(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複合ワークピースを検査するための方法であって、
前記複合ワークピースの表面へ誘導された電磁放射に対する応答を、前記複合ワークピースの前記表面上の複数の箇所の各々についての複数の波長に分離するステップと、
前記複数の箇所の各々についての前記複数の波長から前記複合ワークピースの前記表面上の一組の汚染物質を特定するステップと、
前記複合ワークピースの前記表面上の前記複数の箇所の各々についての前記複数の波長から特定された前記一組の汚染物質を指示する一組の図形表示を有する前記複合ワークピースの前記表面の二次元画像を生成するステップとを含み、
前記複合ワークピースの表面へ誘導された電磁放射に対する応答を、前記複合ワークピースの前記表面上の複数の箇所の各々についての複数の波長に分離するステップが、可動式ミラーシステムを備える誘導システムによって前記電磁放射に対する応答にフィルタ全体を走査させるステップを含み、前記フィルタは前記応答を前記複数の波長へ分離するように構成されている、方法。
【請求項２】
前記複数の箇所の各々についての前記複数の波長から前記複合ワークピースの前記表面上の前記一組の汚染物質を特定するステップが、
前記複合ワークピースの前記表面上の前記複数の箇所の各々についての前記複数の波長と公知の汚染物質の波長のデータベースとの比較に基づいて、前記一組の汚染物質を特定するステップを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記一組の図形表示を有する前記二次元画像を前記複合ワークピースの前記表面上に投影するステップをさらに含む請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記複合ワークピースの前記表面上の前記複数の箇所の各々についての前記複数の波長から特定された前記一組の汚染物質を指示する前記一組の図形表示を有する前記複合ワークピースの前記表面の前記二次元画像を生成するステップが、
可視光センサシステムを用いて前記複合ワークピースの前記表面の前記二次元画像を生成するステップと、
前記複合ワークピースの前記表面上の前記複数の箇所の各々についての前記複数の波長から特定された前記一組の汚染物質を指示する前記一組の図形表示を、前記二次元画像の前記複数の箇所に対応する箇所に含めるステップとを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記分離するステップ、前記特定するステップ、および前記生成するステップが、複合材料の複数の層が前記複合ワークピースのために堆積されるときに実行される、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記分離するステップ、前記特定するステップ、および前記生成するステップは、前記複合材料の複数の層が、前記複合材料の複数の層を硬化させる前に、前記複合ワークピースのために堆積される都度実行される、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記分離するステップ、前記特定するステップ、および前記生成するステップが、前記複合ワークピースを硬化させる前に実行される、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記フィルタが光学プリズムと、ホログラフィック回折格子と、回折格子と、くさび形フィルタとから成る群から選択される、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記フィルタが、くさび形フィルタであり、前記くさび形フィルタが通過させる周波数を定める長さを有し、前記周波数が前記長さに沿った方向に増加する、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
電磁放射が、ハロゲン・ライト・システム、発光ダイオードシステム、キセノン・アーク・ランプ・システム、レーザー・ダイオード・システム、および石英灯システムのうちの少なくとも一つによって生成される、請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
前記複合ワークピースが、水中配備構造体、宇宙配備構造体、水上船舶、戦車、列車、宇宙機、宇宙ステーション、人工衛星、潜水艦、自動車、発電所、橋、ダム、製造設備、および建物のうちの一つから選択されるプラットフォームのための部品を形成する、請求項１に記載の方法。
【請求項１２】
複合材料の層を堆積するためのツールを検査するための方法であって、
前記ツールの表面へ誘導された電磁放射に対する応答を、前記ツールの前記表面上で前記複合材料の層を堆積する前に、前記ツールの前記表面上の複数の箇所の各々についての複数の波長に分離するステップと、
前記ツールの前記表面上の前記複数の箇所の各々についての前記複数の波長から一組の汚染物質を特定するステップと、
前記ツールの前記表面上の前記複数の箇所の各々についての前記複数の波長から特定された前記一組の汚染物質を指示する一組の図形表示を有する前記ツールの前記表面の二次元画像を生成するステップとを含み、
前記ツールの表面へ誘導された電磁放射に対する応答を、前記ツールの前記表面上で前記複合材料の層を堆積する前に、前記ツールの前記表面上の複数の箇所の各々についての複数の波長に分離するステップが、可動式ミラーシステムを備える誘導システムによって前記電磁放射に対する応答にフィルタ全体を走査させるステップを含み、前記フィルタは前記応答を前記複数の波長へ分離するように構成されている、方法。
【請求項１３】
複合材料を検査するための方法であって、
前記複合材料の表面へ誘導された赤外電磁放射に対する応答を、前記複合材料の表面上の複数の箇所の各々についての複数の赤外波長に分離するステップと、
前記複数の箇所の各々についての前記複数の赤外波長から前記複合材料についての一組のむらを特定するステップと、
前記複合材料の表面上の前記複数の箇所の各々についての前記複数の赤外波長から特定された前記一組のむらを指示する一組の図形表示を有する前記複合材料の二次元画像を生成するステップとを含み、
前記複合材料の表面へ誘導された赤外電磁放射に対する応答を、前記複合材料の表面上の複数の箇所の各々についての複数の赤外波長に分離するステップが、可動式ミラーシステムを備える誘導システムによって前記赤外電磁放射に対する応答にフィルタ全体を走査させるステップを含み、前記フィルタは前記応答を前記複数の赤外波長へ分離するように構成されている、方法。
【請求項１４】
前記一組のむらが、空隙と孔とから成る群から選択されたむらを有する、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
複合ワークピースの表面に向けて誘導された電磁放射に対する応答を、可視光スペクトル外の波長を有する複数の波長に分離し、前記電磁放射の前記複数の波長からデータを生成するように構成された分光センサシステムであって、前記複合ワークピースの前記表面に誘導された電磁放射に対する前記応答を、前記可視光スペクトル外の波長を有する複数の波長に分離するように構成されたフィルタを備える分光センサシステムと、
複合材料の複数の層が前記複合ワークピースのために堆積された後で、前記複合材料の複数の層を硬化させる前に、前記分光センサシステムに前記応答から前記データを生成させ、前記複合ワークピースの前記表面上の複数の箇所の各々についての前記複数の波長から特定された一組の汚染物質を指示する一組の図形表示を有する前記複合ワークピースの前記表面の二次元画像を生成するように構成されたアナライザと、
前記電磁放射に対する前記応答に前記フィルタ全体を走査させるように構成された可動式ミラーシステムを備える誘導システムとを備える装置。
【請求項１６】
前記複合ワークピースの前記表面の可視光画像を生成するように構成された可視光センサシステムをさらに備え、
前記アナライザが、前記複合ワークピースの前記表面上の前記複数の箇所の各々についての前記複数の波長から特定された前記一組の汚染物質を指示する前記一組の図形表示を、前記可視光画像の前記複数の箇所に対応する箇所に含めて、前記複合ワークピースの前記表面上の前記複数の箇所の各々についての前記複数の波長から特定された前記一組の汚染物質を指示する前記一組の図形表示を有する前記複合ワークピースの前記表面の前記二次元画像を形成するように構成されている、請求項１５に記載の装置。
【請求項１７】
前記分光センサシステムが、前記フィルタによって前記応答において分離された前記電磁放射の可視光スペクトル外の波長を有する前記複数の波長から前記データを生成するように構成された複数のセンサを備えるセンサアレイを備え、
前記複数のセンサが、ディジタル電荷結合デバイスと、相補型金属酸化膜半導体デバイスと、アンチモン化インジウム（ＩｎＳｂ）半導体デバイスと、水銀カドミウムテルル（ＨｇＣｄＴｅ）半導体デバイスとから成る群から選択されていて、前記複数の波長が連続した範囲の波長を有する、請求項１５に記載の装置。
【請求項１８】
前記電磁放射を生成して、前記可動式ミラーシステムを通って前記複合ワークピースの前記表面に向けてコヒーレント光を通過させるように構成された電磁放射源をさらに備える請求項１７に記載の装置。
【請求項１９】
前記複合ワークピースの前記表面上の前記複数の箇所の各々についての前記複数の波長から特定された前記一組の汚染物質が、液体と、湿気と、プラスチック粒子とから成る群から選択された汚染物質を有する、請求項１５に記載の装置。
【請求項２０】
前記アナライザが、前記データをシグネチャデータベースと比較することによって前記一組の汚染物質を特定するようにさらに構成されていて、前記シグネチャデータベース中の一つのシグネチャが、前記一組の汚染物質中の一つの汚染物質に特有の前記一組の波長中の一つの波長についての強度を有し、前記データが、前記一組の波長についての強度と、前記一組の波長についての振幅と、前記波長とのうち少なくとも一つを有する、請求項１５に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は一般に、複合構造体の製造に関し、詳細には、製造中の複合ワークピースの検査に関する。より詳細には、本開示は、複合ワークピースを硬化させて複合構造体を形成する前に、複合ワークピース上の汚染物質を特定するための方法および装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
複合材料がますます大きな割合を占める航空機が設計され、製造されるようになってきている。複合材料は、航空機では、航空機の重量を低減させるのに使用される。この重量の低減により、積載容量や燃料効率といった性能の特徴が改善される。さらに、複合材料は、航空機の様々な構成要素のより長い耐用年数を可能にする。
【０００３】
複合材料は、２つ以上の機能構成要素を組み合わせることによって作成された丈夫で軽量の材料である。例えば、複合材料は、高分子樹脂の母材で固められた補強繊維を含んでいてよい。繊維は単一方向であってもよく、織物または布地の形を取っていてもよい。繊維および樹脂は、複合材料を形成するように配置し、硬化させる。
【０００４】
さらに、複合材料を使用して航空宇宙用複合構造体を作成することにより、航空機の各部分をより大きな部品または部分として製造することができるようになる可能性もある。例えば、航空機の胴体を、航空機の胴体を形成するための円筒形の部分として作成することができる。他の例には、それだけに限らないが、翼を形成するように結合された翼部分や、安定板を形成するように結合された安定板部分が含まれる。
【０００５】
複合構造体の製造に際しては、通常、複合材料の層がツール上で堆積される。各層はシート状の繊維で構成されていてよい。これらのシートは、布地、テープ、トウの形、または他の適切な形を取ることができる。場合によっては、シートに樹脂を染み込ませ、または予備含浸させてもよい。これらの種類のシートを一般にプリプレグと呼ぶ。
【０００６】
異なるプリプレグの層を異なる向きで堆積することができ、製造される複合構造体の厚さに応じて異なる数の層を使用することができる。これらの層は、手で、またはテープ積層機や繊維配置システムといった自動化された積層設備を用いて堆積することができる。
【０００７】
異なる層がツール上で堆積された後で、各層を、温度および圧力をかけて固め、硬化させて、最終的な複合構造体が形成される。その後、その複合構造体を検査して、むらが存在するかどうか判定することができる。検査は、Ｘ線検査システム、超音波検査システム、および他の種類の非破壊検査システムを用いて行うことができる。
【０００８】
むらが特定された場合には、その複合構造体を再加工することができる。場合によっては、むらの結果として複合構造体が廃棄され、新しい複合構造体の製造が必要になることもある。複合構造体に存在しうるむらの例には、空隙、孔、層間はく離、異物破片（ＦＯＤ：  ｆｏｒｅｉｇｎ  ｏｂｊｅｃｔ  ｄｅｂｒｉｓ）、および他の種類のむらが含まれる。
【０００９】
部品の再加工または複合構造体の廃棄および製造は、その複合構造体を用いた航空機の完成を遅らせるおそれがある。さらに、部品の再加工または廃棄は、航空機製造のコストを望ましくないほど増大させるおそれがある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
したがって、上記の問題の少なくとも一つ、ならびに、おそらくは、他の問題も考慮に入れる方法および装置を有することが望ましいはずである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
一例示的実施形態では、複合ワークピースを検査するための方法が存在する。複合ワークピースの表面へ誘導された電磁放射に対する応答が、複合ワークピースの表面上の複数の箇所の各々についての複数の波長に分離される。複数の箇所の各々についての複数の波長から複合ワークピースの表面上の一組の汚染物質が特定される。複合ワークピースの表面の二次元画像が、複合ワークピースの表面上の複数の箇所の各々についての複数の波長から特定された一組の汚染物質を指示する一組の図形表示と共に生成される。
【００１２】
別の例示的実施形態では、複合材料の層を堆積するためのツールを検査するための方法が存在する。ツールの表面へ誘導された電磁放射に対する応答が、ツールの表面上で複合材料の層を堆積する前に、ツールの表面上の複数の箇所の各々についての複数の波長に分離される。ツールの表面上の複数の箇所の各々についての複数の波長から一組の汚染物質が特定される。ツールの表面の二次元画像が、ツールの表面上の複数の箇所の各々についての複数の波長から特定された一組の汚染物質を指示する一組の図形表示と共に生成される。
【００１３】
別の例示的実施形態では、複合材料を検査するための方法が存在する。複合材料の表面へ誘導された電磁放射に対する応答が、複合材料の表面上の複数の箇所の各々についての複数の波長に分離される。複数の箇所の各々についての複数の波長から複合材料についての一組のむらが特定される。複合材料の表面上の複数の箇所の各々についての複数の波長から特定された一組のむらを指示する一組の図形表示を有する複合材料の表面の二次元画像が生成される。
【００１４】
別の例示的実施形態において、装置は、分光センサシステムとアナライザとを備える。分光センサシステムは、複合ワークピースの表面に向けて誘導された電磁放射に対する応答を複数の波長に分離し、その電磁放射の複数の波長からデータを生成するように構成されている。アナライザは、複合材料の複数の層が複合ワークピースのために堆積された後で、その複合材料の複数の層を硬化させる前に、分光センサシステムに応答からデータを生成させるように構成されている。アナライザはさらに、複合ワークピースの表面上の複数の箇所の各々についての複数の波長から特定された一組の汚染物質を指示する一組の図形表示を有する複合ワークピースの表面の二次元画像を生成するように構成されている。
【００１５】
これらの特徴および機能は、本開示の様々な実施形態において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示す他の実施形態では組み合わせられてもよい。
【００１６】
例示的実施形態に特有であると思われる新規の特徴は添付の特許請求の範囲に記載されている。しかし、例示的実施形態、ならびに好ましい使用法、そのさらなる目的および利点は、本開示の例示的実施形態の以下の詳細な説明を添付の図面と併せて読めば最もよく理解されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】例示的実施形態による製造環境の図である。
【図２】例示的実施形態による検査環境を示すブロック図である。
【図３】例示的実施形態によるイメージングシステムを示すブロック図である。
【図４】例示的実施形態によるデータを示すブロック図である。
【図５】例示的実施形態によるイメージングシステムの図である。
【図６】例示的実施形態によるイメージングシステムの図である。
【図７】例示的実施形態によるイメージングシステムの図である。
【図８】例示的実施形態による分光センサシステムの図である。
【図９】例示的実施形態による図形表示を有する二次元画像の図である。
【図１０】例示的実施形態による複合ワークピースを検査するためのプロセスを示す流れ図である。
【図１１】例示的実施形態による複数の波長から一組の汚染物質を特定するためのプロセスを示す流れ図である。
【図１２】例示的実施形態による、一組の汚染物質を指示する一組の図形表示を有する複合ワークピースの表面の二次元画像を生成するためのプロセスを示す流れ図である。
【図１３】例示的実施形態による複合ワークピースを検査するためのプロセスを示す流れ図である。
【図１４】例示的実施形態によるデータ処理システムの図である。
【図１５】例示的実施形態による航空機の製造および保守点検方法の図である。
【図１６】例示的実施形態が実装されうる航空機の図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
種々の例示的実施形態は、一または複数の異なる考慮事項を認め、考慮に入れるものである。例えば、各例示的実施形態は、複合構造体の製造中に汚染物質によってむらが生じうることを認め、考慮に入れるものである。例えば、複合材料の層がワークピース上に堆積される際に、複合材料の層のうちの一つの表面上に汚染物質が存在する場合がある。これらの汚染物質は、複合材料の当該層上にすでに存在している場合もあり、層がワークピース上に配置される際の製造環境に由来する場合もあり、ある他の供給源からもたらされる場合もある。
【００１９】
汚染物質が存在する層の上に追加の複合材料の層が配置される際に、それらの汚染物質は複合材料の層間に組み込まれる。また例示的実施形態は、複合材料の層が堆積されるツールの表面上に汚染物質が存在しうることも認め、考慮に入れるものである。これらの汚染物質は、ツールの表面上に配置される複合材料の層に付着している場合がある。汚染物質が液体状であるときには、これらの汚染物質は複合材料の一または複数の層に浸み込む。
【００２０】
これらの汚染物質は、これらの層を用いた複合ワークピースを硬化させるときにむらを生じさせる可能性がある。例えば、それだけに限らないが、汚染物質は、空隙、孔、層間はく離、および他の種類のむらの少なくとも一つを望ましくないほど生じさせる可能性がある。本明細書で使用する場合、「〜の少なくとも一つ」という句は、項目の列記と併用されるときには、列記された項目のうちの一または複数の異なる組み合わせを使用してもよく、列記中の各項目のうちの一つだけを必要としてもよいことを意味するものである。例えば、「項目Ａ、項目Ｂ、および項目Ｃの少なくとも一つ」は、それだけに限らないが、項目Ａ、または項目Ａおよび項目Ｂを含んでいてよい。またこの例は、項目Ａ、項目Ｂおよび項目Ｃ、または項目Ｂおよび項目Ｃを含んでいてもよい。
【００２１】
例示的実施形態は、複合構造体のための複合ワークピース上に堆積された複合材料の層の表面上のこれらの汚染物質の存在が、例えば、それだけに限らないが、粒子、破片、液体、湿気、および他の種類の望ましくない汚染物質でありうることを認め、考慮に入れるものである。例示的実施形態は、各層を硬化させる前に複合材料の層の表面上のこれらの汚染物質の存在を特定することにより、再加工の量、および廃棄される複合構造体の数を低減させうることを認め、考慮に入れるものである。さらに、廃棄される複合構造体の数が低減されると、製造される交換用複合構造体の数も低減される。
【００２２】
また例示的実施形態は、これらの汚染物質が、往々にして、肉眼には見えないことを認め、考慮に入れるものである。したがって、複合材料の層の汚染物質の有無を検査することは、複合材料の層からの複合構造体の製造中に必要とされる検査よりも困難となる場合がある。
【００２３】
よって、例示的実施形態は、複合ワークピースを検査するための方法および装置を提供する。これらの具体例では、複合ワークピースは、複合構造体のために堆積された複合材料の複数の層とすることができる。プロセスは、複合ワークピースの表面へ電磁放射を誘導することができる。複合ワークピースの表面に向けて誘導された電磁放射に対する応答が、表面上の複数の箇所の各々についての複数の波長に分離される。
【００２４】
複合ワークピースの表面の二次元画像が、一組の箇所の各々についての複数の波長から特定された一組の汚染物質を指示する一組の図形表示と共に生成される。本明細書で使用する場合、「一組の〜」は、項目への言及と併用されるときには、０、一または複数の項目を意味するものである。例えば、一組の汚染物質は、０以上の汚染物質である。言い換えると、一組の汚染物質は、場合によっては、汚染物質が特定されないときの空の組であってよい。二次元画像は、汚染物質が存在するかどうか判定し、汚染物質が存在する場合にどこで措置を講じるべきか特定するのに使用することができる。
【００２５】
次に図１を見ると、例示的実施形態による製造環境の図が示されている。この図示の例では、製造環境１００は、複合材料堆積所１０２、および複合材料堆積所１０４を含む。
【００２６】
複合材料堆積所１０２および複合材料堆積所１０４は、複合構造体を製造するときに複合材料の層が堆積されうる場所である。この具体例では、複合材料堆積システム１０６が、複合材料堆積所１０２で、複合ワークピース１１２のためのツール１１０上に複合材料の層１０８を配置することができる。この具体例では、複合材料堆積システム１０６は、複合材料の層１０８を堆積するためのエンドエフェクタが搭載されたロボットアームである。
【００２７】
これらの具体例では、複合材料の層１０８内の層１１６の表面１１４の検査が、複合材料の層１０８を硬化させる前に行われる。この具体例では、検査は、検査システム１１８を用いて行うことができる。
【００２８】
検査システム１１８は、ハウジング１２０、イメージングシステム１２２、光源１２４、およびコンピュータ１２６を備える。ハウジング１２０はプラットフォーム１２８上を移動することができる。この具体例では、プラットフォーム１２８は、レールシステム１３０およびハウジング１２０を含む。プラットフォーム１２８のハウジング１２０は、イメージングシステム１２２および光源１２４を保持している。
【００２９】
光源１２４は、複合ワークピース１１２の表面１１４上の各箇所へ光を誘導するように構成されている。特に、光は、複合ワークピース１１２を形成している複合材料の層１０８内の層１１６の表面１１４へ誘導される。
【００３０】
イメージングシステム１２２は、光源１２４によって複合ワークピース１１２の表面１１４上の各箇所へ誘導された光に対する応答を受け取るように構成されている。イメージングシステム１２２は、表面１１４上の箇所ごとの応答を複数の波長に分離するように構成されている。このデータはコンピュータ１２６に送られる。言い換えると、応答を箇所ごとに検出し、検出された応答から当該の特定の箇所について複数の波長を生成することができる。この具体例では、データは、イメージングシステム１２２から無線通信リンク１３２上でコンピュータ１２６へ送られる。
【００３１】
コンピュータ１２６は、データを用いて各箇所に存在しうる汚染物質を特定する。コンピュータ１２６は、表面１１４の二次元画像を生成するように構成されている。この具体例では、二次元画像は、表面１１４の二次元分光写真の応答とすることができる。この画像は、箇所の各々についてのデータを用いて特定された汚染物質を指示する図形表示を含んでいてよい。
【００３２】
この画像は、オペレータ１３４によって、複合ワークピース１１２の表面１１４上に存在しうる汚染物質を特定するのに使用されてよい。さらに、この画像は、複合ワークピース１１２の表面１１４上で汚染物質が存在する箇所を特定するのに使用することもできる。
【００３３】
これらの具体例では、この汚染物質の特定は、複合ワークピース１１２を硬化させる前に行われる。このようにして、汚染物質を複合ワークピース１１２から除去することができる。例えば、汚染物質は、除去される粒子の場合もある。別の例では、汚染物質を複合ワークピース１１２から除去することができない場合、汚染物質が存在しなくなるように複合材料の層１０８のうちの一または複数を交換することができる。
【００３４】
別の具体例では、複合材料堆積所１０４は、ツール１３６および複合材料堆積システム１３８を含む。この具体例では、複合材料堆積システム１３８は、その上を複合材料堆積ユニットがツール１３６に対して移動してツール１３６上に複合材料の層を堆積することができるプラットフォームを含む。
【００３５】
この具体例では、検査システム１４０は、ロボットアーム１４４と関連付けられたイメージングシステム１４２、およびロボットアーム１４８と関連付けられた光源１４６を含む。この具体例では、ロボットアーム１４４とロボットアーム１４８とは、検査システム１４０のためのプラットフォーム１５０を形成している。検査システム１４０はコンピュータ１２６も含む。
【００３６】
ある構成要素が別の構成要素と「関連付けられて」いるとき、その関連付けは、これらの図示の例では、物理的な関連付けである。例えば、第１の構成要素、イメージングシステム１４２は、第２の構成要素、ロボットアーム１４４と、第２の構成要素に固定され、第２の構成要素に接合され、第２の構成要素に取り付けられ、第２の構成要素に溶接され、第２の構成要素に留められ、かつ／またはある他の適切なやり方で第２の構成要素に連結されていることによって関連付けられているとみなすことができる。また第３の構成要素を用いて第１の構成要素を第２の構成要素に連結することもできる。また第１の構成要素は、第２の構成要素の一部として、かつ／または延長部分として形成されていることによって第２の構成要素と関連付けられているとみなすこともできる。
【００３７】
これらの具体例では、ロボットアーム１４８は光源１４６を、ツール１３６の表面１５２上の異なる箇所へ光を誘導するように移動させる。イメージングシステム１４２は、ロボットアーム１４４によって、表面１５２上の箇所の各々についてツール１３６の表面１５２へ誘導された光に対する応答を検出するように移動させることができる。同様に、イメージングシステム１４２は、ツール１３６の表面１５２上の各箇所のうちの一つについての複数の波長を含むデータを生成する。
【００３８】
このデータは無線通信リンク１５４上でコンピュータ１２６に送られる。コンピュータ１２６はこのデータを分析して、ツール１３６の表面１５２上に汚染物質が存在するかどうか判定する。コンピュータ１２６は、ツール１３６の表面１５２の二次元画像を生成するように構成されている。また二次元画像は、ツール１３６の表面１５２上で検出された汚染物質を特定する図形表示も含んでいてよい。
【００３９】
オペレータ１５６は、この画像を使用して、汚染物質が存在するかどうか判定することができる。さらに、オペレータ１５６は、複合材料堆積システム１３８を使用してツール１３６上で複合材料を堆積する前に、ツール１３６の表面１５２から汚染物質を除去することができる。ツール１３６の表面１５２上の汚染物質は、表面１５２上に堆積される複合材料の１または複数の層に移される可能性がある。これらの汚染物質は、複合構造体を形成するために複合材料の層を硬化させるときにむらを生じさせる可能性もある。
【００４０】
ツール１３６の表面１５２上に複合材料を堆積する前にツール１３６の表面１５２を検査することによって、ツール１３６の表面１５２上の汚染物質を特定し除去することができる。その結果、ツール１３６の表面１５２上の汚染物質によって生じる複合構造体上のむらの発生を低減させることができるようになる。
【００４１】
このようにして、複合構造体にむらを生じさせる汚染物質の問題を低減させることができる。複合ワークピース１１２を硬化させる前に検査を行うことによって、複合ワークピース１１２から得られる複合構造体がむらを有する可能性が、現在使用されている複合構造体の製造プロセスと比べて低くなる。
【００４２】
次に図２を見ると、例示的実施形態による検査環境のブロック図の例が示されている。製造環境１００の検査システム１１８および検査システム１４０は、図２の検査環境２００の構成要素の物理的実装の例である。
【００４３】
この具体例では、検査環境２００の検査システム２０２は、ツール２０４、複合ワークピース２０６、またはツール２０４と複合ワークピース２０６両方の検査を行うのに使用することができる。
【００４４】
これらの具体例では、複合材料の複数の層２０８が複合ワークピース２０６を形成している。複合材料の複数の層２０８は、複合ワークピース２０６の製造中にツール２０４上に堆積される。
【００４５】
これらの具体例では、一組の汚染物質２１０が複合ワークピース２０６の表面２１２上に存在しうる。言い換えると、一組の汚染物質２１０が複合材料の複数の層２０８の表面２１２上に存在する。これらの具体例では、一組の汚染物質２１０は、複合材料の複数の層２０８内の複合材料の別の層によって覆われていない複合材料の層の表面２１２上に存在する。
【００４６】
これらの具体例では、複合材料の複数の層２０８表面２１２の検査を、複合ワークピース２０６を硬化させる前に行うことができる。特に、この検査は、複合材料の複数の層２０８の表面２１２の上に複合材料の追加の層を配置する前に行うことができる。
【００４７】
図示のように、検査は、検査システム２０２を用いて行うことができ、検査システム２０２は、これらの具体例では、非破壊検査システム２１４の形を取る。検査システム２０２は、イメージングシステム２１６、電磁放射源２１８、プラットフォーム２２０、およびアナライザ２２２を含んでいてよい。
【００４８】
プラットフォーム２２０は、ソフトウェアを含みうるハードウェアシステムである。プラットフォーム２２０は固定式であっても、可動式であってもよい。
【００４９】
イメージングシステム２１６および電磁放射源２１８はプラットフォーム２２０と関連付けられていてよい。複数の具体例では、アナライザ２２２もプラットフォーム２２０と関連付けられていてよい。プラットフォーム２２０は上記その他の構成要素のための支持を提供する。
【００５０】
加えて、プラットフォーム２２０は、例えば、イメージングシステム２１６や電磁放射源２１８といった、プラットフォーム２２０と関連付けられた構成要素を移動させるように構成することもできる。図示のように、プラットフォーム２２０は、プラットフォーム２２０と複合ワークピース２０６の少なくとも一方を移動させるように構成された移動システム２２３を含んでいてよい。
【００５１】
電磁放射源２１８はハードウェア装置であり、ソフトウェアを含んでいてよい。電磁放射源２１８は、電磁放射２２４を発生させるように構成されている。電磁放射源２１８は、複合ワークピース２０６の表面２１２上の複数の箇所２２６へ電磁放射２２４を誘導するように構成されている。
【００５２】
これらの具体例では、電磁放射源２１８は様々な形を取ることができる。例えば、それだけに限らないが、電磁放射源２１８は、レーザーシステム、ハロゲン・ライト・システム、発光ダイオードシステム、キセノン・アーク・ランプ・システム、レーザー・ダイオード・システム、可変波長レーザーシステム、石英灯システム、および他の適切な種類の電磁放射源とすることができる。電磁放射２２４は、可視光、赤外光、および他の適切な種類の電磁放射の少なくとも一つとすることができる。
【００５３】
イメージングシステム２１６はハードウェア装置であり、ソフトウェアを含んでいてよい。イメージングシステム２１６は応答２２８を受け取り、処理するように構成されている。応答２２８は、複合ワークピース２０６の表面２１２上の複数の箇所２２６へ誘導された電磁放射２２４に対する応答である。複合ワークピース２０６の表面２１２へ誘導された電磁放射２２４に対する応答２２８は、複数の箇所２２６の各々についての複数の波長２３０に分離される。
【００５４】
データ２３２は応答２２８からイメージングシステム２１６によって生成される。例えば、データ２３２は、複数の箇所２２６の各々についての応答２２８から分離された複数の波長２３０から生成されたデータを含む。これらの具体例では、データ２３２は複数の箇所２２６内の個々の箇所についての複数の波長２３０内の波長ごとの強度を含む。これらの例では、複数の箇所２２６内の個々の箇所についてのデータ２３２の部分はシグネチャを形成する。よって、データ２３２内の複数の箇所２２６について複数のシグネチャ２３３が存在しうる。
【００５５】
データ２３２は、イメージングシステム２１６から通信リンク２２９上でアナライザ２２２に送られる。通信リンク２２９は、有線通信リンク、無線通信リンク、光通信リンク、または何らかの他の適切な種類の通信リンクであってよい。
【００５６】
アナライザ２２２はハードウェア装置であり、ソフトウェアを含んでいてよい。これらの具体例では、アナライザ２２２はコンピュータシステム２３８を使用して実装することができる。コンピュータシステム２３８は複数のコンピュータで構成される。複数のコンピュータが存在するとき、それらのコンピュータは、ネットワークといった通信媒体を用いて相互に通信することができる。
【００５７】
アナライザ２２２は、データ２３２を用いて画像２３４を生成するように構成されている。画像２３４はコンピュータシステム２３８によって表示することができる。画像２３４は、液晶ディスプレイや他の適切な種類の表示装置といった表示装置を用いて表示することができる。これらの具体例では、画像２３４は、二次元画像２３６の形を取る。
【００５８】
これらの具体例では、アナライザ２２２は、複合ワークピース２０６の表面２１２上の一組の汚染物質２１０を特定する。上記のように、一組の汚染物質２１０は、汚染物質が全く存在しない空の組であってよい。
【００５９】
アナライザ２２２は、シグネチャデータベース２４０を用いて一組の汚染物質２１０を特定する。例えば、アナライザ２２２は、データ２３２をシグネチャデータベース２４０と比較して、汚染物質が存在するかどうか判定する。より具体的には、複数のシグネチャ２３３がシグネチャデータベース２４０内のシグネチャ２４１と比較される。これらの具体例では、シグネチャデータベース２４０は、公知の汚染物質の波長のデータベースである。
【００６０】
シグネチャ２４１は情報材料を含む。これらの材料は、汚染物質、存在すると予期される複合材料、および他の材料を含んでいてよい。これらの具体例では、ある材料のシグネチャは、汚染物質について存在する複数の波長の複数の強度を含む。ある材料の異なる波長の強度は、当該の特定の材料のシグネチャを形成する。これらの具体例では、異なる波長におけるこれらの強度は材料に特有のものである。
【００６１】
その結果、データ２３２内の複数の波長２３０の強度をシグネチャ２４１と比較して、汚染物質が存在するかどうか判定することができる。シグネチャデータベース２４０は、複合ワークピース２０６に存在すると予期される材料を特定するのに使用することができる。
【００６２】
よって、アナライザ２２２は、複合材料の複数の層２０８で使用される複合材料の種類も特定することができる。このようにして、アナライザ２２２は、複合材料の複数の層２０８が複合ワークピース２０６で使用するための望ましい種類の複合材料であるかどうか判定することもできる。
【００６３】
これらの具体例では、一組の図形表示２４２が画像２３４に含まれる。一組の図形表示２４２は、複合ワークピース２０６の表面２１２上の複数の箇所２２６の各々についての一組の汚染物質２１０を特定するのに使用される。言い換えると、複数の箇所２２６の各箇所は、汚染物質を有していなくても、一または複数の汚染物質を有していてもよい。
【００６４】
これらの具体例では、一組の図形表示２４２は、複合ワークピース２０６の表面２１２上の複数の箇所２２６に対応する画像２３４内の複数の箇所２４４に含まれている。言い換えると、一組の汚染物質２１０内の汚染物質を特定するのに使用される一組の図形表示２４２内の図形表示を、画像２３４中の複数の箇所２４４内の箇所に、その箇所が、汚染物質が存在する表面２１２上の複数の箇所２２６内の箇所に対応するように配置することができる。
【００６５】
言い換えると、複数の箇所２４４における一組の図形表示２４２の配置は、オペレータが、複合ワークピース２０６の表面２１２を見たときに複数の箇所２２６内の対応する箇所を特定することができるような配置である。さらに、一組の図形表示２４２は、複数の具体例では、表面２１２上の汚染物質の不在を指示する図形表示も含んでいてよい。
【００６６】
加えて、複数の具体例では、アナライザ２２２は、複合ワークピース２０６の表面２１２上に画像２３４を投影することもできる。この画像２３４の投影は、イメージングシステム２１６によって行うことができる。複合ワークピース２０６の表面２１２上への画像２３４の投影は、一組の図形表示２４２が複合ワークピース２０６の表面２１２の一組の汚染物質２１０上に表示されるような投影である。これらの具体例では、一組の図形表示２４２は、一組の図形表示２４２を有する画像２３４が複合ワークピース２０６の表面２１２上に投影されるときに、図形表示が一組の汚染物質２１０内の汚染物質の実際のサイズを示すような１対１の比率を有していてよい。
【００６７】
これらの具体例では、応答２２８を表面２１２上の複数の箇所２２６の各々についての複数の波長２３０に分離するステップ、表面２１２上の複数の箇所２２６の各々についての複数の波長２３０から一組の汚染物質２１０を特定するステップ、および画像２３４を生成するステップは、複合材料の複数の層２０８が複合ワークピース２０６のために堆積されるときに実行される。特に、これらのステップは、複合ワークピース２０６を硬化させて複合構造体２４６を形成する前に実行される。これらの具体例では、複合構造体２４６は複合航空機部品であってよい。これらのステップは、複合材料の一または複数の層が複合ワークピース２０６のために堆積される都度実行することができる。
【００６８】
複合ワークピース２０６を硬化させる前に表面２１２を検査することによって、複合ワークピース２０６を硬化させて複合構造体２４６を形成する前に、検査によって汚染物質を見つけることができる。複合ワークピース２０６を硬化させる前に汚染物質が特定されると、汚染物質を除去することができる。汚染物質の除去は、例えば、粒子の除去、液体の蒸発、または他の適切な操作とすることができる。複数の具体例では、汚染物質は、その上で汚染物質が特定される複合材料の複数の層２０８のうちの一または複数を交換することによって除去することができる。
【００６９】
次に図３を見ると、例示的実施形態によるイメージングシステムのブロック図の例が示されている。この具体例では、図２のイメージングシステム２１６で使用されうる構成要素が示されている。図示のように、イメージングシステム２１６は、分光センサシステム３００、可視光センサシステム３０２、誘導システム３０４、プロジェクタ３０６、コントローラ３０７、およびプラットフォーム３０８を含む。
【００７０】
これらの具体例では、分光センサシステム３００、可視光センサシステム３０２、誘導システム３０４、プロジェクタ３０６、およびコントローラ３０７はプラットフォーム３０８と関連付けられている。プラットフォーム３０８は、様々な形を取りうる構造体である。例えば、それだけに限らないが、プラットフォーム３０８は、フレーム、レールシステム、ハウジング、ロボットアーム、および何らかの他の適切な種類の構造体の少なくとも一つであってよい。例えば、プラットフォーム３０８は、イメージングシステム２１６内のこれら異なる構成要素のうちの一または複数がその中に位置しうるハウジングであってよい。
【００７１】
分光センサシステム３００はハードウェアシステムであり、応答２２８を受け取り、図２の複数の波長２３０のためのデータ２３２を生成するように構成されている。これらの具体例では、分光センサシステム３００は、複数の波長２３０をある範囲の波長として生成するように構成されている。この範囲の波長は、個々の実装に応じて、連続していても、ギャップを含んでいてもよい。
【００７２】
分光センサシステム３００は、この具体例では、フィルタ３１０およびセンサアレイ３１２を含む。フィルタ３１０は、応答２２８内の電磁放射を複数の波長２３０に分離するように構成されている。これらの具体例では、フィルタ３１０は、干渉フィルタ３１４の形を取る。
【００７３】
これらの具体例では、フィルタ３１０によって分離された複数の波長２３０内の波長の各々はセンサアレイ３１２内のセンサに送られる。その結果、センサアレイ３１２は、複数の箇所２４４内の特定の箇所からの応答２２８からの複数の波長２３０からデータを生成する。
【００７４】
これらの具体例では、誘導システム３０４は、応答２２８をフィルタ３１０上へ誘導するように構成されているハードウェアシステムである。誘導システム３０４は、応答２２８にフィルタ３１０全体を走査させることができる。応答２２８にフィルタ３１０全体を走査させる際に、複数の波長２３０がフィルタ３１０によって応答２２８から分離される。
【００７５】
誘導システム３０４は、ミラーシステム３１８、開口部３２０、および他の適切な種類の構成要素といった構成要素で構成されていてよい。ミラーシステム３１８は、応答２２８にフィルタ３１０全体を走査させるように可動式とすることができる。開口部３２０は、例えば、複数の箇所２４４内の箇所に対応する応答２２８の部分がフィルタ３１０上へ誘導されることを可能にするプラットフォーム３０８内の開口部であってよい。
【００７６】
これらの具体例では、可視光センサシステム３０２は、複合ワークピース２０６の表面２１２の画像データを生成するように構成されている。可視光センサシステム３０２は、任意の種類の可視光カメラまたは可視光カメラからの構成要素を用いて実装することができる。
【００７７】
プロジェクタ３０６は、画像を投影するように構成されている。これらの具体例では、プロジェクタ３０６は、複合ワークピース２０６の表面２１２上に画像２３４を投影するように構成されていてよい。
【００７８】
コントローラ３０７はハードウェア装置であり、ソフトウェアを含んでいてよい。コントローラ３０７は、分光センサシステム３００、可視光センサシステム３０２、誘導システム３０４、およびプロジェクタ３０６の少なくとも一つの動作を制御するように構成されている。またコントローラ３０７は、イメージングシステム２１６によって生成されたデータ２３２の一部を、データ２３２がアナライザ２２２に送られる前に処理するように構成されていてもよい。コントローラ３０７は、プロセッサユニット、集積回路システム、コンピュータ、または何らかの他の適切なハードウェア装置とすることができる。例えば、コントローラ３０７は、データ２３２をアナライザ２２２に送る前に、データ２３２を前処理して雑音を除去し、タイムスタンプを追加し、データ２３２に対する他の操作を実行することができる。
【００７９】
次に図４を見ると、例示的実施形態によるデータのブロック図の例が示されている。この図には、図２のデータ２３２に存在しうる情報の例が示されている。この具体例では、データ２３２は箇所４００のデータを表す。箇所４００は図２の複数の箇所２４４内の箇所の例である。
【００８０】
箇所４００は、複合ワークピース２０６の表面２１２上で特定された箇所である。箇所４００は座標として記述することができる。例えば、ワークピースの座標系を使用して箇所４００が特定されてもよい。当然ながら、任意の適切な座標系を使用して箇所４００が特定されてよい。箇所４００は、複数の異なるやり方で特定することができる。例えば、箇所４００は、複合構造体２４６のモデルを用いて特定することができる。特に、このモデルは、複数の複合材料層２０８の堆積のモデルとすることができる。このモデルは、座標系を含んでいてよい。この座標系は、アナライザ２２２によって、箇所４００の選択に際してイメージングシステム２１６を制御するのに使用することができる。これらの具体例では、モデルは、複合構造体２４６のコンピュータ支援設計モデルであってよい。
【００８１】
この具体例では、箇所４００は波長４０６の強度４０４を有する。言い換えると、波長４０６内の各波長は強度４０４内の強度を有する。
【００８２】
これらの具体例では、強度４０４内の強度は、ルクスとして測定することができ、ルクスは単位面積当たりの光束である。
【００８３】
これらの具体例では、波長４０６は、ある範囲の連続した波長である。波長４０６内の波長は、個々の実装に応じて変化しうる。例えば、波長４０６は、約５００ナノメートルから約３６００ナノメートルまでとすることができる。当然ながら、他の波長が使用されてもよく、波長は、複数の具体例では、不連続でさえあってもよい。
【００８４】
これらの具体例では、箇所４００における波長４０６の強度４０４が箇所４００のシグネチャ４０８を形成する。これらの具体例では、シグネチャ４０８を、シグネチャデータベース２４０内の公知のシグネチャと比較して、汚染物質が箇所４００に存在するかどうか判定することができる。
【００８５】
図２〜図４の検査環境２００および様々な構成部分の例示は、検査環境２００が実装されうるやり方に対する物理的な、またはアーキテクチャ上の限定を示唆するためのものではない。例示の構成要素以外の、またはそれらの代わりの他の構成要素が使用されてもよい。複数の構成要素は不要としてもよい。また、各ブロックは複数の機能構成要素を例示するために提示されている。これらのブロックの一または複数を、例示的実施形態において実装されるときに、組み合わせ、分割し、または組み合わせと分割を行って異なるブロックにしてもよい。
【００８６】
例えば、分光センサシステム３００、可視光センサシステム３０２、プロジェクタ３０６を、同じプラットフォームではなく別々のプラットフォームと関連付けることもできる。複数の具体例では、コントローラ３０７は、プラットフォーム３０８に対してリモートの箇所にあるコンピュータシステム２３８に位置していてもよい。
【００８７】
別の具体例では、イメージングシステム２１６は、図３に示す構成要素以外の他の構成要素を含んでいてよい。例えば、イメージングシステム２１６は、レンズシステムも含んでいてよい。レンズシステムは、応答２２８で受け取られうる光を集中させるように構成することができる。
【００８８】
別の具体例では、複合ワークピース２０６を、航空機用の複合航空機部品以外の他の形の複合構造体２４６を形成するように処理することができる。例えば、それだけに限らないが、複合構造体２４６は、可動式プラットフォーム、固定式プラットフォーム、陸上配備構造体、水中配備構造体、宇宙配備構造体といったプラットフォームの一部であってよい。より具体的には、プラットフォームは、水上艦船、戦車、人員運搬車、列車、宇宙機、宇宙ステーション、人工衛星、潜水艦、自動車、発電所、橋、ダム、製造設備、建物、および他の適切な物体とすることができる。
【００８９】
次に図５を見ると、例示的実施形態によるイメージングシステムの図が示されている。図示のように、イメージングシステム５００は、図２および図３にブロック形式で示したイメージングシステム２１６の物理的実装の例である。
【００９０】
この図示の例では、イメージングシステム５００は、ツール５０８上に堆積された複合ワークピース５０６を走査するためにコヒーレント光５０４の形の電磁放射５０２を誘導することができる。特に、コヒーレント光５０４を複合ワークピース５０６の表面５１２全体を矢印５１０の方向に走査させるように構成することができる。この図示の例では、複合ワークピース５０６は、航空機の翼のための複合ワークピースである。
【００９１】
この具体例では、コヒーレント光５０４は、矢印５１０の方向に移動しながら、複合ワークピース５０６の幅５１４をカバーすることができる。コヒーレント光５０４に応答して、応答５１６がイメージングシステム５００に返される。図示のように、応答５１６は、複合ワークピース５０６の長さ５１８に沿った部分５２０についての応答である。応答５１６は、波長に分離することができる応答である。
【００９２】
より具体的には、複合ワークピース５０６の長さ５１８に沿った位置ごとの幅５１４に沿って複数の箇所が存在する。例えば、位置５２０は複数の箇所５２２を有する。複数の箇所５２２内の各箇所は、応答５１６の一部分を生成するようにコヒーレント光５０４を反射することができる。複数の箇所５２２内のある位置に対応する応答５１６の部分は、一または複数の波長に分離されて、位置５２０における複数の箇所５２２内のその特定の箇所のデータが生成される。
【００９３】
これらの具体例では、イメージングシステム５００が静止している間にイメージングシステム５００によってコヒーレント光５０４を進めることができる。他の具体例では、イメージングシステム５００が矢印５１０の方向に移動することができる。複数の具体例では、コヒーレント光５０４の操向とイメージングシステム５００の移動を組み合わせることにより、コヒーレント光５０４に、複合ワークピース５０６の長さ５１８に沿って矢印５１０の方向に複合ワークピース５０６を走査させることができる。
【００９４】
次に図６を参照すると、例示的実施形態によるイメージングシステムの図が示されている。イメージングシステム６００は、図２および図３にブロック形式で示したイメージングシステム２１６の一物理的実装の例である。イメージングシステム６００は、電磁放射源６０２、誘導システム６０４、分光センサシステム６０６、およびハウジング６０７を備える。
【００９５】
電磁放射源６０２は、コヒーレント光の形の電磁放射を生成するように構成されている。電磁放射源６０２は、この個別例では、レーザーシステムの形を取っている。
【００９６】
図示のように、電磁放射源６０２はコヒーレント光のビーム６２０を生成する。コヒーレント光のビーム６２０は走査ミラー６１０を通過し、走査ミラー６０８から複合ワークピース６２４の表面６２２へ向けて反射される。
【００９７】
走査ミラー６１０は、コヒーレント光のビーム６２０が走査ミラー６１０を通過するように一方向に反射する。走査ミラー６１０は半透鏡であってよい。
【００９８】
図示のように、走査ミラー６０８は、電磁放射源６０２から複合ワークピースへ向けて電磁放射を誘導するように構成されている。しかし、代替の実施形態は、走査ミラー６０８を含まなくてもよい。代替の実施形態では、電磁放射源６０２を複合ワークピースに向けて誘導することができるそうした代替の実施形態では、電磁放射源６０２は、イメージングシステム６００のハウジング６０７内に位置していても、ハウジング６０７内に位置していなくてもよい。さらに、代替の実施形態には、電磁放射源６０２から複合ワークピースへ誘導される電磁放射を制御するための追加の光学部品または誘導手段が存在していてもよい。
【００９９】
誘導システム６０４は、図３にブロック形式で示した誘導システム３０４の実装の例である。誘導システム６０４は、コヒーレント光のビーム６２０を、電磁放射源６０２から複合ワークピース６２４の表面６２２へ誘導する。また誘導システム６０４は、コヒーレント光のビーム６２０に対する応答６２６も、複合ワークピース６２４の表面６２２から分光センサシステム６０６へ誘導する。
【０１００】
図示のように、誘導システム６０４は、走査ミラー６０８および走査ミラー６１０を備える。しかし、代替の実施形態では、誘導システム６０４は、より多い、またはより少ない構成要素を備えていてもよい。さらに、代替の実施形態では、誘導システム６０４は、回転多面鏡、回転鏡モノゴン、多角形プリズムといった異なる誘導構成要素を含んでいてもよい。
【０１０１】
図示のように、走査ミラー６０８は駆動機構６１２に連結されている。駆動機構６１２は、走査ミラー６０８の位置を制御する。駆動機構６１２は、走査ミラー６０８の位置を制御するように構成されているモータまたは他の装置を用いて実装することができる。
【０１０２】
走査ミラー６０８の位置は、複合ワークピース６２４へ向けてコヒーレント光のビーム６２０の方向を制御する。その結果、走査ミラー６０８の移動により、コヒーレント光のビーム６２０を、複合ワークピース６２４の表面６２２上の異なる箇所へ向けて誘導することができる。よって、駆動機構６１２によって、コヒーレント光のビーム６２０が複合ワークピース６２４の表面６２２を走査するように走査ミラー６０８を移動させることができる。
【０１０３】
同様に、走査ミラー６１０の位置も、複合ワークピース６２４から受け取られる応答６２６を誘導する。これらの具体例では、応答６２６は、走査ミラー６１０の位置によって、イメージングシステム６００内の分光センサシステム６０６の異なる位置へ誘導される。
【０１０４】
走査ミラー６１０は駆動機構６１４に連結されている。駆動機構６１４は走査ミラー６１０の位置を制御する。走査ミラー６０８と同様に、走査ミラー６１０の位置も、イメージングシステム６００内の分光センサシステム６０６の異なる位置へ応答６２６を誘導する。特に、応答６２６を分光センサシステム６０６上の異なる箇所へ誘導して、複合ワークピース６２４の表面６２２上の特定の箇所について異なる波長を生成させることができる。そしてまた分光センサシステム６０６は応答６２６を複数の波長に分離する。分光センサシステム６０６は次いで、応答６２６から分離された複数の波長からデータを生成する。
【０１０５】
一具体例では、誘導システム６０４が複合ワークピース上の箇所からサンプリングを行うように調整される。誘導システム６０４の走査ミラー６０８は、駆動機構６１２によって特定された位置に位置決めされる。走査ミラー６０８の特定された位置は、電磁放射源６０２から複合ワークピース６２４の表面６２２上の選択された箇所へコヒーレント光のビーム６２０を誘導するために計算される。誘導システム６０４の走査ミラー６１０は、駆動機構６１４によって特定された位置に位置決めされる。走査ミラー６１０の特定された位置は、走査ミラー６０８から受け取られた応答を分光センサシステム６０６へ誘導するために計算される。
【０１０６】
誘導システム６０４が調整された後で、電磁放射源６０２は走査ミラー６１０を介してコヒーレント光のビーム６２０を送る。コヒーレント光のビーム６２０は、複合ワークピース６２４上で当該箇所がサンプリングされるように走査ミラー６０８によって誘導される。
【０１０７】
複合ワークピース６２４の表面６２２からのコヒーレント光のビーム６２０に対する応答６２６は、走査ミラー６０８によって走査ミラー６１０へ誘導される。走査ミラー６１０は応答６２６を分光センサシステム６０６へ誘導する。この具体例では、応答６２６を受け取っている間に走査ミラー６１０を異なる位置へ移動させることによって、応答６２６に分光センサシステム６０６全体を走査させることができる。
【０１０８】
分光センサシステム６０６は、応答を受け取り、応答を複数の波長に分離し、データを生成する。イメージングシステム６００は次いで、図２のアナライザ２２２といったアナライザにデータを送ることができる。
【０１０９】
図示のように、図６のイメージングシステム６００は、誘導システム６０４を調整することによって、複合ワークピースの箇所をサンプリングされるように変更する。したがって、この具体例では、複合ワークピース６２４の第１の箇所がサンプリングされた後で、複合ワークピースの第２の箇所が特定される。走査ミラー６０８は駆動機構６１２によって第２の位置に合わせて調整される。第２の位置は、電磁放射源６０２から複合ワークピース６２４の表面６２２上の第２の箇所へコヒーレント光のビーム６２０を誘導するために計算される。同様に、走査ミラー６１０も、第２の位置での走査ミラー６０８からの応答を受け取るために駆動機構６１４によって異なる位置へ移動するように調整される。このようにして、第２の箇所へ誘導されたコヒーレント光のビーム６２０に対する応答６２６に分光センサシステム６０６全体を走査させることができる。この具体例では、複合ワークピース６２４の表面６２２上の異なる箇所が、誘導システム６０４を調整することによってサンプリングされる。この具体例では、イメージングシステム６００は静止したままである。
【０１１０】
しかし、サンプリングされるべき複合ワークピースの箇所の変更を他のやり方で行うこともできる。例えば、他の具体例では、誘導システム６０４を調整するのではなく、イメージングシステム６００を移動させることができる。あるいは、誘導システム６０４を調整したり、イメージングシステム６００を移動させたりするのでなく、複合ワークピース６２４をイメージングシステム６００に関連して移動させてもよい。イメージングシステム６００または複合ワークピース６２４を相互に関連して移動させる具体例では、誘導システム６０４は可動式の構成要素で構成されていなくてもよい。
【０１１１】
次に図７を参照すると、例示的実施形態によるイメージングシステムの図が示されている。イメージングシステム７００は、図２および図３にブロック形式で示したイメージングシステム２１６の一物理的実装の例である。イメージングシステム７００は、誘導システム７０２、分光センサシステム７０４およびハウジング７０６を備える。
【０１１２】
この具体例では、分光センサシステム７０４はハウジング７０６の内部に位置する。誘導システム７０２は走査ミラー７０８および開口部７１０で構成されている。走査ミラー７０８は、駆動機構７１２によって異なる位置へ移動させることができる。
【０１１３】
図示のように、イメージングシステム７００は、ハウジング７０６内に電磁放射源７１３を含まない。代わりに、電磁放射源７１３は、イメージングシステム７００の別の場所にあり、または別のシステムの一部であってよい。
【０１１４】
この図示の例では、応答７１４はハウジング７０６の開口部７１０を通して受け取られる。応答７１４は走査ミラー７０８によって分光センサシステム７０４へ向けて誘導される。
【０１１５】
この具体例では、走査ミラー７０８の異なる位置への移動によって、応答７１４を分光センサシステム７０４上の異なる箇所へ向けて誘導することができる。複合ワークピース７１８の表面７１６上の特定の箇所からの応答７１４は、複合ワークピース７１８の表面７１６へ誘導されている電磁放射７２０に対する応答である。応答７１４はハウジング７０６の移動によって選択される。特に、これらの具体例では、複合ワークピース７１８の表面７１６上の異なる箇所の上方での開口部７１０の移動を使用して、それについての応答７１４が受け取られる箇所が選択される。
【０１１６】
次に図８を見ると、例示的実施形態による分光センサシステムの図が示されている。この具体例では、分光センサシステム８００は、図３にブロック形式で示した分光センサシステム３００の一物理的実装の例である。この具体例では、分光センサシステム８００は、フィルタ８０２およびアレイ８０４を含む。フィルタ８０２は、これらの具体例では、くさび形フィルタの形を取る。一具体例では、フィルタ８０２は、約４００ナノメートルから約３６００ナノメートルまでの範囲の波長を有していてよい。
【０１１７】
フィルタ８０２は、ブロッキングフィルタ８０６、基板８０８、およびスペクトル分光器８１０を含む。図示のように、基板８０８はスペクトル分光器８１０上に形成される。ブロッキングフィルタ８０６は基板８０８上に形成される。
【０１１８】
フィルタ８０２内のブロッキングフィルタ８０６は、フィルタ８０２を通過する帯域外電磁放射を低減させるように構成されている。この具体例では、ブロッキングフィルタ８０６は、約４００ナノメートルから約１０００ナノメートルまでの範囲外にある波長、または約５００ナノメートルから約３６００ナノメートルまでの範囲外にある波長を有するブロッキングフィルタ８０６を通過する電磁放射を低減させることができる。当然ながら、個々の実装に応じて他の範囲が使用されてもよい。
【０１１９】
これらの具体例では、ブロッキングフィルタ８０６は、あるスペクトル領域内の特定の波長の放射を低減させるように選択しうる材料で構成されている。他の具体例では、ブロッキングフィルタ８０６を形成するのに使用される材料は、ブロッキングフィルタ８０６の帯域外のほぼすべての放射を低減させるように選択することができる。これらの具体例では、電磁放射が約４００ナノメートルから約１０００ナノメートルまでの波長を有するときに、電磁放射はブロッキングフィルタ８０６の帯域外である。
【０１２０】
基板８０８は、対象となる一または複数の波長を有する電磁放射をおおむね通すように選択された材料で構成されていてよい。言い換えると、基板８０８は、対象となる波長を通過させる一方で、望ましくない他の波長が基板８０８を通過するのを阻止することができる。この具体例では、対象となる波長は、約４００ナノメートルから約１０００ナノメートルまでの波長である。
【０１２１】
スペクトル分光器８１０は層８１２で構成されている。層８１２は異なる屈折率を有する層を含む。これらの具体例では、層８１２は、くさび形８１４を作り出すように厚さが次第に薄くなっている。言い換えると、層８１２は、スペクトル分光器８１０の辺８１８において辺８２０におけるよりも厚い。これらの層の材料および厚さは、フィルタ８０２によって分離させることができる周波数範囲を提供するように選択される。
【０１２２】
これらの具体例では、フィルタ８０２の長さ８２２が、フィルタ８０２が通過させることのできる周波数範囲を定める。言い換えると、フィルタ８０２が通過させる波長は、電磁放射源がそこでフィルタ８０２内に入る長さ８２２に沿った箇所に依存する。言い換えると、長さ８２２はフィルタ８０２のスペクトル次元である。
【０１２３】
言い換えると、フィルタ８０２が通過させる波長は矢印８２４の方向に増加する。よって、辺８２０はフィルタ８０２が通過させることのできる最短の波長を提供し、辺８１８はフィルタ８０２が通過させることのできる最長の波長を提供する。
【０１２４】
長さ８２６はフィルタ８０２の空間次元である。長さ８２６に沿った箇所は、これらの具体例では、複合ワークピースの表面上の箇所に対応する。一具体例では、長さ８２６に沿った箇所は、図５の複合ワークピース５０６の幅５１４に沿った複数の箇所５２２に対応しうる。
【０１２５】
センサアレイ８０４はセンサ８２８で構成されている。これらの具体例では、センサ８２８は行と列とに配置されている。センサ８２８のサイズは、分光センサシステム８００のスペクトル分解能および空間分解能に影響を及ぼしうる。これらの具体例では、センサ８２８は、電磁放射を検出したことに応答して信号を生成するように構成されている。これらの信号は、振幅、強度、または個々の実装に応じた他のパラメータを表すことができる。これらの信号は、図２のデータ２３２の一部または全部を形成する。
【０１２６】
センサアレイ８０４は、異なる種類のセンサを用いて実装することができる。例えば、センサアレイ８０４内のセンサ８２８は、ディジタル電荷結合デバイス、相補型金属酸化膜半導体デバイス、アンチモン化インジウム（ＩｎＳｂ）半導体デバイス、水銀カドミウムテルル（ＨｇＣｄＴｅ）半導体デバイス、または電磁放射を検出するのに適した任意の他の種類のセンサで構成されていてよい。
【０１２７】
図５のイメージングシステム５００、図６のイメージングシステム６００、および図７のイメージングシステム７００の各図は、イメージングシステム２１６が実装されうるやり方を限定するためのものではない。例えば、他のイメージングシステムは、イメージングシステム５００、イメージングシステム６００、およびイメージングシステム７００について例示した構成要素に加えて、可視光センサシステム、プロジェクタ、またはその両方を含んでいてもよい。別の具体例として、複数のコヒーレント光源が存在していてもよい。言い換えると、イメージングシステム５００においてコヒーレント光５０４を発する光源に加えて、一または複数の追加のコヒーレント光源が存在していてよい。
【０１２８】
別の具体例では、コヒーレント光に加えて、またはその代わりに他の形態の電磁放射を使用することができる。例えば、電磁放射は、アークランプまたは発光ダイオードからの非コヒーレント光であってよい。
【０１２９】
さらに、図８の分光センサシステム８００は、分光センサシステム８００がイメージングシステム６００およびイメージングシステム７００で実装されうるやり方を限定するためのものではない。例えば、フィルタ８０２に使用されるくさび形フィルタの代わりに、またはこれに加えて、他の種類の構造体が使用されてもよい。例えば、他の構造体は、光学プリズム、ホログラフィック回折格子、従来の回折格子、および他の適切な種類の構造体の少なくとも一つから選択することができる。
【０１３０】
次に図９を参照すると、例示的実施形態による、図形表示を有する二次元画像の図が示されている。図示のように、画像９００は、図２にブロック形式で示した画像２３４の実装の例である。
【０１３１】
この具体例では、画像９００は二次元画像９０２である。図示のように、二次元画像９０２は複合ワークピース９０４の画像である。複合ワークピース９０４は、これらの具体例では、航空機の翼のための複合ワークピースである。
【０１３２】
この具体例では、二次元画像９０２は、図形表示９０６、９０８、９１０、および９１２を含む。これらの図形表示は、複合ワークピース９０４の表面９１４上の一組の汚染物質を特定する一組の図形表示である。
【０１３３】
この具体例では、図形表示９０６は、複合ワークピース９０４の表面９１４上の未知の汚染物質の存在を指示している。図形表示９０８および図形表示９１０は、複合ワークピース９０４の表面９１４上の水の存在を指示している。図形表示９１２は、複合ワークピース９０４の表面９１４上のプラスチック粒子の存在を指示している。
【０１３４】
二次元画像９０２を用いて、オペレータは、複合ワークピース９０４の表面９１４上に存在する汚染物質を特定することができる。このようにして、複合ワークピース９０４上の複合材料の層の堆積を終了し、複合ワークピース９０４を硬化させる前に、これらの汚染物質を考慮に入れることができる。例えば、汚染物質を表面９１４から除去することができる。他の具体例では、複合ワークピース９０４において１または複数の層を交換することができる。
【０１３５】
図１および図４〜図９に示す異なる構成要素を、図２〜図４の構成要素と組み合わせ、図２〜図４に示す構成要素と併用し、または組み合わせと併用とを組み合わせることもできる。加えて、図１および図４〜図９の構成要素の複数は、図２〜図４にブロック形式で示した構成要素を物理的構造体としてどのように実装することができるかを示す具体例とすることもできる。
【０１３６】
図１０を参照すると、例示的実施形態による複合ワークピースを検査するためのプロセスの流れ図の例が示されている。この図示の例では、図１０に示すプロセスは、図１の製造環境１００で使用するために図２の検査環境２００で実装することができる。これらの具体例では、プロセスは、図２の複合ワークピース２０６といったワークピースを検査するのに使用することができる。このプロセスは、複合ワークピースを硬化させ、または複合ワークピース上の特定の層を硬化させる前に行われる。
【０１３７】
プロセスではまず、電磁放射を複合ワークピースの表面へ誘導する（動作１０００）。電磁放射は、図２の電磁放射源２１８から発することができる。プロセスは次いで、複合ワークピースの表面へ誘導された電磁放射に対する応答を検出する（動作１００２）。応答は、図２の検査システム２０２によってこの図の後続の動作において検出し、処理することができる。次に、複合ワークピースの表面へ誘導された電磁放射に対する応答は、複合ワークピースの表面上の複数の箇所の各々についての複数の波長に分離される（動作１００４）。電磁放射は、検査システム２０２内のイメージングシステム２１６によって分離することができる。応答は、複数の箇所についてのものであってよい。これらの具体例では、応答は、線または何らかの他の領域に沿ったものであってよい。一具体例では、応答は、図５の複合ワークピース５０６の長さ５１８に沿った位置５２０のところの複数の箇所５２２についてのものであってよい。
【０１３８】
次に、プロセスは、複合ワークピースの表面上の複数の箇所の各々についての複数の波長から複合ワークピースの表面上の一組の汚染物質を特定する（動作１００６）。動作１００６での汚染物質の特定は、検査システム２０２内のアナライザ２２２によって行うことができる。これらの具体例では、一組の汚染物質は、汚染物質が検出されない場合、場合によってはゼロの汚染物質であってよい。
【０１３９】
複合ワークピースの表面上の複数の箇所の各々についての複数の波長から特定された一組の汚染物質を指示する一組の図形表示を有する汚染物質の表面の二次元画像が生成される（動作１００８）。二次元画像は、アナライザ２２２によって生成することができる。この具体例では、汚染物質の各々が図形表示を用いて特定される。いかなる汚染物質も存在しない場合には、一組の図形表示は空の組である。これらの具体例では、二次元画像は、波長からのデータを用いて生成することができる。
【０１４０】
例えば、汚染物質が存在しない場所については、画像は、汚染物質の不在を指示する特定の図形表示を使用することができる。他の具体例では、図形表示を、複合ワークピースの表面の生成された可視光画像に配置することができる。可視光画像も図２の検査システム２０２内のイメージングシステム２１６によって生成することができる。
【０１４１】
プロセスは次いで、一組の図形表示を有する二次元画像を複合ワークピースの表面上に投影し（動作１０１０）、プロセスはその後終了する。複合ワークピースの表面上への二次元画像の投影は、アナライザ２２２の制御下でイメージングシステム２１６を用いて行うことができる。
【０１４２】
次に図１１を見ると、例示的実施形態による、複数の波長から一組の汚染物質を特定するためのプロセスの流れ図の例が示されている。図１１に示すプロセスは、図１０の動作１００６の一実装の例である。
【０１４３】
プロセスではまず、複合ワークピースの表面上の複数の箇所から１箇所を選択する（動作１１００）。例えば、この箇所は、図５の複合ワークピース５０６の複数の箇所５２２内の１箇所であってよい。他の具体例では、複数の箇所は、複合ワークピース５０６の長さ５１８に沿ったすべての位置についての幅５１４にわたるすべての箇所であってよい。
【０１４４】
その箇所のデータが特定される（動作１１０２）。このデータは選択された箇所についての複数の波長から生成されたデータである。データは、例えば、波長および波長の値を含んでいてよい。この値は、強度、振幅、または何らかの他の適切な値であってよい。これらの具体例では、箇所のデータは当該箇所のシグネチャである。
【０１４５】
プロセスは次いで、シグネチャを、シグネチャデータベース内の一群のシグネチャと比較する（動作１１０４）。シグネチャデータベースは、例えば、図２のシグネチャデータベース２４０であってよい。シグネチャデータベースは公知の汚染物質のシグネチャを含む。さらにデータベースは、複合ワークピースに存在すべき公知の複合材料のシグネチャも含んでいてよい。
【０１４６】
次いで、当該箇所のシグネチャとシグネチャデータベースとの比較に基づいて当該箇所に汚染物質が存在するかどうかが判定される（動作１１０６）。汚染物質が存在する場合、プロセスは次いでその汚染物質を特定する（動作１１０８）。この特定は、汚染物質をシグネチャデータベース内の汚染物質であると特定することに基づくものであってよい。場合によっては、汚染物質がシグネチャデータベース内の公知の汚染物質のシグネチャと一致せず、存在すべき複合材料のシグネチャとも一致しない場合、その汚染物質は未知の汚染物質として特定される。
【０１４７】
その後、複合ワークピースの表面上の複数の箇所に次の未処理の箇所が存在するかどうかの判定が行われる（動作１１１０）。次の未処理の箇所が存在する場合、プロセスは動作１１００に戻る。そうでない場合、プロセスは終了する。
【０１４８】
動作１１０６に戻って、汚染物質が存在しない場合、当該箇所は汚染物質がないものと特定され（動作１１１２）、プロセスは次いで前述のように動作１１１０に進む。動作１１１２で、特定は、当該箇所に存在する材料の特定を含んでいてよい。この場合、材料は、複合ワークピースについて存在すると予期される材料である。
【０１４９】
次に図１２を見ると、例示的実施形態による、一組の汚染物質を指示する一組の図形表示を有する複合ワークピースの表面の二次元画像を生成するためのプロセスの流れ図の例が示されている。図１２に示すプロセスは、図１０の動作１００８の一実装の例である。
【０１５０】
このプロセスではまず、処理のために一組の汚染物質の中から汚染物質を選択する（動作１２００）。プロセスは汚染物質を特定する（動作１２０２）。この特定は図１１の動作１１０８でなされるものである。
【０１５１】
汚染物質の特定に基づいて、プロセスは汚染物質のための図形表示を選択する（動作１２０４）。図形表示は様々な形を取ってよい。例えば、図形表示は、色、アイコン、テキスト、クロスハッチング、および他の適切な種類の図形表示の少なくとも一つから選択することができる。プロセスは次いで、二次元画像内の図形表示の箇所を特定する（動作１２０６）。二次元画像内の箇所は、ワークピースの表面上の汚染物質の箇所に対応する箇所である。プロセスは次いで、二次元画像内の特定された箇所に図形表示を配置する（動作１２０８）。
【０１５２】
次に、特定された一組の汚染物質の中に次の未処理の汚染物質が存在するかどうかが判定される（動作１２１０）。処理のための次の未処理の汚染物質が存在する場合、プロセスは動作１２００に戻る。
【０１５３】
そうでない場合、処理は終了し、二次元画像はオペレータによる分析が可能になる。オペレータは表示装置上で画像を見ることができる。複数の具体例では、二次元画像を、ワークピースの表面上に投影することができる。二次元画像の投影は、汚染物質がワークピースの表面上に実際に存在する箇所に図形表示が位置するようになされる。さらに、図形表示の形状およびサイズは、それらがワークピースの表面上の汚染物質と同じサイズおよび形状を有するように選択することができる。
【０１５４】
次に図１３を参照すると、例示的実施形態による複合ワークピースを検査するためのプロセスの流れ図の例が示されている。この具体例では、図１３のプロセスは、図１の製造環境１００内で使用するために図２の検査環境２００で実装することができる。特に、図２の検査システム２０２において種々の動作を実装することができる。
【０１５５】
プロセスではまず、検査のための複合ワークピースの領域を特定する（動作１３００）。この領域は、個々の実装に応じて複合ワークピースの一部分または全部とすることができる。
【０１５６】
例えば、検査に必要な時間を短縮するために、選択される領域は、複合構造体の前の製造中に望ましくない数のむらがあった領域とすることができる。この特定は、ある期間にわたる同じ複合構造体の製造からの統計情報から行うことができる。他の具体例では、領域は、むらが望ましい数より多くなると予期されうるほど複雑な幾何学的形状を有する領域として選択することができる。
【０１５７】
プロセスは次いで、応答を波長に分離することにより生成されたデータの分析に際して使用するためのシグネチャデータベースを特定する（動作１３０２）。プロセスは次いで、選択された検査領域上へ電磁放射を誘導する（動作１３０４）。
【０１５８】
その後プロセスは、電磁放射に対する応答において分離された波長からデータを生成する（動作１３０６）。プロセスは、可視光センサシステムを用いて選択された箇所の可視光画像を生成する（動作１３０８）。
【０１５９】
プロセスは次いで、シグネチャデータベースを用いて応答から分離された波長から生成されたデータを用いて複合ワークピースについて存在する材料を特定する（動作１３１０）。動作１３１０は、複合ワークピースについて存在すると予期される材料のみならず汚染物質も特定する。
【０１６０】
プロセスは次いで、材料の箇所を特定する（動作１３１２）。各箇所は、複合ワークピースの座標とすることができる。当然ながら、任意の座標系を使用することができる。これらの具体例では、座標系は、原点が複合ワークピース上のどこかに存在する二次元または三次元座標系とすることができる。
【０１６１】
プロセスは次いで、可視光画像上で見つかった任意の汚染物質の図形表示を配置する（動作１３１４）。プロセスは次いで、汚染物質が存在するかどうか判定する（動作１３１６）。汚染物質が存在する場合には、警報が生成される（動作１３１８）。その後、汚染物質を除去することができる（動作１３１９）。次いで、複合ワークピースが完成し、硬化させる用意ができているかどうかが判定される（動作１３２０）。複合ワークピースが完成している場合、プロセスは次いで、複合ワークピースを硬化させ（動作１３２２）、その後プロセスは終了する。
【０１６２】
動作１３１６に戻って、汚染物質が存在しない場合、プロセスは動作１３２０にも進む。動作１３２０に戻って、複合ワークピースが完成していない場合には、複数の複合材料層が複合ワークピース上に堆積される（動作１３２４）。プロセスは次いで動作１３００に戻る。
【０１６３】
種々の図示の実施形態における流れ図およびブロック図は、例示的実施形態における装置および方法の複数の可能な実装のアーキテクチャ、機能、および動作を例示するものである。この点に関して、流れ図またはブロック図内の各ブロックは、モジュール、セグメント、機能、および／または動作もしくはステップの一部分を表すことができる。例えば、各ブロックのうちの一または複数を、プログラムコードとして、ハードウェアとして、またはプログラムコードとハードウェアの組み合わせとして実装することができる。ハードウェアとして実装されるとき、そのハードウェアは、例えば、流れ図またはブロック図における一または複数の動作を実行するように製造され、または構成された集積回路の形を取ることができる。
【０１６４】
例示的実施形態の複数の代替の実装では、各ブロックに記載された一または複数の機能を、各図に記載された順序と異なる順序で実行することができる。例えば、場合によっては、連続して示されている２つのブロックを、実質的に同時に実行することもでき、関与する機能に応じて、各ブロックを逆の順序で実行することもできる。また、流れ図またはブロック図内の例示のブロックに加えて、他のブロックを追加することもできる。
【０１６５】
次に図１４を見ると、例示的実施形態によるデータ処理システムの図が示されている。データ処理システム１４００は、図２のコンピュータシステム２３８を実装するのに使用することができる。この具体例では、データ処理システム１４００は通信フレームワーク１４０２を含み、通信フレームワーク１４０２は、プロセッサユニット１４０４、メモリ１４０６、永続的記憶装置１４０８、通信ユニット１４１０、入出力（Ｉ／Ｏ）ユニット１４１２、およびディスプレイ１４１４の間の通信を提供する。この例では、通信フレームワークはバスシステムの形を取ることができる。
【０１６６】
プロセッサユニット１４０４は、メモリ１４０６にロードすることができるソフトウェアの命令を実行するのに使用される。プロセッサ１４０４は、個々の実装に応じて、複数のプロセッサ、マルチプロセッサコア、または他の種類のプロセッサとすることができる。
【０１６７】
メモリ１４０６および永続的記憶装置１４０８は記憶装置１４１６の例である。記憶装置は、例えば、それだけに限らないが、データ、機能形式のプログラムコード、および／または一時的な、かつ／もしくは永続的な他の適切な情報といった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。また、これらの具体例では、記憶装置１４１６をコンピュータ可読記憶装置とも呼んでよい。メモリ１４０６は、これらの例では、例えば、ランダム・アクセス・メモリや任意の他の適切な揮発性または不揮発性の記憶装置とすることができる。永続的記憶装置１４０８は、個々の実装に応じて様々な形を取ることができる。
【０１６８】
例えば、永続的記憶装置１４０８は、一または複数の構成要素または装置を含んでいてよい。例えば、永続的記憶装置１４０８は、ハードドライブ、フラッシュメモリ、書換え可能な光ディスク、書換え可能な磁気テープ、または上記の何らかの組み合わせであってよい。永続的記憶装置１４０８によって使用される媒体は取り外し可能であってもよい。例えば、取り外し可能ハードドライブを永続的記憶装置１４０８に使用することができる。
【０１６９】
通信ユニット１４１０は、これらの具体例では、他のデータ処理システムまたは装置との通信を可能にする。これらの具体例では、通信ユニット１４１０はネットワーク・インターフェース・カードである。
【０１７０】
入出力ユニット１４１２は、データ処理システム１４００に接続されうる他の装置とのデータの入力および出力を可能にする。例えば、入出力ユニット１４１２は、キーボード、マウス、および／または何らかの他の適切な入力装置によるユーザ入力のための接続を提供することができる。さらに、入出力ユニット１４１２は、プリンタに出力を送ることができる。ディスプレイ１４１４は、ユーザに情報を表示するための機構を提供する。
【０１７１】
オペレーティングシステム、アプリケーション、および／またはプログラムのための命令は記憶装置１４１６に位置していてよく、記憶装置１４１６は、通信フレームワーク１４０２を介してプロセッサユニット１４０４と通信する。種々の実施形態のプロセスは、コンピュータ実装命令を用いてプロセッサユニット１４０４によって実行することができ、コンピュータ実装命令は、メモリ１４０６といったメモリに位置していてよい。
【０１７２】
これらの命令は、プロセッサユニット１４０４内のプロセッサによって読み取られ、実行されうるプログラムコード、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呼ばれる。種々の実施形態におけるプログラムコードは、メモリ１４０６や永続的記憶装置１４０８といった種々の物理的な、またはコンピュータ可読の記憶媒体上で具体化することができる。
【０１７３】
プログラムコード１４１８は、選択的に取り外すことができるコンピュータ可読媒体１４２０上に機能形式で位置し、プロセッサユニット１４０４による実行のためにデータ処理システム１４００上にロードし、またはデータ処理システム１４００に転送することができる。これらの具体例では、プログラムコード１４１８およびコンピュータ可読媒体１４２０は、コンピュータプログラム製品１４２２を形成している。一例では、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とすることができる。
【０１７４】
これらの具体例では、コンピュータ可読記憶媒体１４２４は、プログラムコード１４１８を伝搬し、または伝送する媒体ではなくプログラムコード１４１８を記憶するのに使用される物理的な、または有形の記憶装置である。
【０１７５】
あるいは、プログラムコード１４１８は、コンピュータ可読信号媒体１４２６を用いてデータ処理システム１４００に転送されてもよい。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を含む伝搬データ信号であってよい。例えば、コンピュータ可読信号媒体１４２６は、電磁信号、光信号、および／または任意の他の適切な種類の信号であってよい。これらの信号は、無線通信リンク、光ファイバケーブル、同軸ケーブル、ワイヤ、および／または任意の他の適切な種類の通信リンクといった通信リンク上で伝送することができる。
【０１７６】
データ処理システム１４００について例示されている種々の構成要素は、種々の実施形態が実装されうるやり方をアーキテクチャ的に限定するためのものではない。種々の例示的実施形態は、データ処理システム１４００について例示されている構成要素以外の、かつ／またはそれらの構成要素の代わりの構成要素を含むデータ処理システムで実装することもできる。図１４に示す他の構成要素は、図示の具体例から変更することができる。種々の実施形態は、プログラムコード１４１８を走らせることができる任意のハードウェア装置またはシステムを用いて実装することができる。
【０１７７】
本開示の例示的実施形態は、図１５に示す航空機の製造および保守点検方法１５００、ならびに図１６に示す航空機１６００のコンテキストで説明することができる。まず図１５を見ると、例示的実施形態による、航空機の製造および保守点検方法の図が示されている。生産前の段階において、航空機の製造および保守点検方法１５００は、図１６の航空機１６００の仕様および設計１５０２、ならびに材料調達１５０４を含んでいてよい。
【０１７８】
生産時には、図１６の航空機１６００の構成要素および部分組立品の製造１５０６、ならびにシステム統合１５０８が行われる。その後、図１６の航空機１６００は、就航１５１２させるための認証および搬送１５１０の過程を経ることができる。顧客による就航中１５１２に、図１６の航空機１６００は、定期的な整備および保守点検１５１４を受けるように予定され、定期的な整備および保守点検１５１４は、変更、再構成、改修、ならびに他の整備または保守点検を含んでいてよい。
【０１７９】
航空機の製造および保守点検方法１５００の各プロセスは、システムインテグレータ、第三者、および／またはオペレータによって実施され、または実行されてよい。これらの例では、オペレータは顧客であってよい。本明細書では、システムインテグレータは、それだけに限らないが、任意の数の航空機製造者および主要システム下請け業者を含んでいてよく、第三者は、それだけに限らないが、任意の数の納入業者、下請け業者、および供給業者を含んでいてよく、オペレータは、航空会社、リース会社、軍事組織、サービス組織などであってよい。
【０１８０】
次に図１６を参照すると、例示的実施形態が実装されうる航空機の図が示されている。この例では、航空機１６００は、図１５の航空機の製造および保守点検方法１５００によって生産され、複数のシステム１６０４および内装１６０６を有する機体１６０２含んでいてよい。システム１６０４の例には、推進システム１６０８、電気システム１６１０、油圧システム１６１２、および環境システム１６１４が含まれる。任意の数の他のシステムが含まれていてよい。航空宇宙分野の例が示されているが、種々の例示的実施形態が、自動車産業といった他の産業に適用されてよい。
【０１８１】
本開示において具体化される装置および方法は、図１５の航空機の製造および保守点検方法１５００の各段階の少なくとも一つにおいて用いることができる。
【０１８２】
これらの具体例では、方法および装置を、構成要素および部分組立品の製造１５０６の間に形成された複合ワークピースを検査するための検査環境２００において実装することができる。別の具体例として、例示的実施形態による方法および装置を、航空機１６００内の複合構造体を交換し、またはアップグレードする際に使用される複合構造体を形成するために複合ワークピースが処理される整備および保守点検１５１４において実装することもできる。複数の異なる例示的実施形態の使用により、航空機１６００の組立てを大幅に迅速化し、かつ／またはそのコストを低減させることができる。
【０１８３】
よって、例示的実施形態は、複合ワークピースを検査するための方法および装置を提供するものである。さらに、例示的実施形態は、その上で複合ワークピースを形成するために材料が堆積されうるツールの表面を検査するのにも使用することができる。例示的実施形態は、複合ワークピースを硬化させる前に、検査を行って、複合材料の層の表面上の汚染物質を特定する。このようにして、汚染物質または汚染物質を含む領域を除去することができる。その結果、複合構造体に存在しうる複数のむらを低減させることが可能になる。むらを低減させることにより、複合構造体の再加工または再製造の量も低減させることができる。
【０１８４】
さらに、最終的な複合構造体に含まれない領域上で汚染物質を特定することができる。これらの領域は、例えば、複合ワークピースの領域や、複合ワークピースを形成する際に使用するための複合材料の層の領域であってよい。例えば、使用されない複合ワークピースの領域上、または廃棄されることになる領域内の汚染物質を特定することができる。言い換えると、複合構造体の製造中に廃棄されることになる複合ワークピースの部分は、汚染物質の有無を検査されなくてよい。これらの種類の領域における汚染物質の存在は、複合ワークピースの形成に際して問題とならない。
【０１８５】
加えて、検査範囲は、最終的な複合構造体で使用される領域だけが検査されるように設定することができる。よって、複合ワークピース上の汚染物質の検査および特定に必要とされる時間を短縮することができる。
【０１８６】
また、様々な例示的実施形態を使用して、整備庫で入庫される複合材料についての品質管理型の検査を行うことができる。例えば、複合材料がツール上に配置され、またはそれ以外に処理して複合ワークピースにする前に複合材料の検査を実行することにより、作業の流れにおいて複合材料を使用する前に複合材料上の汚染物質を特定することができるはずである。加えて、種々の例示的実施形態を使用して、ワークピースを形成するのに使用される予定の複合材料中のむらを特定することもできる。本明細書で使用する場合、「むら（ｉｎｃｏｎｓｉｓｔｅｎｃｙ）」とは、複合ワークピースの形成に際して使用するための複合材料への言及と共に使用されるときには、汚染物質、複合材料における分離、複合材料における層間はく離、または複合材料における他の望ましくない状態を含んでいてよい。その結果、後で製造プロセスにおいて汚染物質を発見するのに対して、この段階で汚染物質を発見することにより、時間と費用を節約することが可能になる。
【０１８７】
これらの具体例では、ワークピースを形成するときに使用するための複合材料中のむらは、複合材料の表面上にあっても、複合材料の内部に位置していてもよい。電磁放射に対する応答から生成される画像は、これらのむらを指示する図形表示を含んでいてよい。図形表示は、検出されたむらの種類を指示するように選択することができる。
【０１８８】
例示的実施形態は、複合構造体のための部品を製造するのに必要とされる時間量の短縮を可能にする方法および装置を提供するものである。その結果、航空機といったプラットフォームを製造するためのコスト、時間、またはコストと時間の両方を低減させることが可能になる。
【０１８９】
種々の例示的実施形態の記述は、例示と説明を目的として提示したものであり、網羅的であることも、各実施形態を開示の形態に限定することも意図されていない。当業者には多くの改変および変形が明らかであろう。さらに、種々の例示的実施形態は、他の例示的実施形態と比べて異なる特徴を示す場合もある。選択した一または複数の実施形態は、各実施形態の原理、実際の適用を最もよく説明し、当業者が、企図される個別用途に適した様々な改変を伴う様々な実施形態のために本開示を理解することができるように選択され、記述されている。
【符号の説明】
【０１９０】
１００  製造環境
１０２  複合材料堆積所
１０４  複合材料堆積所
１０６  複合材料堆積システム
１０８  複合材料の層
１１０  ツール
１１２  複合ワークピース
１１４  表面
１１６  層
１１８  検査システム
１２０  ハウジング
１２２  イメージングシステム
１２４  光源
１２６  コンピュータ
１２８  プラットフォーム
１３０  レールシステム
１３２  リンク
１３４  オペレータ
１３６  ツール
１３８  複合材料堆積システム
１４０  検査システム
１４２  イメージングシステム
１４４  ロボットアーム
１４６  光源
１４８  ロボットアーム
１５０  プラットフォーム
１５２  表面
１５４  無線通信リンク
１５６  オペレータ
２００  検査環境
２０２  検査システム
２０４  ツール
２０６  複合ワークピース
２０８  複合材料の複数の層
２１０  一組の汚染物質
２１２  表面
２１４  非破壊検査システム
２１６  イメージングシステム
２１８  電磁放射源
２２０  プラットフォーム
２２２  アナライザ
２２３  移動システム
２２４  電磁放射
２２６  複合ワークピース
２２８  応答
２２９  通信リンク
２３０  複数の波長
２３２  データ
２３３  複数のシグネチャ
２３４  画像
２３６  二次元画像
２３８  コンピュータシステム
２４０  シグネチャデータベース
２４１  シグネチャ
２４２  一組の図形表示
２４４  複数の箇所
２４６  複合構造体
３００  分光センサシステム
３０２  可視光センサシステム
３０４  誘導システム
３０６  プロジェクタ
３０７  コントローラ
３０８  プラットフォーム
３１０  フィルタ
３１２  センサアレイ
３１４  干渉フィルタ
３１８  ミラーシステム
３２０  開口部
４００  箇所
４０４  強度
４０６  波長
４０８  シグネチャ
５００  イメージングシステム
５０２  電磁放射
５０４  コヒーレント光
５０６  複合ワークピース
５０８  ツール
５１０  矢印
５１２  表面
５１４  幅
５１６  応答
５１８  長さ
５２０  位置
５２２  複数の箇所
６００  イメージングシステム
６０２  電磁放射源
６０４  誘導システム
６０６  分光センサシステム
６０７  ハウジング
６０８  走査ミラー
６１０  走査ミラー
６１２  駆動機構
６１４  駆動機構
６２０  コヒーレント光のビーム
６２２  表面
６２４  複合ワークピース
６２６  応答
７００  イメージングシステム
７０２  誘導システム
７０４  分光センサシステム
７０６  ハウジング
７０８  走査ミラー
７１０  開口部
７１２  駆動機構
７１３  電磁放射源
７１４  応答
７１６  表面
７１８  複合ワークピース
７２０  電磁放射
８００  分光センサシステム
８０２  フィルタ
８０４  センサアレイ
８０６  ブロッキングフィルタ
８０８  基板
８１０  スペクトル分光器
８１２  層
８１４  くさび形
８１８  辺
８２０  辺
８２２  長さ
８２４  矢印
８２６  長さ
８２８  センサ
９００  画像
９０２  二次元画像
９０４  複合ワークピース
９０６  図形表示
９０８  図形表示
９１０  図形表示
９１２  図形表示
９１４  表面
【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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