特許 7420637 補強複合材配置システム

(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】

(24)【登録日】2024-01-15

(45)【発行日】2024-01-23

(54)【発明の名称】補強複合材配置システム

(51)【国際特許分類】

   B29C 70/38 20060101AFI20240116BHJP

   B25J 5/00 20060101ALI20240116BHJP

   B23P 21/00 20060101ALI20240116BHJP

   B64F 5/10 20170101ALN20240116BHJP

【ＦＩ】

B29C70/38

B25J5/00 A

B23P21/00 303Z

B64F5/10

【請求項の数】 15

【外国語出願】

(21)【出願番号】P 2020074803

(22)【出願日】2020-04-20

(65)【公開番号】P2020199759

(43)【公開日】2020-12-17

【審査請求日】2023-02-08

(31)【優先権主張番号】16/400,982

(32)【優先日】2019-05-01

(33)【優先権主張国・地域又は機関】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】100135389

【弁理士】

【氏名又は名称】臼井 尚

(74)【代理人】

【識別番号】100086380

【弁理士】

【氏名又は名称】吉田 稔

(74)【代理人】

【識別番号】100103078

【弁理士】

【氏名又は名称】田中 達也

(74)【代理人】

【識別番号】100130650

【弁理士】

【氏名又は名称】鈴木 泰光

(74)【代理人】

【識別番号】100168099

【弁理士】

【氏名又は名称】鈴木 伸太郎

(74)【代理人】

【識別番号】100168044

【弁理士】

【氏名又は名称】小淵 景太

(74)【代理人】

【識別番号】100200609

【弁理士】

【氏名又は名称】齊藤 智和

(72)【発明者】

【氏名】ジョナサン ヤング アーン

(72)【発明者】

【氏名】デイビス トラン

【審査官】田代 吉成

(56)【参考文献】

【文献】特開平３－１４４１８７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－１０４８７４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１３－１３８７０３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ２９Ｃ ７０／３８

Ｂ２５Ｊ ５／００

Ｂ２３Ｐ ２１／００

Ｂ６４Ｆ ５／１０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１取付ポイント及び第２取付ポイントを有する長手エンドエフェクタと、
前記第１取付ポイントに接続するように構成された第１コネクタを有する第１回転アームと、
製造環境において前記第１回転アームを移動させるように構成された第１移動システムと、
前記第２取付ポイントに接続するように構成された第２コネクタを有する第２回転アームと、
製造環境において前記第２回転アームを移動させるように構成された第２移動システムと、を含む、補強複合材配置システム。

【請求項2】

前記第１回転アームの回転ポイントは、前記第１移動システムに取り付けられており、前記第２回転アームの回転ポイントは、前記第２移動システムに取り付けられている、請求項１に記載の補強複合材配置システム。

【請求項3】

前記第１回転アームは、当該第１回転アームの前記回転ポイントに対して伸縮可能であり、前記第２回転アームは、当該第２回転アームの前記回転ポイントに対して伸縮可能である、請求項２に記載の補強複合材配置システム。

【請求項4】

前記長手エンドエフェクタは、当該長手エンドエフェクタの長さ方向に沿って分散配置された複数の真空カップを含む、請求項１～３のいずれか１つに記載の補強複合材配置システム。

【請求項5】

前記長手エンドエフェクタは、製造フロアに対する前記複数の真空カップの配向を変更するように構成された所定数の移動システムをさらに含む、請求項４に記載の補強複合材配置システム。

【請求項6】

前記長手エンドエフェクタは、補強複合材に対して前記長手エンドエフェクタを配置するように構成された、所定数のセンサを有する配設システムをさらに含む、請求項１～５のいずれか１つに記載の補強複合材配置システム。

【請求項7】

マンドレルのキャビティに補強複合材を配置する方法であって、
第１回転アーム及び第２回転アームが、前記補強複合材を保持する長手エンドエフェクタに接続された状態で、当該第１回転アーム及び当該第２回転アームを回転させることにより、前記マンドレルに対して前記長手エンドエフェクタを移動させることと、
前記第１回転アーム及び前記第２回転アームを後退させることにより、前記マンドレルの前記キャビティ内に前記補強複合材を配置することと、を含む、方法。

【請求項8】

前記第１回転アーム及び前記第２回転アームが静止した状態で、前記キャビティに対して垂直に前記長手エンドエフェクタのコンポーネントを移動させることによって、前記キャビティに前記補強複合材を押し込むことをさらに含む、請求項７に記載の方法。

【請求項9】

前記長手エンドエフェクタへ向かって前記第１回転アームを伸長させることと、
前記長手エンドエフェクタへ向かって前記第２回転アームを伸長させることと、
前記長手エンドエフェクタの第１取付ポイントに対して前記第１回転アームの第１コネクタを接続することと、
前記長手エンドエフェクタの第２取付ポイントに対して前記第２回転アームの第２コネクタを接続することと、をさらに含む、請求項７又は８に記載の方法。

【請求項10】

前記マンドレルを支持する支持ツールに対して、前記第１回転アームを含む第１回転システムをドッキングすることと、
前記マンドレルを支持する支持ツールに対して、前記第２回転アームを含む第２回転システムをドッキングすることと、をさらに含む、請求項７～９のいずれか１つに記載の方法。

【請求項11】

補強材搭載領域において、前記補強複合材を収容した補強材トレイを配置することと、
前記長手エンドエフェクタの真空システムを介して真空流を加えることにより、前記補強材トレイから前記補強複合材を持ち上げることと、をさらに含む、請求項７～１０のいずれか１つに記載の方法。

【請求項12】

前記マンドレルを支持する支持ツールへ向かって、前記第１回転アームを保持する第１移動システムを含む第１回転システムを移動させることと、
前記支持ツールへ向かって、前記第２回転アームを保持する第２移動システムを含む第２回転システムを移動させることと、
前記支持ツールに前記第１回転システム及び前記第２回転システムを接続することと、をさらに含む、請求項７～１１のいずれか１つに記載の方法。

【請求項13】

エンドエフェクタ取付領域に前記長手エンドエフェクタを配置することと、
前記長手エンドエフェクタが前記エンドエフェクタ取付領域に配置された状態で、前記長手エンドエフェクタから前記第１回転アーム及び前記第２回転アームを切り離すことと、をさらに含む、請求項７～１２のいずれか１つに記載の方法。

【請求項14】

前記長手エンドエフェクタから前記第１回転アームを切り離した後、前記マンドレルを支持する支持ツールから、前記第１回転アームを保持する第１移動システムを含む第１回転システムを離すことと、
前記長手エンドエフェクタから前記第２回転アームを切り離した後、前記支持ツールから、前記第２回転アームを保持する第２移動システムを含む第２回転システムを離すことと、をさらに含む、請求項１３に記載の方法。

【請求項15】

前記キャビティ内に前記補強複合材を配置した後、前記第１回転アーム及び前記第２回転アームが前記長手エンドエフェクタに接続された状態で、当該第１回転アーム及び当該第２回転アームを回転させることにより、補強材搭載領域へ向かって、且つ、前記マンドレルに対して、前記長手エンドエフェクタを移動させることと、
前記補強材搭載領域において第２補強材トレイから第２補強複合材を持ち上げることと、
前記回転アーム及び前記第２回転アームを後退させることにより、前記マンドレルの第２キャビティ内に前記第２補強複合材を配置することと、をさらに含む、請求項７～１４のいずれか１つに記載の方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、概して複合材の製造に関し、より具体的には、レイアップマンドレルに対する長手複合材（longitudinal composite charges）の配置に関する。より具体的には、本開示は、強化複合材構造体を形成するための、未硬化の長手複合材の配置に関する。

【背景技術】

【0002】

強化複合材構造体は、複合材スキンに接続又は接合された複数の補強複合材を有する。補強複合材は、複合材スキンの硬化前又は後に、当該複合材スキンに接続又は接合することができる。

【0003】

いくつかの処理においては、レイアップマンドレルに複数の複合材プライをレイアップする前に、当該レイアップマンドレルに対して未硬化の補強複合材が配置される。補強複合材のコンポーネントは、層毎に、レイアップマンドレルに対して順次直接レイアップされる。

【0004】

レイアップマンドレルに対して補強複合材用の複合素材を手作業でレイアップすると、時間や労力がかかり過ぎる。手作業による処理及び配置中に複合素材の構成を維持することは、非常に困難になりうる。さらに、レイアップマンドレルに複合素材を正確且つ一貫して配置することは、複合材構造体の品質に影響を及ぼす。したがって、上述した問題のうちの少なくともいくつかと、他の起こりうる問題を考慮に入れた方法及び装置を有することが望ましいであろう。

【発明の概要】

【0005】

本開示の例示的な実施形態においては、補強複合材配置システムが提供される。前記補強複合材配置システムは、第１取付ポイント及び第２取付ポイントを有する長手エンドエフェクタと、前記第１取付ポイントに接続するように構成された第１コネクタを有する第１回転アームと、製造環境において前記第１回転アームを移動させるように構成された第１移動システムと、前記第２取付ポイントに接続するように構成された第２コネクタを有する第２回転アームと、前記製造環境において前記第２回転アームを移動させるように構成された第２移動システムと、を含む。

【0006】

本開示の他の例示的な実施形態においては、補強複合材配置システムが提供される。前記補強複合材配置システムは、第１回転システムと、第２回転システムと、長手エンドエフェクタと、を含み、前記第１回転システムは、第１移動システムに取り付けられた第１回転アームを含むとともに、製造環境において前記第１回転アームを再配置するように構成されており、前記第２回転システムは、第２移動システムに取り付けられた第２回転アームを含むとともに、製造環境において前記第２回転アームを再配置するように構成されており、前記長手エンドエフェクタは、前記第１回転アーム及び前記第２回転アームに接続される。

【0007】

本開示のさらに他の例示的な実施形態においては、マンドレルのキャビティに補強複合材を配置する方法が提供される。第１回転アーム及び第２回転アームが、前記補強複合材を保持する長手エンドエフェクタに接続された状態で、当該第１回転アーム及び当該第２回転アームを回転させることにより、前記マンドレルに対して前記長手エンドエフェクタを移動させる。前記第１回転アーム及び前記第２回転アームを後退させることにより、前記マンドレルの前記キャビティ内に前記補強複合材が配置される。

【0008】

上記特徴及び機能は、本開示の様々な実施形態において個別に達成可能であり、また、他の実施形態との組み合わせも可能である。この詳細については、以下の記載と図面から明らかになるであろう。

【図面の簡単な説明】

【0009】

例示的な実施形態に特有のものと考えられる新規な特徴は、添付の特許請求の範囲に記載されている。しかしながら、例示的な実施形態、並びに、好ましい使用形態、更にその目的及び利点は、添付の図面と共に本開示の例示的な実施形態の詳細な説明を参照することにより最もよく理解されるであろう。

【0010】

【図1】例示的な実施形態による、補強複合材配置システムが動作する製造環境を示すブロック図である。

【図2】例示的な実施形態による、製造環境における補強複合材配置システムを示す上面図である。

【図3】例示的な実施形態による、製造環境におけるマンドレル及び補強複合材配置システムのコンポーネントを示す等角図である。

【図4】例示的な実施形態による、製造環境におけるマンドレル及び補強複合材配置システムのコンポーネントを示す等角図である。

【図5】例示的な実施形態による、製造環境におけるマンドレル及び補強複合材配置システムのコンポーネントを示す側面図である。

【図6】例示的な実施形態による、製造環境におけるマンドレル及び補強複合材配置システムのコンポーネントを示す等角図である。

【図7】例示的な実施形態による、製造環境におけるマンドレル及び補強複合材配置システムのコンポーネントを示す側面図である。

【図8】例示的な実施形態による、補強材トレイ内の複合材の上方にある長手エンドエフェクタを示す等角図である。

【図9】例示的な実施形態による、補強材トレイ内の複合材に接触する長手エンドエフェクタを示す等角図である。

【図10】例示的な実施形態による、補強材トレイから複合材を持ち上げる長手エンドエフェクタを示す等角図である。

【図11】例示的な実施形態に従って、複合材を保持する長手エンドエフェクタを、マンドレルに対して移動させる回転アームを示す等角図である。

【図12】例示的な実施形態に従って、マンドレルにおける所望のキャビティに対して位置決めされた複合材を保持する長手エンドエフェクタを示す等角図である。

【図13】例示的な実施形態に従って、マンドレルにおける所望のキャビティへ向かって、複合材を保持する長手エンドエフェクタを移動させる回転アームを示す等角図である。

【図14A-14B】例示的な実施形態に従って、マンドレルに対して補強複合材を配置する方法を示すフローチャートである。

【図15】例示的な実施形態による、航空機の製造及び保守方法を示すブロック図である。

【図16】例示的な実施形態を実施可能な航空機を示すブロック図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

例示的な実施形態において、１つ以上の異なる事項が認識及び考慮されている。例示的な実施形態において、補強複合材のための従来のピックアンドプレースシステムは、持ち上げ動作（pick access）のためにガントリ及び／又はクレーンを使用することが認識及び考慮されている。例示的な実施形態において、従来のクレーンシステム及び／又はガントリシステムは、永久的な土台を構築するために多額の投資を要することが認識及び考慮されている。さらに、ガントリを支持するためのピラー（pillars）により、マンドレルの挿入／取り外し、及びストリンガの供給が制限される場合がある。

【0012】

また、例示的な実施形態において、従来のガントリは、半バレル型マンドレル（half barrel mandrel）上の全ての位置に補強複合材を設置できない場合があることが認識及び考慮されている。ガントリは、半バレル型マンドレルの頂部（上部）領域に限って補強複合材を設置可能である。残りの補強複合材の設置には、側方設置されたガントリを備える第２ピックアンドプレースステーションが使用される。

【0013】

例示的な実施形態において、補強複合材を配置するために、半バレル型マンドレルを回転させるための湾曲型のガントリ又は湾曲型の固定構造物を使用する場合があることが認識及び考慮されている。しかしながら、湾曲型のガントリ又は湾曲型の固定構造物の設計、製造、及び設置は、非常に困難であったり、或いは非常に高価になったりする可能性がある。

【0014】

例示的な実施形態においては、さらに、ガントリによりマンドレルに補強材が配置される前に、製造環境におけるマンドレルの位置が決定されることが認識及び考慮されている。製造環境におけるマンドレルの位置は、マンドレルに対してガントリを位置合わせするために利用される。従来における位置合わせは、レーザシステムを使用して行われうる。例示的な実施形態において、位置合わせの工程は、製造処理において時間又は費用の少なくとも一方が追加的に生じることが認識及び考慮されている。位置合わせの工程は、ガントリツール毎に実行されうる。

【0015】

例示的な実施形態において、半バレル型マンドレルの任意のキャビティ内に補強複合材を配置可能な補強複合材配置システムを有することが望ましいということが認識及び考慮されている。また、例示的な実施形態において、製造コスト又は製造時間のうちの少なくともいずれか一方を削減するのが望ましいということが認識及び考慮されている。

【0016】

例示的な実施形態において、マンドレルのキャビティ内に補強複合材を配置するために、マンドレルツールの周囲に集合配置することができる移動式の分離型装置が提供される。キャビティ内に補強複合材を配置する前に、マンドレルツールの周囲で装置のコンポーネントが組み立てられる。補強複合材を配置した後、装置はコンポーネントに分解され、製造環境内で移動される。

【0017】

例示的な実施形態においては、補強複合材配置システムが提供される。補強複合材配置システムは、マンドレルの周囲で長手エンドエフェクタを移動させるように構成された２つの伸縮式回転アームを有する。２つの伸縮式回転アームは、長手エンドエフェクタを使用して、半バレル型マンドレル上の任意の位置に補強複合材を配置することが可能である。

【0018】

ここで図１を参照すると、例示的な実施形態による、補強複合材配置システムが動作する製造環境のブロック図が示されている。製造環境１００は、補強複合材配置システム１０２を含み、当該システムは、マンドレル１１０の表面１０８におけるキャビティ１０６内に補強複合材１０４を配置するように構成されている。マンドレル１１０は、支持ツール１１２によって支持される。

【0019】

いくつかの例において、マンドレル１１０は、半バレル型マンドレルである。マンドレル１１０が半バレル型マンドレルである場合、当該マンドレル１１０は、航空機の胴体の半分を製造する際に使用される。

【0020】

補強複合材配置システム１０２は、製造環境１００内の支持ツール１１２上のマンドレル１１０の移動を妨げることなく、当該製造環境１００内に配置される。いくつかの例において、マンドレル１１０は、支持ツール１１２上に支持された状態にて、製造環境１００の製造フロア１１６におけるマンドレル移動レール１１４に沿って移動する。これらの例において、補強複合材配置システム１０２が使用されていないとき、補強複合材配置システム１０２のコンポーネントは、マンドレル移動レール１１４の邪魔にならないように移動される。補強複合材配置システム１０２における少なくとも１つのコンポーネントは、製造フロア１１６の全域を移動可能である。

【0021】

補強複合材配置システム１０２は、第１取付ポイント１２０及び第２取付ポイント１２２を有する長手エンドエフェクタ１１８と、第１取付ポイント１２０に接続するように構成された第１コネクタ１２６を有する第１回転アーム１２４と、第２取付ポイント１２２に接続するように構成された第２コネクタ１３０を有する第２回転アーム１２８とを含む。長手エンドエフェクタ１１８は、第１回転アーム１２４及び第２回転アーム１２８に接続される。

【0022】

補強複合材配置システム１０２はまた、製造環境１００において第１回転アーム１２４を移動させるように構成された第１移動システム１３２と、製造環境１００において第２回転アーム１２８を移動させるように構成された第２移動システム１３４とを含む。第１回転アーム１２４の回転ポイント１３６は、第１移動システム１３２に取り付けられている。第２回転アーム１２８の回転ポイント１３８は、第２移動システム１３４に取り付けられている。

【0023】

第１移動システム１３２は、任意の望ましい形態をとる。第１移動システム１３２は、第１回転アーム１２４がマンドレル１１０の移動を妨げないように、製造環境１００において当該第１回転アーム１２４を移動させるように構成される。第１移動システム１３２は、製造フロア１１６に沿って第１回転アーム１２４を移動させるように構成される。いくつかの例において、第１移動システム１３２は、自動搬送ビークル（automated guided vehicle）である。いくつかの例において、第１移動システム１３２は、レール又は軌条（track）を含む。いくつかの例において、第１移動システム１３２は、伸縮式アームを含む。

【0024】

第２移動システム１３４は、任意の望ましい形態をとる。第２移動システム１３４は、第２回転アーム１２８がマンドレル１１０の移動を妨げないように、製造環境１００において当該第２回転アーム１２８を移動させるように構成される。第２移動システム１３４は、製造フロア１１６に沿って第２回転アーム１２８を移動させるように構成される。いくつかの例において、第２移動システム１３４は、自動搬送ビークルである。いくつかの例において、第２移動システム１３４は、レール又は軌条を含む。いくつかの例において、第２移動システム１３４は、伸縮式アームを含む。

【0025】

第１回転アーム１２４は、当該第１回転アーム１２４の回転ポイント１３６に対して伸縮可能１４０である。第２回転アーム１２８は、当該第２回転アーム１２８の回転ポイント１３８に対して伸縮可能１４２である。

【0026】

第１回転システム１４４は、第１移動システム１３２に取り付けられた第１回転アーム１２４を含むとともに、製造環境１００において第１回転アーム１２４を再配置するように構成されている。第１回転システム１４４が、製造環境１００において第１回転アーム１２４を再配置した後、第１回転アーム１２４は、第１取付ポイント１２０に第１コネクタ１２６を接続するために伸長される。

【0027】

第２回転システム１４６は、第２移動システム１３４に取り付けられた第２回転アーム１２８を含むとともに、製造環境１００において第２回転アーム１２８を再配置するように構成されている。第２回転システム１４６が、製造環境１００において第２回転アーム１２８を再配置した後、第２回転アーム１２８は、第２取付ポイント１２２に第２コネクタ１３０を接続するために伸長される。

【0028】

第１回転システム１４４及び第２回転システム１４６は、マンドレル１１０を支持するように構成された支持ツール１１２に対して位置決め及び接続される。第１移動システム１３２は、第１組の機械式位置決め部（mechanical indices）１４８を有し、当該位置決め部は、マンドレル１１０を支持するように構成された支持ツール１１２の第１組のドッキングポイント１５２と接触するように構成されている。本明細書において、「一組」の要素は、１つ以上の要素を含む。例えば、第１組の機械式位置決め部１４８は、１つ以上の機械式位置決め部を含む。第２移動システム１３４は、第２組の機械式位置決め部１５０を有し、当該位置決め部は、支持ツール１１２の第２組のドッキングポイント１５４と接触するように構成されている。第１組の機械式位置決め部１４８及び第２組の機械式位置決め部１５０は、第１組のドッキングポイント１５２及び第２組のドッキングポイント１５４と接触及び接続するための任意の望ましい形態をとる。

【0029】

第１組のドッキングポイント１５２に第１組の機械式位置決め部１４８を接続することにより、第１回転システム１４４が支持ツール１１２に対して位置決めされる。第２組のドッキングポイント１５４に第２組の機械式位置決め部１５０を接続することにより、第２回転システム１４６が支持ツール１１２に対して位置決めされる。

【0030】

支持ツール１１２に対して第１回転システム１４４を位置決めすることにより、マンドレル１１０に対する第１回転アーム１２４の位置を知ることができる。また、支持ツール１１２に対して第１回転システム１４４を位置決めすることにより、別の位置合わせステップが不要となる。

【0031】

支持ツール１１２に対して第２回転システム１４６を位置決めすることにより、マンドレル１１０に対する第２回転アーム１２８の位置を知ることができる。また、支持ツール１１２に対して第２回転システム１４６を位置決めすることにより、別の位置合わせステップが不要となる。

【0032】

第１回転システム１４４及び第２回転システム１４６のドッキングが完了すると、第１回転アーム１２４及び第２回転アーム１２８が長手エンドエフェクタ１１８に接続される。長手エンドエフェクタ１１８に対して第１回転アーム１２４及び第２回転アーム１２８を接続する前、長手エンドエフェクタ１１８がエンドエフェクタ取付領域１５５に配置される。エンドエフェクタ取付領域１５５は、長手エンドエフェクタ１１８がマンドレル移動レール１１４上の支持ツール１１２及びマンドレル１１０の移動を妨げないように、製造フロア１１６に配置される。第１回転システム１４４及び第２回転システム１４６のドッキングが完了すると、第１回転アーム１２４及び第２回転アーム１２８の各々が伸長されて長手エンドエフェクタ１１８に接続される。

【0033】

長手エンドエフェクタ１１８は、補強複合材を持ち上げるための真空流を印加するように構成された真空システム１５６を有する。長手エンドエフェクタ１１８は、長手エンドエフェクタ１１８の長さ方向１６０に沿って分散配置された複数の真空カップ１５８を含む。いくつかの例において、真空システム１５６は、高流量マニホールドシステムを含む。これらの例において、複数の真空カップ１５８は、高流量マニホールドシステムの構成要素である。複数の真空カップ１５８は、真空システム１５６の構成要素である。補強複合材を持ち上げるために、複数の真空カップ１５８が補強複合材に接触した状態で、複数の真空カップ１５８を介して真空が印加される。

【0034】

長手エンドエフェクタ１１８は、製造フロア１１６に対する複数の真空カップ１５８の配向を変更するように構成された所定数の移動システム１６２をさらに含む。本明細書において、「所定数」の要素は、１つ以上の要素を含む。例えば、所定数の移動システム１６２は、１つ以上の移動システムを含む。

【0035】

長手エンドエフェクタ１１８は、第１回転アーム１２４及び第２回転アーム１２８とは独立して長手エンドエフェクタ１１８を移動させるように構成された所定数の移動システム１６２を含む。所定数の移動システム１６２は、所望のキャビティに対して補強複合材を配向するために使用される。

【0036】

キャビティ１６４は、マンドレル１１０の表面１０８における複数のキャビティ１０６のうちの１つである。長手エンドエフェクタ１１８は、キャビティ１６４内に複数の補強複合材１０４のうちの補強複合材１６６を配置するために、複数の真空カップ１５８に真空を印加して補強複合材１６６を持ち上げる。長手エンドエフェクタ１１８が補強複合材１６６を持ち上げた後、第１回転アーム１２４及び第２回転アーム１２８は、長手エンドエフェクタ１１８がキャビティ１６４の近くに配置されるまで、マンドレル１１０の周囲で当該長手エンドエフェクタ１１８を回転させる。所定数の移動システム１６２は、キャビティ１６４内に補強複合材１６６が配置されるように、第１回転アーム１２４及び第２回転アーム１２８に対して長手エンドエフェクタ１１８を回転させる。所定数の移動システム１６２は、複数の真空カップ１５８がキャビティ１６４に対して垂直になるように、第１回転アーム１２４及び第２回転アーム１２８に対して長手エンドエフェクタ１１８を回転させる。

【0037】

長手エンドエフェクタ１１８は、補強複合材に対して長手エンドエフェクタ１１８を配置するように構成された、所定数のセンサ１７０を有する配設システム１６８をさらに含む。長手エンドエフェクタ１１８は、補強複合材１６６を持ち上げる前に、配設システム１６８を使用して補強複合材１６６に対して当該長手エンドエフェクタ１１８を位置決めする。

【0038】

所定数のセンサ１７０は、光学センサ１７２又はレーザセンサ１７４のうちの少なくとも一方を含む。いくつかの例においては、所定数のセンサ１７０からの結果を用いて、粗調整１７６又は微調整１７８のうちの少なくとも一方が実行される。粗調整１７６は、長手エンドエフェクタ１１８の大きな移動を含む。微調整１７８は、長手エンドエフェクタ１１８の小さな移動を含む。いくつかの例において、光学センサ１７２は、粗調整１７６に使用される。いくつかの例において、レーザセンサ１７４は、微調整１７８に使用される。いくつかの例において、光学センサ１７２は、補強複合材１６６の長さ方向に沿って長手エンドエフェクタ１１８を配置するために使用される。いくつかの例において、レーザセンサ１７４は、補強複合材１６６の断面形状１８２に対する長手エンドエフェクタ１１８の角部を位置決めするために使用される。

【0039】

補強複合材１６６は、断面形状１８２を有する長手複合材１８０である。断面形状１８２は、補強材トレイ１８４を使用して補強複合材１６６に成形される。いくつかの例において、補強複合材１６６は、製造環境１００において補強材トレイ１８４に入れて搬送される。

【0040】

長手エンドエフェクタ１１８は、補強材搭載領域１８６において補強材トレイ１８４から補強複合材１６６を持ち上げる。補強複合材１６６は、任意の所望の態様で補強材搭載領域１８６に運ばれる。いくつかの例において、補強材トレイ１８４内の補強複合材１６６は、オペレータにより補強材搭載領域１８６内に配置される。いくつかの例において、補強材トレイ１８４内の補強複合材１６６は、補強材トレイライン１８８により補強材搭載領域１８６に運ばれる。補強材トレイライン１８８は、任意の望ましい形態をとる。いくつかの例において、補強材トレイライン１８８は、コンベヤベルト、軌条、ローラ搬送システム、又は他の所望のタイプの搬送手段のうちの少なくとも１つである。

【0041】

長手エンドエフェクタ１１８がキャビティ１６４に対して位置決めされると、第１回転アーム１２４及び第２回転アーム１２８が後退して、キャビティ１６４内に補強複合材１６６を配置する。いくつかの例において、所定数の移動システム１６２は、キャビティ１６４へ向かって長手エンドエフェクタ１１８の少なくとも一部を移動させて、補強複合材１６６に対して押圧力１９０を付与する。第１回転アーム１２４及び第２回転アーム１２８が静止した状態で、キャビティ１６４に対して垂直に長手エンドエフェクタ１１８のコンポーネントを移動させることにより、補強複合材１６６がキャビティ１６４に押し込まれる。いくつかの例において、キャビティ１６４に対して垂直に移動される長手エンドエフェクタ１１８のコンポーネントは、複数の真空カップ１５８を含む。

【0042】

いくつかの代替例においては、第１回転アーム１２４及び第２回転アーム１２８をさらに後退させて、補強複合材１６６に対して押圧力１９０を付与する。これらの例において、第１回転アーム１２４及び第２回転アーム１２８は、キャビティ１６４に長手エンドエフェクタ１１８を移動させるために後退して、補強複合材１６６に対して押圧力１９０を加える。これらの例においては、第１回転アーム１２４及び第２回転アーム１２８を後退させて、キャビティ１６４に対して垂直に長手エンドエフェクタ１１８を移動させることにより、補強複合材１６６がキャビティ１６４に押し込まれる。

【0043】

いくつかの例において、製造フロア１１６にはマンドレル位置決め構造体１９２が配置されている。これらの例において、マンドレル位置決め構造体１９２は、製造環境１００において支持ツール１１２及びマンドレル１１０を所望位置に配置するように構成されている。これらの例において、マンドレル位置決め構造体１９２は、エンドエフェクタ取付領域１５５に対して支持ツール１１２及びマンドレル１１０を所望位置に配置するように構成されている。

【0044】

補強複合材配置システム１０２は、ガントリを使用せずに、マンドレル１１０に対して補強複合材１０４を配置することができる。補強複合材配置システム１０２は、製造環境１００に永久的な土台やピラーを設置することなく、マンドレル１１０に対して補強複合材１０４を配置することができる。

【0045】

図１に示す製造環境１００は、例示的な実施形態が実現される態様について物理的又は構造的な限定を示唆するものではない。図示されたコンポーネントに加えて、或いはこれらのコンポーネントに代えて、他のコンポーネントを使用することも可能である。いくつかのコンポーネントは、必要としない場合もある。また、図中のブロックは、機能コンポーネントを示す。これらのブロックのうち１つ又は複数は、例示的な実施形態において実施する際には、組み合わせたり、分割したり、組み合わせてから異なるブロックに分割したりすることができる。

【0046】

例えば、いくつかの実施形態においては、補強材トレイライン１８８を設けなくてもよい。他の例示的な実施形態においては、マンドレル位置決め構造体１９２を設けなくてもよい。

【0047】

他の例として、第１組の機械式位置決め部１４８及び第２組の機械式位置決め部１５０について説明を行ったが、第１回転システム１４４及び第２回転システム１４６は、任意の望ましい形態で支持ツール１１２に対して位置決めされてもよい。第１回転システム１４４及び第２回転システム１４６は、任意の望ましい位置決め／位置合わせシステムを有する。いくつかの例において、第１回転システム１４４及び第２回転システム１４６は、支持ツール１１２に対して当該第１回転システム１４４及び当該第２回転システム１４６の各々を位置合わせするための光学位置合わせシステムを有する。

【0048】

次に図２を参照すると、例示的な実施形態による、製造環境における補強複合材配置システムの上面図が示されている。製造環境２００は、図１に示す製造環境１００の物理的な実施形態である。ビュー２０２において、製造環境２００にマンドレル２０４及び補強複合材配置システム２０６が配置されている。補強複合材配置システム２０６は、第１回転システム２０８と、第２回転システム２１０と、長手エンドエフェクタ２１２とを含む。第１回転システム２０８は、第１移動システム２１６に取り付けられた第１回転アーム２１４を含むとともに、製造環境２００において第１回転アーム２１４を再配置するように構成されている。第１移動システム２１６は、製造環境２００において第１回転アーム２１４を移動させるように構成されている。第１回転アーム２１４の回転ポイント２１７は、第１移動システム２１６に取り付けられている。

【0049】

第２回転システム２１０は、第２移動システム２２０に取り付けられた第２回転アーム２１８を含むとともに、製造環境２００において第２回転アーム２１８を再配置するように構成されている。第２移動システム２２０は、製造環境２００において第２回転アーム２１８を移動させるように構成されている。第２回転アーム２１８の回転ポイント２１９は、第２移動システム２２０に取り付けられている。

【0050】

長手エンドエフェクタ２１２は、第１回転アーム２１４及び第２回転アーム２１８に接続される。長手エンドエフェクタ２１２は、第１取付ポイント２２１と、第２取付ポイント２２２とを有する。第１回転アーム２１４は、第１取付ポイント２２１に接続するように構成された第１コネクタ２２４を有する。第２回転アーム２１８は、第２取付ポイント２２２に接続するように構成された第２コネクタ２２６を有する。

【0051】

第１回転システム２０８及び第２回転システム２１０は、マンドレル２０４を支持するように構成された支持ツール２２８に対して位置決め及び接続される。第１移動システム２１６は、支持ツール２２８の第１組のドッキングポイントと接触するように構成された第１組の機械式位置決め部を有する。第２移動システム２２０は、支持ツール２２８の第２組のドッキングポイントと接触するように構成された第２組の機械式位置決め部を有する。

【0052】

第１組の機械式位置決め部及び第２組の機械式位置決め部について説明を行ったが、第１移動システム２１６及び第２移動システム２２０は、任意の望ましい形態で支持ツール２２８に対して位置決めされてもよい。第１移動システム２１６及び第２移動システム２２０は、任意の望ましい位置決め／位置合わせシステムを有する。いくつかの例において、第１移動システム２１６及び第２移動システム２２０は、支持ツール２２８に対して当該第１移動システム２１６及び当該第２移動システム２２０の各々を位置合わせするための光学位置合わせシステムを有する。

【0053】

支持ツール２２８に対して第１移動システム２１６及び第２移動システム２２０を接続することにより、第１回転アーム２１４及び第２回転アーム２１８に対するマンドレル２０４の位置合わせを自動的に行うことができる。このため、位置合わせステップを別途行う必要はない。機械式位置決め部を使用してマンドレル２０４と補強複合材配置システム２０６とを自動的に位置合わせすることにより、視覚的照合の必要性を低減又は排除することができる。

【0054】

第１回転アーム２１４及び第２回転アーム２１８は、マンドレル２０４の周囲で長手エンドエフェクタ２１２を持ち上げて回転させるように構成されている。長手エンドエフェクタ２１２は、第１回転アーム２１４及び第２回転アーム２１８とは独立して長手エンドエフェクタ２１２を移動させるように構成された所定数の移動システムを含む。

【0055】

第１回転アーム２１４は、当該第１回転アーム２１４の回転ポイント２１７に対して伸縮可能である。第２回転アーム２１８は、当該第２回転アーム２１８の回転ポイント２１９に対して伸縮可能である。

【0056】

支持ツール２２８上のマンドレル２０４は、製造環境２００内でマンドレル移動レール２３０上を移動する。補強複合材配置システム２０６のコンポーネントは、製造環境２００内において支持ツール２２８上のマンドレル２０４の移動を妨げるものではない。第１移動システム２１６及び第２移動システム２２０は、マンドレル移動レール２３０から第１回転アーム２１４及び第２回転アーム２１８を離すように構成されている。エリア２３２は、第１回転システム２０８を仮置きすることが可能な場所である。エリア２３４は、第２回転システム２１０を仮置きすることが可能な場所である。

【0057】

エリア２３２及びエリア２３４の各々は、支持ツール２２８及びマンドレル２０４が、マンドレル移動レール２３０に沿って自由に移動できるように配置される。エリア２３２及びエリア２３４の各々の位置は、第１移動システム２１６及び第２移動システム２２０が補強材トレイライン２３６上に配置されないように決定される。補強材トレイライン２３６は、補強材トレイ内の補強複合材のための送給システムである。補強材トレイライン２３６は、任意の望ましい形態をとる。いくつかの例において、補強材トレイライン２３６は、レール、軌条、又はコンベヤである。

【0058】

動作中、支持ツール２２８及びマンドレル２０４は、マンドレル移動レール２３０に沿って位置２３８に搬送される。いくつかの例において、製造フロア２４０の位置２３８に支持ツール２２８を配置するための位置決め手段が、製造フロア２４０に設けられている。位置２３８は、支持ツール２２８が補強複合材配置システム２０６から複合材を受け取るのに適した位置である。

【0059】

支持ツール２２８が位置２３８で停止した後、製造環境２００において補強複合材配置システム２０６の一部が移動される。第１回転システム２０８は、エリア２３２から移動されて、マンドレル移動レール２３０上に配置される。第２回転システム２１０は、エリア２３４から移動されて、マンドレル移動レール２３０上に配置される。

【0060】

第１回転システム２０８は、マンドレル２０４を支持する支持ツール２２８にドッキングされる。第２回転システム２１０は、マンドレル２０４を支持する支持ツール２２８にドッキングされる。

【0061】

第１回転システム２０８及び第２回転システム２１０のドッキングが完了すると、第１回転アーム２１４及び第２回転アーム２１８が長手エンドエフェクタ２１２へ向かって伸長される。第１回転アーム２１４の第１コネクタ２２４は、長手エンドエフェクタ２１２の第１取付ポイント２２１に接続する。第２回転アーム２１８の第２コネクタ２２６は、長手エンドエフェクタ２１２の第２取付ポイント２２２に接続する。

【0062】

第１回転アーム２１４及び第２回転アーム２１８が長手エンドエフェクタ２１２に接続された後、長手エンドエフェクタ２１２は真空システムを使用して複合材を持ち上げる。長手エンドエフェクタ２１２によって複合材が保持されると、第１回転アーム２１４及び第２回転アーム２１８が、マンドレル２０４の周囲で長手エンドエフェクタ２１２を持ち上げて回転させる。第１回転アーム２１４及び第２回転アーム２１８は、マンドレル２０４の所望のキャビティに対して長手エンドエフェクタ２１２を配置する。キャビティに対して複合材を所望の配向に配置するために、長手エンドエフェクタ２１２の移動システムを使用して、第１回転アーム２１４及び第２回転アーム２１８とは独立して、長手エンドエフェクタ２１２の少なくとも一部が回転される。次に、キャビティ内に複合材を配置するために、第１回転アーム２１４及び第２回転アーム２１８が後退する。

【0063】

所望のキャビティ内に複合材が配置された後、第１回転アーム２１４及び第２回転アーム２１８が伸長して、マンドレル２０４の周囲で補強材トレイライン２３６へ向かって長手エンドエフェクタ２１２を回転させる。その後、長手エンドエフェクタ２１２が、補強材トレイライン２３６に送給される次の複合材を持ち上げて、第１回転アーム２１４及び第２回転アーム２１８を使用した回転及び配置のプロセスが繰り返される。

【0064】

全ての複合材がマンドレル２０４に配置された後、第１回転アーム２１４及び第２回転アーム２１８は、補強材トレイライン２３６の位置２４２に長手エンドエフェクタ２１２を配置する。次に、第１回転アーム２１４及び第２回転アーム２１８は、長手エンドエフェクタ２１２から切り離されて後退する。第１回転アーム２１４及び第２回転アーム２１８を後退させた後、第１回転システム２０８が、マンドレル移動レール２３０から離される。第１回転システム２０８は、エリア２３２に移動させてもよい。また、第２回転システム２１０が、マンドレル移動レール２３０から離される。第２回転システム２１０は、エリア２３４に移動させてもよい。

【0065】

マンドレル移動レール２３０から第１回転システム２０８及び第２回転システム２１０を移動させた後、支持ツール２２８上のマンドレル２０４が、製造環境２００におけるマンドレル移動レール２３０上で移動される。例えば、支持ツール２２８上のマンドレル２０４は、マンドレル移動レール２３０上を移動して、製造環境２００内の別のステーションに配置される。

【0066】

いくつかの例において、支持ツール２２８上のマンドレル２０４を移動させた後、第２支持ツール上の第２マンドレルが製造環境内のマンドレル移動レール２３０に沿って移動される。これらの例において、第２マンドレル及び第２支持ツールは、位置２３８で停止され、長手エンドエフェクタ２１２、第１回転アーム２１４、及び第２回転アーム２１８を使用して、第２マンドレルに複合材が配置される。

【0067】

次に図３を参照すると、例示的な実施形態による、製造環境におけるマンドレル及び補強複合材配置システムのコンポーネントの等角図が示されている。ビュー３００は、製造環境３０３における補強複合材配置システム３０２のコンポーネントを示す。補強複合材配置システム３０２は、第１取付ポイント３０６を有する長手エンドエフェクタ３０４と、第１取付ポイント３０６に接続するように構成された第１コネクタ３１０を有する第１回転アーム３０８とを含む。補強複合材配置システム３０２は、製造環境３０３において第１回転アーム３０８を移動させるように構成された第１移動システム３１２をさらに含む。第１回転アーム３０８の回転ポイント３１４は、第１移動システム３１２に取り付けられている。第１回転アーム３０８は、第１回転アーム３０８の回転ポイント３１４に対して伸縮可能である。第１回転アーム３０８及び第１移動システム３１２は、第１回転システム３１５を形成している。

【0068】

支持ツール３１６は、キャビティ３２０を有するマンドレル３１８を支持するように構成されている。図示のように、マンドレル３１８は、航空機の胴体の半分を製造するために使用される半バレル型マンドレルである。

【0069】

支持ツール３１６及びマンドレル３１８は、製造環境３０３内でマンドレル移動レール３２１上を移動する。支持ツール３１６がマンドレル移動レール３２１上を移動するとき、第１移動システム３１２は、マンドレル移動レール３２１上に配置されていない。第１移動システム３１２は、支持ツール３１６に対して当該第１回転アーム３０８を位置決めして複合材を配置するために、製造環境３０３内で移動可能である。第１移動システム３１２は、マンドレル移動レール３２１から当該第１移動システム３１２を離すために、製造環境３０３内で移動可能である。

【0070】

支持ツール３１６は、第１組のドッキングポイント３２２を有する。第１移動システム３１２は、支持ツール３１６の第１組のドッキングポイント３２２と接触するように構成された第１組の機械式位置決め部３２４を有する。いくつかの例において、支持ツール３１６の製造時に第１組のドッキングポイント３２２も形成される。他の例において、第１組のドッキングポイント３２２は、支持ツール３１６の製造後に後付けされる。いくつかの例においては、ドッキングポイントを後付けすることにより、既存の支持ツールを補強複合材配置システム３０２と共に使用することができる。

【0071】

第１組の機械式位置決め部３２４及び第１組のドッキングポイント３２２により、マンドレル３１８と補強複合材配置システム３０２との間の位置決めを行うことができる。マンドレル３１８及び補強複合材配置システム３０２の位置を決定することにより、追加的な位置合わせステップの工程数を減らしたり、これらのステップを排除したりすることができる。例えば、手作業でマンドレル３１８及び補強複合材配置システム３０２を位置決めすることにより、製造環境３０３におけるマンドレル３１８の位置の検査を行わなくてもよい。

【0072】

いくつかの例において、製造環境３０３には追加の位置決め手段が配置されている。例えば、製造フロア３２６に支持ツール３１６を配置するために、当該製造フロア３２６に位置決め手段を設けてもよい。

【0073】

次に図４を参照すると、例示的な実施形態による、製造環境におけるマンドレル及び補強複合材配置システムのコンポーネントの等角図が示されている。ビュー４００は、第１回転システム３１５が支持ツール３１６とドッキングした後の補強複合材配置システム３０２を示す。支持ツール３１６に第１回転システム３１５をドッキングさせるために、第１移動システム３１２は、ビュー４００に示す位置と図３におけるビュー３００に示す位置との間で方向４０２に移動する。

【0074】

次に図５を参照すると、例示的な実施形態による、製造環境におけるマンドレル及び補強複合材配置システムのコンポーネントの側面図が示されている。ビュー５００は、図４の側面図である。図示のように、第１移動システム３１２は、自動搬送ビークル５０２の形態をとる。

【0075】

ビュー５００には、長手エンドエフェクタ３０４の追加的なコンポーネントが示されている。長手エンドエフェクタ３０４は、複数の真空カップ５０４を有する。複数の真空カップ５０４は、補強複合材を持ち上げるための真空流を印加するように構成された長手エンドエフェクタ３０４の真空システムの一部である。真空システムからの真空流により、複数の真空カップ５０４に対して補強複合材を保持することができる。長手エンドエフェクタ３０４を介して真空を印加することにより、真空流が停止するまで複数の真空カップ５０４に対して補強複合材を保持することができる。

【0076】

長手エンドエフェクタ３０４はまた、補強複合材に対して長手エンドエフェクタ３０４を配置するように構成された所定数のセンサ５０６を有する。いくつかの例において、所定数のセンサ５０６は、光学センサ又はレーザセンサのうちの少なくとも一方を含む。図示のように、所定数のセンサ５０６のうちのセンサ５０８は光学センサである。

【0077】

ビュー５００において、第１回転アーム３０８は、長手エンドエフェクタ３０４に接続されていない。ビュー５００において、第１回転アーム３０８は、完全に後退しており、長さ５０９を有する。

【0078】

ビュー５００において、長手エンドエフェクタ３０４は、エンドエフェクタ取付領域５１２において支持構造体５１０に取り付けられている。エンドエフェクタ取付領域５１２は、製造フロア３２６に配置されており、支持ツール３１６及びマンドレル３１８などの支持ツール及びマンドレルはエンドエフェクタ取付領域５１２を通り過ぎることができる。エンドエフェクタ取付領域５１２は、製造フロア３２６において支持ツール３１６及びマンドレル３１８の移動を妨げるものではない。

【0079】

次に図６を参照すると、例示的な実施形態による、製造環境におけるマンドレル及び補強複合材配置システムのコンポーネントの等角図が示されている。ビュー４００とビュー６００とを比較すると、第１回転アーム３０８は、長手エンドエフェクタ３０４へ向かって伸長している。ビュー４００とビュー６００とを比較すると、第１回転アーム３０８は、方向６０２に伸長している。第１回転アーム３０８の第１コネクタ３１０は、長手エンドエフェクタ３０４の第１取付ポイント３０６に接続している。

【0080】

図６には示されていないが、補強複合材配置システム３０２は、さらに、第２回転アームを有しており、当該第２回転アームは、長手エンドエフェクタ３０４の第２取付ポイントに接続するように構成された第２コネクタを有する。第１回転アーム３０８及び第２回転アームが長手エンドエフェクタ３０４に接続されると、長手エンドエフェクタ３０４を使用して、補強複合材の持ち上げ及び配置が行われる。

【0081】

次に図７を参照すると、例示的な実施形態による、製造環境におけるマンドレル及び補強複合材配置システムのコンポーネントの側面図が示されている。ビュー７００は、図６の側面図である。

【0082】

ビュー７００において、第１回転アーム３０８の長さ７０２は、図５に示す第１回転アーム３０８の長さ５０９よりも長い。補強複合材配置システム３０２の動作において、第１回転アーム３０８は、図５に示す長さ５０９と長さ７０２との間で長さを変更することができる。いくつかの例において、マンドレル３１８を中心として長手エンドエフェクタ３０４を回転させるために、第１回転アーム３０８は、長さ７０２よりも長く伸長するようにしてもよい。いくつかの例において、第１回転アーム３０８は、回転ポイント３１４を中心として約１８０度回転して、マンドレル３１８上の任意の位置に設けられた所望のキャビティ内に所望の補強複合材を配置する。

【0083】

図３～８に示す補強複合材配置システム３０２、支持ツール３１６、及びマンドレル３１８は、例示的な実施形態が実現される態様について物理的又は構造的な限定を示唆するものではない。図示されたコンポーネントに加えて、或いはこれらのコンポーネントに代えて、他のコンポーネントを使用することも可能である。いくつかのコンポーネントは、必要としない場合もある。

【0084】

例えば、第１移動システム３１２は、自動搬送ビークル５０２の形態をとらなくてもよい。他の図示していない例においては、第１移動システム３１２は、製造フロア３２６に対して第１回転アーム３０８を移動させるように構成された任意の望ましいタイプの移動システムを含みうる。他の例において、第１移動システムは、軌条及びキャリッジ（carriage）を含みうる。他の例において、第１移動システムは、伸縮セクションを含みうる。第１移動システム３１２は、補強複合材配置システム３０２が複合材の配置を行っていないときに、マンドレル移動レール３２１の妨げにならないように構成されている。第１移動システム３１２は、補強複合材配置システム３０２が複合材の配置を行っていないときに、マンドレル移動レール３２１から第１回転アーム３０８を離すように構成されている。

【0085】

他の例として、マンドレル３１８は、半バレル型マンドレルではない場合がある。マンドレル３１８は、第１回転アーム３０８の１８０度の回転によって到達可能な任意の望ましい形状を有しうる。さらに、マンドレル３１８は、任意の望ましいサイズを有する。第１回転アーム３０８の長さは変更可能であるため、当該第１回転アーム３０８は、マンドレル３１８よりも小さい直径又は大きい直径を有するマンドレルに対して使用することも可能である。さらに別の例として、支持ツール３１６は、第１組のドッキングポイント３２２とは異なるタイプのドッキング機構を有していてもよい。

【0086】

次に図８を参照すると、例示的な実施形態による、補強材トレイ内の複合材の上方にある長手エンドエフェクタの等角図が示されている。長手エンドエフェクタ８００は、図１に示す長手エンドエフェクタ１１８の物理的な実施形態である。長手エンドエフェクタ８００は、当該長手エンドエフェクタ８００の長さ方向８０４に沿って分散配置された複数の真空カップ８０２を含む。長手エンドエフェクタ８００はまた、製造フロアに対する複数の真空カップ８０２の配向を変更するように構成された所定数の移動システム８０６を含む。

【0087】

長手エンドエフェクタ８００は、補強複合材８０８に対して当該長手エンドエフェクタ８００を配置するように構成された、所定数のセンサを有する配設システム（図示略）をさらに含む。いくつかの例において、所定数のセンサは、光学センサ又はレーザセンサのうちの少なくとも一方を含む。

【0088】

図示のように、補強複合材８０８は、補強材トレイ８１０に収容されている。補強材トレイ８１０は、製造環境において補強複合材８０８を成形及び／又は搬送するために使用される。補強材トレイ８１０は、製造環境において、任意の望ましい態様で搬送される。いくつかの例において、補強材トレイ８１０は、コンベヤベルト又は軌条などの補強材トレイラインで搬送される。いくつかの例において、補強材トレイラインは、エンドエフェクタ取付領域の下方に延在している。いくつかの例において、補強材トレイ８１０は、長手エンドエフェクタ８００の下方に配置されている。

【0089】

次に図９を参照すると、例示的な実施形態による、補強材トレイ内の複合材に接触する長手エンドエフェクタの等角図が示されている。長手エンドエフェクタ８００のビュー９００において、複数の真空カップ８０２は、方向９０２に移動されている。複数の真空カップ８０２は、所定数の移動システム８０６を使用して移動される。ビュー９００において、複数の真空カップ８０２は、補強材トレイ８１０内の補強複合材８０８と接触している。

【0090】

次に図１０を参照すると、例示的な実施形態による、補強材トレイから複合材を持ち上げる長手エンドエフェクタの等角図が示されている。ビュー１０００において、複数の真空カップ８０２は、補強複合材８０８と接触している。図示のように、複数の真空カップ８０２は、補強複合材８０８の上面に対して垂直である。

【0091】

ビュー１０００において、長手エンドエフェクタ８００は、当該長手エンドエフェクタ８００の真空システムを介して真空流を加えることにより、補強材トレイ８１０から補強複合材８０８を持ち上げている。真空システムは、複数の真空カップ８０２を含む。真空システムからの真空流により、複数の真空カップ８０２に対して補強複合材８０８を保持することができる。長手エンドエフェクタ８００を介して真空を印加することにより、真空流が停止するまで複数の真空カップ８０２に対して補強複合材８０８を保持することができる。

【0092】

図１１～１３は、長手エンドエフェクタが補強複合材を持ち上げた後の補強複合材配置システムの動作を示す。いくつかの例において、図１１～１３は、ビュー１０００の後の、長手エンドエフェクタ８００を伴う補強複合材配置システムの動作を示す。

【0093】

次に図１１を参照すると、例示的な実施形態に従って、複合材を保持する長手エンドエフェクタを、マンドレルに対して移動させる回転アームの等角図が示されている。補強複合材配置システム１１００は、図１に示す補強複合材配置システム１０２の物理的な実施形態である。補強複合材配置システム１１００は、図２～７に示す補強複合材配置システム２０６と同じであってもよい。いくつかの例において、図８～１０に示す長手エンドエフェクタ８００は、補強複合材配置システム１１００のコンポーネントである。

【0094】

ビュー１１０２において、補強複合材配置システム１１００は、第１回転アーム１１０８及び第２回転アーム１１１０が、補強複合材を保持する長手エンドエフェクタ１１０４に接続された状態で、当該第１回転アーム１１０８及び当該第２回転アーム１１１０を回転させることにより、マンドレル１１０６に対して長手エンドエフェクタ１１０４を移動させている。図示のように、伸長位置１１１４における第１回転アーム１１０８の長さ１１１２により、長手エンドエフェクタ１１０４は、マンドレル１１０６の全周を回転することが可能となる。

【0095】

長手エンドエフェクタ１１０４はまた、製造フロア１１１８に対する長手エンドエフェクタ１１０４の複数の真空カップの配向を変更するように構成された所定数の移動システム１１１６を有する。いくつかの例において、長手エンドエフェクタ１１０４がマンドレル１１０６に対して移動すると、所定数の移動システム１１１６は、第１回転アーム１１０８及び第２回転アーム１１１０に対して長手エンドエフェクタ１１０４の一部を回転させる。いくつかの例において、所定数の移動システム１１１６は、所望のキャビティに対して補強複合材を配置するために、長手エンドエフェクタ１１０４の一部を回転させる。いくつかの例において、所定数の移動システム１１１６は、所望のキャビティに対して複数の真空カップを垂直に配置するために、長手エンドエフェクタ１１０４の一部を回転させる。

【0096】

次に図１２を参照すると、例示的な実施形態に従って、マンドレルにおける所望のキャビティに対して位置決めされた複合材を保持する長手エンドエフェクタの等角図が示されている。ビュー１２００において、長手エンドエフェクタ１１０４は、マンドレル１１０６に対して位置決めされている。ビュー１２００において、長手エンドエフェクタ１１０４は、マンドレル１１０６のキャビティ１２０２に対して位置決めされている。

【0097】

ビュー１２００において、補強複合材１２０４は、長手エンドエフェクタ１１０４の複数の真空カップ１２０６によって保持されている。長手エンドエフェクタ１１０４の配置は、補強複合材１２０４がキャビティ１２０２に対して垂直に保持されるように行われる。

【0098】

次に図１３を参照すると、例示的な実施形態に従って、マンドレルにおける所望のキャビティへ向かって、複合材を保持する長手エンドエフェクタを移動させる回転アームの等角図が示されている。ビュー１２００とビュー１３００とを比較すると、補強複合材配置システム１１００は、第１回転アーム１１０８及び第２回転アーム１１１０を後退させることにより、マンドレル１１０６のキャビティ１２０２内に補強複合材１２０４を配置している。ビュー１３００において、補強複合材１２０４は、マンドレル１１０６のキャビティ１２０２内に配置されている。

【0099】

第１回転アーム１１０８及び第２回転アーム１１１０が静止した状態で、キャビティ１２０２に対して垂直に長手エンドエフェクタ１１０４のコンポーネントを移動させることによって、補強複合材１２０４がキャビティ１２０２に押し込まれる。補強複合材１２０４がキャビティ１２０２に押し込まれた後、長手エンドエフェクタ１１０４がマンドレル１１０６から離される。マンドレル１１０６から長手エンドエフェクタ１１０４を離すために、第１回転アーム１１０８及び第２回転アーム１１１０が伸長される。マンドレル１１０６から長手エンドエフェクタ１１０４を離す前に、複数の真空カップ１２０６から真空が解除される。複数の真空カップ１２０６から真空を解除することにより、長手エンドエフェクタ１１０４は、補強複合材１２０４を解放する。

【0100】

次に図１４Ａ及び１４Ｂを参照すると、例示的な実施形態に従って、マンドレルに対して補強の複合材を配置する方法のフローチャートが示されている。方法１４００は、図１に示す製造環境１００における補強複合材配置システム１０２を使用して実行することが可能である。方法１４００は、図２に示す製造環境２００における補強複合材配置システム２０６を使用して実行することが可能である。方法１４００は、図３～７に示す補強複合材配置システム３０２を使用して実行することが可能である。方法１４００は、図８～１０に示す長手エンドエフェクタ８００を使用して実行することが可能である。方法１４００は、図１１～１３に示す補強複合材配置システム１１００を使用して実行することが可能である。

【0101】

方法１４００において、第１回転アーム及び第２回転アームが、補強複合材を保持する長手エンドエフェクタに接続された状態で、当該第１回転アーム及び当該第２回転アームを回転させることにより、マンドレルに対して長手エンドエフェクタを移動させる（工程１４０２）。方法１４００において、第１回転アーム及び第２回転アームを後退させることにより、マンドレルのキャビティ内に補強複合材を配置する（工程１４０４）。第１回転アーム及び第２回転アームを後退させることにより、マンドレルに長手エンドエフェクタが近づけられる。その後、方法１４００は終了する。

【0102】

いくつかの例において、方法１４００は、第１回転アーム及び第２回転アームが静止した状態で、キャビティに対して垂直に長手エンドエフェクタのコンポーネントを移動させることにより、当該キャビティに補強複合材を押し込む（工程１４０６）。キャビティに対して垂直に長手エンドエフェクタのコンポーネントを移動させることにより、長手エンドエフェクタによる圧力が補強複合材に加えられる。

【0103】

長手エンドエフェクタは、第１回転アーム及び第２回転アームから取り外すことが可能である。いくつかの例において、長手エンドエフェクタは、第１回転アーム及び第２回転アームが当該長手エンドエフェクタに接続された状態で、エンドエフェクタ取付領域で保持される。いくつかの例において、方法１４００は、長手エンドエフェクタへ向かって第１回転アームを伸長させ（工程１４０８）、長手エンドエフェクタへ向かって第２回転アームを伸長させ（工程１４１０）、長手エンドエフェクタの第１取付ポイントに第１回転アームの第１コネクタを接続し（工程１４１２）、長手エンドエフェクタの第２取付ポイントに第２回転アームの第２コネクタを接続する（工程１４１４）。

【0104】

いくつかの例において、第１回転アーム及び第２回転アームは、製造環境内で再配置される。マンドレルを配置する前に、マンドレル移動レールから第１回転アーム及び第２回転アームを離して配置してもよい。

【0105】

いくつかの例において、方法１４００は、マンドレルを支持する支持ツールに対して、第１回転アームを含む第１回転システムをドッキングする（工程１４１６）。これらの例において、方法１４００は、マンドレルを支持する支持ツールに対して、第２回転アームを含む第２回転システムをドッキングする（工程１４１８）。支持ツールに対して第１回転システム及び第２回転システムをドッキングすることにより、位置決めステップの工程数を減らすことができる。支持ツールに対して第１回転システム及び第２回転システムをドッキングすることにより、マンドレルに対する第１回転システム及び第２回転システムの位置を知ることができる。

【0106】

いくつかの例において、方法１４００は、補強材搭載領域に、補強複合材を収容した補強材トレイを配置する（工程１４２０）。補強材搭載領域は、長手エンドエフェクタが補強複合材に到達できるように配置される。いくつかの例において、方法１４００は、長手エンドエフェクタの真空システムを介して真空流を加えることにより、補強材トレイから補強複合材を持ち上げる（工程１４２２）。真空システムからの真空流により、長手エンドエフェクタのコンポーネントに対して補強複合材を保持することができる。いくつかの例において、真空システムからの真空流により、複数の真空カップに対して補強複合材を保持することができる。長手エンドエフェクタを介して真空を印加することにより、真空流が停止するまで複数の真空カップに対して補強複合材を保持することができる。

【0107】

いくつかの例において、方法１４００は、マンドレルを支持する支持ツールへ向かって、第１回転アームを保持する第１移動システムを含む第１回転システムを移動させ（工程１４２４）、支持ツールへ向かって、第２回転アームを保持する第２移動システムを含む第２回転システムを移動させ（工程１４２６）、支持ツールに対して第１回転システム及び第２回転システムを接続する（工程１４２８）。これらの例において、第１回転システム及び第２回転システムは、支持ツールに対して物理的に位置決めされている。

【0108】

いくつかの例において、方法１４００は、エンドエフェクタ取付領域に長手エンドエフェクタを配置し（工程１４３０）、長手エンドエフェクタがエンドエフェクタ取付領域に配置された状態で、長手エンドエフェクタから第１回転アーム及び第２回転アームを切り離す（工程１４３２）。いくつかの例において、工程１４３０及び工程１４３２は、マンドレルのそれぞれのキャビティ内に各補強複合材が配置された後に実行される。

【0109】

いくつかの例において、方法１４００は、長手エンドエフェクタから第１回転アームを切り離した後、マンドレルを支持する支持ツールから、第１回転アームを保持する第１移動システムを含む第１回転システムを移動させ（工程１４３４）、長手エンドエフェクタから第２回転アームを切り離した後、支持ツールから、第２回転アームを保持する第２移動システムを含む第２回転システムを移動させる（工程１４３６）。支持ツールから第１回転システム及び第２回転システムを離した後、製造環境において支持ツール及びマンドレルを移動させてもよい。

【0110】

いくつかの例において、方法１４００は、キャビティ内に補強複合材を配置した後、第１回転アーム及び第２回転アームが長手エンドエフェクタに接続された状態で当該第１回転アーム及び当該第２回転アームを回転させることにより、補強材搭載領域へ向かって、且つ、マンドレルに対して、長手エンドエフェクタを移動させる（工程１４３８）。長手エンドエフェクタは、第１回転アーム及び第２回転アームを回転させることにより、補強複合材を繰り返し持ち上げて配置するために使用することができる。長手エンドエフェクタは、工程１４３８の後、次の補強複合材を持ち上げて配置してもよい。

【0111】

いくつかの例において、方法１４００は、補強材搭載領域において第２補強材トレイから第２補強複合材を持ち上げて（工程１４４０）、第１回転アーム及び第２回転アームを後退させることにより、マンドレルの第２キャビティ内に第２補強複合材を配置する（工程１４４２）。

【0112】

さらに、本開示は、以下に列挙する付記に記載の例を含む。

【0113】

Ａ１．第１取付ポイント（１２０）及び第２取付ポイント（１２２）を有する長手エンドエフェクタ（１１８）と、前記第１取付ポイント（１２０）に接続するように構成された第１コネクタ（１２６）を有する第１回転アーム（１２４）と、製造環境（１００）において前記第１回転アーム（１２４）を移動させるように構成された第１移動システム（１３２）と、前記第２取付ポイント（１２２）に接続するように構成された第２コネクタ（１３０）を有する第２回転アーム（１２８）と、製造環境（１００）において前記第２回転アーム（１２８）を移動させるように構成された第２移動システム（１３４）と、を含む、補強複合材配置システム（１０２）。

【0114】

Ａ２．前記第１回転アーム（１２４）の回転ポイント（１３６）は、前記第１移動システム（１３２）に取り付けられており、前記第２回転アーム（１２８）の回転ポイント（１３８）は、前記第２移動システム（１３４）に取り付けられている、付記Ａ１に記載の補強複合材配置システム（１０２）。

【0115】

Ａ３．前記第１回転アーム（１２４）は、当該第１回転アーム（１２４）の前記回転ポイント（１３６）に対して伸縮可能であり、前記第２回転アーム（１２８）は、当該第２回転アーム（１２８）の前記回転ポイント（１３８）に対して伸縮可能である、付記Ａ２に記載の補強複合材配置システム（１０２）。

【0116】

Ａ４．前記長手エンドエフェクタ（１１８）は、当該長手エンドエフェクタ（１１８）の長さ方向（１６０）に沿って分散配置された複数の真空カップ（１５８）を含む、付記Ａ１～Ａ３のいずれか１つに記載の補強複合材配置システム（１０２）。

【0117】

Ａ５．前記長手エンドエフェクタ（１１８）は、製造フロア（１１６）に対する前記複数の真空カップ（１５８）の配向を変更するように構成された所定数の移動システム（１６２）をさらに含む、付記Ａ４に記載の補強複合材配置システム（１０２）。

【0118】

Ａ６．前記長手エンドエフェクタ（１１８）は、補強複合材（１６６）に対して前記長手エンドエフェクタ（１１８）を配置するように構成された、所定数のセンサ（１７０）を有する配設システム（１６８）をさらに含む、付記Ａ１～Ａ５のいずれか１つに記載の補強複合材配置システム（１０２）。

【0119】

Ａ７．前記所定数のセンサ（１７０）は、光学センサ（１７２）又はレーザセンサ（１７４）のうちの少なくとも一方を含む、付記Ａ６に記載の補強複合材配置システム（１０２）。

【0120】

Ｂ１．第１回転システム（１４４）と、第２回転システム（１４６）と、長手エンドエフェクタ（１１８）とを含む補強複合材配置システム（１０２）であって、前記第１回転システム（１２４）は、第１移動システム（１３２）に取り付けられた第１回転アーム（１２４）を含むとともに、製造環境（１００）において前記第１回転アームを再配置するように構成されており、前記第２回転システム（１４６）は、第２移動システム（１３４）に取り付けられた第２回転アーム（１２８）を含むとともに、製造環境（１００）において前記第２回転アームを再配置するように構成されており、前記長手エンドエフェクタは、前記第１回転アーム（１２４）及び前記第２回転アーム（１２８）に接続されるように構成されている、補強複合材配置システム。

【0121】

Ｂ２．前記第１回転システム（１４４）及び前記第２回転システム（１４６）は、マンドレル（１１０）を支持するように構成された支持ツール（１１２）に対して位置決め及び接続される、付記Ｂ１に記載の補強複合材配置システム（１０２）。

【0122】

Ｂ３．前記第１移動システム（１３２）は、第１組の機械式位置決め部（１４８）を有し、当該機械式位置決め部は、マンドレル（１１０）を支持するように構成された支持ツール（１１２）の第１組のドッキングポイント（１５２）と接触するように構成されており、前記第２移動システム（１３４）は、前記支持ツール（１１２）の第２組のドッキングポイント（１５４）と接触するように構成された第２組の機械式位置決め部（１５０）を有する、付記Ｂ１又はＢ２に記載の補強複合材配置システム（１０２）。

【0123】

Ｂ４．前記長手エンドエフェクタ（１１８）は、所定数の移動システム（１６２）を含み、当該移動システムは、前記第１回転アーム（１２４）及び前記第２回転アーム（１２８）とは独立して前記長手エンドエフェクタ（１１８）を移動させるように構成されている、付記Ｂ１～Ｂ３のいずれか１つに記載の補強複合材配置システム（１０２）。

【0124】

Ｃ１．マンドレル（１１０）のキャビティ（１６４）に補強複合材（１６６）を配置する方法（１４００）であって、第１回転アーム（１２４）及び第２回転アーム（１２８）が、前記補強複合材（１６６）を保持する長手エンドエフェクタ（１１８）に接続された状態で、当該第１回転アーム（１２４）及び当該第２回転アーム（１２８）を回転させることにより、前記マンドレル（１１０）に対して前記長手エンドエフェクタ（１１８）を移動させることと（１４０２）、前記第１回転アーム（１２４）及び前記第２回転アーム（１２８）を後退させることにより、前記マンドレル（１１０）の前記キャビティ（１６４）内に前記補強複合材（１６６）を配置することと（１４０４）、を含む、方法（１４００）。

【0125】

Ｃ２．前記第１回転アーム（１２４）及び前記第２回転アーム（１２８）が静止した状態で、前記キャビティ（１６４）に対して垂直に前記長手エンドエフェクタ（１１８）のコンポーネントを移動させることによって、前記キャビティ（１６４）に前記補強複合材（１６６）を押し込むこと（１４０６）をさらに含む、付記Ｃ１に記載の方法（１４００）。

【0126】

Ｃ３．前記長手エンドエフェクタ（１１８）へ向かって前記第１回転アーム（１２４）を伸長させることと（１４０８）、前記長手エンドエフェクタ（１１８）へ向かって前記第２回転アーム（１２８）を伸長させることと（１４１０）、前記長手エンドエフェクタ（１１８）の第１取付ポイント（１２０）に対して前記第１回転アーム（１２４）の第１コネクタ（１２６）を接続することと（１４１２）、前記長手エンドエフェクタ（１１８）の第２取付ポイント（１２２）に対して前記第２回転アーム（１２８）の第２コネクタ（１３０）を接続することと（１４１４）、をさらに含む、付記Ｃ１又はＣ２に記載の方法（１４００）。

【0127】

Ｃ４．前記マンドレル（１１０）を支持する支持ツール（１１２）に第１回転システム（１４４）をドッキングすることと（１４１６）、前記マンドレル（１１０）を支持する支持ツール（１１２）に第２回転システム（１４６）をドッキングすることと（１４１８）、をさらに含み、前記第１回転システム（１４４）は、前記第１回転アーム（１２４）を含み、前記第２回転システム（１４６）は、前記第２回転アーム（１２８）を含む、付記Ｃ１～Ｃ３のいずれか１つに記載の方法（１４００）。

【0128】

Ｃ５．補強材搭載領域（１８６）において、前記補強複合材（１６６）を収容した補強材トレイ（１８４）を配置することと（１４２０）、前記長手エンドエフェクタ（１１８）の真空システム（１５６）を介して真空流を加えることにより、前記補強材トレイ（１８４）から前記補強複合材（１６６）を持ち上げることと（１４２２）、をさらに含む、付記Ｃ１～Ｃ４のいずれか１つに記載の方法（１４００）。

【0129】

Ｃ６．前記マンドレル（１１０）を支持する支持ツール（１１２）へ向かって、前記第１回転アーム（１２４）を保持する第１移動システム（１３２）を含む第１回転システム（１４４）を移動させることと（１４２４）、前記支持ツール（１１２）へ向かって、前記第２回転アーム（１２８）を保持する第２移動システム（１３４）を含む第２回転システム（１４６）を移動させることと（１４２６）、前記支持ツール（１１２）に前記第１回転システム（１４４）及び前記第２回転システム（１４６）を接続することと（１４２８）、をさらに含む、付記Ｃ１～Ｃ５のいずれか１つに記載の方法（１４００）。

【0130】

Ｃ７．エンドエフェクタ取付領域（１５５）に前記長手エンドエフェクタ（１１８）を配置することと（１４３０）、前記長手エンドエフェクタ（１１８）が前記エンドエフェクタ取付領域（１５５）に配置された状態で、前記長手エンドエフェクタ（１１８）から前記第１回転アーム（１２４）及び前記第２回転アーム（１２８）を切り離すことと（１４３２）、をさらに含む、付記Ｃ１～Ｃ６のいずれか１つに記載の方法（１４００）。

【0131】

Ｃ８．前記長手エンドエフェクタ（１１８）から前記第１回転アーム（１２４）を切り離した後、前記マンドレル（１１０）を支持する支持ツール（１１２）から、前記第１回転アーム（１２４）を保持する第１移動システム（１３２）を含む第１回転システム（１４４）を離すことと（１４３４）、前記長手エンドエフェクタ（１１８）から前記第２回転アーム（１２４）を切り離した後、前記支持ツール（１１２）から、前記第２回転アーム（１２８）を保持する第２移動システム（１３４）を含む第２回転システム（１４６）を離すことと（１４３６）、をさらに含む、付記Ｃ７に記載の方法（１４００）。

【0132】

Ｃ９．前記キャビティ（１６４）内に前記補強複合材（１６６）を配置した後、前記第１回転アーム（１２４）及び前記第２回転アーム（１２８）が前記長手エンドエフェクタ（１１８）に接続された状態で、当該第１回転アーム（１２４）及び当該第２回転アーム（１２８）を回転させることにより、補強材搭載領域（１８５）へ向かって、且つ、前記マンドレル（１１０）に対して、前記長手エンドエフェクタ（１１８）を移動させることと（１４３８）、前記補強材搭載領域（１８６）において第２補強材トレイから第２補強複合材を持ち上げることと（１４４０）、前記回転アーム（１２４）及び前記第２回転アーム（１２８）を後退させることにより、前記マンドレル（１１０）の第２キャビティ内に前記第２補強複合材を配置することと（１４４２）、をさらに含む、付記Ｃ１～Ｃ８のいずれか１つに記載の方法（１４００）。

【0133】

本明細書において、「少なくとも１つの」という語句が、要素の列挙と共に用いられる場合、列挙された要素のうちの１つ以上を様々な組み合わせで使用する場合もあるし、列挙された要素のうちの１つのみを必要とする場合もあることを意味する。すなわち、「少なくとも１つの」は、列挙された要素を任意の組み合わせで任意の数だけ使用してもよいが、列挙された要素の全てを必要としない場合もあることを意味する。要素は、特定の対象、物、又はカテゴリであってもよい。

【0134】

例えば、「要素Ａ、要素Ｂ、及び要素Ｃのうちの少なくとも１つ」は、限定するものではないが、要素Ａ；要素Ａと要素Ｂ；又は要素Ｂを含みうる。また、この例では、要素Ａと要素Ｂと要素Ｃ、又は要素Ｂと要素Ｃを含む場合もある。もちろん、これらの要素のあらゆる組み合わせが存在しうる。場合によっては、「少なくとも１つ」は、限定するものではないが、２個の要素Ａと、１個の要素Ｂと、１０個の要素Ｃ；４個の要素Ｂと７個の要素Ｃ；又は、他の適切な組み合わせであってもよい。

【0135】

図示された様々な実施形態のフローチャート及びブロック図は、例示的な実施形態における装置及び方法のいくつかの考えられる実施態様の構造、機能、及び動作を示すものである。この点では、フローチャート又はブロック図における各ブロックは、モジュール、セグメント、機能、及び／又は、動作若しくはステップを表す。

【0136】

例示的な実施形態のいくつかの代替の態様において、ブロックで述べられている１つ以上の機能は、図で述べられている順序とは異なる順序で実行してもよい。例えば、いくつかのケースにおいては、関連する機能に応じて、連続して示されている２つのブロックは実質的に同時に実行されてもよいし、逆の順序で実行されてもよい。また、フローチャート又はブロック図に示されたブロックに対して、さらに他のブロックを追加してもよい。いくつかのブロックは、任意であってもよい。例えば、図１４Ａ及び１４Ｂの工程１４０４～１４４２は任意であってもよい。

【0137】

本開示の例示的な実施形態は、図１５に示すように航空機の製造及び保守方法１５００に関連させ、また、図１６に示すように航空機１６００に関連させて説明することができる。まず、図１５を参照すると、例示的な実施形態による、航空機の製造及び保守方法が示されている。生産開始前において、航空機の製造及び保守方法１５００は、図１６に示す航空機１６００の仕様決定及び設計１５０２と、材料調達１５０４とを含む。

【0138】

生産中には、航空機１６００の部品及びサブアセンブリの製造１５０６、並びに、システムインテグレーション１５０８が行われる。その後、航空機１６００は、認証及び納品１５１０の工程を経て、就航期間１５１２に入る。顧客による就航期間１５１２中は、航空機１６００は、定例の整備及び保守１５１４に組み込まれる。これは、改良、再構成、改修、又は他の整備及び保守を含みうる。

【0139】

航空機の製造及び保守方法１５００の各工程は、システムインテグレータ、第三者、及び／又はオペレータによって実行又は実施することができる。これらの例において、オペレータは顧客であってもよい。なお、システムインテグレータは、限定するものではないが、航空機メーカ及び主要システム下請業者をいくつ含んでいてもよい。第三者は、限定するものではないが、売主、下請業者、及び供給業者をいくつ含んでいてもよい。オペレータは、航空会社、リース会社、軍事団体、サービス組織等であってもよい。

【0140】

次に図１６を参照すると、例示的な実施形態を実施可能な航空機が示されている。この例において、航空機１６００は、図１５に示す航空機の製造及び保守方法１５００によって生産され、複数のシステム１６０４及び内装１６０６を備えた機体１６０２を含みうる。システム１６０４の例としては、推進系１６０８、電気系１６１０、油圧系１６１２、及び環境系１６１４のうちの１つ以上が挙げられる。また、その他のシステムをいくつ含んでもよい。また、航空宇宙産業に用いた場合を例として示しているが、種々の例示的な実施形態を、例えば自動車産業等の他の産業に適用してもよい。

【0141】

本明細書において具現化される装置及び方法は、航空機の製造及び保守方法１５００における少なくとも１つの段階において、採用することができる。１つ以上の例示的な実施形態は、図１５に示す部品及びサブアセンブリの製造１５０６、システムインテグレーション１５０８、又は整備及び保守１５１４のうちの少なくとも１つの工程において採用することができる。例えば、図１に示す補強複合材配置システム１０２は、機体１６０２を形成するために部品及びサブアセンブリの製造１５０６において使用してもよい。一例として、方法１４００は、機体１６０２を形成するために部品及びサブアセンブリの製造１５０６において使用してもよい。他の例において、補強複合材配置システム１０２は、整備及び保守１５１４で使用するためのコンポーネントを製造するために使用してもよい。いくつかの例において、方法１４００は、内装１６０６の一部などの、航空機１６００の一部を製造するために使用してもよい。

【0142】

例示的な実施形態によれば、補強複合材を持ち上げてマンドレルのキャビティ内に配置するように構成された補強複合材システムが提供される。また、例示的な実施形態によれば、半バレル型マンドレルの外面の任意の位置に長手複合材を配置することが可能な補強複合材システムが提供される。

【0143】

補強複合材配置システムは、長いビーム状エンドエフェクタを支持する２つの大型回転アームを有する。２つの回転アームは、胴体のハーフマンドレルの表面のあらゆる位置に到達できるように設計されている。回転アーム及びエンドエフェクタは、上記ハーフマンドレルに全てのストリンガを設置可能である。補強複合材配置システムは、複合材を配置するために今まで２つの従来型のガントリシステム及び／又はクレーンシステムを使用することが必要であった形状を有する胴体ハーフマンドレルに補強複合材を配置することが可能である。上述した例示的な実施形態により、配置システムの数を減らすことが可能である。補強複合材配置システムのコンポーネントは、地上のレール／軌条や移動ＡＧＶユニットに取り付けることが可能である。

【0144】

動作中、補強複合材配置システムに胴体ハーフマンドレルが搬送される。２つの回転アームを含む２つの回転システムが所定位置に移動される。ビーム状エンドエフェクタ、すなわち長手エンドエフェクタは、予備硬化された（precured）補強複合材を把持する。２つの回転アームは、所望のキャビティに対して所定位置まで回転する。回転アームは、マンドレルの所望のキャビティに補強複合材を押し込む。

【0145】

補強複合材配置システムは、ガントリや常設プラットフォームを使用せずに、半バレル型マンドレルの外面における全てのキャビティに到達することができる。補強複合材配置システムの片側に補強複合材を搬送することにより、作業空間（work envelope）を最小化するとともに、作業員及び装置を特定範囲に限定することができる。

【0146】

例示的な実施形態により、製造環境におけるガントリの使用頻度を減らすことができる。いくつかの例においては、ガントリシステム用のピラー及びレールを減らすことができる。製造環境においてガントリのピラー及びレールを減らすことにより、製造環境における移動経路を増やすことができる。また、製造環境においてガントリのピラー及びレールを減らすことにより、工場の流れ作業を改善することができる。

【0147】

例示的な実施形態により、補強材の設置処理のためのツールの初期費用を削減することができる。また、例示的な実施形態により、製造環境における土台や支持体の数を減らすことができる。さらに、例示的な実施形態により、マンドレルに対する位置決めの時間を削減することができる。また、例示的な実施形態により、完成までの部品移動を少なくすることができる。さらに、例示的な実施形態により、補強材の人手による取付作業を軽減することができる。いくつかの例においては、補強複合材配置システムのレイアウトにより、マンドレルを再加工したりラインから取り外したりする場合に、より迅速に対応することができる。

【0148】

様々な例示的な実施形態の説明は、例示及び説明のために提示したものであり、全てを網羅することや、開示した形態での実施に限定することを意図するものではない。多くの改変及び変形が当業者には明らかであろう。また、様々な例示的な実施形態は、他の例示的な実施形態と比べて、互いに異なる特徴を有しうる。選択した実施形態は、実施形態の原理及び実際の用途を最も的確に説明するために、且つ、当業者が、想定した特定の用途に適した種々の改変を加えた様々な実施形態のための開示を理解できるようにするために、選択且つ記載したものである。

【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】

【図14A】

【図14B】

【図15】

【図16】