(57)【要約】      （修正有）【課題】自動繊維配置（ＡＦＰ）機のための双方向カッターのシステム及び方法の提供。【解決手段】自動繊維配置（ＡＦＰ）を製造するための双方向カッターを含み、カッターは、上部エッジと下部エッジとを有し、上部エッジと下部エッジとの間に配置され、且つ繊維のトウがカッター本体を通過することができるように寸法設計された開口部とを有するカッター本体を含む。カッターはまた、カッター本体の下部エッジに配置され、カッターが下方に動かされた時にトウをカットするように配向された第１の刃と、カッター本体の開口部のエッジに配置され、カッターが上方に動かされた時にトウをカットするように配向された第２の刃も含む。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
装置であって、
上部エッジと下部エッジとを備えるカッター本体であって、前記上部エッジと前記下部エッジとの間に配置され、繊維のトウが前記カッター本体を通過することができるように寸法設計された開口部を有する、カッター本体と、
前記カッター本体の前記下部エッジに配置され、前記カッターが下方に動かされた時に前記トウをカットするように配向された第１の刃と、
前記カッター本体の前記開口部のエッジに配置され、前記カッターが上方に動かされた時に前記トウをカットするように配向された第２の刃と
を備える自動繊維配置（ＡＦＰ）を製造するための双方向カッター
を備える装置。
【請求項２】
前記カッターが、前記カッターを上方及び下方に動かすアクチュエータに連結されている、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記アクチュエータがエアピストンである、請求項２に記載の装置。
【請求項４】
前記第１の刃と前記第２の刃は前記カッター本体と一体である、
請求項１に記載の装置。
【請求項５】
前記カッター本体の前記下部エッジは、前記カッターが上方に動かされた後に、前記トウが前記カッター本体の下を通過することができるように寸法設計されている、
請求項１に記載の装置。
【請求項６】
前記カッター本体により更に、前記開口部の上に位置決めされた取付孔が画定され、
前記取付孔は前記カッターをＡＦＰ機に装着するように寸法設計されている、
請求項１に記載の装置。
【請求項７】
下方ストロークの方向と上方ストロークの方向に対して前記第１の刃と前記第２の刃が斜めになっている、
請求項１に記載の装置。
【請求項８】
樹脂を含浸させた炭素繊維を含む前記トウ
を更に備える、請求項１に記載の装置。
【請求項９】
前記第２の刃が前記開口部の下部エッジを含む、
請求項１に記載の装置。
【請求項１０】
前記第１の刃は、前記カッターが下方に動かされた時に、前記トウの第２の側面をカットする前に前記トウの第１の側面をカットするように角度がついており、
前記第２の刃は、前記カッターが上方に動かされた時に、前記トウの前記第１の側面をカットする前に前記トウの前記第２の側面をカットするように角度がついている、
請求項１に記載の装置。
【請求項１１】
自動繊維配置（ＡＦＰ）機においてカットする方法であって、
カッターの第１の刃で前記ＡＦＰ機において繊維のトウをカットするために、前記ＡＦＰ機のカッターを下方に動かすことと、
前記カッターの第２の刃で前記ＡＦＰ機において前記トウをカットするために、前記ＡＦＰ機の前記カッターを上方に動かすことと
を含む方法。
【請求項１２】
前記カッターが動かされている時に、前記トウを供給し続けること
を更に含む、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記カッターが下方に動かされた後に、前記カッターの開口部を通して前記トウを供給すること
を更に含む、請求項１１に記載の方法。
【請求項１４】
前記カッターが上方に動かされた後に、前記カッターの下で前記トウを供給すること
を更に含む、請求項１１に記載の方法。
【請求項１５】
前記カッターが下方に動かされた後に、前記カッターを通して前記トウを供給することと、
前記カッターを上方に動かすことによって、前記カッターを通して供給された前記トウをカットすることと
を更に含む、請求項１１に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複合材料製造の分野に関し、より具体的には自動繊維配置（ＡＦＰ）機に関する。ＡＦＰ機はまた、高度な繊維配置機とも呼称される。
【背景技術】
【０００２】
ＡＦＰ機は、構成材料を硬化させて複合部品を形成する前に構成材料を積層するために、複合材料製造プロセスを自動的に実施する。例えば、ＡＦＰ機を使用して、構成材料を規定されたパターンに正確に並べることによって、複雑な形状を作成又はレイアップしうる。上記プロセスでは、ＡＦＰ機は、硬化性樹脂を含浸させた繊維（トウ）の束から構成材料を分配して、トウを既定の位置に配置する。繊維のトウは次にローラによって圧密化され、圧縮／圧密化、揮発性物質の除去及び硬化を含みうる次の処理ができるように、積層板が形成されうる。
【０００３】
このプロセスの間、ＡＦＰ機のカッターにより、ＡＦＰ機によって分配された個々のトウがカットされ、積層されて、これらのトウが複合部品に位置決めされうる。カットプロセス自体には、トウを把持し、トウをカットし、そしてトウのカットされた部分を複合部品上に分配することを伴いうる。完成した構成材料の積層板を次に（例えばＡＦＰ機とは別のオートクレーブで）加熱及び／又は圧縮し、硬化させて複合部品が形成される。最新式のＡＦＰ機は、製造中の複合部品を横切って移動し続けながら、材料をカットし、材料のトウを開始することもできる。
【発明の概要】
【０００４】
本書に記載される実施形態は、複合部品のレイアップ中にＡＦＰ機によって構成材料のトウをカットするために使用されるカッターを改善するものである。これらのカッターは、異なる方向のカットを実施するように各々配向された複数の刃を含むように改善されている。従って、カッターが（例えばエアピストンの動作によって）行ったり来たりすると、１つの移動方向にではなく、両方の移動方向にカットされる。これにより、（摩耗を許容するために単一刃の代わりに複数の刃を有するため）カッターの寿命の間にカッターによって実施されうるカットの全体量が増加し、（カッターを準備位置にリセットせずに各カットを行うことができるため）カッターの動作速度も上がる。
【０００５】
一実施形態は、自動繊維配置（ＡＦＰ）のための双方向カッターの製造を含む。カッターは、上部エッジ及び下部エッジを有するカッター本体を含み、上部エッジと下部エッジとの間に配置され、繊維のトウがカッター本体を通過することができるように寸法設計された開口部を有する。カッターはまた、カッター本体の下部エッジに配置され、カッターが下方に動いた時にトウをカットするように配向された１の刃と、カッター本体の開口部のエッジに配置され、カッターが上方に動いたときにトウをカットするように配向された第２の刃も含む。
【０００６】
別の実施形態は、装置である。装置は、ＡＦＰ機を含む。ＡＦＰ機は、ＡＦＰ機を複合部品の近くに位置決めするように構成されたロボットアームと、複数の繊維のトウと、各々アクチュエータに連結された複数の双方向カッターを有する面とを含む。各カッターは、上部エッジと下部エッジとを有するカッター本体を含み、上部エッジと下部エッジとの間に配置され、トウのうちの１つがカッター本体を通過することができるように寸法設計された開口部を含む。第１の刃は、カッター本体の下部エッジに配置され、カッターが下方に動いた時にトウをカットするように配向されている。第２の刃は、カッター本体の開口部のエッジに配置され、カッターが上方に動いた時にトウをカットするように配向されている。ＡＦＰ機はまた、カッターを上下に動かすようにアクチュエータの動作を案内するように構成されたコントローラも含む。
【０００７】
別の実施形態は、自動繊維配置（ＡＦＰ）機によるカット方法である。本方法は、ＡＦＰ機においてカッターの外部エッジに位置決めされたカッターの第１の刃で繊維のトウをカットするために、ＡＦＰ機のカッターを下方に動かすことを含む。本方法はまた、ＡＦＰ機において開口部のエッジに位置決めされたカッターの第２の刃で繊維のトウをカットするために、ＡＦＰ機のカッターを上方に動かすことも含む。
【０００８】
他の例示的な実施形態（例えば、上述の実施形態に関連する方法及びコンピュータ可読媒体）が、後述される。上述の特徴、機能及び利点は、様々な実施形態において独立に実現することが可能であり、また別の実施形態において組み合わせることも可能である。これらの実施形態について、以下の説明および添付図面を参照して更に詳細に説明する。
【０００９】
本開示の幾つかの実施形態を、添付図面を参照し例示としてのみ説明する。全ての図面において、同じ参照番号は同じ要素又は同じタイプの要素を表す。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】例示の実施形態のＡＦＰ機を示す図である。
【図２】例示の実施形態のＡＦＰ機の面における一組のカッターを示す図である。
【図３】例示の実施形態のＡＦＰ機において繊維のトウをカットしているカッターを示す図である。
【図４】例示の実施形態のＡＦＰ機において繊維のトウをカットしているカッターを示す図である。
【図５】例示の実施形態のカッターを示す図である。
【図６】例示の実施形態のカッターを示す図である。
【図７】例示の実施形態のカッターを示す図である。
【図８】例示の実施形態における下方ストローク中に繊維のトウをカットするカッターを示す図である。
【図９】例示の実施形態における下方ストローク中に繊維のトウをカットするカッターを示す図である。
【図１０】例示の実施形態における上方ストローク中に繊維のトウをカットするカッターを示す図である。
【図１１】例示の実施形態における上方ストローク中に繊維のトウをカットするカッターを示す図である。
【図１２】例示の実施形態においてＡＦＰ機のカッターを作動させる方法を示すフロー図である。
【図１３】例示の実施形態のＡＦＰ機を示すブロック図である。
【図１４】例示の実施形態の航空機の製造及び保守方法を示すフロー図である。
【図１５】例示の実施形態の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】
【００１１】
図面及び下記の記載により、本開示の具体的な例示的実施形態が示される。従って、当業者は、本明細書に明示的に記載又は図示されていない様々な装置を考案して本開示の原理を実施することができるが、それらは本開示の範囲に含まれることを理解されたい。更に、本明細書に記載のいかなる実施例も、本開示の原理の理解を助けるためのものであって、それらの具体的に記載された実施例や諸条件を限定しないものとして理解されるべきである。結果として、本開示は、下記の具体的な実施形態又は実施例に限定されず、特許請求項の範囲及びその均等物によって限定される。
【００１２】
図１に、例示の実施形態のＡＦＰ機４０を示す。ＡＦＰ機４０は、この実施形態では、回転ホルダー３０を介して適所に保持された航空機の胴体セクションである複合部品２０において作動する。ＡＦＰ機４０は、構成材料の繊維トウ（図２〜１１に示す）を面４１から複合部品２０上に並べるために、ロボットアーム５０によって再配置される。ＡＦＰ機４０は、複合部品２０を積層して硬化させるために、トウをレイアップしてカットし、一又は複数の内部スプールから繊維を配置する。このプロセスには、複合部品２０が完成するまで複数のプライをレイアップすることが伴いうる。複合部品２０については任意の適切な形状を使用することができ、航空機の翼、胴体、扉、操縦翼面等の構成要素を組み立てるために、任意の適切な構成材料をＡＦＰ機４０のトウに使用することができる。
【００１３】
図２に、図１の図面矢印２によって示す、例示の実施形態のＡＦＰ機４０の面４１における一組のカッター１３０を示す。この実施形態では、面４１は、せん断板４２の近くに配置された複数の双方向カッター１３０を含む。カッター１３０は、コントローラ１７０から提供される電気及び／又は電子指令に応じてアクチュエータ１６０によって上下に動かされる。アクチュエータ１６０の位置を（すなわち上又は下に）変えるためにアクチュエータ１６０に気圧を加えること、又は電子信号を送信することによってアクチュエータ１６０を動かすモータを起動する（又は動作を停止する）ことのうちのいずれかを指示する電気入力を提供するコントローラ１７０からの指令が、電子通信チャネルを介して提供されうる。これによりカッター１３０が、トウ１２０が外向き（すなわちページの外）に延ばされた時に具体的にプログラミングされた位置においてトウ１２０をカットするようになり、ＡＦＰ機４０によってトウ１２０が適用された時にトウ１２０が所望の長さにカットされるようになる。コントローラ１７０は例えば、カスタム回路として、プログラムされた指令を実行するプロセッサとして、又はこれらの何らかの組み合わせとして実装され得る。
【００１４】
図３〜４に関して、個々のカッター１３０の動作を更に詳細に説明する。図３〜４は、図２の図面矢印３によって示すように、例示の実施形態のＡＦＰ機４０において繊維のトウ１２０をカットするカッター１３０を示す図である。この実施形態では、ＡＦＰ機４０（図１参照）の動作中に、スプール１１０からカッター１３０に向けてトウ１２０が巻き取られる。カッター１３０がアクチュエータ１６０によって下方に動かされると、カッター１３０の刃１５０によってトウ１２０がカットされ、カッター１３０がアクチュエータ１６０によって上方に動かされると、（例えば位置１２２において）カッター１３０の刃１４０によってトウ１２０がカットされる。従って、刃１４０は上方向にカットするように配向され、刃１５０は下方向にカットするように配向される。このように、カッター１３０は、各カットを行う前にアクチュエータ１６０を介して「開始」位置へリセットされる必要がない。アクチュエータ１６０がいつでもいずれかの方向に動いた時に、カットが行われる。図３〜４に示すように、カッター１３０は、上方エッジ１３１と下方エッジ１３３とを有するカッター本体１３２を含む。
【００１５】
アクチュエータ１６０は、固定要素１６２においてカッター１３０に連結される。アクチュエータ１６０は、２ストップエアピストン（ｔｗｏ−ｓｔｏｐ  ａｉｒ  ｐｉｓｔｏｎ）と、線形アクチュエータ、又はカッター１３０を上方及び下方に動かすことができる任意の適切な駆動システムを備えうる。例えば、ある実施形態では、アクチュエータ１６０は、エアロジック（ａｉｒ  ｌｏｇｉｃ）によって管理される一又は複数のピストンを備える。図２のコントローラ１７０により、駆動アクチュエータ１６０に指令が送られる。例えば、コントローラ１７０の内部メモリ（図示せず）は、複合部品の組立中のどの時点でトウ１２０をカットするかについての指令を含んでいてよく、次にカットが行われるべき時点で、アクチュエータ１６０に延長位置から引込位置（又はその逆）に移動するように指示しうる。
【００１６】
図５〜７は、例示の実施形態のカッター１３０の別の図である。具体的には、図５は斜視図５００であり、図６は前面図６００であり、図７はカッター１３０の側面図７００である。図５〜７に示すように、カッター１３０は、カッター本体１３２と、刃１４０及び１５０と、開口部１３４と、取付孔１３８とを含む。この実施形態では、刃１４０及び１５０はカッター本体１３２と一体型であるが、別の実施形態では、刃１４０及び１５０はカッター本体１３２に装着されうる。刃１４０及び１５０がカッター本体１３２と一体型である場合、カッター１３０は組立の必要がない単一部品として製造されうる。
【００１７】
取付孔１３８は、カッター１３０が（例えばカッター１３０を固定要素１６２上で滑動させることによって）アクチュエータ１６０の固定要素１６２に固定されうる位置である。取付孔１３８は、アクチュエータ１６０の固定要素１６２を介してＡＦＰ機４０にカッター１３０を装着するように寸法づけされる。
【００１８】
開口部１３４は、側面エッジ１３５、上部エッジ１３６、及び刃１４０によって画定される。更に、開口部１３４は、カッター本体を繊維のトウが通過できるように寸法設計される。この実施形態では、開口部１３４は、エッジ１３５、エッジ１３６、及び刃１４０によって囲まれている。しかしながら別の実施形態では、開口部１３４は、これらのエッジの一又は複数を通って、又は刃１４０までにもわたって延在しうる。カッター１３０が延ばされると、図１〜２のトウ１２０が（例えば図３に示すように）開口部１３４を通って滑動する。カッター１３０が引き込まれると、トウ１２０は（例えば図４に示すように）カッター１３０の下を滑動する。別の実施形態では、カッター１３０が引き込まれている間、トウ１０２は開口部１３４を通って延びることができ、カッター１３０が延ばされている時はトウ１０２はカッター１３０の下を滑動しうる。
【００１９】
図８〜９は、例示の実施形態において下方ストローク９１０中にトウ１２０をカットしているカッター１３０の図８００〜９００である。図８に、下方ストローク９１０が開始される前に、トウ１２０の上の引込位置にあるカッター１３０を示す。従って、カッター１３０の下部エッジ１３３は、カッター１３０が引き込まれている間、トウ１２０を妨げないように寸法設計される。図９では、カッター１３０が下方に動いてトウ１２０に接触し、刃１５０でトウ１２０をカットしている。この実施形態では、トウ１２０は幅Ｗと厚さＴとを有する。刃１５０は下方ストローク９１０に対して角度がついており、これによりカット中にトウ１２０の左側エッジと接触する刃１５０の第１の部分が位置１５２となる。この方法において、下方ストローク９１０の全力は最初、刃１５２全体にわたって分配されるのではなく、位置１５２に集中する。下方ストローク９１０が続いてカットが行われると、カットをしている刃１５０の部分が位置１５２から右の方へずれる。下方ストローク９１０の後に、トウ１２０はカッター１３０を通って継続して供給され得、カッター１３０の上方ストローク中にトウ１２０の別の部分のカットが可能になる。
【００２０】
図１０〜１１は、例示の実施形態における上方ストローク１１１０中に、繊維のトウ１２０をカットするカッター１３０の図１０００〜１１００である。図１０に、上方ストローク１１１０が開始される前に、カッター１３０が延長位置にあり、トウ１２０が開口部１３４を通って延びているところを示す。図１１では、カッター１３０が上方へ動いてトウ１２０と接触し、トウ１２０が刃１４０でカットされている。刃１５０は上方ストローク１１１０に対して角度がついているため、カット中は、位置１４２が、トウ１２０の右側エッジと接触する刃１４０の第１の部分となる。この方法では、上方ストローク１１１０の全力は最初、刃１５２全体にわたって分配されるのではなく、位置１４２に集中する。上方ストローク１１１０が続いてカットが行われると、刃１４０のカットをしている部分が位置１４２から左の方へずれる。別の実施形態では、カッター１３０の刃はいずれも、トウ１２０を右から左へ、左から右へ等にカットするように配向されうる。例えば、トウ１２０をカットし始めた時にトウ１２０の左側エッジ及び／又は右側エッジでトウ１２０と最初に接触するように刃１４０と１５０を配向させることが可能である。更に、トウ１２０の右側エッジでカットし始めるように刃１５０を配向させる、またトウ１２０の左側エッジでカットし始めるように刃１４０を配向させる、またその逆も可能である。
【００２１】
本書で使用する方向「上方」及び「下方」は特に重力方向を指すために使用されるのではなく、性質的にほぼ対抗する方向（例えば反対方向に向いたベクトル）を指すために使用される。
【００２２】
カッター１３０の操作の例示的な詳細を、図１２に関して説明する。この実施形態においては、オペレータは複合部品を積層する指令を有するようにＡＦＰ機４０をプログラミングしてあると仮定する。指令には、コントローラ１７０に対する、トウ１２０に沿った様々な位置でカットを行う指示が含まれ、ロボットアーム（図示せず）を介してトウ１２０の一部をレイアップして、複雑な形状を形成する指示も含まれる。
【００２３】
図１２は、例示の実施形態におけるＡＦＰ機４０のカッター１３０を操作する方法１２００を示すフロー図である。方法１２００のステップを図１のＡＦＰ機４０を参照して説明したが、当業者は方法１２００が他のシステムで実施され得ることを理解するであろう。本明細書に記載のフロー図のステップは網羅的でなく、図示されない他のステップを含み得る。本明細書に記載のステップはまた、他の順序で実施され得る。
【００２４】
ステップ１２０２では、コントローラ１７０はアクチュエータ１６０に、カッター１３０を下方へ延長させて、刃１５０でトウ１２０をカットするように指示する。図８〜９に示すように、アクチュエータ１６０は外方向へ延長して刃１５０をトウ１２０の中へ押し込み、トウ１２０をカットする。この動作は非常に迅速に（例えば数センチメートルの距離をナノ秒の範囲で）実施されうる。
【００２５】
ステップ１２０４では、カッター１３０が延長位置にある時に、スプール１１０を介してカッター１３０の開口部１３４を通ってトウ１２０が供給される。従って、一定時間後にカッター１３０の位置がまだ変わっていなくても、カッター１３０によってある長さのトウ１２０をカットする準備ができる。
【００２６】
ステップ１２０６では、コントローラ１７０はアクチュエータ１６０にカッター１３０を上方へ引き込んで、刃１４０でトウ１２０をカットするように指示する。図１０〜１１に示すように、アクチュエータ１４０が引っ込むことで、刃１４０がトウ１２０を通って引かれ、トウ１２０がカットされる。ステップ１２０２と同様に、この動作もまた非常に迅速に（例えば数センチメートルの距離をナノ秒の範囲で）実施されうる。
【００２７】
ステップ１２０８では、カッター１３０が引込位置にある間に、トウ１２０がカッター１３０の下のスプール１１０を介して供給される。ここでも、一定時間後にカッター１３０が最後のカットを前に完了したところから動いていなくても、カッター１３０によってトウ１２０をカットする準備ができる。
【００２８】
方法１２００により、アクチュエータがカッターを突出させる又は引き込むかのいずれかによってトウをカットすることができるため、従来の方法に勝る利点が得られる。従って、方法１２００では、半分の数の物理的動作を用いて、従来のシステムと同じ数のカットが実施される。更に、カッター１３０の刃１４０と１５０との間でカットが均等に分配されるため、カッター１３０の（カット数の観点から）機能耐用年数が効果的に倍になる。これにより、新たなカッターの費用が節約され、カッターを交換するために費やされるＡＦＰ機１００のダウンタイムが削減される。
【００２９】
カッター１３０を使用して、例えば樹脂を含浸させた炭素繊維、ガラス繊維等のいずれかの好適な繊維材料をカットすることができる。カッター１３０は、例えば鋼鉄、チタニウム、セラミック、合金等のいずれかの好適な材料でできていてよい。
【００３０】
図１３は、例示の実施形態におけるＡＦＰ機１３００のブロック図である。図１３に示すように、ＡＦＰ機１３００は、カッター１３３０、スプール１３１０、トウ１３２０、コントローラ１３７０、及びアクチュエータ１３６０を含む。コントローラ１３７０は、カッター１３３０を最配置するためのアクチュエータ１３６０の操作を管理し、スプール１３１０は、トウ１３２０をカッター１３３０に向かって外方向に延ばすように操作される。この実施形態では、カッター１３３０はカッター本体１３３２を備える。カッター本体１３３２は、上部エッジ１３３１と下部エッジ１３３３とを含む。第１の刃１３５０は、カッター本体１３３２の下部エッジ１３３３を含む。開口部１３３４は、第２の刃１３４０によって部分的に画定され、第２の刃１３４０は開口部１３３４の下部エッジとして機能する。取付孔１３３８は、アクチュエータ１３６０に取り付けられるように寸法設計される。従って、操作中は、アクチュエータ１３６０の動きが直接、カッター１３３０の動きにつながる。
【００３１】
本開示の実施形態を、図面を更に具体的に参照しながら、図１４に示す航空機の製造及び保守方法１４００、及び図１５に示す航空機１４０２に照らして説明する。製造前の段階では、例示的な方法１４００は、航空機１４０２の仕様及び設計１４０４と、材料の調達１４０６とを含み得る。製造段階では、航空機１４０２の構成要素及びサブアセンブリの製造１４０８とシステムインテグレーション１４１０とが行われる。その後、航空機１４０２は、認可及び納品１４１２を経て運航１４１４に供され得る。顧客による運航中、航空機１４０２には、改造、再構成、改修なども含み得る、定期的な整備及び保守１４１６が予定されている。
【００３２】
方法１４００の各プロセスは、システムインテグレータ、第三者、及び／またはオペレータ（例えば顧客）によって実行され、または実施され得る。本明細書の目的に関しては、システムインテグレータは、限定しないが、任意の数の航空機製造者、及び主要システムの下請業者を含み得、第三者は、限定しないが、任意の数のベンダー、下請業者、及び供給業者を含み得、オペレータは、航空会社、リース会社、軍事団体、サービス機関などであり得る。
【００３３】
図１５に示すように、例示的な方法１４００によって製造された航空機１４０２は、複数のシステム１４２０及び内装１４２２を備えた機体１４１８を含みうる。高レベルのシステム１４２０の例には、推進システム１４２４、電気システム１４２６、油圧システム１４２８、及び環境システム１４３０のうちの一又は複数が含まれる。任意の数の他のシステムが含まれてもよい。航空宇宙産業の例を示しているが、本発明の原理は、自動車産業などの他の産業にも適用されうる。
【００３４】
本明細書中で具現化される装置及び方法は、製造及び保守方法１４００の任意の一又は複数の段階において用いられうる。例えば、製造段階１４０８に対応する構成要素又はサブアセンブリは、航空機１４０２の運航期間中に製造される構成要素又はサブアセンブリと類似の方法で作製又は製造されうる。また、一又は複数の装置の実施形態、方法の実施形態、或いはそれらの組み合わせは、例えば、航空機１４０２の機体１４１８の組立てを実質的に効率化するか、又は航空機１４０２の機体１４１８のコストを削減することにより、製造段階１４０６、１４０８及び１４１０で利用されうる。同様に、装置の実施形態、方法の実施形態、或いはそれらの組み合わせのうちの一又は複数を、航空機１４０２の運航中に、例えば限定しないが、整備及び保守１４１６に利用することができる。
【００３５】
ある実施形態では、構成要素及びサブアセンブリの製造１１０８中に、上述した工程に基づき、上述したカッターを用いて、機体１２１８の翼、胴体、及び／又はエンジンカウリング用の複合部品が形成される。この構成部品は次に、システムインテグレーション１１１０において組み立てられて航空機が形成され、その後摩耗により複合材料が使用不能となるまで運航１１１４において用いられうる。その後、整備及び保守１１１６において、複合部品は廃棄、修繕、及び／又は新たに製造された部品と交換されうる。部品２０を製造するために、構成要素及びサブアセンブリの製造１１０８の間ずっとＡＦＰ機（例えばＡＦＰ機４０）が用いられうる。
【００３６】
本明細書に記載される、あるいは図面に示す様々な電子的要素の内の任意のものが、ハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア、又はこれらの何らかの組み合わせとして実装され得る。例えば、ある要素が専用ハードウェアとして実装され得る。専用ハードウェア要素は、「プロセッサ」、「コントローラ」、又は同様の何らかの用語で称され得る。プロセッサによって提供される場合、単一の専用プロセッサによって、単一の共有プロセッサによって、又はそのうちの幾つかが共有であり得る複数の個別のプロセッサによって機能が提供され得る。更に、「プロセッサ」又は「コントローラ」の語の明確な使用は、ソフトウェアの実行が可能なハードウェアのみを表すと解釈されるべきでなく、非限定的に、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）ハードウェア、ネットワークプロセッサ、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）もしくは他の回路、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、ソフトウェア記憶用のリードオンリメモリ（ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、不揮発性ストレージ、ロジックもしくは何らかの他の物理的ハードウェアコンポーネントもしくはモジュールなどを黙示的に含み得る。
【００３７】
また、ある要素が、その要素の機能を実施するためにプロセッサ又はコンピュータによって実行可能な指令として実装され得る。指令の幾つかの例は、ソフトウェア、プログラムコード、及びファームウェアである。指令は、その要素の機能を実施するようにプロセッサに指示するためにプロセッサによって実行されるときに動作可能である。指令はプロセッサが可読なストレージデバイスに記憶され得る。ストレージデバイスの幾つかの例は、デジタルもしくはソリッドステートメモリ、磁気ディスク及び磁気テープなどの磁気記憶媒体、ハードドライブ、又は光学可読デジタルデータ記憶媒体である。
【００３８】
したがって、要約すると、本発明の第１態様によって下記が提供される。
【００３９】
Ａ１．装置であって、
上部エッジと下部エッジとを備えるカッター本体であって、上部エッジと下部エッジとの間に配置され、繊維のトウがカッター本体を通過することができるように寸法設計された開口部を有するカッター本体と、
カッター本体の下部エッジに配置され、カッターが下方に動かされた時にトウをカットするように配向された第１の刃と、
カッター本体の開口部のエッジに配置され、カッターが上方に動かされた時にトウをカットするように配向された第２の刃と
を備える自動繊維配置（ＡＦＰ）を製造するための双方向カッター
を備える装置。
【００４０】
Ａ２．カッターが、カッターを上方及び下方に動かすアクチュエータに連結されている、段落Ａ１に記載の装置も提供される。
【００４１】
Ａ３．アクチュエータがエアピストンである、段落Ａ２に記載の装置も提供される。
【００４２】
Ａ４．第１の刃と第２の刃はカッター本体と一体である、段落Ａ１に記載の装置も提供される。
【００４３】
Ａ５．カッター本体の下部エッジは、カッターが上方に動かされた後に、トウがカッター本体の下を通過することができるように寸法設計されている、
段落Ａ１に記載の装置も提供される。
【００４４】
Ａ６．カッター本体により更に、開口部の上に位置決めされた取付孔が画定され、
取付孔はカッターをＡＦＰ機に装着するように寸法設計されている、
段落Ａ１に記載の装置も提供される。
【００４５】
Ａ７．下方ストロークの方向と上方ストロークの方向に対して第１の刃と第２の刃が斜めになっている、
段落Ａ１に記載の装置も提供される。
【００４６】
Ａ８．樹脂を含浸させた炭素繊維を含むトウ
を更に備える、段落Ａ１に記載の装置も提供される。
【００４７】
Ａ９．第２の刃が開口部の下部エッジを含む、
段落Ａ１に記載の装置も提供される。
【００４８】
Ａ１０．第１の刃は、カッターが下方に動かされた時に、トウの第２の側面をカットする前にトウの第１の側面をカットするように角度がついており、
第２の刃は、カッターが上方に動かされた時に、トウの第１の側面をカットする前にトウの第２の側面をカットするように角度がついている、
段落Ａ１に記載の装置も提供される。
【００４９】
本発明のさらなる態様によれば、下記が提供される。
【００５０】
Ｂ１．装置であって、
複合部品の近くにＡＦＰ機を位置決めするように構成されたロボットアームと、
自動繊維配置（ＡＦＰ）機であって、
複数の繊維のトウと、
各々アクチュエータに連結された複数の双方向カッターを備える面であって、各カッターが、
上部エッジと下部エッジとを備えるカッター本体であって、上部エッジと下部エッジとの間に配置され、トウのうちの１つがカッター本体を通過することができるように寸法設計された開口部を有するカッター本体と、
カッター本体の下部エッジに配置され、カッターが下方に動かされた時にトウをカットするように配向された第１の刃と、
カッター本体の開口部のエッジに配置され、カッターが上方に動かされた時にトウをカットするように配向された第２の刃と
を備える面と
を備える自動繊維配置（ＡＦＰ）機と、
カッターを上方及び下方に動かすようにアクチュエータの操作を指示するように構成されたコントローラと
を備える装置。
【００５１】
Ｂ２．アクチュエータがエアピストンを備える、
段落Ｂ１に記載の装置も提供される。
【００５２】
Ｂ３．第１の刃と第２の刃はカッター本体と一体である、
段落Ｂ１に記載の装置も提供される。
【００５３】
Ｂ４．カッター本体の下部エッジは、カッターが上方に動かされた時にトウがカッター本体の下を通過することができるように寸法設計される、
段落Ｂ１に記載の装置も提供される。
【００５４】
Ｂ５．カッター本体により更に、開口部の上に位置決めされた取付孔が画定され、
取付孔は、カッターをＡＦＰ機に装着するように寸法設計される、
段落Ｂ１に記載の装置も提供される。
【００５５】
Ｂ６．下方ストロークの方向と上方ストロークの方向に対して第１の刃と第２の刃が斜めになっている、
段落Ｂ１に記載の装置も提供される。
【００５６】
Ｂ７．樹脂を含浸させた炭素繊維を含むトウ
を更に備える、段落Ｂ１に記載の装置も提供される。
【００５７】
Ｂ８．第２の刃が開口部の下部エッジを含む、
段落Ｂ１に記載の装置も提供される。
【００５８】
Ｂ９．第１の刃は、カッターが下方に動かされた時に、トウの第２の側面をカットする前にトウの第１の側面をカットするように角度がついており、
第２の刃は、カッターが上方に動かされた時に、トウの第１の側面をカットする前にトウの第２の側面をカットするように角度がついている、
段落Ｂ１に記載の装置も提供される。
【００５９】
本発明のさらなる態様によれば、下記が提供される。
【００６０】
Ｃ１．自動繊維配置（ＡＦＰ）機においてカットする方法であって、
カッターの第１の刃でＡＦＰ機において繊維のトウをカットするために、ＡＦＰ機のカッターを下方に動かすことと、
カッターの第２の刃でＡＦＰ機においてトウをカットするために、ＡＦＰ機のカッターを上方に動かすことと
を含む方法。
【００６１】
Ｃ２．カッターが動かされている時に、トウを供給し続けること
を更に含む、段落Ｃ１に記載の方法も提供される。
【００６２】
Ｃ３．カッターが下方に動かされた後に、カッターの開口部を通してトウを供給すること
を更に含む、段落Ｃ１に記載の方法も提供される。
【００６３】
Ｃ４．カッターが上方に動かされた後に、カッターの下でトウを供給すること
を更に含む、段落Ｃ１に記載の方法も提供される。
【００６４】
Ｃ５．カッターが下方に動かされた後に、カッターを通してトウを供給することと、
カッターを上方に動かすことによって、カッターを通して供給されたトウをカットすることと
を更に含む、段落Ｃ１に記載の方法も提供される。
【００６５】
具体的な実施形態が本明細書に記載されたが、本開示の範囲はそれらの具体的な実施形態によって限定されるものではない。本開示の範囲は、下記の特許請求の範囲及びその全ての均等物によって規定されるものである。
【図１】
2017179686.tif 000002
【図２】
2017179686.tif 000003
【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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【外国語明細書】
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2017179686000002.pdf
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