特許 7477369 単一パスロボットシステムを用いた長状複合部材の自動超音波検査

(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】2024-04-22

(45)【発行日】2024-05-01

(54)【発明の名称】単一パスロボットシステムを用いた長状複合部材の自動超音波検査

(51)【国際特許分類】

   G01N 29/265 20060101AFI20240423BHJP

   B64F 5/60 20170101ALI20240423BHJP

【ＦＩ】

G01N29/265

B64F5/60

【請求項の数】 20

【外国語出願】

(21)【出願番号】P 2020094217

(22)【出願日】2020-05-29

(65)【公開番号】P2021006809

(43)【公開日】2021-01-21

【審査請求日】2023-05-26

(31)【優先権主張番号】16/437,239

(32)【優先日】2019-06-11

(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】バリー エー．フェッツァー

(72)【発明者】

【氏名】ジャスティン ディー．セリル

(72)【発明者】

【氏名】カリーム ガマル シェハブ

【審査官】小澤 瞬

(56)【参考文献】

【文献】特開昭６３－００８５５２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－１３６１７５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０９－２８１０９４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平１０－２８８６１０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭６２－０３４０４７（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許第９９３３３９６（ＵＳ，Ｂ２）

【文献】米国特許出願公開第２０１６／０３３４３０１（ＵＳ，Ａ１）

【文献】米国特許出願公開第２００２／００１７１４０（ＵＳ，Ａ１）

【文献】米国特許第０５５８５５６４（ＵＳ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ６４Ｂ １／００ － Ｂ６４Ｂ １／７０

Ｂ６４Ｃ １／００ － Ｂ６４Ｃ ９９／００

Ｂ６４Ｄ １／００ － Ｂ６４Ｄ ４７／０８

Ｂ６４Ｆ １／００ － Ｂ６４Ｆ ５／６０

Ｂ６４Ｇ １／００ － Ｂ６４Ｇ ９９／００

Ｂ６４Ｕ １０／００ － Ｂ６４Ｕ ８０／８６

Ｇ０１Ｎ ２９／００ － Ｇ０１Ｎ ２９／５２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ツールフレームアセンブリを含む装置であって、当該ツールフレームアセンブリは、前記装置の上下方向に延びるＺ軸に平行に配向された第１及び第２のガイドシャフトを含んでおり、前記装置は、さらに、
前記第１及び第２のガイドシャフトに其々摺動可能に連結されるとともに、前記Ｚ軸に対して垂直なＸ軸に平行な第１及び第２の回転軸を中心に其々回転可能な第１及び第２のピボットを備える第１及び第２のベアリングブロックアセンブリと、
互いに共軸であるとともに前記Ｘ軸に対して垂直な第３の回転軸を有する第１及び第２の回転シャフトを備える第１のフレームアセンブリと、を含み、前記第１及び第２の回転シャフトは、前記第３の回転軸を中心とする回転及び当該第３の回転軸に沿った並進移動が行えるように、其々前記第１及び第２のピボットに対して回転可能且つ並進移動可能に連結されている、装置。

【請求項2】

前記第１のピボットは、互いに共軸である第１及び第２のピボットピンを含み、前記第１のベアリングブロックアセンブリは、
前記第１の回転シャフトと前記第１のピボットとの間に配置されたリニアボールベアリングと、
前記第１のピボットの前記第１及び第２のピボットピンを其々支持する第１及び第２のベアリングと、
前記第１のガイドシャフトに摺動可能に連結された第１及び第２のリニアベアリングと、をさらに含む、請求項１に記載の装置。

【請求項3】

前記第１のフレームアセンブリは、下側フレームブラケットと、互いに平行な第１及び第２の直線経路に沿って、前記下側フレームブラケットに対して並進移動可能な第１及び第２のリニアスライドテーブルとを含む、請求項１又は２に記載の装置。

【請求項4】

前記第１のフレームアセンブリは、前記第１及び第２の直線経路に対して垂直な第３の直線経路に沿って、其々前記第１及び第２のリニアスライドテーブルに対して並進移動可能な第３及び第４のリニアスライドテーブルをさらに含む、請求項３に記載の装置。

【請求項5】

前記第３及び第４のリニアスライドテーブルに取り付けられた上側アセンブリ、及び、前記下側フレームブラケットに取り付けられた下側アセンブリをさらに含み、前記上側アセンブリは、互いに対して並進移動可能且つ連携回転が可能な第１及び第２のＮＤＩプローブを含む、請求項４に記載の装置。

【請求項6】

前記第３のリニアスライドテーブルに取り付けられた第１の上側サブアセンブリ、前記第４のリニアスライドテーブルに取り付けられた第２の上側サブアセンブリ、及び、前記下側フレームブラケットに取り付けられた下側アセンブリをさらに含み、前記第１の上側サブアセンブリは、第１のＮＤＩプローブを含み、前記第２の上側サブアセンブリは、第２のＮＤＩプローブを含み、前記第１及び第２のＮＤＩプローブは、互いに対して並進移動可能且つ連携回転が可能である、請求項４又は５に記載の装置。

【請求項7】

前記第３のリニアスライドテーブルに取り付けられた第１の上側サブアセンブリ、前記第４のリニアスライドテーブルに取り付けられた第２の上側サブアセンブリ、及び、前記下側フレームブラケットに取り付けられた下側アセンブリをさらに含み、前記下側アセンブリは、第１及び第２のＮＤＩプローブを含む、請求項４～６のいずれかに記載の装置。

【請求項8】

前記ツールフレームアセンブリは、前記ツールフレームアセンブリの前記Ｚ軸に平行に配向された第３及び第４のガイドシャフト、前記第１のガイドシャフトと前記第３のガイ
ドシャフトとの間隔を維持する第１の下側ガイドシャフトスペーサ、及び、前記第２のガイドシャフトと前記第４のガイドシャフトとの間隔を維持する第２の下側ガイドシャフトスペーサをさらに含み、前記装置は、
前記第３及び第４のガイドシャフトに其々摺動可能に連結されるとともに、前記Ｘ軸に平行な第４及び第５の回転軸を中心に其々回転可能な第３及び第４のピボットを含む、第３及び第４のベアリングブロックアセンブリと、
互いに共軸であるとともに前記Ｘ軸に対して垂直な第６の回転軸を有する第３及び第４の回転シャフトを含む第２のフレームアセンブリと、をさらに含み、前記第３及び第４の回転シャフトは、前記第６の回転軸を中心とする回転及び当該回転軸に沿った並進移動が行えるように、其々前記第３及び第４のピボットに対して回転可能且つ並進移動可能に連結されている、請求項１～７のいずれかに記載の装置。

【請求項9】

前記ツールフレームアセンブリは、前記ツールフレームアセンブリの前記Ｚ軸に平行に配向された第５及び第６のガイドシャフトをさらに含み、前記第１の下側ガイドシャフトスペーサは、前記第３のガイドシャフトと前記第５のガイドシャフトとの間隔を維持し、前記第２の下側ガイドシャフトスペーサは、前記第４のガイドシャフトと前記第６のガイドシャフトとの間隔を維持し、前記装置は、
前記第５及び第６のガイドシャフトに其々摺動可能に連結されるとともに、前記Ｘ軸に平行な第７及び第８の回転軸を中心に其々回転可能な第５及び第６のピボットを含む、第５及び第６のベアリングブロックアセンブリと、
互いに共軸であるとともに前記Ｘ軸に対して垂直な第９の回転軸を有する第５及び第６の回転シャフトを含む第３のフレームアセンブリと、をさらに含み、前記第５及び第６の回転シャフトは、前記第９の回転軸を中心とする回転及び当該回転軸に沿った並進移動が行えるように、其々前記第５及び第６のピボットに対して回転可能且つ並進移動可能に連結されている、請求項８に記載の装置。

【請求項10】

前記第１のフレームアセンブリによって支持された第１及び第２のＮＤＩプローブをさらに含む、請求項１～９のいずれかに記載の装置。

【請求項11】

前記第１及び第２のＮＤＩプローブは、其々、超音波トランスデューサアレイである、請求項１０に記載の装置。

【請求項12】

前記第１のフレームアセンブリは、
下側フレームブラケットと、
互いに平行な第１及び第２の直線経路に沿って、前記下側フレームブラケットに対して並進移動可能な第１及び第２のリニアスライドテーブルと、
前記第１及び第２の直線経路に対して垂直な第３の直線経路に沿って、其々前記第１及び第２のリニアスライドテーブルに対して並進移動可能な第３及び第４のリニアスライドテーブルと、をさらに含み、
前記第１のＮＤＩプローブは、前記第３のリニアスライドテーブルに連結されており、前記第２のＮＤＩプローブは、前記第４のリニアスライドテーブルに連結されている、請求項１０又は１１に記載の装置。

【請求項13】

ツールフレームアセンブリを含む、ブレード補強材の非破壊検査（ＮＤＩ）のための装置であって、
当該ツールフレームアセンブリは、前記装置の上下方向に延びるＺ軸に平行に配向された第１～第６のガイドシャフトを有しており、前記装置は、さらに、
前記第１～第６のガイドシャフトに其々摺動可能に連結されるとともに、前記Ｚ軸に対して垂直なＸ軸に平行な其々の回転軸を中心に回転可能なピボットを其々備える第１～第６のベアリングブロックアセンブリと、第１のＮＤＩプローブアセンブリと、第２のＮＤＩプローブアセンブリと、第３のＮＤＩプローブアセンブリと、を含んでおり、
前記第１のＮＤＩプローブアセンブリは、第１のプローブフレームアセンブリと、ブレード補強材のウェブの両側に位置するフランジの各部分を其々検査するように配置された第１及び第２のＮＤＩプローブと、を含み、前記第１のプローブフレームアセンブリは、互いに共軸であるとともに前記Ｘ軸に対して垂直な第１の回転軸を有する第１及び第２の回転シャフトを含み、前記第１及び第２の回転シャフトは、前記第１の回転軸を中心とする回転及び当該第１の回転軸に沿った並進移動ができるように、前記第１及び第２のベアリングブロックアセンブリの其々の前記ピボットに対して回転可能且つ並進移動可能に連結されており、
前記第２のＮＤＩプローブアセンブリは、第２のプローブフレームアセンブリと、前記ウェブを前記フランジに接続している前記ブレード補強材の各アール部を検査するように配置された第３及び第４のＮＤＩプローブと、を含み、前記第２のプローブフレームアセンブリは、互いに共軸であるとともに前記Ｘ軸に対して垂直な第２の回転軸を有する第３及び第４の回転シャフトを含み、前記第３及び第４の回転シャフトは、前記第２の回転軸を中心とする回転及び当該第２の回転軸に沿った並進移動ができるように、前記第３及び第４のベアリングブロックアセンブリの其々の前記ピボットに対して回転可能且つ並進移動可能に連結されており、
前記第３のＮＤＩプローブアセンブリは、第３のプローブフレームアセンブリと、前記ブレード補強材の前記ウェブを検査するように配置された第５及び第６のＮＤＩプローブと、を含み、前記第３のプローブフレームアセンブリは、互いに共軸であるとともに前記Ｘ軸に対して垂直な第３の回転軸を有する第５及び第６の回転シャフトを含み、前記第５及び第６の回転シャフトは、前記第３の回転軸を中心とする回転及び当該第３の回転軸に沿った並進移動ができるように、前記第５及び第６のベアリングブロックアセンブリの其々の前記ピボットに対して回転可能且つ並進移動可能に連結されている、装置。

【請求項14】

前記第１～第３のプローブフレームアセンブリの各々は、下側フレームブラケットと、互いに平行な第１及び第２の直線経路に沿って、前記下側フレームブラケットに対して其々並進移動可能な第１及び第２のリニアスライドテーブルと、を含む、請求項１３に記載の装置。

【請求項15】

前記第１～第３のプローブフレームアセンブリの各々は、前記第１及び第２の直線経路に対して垂直な第３の直線経路に沿って、其々前記第１及び第２のリニアスライドテーブルに対して並進移動可能な第３及び第４のリニアスライドテーブルをさらに含む、請求項１４に記載の装置。

【請求項16】

前記第１及び第２のＮＤＩプローブは、前記第１のプローブフレームアセンブリの前記第３及び第４のリニアスライドテーブルに其々連結されており、
前記第３及び第４のＮＤＩプローブは、前記第２のプローブフレームアセンブリの前記第３及び第４のリニアスライドテーブルに其々連結されており、
前記第５及び第６のＮＤＩプローブは、前記第３のプローブフレームアセンブリの前記第３及び第４のリニアスライドテーブルに其々連結されている、請求項１５に記載の装置。

【請求項17】

前記第１～第６のベアリングブロックアセンブリの各ピボットは、互いに共軸である第１及び第２のピボットピンを含み、前記第１～第６のベアリングブロックアセンブリの各々は、
前記第１～第６の回転シャフトの各々と、対応する前記ピボットとの間に配置された、リニアボールベアリングと、
前記各ピボットの前記第１及び第２のピボットピンを其々支持する第１及び第２のベアリングと、
前記第１～第６のガイドシャフトの各々に摺動可能に連結された第１及び第２のリニアベアリングと、をさらに含む、請求項１３～１６のいずれかに記載の装置。

【請求項18】

前記第１～第６のＮＤＩプローブは、其々、超音波トランスデューサアレイである、請求項１３～１７のいずれかに記載の装置。

【請求項19】

ツールフレームアセンブリを含む、長状複合部材の非破壊検査（ＮＤＩ）のための装置であって、
当該ツールフレームアセンブリは、前記装置の上下方向に延びるＺ軸に平行に配向された第１及び第２のガイドシャフトを含んでおり、前記装置は、さらに、
前記第１及び第２のガイドシャフトに其々摺動可能に連結されるとともに、前記Ｚ軸に対して垂直なＸ軸に平行な第１及び第２の回転軸を中心に其々回転可能な第１及び第２のピボットを備える、第１及び第２のベアリングブロックアセンブリと、
プローブフレームアセンブリと第１及び第２のＮＤＩプローブとを備えるＮＤＩプローブアセンブリと、を含み、前記プローブフレームアセンブリは、互いに共軸であるとともに前記Ｘ軸に対して垂直な第３の回転軸を有する第１及び第２の回転シャフトを含み、前記第１及び第２の回転シャフトは、前記第３の回転軸を中心とする回転及び当該第３の回転軸に沿った並進移動ができるように、其々前記第１のピボット及び前記第２のピボットに対して回転可能且つ並進移動可能に連結されている、装置。

【請求項20】

前記プローブフレームアセンブリは、
下側フレームブラケットと、
互いに平行な第１及び第２の直線経路に沿って、前記下側フレームブラケットに対して並進移動可能な第１及び第２のリニアスライドテーブルと、
前記第１及び第２の直線経路に対して垂直な第３の直線経路に沿って、其々前記第１及び第２のリニアスライドテーブルに対して並進移動可能な第３及び第４のリニアスライドテーブルと、をさらに含み、
前記第１のＮＤＩプローブは、前記第３のリニアスライドテーブルに連結されており、前記第２のＮＤＩプローブは、前記第４のリニアスライドテーブルに連結されている、請求項１９記載の装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、概して、非破壊検査装置及び方法に関し、より具体的には、補強材などの複合材料によって形成された長状部材を検査するための方法及び装置に関する。

【背景技術】

【0002】

構造体の非破壊検査では、構造体を傷つけることなく、また、大幅に分解することなく、構造体を徹底的に調べる。非破壊検査は、航空機産業において一般的に用いられており、構造体のあらゆる種類の異常を発見すべく、非破壊検査によって航空機構造体を検査している。また、非破壊検査は、航空機の構造部品の初期製造段階においても用いられている。非破壊検査によって、部品が正確に製造されたかどうかを確認するとともに、部品に異物が入り込んでいないことを確認することができる。検査は、構造体の製造中でも、構造体が使用されるようになった後でも、行うことができる。

【0003】

航空機の補強された複合材部品に対して非破壊検査（ＮＤＩ）を行うことがある。胴体や翼などの複合材部品は、「補強材（stiffeners）」または「ストリンガー」と称される長状の複合材部材（以下、「補強材」という）によって補強されることが多い。これらの補強材は、例えば、炭素繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ）などの複合材料によって形成される。本明細書において、「長状複合部材」という用語は、限定するものではないが、翼のブレード補強材や翼のベント補強材など、航空機の胴体や翼の製造に用いられる複合材補強材を含む。

【0004】

より具体的には、超音波検査を利用して、補強材の品質を非破壊的に判定することができる。補強材は、其々が超音波トランスデューサアレイを保持する１つ以上のシューを含むプローブによって超音波検査することができ、その際、プローブは、補強材の長手方向に徐々に移動する。プローブが移動する際に、トランスデューサアレイがパルス／エコーモードで動作してパルス超音波を生成し、これが補強材内に伝播する。反射された超音波が、超音波トランスデューサアレイに戻って当該超音波トランスデューサアレイによって検出され、これにより、補強材内の異常の存在を示すデータが得られる。超音波トランスデューサアレイによって収集されたデータは、通常、コンピュータシステムによって処理される。

【0005】

自動検査システムは、通常、マニピュレータ（例えば、オーバーヘッドガントリー、多軸スキャナ、又はロボット）を用いて、ＮＤＩエンドエフェクタを検査対象の部品に沿って走査移動させる。パルスエコー超音波検査などの片側からの検査法の場合、例えば、複数の自由度を有するシングルアームロボット装置を用いて、ロボットアームの端部に取り付けられたパルスエコー超音波検査装置などのＮＤＩエンドエフェクタを配置したり移動させたりする。

【0006】

フランジ、アール部、及びウェブ用の各ＮＤＩプローブアセンブリを有する自動単一パス非破壊検査（ＮＤＩ）システムが、米国特許第９，９３３，３９６号に開示されている。このシステムの設計は、形状、曲率、及び寸法が長手方向に沿って変化する長状複合部材も考慮に入れている。この超音波検査装置は、十分な数の自由度を有することにより、部品に対してプローブを適切にアラインメントさせた状態で、ロール、ピッチ、ヨー、横方向、及び、上下方向における局所的な部品の変化に対応することができる。しかしながら、製造後のブレード補強材は、超音波検査装置が調節可能な範囲を超えて、ブレード補強材ごとに異なるねじれを有する場合があり、部品に対する適切な超音波の伝達を維持するためには、検査者が、部品番号ごとに、ロボットプログラムを修正する必要が生じる。

【発明の概要】

【0007】

本明細書に提示の技術は、ＮＤＩツールヘッドが長状複合部材（例えばブレード補強材）の長手方向に走行する際に、フランジ用、アール部用、及び、ウェブ用の各ＮＤＩプローブアセンブリが其々独立して位置及び配向を調節できる機能を組み込むことによって、自動単一パスＮＤＩツールヘッドの機能性を向上させる。より具体的には、各ＮＤＩプローブアセンブリは、ＮＤＩツールヘッドのＺ軸に平行な第１軸に沿って並進移動すること、ＮＤＩツールヘッドのＸ軸（Ｚ軸に対して垂直な軸）に平行な第２軸を中心に回転すること、及び、第３軸を中心に回転することが可能であり、第３軸は、ＮＤＩプローブアセンブリが第２軸を中心に回転する際に、第２軸（及びＸ軸）に対して垂直な平面内で回転する。これらの並進移動及び回転による調節は、ＮＤＩツールヘッドが長状複合部材の長手方向に移動する際に、長状複合部材の断面輪郭の変化に追随する。

【0008】

一実施形態によれば、ブレード補強材を検査するためのシステムは、ねじれ、ウェブ‐フランジ角度、ウェブ高さ、フランジ幅、厚み、又は、上下方向もしくは横方向における輪郭（例えば翼の外板の形状を反映する曲率）の変化に応じて、ＮＤＩツールヘッドの位置及び配向を調節することができるように設計されている。このように各ＮＤＩプローブアセンブリの配置を其々独立して調節できるように改善した機能によれば、検査中のブレード補強材が想定外の幾何学形状変化を呈する場合でも、自動ロボット検査ツールをプログラムし直す必要性が解消される。

【0009】

以下に詳述する要旨は、自動ＮＤＩシステムを用いて、１回の走査パスで長状複合部材の非破壊検査を行うための方法及び装置に関する。このシステム構想は、ＮＤＩツールヘッドをロボットに連結し、ロボットを用いてＮＤＩツールヘッドを長状複合部材に沿って動かすこと、及び、検査中にＮＤＩツールヘッドが部品の長手方向に走行する際に経路を阻害しない機構（tooling fixtures）を組み込むことによって、完全に自動化される。以下に詳しく開示する実施形態は、部品を固定状態で検査するように設計された単一パスＮＤＩシステムを提供することによって、高い生産率を実現する。また、この機能により、使用される工場スペースの量を低減することができる。さらに、ロボット技術を検査に取り入れることによって、完全に自動化された検査が実現され、オペレータの労力が軽減または解消される。

【0010】

図示及び説明の便宜上、以下では、略Ｔ字型の翼のブレード補強材を、一回の走査パス（以下、「単一パス」）で超音波検査するための装置及び方法について詳述する。ただし、以下に開示する装置によって実現される原理及び概念のいくつかは、輪郭が略Ｔ字型ではない他の長状複合部材の超音波検査にも適用することができる。長状複合部材が翼のブレード補強材であり、ウェブと交差するフランジを含むことにより交差箇所の両側にアール部（別名「radii」）が形成されている場合、フランジを検査するための２つのフェーズドリニア超音波トランスデューサアレイ、ウェブを検査するための２つのフェーズドリニア超音波トランスデューサアレイ、及び、アール部を検査するための２つのフェーズド湾曲超音波トランスデューサアレイを含む超音波検査ツールヘッドが提供される。

【0011】

ハードツーリング（hard tooling）によって硬化された従来の複合材構造体は、良好に形成されるとともに再現可能な複合材アール部となる。これに対して、ソフトツーリング（soft tooling）で形成された複合材アール部は、必ずしも常に良好に形成されず、部品ごとにばらつきがある。場合によっては、寸法や輪郭のばらつきが、ハードツーリングで形成されたものよりも大きくなることがある。このようにばらつきが大きいと、信頼性のある検査がより困難になる。なお、ソフトツーリングによる複合材アール部の真円度のばらつきを考慮して、以下で用いるアール部（「radius」及び「radiused portion」）という用語は、厳密に解釈されるべきではなく、非円形の輪郭を含むものとする。

【0012】

長状複合部材を検査するための方法及び装置の様々な実施形態を後に詳述するが、これらの実施形態の１つ又は複数は、以下の側面のうちの１つ又は複数によって特徴付けることができる。

【0013】

以下に詳述する要旨の一側面は、ツールフレームアセンブリを含む装置であり、当該ツールフレームアセンブリは、そのＺ軸に平行に配向された第１及び第２のガイドシャフトを含む。前記装置は、さらに、前記第１及び第２のガイドシャフトに其々摺動可能に連結されるとともに、前記Ｚ軸に対して垂直なＸ軸に平行な第１及び第２の回転軸を中心に其々回転可能な第１及び第２のピボットを備える第１及び第２のベアリングブロックアセンブリと、互いに共軸であるとともに前記Ｘ軸に対して垂直な第３の回転軸を有する第１及び第２の回転シャフトを備える第１のフレームアセンブリと、を含み、前記第１及び第２の回転シャフトは、前記第３の回転軸を中心とする回転及び当該回転軸に沿った並進移動が行えるように、其々前記第１及び第２のピボットに対して回転可能且つ並進移動可能に連結されている。フレームアセンブリは、一対のＮＤＩプローブなどの一対の装置又は器具を支持するように構成されている。

【0014】

直前のパラグラフに記載した装置の一実施形態によれば、前記第１のピボットは、互いに共軸である第１及び第２のピボットピンを含む。前記第１のベアリングブロックアセンブリは、前記第１の回転シャフトと前記第１のピボットとの間に配置されたリニアボールベアリングと、前記第１のピボットの前記第１及び第２のピボットピンを其々支持する第１及び第２のベアリングと、前記第１のガイドシャフトに摺動可能に連結された第１及び第２のリニアベアリングと、をさらに含む。また、前記第１のフレームアセンブリは、下側フレームブラケットと、互いに平行な第１及び第２の直線経路に沿って、前記下側フレームブラケットに対して並進移動可能な第１及び第２のリニアスライドテーブルと、前記第１及び第２の直線経路に対して垂直な第３の直線経路に沿って、其々前記第１及び第２のリニアスライドテーブルに対して並進移動可能な第３及び第４のリニアスライドテーブルをさらに含む。

【0015】

以下に詳述する要旨の別の側面は、ツールフレームアセンブリを含む、長状複合部材の非破壊検査のための装置である。当該ツールフレームアセンブリは、そのＺ軸に平行に配向された第１及び第２のガイドシャフトを備えている。前記装置は、さらに、前記第１及び第２のガイドシャフトに其々摺動可能に連結されるとともに、前記Ｚ軸に対して垂直なＸ軸に平行な第１及び第２の回転軸を中心に其々回転可能な第１及び第２のピボットを含む、第１及び第２のベアリングブロックアセンブリと、第１のプローブフレームアセンブリと第１及び第２のＮＤＩプローブとを含む第１のＮＤＩプローブアセンブリと、を含み、前記第１のプローブフレームアセンブリは、互いに共軸であるとともに前記Ｘ軸に対して垂直な第３の回転軸を有する第１及び第２の回転シャフトを含み、前記第１及び第２の回転シャフトは、前記第３の回転軸を中心とする回転及び当該回転軸に沿った並進移動ができるように、其々前記第１のピボット及び前記第２のピボットに対して回転可能且つ並進移動可能に連結されている。提示される一実施態様によれば、前記第１及び第２のＮＤＩプローブは、其々、超音波トランスデューサアレイである。

【0016】

直前のパラグラフに記載した装置の一実施形態によれば、前記ツールフレームアセンブリは、前記ツールフレームアセンブリの前記Ｚ軸に平行に配向された第３及び第４のガイドシャフト、前記第１のガイドシャフトと前記第３のガイドシャフトとの間隔を維持する第１の下側ガイドシャフトスペーサ、及び、前記第２のガイドシャフトと前記第４のガイドシャフトとの間隔を維持する第２の下側ガイドシャフトスペーサをさらに含む。前記装置は、前記第３及び第４のガイドシャフトに其々摺動可能に連結されるとともに、前記Ｘ軸に平行な第４及び第５の回転軸を中心に其々回転可能な第３及び第４のピボットを備える、第３及び第４のベアリングブロックアセンブリと、第２のプローブフレームアセンブリと第３及び第４のＮＤＩプローブとを備える第２のＮＤＩプローブアセンブリとをさらに含む。前記第２のプローブフレームアセンブリは、互いに共軸であるとともに前記Ｘ軸に対して垂直な第６の回転軸を有する第３及び第４の回転シャフトを含み、前記第３及び第４の回転シャフトは、前記第６の回転軸を中心とする回転及び当該回転軸に沿った並進移動が行えるように、其々前記第３及び第４のピボットに対して回転可能且つ並進移動可能に連結されている。

【0017】

別の実施形態によれば、直前の２つのパラグラフに記載した特徴に加えて、前記ツールフレームアセンブリは、前記ツールフレームアセンブリの前記Ｚ軸に平行に配向された第５及び第６のガイドシャフトをさらに含み、前記第１の下側ガイドシャフトスペーサは、前記第３のガイドシャフトと前記第５のガイドシャフトとの間隔を維持し、前記第２の下側ガイドシャフトスペーサは、前記第４のガイドシャフトと前記第６のガイドシャフトとの間隔を維持する。前記装置は、前記第５及び第６のガイドシャフトに其々摺動可能に連結されるとともに、前記Ｘ軸に平行な第７及び第８の回転軸を中心に其々回転可能な第５及び第６のピボットを備える第５及び第６のベアリングブロックアセンブリと、第３のプローブフレームアセンブリと第５及び第６のＮＤＩプローブとを備える第３のＮＤＩプローブアセンブリと、をさらに含む。前記第３のプローブフレームアセンブリは、互いに共軸であるとともに前記Ｘ軸に対して垂直な第９の回転軸を有する第５及び第６の回転シャフトを含み、前記第５及び第６の回転シャフトは、前記第９の回転軸を中心とする回転及び当該回転軸に沿った並進移動が行えるように、其々前記第５及び第６のピボットに対して回転可能且つ並進移動可能に連結されている。

【0018】

以下に詳述する要旨の別の側面は、ツールフレームアセンブリを含む長状複合部材の非破壊検査のための装置である。当該ツールフレームアセンブリは、そのＺ軸に平行に配向された第１～第６のガイドシャフトを有している。前記装置は、さらに、前記第１～第６のガイドシャフトに其々摺動可能に連結されるとともに、前記Ｚ軸に対して垂直なＸ軸に平行な其々の回転軸を中心に回転可能なピボットを其々備える第１～第６のベアリングブロックアセンブリと、第１のＮＤＩプローブアセンブリと、第２のＮＤＩプローブアセンブリと、第３のＮＤＩプローブアセンブリと、を含んでいる。前記第１のＮＤＩプローブアセンブリは、第１のプローブフレームアセンブリと、ブレード補強材のウェブの両側に位置するフランジの各部分を其々検査するように配置された第１及び第２のＮＤＩプローブとを含んでおり、前記第１のプローブフレームアセンブリは、互いに共軸であるとともに前記Ｘ軸に対して垂直な第１の回転軸を有する第１及び第２の回転シャフトを含み、前記第１及び第２の回転シャフトは、前記第１回転軸を中心とする回転及び当該回転軸に沿った並進移動ができるように、前記第１及び第２のベアリングブロックアセンブリの其々の前記ピボットに対して回転可能且つ並進移動可能に連結されている。前記第２のＮＤＩプローブアセンブリは、第２のプローブフレームアセンブリと、前記ウェブを前記フランジに接続している前記ブレード補強材の各アール部を検査するように配置された第３及び第４のＮＤＩプローブと、を含んでおり、前記第２のプローブフレームアセンブリは、互いに共軸であるとともに前記Ｘ軸に対して垂直な第２の回転軸を有する第３及び第４の回転シャフトを含み、前記第３及び第４の回転シャフトは、前記第２の回転軸を中心とする回転及び当該回転軸に沿った並進移動ができるように、前記第３及び第４のベアリングブロックアセンブリの其々の前記ピボットに対して回転可能且つ並進移動可能に連結されている。前記第３のＮＤＩプローブアセンブリは、第３のプローブフレームアセンブリと、前記ブレード補強材の前記ウェブを検査するように配置された第５及び第６のＮＤＩプローブとを含んでおり、前記第３のプローブフレームアセンブリは、互いに共軸であるとともに前記Ｘ軸に対して垂直な第３の回転軸を有する第５及び第６の回転シャフトを含み、前記第５及び第６の回転シャフトは、前記第３の回転軸を中心とする回転及び当該回転軸に沿った並進移動ができるように、前記第５及び第６のベアリングブロックアセンブリの其々の前記ピボットに対して回転可能且つ並進移動可能に連結されている。

【0019】

直前のパラグラフに記載した装置の一実施形態によれば、前記第１～第３のプローブフレームアセンブリの各々は、下側フレームブラケットと、互いに平行な第１及び第２の直線経路に沿って、前記下側フレームブラケットに対して其々並進移動可能な第１及び第２のリニアスライドテーブルと、前記第１及び第２の直線経路に対して垂直な第３の直線経路に沿って、其々前記第１及び第２のリニアスライドテーブルに対して並進移動可能な第３及び第４のリニアスライドテーブルと、をさらに含む。

【0020】

提示される一実施態様によれば、前記第１～第６のベアリングブロックアセンブリの各ピボットは、互いに共軸である第１及び第２のピボットピンを含み、前記第１～第６のベアリングブロックアセンブリの各々は、前記第１～第６の回転シャフトの各々と、対応する前記ピボットとの間に配置された、リニアボールベアリングと、前記各ピボットの前記第１及び第２のピボットピンを其々支持する第１及び第２のベアリングと、前記第１～第６のガイドシャフトの各々に摺動可能に連結された第１及び第２のリニアベアリングと、をさらに含む。

【0021】

以下に詳述する要旨のさらなる側面は、ウェブ、フランジ、及び、アール部を有する長状複合部材の単一パスでの自動非破壊検査方法である。当該方法は、（ａ）ＮＤＩツールヘッドをロボットのコネクタプレートに連結する工程；（ｂ）前記ＮＤＩツールヘッドを長状複合部材に載置して、前記ＮＤＩツールヘッドのフランジＮＤＩプローブアセンブリ、アール部ＮＤＩプローブアセンブリ、及び、ウェブＮＤＩプローブアセンブリを、前記長状複合部材の其々対応する部分に接触させる工程；（ｃ）前記ロボットの動作によって、前記長状複合部材に沿って前記ＮＤＩツールヘッドを移動させる工程；（ｄ）工程（ｃ）の際に、前記フランジＮＤＩプローブアセンブリに組み込まれた第１及び第２のＮＤＩプローブを用いて、前記長状複合部材の前記フランジからＮＤＩデータを収集する工程；（ｅ）工程（ｃ）の際に、前記アール部ＮＤＩプローブアセンブリに組み込まれた第３及び第４のＮＤＩプローブを用いて、前記長状複合部材の前記アール部からＮＤＩデータを収集する工程；（ｆ）工程（ｃ）の際に、前記ウェブＮＤＩプローブアセンブリに組み込まれた第５及び第６のＮＤＩプローブを用いて、前記長状複合部材の前記ウェブからＮＤＩデータを収集する工程；（ｇ）工程（ｃ）の際に、前記長状複合部材によって前記フランジＮＤＩプローブアセンブリに付与される力及びトルクの変化に応答して、前記ＮＤＩツールヘッドのフレームに対して前記フランジＮＤＩプローブアセンブリを並進移動及び回転させる工程；（ｈ）工程（ｃ）の際に、前記長状複合部材によって前記アール部ＮＤＩプローブアセンブリに付与される力及びトルクの変化に応答して、前記ＮＤＩツールヘッドの前記フレームに対して前記アール部ＮＤＩプローブアセンブリを並進移動及び回転させる工程；及び、（ｉ）工程（ｃ）の際に、前記長状複合部材によって前記ウェブＮＤＩプローブアセンブリに付与される力及びトルクの変化に応答して、前記ＮＤＩツールヘッドの前記フレームに対して前記ウェブＮＤＩプローブアセンブリを並進移動及び回転させる工程を含む。前記各フランジ、アール部、及びウェブＮＤＩプローブアセンブリは、前記ＮＤＩツールヘッドの前記フレームのＺ軸に平行な其々の第１軸に沿って、前記ＮＤＩツールヘッドの前記フレームに対して並進移動し、前記Ｚ軸に対して垂直である前記ＮＤＩツールヘッドの前記フレームのＸ軸に平行な其々の第２軸を中心に、前記ＮＤＩツールヘッドの前記フレームに対して回転し、前記フランジ、アール部、及び、ウェブＮＤＩプローブアセンブリが前記第２軸を中心に回転する際に前記Ｘ軸に対して垂直な其々の平面内で回転する其々の第３軸を中心に、前記ＮＤＩツールヘッドの前記フレームに対して回転する。一実施形態によれば、当該方法は、工程（ｃ）の際に、前記フランジＮＤＩプローブアセンブリ、アール部ＮＤＩプローブアセンブリ、及び、ウェブＮＤＩプローブアセンブリの各部品を、空圧式リニアスライドテーブルを用いて前記長状複合部材に押圧する工程をさらに含む。

【0022】

長状複合部材を検査するための方法及び装置の他の態様を以下に開示する。

【図面の簡単な説明】

【0023】

上述した特徴、機能、及び、利点は、様々な実施形態おいて個別に達成することができ、他の実施形態において、組み合わせることも可能である。上述した側面及び他の側面を説明するため、以下において、図面を参照しながら様々な実施形態を説明する。なお、本セクションで簡単に説明する図面は、いずれも縮尺どおりに描いたものではない。

【0024】

【図1】複合材ブレード補強材の代表的な輪郭を示す図であり、当該輪郭は、典型的には、ウェブ角度がブレード補強材の長手方向に沿って垂直から変化していくにつれて、正確なＴ字型から変化する。

【図2】略Ｔ字型のブレード補強材に装着されたＮＤＩツールヘッドの三次元図である。

【図2A】図２に示したツールヘッドに組み込まれたツールフレームアセンブリの側面図である。

【図3】一実施形態によるＮＤＩツールヘッドの三次元図である。

【図3A】図３に示したＮＤＩツールヘッドの側面図であり、すべてのベアリングブロックアセンブリが其々の最も低い垂直位置にある状態を示す図である。

【図3B】図３に示したＮＤＩツールヘッドの背面図である。

【図4A】図３に示したＮＤＩツールヘッドの正面図である。

【図4B-4D】他方のベアリングブロックアセンブリが固定したままで一方のベアリングブロックアセンブリが上方に変位する際の３つの段階における、図４Ａに示したＮＤＩツールヘッドの正面図である。

【図5】図３に示したＮＤＩツールヘッドの一部を拡大した三次元図である。

【図6】一実施形態によるプローブフレームアセンブリの三次元図であり、図６に示したタイプの３つのプローブフレームアセンブリが図３に示したＮＤＩツールヘッドに組み込まれている。

【図7】一実施形態によるベアリングブロックアセンブリの三次元図であり、図７に示したタイプの６つのベアリングブロックアセンブリが、図３に示したＮＤＩツールヘッドに組み込まれている。

【図7A】図７に示したベアリングブロックアセンブリの分解図である。

【図8】一実施形態によるフランジＮＤＩプローブアセンブリの三次元図であり、このフランジＮＤＩプローブアセンブリが図３に示したＮＤＩツールヘッドに組み込まれている。

【図9】図８に示したフランジＮＤＩプローブアセンブリの上面図である。

【図9A】図８に示したフランジＮＤＩプローブアセンブリの、図９の線９Ａ－９Ａに沿う断面図である。

【図9B】図８に示したフランジＮＤＩプローブアセンブリの、図９の線９Ｂ－９Ｂに沿う断面図である。

【図10】一実施形態による、図３のＮＤＩツールヘッドに組み込まれたアール部ＮＤＩプローブアセンブリの三次元図である。

【図11】一実施形態による、図３のＮＤＩツールヘッドに組み込まれたウェブＮＤＩプローブアセンブリの三次元図である。

【図11A】ブレード補強材のウェブの両側に配置された一対のリニア超音波トランスデューサアレイの立面図である。

【図12】ロボットに取り付けられた図３に示したＮＤＩツールヘッドの側面図である。

【0025】

以下では、図面を参照するが、これらの図面において、同じ要素は異なる図面においても同様の参照符号で示している。

【発明を実施するための形態】

【0026】

長状複合部材の自動検査のための方法及び装置の例示的な実施形態について、以下に幾分詳しく説明する。ただし、実際の態様のすべての特徴を本明細書に記載しているわけではない。当業者であればわかるように、このような実際の実施形態のいずれの開発においても、システム関連及びビジネス関連の制約の遵守などの開発者固有の目的を達成するために、その実施態様固有の多くの決定を行わなければならず、そのような決定は、実施態様によって異なるものである。さらに、このような開発努力は、複雑で時間がかかるかもしれないが、それでも本開示の利益を有する当業者にとっては、日常的な作業となるであろう。

【0027】

長状複合部材の超音波検査のための装置及び方法の実施形態を、略Ｔ字型の翼のブレード補強材の検査に関連させて説明する。ただし、本明細書に開示の装置及び方法を用いて、他の輪郭を有する複合材補強材や、補強材以外の長状複合部材を超音波検査することも可能である。

【0028】

図１は、フランジ４及びフランジ４と交差するウェブ６を含む複合材ブレード補強材２（以下、「ブレード補強材」という）の代表的な輪郭形状を示す図である。ブレード補強材２は、交差部分に左アール部８ａ及び右アール部８ｂを有する。なお、図１では見えないが、ブレード補強材２は、例えば長手方向において変化する輪郭を有している。いくつかの位置では、輪郭はＴ字型であり、他の位置では輪郭がＴ字型から変化しており、例えば、ウェブ‐フランジ角度θが、ブレード補強材２の長手方向において、（例えば図１に示すように）９０度から変化している。例えば、ウェブ‐フランジ角度θは、±１５°変化する。この範囲のウェブ角度を有する輪郭のブレード補強材を、本明細書では、「略Ｔ字型のブレード補強材」と称する。

【0029】

ブレード補強材２は、図２に示した米国特許第９，９３３，３９６号に開示されているタイプのＮＤＩツールヘッド１０を用いて、１回のパスで検査することができる。ＮＤＩツールヘッド１０は、ブレード補強材２に装着されるように設計されている。図２に示したＮＤＩツールヘッド１０は、ツールフレームアセンブリ１２と、ツールフレームアセンブリ１２によって担持されたＮＤＩプローブアセンブリ１４とを含む。ツールフレームアセンブリ１２は、クイックリリースツール側コネクタプレート１６、上側フレーム２０、及び、上側フレーム２０をツール側コネクタプレート１６に連結するジンバルアセンブリ１５を含む。図１２を参照して後述するように、ツール側コネクタプレート１６は、対応するロボット側コネクタプレート１１４に接続される。

【0030】

一回の走査パス中に、ＮＤＩツールヘッド１０は、フランジ４、ウェブ６、及び、アール部（図２ではアール部８ａのみが見える）をスキャンしながら、ブレード補強材２の長手方向に一端から他端まで走行する。一実施態様によれば、ＮＤＩプローブアセンブリ１４は、フランジ４を検査するための２つのフェーズドリニア超音波トランスデューサアレイ、ウェブ６を検査するための２つのフェーズドリニア超音波トランスデューサアレイ、及び、アール部８ａ、８ｂを検査するための２つのフェーズド湾曲超音波トランスデューサアレイを含む。これらのトランスデューサアレイは図２では見えない。ＮＤＩプローブアセンブリ１４は、超音波トランスデューサアレイを調節可能に支持するプローブハウジングアセンブリ３０をさらに含む。

【0031】

さらに図２を参照すると、ツールフレームアセンブリ１２は、４つのガイドシャフト２４ａ～２４ｄをさらに含み、これらの各々は、その一端が、上側シャフトマウント２１ａによって上側フレーム２０に固定連結（すなわち取付け）されており、ガイドシャフト２４ａ～２４ｄの各々の他端には、下側フレーム２２が、下側シャフトマウント２１ｂによって固定連結されている。好ましい実施形態において、ガイドシャフト２４ａ～２４ｄの軸はすべて、ツールフレームアセンブリ１２の基準系におけるＺ軸と平行である。ツールフレームアセンブリ１２は、一対のベアリングブロックアセンブリ２６ａ及び２６ｂ（図２Ａに最もよく表れている）をさらに含み、これらは、其々対応する定荷重ばねアセンブリ４２ａ及び４２ｂによって、上側フレーム２０に連結されている。さらに、ベアリングブロックアセンブリ２６ａは、対応する対のリニアベアリング（図２には図示せず）によって、ガイドシャフト２４ａ及び２４ｂに並進移動可能に連結されている。ベアリングブロックアセンブリ２６ｂ（図２Ａで見える）は、対応する対のリニアベアリング（図示せず）によって、ガイドシャフト２４ｃ及び２４ｄに並進移動可能に連結されている。ベアリングブロックアセンブリ２６ａ及び２６ｂ（ＮＤＩプローブアセンブリ１４を支持）は、定荷重ばねアセンブリ４２ａ及び４２ｂがこれらに上昇力を及ぼす際、連携してＺ方向に並進移動可能である。図２Ａに最もよく表れているように、ベアリングブロックアセンブリ２６ｂのＺ方向における変位は、ツールフレームアセンブリ１２に一体に組み込まれたリニア可変差動変換器１８によって測定することができる。ベアリングブロックアセンブリ２６ａ及び２６ｂの変位は、互いに等しくなる。

【0032】

図２Ａに示すように、ベアリングブロックアセンブリ２６ａは回転シャフト２８ａを含み、ベアリングブロックアセンブリ２６ｂは回転シャフト２８ｂを含む。回転シャフト２８ａ及び２８ｂは、共通の回転軸を有しており、これをツールフレームアセンブリ１２の基準系におけるＹ軸（Ｚ軸に対して垂直）と定義することができる。ＮＤＩプローブアセンブリ１４のプローブハウジングアセンブリ３０は、回転シャフト２８ａ及び２８ｂに固定されている。このような設計により、回転シャフト２８ａ及び２８ｂに固定されているプローブハウジングアセンブリ３０（図２参照）は、ツールフレームアセンブリ１２のＹ軸を中心に回転することができる。

【0033】

図２及び図２Ａに示したシステムによって、形状、曲率、及び寸法が長手方向に沿って変化する長状複合部材の自動検査が可能である。ＮＤＩツールヘッド１０は、十分な数の自由度を有することにより、部品に対してプローブを適切にアラインメントさせた状態で、ロール、ピッチ、ヨー、横方向、及び、上下方向における局所的な部品の変化に対応することができる。しかしながら、図１及び図２に示したタイプの製造後のブレード補強材は、ＮＤＩツールヘッド１０のＮＤＩプローブがその位置や配向を調節して対応できる範囲を超える度合いの、ブレード補強材ごとに異なるねじれを有する場合がある。部品ごとのばらつきが非常に大きい場合、部品に対する適切な超音波の伝達を維持するためには、検査者が、部品番号ごとに、ロボットプログラムを修正しなければならない。

【0034】

本明細書に提示の技術は、ＮＤＩツールヘッドが長状複合部材（例えばブレード補強材）の長手方向に走行する際に、フランジ用、アール部用、及び、ウェブ用の各ＮＤＩプローブアセンブリが其々独立して位置及び配向を調節できる機能を組み込むことによって、自動単一パスブレードＮＤＩツールヘッドの機能性を向上させる。より具体的には、各ＮＤＩプローブアセンブリは、ＮＤＩツールヘッドのＺ軸に平行な第１軸に沿って並進移動すること、ＮＤＩツールヘッドのＸ軸（Ｚ軸に対して垂直な軸）に平行な第２軸を中心に回転すること、及び、第３軸を中心に回転することが可能であり、第３軸は、ＮＤＩプローブアセンブリが第２軸を中心に回転する際に、Ｘ軸に対して垂直な平面内で回転する。このような並進移動及び回転による調節は、ロボットが検査ヘッドをブレード補強材の長手方向に移動させる際に、ロボットフレームの基部に対してブレード補強材が回転することを補償する。このようにフランジ用、アール部用、及びウェブ用の各ＮＤＩプローブアセンブリの配置を其々独立して調節できる向上した機能によれば、検査中の長状複合材ブレード補強材が想定外の幾何学形状変化を呈する際でも、自動ロボット検査ツールをプログラムし直す必要性が解消される。

【0035】

図３は、一実施形態による改善されたＮＤＩツールヘッド１０^*の三次元図である。ＮＤＩツールヘッド１０^*は、切り離された状態で示されている。図３に示したＮＤＩツールヘッド１０^*は、ツールフレームアセンブリ１２^*と、ツールフレームアセンブリ１２^*によって支持されて、独立して移動可能な３つのＮＤＩプローブアセンブリ、すなわち、フランジＮＤＩプローブアセンブリ３２、アール部ＮＤＩプローブアセンブリ３４、及び、ウェブＮＤＩプローブアセンブリ３６を含む。フランジＮＤＩプローブアセンブリ３２は、ブレード補強材のフランジを検査するための２つのフェーズドリニア超音波トランスデューサアレイ（図３では見えない）を有する。ウェブＮＤＩプローブアセンブリ３６は、ブレード補強材のウェブを検査するための二つのフェーズドリニア超音波トランスデューサアレイ（図３では見えない）を有する。アール部ＮＤＩプローブアセンブリ３４は、ブレード補強材のアール部を検査するための二つのフェーズド湾曲超音波トランスデューサアレイ（図３では見えない）を有する。

【0036】

ツールフレームアセンブリ１２^*は、クイックリリースツール側コネクタプレート１６、コネクタプレート１６に取り付けられた衝突センサ６４、衝突センサ６４から懸架されたフレームアダプタアセンブリ６６、及び、フレームアダプタアセンブリ６６に取り付けられたフレームメインプレート７０をさらに含む。フレームアダプタアセンブリ６６は、一対のリニアスライドを含んでおり、これによって、フレームメインプレート７０は、ツールフレームアセンブリ１２^*の基準系におけるＹ軸に沿って、衝突センサ６４に対して並進移動が可能である。ツールフレームアセンブリ１２^*は、一対のハンドル４８をさらに含み、これにより、ＮＤＩツールヘッド１０^*を手で持ち上げることが可能である。ツールフレームアセンブリ１２^*は、左導管６０ａ及び右導管６０ｂを含むケーブル導管アセンブリ６０をさらに含む。種々の電気ケーブル及び空圧ホースが、他の装置にからまらないように、ケーブル導管アセンブリ６０に挿通されている。

【0037】

さらに図３を参照すると、ツールフレームアセンブリ１２^*は、対応する上側シャフトマウント２１ａによって、其々の一端がフレームメインプレート７０に固定連結（すなわち取付け）された６つのガイドシャフト３８ａ～３８ｆと、対応する下側シャフトマウント２１ｂによってガイドシャフト３８ａ～３８ｃ及び３８ｄ～３８ｆの他端に其々固定連結された一対の下側ガイドシャフトスペーサ４４及び４６（下側ガイドスペーサ４４は図３では見えないが図３Ｂを参照のこと）とをさらに含む。ガイドシャフト３８ａ～３８ｆの軸はすべて、ツールフレームアセンブリ１２^*の基準系におけるＺ軸に平行である。下側ガイドシャフトスペーサ４４は、ツールフレームアセンブリ１２^*の左側のガイドシャフト３８ａ～３８ｃ間の間隔を維持する。下側ガイドシャフトスペーサ４６は、ツールフレームアセンブリ１２^*の右側のガイドシャフト３８ｄ～３８ｆ間の間隔を維持する。

【0038】

ツールフレームアセンブリ１２^*は、一対のリニアベアリング（図３には図示せず）によって其々ガイドシャフト３８ａ～３８ｆに並進移動可能に連結された、６つのベアリングブロックアセンブリ４０ａ～４０ｆをさらに含む。ベアリングブロックアセンブリ４０ａ及び４０ｂは、フランジＮＤＩプローブアセンブリ３２を支持する。ベアリングブロックアセンブリ４０ｃ及び４０ｄは、アール部ＮＤＩプローブアセンブリ３４を支持する。ベアリングブロックアセンブリ４０ｅ及び４０ｆは、ウェブＮＤＩプローブアセンブリ３６を支持する。ベアリングブロックアセンブリ４０ａ～４０ｆはすべて、其々のガイドシャフト３８ａ～３８ｆに沿って、独立して上下に摺動可能である。

【0039】

さらに図３を参照すると、各ＮＤＩプローブアセンブリは、其々のプローブフレームアセンブリを含み、各プローブフレームアセンブリは、対応するベアリングブロックアセンブリに其々連結された一対の空圧式リニアスライドアセンブリ５１ａ及び５１ｂを含む。フランジＮＤＩプローブアセンブリ３２は、ベアリングブロックアセンブリ４０ａ及び４０ｂに連結されたプローブフレームアセンブリ５０ａを含む。アール部ＮＤＩプローブアセンブリ３４は、ベアリングブロックアセンブリ４０ｃ及び４０ｄに連結されたプローブフレームアセンブリ５０ｂを含む。ウェブＮＤＩプローブアセンブリ３６は、ベアリングブロックアセンブリ４０ｅ及び４０ｆに連結されたプローブフレームアセンブリ５０ｃを含む。プローブフレームアセンブリ５０ａ～５０ｃは、ＮＤＩツールヘッド１０^*がブレード補強材の長手方向に走行する際に、ブレード補強材によって各ＮＤＩプローブアセンブリに付与される力及びトルクに応答して、其々独立して位置及び配向を調節することができる。

【0040】

図３Ａは、図３に示したＮＤＩツールヘッド１０^*の側面図である。この図では、フレームアダプタアセンブリ６６が溶接パイプスタンド６２によって衝突センサ６４に取り付けられているのが見える。図３に示した状態では、すべてのベアリングブロックアセンブリ４０ａ～４０ｆが、其々の最も低い垂直位置にある。特に、図３Ａは、ベアリングブロックアセンブリ４０ｂ、４０ｄ、及び４０ｆのすべてが、下側ガイドシャフトスペーサ４６に接触している状態を示している。この状態において、ツールフレームアセンブリ１２^*のＹ軸に対するプローブフレームアセンブリ５０ａ～５０ｃの傾斜角度は、０度であると規定する。

【0041】

図３Ｂは、図３に示したＮＤＩツールヘッド１０^*の背面図である。同図は、図３及び図３Ａでは見えなかったメインプレート補強材７４を示している。フレームメインプレート７０及びケーブル導管アセンブリ６０（図３参照）の両方が、メインプレート補強材７４に取り付けられ、これによって支持されている。一実施態様によれば、メインプレート補強材７４は、６つの上側シャフトマウント２１ａの近傍で其々終結する６個のラジアルアーム（radial arms）を備えた環状リング形の一体形成部品である。

【0042】

図３Ｂに示すように、ウェブＮＤＩプローブアセンブリ３６のプローブフレームアセンブリ５０ｃの両端は、ベアリングブロックアセンブリ４０ｅ及び４０ｆに対して其々摺動及び回転可能に連結された一対の相互共軸回転シャフト８８ｅ及び８８ｆに固定されている。ベアリングブロックアセンブリ４０ｅ及び４０ｆは、其々、ガイドシャフト３８ｅ及び３８ｆに沿って、独立して摺動可能である。ベアリングブロックアセンブリ４０ｅと４０ｆとが不均衡に並進移動をする際は、プローブフレームアセンブリ５０ｃが並進移動及び回転する。具体的には、プローブフレームアセンブリ５０ｃは、Ｘ軸に平行な軸を中心に、且つ、回転シャフト８８ｅ及び８８ｆの共通の回転軸を中心に、回転自在である。プローブフレームアセンブリ５０ｃは、さらに、当該プローブフレームアセンブリ５０ｃが回転する際、回転シャフト８８ｅ及び８８ｆの共通の軸に沿って、わずかな距離、並進移動することによって、位置を調節することもできる。

【0043】

アール部ＮＤＩプローブアセンブリ３４のプローブフレームアセンブリ５０ｂは、ベアリングブロックアセンブリ４０ｃ及び４０ｄに対して其々摺動及び回転可能に連結された回転シャフト８８ｃ及び８８ｄ（図３Ｂには図示しないが図４Ｄを参照）に固定されて、同様に位置及び配向を調節することができる。

【0044】

図４Ａは、図３に示したＮＤＩツールヘッド１０^*の正面図である。図４Ａに示すように、ＮＤＩプローブアセンブリ３２のプローブフレームアセンブリ５０ａの両端は、ベアリングブロックアセンブリ４０ａ及び４０ｂに対して其々摺動及び回転可能に連結された一対の相互共軸回転シャフト８８ａ及び８８ｂに固定されている。ベアリングブロックアセンブリ４０ａ及び４０ｂは、其々、ガイドシャフト３８ａ及び３８ｂに沿って、独立して摺動可能である。ベアリングブロックアセンブリ４０ａと４０ｂとが不均衡に並進移動をする際は、プローブフレームアセンブリ５０ａが並進移動及び回転する。具体的には、プローブフレームアセンブリ５０ａは、Ｘ軸に平行な軸を中心に、且つ、回転シャフト８８ａ及び８８ｂの共通の回転軸を中心に、回転自在である。プローブフレームアセンブリ５０ａは、さらに、当該プローブフレームアセンブリ５０ａが回転する際、回転シャフト８８ａ及び８８ｂの共通の軸に沿って、わずかな距離、並進移動することによって、位置を調節することもできる。

【0045】

図４Ｂ～図４Ｄは、ベアリングブロックアセンブリ４０ｂが固定したままでベアリングブロックアセンブリ４０ａが上方に変位する際の３つの段階における、図４Ａに示したＮＤＩツールヘッド１０^*の正面図である。図４Ｂは、ベアリングブロックアセンブリ４０ａが最初の上方変位を行った後である、第１位置にあるフランジＮＤＩプローブアセンブリ３２を示している。ベアリングブロックアセンブリ４０ａのこの最初の上方変位の際、フランジＮＤＩプローブアセンブリ３２は、回転と並進移動との両方を行うことにより、図４Ｂに示した位置に到達する。図４Ｂに示したケースでは、アール部ＮＤＩプローブアセンブリ３４及びウェブＮＤＩプローブアセンブリ３６は動いていない。図４Ｃは、ベアリングブロックアセンブリ４０ａが図４Ｂに示した垂直位置から図４Ｃに示した垂直位置までの２回目の上方変位を行った後である、第２位置にあるフランジＮＤＩプローブアセンブリ３２を示している。ベアリングブロックアセンブリ４０ａのこの２回目の上方変位の際、フランジＮＤＩプローブアセンブリ３２は、回転と並進移動との両方を行うことにより、図４Ｃに示した位置に到達する。図４Ｄは、ベアリングブロックアセンブリ４０ａが図４Ｃに示した垂直位置から図４Ｄに示した垂直位置までの３回目の上方変位を行った後である、第３位置にあるフランジＮＤＩプローブアセンブリ３２を示している。ベアリングブロックアセンブリ４０ａのこの３回目の上方変位の際、フランジＮＤＩプローブアセンブリ３２は、回転と並進移動との両方を行うことにより、図４Ｄに示した位置に到達する。

【0046】

図４Ｃ及び図４Ｄに最もよく表れているように、フランジＮＤＩプローブアセンブリ３２は、アール部ＮＤＩプローブアセンブリ３４及びウェブＮＤＩプローブアセンブリ３６とは独立して移動することができる。また、アール部ＮＤＩプローブアセンブリ３４及びウェブＮＤＩプローブアセンブリ３６も、図４Ｂ～４Ｄに示したのと同様の態様で、互いに独立して、且つ、フランジＮＤＩプローブアセンブリ３２とは独立して移動することができる。

【0047】

図５は、図３に示したＮＤＩツールヘッド１０^*の一部を拡大した三次元図である。図５には、ＮＤＩプローブアセンブリを一部だけ示している。また、図５には、ベアリングブロックアセンブリは、４０ｂ及び４０ｄのみを示している。各ベアリングブロックアセンブリは、ベアリングブロック８２と、ベアリングブロック８２に締結されたベアリングホルダー８４とを含んでいる。各ベアリングブロックアセンブリ内のベアリングについては、図７及び図７Ａを参照して後述する。

【0048】

図５を参照すると、ベアリングブロックアセンブリ４０ｂは、フランジＮＤＩプローブアセンブリ３２の回転シャフト８８ｂを支持するピボット８０を含む。ピボット８０は、ツールフレームアセンブリ１２^*のＸ軸に平行な軸を中心に回転可能である。回転シャフト８８ｂは、ピボット８０の回転軸に対して垂直な軸を中心に回転可能である。フランジＮＤＩプローブアセンブリ３２のプローブフレームアセンブリ５０ａの一端は、回転シャフト８８ｂに固定されている。プローブフレームアセンブリ５０ａの他端は、フランジＮＤＩプローブアセンブリ３２の回転シャフト８８ａ（図５には図示しないが、図４Ａ～図４Ｄを参照）に固定されており、当該回転シャフトは、上記と同様の態様で、ベアリングブロックアセンブリ４０ａによって支持されている。プローブフレームアセンブリ５０ａは、以下の部品、すなわち、回転シャフト８８ａ及び８８ｂに固定された下側フレームブラケット６８；回転シャフト８８ｂの回転軸に対して垂直である第１並進移動軸に沿って、下側フレームブラケット６８に対して摺動可能な空圧式リニアスライドテーブル５２；空圧式リニアスライドテーブル５２に取り付けられたシリンダブラケット５４；シリンダブラケット５４に取り付けられて、これにより担持されたシリンダ５８；及び、第１並進移動軸に対して垂直である第２並進移動軸に沿って摺動可能な空圧式リニアスライドテーブル５６を含む。図５は、プローブフレームアセンブリ５０ａの下側フレームブラケット６８の一端に並進移動可能に連結された、フランジＮＤＩプローブアセンブリ３２の右上サブアセンブリ３２ｂを示している。フランジＮＤＩプローブアセンブリ３２の左上サブアセンブリ３２ａ（図８に示す）は、同様の態様で、プローブフレームアセンブリ５０ａの下側フレームブラケット６８の他端に並進移動可能に連結されている。

【0049】

さらに図５を参照すると、ベアリングブロックアセンブリ４０ｄは、アール部ＮＤＩプローブアセンブリ３４の回転シャフト８８ｄを支持するピボット８０を含む。ピボット８０は、ツールフレームアセンブリ１２^*のＸ軸に平行な軸を中心に回転可能である。回転シャフト８８ｄは、ピボット８０の回転軸に対して垂直な軸を中心に回転可能である。アール部ＮＤＩプローブアセンブリ３４のプローブフレームアセンブリ５０ｂの一端は、回転シャフト８８ｄに固定されている。プローブフレームアセンブリ５０ｂの他端は、アール部ＮＤＩプローブアセンブリ３４の回転シャフト８８ｃ（図５には図示しないが、図４Ｂ～図４Ｄを参照）に固定されており、当該回転シャフトは、上記と同様の態様で、ベアリングブロックアセンブリ４０ｃによって支持されている。プローブフレームアセンブリ５０ｂは、プローブフレームアセンブリ５０ａについて上述したのと同様の構成で配置された同様の部品を含んでいる。図５は、プローブフレームアセンブリ５０ｂの下側フレームブラケット６８の一端に並進移動可能に連結された、アール部ＮＤＩプローブアセンブリ３４の右上サブアセンブリ３４ｂを示している。アール部ＮＤＩプローブアセンブリ３４の左上サブアセンブリ３４ａ（図１０に示す）は、同様の態様で、プローブフレームアセンブリ５０ｂの下側フレームブラケット６８の他端に並進移動可能に連結されている。

【0050】

図６は、一実施形態によるプローブフレームアセンブリ５０の三次元図である。フランジ、アール部、及び、ウェブＮＤＩプローブアセンブリの各々のプローブフレームアセンブリ５０ａ～５０ｃはすべて、図６に示した構成に従って作製することができる。プローブフレームアセンブリ５０は、下側フレームブラケット６８を含み、当該下側フレームブラケットは、直線状のベース梁６８ｂと、ベース梁６８ｂの両端から上方に向かって互いに平行に伸びる直線状の縦アーム６８ａ及び６８ｃとを有する。縦アーム６８ａ及び６８ｃは、ベース梁６８ｂに接合（例えば溶接）してもよいし、ベース梁と一体に形成してもよい。下側フレームブラケット６８は、ＮＤＩプローブアセンブリの下側サブアセンブリが取り付けられる一対の装着スタンド６８ｄ及び６８ｅをさらに含む。プローブフレームアセンブリ５０は、縦アーム６８ａ及び６８ｃを其々の対応する回転シャフト（図６には図示せず）に固定する一対のシャフトカラー７２をさらに含む。さらに、下側フレームブラケット６８は、縦アーム６８ａ及び６８ｃが其々一体に形成された一対のガイドシャフト支持プレート７８を含む。各ガイドシャフト支持プレート７８は、其々一対の互いに平行なガイドシャフト７６を支持する。

【0051】

プローブフレームアセンブリ５０は、其々対応するベアリングブロックアセンブリに連結された空圧式リニアスライドアセンブリ５１ａ及び５１ｂを含む。空圧式リニアスライドアセンブリ５１ａ及び５１ｂの各々は、以下の部品、すなわち、一対のガイドシャフト７６に摺動可能に連結された空圧式リニアスライドテーブル５２；空圧式リニアスライドテーブル５２に取り付けられたシリンダブラケット５４；シリンダブラケット５４に取り付けられて、これにより担持されたシリンダ５８；及び、ガイドシャフト７６に対して垂直である並進移動軸に沿って摺動可能な空圧式リニアスライドテーブル５６を含む。図９～図１１を参照して後に詳述するように、フランジ、アール部、及びウェブＮＤＩプローブアセンブリの各々の下側サブアセンブリは、其々対応するプローブフレームアセンブリ５０ａ～５０ｃの装着スタンド６８ｄ及び６８ｅに取り付けられている。さらに、フランジ、アール部、及びウェブＮＤＩプローブアセンブリの各々の一対の左上及び右上サブアセンブリは、其々対応するプローブフレームアセンブリ５０ａ～５０ｃの一対の空圧式リニアスライドテーブル５６に取り付けられている。自動検査プロセスの際は、空圧式リニアスライドアセンブリ５１ａ及び５１ｂは、圧縮空気の供給を制御することによって、左上及び右上サブアセンブリを下方に押し下げてブレード補強材のフランジに接触させるとともに、これらのサブアセンブリを内方に押圧してブレード補強材のウェブと接触させるように動作する。

【0052】

図７は、一実施形態によるベアリングブロックアセンブリ４０の三次元図である。図７は、ベアリングブロックアセンブリ４０によって支持された、ベアリングブロックアセンブリの一部ではない回転シャフト８８も示している。図７に示したタイプの６つのベアリングブロックアセンブリ４０ａ～４０ｆが、図３に示したＮＤＩツールヘッド１０^*に組み込まれている。

【0053】

図７Ａは、図７に示したベアリングブロックアセンブリ４０の分解図である。ベアリングブロックアセンブリ４０は、ベアリングブロック８２と、ベアリングブロック８２に皿ねじ９１で締結されてハウジングを形成するベアリングホルダー８４とを含む。一実施形態において、ベアリングブロック８２及びベアリングホルダー８４は、アルミニウム合金によって形成された機械加工部品である。ベアリングブロック８２及びベアリングホルダー８４は、ピボット８０を支持するが、このピボットも、アルミニウム合金によって形成された機械加工部品である。ベアリングホルダー８４は、ベアリング９０ａを保持し、ベアリングブロック８２は、ベアリング９０ｂを保持する。図７に最もよく表れているように、ベアリング９０ａ及び９０ｂは、互いに整列して其々のピボットピン８６ａ及び８６ｂを支持しており、ピボットピン８６ａ及び８６ｂは、共軸であり、互いに反対方向に突出している。このような構成により、ピボット８０は、ピボットピン８６ａ及び８６ｂの共通の回転軸を中心に回転することができる。ベアリングブロックアセンブリ４０がＮＤＩツールヘッド１０^*に取り付けられた状態では、ピボット８０の回転軸は、ツールフレームアセンブリ１２^*のｘ軸と平行である。

【0054】

図７を参照すると、ベアリングブロックアセンブリ４０は、ピボット８０内に回転シャフト８８を支持するリニアボールベアリング９４をさらに含む。回転シャフト８８は、リニアボールベアリング９４の軸に沿った並進移動も可能である。図７Ａに最もよく表れているように、リニアボールベアリング９４は、ピボット８０に形成された孔８１に配置されている。孔８１の中心軸は、ピボットピン８６ａ及び８６ｂの共通の回転軸に対して、垂直に配向されている。リニアボールベアリング９４は、保持リング９３ｃによって、ピボット８０の孔８１の内部に保持されている。ベアリングブロックアセンブリ４０がＮＤＩツールヘッド１０^*に取り付けられた状態では、回転シャフト８８の軸は、ツールフレームアセンブリ１２^*のｘ軸に対して垂直である。

【0055】

再び図７を参照すると、ベアリングブロックアセンブリ４０は、ピボットピン８６ａ及び８６ｂの共通の回転軸に対して垂直な共通の軸を有する一対のリニアベアリング９２ａ及び９２ｂをさらに含む。リニアベアリング９２ａ及び９２ｂは、其々の保持リング９３ａ及び９３ｂによって、ベアリングブロック８２の内部に保持されている。リニアベアリング９２ａ及び９２ｂは、ベアリングブロック８２の内部の其々の円筒空間に収容されており、これらの空間は、円筒形の孔９５によって互いに連通している。リニアベアリング９２ａ、９２ｂ及び孔９５には、ガイドシャフトが挿通されている。リニアベアリング９２ａ及び９２ｂは、ベアリングブロックアセンブリ４０を並進移動可能にガイドシャフトに連結している。（リニアベアリング９２ａ及び９２ｂは、ベアリングブロックアセンブリ４０を回転可能にもガイドシャフトに連結するが、この自由度は、ブレード補強材の検査の際には利用されない。）ベアリングブロックアセンブリ４０がＮＤＩツールヘッド１０^*に取り付けられた状態では、リニアベアリング９２ａ及び９２ｂの共通の軸は、ツールフレームアセンブリ１２^*のｚ軸と平行である。

【0056】

これにより、図７及び図７Ａに示したタイプの一対のベアリングブロックアセンブリ４０は、ＮＤＩプローブアセンブリの回転シャフトに連結されると、ＮＤＩプローブアセンブリを必要に応じて回転及び並進移動させることにより、ＮＤＩプローブアセンブリが、ブレード補強材の長手方向に走行する際に、ブレード補強材の断面輪郭の変化に対応できる。図３に示した実施形態では、フランジ、アール部、及び、ウェブＮＤＩプローブアセンブリ３２、３４及び３６の各々が、其々独立して位置及び配向を調節することができる。

【0057】

図８は、一実施形態によるフランジＮＤＩプローブアセンブリ３２の三次元図であり、フランジＮＤＩプローブアセンブリ３２は、図３に示すＮＤＩツールヘッド１０^*に組み込まれているものである。フランジＮＤＩプローブアセンブリ３２は、プローブフレームアセンブリ５０ａの空圧式リニアスライドアセンブリ５１ａの空圧式リニアスライドテーブル５６に取り付けられた左上サブアセンブリ３２ａと、プローブフレームアセンブリ５０ａの空圧式リニアスライドアセンブリ５１ｂの空圧式リニアスライドテーブル５６に取り付けられた右上サブアセンブリ３２ｂと、プローブフレームアセンブリ５０ａの下側フレームブラケット６８に取り付けられた下側アセンブリ３２ｃとを含む。

【0058】

図８に示すように、フランジＮＤＩプローブアセンブリ３２の左上サブアセンブリ３２ａは、左上当て板（wear plate）１３０ａ及び左上ローラカバー１３２ａを含み、フランジＮＤＩプローブアセンブリ３２の右上サブアセンブリ３２ｂは、右上当て板１３０ｂ及び右上ローラカバー１３２ｂを含む。フランジＮＤＩプローブアセンブリ３２の下側アセンブリ３２ｃは、下側当て板１３４と、其々のリニア超音波トランスデューサアレイ（図８では見えない）を収容する前方アレイハウジング１３６ａ及び後方アレイハウジング１３６ｂとを含む。

【0059】

図９は、図８に示したフランジＮＤＩプローブアセンブリ３２の上面図である。図９Ａは、図８に示したフランジＮＤＩプローブアセンブリ３２の、図９の線９Ａ－９Ａに沿う断面図である。図９Ｂは、図８に示したフランジＮＤＩプローブアセンブリ３２の、図９の線９Ｂ－９Ｂに沿う断面図である。図９Ａに示すように、フランジＮＤＩプローブアセンブリ３２は、上述したように、対応するベアリングブロックアセンブリによって其々支持された回転シャフトに固定された、一対のシャフトカラー７２をさらに含む。さらに、図９Ａに示すように、空圧式リニアスライドテーブル５６の各々は、其々対応する空圧式リニアスライドアセンブリ５１ａ及び５１ｂのシリンダ５８の内部で摺動するピストン５５を含んでいる。

【0060】

フランジＮＤＩプローブアセンブリ３２の左上サブアセンブリ３２ａ及び右上サブアセンブリ３２ｂの各々は、一対のローラ９６をさらに含んでおり、これらのうちの一対が、図９Ｂに断面で示されている。さらに、フランジＮＤＩプローブアセンブリ３２の下側アセンブリ３２ｃは、４個のローラ９６を含んでおり、そのうちの２つが図９Ｂに断面で示されている。ローラ９６は、ブレード補強材のフランジの上面及び下面に接触し、フランジＮＤＩプローブアセンブリ３２が、検査動作の際にフランジを底部側から検査しつつフランジに沿って転動できるようにする。図９Ｂに示すように、前方アレイハウジング１３６ａは、ブレード補強材のフランジに音響結合されるリニア超音波トランスデューサアレイ９８を収容している。フランジＮＤＩプローブアセンブリ３２がブレード補強材に沿って転動する際に、リニア超音波トランスデューサアレイ９８は、ブレード補強材のフランジに伝播する超音波を出射し、戻ってくるエコーを検出する。

【0061】

さらに、フランジＮＤＩプローブアセンブリ３２の右上当て板１３０ｂは、リニア超音波トランスデューサアレイ９８と垂直方向に整列した位置に、ドライ音響結合用エラストマー材料（dry acoustic couplant elastomeric material）からなるリニアブロック１３８を収容している。同様の構成が、フランジＮＤＩプローブアセンブリ３２の左側にも存在する。検査プロセスの際は、リニア超音波トランスデューサアレイ９８が、水を介して、ブレード補強材のフランジの底面に音響結合する。さらに、ブレード補強材のフランジの上面は、ドライ音響結合用エラストマー材料のリニアブロック１３８と接触する。ドライ音響結合用エラストマー材料（例えば、カナダ、オンタリオ州、キッチナーのInnovation Polymersから商業的に入手可能なAqualene Rubber）は、水とほぼ同じ音響速度及び音響インピーダンスを有する。ドライ音響結合用エラストマー材料（超音波に対する作用が水と似ている）のリニアブロック１３８は、超音波の通過を可能にすることにより、遅延路としての役割を果たす。当該システムは、パルスエコー検査の際に、ブレード補強材のフランジの上面から反射を検出する。複合材料のインピーダンスが水と一致していないことによって、このような反射が起こる。ドライ音響結合用エラストマー材料が、水のインピーダンスを模する役割を果たすため、ブレード補強材のフランジの上面からの反射は、フランジの裏側に水があるのと同様になる。

【0062】

図１０は、一実施形態による、アール部ＮＤＩプローブアセンブリ３４の三次元図であり、当該アール部ＮＤＩプローブアセンブリ３２は、図３に示すＮＤＩツールヘッド１０^*に組み込まれているものである。アール部ＮＤＩプローブアセンブリ３４は、プローブフレームアセンブリ５０ｂの空圧式リニアスライドアセンブリ５１ａの空圧式リニアスライドテーブル５６に取り付けられた左上サブアセンブリ３４ａと、プローブフレームアセンブリ５０ｂの空圧式リニアスライドアセンブリ５１ｂの空圧式リニアスライドテーブル５６に取り付けられた右上サブアセンブリ３４ｂと、プローブフレームアセンブリ５０ｂの下側フレームブラケット６８に取り付けられた下側アセンブリ３４ｃとを含む。

【0063】

図１０に示すように、アール部ＮＤＩプローブアセンブリ３４の左上サブアセンブリ３４ａは、左上当て板１４０ａ及び左アレイハウジング１４６ａを含み、アール部ＮＤＩプローブアセンブリ３４の右上サブアセンブリ３４ｂは、右上当て板１４０ｂ及び右アレイハウジング１４６ｂを含む。左アレイハウジング１４６ａ及び右アレイハウジング１４６ｂの各々は、ブレード補強材の左アール部及び右アール部を其々スキャンするための、湾曲超音波トランスデューサアレイ９９を収容している。アール部ＮＤＩプローブアセンブリ３４の下側アセンブリ３４ｃは、下側当て板１４４と、前方下ローラカバー１４２ａ及び後方下ローラカバー１４２ｂとを含んでいる。前述した空圧式リニアスライドアセンブリ５１ａ及び５１ｂが、湾曲超音波トランスデューサアレイ９９を其々対応するアール部に押圧する。湾曲超音波トランスデューサアレイ９９は、パルスエコーモードで動作することにより、ブレード補強材の左アール部及び右アール部を超音波検査することができる。左アレイハウジング１４６ａ及び右アレイハウジング１４６ｂの内部には、其々の給水器具によって、水が供給される。

【0064】

図１１は、一実施形態によるウェブＮＤＩプローブアセンブリ３６の三次元図であり、当該ウェブＮＤＩプローブアセンブリ３６は、図３に示すＮＤＩツールヘッド１０^*に組み込まれているものである。ウェブ部ＮＤＩプローブアセンブリ３６は、プローブフレームアセンブリ５０ｃの空圧式リニアスライドアセンブリ５１ａの空圧式リニアスライドテーブル５６に取り付けられた左上サブアセンブリ３６ａと、プローブフレームアセンブリ５０ｃの空圧式リニアスライドアセンブリ５１ｂの空圧式リニアスライドテーブル５６に取り付けられた右上サブアセンブリ３６ｂと、プローブフレームアセンブリ５０ｃの下側フレームブラケット６８に取り付けられた下側アセンブリ３６ｃとを含む。左上サブアセンブリ３６ａは、一対の互いに直交するリニアスライド１２４及び１２６に取り付けられたＬ字型ブラケット８５によって、右上サブアセンブリ３６ｂに連結されている。

【0065】

図１１に示すように、ウェブＮＤＩプローブアセンブリ３６の左上サブアセンブリ３６ａは、左上当て板１５０ａと、一対の左上ローラカバー１４８ａ及び１４８ｂとを含み、ウェブＮＤＩプローブアセンブリ３６の右上サブアセンブリ３６ｂは、右上当て板１５０ｂと、一対の右上ローラカバー１４８ｃ及び１４８ｄとを含む。また、ウェブＮＤＩプローブアセンブリ３６の左上サブアセンブリ３６ａは、左アレイハウジング１５６ａをさらに含み、ウェブＮＤＩプローブアセンブリ３６の右上サブアセンブリ３６ｂは、右アレイハウジング１５６ｂをさらに含む。左アレイハウジング１５６ａは、Ｌ字型ブラケット８５及びリニアスライド１２４、１２６によって、右アレイハウジング１５６ｂに連結されている。左アレイハウジング１５６ａ及び右アレイハウジング１５６ｂの各々は、ブレード補強材のウェブの左側及び右側を其々スキャンするための、リニア超音波トランスデューサアレイ９７（一方だけが図１１で見える）を収容している。

【0066】

さらに図１１を参照すると、ウェブＮＤＩプローブアセンブリ３６の下側アセンブリ３６ｃは、下側当て板１５４と、前方下ローラカバー１５２ａ及び後方下ローラカバー１５２ｂとを含んでいる。リニア超音波トランスデューサアレイ９７は、パルスエコーモードで動作することにより、ブレード補強材のウェブの左側及び右側を超音波検査することができる。左アレイハウジング１５６ａ及び右アレイハウジング１５６ｂの内部には、其々の給水器具によって、水が供給される。

【0067】

一実施形態によれば、左アレイハウジング１５６ａ及び右アレイハウジング１５６ｂは、其々、左上当て板１５０ａ及び右上当て板１５０ｂに回転可能に連結されている。さらに、左アレイハウジング１５６ａと右アレイハウジング１５６ｂとは、直角を成す二本の脚を含むＬ字型ブラケット８５によって、間接的に、並進移動可能に相互連結されている。左アレイハウジング１５６ａは、リニアスライド１２６によってＬ字型ブラケット８５の水平脚に並進移動可能に連結されることにより、水平方向の並進が可能である。右アレイハウジング１５６ｂは、リニアスライド１２４によってＬ字型ブラケット８５の垂直脚に並進移動可能に連結されることにより、垂直方向の並進が可能である。

【0068】

図１１Ａは、ブレード補強材フランジ４に対して垂直でないブレード補強材ウェブ６の両側に配置された一対のリニア超音波トランスデューサアレイ９７ａ及び９７ｂの立面図である。左アレイハウジング１５６ａ及び右アレイハウジング１５６ｂは、ブレード補強材２のウェブ‐フランジ角度の変化に対応すべく回転することができる。この角度は、部品の長手方向において変化する。ウェブ用プローブは、この変化するウェブ‐フランジ角度に追従する。より具体的には、左アレイハウジング１５６ａ及び右アレイハウジング１５６ｂは、これらの左アレイハウジング１５６ａ及び右アレイハウジング１５６ｂを其々左上当て板１５０ａ及び右上当て板１５０ｂに回転可能に連結している其々の対のピボットジョイント（図１１では見えない）の第１軸及び第２軸を中心に、連携して同じ角度回転する。ピボットジョイントは、回転継手の形態であってもよい。

【0069】

図１１に示すように、リニア超音波トランスデューサアレイ９７ａと９７ｂとは、左アレイハウジング１５６ａ及び右アレイハウジング１５６ｂの回転に関わらず、互いに平行な関係を維持する。さらに、互いに平行なリニア超音波トランスデューサアレイ９７ａと９７ｂとの間隙の幅は、左上当て板１５０ａ及び右上当て板１５０ｂが互いに近接又は離間するよう水平方向に並進移動可能であることにより、ブレード補強材のウェブ６の厚みの変化に応じて調整できる。さらに、ブレード補強材２が、厚みは一定であるが水平面内の曲率がゼロでない場合、左上当て板１５０ａ及び右上当て板１５０ｂは、同じ方向に水平並進移動して、当該ウェブ曲率に追随することができる。

【0070】

リニア超音波トランスデューサアレイ９７ａ及び９７ｂは、パルスエコーモードで動作することにより、ブレード補強材２のウェブ６の左側及び右側を超音波検査することができる。スキャンの際は、Ｌ字型ブラケット８５（図１１に示したリニアスライド１２４及び１２６と協働）により、リニア超音波トランスデューサアレイ９７ａ及び９７ｂは、独立して（ブレード補強材ウェブ６に平行に）上下動が可能であるとともに、独立して（ブレード補強材フランジ４と平行に）横移動が可能である。左アレイハウジング１５６ａ及び右アレイハウジング１５６ｂ（図１１参照）が、連携回転、及び／又は、上下動、及び／又は、近接離間移動する際には、Ｌ字型ブラケット８５が、リニア超音波トランスデューサアレイ９７ａと９７ｂとの平行状態を維持する。

【0071】

上述したＮＤＩツールヘッド１０^*は、ロボットアームまたはガントリーロボットに連結するように構成することができる。ガントリーロボットは、水平面内での移動を実現するオーバーヘッドシステムに装着されたマニピュレータを含んで構成されている。ガントリーロボットは、直交（Cartesian）ロボット又はリニアロボットとも称されている。ロボットアームは、例えば、多軸移動機能を有するロボットの一部であってもよい。

【0072】

図１２は、ブレード補強材などの長状複合材部材を検査するための自動システムであって、ＮＤＩツールヘッド１０^*がロボット１００に装着されたシステムを示している。図１２には示していないが、ＮＤＩツールヘッド１０^*に組み込まれた超音波プローブは、電気ケーブル（図１２には図示せず）によって、データ収集システム（同じく図１２には図示せず）に電気的に接続されるとともに、ホースによって音響結合用液体媒質（例えば水）の供給源と液体連通する。

【0073】

ＮＤＩツールヘッド１０^*は、ツール側コネクタプレート１６をロボット１００のコネクタプレート１１４に取り付けることによって、ロボット１００に取り付けられる。ＮＤＩツールヘッド１０^*が検査対象の長状複合部材に沿って移動するにつれて、データがデータ収集システムに送られて処理される。典型的には、ロボット１００は、自動制御により、長状複合部材に沿う長手方向にＮＤＩツールヘッド１０^*を移動させ、その間、データ収集システムは、長状複合部材の画像を形成して、ＮＤＩプローブ応答をマッピングする。ロボット１００を用いて、構造物の傷や欠陥の検出が必要とされる航空機産業、自動車産業、建設産業などの様々な産業において、任意の数の長状複合部材を検査することができる。具体的には、ＮＤＩツールヘッド１０^*が図３に示したタイプである場合、ロボット１００を用いて、図１及び図２に示したタイプの補強材を検査することができる。

【0074】

ロボット１００は、多軸移動機能を有しており、ソフトウェアサポートを使用して、部品の測定及び検査に用いるための三次元プロファイルを生成する。具体的には、図１２に示したロボット１００は、ロボットベース１０２、回転ラック１０４、ロッカー１０６（別名ピボットアーム）、伸長式アーム１０８、ロボットハンド１１０、及び、コネクタプレート１１４が取り付けられる部材１１２を含む。ロボットベース１０２と回転ラック１０４とは、回転ジョイント１１６によって回転可能に連結されている。回転ラック１０４とロッカー１０６とは、ピボットジョイント１１８によって回転可能に連結されている。ロッカー１０６と伸長式アーム１０８とは、ピボットジョイント１２０によって回転可能に連結されている。ロッカー伸長式アーム１０８とロボットハンド１１０とは、回転ジョイント１２２によって回転可能に連結されている。これらの部材の組み合わせにより、複数の自由度が実現され、ひいては、ＮＤＩツールヘッド１０^*を、様々な方向且つ様々な位置に移動させることが可能となる。ロボット１００は、プローブの正確な配置のためにデータ収集システムに位置データ（三次元空間内のＸ、Ｙ、Ｚ）を提供する１つ又は複数の位置センサ（図示せず）を、各ピボットジョイントに、または各ピボットジョイントに関連させて含みうる。さらに、ＮＤＩツールヘッド１０^*が、位置データを取得するための様々な数の（例えば１つ又は複数の）センサを含んでいてもよい。プローブは、検査中の構造体を示す超音波データを提供する。従って、ロボット１００は、長状複合部材の検査の際に収集される位置データ及び超音波データを用いて、あらゆる欠陥の正確な位置を与える。図３に示したＮＤＩツールヘッド１０^*と共に使用することができるロボット１００の一例としては、Kuka Roboter GmbH（アウクスブルク、ドイツ）によって製造されているロボットModel KR-150があるが、超音波検査ツールヘッドの担持及びデータ収集システムとの通信が可能なものであれば、任意のロボット又はその他のマニピュレータを用いることができる。

【0075】

データ収集システムは、位置センサ及び超音波プローブによって収集されたデータに基づいて、例えば、長状複合部材のＡ‐スキャン画像、Ｂ‐スキャン画像、Ｃ‐スキャン画像を含む様々な種類の画像を形成することができる。さらに、データ収集システムは、例えば、位置センサ及び超音波プローブによって収集されたデータに基づいて、三次元点群を生成することができる。点群を生成するためには、例えば、位置データのストリームを超音波データのストリームにマッピングする。超音波データは、とりわけ検査構造体における異常、欠陥、不整、またはその他の不具合に関するデータを含み得る。データ収集システムは、通常、イメージングソフトウェアの制御下で動作するプロセッサ又は同様の演算装置を含み、検査構造体のあらゆる欠陥が、ディスプレイ画面に表示されるようになっている。プロセッサは、位置センサ及び超音波プローブによって生成されたデータを処理可能であるとともに、モニタ又はその他の表示装置などのディスプレイに表示されるスキャンデータの画像を形成可能な、デスクトップ、ラップトップ、またはポータブルの処理装置によって実現することができる。データ収集システムは、例えば、データの画像を形成するとともに、以前に形成されたデータをユーザが保存及び編集できるようにする。従って、画像の永続的な記録を、将来の使用または記録保持のために保存することができる。ただし、データ収集システムは、必ずしも画像を形成する必要はなく、データ収集システムが位置及び超音波データを数学的に収集及び分析し、技術者がこれを用いてデータに基づいて欠陥を判定及び位置特定してもよい。

【0076】

ロボット１００は、通常、データ収集システムと通信して、位置センサ及び超音波プローブによって収集されたデータを処理し、処理データを表示する。多くの場合、通信ケーブル（図１２には図示せず）によって、ロボット１００とデータ収集システムとの間でデータが送信される。他の実施形態において、無線通信によって、ロボット１００とデータ収集システムとの間でデータを送信してもよい。ロボット１００は、プロセッサに直接接続してもよいし、ネットワークなどを介して間接的に接続してもよい。さらなる実施形態において、データ収集システムをロボット１００の近傍に配置して、ロボットとデータ収集システムとのリモート接続を不要にしてもよい。

【0077】

長状複合部材の自動検査のための方法及び装置について、様々な実施形態を参照して説明したが、当業者であれば分かるように、本開示の範囲から逸脱することなく、様々な変更を行い、構成要素をその均等物で代替することが可能である。さらに、本明細書の開示を特定の状況に適用するために、その範囲から逸脱することなく多くの改変を行うことが可能である。従って、請求の範囲が本明細書に開示した特定の実施形態に限定されないことが、意図されている。

【0078】

上述した実施形態は、１つ又は複数のコンピュータシステムを使用する。請求の範囲における「コンピュータシステム」という用語は、単一の処理又は演算装置、あるいは、有線又は無線接続によって通信する複数の処理又は演算装置を含む。このような処理又は演算装置は、典型的には、以下のもの、すなわち、プロセッサ、コントローラ、中央処理装置、マイクロコントローラ、縮小命令セットコンピュータプロセッサ、特定用途向け集積回路、プログラマブルロジック回路、フィールドプログラマブルゲートアレイ、デジタル信号プロセッサ、及び／又は、本明細書に記載の機能を実行することができる任意の他の回路又は処理装置のうちの１つ又は複数を含む。

【0079】

本明細書に記載の方法は、非一時的な有形のコンピュータ可読媒体に組み込まれる実行可能命令として符号化することができ、このような媒体には、限定するものではないが、記憶装置及び／又はメモリデバイスが含まれる。このような命令は、処理又は演算システムによって実行されると、本明細書に記載の方法の少なくとも一部をシステムデバイスに実行させる。

【0080】

以下に記載の方法についての請求項は、請求項の文言が、請求項に記載の工程のうちの一部又はすべてが行われる特定の順序を示す条件を明示的に述べていない限り、これらの工程を、アルファベット順または記載順に実行することを要件とすると解釈されるべきではない（請求項におけるアルファベットによる順序付けは、先に記載した工程に言及する目的のみで用いられる）。また、方法に関する請求項は、２つ以上の工程の任意の部分を同時に行うことや交互に行うことを、請求項の文言がそのような解釈を排除する条件を明示的に述べていない限り、排除すると解釈されるべきではない。

【0081】

本開示は、以下の付記による実施形態を含む。

【0082】

付記１． ツールフレームアセンブリを含む装置であって、
当該ツールフレームアセンブリは、そのＺ軸に平行に配向された第１及び第２のガイドシャフトを含んでおり、前記装置は、さらに、
前記第１及び第２のガイドシャフトに其々摺動可能に連結されるとともに、前記Ｚ軸に対して垂直なＸ軸に平行な第１及び第２の回転軸を中心に其々回転可能な第１及び第２のピボットを備える第１及び第２のベアリングブロックアセンブリと、
互いに共軸であるとともに前記Ｘ軸に対して垂直な第３の回転軸を有する第１及び第２の回転シャフトを備える第１のフレームアセンブリと、を含み、前記第１及び第２の回転シャフトは、前記第３の回転軸を中心とする回転及び当該回転軸に沿った並進移動が行えるように、其々前記第１及び第２のピボットに対して回転可能且つ並進移動可能に連結されている、装置。

【0083】

付記２． 前記第１のピボットは、互いに共軸である第１及び第２のピボットピンを含み、前記第１のベアリングブロックアセンブリは、
前記第１の回転シャフトと前記第１のピボットとの間に配置されたリニアボールベアリングと、
前記第１のピボットの前記第１及び第２のピボットピンを其々支持する第１及び第２のベアリングと、
前記第１のガイドシャフトに摺動可能に連結された第１及び第２のリニアベアリングと、をさらに含む、付記１に記載の装置。

【0084】

付記３． 前記第１のフレームアセンブリは、下側フレームブラケットと、互いに平行な第１及び第２の直線経路に沿って、前記下側フレームブラケットに対して並進移動可能な第１及び第２のリニアスライドテーブルとを含む、付記１又は２に記載の装置。

【0085】

付記４． 前記第１のフレームアセンブリは、前記第１及び第２の直線経路に対して垂直な第３の直線経路に沿って、其々前記第１及び第２のリニアスライドテーブルに対して並進移動可能な第３及び第４のリニアスライドテーブルをさらに含む、付記３に記載の装置。

【0086】

付記５． 前記第３及び第４のリニアスライドテーブルに取り付けられた上側アセンブリ、及び、前記下側フレームブラケットに取り付けられた下側アセンブリをさらに含み、前記上側アセンブリは、互いに対して並進移動可能且つ連携回転が可能な第１及び第２のＮＤＩプローブを含む、付記４に記載の装置。

【0087】

付記６． 前記第３のリニアスライドテーブルに取り付けられた第１の上側サブアセンブリ、前記第４のリニアスライドテーブルに取り付けられた第２の上側サブアセンブリ、及び、前記下側フレームブラケットに取り付けられた下側アセンブリをさらに含み、前記第１の上側サブアセンブリは、第１のＮＤＩプローブを含み、前記第２の上側サブアセンブリは、第２のＮＤＩプローブを含み、前記第１及び第２のＮＤＩプローブは、互いに対して並進移動可能且つ連携回転が可能である、付記４又は５に記載の装置。

【0088】

付記７． 前記第３のリニアスライドテーブルに取り付けられた第１の上側サブアセンブリ、前記第４のリニアスライドテーブルに取り付けられた第２の上側サブアセンブリ、及び、前記下側フレームブラケットに取り付けられた下側アセンブリをさらに含み、前記下側アセンブリは、第１及び第２のＮＤＩプローブを含む、付記４～６のいずれかに記載の装置。

【0089】

付記８． 前記ツールフレームアセンブリは、前記ツールフレームアセンブリの前記Ｚ軸に平行に配向された第３及び第４のガイドシャフト、前記第１のガイドシャフトと前記第３のガイドシャフトとの間隔を維持する第１の下側ガイドシャフトスペーサ、及び、前記第２のガイドシャフトと前記第４のガイドシャフトとの間隔を維持する第２の下側ガイドシャフトスペーサをさらに含み、前記装置は、
前記第３及び第４のガイドシャフトに其々摺動可能に連結されるとともに、前記Ｘ軸に平行な第４及び第５の回転軸を中心に其々回転可能な第３及び第４のピボットを含む、第３及び第４のベアリングブロックアセンブリと、
互いに共軸であるとともに前記Ｘ軸に対して垂直な第６の回転軸を有する第３及び第４の回転シャフトを含む第２のフレームアセンブリと、をさらに含み、前記第３及び第４の回転シャフトは、前記第６の回転軸を中心とする回転及び当該回転軸に沿った並進移動が行えるように、其々前記第３及び第４のピボットに対して回転可能且つ並進移動可能に連結されている、付記１～７のいずれかに記載の装置。

【0090】

付記９． 前記ツールフレームアセンブリは、前記ツールフレームアセンブリの前記Ｚ軸に平行に配向された第５及び第６のガイドシャフトをさらに含み、前記第１の下側ガイドシャフトスペーサは、前記第３のガイドシャフトと前記第５のガイドシャフトとの間隔を維持し、前記第２の下側ガイドシャフトスペーサは、前記第４のガイドシャフトと前記第６のガイドシャフトとの間隔を維持し、前記装置は、
前記第５及び第６のガイドシャフトに其々摺動可能に連結されるとともに、前記Ｘ軸に平行な第７及び第８の回転軸を中心に其々回転可能な第５及び第６のピボットを含む、第５及び第６のベアリングブロックアセンブリと、
互いに共軸であるとともに前記Ｘ軸に対して垂直な第９の回転軸を有する第５及び第６の回転シャフトを含む第３のフレームアセンブリと、をさらに含み、前記第５及び第６の回転シャフトは、前記第９の回転軸を中心とする回転及び当該回転軸に沿った並進移動が行えるように、其々前記第５及び第６のピボットに対して回転可能且つ並進移動可能に連結されている、付記８に記載の装置。

【0091】

付記１０． 前記第１のフレームアセンブリによって支持された第１及び第２のＮＤＩプローブをさらに含む、付記１～９のいずれかに記載の装置。

【0092】

付記１１． 前記第１及び第２のＮＤＩプローブは、其々、超音波トランスデューサアレイである、付記１０に記載の装置。

【0093】

付記１２． 前記第１のフレームアセンブリは、
下側フレームブラケットと、
互いに平行な第１及び第２の直線経路に沿って、前記下側フレームブラケットに対して並進移動可能な第１及び第２のリニアスライドテーブルと、
前記第１及び第２の直線経路に対して垂直な第３の直線経路に沿って、其々前記第１及び第２のリニアスライドテーブルに対して並進移動可能な第３及び第４のリニアスライドテーブルと、をさらに含み、
前記第１のＮＤＩプローブは、前記第３のリニアスライドテーブルに連結されており、前記第２のＮＤＩプローブは、前記第４のリニアスライドテーブルに連結されている、付記１０又は１１に記載の装置。

【0094】

付記１３． ツールフレームアセンブリを含む、ブレード補強材の非破壊検査（ＮＤＩ）のための装置であって、
当該ツールフレームアセンブリは、そのＺ軸に平行に配向された第１～第６のガイドシャフトを有しており、前記装置は、さらに、
前記第１～第６のガイドシャフトに其々摺動可能に連結されるとともに、前記Ｚ軸に対して垂直なＸ軸に平行な其々の回転軸を中心に回転可能なピボットを其々備える第１～第６のベアリングブロックアセンブリと、第１のＮＤＩプローブアセンブリと、第２のＮＤＩプローブアセンブリと、第３のＮＤＩプローブアセンブリと、を含んでおり、 前記第１のＮＤＩプローブアセンブリは、第１のプローブフレームアセンブリと、ブレード補強材のウェブの両側に位置するフランジの各部分を其々検査するように配置された第１及び第２のＮＤＩプローブと、を含み、前記第１のプローブフレームアセンブリは、互いに共軸であるとともに前記Ｘ軸に対して垂直な第１の回転軸を有する第１及び第２の回転シャフトを含み、前記第１及び第２の回転シャフトは、前記第１回転軸を中心とする回転及び当該回転軸に沿った並進移動ができるように、前記第１及び第２のベアリングブロックアセンブリの其々の前記ピボットに対して回転可能且つ並進移動可能に連結されており、
前記第２のＮＤＩプローブアセンブリは、第２のプローブフレームアセンブリと、前記ウェブを前記フランジに接続している前記ブレード補強材の各アール部を検査するように配置された第３及び第４のＮＤＩプローブと、を含み、前記第２のプローブフレームアセンブリは、互いに共軸であるとともに前記Ｘ軸に対して垂直な第２の回転軸を有する第３及び第４の回転シャフトを含み、前記第３及び第４の回転シャフトは、前記第２の回転軸を中心とする回転及び当該回転軸に沿った並進移動ができるように、前記第３及び第４のベアリングブロックアセンブリの其々の前記ピボットに対して回転可能且つ並進移動可能に連結されており、
前記第３のＮＤＩプローブアセンブリは、第３のプローブフレームアセンブリと、前記ブレード補強材の前記ウェブを検査するように配置された第５及び第６のＮＤＩプローブと、を含み、前記第３のプローブフレームアセンブリは、互いに共軸であるとともに前記Ｘ軸に対して垂直な第３の回転軸を有する第５及び第６の回転シャフトを含み、前記第５及び第６の回転シャフトは、前記第３の回転軸を中心とする回転及び当該回転軸に沿った並進移動ができるように、前記第５及び第６のベアリングブロックアセンブリの其々の前記ピボットに対して回転可能且つ並進移動可能に連結されている、装置。

【0095】

付記１４． 前記第１～第３のプローブフレームアセンブリの各々は、下側フレームブラケットと、互いに平行な第１及び第２の直線経路に沿って、前記下側フレームブラケットに対して其々並進移動可能な第１及び第２のリニアスライドテーブルとを含む、付記１３に記載の装置。

【0096】

付記１５． 前記第１～第３のプローブフレームアセンブリの各々は、前記第１及び第２の直線経路に対して垂直な第３の直線経路に沿って、其々前記第１及び第２のリニアスライドテーブルに対して並進移動可能な第３及び第４のリニアスライドテーブルをさらに含む、付記１４に記載の装置。

【0097】

付記１６． 前記第１及び第２のＮＤＩプローブは、前記第１のプローブフレームアセンブリの前記第３及び第４のリニアスライドテーブルに其々連結されており、
前記第３及び第４のＮＤＩプローブは、前記第２のプローブフレームアセンブリの前記第３及び第４のリニアスライドテーブルに其々連結されており、
前記第５及び第６のＮＤＩプローブは、前記第３のプローブフレームアセンブリの前記第３及び第４のリニアスライドテーブルに其々連結されている、付記１５に記載の装置。

【0098】

付記１７． 前記第１～第６のベアリングブロックアセンブリの各ピボットは、互いに共軸である第１及び第２のピボットピンを含み、前記第１～第６のベアリングブロックアセンブリの各々は、
前記第１～第６の回転シャフトの各々と、対応する前記ピボットとの間に配置された、リニアボールベアリングと、
前記各ピボットの前記第１及び第２のピボットピンを其々支持する第１及び第２のベアリングと、
前記第１～第６のガイドシャフトの各々に摺動可能に連結された第１及び第２のリニアベアリングと、をさらに含む、付記１３～１６のいずれかに記載の装置。

【0099】

付記１８． 前記第１～第６のＮＤＩプローブは、其々、超音波トランスデューサアレイである、付記１３～１７のいずれかに記載の装置。

【0100】

付記１９．ツールフレームアセンブリを含む、長状複合部材の非破壊検査（ＮＤＩ）のための装置であって、
当該ツールフレームアセンブリは、そのＺ軸に平行に配向された第１及び第２のガイドシャフトを含んでおり、前記装置は、さらに、
前記第１及び第２のガイドシャフトに其々摺動可能に連結されるとともに、前記Ｚ軸に対して垂直なＸ軸に平行な第１及び第２の回転軸を中心に其々回転可能な第１及び第２のピボットを備える、第１及び第２のベアリングブロックアセンブリと、
プローブフレームアセンブリと第１及び第２のＮＤＩプローブとを備えるＮＤＩプローブアセンブリと、を含み、前記プローブフレームアセンブリは、互いに共軸であるとともに前記Ｘ軸に対して垂直な第３の回転軸を有する第１及び第２の回転シャフトを含み、前記第１及び第２の回転シャフトは、前記第３の回転軸を中心とする回転及び当該回転軸に沿った並進移動ができるように、其々前記第１のピボット及び前記第２のピボットに対して回転可能且つ並進移動可能に連結されている、装置。

【0101】

付記２０． 前記プローブフレームアセンブリは、
下側フレームブラケットと、
互いに平行な第１及び第２の直線経路に沿って、前記下側フレームブラケットに対して並進移動可能な第１及び第２のリニアスライドテーブルと、
前記第１及び第２の直線経路に対して垂直な第３の直線経路に沿って、其々前記第１及び第２のリニアスライドテーブルに対して並進移動可能な第３及び第４のリニアスライドテーブルと、をさらに含み、
前記第１のＮＤＩプローブは、前記第３のリニアスライドテーブルに連結されており、前記第２のＮＤＩプローブは、前記第４のリニアスライドテーブルに連結されている、付記１９記載の装置。

【図1】

【図2】

【図2A】

【図3】

【図3A】

【図3B】

【図4A】

【図4B】

【図4C】

【図4D】

【図5】

【図6】

【図7】

【図7A】

【図8】

【図9】

【図9A】

【図9B】

【図10】

【図11】

【図11A】

【図12】