(57)【要約】【課題】  材料配置機械が欠陥部分に自動的に戻り、手動による欠陥修復を可能にするか、または、オペレータの介入なしに欠陥を修復することを可能にする、システムおよび方法を提供する。【解決手段】  方法は、複合構造上の欠陥の場所を規定する位置データに電子的にアクセスするステップと、材料配置機械が位置データによって規定された欠陥の場所に自動的に戻るようにさせるステップとを含む。この方法は、材料配置機械が欠陥の場所における欠陥を修復するのに十分な材料を自動的に配置するようにさせるステップもまた含み得る。代替的に、材料配置機械が欠陥の場所に自動的に戻り、その後オペレータが欠陥の場所における欠陥を手動で修復してもよい。【選択図】        図２Ａ
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
材料配置機械による欠陥の自動修復を可能にする方法であって、該方法は、
複合構造を欠陥がないかどうか検査するステップと、
検査するステップによって検出された欠陥が受入れられないかどうかを判断するステップと、
検査するステップによって検出された欠陥がユーザの介入なしに材料配置機械によって修復可能であるかどうかを判断するステップと、
材料配置機械が、受入れ不可能でありかつユーザの介入なしに材料配置機械によって修復可能であると判断された欠陥へと戻りその欠陥を修復するのに十分な材料を配置するように、自動的にさせるステップとを含む、方法。
【請求項２】
材料配置機械が、受入れ不可能であると判断された各欠陥に戻るように、自動的にさせるステップをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
自動的にさせるステップは、欠陥の場所を規定する位置データに電子的にアクセスするステップを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
自動的にさせるステップは、材料配置機械が、受入れ不可能でありかつユーザの介入なしに材料配置機械によって修復可能であると判断された欠陥へと戻りその欠陥を修復するのに十分な材料を配置するようにさせるための命令を、自動的に生成するプログラムを作成するステップを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
検査するステップは、
複合構造の少なくとも一部分を照射するステップと、
複合構造の照射された部分の画像を獲得するステップと、
複合構造の照射された部分における欠陥を特定するよう画像を分析するステップとを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
検査するステップによって検出された欠陥の場所を判定するために、材料配置機械の材料付与位置を外部から監視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７】
複合構造を欠陥がないかどうか検査するステップと、
検査するステップによって検出された欠陥が受入れられないかどうかを判断するステップと、
材料配置機械が、受入れ不可能であると判断された欠陥に戻るように、自動的にさせるステップとを含む、方法。
【請求項８】
欠陥が、ユーザの介入なしに材料配置機械によって修復可能であるかどうかを判断するステップと、
材料配置機械が、受入れ不可能でありかつユーザの介入なしに材料配置機械によって修復可能であると判断された欠陥へと戻りその欠陥を修復するのに十分な材料を配置するように、自動的にさせるステップとをさらに含む、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
自動的にさせるステップは、欠陥の場所を規定する位置データに電子的にアクセスするステップを含む、請求項７に記載の方法。
【請求項１０】
自動的にさせるステップは、材料配置機械が受入れ不可能であると判断された欠陥へと戻るようにさせるための命令を、自動的に生成するプログラムを作成するステップを含む、請求項７に記載の方法。
【請求項１１】
検査するステップは、
複合構造の少なくとも一部分を照射するステップと、
複合構造の照射された部分の画像を獲得するステップと、
複合構造の照射された部分における欠陥を特定するよう画像を分析するステップとを含む、請求項７に記載の方法。
【請求項１２】
検査するステップによって検出された欠陥の場所を判定するために、材料配置機械の材料付与位置を外部から監視するステップをさらに含む、請求項７に記載の方法。
【請求項１３】
複合構造上の欠陥の場所を規定する位置データに電子的にアクセスするステップと、
材料配置機械が、位置データによって規定された欠陥の場所に戻るように、自動的にさせるステップとを含む、方法。
【請求項１４】
自動的にさせるステップは、材料配置機械が、欠陥の場所における欠陥を修復するのに十分な材料を配置するように、自動的にさせるステップを含む、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
自動的にさせるステップは、材料配置機械が、複合構造のプライの完了後にプライの欠陥が位置するコースに戻りその欠陥を修復するのに十分な材料をコースに沿って配置するように、自動的にさせるステップを含む、請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
自動的にさせるステップは、位置データに関連して、材料配置機械が位置データによって規定された欠陥の場所に戻りその欠陥の場所における欠陥を修復するのに十分な材料を配置するようにさせる命令を、自動的に生成するためのプログラムを作成するステップを含む、請求項１４に記載の方法。
【請求項１７】
プログラムは、位置データを第１のファイルから第２のファイルへと抽出して、第２のファイル内で命令を生成する、請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
欠陥が、ユーザの介入なしに材料配置機械によって修復可能であるかどうかを判断するステップをさらに含み、
自動的にさせるステップは、材料配置機械が、ユーザの介入なしに材料配置機械によって修復可能であると判断された欠陥を修復するように、自動的にさせるステップを含む、請求項１４に記載の方法。
【請求項１９】
複合構造の少なくとも一部分を照射するステップと、
複合構造の照射された部分の画像を獲得するステップと、
複合構造の照射された部分における欠陥を特定するよう画像を分析するステップと
によって、複合構造を欠陥がないかどうか検査するステップをさらに含む、請求項１３に記載の方法。
【請求項２０】
複合構造の第１の基準点から欠陥までの第１の距離を判定するために、材料配置機械の材料付与位置を外部から監視するステップをさらに含む、請求項１３に記載の方法。
【請求項２１】
監視するステップは、締固めローラと共に回転するよう結合されたコードリングの対照をなす部分間の遷移を検出しかつ数えるステップを含む、請求項２０に記載の方法。
【請求項２２】
完成されたコースの総数を生成するために完成されたコースを合計するステップと、
複合材料の第２の基準点から欠陥までの第２の距離を判定するために、予め定められた
コース幅を完成されたコースの総数で乗算するステップとをさらに含む、請求項２０に記載の方法。
【請求項２３】
完成されたコースを合計するステップは、マシンロードセルからの、圧力が締固めローラに加えられているかどうかを示す信号の受信を追跡するステップを含む、請求項２２に記載の方法。
【請求項２４】
欠陥が受入れ可能でないかどうかを判断するステップをさらに含み、
自動的にさせるステップは、材料配置機械が、受入れ不可能であると判断された欠陥に戻るように、自動的にさせるステップを含む、請求項１３に記載の方法。
【請求項２５】
材料配置機械による欠陥の自動修復を可能にするプログラムであって、該プログラムは、
プログラムが複合構造上の欠陥の場所を規定する位置データにアクセスすることを可能にする、複数の入力と、
入力に関連して、材料配置機械が位置データによって規定された欠陥の場所に戻りその欠陥の場所における欠陥を修復するのに十分な材料を配置するように自動的にさせるための命令を、自動的に生成するためのモジュールとを含む、プログラム。
【請求項２６】
位置データを第１のファイルから第２のファイルに抽出するためのモジュールをさらに含み、
第２のファイルはプログラムによって生成された命令を含む、請求項２５に記載のプログラム。
【請求項２７】
モジュールは、材料配置機械が、複合構造のプライの完了後にプライの欠陥が位置するコースに戻りその欠陥を修復するのに十分な材料をコースに沿って配置するように自動的にさせるための命令を自動的に生成する、請求項２５に記載のプログラム。
【請求項２８】
モジュールは、材料配置機械が、受入れ不可能であると判断された欠陥のみを修復するように自動的にさせるための命令を自動的に生成する、請求項２５に記載のプログラム。
【請求項２９】
モジュールは、材料配置機械が、ユーザの介入なしに材料配置機械によって修復可能であると判断された欠陥のみを修復するように自動的にさせるための命令を自動的に生成する、請求項２５に記載のプログラム。
【請求項３０】
複合構造の少なくとも一部分を照射するステップと、
複合構造の照射された部分の画像を獲得するステップと、
複合構造の照射された部分における欠陥を特定するよう画像を分析するステップと
によって複合構造を欠陥がないかどうか検査することのできる検査システムと通信するためのモジュールをさらに含む、請求項２５に記載のプログラム。
【請求項３１】
材料配置機械の材料付与位置を外部から監視することによって欠陥の場所を判定することのできる検査システムと通信するためのモジュールをさらに含む、請求項２５に記載のプログラム。
【請求項３２】
プログラムが、複合構造上の欠陥の場所を規定する位置データにアクセスすることを可能にするための複数の入力と、
入力に関連して、材料配置機械が位置データによって規定された欠陥の場所に戻るように自動的にさせるための命令を、自動的に生成するためのモジュールとを含む、プログラム。
【請求項３３】
位置データを第１のファイルから第２のファイルに抽出するためのモジュールをさらに含み、
第２のファイルはプログラムによって生成された命令を含む、請求項３２に記載のプログラム。
【請求項３４】
モジュールは、材料配置機械が、受入れ不可能であると判断された欠陥のみにもどるように自動的にさせるための命令を自動的に生成する、請求項３２に記載のプログラム。
【請求項３５】
複合構造の少なくとも一部分を照射するステップと、
複合構造の照射された部分の画像を獲得するステップと、
複合構造の照射された部分における欠陥を特定するよう画像を分析するステップと
によって複合構造を欠陥がないかどうか検査することのできる検査システムと通信するためのモジュールをさらに含む、請求項３２に記載のプログラム。
【請求項３６】
材料配置機械の材料付与位置を外部から監視することによって欠陥の場所を判断することのできる検査システムと通信するためのモジュールをさらに含む、請求項３２に記載のプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
著作権に関する注意
この書類の開示の一部分は、著作権の保護対象となる事項を含む。著作権者は、米国特許商標庁の特許のファイルまたは記録にある特許開示については、何人による複写に対しても異議を唱えないが、それ以外の著作権についてはすべて留保する。
【０００２】
分野
この発明は、一般に、材料配置機械で複合構造を作製することに関し、より特定的には（ただし限定的ではないが）、材料配置機械が自動的に欠陥部分に戻って手動でその欠陥を修復することを可能にし、および／または、当該機械が自動的に欠陥部分に戻りオペレータの介入なしにその欠陥を修復することを可能にする、システムおよび方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
背景
複合構造は多年にわたり、当該技術分野でよく知られている。複合構造は多種多様な態様で形成することが可能であるが、複合構造を形成するための有利な技術の１つに、ファイバ配置または自動照合（collation）プロセスがある。自動照合技術に従えば、１または複数の複合材料のリボン（複合ストランドまたはトウとしても知られている）が、材料配置機械によって基板上に置かれる。基板は、工具またはマンドレルであってもよいが、先に置かれて締固められた、複合材料の１または複数の基底層で形成されていてもよい。
【０００４】
ファイバ配置プロセスは通常、局所的なニップポイントにおいて、複合材料のプライの締固めを助けるのに、熱源を利用する。特に、複合材料のリボンまたはトウおよび下層の基板は、圧縮力が加えられている間にニップポイントで加熱され、プライの樹脂の粘性を高めることで、確実に基板に密着するようにされる。この部分を完成するために、複合材料の追加のストリップを並べて複数層を形成し、圧密プロセス中にそれらに局所的に熱および圧力を加えることが可能である。
【０００５】
残念なことに、複合ストリップを下層の複合構造の上に配置する際に欠陥が生じ得る。このような欠陥は、トウのギャップ、重なり、落下したトウ、しわ（すなわち、トウ内で隆起した領域）、およびねじれを含み得る。加えて、樹脂のボールや繊維のボール等の異物（ＦＯＤ：foreign objects and debris）が、複合構造の表面上に堆積し得る。これらは検出され、特定されそして最終的にプライの表面から除去されねばならない。
【０００６】
自動式材料配置方法によって作製される複合構造は通常、各々のきずについて、具体的な最大許容サイズ要件を有し、これらの要件は生産プログラムによって構築される。また、生産プログラムは通常、単位面積当りの欠陥の最大許容数（すなわち密度）および単位面積当りの最大許容累積欠陥幅について、明確な合否判定基準を設定する。
【０００７】
ファイバ配置プロセスによって作製された複合ラミネートが欠陥の大きさに関する要件を確実に満たすように、それらの構造は通常、１００％のプライ毎の視覚検査にかけられる。これらの検査は従来、手動で行なわれ、その間、ファイバ配置機械は停止され、検査およびその後必要であれば修復が完了するまで、材料を置くプロセスは中断される。この間、作製プロセスは、手動の検査プロセスおよびそれに伴う機械のダウンタイムによって遅くなってしまう。
【０００８】
近年、複合構造における個々の欠陥を検出し、測定し、それに印を付けることの可能な
システムおよび方法が開発されている。複合構造における欠陥を正確にかつ確実に検出し、測定し、および／または印を付けることのできる例示的なシステムおよび方法が、２００１年３月２８日に出願された、「複合構造における欠陥を特定するためのシステムおよび方法（"System and Method for Identifying Defects in a Composite Structure"）」と題された、米国特許出願番号第０９／８１９，９２２号；２００２年８月１３日に出願された、「複合構造における欠陥を特定するためのシステム（"System for Identifying Defects in a Composite Structure"）」と題された、米国特許出願番号第１０／２１７，８０５号；および、２００３年７月２８日に出願された、「複合構造の作製中に異物（ＦＯＤ）および欠陥を特定するためのシステムおよび方法（"Systems and Methods for Identifying Foreign Objects and Debris (FOD) and Defects During Fabrication of a Composite Structure"）」と題された、米国特許出願番号第１０／６２８，６９１号に開示されている。米国特許出願番号第０９／８１９，９２２号、第１０／２１７，８０５号、および第１０／６２８，６９１号の開示の全体が各々全て、ここに引用により援用される。
【０００９】
複合構造を表わす欠陥特性である単位面積当りの欠陥密度および／または単位面積当りの累積欠陥幅を判定することの可能なシステムおよび方法もまた開発されている。欠陥特性を判定することのできる例示的なシステムおよび方法は、２００３年１２月２日に出願された、「複合構造の欠陥特性を判定するためのシステムおよび方法（"Systems and Methods for Determining Defect Characteristics of a Composite Structure"）」と題された、米国特許出願番号第１０／７２６，０９９号に開示されており、その内容が全て、ここに引用により援用される。
【特許文献１】米国特許出願番号第０９／８１９，９２２号明細書
【特許文献２】米国特許出願番号第１０／２１７，８０５号明細書
【特許文献３】米国特許出願番号第１０／６２８，６９１号明細書
【特許文献４】米国特許出願番号第１０／７２６，０９９号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
上記検査システムおよび方法は、所期の目的のためによく機能を果たし、ラミネートプライの検査に関連する非生産的なダウンタイムを減じることができるが、発明者は、検出されたきずの修復が、未だ手動で労力を要するプロセスであることを認識した。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
概要
この発明は、材料配置機械が欠陥部分に自動的に戻ることを可能にしその後欠陥が手動で修復され得るシステムおよび方法、ならびに／または、材料配置機械が自動的に欠陥部分に戻りオペレータの介入なしに欠陥を修復することを可能にするシステムおよび方法に関連する。
【００１２】
好ましい実現例において、方法は概ね、複合構造上の欠陥の場所を規定する位置データに電子的にアクセスするステップと、材料配置機械が位置データによって規定された欠陥の場所に自動的に戻るようにするステップとを含む。この方法は、材料配置機械が欠陥の場所における欠陥を修復するのに十分な材料を自動的に配置するかまたは置くようにするステップもまた含み得る。代替的に、材料配置機械が欠陥の場所に自動的に戻り、その後オペレータが欠陥の場所における欠陥を手動で修復してもよい。
【００１３】
別の好ましい実現例において、プログラムは概ね、プログラムが欠陥の場所を規定する位置データにアクセスすることを可能にするための複数の入力を含む。このプログラムは、それら入力に関連して自動的に命令を生成するためのモジュールもまた含む。命令は、
材料配置機械が位置データによって規定された欠陥の場所に自動的に戻るようにする。このプログラムは、材料配置機械が欠陥の場所における欠陥を修復するのに十分な材料を自動的に配置するようにさせるためのモジュールもまた含み得る。代替的に、材料配置機械が欠陥の場所に自動的に戻り、その後オペレータが欠陥の場所における欠陥を手動で修復してもよい。
【００１４】
これら特徴、機能および利点は、この発明の種々の実施例において独立して達成することが可能であるが、さらに別の実施例に組込まれてもよい。
【００１５】
この発明は、詳細な説明および添付の図面からより完全に理解されるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
好ましい実施例の詳細な説明
以下の好ましい実施例の説明は単に例示のためのものであり、この発明およびその応用や用途を限定するものととらえられてはならない。
【００１７】
一局面に従えば、この発明は、材料配置機械が、自動的に欠陥部分に戻って手作業の欠陥修復を可能にする、および／または、自動的に欠陥部分に戻ってオペレータの介入なしに欠陥を修復することを可能にする、システムおよび方法を提供する。好ましい実現例においては、方法は概ね、複合構造上の欠陥の場所を規定する位置データに電子的にアクセスするステップと、材料配置機械がその位置データによって規定された欠陥の場所に自動的に戻るようにするステップとを含む。種々の実現例において、この方法は、材料配置機械が欠陥の場所における欠陥を修復するのに十分な材料を自動的に配置するかまたは置くステップもまた含み得る。代替的に、材料配置機械が自動的に欠陥の場所に戻り、その後オペレータが手作業で欠陥の場所における欠陥を修復してもよい。手動による修復の完了後、材料配置機械の動きがオペレータによって手動で再開されるかまたは制御されて、たとえば、材料配置機械が別の欠陥の場所に移動するようにしてもよい。
【００１８】
この発明の別の局面に従えば、プログラムは概ね、そのプログラムが欠陥の場所を規定する位置データにアクセスすることを可能にするための複数の入力を含む。このプログラムはまた、それら入力に関連して自動的に命令を生成するためのモジュールを含む。命令は、材料配置機械が位置データによって規定された欠陥の場所に自動的に戻るようにする。種々の実現例において、このプログラムは、材料配置機械が自動的に欠陥の場所における欠陥を修復するのに十分な材料を配置するようにするためのモジュールを含み得る。代替的に、材料配置機械が自動的に欠陥の場所に戻り、その後オペレータが手作業で欠陥の場所における欠陥を修復してもよい。手作業による修復が完了した後、材料配置機械の動きがオペレータにより手動で再開されるかまたは制御されて、たとえば、材料配置機械が別の欠陥の場所に移動するようにしてもよい。
【００１９】
この発明の複数の局面は、材料配置機械に対して直接影響を及ぼしかつ直接それを制御するプログラムとともに説明することが可能であるが、材料配置機械に直接影響を及ぼしかつそれを直接制御するのは、たとえば材料配置機械と連通するプロセッサでプログラムを実行することによって生成される命令、および、その後に続く、プロセッサによるそれら命令の実現である、ということを理解されたい。
【００２０】
例示の目的のみで、図１は、複数の層またはプライを含み得る例示的な複合構造２２を示す。各プライは通常、複合テープの複数の隣接するトウまたはストリップ２４からなる。ストリップ２４は一般に、熱を加えると粘着性または流動性となる樹脂その他の材料に埋込まれた、複数のファイバを含む。ストリップ２４は、テーブル、マンドレル、または他の工具２６（図６）等の作業面上に配置することができ、それらは締固めローラ２０（
図７）で締固められて、自動照合技術に従って複合構造２２が形成される。自動照合技術としては、たとえば、２００２年２月６日に出願された、「複合材料照合機械および関連の、複合材料の高率照合のための方法（"Composite Material Collation Machine and Associated Method for High Rate Collation of Composite Materials"）」と題された、米国特許出願番号第１０／０６８，７３５号に記載のものがある。米国特許出願番号第１０／０６８，７３５号の内容はその全体が全て、ここに引用により援用される。
【００２１】
図１に示すように、１８本のコースまたはストリップ２４が、材料配置機械によって完成されている。すなわち、材料配置機械は、基板にかけて１８回通過し、各通過中に、基板上にストリップ２４を置いた。複合構造２２の６番目のコース２３は欠陥３６を含み、そこではトウの一部が欠けている。点線１９は、第６コース２３に沿った欠陥３６までの直線距離を表わす。点線２１は、複合構造２２の第１の端部１１から欠陥３６までの横方向距離を表わす。
【００２２】
図２Ａおよび図２Ｂは、好ましい実現例に従った、材料配置機械で複合構造を作製する間に工程内での欠陥修復を可能にする方法１００のオペレーションを示すプロセスフロー図である。図２Ａに示されるように、この方法は、オペレーション１０４において、部品作製（ＰＦ）ファイル１０２の知能前置（ＩＦＥ）処理を含み得る。部品作製ファイル１０２は、材料配置機械が複合構造を最初から最後まで作製するためのデータおよび情報を含み得る。ファイル１０２内の例示的な情報としては、材料配置機械の種々の接近および後退動作を規定する数値制御（ＮＣ）データ、および、周囲長さ、サイズ、輪郭等の部品仕様を規定する情報、を含み得る。
【００２３】
図３は、特定の種類の材料配置機械のための部品作製ファイル１０２内に含まれ得る、数値制御（ＮＣ）データ１０３の例示的なブロックを示す。図３は、特定の地点および時間における材料配置機械の場所およびそのオペレーションを反映する、さまざまなデータのラインを示す。図３はまた、欠陥の場所に関連するラインのブロック１０５を示す。図３は例示のためのみのものであり、材料配置機械のためのプログラムコードの種類および内容は、特定の用途および使用される特定の材料配置機械に応じて変化し得る。
【００２４】
図２Ａにおいて、オペレーション１０６は、たとえば材料配置機械と連通するプロセッサによる、プログラムの実行を含む。このプログラムの実行により、材料配置機械がオペレーション１０８において材料の配置を開始するようにさせるための命令またはコマンドが生成される。図４は、コース間での材料配置機械の対応する後退および接近動作を生成するためのコード１０９の例示的なブロックを示す。図４は図示のためのみのものであって、材料配置機械のためのプログラムコードの種類および内容は、特定の用途および使用される特定の材料配置機械に応じて変化し得る。
【００２５】
図２Ａに示すように、オペレーション１１２において、材料配置機械がボックス１１０に示されるようにプライまたは層を完成するかまたはその終わりに来たときに、プライ検査レポートが作成される。プライ、コースおよび関連するＮＣブロック番号は、オペレーション１１４で、ログまたは記録することができる。
【００２６】
図２Ａおよび図３を参照して、現時点のコース番号および現時点のブロック番号１１６が検査システムに送信され得る。オペレーション１１８（図２Ａ）は、検査システムが複合構造を欠陥がないかどうか検査することを含む。好ましくは、この検査は、材料が材料配置機械によって配置されるオペレーション１０８とほぼ同時に行なわれる。複合構造における欠陥を検出することの可能な例示的なシステムおよび方法は、その概略が以下に述べられるが、より詳細には、２００１年３月２８日に出願された、「複合構造における欠陥を特定するためのシステムおよび方法（"System and Method for Identifying Defects
in a Composite Structure"）」と題された、米国特許出願番号第０９／８１９，９２２号；２００２年８月１３日に出願された、「複合構造における欠陥を特定するためのシステム（"System for Identifying Defects in a Composite Structure"）」と題された、米国特許出願番号第１０／２１７，８０５号；および、２００３年７月２８日に出願された、「複合構造の作製中に異物（ＦＯＤ）および欠陥を特定するためのシステムおよび方法（"Systems and Methods for Identifying Foreign Objects and Debris (FOD) and Defects During Fabrication of a Composite Structure"）」と題された、米国特許出願番号第１０／６２８，６９１号に記載されている。米国特許出願番号第０９／８１９，９２２号、第１０／２１７，８０５号および第１０／６２８，６９１号の開示の全体が、各々全て、ここに引用により援用される。
【００２７】
オペレーション１２０は、検出された欠陥が、生産プログラムによって構築される最大許容寸法パラメータおよび公差等の、予め規定された何らかの許容差または判断基準内で受入れ可能であるかどうかを判断することを含む。例示の目的のみで、この判断は、欠陥を表わすデジタル画像から画素数を数え、その画素数を使用して、画素数と距離または寸法限界との予め定められた関係を含む相関データに基づいて、その欠陥の間接的な定量測定値を計算することによって行なわれ得る。
【００２８】
オペレーション１２２は、受入れられない欠陥（すなわち、オペレーション１２０で受入れられないと判断された欠陥）が、手動の修復またはユーザの介入を必要とすることなく材料配置機械によって自動的に修復することが可能であるかどうかを判断することを含む。自動で修復することが可能な欠陥の例示的な種類としては、落下したトウおよび、トウと同じ幅を有するトウのギャップ等がある。自動で修復することができない欠陥に関する情報は、オペレーション１１２において、プライ検査レポート内にログまたは記録される。材料配置機械によって自動で修復することができないと判断され得る欠陥の例示的な種類としては、異物（ＦＯＤ）および、トウの幅よりも狭い受入れられない／不合格とされたギャップ等がある。
【００２９】
自動で修復することができないと判断された欠陥には、そのような欠陥を容易に目視できるように（下に説明するように）印を付けることが可能だが、これは必須ではない。加えて、またはこれに代えて、種々の実現例は、材料配置機械が、自動で修復不可能であると判断された欠陥に戻ることを含み得る。その後、オペレータが手動で、欠陥の場所における欠陥を修復してもよい。手動による修復の完了後、材料配置機械の動きは、オペレータによって手動で再開されるかまたは制御されて、たとえば、材料配置機械が別の欠陥の場所に移動するようにしてもよい。
【００３０】
オペレーション１２４は、受入れられない欠陥であって材料配置機械によって自動で修復することが可能な各欠陥についてその場所を判定することを含む。これに加えて、または代替的に、オペレーション１２４は、自動で修復不可能であると判断された各欠陥についてその場所を判定することを含み得る。
【００３１】
好ましい実現例においては、欠陥の場所は、材料配置機械の材料付与／配置位置を外部から監視することによって判定され得る。欠陥の場所を判定することの可能な例示的なシステムおよび方法は、下に概略的に述べるが、より詳細には、２００３年１２月２日に出願された、「複合構造の欠陥特性を判定するためのシステムおよび方法（"Systems and Methods for Determining Defect Characteristics of a Composite Structure"）」と題された、米国特許出願番号第１０／７２６，０９９号に、より詳細に説明されており、その内容が全て、ここに引用により援用される。
【００３２】
欠陥の場所または座標を規定する位置データは、オペレーション１１４で、ログ、記録
および追跡することが可能である。
【００３３】
次に図２Ｂおよび図３を参照して、オペレーション１２６は、欠陥に関連するコースおよびＮＣブロックデータ１０５（図３）を求めて、部品作製ファイル１０２（図２Ｂ）を検索することを含む。一例として、検査システムは、欠陥を検出したとき、その欠陥の場所の座標を規定する数値制御ブロックデータにフラグを立てるまたはそれを特定するのに使用される信号を生成することが可能である。
【００３４】
オペレーション１２８において、欠陥に関連するＮＣブロックデータ１０５が得られるかまたは抽出される。オペレーション１３０は、新しいトウ切断および／またはトウ追加コマンドを追加することを含む（たとえば、トウを追加し、それをこの長さに切断する）。一例として、新しいトウ切断／追加コマンドの実行は、適切な切断用ナイフを起動して適切な長さのトウを堆積すること、および／または、バンドからの単一のトウ片に複数のトウを組継ぎ（スプライス）することを含み得る。
【００３５】
図５は、欠陥に関連するＮＣブロックデータの残余物１２９を示す。残余物１２９は、部品作製ファイル１０２から抽出されたものである。図５はさらに、オペレーション１３０で追加される、例示的な新しいトウ切断／追加コマンド１３１を示す。図５は図示のためのみのものであり、材料配置機械のためのプログラムコードの種類および内容は、特定の用途および使用される特定の材料配置機械に応じて変化し得る。
【００３６】
図２Ｂおよび図５をさらに参照して、オペレーション１３２は、材料配置機械の新しい接近動作のための命令またはコマンド１３３を作成することを含む。オペレーション１３４は、材料配置機械の新しい後退動作のための命令またはコマンド１３５を作成することを含む。これら新しいまたはスケジュールされていない接近コマンドおよび後退コマンドを作成することは、部品作製ファイル１０２にアクセスすることを含み得る。新しい動作コマンド１３３および１３５は、材料配置機械が、欠陥が位置するコースに沿って前進し（すなわち、新しい接近動作）、その後、コースの終わりに到達すると後退する（すなわち、新しい後退動作）ようにする。好ましくは、材料配置機械のための修復コードまたはルーチンが、検査／視覚システムからのＮＣブロック情報およびデータに基づいて自動的に書込まれる。
【００３７】
オペレーション１３６において、「新しいコース」データ（たとえば、抽出されたＮＣブロックデータ１２９、新しいトウ切断／追加コマンド１３１、ならびに接近および後退コマンド１３３および１３５）が、修復部品作製ファイル１３７に書込まれる。図５は、特定の種類の材料配置機械のための修復部品作製ファイル１３７内に含まれ得る、数値制御（ＮＣ）コード１３９の例示のブロックを示す。
【００３８】
オペレーション１２６〜１３６は、検査システムによって検出された（オペレーション１１８、図２Ａ）欠陥であって、受入れられないと判断され（オペレーション１２０）かつ自動で修復することができると判断された（オペレーション１２２）各欠陥について、繰返され得る。種々の実現例において、オペレーション１２６〜１３６はまた、受入れられないと判断され（オペレーション１２０）かつ自動で修復できないと判断された各欠陥についても繰返され得る。そのような実現例では、材料配置機械が戻った欠陥の場所における欠陥を、オペレータが手動で修復してもよい。手動の修復の完了後、材料配置機械の動きが、たとえば、オペレータによって手動で再開されるかまたは制御されて、材料配置機械が別の欠陥の場所に移動するようにされてもよい。オペレーション１２６〜１３６の反復回数は、そのような欠陥の数に依存する。
【００３９】
図２Ｂをさらに参照して、オペレーション１３８は、修復部品作製ファイル１３７を実
行することを含み得る。オペレーション１４０は、修復部品作製ファイル１３７の知能前置（ＩＦＥ）処理を含み得る。
【００４０】
オペレーション１４２は、材料配置機械が、複合構造のプライを完成するために材料を置いた後に、欠陥が位置するコースに戻り、そのコースに沿ってその欠陥を修復するのに十分な材料を配置するようにする、修復プログラムの実行を含む。たとえば、材料配置機械は、当初の配置中に何らかの理由で落下または欠損したトウまたはトウの一部を配置するために戻ることが可能である。
【００４１】
一般に、新しい部品用の部品作製ファイルは、受入れられない欠陥を修復するためのプログラミングを含まない。というのも、欠陥は通常、確実に予測することはできないからである。そうではなく、部品作製ファイルは、材料配置機械が部品を最初から最後まで形成するために材料を配置するのに必要なものを含む。しかしながら、上記方法を実現することで、材料配置機械が欠陥部分に戻ってそれを修復するようにするためのプログラムコードが、自動的に書込まれる。
【００４２】
したがって、この発明の実現例は、機械のダウンタイムを必要とせずに、工程内での自動化された欠陥修復を可能にする。これはまた、製造コストを下げかつ機械の利用性を高める。この発明の種々の実現例は、欠陥を修復するのが未だに手動で労力のかかるプロセスである従来の材料配置システムに比べてより少ない中断でより効率的に、複合構造を作製することを可能にする。
【００４３】
オペレーション１１６（図２Ａ）で複合構造内の欠陥を検出するのに使用することのできる例示的なシステム１０が図６に示される。図６に示すように、システム１０は、少なくとも１つのカメラ１２と少なくとも１つの光源１４とを含む。カメラ１２は、カメラ１２が撮った画像を解釈するためのプロセッサ６６、もしくは画像を記憶するための記憶装置６４に、またはその両方に接続される。これについては下により詳細に説明する。
【００４４】
光源１４は、複合構造２２を照射する光を発するように位置付けられる。照射光は、複合構造内の欠陥部分によって、欠陥のない部分とは異なって反射される。たとえば、複合構造２２の欠陥のない部分から反射した照射光と、複合構造２２内の欠陥から反射し損なった光、またはその逆が、カメラ１２で撮ることのできる可視画像を作る。複合構造内の欠陥をその作製中に特定するためのシステムおよび方法に関する詳細は、先に挙げた米国特許出願番号第０９／８１９，９２２号、第１０／２１７，８０５号、第１０／６２８，６９１号、および第１０／７２６，０９９号に含まれている。
【００４５】
図６に示すように、カメラ１２は、複合構造２２の近くに位置付けられて、複合構造の照射された部分の画像を撮る。照射されるのは通常、複合トウが下層構造と接合されるニップポイントのすぐ下流である。代替的に、図８に示すように、反射面１６が複合構造の近くに位置付けられてもよく（図８には複合構造は示されていない）、反射面１６は、複合構造の照射部分の画像を反射するように角度付けられてもよい。カメラ１２は、反射面１６からの複合構造の照射部分の近距離画像を撮る目的で、反射面１６の方を向くように位置付けられ得る。この発明のさらなる実施例においては、２つ以上の反射面１６が利用されてもよく、その場合、複数の反射面１６は協働して、複合構造の照射部分の画像をカメラ１２に向けるようにする。
【００４６】
幅広い種類のカメラを使用することができるが、それらは、白黒の画像を撮ることができる市販のカメラを含む。一実施例において、カメラ１２は、カメラ１２が動作中に光がそれを通過するレンズ１３（図６）および画像センサ（図示せず）を有する、テレビまたは他の種類のビデオカメラである。他の種類のカメラまたは画像センサ、たとえば、赤外
線感光カメラ、赤外線通過フィルタ付きの可視光線カメラ、光ファイバカメラ、同軸カメラ、電荷結合素子（ＣＣＤ）、または相補型金属酸化物センサ（ＣＭＯＳ）もまた使用することができる。カメラ１２は、スタンド（図示せず）上で複合構造２２に近接して位置付けられてもよく、または、フレーム２８や同様の装置に装着されてもよい。
【００４７】
反射面１６を含まない実施例においては、カメラ１２は、図６に示すように、ブラケット３０および関連するコネクタ３２によって、フレーム２８に装着され得る。コネクタ３２は、カメラ１２をフレーム２８に対して固定位置に装着する、リベット、ネジ等であり得る。代替的に、コネクタ３２は、カメラ１２、光源１４および関連するアセンブリが複合構造２２から離れるように回転することを可能にする、ヒンジタイプのコネクタであってもよい。この実施例は、材料配置装置の他の部品、特に、カメラ１２および関連のアセンブリの背後に位置付けられる部品に、整備、清掃等のためにアクセスせねばならないような場合に、有利である。
【００４８】
図８は、カメラ１２、反射面１６、光源１４および関連のアセンブリ（たとえばカメラアセンブリ）をフレーム２８に、ブラケット３０によって装着する、ヒンジタイプのコネクタ３２の代替的な実施例を示す。好適な留め具、たとえばサムスクリューその他の比較的容易に外したり緩めたりすることのできる留め具、が穴３４に挿入され、その後きつく締付けられて、カメラアセンブリを動作のために適所に固定することができる。留め具は、たとえば、カメラアセンブリを締固めローラ２０およびファイバ配置装置の他の部品から離れるように回転させるために、緩めたり外したりすることができる。
【００４９】
図６をさらに参照して、光を特定の態様でフィルタリングするためにフィルタ１５がレンズ１３上に配置されてもよい。一実施例において、フィルタ１５は、赤外線成分または光の特定の赤外線波長もしくは波長範囲のみがカメラ１２へと通過することができるように光をフィルタリングするように設計される。このように、フィルタ１５は、周囲の可視光線がカメラ１２に入って撮影画像の外観を変化させるのを防ぐ。
【００５０】
同じまたは少なくとも類似の結果を得るのに、光をフィルタリングする他の方法もまた使用することができる。たとえば、カメラは、等価の光学特性を有する内蔵型フィルタを含むように設計され得る。加えて、フィルタは、カメラレンズ１３と画像センサとの間に配置することが可能である。代替的に、カメラは、赤外線スペクトルでのみ感光性の、画像センサを含んでもよく（たとえば赤外線感光カメラ）、この場合、フィルタを装着する必要はない。
【００５１】
次に、システム１０の光源１４についてより詳細に説明する。光源１４は、複合構造２２の少なくとも一部を照射するために光を発するように位置付けられる。
【００５２】
図６において、光源１４は、複合構造２２に対して斜めの角度３７で位置付けられるように示されている。斜めの角度３７は約４５度であり得るが、用途によっては他の角度も可能である。加えて、光源１４は、下に述べるように、欠陥３６を際立たせる目的で、ストリップ２４の配置方向に対して実質的に垂直方向に光を発するように位置付けられるように示される。
【００５３】
また、システム１０は、２つ以上の光源を含んでもよい。たとえば、図８の実施例は、反射面１６およびカメラ１２の両側に、複合構造および締固めローラ２０に対して位置付けられた、２つの光源１４を含む。２つの光源１４を含む別の例示的な実施例が図１０に示されるが、そこでは、２つの線形の光ファイバアレイが、カメラ１２の対向する両側に位置付けられている。
【００５４】
図６において、光源１４は、取付け装置２７に装着または取付けることによって、複合構造２２に対して調節可能に位置付けられる。取付け装置２７は、光源１４の位置を即座にかつ正確に調節するために、主軸２９、補助軸３１および固定クランプ３３を含む。取付け装置２７は、光源１４とカメラ１２とが互いに対して一定の空間的関係を維持することができるように、フレーム２８に、カメラ１２に、ブラケット３０に、または他の何らかの、光源１４およびカメラ１２の両方に対して共通の位置を規定する物体に、取付けることができる。
【００５５】
複合構造の表面照射の質および強さは、周辺光により、また、材料の反射性により、影響され得る。したがって、この発明の実施例は、暗い背景上で暗いきずをより効果的に照射するように、赤外線光源を有利に使用する。この点に関して、光源１４は、赤外線または、赤外線成分を含む別の種類の光から選択することができ、これはたとえば、ハロゲン光源（図９）または他の白熱光源（図示せず）であり得る。他の実施例においては、光源１４はまた、蛍光性光源（たとえば、白色ＬＥＤ、低圧／水銀充填式蛍光ガラス管等）、ストロボまたはストロボスコープ光源、希ガスアーク灯（たとえば、キセノンアーク等）、金属アーク灯（たとえば、メタルハライド等）、および、レーザ（たとえば、パルスレーザ、固体レーザダイオードアレイ、赤外線ダイオードレーザアレイ等）を含み得る。また、光源１４からの光は、図１０に示されるように、光ファイバを通じて放出点へと供給されてもよい。
【００５６】
いくつかの実施例においては、光源１４は、炭素等の暗いトウの材料を検査するのに良く機能する、光の赤外線（ＩＲ）成分を最大にするかまたは少なくとも大いに増す、電力レベルで動作される。この点に関して、約７００ナノメータから１１００ナノメータ（７００ｎｍ〜１１００ｎｍ）の波長範囲において、約１５０ワット（１５０Ｗ）までの範囲の例示的な電力レベルが十分である。しかし、光源の特定の電力レベルおよび波長は、中でも、カメラの速度および感度、材料が配置される速度、放出損失、および検査される材料の反射率等のファクタに、少なくとも部分的に依存する傾向にある。たとえば、他の実施例においては、反射率の高い材料を検出するのに好適な波長および電力レベルを用いることもできる。
【００５７】
図６に示す実施例においては、光源１４は、アレイまたは集団として配置された複数のＬＥＤを含み得る。ある特定の実施例においては、光源１４は、３インチ角のプリント基板上にアレイ状に装着された２４個のＬＥＤを含む。
【００５８】
図８および図９に示す別の実施例においては、光源１４は４つのハロゲン電球３８を含むが、他の数もまた使用可能であり実際に使用されている。
【００５９】
図１０に示す実施例においては、光源１４は、カメラ１２の両側に位置付けられた２つの線形の光ファイバアレイを含む。アレイは、光ファイバの束２５を通じて遠隔の光源（図示せず）から供給された光を発する。照射された線形アレイ１４を図１１に示す。
【００６０】
図８に戻って、システム１０はさらに、光源１４の近傍に位置付けられた光反射素子１８を含み得る。反射素子１８は、一連の光反射面４０（図９）を含み、これらは、光を、照射すべき所望の領域へと向け直す。これは、表面にわたる照射を均等にし、また、光源１４の最も明るい部分によって作られる強い光のエリア（すなわち、ホットスポット）を排除するかまたは少なくとも大幅に減じる。ホットスポットは望ましくない。なぜなら、それらは複合構造の均等照射を妨げ、カメラ１２の撮影画像の処理中に誤差を生じさせるおそれがあるからである。
【００６１】
光反射素子４０は、複合構造の湾曲した／起伏のある表面を照射するのに特に有利であ
る。なぜなら、光が再方向付けされることで、複合構造のより大きな部分が均等に照射されるようになるためである。
【００６２】
図９に示すように、反射素子１８は光源１４のまわりで湾曲しており、たとえば放物線状である。反射素子１８は、光源１４に面する表面上に、光源１４に実質的に平行な複数の湾曲したステップ４０を含む。ステップ４０間の距離およびステップ４０の曲率は、対象となる領域の各側に１つずつ配された２つの光源の合計から均一な照射を提供するのに十分であるように選択することができる。これにより、反射素子１８は、複合構造２２をより一定に照射することが可能となり、これは、複合構造２２を不均等に照射することに起因する画像処理誤差を阻止するかまたは少なくとも減じることが可能である。代替的に、反射素子１８の形状および／または表面構成は、光源１４によって生成された光が複合構造２２の所望の部分にわたって均一に照射され散乱されるようにすることのできる他の方法で変更することも可能である。
【００６３】
例示的な実施例において、反射素子１８は、全体として放物線形状であり、１７個の放物線状に湾曲されたステップ４０は、反射素子１８の外縁部における約０．１２５インチから、反射素子１８の中央部における約０．２５０インチまでの幅の範囲を有する。反射素子１８はまた、約０．１１６インチの均一なステップ高さを有する。しかし、他の実施例においては、反射素子は、上記とは異なる均一かまたはばらつく幅および上記とは異なる均一かまたはばらつくステップ高さを有する、上記とは異なる数のステップを備えてもよい。
【００６４】
さらに、反射素子１８は、光源１４によって生成され反射素子１８によって散乱された光が複合構造の所望の部分に向けられるように、調整され得る。たとえば、図９に示すように、反射素子１８は、留め具４２で取付け装置２７に調節可能に装着される。緩めた留め具４２はスロット４４内で動くことが可能であり、複合構造に対して反射素子１８の角度を対応して調節することができる。反射素子１８が適切に位置付けられると、留め具４２が締付けられて反射素子１８が所望の位置に固定される。反射素子１８の調節は、反射素子１８の遠隔調節を可能にする電子手段等の他の方法によっても可能化することができる。
【００６５】
複合構造２２は、ストリップ２４の配置方向を横切って照射されたときに高いグレアを生じ得るが、ストリップ２４の配置方向に沿って照射されたときには十分に少ないグレアを生じることがわかった。少なくともいくつかの実施例におけるシステムおよび方法は、ストリップ２４の配置方向に実質的に垂直の方向に、複合ストリップ２４の最上層にわたって光を投じることにより、この高グレア／低グレア現象を利用する。これにより、複合構造２２の最上層上に比較的大量のグレアが生成される。配向が理由で最上層よりもはるかに少ないグレアを生じる下層は、最上層内のギャップその他の欠陥を通じて見えるので、容易にその場所を突き止めることが可能である。加えて、最上層におけるねじれその他の表面欠陥は、最上層におけるストリップの配向を変化させるので、応じて、欠陥の場所における最上層のグレアを変更、すなわち低減することになる。
【００６６】
高グレア／低グレア現象は、可視光線または赤外線のいずれで照射されても生じ得るが、システム１０の一実施例において使用されるフィルタ１５は、赤外線光源によって生じたグレアのみが欠陥の場所を突き止めるのに使用されるように、周辺光によって生じるグレアを実質的に取除く。したがって、フィルタ１５は、複合構造２２が欠陥を捜して検査される間、周辺光の干渉を除去する。
【００６７】
ここに記載されるシステムの実施例のいずれにおいても、１または複数のカメラ１２および／または、反射素子１８を含むか含まない１または複数の光源１４（以下、集合的に
光源と称される）が備えられる。加えて、１または複数のカメラ１２および／または１または複数の光源１４は、複合構造に対して移動可能であり得る。複数のカメラ１２および／または複数の光源１４ならびに、カメラ１２および／または光源の移動可能性により、システム１０に対して、複合構造の最も正確な画像を得るための柔軟性が与えられる。複数のおよび／または移動可能な光源１４は、複合構造の形状によらず、複合構造の所望の場所を一定にかつ十分に照射することを可能にする。同様に、複数のおよび／または移動可能なカメラ１２は、複合構造の形によらず、複合構造のどの領域においても正確な画像を得ることを可能にする。このように、複数のおよび／または移動可能な光源および／またはカメラは、複合構造の湾曲した／起伏のある部分を照射して撮像するときに、特に有利である。また、複数のおよび／または移動可能な光源および／またはカメラは、ある幅を有するのでストリップ全体を照射しおよび／または撮像することが困難な、複合ストリップを照射しかつ撮像するのにも有利であり、これにより、光源および／またはカメラの位置をストリップ全体にわたって動かせるようになり、および／または、複数の固定の光源および／またはカメラをストリップ全体をカバーするように位置付けられるようになる。移動可能なカメラおよび光源を含むシステムは、先に挙げた米国特許出願番号第１０／２１７，８０５号に詳細に説明されている。
【００６８】
図６に示すように、システム１０また、複合構造２２の欠陥の場所に印を付けるためのマーキング装置６２を含むことも可能である。マーキング装置６２はフレーム２８に取付けられ得、欠陥が検出されたときにプロセッサ６６または同様の装置によってトリガされ得る。マーキング装置６２は、欠陥が検出された領域において、複合構造２２上に、ある量のインク、ペイントその他を、スプレーまたは他の方法で堆積させることができる。複合構造２２に印を付けることで、欠陥の場所は以後、自動または手動で容易に特定することが可能となる。
【００６９】
図示された特定の実施例において、マーキング装置６２は、欠陥の場所において複合構造２２の表面上に非常に目立つ色の相容性インクの小さなスポットをスプレーすることで修復および配置のための素早いアクセスを可能にする、インクジェットマーキングシステムである。代替的に、他のマーキング方法もまた使用可能であり、たとえば、ポンプ供給式（pump-fed）フェルトマーカ、ばね付きマーキングペン、音声または視覚警告、表示画面上に表示されるソフトウェアインターフェイス（たとえば、ユーザインターフェイス７６等）上の合否識別子、それらの組合せ等、が使用可能である。
【００７０】
カメラ１２および／または反射面１６は、光源１４および反射素子１８と併せて、ヘッドユニットに取付けることができ、これは、ヘッドユニットが複合構造２２にわたって移動しまた複合ストリップ２４が配置される間、カメラ１２が複合構造２２およびストリップ２４のリアルタイムの画像を連続的に撮ることを可能にする。複合構造２２が平面でない場合、検査ポイントは、上述のように、できるだけニップポイントに近いことが好ましい。複合構造２２が平面の場合には、検査ポイントは、配置ヘッドユニットから遠くに位置付けることも可能である。いずれの場合にも、画像は、プロセッサ６６によって即座に処理されおよび／または将来分析されるように、メモリ装置６４内に格納され得る。
【００７１】
プロセッサ６６は、画像を、カメラ１２から、または画像が記憶されているメモリ装置６４から、受けることができる。プロセッサ６６はその後、画像を処理しかつ分析して、欠陥の場所を正確に検出することを容易にし得る。少なくとも一つの実施例においては、プロセッサ６６およびメモリ装置６４は、従来のコンピュータの構成要素である。
【００７２】
オペレーション１２４（図２Ａ）において欠陥の場所（たとえば、欠陥３６への直線距離１９および横方向距離２１、図１）を判定するのに、種々の方法が使用され得る。欠陥の場所を判定するためのシステムおよび方法に関する詳細は、先に挙げた米国特許出願番
号第１０／７２６，０９９号に含まれている。
【００７３】
例示的な実現例において、コースに沿った欠陥までの直線距離は、コースに沿った材料配置ヘッドユニットの速度を、コースが始まったときから欠陥が検出されたときまでに経過した時間量で乗算することによって、判定され得る。
【００７４】
コースの開始および停止は、マシンロードセルからの、締固めローラ２０（図７、８および１０）に圧力がかけられているかどうかを示す信号を使用して、判定され得る。マシンロードセルから「圧力オン」信号が受信されると、それは、締固めローラ２０が複合構造２２と接触しており、したがってコースが開始したことを示す。「圧力オフ」信号が受信されるということは、締固めローラ２０がもはや複合構造２２と接触しておらず、したがってコースが完了したことを示す。そこで、コースの開始と欠陥の検出との間の時間は、マシンロードセルから「圧力オン」信号を受信したときから欠陥の検出を示す信号を受信したときまでに経過する時間の量を追跡することによって、判定することができる。
【００７５】
代替的に、コースの開始および停止は、締固めローラ２０が複合構造２２と接触しているかどうかを判定するために位置付けられた近接センサ、レーザまたは音検出器を用いる装置から信号を受信することによって、判定することも可能である。
【００７６】
一実現例において、ヘッドユニットの速度は、締固めローラ２０の角速度を判定し、その角速度を締固めローラ２０の円周で乗算することによって判定される。代替的に、ヘッドユニットの速度を判定するのに他の方法もまた使用可能であり、たとえば、道路沿いで車両速度を監視する目的で法の施行のために一般的に使用されるレーダガンを使用することも可能である。
【００７７】
図７、図８および図１２を参照して、締固めローラ２０の角速度は、締固めローラ２０と共に回転するように結合されたコードリング１によって判定することができる。図示されるように、コードリング１は、交互に対照をなす部分２および３、たとえば交互に配された黒および白のセグメント、を含む。図１２において、コードリング１は、約１．０１０インチの外径４および約０．８４４インチの内径５を含むが、他のリングサイズもまた使用可能である。他の実施例においては、対照をなす部分は、締固めローラ２０上に直接設けることができ（たとえば、印を付ける、ペイントする等）、その場合、別個のコードリング１を設ける必要がなくなる。
【００７８】
図７および図８をさらに参照して、光検出器７（たとえば、市販のフォトダイオード等）が、コードリング１が締固めローラ２０とともに回転するときに、コードリング１の明部分から暗部分への遷移を監視してリアルタイムの画像を撮るために位置付けられる。リング１の明部分から暗部分への遷移を検出して数えることにより、締固めローラの回転を数えかつ監視することができる。明部分から暗部分への遷移が起きる頻度を使用して、締固めローラ２０の角速度を構築することができる。好ましくは、締固めローラ２０の軸方向の動きは、光検出器７からコードリング１までの距離を一定に保つために最小に抑えられ、それにより、機械ヘッドユニットの速度のより正確な判定が可能になる。
【００７９】
別の例示的な実施例においては、コースに沿った欠陥までの直線距離は、締固めローラ２０がコースの開始から欠陥までに行なう回転の数（整数および分数）を数え、その回転数を締固めローラ２０の円周で乗算することによって、判定することができる。一例として、光検出器７およびコードリング１を使用して、マシンロードセルから「圧力オン」信号を受取ったときから欠陥が検出されたことを示す信号を受取ったときまでの締固めローラ２０の回転数を数えることが可能である。
【００８０】
複合構造２２の第１の端部１１から欠陥までの横方向距離を判定するのにも、種々の方法が使用され得る。図１を参照。例示的な一実施例においては、欠陥までの横方向距離は、欠陥が存在するコースを含まない、完成されたコースの合計数を数え、その後、コースの平均幅をその完成されたコースの数で乗算することによって、計算することができる。この方法は、各コースが同じ幅、すなわちテープの幅である、テープ配置の場合に、特に有効である。
【００８１】
完成されたコースの合計数は、マシンロードセルからの圧力オン／オフ信号の受信を追跡するかまたはその数を数えることによって、判定することが可能である。マシンロードセルから「圧力オン」信号を受信するということは、締固めローラ２０が複合構造２２と接触しておりしたがってコースが始まったことを示す。「圧力オフ」信号を受信したということは、締固めローラ２０がもはや複合構造２２とは接触しておらずしたがってコースが完了したことを示す。
【００８２】
各コースの幅が等しくない場合があるファイバ配置コースについては、「ソフトウェア定規」を用いることによって、欠陥までの横方向距離を正確に判定することが可能である。より特定的には、横方向距離は、複合構造の、その横方向距離を少なくとも含む部分のデジタル画像を獲得し、そのデジタル画像から横方向距離を表わす画素の組を選択し、その画素の組を構成する画素の数を数え、その画素数を相関データ（たとえば、画素数と距離との予め定められた関係）と相関付けることにより、その横方向距離についての間接的な定量的測定値を計算することによって、判定することが可能である。
【００８３】
種々の好ましい実施例を説明してきたが、当業者には、発明の概念から離れることなくなすことができるであろう変形または修正が認識されるであろう。それらの例は、この発明を図示するものであって限定を意図するものではない。したがって、明細書および請求の範囲は、関連する先行技術に鑑みて必要な限定を除いては、偏見なく解釈されるべきである。
【図面の簡単な説明】
【００８４】
【図１】複合構造内の欠陥までの直線距離および横方向距離を示す、例示の複合構造の概略図である。
【図２Ａ】好ましい実現例に従った、材料配置機械による欠陥の自動修復を可能にする方法のオペレーションを示すプロセスフロー図である。
【図２Ｂ】好ましい実現例に従った、材料配置機械による欠陥の自動修復を可能にする方法のオペレーションを示すプロセスフロー図である。
【図３】材料配置機械のための部品作製ファイル内の数値制御（ＮＣ）データの例示的なブロックを示す図である。
【図４】コース間で材料配置機械の対応する後退および接近動作を生成するためのＮＣコードの例示的なブロックを示す図である。
【図５】材料配置機械が欠陥の場所に戻り、その欠陥の場所における欠陥を修復するようにするための、修復部品作製ファイルのＮＣコードの例示的なブロックを示す図である。
【図６】複合構造に欠陥がないかどうか検査するための例示的なシステムの概略図である。
【図７】コードリングが結合され共に回転するようにされた例示的な締固めローラおよび、コードリングを監視するように位置付けられた光検出器の斜視図である。
【図８】複合構造に欠陥がないかどうか検査するための別の例示的なシステムの斜視図である。
【図９】図８に示すシステムの実施例に従った光源の斜視図である。
【図１０】複合構造に欠陥がないかどうか検査するための別の例示的なシステムの斜視図である。
【図１１】図１０に示すシステムの実施例に従った光源の斜視図である。
【図１２】図７に示したコードリングの概略図である。
【符号の説明】
【００８５】
１０  システム、１２  カメラ、１４  光源、１６  反射面、１８  光反射素子、２０
締固めローラ、２２  複合構造、２４  ストリップ、３６  欠陥、１００  方法、１０４  部品作製ファイルの処理、１１８  検査システム、１２０  欠陥が許容差内か判断、１２２  受入れられない欠陥が自動修復可能か判断、１２４  欠陥の場所を判断、１４２
修復プログラムの実行。
【図１】
2005262881.tif 000003
【図２Ａ】
2005262881.tif 000004
【図２Ｂ】
2005262881.tif 000005
【図３】
2005262881.tif 000006
【図４】
2005262881.tif 000007
【図５】
2005262881.tif 000008
【図６】
2005262881.tif 000009
【図７】
2005262881.tif 000010
【図８】
2005262881.tif 000011
【図９】
2005262881.tif 000012
【図１０】
2005262881.tif 000013
【図１１】
2005262881.tif 000014
【図１２】
2005262881.tif 000015