CN110316399A - 检查设备和方法 - Google Patents

Abstract

本申请的名称是检查设备和方法。一种检查设备。所述检查设备包括瞄准工件的气体分配器；和瞄准工件上的气体冲击点的摄像头。

Description

检查设备和方法

技术领域

本公开内容一般地涉及层状复合材料的制造，并且更具体地涉及用于自动纤维堆放层片折皱和异物碎片检测的方法和系统。

背景技术

复合结构(比如用于航空航天应用的那些)可以使用自动纤维堆放(AFP)机来制造，该自动纤维堆放(AFP)机将预浸渍的纤维束或纵割(slit)复合带材的相对窄的条铺设到制造工具上，比如心轴上。AFP机可以包括作为共形带被相邻地布置到工具上的多个组或者纤维束。纤维束由在末端执行器上运送的带材预浸料复合材料的卷轴进料，并且供应至多个压实辊，所述压实辊将纤维束带施加并压缩到工具或心轴上。

当前的技术需要等待其他非破坏性检查技术，其需要完整的机身筒体来完成制造和固化。由于补加工和浪费，在完整制造之后检测不一致可能是非常昂贵的。因此，用于在铺设期间防止或识别折皱的技术将是期望的。

另外，在一些情况下，需要质量检查员使用光学激光模板(OLT)来检查百分之百的层片堆放以查验层片边界和取向。这种方法目前是最有效的检查方法，但是这种方法涉及劳动密集的且耗时的复杂过程。检查完整的机身平均需要三十个小时或更长。因此，再一次，用于在铺设期间防止或识别折皱的技术将是期望的。

发明内容

示意性实施方式提供了检查设备。检查设备包括瞄准工件的气体分配器；和瞄准工件上的气体冲击点的摄像头。

示意性实施方式还提供了使用上述检查设备制造飞行器的一部分。

示意性实施方式还提供了自动纤维堆放末端执行器，其包括：连接到末端执行器的气体喷嘴；和定向在冲击点处的红外摄像头，来自气体喷嘴的气体在冲击点处冲击工件的表面。气体喷嘴和红外摄像头指向为使得气体可定向在工件处并且可以从工件获取红外数据。

示意性实施方式还提供了使用上述自动纤维堆放和末端执行器制造飞行器的一部分。

示意性实施方式还提供了检查结构的方法。该方法包括将纤维束堆放在工具上并将气流引导到纤维束上。该方法还包括将源自纤维束上的气流的第一图像与源自纤维束的第二图像对比。第一图像和第二图像集来自其中气流冲击纤维束的位置。

示意性实施方式还提供了根据上述方法装配的飞行器的一部分。

示意性实施方式还提供了制造复合结构的方法。该方法包括将复合材料施加到工件的表面。该方法还包括使用喷嘴分配气体以冲击复合材料。该方法还包括使用摄像头监测由于分配气体而产生的复合材料上的气流图案。

示意性实施方式还提供了根据上述方法装配的飞行器的一部分。

示意性实施方式还提供了制造部件的方法，该部件具有施加到部件的表面的涂层。该方法包括将涂层施加到部件的表面。该方法还包括在施加之后，使用喷嘴分配气体以冲击涂层。该方法还包括使用摄像头监测由于分配气体而产生的涂层上的气流图案。

示意性实施方式还提供了根据上述方法装配的飞行器的一部分。

示意性实施方式还提供了检查表面的方法。该方法包括将气流引导到表面上。该方法还包括监测气流中的空间驻点。该方法还包括将检测到的气流空间驻点与表面上的不一致的存在相关联。

本公开还包括下述条款：

1.一种检查设备(1500)，其包括：

瞄准工件(1504，1614)的气体分配器(1502)；和

瞄准工件(1504，1614)上的气体冲击点(1512)的摄像头(1506)。

2.条款1的检查设备(1500)，其进一步包括：

控制下列全部的控制器(1508，1620)：

气体(1518，1610)由气体分配器(1502)的分配；

控制摄像头(1506)以拍摄图像；和

处理器(1510)，其配置为处理气体冲击点(1512)的图像。

3.条款1或2的检查设备(1500)，其进一步包括：

包含气体分配器(1502)和摄像头(1506)二者的外壳(1514，1618)。

4.条款3的检查设备(1500)，其进一步包括：

连接至外壳(1514，1618)的带材分配系统(1516)，带材分配系统(1516)配置为将带材铺设在工件(1504，1614)上。

5.条款1-4中任一项的检查设备(1500)，其中气体分配器(1502)配置为发射层流气流。

6.条款5的检查设备(1500)，其中气体(1518，1610)是空气。

7.条款1-6中任一项的检查设备(1500)，其中摄像头(1506)包括红外摄像头(1606)，并且图像包括红外图像。

8.条款1-7中任一项的检查设备(1500)，其进一步包括：

控制器(1508)，该控制器(1508)配置为：

控制气体分配器(1502)以将气体(1518)分配到气体冲击点(1512)上；

当气体(1518)流动到气体冲击点(1512)上时，从气体冲击点(1512)的摄像头(1506)接收图像(1507)；

分析图像(1507)以确定在气体(1518，1610)的流中是否发生扰动(1520)；和

响应于识别扰动(1520)来发送警报(1522，1638)。

9.使用条款1-8中任一项的检查设备(1500)制造飞行器的一部分。

10.一种自动纤维堆放末端执行器(1600)，其包括：

连接到末端执行器(1604)的气体喷嘴(1602)；

定向在冲击点(1608)处的红外摄像头(1606)，来自气体喷嘴(1602)的气体(1518，1610)在冲击点(1608)处冲击工件(1614)的表面(1612)，气体喷嘴(1602)和红外摄像头(1606)指向为使得气体(1518，1610)可定向在工件(1504，1614)处并且可以从工件(1504，1614)获取红外数据(1616)。

11.条款10的自动纤维堆放末端执行器(1600)，其进一步包括：

末端执行器(1604)连接到的外壳(1618)。

12.条款10或11的自动纤维堆放末端执行器(1600)，其进一步包括：

控制器(1508，1620)，配置为从红外摄像头(1606)检索红外数据(1616)，并基于红外数据(1616)确定在工件(1504，1614)上是否存在不一致。

13.条款12的自动纤维堆放末端执行器(1600)，其中控制器(1508，1620)进一步配置为控制在带材铺设顺序期间的方向、压力和气体施加，并控制气体(1518，1610)的温度。

14.条款12或13的自动纤维堆放末端执行器(1600)，其中控制器(1508，1620)进一步配置为控制红外摄像头(1606)的方向和成像时间。

15.条款10-14中任一项的自动纤维堆放末端执行器(1600)，其中执行器框架保持红外摄像头(1606)和气体喷嘴(1602)二者。

16.条款10-15中任一项的自动纤维堆放末端执行器(1600)，其中气体(1518，1610)包括空气。

17.条款10-16中任一项的自动纤维堆放末端执行器(1600)，其进一步包括：

连接至外壳(1514，1618)的带材施加器(1626)。

18.条款10-17中任一项的自动纤维堆放末端执行器(1600)，其进一步包括：

连接至气体喷嘴(1602)的气体管线(1628)；和

连接至气体管线(1628)的压力源(1630)，压力源(1630)配置为将气体(1518，1610)泵送到气体管线(1628)中，气体(1518，1610)小于零华氏度。

19.条款18的自动纤维堆放末端执行器(1600)，其进一步包括：

连接至红外摄像头(1606)的电源和数据线(1632)；

连接至电源和数据线(1632)的电源(1634)；和

连接至电源和数据线(1632)的控制器(1508，1620)，控制器(1508，1620)配置为控制红外摄像头(1606)的操作。

20.条款19的自动纤维堆放末端执行器(1600)，其中控制器(1508，1620)进一步配置为使用红外数据(1616)来确认气体喷嘴(1602)分配气体的层流。

21.条款19或20的自动纤维堆放末端执行器(1600)，其进一步包括：

连接至气体喷嘴(1602)的气体管线(1628)；和

连接至气体管线(1628)的压力源(1630)，压力源(1630)配置为将气体(1518，1610)泵送到气体管线(1628)中，并且其中控制器(1508，1620)进一步配置为控制压力源(1630)的操作。

22.条款10-21中任一项的自动纤维堆放末端执行器(1600)，其中气体喷嘴(1602)和红外摄像头(1606)是下列中的一种：指向相同方向和指向不同方向。

23.条款10-22中任一项的自动纤维堆放末端执行器(1600)，其进一步包括：

连接至外壳(1514，1618)的带材施加器(1626)，其中外壳(1514，1618)包括一对L形支架，并且其中带材施加器(1626)经由杆被连接至L形支架。

24.使用条款10的自动纤维堆放和末端执行器(1600)制造飞行器(2200)的一部分。

25.一种检查结构的方法(1700)，该方法(1700)包括：

(1702)将纤维束堆放在工具上；

(1704)将气流引导到纤维束上；和

(1706)将源自纤维束上的气流的第一图像与源自纤维束的第二图像对比，其中第一图像和第二图像集来自其中气流冲击纤维束的位置。

26.条款25的方法(1700)，其进一步包括：

(1708)基于第一图像和第二图像之间的对比确定纤维束上是否存在不一致。

27.条款25或26的方法(1700)进一步包括：

(1710)基于第一图像和第二图像之间的对比监测气流中的空间驻点。

28.条款25-27中任一项的方法，其中将气流冷却至零华氏度或更低，并且其中第一图像包括红外图像。

29.条款25-28中任一项的方法，其进一步包括：

(1714)将在第一图像和第二图像之间的对比中检测到的气流不规则性与纤维束上不一致的存在相关联。

30.条款25-29中任一项的方法，进一步包括：

(1716)将检测到的气流空间驻点与纤维束上不一致的存在相关联。

31.条款25-31中任一项的方法，其进一步包括：

(1718)控制在带材铺设顺序期间气体的方向和压力；

(1718)控制气流的温度；和

继续监测延迟时间以允许在带材施加程序结束时检查。

32.条款25-31中任一项的方法，其进一步包括：

(1720)处理纤维束中超出容限的不一致。

33.条款26-32中任一项的方法，其中堆放、引导和对比自动地进行。

34.条款33的方法，其进一步包括：

确定检测到的不一致是否超出容限。

35.根据条款25-34中任一项的方法装配的飞行器(2200)的一部分。

36.一种制造复合结构的方法，该方法包括：

将复合材料施加到工件(1504，1614)的表面；

使用喷嘴分配气体以冲击复合材料；

使用摄像头(1506)监测由于分配气体(1518，1610)而产生的复合材料上的气流图案。

37.条款36的方法，其进一步包括：

使用压实辊压实复合材料，其中形成施加的带材。

38.条款37的方法，其中在复合材料上的气体冲击点(1512)的上游进行压实。

39.条款36、37或38的方法，其中气体(1518，1610)是冷却层流，其中冷却被定义为低于复合材料的温度。

40.条款39的方法，其中摄像头(1506)是红外摄像头(1606)。

41.条款36-40中任一项的方法，其中监测包括查验驻点图案的变化，其中由于复合材料中的不一致(1624)而产生该变化。

42.条款37-41中任一项的方法，其进一步包括：

响应于检测到不一致(1624)，发送警报(1522，1638)。

43.条款37-42中任一项的方法，其进一步包括：

在压实带材的时候改变气体(1518，1610)的温度。

44.条款36-43中任一项的方法，其进一步包括：

在分配的时候改变气体(1518，1610)的压力。

45.条款36-44中任一项的方法，其进一步包括：

使用控制器(1508，1620)控制所有的施加、分配和监测。

46.条款36-45中任一项的方法，其中施加、分配和监测自动地进行。

47.条款36-46中任一项的方法，其进一步包括：

基于监测确定复合材料中是否存在不一致(1624)；和

确定检测到的不一致(1624)是否超出容限。

48.根据条款36-47中任一项的方法装配的飞行器(2200)的一部分。

49.一种制造部件的方法，该部件具有施加到该部件的表面(1612)的涂层，该方法包括：

将涂层施加到部件的表面(1612)；

在施加之后，使用喷嘴分配气体以冲击涂层；

使用摄像头(1506)监测由于分配气体而产生的涂层上的气流图案。

50.条款49的方法，其中涂层包含涂料。

51.条款49或50的方法，其中气体(1518，1610)是冷却层流，其中冷却被定义为低于涂层的温度。

52.条款51-52中任一项的方法，其中摄像头(1506)是红外摄像头(1606)。

53.条款49的方法，其中监测包括查验驻点图案的变化，其中由于涂层中的不一致(1624)而产生该变化。

54.条款53的方法，其进一步包括：

响应于检测到不一致(1624)，发送警报(1522，1638)。

55.条款54的方法，其进一步包括：

确定不一致(1624)是否超出容限；和

响应于确定不一致(1624)超出容限，补加工涂层。

56.条款49-55中任一项的方法，其进一步包括：

在施加涂层的时候改变气体(1518，1610)的温度。

57.条款49-56中任一项的方法，其进一步包括：

在施加涂层的时候改变气体(1518，1610)的压力。

58.条款49-57中任一项的方法，其进一步包括：

使用控制器(1508，1620)控制所有的施加、分配和监测。

59.根据条款49-58中任一项的方法装配的飞行器(2200)的一部分。

60.一种检查表面(1612)的方法，该方法包括：

将气流引导到表面(1612)上；

监测气流中的空间驻点；和

将检测到的气流空间驻点与表面(1612)上的不一致(1624)的存在相关联。

61.条款60的方法，其中引导、监测和关联自动地进行。

62.条款60的方法，其进一步包括：

确定检测到的不一致(1624)是否超出容限。

63.条款60、61或62的方法，其进一步包括：

处理表面(1612)中超出容限的不一致。

64.条款60-63中任一项的方法，其中气流包括冷却气体，其中冷却被定义为低于表面(1612)的第二温度的第一温度。

65.条款64的方法，其中冷却进一步为32华氏度或更低。

66.条款65的方法，其中监测空间驻点包括使用红外摄像头(1606)来监测气流中的温度分布。

67.根据条款60-66中任一项的方法装配的飞行器(2200)的一部分。

附图说明

在所附权利要求中阐述了被认为是示意性实施方式的特征的新颖特征。然而，当结合附图阅读时，通过参考本公开内容的示意性实施方式的以下详细描述，将最好地理解示意性实施方式以及优选的使用方式，其进一步的目的和特征，其中：

图1图解了根据示意性实施方式的可以使用本文描述的技术制造的飞行器；

图2图解了根据示意性实施方式的具有复合机身的商用客机的等距透视图，该复合机身使用本文描述的自动纤维堆放技术制造；

图3图解了根据示意性实施方式的将带材铺设在表面上的过程的流程图；

图4图解了根据示意性实施方式的用于在复合构件形成期间用于设置细长带材的装置；

图5图解了根据示意性实施方式的具有层流气体冷却射流和IR图像检测器的自动纤维堆放末端执行器的等距表示；

图6图解了根据示意性实施方式的图5中显示的冷却射流的放大视图；

图7图解了根据示意性实施方式的图6中显示的自动纤维堆放末端执行器的侧视图表示；

图8图解了根据示意性实施方式的图6中显示的自动纤维堆放末端执行器的正视图表示；

图9图解了根据示意性实施方式的图5中显示的自动纤维堆放末端执行器的后俯视图表示；

图10图解了根据示意性实施方式的使用中的图5中的自动纤维堆放末端执行器，以及冲击在平坦表面的射流的流动和停滞(stagnation)特性；

图11A图解了根据示意性实施方式的具有多个射流孔的平坦的板；

图11B图解了根据示意性实施方式的二维轮廓线的俯视图，该二维轮廓线指示投影到平坦的板上的气流驻点，气流驻点与射流孔的位置同心；

图12图解了根据示意性实施方式的一系列图表，其显示冲击各种弯曲表面的气体射流的流动行为；

图13图解了根据示意性实施方式的冲击复杂圆柱体的气体射流的效果；

图14A图解了根据示意性实施方式的没有如根据示意性实施方式所检测到的不一致的原始平坦铺设表面；

图14B图解了根据示意性实施方式的如根据示意性实施方式所检测到的不一致的实例；

图14C图解了根据示意性实施方式的以倾斜角度冲击平坦表面的不完全膨胀射流的冲击表面上的压力分布的实例；

图15是根据示意性实施方式的检查设备的图解；

图16图解了根据示意性实施方式的自动纤维堆放末端执行器；

图17是根据示意性实施方式的检查结构的方法的流程图的图解。

图18根据示意性实施方式的制造复合结构的方法的流程图的图解；

图19是根据示意性实施方式的制造部件的方法的流程图的图解，该部件具有施加到部件表面的涂层；

图20是根据示意性实施方式的检查表面的方法的流程图的图解；

图21是根据示意性实施方式的飞行器制造和使用方法的图解；和

图22是根据示意性实施方式的飞行器的图解。

具体实施方式

示意性实施方式提供了一种具有冷却层流气体冷却射流和红外图像处理器的新型自动纤维堆放(AFP)末端执行器，其用于在带材和纤维束预浸料复合结构中进行原位、逐层片(ply-by-ply)折皱和异物碎片(FOD)检测。如本文所使用，术语“冷却”是指低于室温的温度，但是在一些示意性实施方式中，气流的温度可以是0华氏度或更低。

示意性实施方式还提供了一种新型热流体动力学技术。因此，示意性实施方式可以归类在用于自动纤维堆放机和其制造的复合结构的非破坏性检查和过程控制技术领域内。开发一种简化和改善工艺流程，从而降低成本、补加工和浪费的复合结构、制造和检查方法是期望的。示意性实施方式还提供了用于即时检测带材缠绕的复合预浸料结构中的不一致的方案。换句话说，示意性实施方式提供了实时、原位检查。

因此，示意性实施方式的方法和设备解决了若干技术挑战。例如，示意性实施方式可以通过在铺设复合材料时检查复合材料来减少对完整层片检查程序的需要。示意性实施方式的方法和设备还降低了复合物体的检查和制造成本。在更具体的实例中，示意性实施方式允许带材铺设逐层进行而不用在每层之后停止来检查单层。相反，假设带材铺设在容限内进行，示意性实施方式允许连续的、不间断地铺设层片直到复合物体完成。又进一步，示意性实施方式允许在带材铺设期间发生实时检查时存储检查数据。以该方式，示意性实施方式在铺设复合材料时创建检查记录。因此，可以通过参考产品的构建记录来回答在稍后检查期间出现的问题。更进一步地，示意性实施方式的区别在于，检查覆盖检查整个带材宽度，并且累积地检查整个层片，而不是检查层片内的窄带(band)或点。由以上所述，示意性实施方式减少或消除了对于手动检查和/或工作停止检查的需要，从而节省了制造时间和制造成本二者。

在复合材料制造的背景下可以最好地理解由示意性实施方式提供的这些技术优势，但是示意性实施方式可以应用于其他制造类型——包括涂层的施加以及增材制造技术和减材制造技术。然而，对于复合材料制造，复合结构——比如用于航空航天应用的复合结构——可以使用自动纤维堆放(AFP)机来制造，自动纤维堆放(AFP)机将预浸渍的纤维束或纵割复合带材的相对窄的条铺设到制造工具比如心轴上。AFP机可以包括作为共形带被相邻地布置到工具上的多个组或者纤维束。纤维束由在末端执行器上运送的带材预浸料复合物的卷轴进料，并供应到多个压实辊，压实辊将纤维束带材施加并压缩到工具或心轴上。

对于许多AFP应用，期望的是实时检查结构以确保提早检测到超出容限的情况。因此，示意性实施方式提供了不一致(层片折皱、FOD等)的过程中检测。

在一些情况下，需要质量检查员使用光学激光模板(OLT)检查百分之百的层片堆放以查验层片边界和取向。该方法目前是最有效的检查方法，但涉及劳动密集且耗时的复杂过程。检查完整的机身平均需要三十个小时或更长时间。OLT工艺被描述如下：OLT单元被转位(index)到固化心轴，并且将适当的层片投影到当前正在制造的复合结构的表面上。然后，检查员在视觉上比较投影的模板边界与最近堆放的复合层片的边缘。通常，该过程是通量受限制的。对于高速的制造环境，可以发现该过程对于满足商业需求是不能接受的。一些这样的检查方法是已知的；然而，现有技术是效率低的或不能提供示意性实施方式的相同的独特特征。

例如，可以使用图案化照射，利用相关的3D数字图像相关法，通过零件的非接触3D测量来执行未固化的纤维增强复合零件的检查。该方法可以与AFP机结合用于不一致检测。然而，该方法包括在结构上投影光图案并将测试轮廓与基线轮廓比较。相反，示意性实施方式使用用于气流的图案识别的红外成像作为行动刺激，而不是可见光照射。

在另一个实例中，机器人末端执行器可以包括真空夹持机构和具有摄像头的记录装置，其检测、夹持并施加每个层片到工具。在该实例中，末端执行器包括具有用于检测压实力的力传感器的反馈控制回路。末端执行器可以包括执行层片的预检查和后检查的扫描仪。然而，在该技术中，不使用红外成像，并且可见光系统不能检测一些类型的不一致。

现在参考附图，并且具体而言参考图1，根据示意性实施方式描绘了飞行器的图解。飞行器100是可以使用本文描述的技术构造和检查的飞行器的实例。

在该示意性实例中，飞行器100具有附连到机体106的机翼102和机翼104。飞行器100包括附连到机翼102的发动机108和附连到机翼104的发动机110。飞行器100可以是任何其他飞行器，比如推进器飞行器(prop aircraft)、直升机或一些其他可移动的平台，比如汽车、船，甚至是由复合材料构造的建筑物。

飞行器100可以具有其他特征。例如，机体106具有尾部112。水平安定面114、水平安定面116和垂直安定面118被附连到机体106的尾部112。

图2图解了根据示意性实施方式的具有复合机身的商用客机的等距透视图，该复合机身使用本文描述的自动纤维堆放技术制造。机身200可以是图1中的机体106。

在图2中，机身200已被切掉以显示座椅202。虽然比例显著减小，但是座椅202与机身200的尺寸的相对比例大致是精确的。因此，复合敷层和检查问题的比例变得显而易见。示意性实施方式利用本文描述的冷却气体射流自动纤维堆放末端执行器和相关技术解决了该问题。

图3图解了根据示意性实施方式的用于在表面上铺设带材的工艺的流程图。方法300还可以表征为与使用具有冷却射流和红外摄像头的末端执行器的不一致检测组合的复合结构形成的方法。

方法300开始于将带材从卷轴进料到压实辊(操作302)。接下来，方法300包括将带材施加并压实到心轴(操作304)。然后，方法300包括将具有冷却的层流气流的射流分配到带材复合材料的表面(操作306)。在一个示意性实施方式中，取决于具体实施，气体可以与表面相切、垂直于表面或相对于表面以一些角度分配。

接下来，方法300包括使用红外检测器来拍摄由不一致产生的独特停滞特征(signature)(操作308)。然后，方法300包括将数据(从红外检测器)发送到数字图像处理器和反馈控制器(操作310)。

然后确定是否检测到超出容限的不一致(操作312)。如果没有，则通过返回操作302继续该过程。然而，在一些情况中，当工件完成时，方法300可以在此之后终止。如果检测到超出容限的不一致，则处理不一致(操作314)。在容限内的不一致通常是可以接受的，无需进一步考虑。在一些类型的分析之后，超出容限的不一致需要被处理为可接受的，或者在一些类型的分析之后被处理为不可接受并且需要补加工或报废。处理不一致可以包括补加工不一致，丢弃工件并再一次开始制造，提醒该不一致，或者如果一些其他因素指示标记不一致为超出容限应该被否决则简单地忽略该不一致。如果工件未完成，则该过程可以返回到操作302并重复；否则，方法300可以在此之后终止。

换句话说，末端执行器零件定位成使得带材辊位于前缘，然后气体射流正好定位在辊的后部，并且红外摄像头正好定位在气体射流的后部或中心线处，并且可以在气体射流的平面内或与气体流动流正交。根据这种有顺定位，本发明是三重(即三部分)过程的一部分，当工具旋转并且自动纤维堆放臂平移时，该三重过程在制造过程期间连续地且同时地发生。再者，取决于具体实施，气体可以与表面相切、垂直于表面或相对于表面以一些角度分配。

与方法300的以上描述相似，该过程可以被描述如下：第一，将处于纤维束形式的带材施加至现有的机身工具。第二，气体射流在预固化温度下分配冷却的层流气体跨越轧制的带材，预固化温度充当检查技术的感测刺激，并且还防止初始化预浸料材料的固化。第三，红外摄像头和反馈控制器检测当冷却气体流过带材表面时冷却气体的拓扑驻点和空间驻点中的不一致。第四，由于与现有带材和心轴工具的环境温度相比气流提供的温度的对比，由检测器区分该气流。当流被分散时，感测机构立即运转。感测机构设计成以这种方式工作：冷却气体在相同表面上的过量和连续分散最终将使表面不一致冷却到类似的冷却温度，并降低红外数据的对比度分辨率。第五，如果需要，可以在每个层片处采取矫正动作，而不是等待需要完整的机身筒体完成制造和固化的其他非破坏性检查技术。由于补加工和浪费，在完整制造之后检测不一致可能成本高得多。取决于不一致的类型和堆放，可能必须丢弃和重建整个部件。在其他情况下，可能在容限内的覆盖结构被移出以处理超出容限的隐藏(buried)不一致。

与没有折皱、空隙或异物碎片的光滑规则带材层片相比，跨越表面不一致的气流将不会存在与气体射流施加器同心的单个驻点。相反，类似于从当云系统移动穿过山区地形时成型和形成的云系统的气象或卫星图像中观察到那样，当冷却气体流过复合材料蒙皮结构中的折皱时，红外摄像头将检测到独特的气流图案，并图解与变形的层片表面相关的不一致特征。

在一些示意性实施方式中，作为带材铺设过程的一部分，带材被加热和压缩。在该情况下，加热的带材中的不一致将进一步与冷却层流气体对比。因此，在该示意性实施方式中，进行对比温度的红外检测对比更容易，尤其是最初在加热的带材冷却下来之前。

通过红外摄影测量法完成冷却的层流的流可视化，其中可以使用数字成像处理对流的拓扑特征进行数值映射。红外摄影测量法是工业中通常实践用于气流可视化的几种这样的技术之一(即，纹影阴影图和激光测速仪)。空气动力学流可视化类似于涡流技术。对于该特定应用，利用红外摄影测量法结合计算技术比如数字图像相关性来计算表面变形，并且如果不一致超出过程控制阈值则警告制造团队。该阈值可以基于测试和结构分析来预先确定。

示意性实施方式考虑了示意性实施方式的不同操作模式。因此，示意性实施方式不限于仅图像比较。例如，跨越正在被检查的空间几何表面，红外摄像头可用于以高分辨率收集强度的数值数据库。在具体的非限制性实例中，每个0.5”cm x 0.5”cm平方厘米表面可以被分配红外光强度的数值。将不一致表面的强度对比与原始表面比较，以便检测不一致。当重建图像时该平方厘米表面样本被定义为“像素”。图像从而由许多“像素”制成，这取决于摄像头分辨率。

因此，对比方法可以像比较驻留在数据库中的预定义或预先测量的原始表面的(分配给每个像素的)数值光强度值一样简单。控制器连续地将预定义数据与实时采集的数据比较，以便检测不一致。

因此，例如，示意性实施方式还可以包括将纤维束上的气流的第一数据集与纤维束上的气流的第二数据集对比。该方法还包括基于第一数据集和第二数据集之间的对比来感测纤维束上的不一致，尤其是超出容限的不一致。第一数据集是纤维束的图像或像素化光强度的形式——没有预先在实验室设置中或在过程实施期间获得的不一致。第一数据集是原始的理想的冲击纤维束表面的标称表示，也称为“对照”。第二数据集是纤维束的图像或像素化光强度的形式，但不是代表性样本，反而其是原始的“如测量的”诊断。第二数据集被用作用于确定与规范或要求一致的度量，并且可以代表规则的或不规则的气流。

图4至图9显示了带材铺设设备的各种透视图。因此，这些图中共同的物体包含相似的附图标记。图4至图9显示了相同设备的不同视图。附图的各个等距透视图(rendering)可以帮助读者概念化零件及其在三维空间中的连接性。

图4图解了根据示意性实施方式的用于在形成复合构件期间设置细长带材的装置。图4示意性地图解了根据本发明的一个实施方式的用于在形成复合构件417期间设置细长带材415的装置400。复合构件417也可以被称为工件。通过施加带材415将复合构件417铺设到心轴450上。层496是刚刚被铺设之后的带材415。装置400是可以接收或被修改以接收图5至图9的装置400的装置的实例。

装置400可用于形成各种材料的并具有各种构造的复合构件417。具体而言，装置400可用于设置一片或多片细长带材415，其包括设置在基质材料中的增强材料，通常是单向纤维。带材415可以以各种尺寸和形状提供，通常是具有3英寸、6英寸或12英寸的宽度的长矩形条带。通过辊间隙499与铺设表面附近的切割器419将条带切割成一定长度。通常，带材415中的增强材料是多个材料的纤维构件，材料比如玻璃纤维、金属、矿物、导电或不导电的石墨或碳、尼龙、芳族聚酰胺(比如E.I.du Pont de Nemours and Company的注册商标)等，纤维构件比如纤维、股线、编织物、机织或非机织垫等。

每个带材415通常包括在其中设置增强构件的基质材料。然而，在一些情况中，带材415可以在没有基质材料的情况下形成，并且基质材料可以单独设置。在任意情况中，基质材料可以包括各种材料，比如热塑性或热固性聚合物树脂。示例性热固性树脂包括烯丙醇酯树脂(allyls)、醇酸聚酯、双马来酰亚胺(BMI)、环氧树脂、酚醛树脂、聚酯、聚氨酯(PUR)、聚脲-甲醛、氰酸酯和乙烯基酯树脂。示例性的热塑性树脂包括液晶聚合物(LCP)；氟塑料，包括聚四氟乙烯(PTFE)、氟化乙烯丙烯(FEP)、全氟烷氧基树脂(PFA)、聚氯三氟乙烯(PCTFE)和聚四氟乙烯全氟甲基乙烯基醚(MFA)；酮基树脂，包括聚醚醚酮(Victrex PLC Corporation，Thointons Cleveleys Lancashire，UK的商标)；聚酰胺比如尼龙-6/6，30％玻璃纤维；聚醚砜(PES)；聚酰胺酰亚胺(PAIS)、聚乙烯(PE)；聚酯热塑性塑料，包括聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)和聚(对苯二甲酸亚苯基酯)；聚砜(PSU)；聚(亚苯基硫醚)(PPS)。

如下面进一步讨论的，可以设置带材415以限定复合构件417的期望配置。具体而言，可以设置带材415以形成各种尺寸和形状的构件。单向带材通常对于整个层片以特定取向并排(side-to-side)铺设，并且在后续层片中可以具有不同的取向。例如，复合构件417可用于飞行器的机翼和/或机身，或任何其他合适的零件。在其他实施方式中，复合构件417可以用作其他翼面、飞行器机身面板、用于航空航天器和结构的其他构件、汽车、海上运载工具或其他运载工具的结构构件等。在一些情况下，复合构件417可以限定复杂的几何形状，例如围绕多个轴弯曲的一个或多个轮廓；限定弯曲、孔口或其他不规则形状等。装置400通常可以限定带材堆放头，该带材堆放头用于将细长带材415设置为对应于复合构件417的期望形状的配置。

例如，如图4中所图解，装置400可以将细长带材415设置在心轴450上，即，在该情况下具有内模线(IML)表面452的工具，内模线(IML)表面452然后被赋予(impart)至带材415，并因此至复合构件417。在不同的示意性实施方式中，通过沿箭头480的方向移动装置400，带材被连续地或可能非连续地铺设。可选地，复合构件417可以在装置400下旋转，或者复合构件417和装置400二者可以相对于彼此移动。

应当理解，可以使用各种类型的心轴，并且心轴450可以限定各种轮廓。具体而言，心轴450的表面452可以限定复杂的轮廓，在该复杂的轮廓上堆放带材是具有挑战性的。而且，虽然本文一般性地描述了带材415可以设置在心轴450“上”，但是应当理解，带材415的第一层可以直接设置在心轴450上，并且后续层可以设置在先前层上。装置400包括一个或多个细长带材415的供应，其被分配并设置在表面452上。

例如，带材415可以在分配器例如辊454中供应，其支撑在安装在装置400中的卷轴456上。在一些情况下，分配器可以包括多个辊或其他供应设备，其提供同时设置在心轴450上的多个带材415。注意，可能的是将多个单元400平行堆放以将平行带材同时铺设在表面上。可选地，单个带材415可以设置在一个或多个部分中。例如，单个带材415可以被分割成连续地设置在心轴450上的多个部分，或者单个带材415可以作为单件被连续地设置在心轴450上而不被分割。即，本文提到的“多个带材(plurality of tapes or multiple tapes)”可以被设置为限定多个相邻的细长部分的单件带材。

在图4中图解的实施方式中，支撑辊454的卷轴456被可旋转地安装，使得带材415可以由其分配。带材415从辊454供应到控制带材415在心轴450上的堆放的堆放导轨。堆放导轨可以是压实辊416，如所显示，其可旋转地安装使得装置400可以在心轴450的表面452上移动，同时压实辊416与其滚动接触。

因此，装置400可以在大致朝向心轴450的方向上经由压实辊416施加力，使得压实辊416施加压实压力至带材415以将其挤压抵靠在心轴450上和/或在压实区域或压实间隙中先前施加的层片上。压实辊416还可以通过固定件(mount)比如L形支架424可调节地安装，该L形支架424可以相对于装置400的其余部分调节，使得压实辊416可以抵靠带材415和心轴450施加变化的压力，或以其他方式控制带材415的堆放。可以提供加热设备458以加热带材415。

虽然描绘了压实辊416，但是可以使用其他类型的压实设备，比如压实靴(compaction shoe)或压力机。装置400通过驱动组件460相对于心轴450移动，驱动组件460在图4中示意性地指出。驱动组件460可以包括各种驱动设备，例如气动或液压致动器、电动机或伺服机构和/或链条、齿轮或轴驱动机构。驱动组件可以是机器人上的末端执行器。驱动组件460可以配置为移动装置400或心轴450以实现装置400相对于心轴450的期望的相对铺设，用于将带材415设置在心轴450的表面452之上。

通常，装置400在多次通过中沿着心轴450的表面452沿箭头480大致线性地移动，其中在每次通过中带材415的一个或多个部分被设置。例如，装置400可以从心轴450的第一端462移动到相对端464以设置一片或多片带材415，然后返回到第一端462以在相同方向上开始另一次通过以相对于在先前的通过中设置的带材设置另外的带材415。装置400还可以在从侧462到侧464的相反方向上铺设带材。

可选地，装置400可以围绕心轴450在连续的通过中缠绕一个或多个带材415，其中在每次通过之间调整位置和/或方向，使得带材415设置在相邻部分中。另外，通过的方向还可以取决于施加的层片的取向。

装置400还可以包括各种其他零件。例如，辊466可用于引导带材415通过装置400，以及控制带材张力。可以提供任何数量的辊，并且在一些情况下，一些或所有辊可以由发动机或其他致动器驱动以控制带材415的运动，比如驱动组件460。在另一个示意性实施方式中，辊可以是无动力的，而是偏置张力的或不受张力。

此外，装置400通常包括用于加热带材415和/或心轴450的加热设备458。加热设备458可以是激光器、激光二极管阵列、热气炬、电加热器、红外加热器等。加热设备458通常输送足够的能量以允许带材415在经受压实力之后粘到下面的带材415上。加热设备458可以包括多个独立的加热元件，比如形成阵列的多个激光二极管。每个加热元件可以以独立于其他激光二极管的方式连接到电源，使得可以独立于其他加热元件来控制每个加热元件的操作功率。加热器458通常位于压实间隙499附近，但是显示的位置仅是示例性的，并不将示意性实施方式限制于加热器458的其他堆放。具体而言，可以设想压实间隙附近的其他位置。

例如，如果带材415的尺寸不同或者不是由相同的材料制成，并且因此需要不同量的能量来获得其堆放的最佳温度，则区域的不均匀加热可能是期望的。而且，由于心轴450的几何形状，不同的加热量可能是期望的。加热设备458可以与配置为控制加热设备458的控制器468电连通。控制器468还可执行其他功能，例如，对于检查、速度控制、温度和速度感测、缺陷标记等必不可少的功能。

例如，装置400可以具有执行器框架402，其包括用于在铺设之后监测带材496的摄像头、温度传感器、堆放前检测器、粘性监测设备等，如关于图5至图9所描述的。此外，装置400可以包括用于标记复合构件417的缺陷或其他指定部分的标记设备(未显示)。

执行器框架402可以是执行器框架402，如图5至图9所示。此外，执行器框架402支撑摄像头阵列404和气体喷嘴406。因此，图4图解了可以如何修改自动带材铺设设备以包括本文描述的示意性实施方式。

在使用中，摄像头阵列404和气体喷嘴406二者都可以指向气体冲击点482，如箭头404A和箭头406A所指示。气体冲击点482是来自气体喷嘴406的层流气流冲击带材496的表面452处的点。因此，箭头404A表示摄像头阵列404的视线中心，并且箭头406A表示从气体喷嘴406发射的气流的中心轴的方向。如显示的，气体冲击点482位于最近铺设的带材496上，该带材在铺设后就立即被检查。在示意性实施方式中，摄像头阵列404的视线瞄准冲击点482以查看刚刚铺设的带材496上的可能的非层流。下面进一步描述了关于如何使用来自摄像头阵列404的视频数据来检查刚刚铺设的带材496的细节，通过观察气体冲击点482上的来自气体喷嘴406的气流拍摄该视频数据。注意，术语“气体冲击点”不仅考虑了带材上的单个点，而且还考虑了带材的整个区域，包括带材415的整个宽度，并且甚至可能是包括可能与刚刚铺设的带材496同时铺设并平行的多个带材宽度的区域。

气体喷嘴406和摄像头阵列404瞄准在压实间隙499附近的刚刚铺设的带材482上的冲击点482。显示的冲击点482仅用于图解，因为冲击点482可以比显示的更加靠近压实间隙499或在压实间隙499的上游，或者进一步在压实间隙499的下游或更远离压实间隙499。冲击点482也是检查点。

图5图解了根据示意性实施方式的具有层流气体冷却射流和IR图像检测器的自动纤维堆放末端执行器的等距视图。装置400可以与描述的技术比如图3中的方法300一起使用以构建零件，比如图1的飞行器100或图2的机身200。图5是图4中显示的装置400的替代视图，但是为了强调图5所示视图中的某些特征，没有显示各种零件。注意，这些特征可以变化；例如，并非所有的设备都需要具有另外的辊，比如图4中的辊466。其他各种也是可能的。

现在转向图5，装置400包括支撑摄像头阵列404和气体喷嘴406的执行器框架402。摄像头阵列404可以是配置为检测红外波长的高分辨率电荷耦合器件(CCD)。在一个示意性实施方式中，摄像头阵列是红外摄像头，不过对其他波长敏感的摄像头是可能的。摄像头阵列404被连接到电源和数据线408，电源和数据线408从电源410向摄像头阵列404提供电力并允许来回传输数据到控制器412。电源410可以是用于产生用于摄像头阵列404的电力的任何方便装置。控制器412可以是处理器，其配置为控制摄像头阵列404的操作以及用于控制气体管线414的操作，甚至可能用于控制压实辊416的操作。压实辊416将带材415施加并压实到表面417。控制器412可以是关于图3描述的反馈控制器。虽然描绘了压实辊，但是示意性实施方式设想了其他类型的辊和压实设备。控制器412可以使摄像头阵列404自动聚焦到(zoom in on)气体冲击点482上(参见图4)。瞄准摄像头阵列404可以是自动的。瞄准摄像头阵列404可以包括具体地聚焦到气体驻点上、检测到的不一致上、带材415的特定部分上、气体冲击点482上的气流的其他方面、或其组合。还可以使用反馈系统自动地执行瞄准，其中自动地控制摄像头阵列404以跟随检查或监测过程的一个或多个方面，比如例如以保持跟踪移动的驻点。设想了瞄准和放大摄像头阵列404的许多其他组合和应用。如下面进一步讨论的，提供了气体喷嘴406相对于复合构件417的类似瞄准系统。另外，同样如下面所描述，控制器412可以控制气流体积和层流气流控制。

返回到执行器框架402，如上面所指示，该零件还保持气体喷嘴406。气体喷嘴406可以配置为发射气体的层流的射流，气体比如但不限于空气、氮气、氦气、氩气，或许多其他气体，优选惰性气体。气体喷嘴406经由气体管线414被连接到压力源418。压力源可以是用于加压气体和/或冷却气体以输送到气体喷嘴406的任何合适的装置。冷却气体的来源不需要与压力源418相同。在一些示意性实施方式中，对于期望的带材铺设或带材挤压操作，可以使用除空气之外的合适的气体来源，比如但不限于氦气、氩气、氖气、氮气、氧气或任何其他合适的气体。

注意，在红外摄像头的情况下，摄像头阵列404可用于测量从气体喷嘴406刚刚分配的气体和冲击在气体冲击点482上的气体的温度。另外，可以使用红外摄像头测量周围区域的其他温度，包括但不限于最近铺设的层496。温度测量可能通过记录由摄像头阵列404检测的红外光中的波长差异，并使用已知的数学公式将那些检测到的波长差异与温度相关联来进行。

带材铺设过程和检查过程的各个方面的温度测量允许温度控制反馈技术。例如，如果需要不同量的对比来检测某些类型的不一致，则可以使用温度读数来控制从气体喷嘴406分配的气体的温度。在另一个示意性实施方式中，实际的带材铺设和检查过程的启动、停止和速度可以基于气体和带材的层496之间的期望的温度差来调节。设想了其他温度反馈控制机制。

气流的速率取决于若干因素，包括但不限于(1)气体来源的喷雾分散性质，(2)选择的孔口喷嘴(orifice nozzle)的类型和直径。如关于图10所解释的，喷嘴的直径可以是可调节的。还要注意，当摄像头阵列404是红外摄像头时，来自红外摄像头的反馈可用于测量分配的气体温度、气流的层流性质、气流的分散图案等，以用于校准喷嘴。除了上述(1)和(2)之外，气流的速率还可以取决于(3)从出口孔口(outlet orifice)到被询问的基准表面的距离，以及(4)程序化的带材施加器的卷轴速度。基于这些因素，气流的速率受一系列低速雷诺数Re的约束，雷诺数Re包括凭经验确定的最小和最大气流速度。气流可以产生用于红外检测能力的最高分辨率的理想涡流层流性质。雷诺数定义为Re＝ρUD/μ＝UD/v。对于该等式，ρ是气体来源的密度，U是气体来源的流速或速度，D是在该情况下由孔口直径确定的流直径的特征长度，μ是动态粘度，和v是气体来源的动粘滞度。

在示意性实施方式中，执行器框架402可以相对于装置400的其余部分自由浮动(float)，其仅由电源和数据线408和气体管线414支撑。在其它示意性实施方式中，执行器框架402可以被连接至装置400的一些其他部分。在其他示意性实施方式中，空气喷嘴406和摄像头阵列404可以在杆420上倾斜，以移动冲击点482更靠近或更远离压实间隙499。例如，杆420或其他刚性构件可以将执行器框架402连接到装置400的外壳，在该情况下，装置400的外壳包括L形支架422和L形支架424。因此，装置400的外壳可以被称为L形外壳。然而，可以设想许多其他外壳形状和类型。然而，对于图5中显示的示意性实施方式，L形支架422和L形支架424一起可以被称为一对L形支架。

然而，因为执行器框架402可以附连到预先存在的末端执行器并修改预先存在的末端执行器，所以用于装置400的零件的外壳和布置可以极大地变化。因此，虽然装置400显示了使用L形支架422和L形支架424经由轮轴428保持压实辊416，但是对于将执行器框架402放置在装置400上何处和以什么取向，许多其他布置是可能的。因此，例如，压实辊416可以执行或可以不执行带材压实。其他带材施加器也是可能的，并且不必须限于辊，例如图5中显示的辊。因此，例如，可以提供加热器458(见图4)以加热带材。

然而，执行器框架402被连接到装置400或与装置400相关联，执行器框架402应该相对于装置400以这样的方式设置，以便当带材通过压实辊416铺设并随后通过摄像头阵列404检查时允许来自气体喷嘴406的冷却气体射流被引导到带材上。因此，执行器框架402可以位于不同的角度，并且不必须相对于装置400垂直设置，如图4和图5中所显示的。

其他变型是可能的。例如，可以提供更多的端口用于另外的红外摄像头或在不同波长的光——包括无线电、微波、红外线、可见光、紫外线和X射线——下操作的其他类型的摄像头。类似地，可以提供多于一个气体喷嘴。可以在一个末端执行器框架上组合不同类型的摄像头。可以为具有多个带材施加器的末端执行器提供多个末端执行器框架。摄像头阵列404和气体喷嘴406中的每一个可以提供有可单独控制的旋转固定件，比如固定件470，其与可旋转销472或可旋转销474和/或铰链442和铰链443组合使得摄像头阵列404和气体喷嘴406可以在装置400的操作期间指向不同的角度。这些零件中的一个或多个可以由一个或多个伺服电动机例如伺服电动机421致动。

上面显示的用于铰接摄像头阵列404和气体喷嘴406中的一个或多个的接头可以采用不同的形式。例如，可以通过使用球形接头或允许二维或甚至三维铰接的其他类型的万向接头来实现铰接，其中摄像头阵列404和气体喷嘴406在一些情况下可以独立地铰接，从而使二者是无限可调节的并且能够在任何方向上瞄准。在其他示意性实施方式中，摄像头阵列404和气体喷嘴406可相对于彼此固定。三维铰接意味着摄像头阵列404和气体喷嘴406可以相对于执行器框架402的中心486沿轴488上下移动(参见图8)，并且还可以围绕执行器框架402的中心轴488来回扭转(参见图8)，并且还可以围绕铰链的纵轴比如围绕纵轴490来回旋转(参见图8)。可以通过从摄像头阵列404成像来提供对反馈控制的反馈感测，所述反馈控制用于气体喷嘴406和摄像头阵列404相对于冲击点482的定位。可以提供致动器以调节气体喷嘴406和摄像头阵列404。

图6至图9显示了装置400的不同透视图。因此，这些图享有共同的附图标记，这些附图标记指的是与关于图4至图9描述的结构类似的结构。

图6图解了根据示意性实施方式的冷却射流的放大视图。在该视图中，强调了具有摄像头阵列404和射流喷嘴406的末端执行器402。

图7图解了根据示意性实施方式的图5中显示的自动纤维堆放末端执行器的侧视图表示。同样，装置400显示为具有执行器框架402、电源和数据线408、气体管线414、L形支架424和压实辊416。带材415可以相对于图5和图7中显示的延伸出视野；例如，参见图4中带材415的一种可能的布置。

示意性实施方式能够实现至少两种不同的配置。第一种配置是与平行带材纤维束施加器相等数量的气体来源和传感器。取决于平行施加器的纤维束宽度和数量，第二种配置是可用于整个可施加区域的单个气体来源或传感器封装件。优选的配置将取决于来源或传感器封装件的制造试验、数据收集以及成本。

另外，可以存在多个压实辊、执行器框架、气体喷嘴和摄像头阵列。例如，可以具有8个、16个、24个、32个或更多或更少个设备，其平行或以其他方式布置，同时分配和压实带材，并且由8个、16个、24个、32个或更多或更少个气体喷嘴和摄像头阵列感测。在其他示意性实施方式中，一个传感器系统可以处理多于一个带材纤维束。还有其他变化是可能的。

关于带材的铺设，铺设带材直到到达带材铺设路径的末端，同时气体流过加热的且刚刚压实的带材以连续地感测刚刚铺设的表面，直到到达路径的末端。在压实辊激活(activation)和气流之间可以存在触发器，以由控制器控制气流和摄像头致动。

图8图解了根据示意性实施方式的图4中显示的自动纤维堆放末端执行器的正视图表示。再次，装置400显示为具有执行器框架402、摄像头阵列404、气体喷嘴406、L形支架422、L形支架424和压实辊416。显示了执行器框架402的中心486，连同中心轴488和纵轴490，用于参考。

图9图解了根据示意性实施方式的图4中显示的自动纤维堆放末端执行器的后俯视图表示。再次，装置400显示为具有执行器框架402、电源和数据线408、气体管线414、L形支架422、L形支架424和压实辊416。

在一些示意性实施方式中，将气体喷嘴配置为与冲击表面正交固定将是优选的。在该情况下，编程的伺服控制臂，例如伺服机构421，可以操纵摄像头阵列的旋转角度。控制臂可以是由伺服电动机421控制的杆420。在显示的图中，摄像头阵列和气体喷嘴可以静态配置在同一平面内；然而，在图11和图12中，红外检测器显示为与流方向正交。

可选地或另外地，可旋转销472和可旋转销474与铰链442和铰链443一起可以允许摄像头阵列404和气体喷嘴406相对于压实辊416向右和向左旋转。可旋转销472和可旋转销474可以存在于末端执行器402的中点处，并且入射的摄像头角度可以从0度(与带材表面正交并且平行于流方向)连续地变化到90度(与流方向正交并且平行于带材表面)。一些示意性实施方式可能不需要铰链442、铰链443、可旋转销472或可旋转销474的可变控制。

在该情况下，将使用永久的L形传感器外壳。对于该示意性实施方式，气体喷嘴406被装配在外壳的一侧上，比如L形支架422或L形支架424，并且摄像头阵列404被装配在另一个L形支架的正交平面上。还有其他布置是可能的。因此，示意性实施方式不一定限于这些实例。

图9中显示的视图还有助于显示在带材415上气体冲击点482为可能多于单个点。再次，气体冲击点482是来自气体喷嘴406的层流气流冲击带材415的区域。气体冲击点482可以称为检查区域。在图9显示的实例中，气体冲击点482约为带材415的宽度。然而，在其他示意性实施方式中，气体冲击点482可以小于带材415的宽度，包括在带材415内可能非常小的区域(即，带材415内窄带的检查)。

在仍其他示意性实施方式中，气体冲击点可以比带材415宽。例如，假设多个带材贴近装置400平行铺设，如带材492和带材494所指示。为清楚起见，图9中省略了与装置400相似的另外的装置，但是这些隐含地存在以用于铺设这些另外的行的带材，另外的检查工具，比如上面描述的那些，可能存在或可能不存在于这些另外的带材铺设装置上。在该情况下，气体冲击点482可以同时是多个带材的宽度，比如包括带材415上的区域以及带材492和带材494的部分或全部宽度。当气体冲击点482延伸穿过带材492和带材494的部分或全部宽度时，摄像头阵列404(或可能是在多个装置上的多个摄像头阵列)可用于在相对大的气体冲击点482内同时检查多个带材。当然，当使用多个装置时，每个装置具有它们自己的摄像头阵列和气体喷嘴，那么一个或多个控制器可以独立地检查正在铺设的不同带材。

例如，图9中显示了大的气体冲击点483。大的气体冲击点483被认为是“大的”，仅仅因为它大于气体冲击点482。大的气体冲击点483延伸穿过所有三个带材——带材415、带材492和带材494，并且在该特定示意性实施方式中，使用摄像头阵列404同时检查所有三个。

在又另一个变型中，气体冲击点482和大气体冲击点483可以具有各种形状，而不仅仅是图9中显示的椭圆形状。可以通过改变气体喷嘴406来实现另外的形状，例如，如关于图10所描述的。

因此，示意性实施方式的许多变型是可能的。因此，关于附图描述的实例不必限制本文描述的其他示意性实施方式。

图10图解了根据示意性实施方式的使用中的图4至图9的自动纤维堆放末端执行器，以及冲击在平坦表面上的射流的流动和停滞特性。喷嘴1000可以是图4至图9中的喷嘴406。喷嘴1000由具有直径D 1002和中心轴Z 1004的孔口限定。

注意，喷嘴1000具有端部1012。端部1012在图10中显示为圆形。然而，端部1012可以具有各种不同的形状，比如，但不限于长椭圆形(用于更宽的气流冲击点)、正方形(用于不同的气流图案)、或任何其他期望的形状。喷嘴的孔径大小是可变化的，并且可变性可以是自动的。端部1012的宽度或直径可以改变气体冲击点的大小，如关于图9所描述的，和/或可能地改变来自喷嘴1000的端部1012的气体的分布轮廓(distribution profile)。气体的分布轮廓可以是层流气流，并且优选地是层流气流。然而，在一些示意性实施方式中，分布轮廓不需要是层流的，并且无论是层流的还是非层流的，气体分布轮廓可以是气体的射流或气体的一些其他流。因此，示意性实施方式不一定限于图10中显示的实例。

气流由图10中的箭头显示。壁射流区域在表面1008(例如，对应于带材417的表面)上沿着点Tw 1006之间形成，但是驻点在喷嘴1000的中心轴Z 1004附近形成。在图10中显示了流动弧“U”和“T₀”。喷嘴1000设置在表面1008上方的高度“H”1010处。

示意性实施方式的一种配置是与铺设表面的正交流动方向。然而，可选配置是可能的，并且最好在具体项目的制造试验期间确定。

然而，就流动特性而言，描述了两种配置。每种流动配置潜在地具有其独特的优势。例如，在一种配置中，其中流被引导垂直于铺设表面，“层流”意思的是直接参考当它离开孔口出口时——适当地为在接触冲击表面之前或其“上游”——的初始流速和流线性质。流被称为“层流”，因为它保持了雷诺数Re的包络空间，雷诺数Re是无量纲的。层流通常特征在于小于约2300的Re。对于大于该阈值的雷诺数，流开始向不期望的湍流质量转变。层流还取决于气体来源、流速度和孔口直径。一旦流正交地冲击“壁”或冲击表面，可能发生气体的涡流与湍流混合，并且将形成边界层。

在另一种配置中，气流平行于铺设表面。在该情况下，平滑的边界层将立即形成。在该情况下，控制体积或铺设表面中的不一致或拓扑异常可能引起气体的湍流混合。然而，停滞不会像图像中的中心特征那样普遍或显而易见。

上述第一种配置提供了监测铺设表面上的驻点区域(速度＝0)的空间特征的变化的最佳机会。因为平坦的原始铺设表面上的标称停滞特征将呈现对称性，所以第一种配置提供了这个最佳机会。相反，具有不一致的表面上的停滞特征将显得不对称，在该情况下不一致将被容易识别。

其他流图案式也是可能的。例如，气流不需要与带材417的表面正交或平行，而还可以处于其之间的任何其他角度。

图11A图解了具有多个集会孔口(met orifice)的平坦的板。图11B图解了二维轮廓图1108的顶视图，其指示投影到平坦的板1104(图11A)上的气流驻点，比如点1110。根据示意性实施方式，气流驻点比如驻点1110与射流孔口的位置比如射流孔口1102同心。

图11a显示了平坦的板1100，其包括吹到平坦的板1104上的射流孔口1102。平坦的板1104可以是加热的表面。注意，因为在示意性实施方式中气体射流是冷却的，所以可以认为带材铺设设备相对于气体射流被“加热”。该温差可能是因为气体被冷却，带材或带材铺设设备被加热，或两者的组合。图11b中的图表1107显示了射流停滞区域1108，其中冷气体静止(rest)在平坦的板1104上。

图11b指示了二维轮廓图1107，其指示投影到平坦的板1104上的气流驻点1108，气流驻点1108与射流孔口1102的位置同心。该数据输出由高分辨率红外摄像头拍摄，并且是用于拍摄使用示意性实施方式可检测的蒙皮不一致的最相似的计算方法(即，红外摄影测量法)。

与该实例不同，对于非平坦表面(即，其由不一致比如折皱或异物碎片而产生)，平面外曲率和脊部产生变形的热轮廓平面，其改变射流停滞区域1108的形状，阻止其与喷嘴或射流孔口1102同心。如本文所使用，“同心”是指驻点与铺设表面上的射流冲击点同心。

如图11中显示的示意性实施方式，红外摄像头1112拍摄该数据，平坦的板1100对红外光或使用的任何波长的光基本上是透明的。计算数字图像相关性技术被用于标记不一致并警告制造团队。正是停滞区域比如驻点1110的这些变化，其允许红外摄像头1112来检测应该被处理的工件表面1106中的不一致。应该被处理的不一致是超出容限的那些，而不仅仅是检测和识别的那些不一致。

数字图像相关性是用于与摄影测量技术相关的计算的广泛使用的计算工具。使用对照图像(一个或多个)，对照图像表示在预定速度、气体类型和角度下的冲击流的原始停滞特征。将存在可接受的停滞特征的范围。该范围由制造试验确定，并经由应力和结构配合(term)共同作用，因为它具体涉及折皱尺寸和特性。该范围可用作确定不一致在容限之内还是在容限之外的手段。因此，该范围是校准或理解输出并对其表征的方式，以便用户知道正在检测的内容的含义或正在检测的内容的性质。

数据库存储来自该对照组的信息。在处理原始检查数据时，计算机完成表征像素映射的计算。该过程包括但不限于快速傅里叶变换、短时傅里叶变换、连续小波变换和数字图像相关性技术。

对于平纹织物，织物本身的几何形状和定位可用于关联多个图像。对于单轴带材或纵割带材，在采集期间位于每个图像上的精确空间位置处的简单红外激光指示器将提供在后处理期间使用的通用参考点。通过将每个原始图像与图像的对照数据库逐像素比较，可以检测编织图案(或其他参考点)的变形形式(即由折皱引起)的不一致。控制器中的阈值或标记与设计和应力以及结构配合认为合适的限度(allowance)直接关联。再次，该技术可以是确定不一致在容限之内还是在容限之外的手段。

图12图解了根据示意性实施方式的一系列图表，其显示了冲击各种弯曲表面的气体射流的流动行为。因此，图12是图11b的变型。

图表1200图解了在各种形状的工件上的不同成形的表面，比如表面1202、表面1204、表面1206、表面1208、表面1210和表面1212上的驻点的外观。这种工件的实例是图11B中的工件1106。通过记录预期的驻点和观察到的驻点之间的差异，该信息可用于检测和表征复杂轮廓工件上的不一致。

图13图解了根据示意性实施方式的冲击复杂圆柱体的气体射流的效果。图13是图11b和图12的变型。

图表1300显示了在不同工件，比如各种形状的工件1310、工件1312、工件1314和工件1316上的驻点，比如驻点1304、驻点1306和驻点1308的外观。通过记录预期驻点和观察到的驻点之间的差异，该信息可用于检测和表征复杂工件，比如工件1312、工件1314和工件1316上的不一致。

蘑菇形的涡流偶极，比如涡流偶极1302也可用于检测不一致的存在。如上面关于湍流所描述的，通过设计，离开孔口的流为基本上没有湍流的层流。由不一致引起的不均匀的表面几何形状的效果刺激了涡流湍流。

应该一起阅读图14A至图14C。图14A图解了根据示意性实施方式的没有如根据示意性实施方式检测到的不一致的原始平坦铺设表面。图14B图解了根据示意性实施方式的如根据示意性实施方式检测到的不一致的实例。图14C图解了根据示意性实施方式的以倾斜角度冲击平坦表面的不完全膨胀射流的冲击表面上的压力分布的实例。图14A至图14C一起是使用关于图1至图13描述的技术获取的实际数据的表示。

对于红外检测器和与铺设表面正交的流方向，图14A显示了当不存在不一致时工件上的原始红外映射。如在图表1400中可以看到的，在区域1402处显示了相当均匀的一系列同心气流图案(层流)。

图14B显示了在具有不一致的表面特别是折皱表面上的红外映射。图表1404显示了在区域1406处显示的模糊不清的(smeared)气流图案(非层流)。图表1408显示了在区域1409处显示的另一类型的模糊不清的气流图案(非层流)。

图14C中的图表1410是使用不同的技术获取的数据，并且指示压力，其中气体射流倾斜冲击在表面上。代替使射流倾斜，示意性实施方式正在寻找以发现与射流自然成入射角的不一致，引起显示的停滞特征的变化。因此，图14C显示了，示意性实施方式不仅适用于检测复合材料和带材中的不一致，而且还适用于检测涂层中的不一致，包括但不限于涂料中的不一致。换句话说，图3至图10中的示意性实施方式可用于检查涂层，比如，但不限于涂料，其使用在涂层上的气体冲击点上的冷却气流和从观察气体冲击点的摄像头阵列收集的数据来寻找涂层中的不一致。例如，上面描述的摄像头阵列404和气体喷嘴406可以被附连到自动喷涂设备，并用于检查在施加点下游刚刚喷涂的表面。在该情况下，气体冲击点或检查区域就在涂料施加区域的下游。

仍进一步，示意性实施方式还可用于检查使用增材制造技术产生的设备。例如，摄像头阵列和气体喷嘴可以指向通过增材制造逐层构建的产品上的包括一个或多个区域的气体冲击点。当添加每个层时，可以使用关于图3至图10描述的方法和装置，通过在添加层时将冷却气体吹送到层上，并且然后使用摄像头阵列来原位和实时地寻找那些层上的不一致来完成检查。

因此，在该具体实例中，示意性实施方式主要集中于检查增材形成的部件的表面。增材形成的部件的目标是通过添加材料来产生部件，并产生在容限内的表面光洁度，其不需要二次加工来使在容限内。可以使用示意性实施方式的形式来检查施加的层，但是也可以检查刚刚产生的表面，寻找表面上超出容限的不一致。由于增材制造工艺引起增材制造表面的大小增加，检查区域的大小可以改变尺寸。

此外，示意性实施方式可用于检查使用减材制造(例如铣削)产生的设备。例如，摄像头阵列和气体喷嘴可以指向通过铣削或以其他方式从工件移除材料以形成光洁度表面形成的产品上的包括一个或多个区域的气体冲击点。当工具移动穿过移除材料的表面时，附连到工具的检查设备可以使用示意性实施方式的方法来检查刚刚产生的表面的光洁度。根据减材制造过程的移除大小，检查区域的大小可以改变尺寸。可以使用关于图3至图10描述的方法和装置，通过当层或区域移除时，将冷却气体吹送到层或区域上，并且然后使用摄像头阵列来原位和实时地寻找那些层或区域上的不一致来完成检查。

在其他示意性实施方式中，关于图3至图10描述的方法和装置可用于检查使用装配机制造的设备或使用将物体结合或密封在一起的机器制造的设备。可以通过当层或区域移除时将冷却空气吹送到层或区域上，并且然后使用摄像头阵列来原位和实时地寻找那些粘合件、配件、密封件或接缝的不一致，来检查粘合件、配件、密封件或接缝。当该过程移动穿过正在被加工的任何工件时，这些示意性实施方式是特别适合的。检查设备可以附连到执行操作的设备，并且可以在相关的制造过程期间执行检查。

因此，本文描述的示意性实施方式不一定限于复合带材铺设过程，比如关于图3至图10描述的那些。仍设想了其他应用，并且不一定由上面提供的实例排除。图15是根据示意性实施方式的检查设备的图解。检查设备1500是关于图3至图14C描述的检查设备的变型。

检查设备1500包括瞄准工件1504的气体分配器1502。检查设备1500还包括瞄准工件上的气体冲击点的摄像头1506。

检查设备1500还可以包括控制器1508，其控制下列所有：气体由气体分配器1502的分配，摄像头1506以拍摄图像比如图像1507，以及配置为处理气体冲击点1512的图像的处理器1510。

检查设备1500还可以包括包含气体分配器和摄像头的外壳1514。检查设备1500还可以包括连接到外壳1514的带材分配系统1516，带材分配系统配置为将带材铺设在工件上。

在另一个示意性实施方式中，气体分配器1502配置为发射层流气流。气体1518可以是空气。如上所述，气体1518可以是任何其他合适的气体。气体可以处于冷却温度，意思是低于工件的温度。在另一个示意性实施方式中，摄像头1506是红外摄像头，并且图像包括红外图像。

在另一个示意性实施方式中，控制器1508可以配置为控制气体分配器1502以将气体1518分配到气体冲击点1512上。在该情况下，控制器1508可以在气体1518流动到气体冲击点1512上时从气体冲击点1512的摄像头1506接收图像1507。然后，控制器1508可以使用处理器1510分析图像1507，以确定在气体1518的流中是否发生扰动1520。然后，控制器1508可以响应于识别扰动1520发送警报1522。

可以进一步改变示意性实施方式。例如，示意性实施方式设想了使用检查设备1500制造飞行器的一部分。因此，示意性实施方式不一定由图15的实例限制。对于涂料或涂层检查系统，带材分配器可以被涂料或涂层施加器、或增材制造材料添加设备、或减材制造工具、或封闭器等替代。检查设备被附连到执行该操作的工具，以便可以进行原位和实时检查。

图16图解了根据示意性实施方式的自动纤维堆放末端执行器。自动纤维堆放末端执行器1600包括连接到末端执行器1604的气体喷嘴1602。自动纤维堆放末端执行器1600还包括指向冲击点1608处的红外摄像头1606，来自气体喷嘴1602的气体1610在冲击点1608处冲击在工件1614的表面1612上。气体喷嘴1602和红外摄像头1606指向为使得下述两者：气体1610可定向在工件1614处和可以从工件1614获取红外数据1616。

自动纤维堆放末端执行器1600可以改变。例如，自动纤维堆放末端执行器1600还可以包括连接末端执行器1604的外壳1618。在另一个实例中，自动纤维堆放末端执行器1600还可以包括控制器1620，控制器1620被配置为检索来自红外摄像头1606的红外数据1616，并基于红外数据1616确定在工件1614上是否存在不一致1622。

在示意性实施方式中，控制器1620可以进一步配置为控制在带材铺设顺序期间的方向、压力和气体施加，并控制气体1610的温度。在另一个示意性实施方式中，控制器1620可以进一步配置为控制红外摄像头1606的成像方向和成像时间。

在仍另一个示意性实施方式中，末端执行器1604保持红外摄像头1606和气体喷嘴1602二者。气体1610可以是空气。如上所述，气体1518可以是其他气体。

在又另一个示意性实施方式中，自动纤维堆放末端执行器1600还可以包括连接到外壳1618的带材施加器1626。

在不同的示意性实施方式中，自动纤维堆放末端执行器1600还可以包括连接到气体喷嘴1602的气体管线1628。自动纤维堆放末端执行器1600还可以包括连接到气体管线1628的压力源1630。压力源1630可以是配置为将气体1610——气体1610低于零华氏度——泵送到气体管线1628中。

进一步说明该示意性实施方式，自动纤维堆放末端执行器1600还可以包括连接到红外摄像头1606的电源和数据线1632。自动纤维堆放末端执行器1600还可以包括连接到电源和数据线1632的电源1634。自动纤维堆放末端执行器1600还可以包括连接到电源和数据线1632的控制器1620。控制器1620可以配置为控制红外摄像头1606的操作。

进一步说明该实例，控制器1620可以进一步配置为使用红外数据1616来确认气体喷嘴1602分配气体的层流。另外，自动纤维堆放末端执行器1600还可以包括连接到气体喷嘴1602的气体管线1628。自动纤维堆放末端执行器1600还可以包括连接到气体管线1628的压力源1630。压力源1630可以配置为将气体1610泵送到气体管线1628中。控制器1620可以进一步配置为控制压力源1630的操作。在另一个示意性实施方式中，气体喷嘴1602和红外摄像头1606是下述中的一种：指向相同方向和指向不同方向。

在仍不同的示意性实施方式中，自动纤维堆放末端执行器1600还可以包括连接到外壳1618的带材施加器1626。外壳1618可以是一对L形支架。带材施加器1626可以经由杆1636被连接到L形支架。杆1636可以是图4中的可旋转销472或可旋转销474。

控制器可以配置为，如果检测到不一致1624，则发出警报1638。警报1638可以采用声频或视觉警报的形式，或者可以采用显示在显示屏上的电子消息的形式。警报1638还可以是存储的数据，其指示计算机处理或人类用户可能需要详细审查不一致1624。

还设想了其他示意性实施方式。例如，示意性实施方式设想了使用自动纤维堆放末端执行器1600来制造飞行器的一部分。因此，示意性实施方式不一定限于图16中显示的实例。

图17是根据示意性实施方式的检查结构的方法的图解。方法1700是以上关于图3至图16描述的方法的变型。方法1700中的任选操作用虚线框显示。

方法1700包括将纤维束堆放在工具上(操作1702)。方法1700还包括将气流引导到纤维束上(操作1704)。方法1700还包括将源自纤维束上的气流的第一图像与源自纤维束的第二图像对比，其中第一图像和第二图像集来自其中气流冲击纤维束的位置(操作1706)。

方法1700可以变化。例如，方法1700还可以包括基于第一图像和第二图像之间的对比确定纤维束上是否存在不一致(操作1708)。在另一实例中，方法1700还可以包括基于第一图像和第二图像之间的对比监测气流中的空间驻点(操作1710)。在示意性实施方式中，气流被冷却至零华氏度或更低，并且第一图像包括红外图像。

在又另一个示意性实施方式中，方法1700还可以包括将第一图像与第二图像之间的对比中检测到的气流不规则性与纤维束上不一致的存在相关联(操作1714)。在仍另一个示意性实施方式中，方法1700还可以包括将检测到的气流空间驻点与纤维束上不一致的存在相关联。

在又另一个示意性实施方式中，方法1700还可以包括控制在带材铺设顺序期间气体的方向和压力，以及气流的温度(操作1718)。方法1700还可以包括继续监测延迟时间以允许在带材施加程序结束时进行检查。方法1700还可以包括处理纤维束中超出容限的不一致(操作1720)。在一个示意性实施方式中，该方法可以在此之后终止。

仍有其他变型是可能的。例如，示意性实施方式还设想了根据方法1700装配的飞行器的一部分。因此，示意性实施方式不一定限于方法1700中提供的实例。

图18是根据示意性实施方式的制造复合结构的方法的图解。方法1800是以上关于图3至图17描述的方法和技术的变型。关于方法1800的任选操作用虚线框显示。

方法1800还包括将复合材料施加到工件的表面上(操作1802)。方法1800还包括使用喷嘴分配气体以冲击复合材料上(操作1804)。方法1800还包括使用摄像头监测由于分配气体而产生的在复合材料上的气流图案(操作1806)。

方法1800可以变化。例如，方法1800还可以包括使用压实辊压实复合材料，其中形成施加的带材(操作1808)。压实可以在复合材料上的气体冲击点的上游进行。

气体可以是冷却层流，其中冷却被定义为低于复合材料的温度。摄像头是红外摄像头。监测可以包括查验驻点图案的变化，其中变化是由于复合材料中的不一致而产生的。

方法1800还可以包括响应于检测到不一致发送警报(操作1810)。方法1800还可以包括在压实带材的时候改变气体的温度(操作1812)。方法1800还可以包括在分配的时候改变气体的压力(操作1814)。方法1800还可以包括使用控制器控制所有的施加、分配和监测(操作1816)。在一个示意性实施方式中，该方法可以在此之后终止。

仍有其他变化是可能的。例如，示意性实施方式设想了根据方法1800装配的飞行器的一部分。因此，示意性实施方式不一定限于方法1800中提供的实例。

图19是根据示意性实施方式的制造具有施加到部件表面的涂层的部件的方法的图解。方法1900是关于图3至图18描述的方法和技术的变型。关于方法1900中的任选操作用虚线框显示。

方法1900包括将涂层施加到部件的表面(操作1902)。方法1900还包括在施加之后使用喷嘴分配气体以冲击涂层(操作1905)。方法1900还包括使用摄像头监测由于分配气体而产生的在涂层上的气流图案(操作1906)。

方法1900可以变化。例如，在示意性实施方式中，涂层可以是涂料。在另一个示意性实施方式中，气体是冷却层流，其中冷却被定义为低于涂层的温度。摄像头可以是红外摄像头。监测可以包括查验驻点图案的变化，其中变化是由于涂层中的不一致而产生的。

仍有其他变型也是可能的。例如，方法1900还可以包括响应于检测到不一致发送警报(操作1908)。在该情况下，方法1900还可以包括确定不一致是否超出容限(操作1910)。方法1900还可以包括响应于确定不一致超出容限，补加工涂层(操作1912)。

仍有其他变型是可能的。例如，方法1900还可以包括在施加涂层时改变气体的温度(操作1914)。方法1900还可以包括在施加涂层时改变气体的压力(操作1916)。方法1900还可以包括使用控制器控制所有的施加、分配和监测(操作1918)。在一个示意性实施方式中，该方法可以在此之后终止。

设想了其他示意性实施方式。例如，示意性实施方式还设想了根据方法1900装配的飞行器的一部分。因此，示意性实施方式不一定由关于方法1900提供的实例限制。

图20是根据示意性实施方式的检查表面的方法的图解。方法2000是关于图3至图19描述的方法和技术的变型。在虚线框中显示了方法2000中的任选操作。

方法2000包括将气流引导到表面上(操作2002)。方法2000还包括监测气流中的空间驻点(操作2004)。方法2000还包括将检测到的气流空间驻点与表面上不一致的存在相关联(操作2006)。

方法2000可以变化。例如，引导、监测和关联可以自动地进行。在另一实例中，方法2000还可以包括确定检测到的不一致是否超出容限(操作2008)。另外，方法2000还可以包括处理表面中超出容限的不一致(操作2010)。在示意性实施方式中，气流包括冷却气体，其中冷却被定义为低于表面的第二温度的第一温度。冷却也可定义为32华氏度或更低。在另一个示意性实施方式中，监测空间驻点可以包括使用红外摄像头来监测气流中的温度分布。在一个示意性实施方式中，该方法可以在此之后终止。

仍有其他变型是可能的。例如，示意性实施方式还设想了根据方法2000装配的飞行器的一部分。因此，示意性实施方式不一定限于关于方法2000显示的实例。

可以在如图21所示的飞行器制造和使用方法2100以及如图22所示的飞行器2200的背景中描述本公开内容的示意性实施方式。飞行器2200可以是图1中的飞行器100。本文描述的技术可用于使用飞行器制造和使用方法2100来制造飞行器2200。关于图21和图22描述的技术可以利用关于图1至图20描述的检查系统、设备和方法。

首先转到图21，根据示意性实施方式描绘了飞行器制造和使用方法的图解。在生产前期间，飞行器制造和使用方法2100可以包括图22中的飞行器2200的规格和设计2102和材料采购2104。

在生产期间，进行图22中的飞行器2200的部件和子组件制造2106和系统集成2108。其后，图22中的飞行器2200可以通过认证和交付2110以便投入使用2112。在客户使用2112时，图22中的飞行器2200被安排用于日常维护和保养2114，其可以包括改进、重新配置、翻新和其他维护或服务。

关于使用方法2100和飞行器2200可以应用关于图2至图20描述的检查技术。例如，以上描述的示意性实施方式可以应用在例如至少制造2106、系统集成2108、使用2114上以构建机身2202和内部2206。

飞行器制造和使用方法2100中的每个过程可以由系统集成商、第三方和/或运营商来执行或进行。在这些实例中，运营商可以是客户。出于该描述的目的，系统集成商可以非限制性地包括任何数量的飞行器制造商和主系统分包商；第三方可以非限制性地包括任何数量的销售商、分包商和供应商；并且运营商可以是航空公司、租赁公司、军事实体、服务组织等。

现在参考图22，描绘了其中可以实现示意性实施方式的飞行器的图解。在该实例中，飞行器2200由图21中的飞行器制造和使用方法2100生产，并且可以包括具有多个系统2204的机身2202和内部2206。系统2204的实例包括推进系统2208、电气系统2210、液压系统2212和环境系统2214中的一个或多个。可以包括任何数量的其他系统。尽管显示了航空航天实例，但是不同的示意性实施方式可以应用于其他行业，比如汽车行业。

可以在图21中的飞行器制造和使用方法2100的至少一个阶段期间采用本文所体现的装置和方法。

在一个示意性实例中，在图21中的部件和子组件制造2106中生产的部件或子组件可以以与图21中飞行器2200投入使用时生产的部件或子组件的方式加工或制造。作为又一个实例，在生产阶段，比如图21中的部件和子组件制造2106和系统集成2108，可以使用一个或多个装置实施方式、方法实施方式或其组合。在图21中，当飞行器2200处于使用2112中和/或在维护和保养2114期间时，可以使用一个或多个装置实施方式、方法实施方式或其组合。多个不同的示意性实施方式的使用可以大幅度加速飞行器2200的装配和/或降低飞行器2200的成本。

已经出于说明和描述的目的给出了对不同示意性实施方式的描述，并且不旨在穷举或限制于所公开形式的实施方式。许多修改和变型对于本领域普通技术人员来说将是显而易见的。此外，与其他示意性实施方式相比，不同的示意性实施方式可以提供不同的特征。选择和描述所选择的实施方式(一个或多个)以便最好地解释实施方式、实际应用的原理，并且使本领域的其他技术人员能够理解适合于预期的特定用途的各种实施方式和各种改进的公开内容。

Claims (15)

1.一种检查设备(1500)，其包括：

瞄准工件(1504，1614)的气体分配器(1502)；和

瞄准所述工件(1504，1614)上的气体冲击点(1512)的摄像头(1506)，

所述设备进一步包括：

包含所述气体分配器(1502)和所述摄像头(1506)的外壳(1514，1618)，和

连接至所述外壳(1514，1618)的带材分配系统(1516)，所述带材分配系统(1516)配置为将带材铺设在所述工件(1504，1614)上。

2.根据权利要求1所述的检查设备(1500)，其进一步包括：

控制器(1508，1620)，其控制下列全部：

气体(1518，1610)由所述气体分配器(1502)的分配；

控制所述摄像头(1506)以拍摄图像；和

处理器(1510)，其配置为处理所述气体冲击点(1512)的图像。

3.根据权利要求1或2所述的检查设备(1500)，其中所述气体分配器(1502)配置为发射层流气流，优选地，其中所述气体(1518，1610)是空气。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的检查设备(1500)，

其中所述摄像头(1506)包括红外摄像头(1606)，并且所述图像包括红外图像，

和/或

所述设备进一步包括：

控制器(1508)，所述控制器(1508)配置为：

控制所述气体分配器(1502)以将所述气体(1518)分配在所述气体冲击点(1512)上；

当所述气体(1518)流动到所述气体冲击点(1512)上时，接收来自所述气体冲击点(1512)的摄像头(1506)的图像(1507)；

分析所述图像(1507)以确定在气体(1518，1610)的流中是否发生了扰动(1520)；和

响应于识别所述扰动(1520)发送警报(1522，1638)。

5.一种自动纤维堆放末端执行器(1600)，其包括：

连接到末端执行器(1604)的气体喷嘴(1602)；

定向在冲击点(1608)处的红外摄像头(1606)，来自所述气体喷嘴(1602)的气体(1518，1610)在所述冲击点(1608)处冲击在工件(1614)的表面(1612)上，所述气体喷嘴(1602)和所述红外摄像头(1606)指向为使得所述气体(1518，1610)可定向在所述工件(1504，1614)处并且可以从所述工件(1504，1614)获取红外数据(1616)。

6.根据权利要求5所述的自动纤维堆放末端执行器(1600)，其进一步包括：

控制器(1508，1620)，配置为从所述红外摄像头(1606)检索红外数据(1616)，并且基于所述红外数据(1616)确定在所述工件(1504，1614)上是否存在不一致；优选地，其中所述控制器(1508，1620)进一步配置为控制在带材铺设顺序期间的方向、压力和气体施加，并且控制所述气体(1518，1610)的温度，和/或其中所述控制器(1508，1620)进一步配置为控制所述红外摄像头(1606)的成像方向和成像时间。

7.根据权利要求5或6所述的自动纤维堆放末端执行器(1600)，其进一步包括下列的一个或多个：

其中执行器框架保持所述红外摄像头(1606)和所述气体喷嘴(1602)二者；

其中所述气体(1518，1610)包括空气；

连接至外壳(1514，1618)的带材施加器(1626)；

连接至所述气体喷嘴(1602)的气体管线(1628)；和

连接至所述气体管线(1628)的压力源(1630)，所述压力源(1630)配置为将所述气体(1518，1610)泵送到所述气体管线(1628)中，所述气体(1518，1610)低于-17.78摄氏度(零华氏度)。

8.根据权利要求7所述的自动纤维堆放末端执行器(1600)，其进一步包括：

连接至所述红外摄像头(1606)的电源和数据线(1632)；

连接至所述电源和数据线(1632)的电源(1634)；和

连接至所述电源和数据线(1632)的控制器(1508，1620)，所述控制器(1508，1620)配置为控制所述红外摄像头(1606)的操作。

9.一种检查结构的方法(1700)，所述方法(1700)包括：

(1702)将纤维束堆放在工具上；

(1704)将气流引导到所述纤维束上；和

(1706)将源自所述纤维束上的气流的第一图像与源自所述纤维束的第二图像对比，其中所述第一图像和所述第二图像集来自其中所述气流冲击在所述纤维束上的位置。

10.根据权利要求9所述的方法(1700)，其进一步包括下列的一个或多个：

(1708)基于所述第一图像和所述第二图像之间的对比确定所述纤维束上是否存在不一致；

(1710)基于所述第一图像和所述第二图像之间的对比监测所述气流中的空间驻点；

其中将所述气流冷却至零华氏度或更低，并且其中所述第一图像包括红外图像；

(1714)将在所述第一图像和所述第二图像之间的对比中检测到的气流不规则性与所述纤维束上不一致的存在相关联。

11.一种制造复合结构的方法，所述方法包括：

将复合材料施加到工件(1504，1614)的表面；

使用喷嘴分配气体以冲击所述复合材料；

使用摄像头(1506)监测由于分配所述气体(1518，1610)而产生的所述复合材料上的气流图案。

12.根据权利要求11所述的方法，其进一步包括：

使用压实辊压实所述复合材料，其中形成施加的带材，优选地，其中在所述复合材料上的气体冲击点(1512)的上游进行压实。

13.一种制造部件的方法，所述部件具有施加到所述部件的表面(1612)的涂层，所述方法包括：

将涂层施加到所述部件的表面(1612)；

在施加之后，使用喷嘴分配气体以冲击所述涂层；

使用摄像头(1506)监测由于分配所述气体而产生的涂层上的气流图案。

14.根据权利要求13所述的方法，其包括下列的一个或多个：

其中所述涂层包括涂料；

其中所述气体(1518，1610)是冷却层流，其中冷却被定义为低于所述涂层的温度；

其中所述摄像头(1506)是红外摄像头(1606)；

其中监测包括查验驻点图案的变化，其中所述变化是由于所述涂层中的不一致(1624)而产生的。

15.一种检查表面(1612)的方法，所述方法包括：

将气流引导到所述表面(1612)上；

监测所述气流中的空间驻点；和

将检测到的气流空间驻点与所述表面(1612)上的不一致(1624)的存在相关联。