特許 5738515 累積的なトウギャップ幅を決定するためのシステムおよび方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5738515

(24)【登録日】2015年5月1日

(45)【発行日】2015年6月24日

(54)【発明の名称】累積的なトウギャップ幅を決定するためのシステムおよび方法

(51)【国際特許分類】

   G01B 11/14 20060101AFI20150604BHJP

【ＦＩ】

   G01B11/14 H

【請求項の数】11

【外国語出願】

【全頁数】13

(21)【出願番号】特願2008-331694(P2008-331694)

(22)【出願日】2008年12月26日

(65)【公開番号】特開2009-162753(P2009-162753A)

(43)【公開日】2009年7月23日

【審査請求日】2011年12月9日

(31)【優先権主張番号】11/968,395

(32)【優先日】2008年1月2日

(33)【優先権主張国】US

(73)【特許権者】

【識別番号】500520743

【氏名又は名称】ザ・ボーイング・カンパニー

【氏名又は名称原語表記】Ｔｈｅ Ｂｏｅｉｎｇ Ｃｏｍｐａｎｙ

(74)【代理人】

【識別番号】100109726

【弁理士】

【氏名又は名称】園田 吉隆

(74)【代理人】

【識別番号】100101199

【弁理士】

【氏名又は名称】小林 義教

(72)【発明者】

【氏名】ロジャー・ダブリュ・エンゲルバート

(72)【発明者】

【氏名】リード・ハンネボーム

(72)【発明者】

【氏名】エリック・レクター

(72)【発明者】

【氏名】ジェフリー・ヘイウッド

【審査官】 櫻井 仁

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００７−２５６１１９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２００７−５３２９１０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２００６／０４１７６８（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０１Ｂ １１／００〜１１／３０

９／０２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

累積的なトウギャップ幅を決定するためのシステム（２２）であって、
複合材料の像を記録するよう適合された少なくとも１つのカメラ（１８）を有するインプロセス視認システム（１）と、
前記インプロセス視認システムと通信し、そこから像データを受取るよう適合されたデータ解析コンピュータ（２４）とを含み、
前記データ解析コンピュータ（２４）は複合材料におけるトウギャップの累積的なギャップ幅を計算するよう適合され、さらに
前記データ解析コンピュータと通信し、そこからデータ解析結果を受取るよう適合されたユーザインタフェース（２６）を含み、
前記ユーザインターフェースは、クエリウィンドウ（４９）の幅と高さを選択するように適合された累積的なギャップの密度クエリインターフェース（４８）を含み、前記クエリウィンドウ内において前記累積的なトウギャップ幅が計算されるように構成され、前記データ解析コンピュータによる前記累積的なトウギャップ幅の計算が前記クエリウィンドウ（４９）内部に見付けられた累積的なトウギャップ幅に限定されている、
システム。

【請求項2】

前記インプロセス視認システムは、
フレーム（２）および前記フレームによって担持される少なくとも１つのレーザ（１４）と、
前記フレームによって担持される少なくとも１つのエリアライトとを含む、請求項１に記載のシステム。

【請求項3】

前記データ解析コンピュータ（２４）は、複合材料におけるトウギャップの前記累積的なギャップ幅を、最大の許容可能な累積的トウギャップ幅の基準と比較するよう適合された、請求項１に記載のシステム。

【請求項4】

前記データ解析コンピュータ（２４）は、複合材料におけるトウギャップの前記累積的なギャップ幅が前記最大の許容可能な累積的トウギャップ幅の基準を満たす場合に複合材料の合格ステータスを表示するよう適合され、
前記データ解析コンピュータ（２４）は、複合材料におけるトウギャップの前記累積的なギャップ幅が前記最大の許容可能な累積的トウギャップ幅の基準を満たさない場合に複合材料の不合格ステータスを表示するよう適合される、請求項３に記載のシステム。

【請求項5】

前記データ解析コンピュータ（２４）は前記像データを表示するよう適合された、請求項１に記載のシステム。

【請求項6】

累積的なギャップ密度クエリインターフェース（４８）は、前記カメラとによって記録された複数の個々の像フレームを表示し、前記クエリウィンドウ（４９）は前記複数の個々の像フレームの部分集合である、請求項１に記載のシステム。

【請求項7】

累積的なギャップ密度クエリインターフェース（４８）は、前記クエリウィンドウ（４９）の画像を生成し、特定のトウギャップの位置と特定のギャップの幅に対する関係した情報を提供するように適合された、請求項１に記載のシステム。

【請求項8】

クエリウィンドウ（４９）内で見られるギャップの合計をクエリウィンドウ（４９）の高さで除すことにより、前記累積的なトウギャップ幅を求める、請求項７に記載のシステム。

【請求項9】

複合構造物におけるトウギャップの累積的なトウギャップ幅を決定する方法であって、
複合材料を与えるステップと、
前記複合材料の周期的な像を記録するステップと、
前記周期的な像からデータ解析コンピュータ（２４）への画像データを受信するステップと、
前記複合材料におけるトウギャップの累積的なギャップ幅を計算するため前記画像データを解析するステップと、
前記データ解析コンピュータからのデータ解析結果をユーザインターフェース（２６）に提供するステップとを含む、方法において、
前記ユーザインターフェースは累積的なギャップ密度クエリインターフェース（４８）を含み、
前記累積的なギャップ密度クエリインターフェース（４８）からクエリウィンドウ（４９）の幅と高さを選択するステップであって、前記クエリウィンドウ内で前記累積的なトウギャップ幅が計算されるように構成されたステップをさらに含み、
前記累積的なトウギャップ幅の計算は、前記クエリウィンドウ内部に見つけられた該累積的なトウギャップ幅に限定されていることを特徴とする方法。

【請求項10】

最大の許容可能な累積的トウギャップ幅の基準に基づいて前記複合材料の合格／不合格のステータスを公式化するステップと、
前記複合材料におけるトウギャップの前記累積的な幅を前記最大の許容可能な累積的トウギャップ幅の基準と比較するステップと、
前記複合材料におけるトウギャップの前記累積的な幅が前記最大の許容可能な累積的トウギャップ幅の基準を満たすと前記複合材料を合格とし、前記複合材料におけるトウギャップの前記累積的な幅が前記最大の許容可能な累積的トウギャップ幅の基準を満たさないと前記複合材料を不合格とするステップとをさらに含む、請求項９に記載の方法。

【請求項11】

前記クエリウィンドウの画像を生成するステップと、
個々のトウギャップ（３３）を共有するステップと、
特定の個々のトウギャップを強調するステップと、
前記トウギャップの位置のその幅に関した情報を提供するステップとを更に有する、請求項９に記載の方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

この開示は複合構造物の製造に関する。より特定的には、この開示は、製作された複合構造物における累積的なトウギャップ幅を決定するシステムおよび方法に関する。

【背景技術】

【0002】

背景
複合構造物の製作方法は、ファイバ配置または自動照合プロセスを含む。このようなプロセスでは、複合材料からなる１つ以上のリボンまたはトウが、ツール、心棒または基板にレイダウンされ得、この基板は複合材料からなる下層となる圧縮された１つ以上の層であり得る。従来のファイバ配置プロセスは、局部的なニップ点における複合材料からなるプライの圧縮を助けるために熱源を利用することができる。複合材料からなるリボンまたはトウ、および下層となる基板は、圧縮力に晒される間にニップ点において加熱され得、プライの樹脂の粘着性を増加させて基板に対する接着を確実にする。この部分を完成するために、複合材料からなる付加的なストリップが並べて与えられて層を形成することができ、かつ圧密化プロセス中に局部的な熱および圧力に晒されてもよい。

【0003】

ファイバおよびテープ配置プロセスを用いて製作される複合構造物の検査には、複雑かつ詳細な検査ガイドラインが必要であり得る。ガイドラインは、トウギャップ、トウ重なり、捩れ、落下したトウおよび異物などの個別の不一致について許容基準を設定することができる。インプロセス視認技術により、製造プロセス中にこれらの不一致について許容／拒否を検出し、決定することが可能となり得る。ガイドラインはさらに、材料配置またはレイダウンの方向に直交する任意の１２インチのエリア内の最大許容可能な累積的すなわち合計のトウギャップ幅について、要件を確立することができる。

【0004】

検査ガイドラインの要件を満たすための既存の解決策は、人間の目による手動の目視検査を含み得る。検査ガイドラインに従って、オペレータが正しいサイズのいくつかの領域を無作為に選択することができる。次いで、このオペレータは、検査されることとなるエリアを規定する手動のテンプレートを用いることができる。オペレータは、プライの全表面積に対する領域の位置を決定して文書にするための手段を利用してもよい。各エリア内で、オペレータは視覚的にトウギャップを識別し、６インチのスケールまたはダイヤルノギスなどのツールを用いて手動で各々を測定することが求められ得る。すべての識別されたギャップの幅が文書にされてもよく、ギャップ幅の合計が計算され、その特定の領域について合計が決定されることができる。この手法は製造される各部分の各プライで実行されてもよい。

【0005】

検査ガイドラインの要件を満たすための既存の解決策は、多大なサイクルタイムおよび接触作業を必要とし、不正確な測定となる相当な危険性をもたらしかねない。この手法は小さな部品には実行可能であり得るが、大きな表面積には管理不可能かもしれない。この手法はまた労働集約型で、測定における誤りの可能性が高くなる傾向にある。疲労や誤りの危険性を減じるためには複数の検査官を必要とすることがあり、これは検査を完成するのに必要な接触作業を増加させ得る。

【先行技術文献】

【非特許文献】

【0006】

【非特許文献1】「熱可塑性ファイバの配置のための材質選定／製作の問題（Material Selection/Fabrication Issues for Thermoplastic Fiber Placement）」（「熱可塑性複合材料ジャーナル（Journal of Thermoplastic Composite Materials）」（１９９５年１月））

【発明の概要】

【課題を解決するための手段】

【0007】

概要
この開示は、概して累積的なトウギャップ幅の決定のためのシステムに向けられる。システムの例示的な実施例は、複合材料の像を記録するよう適合された少なくとも１つのカメラを有するインプロセス視認システムと、インプロセス視認システムと通信し、これから像データを受取るよう適合されるデータ解析コンピュータとを含む。データ解析コンピュータは、複合材料におけるトウギャップの累積的なギャップ幅を計算するよう適合されてもよい。ユーザインタフェースは、データ解析コンピュータと通信し、そこからデータ解析結果を受取るよう適合されてもよい。

【0008】

この開示はさらに、概して複合構造物におけるトウギャップの累積的なトウギャップ幅を決定する方法に向けられる。この方法の例示的な実施例は、複合材料を与えるステップと、複合材料の周期的な像を記録するステップと、複合材料における拒否すべき兆候の存在について複合材料の像を解析するステップと、拒否すべき兆候に基いて複合材料の合格／不合格ステータスを公式化するステップとを含む。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】累積的なトウギャップ幅を決定するためのシステムの例示的な実施例の、インプロセス視認システムの部分的概略側面図である。

【図2】図１に示されるインプロセス視認システムの上面図である。

【図3】累積的なトウギャップ幅を決定するためのシステムの例示的な実施例のブロック図である。

【図4】視認システムのユーザインタフェースのスクリーン図である。

【図5】テープストリップにトウギャップを有する、１対の積層複合材テープストリップの断面図である。

【図6】実験室検証のために利用される、シミュレーションされたマルチコース積層物である。

【図7】累積的なギャップクエリの選択メニューを示す。

【図8】累積的なギャップクエリインターフェースを選択した場合の正面図である。

【図9】累積的なギャップ解析を示すウィンドウである。

【図10】累積的なトウギャップ幅を決定するための例示的な方法のフロー図である。

【図11】航空機生産および使用方法論のフロー図である。

【図12】航空機のブロック図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

詳細な説明
この開示は、概して、自動材料配置によって生成された部品または構造物の表面上におけるプライまたはトウの任意の指定エリア内のトウギャップ幅を決定するシステムおよび方法に向けられる。このシステムおよび方法は、あらゆる自動的に配置されたトウに対してアーカイブされたインプロセス視認データを利用し、そのトウ上で選択された表面エリア領域をクエリし、かつトウのその各表面積領域内で検出されるトウギャップ幅を合計することができる。したがって、システムおよび方法は多大な検査サイクルタイムを減じ、複合材料の製作においてトウギャップ幅測定の精度を強化することができる。

【0011】

図面を参照して、累積的なトウギャップ幅を決定するためのシステムの例示的な実施例は、以後システムと呼ぶが、図３の概略的ブロック図における参照番号２２によって一般
に表示される。システム２２は、図１および図２に示され、下記に記載されるインプロセス視認装置１を含むことができる。インプロセス視認装置１は複合テープストリップまたはトウ３２（図１）を照らして見るために適合されてもよく（図３）、このトウは、複合構造物３０の圧密中にトウ３２で形成されるトウギャップ３３（図５）を含む。インプロセス視認装置１は、当業者に公知の自動ファイバまたは材料配置機械（示されない）と連動して作動してもよい。

【0012】

図３に示されるように、ユーザインタフェース２６を有するデータ解析コンピュータ２４がインプロセス視認装置１と通信することができる。データ解析コンピュータ２４は、インプロセス視認装置１によって見えるトウ３２上の選択され、クエリされた表面領域の像を受取り、格納するよう適合されてもよい。これらの像に基いて、データ解析コンピュータ２４はまた、トウ３２の材料配置またはレイダウンの方向に直交し得るトウ３２のクエリされた表面領域（たとえば１２インチ領域だが制限はない）内でトウギャップ３３の累積的なギャップ幅を検出し計算するよう適合されてもよい。データ解析コンピュータ２４は、計算された累積的なトウギャップ幅を最大許容可能な累積的なトウギャップ幅の基準と比較するようさらに適合されてもよい。データ解析コンピュータ２４は、計算された累積的なトウギャップ幅が最大許容可能な累積的なトウギャップ幅の基準を満たす場合は、複合構造物３０の継続的な製作のためにトウ３２を受け取り（合格）、計算された累積的なトウギャップ幅が最大許容可能な累積的なトウギャップ幅の基準を満たさない場合は、製作のためのトウ３２を拒否する（不合格）ように、プログラムされることができる。

【0013】

データ解析コンピュータ２４に適した例示的なユーザインタフェース２６のスクリーン図が図４に示される。ユーザインタフェース２６は、さまざまな入力装置３９、合格／不合格インジケータ４０、インプロセス視認装置１によって見えるトウ３２上の領域のリアルタイム像フレームを示す検査ウィンドウ４１、および欠陥ウィンドウ４２を含むことができるが、例であって制限はない。ユーザインタフェース２６の入力装置３９は、許容（合格／不合格）基準や検査ウィンドウ４１に提示される像の像フレームサイズなどのパラメータの入力や変更を容易にすることができるが、例であって制限はない。図４に示される例において、いくつかの異なる幅のトウギャップ３３を備えたトウ３２のサンプルが検査ウィンドウ４１に示される。ユーザインタフェース２６の欠陥ウィンドウ４２は、全幅、角度、長さ、および／または、トウ３２のトウギャップ３３の他のパラメータを表示してもよい。

【0014】

このユーザインタフェース２６の合格／不合格インジケータ４０には、合格ボタン４０ａおよび不合格ボタン４０ｂを含んでもよい。データ解析コンピュータ２４は、計算された累積的なトウギャップ幅が最大許容可能な累積的なトウギャップ幅の基準を満たす場合に合格ボタン４０ａを点灯させるよう適合され、計算された累積的なトウギャップ幅が最大許容可能な累積的なトウギャップ幅の基準を満たさない場合に不合格ボタン４０ｂを点灯させるよう適合されてもよい。合格ボタン４０ａは赤などの目立つ色であり、不合格ボタン４０ｂは緑などの異なる色であってもよいが、例であって制限はない。

【0015】

インプロセス視認装置１の例示的な構造が図１および図２に示される。一般に、図２に示されるように、インプロセス視認装置１は、１対の離れて間隔を置かれたフレームプレート３を含み得るフレーム２を含むことができる。図１に示されるように、フレームプレート３の各々は概して三角形の形状を有し得る。少なくとも１つのフレームプレートコネクタ４（図２）がフレームプレート３間に延在することができる。圧縮ローラ６がフレームプレート３間に延在することができる。

【0016】

レーザ取付けブラケット１０が、フレーム２のフレームプレート３から延在することができる。レーザ配線１４ａを有する少なくとも１つのレーザ１４がレーザ取付けブラケッ
ト１０に与えられ得る。レーザ１４はほぼ圧縮ローラ６に向かってレーザビーム１５を放射するよう適合されることができる。カメラ配線１８ａを有する少なくとも１つのデジタルのカメラ１８もまた、レーザ取付けブラケット１０に与えられ得る。少なくとも１つのエリアライト１６が、レーザ取付けブラケット１０、または、概してカメラ１８と圧縮ローラ６との間において、フレーム２のフレームプレート３のうち一方または両方に与えられてもよい。図２に示されるように、いくつかの実施例では、フレーム２の各フレームプレート３にエリアライト１６が与えられてもよい。各エリアライト１６はほぼ圧縮ローラ６に向かって光ビーム１７（図１）を放射するよう適合されることができる。

【0017】

図１にさらに示されるように、システム２２の典型的な用途では、インプロセス視認装置１は、複合テープからなる複数の隣接したストリップまたトウ３２を含み得る複合構造物３０上に位置決めされ得る。インプロセス視認装置１は、いかなる適切な支持構造物（示されない）を用いて複合構造物３０の上で支持されてもよい。トウ３２は、熱を与えると粘着性または流動性を有するようになる樹脂または他の材料に埋込まれた複数のファイバを含んでもよい。トウ３２は、テーブルまたは心棒などのワーク面３４上に配置されてもよいが、例であって制限はなく、当業者に公知の自動照合技術に従って複合構造物３０を形成するために圧縮されてもよい。たとえば、リチャード・シャープ（Richard Sharp）らによる、「熱可塑性ファイバの配置のための材質選定／製作の問題（Material Selection/Fabrication Issues for Thermoplastic Fiber Placement）」と題されて「熱可塑性複合材料ジャーナル（Journal of Thermoplastic Composite Materials）」（１９９５年１月）において発表された記事で１つの従来型ファイバ配置プロセスが説明され、引用によって本願明細書に援用される。

【0018】

自動照合プロセスは、トウ３２を材料びく（示されない）から自動照合機械会またはファイバ配置機械（示されない）まで導くステップを含み、インプロセス視認装置１はこれらの機械と連動して作用する。特に、トウ３２は、インプロセス視認装置１の下のワーク面３４に対して連続して自動的に導かれ、圧縮ローラ６の下に供給され得る。次いで、焦点を絞った熱エネルギが、入って来るトウ３２と、以前にワーク面３４に置かれて以前から圧縮されていたトウ３２とに加えられ得る。圧縮ローラ６によって加えられる熱と圧力との組合せにより、トウ３２は、圧縮されたトウ３２の以前の層に対して圧密化され、それにより、付加的な複合構造物３０の層を形成する。図６に示されるように、複数のトウ３２がワーク面３４に並んで置かれて、複合構造物３０の複数の隣接したコースを形成する。圧縮ローラ６は、圧密化プロセス中に、図１の中の両矢印によって表示されるようにトウ３２に沿って動かされてもよい。

【0019】

トウ３２の複合構造物３０に対する圧縮中に、積層されたトウ３２間に図５に示されるトウギャップ３３のような不一致が形成されることがある。したがって、システム２２は、トウギャップ３３の累積的なトウギャップ幅を計算するために、圧密化中に、複合構造物３０上の表面領域および個々の表面領域においてトウ３２に形成されたトウギャップ３３を見て記録するよう動作してもよい。計算された累積的なトウギャップ３３のトウギャップ幅を、トウギャップ３３について最大許容可能な累積的なトウギャップ幅の基準と比較することによって、システム２２のデータ解析コンピュータ２４は、複合構造物３０を製作するためにトウ３２を受取るべき（合格）か拒否するべき（不合格）かを決定することができる。したがって、インプロセス視認装置１のレーザ１４（図１および図２）は、圧縮ローラ６に概して隣接しているか近接した選択された表面領域でトウ３２の表面に対してレーザビーム１５を放射するよう動作することができる。エリアライト１６もまた、トウ３２の表面に対して光ビーム１７を放射するよう動作し、この領域を照らす。カメラ１８はトウ３２の表面上の照らされた領域を見るために動作することができる。

【0020】

インプロセス視認装置１のカメラ１８によって観測される像は、システム２２のデータ
解析コンピュータ２４（図３）のメモリに伝達され、格納され得る。この時点で、データ解析コンピュータ２４は、複合構造物３０上の選択された表面積に対応するトウ３２のトウギャップ３３の累積的なトウギャップ幅を計算し、計算された累積的なトウギャップ幅を、データ解析コンピュータ２４のメモリに以前に予め格納された最大許容可能な累積的なトウギャップ幅の基準と比較することができる。計算された累積的なトウギャップ幅が最大許容可能な累積的なトウギャップ幅の基準を満たす場合、システム２２のデータ解析コンピュータ２４は、複合構造物３０をさらに製作するためにトウ３２を受取り、すなわち合格させることができる。この場合、データ解析コンピュータ２４は、図４に示されるユーザインタフェース２６上の合格／不合格インジケータ４０のうち、合格ボタン４０ａを点灯させることができる。他方では、計算された累積的なトウギャップ幅が最大許容可能な累積的なトウギャップ幅の基準を満たさない場合、データ解析コンピュータ２４は、複合構造物３０をさらに製作するためのトウ３２を拒否することができる。この場合、データ解析コンピュータ２４は、ユーザインタフェース２６上の合格／不合格インジケータ４０のうち、不合格ボタン４０ｂを点灯させることができる。

【0021】

データ解析コンピュータ２４は、ユーザインタフェース２６の検査ウィンドウ４１（図４）において、カメラ１８によってリアルタイムで観測される各像フレームを表示することができる。像フレームのサイズは、ユーザインタフェース２６の制御入力装置３９（図４）の操作によって選択的に調整することができる。

【0022】

図６は、実験室検証のために利用される、シミュレーションされたマルチコース積層物の複数の像フレーム３６を示す。積層または複合構造物３０は、右から左へそれぞれ「コース１」、「コース２」、「コース３」とラベル付けされたトウ３２の３つのコースを含む。圧密化過程全体にわたってインプロセス視認装置１（図１−図３）のカメラ１８によって連続して見られる複数の個々の像フレーム３６が各トウ３２に示される。トウ３２の表面上にレーザ１４のレーザビーム１５（図１）が衝突することによって形成されるレーザ線３７が各像フレーム３６に示される。各レーザ線３７は歪んでおり、各コースで積重ねられ、または積層されたトウ３２間のトウギャップ３３が露呈されている。図６のように、複合構造物３０がトウ３２の並んだ複数のコースを含むことができるので、カメラ１８の各像フレーム３６はいくつかの用途において２つ以上のコースをカバーすることができる。

【0023】

図６に示されるトウ３２の複数のコース上の像フレーム３６は、たとえば、図７に示されるメニュー４６を呼び出して、メニュー４６の「テストジョブ」を選択して「プライ１」をクリックすることにより、データ解析コンピュータ２４に表示することができる。次いで、「プライ１」を右クリックし、メニュー４６の「累積的なギャップ密度クエリ」を選択することによって、トウギャップ３３の累積的なギャップ幅を決定するプロセスが始められ得る。メニュー４６は、部品または複合構造物３０の完全なリストを含むよう設計することができ、それぞれにおいてプライ番号ごとに累積的なギャップ決定結果が利用可能である。

【0024】

図８に示される累積的なギャップ密度クエリインターフェース４８は、累積的なギャップが計算されているクエリウィンドウまたは周辺領域の寸法の選択を容易にすることができる。累積的なギャップ密度クエリインターフェース４８においては、クエリウィンドウ４９の長さは、３つの材料コースのうちの２つの幅に対応する。クエリウィンドウ４９はプライにわたって連続して「段階的（stepped）」なのでいかなる選択された寸法でもよく、ギャップはカバーされる各領域内で合計される。

【0025】

クエリウィンドウ４９のサイズが選択されると、累積的なギャップ密度クエリインターフェース４８で「ＯＫ」をクリックすることにより、図９に示されるような像を生成し得
る。トウギャップ３３は像において実線で表示される。特定のトウギャップ３３をハイライトすることにより、ギャップが検出されたプライコースおよび像フレームを与えることができ、それはさらに、トウギャップ３３の幅およびそのｘ座標位置を与えることができる。クエリウィンドウ４９のギャップインジケータ線５０は、クエリウィンドウ４９内で合計されているギャップを表示することができる。クエリウィンドウ４９においてカーソルを位置決めすることにより、クエリ結果ボックス５１にクエリ結果を表示することができる。累積的なギャップ幅の合計は、像フレーム３６のクエリウィンドウ４９の高さで除した、クエリウィンドウ４９内で見られるギャップの合計であり得る。図９に示される例において、クエリウィンドウ４９の高さは１つの像フレーム３６の高さと等しい。累積的なギャップ密度は、クエリウィンドウ４９で除した累積的なギャップの合計であり得る。

【0026】

次に図１０を参照して、累積的なトウ幅ギャップを決定するための例示的な方法のフローチャート１０００が示される。ブロック１００２では、複合材料が表面に配置されることができる。ブロック１００４では、複合材料は観察されることができる。ブロック１００６では、複合材料の周期的な像が記録されることができる。ブロック１００８では、複合材料の像は拒否すべき兆候の存在について解析されることができる。ブロック１０１０では、検査中の複合材料の面積、合格／不合格ステータス、および評価基準が表示され得る。

【0027】

次に図１１および図１２を参照して、この開示の実施例は、図１１に示されるような航空機製造および使用方法７８、ならびに図１２に示されるような航空機９４のコンテキストにおいて用いることができる。例示的な方法７８は、生産前に、航空機９４の仕様および設計８０、ならびに材料調達手配８２を含むことができる。生産中には、航空機９４の構成要素およびサブアセンブリ製造８４およびシステムインテグレーション８６が起る。その後、航空機９４は使用９０に配置されるために認証および引渡し８８を通過することができる。顧客による使用中、航空機９４は、定期メンテナンスおよびサービス９２（これはまた、修正、再構築、改装などを含み得る）を予定され得る。

【0028】

方法７８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（たとえば顧客）によって実行されたり実現されたりし得る。この説明のためには、システムインテグレータとは、いかなる数の航空機製造業者および主なシステム下請契約者も制限なく含むことができる。第三者とは、いかなる数のベンダ、下請契約者、供給業者も制限なく含み得、オペレータとは、航空会社、リース会社、軍事企業体、サービス組織などであり得る。

【0029】

図１２に示されるように、例示的な方法７８によって生成された航空機９４は、複数のシステム９６および内部１００を備えた機体９８を含むことができる。高水準システム９６の例は、推進系１０２、電気系１０４、油圧系１０６および環境システム１０８の１つ以上を含む。いかなる数の他のシステムも含まれることができる。航空宇宙例が示されるが、この発明の原理は、自動車産業などの他の産業に適用されることができる。

【0030】

本願明細書に具体化された装置は、生産および使用方法７８の段階のうち任意の１つ以上に使用され得る。たとえば、生産プロセス８４に対応する構成要素またはサブアセンブリは、航空機９４の使用中に生成される構成要素またはサブアセンブリに似た態様で製作または製造され得る。また、航空機９４の組立てを実質的に促進したりコストを減じたりすることにより、たとえば生産段階８４および８６において１つ以上の装置実施例が利用され得る。同様に、航空機９４がメンテナンスおよびサービス９２に使用されている間に、１つ以上の装置実施例が利用され得る。

【0031】

この開示の実施例が一定の例示的な実施例に関して記載されたが、当業者には他の変形
例が思い浮かぶので、特定の実施例は制限ではなく例示目的であることが理解される。
また、本発明は以下に記載する態様を含む。
（態様１）
累積的なトウギャップ幅を決定するためのシステムであって、
複合材料の像を記録するよう適合された少なくとも１つのカメラを有するインプロセス視認システムと、
前記インプロセス視認システムと通信し、そこから像データを受取るよう適合されたデータ解析コンピュータとを含み、
前記データ解析コンピュータは複合材料におけるトウギャップの累積的なギャップ幅を計算するよう適合され、さらに
前記データ解析コンピュータと通信し、そこからデータ解析結果を受取るよう適合されたユーザインタフェースを含む、システム。
（態様２）
前記インプロセス視認システムは、フレームおよび前記フレームによって担持される少なくとも１つのレーザを含む、態様１に記載のシステム。
（態様３）
前記フレームによって担持される少なくとも１つのエリアライトをさらに含む、態様２に記載のシステム。
（態様４）
前記データ解析コンピュータは、複合材料におけるトウギャップの前記累積的なギャップ幅を、最大許容可能な累積的なトウギャップ幅の基準と比較するよう適合された、態様１に記載のシステム。
（態様５）
前記データ解析コンピュータは、複合材料におけるトウギャップの前記累積的なギャップ幅が前記最大許容可能な累積的なトウギャップ幅の基準を満たす場合に複合材料の合格ステータスを表示するよう適合される、態様４に記載のシステム。
（態様６）
前記データ解析コンピュータは、複合材料におけるトウギャップの前記累積的なギャップ幅が前記最大許容可能な累積的なトウギャップ幅の基準を満たさない場合に複合材料の不合格ステータスを表示するよう適合される、態様５に記載のシステム。
（態様７）
前記データ解析コンピュータは前記像データを表示するよう適合された、態様１に記載のシステム。
（態様８）
複合構造物におけるトウギャップの累積的なトウ幅ギャップを決定する方法であって、
複合材料を与えるステップと、
前記複合材料の周期的な像を記録するステップと、
前記複合材料における拒否すべき兆候の存在について前記複合材料の前記像を解析するステップと、
前記拒否すべき兆候に基づいて前記複合材料の合格／不合格ステータスを公式化するステップとを含む、方法。
（態様９）
前記複合材料における拒否すべき兆候の存在について前記複合材料の前記像を解析する前記ステップは、前記複合材料におけるトウギャップの累積的な幅について前記複合材料の前記像を解析するステップを含む、態様８に記載の方法。
（態様１０）
前記拒否すべき兆候に基づいて前記複合材料の合格／不合格ステータスを公式化する前記ステップは、
最大許容可能な累積的なトウギャップ幅の基準を確立するステップと、
前記複合材料におけるトウギャップの前記累積的な幅を前記最大許容可能な累積的なトウギャップ幅の基準と比較するステップと、
前記複合材料におけるトウギャップの前記累積的な幅が前記最大許容可能な累積的なトウギャップ幅の基準を満たすと前記複合材料を合格とし、前記複合材料におけるトウギャップの前記累積的な幅が前記最大許容可能な累積的なトウギャップ幅の基準を満たさないと前記複合材料を不合格とするステップとを含む、態様８に記載の方法。
（態様１１）
前記複合材料の前記周期的な像を表示するステップをさらに含む、態様８に記載の方法。

【符号の説明】

【0032】

１ インプロセス視認装置、２ フレーム、３ フレームプレート、４フレームプレートコネクタ、６ 圧縮ローラ、１０ ローラ取付けブラケット、１４ レーザ、１５ レーザビーム、１６ エリアライト、１８ デジタルカメラ、３０ 複合構造物、３２ トウ、３４ ワーク面。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】