツールを示す上面図である。
【図５】例示的な実施形態による、磁性材料を有するツール上の材料を示す上面図である。
【図６】例示的な実施形態による、磁性材料を有するツールに配置されるとともに穴が形成された材料を示す上面図である。
【図７】例示的な実施形態による、磁性材料を有するツール上の材料を示す側面図である。
【図８】例示的な実施形態による、所定の経路において、磁性材料を有するツール上の材料を横切って移動するマシンヘッドを示す側面図である。
【図９】例示的な実施形態による、磁性材料を有するツール上の材料に対して所定数の製造処理を行った後の、材料を示す側面図である。
【図１０】例示的な実施形態による、磁性材料を有するツール上の材料に対して所定数の製造処理を行った後の、材料を示す側面図である。
【図１１】例示的な実施形態による、磁性材料を有するツール上の材料に対して所定数の製造処理を行った後の、材料を示す側面図である。
【図１２】例示的な実施形態による、ツールベースの所定数の位置に載置された磁性材料を示す図である。
【図１３】例示的な実施形態による、磁性材料を有するツールを示す図である。
【図１４】例示的な実施形態による、磁性材料を有するツールを示す図である。
【図１５】例示的な実施形態による、磁性材料を有するツールを示す図である。
【図１６】例示的な実施形態による、材料に対して保持されたツールを示す図である。
【図１７】例示的な実施形態による、ツール上の材料に対して処理を行うための方法を示すフロー図である。
【図１８ａ−１８ｂ】例示的な実施形態による、マシンヘッドをツールに対して配置して、所定数の製造処理を実行するための方法を示すフロー図である。
【図１９】例示的な実施形態による、マシンヘッドをツールに対して配置して、所定数の製造処理を実行するための方法を示すフロー図である。
【図２０】例示的な実施形態による、磁性材料を有するツールを形成するための方法を示すフロー図である。
【図２１】例示的な実施形態による、航空機の製造及び保守方法を示すブロック図である。
【図２２】例示的な実施形態を実施可能な航空機を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
例示的な実施形態においては、１つ以上の異なる事項が認識及び考慮されている。例えば、例示的な実施形態においては、キュリー温度が３５０°Ｆを超えるＮｄ2Ｆｅ14Ｂなどの特定の磁性材料は、複合材硬化処理における硬化温度を大幅に上回る５９０°Ｆまでは磁性を失わないということが認識及び考慮されている。例示的な実施形態においては、希土類磁石において最も高い残留磁気特性（１〜１．３Ｔ）のうちの幾つかを有するネオジム磁石を用いることにより、当該磁石が、複合材料を介して、センサによって検出可能な力を発揮することが、認識及び考慮されている。
【００１６】
例示的な実施形態においては、任意の望ましい方法を用いて磁場を検出可能であることが、認識及び考慮されている。例示的な実施形態においては、磁場の検出にホール効果を利用可能であることが、認識及び考慮されている。例示的な実施形態においては、ホール効果により磁石の電流を検出可能であることが、認識及び考慮されている。例示的な実施形態においては、磁石を利用すれば、マシンヘッドに対する位置参照のための、正確な磁気位置を示すことができることが、認識及び考慮されている。
【００１７】
次に図面、特に、図１を参照すると、例示的な実施形態である航空機が示されている。この実施例においては、航空機１００は、機体１０６に接続された翼１０２及び翼１０４を有する。航空機１００は、翼１０２に接続されたエンジン１０８と、翼１０４に接続されたエンジン１１０とを含む。
【００１８】
機体１０６は、尾部１１２を有する。水平安定板１１４、水平安定板１１６、及び、垂直安定板１１８が、機体１０６の尾部１１２に接続している。
【００１９】
製造処理は、航空機１００の部品において特定された位置にて、磁性材料を有するツールを使用して、当該部品に対して実行される。例えば、機体１０６、翼１０２、又は、翼１０４のうちの少なくとも１つの複合材外板は、磁性材料を含むツールを用いて製造することができる。他の例としては、磁性材料を含むツールを用いて、エンジン１０８のカバー、エンジン１１０のカバー、尾部１１２、水平安定板１１４、水平安定板１１６、又は、垂直安定板１１８において位置決めして、製造処理を実行することができる。
【００２０】
航空機１００についての上記説明は、様々な実施形態を実現することができる１つの環境を説明するために提供したものである。図１に示す航空機１００の説明は、様々な例示的な実施形態を実現する上での構造上の限定を加えるものではない。例えば、航空機１００は、民間旅客機として示されている。しかしながら、様々な例示的な実施形態を、例えば、自家用航空機や回転翼機などの他の航空機に適用してもよいし、これら以外の適切なタイプの航空機に適用してもよい。
【００２１】
例示的な実施形態の具体例を航空機に関連させて説明したが、例示的な実施形態は、他の構造体に適用することも可能である。構造体の例としては、移動構造体、固定構造体、陸上ベースの構造体、水上ベースの構造体、又は、宇宙ベースの構造体などが挙げられる。より具体的には、上記構造体は、水上艦、戦車、人員運搬車、列車、宇宙船、宇宙ステーション、衛星、潜水艦、製造施設、建物、又は、他の適切なタイプの構造体であってもよい。
【００２２】
次に図２を参照すると、例示的な実施形態による、製造環境のブロック図が示されている。ツール２００及びマシンヘッド２０２は、製造環境２０４内に配置されている。ツール２００及びマシンヘッド２０２は、当該ツール２００上の材料に対して、処理２０６又は第２処理２０８などの、所定数の製造処理を実行するために使用される。本明細書においては、「所定数の」とは、１つ以上を意味する。したがって、所定数の製造処理とは、１つ以上の製造処理である。
【００２３】
図１に示す航空機１００の一部は、製造環境２０４において、処理２０６又は第２処理２０８などの所定数の製造処理を受ける場合がある。いくつかの例においては、材料２１０は、航空機１００の一部を形成する。
【００２４】
ツール２００は、材料２１０に対してマシンヘッド２０２を配置するために使用される。ツール２００は、磁性材料２１２を含む。磁性材料２１２は、ツール２００における所定数の位置２１４に配置されている。所定数の位置２１４は、材料２１０に対して所定数の処理２１３を実行するための所定数の位置２１１に対応する。
【００２５】
所定数の処理２１３は、任意の望ましい種類の処理の形態をとる。所定数の処理２１３は、「製造処理」と呼ばれる場合もある。したがって、処理２０６は、製造処理とも呼ばれうる。同様に、第２処理２０８は、製造処理とも呼ばれる場合がある。
【００２６】
所定数の処理２１３は、任意の望ましい動作を含む。いくつかの例においては、所定数の処理は、複合材料２１６のレイアップ、検査、表面処理、ミリング（milling）、又は、穿孔であってもよいし、他の望ましい動作であってもよい。
【００２７】
いくつかの例においては、所定数の位置２１４は、所定数の処理２１３を受けるために、材料２１０における所定数の位置２１１の真下に位置する。他のいくつかの例においては、所定数の位置２１４は、所定数の処理２１３を受けるために、材料２１０における所定数の位置２１１からオフセットしている。
【００２８】
ツール２００が磁性材料２１２を有することにより、材料２１０に対するマシンヘッド２０２の参照又は位置決めステップを排除することができる。また、ツール２００が磁性材料２１２を有することにより、ツール２００上の任意の材料に対する当該ツール２００の位置決めステップを排除することもできる。ツール２００の磁性材料２１２により、製造ステップの数を減らすことができるため、製造時間を削減することができる。
【００２９】
いくつかの例においては、材料２１０は、ツール２００に対して位置決めされている（indexed）。これらの例においては、材料２１０は、ツール２００上に配置される。これらの例においては、ツール２００に材料２１０を配置する前に、当該ツール２００に対する位置決め装置２１５の位置を決定する。
【００３０】
いくつかの例においては、材料２１０は、複合材料２１６である。材料２１０が複合材料２１６であるいくつかの例においては、ツール２００に複合材料２１６がレイアップされる。これらの例においては、複合材料２１６をレイアップする前に、ツール２００に対して、複合材料２１６をレイアップするためのレイアップヘッド２１７の位置が決定される。
【００３１】
ツール２００に対するレイアップヘッド２１７の位置決めは、任意の望ましい方法を用いて行うことができる。いくつかの例においては、視覚センサを用いてレイアップヘッド２１７を位置決めしてもよい。他のいくつかの例においては、磁性材料２１２を用いてレイアップヘッド２１７を位置決めしてもよい。
【００３２】
他の例においては、ツール２００は、材料２１０に対して相対的に配置される。これらの例においては、ツール２００を移動させて、当該ツール２００を材料２１０に対して固定する。これらの例においては、ツール２００を材料２１０に対して移動させる前に、ツール２００に対して位置決め装置２１５が参照される。
【００３３】
ツール２００に対して材料２１０を固定した後、所望レベルの精度で、材料２１０とツール２００とを相対的に配置する。材料２１０及びツール２００の相対位置は、任意の望ましい方法を用いて確認することができる。
【００３４】
センサ２１８は、マシンヘッド２０２に接続している。センサ２１８は、ツール２００における磁性材料２１２を検出するように調整されている。センサ２１８は、磁性材料２１２の磁場２２０及び磁場２２２などの磁場を検出するように調整されている。
【００３５】
マシンヘッド２０２は、センサ２１８を用いて、ツール２００上の材料２１０に対する所望位置２２４に配置される。当該センサは、マシンヘッド２０２に接続されるとともに、ツール２００における磁性材料２１２を検出するように調整されている。いくつかの例においては、マシンヘッド２０２を、所定経路２２６に沿ってツール２００に対して移動させる。これらの例においては、所望位置２２４にマシンヘッド２０２を配置する際、センサ２１８によるツール２００内の磁性材料２１２の検出に応答して、所定経路２２６に沿ったマシンヘッド２０２の移動を停止させる。より具体的には、これらの例においては、所望位置２２４にマシンヘッド２０２を配置する際、センサ２１８によるツール２００内の第１磁性材料部２２８の検出に応答して、所定経路２２６に沿ったマシンヘッド２０２の移動を停止させる。
【００３６】
いくつかの例においては、ツール２００を、所定経路２２６に沿ってマシンヘッド２０２に対して移動させる。これらの例においては、所望位置２２４にマシンヘッド２０２を配置する際、センサ２１８によるツール２００内の磁性材料２１２の検出に応答して、所定経路２２６に沿ったツール２００の移動を停止させる。より具体的には、これらの例においては、所望位置２２４にマシンヘッド２０２を配置する際、センサ２１８によるツール２００内の第１磁性材料部２２８の検出に応答して、所定経路２２６に沿ったツール２００の移動を停止させる。
【００３７】
所望位置２２４でマシンヘッド２０２が始動して、材料２１０に対して処理２０６が実行される。処理２０６は、任意の望ましい動作を含む。いくつかの例においては、処理２０６は、複合材料２１６のレイアップ、検査、表面処理、ミリング、又は、穿孔２３０であってもよいし、他の望ましい動作であってもよい。例えば、処理２０６が複合材料２１６のレイアップである場合、磁性材料２１２は、複合材料２１６のドロップの位置、又は、他のプライ特徴の位置を示す。他の例として、処理２０６が表面処理である場合、処理２０６は、塗装、溶剤塗布、洗浄、コーティング剤塗布、サンディング、又は、ブラストなどの化学的処理又は機械的処理、或いは、他の望ましい種類の表面処理のうちの少なくとも１つを含みうる。
【００３８】
いくつかの例においては、マシンヘッド２０２は、所望位置２２４で始動し、処理２０６は、マシンヘッド２０２の少なくとも一部を材料２１０に対して移動させることを含む。例えば、処理２０６が穿孔２３０を含む場合、マシンヘッド２０２の少なくとも一部を材料２１０に向かって移動させる。例えば、処理２０６が穿孔２３０を含む場合、マシンヘッド２０２のドリル２３２が、材料２１０に向かって移動した後、当該材料から離れる。
【００３９】
ドリル２３２は、マシンヘッド２０２の処理用コンポーネント２３３の一例である。処理用コンポーネント２３３は、任意の望ましい形態をとる。処理用コンポーネント２３３は、処理２０６の種類に基づいて選択される。一例において、処理２０６が液体コーティング剤の塗布を含む場合、処理用コンポーネント２３３は、噴霧器、ローラ、又は、ブラシの形態をとる。他の例において、処理２０６が表面テクスチャの変更を含む場合、処理用コンポーネント２３３は、研磨材料の形態をとる。
【００４０】
処理２０６が材料２１０に表面処理を施すことを含む場合、マシンヘッド２０２は、材料２１０に対して移動して表面処理を施す。処理２０６が溝切り（routing）を含む場合、マシンヘッド２０２の少なくとも一部は、材料２１０に対して移動して、材料２１０に対して溝切りを行う。いくつかの例においては、マシンヘッド２０２は、所望位置２２４に対して移動して、センサ２１８を、第１磁性材料部２２８から設定距離だけオフセットさせる。
【００４１】
いくつかの例においては、マシンヘッド２０２を配置する際、ツール２００内の磁性材料２１２に対してセンサ２１８を配置する。いくつかの例においては、マシンヘッド２０２を配置する際、ツール２００内の磁性材料２１２上にセンサ２１８を配置する。いくつかの例においては、マシンヘッド２０２を配置する際、ツール２００内の磁性材料２１２の中心にセンサ２１８を配置する。例えば、マシンヘッド２０２を配置する際、ツール２００内の第１磁性材料部２２８の中心にセンサ２１８を配置する。
【００４２】
第１磁性材料部２２８は、磁場２２０を放出する。第１磁性材料部２２８は、第１特徴２３４を有する。第１特徴２３４は、磁場２２０に影響を及ぼす。例えば、第１特徴２３４は、磁場２２０の強度２３６に影響を及ぼす。
【００４３】
第１特徴２３４は、材料タイプ２３８及び配向２４０を含む。材料タイプ２３８は、第１磁性材料部２２８を形成する磁性材料のタイプである。一例においては、材料タイプ２３８は、複合材料２１６の硬化温度２３９を超えた温度で磁性を維持するように選択される。他の例においては、材料タイプ２３８は、ツール２００の第１材料２４２の硬化温度を超えた温度で磁気を維持するように選択される。
【００４４】
一例においては、材料タイプ２３８は、強度２３６に関して所望の値が得られるように選択される。他の例においては、材料タイプ２３８は、価格又は入手容易性に基づいて選択される。いくつかの例においては、強度２３６は、処理２０６のための所望の動作を行うように設定されている。
【００４５】
配向２４０は、ツール２００のレイアップ面２４４に関連して設定される。いくつかの例においては、配向２４０は、処理２０６のための所望の動作を行うように設定されている。
【００４６】
いくつかの例においては、処理２０６は、当該処理２０６の設定パラメータに基づいて停止される。処理２０６が穿孔２３０である場合、処理２０６のパラメータは、所望深度２４６である。いくつかの例においては、処理２０６が穿孔２３０である場合、所望深度２４６まで材料２１０が穿孔されると、穿孔２３０が自動的に停止される。所望深度２４６は、除去される材料２１０の厚みの値である。
【００４７】
いくつかの例においては、材料２１０に対する処理２０６は、センサ２１８からの読み取りに基づいて停止される。一例においては、センサ２１８によって磁場２２０の強度２３６が検出される。磁場２２０の強度２３６を用いて、磁場２２０における材料２１０の厚み２４８が特定される。厚み２４８は、ツール２００における第１特徴２３４及び第１磁性材料部２２８の深さの情報に基づいて、特定される。
【００４８】
厚み２４８は、所望深度２４６と比較される。所望深度２４６が厚み２４８よりも大きい場合、穿孔２３０の処理により、穴がツール２００にまで到達してしまう。所望深度２４６により穴がツール２００にまで到達してしまう場合、センサ２１８からの読み取りに基づいて処理２０６が停止される。より具体的には、所望深度２４６により穴がツール２００にまで到達してしまう場合、センサ２１８による磁場２２０の強度２３６の読み取りに基づいて、処理２０６が停止される。センサ２１８からの読み取りを用いて穿孔２３０を停止させることにより、ツール２００に対する穿孔２３０を防止することができる。
【００４９】
所望距離２５０は、設計通りに処理２０６を実行するための、マシンヘッド２０２の所望の移動距離である。いくつかの例においては、処理２０６は、穿孔２３０である。この場合、処理２０６を停止させる際、センサ２１８により検出された磁場２２０の強度２３６から特定される材料２１０の厚み２４８に基づいて、マシンヘッド２０２が所望距離２５０又は最大距離２５２のいずれか一方の距離だけ移動したときに、穿孔２３０を停止させる。
【００５０】
最大距離２５２は、マシンヘッド２０２が材料２１０に悪影響を与えることなく移動可能な距離である。例えば、処理２０６が穿孔２３０の場合、最大距離２５２は、マシンヘッド２０２が材料２１０に対して過度に穿孔することなく移動可能な距離である。
【００５１】
いくつかの例においては、マシンヘッド２０２が所定経路２２６に沿って移動する場合、所定経路２２６は、数値制御マシン２５５のための第１プログラム２５４による。センサ２１８が磁場２２０を検出すると、第１プログラム２５４が停止され、マシンヘッド２０２が所望位置２２４で停止される。
【００５２】
第１プログラム２５４が停止した後、第２プログラム２５６が動作しうる。数値制御マシン２５５のために第２プログラム２５６が動作することにより、マシンヘッド２０２が所望位置２２４で始動して処理２０６を実行するように制御される。
【００５３】
マシンヘッド２０２が、第１プログラム２５４及び第２プログラム２５６などの別個のプログラムにより制御されている場合、処理２０６は、材料２１０に対するマシンヘッド２０２の位置決めに関連付けられない。従来のコンピュータ数値制御（ＣＮＣ）プログラムにおいては、処理が、プログラムで定義された関連位置に結び付けられている。第１プログラム２５４及び第２プログラム２５６などの別個のプログラムを有することにより、各々のプログラムが、従来のコンピュータ数値制御（ＣＮＣ）プログラムと比較して、単純である。
【００５４】
いくつかの例においては、マシンヘッド２０２は、処理２０６を実行した後も第１プログラム２５４の使用を継続する。これらの例においては、第２プログラム２５６は、磁性材料２１２の各位置のために、繰り返し使用されうる。これらの例においては、第１プログラム２５４と第２プログラム２５６とを組み合わせても、この組み合わされたプログラムは、複数の種類の処理２０６のを含む従来のコンピュータ数値制御（ＣＮＣ）プログラムと比較して短い。
【００５５】
いくつかの例においては、第１プログラム２５４を用いて、マシンヘッド２０２を第１磁性材料部２２８へ移動させる。これらの例においては、第２プログラム２５６は、位置参照として、第１磁性材料部２２８を使用しうる。これらの例においては、第２プログラム２５６は、次に、マシンヘッド２０２に、処理２０６を含む所定数の処理２１３を実行させうる。この例においては、材料２１０、具体的には、当該材料２１０における、磁性材料２１２の近傍以外の部分に対して、処理が実行されるようにしてもよい。これらの例においては、磁性材料部２１２の個数は、材料２１０に実行すべき処理数と同じである必要はない。これらの例においては、第２プログラム２５６は、従来のコンピュータ数値制御（ＣＮＣ）プログラムに類似しているが、磁性材料２１２を利用した位置参照を使用している。
【００５６】
材料２１０が複合材料２１６である場合、複合材料２１６は、ツール２００にレイアップされうる。これらの例においては、マシンヘッド２０２を配置する前に、ツール２００上にて複合材料２１６を硬化させる。
【００５７】
複合材料２１６をツール２００上にて硬化させる場合、ツール２００に埋設されている磁性材料２１２もまた加熱される。磁性材料２１２は、複合材料２１６の硬化温度２３９に達する。これらの例においては、磁性材料２１２は、硬化温度２３９などの硬化温度に達した後であっても、磁場を提供するように選択される。
【００５８】
いくつかの例においては、処理２０６を実行した後、ツール２００から材料を取り外す。いくつかの例においては、ツール２００から材料２１０を取り外した後、ツール２００に第２材料２５８を配置する。センサ２１８を用いて、ツール２００上の第２材料２５８に関連する所望位置２２４に、マシンヘッド２０２が配置される。マシンヘッド２０２を所望位置２２４で始動させて、第２材料２５８に対して処理２０６が実行される。
【００５９】
材料２１０及び第２材料２５８を含む複数の材料に関連してマシンヘッド２０２を配置するために、ツール２００における磁性材料２１２が用いられる。製造処理を実行する前にツール２００を繰り返し使用してマシンヘッド２０２の位置決めが行われる。ツール２００を使用することにより、ツール２００を使用する全ての構造体の製造時間を削減することができる。
【００６０】
いくつかの例においては、磁性材料２１２は、さらに、第２磁性材料部２６０を含む。いくつかの例においては、マシンヘッド２０２は、センサ２１８を用いて、ツール２００上の材料２１０に関連する第２所望位置２６２に配置される。
【００６１】
いくつかの例においては、マシンヘッド２０２を第２所望位置２６２で始動させて、材料２１０に対して処理２０６を実行する。いくつかの他の例においては、マシンヘッド２０２を第２所望位置２６２で始動させて、材料２１０に対して第２処理２０８を実行する。
【００６２】
いくつかの例においては、第２処理２０８は、処理２０６と同じ製造処理であってもよいが、異なる処理パラメータを用いてもよい。例えば、第２処理２０８は、深さの異なる穿孔であってもよい。他の例としては、第２処理２０８は、径の異なる穿孔であってもよい。
【００６３】
いくつかの例においては、第２処理２０８は、処理２０６とは異なる製造処理であってもよい。例えば、第２処理２０８は、穿孔であって、処理２０６は、塗装であってもよい。他の例においては、処理２０６は、穿孔２３０であって、第２処理は、塗装、洗浄、下塗り、サンディング、溝切り、又は、他の望ましい製造処理であってもよい。
【００６４】
いくつかの例においては、所望位置２２４に関連する第１磁性材料部２２８は、第１特徴２３４を有し、第２所望位置２６２にマシンヘッド２０２を配置する際、ツール２００において第２特徴２６４を有する第２磁性材料部２６０の中心にセンサ２１８を配置する。これらの例においては、第１特徴２３４は、第２特徴２６４とは異なる。
【００６５】
一例においては、材料タイプ２６６は、材料タイプ２３８とは異なる。材料タイプ２６６が材料タイプ２３８とは異なる場合、磁場２２０の強度２３６も磁場２２２の強度２６８とは異なりうる。他の例においては、配向２７０が配向２４０とは異なる。配向２７０が配向２４０とは異なる場合、磁場２２０の方向は、磁場２２２の方向とは異なる。
【００６６】
一例においては、磁場２２２の強度２６８は、センサ２１８によって検出される。磁場２２２における材料２１０の厚み２７２は、磁場２２２の強度２６８を用いて特定される。厚み２７２は、ツール２００における第２特徴２６４及び第２磁性材料部２６０の深さの情報に基づいて、特定される。
【００６７】
ツール２００は、任意の望ましい方法を用いて製造することができる。製造方法は、第１材料２４２に基づいて選択されてもよい。第１材料２４２は、任意の望ましいタイプの材料である。いくつかの例においては、第１材料２４２は、金属である。これらの例においては、第１材料２４２は、非鉄材料である。他の例においては、第１材料２４２は、セラミックである。他の例においては、第１材料２４２は、複合材料である。
【００６８】
いくつかの例においては、第１材料２４２を敷設してツールベース２７４を形成する。磁性材料２１２は、ツールベース２７４における所定数の位置２１４に配置されている。いくつかの例においては、磁性材料２１２は、ツール２００を形成するために覆われている。一例においては、磁性材料２１２を所定数の位置２１４に配置した後、当該磁性材料２１２に第１材料２４２を載置する。他の例においては、磁性材料２１２を所定数の位置２１４に配置した後、他の材料（不図示）を磁性材料２１２に載置して、当該磁性材料２１２を覆う。
【００６９】
他の例においては、磁性材料２１２は、レイアップ面２４４に設けられている。これらの例においては、磁性材料２１２は、第１材料２４２又は他の望ましい材料によって所定位置で保持されている。いくつかの例においては、磁性材料２１２がレイアップ面２４４に設けられている場合、接着剤により、磁性材料２１２が所定数の位置２１４で保持される。いくつかの例においては、磁性材料２１２がレイアップ面２４４に設けられている場合、コーティング剤（不図示）を用いて、レイアップ面２４４の残りを形成する。
【００７０】
磁性材料２１２は、磁場を放出する任意の望ましいタイプの材料から選択することができる。いくつかの例においては、磁性材料２１２を配置する際、鉄系磁性材料又は希土類系磁性材料のうちの少なくとも一方を配置する。
【００７１】
いくつかの例においては、第１材料２４２は、複合材料であって、ツール２００は、磁性材料２１２に第１材料２４２を敷設した後に硬化される。いくつかの例においては、ツール２００の表面を機械加工することによりレイアップ面２４４を形成する。いくつかの例においては、磁性材料２１２をツールベース２７４における所定数の位置２１４に配置する際、第１特徴２３４を有する第１磁性材料部２２８を、ツールベース２７４における第１位置２７８に配置する。いくつかの例においては、第２特徴２６４を有する第２磁性材料部２６０をツールベース２７４における第２位置２８０に配置する。これらの例においては、第１特徴２３４は、第２特徴２６４とは異なる。
【００７２】
ツール２００は、材料２１０に対する所定数の処理２１３の位置を特定するように構成されている。ツール２００は、材料２１０に適合するように構成されたレイアップ面２４４と、ツール２００における所定数の位置２１４に配置された磁性材料２１２とを含んでおり、当該所定数の位置は、材料２１０に対して所定数の処理２１３を行うための所定数の位置２１１に対応している。いくつかの例においては、磁性材料２１２は、レイアップ面２４４に対して複数の配向を有している。例えば、配向２４０と配向２７０とは異なる。
【００７３】
いくつかの例においては、磁性材料２１２は、レイアップ面２４４で測定される複数の強度を有する磁性材料２１２である。例えば、強度２３６と強度２６８とは異なる。
【００７４】
いくつかの例においては、磁性材料２１２は、ツール２００の複合材料に埋設されている。例えば、磁性材料２１２は、第１材料２４２に埋設されている。いくつかの例においては、第１材料２４２は、複合材料である。
【００７５】
いくつかの例においては、システム２８４は、所定数の処理２１３を実行するように構成されている。システム２８４は、マシンヘッド２０２とセンサ２１８とを含む。マシンヘッド２０２は、処理用コンポーネント２３３を用いて、ツール２００上の材料２１０に対して処理２０６を実行するように構成されている。センサ２１８は、マシンヘッド２０２に接続するとともに、材料２１０の下側のツール２００における磁性材料２１２を検出するように調整されている。
【００７６】
図示のように、システム２８４は、さらに、コントローラ２８６を含み、当該コントローラは、マシンヘッド２０２に接続されたセンサ２１８を用いて、ツール２００上の材料２１０に関連する所望位置２２４にマシンヘッド２０２を配置するように構成されている。いくつかの例においては、コントローラ２８６は、数値制御マシン２５５の形態をとる。
【００７７】
いくつかの例においては、コントローラ２８６は、所望位置２２４で材料２１０に対する処理２０６の実行を開始することを、マシンヘッド２０２に指示するように構成されている。いくつかの例においては、コントローラ２８６は、さらに、マシンヘッド２０２を、所定経路２２６に沿ってツール２００に対して移動させるように構成されている。いくつかの例においては、コントローラ２８６は、さらに、センサ２１８が、ツール２００における第１磁性材料部２２８を検出すると、これに応答して、所定経路２２６に沿ったマシンヘッド２０２の移動を停止させるように構成されている。これらの例においては、マシンヘッド２０２を停止させることにより、マシンヘッド２０２を所望位置２２４に配置することができる。
【００７８】
いくつかの例においては、システム２８４は、材料２１０に対する処理２０６の位置を特定するように構成されたツール２００を含む。ツール２００は、材料２１０に適合するように構成されたレイアップ面２４４と、ツール２００における所定数の位置２１４に配置された磁性材料２１２とを含んでおり、当該所定数の位置は、材料２１０に対して所定数の処理２１３を行うための所定数の位置２１１に対応している。
【００７９】
図２における製造環境２０４の図は、例示する実施形態を実現する態様に物理的又は構造的な限定を加えるものではない。図示されたコンポーネントに加えて、又は、これに代えて、他のコンポーネントを使用することも可能である。いくつかのコンポーネントは、必要としない場合もある。また、図中のブロックは、機能コンポーネントを示す。これらのブロックのうちの１つ又は複数は、例示的な実施形態において実現する際には、組み合わせたり、分割したり、組み合わせてから異なるブロックに分割したりすることができる。
【００８０】
いくつかの例においては、ツール２００上の材料２１０は、部品２８８である。これらの例においては、処理２０６の実行前に、ツール２００が部品２８８に接続される。これらの例においては、処理２０６の実行後に、ツール２００が部品２８８から取り外される。
【００８１】
いくつかの例においては、ツール２００を部品２８８から取り外した後、ツール２００に第２部品２９０を接続する。これらの例においては、第２材料２５８は、第２部品２９０である。
【００８２】
いくつかの例においては、センサ２１８を用いて、マシンヘッド２０２を第２部品２９０に対する所望位置２２４に配置する。いくつかの例においては、所望位置２２４でマシンヘッド２０２を始動させて、第２部品２９０に対して処理２０６を実行する。
【００８３】
次に図３を参照すると、例示的な実施形態による、所定の経路において、ツール上の材料を横切って移動するマシンヘッドの等角図が示されている。製造環境３００は、図２に示す製造環境２０４の物理的な実施態様である。マシンヘッド３０２は、図２に示すマシンヘッド２０２の物理的な実施態様である。マシンヘッド３０２は、ツール３０６上の材料３０４に対する処理を実行するために、当該材料３０４に対して相対的に配置されている。材料３０４は、図２に示す材料２１０の物理的な実施態様である。ツール３０６は、図２に示すツール２００の物理的な実施態様である。
【００８４】
一例においては、マシンヘッド３０２が、所定経路３０８に沿って材料３０４に対して移動する。他の例においては、ツール３０６が、所定経路３０８に沿ってマシンヘッド３０２に対して移動する。材料３０４とツール３０６との合計寸法及び合計重量を考慮すると、材料３０４に対してマシンヘッド３０２を移動させるほうが望ましいであろう。
【００８５】
材料３０４及びツール３０６は、例示のみの目的で用いた非限定的な例である。材料３０４及びツール３０６は、様々な例示的な実施形態を実現する態様に構造上の限定を加えるものではない。例えば、ツール３０６は、任意の望ましい寸法、形状、又は、曲率を有しうる。さらに、ツール３０６は、当該ツール３０６の寸法、形状、及び、用途に応じて、任意の望ましい支持構造体（不図示）を有しうる。材料３０４は、ツール３０６に対して任意の望ましい寸法、形状、厚み、及び、位置を有しうる。
【００８６】
次に図４を参照すると、例示的な実施形態による、磁性材料を有するツールの上面図が示されている。ツール４００は、図２に示すツール２００の物理的な実施態様である。所定数の位置４０４における磁性材料４０２は、図２に示す磁性材料２１２の物理的な実施態様である。
【００８７】
図示のように、磁性材料４０２は、第１磁性材料部４０６と、第２磁性材料部４０８と、第３磁性材料部４１０と、第４磁性材料部４１２と、を含む。図示のように、第１磁性材料部４０６、第２磁性材料部４０８、第３磁性材料部４１０、及び、第４磁性材料部４１２の各々は、ツール４００に埋設されている。
【００８８】
ツール４００は、図２に示す材料２１０などの材料に適合するように構成された表面４１４を有する。ツール４００の表面４１４は、任意の望ましい曲率を有してもよい。図示のように、表面４１４は、平面である。
【００８９】
ツール４００は、図２に示すツール２００の１つの非限定的な例にすぎない。ツール４００は、様々な例示的な実施形態を実現する態様に構造上の限定を加えるものではない。他の図示していない例は、任意の望ましい数の磁性材料部を有しうる。さらに、他の図示していない例では、磁性材料は任意の望ましい位置に配置されてもよい。図示のように、ツール４００は矩形状である。しかしながら、ツール４００は、任意の望ましい寸法、形状、又は、曲率を有してもよい。ツール４００の表面４１４は、処理を受ける材料又は部分に応じて、任意の望ましい曲率を有する。表面４１４は、処理を受ける材料又は部分に対して適合するように構成されている。例えば、ツール４００が、エンジン１０８のカバーにおいて特定された位置で当該カバーに対して処理を実行するために使用される場合、ツール４００の表面４１４は、エンジン１０８のカバーと適合するように湾曲している。例えば、ツール４００が、水平安定板１１４において特定された位置で当該水平安定板に対して処理を実行するために使用される場合、ツール４００の表面４１４は、水平安定板１１４と適合するように湾曲している。
【００９０】
次に図５を参照すると、例示的な実施形態による、磁性材料を有するツール上の材料の上面図が示されている。ビュー５００は、ツール４００上の材料５０２を示す。材料５０２は、図２に示す材料２１０の物理的な実施態様である。材料５０２は、任意の望ましいタイプの材料の形態をとる。いくつかの例においては、材料５０２は、複合材料である。他の例においては、材料５０２は、金属材料である。他の例においては、材料５０２は、ポリマー材料である。
【００９１】
次に図６を参照すると、例示的な実施形態による、磁性材料を有するツールに配置されるとともに穴が形成された材料の上面図が示されている。ビュー６００は、材料５０２に対して所定数の処理を実行した後の、ツール４００上における材料５０２を示す。
【００９２】
図示のように、所定数の穴６０１が、材料５０２に形成されている。所定数の穴６０１の各々は、図４に示す所定数の位置４０４と関連している。所定数の穴６０１の各々は、図４に示す磁性材料４０２のそれぞれに関連している。例えば、第１穴６０２は、図４に示す第１磁性材料部４０６に関連している。第２穴６０４は、図４に示す第２磁性材料部４０８に関連している。第３穴６０６は、図４に示す第３磁性材料部４１０に関連している。第４穴６０８は、図４に示す第４磁性材料部４１２に関連している。
【００９３】
マシンヘッド（不図示）は、図４に示す第１磁性材料部４０６を用いて、材料５０２に対して相対的に配置されている。図４に示す第１磁性材料部４０６を用いてマシンヘッド（不図示）を配置した後、第１穴６０２を穿孔する。図４に示す第２磁性材料部４０８を用いてマシンヘッド（不図示）を配置した後、第２穴６０４を穿孔する。図４に示す第３磁性材料部４１０を用いてマシンヘッド（不図示）を配置した後、第３穴６０６を穿孔する。図４に示す第４磁性材料部４１２を用いてマシンヘッド（不図示）を配置した後、第４穴６０８を穿孔する。
【００９４】
次に図７を参照すると、例示的な実施形態による、磁性材料を有するツール上の材料の側面図が示されている。ビュー７００は、ツール４００とともに、材料５０２及びマシンヘッド７０２を示す。マシンヘッド７０２は、図２に示すマシンヘッド２０２の物理的な実施態様である。
【００９５】
センサ７０４は、マシンヘッド７０２に接続している。センサ７０４は、磁性材料４０２を検出するように調整されている。ビュー７００においては、センサ７０４は、材料５０２の上方に配置されている。いくつかの例においては、センサ７０４が材料５０２よりも高い位置にあるときに、当該センサ７０４は、磁性材料４０２を検出する。
【００９６】
いくつかの例においては、マシンヘッド７０２は所定経路（不図示）に沿って移動する過程が描かれている。いくつかの例においては、マシンヘッド７０２は、所定経路（不図示）に沿って移動する前の状態で描かれている。
【００９７】
次に図８を参照すると、例示的な実施形態による、所定の経路において、磁性材料を有するツール上の材料を対して移動するマシンヘッドの側面図が示されている。ビュー８００において、センサ７０４は、材料５０２に接触している。いくつかの例においては、マシンヘッド７０２は、センサ７０４が材料５０２に接触した状態で、所定経路（不図示）に沿って移動する。センサ７０４が材料５０２に接触した状態で当該センサ７０４が磁性材料４０２を検出すると、検出された磁場の強度に基づいて、材料５０２の厚み（不図示）が特定される。
【００９８】
センサ７０４は、検出された磁場の強度を特定することができる。例えば、センサ７０４は、図４に示す第４磁性材料部４１２から磁場８０２の強度を特定することができる。磁場８０２の強度は、材料５０２の厚み８０４を特定するのに用いることができる。
【００９９】
次に図９を参照すると、例示的な実施形態による、磁性材料を有するツール上の材料に対して所定数の製造処理を行った後における、材料を示す側面図が示されている。ビュー９００は、所定数の位置で処理が実行された後の材料５０２を示す。例えば、第１磁性材料部４０６、第２磁性材料部４０８、第３磁性材料部４１０、及び、第４磁性材料部４１２の各々を用いてマシンヘッド７０２を配置した後、材料５０２に対して処理が行われている。
【０１００】
この例においては、第１磁性材料部４０６の上方に穴９０２が形成されている。また、この例においては、第２磁性材料部４０８の上方に穴９０４が形成されている。また、この例においては、第３磁性材料部４１０の上方に穴９０６が形成されている。また、この例においては、第４磁性材料部４１２の上方に穴９０８が形成されている。
【０１０１】
次に図１０を参照すると、例示的な実施形態による、磁性材料を有するツール上の材料に対して所定数の製造処理を行った後における、材料を示す側面図が示されている。ビュー１０００は、所定数の位置で処理が実行された後の材料５０２を示す。例えば、第１磁性材料部４０６、第２磁性材料部４０８、第３磁性材料部４１０、及び、第４磁性材料部４１２の各々を用いてマシンヘッド７０２を配置した後、材料５０２に対して処理が行われている。
【０１０２】
この例においては、第１磁性材料部４０６からオフセットした位置に穴１００２が形成されている。この例においては、第２磁性材料部４０８からオフセットした位置に穴１００４が形成されている。この例においては、第３磁性材料部４１０からオフセットした位置に穴１００６が形成されている。この例においては、第４磁性材料部４１２からオフセットした位置に穴１００８が形成されている。
【０１０３】
この例においては、各オフセットは、マシンヘッド７０２のドリル１０１２とセンサ７０４との間のオフセット１０１０に基づいたものである。例えば、穴１００２と第１磁性材料部４０６との間のオフセット１０１４は、オフセット１０１０と同じである。穴１００４と第２磁性材料部４０８との間のオフセット１０１６は、オフセット１０１０と同じである。穴１００６と第３磁性材料部４１０との間のオフセット１０１８は、オフセット１０１０と同じである。穴１００８と第４磁性材料部４１２との間のオフセット１０２０は、オフセット１０１０と同じである。
【０１０４】
次に図１１を参照すると、例示的な実施形態による、磁性材料を有するツール上の材料に対して所定数の製造処理を行った後における、材料を示す側面図が示されている。ビュー１１００においては、材料５０２に対して所定数の処理が実行されている。図示のように、第１処理１１０２は穿孔である。図示のように、第２処理１１０４は、表面処理である。第２処理１１０４は、コーティング剤の付与、塗装、表面テクスチャの変更を含む任意の望ましい化学的又は機械的な表面処理、又は、他の望ましい表面処理を含みうる。穴１１０６は、第１磁性材料部４０６に関連している。穴１１０８は、第４磁性材料部４１２に関連している。
【０１０５】
第１磁性材料部４０６及び第４磁性材料部４１２は、第１特徴を有する。第１特徴は、第１処理１１０２の実行を促す。いくつかの例においては、第１特徴の強度が、第１処理１１０２を示す。第１磁性材料部４０６の強度は、当該第１磁性材料部４０６における材料の種類、材料の深さ、又は、材料の量のうちのいずれかを変更することにより調節することができる。第４磁性材料部４１２の強度は、当該第４磁性材料部４１２における材料の種類、材料の深さ、又は、材料の量のうちのいずれかを変更することにより調節することができる。
【０１０６】
他の例においては、第１特徴の配向が、第１処理１１０２を示す。第１磁性材料部４０６の配向は、当該第１磁性材料部４０６の向いている方向を変更することにより調節することができる。第４磁性材料部４１２の配向は、当該第４磁性材料部４１２の向いている方向を変更することにより調節することができる。
【０１０７】
表面処理１１１０は、第２磁性材料部４０８に関連している。表面処理１１１２は、第３磁性材料部４１０に関連している。第２磁性材料部４０８及び第３磁性材料部４１０は、第２特徴を有する。第２特徴は、第２処理１１０４の実行を促す。この例においては、第２磁性材料部４０８及び第３磁性材料部４１０は、クロスハッチング１１１４で示されている。
【０１０８】
いくつかの例においては、第２特徴の強度が、第２処理１１０４を示す。第２磁性材料部４０８の強度は、当該第２磁性材料部４０８における材料の種類、材料の深さ、又は、材料の量のうちのいずれかを変更することにより調節することができる。第３磁性材料部４１０の強度は、当該第３磁性材料部４１０における材料の種類、材料の深さ、又は、材料の量のうちのいずれかを変更することにより調節することができる。
【０１０９】
他の例においては、第２特徴の配向が、第２処理１１０４を示す。第２磁性材料部４０８の配向は、当該第２磁性材料部４０８の向いている方向を変更することにより調節することができる。第３磁性材料部４１０の配向は、当該第３磁性材料部４１０の向いている方向を変更することにより調節することができる。
【０１１０】
次に図１２を参照すると、同図には、例示的な実施形態による、ツールベースの所定数の位置に載置された磁性材料が示されている。ビュー１２００において、磁性材料１２０２は、ツールベース１２０６における所定数の位置１２０４に載置されている。ツールベース１２０６は、図２に示すツールベース２７４の物理的な実施態様である。磁性材料１２０２は、図２に示す磁性材料２１２の物理的な実施態様である。
【０１１１】
図示のように、ツールベース１２０６は、複合材料１２０８の層を含む。ツールベース１２０６を形成するために、第１材料が敷設される。この例においては、第１材料は、複合材料である。
【０１１２】
磁性材料１２０２は、任意の望ましい方法を用いて配置することができる。いくつかの例においては、位置精度を高めるために、レーザー照準を用いて磁性材料１２０２が配置される。レーザー照準を用いた配置により、十分な正確性をもって磁性材料１２０２を配置することができ、当該磁性材料１２０２を、マシンヘッド（不図示）を配置するための参照として利用することができる。
【０１１３】
磁性材料１２０２は、任意の望ましい種類の磁性材料の形態をとる。いくつかの例においては、磁性材料１２０２を配置する際、鉄系磁性材料又は希土類系磁性材料のうちの少なくとも一方を配置する。いくつかの例においては、磁性材料１２０２は、複数種の磁性材料を含む。他の例においては、磁性材料１２０２は、複数の配向を有する。
【０１１４】
いくつかの例においては、磁性材料１２０２は、製造処理で所望される寸法に対して若干小さい。例えば、磁性材料１２０２の寸法は、材料（不図示）に穿孔する穴の寸法よりも小さい。
【０１１５】
いくつかの例においては、磁性材料１２０２をツールベース１２０６における所定数の位置１２０４に配置する際、第１特徴を有する第１磁性材料部１２１０を、ツールベース１２０６における第１位置１２１２に配置する。これらの例においては、第２特徴を有する第２磁性材料部１２１４を、ツールベース１２０６における第２位置１２１６に配置する。いくつかの例においては、第１特徴は、第２特徴とは異なる。他の例においては、第１特徴は、第２特徴と同じである。
【０１１６】
次に図１３を参照すると、例示的な実施形態による、磁性材料を有するツールが示されている。ツール１３００は、磁性材料１２０２を含む。磁性材料１２０２を覆うことにより、ツール１３０２が形成されている。いくつかの例においては、磁性材料１２０２を覆う際、磁性材料１２０２に第１材料１３０３を敷設して、当該第１材料１３０３で形成されたツール１３００内に磁性材料１２０２を包含する。第１材料１３０３が複合材料である場合、磁性材料１２０２に第１材料１３０３を敷設した後に、ツール１３００を硬化させる。
【０１１７】
ツール１３０２は、表面１３０４を有する。いくつかの例においては、表面１３０４は、製造処理を受けるために材料又は部品と適合させるのに望ましい形状に形成される。他の例においては、表面１３０４は、製造処理を受けるために材料又は部品と適合させるのに望ましい形状を形成するために、追加の処理を受ける。
【０１１８】
次に図１４を参照すると、例示的な実施形態による、磁性材料を有するツールが示されている。ビュー１４００においては、ツール１３０２の表面１３０４は、機械加工されて、レイアップ表面１４０２を形成している。いくつかの例においては、レイアップ表面１４０２は、当該レイアップ表面１４０２にレイアップされるとともに当該表面において処理が施される材料を成形するように構成されている。いくつかの例においては、レイアップ表面１４０２は、製造処理を受けるために部品と適合するように構成されている。
【０１１９】
図示のように、レイアップ表面１４０２は、曲率１４０４を有する。曲率１４０４は、製造処理を受ける部品の形状に応じて、任意の望ましい形状を有しうる。
【０１２０】
次に図１５を参照すると、例示的な実施形態による、磁性材料を有するツールが示されている。ツール１５００においては、磁性材料１５０２は、ツール１５００に内包されていない。ツール１５００は、図２に示すツール２００の物理的な実施態様である。ツール１５００において、磁性材料１５０２は、ツール１５００の表面１５０４の一部である。
【０１２１】
ツール１５００は、ツールベース１５０６と、当該ツールベース１５０６上の所定数の位置１５０８における磁性材料１５０２とを含む。表面１５０４を平坦化するために、当該表面１５０４にはコーティング剤１５１０が塗布されている。コーティング剤１５１０を用いると、磁性材料１５０２により表面１５０４に「隆起（bumps）」が形成されることがない。
【０１２２】
次に図１６を参照すると、例示的な実施形態による、材料に対して保持されたツールが示されている。製造環境１６００は、図２に示す製造環境２０４の物理的な実施態様である。材料１６０２は、図２に示す材料２１０の物理的な実施態様である。ツール１６０４は、図２に示すツール２００の物理的な実施態様である。
【０１２３】
図示のように、材料１６０２は、ツール１６０４よりも大きい。製造環境１６００においては、ツール１６０４を配置するために、材料１６０２に対して当該ツール１６０４を移動させる。材料１６０２に対してツール１６０２を位置決め参照した後、ツール１０４を材料１６０２に固定する。
【０１２４】
図示のように、ツール１６０４は、穿孔冶具（drilling jig）として用いることができる。材料１６０２に対してマシンヘッド（不図示）を配置するために、ツール１６０４内の磁性材料１６０６が、マシンヘッド（不図示）により検出される。
【０１２５】
図１及び図３〜１６に示す様々なコンポーネントは、図２に示すコンポーネントと組み合わせてもよいし、図２に示すコンポーネントと共に使用してもよいし、これら両方を行ってもよい。また、図１及び図３〜１６に示されるコンポーネントのいくつかは、図２にブロック形式で示すコンポーネントがどのように物理的構造体として実現可能であるかを示す具体例である。
【０１２６】
次に図１７を参照すると、例示的な実施形態による、ツール上の材料に対して処理を行うための方法のフロー図が示されている。方法１７００は、図２に示すツール２００を用いて実行してもよい。いくつかの例においては、方法１７００は、図４〜１１に示すツール４００、図１３〜１４に示すツール１３０２、図１５に示すツール１５００、又は、図１６に示すツール１６０４のうちのいずれか１つを用いて実行してもよい。方法１７００は、図２に示す材料２１０に対して処理を行うために、マシンヘッド２０２を用いて実行してもよい。
【０１２７】
方法１７００においては、マシンヘッドに接続されるとともにツールにおける磁性材料を検出するように調整されたセンサを用いて、ツール上の材料に対する所望位置にマシンヘッドを配置する（工程１７０２）。方法１７００においては、所望位置でマシンヘッドを始動させて、材料に対して処理を実行する（工程１７０４）。
【０１２８】
次に、図１８ａ及び１８ｂを参照すると、例示的な実施形態による、マシンヘッドをツールに対して配置して、所定数の製造処理を実行するための方法のフロー図が示されている。方法１８００は、図２に示すツール２００を用いて実行されてもよい。いくつかの例においては、方法１８００は、図４〜１１に示すツール４００、図１３〜１４に示すツール１３０２、図１５に示すツール１５００、又は、図１６に示すツール１６０４のうちのいずれか１つを用いて実行されてもよい。方法１８００は、図２に示す材料２１０に対して処理を行うために、マシンヘッド２０２を用いて実行されてもよい。
【０１２９】
いくつかの例においては、方法１８００において、マシンヘッドを、所定経路に沿ってツールに対して移動させる（工程１８０２）。他の例においては、方法１８００において、ツールを、所定経路に沿ってマシンヘッドに対して移動させる（工程１８０４）。
【０１３０】
方法１８００において、マシンヘッドに接続されるとともにツールにおける磁性材料を検出するように調整されたセンサを用いて、ツール上の材料に対する所望位置にマシンヘッドを配置する（工程１８０６）。方法１８００において、マシンヘッドを所定経路に沿ってツールに対して移動させる場合には、所望位置にマシンヘッドを配置する際、センサがツールにおける第１磁性材料部を検出すると、これに応答して、所定経路に沿ったマシンヘッドの移動を停止させる。方法１８００において、ツールを所定経路に沿ってマシンヘッドに対して移動させる場合には、所望位置にマシンヘッドを配置する際、センサがツールにおける第１磁性材料部を検出すると、これに応答して、所定経路に沿ったツールの移動を停止させる。いくつかの例においては、方法１８００においてマシンヘッドを配置する際、ツールにおける第１磁性材料部に対してセンサを配置する（工程１８０８）。
【０１３１】
方法１８００においては、マシンヘッドを所望位置で始動させて、材料に対して処理を実行する（工程１８１０）。いくつかの例においては、方法１８００において、センサからの読み取りに基づいて、材料に対する処理を停止させる（工程１８１２）。
【０１３２】
いくつかの例においては、処理が穿孔である場合、方法１８００において、所望深度まで材料が穿孔されると、穿孔を自動的に停止させる（工程１８１４）。いくつかの例においては、処理が穿孔である場合、方法１８００においては、処理を停止させる際、センサにより検出された磁場の強度から特定される材料の厚みに基づいて、マシンヘッドが所望距離又は最大距離のいずれか一方の距離だけ移動したときに、穿孔を停止させる（工程１８１６）。
【０１３３】
方法１８００において、処理を実行した後、ツールから材料を取り外す（工程１８１８）。方法１８００において、ツールに第２材料を配置する（工程１８２０）。方法１８００において、センサを用いて、ツール上の第２材料に対する所望位置にマシンヘッドを配置する（工程１８２２）。方法１８００において、マシンヘッドを所望位置で始動させて、第２材料に対して処理を実行する（工程１８２４）。
【０１３４】
いくつかの例においては、材料は、複合材料である。任意の工程１８２６〜１８３０は、材料が複合材料である場合に実行されうる工程である。材料が複合材料である場合、いくつかの例においては、方法１８００において、ツールに複合材料を敷設する（工程１８２６）。いくつかの例においては、マシンヘッドの配置は、複合材料を硬化させる前に行われる。例えば、マシンヘッドによって実行される処理は、硬化前に複合材料に対して追加の複合材料を供給する処理であってもよい。他の例としては、マシンヘッドによって実行される処理は、硬化前に複合材料に対してコーティング処理又は表面処理を施す処理であってもよい。
【０１３５】
いくつかの例においては、材料が複合材料である場合、方法１８００において、マシンヘッドを配置する前に、ツールにおける複合材料を硬化させる（工程１８２８）。いくつかの例においては、ツールにおける複合材料を硬化させる際、ツールに埋設された磁性材料を加熱する（工程１８３０）。いくつかの例においては、炉又はオートクレーブなどの外部加熱源により磁性材料を加熱する。これらの例においては、磁性材料は、硬化温度にて磁性を維持するものが選択される。他の例においては、複合材料を硬化させるための当該複合材料の加熱は、少なくとも部分的には、誘導加熱を利用して磁性材料により供給される熱を用いて行われる。
【０１３６】
他の例においては、ツールに対して材料を敷設する代わりに、材料としての部品をツール上に設ける。これらの例においては、方法１８００は、さらに、ツールを部品に接続することを含む（工程１８３２）。いくつかの例においては、方法１８００は、さらに、処理を実行した後、部品からツールを取り外すことを含む（工程１８３４）。いくつかの例においては、方法１８００において、ツールを第２部品に接続する（工程１８３６）。いくつかの例においては、方法１８００において、センサを用いて、第２部品に対する所望位置にマシンヘッドを配置する（工程１８３８）。いくつかの例においては、方法１８００において、マシンヘッドを所望位置で始動させて、第２部品に対して処理を実行する（工程１８４０）。
【０１３７】
任意の工程１８４２〜１８４８は、工程１８１２の後に実行されうる工程である。いくつかの例においては、方法１８００において、センサを用いて、ツール上の材料に対する第２所望位置にマシンヘッドを配置する（工程１８４２）。いくつかの例においては、方法１８００において、マシンヘッドを所望位置で始動させて、材料に対して処理を実行する（工程１８４４）。
【０１３８】
他の例においては、方法１８００において、センサを用いて、ツール上の材料に対する第２所望位置にマシンヘッドを配置した後、方法１８００において、マシンヘッドを第２所望位置で始動させて、材料に対して第２処理を実行する（工程１８４６）。方法１８００のいくつかの例においては、所望位置に関連する第１磁性材料部は、第１特徴を有し、第２所望位置にマシンヘッドを配置する際、ツールにおいて、第２特徴を有する第２磁性材料部に対してセンサを配置し、第１特徴は、第２特徴とは異なる（工程１８４８）。
【０１３９】
次に、図１９を参照すると、例示的な実施形態による、マシンヘッドをツールに対して配置して、所定数の製造処理を実行するための方法のフロー図が示されている。方法１９００は、図２に示すツール２００を用いて実行されてもよい。いくつかの例においては、方法１９００は、図４〜１１に示すツール４００、図１３〜１４に示すツール１３０２、図１５に示すツール１５００、又は、図１６に示すツール１６０４のうちのいずれか１つを用いて実行されてもよい。方法１９００は、図２に示す材料２１０に対して処理を行うために、マシンヘッド２０２を用いて実行されてもよい。
【０１４０】
方法１９００において、磁場を検出するためにマシンヘッドに取り付けられたセンサを調整する（工程１９０２）。方法１９００において、磁性材料を含むツールに対してマシンヘッドを移動させる（工程１９０４）。方法１９００において、センサが、ツールにおける磁場を検出すると、所望位置でマシンヘッドを停止させる（工程１９０６）。方法１９００において、マシンヘッドを所望位置で始動させて、ツール上の部品に対して製造処理を実行する（工程１９０８）。
【０１４１】
いくつかの例においては、方法１９００において、磁場の強度を測定する（工程１９１０）。いくつかの例においては、方法１９００において、製造処理を実行する前に、磁場の強度に基づいて製造処理を変更する（工程１９１２）。
【０１４２】
いくつかの例においては、所定経路は、コンピュータ数値制御（ＣＮＣ）マシンのための第１プログラムによる。これらの例においては、方法１９００は、さらに、コンピュータ数値制御（ＣＮＣ）マシンのための第２プログラムを実行して、マシンヘッドが所望位置で始動して製造処理を実行するように制御することを含む（工程１９１４）。いくつかの例においては、方法１９００は、さらに、部品に対して製造処理を実行した後に、当該部品からツールを取り外すことを含む（工程１９１６）。
【０１４３】
次に図２０を参照すると、例示的な実施形態による、磁性材料を有するツールを形成するための方法のフロー図が示されている。方法２０００は、図２に示すツール２００を形成するために利用することができる。方法２０００は、図４〜１１に示すツール４００を形成するために利用することもできる。方法２０００は、図１２〜１４に示すツール１３０２を形成するために利用することもできる。
【０１４４】
方法２０００においては、第１材料を敷設してツールベースを形成する（工程２００２）。方法２０００においては、ツールベースにおける所定数の位置に磁性材料を配置する（工程２００４）。方法２０００において、磁性材料を覆ってツールを形成する（工程２００６）。
【０１４５】
方法２０００のいくつかの例においては、第１材料は複合材料であって、方法２０００において、磁性材料に第１材料を敷設した後にツールを硬化させる（工程２００８）。
【０１４６】
方法２０００において、ツールの表面を機械加工してレイアップ表面を形成する（工程２０１０）。その後、この方法を終了させる。
【０１４７】
いくつかの例においては、磁性材料を配置する際、位置精度を高めるためにレーザー照準を用いる（工程２０１２）。いくつかの例においては、磁性材料を配置する際、鉄系磁性材料又は希土類系磁性材料のうちの少なくとも一方を配置する（工程２０１４）。
【０１４８】
方法２０００のいくつかの例においては、ツールベースにおける所定数の位置に磁性材料を配置する際、第１特徴を有する第１磁性材料部をツールベースの第１位置に配置し、第２特徴を有する第２磁性材料部をツールベースの第２位置に配置し、第１特徴は、第２特徴とは異なる（工程２０１６）。
【０１４９】
方法２０００のいくつかの例においては、磁性材料を覆う際、当該磁性材料に第１材料を敷設して、当該第１材料で形成されたツールに磁性材料が内包されるようにする（工程２０１８）。
【０１５０】
図示された様々な実施形態におけるフロー図及びブロック図は、例示的な実施形態における装置及び方法のいくつかの考えられる実施態様の構造、機能、及び動作を示すものである。この点では、フロー図又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、及び／又は、工程若しくはステップの一部を表す。
【０１５１】
例示的な実施形態のいくつかの代替の実施態様において、ブロックで述べられている１つ又は複数の機能は、図で述べられている順序とは異なる順序で実行してもよい。例えば、いくつかのケースにおいては、関連する機能に応じて、連続して示されている２つのブロックは実質的に同時に実行されてもよいし、逆の順序で実行されてもよい。また、フロー図又はブロック図に示されたブロックに対して、さらに他のブロックを追加してもよい。いくつかの例においては、一部のブロックをフロー図又はブロック図から排除してもよい。
【０１５２】
本開示の例示的な実施形態は、図２１に示すような航空機の製造及び保守方法２１００、及び、図２２に示すような航空機２２００に関連させて説明することができる。最初に図２１を参照すると、例示的な実施形態による、航空機の製造及び保守方法が示されている。生産開始前において、航空機の製造及び保守方法２１００は、図２２に示した航空機２２００の仕様決定及び設計２１０２と、材料調達２１０４とを含む。
【０１５３】
生産中には、航空機２２００の部品及び小組立品の製造２１０６、並びに、システムインテグレーション２１０８が行われる。その後、航空機２２００は、認可及び納品２１１０の工程を経て、就航期間２１１２に入る。顧客による就航期間中２１１２中は、航空機２２００は、定例の整備及び保守２１１４に組み込まれる。これは、改良、再構成、改修、又は、他の整備及び保守を含みうる。
【０１５４】
航空機の製造及び保守方法２１００の各工程は、システムインテグレータ、第三者、及び／又は、オペレータによって実行又は実施することができる。これらの例において、オペレータは顧客であってもよい。なお、システムインテグレータは、限定するものではないが、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い。第三者は、限定するものではないが、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、航空会社、リース会社、軍事団体、サービス組織などであってもよい。
【０１５５】
次に図２２を参照すると、例示的な実施形態を実施可能な航空機が示されている。この例において、航空機２２００は、図２１に示す航空機の製造及び保守方法２１００によって製造され、複数のシステム２２０４及び内装２２０６を備えた機体２２０２を含みうる。システム２２０４の例としては、１つ以上の推進系２２０８、電気系２２１０、油圧系２２１２、及び、環境系２２１４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。なお、航空宇宙産業の例を示してはいるが、種々の例示的な実施形態を、例えば自動車産業等の他の産業に適用してもよい。
【０１５６】
本明細書において具現化される装置及び方法は、航空機の製造及び保守方法２１００における少なくとも１つの段階に用いることができる。本明細書において、「少なくとも１つの」という語句が、要素の列挙とともに用いられる場合、列挙された要素のうちの１つ又は複数を様々な組み合わせで使用する場合もあるし、列挙された要素のうちの１つのみを必要とする場合もあることを意味する。すなわち、「少なくとも１つの」は、列挙された要素を任意の組み合わせで任意の数だけ使用してもよいが、列挙された要素の全てを必要としない場合もあることを意味する。要素は、特定の対象、物、又はカテゴリであってもよい。
【０１５７】
例えば、「要素Ａ、要素Ｂ、及び要素Ｃのうちの少なくとも１つ」は、限定するものではないが、要素Ａ、要素Ａと要素Ｂ、或いは、要素Ｂを含みうる。この例の場合、要素Ａと要素Ｂと要素Ｃ、或いは、要素Ｂと要素Ｃを意味することもありうる。勿論、これらの要素のあらゆる組み合わせが存在する。他の例においては、「少なくとも１つ」は、例えば、限定するものではないが、２個の要素Ａと、１個の要素Ｂと、１０個の要素Ｃ；４個の要素Ｂと７個の要素Ｃ；又は、他の適切な組み合わせを意味する。
【０１５８】
１つ以上の例示的な実施形態を、図２１に示す部品及び小組立品の製造２１０６、システムインテグレーション２１０８、又は、整備及び保守２１１４のうちの少なくとも１つに用いてもよい。例えば、図２に示すツール２００を部品及び小組立品の製造２１０６において使用して、図２に示す材料２１０に対して製造処理を実行してもよい。図１７、１８ａ、１８ｂ、及び、図１９に示す方法１７、方法１８、又は、方法１９００のうちの少なくとも１つを用いて、部品及び小組立品の製造２１０６において、図２に示す材料２１０に対する製造処理を行ってもよい。
【０１５９】
システムインテグレーション２１０８において、図２に示すツール２００を用いて、航空機２２００のコンポーネントを接続してもよい。図２１に示す整備及び保守２１１４で使用される交換部品を形成するために、図２に示すツール２００を用いてもよい。例えば、ツール２００を用いて材料２１０に対する処理を実行することにより、図２１に示す整備及び保守２１１２で使用される交換部品を形成してもよい。図２に示す材料２１０は、少なくとも機体２２０２又は内装２２０６のうちの一方のコンポーネントであってもよい。
【０１６０】
いくつかの方法の例においては、磁石又は磁性粒子が複合材ツールに埋設される。硬化後残留磁気（magnetic remanence post cure）を利用すると、これらの磁石、及び、ドリルビット（drill bit）におけるホール効果センサにより、複合材料の穿孔処理において、コンピュータ数値制御（ＣＮＣ）プログラミングを大幅に削減することができる。複合材ツール内の磁石は、さらに、過度な穿孔からツール及び部品を保護することができる。
【０１６１】
最後に、切削冶具及び穿孔冶具が必要な場合、これらのためのインサート（inserts）を、硬化の熱サイクルを必要としない切削冶具／穿孔冶具に挿入することもできる。切削冶具に対する部品の位置を積極的に検出するための他の手段が必要となるが、この場合においても、磁性ドリルビットを用いれば、磁性ドリルによる検出が可能であろう。これは、インバーやスチールのような磁性ツール表面で硬化される部品のための有効な代替品となるであろう。
【０１６２】
例示的な実施形態は、磁場の検出により、ツール表面に載置又は位置決めされた関連する複合材積層パネル等における穴の穿孔位置を決定する方法を提供する。ツールの表面に埋設された対象磁石は、関連する穿孔中心線の位置を示し、当該位置は、感知される磁場強度の位置測定により検出される。
【０１６３】
また、例示的な実施形態は、穿孔ツール、処理ステップ、及び、検証を大幅に減らす手段を提供することができる。さらに、プログラムの存続期間全体に亘って、追加の処理検証を必要としない反復可能な解決法（solution）を実行する手段を提供することができる。例示的な実施形態において、磁性及び／又は鉄製のカップ型インサート（Magnetic and/or Fe Cup shape insert）などのインサートは、ツールの所定位置に設けられている。
【０１６４】
本発明は、以下の項においても言及されるが、これらの項は、請求の範囲と混同されるべきではない。
【０１６５】
Ａ１．マシンヘッド（２０２）に接続されるとともにツール（２００）における磁性材料（２１２）を検出するように調整されたセンサ（２１８）を用いて、前記ツール（２００）上の材料（２１０）に対する所望位置（２２４）に前記マシンヘッド（２０２）を配置し、
前記所望位置（２２４）で前記マシンヘッド（２０２）を始動させて、前記材料（２１０）に対して処理（２０６）を実行する、ことを含む方法。
【０１６６】
Ａ２．さらに、前記マシンヘッド（２０２）を所定経路（２２６）に沿って前記ツール（２００）に対して移動させることを含み、前記所定位置（２２４）に前記マシンヘッド（２０２）を配置する際、前記センサ（２１８）が、前記ツール（２００）における第１磁性材料部（２２８）を検出すると、これに応答して、前記所定経路（２２６）に沿った前記マシンヘッド（２０２）の移動を停止させる、項Ａ１に記載の方法。
【０１６７】
Ａ３．さらに、前記ツール（２００）を所定経路（２２６）に沿って前記マシンヘッド（２０２）に対して移動させることを含み、前記所定位置（２２４）に前記マシンヘッド（２０２）を配置する際、前記センサ（２１８）が前記ツール（２００）における第１磁性材料部（２２８）を検出すると、これに応答して、前記所定経路（２２６）に沿った前記ツール（２００）の移動を停止させる、項Ａ１に記載の方法。
【０１６８】
Ａ４．さらに、前記センサ（２１８）からの読み取りに基づいて、前記材料（２１０）に対する前記処理（２０６）を停止させることを含む、項Ａ１に記載の方法。
【０１６９】
Ａ５．前記処理（２０６）は穿孔（２３０）であって、前記処理（２０６）を停止させる際、前記センサ（２１８）により検出された磁場（２２０）の強度（２３６）から特定される前記材料（２１０）の厚み（２４８）に基づいて、前記マシンヘッド（２０２）が所望距離（２５０）又は最大距離（２５２）のいずれか一方の距離だけ移動したときに、前記穿孔（２３０）を停止させる、項Ａ４に記載の方法。
【０１７０】
Ａ６．前記処理（２０６）は穿孔（２３０）であって、前記方法は、さらに、所望深度（２４６）まで前記材料（２１０）が穿孔されると、前記穿孔（２３０）を自動的に停止させることを含む、項Ａ１に記載の方法。
【０１７１】
Ａ７．前記マシンヘッド（２０２）を配置する際、前記ツール（２００）における第１磁性材料部（２２８）に対して前記センサ（２１８）を配置する、項Ａ１に記載の方法。
【０１７２】
Ａ８．前記材料（２１０）は、複合材料（２１６）であって、前記方法は、さらに、
前記ツール（２００）に前記複合材料（２１６）を敷設し、
前記マシンヘッド（２０２）を配置する前に、前記ツール（２００）における前記複合材料（２１６）を硬化させる、ことを含む、項Ａ１に記載の方法。
【０１７３】
Ａ９．前記ツール（２００）上の前記複合材料（２１６）を硬化させる際、前記ツール（２００）に埋設された前記磁性材料（２１２）を加熱する、項Ａ８に記載の方法。
【０１７４】
Ａ１０．さらに、ホール効果を利用する前記センサ（２１８）により前記磁性材料（２１２）を検出することを含む、項Ａ１に記載の方法。
【０１７５】
Ａ１１．さらに、
前記処理（２０６）を実行した後、前記ツール（２００）から前記材料（２１０）を取り外し、
前記ツール（２００）に第２材料（２５８）を配置し、
前記センサ（２１８）を用いて、前記ツール（２００）上の前記第２材料（２５８）に対する所望位置（２２４）に前記マシンヘッド（２０２）を配置し、
前記所望位置（２２４）で前記マシンヘッド（２０２）を始動させて、前記第２材料（２５８）に対して前記処理（２０６）を実行する、ことを含む、項Ａ１に記載の方法。
【０１７６】
Ａ１２．さらに、
前記センサ（２１８）を用いて、前記ツール（２００）上の前記材料（２１０）に対する第２所望位置（２６２）に前記マシンヘッド（２０２）を配置し、
前記第２所望位置（２６２）で前記マシンヘッド（２０２）を始動させて、前記材料（２１０）に対して前記処理（２０６）を実行する、ことを含む、項Ａ１に記載の方法。
【０１７７】
Ａ１３．さらに、
前記センサ（２１８）を用いて、前記ツール（２００）上の前記材料（２１０）に対する第２所望位置（２６２）に前記マシンヘッド（２０２）を配置し、
前記第２所望位置（２６２）で前記マシンヘッド（２０２）を始動させて、前記材料（２１０）に対して第２処理（２０８）を実行する、ことを含む、項Ａ１に記載の方法。
【０１７８】
Ａ１４．前記所望位置（２２４）に関連する第１磁性材料部（２２８）は、第１特徴（２３４）を有し、前記第２所望位置（２６２）に前記マシンヘッド（２０２）を配置する際、前記ツール（２００）において、第２特徴（２６４）を有する第２磁性材料部（２６０）に対して前記センサ（２１８）を配置し、前記第１特徴（２３４）は、前記第２特徴（２６４）とは異なる、項Ａ１３に記載の方法。
【０１７９】
Ａ１５．前記ツール（２００）における前記材料（２１０）は、部品（２８８）であって、前記方法は、さらに、前記ツール（２００）を前記部品（２８８）に接続することを含む、項Ａ１に記載の方法。
【０１８０】
Ａ１６．さらに、
前記処理（２０６）を実行した後、前記部品（２８８）から前記ツール（２００）を取り外し、
前記ツール（２００）を第２部品（２９０）に接続し、
前記センサ（２１８）を用いて、前記第２部品（２９０）に対する所望位置（２２４）に前記マシンヘッド（２０２）を配置し、
前記所望位置（２２４）で前記マシンヘッド（２０２）を始動させて、前記第２部品（２９０）に対して前記処理（２０６）を実行する、ことを含む、項Ａ１５に記載の方法。
【０１８１】
Ｂ１．磁場を検出するためにマシンヘッド（２０２）に取り付けられたセンサ（２１８）を調整し、
磁性材料（２１２）を含むツール（２００）に対して前記マシンヘッド（２０２）を移動させ、
前記センサ（２１８）が、前記ツール（２００）における磁場（２２０）を検出すると、所望位置（２２４）で前記マシンヘッド（２０２）を停止させ、
前記所望位置（２２４）で前記マシンヘッド（２０２）を始動させて、前記ツール（２００）上の部品（２８８）に対して製造処理（２０６）を実行する、ことを含む、方法。
【０１８２】
Ｂ２．さらに、前記磁場（２２０）の強度（２３６）を測定することを含む、項Ｂ１に記載の方法。
【０１８３】
Ｂ３．さらに、前記製造処理（２０６）を実行する前に、前記磁場（２２０）の強度（２３６）に基づいて前記製造処理（２０６）を変更することを含む、項Ｂ２に記載の方法。
【０１８４】
Ｂ４．前記マシンヘッド（２０２）を前記ツール（２００）に対して移動させる際、前記マシンヘッド（２０２）を所定経路（２２６）に沿って移動させ、前記所定経路（２２６）は、コンピュータ数値制御（ＣＮＣ）マシン（２５５）のための第１プログラム（２５４）によるものであって、前記方法は、さらに、
前記コンピュータ数値制御（ＣＮＣ）マシン（２５５）のための第２プログラム（２５６）を実行して、前記マシンヘッド（２０２）を前記所望位置（２２４）で始動させて前記製造処理（２０６）を実行することを含む、項Ｂ１に記載の方法。
【０１８５】
Ｂ５．さらに、前記部品（２８８）に対して前記製造処理（２０６）を実行した後に、前記部品（２８８）から前記ツール（２００）を取り外すことを含む、項Ｂ１に記載の方法。
【０１８６】
Ｃ１．ツールベース（２７４）を形成するために第１材料（２４２）を敷設し、
前記ツールベース（２７４）における所定数の位置（２１４）に磁性材料（２１２）を配置し、
ツール（２００）を形成するために前記磁性材料（２１２）を覆う、ことを含む方法。
【０１８７】
Ｃ２．前記磁性材料（２１２）を覆う際、前記磁性材料（２１２）に前記第１材料（２４２）を敷設して、前記第１材料（２４２）で形成された前記ツール（２００）に前記磁性材料（２１２）が内包されるようにする、項Ｃ１に記載の方法。
【０１８８】
Ｃ３．前記磁性材料（２１２）を配置する際、鉄系磁性材料又は希土類系磁性材料のうちの少なくとも一方を配置する、項Ｃ１に記載の方法。
【０１８９】
Ｃ４．前記第１材料（２４２）は複合材料であって、前記方法は、さらに、前記磁性材料（２１２）に前記第１材料（２４２）を敷設した後に、前記ツールを硬化させることを含む、項Ｃ１に記載の方法。
【０１９０】
Ｃ５．さらに、レイアップ面（２４４）を形成するために前記ツール（２００）の表面を機械加工することを含む、項Ｃ１に記載の方法。
【０１９１】
Ｃ６．前記磁性材料（２１２）を配置する際、位置精度を高めるためにレーザー照準を用いる、項Ｃ１に記載の方法。
【０１９２】
Ｃ７．前記ツールベース（２７４）における前記所定数の位置（２１４）に前記磁性材料（２１２）を配置する際、
第１特徴（２３４）を有する第１磁性材料部（２２８）を、前記ツールベース（２７４）における第１位置（２７８）に配置し、
第２特徴（２６４）を有する第２磁性材料部（２６０）を、前記ツールベース（２７４）の第２位置（２８０）に配置し、前記第１特徴（２３４）は、前記第２特徴（２６４）とは異なる、項Ｃ１に記載の方法。
【０１９３】
Ｄ１．材料（２１０）における処理（２０６）の位置を特定するように構成されたツール（２００）であって、
前記材料（２１０）と適合するように構成されたレイアップ面（２４４）と、
材料（２１０）に対して所定数の処理を行うための所定数の位置（２１１）に対応する、前記ツール（２００）における所定数の位置（２１４）に設けられた磁性材料（２１２）と、を含むツール。
【０１９４】
Ｄ２．前記磁性材料（２１２）は、前記レイアップ面（２４４）に対して複数の配向（２４０、２７０）を有する磁性材料（２１２）である、項Ｄ１に記載のツール（２００）。
【０１９５】
Ｄ３．前記磁性材料（２１２）は、前記レイアップ面（２４４）において複数の強度が計測される磁性材料（２１２）である、項Ｄ１に記載のツール（２００）。
【０１９６】
Ｄ４．前記磁性材料（２１２）は、前記ツール（２００）の複合材料に埋設されている、項Ｄ１に記載のツール（２００）。
【０１９７】
Ｅ１．処理用コンポーネント（２３３）を用いて、ツール（２００）上の材料（２１０）に対して処理（２０６）を実行するように構成されたマシンヘッド（２０２）と、
前記マシンヘッド（２０２）に接続するとともに、前記材料（２１０）の下側の前記ツール（２００）における磁性材料（２１２）を検出するように調整されたセンサ（２１８）と、を含むシステム（２８４）。
【０１９８】
Ｅ２．さらに、前記マシンヘッド（２０２）に接続された前記センサ（２１８）を用いて、前記ツール（２００）上の前記材料（２１０）に関連する所望位置（２２４）に前記マシンヘッド（２０２）を配置するように構成されたコントローラ（２８６）を含む、項Ｅ１に記載のシステム（２８６）。
【０１９９】
Ｅ３．さらに、前記コントローラ（２８６）は、前記所望位置（２２４）で前記材料（２１０）に対する前記処理（２０６）の実行を開始することを、前記マシンヘッド（２０２）に指示するように構成されている、項Ｅ２に記載のシステム。
【０２００】
Ｅ４．前記コントローラ（２８６）は、さらに、前記マシンヘッド（２０２）を、所定経路（２２６）に沿って前記ツール（２００）に対して移動させるように構成されており、前記コントローラ（２８６）は、さらに、前記センサ（２１８）が、前記ツール（２００）における第１磁性材料部（２２８）を検出すると、これに応答して、前記所定経路（２２６）に沿った前記マシンヘッド（２０２）の移動を停止させるように構成されており、前記マシンヘッド（２０２）を停止させると、前記マシンヘッド（２０２）が前記所望位置（２２４）に配置される、項Ｅ２に記載のシステム（２８４）。
【０２０１】
様々な例示的な実施形態の説明は、例示及び説明のために提示したものであり、全てを網羅することや、開示した態様での実施形態に限定することを意図するものではない。多くの改変例及び変形例が当業者には明らかであろう。また、異なる例示的な実施形態は、他の例示的な実施形態と比べて、互いに異なる特徴を有しうる。選択した実施形態は、実施形態の原理及び実際の用途を最も的確に説明するために、且つ、当業者が、想定した特定の用途に適した種々の変形を加えた様々な実施形態のための開示を理解できるようにするために、選択且つ記載したものである。
【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１８ａ】
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【図１８ｂ】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【外国語明細書】
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