特開 2024-65003 複合プリプレグからのフィルム層の分離

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024065003

(43)【公開日】2024-05-14

(54)【発明の名称】複合プリプレグからのフィルム層の分離

(51)【国際特許分類】

   B65H 41/00 20060101AFI20240507BHJP

【ＦＩ】

B65H41/00 B

【審査請求】未請求

【請求項の数】26

【出願形態】ＯＬ

【外国語出願】

(21)【出願番号】P 2023142238

(22)【出願日】2023-09-01

(31)【優先権主張番号】18/050,335

(32)【優先日】2022-10-27

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(71)【出願人】

【識別番号】523043898

【氏名又は名称】ザ・ボーイング・カンパニー

(74)【代理人】

【識別番号】100108453

【弁理士】

【氏名又は名称】村山 靖彦

(74)【代理人】

【識別番号】100133400

【弁理士】

【氏名又は名称】阿部 達彦

(74)【代理人】

【識別番号】100163522

【弁理士】

【氏名又は名称】黒田 晋平

(74)【代理人】

【識別番号】100154922

【弁理士】

【氏名又は名称】崔 允辰

(72)【発明者】

【氏名】ルイス・ヴェラスケス

【テーマコード（参考）】

3F108

【Ｆターム（参考）】

3F108JA02

(57)【要約】

【課題】本発明は、熱硬化性プリプレグを使用して複合部品を作製することに関し、特に、プリプレグのプライ上のポリフィルム裏材を分離することに関する。
【解決手段】プリプレグのプライに接着されたフィルム層が、２つの締付部材間にプライを締め付けられ、プライの露出した縁部を軽打することによってプライから分離される。
【選択図】図６

【特許請求の範囲】

【請求項1】

複合プリプレグのプライ（２２）に接着されたフィルム層（２４）を分離する方法であって、
前記プライ（２２）の縁部（５４）を宙に浮かせた（８０）状態で第１の締付部材（３８）と第２の締付部材（４０）との間に前記プライ（２２）を締め付けるステップと、
前記フィルム層（２４）が前記縁部（５４）において前記プライ（２２）から分離する（５８）まで、自動化されたシステムを使用して前記プライ（２２）の前記縁部（５４）を軽打するステップと、
を含む、方法。

【請求項2】

前記プライ（２２）が、角部（７２）を有し、
前記縁部（５４）が、前記プライ（２２）の前記角部（７２）に位置し、
前記縁部（５４）を軽打するステップが、前記第１の締付部材（３８）と前記第２の締付部材（４０）との間に前記プライ（２２）を締め付けるステップ中に前記角部を軽打するステップによって実行される、
請求項１に記載の方法。

【請求項3】

前記プライ（２２）を締め付けるステップが、前記プライ（２２）の前記縁部を前記縁部（５４）の長さに沿って片持ち支持して宙に浮かせる（８０）ように、前記第１の締付部材（３８）と前記第２の締付部材（４０）との間に前記プライ（２２）を位置決めするステップを含む、請求項２に記載の方法。

【請求項4】

前記プライ（２２）を締め付けるステップが、前記角部（７２）が前記第１の締付部材（３８）及び前記第２の締付部材（４０）を越えて延伸し、かつ前記第１の締付部材（３８）及び前記第２の締付部材（４０）から片持ち支持されるように、前記第１の締付部材（３８）と前記第２の締付部材（４０）との間に前記プライ（２２）を位置決めするステップを含む、請求項２に記載の方法。

【請求項5】

前記プライ（２２）を締め付けるステップが、前記プライ（２２）の角部（７２）を宙に浮かせるステップを含み、
前記縁部（５４）を軽打するステップが、前記プライ（２２）の前記角部（７２）を叩く（５２）ステップによって実行される、
請求項１に記載の方法。

【請求項6】

前記角部（７２）を叩く（５２）ステップが、軽打器（４８）を回転（５０）させ、前記軽打器（４８）を使用して前記プライ（２２）の前記角部（７２）を繰り返し叩く（５２）ステップによって実行される、請求項５に記載の方法。

【請求項7】

前記プライ（２２）からの前記フィルム層（２４）の分離（５８）を、
前記縁部（５４）が前記第１の締付部材（３８）及び前記第２の締付部材（４０）を越えて延伸する距離（３３）と、
前記第１の締付部材（３８）及び前記第２の締付部材（４０）によって前記プライ（２２）に加えられる締付力（Ｆ）と、
前記角部（７２）を叩く（５２）の間に前記プライ（２２）の前記角部（７２）に加えられる力と、
前記角部（７２）を叩く（５２）の頻度と、
前記プライ（２２）の温度と、
前記フィルム層（２４）が前記プライ（２２）から分離されるべき程度と、
のうちの少なくとも１つを調整することによって最適化するステップをさらに含む、
請求項５に記載の方法。

【請求項8】

前記フィルム層（２４）が前記プライ（２２）から予め選択された分離（５８）の程度分離（５８）したときを感知するステップと、
前記予め選択された分離（５０）の程度が感知されたときに前記軽打することを終了させるステップと、
をさらに含む、請求項１に記載の方法。

【請求項9】

前記プライ（２２）内の樹脂マトリックスの粘度を低下させることによって前記プライ（２２）への前記フィルム層（２４）の付着を低減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10】

前記粘度を低下させるステップが、前記縁部（５４）を冷却するステップによって実行される、請求項９に記載の方法。

【請求項11】

前記締め付けるステップ及び前記軽打するステップが、自動制御エンドエフェクタ（２８）によって実行される、請求項１に記載の方法。

【請求項12】

複合プリプレグのプライ（２２）からフィルム層（２４）を分離するための装置であって、
エンドエフェクタ（２８）と、
前記エンドエフェクタ（２８）上に取り付けられており、前記プライ（２２）を締め付ける締付機構（３６）と、
前記プライ（２２）の縁部（５４）を軽打することによって前記フィルム層（２４）を前記プライ（２２）から分離（５８）する軽打機構（４２）と、
を備える、装置。

【請求項13】

前記軽打機構（４２）が、前記プライ（２２）を繰り返し叩く（５２）回転軽打器（４８）を含む、請求項１２に記載の装置。

【請求項14】

前記締付機構（３６）が、第１の締付部材（３８）及び第２の締付部材（４０）を含み、前記プライ（２２）の少なくとも一部分（５６）が、前記プライ（２２）の前記一部分（５６）が前記第１の締付部材（３８）及び前記第２の締付部材（４０）から片持ち支持されるように、前記第１の締付部材（３８）と前記第２の締付部材（４０）との間に締め付けられ得る、請求項１２に記載の装置。

【請求項15】

前記エンドエフェクタ（２８）、前記締付機構（３６）、及び前記軽打機構（４２）の動作を制御するプログラムされたコントローラ（９２）をさらに備える、請求項１２に記載の装置。

【請求項16】

前記プログラムされたコントローラ（９２）が、
前記締付機構（３６）によって前記プライ（２２）に加えられる締付力（Ｆ）と、
前記軽打機構（４２）によって前記プライ（２２）に加えられる軽打力と、
前記軽打機構による軽打の頻度と、
前記縁部（５４）が前記締付機構（３６）を越えて延伸する距離と、
前記プライの温度と、
前記フィルム層（２４）が前記プライ（２２）から分離されるべき程度と、
のうちの少なくとも１つを制御するようにプログラムされている、請求項１５に記載の装置。

【請求項17】

前記軽打機構（４２）が、前記プライ（２２）の縁部（５４）を叩く（５２）可撓性軽打器（４８）を含む、請求項１２に記載の装置。

【請求項18】

前記軽打機構（４２）が、前記エンドエフェクタ（２８）上に取り付けられている、請求項１２に記載の装置。

【請求項19】

複合プリプレグのプライ（２２）からフィルム層（２４）を除去するためのシステムであって、
プリプレグのプライ（２２）を取り上げ締め付ける第１のロボットシステム（９４）と、
前記プライ（２２）が前記第１のロボットシステム（９４）によって締め付けられている間に前記プライ（２２）から前記フィルム層（２４）を分離する第２のロボットシステム（９６）と、
を備える、システム。

【請求項20】

前記第１のロボットシステム（９４）が、
第１の締付部材（３８）及び第２の締付部材（４０）を含む締付機構（３６）を含み、前記第１の締付部材（３８）及び前記第２の締付部材（４０）が、前記プライ（２２）の縁部（５４）を露出し宙に浮かせた（８０）状態で前記第１の締付部材（３８）と前記第２の締付部材（４０）との間に前記プライ（２２）を締め付けるように構成されている、請求項１９に記載のシステム。

【請求項21】

前記第２のロボットシステム（９６）が、前記プライ（２２）の前記縁部（５４）を叩く（５２）軽打器（４８）を有する軽打機構（４２）を含む、請求項２０に記載のシステム。

【請求項22】

前記第１のロボットシステム（９４）及び前記第２のロボットシステム（９６）の動作を制御するプログラムされたコントローラ（９２）をさらに備える、請求項２１に記載のシステム。

【請求項23】

前記プログラムされたコントローラ（９２）が、
前記プライ（２２）が前記締付機構（３６）を越えて延伸する距離と、
前記締付機構（３６）によって前記プライ（２２）に加えられる締付力（Ｆ）と、
叩く（５２）間に前記プライ（２２）の前記縁部（５４）に加えられる力と、
叩く（５２）の頻度と、
前記プライ（２２）の温度と、
前記フィルム層（２４）が前記プライ（２２）から分離される（５８）べき程度と、
のうちの少なくとも１つを最適化するプログラムされた命令のセット（９３）を含む、請求項２２に記載のシステム。

【請求項24】

前記第２のロボットシステム（９６）が、前記フィルム層（２４）が前記プライ（２２）から分離された（５８）後に前記プライ（２２）から前記フィルム層（２４）を除去するフィルム層除去器（６２）を含む、請求項１９に記載のシステム。

【請求項25】

前記プライ（２２）を冷却すること（５７）によって前記プライ（２２）の粘度を低下させるコントローラ（７４）をさらに備える、請求項１９に記載のシステム。

【請求項26】

前記プライ（２２）からの前記フィルム層（２４）の分離（５８）を感知するためのセンサ（６６）をさらに備える、請求項１９に記載のシステム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

背景情報
本開示は、一般に、複合積層部品の生産に関し、より詳細には、複合プリプレグからポリ裏打フィルムを分離するための方法、装置、及びシステムを扱う。

【背景技術】

【0002】

熱硬化性予備含浸（「プリプレグ」）複合材料は、通常、プライの一方の側面上に接着されたポリフィルム層を有するロール形態の単一のプライ厚さとして供給される。ポリフィルム層は、材料がロール形態であるか又はシートとして積み重ねられているときに、層間の粘着を防止するように機能する。「裏打紙」と呼ばれることもあるポリフィルム層は、プライが貯蔵及び／又は最終形状に切断されている間、粘着を防止するためにプライ上に残る。複合部品を形成するためにプライを積み重ねる(lay up)前に、ポリフィルム層を除去しなければならない。高い生産環境でポリフィルム層を除去するための自動化された機器の使用は、除去プロセスがプライの縁部に沿ってプライからフィルム層を分離する最初のステップから開始しなければならないため、困難であり得る。分離プロセスはプライの損傷又は汚染を回避しなければならないため、プライからフィルムを分離することもまた困難である。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0003】

したがって、自動化することができ、かつ分離プロセス中のプライの損傷又は汚染を回避する、プリプレグプライからフィルム層を分離する方法、装置、及びシステムを提供することが望ましい場合がある。

【課題を解決するための手段】

【0004】

本開示は、一般に、熱硬化性プリプレグを使用して複合部品を作製することに関し、特に、プリプレグのプライ上のポリフィルム裏材を分離することに関する。

【0005】

一態様によれば、複合プリプレグのプライに接着されたフィルム層を分離する方法が提供される。方法は、プライの縁部を露出させ宙に浮かせた状態で、第１の締付部材と第２の締付部材との間にプライを締め付けるステップを含む。方法はまた、フィルム層が縁部においてプライから分離するまで、自動化されたシステムを使用してプライの縁部を軽打する(flick)ステップを含む。

【0006】

別の態様によれば、複合プリプレグのプライからフィルム層を分離するための装置が提供される。装置は、エンドエフェクタと、締付機構と、軽打機構と、を備える。締付機構は、エンドエフェクタ上に取り付けられており、プライを締め付けるように構成されている。軽打機構は、プライの縁部を軽打することによってフィルム層をプライから分離するように構成されている。

【0007】

さらに別の態様によれば、複合プリプレグのプライからフィルム層を除去するためのシステムが提供される。システムは、プリプレグのプライを取り上げ締め付ける第１のロボットシステムと、プライからフィルム層を分離する第２のロボットシステムと、を備える。

【0008】

開示された実施形態の利点のうちの１つは、プライからフィルム層を除去する準備において、プリプレグのプライに接着されたフィルム層をプライから容易にかつ確実に分離することができることである。別の利点は、プライからのフィルム層の分離が自動化されることである。開示された実施形態のさらなる利点は、プライを取り上げ、置くために使用されるエンドエフェクタ上にフィルム層除去機構を搭載することができることである。さらに別の利点は、プライからのフィルム層の分離を感知することができ、プライからのフィルム層の分離のプロセスを最適化するように動作パラメータを自動的に制御することができることである。

【0009】

形態、機能、及び利点は、本開示の様々な例において個別に達成することができ、又は、さらなる詳細を以下の説明及び図面を参照して理解することができるさらに別の例において組み合わせられ得る。

【0010】

例示的な例の特性であると考えられる新規の形態が、添付の特許請求の範囲に記載されている。しかしながら、例示的な例、並びにそれらの好ましい使用のモード、さらなる目的、及び利点は、添付の図面と併せて読んだときに本開示の例示的な例に関する以下の詳細な説明を参照することによって、最もよく理解されるであろう。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】マニピュレータがプリプレグプライをスタックから取り上げ、それらを積重ツール上に置く斜視図である。

【図2】プリプレグプライのうちの１つの角部を示す部分斜視図である。

【図3】第１及び第２の締付部材間に締め付けられたプリプレグプライの角部を軽打する軽打機構を示す部分斜視図である。

【図3A】プリプレグプライの角部を軽打するための１つの技術を示す部分側面図である。

【図3B】図３Ａに類似しているが、プリプレグプライの角部を軽打するための代替的な軽打技術を示す図である。

【図4】図３に類似しているが、プリプレグプライから分離されたフィルムを示す図である。

【図5】第１及び第２の締付部材間に締め付けられたプリプレグプライの長手方向に延伸する縁部に対する軽打器の代替形態の位置を示す部分斜視図である。

【図6】マニピュレータを使用してフィルム層を分離するためのシステムのブロックと概略図とを組み合わせた図である。

【図7】軽打機構及び締付機構を単一のロボットによってどのように動作させることができるかを示すブロックと概略図とを組み合わせた図である。

【図8】２つのロボットシステムを使用してプリプレグプライの縁部からフィルム層を分離するための代替システムのブロックと概略図とを組み合わせた図である。

【図9】プリプレグプライの縁部からフィルム層を分離する方法の全体ブロック図である。

【図10】航空機の生産及び保守点検方法体系のフロー図である。

【図11】航空機のブロック図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

最初に図１を参照すると、熱硬化性複合プリプレグが所定の形状を有するプライ２２に切断されており、プライ２２は所望のプライ計画に従って順序付けられたスタック２０に組み立てられている。プライ２２の各々は、熱硬化性樹脂マトリックス内に保持された補強材を備える。プライ２２は、マニピュレータ２６上のエンドエフェクタ２８によってスタック２０から順次取り上げられる（３２）。マニピュレータ２６は、プライ２２を移送し３４、積重ツール３０上に置き、そこでプライ２２はいくつかの好適な形成技術のうちのいずれかを用いて積重ツール３０上に形成される。図２に示すように、プライ２２の各々は、プライ２２がそれらの粘着性のためにスタック２０内で一緒に粘着するのを防止するために、プライ２２に接着された「裏打紙」と呼ばれることもある好適なポリマーのフィルム層２４を有する。フィルム層２４は、プライ２２が積重ツール３０上に積み重ねられる前に除去されなければならない。フィルム層２４を除去するには、プライ２２の縁部５４に沿ってフィルム層２４をプライ２２から分離し、次いでフィルム層２４をプライ２２から剥がす必要がある。

【0013】

ここで、プライ２２からフィルム層２４を分離する方法を示す図３及び図４に注目する。この例では、プライ２２は、第１の締付部材３８と第２の締付部材４０との間に締め付けられており、プライ２２の縁部５４は、露出され宙に浮かされた（８０）状態である。この例では、縁部５４は露出しており、プライ２２の角部７２にのみ位置するが、他の例では、プライ２２の縁部５４に沿った長さＬ（図５）が露出していてもよい。プリプレグの相対的な剛性のために、プライ２２の縁部５４、特に角部７２は、第１及び第２の締付部材３８、４０から片持ち支持されている（３５）。プライ２２は、縁部５４が締付部材３８、４０を越えて予め選択された距離３３だけ外側に延伸するように、締付部材３８、４０間に配置される。プライ２２が第１及び第２の締付部材３８、４０間に締め付けられた状態で、角部７２と重なり合う関係に位置決めされた軽打器４８が、軽打機構４２によって回転させられ（５０）、この軽打機構は、軽打器４８にプライ２２の縁部５４を叩かせる（５２）。縁部５４を叩くことにより、プライ２２に衝撃エネルギー４４が与えられ、これにより、フィルム層２４がプライ２２から（図４）分離される（５８）。縁部５４のみを露出させるようにプライを締め付けることにより、縁部５４を孤立させて安定させ、したがって、軽打器４８によってプライ２２に与えられる衝撃エネルギーを集中させる。軽打器４８は、プライ２２を叩き（５２）、衝撃エネルギー４４を与えるのに十分な剛性を有する任意の好適な材料を含み得る。しかしながら、いくつかの例では、軽打器４８は剛性であり得、一方、他の例では、軽打器４８は叩かれることによるプライ２２の損傷の可能性を低減するために可撓性であり得る。軽打器４８の形状は、軽打器４８によって縁部５４に与えられる衝撃エネルギーを最大にするために、軽打器４８が叩く（５２）縁部５４の形状に適合するように構成されている。

【0014】

図３Ａを参照すると、一例では、軽打器４８は所望の頻度で回転させられて５０、プライ２２の一方の側面２２ａのみを１回以上叩き得る（５２）。図３Ｂに示す別の例では、軽打器４８は、縁部５４を通り越して下方に回転し５０、プライ２２を撓ませ、次いでプライ２２の両方の側面２２ａ、２２ｂを繰り返し叩く（５２）ように戻り得る。第１及び第２の締付部材３８、４０によってプライ２２に加えられる締付力Ｆは、縁部５４を軽打器４８で叩いているときにプライ２２が移動することを防止するのに十分であるべきである。このようにプライ２２を締め付けることにより、縁部５４をプライ２２の他の領域から効果的に孤立させ、衝撃エネルギー４４をプライ２２の他の領域に内向き４３に伝播するのではなく、縁部５４に集中させる。後述するように、プライ２２の縁部５４は、熱硬化性樹脂マトリックスの粘度を低下させるために、軽打プロセスの前及び／又はその間に冷却され得、これによりその粘着性が低下し、したがって、フィルム層２４への接着が低減し、フィルム層２４をプライ２２から分離することがより容易になる。

【0015】

図３及び図４に示す例では、プライの角部７２のみが第１及び第２の締付部材３８、４０を越えて所望の距離３３だけ延伸しており、軽打器４８による叩きを受ける。しかしながら、図５に示すように、プライ２２は、角部７２のみではなく縁部５４の長さＬを露出し宙に浮かせ得る（８０）ように、第１及び第２の締付部材３８、４０間に締め付けられてもよい。したがって、縁部５４全体がその長さＬに沿って片持ち支持されてもよい。この例では、軽打器４８は、露出された縁部５４の実質的に全体の長さＬを叩く（５２）のに十分な幅Ｗを有する。

【0016】

ここで、プライ２２からフィルム層２４を分離し除去するためのシステム５５を概略的に示す図６を参照する。後述するように、システム５５は自動化されている。締付機構３６が、例えば多関節アーム又はガントリ型ロボットを備え得るマニピュレータ２６上に取り付けられた自動制御エンドエフェクタ２８上に取り付けられている。締付機構３６は、第１の締付部材３８及び第２の締付部材４０を含み、第１の締付部材３８及び第２の締付部材４０は、プライ２２の少なくとも一部分を移動に対してしっかりと保持するのに十分な力Ｆでプライ２２をそれらの間に締め付ける。前述の例のように、プライ２２の縁部５４は、プライ２２からのフィルム層２４の分離を容易にするように最適化された予め選択された距離３３だけ、第１及び第２の締付部材３８、４０に片持ち支持され（３５）、それらを越えて延伸する。その結果、縁部５４が露出され、宙に浮かせられる。システム５５は、露出した縁部５４を１回以上叩く（５２）ように位置決めされた軽打器４８を含む軽打機構４２をさらに含む。軽打機構４２は、軽打器４８を直接又は好適な伝動装置（図示せず）を介してのいずれかで駆動して回転させる（５０）好適なモータ（図示せず）を備え得る。冷気５７の流れを使用してプライ２２の縁部５４を冷却するために好適な冷却器４５が設けられ得るが、他の冷却技術も可能である。プライ２２の縁部５４を冷却すると、熱硬化性マトリックスの粘度が低下し、それによりプリプレグの粘着性が低下し、それによって、フィルム層２４へのプライ２２の接着が低減し、フィルム層２４をプライ２２から分離することが容易になる。

【0017】

フィルム層２４の少なくとも一部分５６がプライ２２からを分離した（５８）とき及び程度を感知し、縁部５４の軽打を終了させるために、１つ以上の非接触センサ６６が設けられ得る。例えば、センサ６６は、フィルム層２４がプライ２２から除去されることを可能にし得る所望の距離Ｄ（図４）だけフィルム層２４がプライ２２から分離されたときを感知する光学センサであり得る。フィルム層除去器６２が、縁部５４の一部分５６を把持し、フィルム層２４がプライ２２から分離されるときにフィルム層２４を除去する（６０）ために設けられ得る。フィルム層２４がプライ２２から除去されている（６０）ときにフィルム層２４を蓄積及び保管するのを支援するために、ローラーシステム（図示せず）などの好適なフィルム層巻取器６４が設けられ得る。

【0018】

マニピュレータ２６及びエンドエフェクタ２８の動作は、プログラムされたコンピュータ、ＰＬＣ（プログラマブルロジックコントローラ）若しくは１つ以上のデジタルプロセッサを含み得るコントローラ６８、又は同様のプログラムされたコントローラによって連係及び制御される。コントローラ６８は、コントローラ６８の動作を決定するプログラムされた命令６９の１つ以上のセットを含む。加えて、エンドエフェクタ２８上の１つ以上の機能を制御するために、エンドエフェクタ２８上に位置する１つ以上のプロセッサ７０が設けられ得る。コントローラ６８及び／又はプロセッサ７０は、プライ２２からのフィルム層２４の分離及び除去を最適化するようにシステムの構成要素を制御するようにプログラムされている。例えば、これに限られるわけではないが、コントローラ６８は、プライ２２からのフィルム層２４の分離（５８）を最も効果的に、迅速に、かつ確実に行うために、以下のパラメータである、締付部材３８、４０によってプライ２２に加えられる締付力Ｆ、縁部５４が延伸し、締付部材３８、４０から片持ち支持され、したがって軽打器４８によって軽打を受ける距離３３、プライ２２の温度によって決定されるプライ２２の粘度、軽打器４８がプライ２２の縁部５４を叩く（５２）力、軽打器４８が縁部５４を叩く（５２）頻度、及びフィルム層２４がプライ２２から分離されるべき程度のうちの１つ以上を個別に又は組み合わせて最適化する。

【0019】

図７は、締付機構３６及び軽打機構４２の両方が一方のエンドエフェクタ２８上に取り付けられた一例を示している。エンドエフェクタ２８は、アダプタ８４を介して多関節ロボット７８又は同様のマニピュレータの手首８８に取り付けられている。締付機構３６はアダプタ８４に直接取り付けられており、一方、軽打機構４２は、締付機構３６に向かってかつ締付機構３６から離れるように移動する（５１）ために、支持体４９上に取り付けられたスライド４７を含む。支持体４９は、アダプタ８４上に取り付けられている。プライ２２の露出した縁部５４に対する軽打機構４２の位置は、オンボードプロセッサ７０（図６）、又はロボット７８の他の動作も制御し得る好適なコントローラ６８のいずれかによって制御される。

【0020】

ここで、フィルム層２４をプリプレグのプライ２２から分離するために使用されるロボットシステム９４の別の例を示す図８に注目する。この例では、プライ２２を取り上げ締め付けるために第１のエンドエフェクタ２８が使用されており、プライ２２の５４の縁部を軽打しフィルム層２４を除去するために第２のエンドエフェクタ２８ａが使用されている。第１のエンドエフェクタ２８は、多関節アーム型であり得るロボット７６の手首８８にアダプタ８４を介して取り付けられた締付機構３６を含む。前述の例のように、締付機構３６は、第１及び第２の締付部材３８、４０に締付圧力を加え、第１及び第２の締付部材３８、４０は、縁部５４を露出させ宙に浮かせた（８０）状態でそれらの間にプライ２２を締め付ける。第２のエンドエフェクタ２８ａは、軽打機構４２、非接触センサ６６、冷却器７４、フィルム層除去器６２、及びフィルム層巻取器６４を備える。

【0021】

第２のエンドエフェクタ２８ａは、アダプタ８６によってロボット７８の手首９０に取り付けられている。ロボット７６、７８の動作は、プログラムされたコンピュータ、ＰＬＣ、又は１つ以上のデジタルプロセッサを備え得る好適なコントローラ９２によって個別に制御される。動作中、ロボット７６はプライ２２を取り上げ締め付けられ、プライ２２からフィルム層２４を得る準備となるように縁部５４を位置決めする。ロボット７８は、第２のエンドエフェクタ２８ａをプライ２２の縁部５４に近接させ、縁部５４の上に軽打器４８を位置決めする。縁部５４に沿ってプライ２２の温度を低下させるために冷却器７４が作動され得、これにより、熱硬化性樹脂マトリックスの粘度及びプリプレグの粘着性が低下する。この粘度の低下により、フィルム層２４のプライ２２への付着が低減し、フィルム層２４がプライ２２からより容易に分離されるようになる。次いで、軽打機構４２が作動され、フィルム層２４がプライ２２から分離するまで、軽打器４８を縁部５４に繰り返し叩かせる（５２）。プライ２２からのフィルム層２４の分離は、センサ６６によって感知され、センサ６６は、予め選択された分離の程度が感知されたときに軽打機構４２に縁部５４への叩きの終了を促す。フィルム層２４がプライから分離されると、フィルム層除去器６２はフィルム層２４を除去し、それをフィルム層巻取器６４に搬送する。

【0022】

図６に関連して前述した例と同様に、コントローラ９２は、プライ２２からのフィルム層２４の分離及び除去を最適化するようにシステム９４、９６の構成要素を制御するプログラムされた命令９３を含むか、又はそれにアクセスする。例えば、これに限られるわけではないが、コントローラ９２は、プライ２２からのフィルム層２４の分離（５８）を最も効果的に、迅速に、かつ確実に行うために、以下のパラメータである、締付部材３８、４０によってプライ２２に加えられる締付力Ｆ、縁部５４が延伸し、締付部材３８、４０から片持ち支持され、したがって軽打器４８によって軽打を受ける距離３３、プライ２２の温度によって決定されるプライ２２の粘度、軽打器４８がプライ２２の縁部５４を叩く（５２）力、軽打器４８が縁部５４を叩く５２頻度、及びフィルム層２４がプライ２２から分離されるべき程度のうちの１つ以上を個別に又は組み合わせて最適化する。

【0023】

ここで、フィルム層２４をプリプレグのプライ２２から分離する方法のステップを概略的に示す図９に注目する。ステップ９８において、複合プリプレグのプライ２２は、プライ２２の縁部５４を露出させて宙に浮かせた状態で、第１及び第２の締付部材３８、４０間に締め付けられる。ステップ１００において、プライ２２の縁部５４は、フィルム層２４が縁部５４においてプライ２２から分離するまで軽打される。

【0024】

本開示の例は、例えば、航空宇宙、船舶、自動車用途、及び熱硬化性プリプレグを使用して部品を生産する他の用途を含む様々な潜在的な用途、特に輸送産業における使用を見出し得る。したがって、ここで図１０及び図１１を参照すると、本開示の例は、図１０に示す航空機の製造及び保守点検方法１０２、及び図１１に示す航空機１０４の状況において使用され得る。開示された例の航空機用途では、熱硬化性プリプレグを積み重ねることによって生産された様々な部品及び構造を含み得る。量産試作中、製造及び保守点検方法１０２は、航空機１０４の仕様及び設計１０６と、材料調達１０８と、を含み得る。生産中、航空機１０４の構成要素及び部分組立品の製造１１０並びにシステム統合１１２が行われる。その後、航空機１０４は、就航中１１６に置かれるために認証及び搬送１１４を経ることがある。顧客による就航中１１６、航空機１０４は、修正、再構成、及び改修なども含み得る日常の整備及び保守点検１１８が予定される。

【0025】

製造及び保守点検方法１０２のプロセスの各々は、システムインテグレータ、サードパーティ、及び／又はオペレータ（例えば、顧客）によって実行又は実施され得る。この説明の目的上、システムインテグレータは、任意の数の航空機の製造業者及び主要システムの下請け業者を含み得るがこれらに限定されず、サードパーティは、任意の数のベンダ、下請け業者、及び卸売業者を含み得るがこれらに限定されず、オペレータは、航空会社、リース会社、軍事エンティティ、及びサービス組織などであり得る。

【0026】

図１１に示すように、製造及び保守点検方法１０２によって生産された航空機１０４は、複数の高水準のシステム１２２及び内部１２４を有する機体１２０を含み得る。高水準のシステム１２２の例は、推進システム１２６、電気システム１２８、油圧システム１３０、及び環境システム１３２のうちの１つ以上を含む。任意の数の他のシステムが含まれ得る。航空宇宙の例が示されているが、本開示の原理は、船舶及び自動車産業などの他の産業に適用されてもよい。

【0027】

ここで例が挙げられている方法及びシステムは、航空機の製造及び保守点検方法１０２の段階のうちのいずれか１つ以上の間で採用され得る。例えば、構成要素及び部分組立品の製造１１０に対応する構成要素又は部分組立品は、航空機１０４の就航中に生産される構成要素又は部分組立品と同様の手法で製作又は製造される。また、１つ以上の装置の例、方法例、又はこれらの組合せが、例えば、航空機１０４の組立てを実質的に促進又は航空機１０４のコストを下げることによって、構成要素及び部分組立品の製造１１０及びシステム統合１１２中に利用され得る。同様に、装置の例、方法例、又はそれらの組合せのうちの１つ以上が、航空機１０４が就航中である間に、例えば、限定ではないが整備及び保守点検１１８に利用され得る。

【0028】

本明細書で使用される場合、「の少なくとも１つ」という語句は、項目のリストとともに使用される場合、列挙された項目のうちの１つ以上の異なる組合せが使用されてもよく、リスト内の各項目のうちの１つのみが必要であってもよいことを意味する。例えば、「項目Ａ、項目Ｂ、及び項目Ｃのうちの少なくとも１つ」は、制限なく、項目Ａ、項目Ａ及び項目Ｂ、又は項目Ｂを含み得るがこれらに限定されない。この例はまた、項目Ａ、項目Ｂ、及び項目Ｃ、又は項目Ｂ及び項目Ｃも含み得る。項目は、特定の物体、物事、又はカテゴリであり得る。換言すれば、少なくとも１つとは、任意の組合せ項目及び項目の数がリストから使用され得るが、リスト内の項目の全てが必要とされるわけではないことを意味する。

【0029】

様々な例示的な例の説明は例示及び説明のために提示されており、網羅的であること又は開示された形態の例に限定されることは意図されていない。多くの修正及び変形が、当業者には明らかであろう。さらに、異なる例示的な例は、他の例示的な例と比較して異なる利点をもたらし得る。選択された１つ又は複数の例は、例の原理及び実際の用途を最もよく説明し、かつ企図される特定の使用に適した様々な修正を伴う様々な例のために本開示を当業者にとって理解可能にするために、選択及び説明されている。

【0030】

［付記項１］
複合プリプレグのプライ（２２）に接着されたフィルム層（２４）を分離する方法であって、
前記プライ（２２）の縁部（５４）を宙に浮かせた（８０）状態で第１の締付部材（３８）と第２の締付部材（４０）との間に前記プライ（２２）を締め付けるステップと、
前記フィルム層（２４）が前記縁部（５４）において前記プライ（２２）から分離する（５８）まで、自動化されたシステムを使用して前記プライ（２２）の前記縁部（５４）を軽打するステップと、
を含む、方法。
［付記項２］
前記プライ（２２）が、角部（７２）を有し、
前記縁部（５４）が、前記プライ（２２）の前記角部（７２）に位置し、
前記縁部（５４）を軽打するステップが、前記第１の締付部材（３８）と前記第２の締付部材（４０）との間に前記プライ（２２）を締め付けるステップ中に前記角部を軽打するステップによって実行される、
付記項１に記載の方法。
［付記項３］
前記プライ（２２）を締め付けるステップが、前記プライ（２２）の前記縁部を前記縁部（５４）の長さに沿って片持ち支持して宙に浮かせる（８０）ように、前記第１の締付部材（３８）と前記第２の締付部材（４０）との間に前記プライ（２２）を位置決めするステップを含む、付記項２に記載の方法。
［付記項４］
前記プライ（２２）を締め付けるステップが、前記角部（７２）が前記第１の締付部材（３８）及び前記第２の締付部材（４０）を越えて延伸し、かつ前記第１の締付部材（３８）及び前記第２の締付部材（４０）から片持ち支持されるように、前記第１の締付部材（３８）と前記第２の締付部材（４０）との間に前記プライ（２２）を位置決めするステップを含む、付記項２に記載の方法。
［付記項５］
前記プライ（２２）を締め付けるステップが、前記プライ（２２）の角部（７２）を宙に浮かせるステップを含み、
前記縁部（５４）を軽打するステップが、前記プライ（２２）の前記角部（７２）を叩く（５２）ステップによって実行される、
付記項１に記載の方法。
［付記項６］
前記角部（７２）を叩く（５２）ステップが、軽打器（４８）を回転（５０）させ、前記軽打器（４８）を使用して前記プライ（２２）の前記角部（７２）を繰り返し叩く（５２）ステップによって実行される、付記項５に記載の方法。
［付記項７］
前記プライ（２２）からの前記フィルム層（２４）の分離（５８）を、
前記縁部（５４）が前記第１の締付部材（３８）及び前記第２の締付部材（４０）を越えて延伸する距離（３３）と、
前記第１の締付部材（３８）及び前記第２の締付部材（４０）によって前記プライ（２２）に加えられる締付力（Ｆ）と、
前記角部（７２）を叩く（５２）の間に前記プライ（２２）の前記角部（７２）に加えられる力と、
前記角部（７２）を叩く（５２）の頻度と、
前記プライ（２２）の温度と、
前記フィルム層（２４）が前記プライ（２２）から分離されるべき程度と、
のうちの少なくとも１つを調整することによって最適化するステップをさらに含む、
付記項５に記載の方法。
［付記項８］
前記フィルム層（２４）が前記プライ（２２）から予め選択された分離（５８）の程度分離（５８）したときを感知するステップと、
前記予め選択された分離（５０）の程度が感知されたときに前記軽打することを終了させるステップと、
をさらに含む、付記項１に記載の方法。
［付記項９］
前記プライ（２２）内の樹脂マトリックスの粘度を低下させることによって前記プライ（２２）への前記フィルム層（２４）の付着を低減させるステップをさらに含む、付記項１に記載の方法。
［付記項１０］
前記粘度を低下させるステップが、前記縁部（５４）を冷却するステップによって実行される、付記項９に記載の方法。
［付記項１１］
前記締付及び軽打するステップが、自動制御エンドエフェクタ（２８）によって実行される、付記項１に記載の方法。
［付記項１２］
付記項１に記載の方法を使用して組み立てられた航空機の一部分。
［付記項１３］
複合プリプレグのプライ（２２）からフィルム層（２４）を分離するための装置であって、
エンドエフェクタ（２８）と、
前記エンドエフェクタ（２８）上に取り付けられており、前記プライ（２２）を締め付ける締付機構（３６）と、
前記プライ（２２）の縁部（５４）を軽打することによって前記フィルム層（２４）を前記プライ（２２）から分離（５８）する軽打機構（４２）と、
を備える、装置。
［付記項１４］
前記軽打機構（４２）が、前記プライ（２２）を繰り返し叩く（５２）回転軽打器（４８）を含む、付記項１３に記載の装置。
［付記項１５］
前記締付機構（３６）が、第１の締付部材（３８）及び第２の締付部材（４０）を含み、前記プライ（２２）の少なくとも一部分（５６）が、前記プライ（２２）の前記一部分（５６）が前記第１の締付部材（３８）及び前記第２の締付部材（４０）から片持ち支持されるように、前記第１の締付部材（３８）と前記第２の締付部材（４０）との間に締め付けられ得る、付記項１３に記載の装置。
［付記項１６］
前記エンドエフェクタ（２８）、前記締付機構（３６）、及び前記軽打機構（４２）の動作を制御するプログラムされたコントローラ（９２）をさらに備える、付記項１３に記載の装置。
［付記項１７］
前記プログラムされたコントローラ（９２）が、
前記締付機構（３６）によって前記プライ（２２）に加えられる締付力（Ｆ）と、
前記軽打機構（４２）によって前記プライ（２２）に加えられる軽打力と、
前記軽打機構による軽打の頻度と、
前記縁部（５４）が前記締付機構（３６）を越えて延伸する距離と、
前記プライの温度と、
前記フィルム層（２４）が前記プライ（２２）から分離されるべき程度と、
のうちの少なくとも１つを制御するようにプログラムされている、付記項１６に記載の装置。
［付記項１８］
前記軽打機構（４２）が、前記プライ（２２）の縁部（５４）を叩く（５２）可撓性軽打器（４８）を含む、付記項１３に記載の装置。
［付記項１９］
前記軽打機構（４２）が、前記エンドエフェクタ（２８）上に取り付けられている、付記項１３に記載の装置。
［付記項２０］
付記項１３に記載の装置を使用して航空機の一部分を製作すること。
［付記項２１］
複合プリプレグのプライ（２２）からフィルム層（２４）を除去するためのシステムであって、
プリプレグのプライ（２２）を取り上げ締め付ける第１のロボットシステム（９４）と、
前記プライ（２２）が前記第１のロボットシステム（９４）によって締め付けられている間に前記プライ（２２）から前記フィルム層（２４）を分離する第２のロボットシステム（９６）と、
を備える、システム。
［付記項２２］
前記第１のロボットシステム（９４）が、
第１の締付部材（３８）及び第２の締付部材（４０）を含む締付機構（３６）を含み、前記第１の締付部材（３８）及び前記第２の締付部材（４０）が、前記プライ（２２）の縁部（５４）を露出し宙に浮かせた（８０）状態で前記第１の締付部材（３８）と前記第２の締付部材（４０）との間に前記プライ（２２）を締め付けるように構成されている、付記項２１に記載のシステム。
［付記項２３］
前記第２のロボットシステム（９６）が、前記プライ（２２）の前記縁部（５４）を叩く（５２）軽打器（４８）を有する軽打機構（４２）を含む、付記項２２に記載のシステム。
［付記項２４］
前記第１のロボットシステム（９４）及び前記第２のロボットシステム（９６）の動作を制御するプログラムされたコントローラ（９２）をさらに備える、付記項２３に記載のシステム。
［付記項２５］
前記プログラムされたコントローラ（９２）が、
前記プライ（２２）が前記締付機構（３６）を越えて延伸する距離と、
前記締付機構（３６）によって前記プライ（２２）に加えられる締付力（Ｆ）と、
叩く（５２）間に前記プライ（２２）の前記縁部（５４）に加えられる力と、
叩く（５２）の頻度と、
前記プライ（２２）の温度と、
前記フィルム層（２４）が前記プライ（２２）から分離される（５８）べき程度と、
のうちの少なくとも１つを最適化するプログラムされた命令のセット（９３）を含む、付記項２４に記載のシステム。
［付記項２６］
前記第２のロボットシステム（９６）が、前記フィルム層（２４）が前記プライ（２２）から分離された（５８）後に前記プライ（２２）から前記フィルム層（２４）を除去するフィルム層除去器（６２）を含む、付記項２１に記載のシステム。
［付記項２７］
前記プライ（２２）を冷却すること（５７）によって前記プライ（２２）の粘度を低下させるコントローラ（７４）をさらに備える、付記項２１に記載のシステム。
［付記項２８］
前記プライ（２２）からの前記フィルム層（２４）の分離（５８）を感知するためのセンサ（６６）をさらに備える、付記項２１に記載のシステム。
［付記項２９］
付記項２１に記載のシステムを使用して航空機の一部分を製作すること。

【符号の説明】

【0031】

２０ スタック、２２ プライ、２２ａ 側面、２２ｂ 側面、２４ フィルム層、２６ マニピュレータ、２８ エンドエフェクタ，第１のエンドエフェクタ、２８ａ 第２のエンドエフェクタ、３０ 積重ツール、３２ 取り上げる、３３ 予め選択された距離、３４ 移送する、３５ 片持ち支持する、３６ 締付機構、３８ 第１の締付部材、４０ 第２の締付部材、４２ 軽打機構、４３ 内向き、４４ 衝撃エネルギー、４５ 冷却器、４７ スライド、４８ 軽打器、４９ 支持体、５０ 回転させる、５１ 移動する、５２ 叩く、５４ 縁部、５５ システム、５６ 一部分、５７ 冷気、５８ 分離する、６０ 除去する、６２ フィルム層除去器、６４ フィルム層巻取器、６６ 非接触センサ、６８ コントローラ、６９ プログラムされた命令、７０ オンボードプロセッサ、７２ 角部、７４ 冷却器、７６ ロボット、７８ 多関節ロボット、８０ ぶら下げる、８４ アダプタ、８６ アダプタ、８８ 手首、９０ 手首、９２ コントローラ、９４ ロボットシステム、９６ システム、９８ 締め付けられる、１００ 軽打される、１０２ 製造及び保守点検方法、１０４ 航空機、１０６ 仕様及び設計、１０８ 材料調達、１１０ 構成要素及び部分組立品の製造、１１２ システム統合、１１４ 認証及び搬送、１１６ 就航中、１１８ 整備及び保守点検、１２０ 機体、１２２ 高水準のシステム、１２４ 内部、１２６ 推進システム、１２８ 電気システム、１３０ 油圧システム、１３２ 環境システム、Ｄ 距離、Ｆ 締付力、Ｌ 長さ、Ｗ 幅

【図1】

【図2】

【図3】

【図3A】

【図3B】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【外国語明細書】