特許第6811035号(P6811035)IP Force 特許公報掲載プロジェクト 2015.5.11 β版

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特許6811035補強された複合構造体を製造するためのシステム及び方法
(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】6811035
(24)【登録日】2020年12月16日
(45)【発行日】2021年1月13日
(54)【発明の名称】補強された複合構造体を製造するためのシステム及び方法
(51)【国際特許分類】
   B29C 70/38 20060101AFI20201228BHJP
   B29C 70/34 20060101ALI20201228BHJP
   B64C 1/00 20060101ALI20201228BHJP
   B64C 3/20 20060101ALI20201228BHJP
   B64F 5/00 20170101ALI20201228BHJP
   B29K 105/08 20060101ALN20201228BHJP
   B29L 31/30 20060101ALN20201228BHJP
【FI】
   B29C70/38
   B29C70/34
   B64C1/00 B
   B64C3/20
   B64F5/00
   B29K105:08
   B29L31:30
【請求項の数】15
【外国語出願】
【全頁数】36
(21)【出願番号】特願2016-119190(P2016-119190)
(22)【出願日】2016年6月15日
(65)【公開番号】特開2017-61134(P2017-61134A)
(43)【公開日】2017年3月30日
【審査請求日】2019年5月29日
(31)【優先権主張番号】14/746,844
(32)【優先日】2015年6月23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】110002077
【氏名又は名称】園田・小林特許業務法人
(72)【発明者】
【氏名】エンシノサ, ジョー
(72)【発明者】
【氏名】バーウィック, アンドリュー
(72)【発明者】
【氏名】ビック, ロバート
【審査官】 関口 貴夫
(56)【参考文献】
【文献】 欧州特許第03025836(EP,B1)
【文献】 特表平10−505016(JP,A)
【文献】 特開2015−147412(JP,A)
【文献】 特開2013−203005(JP,A)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
B29C 70/00−70/88
B29C 33/00−33/76
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
補強された複合外板パネル(150)を製造するためのシステム(300)であって、
複数の複合補強材(200)を支持するように構成された補強材ツーリング(482)を含む補強材ツーリングアセンブリ(480)、
複合外板(152)をレイアップするためのレイアップ表面(306)を有する当て板(302)、
前記当て板(302)と前記補強材ツーリングアセンブリ(480)のうちの一方に、取り外し可能に連結されるストロングバック(370)、並びに
各々が固定ヒンジ部分(430)及び可動ヒンジ部分(440)を有する複数のヒンジ(420)であって、前記当て板(302)の前記補強材ツーリングアセンブリ(480)との係合のために、オープン位置(400)とクローズ位置(402)との間で回転するように、前記ストロングバック(370)と前記補強材ツーリングアセンブリ(480)のうちの一方に、前記可動ヒンジ部分(440)が連結されている、複数のヒンジ(420)を備える、システム(300)。
【請求項2】
前記複合外板(152)と前記複合補強材(200)が互いに接触するように移動されるときに、前記ストロングバック(370)の質量の少なくとも一部分を平衡させるように構成された相殺システム(450)を更に含む、請求項1に記載のシステム(300)。
【請求項3】
前記相殺システム(450)が、前記ストロングバック(370)のストロングバック外周(374)に沿って配置された複数のリニアアクチュエータ(456)を含み、
前記リニアアクチュエータ(456)が、浮遊位置(404)とドック位置(406)との間で、前記ストロングバック(370)、及び前記当て板(302)と前記補強材ツーリングアセンブリ(480)のうちの一方を、垂直に移動させるように構成され、前記複合外板(152)と前記複合補強材(200)が前記ドック位置(406)で互いに接触する、請求項2に記載のシステム(300)。
【請求項4】
前記相殺システム(450)が、
前記ストロングバック(370)のストロングバック外周(374)に沿って配置された複数のポスト(452)を含み、
前記ポスト(452)の1以上がリニアアクチュエータ(456)を含む、請求項3に記載のシステム(300)。
【請求項5】
前記ヒンジ(420)の少なくとも1つに取り付けられ、前記ストロングバック(370)と前記補強材ツーリングアセンブリ(480)のうちの一方を回転させるように構成された、1以上の回転アクチュエータ(434)を更に含む、請求項1から4のいずれか一項に記載のシステム(300)。
【請求項6】
前記当て板(302)と前記補強材ツーリングアセンブリ(480)のうちの一方に、前記ストロングバック(370)を位置決めするように構成された、少なくとも1つのインデックス機構(320)を更に備える、請求項1から5のいずれか一項に記載のシステム(300)。
【請求項7】
前記インデックス機構(320)が、前記ストロングバック(370)、及び前記当て板(302)と前記補強材ツーリングアセンブリ(480)のうちの一方に取り付けられた、ボール式固定具(322)とソケット式固定具(328)を含む、請求項6に記載のシステム(300)。
【請求項8】
補強された複合外板パネル(150)を製造するための方法であって、
複合外板(152)を支持するレイアップ表面(306)を含む当て板(302)を提供すること、
補強材ツーリング(482)上にレイアップされた1以上の複合補強材(200)を含む複合補強材(200)アセンブリを提供すること、
数のヒンジ(420)を使用して、前記当て板(302)と補強材ツーリングアセンブリ(480)のうちの一方に、ストロングバック(370)を取り外し可能に連結させること、ここで、前記複数のヒンジ(420)の各々は、固定された物体(424)に連結された固定ヒンジ部分(430)及び前記ストロングバック(370)に連結された可動ヒンジ部分(440)を有する、並びに
前記複合外板(152)を前記複合補強材(200)と係合させて補強された複合外板パネル(150)を形成するために、オープン位置(400)からクローズ位置(402)へ、前記当て板(302)と前記補強材ツーリングアセンブリ(480)のうちの一方に連結された前記ストロングバック(370)を回転させることを含む、方法。
【請求項9】
前記複合外板(152)を前記複合補強材(200)と係合させた後で、前記当て板(302)と前記補強材ツーリングアセンブリ(480)のうちの一方から前記ストロングバック(370)を取り外し、前記ストロングバック(370)を前記オープン位置(400)に向けて回転させることを更に含む、請求項8に記載の方法。
【請求項10】
前記複合外板(152)と前記複合補強材(200)が互いに接触するように移動されるときに、相殺システム(450)を使用して、前記ストロングバック(370)の質量の少なくとも一部分を平衡させることを更に含む、請求項8又は9に記載の方法。
【請求項11】
前記ストロングバック(370)の質量の少なくとも一部分を平衡させるステップが、
前記複合外板(152)が前記複合補強材(200)と接触するまで、浮遊位置(404)からドック位置(406)へ、前記ストロングバック(370)、及び前記当て板(302)と前記補強材ツーリングアセンブリ(480)のうちの一方を、垂直に下げることを含む、請求項10に記載の方法。
【請求項12】
前記ストロングバック(370)を垂直に下げるステップが、
前記ストロングバック(370)の外周(374)に沿って配置された1以上のリニアアクチュエータ(456)を使用して、前記ストロングバック(370)を支持し且つ下げることを含む、請求項11に記載の方法。
【請求項13】
前記複合外板(152)と前記複合補強材(200)が互いに接触するように移動されるときに、少なくとも1つの位置合わせ機構(350)を使用して、前記当て板(302)を前記補強材ツーリングアセンブリ(480)と位置合わせすることを更に含む、請求項8から12のいずれか一項に記載の方法。
【請求項14】
前記当て板(302)と前記補強材ツーリングアセンブリ(480)のうちの一方に連結された前記ストロングバック(370)を回転させるステップが、
前記ヒンジ(420)の第1の回転アクチュエータ(436)及び第2の回転アクチュエータ(438)を使用して、前記当て板(302)と前記補強材ツーリングアセンブリ(480)のうちの一方に連結された前記ストロングバック(370)を回転させることを含む、請求項8から13のいずれか一項に記載の方法。
【請求項15】
少なくとも1つのインデックス機構(320)を使用して、前記当て板(302)と前記補強材ツーリングアセンブリ(480)のうちの一方に、前記ストロングバック(370)を位置決めすることを更に含む、請求項8から14のいずれか一項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、広くは、複合構造体の製造に関し、特に、補強された複合構造体を製造するシステム及び方法に関する。
【背景技術】
【0002】
特定のタイプの複合構造体は、複合構造体の強度及び剛性特性を改良するための補強要素を含む。例えば、航空機の翼は、複合補強材を用いて補強され得る複合外板パネルを含み得る。複合補強材は、複合外板パネルの内側に配置され、複合翼外板の面外(out‐of‐plane)の曲げ剛性を増加させ得る。
【0003】
補強された複合外板パネルを形成する従来の方法は、外板レイアップツール上に複合プライをレイアップし、未硬化複合外板を形成することを含み得る。その後、1以上の複合補強材が、複合外板上に個別にレイアップされるか又は取り付けられ得る。複合アセンブリは真空バギングされ、圧密圧力が加えられて複合アセンブリを減量し得る。熱も加えられて複合アセンブリを硬化させ、複合外板の外側モールドラインの表面仕上げを規定する。残念なことに、複合外板をレイアップし、その後、複合補強材を個別に設置する従来の方法は、補強された複合外板パネルを製造するために比較的長いプロセスフロー時間をもたらす。
【0004】
プロセスフロー時間を低減させる試みにおいて、複合補強材が、補強材ツーリング上に個別にレイアップされて、補強材アセンブリを形成し得る。未硬化複合外板を含む外板レイアップツールは、補強材アセンブリに付けられて、外板補強材アセンブリを形成し、それは、真空バギングされ、硬化されるためにオーブン又はオートクレーブ内に配置され、補強された複合外板パネルを生み出す。残念なことに、補強材アセンブリ上に複合外板を設置することは、外板レイアップツールを持ち上げ且つ配置するためにクレーンの使用を必要とし、それは、複合外板を複合補強材に精密に位置合わせすることにおける困難さに加えて、作業場の安全を維持することにおける困難さをもたらし得る。
【0005】
更に、外板レイアップツールは、複合外板のレイアップの間にレイアップ表面上の外側モールドラインの輪郭を歪ませることがないように、比較的堅くなければならない。残念なことに、比較的堅い外板レイアップツールは、減量の間に複合外板に均一な圧密圧力を加えることにおける困難さをもたらし得る。更に、比較的堅い外板レイアップツールは、比較的大きい質量を有し、それは、複合外板、複合補強材、及び補強材ツーリングへの過剰な圧密圧力の印加をもたらし得る。更に、堅い外板レイアップツールの比較的大きい質量は、複合アセンブリを、硬化温度まで加熱し、且つ、複合アセンブリが硬化された後に周囲温度まで冷却するために必要とされる時間の量を増加させ得る。
【0006】
理解され得るように、当該技術分野において、複合補強材のレイアップと並行して複合外板のレイアップを可能にし、更に、外板レイアップツールを持ち上げ配置するためのクレーンを必要とすることなしに、減量の間に複合外板への均一な圧密圧力の印加を可能にする、補強された複合外板パネルを製造するためのシステム及び方法が必要である。
【発明の概要】
【0007】
一体的に補強された複合構造体を製造することに関連付けられる上述のニーズは、補強材ツーリングアセンブリ、当て板、及び当て板に取り外し可能に連結された回転可能なストロングバック(strong back)を含むシステムを提供する、本開示によって具体的に対処され且つ軽減される。補強材ツーリングアセンブリは、複数の複合補強材を支持するように構成される。当て板は、複合外板をレイアップするためのレイアップ表面を有し得る。ストロングバックは、当て板に取り外し可能に連結され得る。システムは、各々が固定ヒンジ部分及び可動ヒンジ部分を有する、複数のヒンジを更に含み得る。固定ヒンジ部分は、製造施設の作業現場の床などの固定された物体に連結され得る。可動ヒンジ部分は、当て板の補強材ツーリングアセンブリとの係合のために、オープン位置とクローズ位置との間でストロングバックが回転するように、ストロングバックに連結され得る。一実施形態では、システムが、ストロングバックがクローズ位置にあるときに、ヒンジとは反対側のストロングバックの側部に配置された、複数のリニアアクチュエータを含み得る。ポスト及びヒンジのリニアアクチュエータは、ストロングバック及び当て板を浮遊位置(hover position)からドック位置(docked position)へと垂直に下げるために調和されたやり方で作動し、それによって、複合外板は、複合補強材と接触するように配置され得る。
【0008】
また、補強された複合外板パネルを製造するための方法が開示される。該方法は、複合外板を支持するレイアップ表面を含む当て板を提供することを含み得る。該方法は、更に、補強材ツーリング上にレイアップされた1以上の複合補強材を含む、複合補強材アセンブリを提供することを含み得る。更に、該方法は、各々が固定ヒンジ部分及び可動ヒンジ部分を有する、複数のヒンジを使用して、ストロングバックを当て板と補強材ツーリングアセンブリのうちの一方に取り外し可能に連結することを含み得る、固定ヒンジ部分は、固定された物体に連結され得る。可動ヒンジ部分は、ストロングバックに連結され得る。該方法は、複合外板を複合補強材と係合させて補強された複合外板パネルを形成するために、オープン位置からクローズ位置へ、当て板と補強材ツーリングアセンブリのうちの一方に連結されたストロングバックを回転させることを含み得る。
【0009】
本明細書に記載された特徴、機能、及び利点は、本開示のさまざまな実施形態において独立して達成可能であり、又は、以下の説明及び図面を参照して更なる詳細が理解可能である、更に他の実施形態において組み合わされてもよい。
【0010】
本開示のこれらの特徴及び他の特徴は、図面を参照することでより明確となる。図面では、全体を通して類似の参照番号は類似の部分を指す。
【図面の簡単な説明】
【0011】
図1】補強された複合外板パネルを製造するためのシステムの一実施例のブロック図である。
図2】1以上の補強された複合外板パネルから形成された翼を有する航空機の斜視図である。
図3】複合外板及び複数の複合補強材を含む補強された複合外板パネルとして構成された翼の外板の平面図である。
図4図3の補強された複合外板パネルの側面図である。
図5図3の補強された複合外板パネルの端面図である。
図6】複合外板及び複数の複合補強材を有する補強された複合外板パネルの一実施例の一部分の拡大図である。
図7】補強された複合外板パネルの一部分の分解組立図である。
図8】複合外板を複数の複合補強材と係合させるためにオープン位置とクローズ位置との間で回転可能なストロングバックに取り外し可能に連結された当て板を含む、補強された複合外板パネルを製造するためのシステムの一実施例の斜視図である。
図9図8のシステムの上面図である。
図10図8のシステムの底面図である。
図11】当て板及びストロングバックの分解組立図である。
図12】当て板のレイアップ表面を支持するためのフレームワークを示す、当て板の裏側の斜視図である。
図13】当て板をストロングバックに位置決めする又は位置合わせするためのインデックス機構の部分として当て板に取り付けられた、ソケット式固定具の一実施例の斜視図である。
図14】ストロングバックに取り付けられたボール式固定具の一実施例の斜視図である。
図15】ストロングバックに当て板を固定するためのクランプを組み込んだボール式固定具の一実施例の斜視図である。
図16】ストロングバックに固定された当て板の斜視図である。
図17】オープン位置にある当て板及び補強材ツーリングアセンブリの斜視図であり、当て板が複合外板を支持し、補強材ツーリングアセンブリが複数の複合補強材を支持している。
図18】ストロングバック上に支持された当て板の一実施例の断面図である。
図19】ボンドカート(bond cart)上に支持された補強材ツーリングアセンブリの一実施例の断面図である。
図20】ヒンジに連結されたストロングバック上に支持された当て板の端面図である。
図21】可動ヒンジ部分を回転させるための一対の回転アクチュエータを有し、補強材ツーリングアセンブリ上方の浮遊位置からドック位置へ当て板及びストロングバックを垂直に移動させるためのリニアアクチュエータを更に含む、ヒンジの一実施例の断面図である。
図22】オープン位置からクローズ位置へ向かって回転する間の当て板及びストロングバックを示し、当て板を補強材ツーリングアセンブリに位置合わせするための位置合わせシステムを更に示す、システムの斜視図である。
図23】クローズ位置(例えば、浮遊位置又はドック位置)にある当て板及びストロングバックを示す、システムの斜視図である。
図24】クローズ位置にある当て板及びストロングバックの側面図であり、ヒンジとポストの各々に含まれるリニアアクチュエータを示している。
図25】クローズ位置にあるストロングバックの質量の少なくとも一部分を支持するための、且つ、浮遊位置からドック位置へストロングバックを垂直に下げるための、リニアアクチュエータを有するポストの側面図である。
図26】ヒンジの可動部分を回転させるための第1の回転アクチュエータ及び第2の回転アクチュエータを示し、ストロングバックを支持し及び/又は垂直に下げるためのヒンジに含まれるリニアアクチュエータを更に示す、ヒンジの側面図である。
図27】ストロングバックの質量を支持するための、且つ、浮遊位置からドック位置へ当て板を垂直に下げるための、複数のリニアアクチュエータを含むストロングバック相殺(counterbalancing)システムの概略図である。
図28】当て板を補強材ツーリングアセンブリ上にドッキングし、ストロングバックを当て板から連結解除した後の、クローズ位置からオープン位置へ向けてのストロングバックの回転を示すシステムの斜視図である。
図29】オープン位置にあるストロングバックの斜視図である。
図30】複合外板を複合補強材と共硬化又は共接合させるためのオーブン又はオートクレーブの中へアセンブリを積み込む前の、ストロングバックが除去された状態で補強材ツーリングアセンブリにドッキングされた当て板、並びに共に係合された複合外板及び複合補強材の斜視図である。
図31】翼長方向に沿って切り取られた複合アセンブリの概略分解組立図であり、翼弦方向に沿って変化する複合外板の減量前の厚さを示している。
図32】減量のために圧密圧力を複合外板及び複合補強材に加えるために、補強材ツーリングと当て板との間にサンドウィッチされた複合外板及び複合補強材の概略図である。
図33】減量の結果として積層厚さが低減されたところの量における翼長方向の変化を受け入れるための、当て板の従順さ(例えば、面外の柔軟性)を示す、図31のアセンブリの概略図である。
図34】当て板を硬化された補強された複合外板パネルから除去することを可能にするために、ストロングバックを当て板に再取り付けした後のシステムの斜視図である。
図35】補強された複合外板パネルを製造する方法に含まれ得る、1以上の工程を含むフローチャートである。
図36】オープン位置にある当て板及び補強材ツーリングアセンブリを示す、システムの端面図である。
図37】補強材ツーリングアセンブリと共に、オープン位置からクローズ位置へ向かって回転する間の当て板及びストロングバックを示す、システムの端面図である。
図38】クローズ位置(例えば、浮遊位置)にある当て板及びストロングバックを示す、システムの端面図である。複合外板が複合補強材と係合するように、浮遊位置からドック位置へ垂直に下げられた当て板を示す、システムの端面図である。
図39】補強材ツーリングアセンブリの上方の浮遊位置にあるストロングバック及び当て板を示す、システムの端面図である。
図40】補強材ツーリングアセンブリと共に、ドック位置にあるストロングバック及び当て板を示す、システムの端面図である。
図41】当て板から連結解除され、且つ、クローズ位置からオープン位置へ向かって戻されるように回転されたストロングバックを示す、システムの端面図である。
図42】オープン位置にあるストロングバックを示す、システムの端面図である。
【発明を実施するための形態】
【0012】
今度は、本開示の様々な実施例を示す目的で描かれている図面を参照すると、図1では、補強された複合外板パネル150(図2参照)を製造するためのシステム300の一実施例のブロック図が示されている。システム300は、複数の硬化された又は未硬化の複合補強材200を支持するように構成された、補強材形成ブロック484などの補強材ツーリング482を含む、補強材ツーリングアセンブリ480を含み得る。一実施例では、複合補強材200の1以上が、未硬化複合プライ162(図6参照)のレイアップとして形成され得る。複合プライ162は、予め含浸された繊維強化ポリマーマトリクス材料(プリプレグ)から形成され得る。補強材ツーリングアセンブリ480は、ボンドカート486上に支持され得る。
【0013】
更に、システム300は、複合外板152をレイアップするために構成されたレイアップ表面306を有するレイアップマンドレル306としても機能し得る、当て板302を含み得る。複合外板152のレイアップは、未硬化複合プライ162の積層板として形成され得る。複合プライ162も、プリプレグ複合プライであり得る。当て板302は、比較的軽量な構造体として形成され、当て板302が、複合補強材200と係合されたときに、複合外板152を減量するプロセスの間に局所的に従順であることを可能にし得る。更に、当て板302を軽量な構造体として形成することは、当て板302の熱質量(thermal mass)を最小化し、それは、複合外板152の複合補強材200への共硬化(co‐curing)又は共接合(co‐bonding)のプロセスの間に、当て板302/補強材ツーリングアセンブリ480の加熱及び冷却のために必要とされる時間の量を低減させ得る。
【0014】
システム300は、ストロングバック370を更に含み得る。ストロングバック370は、当て板302の翼長方向154及び/又は翼弦方向152に沿って延在し、1以上の固定機構を使用するなどして、当て板302と取り外し可能に連結され得る。例えば、複数のクランプ334が、当て板上に取り付けられ、及び/又はストロングバックが当て板302の裏側304(例えば、レイアップ表面306の反対側)をストロングバック370に取り外し可能に連結させるならば、ストロングバックに取り付けられ得る。ストロングバック370は、当て板302の全体的な剛性を増加させるために、比較的堅いフレーム又はトラス構造体372として形成され得る。一実施例では、ストロングバック370が、構造用鋼又は他の高強度材料から形成され、複合外板152のレイアップの間に当て板302を支持するように構成され得る。これに関して、比較的堅いストロングバック370は、複合外板152のレイアップの間に、当て板302のレイアップ表面306の歪を妨げ得る。更に、ストロングバック370は、当て板302の補強材ツーリングアセンブリ480上への回転の間に、当て板302を支持し得る。ストロングバック370が当て板302から除去された状態で、当て板302は、当て板302の面外の屈曲を容易にするように局所的に従順であり、複合外板152を作り上げる複合プライ162の減量の間に及び/又は硬化(例えば、硬化収縮のために)の間に、積層厚さ164が低減されるところの量における、翼長方向及び/又は翼弦方向に沿った変化を受け入れる。
【0015】
システム300は、ストロングバック370を回転させるための1以上のヒンジ420を含み得る。ヒンジ420の各々は、固定ヒンジ部分430及びヒンジピン426によって回転可能に相互連結された可動ヒンジ部分440を含み得る。固定ヒンジ部分430は、作業現場の床などの固定された物体424に連結され得る。可動ヒンジ部分440は、ストロングバック370に連結され得る。ヒンジ420は、オープン位置400(図8参照)とクローズ位置402(図23参照)との間でストロングバック370を回転させるための1以上の回転アクチュエータ434を含み得る。システム300は、ストロングバック370の質量を支持するための、及び/又は一旦ストロングバック370がオープン位置400からクローズ位置402へ回転されたら当て板302を浮遊位置404からドック位置406へ垂直に下げるための、1以上のリニアアクチュエータ456をも含み得る。一実施例では、ヒンジ420の各々が、リニアアクチュエータ456(例えば、z軸アクチュエータ)を含み得る。更に、システム300は、1以上がリニアアクチュエータ456を有し得るところの、1以上のポスト452を含み得る。
【0016】
ヒンジ420及びポスト452のリニアアクチュエータ456は、以下でより詳細に説明されるように、調和されたやり方で操作され、ストロングバック370の質量を支持し、制御されたやり方でストロングバック370を浮遊位置404からドック位置406へ垂直に下げ、(例えば、当て板302上に支持される)複合外板152の(例えば、補強材ツーリング482上に支持される)複合補強材200との正確な位置合わせを可能にする。一旦、複合外板152と複合補強材200が互いに接触し、複合アセンブリを形成すると、ストロングバック370は、当て板302から取り外され、当て板302から離れるようにオープン位置400へ向かって回転され得る。当て板302と補強材ツーリングとの間にサンドウィッチされた複合アセンブリは、当て板302が補強材ツーリングアセンブリ480にドッキングされた状態で、減量のために真空バギングされ、及び/又は複合外板152の複合補強材200への共硬化又は共接合のためにオーブン又はオートクレーブの中へ移動され得る。
【0017】
示されぬ一実施形態では、ストロングバック370が、ストロングバックに支持された当て板302の静止した補強材ツーリングアセンブリ480上への回転のために当て板302に取り外し可能に連結又は取り外し可能に固定される代わりに、ストロングバック370が、補強材ツーリングアセンブリ480に取り外し可能に連結又は取り外し可能に固定され、ストロングバックに支持された補強材ツーリングアセンブリ480の静止した当て板302上への回転を可能にする。これに関して、本開示のシステム300及び方法は、ストロングバック370が当て板302に取り外し可能に連結されるという文脈で説明されたが、本明細書で説明される構造用部品、機能、及び工程ステップのうちの任意の1以上は、ストロングバック370が補強材ツーリングアセンブリ480へ取り外し可能に連結される構成に実装され得る。
【0018】
図2は、補強された複合外板パネル150から形成された1以上の複合構造体を含み得る、航空機100の斜視図である。航空機100は、これもまた補強された複合外板パネル150から形成され得る水平尾翼106及び垂直尾翼108を含む尾部104を有する胴体102を含み得る。航空機100は、一対の主翼114を含み、1以上の推進ユニット110を含み得る。例えば、推進ユニット110は、主翼114に取り付けられたエンジンナセル112を含み得る。主翼114は、主翼114の上側及び/又は下側表面を画定し、補強された複合外板パネル150として形成され得る、翼外板を含み得る。
【0019】
図3は、補強された複合外板パネル150として構成された翼外板の平面図である。翼外板は、翼の根元部分116から先端部分118へ延在し、エンジンナセル112が主翼114に取り付けられる位置において、ナセル部分120を含み得る。以下で説明されるように、翼外板は、主翼114の翼長方向154に沿って特定の領域において局所的に増加され得る複合プライ162から形成され、そのような位置において増加された荷重を受け入れる。例えば、根元部分116は、概して、先端部分118に対して増加された積層厚さ164を有し得る。ナセル部分120は、根元部分116における積層厚さ164に対して増加された積層厚さ164を有し、エンジンナセル112からの増加された荷重を受け入れ得る。
【0020】
補強された複合外板パネル150は、複合外板152、及び概して互いに平行に方向付けられているように示され、翼外板の根元部分116から先端部分118へ翼長方向に沿って延在する、複数の複合補強材200から作り上げられ得る。複合外板152は、上述されたように、当て板302のレイアップ表面306上にレイアップされ得る。同様に、複合補強材200は、別に、補強材ツーリング482上にレイアップされ得る。複合外板152と複合補強材200の別のレイアップの後で、複合外板152と複合補強材200は、本明細書で開示される回転可能なストロングバック370を使用して、組み合わされ又は係合され得る。一旦、複合外板152が複合補強材200と係合されると、ストロングバック370は、当て板302から解放又は連結解除され、ストロングバック370は、オープン位置へ戻すように回転され、当て板を補強材ツーリングアセンブリ480にドッキングされた状態で残し得る。当て板のレイアップ表面306は、複合外板152の複合補強材200との共硬化又は共接合の間に、複合外板152へ表面仕上げ及び外側モールドライン(OML)の輪郭を与えるためのカウル表面として使用され得る。
【0021】
本開示のシステム300及び方法は、航空機100に対して一体的に補強された複合翼外板の文脈で説明されるが、システム300及び方法は、非限定的に、任意の輸送体又は非輸送体の用途に対して複合構造体を形成するために実装され得る。これに関して、システム300及び方法は、未硬化の複合外板152が、硬化された又は未硬化の複合補強材200と共硬化又は共接合される、任意のタイプの複合構造体を形成するように実装され得る。更に、システム300及び方法は、硬化された複合外板152を未硬化の複合補強材200と組み合わせ且つ共接合させるように実装され得る。
【0022】
図4は、図3の補強された複合外板パネル150の側面図である。示されている実施例では、外板パネルが、根元部分116から先端部分118へ延在する湾曲した形状を有するように示されている。しかし、補強された複合外板パネル150は、外板パネルの任意の部分に沿って、平坦な形状、及び/又は起伏を有する湾曲を有し得る。更に、湾曲は、翼長方向154又は翼弦方向156などの1以上の方向に沿って延在し得る。
【0023】
図5は、補強された複合外板パネル150の内側モールドライン158上に形成された、複数の複合補強材200を示す図3の補強された複合外板パネル150の端面図である。複数の複合補強材200は、翼弦方向156に沿って均一に分配されているように示されている。しかし、補強された複合外板パネル150は、均一に又は不均一に分配され得る任意の数の複合補強材200を含み得る。
【0024】
図6は、複合外板152及び複数の複合補強材200から成る図5の補強された複合外板パネル150の一部分の拡大図である。上で示されたように、複合外板152及び複合補強材200は、複数の複合プライ162から形成され得る。複合プライ162は、(図示せぬ)マトリクス材料によって取り囲まれた(図示せぬ)複数の強化繊維から作り上げられ得る。強化繊維は、炭素、ガラス、又は他の繊維材料から形成された高モジュール(modulus)又は高強度の繊維であり得る。複合プライ内の繊維は、単一方向に共に位置合わせされ又は方向付けられ得る連続繊維(例えば、単方向繊維)か、或いは、(図示せぬ)繊維配置内の2以上の方向に共に織り合わされ得る。上で示されたように、複合プライ162は、強化繊維が熱硬化性樹脂(例えば、エポキシ)などのポリマーマトリクス材料(例えば、プリプレグ)に予め含浸され得る、予め含浸された複合プライ162として提供され得る。示されていないが、複合外板152は、(図示せぬ)一対の複合積層表面板の間にサンドウィッチされた(図示せぬ)コアを有するサンドウィッチ構造として形成されてもよく、複合プライ162のソリッド積層板として形成されることに限定されない。
【0025】
図7は、複合外板152を作り上げる複数の複合プライ162を示す図6の補強された複合外板パネル150の一部分の分解組立図である。示されている実施例では、複合補強材200が、複数の逆L字形状の複合要素の並列した(side‐by‐side)アセンブリによって形成される。各L字形状の複合要素は、フランジ206及びフランジ206から外向きに延在するウェブ204を含み得る。複数のL字形状の複合要素のフランジ206は、フランジ206が複合外板152の内側モールドライン158の表面と接触する関係にあるように、複合外板と組み合され得る。隣接するL字形状の複合要素のウェブ204は、互いに背中合わせの関係で配置され、複合補強材200の複数のブレードセクション202を形成する。R部充填剤170が、複合補強材200の各隣接する対の間で形成された切欠き内に設置され得る。本開示は、複合補強材200をブレードセクション202として示しているが、複合補強材200は、非限定的に、Cセクション、Iセクション、ハットセクション、又は他の形状を含む、他の断面形状に形成され得る。
【0026】
図8は、補強された複合外板パネル150を製造するためのシステム300の一実施例の斜視図である。示されている実施例では、システム300が、オープン位置400で示されており、複合外板152がレイアップされ得るところの当て板302を含む。当て板302は、ストロングバック370と取り外し可能に連結され得る。ストロングバック370は、1以上のヒンジ420に取り付けられ得る。ヒンジ420は、オープン位置400とクローズ位置402との間でのストロングバック及び当て板の回転を容易にし、クローズ位置402は、複合外板152を、補強材ツーリングアセンブリ480を形成する補強材ツーリング482上に別にレイアップされ得る複数の複合補強材200へ係合させるための位置である。上で示されたように、補強材ツーリングアセンブリ480は、作業現場の床などの表面上に支持されたトラス構造を備え得る、ボンドカート486上に支持され得る。システム300は、補強材ツーリングアセンブリ480の外周に配置された、1以上のポスト452を含み得る。ポスト452の1以上は、ストロングバック370の質量を支持するための、当て板302を補強材ツーリング482とドッキング係合させるように垂直に下げるための、且つ、補強された複合外板パネル150の硬化の後で補強材ツーリングアセンブリ480から当て板302を垂直に上げる(例えば、ドッキング解除する)ための、リニアアクチュエータ456を含み得る。
【0027】
図9は、ストロングバック370に取り付けられた四(4)つのヒンジ420の一組を示している、図8のシステム300の上面図である。ヒンジ420の各々は、作業現場の床又は他の移動不可能な表面若しくは物体などの、固定された物体424に固定されるように取り付けられ得るヒンジベース422を有する固定ヒンジ部分430を含み得る。上で示されたように、ヒンジ420の各々は、ヒンジ軸428を規定するヒンジピン426によって固定ヒンジ部分430に連結された可動ヒンジ部分440を含み得る。複数のヒンジ420のヒンジ軸428は、互いに(例えば、同軸状に)位置合わせされ得る。
【0028】
図10は、図8のシステム300の底面図である。ヒンジベース422は、固定ヒンジ部分430から横に外向きに延在する1以上の脚を含み、オープン位置400とクローズ位置402との間で回転する間に、ストロングバック370の質量を支持し得る。ストロングバック370及び当て板302の中へ組み込まれ得る、1以上のインデックス機構320も、図10で示されている。示されている実施例では、インデックス機構320が、当て板302とストロングバック370との間に、離散した係合ポイント又は取付ポイントを備え得る。インデックス機構320は、ストロングバック370を当て板302に位置決めする又は位置合わせするために、ストロングバック370の翼長方向154及び/又は翼弦方向156に沿って分配され得る。更に、インデックス機構320は、複合外板152を形成するための複合プライ162のレイアップの間などに、オープン位置400にあるストロングバック370上の当て板302の質量を均一に支持するための、荷重支持ポイントとして機能し得る。
【0029】
図11は、当て板302及びストロングバック370の分解組立図である。上で示されたように、当て板302は、比較的軽量な構造体として構築され得る。例えば、ストロングバック370は、複合外板152のレイアップの間に、及びオープン位置400とクローズ位置402との間で当て板302が回転する間に、当て板302を支持するように構成された比較的堅いフレーム又はトラス構造体372として構築され得る。上で示されたように、システム300は、ストロングバック370を当て板302に取り外し可能に連結させるために、1以上のインデックス機構320を組み込み得る。
【0030】
図12は、裏側304を示している当て板302の斜視図である。示されている実施例では、当て板302が、翼弦方向156及び/又は翼長方向154に沿って延在する、相互に連結されたリブ310及び/又は隔壁312の格子又はフレームワーク308として形成され得る。リブ310及び隔壁312のフレームワーク308は、裏張り構造を形成し、当て板302のレイアップ表面306を画定する表面板を支持し得る。当て板302の重量を低減させるために、リブ310及び/又は隔壁312は、複合リブ310及び/又は複合隔壁312として形成され得る。インバール(Invar)などの従来の金属構造体の代わりに複合構造体として当て板302を形成することは、当て板302の構造質量及び熱質量を大幅に低減させ得る。しかし、当て板302の任意の部分は、金属材料、又は金属材料と複合材料の組み合わせから形成されてもよい。
【0031】
上で示されたように、当て板302がストロングバック370に取り付けられたときに、当て板302は、(例えば、翼長方向154に沿って及び/又は翼弦方向156に沿って)全体的に堅く、当て板302のレイアップ表面306の外側モールドライン160の意図された輪郭を維持し得る。しかし、ストロングバック370から連結解除されたときに、当て板302は、面外方向で局所的に従順であり、複合外板152の減量の間に、及び/又は複合外板152の複合補強材200との共硬化又は共接合の間に、積層厚さ164における翼長方向の差分変化を受け入れ得る。
【0032】
図13は、ストロングバック370を当て板302に位置決め又は位置合わせするためのインデックス機構320のソケット式固定具328の一実施例の斜視図である。同様な構成が、ストロングバック370が補強材ツーリングアセンブリ480に係合される実施形態に含まれてもよい。図13では、ソケット式固定具328が、ソケット332又はボアを有するソケットプレート330を含み得る。ソケットプレート330は、当て板302の垂直に方向付けられたリブ310及び/又は隔壁312の1以上などの、当て板302に機械的に固定され及び/又は接着剤で接合され得る。示されている実施例では、ソケットプレート330が、当て板302の裏側304に取り付けられ得る。
【0033】
図14は、ストロングバック370に取り付けられたボール式固定具322の一実施例の斜視図である。ボール式固定具322は、プレートの上方へ突出するボール326を有するプレート324を含み得る。ボール326は、当て板302上に取り付けられ得るソケット式固定具328のソケット332と係合するようにサイズ決定され構成され得る。複数のボール式固定具322とソケット式固定具328は、それぞれ、ストロングバック370と当て板320に取り付けられ、又はその逆でもよい。複数のボール式固定具322とソケット式固定具328は、ストロングバック370と当て板302の翼長方向154及び翼弦方向156に分配され、当て板302とストロングバック370をガイドして互いに係合させ得る。
【0034】
図15は、ストロングバック370に当て板302を固定するためのクランプ334を組み込んだボール式固定具322の一実施例の斜視図である。代替的に又は付加的に、ソケット式固定具328の1以上が、ストロングバック370を当て板302に取り外し可能に連結させるためのクランプ334を含み得る。クランプ334は、ストロングバック及び当て板をクローズ位置402すなわち浮遊位置404(図37参照)へ回転させる間などに、当て板302がストロングバック370からぶら下げられ又はストロングバック370によって支持されるときに、当て板302の質量を均一に支持するために、ストロングバック370に沿って均一に分配され得る。
【0035】
図16は、ストロングバック370に固定された当て板302の斜視図である。クランプ334の1以上は、ソケット式固定具328及び/又はボール式固定具322のうちの1以上の中へ統合され得る。各クランプは、それぞれのボール式固定具322及び/又はソケット式固定具328のプレート324、330の内面(underside)と係合するように構成された、クランプアーム336を含み得る。示されている実施例では、クランプアーム336が空気圧で作動され得るが、非限定的に、油圧作動、電気機械作動、又は他の手段を含む、クランプ334を作動させるための他の手段が実装され得る。
【0036】
図17は、オープン位置400にある当て板302及び補強材ツーリングアセンブリ480の斜視図である。複合外板152を支持する当て板302が示されている。複合補強材200は、補強材ツーリングアセンブリ480がオープン位置400にあるときなどに、補強材ツーリング482上に別にレイアップされ得る。
【0037】
図18は、ストロングバック370上に支持された当て板302の一実施例の断面図である。複合外板152は、当て板302のレイアップ表面306上での(図示せぬ)所定のプライ積み重ねシーケンスにおいて、複数の複合プライ162をレイアップすることによって形成され得る。ストロングバック370は、堅い支持構造体を提供し、レイアッププロセスの間にレイアップ表面306の輪郭が変形することを妨げ得る。
【0038】
図19は、(概略的に表現されている)ボンドカート486上に支持された補強材ツーリングアセンブリの一実施例の断面図である。補強材ツーリング482は、複数の補強材形成ブロック484を備え得る。一実施形態では、未硬化の複合プライ162が、個別の補強材形成ブロック484上にレイアップされ、図7で示されたように1以上のL字形状の複合要素を形成し得る。図示せぬ一実施例では、補強材形成ブロック484の各々が、各々がウェブ204及びフランジ206を有する、一対のL字形状の複合要素を形成するように構成され得る。複合プライ162を補強材形成ブロック484上でL字形状の複合要素へと形成した後で、隣接するL字形状の複合要素のウェブ204が互いに接触するように、補強材形成ブロック484は、平行で並列した配置において組み合わされ得る。形成ブロック484が組み合わされたときに、複合補強材200のフランジ206は、フランジ206に係合されるべき複合外板152の内側モールドライン158の輪郭と一致する輪郭を集合的に形成し得る。上で示されたように、複合補強材は、背中合わせのL字形状の複合要素として形成されたブレードセクション202として示されているが、複合補強材200は、複合要素の様々な異なる構成のうちの任意の1つを組み合わせることによって、(例えば、ハットセクション、Cセクション、Iセクションなどの)様々な異なる断面構成のうちの任意の1つにおいて提供され得る。
【0039】
図20は、ヒンジ420に連結されたストロングバック370上に支持された当て板302の端面図である。ストロングバック370の一方の側は、1以上のヒンジ420によって支持され得る。ストロングバック370の他方の側は、1以上のジャッキスタンド382、又はストロングバック支持フィッティング380を支持する他の支持構造体によって支持され得る。上で示されたように、各ヒンジ420は、ヒンジベース422、固定ヒンジ部分430、及び可動ヒンジ部分440を有し得る。固定ヒンジ部分430は、ヒンジベース422から上向きに延在し得る。固定ヒンジ部分430は、1以上の垂直に方向付けられた固定ヒンジプレート432を含み得る。一実施例では、固定ヒンジプレート432の各々が、ヒンジピン426を支持し得る。可動ヒンジ部分440は、1以上の可動ヒンジプレート442を含み得る。ヒンジ420は、ヒンジピン426の1以上によって可動ヒンジプレート442に固定ヒンジプレート432を連結する、少なくとも1つのヒンジピン426を更に含み得る。示されている実施例では、各ヒンジ420が、ヒンジベース422から垂直方向上向きに延在する一対の平行な固定ヒンジプレート432を含み得る。更に、各固定ヒンジプレート432は、固定ヒンジプレート432の両側上に配置され、固定ヒンジプレート432を通って延在するヒンジピン426に連結された、対向する一対の可動ヒンジプレート442を有し得る。しかし、ヒンジ420は、固定ヒンジ部分430、及びストロングバック370を回転させるための可動ヒンジ部分440を提供する、任意の構成で提供され得る。
【0040】
図21は、アクチュエータ434、436、438、456を示すためにヒンジプレート432、442の一部が取り除かれた状態の、ヒンジ420の一実施例の断面図である。ストロングバック370は、ストロングバック取付フィッティング376を使用して、可動ヒンジプレート442の1以上に連結され得る。示されている実施例では、ストロングバック取付フィッティング376が、可動ヒンジプレート442に固定された状態で含まれ得る1以上のストロングバック取付ピン444と係合するようにサイズ決定され構成され得る、1以上の係合溝又はスロット378を含み得る。ストロングバック取付フィッティング376は、スロット378を有し得る一対のフックを含み、スロット378をストロングバック取付ピン444とそれぞれ係合解除又は係合するために、ストロングバック370を垂直に上げ又は下げることなどによって、ストロングバック370が固定ヒンジプレート432と取り外し可能に連結されることを可能にする。ストロングバック取付フィッティング376が反転されるときに、回転の間にストロングバック取付フィッティング376のストロングバック取付ピン444との係合を維持するために、ヒンジ420は、ストロングバック取付ピン444に対するストロングバック取付フィッティング376の滑り動作を妨げるための1以上の機械的止め部458を含み得る。示されている実施例では、機械的止め部458が、可動ヒンジプレート442の1以上に回転可能に取り付けられ得る、レバー462として構成され得る。レバー462は、ストロングバック取付ピン444に対するストロングバック取付フィティング376の動きを妨げるために、終端がフックの少なくとも1つに対抗して耐えるように、ロック位置へと回転され得る終端を有し得る。
【0041】
図21では、ヒンジ420が、可動ヒンジ部分440並びにストロングバック370及びストロングバック370に連結され得る当て板302を回転させるための、一対の回転アクチュエータ434を含み得る。ヒンジ420は、レバー462の終端が、もはやストロングバック取付フィッティング376と接触しないように、レバー462がロック解除位置へ回転された後で、当て板302及びストロングバック370の重力により引き起こされた垂直な移動を制御するためのリニアアクチュエータ456も含み得る。リニアアクチュエータ456は、補強材ツーリングアセンブリ480の上方の浮遊位置404(図39参照)からドック位置406(図40参照)へのストロングバック370及び当て板302の重力により引き起こされた垂直な動きを可能にし得る。ドック位置406では、複合外板152が、補強材ツーリング482上に支持され得る複合補強材200と接触し得る。回転アクチュエータ434及び/又はリニアアクチュエータ456は、油圧シリンダー464として構成され得る。一実施例では、ヒンジ420の1以上が、第1の回転アクチュエータ436及び第2の回転アクチュエータ438などの、一対の回転アクチュエータ434を含み得る。
【0042】
図21の実施例では、回転アクチュエータ434(例えば、第1及び第2の回転アクチュエータ436、438)が、固定ヒンジプレート432と可動ヒンジプレート442との間に配置され得る。しかし、回転アクチュエータ434は、ヒンジ420の一方又は両方の外側に取り付けられ得る。示されている実施例では、第1の回転アクチュエータ436の下端及び第2の回転アクチュエータ438の下端が、ヒンジベース422に連結され得る。第1の回転アクチュエータ436の上端及び第2の回転アクチュエータ438の上端は、可動ヒンジ部分440の可動ヒンジプレート442の1以上にピン止めされ得る。示されている実施例では、第1及び第2の回転アクチュエータ436、438の下端が、ヒンジベース422に連結され得る。第1の回転アクチュエータ436の上端は、第2の回転アクチュエータ438が、可動ヒンジプレート442の1以上とピン止めされた位置とは異なる位置において、可動ヒンジプレート442の1以上とピン止めされ得る。
【0043】
図21では、第1の回転アクチュエータ436及び第2の回転アクチュエータ438が、各々、二重作用式(dual‐acting)の油圧シリンダーとして構成され、その意味は、各アクチュエータが、ストロングバック370をヒンジ軸428の周りで回転させることを補助する、押す力及び引く力を互い違いに加える能力を有し得るということである。例えば、オープン位置400からクローズ位置402に向かってストロングバック370が回転する間に、第1及び第2の回転アクチュエータ436、438は、各々、可動ヒンジプレート442を上向きに回転するように促す押す力を加えるために延伸され得る。第1の回転アクチュエータ436と第2の回転アクチュエータ438の各々の軸が個別に(例えば、異なる時に)ヒンジ軸428を越えるポイントにおいて、第1及び第2の回転アクチュエータ436、438は、異なる時に個別に押す力を収縮及び印加することを開始して、ストロングバック370の重力により引き起こされた下向きの動きによって促される収縮に対抗し得る。これに関して、第1及び第2の回転アクチュエータ436、438は、ストロングバック370の回転のほぼ一定の速度を維持するように構成され得る。
【0044】
図22は、オープン位置400(図17参照)からクローズ位置(図22参照)へ向けて回転する間の途中のポイントにおける当て板302及びストロングバック370を示している、システム300の斜視図である。示されている実施例では、システム300が、2つの構成要素が互いとドッキング係合するように移動された際に、当て板302を補強材ツーリングアセンブリ480と位置合わせするように構成された、少なくとも1つの位置合わせ機構350を含み得る。一実施形態において、位置合わせ機構350は、ストロングバック370及び当て板302を補強材ツーリングアセンブリ480上に下げている間に、複合外板152が複合補強材200と接触するように移動された際に、複合外板152の複合補強材200との位置ずれを検出するように構成された、視覚システム及び/又はレーザ測定デバイス352などの、コンピュータ援用計測(CAM)デバイスを備え得る。
【0045】
一実施例では、1以上のレーザ測定デバイス352が、最初に、ヒンジ420のヒンジ軸428に位置決めされ得る。(図示せぬ)飛行時間型(time‐of‐flight)のレーザなどの、レーザ測定デバイス352の1以上が、建造物の天井若しくは壁などの周囲の構造体に取り付けられ、又は補強材ツーリングアセンブリ480若しくは(図示せぬ)床に取り付けられた支持体若しくはスタンドに隣接して建てられ得る、(図示せぬ)1以上の位置合わせ固定具に取り付けられ得る。位置合わせ機構350は、1以上のレーザ測定デバイス352に限られず、補強材ツーリングアセンブリ480の外周の1以上の位置に取り付けられ得る、1以上の光学ツーリングターゲット354の位置を検出するための、任意の適切な構成の位置合わせデバイスを含み得る。
【0046】
一実施形態では、位置合わせ機構350(例えば、レーザ測定デバイス352)が、光学ツーリングターゲット354の測定された位置と、ヒンジ軸428に対する光学ツーリングターゲット354の望ましい位置との間の、ずれ又は不整合の量を検出又は測定し得る。これに関して、光学ツーリングターゲット354の望ましい位置は、当て板302が補強材ツーリングアセンブリ480と位置合わせされる条件を表し得る。光学ツーリングターゲット354の位置は、航空機座標(例えば、ステーション、水位線、船尾線)に関して、又は任意の他の適切な基準座標系において規定され得る。
【0047】
当て板302の補強材ツーリングアセンブリ480へのドッキングの間に、1以上のレーザ測定デバイス352が起動されて、補強材ツーリングアセンブリ480の位置をモニターし得る。光学ツーリングターゲット354の測定された位置と望ましい位置との間のずれ又は不整合に基づいて、補強材ツーリングアセンブリ480のx‐y位置は、各光学ツーリングターゲット354の測定された位置と望ましい位置との間のずれ又は不整合が所定の許容誤差内に含まれるまで、1以上の(図示せぬ)携帯可能な台車又は(図示せぬ)自動搬送車を使用して調整され得る。示されていない一実施例では、自動搬送車の1以上が、補強材ツーリングアセンブリ480の下に配置され、当て板302に対する補強材ツーリングアセンブリ480のx‐y位置の調整を可能にするのに十分な量だけ、作業現場の床から補強材ツーリングアセンブリ480を垂直に持ち上げるように構成され得る。その後、自動搬送車は、補強材ツーリングアセンブリ480を作業現場の床と接触するように下げ戻すことができる。
【0048】
図23は、補強材ツーリングアセンブリ480に対してクローズ位置402にある当て板302及びストロングバック370を示している、システム300の斜視図である。上で示されたように、システム300は、補強材ツーリングアセンブリ480の1以上の側などに沿って、補強材ツーリングアセンブリ480の外周に配置され得る、1以上のポスト452を含み得る。ポスト452の1以上は、クローズ位置402にあるストロングバック370の質量を支持するための1以上のリニアアクチュエータ456を含み得る。上で示されたように、ヒンジ420の1以上は、ポスト452のリニアアクチュエータ456と協働してストロングバック370の質量を支持するための1以上のリニアアクチュエータ456も含み得る。本開示では、リニアアクチュエータ456が、浮遊位置404からドック位置406へ又はその逆へのストロングバック370の直線的なすなわち垂直の動きを制御するという意味において、リニア(線形)である。リニアアクチュエータ456は、作動シリンダー(例えば、油圧シリンダー464)などの、直線的な方向に沿って移動するアクチュエータに限定されず、浮遊位置404とドック位置406との間などの直線的な方向すなわち垂直方向に沿って、ストロングバック370及び当て板302を移動させるように構成された、代替的な形態のアクチュエータを含み得る。リニアアクチュエータ456は、複合外板152と複合補強材200とが互いに接触するように移動されることを可能にし、ストロングバック370の質量を係合された構成要素上に伝達することを避けるために、当て板302が補強材ツーリングアセンブリ480にドッキングされるときに、ストロングバック370の質量の少なくとも一部分を相殺する又は支持するように構成された、相殺システム450の部分である。
【0049】
本開示において、クローズ位置402は、ストロングバック370及び当て板302が、補強材アセンブリツーリング480の上方の位置に回転され、又は補強材ツーリングアセンブリ480と係合するように回転された位置として説明され得る。これに関して、クローズ位置402は、浮遊位置404とドック位置406の両方を包含する。浮遊位置404は、当て板302と複合補強材200とが互いに垂直に間隔を空けられた関係にある位置として説明され得る。ドック位置406は、当て板302が補強材ツーリングアセンブリに係合され、及び/又は複合外板152が複合補強材200と接触している位置として説明され得る。
【0050】
図24は、クローズ位置402(例えば、ドック位置406)にある当て板302及びストロングバック370の側面図である。示されている実施例では、当て板302が、補強材ツーリングアセンブリ480の上方に配置されている。図24は、ヒンジ420とポスト452の各々に含まれるリニアアクチュエータ456を示している。各ポスト452は、作業現場の床又は(図示せぬ)他の固定された物体上に支持され得る。各リニアアクチュエータ456は、ポスト452に隣接して又はポスト452上端に取り付けられ得る。リニアアクチュエータ456は、ポスト452から上向きに延伸し、ストロングバック370に含まれ得る対応する複数のストロングバック支持フィッティング380と係合するように構成され得る。例えば、ストロングバック支持フィッティング376は、ストロングバック370の一側部などに沿って、ストロングバックの外周374に取り付けられ得る。
【0051】
示されている実施例では、ポスト452が、ヒンジ420の各々と反対側の補強材ツーリングアセンブリ480の一側部に取り付けられ得る。上で示されたように、相殺システム450は、ストロングバック370の質量の実質的な部分又は全体が、当て板302と補強材ツーリング482との間にサンドウィッチされた、複合外板152及び複合補強材200上に伝達されることを妨げ得る。これに関して、相殺システム450は、さもなければ複合材レイアップの統合性を損ない得る、並びに/又は当て板302、補強材ツーリング482、及び/又はボンドカート486に対する損傷をもたらし得る、過剰な圧密圧力が複合レイアップ及び複合補強材200に印加されることを妨げ得る。
【0052】
図25は、クローズ位置402にあるストロングバック370の質量の少なくとも一部分を支持するための、且つ、浮遊位置404からドック位置406へストロングバック370を垂直に下げるための、リニアアクチュエータ456を有するポスト452の側面図である。ポスト452は、リニアアクチュエータ456の1以上の不具合の場合にストロングバック370を支持するためのフェイルセーフとして、機械的止め部458をも含み得る。示されている実施例では、機械的止め部458が、ポスト452とねじ係合され得るねじ式ロッド460として構成され得る。示されている実施例では、ねじ式ロッド460が、ストロングバック370の質量が当て板302に伝達されることを妨げるための、ストロングバック支持フィッティング380と係合するように構成された上端部を含み得る。
【0053】
図26は、ヒンジ420の可動ヒンジ部分440を回転させるための、第1の回転アクチュエータ436及び第2の回転アクチュエータ438を示している、ヒンジ420の側面図である。ストロングバック370を支持し及び/又はストロングバック370を浮遊位置404からドック位置406へ垂直に下げるための、ヒンジに含まれ得るリニアアクチュエータ456も示されている。示されている実施例では、リニアアクチュエータ456は、ストロングバック370と当て板302が反転されたときに、ストロングバック370の垂直方向の動きを妨げるために、ストロングバック取付フィッティング376と係合するように延伸され得る。更に、レバー462は、反転されたときにストロングバック370の垂直方向の動きを妨げることにおいてリニアアクチュエータ456を補助するために、ストロングバック取付フィッティング376と係合するように回転され得る。リニアアクチュエータ456は、オプションとして、機械的止め部458(例えば、ネジ式ロッド460)を含み、機械的止め部458は、レバー462がロック解除位置(例えば、図40参照)へ回転されたときに、リニアアクチュエータ456の不具合に際して、ストロングバック370の垂直方向の動きを妨げるように構成され得る。
【0054】
図27は、ストロングバック370の質量を支持するための、且つ、浮遊位置404からドック位置406へと当て板302を垂直に下げるための又はその逆のための、複数のリニアアクチュエータ456を含むストロングバック相殺システム450の概略図である。示されている実施例では、相殺システム450が、ストロングバック370の一方の側に配置された第1、第2、第3、第4のヒンジ420a、420b、420c、420dの各々において油圧シリンダー464(例えば、リニアアクチュエータ456)を含み、クローズ位置402にあるときに、ストロングバック370の他方の側に配置された第1、第2、第3、第4のポスト452a、452b、452c、452dの各々において対応する油圧シリンダー464(例えば、リニアアクチュエータ456)を含む。ポスト452a、452b、452c、452d及びヒンジ420a、420b、420c、420dは、それぞれ、第1、第2、第3、及び第4のヒンジポストセット470a、470b、470c、470dを含む、四(4)つのヒンジポストセットを形成し得る。油圧シリンダー464は、各油圧シリンダー464において油圧を制御するように構成され得る、油圧コントローラ468に(例えば、油圧ラインを介して)流体結合され、及び/又は(例えば、図示せぬ電気配線を介して)電気的に接続され得る。
【0055】
一実施例では、油圧コントローラ468が、各油圧シリンダー464におけるストロングバック370の局所的な質量分率に比例して、各油圧シリンダー464において油圧を制御し得る。例えば、第1のヒンジポストセット470aにおけるストロングバック370の局所的な質量分率がストロングバック370の全質量の25%であると解析的に決定されたならば、油圧システム454は、25%の局所的な質量分率を支持するように、第1のヒンジ420a及び第1のポスト452aにおいて油圧シリンダー464の油圧を制御し得る。油圧コントローラ468は、同様に、ヒンジポストセット470b、470c、470dの各々におけるストロングバック370の局所的な質量分率に従って、第2、第3、及び第4のヒンジポストセット470b、470c、470dにおける油圧を制御し得る。
【0056】
油圧コントローラ468は、上述されたように、位置合わせ機構350が光学ツーリングターゲット354の現在の位置と光学ツーリングターゲット354の望ましい位置との間の不整合をモニターする一方で、浮遊位置404(図39参照)からドック位置406(図40参照)へ当て板302を垂直に下げるように構成され得る。上で示されたように、複合外板152と複合補強材200との間の接触に先立って、補強材ツーリングアセンブリ480の位置は、当て板302が補強材ツーリングアセンブリ480と位置合わせされるまで、(図示せぬ)1以上の台車又は自動搬送車を使用して調整され得る。
【0057】
図28は、当て板302が補強材ツーリングアセンブリ480にドッキングされ、且つ、ストロングバック370が当て板302から連結解除された後の、オープン位置400に向かうストロングバック370の回転を示す、システム300の斜視図である。上で示されたように、ストロングバック370から当て板302を連結解除することは、図15図16で示されたように、ストロングバック370を当て板302に連結するクランプアーム336を解放することによって達成され得る。
【0058】
図29は、オープン位置400にあるストロングバック370の斜視図である。ストロングバック370は、当て板302の側にあるヒンジ420によって、且つ、当て板302と反対側にある1以上のジャッキスタンド382(図20参照)によって支持され得る。当て板302は、補強材ツーリングアセンブリ480とドッキングされ、当て板302のレイアップ表面306と補強材ツーリング482との間に複合外板152及び複合補強材200をサンドウィッチするように示されている。
【0059】
図30は、ストロングバック370が除去された状態で、補強材ツーリングアセンブリ480とドッキングされている当て板302の斜視図である。図30では、複合外板152と複合補強材200とが共に係合され、複合アセンブリを形成している。(図示せぬ)真空バッグアセンブリが、減量、及び/又は共硬化若しくは共接合の準備において複合アセンブリに付けられ得る。これに関して、複合補強材200及び複合外板152は、(図示せぬ)バギングフィルムを用いて当て板302に対して密封され得る。バギングフィルムの端部は、当て板302の裏側304に対して密封され得る。当て板302、補強材ツーリングアセンブリ480、及びボンドカート486を含む、複合アセンブリは、ボンドカート486を1以上の台車と係合させること(例えば、1以上の台車を用いてボンドカート486を持ち上げること)によって、オーブン又はオートクレーブへ移送され得る。真空引きすること114aによって、圧密圧力がバギングフィルムに加えられ、及び/又は減量及び/又は複合外板152を複合補強材200と共硬化及び/又は共接合させる間に、(図示せぬ)オートクレーブ圧力が加えられる。
【0060】
図31は、翼長方向154に沿って切り取られた複合アセンブリの概略分解組立図であり、翼長方向154に沿って変化する複合外板152の減量前の厚さ166を示している。複合外板152に対する起伏のある補足であり得る、複合補強材200のフランジ206も示されている。示されている実施例では、複合外板152が、複合外板152の先端部分118におけるよりも大きい根元部分116での積層厚さ164を有する。更に、複合外板152は、その位置で主翼114によって支持されるエンジンナセル112からの増加された荷重を支持するために、その範囲内で積層厚さ164が局所的に増加され得るところの、ナセル部分120を含み得る。例えば、翼外板は、先端部分においておよそ30の複合プライ162を含み、根元部分においておよそ130の複合プライ162を含み、ナセル部分120においておよそ150以上の複合プライ162の局所的なビルドアップ(buildup)を含み得る。以下でより詳細に説明されるように、積層厚さ164における翼長方向の変化は、減量の間に積層厚さ164が低減されるところの量における変化をもたらし得る。
【0061】
図32は、減量のために圧密圧力を複合外板152及び複合補強材200に加えるために、補強材ツーリング482と当て板302との間にサンドウィッチされた複合外板152及び複合補強材200の概略図である。上で示されたように、圧密圧力は、真空引きすること114aによってバギングフィルムに加えられ、当て板302に対して複合アセンブリを密封する。更なる圧密圧力が、オートクレーブ環境内で加えられ得る。これに関して、幾つかの又はそれ以上の雰囲気の圧密圧力が、当て板302によって、補強材ツーリング482により支持された複合外板152及び複合補強材200上に加えられ得る。
【0062】
図33は、ストロングバック370が当て板から取り外された状態の、当て板302の従順さ(例えば、面外の柔軟性)を示している、図32のアセンブリの概略図である。例えば、複合外板152及び複合補強材200への圧密圧力の印加の間に、積層厚さ164は、およそ10%だけ低減され得る。翼長方向154に沿った積層厚さ164の変動のために、当て板302は、有利なことに、減量プロセスの間に、積層厚さ164が減量前の厚さ166から減量後の厚さ168へ低減され得るところの、種々の量を受け入れる面外の柔軟性を可能にするために、局所的に従順になるように構成され得る。更に、当て板302は、熱硬化性複合プライ162の硬化の間に生じ得る硬化収縮の結果として、積層厚さ164における低減を受け入れるように、局所的に従順であり得る。
【0063】
図34は、複合材アセンブリを共硬化又は共接合して、補強された複合外板パネル150を形成した後のシステム300の斜視図である。当て板302は、ストロングバック370に取り付けられ、ドック位置406から浮遊位置404へ垂直に上げられ、その後、クローズ位置402からオープン位置400へ回転され得る。硬化された補強された複合外板150は、検査などの後処理のために、補強材ツーリング482から除去され得る。
【0064】
図35は、補強された複合外板パネル150を製造する方法500に含まれ得る、1以上の工程を含むフローチャートである。該方法は、複合外板152を支持するためのレイアップ表面306を含む当て板302を提供するステップ502を含み得る。該方法は、図36で示されるように、複数の複合プライ162をレイアップして、レイアップ表面306上に複合外板152を形成することを更に含み得る。上で示されたように、複合外板152は、図36で示されるように、本明細書で開示された取り外し可能なストロングバック370を使用して、その後、硬化された又は未硬化の複合補強材と組み合わされ得るところの、未硬化の複合プライ162から形成され得る。しかし、ある実施例では、該方法が、ストロングバック370及び当て板302を使用して、共硬化又は共接合のために、硬化された複合外板152を硬化された又は未硬化の複合補強材200上へ回転させることを含み得る。
【0065】
該方法のステップ504は、補強材ツーリング482上にレイアップされた1以上の複合補強材200を有する、補強材ツーリングアセンブリ480(図36参照)を提供することを含み得る。これに関して、該方法は、複数の複合プライ162をレイアップして、補強材ツーリング482上に1以上の未硬化の複合補強材200を形成することを含み得る。上で示されたように、一実施例では、補強材ツーリング482が、各々が複合プライ162のレイアップを有する、複数の補強材形成ブロック484を備え得る。未硬化の複合プライ162を含む補強材形成ブロック484は、並列して配置され、補強材ツーリングアセンブリ480を形成する。
【0066】
該方法のステップ506は、複合外板152のレイアップの間に、且つ、上述されたように複数のヒンジ420を使用して当て板302を静止した補強材ツーリングアセンブリ上へ回転させる間に(図37図38参照)おいて、当て板302を支持するために、ストロングバック370を当て板302に取り外し可能に連結させることを含み得る。しかし、上述の更なる実施例では、静止した補強材ツーリングアセンブリ480と係合するように回転させるために、ストロングバック370を当て板302と連結させる代わりに、該方法は、静止した当て板302と係合するようにストロングバック‐補強材ツーリングアセンブリ480を回転させる前に、ストロングバック370を補強材ツーリングアセンブリ480と連結させることを含み得る。上述されたように、該方法は、ここで、ストロングバック370及び当て板302を静止した補強材ツーリングアセンブリ400上に回転させるという文脈で説明されているが、構造用部品及び工程ステップは、各オプションに対してほぼ類似している。
【0067】
該方法は、ストロングバック370を、当て板302に又は補強材ツーリングアセンブリ480(図36参照)に、取り外し可能に固定させることを含み得る。例えば、該方法は、図9図16で示されたように、当て板302の裏側304をストロングバック370に固定させるために、ストロングバック370に取り付けられた1以上のクランプ334を作動させることを含み得る。クランプ334(図15図16参照)は、空気圧で作動され及び/又は油圧で作動され得る、クランプアーム336を含み得る。例えば、クランプ334は、当て板302のソケット式固定具328をストロングバック370のボール式固定具322に固定させるために、クランプアーム336を作動させるための空気圧シリンダーを含み得る。ストロングバック370は、複合外板152のレイアップの前に、且つ、補強材ツーリングアセンブリ480と係合させるために当て板302を回転させる前に、当て板302に連結され得る。
【0068】
該方法は、更に、少なくとも1つのインデックス機構320(例えば、図13図14参照)を使用して、ストロングバック370を当て板302又は補強材ツーリングアセンブリ480に位置決めすることを更に含み得る。例えば、上で示されたように、当て板302は、対応する量のボール式固定具322(図14参照)との係合のために、複数のソケット式固定具328(図13参照)を含み得る。これに関して、該方法は、ストロングバック370と当て板302にそれぞれ取り付けられたボール式固定具322をソケット式固定具328に(又は逆であってもよい)係合させることを含み得る。上で示されたように、ソケット式固定具328の各々は、ボール326を受け入れるようにサイズ決定及び構成されたソケット332を有するプレート330を含み得る。ボール式固定具322及び/又はソケット式固定具328のうちの少なくとも1つは、当て板302をストロングバック370に取り外し可能に固定するためのクランプ334などの、固定機構を含む。
【0069】
該方法のステップ508は、オープン位置400(図36参照)とクローズ位置402(図38参照)との間で、ストロングバック370を回転させることを含み得る。図36は、オープン位置400にあるストロングバック370及び当て板302、並びに補強材ツーリングアセンブリ480の斜視図である。図37は、補強材ツーリングアセンブリ480に対して、オープン位置400からクローズ位置402まで回転する間のほぼ中間ポイントにおいて、ほぼ垂直に方向付けられたストロングバック370及び当て板を示している。一実施例では、複合外板152が、分子付着によって及び/又は機械的手段によって、当て板302のレイアップ表面306に対して保持され得る。図38は、クローズ位置402にある当て板302及びストロングバック370を示している。上で示されたように、クローズ位置は、補強材ツーリングアセンブリ480の上方の、当て板302の浮遊位置404を包含し得る。
【0070】
図39は、浮遊位置404にある当て板302及びストロングバック370、並びに複合外板152と複合補強材200との間の隙間408を示している。浮遊位置404では、ストロングバック370の質量の少なくとも一部分が、1以上のヒンジ420及び/又は1以上のポスト452に含まれ得る、1以上のリニアアクチュエータ456によって支持され得る。ストロングバック370の回転は、上述のように、ストロングバック370が連結され得るところの、1以上のヒンジ420に含まれ得る、1以上の回転アクチュエータ434(図26参照)によって促進され得る。例えば、ストロングバック370及び当て板302を回転させるステップは、ストロングバック370を支持しているヒンジ420の各々に含まれ得る、第1の回転アクチュエータ436(図26参照)及び第2の回転アクチュエータ438(図26参照)を作動させることを含み得る。
【0071】
該方法のステップ510は、当て板302及び補強材ツーリングアセンブリ480が浮遊位置404へと回転された後で、複合外板152と複合補強材200を互いに接触するように移動させることを含み得る。回転アクチュエータ434は、オープン位置400から、補強材ツーリングアセンブリ480の上方数センチ以上に配置された浮遊位置404であり得る、クローズ位置402への、ストロングバック370及び当て板302の最初の回転のために作動され得る。図39で示されているように、浮遊位置404において、隙間408が、複合外板152と複合補強材200との間に存在し得る。
【0072】
一旦浮遊位置404にあると、各ヒンジ420に含まれ得る機械的止め部458又はレバー462は、ロック位置(図39参照)からロック解除位置(図40参照)まで回転され、リニアアクチュエータ456(油圧シリンダー464)の制御の下で、ストロングバック取付ピン444に対するストロングバック取付フィッティング376の重力によって引き起こされた垂直の動きを可能にし、複合外板152と複合補強材200との間の隙間408を除去し得る。更に、ヒンジ420及び/又はポスト452に含まれ得る任意の機械的止め部458は、リニアアクチュエータ456が、隙間408が取り除かれ、複合外板152が複合補強材200と接触するように移動されるまで、浮遊位置404からドック位置406へのストロングバック370及び当て板302の、重力によって引き起こされた垂直の動きを許容することを可能にするように調整され得る。ヒンジ420及び/又はポスト452に含まれ得る機械的止め部458は、ヒンジ420及び/又はポスト452のリニアアクチュエータ456(油圧シリンダー464)の1以上が不具合の場合に、機械的止め部458が、更なる垂直の動きに対抗してストロングバック370の質量を支持し、それによって、ストロングバック370の重量が当て板302又は補強材ツーリングアセンブリ480に伝達されることを妨げるように、特定の位置に調整され得る。
【0073】
当て板302を補強材ツーリングアセンブリ480にドッキングさせるプロセスは、少なくとも1つの位置合わせ機構350を使用して(図22図23参照)、当て板302を補強材ツーリングアセンブリ480に位置合わせすることも含み得る。これに関して、当て板302を補強材ツーリングアセンブリ480に位置合わせするステップは、上述のように、コンピュータ援用計測(CAM)デバイス(例えば、レーザ測定デバイス352(図22図23参照))を使用して、位置合わせ機構350のための基準点としてのヒンジ軸428の位置に基づいて、複合外板152の複合補強材200との位置ずれを検出することを含み得る。該方法は、複合外板152が複合補強材200と位置合わせされるまで、当て板302に対して補強材ツーリングアセンブリ480のx‐y位置を調整することを更に含み得る。
【0074】
上で示されたように、補強材ツーリングアセンブリ480のx‐y位置の調整は、ボンドカート486の下に配置され得る、(図示せぬ)台車又は(図示せぬ)遠隔誘導された車を使用することによって、容易にされ得る。遠隔制御などを介した指示命令に際して、そのような自動搬送車は、ボンドカート486を垂直方向すなわちz方向へわずかな量だけ(例えば、数インチまで)持ち上げ、位置合わせ機構350からのずれ測定に基づいて、複合外板152が複合補強材200と位置合わせされるまで、x‐y方向における補強材ツーリングアセンブリ480の位置決めを可能にする。一旦、複合外板152が複合補強材200に位置合わせされると、自動搬送車は、ボンドカート486を垂直に下げて、作業現場の床へ降ろし戻すように指示命令され得る。
【0075】
上述されたように、該方法のステップ512は、複合外板152と複合補強材200が互いに接触するように移動される際に、相殺システム450を使用して、ストロングバック370の質量の少なくとも一部分を相殺することを含み得る。図39図40で示されるように、該方法は、複合外板152と複合補強材200が互いに接触するまで、浮遊位置404からドック位置406までストロングバック370及び当て板302を垂直に下げることを含み得る。ストロングバック370を垂直に下げるプロセスは、ストロングバック370の外周に沿って配置された上述のリニアアクチュエータ456を用いて、ストロングバック370を支持し且つ下げることを含み得る。
【0076】
上で示されたように、ヒンジ420の各々は、リニアアクチュエータ456(例えば、油圧シリンダー464)を含み得る。同様に、ポスト452の各々は、リニアアクチュエータ456を含み得る。リニアアクチュエータ456は、油圧システム454(図27参照)の部分であり、互いに協働しながら独立して操作され、ストロングバック370の質量を支持し、補強材ツーリングアセンブリ480とドッキング係合するように、ストロングバック370及び当て板302を下げ得る。相殺システム450のリニアアクチュエータ456は、有利なことに、ストロングバック370の質量の実質的な部分又はストロングバック370の質量の全体が、当て板302、複合外板152、複合補強材200、及び/又は補強材ツーリング482に伝達されることを妨げ得る。
【0077】
ストロングバック370の質量を相殺するステップは、油圧コントローラ468を使用して、ストロングバック370の垂直方向の位置決めの間に、油圧シリンダー464(リニアアクチュエータ456)における油圧を制御することを含み得る。図27で示されたように、油圧シリンダー464は、油圧コントローラ468に流体結合され、及び/又は油圧コントローラ468によって制御され得る。油圧コントローラ468は、各油圧シリンダー464における油圧が、各油圧シリンダー464におけるストロングバック370の局所的な質量分率に従って分配されるように、各油圧シリンダー464における油圧を制御し得る。
【0078】
該方法のステップ514は、図41図42で示されるように、当て板302からストロングバック370を取り外し(例えば、固定解除し)、ストロングバック370をオープン位置400へ回転させることを含み得る。該方法は、当て板302の外周314に対して密封された(図示せぬ)バギングフィルムを使用して、当て板302に対して複合アセンブリを密封することによって、複合アセンブリ(例えば、複合外板152及び複合補強材200)を(図示せぬ)真空バギングすることを更に含み得る。(図示せぬ)真空圧が、バギングフィルムに加えられ、圧密圧力(例えば、オートクレーブ圧)の少なくとも1以上の雰囲気を、補強材ツーリング482によって支持されている複合外板152及び複合補強材200上に加える。
【0079】
該方法のステップ516は、当て板302が補強材ツーリングアセンブリ480に係合され、ストロングバック370が当て板302から取り外された状態で、複合外板152を複合補強材200と共硬化又は共接合させることを含み得る。上で示されたように、(図示せぬ)1以上の台車又は自動搬送車は、複合外板152を減量し及び/又は複合補強材200と共硬化及び/又は共接合させるために、アセンブリ(例えば、ボンドカート、補強材ツーリング482、複合補強材200、複合外板152、及び当て板302)をオーブン又はオートクレーブに移送し得る。
【0080】
共硬化又は共接合の後で、アセンブリは、(図示せぬ)自動搬送車を使用するなどして、(図示せぬ)オーブン又は(図示せぬ)オートクレーブから除去され、それらは、アセンブリをオープン位置にあるストロングバックに隣接して配置する。位置合わせシステム350は、補強材ツーリングアセンブリを、当て板302が取り付けられるところのヒンジ420のヒンジ軸428と位置合わせするために起動され得る。回転アクチュエータ434(例えば、第1及び第2の回転アクチュエータ436、438)が起動され、オープン位置400から浮遊位置404へ、ストロングバック370(図21参照)を回転させ得る。ヒンジ420及びポスト452のリニアアクチュエータ456は、油圧システム454によって制御され、ストロングバック370を当て板302と係合させるように垂直に下げる間に、ストロングバック370の質量を支持し得る。
【0081】
インデックス機構320(図13図14参照)は、上述のボール式固定具322及び対応するソケット式固定具328を使用するなどして、ストロングバックの当て板との位置合わせを容易にし得る。一旦、ストロングバック370が当て板302に係合されると、クランプアーム336(図15図16参照)の1以上が作動され、当て板302をストロングバック370に固定し得る。当て板302をストロングバック370に固定した後で、アセンブリは、リニアアクチュエータ456を使用するなどして、浮遊位置404まで垂直に持ち上げられ得る。ヒンジの回転アクチュエータ434が、その後、起動され、そのとき、ストロングバック370及び当て板302がオープン位置400へと回転され、検査などの後処理のために補強材ツーリング482上で支持された、硬化された補強された複合外板パネル150が残される。
【0082】
更に、本開示は下記の条項による実施形態を含む。
条項1
補強された複合外板パネルを製造するためのシステムであって、
複数の複合補強材を支持するように構成された補強材ツーリングを含む補強材ツーリングアセンブリ、
複合外板をレイアップするためのレイアップ表面を有する当て板、
前記当て板と前記補強材ツーリングアセンブリのうちの一方に、取り外し可能に連結されるストロングバック、並びに
各々が固定ヒンジ部分及び可動ヒンジ部分を有する複数のヒンジであって、前記当て板の前記補強材ツーリングアセンブリとの係合のために、オープン位置とクローズ位置との間で回転するように、前記ストロングバックと前記補強材ツーリングアセンブリのうちの一方に前記可動ヒンジ部分が連結されている、複数のヒンジを備える、システム。
条項2
前記複合外板と前記複合補強材が互いに接触するように移動されるときに、前記ストロングバックの質量の少なくとも一部分を相殺するように構成された相殺システムを更に含む、条項1に記載のシステム。
条項3
前記相殺システムが、前記ストロングバックのストロングバック外周に沿って配置された複数のリニアアクチュエータを含み、
前記リニアアクチュエータが、浮遊位置とドック位置との間で、前記ストロングバック、及び前記当て板と前記補強材ツーリングアセンブリのうちの一方を、垂直に移動させるように構成され、前記複合外板と前記複合補強材が前記ドック位置で互いに接触する、条項2に記載のシステム。
条項4
前記相殺システムが、
前記ストロングバックのストロングバック外周に沿って配置された複数のポストを含み、
前記ポストの1以上がリニアアクチュエータを含む、条項3に記載のシステム。
条項5
前記リニアアクチュエータが、各油圧シリンダーにおける油圧を制御するように構成された油圧コントローラに流体結合された複数の油圧シリンダーとして構成される、条項3に記載のシステム。
条項6
前記ヒンジの少なくとも1つに取り付けられ、前記ストロングバックと前記補強材ツーリングアセンブリのうちの一方を回転させるように構成された、1以上の回転アクチュエータを更に含む、条項1に記載のシステム。
条項7
前記当て板と前記補強材ツーリングアセンブリのうちの一方に、前記ストロングバックを位置決めするように構成された、少なくとも1つのインデックス機構を更に備える、条項1に記載のシステム。
条項8
前記インデックス機構が、前記ストロングバック、及び前記当て板と前記補強材ツーリングアセンブリのうちの一方に取り付けられた、ボール式固定具とソケット式固定具を含む、条項7に記載のシステム。
条項9
前記ストロングバックに取り付けられ、前記ストロングバックを前記当て板と前記補強材ツーリングアセンブリのうちの一方に取り外し可能に固定するように構成された、複数のクランプを更に含む、条項1に記載のシステム。
条項10
前記当て板を前記補強材ツーリングアセンブリと位置合わせするように構成された、又はその逆の、少なくとも1つの位置合わせ機構を更に備える、条項1に記載のシステム。
条項10.5
前記当て板を前記補強材ツーリングアセンブリと位置合わせするように構成され、又は前記補強材ツーリングアセンブリを前記当て板と位置合わせするように構成された、少なくとも1つの位置合わせ機構を更に備える、条項1に記載のシステム。
条項11
補強された複合外板パネルを製造するためのシステムであって、
複数の複合補強材を支持するように構成された補強材ツーリングを含む補強材ツーリングアセンブリ、
複合外板を支持するためのレイアップ表面を有する当て板、
前記当て板と取り外し可能に連結されたストロングバック、
各々がリニアアクチュエータ、固定ヒンジ部分、及び可動ヒンジ部分を有する複数のヒンジであって、前記固定ヒンジ部分が固定された物体に連結され、前記当て板の前記補強材ツーリングアセンブリとの係合のために、オープン位置とクローズ位置との間で前記ストロングバックが回転するように、前記ストロングバックに前記可動ヒンジ部分が連結されている、複数のヒンジ、
前記クローズ位置にあるときに、前記ストロングバックの1以上の側部に配置される複数のリニアアクチュエータを備え、
前記リニアアクチュエータが、浮遊位置から前記複合外板が前記複合補強材と接触しているドック位置へ、前記ストロングバック及び前記当て板を垂直に下げるために協働する、システム。
条項12
補強された複合外板パネルを製造するための方法であって、
複合外板を支持するレイアップ表面を含む当て板を提供すること、
補強材ツーリング上にレイアップされた1以上の複合補強材を含む複合補強材アセンブリを提供すること、
各々が固定ヒンジ部分及び可動ヒンジ部分を有する複数のヒンジを使用して、前記当て板と補強材ツーリングアセンブリのうちの一方に、ストロングバックを取り外し可能に連結させることであって、前記固定ヒンジ部分が固定された物体に連結され、前記可動ヒンジ部分が前記ストロングバックに連結される、連結させること、並びに
前記複合外板を前記複合補強材と係合させて補強された複合外板パネルを形成するために、オープン位置からクローズ位置へ、前記当て板と前記補強材ツーリングアセンブリのうちの一方に連結された前記ストロングバックを回転させることを含む、方法。
条項13
前記複合外板を前記複合補強材と係合させた後で、前記当て板と前記補強材ツーリングアセンブリのうちの一方から前記ストロングバックを取り外し、前記ストロングバックを前記オープン位置に向けて回転させることを更に含む、条項12に記載の方法。
条項14
前記複合外板と前記複合補強材が互いに接触するように移動されるときに、相殺システムを使用して、前記ストロングバックの質量の少なくとも一部分を相殺することを更に含む、条項12に記載の方法。
条項15
前記ストロングバックを相殺するステップが、
前記複合外板が前記複合補強材と接触するまで、浮遊位置からドック位置へ、前記ストロングバック、及び前記当て板と前記補強材ツーリングアセンブリのうちの一方を、垂直に下げることを含む、条項14に記載の方法。
条項16
前記ストロングバックを垂直に下げるステップが、
前記ストロングバックの外周に沿って配置された1以上のリニアアクチュエータを使用して、前記ストロングバックを支持し且つ下げることを含む、条項15に記載の方法。
条項17
前記リニアアクチュエータが油圧シリンダーであり、前記ストロングバックの前記質量を相殺するステップが、
前記ストロングバックの局所的な質量分率に従って、各油圧シリンダーにおける油圧が分配されるように、油圧コントローラを使用して、前記油圧シリンダー内の油圧を制御することを含む、条項16に記載の方法。
条項18
前記複合外板と前記複合補強材が互いに接触するように移動されるときに、少なくとも1つの位置合わせ機構を使用して、前記当て板を前記補強材ツーリングアセンブリと位置合わせすることを更に含む、条項12に記載の方法。
条項19
前記当て板と前記補強材ツーリングアセンブリのうちの一方に連結された前記ストロングバックを回転させるステップが、
前記ヒンジの第1の回転アクチュエータ及び第2の回転アクチュエータを使用して、前記当て板と前記補強材ツーリングアセンブリのうちの一方に連結された前記ストロングバックを回転させることを含む、条項12に記載の方法。
条項20
前記当て板と前記補強材ツーリングアセンブリのうちの一方に、前記ストロングバックを取り外し可能に連結させるステップが、
複数のクランプを使用して、前記当て板と前記補強材ツーリングアセンブリのうちの一方に、前記ストロングバックを取り外し可能に固定することを含む、条項12に記載の方法。
条項21
少なくとも1つのインデックス機構を使用して、前記当て板と前記補強材ツーリングアセンブリのうちの一方に、前記ストロングバックを位置決めすることを更に含む、条項12に記載の方法。
条項22
前記当て板と前記補強材ツーリングアセンブリのうちの一方に、前記ストロングバックを位置決めするステップが、
前記ストロングバック、及び前記当て板と前記補強材ツーリングアセンブリのうちの一方に、それぞれ取り付けられた、ボール式固定具をソケット式固定具に係合させること、又はその逆を、含む、条項21に記載の方法。
条項22.5
前記当て板と前記補強材ツーリングアセンブリのうちの一方に、前記ストロングバックを位置決めするステップが、
前記ストロングバック、及び前記当て板と前記補強材ツーリングアセンブリのうちの一方に、それぞれ取り付けられた、ボール式固定具をソケット式固定具に係合させること、又は前記ストロングバック、及び前記当て板と前記補強材ツーリングアセンブリのうちの一方に、それぞれ取り付けられた、ソケット式固定具をボール式固定具に係合させることを含む、条項21に記載の方法。
【0083】
本開示の更なる修正及び改良が、当業者には明らかであろう。したがって、本明細書で説明され図示されている、部品の特定の組み合わせは、本開示の特定の実施例のみを表すことを意図しており、本開示の精神及び範囲に含まれる代替的な実施例を限定する役割を果たすことは意図していない。
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