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特開2024-9765複合材部品を形成するためのシステム、複合材部品を形成する方法、及び複合材部品に複数の動作を正確に実行する方法
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  • 特開-複合材部品を形成するためのシステム、複合材部品を形成する方法、及び複合材部品に複数の動作を正確に実行する方法 図1
  • 特開-複合材部品を形成するためのシステム、複合材部品を形成する方法、及び複合材部品に複数の動作を正確に実行する方法 図2
  • 特開-複合材部品を形成するためのシステム、複合材部品を形成する方法、及び複合材部品に複数の動作を正確に実行する方法 図3
  • 特開-複合材部品を形成するためのシステム、複合材部品を形成する方法、及び複合材部品に複数の動作を正確に実行する方法 図4
  • 特開-複合材部品を形成するためのシステム、複合材部品を形成する方法、及び複合材部品に複数の動作を正確に実行する方法 図5
  • 特開-複合材部品を形成するためのシステム、複合材部品を形成する方法、及び複合材部品に複数の動作を正確に実行する方法 図6
  • 特開-複合材部品を形成するためのシステム、複合材部品を形成する方法、及び複合材部品に複数の動作を正確に実行する方法 図7
  • 特開-複合材部品を形成するためのシステム、複合材部品を形成する方法、及び複合材部品に複数の動作を正確に実行する方法 図8
  • 特開-複合材部品を形成するためのシステム、複合材部品を形成する方法、及び複合材部品に複数の動作を正確に実行する方法 図9
  • 特開-複合材部品を形成するためのシステム、複合材部品を形成する方法、及び複合材部品に複数の動作を正確に実行する方法 図10
  • 特開-複合材部品を形成するためのシステム、複合材部品を形成する方法、及び複合材部品に複数の動作を正確に実行する方法 図11
  • 特開-複合材部品を形成するためのシステム、複合材部品を形成する方法、及び複合材部品に複数の動作を正確に実行する方法 図12
  • 特開-複合材部品を形成するためのシステム、複合材部品を形成する方法、及び複合材部品に複数の動作を正確に実行する方法 図13
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(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】P2024009765
(43)【公開日】2024-01-23
(54)【発明の名称】複合材部品を形成するためのシステム、複合材部品を形成する方法、及び複合材部品に複数の動作を正確に実行する方法
(51)【国際特許分類】
   B29C 70/38 20060101AFI20240116BHJP
【FI】
B29C70/38
【審査請求】未請求
【請求項の数】20
【出願形態】OL
【外国語出願】
(21)【出願番号】P 2023103536
(22)【出願日】2023-06-23
(31)【優先権主張番号】17/849,459
(32)【優先日】2022-06-24
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(71)【出願人】
【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・小林弁理士法人
(72)【発明者】
【氏名】アーン, ジョナサン ヤング
(72)【発明者】
【氏名】ブラウン, クリストファー ロバート
(72)【発明者】
【氏名】トン, シュオナン
(72)【発明者】
【氏名】フリツケ, リカルド アンドレアス
(72)【発明者】
【氏名】マクミラン, ダニエル ジェームズ
(57)【要約】      (修正有)
【課題】複合材部品を形成するためのシステム、複合材部品を形成する方法、及び複合材部品に複数の動作を正確に実行する方法を提供する。
【解決手段】システムは、マンドレル本体と等方性の表面仕上げの複数の領域とを含むレイアップマンドレルを含む。複合材部品を形成する方法は、複合材料の複数のプライをレイアップマンドレル上に配置すること、複合材料の複数のプライをレイアップマンドレルのレイアップ面形状に適合させること、及び複合材料の複数のプライを硬化させることを含む。複合材部品に複数の動作を正確に実行する方法は、複数のインプリントされたフィーチャのうちの対応するインプリントされたフィーチャを検出すること、対応するインプリントされたフィーチャに対して、エンドエフェクタの動作するアセンブリを位置合わせすること、及び複合材部品に複数の動作のうちの対応する動作を実行することを含む。
【選択図】なし
【特許請求の範囲】
【請求項1】
インプリントされたフィーチャ(88)を有する複合材部品(80)を形成するためのシステム(94)であって、
レイアップマンドレル(200)を備え、前記レイアップマンドレル(200)は、
(i)レイアップ表面仕上げの粗さを規定するレイアップ面(212)を画定するマンドレル本体(210)、及び
(ii)前記レイアップ面(212)上で間隔を空けられた等方性の表面仕上げの複数の領域(236)であって、前記等方性の表面仕上げの複数の領域(236)の等方性の表面仕上げの各領域(236)が、前記レイアップ表面仕上げの粗さよりも大きい等方性の表面仕上げの粗さを規定し、更に、等方性の表面仕上げの各領域(236)の位置が、前記複合材部品(80)内のファスナ孔(86)用の所望の位置に対応する、等方性の表面仕上げの複数の領域(236)を含む、システム(94)。
【請求項2】
前記等方性の表面仕上げの粗さは、少なくとも0.5マイクロメートル(μm)且つ多くとも15μmの粗さ平均(Ra)粗さを有する、請求項1に記載のシステム(94)。
【請求項3】
前記等方性の表面仕上げの粗さは、前記レイアップ表面仕上げの粗さに閾値粗さの倍数を掛けたものであり、前記閾値粗さの倍数は、少なくとも1.5である、請求項1又は2に記載のシステム(94)。
【請求項4】
前記等方性の表面仕上げの複数の領域(236)は、複数のテクスチャードピン(230)の複数のテクスチャードピン端部(232)の複数の等方性のテクスチャードピンの端部表面によって画定される、請求項1又は2に記載のシステム(94)。
【請求項5】
前記マンドレル本体(210)は、複数のピン受容孔(214)を画定し、更に、前記複数のテクスチャードピン(230)の各テクスチャードピン(230)が、前記等方性のテクスチャードピンの端部表面が前記レイアップマンドレル(200)から離れる向きに面するように、前記複数のピン受容孔(214)のうちの対応するピン受容孔(214)内に配置される、請求項4に記載のシステム(94)。
【請求項6】
前記システム(94)は、
未硬化複合材部品(81)を画定するために、前記レイアップマンドレル(200)上に配置されるように構成された複合材料の複数のプライ(82)、及び
前記未硬化複合材部品(81)を硬化させ、前記複合材部品(80)を画定するために、前記未硬化複合材部品(81)を加熱するように構成された硬化オーブン(96)を更に含む、請求項1又は2に記載のシステム(94)。
【請求項7】
前記レイアップ面(212)は、前記複合材部品(80)の表面外形を画定するために、複合材料の複数のプライ(82)を受けるように構成され、
前記マンドレル本体(210)は、複数のピン受容孔(214)を更に画定し、前記複数のピン受容孔(214)の各ピン受容孔(214)が、前記レイアップ面(212)から前記マンドレル本体(210)の中に延在し、
前記レイアップマンドレル(200)は、複数のテクスチャードピン(230)を更に含み、前記複数のテクスチャードピン(230)の各テクスチャードピン(230)が、
(i)前記複数のピン受容孔(214)のうちの対応するピン受容孔(214)内に配置され、
(ii)テクスチャードピン端部(232)を有し、前記テクスチャードピン端部(232)は、等方性のテクスチャードピンの端部表面を画定し、前記等方性のテクスチャードピンの端部表面は、前記レイアップマンドレル(200)から離れる向きに面し、前記等方性の表面仕上げの複数の領域(236)のうちの等方性の表面仕上げの対応する領域(236)を画定する、請求項1又は2に記載のシステム(94)。
【請求項8】
前記複数のテクスチャードピン(230)の各テクスチャードピン(230)は、前記対応するピン受容孔(214)内に摩擦嵌めされるようにサイズ決定されている、請求項7に記載のシステム(94)。
【請求項9】
前記複数のテクスチャードピン(230)の各テクスチャードピン(230)は、少なくとも実質的に円筒形状のピン領域を含む、請求項7に記載のシステム(94)。
【請求項10】
前記複数のテクスチャードピン(230)の各テクスチャードピン(230)は、少なくとも2ミリメートル(mm)且つ多くとも8mmのピン直径(238)を規定する、請求項7に記載のシステム(94)。
【請求項11】
前記テクスチャードピン端部(232)は、少なくとも実質的に円形のテクスチャードピン端部(232)である、請求項7に記載のシステム(94)。
【請求項12】
前記テクスチャードピン端部(232)は、少なくとも実質的に平面的なテクスチャードピン端部(232)である、請求項7に記載のシステム(94)。
【請求項13】
前記テクスチャードピン端部(232)は、砥粒ブラストされたテクスチャードピン端部(232)である、請求項7に記載のシステム(94)。
【請求項14】
前記テクスチャードピン端部(232)は、
(i)前記対応するピン受容孔(214)を画定する前記レイアップ面(212)の領域、及び
(ii)前記レイアップ面(212)によって画定される前記対応するピン受容孔(214)の中への開口部
のうちの少なくとも1つと少なくとも実質的に同一平面上にある、請求項7に記載のシステム(94)。
【請求項15】
前記テクスチャードピン端部(232)は、
(i)前記対応するピン受容孔(214)を画定する前記レイアップ面(212)の領域、及び
(ii)前記レイアップ面(212)によって画定される前記対応するピン受容孔(214)の中への開口部
のうちの少なくとも1つの閾値ピン端部オフセット距離(250)以内にある、請求項7に記載のシステム(94)。
【請求項16】
前記閾値ピン端部オフセット距離(250)は、多くとも1mmである、請求項15に記載のシステム(94)。
【請求項17】
複合材部品(80)内のファスナ孔(86)用の位置をロボット穿孔システム(100)に示すように構成された複数の間隔を空けられたインプリントされたフィーチャ(88)を含む前記複合材部品(80)を形成する方法(500)であって、
複合材料の複数のプライ(82)をレイアップマンドレル(200)上に配置すること(510)であって、前記レイアップマンドレル(200)は、レイアップ表面仕上げの粗さを規定するレイアップ面(212)を画定するマンドレル本体(210)を含み、前記レイアップマンドレル(200)はまた、前記レイアップ面(212)上で間隔を空けられた等方性の表面仕上げの複数の領域(236)も含み、前記等方性の表面仕上げは、前記レイアップ表面仕上げの粗さよりも大きい等方性の表面仕上げの粗さを規定し、更に、前記等方性の表面仕上げの複数の領域(236)の等方性の表面仕上げの各領域(236)の位置が、前記複合材部品(80)内の前記ファスナ孔(86)用の所望の位置に対応する、レイアップマンドレル(200)上に配置すること(510)、
前記複合材料の複数のプライ(82)を前記レイアップ面(212)のレイアップ面形状に適合させること(520)であって、前記複合材料の複数のプライ(82)の少なくともマンドレルに接触するプライ(82)内、すなわち
(i)前記レイアップ面(212)に接触する前記マンドレルに接触するプライの領域内に、前記レイアップ表面仕上げの粗さ、及び
(ii)前記等方性の表面仕上げの複数の領域(236)に接触する前記マンドレルに接触するプライの領域内に、前記等方性の表面仕上げ粗さを、インプリントすることを含む、レイアップ面形状に適合させること(520)、並びに
前記複合材部品(80)を画定するために、前記複合材料の複数のプライ(82)を硬化させること(530)を含み、前記硬化させること(530)の後に、前記複合材部品(80)は、前記複数の間隔を空けられたインプリントされたフィーチャ(88)を含み、更に、前記複数の間隔を空けられたインプリントされたフィーチャ(88)の各間隔を空けられたインプリントされたフィーチャ(88)の位置が、前記等方性の表面仕上げの複数の領域(236)のうちの等方性の表面仕上げの対応する領域(236)の位置に対応する、方法(500)。
【請求項18】
前記複数の間隔を空けられたインプリントされたフィーチャ(88)は、少なくとも0.5μm且つ多くとも15μmの粗さ平均(Ra)粗さを有する等方性のフィーチャの表面仕上げを有する、請求項17に記載の方法(500)。
【請求項19】
前記複数の間隔を空けられたインプリントされたフィーチャ(88)の等方性のフィーチャの表面仕上げは、前記マンドレルに接触するプライ(82)の残りの部分の表面粗さに閾値粗さの倍数を掛けたものであり、前記閾値粗さの倍数は、少なくとも1.5である、請求項17又は18に記載の方法(500)。
【請求項20】
複合材部品(80)の表面上で画定された複数のインプリントされたフィーチャ(88)を含む前記複合材部品(80)に複数の動作を正確に実行する方法(600)であって、
ロボットシステム(100)のエンドエフェクタ(110)の視覚システム(120)を用いて、前記複数のインプリントされたフィーチャ(88)のうちの対応するインプリントされたフィーチャ(88)を検出すること(620)であって、前記対応するインプリントされたフィーチャ(88)は、前記複合材部品(80)の残りの部分の表面粗さよりも大きい粗さを有する等方性のフィーチャの表面仕上げを有する、フィーチャ(88)を検出すること(620)、
前記ロボットシステム(100)の配置システム(150)を用いて、前記エンドエフェクタ(110)の動作するアセンブリ(124)を、前記対応するインプリントされたフィーチャ(88)に対して位置合わせすること(630)、及び
前記ロボットシステム(100)の前記動作するアセンブリ(124)を用いて、前記複合材部品(80)に前記複数の動作のうちの対応する動作を実行すること(650)を含む、方法(600)。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、広くは、テクスチャードピン(textured pin)が埋め込まれたレイアップマンドレル、レイアップマンドレルを製造する方法、レイアップマンドレルを修理する方法、複合材部品を形成するためのシステム、複合材部品を形成する方法、ロボットシステム、及び複合材部品に複数の動作を正確に実行する方法に関する。
【背景技術】
【0002】
航空機及び/又はその構成要素などの大きな部品に複数の動作を実行することが所望される場合がある。しかし、グローバル座標系に基づいて及び/又はグローバル座標系内で各動作の位置を決定し得る自動化されたやり方で及び/又は従来のロボットシステムを利用して、複合材部品の所望の位置で複数の動作を正確に実行することは困難な場合がある。したがって、本開示による、テクスチャードピンが埋め込まれたレイアップマンドレル、レイアップマンドレルを製造する方法、レイアップマンドレルを修理する方法、複合材部品を形成するためのシステム、複合材部品を形成する方法、ロボットシステム、及びロボットシステムを動作させる方法が必要とされている。
【発明の概要】
【0003】
複合材部品を形成するためのシステム、複合材部品を形成する方法、及び複合材部品に複数の動作を正確に実行する方法が、本明細書で開示される。該システムは、マンドレル本体と等方性の表面仕上げの複数の領域とを含むレイアップマンドレルを含む。マンドレル本体は、レイアップ表面仕上げの粗さを規定するレイアップ面を画定する。等方性の表面仕上げの各領域は、レイアップ表面仕上げの粗さよりも大きい等方性の表面仕上げの粗さを規定する。等方性の表面仕上げの各領域の位置は、複合材部品内のファスナ孔用の所望に位置に対応する。
【0004】
複合材部品を形成する方法は、複合材料の複数のプライをレイアップマンドレル上に配置すること、複合材料の複数のプライをレイアップマンドレルのレイアップ面形状に適合させること、及び、複合材部品を画定するために、複合材料の複数のプライを硬化させることを含む。レイアップマンドレルは、レイアップ表面仕上げの粗さを規定するレイアップ面を画定するマンドレル本体を含む。レイアップマンドレルはまた、レイアップ面上で間隔を空けられた等方性の表面仕上げの複数の領域も含む。等方性の表面仕上げは、レイアップ表面仕上げの粗さよりも大きい等方性の表面仕上げの粗さを規定し、等方性の表面仕上げの複数の領域の等方性の表面仕上げの各領域の位置は、複合材部品内のファスナ孔用の所望の位置に対応する。適合させることは、複合材料の複数のプライのうちの少なくともマンドレルに接触するプライ(mandrel-contacting ply)内に、すなわち、レイアップ面に接触するマンドレルに接触するプライの領域内にレイアップ表面仕上げの粗さ、及び等方性の表面仕上げの複数の領域に接触するマンドレルに接触するプライの領域内に等方性の表面仕上げの粗さをインプリント(imprint)することを含む。硬化することの後で、複合材部品は、複数の間隔を空けてインプリントされたフィーチャを含み、複数の間隔を空けてインプリントされたフィーチャの各間隔を空けてインプリントされたフィーチャの位置は、等方性の表面仕上げの複数の領域のうちの等方性の表面仕上げの対応する領域の位置に対応する。
【0005】
複合材部品に複数の動作を正確に実行する方法は、複数のインプリントされたフィーチャのうちの対応するインプリントされたフィーチャを検出すること、対応するインプリントされたフィーチャに対して、ロボットシステムのエンドエフェクタの動作するアセンブリ(operating assembly)を位置合わせすること、及び複合材部品に複数の動作のうちの対応する動作を実行することを含む。検出することは、エンドエフェクタの視覚システムを用いて検出することを含み、対応するインプリントされたフィーチャは、複合材部品の残りの部分の表面粗さよりも大きい粗さを有する等方性のフィーチャの表面仕上げを有する。位置合わせすることは、ロボットシステムの配置システムを用いて位置合わせすることを含む。実行することは、ロボットシステムの動作するアセンブリを用いて実行することを含む。
【図面の簡単な説明】
【0006】
図1】航空機の形態を採る複合材部品アセンブリの一実施例の概略図である。複合材部品アセンブリは、本開示によるレイアップマンドレル、システム、及び/又は方法を含み、利用し、それらから形成され、及び/又はそれらを利用して形成され得る。
図2】本開示による複合材部品を形成するためのシステム及び/又はその内部で利用され得るレイアップマンドレルの実施例の概略図である。
図3】本開示によるレイアップマンドレルの領域の実施例のより小さい概略図である。
図4】本開示によるレイアップマンドレルの領域の実施例のより小さい概略図である。
図5】本開示によるレイアップマンドレルの領域の実施例のより小さい概略図である。
図6】本開示による、ロボットシステムの視覚システムによって見られたときの下塗りされていない等方性の表面仕上げの実施例を示す画像である。
図7】本開示による、ロボットシステムの視覚システムによって見られたときの下塗りされた等方性の表面仕上げの実施例を示す画像である。
図8】本開示によるロボットシステムの実施例の概略図である。
図9】本開示によるロボットシステムの実施例の別の概略図である。
図10】本開示による複合材部品用のレイアップマンドレルを製造する方法の実施例を描くフローチャートである。
図11】本開示による損傷を受けたレイアップマンドレルを修理する方法の実施例を描くフローチャートである。
図12】本開示による複合材部品を形成する方法の実施例を描くフローチャートである。
図13】本開示による複合材部品に複数の動作を正確に実行する方法の実施例を描くフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【0007】
図1図13は、本開示による、複合材部品アセンブリ10、複合材部品を形成するためのシステム94、ロボットシステム100、レイアップマンドレル200、並びに/又は方法300、400、500、及び600の例示的で非排他的な複数の実施例を提供する。同様の、又は少なくとも実質的に同様の目的に適う要素には、図1図13の各々において類似の番号が表示され、これらの要素については本明細書において、図1図13のそれぞれを参照する際に詳細が述べられないことがある。同様に、図1図13の各々では、全ての要素に付番されない場合があるが、本明細書ではこれらに関連付けられた参照番号が一貫性のために利用され得る。図1図13のうちの1以上を参照しながら本明細書で説明される要素、構成要素、及び/又は特徴は、本開示の範囲から逸脱することなく、図1図13のいずれかに含まれてよく、及び/又は図1図13のいずれかと共に利用されてよい。
【0008】
通常、所与の(すなわち特定の)実施形態に含まれる可能性が高い要素を実線で図示している一方、所与の実施形態で任意選択的である要素は破線で図示している。しかし、実線で示される要素が全ての実施形態にとって必須というわけではなく、実線で示される要素は、本開示の範囲から逸脱することなく、特定の実施形態から省略されてもよい。
【0009】
図1は、航空機12の形態を採る複合材部品アセンブリ10の一実施例の概略図である。複合材部品アセンブリ10は、本開示によるレイアップマンドレル200、複合材部品を形成するためのシステム94、ロボットシステム100、並びに/又は方法300、400、500、及び/若しくは600を含み、利用し、それらから形成され、並びに/又はそれらを利用して形成され得る。航空機12の形態を採る複合材部品アセンブリ10は、胴体20、主翼30、尾部40、エンジン50、外板60、及びフレーム70を含む、複数の構成要素を含む。複合材部品アセンブリ10の少なくとも1つの構成要素は、複合材部品80を含んでよく及び/又は複合材部品80であってよい。複合材部品80は、複合材料の複数のプライ82から形成されてよく及び/又は複数のプライ82によって画定されてよい。幾つかの実施例では、複合材部品80が、複数のファスナ孔86を含んでよく、並びに/又は、複数のファスナ90を用いて、介して、及び/若しくは利用して、複合材部品アセンブリ10の少なくとも1つの別の構成要素と動作可能に取り付けられてよい。
【0010】
航空機12の製造中などの大きな及び/又は複雑な複合材部品アセンブリ10の製造中、ファスナ孔86及び対応するファスナ90を、複合材部品アセンブリの残りの部分に対して、正確に及び/又は高精度で配置することが重要であり得る。本明細書でより詳細に説明されるように、本開示によるシステム94、ロボットシステム100、レイアップマンドレル200、並びに/又は、方法300、400、500、及び600は、この高精度並びに/又は正確な配置を可能にし得るか並びに/又は容易にし得る。より具体的には、これもまた本明細書でより詳細に説明されるが、システム94、レイアップマンドレル200、並びに/又は、方法300、400、及び/若しくは500は、図6図9で示されているように、インプリントされたフィーチャ88を含む複合材部品80を形成し並びに/又は画定するために利用されてよい。加えて、ロボットシステム100及び/又は方法600は、その中にファスナ90が配置されてよいファスナ孔86を正確に配置するために、インプリントされたフィーチャ88を利用及び/又は参照してよい。
【0011】
図2は、本開示による複合材部品を形成するためのシステム94及び/又はその内部で利用され得るレイアップマンドレル200の実施例の概略図である。図3図5は、本開示によるレイアップマンドレル200の領域の複数の実施例のより小さい概略図である。図6は、図8図9のロボットシステム100の視覚システム120などの、本開示によるロボットシステムの視覚システムによって見られたときの、等方性の表面仕上げを含む下塗りされていないインプリントされたフィーチャ88を含む複合材部品80の一実施例を示す画像である。図7は、視覚システム120によって見られたときの、等方性の表面仕上げを含む下塗りされた又は塗装されたインプリントされたフィーチャ88を含む複合材部品80の一実施例を示す画像である。
【0012】
図2で示されているように、システム94は、インプリントされたフィーチャ88を含む複合材部品80を形成するように構成されており、レイアップマンドレル200を含む。レイアップマンドレル200は、レイアップ面212を含み及び/又は画定するマンドレル本体210を含む。レイアップ面212は、レイアップ表面仕上げの粗さを有し及び/又は規定する。レイアップマンドレル200はまた、等方性の表面仕上げの複数の領域236も含む。領域236は、レイアップ面212上で間隔を空けられ、各領域236は、レイアップ表面仕上げの粗さよりも大きい等方性の表面仕上げの粗さを規定する。加えて、各領域236の位置は、図1の複合材部品80内のファスナ孔86などの複合材部品内のファスナ孔用の所望の位置に対応する。
【0013】
領域236は、任意の適切な等方性の表面仕上げの粗さを有し及び/又は規定してよい。本明細書で使用されるときに、「等方性の表面仕上げの粗さ」という言い回しは、無指向性であり、全方向性であり、並びに/又は、レイアップ面212の平面内で、レイアップ面212の平面と平行に、及び/若しくは少なくとも実質的に平行に測定したときに、同じ若しくは実質的に同じである表面仕上げの粗さを指す。別の言い方をすれば、領域236の等方性の表面仕上げの粗さは、領域236内で均一であり、及び/又は領域236内で方向によって変化しない。このような構成は、耐久性があり及び/又は図8図9のロボットシステム100の視覚システム120によって容易に認識されてよいインプリントされたフィーチャ88を製作及び/又は生成するように示されている。加えて、このような構成は、インプリントされたフィーチャ88を、図1で示されているように、そのようなフィーチャを含む航空機12を運航に供する前に除去する必要がない、「フライアウェイ(fly away)」フィーチャとすることも可能にする。別の言い方をすれば、インプリントされたフィーチャ88のサイズ、範囲、及び/又は粗さは、インプリントされたフィーチャ88が、航空機12内に含まれるための製造基準に適合するようなものであってよい。
【0014】
等方性の表面仕上げの粗さの複数の例は、少なくとも0.5マイクロメートル(μm)、少なくとも0.6μm、少なくとも0.7μm、少なくとも0.8μm、少なくとも0.9μm、少なくとも1μm、少なくとも1.2μm、少なくとも1.4μm、少なくとも1.6μm、少なくとも1.8μm、少なくとも2μm、少なくとも2.2μm、少なくとも2.4μm、少なくとも2.6μm、少なくとも2.8μm、少なくとも3μm、少なくとも3.175μm、少なくとも3.2μm、少なくとも3.4μm、少なくとも3.6μm、少なくとも3.8μm、少なくとも4μm、少なくとも4.2μm、少なくとも4.4μm、少なくとも4.6μm、少なくとも4.8μm、少なくとも5μm、少なくとも5.2μm、少なくとも5.4μm、少なくとも5.6μm、少なくとも5.8μm、少なくとも6μm、多くとも15μm、多くとも14μm、多くとも13μm、多くとも12μm、多くとも11μm、多くとも10μm、多くとも9μm、多くとも8μm、多くとも7.8μm、多くとも7.6μm、多くとも7.4μm、多くとも7.2μm、多くとも7μm、多くとも6.8μm、多くとも6.6μm、多くとも6.4μm、多くとも6.350μm、多くとも6.2μm、多くとも6μm、多くとも5.8μm、多くとも5.6μm、多くとも5.4μm、多くとも5.2μm、多くとも5μm、多くとも4.8μm、多くとも4.6μm、多くとも4.4μm、多くとも4.2μm、多くとも4μm、多くとも3.8μm、多くとも3.6μm、多くとも3.4μm、多くとも3.2μm、及び/又は多くとも3μmの粗さ平均(Ra)粗さを含む。
【0015】
幾つかの実施例では、領域236の等方性の表面仕上げの粗さが、レイアップ面212のレイアップ表面仕上げの粗さに閾値粗さの倍数を掛けたものであってよい。別の言い方をすれば、等方性の表面仕上げの粗さは、閾値粗さの倍数とレイアップ表面仕上げの粗さの積であってよい。閾値粗さの倍数の複数の例は、少なくとも1.1、少なくとも1.2、少なくとも1.3、少なくとも1.4、少なくとも1.5、少なくとも1.6、少なくとも1.7、少なくとも1.8、少なくとも1.9、少なくとも2、少なくとも2.1、少なくとも2.2、少なくとも2.3、少なくとも2.4、少なくとも2.5、少なくとも2.6、少なくとも2.7、少なくとも2.8、少なくとも2.9、少なくとも3、多くとも5、多くとも4.8、多くとも4.6、多くとも4.4、多くとも4.2、多くとも4、多くとも3.8、多くとも3.6、多くとも3.4、多くとも3.2、多くとも3、多くとも2.8、多くとも2.6、多くとも2.4、多くとも2.2、多くとも2、多くとも1.8、多くとも1.6、及び/又は多くとも1.4を含む。
【0016】
幾つかの実施例では、本明細書でより詳細に説明されるように、領域236が、複数のテクスチャードピン230の複数のテクスチャードピン端部232の複数の等方性のテクスチャードピンの端部表面によって形成及び/又は画定されてよい。一実施例として、これもまた本明細書でより詳細に説明されるように、マンドレル本体210は、複数のピン受容孔214を画定してよい。このような構成では、各テクスチャードピン230が、対応するピン受容孔214内に配置されてよい。それによって、テクスチャードピン端部232の等方性のテクスチャードピンの端部表面が、レイアップマンドレルから離れる向きに面する。
【0017】
図2において破線で示されているように、システム94は、複合材料の複数のプライ82を含んでよく及び/又は複数のプライ82と共に利用されてよい。一実施例として、本明細書でより詳細に説明されるように、プライ82は、未硬化複合材部品81を形成及び/又は画定するためなどに、レイアップマンドレル200及び/又はそのレイアップ面212上に配置されてよい。
【0018】
これもまた図2において破線で示されているように、システム94は、硬化オーブン96を含んでよく及び/又は硬化オーブン96と共に利用されてよい。一実施例として、硬化オーブン96は、未硬化複合材部品81を硬化させ及び/又はインプリントされたフィーチャ88を含む複合材部品80を画定するためなどに、未硬化複合材部品81を加熱するよう利用されてよい。
【0019】
複合材部品80を形成及び/又は画定するためのシステム94の動作的使用の最中に、図12の方法500を参照しながら本明細書でより詳細に説明されるように、プライ82は、レイアップマンドレル200のレイアップ面212上に配置されてよい。次いで、プライ82は、未硬化複合材部品81を画定するために、レイアップ面212のレイアップ面形状に適合されてよい。これは、次のように適合させることを含む。すなわち、プライ82のうちの少なくともマンドレルに接触するプライに、レイアップ面212に接触するマンドレルに接触するプライの領域内にレイアップ表面仕上げの粗さがインプリントされる。加えて、等方性の表面仕上げの領域236に接触するマンドレルに接触するプライの領域に、等方性の表面仕上げの粗さがインプリントされる。これは、例えば図6図7で示されている。その場合、複合材部品80の形成中に図2のレイアップ面212に接触した複合材部品80の領域91は、等方性の表面仕上げの領域236に接触した複合材部品80の領域92と視覚的に対照的である。
【0020】
その後、未硬化複合材部品81は、硬化オーブン96内で及び/又は硬化オーブン96によって硬化されてよい。したがって、硬化させることは、対応するインプリントされたフィーチャ88を有する複合材部品80を形成及び/又は画定してよい。
【0021】
概して図2図5に目を向けると、本開示によるレイアップマンドレル200は、レイアップ面212を画定し、等方性の表面仕上げの領域236も画定する任意の適切な構造を含む。レイアップ面212は、対応するレイアップ表面仕上げの粗さを有する。等方性の表面仕上げの領域236は、対応する等方性の表面仕上げの粗さを有する。一実施例として、等方性の表面仕上げの領域236は、マンドレル本体210の粗くされた領域であってよい。別の一実施例として、レイアップマンドレル200は、マンドレル本体210及びテクスチャードピン230を含んでよい。そのような複数の実施例では、マンドレル本体210がレイアップ面212を画定する。レイアップ面212は、複合材部品80の表面外形を画定するために、プライ82を受けるように構成されている。加えて、マンドレル本体210はまた、ピン受容孔214も画定する。ピン受容孔214は、レイアップ面212から及び/又はマンドレル本体の中に延在する。テクスチャードピン230は、対応するピン受容孔214内に配置され、テクスチャードピン端部232を有する。テクスチャードピン端部232は、等方性のテクスチャードピンの端部表面を画定し、レイアップマンドレル200から離れる向きに面する。別の言い方をすれば、このような複数の実施例では、テクスチャードピン端部232が、等方性の表面仕上げの領域236を形成し、少なくとも部分的に画定し、又は完全にさえ画定してよく、及び/又は、対応する等方性の表面仕上げの粗さを形成し、少なくとも部分的に規定し、又は完全にさえ規定してよい。
【0022】
テクスチャードピン230は、任意の適切な構造を含んでよく及び/又は任意の適切な構造であってよい。任意の適切な構造は、ピン受容孔214内に配置されるように、並びに/又は、対応する等方性のテクスチャードピンの端部表面を有するテクスチャードピン端部232を画定するように、適合され、構成され、サイズ決定され、仕上げられ、及び/若しくは構築されてよい。幾つかの実施例では、テクスチャードピン230が、対応するピン受容孔214内に摩擦嵌めされるようにサイズ決定されてよい。幾つかの実施例では、図3図5において破線で示されているように、テクスチャードピン230が、ピン受容孔214内に滑り嵌めされるようにサイズ決定されてよく、並びに/又は、レイアップマンドレル200が、接着材料260を含んでよく、接着材料260は、ピン受容孔214内に配置されてよく、及び/若しくは、対応するピン受容孔214内にテクスチャードピン230を接着保持するように構成されてよい。更に又は代替的に、テクスチャードピン230は、ピン受容孔214の中にねじ込まれてよく、及び/又は対応するファスナを用いてピン受容孔214内に保持されてよい。
【0023】
テクスチャードピン230は、任意の適切なサイズ及び/又は形状を有し及び/又は画定してよい。一実施例として、テクスチャードピン230は、円筒形状、又は少なくとも実質的に円筒形状のピン領域を含んでよい。別の言い方をすれば、テクスチャードピン230は、円筒形状若しくは少なくとも部分的に円筒形状を含んでよく及び/又は円筒形状若しくは少なくとも部分的に円筒形状であってよい。
【0024】
別の一実施例として、テクスチャードピン230は、ピン直径238、平均ピン直径、及び/又は有効ピン直径を規定してよい。ピン直径238の複数の例は、少なくとも2ミリメートル(mm)、少なくとも2.2mm、少なくとも2.4mm、少なくとも2.6mm、少なくとも2.8mm、少なくとも3mm、少なくとも3.2mm、少なくとも3.4mm、少なくとも3.6mm、少なくとも3.8mm、少なくとも4mm、少なくとも4.2mm、少なくとも4.4mm、少なくとも4.6mm、少なくとも4.8mm、少なくとも5mm、多くとも8mm、多くとも7.8mm、多くとも7.6mm、多くとも7.4mm、多くとも7.2mm、多くとも7mm、多くとも6.8mm、多くとも6.6mm、多くとも6.4mm、多くとも6.2mm、多くとも6mm、多くとも5.8mm、多くとも5.6mm、多くとも5.4mm、多くとも5.2mm、多くとも5mm、多くとも4.8mm、多くとも4.6mm、多くとも4.4mm、多くとも4.2mm、及び/又は多くとも4mmを含む。ピン直径238のより具体的な一例は、3/16インチである。特定のピン直径238は、所与のテクスチャードピン230を利用して形成されてよいインプリントされたフィーチャ88用の好適なサイズ又は直径に基づいて選択されてよい。
【0025】
更に別の一実施例として、テクスチャードピン230は、ピン長さ240又は平均ピン長さを規定してよい。ピン長さ240の複数の例は、少なくとも1mm、少なくとも2mm、少なくとも3mm、少なくとも4mm、少なくとも5mm、少なくとも6mm、少なくとも7mm、少なくとも8mm、少なくとも9mm、少なくとも10mm、少なくとも11mm、少なくとも12mm、多くとも20mm、多くとも19mm、多くとも18mm、多くとも17mm、多くとも16mm、多くとも15mm、多くとも14mm、多くとも13mm、多くとも12mm、多くとも11mm、多くとも10mm、多くとも9mm、多くとも8mm、多くとも7mm、及び/又は多くとも6mmを含む。所与のピン長さ240は、マンドレル本体210の厚さ及び/又はマンドレル本体210内のテクスチャードピン230用の所望の保持力に少なくとも部分的に基づいて選択されてよい。
【0026】
幾つかの実施例では、テクスチャードピン端部232が、円形若しくは少なくとも実質的に円形のテクスチャードピン端部232を含んでよく、及び/又は円形若しくは少なくとも実質的に円形のテクスチャードピン端部232であってよい。幾つかの実施例では、テクスチャードピン端部232が、平面的な若しくは少なくとも実質的に平面的なテクスチャードピン端部を含んでよく、及び/又は平面的な若しくは少なくとも実質的に平面的なテクスチャードピン端部であってよい。幾つかの実施例では、テクスチャードピン端部232が、各テクスチャードピン230の細長い軸又は円筒形状の軸に対して垂直に又は少なくとも実質的に垂直に延在してよい。
【0027】
幾つかの実施例では、テクスチャードピン端部232が、砥粒ブラストされたテクスチャードピン端部である。テクスチャードピン端部232の粗さの複数の例が、等方性の表面仕上げの粗さがインプリントされたフィーチャ88を参照しながら本明細書で開示される。レイアップ面のRa粗さに対するテクスチャードピン端部232のRa粗さの粗さ比の複数の例が、複合材部品80の残りの部分のRa粗さに対するインプリントされたフィーチャ88のRa粗さの粗さ比を参照しながら本明細書で開示される。
【0028】
幾つかの実施例では、図3で示されているように、テクスチャードピン端部232が、対応するピン受容孔214を画定するレイアップ面212の領域と同一平面上又は実質的に同一平面上にあってよい。更に又は代替的に、テクスチャードピン端部232が、レイアップ面212によって画定される対応するピン受容孔214の中への開口部と同一平面上又は少なくとも実質的に同一平面上にあってよい。
【0029】
幾つかの実施例では、図4図5で示されているように、テクスチャードピン端部232が、対応するピン受容孔214を画定するレイアップ面212の領域の、及び/又は、レイアップ面212によって画定されるピン受容孔214の中への開口部の、閾値ピン端部オフセット距離250以内にあってよい。閾値ピン端部オフセット距離250の複数の例は、多くとも1mm、多くとも0.9mm、多くとも0.8mm、多くとも0.7mm、多くとも0.6mm、多くとも0.5mm、多くとも0.4mm、多くとも0.3mm、多くとも0.2mm、多くとも0.1mm、多くとも90μm、多くとも80μm、多くとも70μm、多くとも60μm、多くとも55μm、多くとも50μm、多くとも45μm、多くとも40μm、多くとも35μm、多くとも30μm、多くとも25μm、多くとも20μm、多くとも15μm、多くとも10μm、又は多くとも5μmを含む。閾値ピン端部オフセット距離250は、幾つかの実施例では、単にレイアップマンドレル200用の製造公差に基づいてよい。更に又は代替的に、幾つかの実施例では、閾値ピン端部オフセット距離250が、そこから形成されるインプリントされたフィーチャ88の所望の可視性、高さ、及び/又は深さを提供するように選択されてよい。
【0030】
マンドレル本体210は、レイアップ面212及び/又はピン受容孔214を画定してよい任意の適切な構造を含んでよい。更に、ピン受容孔214は、テクスチャードピン230との摩擦嵌め用又はテクスチャードピン230との滑り嵌め用にサイズ決定されてよいなど、任意の適切なサイズ及び/又は形状を有し及び/又は画定してよい。別の一実施例として、ピン受容孔214は、孔直径216、平均孔直径、及び/又は有効孔直径を規定してよい。孔直径216の複数の例は、少なくとも2mm、少なくとも2.2mm、少なくとも2.4mm、少なくとも2.6mm、少なくとも2.8mm、少なくとも3mm、少なくとも3.2mm、少なくとも3.4mm、少なくとも3.6mm、少なくとも3.8mm、少なくとも4mm、少なくとも4.2mm、少なくとも4.4mm、少なくとも4.6mm、少なくとも4.8mm、少なくとも5mm、多くとも8mm、多くとも7.8mm、多くとも7.6mm、多くとも7.4mm、多くとも7.2mm、多くとも7mm、多くとも6.8mm、多くとも6.6mm、多くとも6.4mm、多くとも6.2mm、多くとも6mm、多くとも5.8mm、多くとも5.6mm、多くとも5.4mm、多くとも5.2mm、多くとも5mm、多くとも4.8mm、多くとも4.6mm、多くとも4.4mm、多くとも4.2mm、及び/又は多くとも4mmを含む。孔直径216のより具体的な一例は、4.7625mmである。
【0031】
ピン受容孔214が、テクスチャードピン230との摩擦嵌め用にサイズ決定されたときに、孔直径216は、ピン直径238よりも小さくてよく、又はわずかに小さくてよい。代替的に、ピン受容孔214が、テクスチャードピン230との滑り嵌め用にサイズ決定されたときに、孔直径216は、ピン直径238よりも大きくてよく、又はわずかに大きくてよい。孔直径216とピン直径238との間の差の大きさの複数の例は、多くとも0.05mm、多くとも0.04mm、多くとも0.03mm、多くとも0.02mm、又は多くとも0.01mmを含む。
【0032】
同様に、ピン受容孔214は、任意の適切な孔深さ218又は平均孔深さを有し及び/又は規定してよい。孔の深さ218の複数の例は、少なくとも1mm、少なくとも2mm、少なくとも3mm、少なくとも4mm、少なくとも5mm、少なくとも6mm、少なくとも7mm、少なくとも8mm、少なくとも9mm、少なくとも10mm、少なくとも11mm、少なくとも12mm、少なくとも13mm、多くとも15mm、多くとも14.5mm、多くとも14mm、多くとも13.5mm、多くとも13mm、多くとも12.5mm、及び/又は多くとも12mmを含む。幾つかの実施例では、孔深さ218が、ピン長さ240に対応し又は等しくてよい。幾つかの実施例では、ピン受容孔214の形状が、テクスチャードピン230の形状に対応してよい。
【0033】
マンドレル本体210の少なくとも1つの材料特性が、テクスチャードピン230の対応する材料特性と異なってもよいことは、本開示の範囲内である。このような構成により、レイアップマンドレル200の耐久性が向上してよく、レイアップマンドレル200の洗浄が容易になってよく、及び/又はレイアップマンドレル200の修理が容易になってよい。一実施例として、マンドレル本体210は、マンドレル本体の材料によって画定されてよく、テクスチャードピン230は、テクスチャードピン230の材料によって画定されてよく、及び/又は、マンドレル本体の材料は、テクスチャードピンの材料と異なってよい。マンドレル本体の材料の複数の例は、ポリマー、炭素繊維強化ポリマー、金属、アルミニウム、アルミニウム合金、構造用鋼、ニッケル鉄合金、及び/又は64FeNi(インバー)を含む。テクスチャードピンの材料の複数の例は、熱可塑性物質、ポリエーテルエーテルケトン、金属、鋼、軟鋼、及び/又はステンレス鋼を含む。
【0034】
幾つかの実施例では、テクスチャードピンの材料が、マンドレル本体の材料のマンドレル本体の材料の硬さよりも大きいテクスチャードピンの材料の硬さを規定してよい。複数の例として、マンドレル本体の材料の硬さに対するテクスチャードピンの材料の硬さの比は、少なくとも1.02、少なくとも1.04、少なくとも1.06、少なくとも1.08、少なくとも1.1、少なくとも1.15、少なくとも1.2、少なくとも1.3、少なくとも1.4、又は少なくとも1.5であってよい。幾つかの実施例では、テクスチャードピンの材料が、マンドレル本体の材料のマンドレル本体の材料の耐久性よりも大きいテクスチャードピンの材料の耐久性を規定してよい。
【0035】
図8図9は、本開示による、ロボットシステム100の実施例の概略図である。ロボットシステム100は、複数のインプリントされたフィーチャ88を含む複合材部品80に複数の動作を高精度で及び/又は正確に実行するように構成されてよい。
【0036】
図8図9で示されているように、ロボットシステム100は、エンドエフェクタ110を含む。エンドエフェクタ110は、視覚システム120を含む。視覚システム120は、複合材部品80の表面84上の対応するインプリントされたフィーチャ88を検出するように構成されている。対応するインプリントされたフィーチャ88は、複合材部品80の残りの部分の表面粗さよりも大きい粗さを有する等方性のフィーチャの表面仕上げを有する。エンドエフェクタ110はまた、動作するアセンブリ124も含む。動作するアセンブリ124は、複合材部品80に複数の動作を実行するように構成されている。
【0037】
ロボットシステム100はまた、配置システム150も含む。配置システム150は、複合材部品80に対してエンドエフェクタ110を配置するように構成されている。
【0038】
ロボットシステム100はまた、コントローラ160も含む。コントローラ160は、ロボットシステム100の動作を制御するようにプログラムされている。それによって、ロボットシステム100は、対応するインプリントされたフィーチャ88の位置に対応する対応する動作位置130において、複数の動作の各動作を実行する。幾つかの実施例では、図8図9で示されているように、コントローラ160が、ロボットシステム100を制御してよい。それによって、対応する動作位置130が、対応するインプリントされたフィーチャ88上及び/又は対応するインプリントされたフィーチャ88にある。幾つか実施例では、コントローラ160が、ロボットシステム100を制御してよい。それによって、対応する動作位置130は、対応するインプリントされたフィーチャ88からオフセットされ、又は対応するインプリントされたフィーチャ88から一貫したオフセットを有する。
【0039】
幾つかの実施例では、図8図9において破線で示されているように、配置システム150が、ラフな配置システム152と精密な配置システム154を含んでよい。このような複数の実施例では、コントローラ160が、ラフな配置システム152を利用して、エンドエフェクタ110を対応するインプリントされたフィーチャ88に近接して配置し、及び又は次いで、精密な配置システム154を利用して、対応するインプリントされたフィーチャ88に対するエンドエフェクタ110の位置を微調整するようにプログラムされてよい。ラフな配置システム152の並びに/又は精密な配置システム154の複数の実施例は、機械的配置デバイス、電気機械的配置デバイス、電気的配置デバイス、リニアアクチュエータ、ラック及びピニオンアセンブリ、リードスクリュー及びナットアセンブリ、ボールスクリュー及びナットアセンブリ、モータ、リニアモータ、ステッピングモータ、サーボモータ、並びに/又は圧電素子を含む。幾つかの実施例では、配置システム150、ラフな配置システム152、並びに/又は精密な配置システム154が、1つの軸に沿って及び/若しくは1つの軸の周りで、2つの直交する軸に沿って及び/若しくは2つの直交する軸の周りで、並びに/又は3つの直交する軸に沿って及び/若しくは3つの直交する軸の周りで、エンドエフェクタ110を配置し、移動させ、並びに/又は回転させるように構成されてよい。
【0040】
ラフな配置システム152及び精密な配置システム154は、任意の適切な相対精度を有し及び/又は規定してよい。複数の実施例として、ラフな配置システム152は、少なくとも100μm、少なくとも90μm、少なくとも80μm、少なくとも70μm、又は少なくとも60μmの配置精度を有してよい。更なる複数の実施例として、精密な配置システム154は、少なくとも40μm、少なくとも35μm、少なくとも30μm、少なくとも25μm、少なくとも20μm、少なくとも15μm、又は少なくとも10μmの配置精度を有してよい。幾つかの実施例では、ラフな配置システム152の配置精度に対する精密な配置システム154の配置精度の比が、少なくとも2、少なくとも3、少なくとも4、少なくとも5、少なくとも6、少なくとも8、又は少なくとも10であってよい。
【0041】
幾つかの実施例では、動作するアセンブリ124が、穿孔アセンブリ125を含んでよく及び/又は穿孔アセンブリ125であってよい。穿孔アセンブリ125は、ドリルビット126を含んでよく、及び/又は複合材部品80内に複数のファスナ孔86を画定するように構成されてよい。別の言い方をすると、動作するアセンブリ124が、穿孔アセンブリ125を含むときに、ロボットシステム100によって実行される複数の動作は、複合材部品80内に複数のファスナ孔86を穿つことを含んでよい。
【0042】
幾つかのそのような実施例では、視覚システム120が、図8で示されているように、光軸122に沿って対応するインプリントされたフィーチャ88を見るように構成されてよい。また、幾つかのそのような実施例では、穿孔アセンブリ125が、図8で示されている構成から図9で示されている構成への移行によって示されるように、ドリルビット126を穿孔軸128に沿って前進させることによって、対応するファスナ孔86を画定するように構成されてよい。また、幾つかのそのような実施例では、少なくとも、視覚システム120が、対応するインプリントされたフィーチャ88を見るとき、及び/又は、視覚システム120が、動作するアセンブリ124を対応するインプリントされたフィーチャ88と位置合わせするために利用されるときに、光軸122が、穿孔軸128と同軸又は実質的に同軸であってよい。このような構成を可能にし及び/又は容易にするために、視覚システム120は、移動及び/又は旋回するように構成されてよい。それによって、光軸122は、位置合わせ中に穿孔軸128と同軸である。また、視覚システム120は、移動及び/又は旋回するように構成されてよく、それによって、図8で示されている構成と図9で示されている構成との間の移行によって示されるように、光軸122は、ドリルビット126が複合材部品80の中に前進しているときに、穿孔軸128から間隔を空けられている。この視覚システム120の移動及び/又は旋回は、視覚システム120の旋回機構121を利用して実行されてよい。
【0043】
幾つかの実施例では、図8図9において破線で示されているように、ロボットシステム100が、正常性検出システム140を含んでよい。正常性検出システム140は、複合材部品80の表面84に対する動作するアセンブリ124の及び/又は穿孔アセンブリ125の配向又は角度配向を検出するように構成されてよい。幾つかの実施例では、正常性検出システム140及び/又はコントローラ160が、正常性検出システム140からの情報を利用して、動作するアセンブリ124及び/又は穿孔アセンブリ125を表面84の法線方向に位置合わせしてよい。幾つかの実施例では、正常性検出システム140及び/又はコントローラ160が、動作するアセンブリ124及び/又は穿孔アセンブリ125を、表面84に対して特定の及び/又は所定の角度に位置合わせしてよい。正常性検出システム140の複数の実施例は、少なくとも三つの間隔を空けられたレーザー及び/又は少なくとも三つの間隔を空けられた機械的アクチュエータを含む。それらを利用して、表面84と動作するアセンブリ124との間の位置合わせ及び/又は正常性を検出することができる。
【0044】
説明されるように、ロボットシステム100及び/又はその視覚システム120は、外側にインプリントされたフィーチャ88である表面84の領域などの、複合材部品80の残りの部分の粗さよりも大きい粗さを有する等方性のフィーチャの表面仕上げを有するインプリントされたフィーチャ88に検出するように適合され、構成され、設計され、及び/又は構築されてよい。インプリントされたフィーチャ88の粗さが、任意の適切な粗さ値を有し及び/又は規定してよいことは、本開示の範囲内にある。複数の例として、インプリントされたフィーチャ88は、少なくとも0.5μm、少なくとも0.6μm、少なくとも0.7μm、少なくとも0.8μm、少なくとも0.9μm、少なくとも1μm、少なくとも1.2μm、少なくとも1.4μm、少なくとも1.6μm、少なくとも1.8μm、少なくとも2μm、少なくとも2.2μm、少なくとも2.4μm、少なくとも2.6μm、少なくとも2.8μm、少なくとも3μm、少なくとも3.175μm、少なくとも3.2μm、少なくとも3.4μm、少なくとも3.6μm、少なくとも3.8μm、少なくとも4μm、少なくとも4.2μm、少なくとも4.4μm、少なくとも4.6μm、少なくとも4.8μm、少なくとも5μm、少なくとも5.2μm、少なくとも5.4μm、少なくとも5.6μm、少なくとも5.8μm、少なくとも6μm、多くとも15μm、多くとも14μm、多くとも13μm、多くとも12μm、多くとも11μm、多くとも10μm、多くとも9μm、多くとも8μm、多くとも7.8μm、多くとも7.6μm、多くとも7.4μm、多くとも7.2μm、多くとも7μm、多くとも6.8μm、多くとも6.6μm、多くとも6.4μm、多くとも6.3μm、多くとも6.2μm、多くとも6μm、多くとも5.8μm、多くとも5.6μm、多くとも5.4μm、多くとも5.2μm、多くとも5μm、多くとも4.8μm、多くとも4.6μm、多くとも4.4μm、多くとも4.2μm、多くとも4μm、多くとも3.8μm、多くとも3.6μm、多くとも3.4μm、多くとも3.2μm、及び/又は多くとも3μmの粗さ平均(Ra)粗さを規定してよい。
【0045】
インプリントされたフィーチャ88の粗さが、任意の適切な様態で複合材部品80の残りの部分の粗さと異なってよいことも、本開示の範囲内にある。複数の例として、複合材部品80の残りの部分のRa粗さに対するインプリントされたフィーチャ88のRa粗さの粗さ比は、少なくとも1.1、少なくとも1.2、少なくとも1.3、少なくとも1.4、少なくとも1.5、少なくとも1.6、少なくとも1.7、少なくとも1.8、少なくとも1.9、少なくとも2、少なくとも2.1、少なくとも2.2、少なくとも2.3、少なくとも2.4、少なくとも2.5、少なくとも2.6、少なくとも2.7、少なくとも2.8、少なくとも2.9、少なくとも3、多くとも5、多くとも4.8、多くとも4.6、多くとも4.4、多くとも4.2、多くとも4、多くとも3.8、多くとも3.6、多くとも3.4、多くとも3.2、多くとも3、多くとも2.8、多くとも2.6、多くとも2.4、多くとも2.2、多くとも2、多くとも1.8、多くとも1.6、及び/又は多くとも1.4であってよい。インプリントされたフィーチャ88の粗さは、等方性の表面仕上げの粗さを含んでよく、及び/又は等方性の表面仕上げの粗さであってよい。
【0046】
図10は、本開示による複合材部品用のレイアップマンドレルを製造する方法300の実施例を描くフローチャートである。レイアップマンドレルの複数の実施例が、レイアップマンドレル200を参照しながら本明細書で開示される。複合材部品の複数の実施例が、複合材部品80を参照しながら本明細書で開示される。
【0047】
方法300は、310においてマンドレル本体を提供すること、及び320においてピン受容孔を画定することを含む。方法300はまた、330においてテクスチャードピンをグリットブラストすること、及び/若しくは340において接着剤を配置すること、並びに/又は350においてテクスチャードピンを挿入することも含んでよい。
【0048】
310においてマンドレル本体を提供することは、レイアップ面を画定する任意の適切なマンドレル本体を提供することを含んでよい。レイアップ面は、複合材料の複数のプライを受け、及び/又は複合材部品の表面外形を画定するように構成されてよい。マンドレル本体の複数の実施例が、マンドレル本体210を参照しながら本明細書で開示される。
【0049】
320においてピン受容孔を画定することは、マンドレル本体内に複数のピン受容孔を形成し、画定し、及び/又は設けることを含んでよい。各ピン受容孔は、レイアップ面からマンドレル本体の中に延在してよい。ピン受容孔の複数の実施例が、ピン受容孔214を参照しながら本明細書で開示される。
【0050】
320において画定することは、任意の適切な付加及び/又は減算機械加工及び/又は製造プロセスを介するなどして、任意のやり方で実行されてよい。具体的な一実施例では、320において画定することが、マンドレル本体内及び/又はマンドレル本体の範囲内に複数のピン受容孔を穿つことを含んでよい。幾つかの実施例では、320において画定することが、複数のブラインドピン受容孔を画定することを含んでよい。
【0051】
本明細書でより詳細に説明されるように、複合材部品は、複合材部品アセンブリ内で利用されるように構成されてよい。そのような複数の実施例では、複合材部品アセンブリ内で、複合材部品が、複数のファスナ孔を含んでよい。対応するファスナは、複合材部品を複合材部品アセンブリ内に保持するために、各ファスナ孔内で延在してよい。また、そのような複数の実施例では、320において画定することが、複数のピン受容孔を配置することを含んでよい。それによって、挿入の後で、複数のテクスチャードピンの各テクスチャードピンの位置が、複数のファスナ孔のうちのファスナ孔の位置又は所望の位置に対応する。
【0052】
330においてテクスチャードピンをグリットブラストすることは、等方性のテクスチャードピンの端部表面を形成及び/又は画定するために、複数のテクスチャードピン、例えばその端部表面をグリットブラストすることを含んでよい。これは、350において挿入する前に、複数のテクスチャードピンをグリットブラストすることを含んでよい。
【0053】
340において接着剤を配置することは、各ピン受容孔内に及び/又は各ピン受容孔の範囲内に、任意の適切な接着剤又は接着材料を配置することを含んでよい。これは、接着材料が、複数のテクスチャードピンの各テクスチャードピンを対応するピン受容孔内に接着保持するように、接着材料を配置することを含んでよい。340において配置することは、350において挿入することの前に実行されてよい。
【0054】
350においてテクスチャードピンを挿入することは、複数のテクスチャードピンのうちのテクスチャードピンを、複数のピン受容孔のうちの対応するピン受容孔の中に挿入することを含んでよい。テクスチャードピンは、テクスチャードピン端部を含んでよい。テクスチャードピン端部は、等方性のテクスチャードピンの端部表面を画定してよい。350において挿入することは、等方性のテクスチャードピンの端部表面が、レイアップマンドレルから離れる向きに面するように挿入することを含んでよい。テクスチャードピンの複数の実施例が、テクスチャードピン230を参照しながら本明細書で開示される。テクスチャードピンの複数の実施例が、テクスチャードピン端部232を参照しながら本明細書で開示される。
【0055】
幾つかの実施例では、350において挿入することが、次のように挿入することを含んでよい。すなわち、テクスチャードピン端部は、対応するピン受容孔を画定するレイアップ面の領域、及び/又は、レイアップ面によって画定される対応するピン受容孔の中への開口部と、同一平面上にあるか又は少なくとも実質的に同一平面上にある。幾つかの実施例では、350において挿入することが、次のように挿入することを含んでよい。すなわち、対応するテクスチャードピン端部は、対応するピン受容孔を画定するレイアップ面の領域、及び/又は、レイアップ面によって画定されるピン受容孔の中への開口部の、閾値ピン端部オフセット距離以内にある。閾値ピン端部オフセット距離の複数の例が、閾値ピンオフセット距離250を参照しながら本明細書で開示される。
【0056】
方法300の特定の一実施例では、テクスチャードピンが、既に形成されていてよく、ピン受容孔内に摩擦嵌めされるように構成されていてよい。このような一実施例では、方法300が、310において提供することを介してマンドレル本体を提供すること、320において画定することを介してピン受容孔を画定すること、及び350において挿入することを介してピン受容孔の中にテクスチャードピンを挿入することを含む。方法300の別の特定の一実施例では、テクスチャードピン端部を有さないピンが提供されてよく、これらのピンは、ピン受容孔内に滑り嵌めされるように構成されていてよい。このような一実施例では、方法300が、310において提供することを介してマンドレル本体を提供すること、320において画定することを介してピン受容孔を画定すること、330においてグリットブラストすることを介してテクスチャードピン端部を画定するようにグリットブラストすること、340において配置することを介してピン受容孔内に接着剤を配置すること、及び350において挿入することを介してピン受容孔の中にテクスチャードピンを挿入することを含む。方法300のステップの他の組み合わせも、本開示の範囲内にある。
【0057】
図11は、本開示による損傷を受けたレイアップマンドレルを修理する方法400の実施例を描くフローチャートである。レイアップマンドレルの複数の実施例が、レイアップマンドレル200を参照しながら本明細書で開示される。
【0058】
方法400は、410においてレイアップマンドレルを製造すること、420においてレイアップマンドレルを利用すること、及び/又は430においてレイアップマンドレルを評価することを含んでよい。方法400は、440において設置されたテクスチャードピンを除去すること、及び450において交換用のテクスチャードピンを挿入することを更に含む。
【0059】
410においてレイアップマンドレルを製造することは、任意の適切なやり方で、レイアップマンドレルを形成すること、画定すること、及び/又は作製することを含んでよい。一実施例として、410において製造することは、本明細書で開示される方法300の任意の適切なステップ及び/又は複数のステップを実行することを含んでよい。
【0060】
420においてレイアップマンドレルを利用することは、複合材部品を形成及び/又は画定するために、レイアップマンドレルを利用することを含んでよい。一実施例として、420において利用することは、本明細書で開示される方法500の任意の適切なステップ及び/又は複数のステップを実行することを含んでよい。複合材部品の複数の実施例が、複合材部品80を参照しながら本明細書で開示される。420において利用することは、410において製造することの後に、並びに/又は、430において評価することの前に、440において除去することの前に、及び/若しくは450において挿入することの前に実行されてよい。
【0061】
430においてレイアップマンドレルを評価することは、任意の適切なやり方で及び/又は任意の適切な基準に基づいて、レイアップマンドレルを評価及び/又は精査することを含んでよい。一実施例として、430において評価することは、410において製造することの後及び/又は420において利用することの後などであってよい、レイアップマンドレルが少なくとも1つの仕様を満たすことができないと規定することを含んでよい。別の一実施例として、430において評価することは、420において利用することなどによってもたらされることがある、レイアップマンドレルの摩耗を定量化することを含んでよい。別の言い方をすると、420において利用することの最中に、レイアップマンドレルの1以上の構成要素が、摩耗し及び/又は損傷を受け、それによって、レイアップマンドレルの1以上の構成要素が適用可能な仕様の外側になることがある。430において評価することは、この摩耗及び/又は損傷の程度を検出し、定量化し、及び/又は特定するために利用されてよい。方法400が、430において評価することを含むときに、440において除去することは、430において評価することに少なくとも部分的に応じて実行されてよい。複数の実施例として、440において除去することは、レイアップマンドレルが少なくとも1つの仕様を満たすことができないことに応じて、及び/又はレイアップマンドレルの摩耗に応じて実行されてよい。
【0062】
設置されたテクスチャードピンを440において除去することは、損傷を受けたレイアップマンドレルのレイアップ面から損傷を受けたレイアップマンドレルのマンドレル本体の中に延在する対応するピン受容孔から、設置されたテクスチャードピンを除去することを含んでよい。設置されたテクスチャードピンの複数の実施例が、テクスチャードピン230を参照しながら本明細書で開示される。ピン受容孔の複数の実施例が、ピン受容孔214を参照しながら本明細書で開示される。レイアップ面の複数の実施例が、レイアップ面212を参照しながら本明細書で開示される。マンドレル本体の複数の実施例が、マンドレル本体210を参照しながら本明細書で開示される。
【0063】
440において除去することは、任意の適切なやり方で実行されてよい。一実施例として、440において除去することは、設置されたテクスチャードピンを対応するピン受容孔から引き抜くことを含んでよい。別の一実施例として、440において除去することは、設置されたテクスチャードピン内に引き出し孔を穿つこと、引き出し孔内にピン引き出し器を配置すること、及びピン引き出し器を利用することなどを介して、設置されたテクスチャードピンを対応するピン受容孔から引き抜くことを含んでよい。
【0064】
450において交換用のテクスチャードピンを挿入することは、修理されたレイアップマンドレルを画定するために、交換用のテクスチャードピンを対応するピン受容孔の中に挿入することを含んでよい。交換用のテクスチャードピンは、等方性のテクスチャードピンの端部表面を画定するテクスチャードピン端部を有してよい。450において挿入することは、等方性のテクスチャードピンの端部表面が、レイアップマンドレルから離れる向きに面するように挿入することを含んでよい。修理されたレイアップマンドレルの複数の実施例が、レイアップマンドレル200を参照しながら本明細書で開示される。交換用のテクスチャードピンの複数の実施例が、テクスチャードピン230を参照しながら本明細書で開示される。450において挿入することは、方法300を参照しながら説明された、350において挿入することを参照しながら本明細書で開示されたやり方を含む、任意の適切なやり方で実行されてよい。
【0065】
図12は、本開示による複合材部品を形成する方法500の実施例を描くフローチャートである。複合材部品は、複数のインプリントされたフィーチャを含む。複数のインプリントされたフィーチャは、複合材部品内のファスナ孔用の位置をロボット穿孔システムに示すように構成されている。複合材部品の複数の実施例が、複合材部品80を参照しながら本明細書で開示される。インプリントされたフィーチャの複数の実施例が、インプリントされたフィーチャ88を参照しながら本明細書で開示される。ロボット穿孔システムの複数の実施例が、ロボットシステム100を参照しながら本明細書で開示される。ファスナ孔の複数の実施例が、ファスナ孔86を参照しながら本明細書で開示される。方法500は、510においてプライを配置すること、520においてプライを適合させること、及び530においてプライを硬化させることを含む。
【0066】
510においてプライを配置することは、複合材料の複数のプライをレイアップマンドレル上に配置することを含んでよい。レイアップマンドレルは、レイアップ面を画定するマンドレル本体を含んでよい。レイアップ面は、レイアップ表面仕上げの粗さを規定してよい。レイアップマンドレルはまた、レイアップ面上で間隔を空けられた等方性の表面仕上げの複数の領域も含む。等方性の表面仕上げは、レイアップ表面仕上げの粗さよりも大きい等方性の表面仕上げの粗さを規定してよい。等方性の表面仕上げの各領域の位置は、複合材部品内の対応するファスナ孔用の所望の位置に対応してよい。複数のプライの複数の実施例が、プライ82を参照しながら本明細書で開示される。レイアップ面の複数の実施例が、レイアップ面212を参照しながら本明細書で開示される。等方性の表面仕上げの複数の領域の複数の実施例が、領域236を参照しながら本明細書で開示される。
【0067】
520においてプライを適合させることは、複合材料の複数のプライをレイアップ面のレイアップ面形状に適合させることを含んでよい。これは、任意の適切なやり方で実行されてよい。一実施例として、520において適合させることは、複合材料の複数のプライをレイアップ面に圧縮するために、複合材料の複数のプライを真空バギングすることを含んでよい。
【0068】
520において適合させることはまた、複合材料の複数のプライのうちの少なくともマンドレルに接触するプライ内に、インプリントすることも含む。インプリントすることは、レイアップ面に接触するマンドレルに接触するプライの領域内に、レイアップ表面仕上げの粗さをインプリントすることを含む。インプリントすることはまた、等方性の表面仕上げの複数の領域に接触するマンドレルに接触するプライの領域内に、等方性の表面仕上げの粗さをインプリントすることも含む。
【0069】
530においてプライを硬化させることは、複合材部品を形成及び/又は画定するために、複合材料の複数のプライを硬化させることを含んでよい。硬化することの後で、複合材部品は、複数の間隔を空けてインプリントされたフィーチャを含んでよく、各間隔を空けてインプリントされたフィーチャの位置は、等方性の表面仕上げの複数の領域のうちの等方性の表面仕上げの対応する領域の位置に対応してよい。
【0070】
図13は、本開示による複合材部品に複数の動作を正確に実行する方法600の複数の実施例を描くフローチャートである。複合材部品は、複合材部品の表面上で画定された複数のインプリントされたフィーチャを含む。複合材部品の複数の実施例が、複合材部品80を参照しながら本明細書で開示される。インプリントされたフィーチャの複数の実施例が、インプリントされたフィーチャ88を参照しながら本明細書で開示される。複数の複合材部品の複数の実施例が、表面84を参照しながら本明細書で開示される。
【0071】
方法600は、610において複合材部品を形成すること、620においてインプリントされたフィーチャを検出すること、及び630において動作するアセンブリを位置合わせすることを含んでよい。方法600は、640において視覚システムを後退させること、及び650において動作を実行することを更に含んでよい。方法600はまた、660において繰り返すことも含む。
【0072】
610において複合材部品を形成することは、任意の適切なやり方で複合材部品を形成すること及び/又は画定することを含んでよい。一実施例として、610において形成することは、方法500の任意の適切なステップ及び/又は複数のステップを実行することを含んでよい。
【0073】
620においてインプリントされたフィーチャを検出することは、複数のインプリントされたフィーチャのうちの対応するインプリントされたフィーチャを検出することを含んでよい。インプリントされたフィーチャは、複合材部品の残りの部分の表面粗さよりも大きい粗さを有する等方性の表面仕上げを有する。620において検出することは、ロボットシステムのエンドエフェクタの視覚システムを利用して実行されてよい。視覚システムの複数の実施例が、視覚システム120を参照しながら本明細書で開示される。エンドエフェクタの複数の実施例が、エンドエフェクタ110を参照しながら本明細書で開示される。ロボットシステムの複数の実施例が、ロボットシステム100を参照しながら本明細書で開示される。
【0074】
630において動作するアセンブリを位置合わせすることは、エンドエフェクタの動作するアセンブリを、対応するインプリントされたフィーチャに対して位置合わせすることを含んでよく、620において検出することに少なくとも部分的に基づいてよい。これは、ロボットシステムの配置システムを利用して、動作するアセンブリを位置合わせすることを含んでよい。配置システムの複数の実施例が、配置システム150を参照しながら本明細書で開示される。
【0075】
幾つかの実施例では、630において位置合わせすることが、配置システムのラフな配置システムを利用して、エンドエフェクタを対応するインプリントされたフィーチャに対して大まかに配置することを含んでよい。幾つかのそのような実施例では、630において位置合わせすることがまた、配置システムの精密な配置システムを利用して、エンドエフェクタを対応するインプリントされたフィーチャに対して精密に配置することも含んでよい。ラフな配置システムの複数の実施例が、ラフな配置システム152を参照しながら本明細書で開示される。精密な配置システムの複数の実施例が、精密な配置システム154を参照しながら本明細書で開示される。
【0076】
幾つかの実施例では、630において位置合わせすることが、対応するインプリントされたフィーチャを見るために、視覚システムを利用することを含んでよい。幾つかの実施例では、動作するアセンブリが、複合材部品内の複数のファスナ孔を画定するように構成された穿孔アセンブリを含んでよい。幾つかのそのような実施例では、630において位置合わせすることが、次のように位置合わせすることを含んでよい。すなわち、穿孔アセンブリの穿孔軸は、複合材部品の表面の法線方向であり、複合材部品の表面に対して所定の角度であり、及び/又は視覚システムの光軸と同軸である。幾つかのそのような実施例では、630で位置合わせすることが、穿孔軸と複合材部品の表面との間の角度を特定するために、エンドエフェクタの正常性検出システムを利用することを含んでよい。穿孔アセンブリの複数の実施例が、穿孔アセンブリ125を参照しながら本明細書で開示される。穿孔軸の複数の例が、穿孔軸128を参照しながら本明細書で開示される。光軸の複数の例が、光軸122を参照しながら本明細書で開示される。正常性検出システムの複数の実施例が、正常性検出システム140を参照しながら本明細書で開示される。
【0077】
640において視覚システムを後退させることは、視覚システムを穿孔軸から離れるように移動させることを含んでよい。別の言い方をすると、630において位置合わせことが、視覚システムの光軸が穿孔アセンブリの穿孔軸と同軸であるように位置合わせすることを含むときに、視覚システムは、630において位置合わせする最中に穿孔アセンブリと複合材部品の表面との間に配置されてよい。このような複数の実施例では、640において後退させることは、650において実行することを可能にするか、又は650において実行するためのスペースを提供するために利用されてよい。加えて、このような実施例では、640で後退させることが、穿孔アセンブリを移動させることなしに、630において位置合わせすることから650において実行することに移行することを可能にしてよく、それによって、方法600の全体の精度を改善する。
【0078】
650において動作を実行することは、複合材部品及び/又は対応するインプリントされたフィーチャに複数の動作のうちの対応する動作を実行することを含む。動作するアセンブリが、穿孔アセンブリを含むときに、650において実行することは、複合材部品内に対応する孔を穿つことを含む。幾つかの実施例では、650において実行することが、対応するインプリントされたフィーチャに及び/又はフィーチャ内に対応する動作を実行することを含んでよい。幾つかのそのような実施例では、650において実行することが、複合材部品から対応するインプリントされたフィーチャを除去することを含んでよい。他の複数の実施例では、650において実行することが、対応するインプリントされたフィーチャに対して所定の位置で対応する動作を実行することを含んでよい。幾つかのそのような実施例では、対応するインプリントされたフィーチャが、仕上げられた複合材部品内並びに/又は複合材部品を含む及び/若しくは利用する複合材部品アセンブリ内で許容可能であってよいフライアウェイフィーチャを含んでよく並びに/又はフライアウェイフィーチャであってよい。
【0079】
660において繰り返すことは、任意の適切なやり方で及び/又は任意の適切な目的で、方法600の任意の適切なステップ及び/又は複数のステップを繰り返すことを含んでよい。一実施例として、660において繰り返すことは、複合材部品に複数の動作を実行すること、及び/又は、複合材部品に複数のインプリントされたフィーチャの位置で複数の動作を実行することを繰り返すことを含んでよい。
【0080】
本開示による発明主題の例示的で非排他的な実施例が、以下で列挙される段落に説明されている。
【0081】
A1.
複合材部品(80)用のレイアップマンドレル(200)であって、
マンドレル本体(210)であって、
(i)前記複合材部品(80)の表面外形を画定するために、複合材料の複数のプライ(82)を受けるように構成されたレイアップ面(212)、及び
(ii)複数のピン受容孔(214)であって、前記複数のピン受容孔(214)の各ピン受容孔(214)が、前記レイアップ面(212)から前記マンドレル本体(210)の中に延在する、複数のピン受容孔(214)を画定する、マンドレル本体(210)、並びに
複数のテクスチャードピン(230)であって、前記複数のテクスチャードピン(230)の各テクスチャードピン(230)が、
(i)前記複数のピン受容孔(214)のうちの対応するピン受容孔(214)内に配置され、
(ii)テクスチャードピン端部(232)を有し、前記テクスチャードピン端部(232)は、前記レイアップマンドレル(200)から離れる向きに面する等方性のテクスチャードピンの端部表面を画定する、複数のテクスチャードピン(230)を備える、レイアップマンドレル(200)。
【0082】
A2.
前記複数のテクスチャードピン(230)の各テクスチャードピン(230)は、前記対応するピン受容孔(214)内に摩擦嵌めされるようにサイズ決定されている、段落A1に記載のレイアップマンドレル(200)。
【0083】
A3.
前記複数のテクスチャードピン(230)の各テクスチャードピン(230)は、円筒形状又は少なくとも実質的に円筒形状のピン領域を含む、段落A1又はA2に記載のレイアップマンドレル(200)。
【0084】
A4.
前記複数のテクスチャードピン(230)の各テクスチャードピン(230)は、
(i)少なくとも2ミリメートル(mm)、少なくとも2.2ミリメートル、少なくとも2.4ミリメートル、少なくとも2.6ミリメートル、少なくとも2.8ミリメートル、少なくとも3ミリメートル、少なくとも3.2ミリメートル、少なくとも3.4ミリメートル、少なくとも3.6ミリメートル、少なくとも3.8ミリメートル、少なくとも4ミリメートル、少なくとも4.2ミリメートル、少なくとも4.4ミリメートル、少なくとも4.6ミリメートル、少なくとも4.8ミリメートル、若しくは少なくとも5ミリメートル、
(ii)多くとも8mm、多くとも7.8mm、多くとも7.6mm、多くとも7.4mm、多くとも7.2mm、多くとも7mm、多くとも6.8mm、多くとも6.6mm、多くとも6.4mm、多くとも6.2mm、多くとも6mm、多くとも5.8mm、多くとも5.6mm、多くとも5.4mm、多くとも5.2mm、多くとも5mm、多くとも4.8mm、多くとも4.6mm、多くとも4.4mm、多くとも4.2mm、若しくは多くとも4mm、及び
(iii)4.7625mm
のうちの少なくとも1つピン直径(238)、平均ピン直径、又は有効ピン直径を規定する、段落A1からA3のいずれか1つに記載のレイアップマンドレル(200)。
【0085】
A5.
前記複数のテクスチャードピン(230)の各テクスチャードピン(230)は、
(i)少なくとも1ミリメートル(mm)、少なくとも2mm、少なくとも3mm、少なくとも4mm、少なくとも5mm、少なくとも6mm、少なくとも7mm、少なくとも8mm、少なくとも9mm、少なくとも10mm、少なくとも11mm、少なくとも12mm、若しくは少なくとも13mm、及び
(ii)多くとも20mm、多くとも19mm、多くとも18mm、多くとも17mm、多くとも16mm、多くとも15mm、多くとも14mm、多くとも13mm、多くとも12mm、多くとも11mm、多くとも10mm、多くとも9mm、多くとも8mm、多くとも7mm、若しくは多くとも6mm
のうちの少なくとも1つのピン長さ(240)又は平均ピン長さを規定する、段落A1からA4のいずれか1つに記載のレイアップマンドレル(200)。
【0086】
A6.
前記テクスチャードピン端部(232)は、円形又は少なくとも実質的に円形のテクスチャードピン端部である、段落A1からA5のいずれか1つに記載のレイアップマンドレル(200)。
【0087】
A7.
前記テクスチャードピン端部(232)は、平面的な又は少なくとも実質的に平面的なテクスチャードピン端部である、段落A1からA6のいずれか1つに記載のレイアップマンドレル(200)。
【0088】
A8.
前記テクスチャードピン端部(232)は、各テクスチャードピン(230)の細長い軸に垂直に又は少なくとも実質的に垂直に延在する、段落A1からA7のいずれか1つに記載のレイアップマンドレル(200)。
【0089】
A9.
前記テクスチャードピン端部(232)は、砥粒ブラストされたテクスチャードピン端部である、段落A1からA8のいずれか1つに記載のレイアップマンドレル(200)。
【0090】
A10.
前記テクスチャードピン端部(232)は、
(i)少なくとも0.5マイクロメートル(μm)、少なくとも0.6μm、少なくとも0.7μm、少なくとも0.8μm、少なくとも0.9μm、少なくとも1μm、少なくとも1.2μm、少なくとも1.4μm、少なくとも1.6μm、少なくとも1.8μm、少なくとも2μm、少なくとも2.2μm、少なくとも2.4μm、少なくとも2.6μm、少なくとも2.8μm、少なくとも3μm、少なくとも3.175μm、少なくとも3.2μm、少なくとも3.4μm、少なくとも3.6μm、少なくとも3.8μm、少なくとも4μm、少なくとも4.2μm、少なくとも4.4μm、少なくとも4.6μm、少なくとも4.8μm、少なくとも5μm、少なくとも5.2μm、少なくとも5.4μm、少なくとも5.6μm、少なくとも5.8μm、又は少なくとも6μm、及び
(ii)多くとも15μm、多くとも14μm、多くとも13μm、多くとも12μm、多くとも11μm、多くとも10μm、多くとも9μm、多くとも8μm、多くとも7.8μm、多くとも7.6μm、多くとも7.4μm、多くとも7.2μm、多くとも7μm、多くとも6.8μm、多くとも6.6μm、多くとも6.4μm、多くとも6.3μm、多くとも6.2μm、多くとも6μm、多くとも5.8μm、多くとも5.6μm、多くとも5.4μm、多くとも5.2μm、多くとも5μm、多くとも4.8μm、多くとも4.6μm、多くとも4.4μm、多くとも4.2μm、多くとも4μm、多くとも3.8μm、多くとも3.6μm、多くとも3.4μm、多くとも3.2μm、又は多くとも3μm
のうちの少なくとも1つの粗さ平均(Ra)粗さを有する、段落A1からA9のいずれか1つに記載のレイアップマンドレル(200)。
【0091】
A11.
前記レイアップ面(212)のRa粗さに対する前記テクスチャードピン端部(232)のRa粗さの粗さ比は、
(i)少なくとも1.1、少なくとも1.2、少なくとも1.3、少なくとも1.4、少なくとも1.5、少なくとも1.6、少なくとも1.7、少なくとも1.8、少なくとも1.9、少なくとも2、少なくとも2.1、少なくとも2.2、少なくとも2.3、少なくとも2.4、少なくとも2.5、少なくとも2.6、少なくとも2.7、少なくとも2.8、少なくとも2.9、又は少なくとも3、及び
(ii)多くとも5、多くとも4.8、多くとも4.6、多くとも4.4、多くとも4.2、多くとも4、多くとも3.8、多くとも3.6、多くとも3.4、多くとも3.2、多くとも3、多くとも2.8、多くとも2.6、多くとも2.4、多くとも2.2、多くとも2、多くとも1.8、多くとも1.6、又は多くとも1.4
のうちの少なくとも1つである、段落A1からA10のいずれか1つに記載のレイアップマンドレル(200)。
【0092】
A12.
前記テクスチャードピン端部(232)は、
(i)前記対応するピン受容孔(214)を画定する前記レイアップ面(212)の領域、及び
(ii)前記レイアップ面(212)によって画定される前記対応するピン受容孔(214)の中への開口部
のうちの少なくとも1つと同一平面上又は少なくとも実質的に同一平面上にある、段落A1からA11のいずれか1つに記載のレイアップマンドレル(200)。
【0093】
A13.
前記テクスチャードピン端部(232)は、
(i)前記対応するピン受容孔(214)を画定する前記レイアップ面(212)の領域、及び
(ii)前記レイアップ面(212)によって画定される前記対応するピン受容孔(214)の中への開口部
のうちの少なくとも1つの閾値ピン端部オフセット距離(250)以内にある、段落A1からA12のいずれか1つに記載のレイアップマンドレル(200)。
【0094】
A14.
閾値ピン端部オフセット距離(250)は、多くとも1mm、多くとも0.9mm、多くとも0.8mm、多くとも0.7mm、多くとも0.6mm、多くとも0.5mm、多くとも0.4mm、多くとも0.3mm、多くとも0.2mm、多くとも0.1mm、多くとも90μm、多くとも80μm、多くとも70μm、多くとも60μm、多くとも55μm、多くとも50μm、多くとも45μm、多くとも40μm、多くとも35μm、多くとも30μm、多くとも25μm、多くとも20μm、多くとも15μm、多くとも10μm、又は多くとも5μmである、段落AからA13のいずれか1つに記載のレイアップマンドレル(200)。
【0095】
A15.
前記複数のピン受容孔(214)の各ピン受容孔(214)は、
(i)少なくとも2ミリメートル(mm)、少なくとも2.2ミリメートル、少なくとも2.4ミリメートル、少なくとも2.6ミリメートル、少なくとも2.8ミリメートル、少なくとも3ミリメートル、少なくとも3.2ミリメートル、少なくとも3.4ミリメートル、少なくとも3.6ミリメートル、少なくとも3.8ミリメートル、少なくとも4ミリメートル、少なくとも4.2ミリメートル、少なくとも4.4ミリメートル、少なくとも4.6ミリメートル、少なくとも4.8ミリメートル、若しくは少なくとも5ミリメートル、
(ii)多くとも8mm、多くとも7.8mm、多くとも7.6mm、多くとも7.4mm、多くとも7.2mm、多くとも7mm、多くとも6.8mm、多くとも6.6mm、多くとも6.4mm、多くとも6.2mm、多くとも6mm、多くとも5.8mm、多くとも5.6mm、多くとも5.4mm、多くとも5.2mm、多くとも5mm、多くとも4.8mm、多くとも4.6mm、多くとも4.4mm、多くとも4.2mm、若しくは多くとも4mm、及び
(iii)4.7625mm
のうちの少なくとも1つの孔直径(216)、平均孔直径、又は有効孔直径を規定する、段落A1からA14のいずれか1つに記載のレイアップマンドレル(200)。
【0096】
A16。
前記複数のピン受容孔(214)の各ピン受容孔(214)は、
(i)少なくとも1mm、少なくとも2mm、少なくとも3mm、少なくとも4mm、少なくとも5mm、少なくとも6mm、少なくとも7mm、少なくとも8mm、少なくとも9mm、少なくとも10mm、少なくとも11mm、少なくとも12mm、若しくは少なくとも13mm、及び
(ii)多くとも15mm、多くとも14.5mm、多くとも14mm、多くとも13.5mm、多くとも13mm、多くとも12.5mm、若しくは多くとも12mm
のうちの少なくとも1つの孔深さ(218)、又は平均孔深さを規定する、段落A1からA15のいずれか1つに記載のレイアップマンドレル(200)。
【0097】
A17.
前記レイアップマンドレル(200)は、接着材料(260)であって、前記対応するピン受容孔(214)内に配置され、各テクスチャードピン(230)を前記対応するピン受容孔(214)内に接着保持するように構成された接着材料(260)を更に含む、段落A1からA16のいずれか1つに記載のレイアップマンドレル(200)。
【0098】
A18.
前記マンドレル本体(210)は、マンドレル本体の材料によって画定され、更に、前記複数のテクスチャードピン(230)は、テクスチャードピンの材料によって画定される、段落A1からA17のいずれか1つに記載のレイアップマンドレル(200)。
【0099】
A19.
前記マンドレル本体の材料は、ポリマー、炭素繊維強化ポリマー、金属、アルミニウム、アルミニウム合金、構造用鋼、ニッケル鉄合金、及び64FeNiのうちの少なくとも1つを含み、又はそれらの少なくとも1つである、段落A18に記載のレイアップマンドレル(200)。
【0100】
A20.
前記テクスチャードピンの材料は、熱可塑性物質、ポリエーテルエーテルケトン、金属、鋼、軟鋼、及びステンレス鋼のうちの少なくとも1つを含み、又はそれらの少なくとも1つである、段落A18又はA19に記載のレイアップマンドレル(200)。
【0101】
A21.
前記テクスチャードピンの材料は、前記マンドレル本体の材料のマンドレル本体の材料の硬さよりも大きいテクスチャードピンの材料の硬さを規定する、段落A18からA20のいずれか1つに記載のレイアップマンドレル(200)。
【0102】
A22.
前記マンドレル本体の材料の硬さに対する前記テクスチャードピンの材料の硬さの比は、少なくとも1.02、少なくとも1.04、少なくとも1.06、少なくとも1.08、少なくとも1.1、少なくとも1.15、少なくとも1.2、少なくとも1.3、少なくとも1.4、又は少なくとも1.5である、段落A21に記載のレイアップマンドレル(200)。
【0103】
A23.
前記テクスチャードピンの材料は、前記マンドレル本体の材料のマンドレル本体の材料の耐久性よりも大きいテクスチャードピンの材料の耐久性を規定する、段落A18からA22のいずれか1つに記載のレイアップマンドレル(200)。
【0104】
B1.
複合材部品(80)用のレイアップマンドレル(200)を製造する方法(300)であって、
マンドレル本体(210)を提供すること(310)であって、前記マンドレル本体(210)は、前記複合材部品(80)の表面外形を画定するために、複合材料の複数のプライ(82)を受けるように構成されたレイアップ面(212)を画定する、マンドレル本体(210)を提供すること(310)、
前記マンドレル本体(210)内に複数のピン受容孔(214)を画定すること(320)であって、前記複数のピン受容孔(214)の各ピン受容孔(214)が、前記レイアップ面(212)から前記マンドレル本体(210)の中に延在する、複数のピン受容孔(214)を画定すること(320)、及び
前記複数のピン受容孔(214)のうちの対応するピン受容孔(214)の中に、複数のテクスチャードピン(230)のうちの対応するテクスチャードピン(230)を挿入すること(350)であって、前記対応するテクスチャードピン(230)は、等方性のテクスチャードピンの端部表面を画定するテクスチャードピン端部(232)を有し、更に、前記挿入すること(350)は、前記等方性のテクスチャードピンの端部表面が前記レイアップマンドレル(200)から離れる向きに面するように挿入することを含む、対応するテクスチャードピン(230)を挿入すること(350)を含む、方法(300)。
【0105】
B2.
前記複数のピン受容孔(214)を画定すること(310)は、前記マンドレル本体(210)内に前記複数のピン受容孔(214)を穿つことを含む、段落B1に記載の方法(300)。
【0106】
B3.
前記複数のピン受容孔(214)を画定すること(310)は、複数のブラインドピン受容孔を画定することを含む、段落B1又はB2に記載の方法(300)。
【0107】
B4.
前記複合材部品(80)は、複合材部品アセンブリ(10)内で利用されるように構成され、前記複合材部品アセンブリ(10)内で、前記複合材部品(80)は、複数のファスナ孔(86)を含み、前記複合材部品アセンブリ(10)内で、前記複合材部品アセンブリ(10)内に前記複合材部品(80)を保持するために、前記複数のファスナ孔(86)の各ファスナ孔(86)内に対応するファスナ(90)が延在し、更に、前記複数のピン受容孔(214)を画定すること(310)は、前記挿入すること(350)の後に、前記複数のテクスチャードピン(230)の各テクスチャードピン(230)の位置が、前記複数のファスナ孔(86)のうちのファスナ孔(86)の位置に対応するように、前記複数のピン受容孔(214)を配置することを含む、段落B1からB3のいずれか1つに記載の方法(300)。
【0108】
B5.
前記挿入すること(350)は、前記対応するテクスチャードピン端部(232)が、
(i)前記対応するピン受容孔(214)を画定する前記レイアップ面(212)の領域、及び
(ii)前記レイアップ面(212)によって画定される前記対応するピン受容孔(214)の中への開口部
のうちの少なくとも1つと同一平面上又は少なくとも実質的に同一平面上にあるように、挿入することを含む、段落B1からB4のいずれか1つに記載の方法(300)。
【0109】
B6.
前記挿入すること(350)は、前記対応するテクスチャードピン端部(232)が、
(i)前記対応するピン受容孔(214)を画定する前記レイアップ面(212)の領域、及び
(ii)前記レイアップ面(212)によって画定される前記対応するピン受容孔(214)の中への開口部
のうちの少なくとも1つの閾値ピン端部オフセット距離(250)以内にあるように、挿入することを含む、段落B1からB5のいずれか1つに記載の方法(300)。
【0110】
B7.
前記閾値ピン端部オフセット距離(250)は、多くとも1mm、多くとも0.9mm、多くとも0.8mm、多くとも0.7mm、多くとも0.6mm、多くとも0.5mm、多くとも0.4mm、多くとも0.3mm、多くとも0.2mm、多くとも0.1mm、多くとも90μm、多くとも80μm、多くとも70μm、多くとも60μm、多くとも55μm、多くとも50μm、多くとも45μm、多くとも40μm、多くとも35μm、多くとも30μm、多くとも25μm、多くとも20μm、多くとも15μm、多くとも10μm、又は多くとも5μmである、段落B6に記載の方法(300)。
【0111】
B8.
前記挿入すること(350)の前に、前記方法(300)は、前記等方性のテクスチャードピンの端部表面を画定するために、前記複数のテクスチャードピン(230)をグリットブラストすること(330)を更に含む、段落B1からB7のいずれか1つに記載の方法(300)。
【0112】
B9.
前記挿入すること(350)の前に、前記方法(300)は、接着材料(260)が前記複数のテクスチャードピン(230)の各テクスチャードピン(230)を前記対応するピン受容孔(214)内に接着保持するように、前記複数のピン受容孔(214)の各ピン受容孔(214)内に前記接着剤(260)を配置すること(340)を更に含む、段落B1からB8のいずれか1つに記載の方法(300)。
【0113】
B10.
前記レイアップマンドレル(200)は、段落A1からA23のいずれか1つに記載のレイアップマンドレル(200)のいずれかの任意の適切な構造、機能、及び/又は特徴を含む、段落B1からB8のいずれか1つに記載の方法(300)。
【0114】
C1.
損傷を受けたレイアップマンドレル(200)を修理する方法(400)であって、
前記損傷を受けたレイアップマンドレル(200)のレイアップ面(212)から前記損傷を受けたレイアップマンドレル(200)のマンドレル本体(210)の中に延在する対応するピン受容孔(214)から設置されたテクスチャードピン(230)を除去すること(440)、及び
修理されたレイアップマンドレル(200)を画定するために、前記対応するピン受容孔(214)の中に交換用のテクスチャードピン(230)を挿入すること(450)を含み、前記交換用のテクスチャードピン(230)は、等方性のテクスチャードピンの端部表面を画定する交換用のテクスチャードピン端部(232)を有し、更に、前記挿入すること(450)は、前記等方性のテクスチャードピンの端部表面が前記修理されたレイアップマンドレル(200)から離れる向きに面するように、挿入することを含む、方法(400)。
【0115】
C2.
前記除去すること(440)は、前記設置されたテクスチャードピン(230)を前記対応するピン受容孔(214)から引き抜くことを含む、段落C1に記載の方法(400)。
【0116】
C3.
前記除去すること(440)は、前記設置されたテクスチャードピン(230)内に引き出し孔を穿つこと、前記引き出し孔内にピン引き出し器を配置すること、及び前記設置されたテクスチャードピン(230)を前記対応するピン受容孔(214)から引き抜くことを含む、段落C1又はC2に記載の方法(400)。
【0117】
C4.
前記挿入すること(450)は、前記交換用のテクスチャードピン端部(232)が、
(i)前記対応するピン受容孔(214)を画定する前記レイアップ面(212)の領域、及び
(ii)前記レイアップ面(212)によって画定される前記対応するピン受容孔(214)の中への開口部
のうちの少なくとも1つと同一平面上又は少なくとも実質的に同一平面上にあるように、挿入することを含む、段落C1からC3のいずれか1つに記載の方法(400)。
【0118】
C5.
前記挿入すること(450)は、前記交換用のテクスチャードピン端部(232)が、
(i)前記対応するピン受容孔(214)を画定する前記レイアップ面(212)の領域、及び
(ii)前記レイアップ面(212)によって画定される前記対応するピン受容孔(214)の中への開口部
のうちの少なくとも1つの閾値ピン端部オフセット距離(250)以内にあるように、挿入することを含む、段落C1からC4のいずれか1つに記載の方法(400)。
【0119】
C6.
前記閾値ピン端部オフセット距離(250)は、多くとも1mm、多くとも0.9mm、多くとも0.8mm、多くとも0.7mm、多くとも0.6mm、多くとも0.5mm、多くとも0.4mm、多くとも0.3mm、多くとも0.2mm、多くとも0.1mm、多くとも90μm、多くとも80μm、多くとも70μm、多くとも60μm、多くとも55μm、多くとも50μm、多くとも45μm、多くとも40μm、多くとも35μm、多くとも30μm、多くとも25μm、多くとも20μm、多くとも15μm、多くとも10μm、又は多くとも5μmである、段落C5に記載の方法(400)。
【0120】
C7.
前記損傷を受けたレイアップマンドレル(200)は、段落A1からA23のいずれか1つに記載のレイアップマンドレル(200)のいずれかの任意の適切な構造、機能、及び/又は特徴を含む、段落C1からC6のいずれか1つに記載の方法(400)。
【0121】
C8.
前記修理されたレイアップマンドレル(200)は、段落A1からA23のいずれか1つに記載のレイアップマンドレル(200)のいずれかの任意の適切な構造、機能、及び/又は特徴を含む、段落C1からC7のいずれか1つに記載の方法(400)。
【0122】
C9.
前記除去すること(440)の前に、前記方法(400)は、レイアップマンドレル(200)を製造すること(410)を更に含む、段落C1からC8のいずれか1つに記載の方法(400)。
【0123】
C10.
前記レイアップマンドレル(200)を製造すること(410)は、段落B1からB10のいずれか1つに記載の方法(300)のうちのいずれかの任意の適切なステップを実行することを含む、段落C9に記載の方法(400)。
【0124】
C11.
前記除去すること(440)は、前記レイアップマンドレル(200)が前記製造すること(410)の後に少なくとも1つの仕様を満たすことができないことに応じて実行される、段落C9又はC10に記載の方法(400)。
【0125】
C12.
前記製造すること(410)の後に、且つ前記除去すること(440)の前に、前記方法(400)は、複合材部品(80)を画定するために前記レイアップマンドレル(200)を利用すること(420)を更に含み、更に、前記除去すること(440)は、前記利用すること(420)の最中に前記レイアップマンドレル(200)の摩耗に応じて実行される、段落C9からC11のいずれか1つに記載の方法(400)。
【0126】
D1.
インプリントされたフィーチャ(88)を有する複合材部品(80)を形成するためのシステム(94)であって、
レイアップマンドレル(200)であって、
(i)レイアップ表面仕上げの粗さを規定するレイアップ面(212)を画定するマンドレル本体(210)、及び
(ii)前記レイアップ面(212)上で間隔を空けられた等方性の表面仕上げの複数の領域(236)であって、前記等方性の表面仕上げの複数の領域(236)の等方性の表面仕上げの各領域(236)が、前記レイアップ表面仕上げの粗さよりも大きい等方性の表面仕上げの粗さを規定し、更に、等方性の表面仕上げの各領域(236)の位置が、前記複合材部品(80)内のファスナ孔(86)用の所望の位置に対応する、等方性の表面仕上げの複数の領域(236)を含む、レイアップマンドレル(200)、
任意選択的に、未硬化複合材部品(81)を画定するために、前記レイアップマンドレル(200)上に配置されるように構成された複合材料の複数のプライ(82)、並びに
任意選択的に、前記未硬化複合材部品(81)を硬化させ、前記複合材部品(80)を画定するために、前記未硬化複合材部品(81)を加熱するように構成された硬化オーブン(96)を備える、システム(94)。
【0127】
D2.
前記等方性の表面仕上げの粗さは、
(i)少なくとも0.5μm、少なくとも0.6μm、少なくとも0.7μm、少なくとも0.8μm、少なくとも0.9μm、少なくとも1μm、少なくとも1.2μm、少なくとも1.4μm、少なくとも1.6μm、少なくとも1.8μm、少なくとも2μm、少なくとも2.2μm、少なくとも2.4μm、少なくとも2.6μm、少なくとも2.8μm、少なくとも3μm、少なくとも3.175μm、少なくとも3.2μm、少なくとも3.4μm、少なくとも3.6μm、少なくとも3.8μm、少なくとも4μm、少なくとも4.2μm、少なくとも4.4μm、少なくとも4.6μm、少なくとも4.8μm、少なくとも5μm、少なくとも5.2μm、少なくとも5.4μm、少なくとも5.6μm、少なくとも5.8μm、又は少なくとも6μm、及び
(ii)多くとも15μm、多くとも14μm、多くとも13μm、多くとも12μm、多くとも11μm、多くとも10μm、多くとも9μm、多くとも8μm、多くとも7.8μm、多くとも7.6μm、多くとも7.4μm、多くとも7.2μm、多くとも7μm、多くとも6.8μm、多くとも6.6μm、多くとも6.4μm、多くとも6.3μm、多くとも6.2μm、多くとも6μm、多くとも5.8μm、多くとも5.6μm、多くとも5.4μm、多くとも5.2μm、多くとも5μm、多くとも4.8μm、多くとも4.6μm、多くとも4.4μm、多くとも4.2μm、多くとも4μm、多くとも3.8μm、多くとも3.6μm、多くとも3.4μm、多くとも3.2μm、又は多くとも3μm
のうちの少なくとも1つの粗さ平均(Ra)粗さを有する、段落D1に記載のシステム(94)。
【0128】
D3.
前記等方性の表面仕上げの粗さは、前記レイアップ表面仕上げの粗さに閾値粗さの倍数を掛けたものであり、前記閾値粗さの倍数は、
(i)少なくとも1.1、少なくとも1.2、少なくとも1.3、少なくとも1.4、少なくとも1.5、少なくとも1.6、少なくとも1.7、少なくとも1.8、少なくとも1.9、少なくとも2、少なくとも2.1、少なくとも2.2、少なくとも2.3、少なくとも2.4、少なくとも2.5、少なくとも2.6、少なくとも2.7、少なくとも2.8、少なくとも2.9、又は少なくとも3、及び
(ii)多くとも5、多くとも4.8、多くとも4.6、多くとも4.4、多くとも4.2、多くとも4、多くとも3.8、多くとも3.6、多くとも3.4、多くとも3.2、多くとも3、多くとも2.8、多くとも2.6、多くとも2.4、多くとも2.2、多くとも2、多くとも1.8、多くとも1.6、又は多くとも1.4
のうちの少なくとも1つである、段落D1又はD2に記載のシステム(94)。
【0129】
D4.
前記等方性の表面仕上げの複数の領域(236)は、複数のテクスチャードピン(230)の複数のテクスチャードピン端部(232)の複数の等方性のテクスチャードピンの端部表面によって画定される、段落D1からD3のいずれか1つに記載のシステム(94)。
【0130】
D5.
前記マンドレル本体(210)は、複数のピン受容孔(214)を画定し、更に、前記複数のテクスチャードピン(230)の各テクスチャードピン(230)が、前記等方性のテクスチャードピンの端部表面が前記レイアップマンドレル(200)から離れる向きに面するように、前記複数のピン受容孔(214)のうちの対応するピン受容孔(214)内に配置される、段落D4に記載のシステム(94)。
【0131】
D6.
前記レイアップマンドレル(200)は、代わりに、段落A1からA23のいずれか1つに記載のレイアップマンドレル(200)のいずれかの任意の適切な構造、機能、及び/又は特徴であるか、又はそれらを含む、段落D1からD5のいずれか1つに記載のシステム(94)。
【0132】
E1.
複合材部品(80)内のファスナ孔(86)用の位置をロボット穿孔システム(100)に示すように構成された複数の間隔を空けられたインプリントされたフィーチャ(88)を含む前記複合材部品(80)を形成する方法(500)であって、
複合材料の複数のプライ(82)をレイアップマンドレル(200)上に配置すること(510)であって、前記レイアップマンドレル(200)は、レイアップ表面仕上げの粗さを規定するレイアップ面(212)を画定するマンドレル本体(210)を含み、前記レイアップマンドレル(200)はまた、前記レイアップ面(212)上で間隔を空けられた等方性の表面仕上げの複数の領域(236)も含み、前記等方性の表面仕上げは、前記レイアップ表面仕上げの粗さよりも大きい等方性の表面仕上げの粗さを規定し、更に、前記等方性の表面仕上げの複数の領域(236)の等方性の表面仕上げの各領域(236)の位置が、前記複合材部品(80)内の前記ファスナ孔(86)用の所望の位置に対応する、レイアップマンドレル(200)上に配置すること(510)、
前記複合材料の複数のプライ(82)を前記レイアップ面(212)のレイアップ面形状に適合させること(520)であって、前記複合材料の複数のプライ(82)の少なくともマンドレルに接触するプライ(82)内、すなわち
(i)前記レイアップ面(212)に接触する前記マンドレルに接触するプライ(82)の領域(91)内に、前記レイアップ表面仕上げの粗さ、及び
(ii)前記等方性の表面仕上げの複数の領域(236)に接触する前記マンドレルに接触するプライ(82)の領域(92)内に、前記等方性の表面仕上げ粗さを、インプリントすることを含む、レイアップ面形状に適合させること(520)、並びに
前記複合材部品(80)を画定するために、前記複合材料の複数のプライ(82)を硬化させること(530)を含み、前記硬化させること(530)の後に、前記複合材部品(80)は、前記複数の間隔を空けられたインプリントされたフィーチャ(88)を含み、更に、前記複数の間隔を空けられたインプリントされたフィーチャ(88)の各間隔を空けられたインプリントされたフィーチャ(88)の位置が、前記等方性の表面仕上げの複数の領域(236)のうちの等方性の表面仕上げの対応する領域(236)の位置に対応する、方法(500)。
【0133】
E2.
前記複数の間隔を空けられたインプリントされたフィーチャ(88)は、
(i)少なくとも0.5μm、少なくとも0.6μm、少なくとも0.7μm、少なくとも0.8μm、少なくとも0.9μm、少なくとも1μm、少なくとも1.2μm、少なくとも1.4μm、少なくとも1.6μm、少なくとも1.8μm、少なくとも2μm、少なくとも2.2μm、少なくとも2.4μm、少なくとも2.6μm、少なくとも2.8μm、少なくとも3μm、少なくとも3.175μm、少なくとも3.2μm、少なくとも3.4μm、少なくとも3.6μm、少なくとも3.8μm、少なくとも4μm、少なくとも4.2μm、少なくとも4.4μm、少なくとも4.6μm、少なくとも4.8μm、少なくとも5μm、少なくとも5.2μm、少なくとも5.4μm、少なくとも5.6μm、少なくとも5.8μm、又は少なくとも6μm、及び
(ii)多くとも15μm、多くとも14μm、多くとも13μm、多くとも12μm、多くとも11μm、多くとも10μm、多くとも9μm、多くとも8μm、多くとも7.8μm、多くとも7.6μm、多くとも7.4μm、多くとも7.2μm、多くとも7μm、多くとも6.8μm、多くとも6.6μm、多くとも6.4μm、多くとも6.3μm、多くとも6.2μm、多くとも6μm、多くとも5.8μm、多くとも5.6μm、多くとも5.4μm、多くとも5.2μm、多くとも5μm、多くとも4.8μm、多くとも4.6μm、多くとも4.4μm、多くとも4.2μm、多くとも4μm、多くとも3.8μm、多くとも3.6μm、多くとも3.4μm、多くとも3.2μm、又は多くとも3μm
のうちの少なくとも1つの粗さ平均(Ra)粗さを有する等方性のフィーチャの表面仕上げを有する、段落E1に記載の方法(500)。
【0134】
E3.
前記複数の間隔を空けられたインプリントされたフィーチャ(88)の等方性のフィーチャの表面仕上げは、前記マンドレルに接触するプライ(82)の残りの部分の表面粗さに閾値粗さの倍数を掛けたものであり、前記閾値粗さの倍数は、
(i)少なくとも1.1、少なくとも1.2、少なくとも1.3、少なくとも1.4、少なくとも1.5、少なくとも1.6、少なくとも1.7、少なくとも1.8、少なくとも1.9、少なくとも2、少なくとも2.1、少なくとも2.2、少なくとも2.3、少なくとも2.4、少なくとも2.5、少なくとも2.6、少なくとも2.7、少なくとも2.8、少なくとも2.9、又は少なくとも3、及び
(ii)多くとも5、多くとも4.8、多くとも4.6、多くとも4.4、多くとも4.2、多くとも4、多くとも3.8、多くとも3.6、多くとも3.4、多くとも3.2、多くとも3、多くとも2.8、多くとも2.6、多くとも2.4、多くとも2.2、多くとも2、多くとも1.8、多くとも1.6、又は多くとも1.4
のうちの少なくとも1つである、段落E1又はE2に記載の方法(500)。
【0135】
E4.
前記レイアップマンドレル(200)は、代わりに、段落A1からA23のいずれか1つに記載のレイアップマンドレル(200)のいずれかの任意の適切な構造、機能、及び/又は特徴であるか、又はそれらを含む、段落E1からE3のいずれか1つに記載の方法(500)。
【0136】
E5.
前記レイアップマンドレル(200)は、段落D1からD6のいずれか1つに記載のシステム(94)のいずれかの任意の適切な構造、機能、及び/又は特徴を含む、段落E1からE4のいずれか1つに記載の方法(500)。
【0137】
F1.
複数のインプリントされたフィーチャ(88)を含む複合材部品(80)に複数の動作を正確に実行するためのロボットシステム(100)であって、
エンドエフェクタ(110)であって、
(i)前記複合材部品(80)の表面(84)上で前記複数のインプリントされたフィーチャ(88)のうちの対応するインプリントされたフィーチャ(88)を検出するように構成された視覚システム(120)であって、前記対応するインプリントされたフィーチャ(88)は、前記複合材部品(80)の残りの部分の表面粗さよりも大きい粗さを有する等方性のフィーチャの表面仕上げを有する、視覚システム(120)、及び
(ii)前記複合材部品(80)に前記複数の動作を実行するように構成された動作するアセンブリ(124)を含む、エンドエフェクタ(110)、
前記エンドエフェクタ(110)を前記複合材部品(80)に対して配置するように構成された配置システム(150)、並びに
前記ロボットシステム(100)が、前記複数のインプリントされたフィーチャ(88)のうちの前記対応するインプリントされたフィーチャ(88)の位置に対応する対応する動作位置(130)において前記複数の動作の各動作を実行するように、前記ロボットシステム(100)の動作を制御するようにプログラムされたコントローラ(160)を備える、ロボットシステム(100)。
【0138】
F2.
前記配置システム(150)は、ラフな配置システム(152)と精密な配置システム(154)を含み、前記コントローラ(160)は、前記ラフな配置システム(152)を利用して、前記エンドエフェクタ(110)を前記対応するインプリントされたフィーチャ(88)に近接して配置し、前記精密な配置システム(154)を利用して、前記エンドエフェクタ(110)の位置を前記対応するインプリントされたフィーチャ(88)に対して微調整するようにプログラムされている、段落F1に記載のロボットシステム(100)。
【0139】
F3.
前記動作するアセンブリ(124)は、前記複合材部品(80)内に複数のファスナ孔(86)を画定するように構成された穿孔アセンブリ(125)を含む、段落F1又はF2に記載のロボットシステム(100)。
【0140】
F4.
前記視覚システム(120)は、光軸(122)に沿って前記対応するインプリントされたフィーチャ(88)を見るように構成され、前記穿孔アセンブリ(125)は、穿孔軸(128)に沿ってドリルビット(126)を前進させることによって、前記複数のファスナ孔(86)のうちの対応するファスナ孔(86)を画定するように構成され、更に、前記光軸(122)は、前記穿孔軸(128)と同軸又は少なくとも実質的に同軸である、段落F3に記載のロボットシステム(100)。
【0141】
F5.
前記ロボットシステム(100)は、前記穿孔アセンブリ(125)の穿孔軸(128)を、前記複合材部品(80)の前記表面(84)の法線方向又は少なくとも実質的に法線方向に位置合わせするように構成された正常性検出システム(140)を更に含む、段落F3又はF4に記載のロボットシステム(100)。
【0142】
F6.
段落A1からE5のいずれか1つに記載の任意の好適な構造、機能、特徴、ステップ、及び/又は方法と組み合わされる、段落F1からF4のいずれか1つに記載のロボットシステム(100)。
【0143】
G1.
複合材部品(80)の表面(84)上で画定された複数のインプリントされたフィーチャ(88)を含む前記複合材部品(80)に複数の動作を正確に実行する方法(600)であって、
ロボットシステム(100)のエンドエフェクタ(110)の視覚システム(120)を用いて、前記複数のインプリントされたフィーチャ(88)のうちの対応するインプリントされたフィーチャ(88)を検出すること(620)であって、前記対応するインプリントされたフィーチャ(88)は、前記複合材部品(80)の残りの部分の表面粗さよりも大きい粗さを有する等方性のフィーチャの表面仕上げを有する、フィーチャ(88)を検出すること(620)、
前記ロボットシステム(100)の配置システム(150)を用いて、前記エンドエフェクタ(110)の動作するアセンブリ(124)を、前記対応するインプリントされたフィーチャ(88)に対して位置合わせすること(630)、及び
前記ロボットシステム(100)の前記動作するアセンブリ(124)を用いて、前記複合材部品(80)に前記複数の動作のうちの対応する動作を実行すること(650)を含む、方法(600)。
【0144】
G2.
前記位置合わせすること(630)は、前記配置システム(150)のラフな配置システム(152)を利用して、前記エンドエフェクタ(110)を前記対応するインプリントされたフィーチャ(88)に対して大まかに配置することを含み、更に、前記位置合わせすること(630)は、前記配置システム(150)の精密な配置システム(154)を利用して、前記エンドエフェクタ(110)を前記対応するインプリントされたフィーチャ(88)に対して精密に配置することを含む、段落G1に記載の方法(600)。
【0145】
G3.
前記位置合わせすること(630)は、前記対応するインプリントされたフィーチャ(88)を見るために、前記視覚システム(120)を利用することを含み、更に、前記方法(600)は、前記動作するアセンブリ(124)を移動させることなしに、前記視覚システム(120)を後退させること(640)、及び前記実行すること(650)に移行することを含む、段落G1又はG2に記載の方法(600)。
【0146】
G4.
前記動作するアセンブリ(124)は、前記複合材部品(80)内に複数のファスナ孔(86)を画定するように構成された穿孔アセンブリ(125)を用いて、穿孔することを含み、更に、前記位置合わせすること(630)は、前記穿孔アセンブリ(125)の穿孔軸(128)が、前記穿孔中に前記複数の部品(80)の前記表面(84)の法線方向になるように位置合わせすることを含む、段落G1からG3のいずれか1つに記載の方法(600)。
【0147】
G5.
前記方法(600)は、前記複合材部品(80)に前記複数の動作を実行するために、前記方法(600)を繰り返すこと(660)を更に含む、段落G1からG4のいずれか1つに記載の方法(600)。
【0148】
G6.
段落A1からF6のいずれか1つに記載の任意の好適な構造、機能、特徴、ステップ、及び/又は方法と組み合わされる、段落G1からG5のいずれか1つに記載の方法(600)。
【0149】
G7.
前記検出すること(620)の前に、前記方法(600)は、段落E1からE5のいずれか1つに記載の方法(500)を利用して、前記複合材部品(80)を形成すること(610)を更に含む、段落G1からG6のいずれか1つに記載の方法(600)。
【0150】
本明細書で使用されているように、装置の1以上の構成要素又は特性の動作、動き、構成、又はその他の作用を改変するときの「選択的な(selective)」及び「選択的に(selectively)」という用語は、その特定の動作、動き、構成又はその他の作用が、装置の一態様或いは1以上の構成要素をユーザが操作した直接的又は間接的な結果であることを意味する。
【0151】
本明細書で使用されているように、「適合し(adapted)」及び「構成され(configured)」という用語は、要素、構成要素、又はその他の対象が、所与の機能を果たすよう設計され、且つ/又は意図されていることを意味する。したがって、「適合される」及び「構成される」という用語の使用は、所与の要素、構成要素、又は他の発明の主題が、単に所与の機能を実行することが「できる(capable of)」ことを意味すると解釈すべきではなく、要素、構成要素、及び/又は他の発明の主題が、その機能を実行するという目的のために特に選択され、創出され、実現され、利用され、プログラム化され、及び/又は設計されていることを意味すると解釈されたい。特定の機能を果たすよう適合していると記載されている要素、構成要素、及び/又はその他の記載対象が、追加的又は代替的に、その機能を果たすよう構成されていると表現され得ること、及びその逆も、本開示の範囲に含まれる。同様に、特定の機能を果たすよう構成されていると記載される対象は、追加的又は代替的に、その機能を果たすよう動作可能であるとも表現され得る。
【0152】
本明細書で使用される際に、1以上のエンティティのリストに言及する「少なくとも1つの」という言い回しは、エンティティのリスト内のエンティティのうちの任意の1以上から選択される少なくとも1つのエンティティを意味するものと理解されるべきであるが、エンティティのリスト内で具体的に挙げられた全てのエンティティの少なくとも1つを含む必要は必ずしもなく、エンティティのリスト内のエンティティの任意の組み合わせを排除するものではない。この定義は、「少なくとも1つの」という言い回しが言及するエンティティのリスト内で具体的に特定されたエンティティ以外にも、具体的に特定されたそれらのエンティティと関連するか又は関連しないかにかかわらず、エンティティが、任意選択的に存在し得ることを許容する。したがって、非限定的な一実施例として、「AとBのうちの少なくとも1つ」(又は同じく「A又はBのうちの少なくとも1つ」)は、一実施形態で、任意選択的に2以上のAを含む少なくとも1つのAであって、Bが存在しない(任意選択的にB以外のエンティティを含む)少なくとも1つのA、別の一実施形態で、任意選択的に2以上のBを含む少なくとも1つのBであって、Aが存在しない(任意選択的にA以外のエンティティを含む)少なくとも1つのB、更に別の一実施形態で、任意選択的に2以上のAを含む少なくとも1つのA及び任意選択的に2以上のBを含む少なくとも1つのB(任意選択的に他のエンティティを含む)を指してよい。言い換えると、「少なくとも1つの」、「1以上の」、「及び/又は、且つ/又は」は、接続と分離の両方で使用され得るオープンエンドの表現である。例えば、「A、B、及びCのうちの少なくとも1つ」、「A、B、又はCのうちの少なくとも1つ」、「A、B、及びCのうちの1以上、並びに「A、B、及び/又はCのうちの1以上」は、Aのみ、Bのみ、Cのみ、AとBの両方、AとCの両方、BとCの両方、A、B、及びCの全部、或いは任意選択的に少なくとも1つの他のエンティティと組み合された上述の何れかを意味してよい。
【0153】
本明細書で開示されている方法の装置及びステップの様々な開示要素は、本開示による全ての装置及び方法に必要とされるわけではなく、本開示は、本書で開示されている様々な要素及びステップの、新規性及び進歩性を有する組み合わせ及び部分的組み合わせの全てを含む。更に、本明細書で開示されている様々な要素及びステップのうちの1以上は、開示されている装置又は方法の全体とは別個であり分離している、独立した発明の主題を規定し得る。したがって、かかる発明の主題は、本明細書で明示的に開示されている特定の装置及び方法に関連付けられる必要はなく、且つ、本明細書で明示的に開示されていない装置及び/又は方法における有用性が見出されることもある。
【0154】
本明細書で使用される際に、「例えば」という言い回し、「一実施例として」という言い回し、及び/又は「実施例」という用語は、本開示による1以上の構成要素、特徴、詳細、構造、実施形態、及び/又は方法に言及して使用されるときに、説明される構成要素、特徴、詳細、構造、実施形態、及び/又は方法が、本開示による構成要素、特徴、詳細、構造、実施形態、及び/又は方法の例示的で非排他的な実施例であることを伝えることが意図されている。したがって、説明される構成要素、特徴、詳細、構造、実施形態、及び/又は方法は、限定的、必須、又は排他的/網羅的であることを意図せず、構造的且つ/又は機能的に類似する且つ/又は同等な構成要素、特徴、詳細、構造、実施液体、及び/又は方法を含む、他の構成要素、特徴、詳細、構造、実施形態、及び/又は方法も、本開示の範囲内にある。
【0155】
本明細書で使用されるときに、程度又は関係を変更する場合の「少なくとも実質的に(at least substantially)」という表現は、記載された「実質的な(substantial)」程度又は関係のみではなく、記載された程度又は関係の完全な範囲(full extent)を含み得る。記載された程度又は関係の実質的な量は、記載された程度又は関係の少なくとも75%を含み得る。例えば、或る物質から少なくとも実質的に形成された物体は、物体の少なくとも75%がその材料から形成された物体を含み、同様に、その物質から完全に形成された物体も含む。他の例として、第2の長さと少なくとも実質的に同じ長さの第1の長さは、第2の長さの75%の範囲内にある第1の長さを含み、同様に第2の長さと同じ長さの第1の長さも含む。
図1
図2
図3
図4
図5
図6
図7
図8
図9
図10
図11
図12
図13
【外国語明細書】