CN111136996B - 用于同时层压和修整复合层压件的系统和方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于同时层压和修整复合层压件的系统和方法。制造系统包括多个层压头部，该多个层压头部以彼此端对端的关系静止地定位并且限定层压站，并且被构造成沿着分配方向分配铺设材料。该制造系统还包括可在层压站下方移动的层压表面。层压头部被构造成当层压表面穿过层压站时将铺设材料顺序地施加到层压表面上和先前施加的铺设材料上，从而形成具有以由层压站内的层压头部相对于彼此的位置限定的期望片层堆叠顺序布置的复合片层的堆叠的复合层压件。该制造系统还包括被构造成修整复合层压件的一个或多个修整装置。

Description

用于同时层压和修整复合层压件的系统和方法

技术领域

本公开总体上涉及制造系统，并且更具体地，涉及用于同时层压和修整复合层压件的系统和方法。

背景技术

复合材料由于其诸如高比强度、高比刚度和高耐腐蚀性之类的有利性能而被用于各种应用中。复合结构的制造通常包括将多个复合层压材料片层铺设到心轴上以形成复合层压件。铺设材料通常是预浸渍有树脂的纤维材料(例如预浸料坯)。例如，铺设材料可以是环氧树脂浸渍的碳纤维预浸料坯。

目前铺设复合层压件的方法包括逐片层的层压，其中单个层压头部在层压心轴上进行多次经过(pass)。在每次经过期间，层压头部都施加单个铺设材料片层。在每次经过结束时，层压头部可以返回到最近施加的片层的开始处，并将另一铺设材料片材施加在最近施加的片层上。重复该过程，直到复合层压件具有期望的片层数量和片层堆叠顺序。可以认识到，连续施加单个铺设材料片材限制了复合层压件可以被制造的速率。进一步限制制造速率的是，传统实践上作为在层压之后执行的单独的后处理步骤来修整复合层压件。

可以看出，在本领域中存在对一种用于制造复合层压件的系统和方法的需要，该系统和方法避免与作为单独步骤的逐片层的层压和修整相关的上述限制。

发明内容

本公开具体解决和减轻了与制造复合层压件相关的上述需要，本公开提供了一种制造系统，该制造系统具有以彼此端对端的关系静止定位并限定了层压站的多个层压头部。每个层压头部被构造成沿着分配方向分配铺设材料。该制造系统包括层压表面，该层压表面可在层压站下方沿着与分配方向大致对准的方向在层压表面原始位置和层压表面后部位置之间移动。该层压头部被构造成当层压表面穿过层压站时将铺设材料顺序地施加到层压表面上和先前施加的铺设材料上，从而形成具有以由层压站内的层压头部相对于彼此的位置限定的期望片层堆叠顺序布置的复合片层的堆叠的复合层压件。该制造系统还包括一个或多个修整装置，该修整装置位于靠近层压站的相对端中的至少一端的位置。修整装置被构造成在层压表面从层压站移动到层压表面原始位置期间和/或在层压表面从层压站移动到层压表面后部位置期间修整复合层压件。

在另一实施方式中，公开了一种制造系统，其具有一系列层压头部，该系列层压头部以彼此端对端的关系静止地定位并且限定层压站。该系列内的每个层压头部被构造成沿着分配方向分配铺设材料。该制造系统还包括层压带，该层压带具有可在层压站下方沿与分配方向大致对准的方向移动的外表面。层压头部被构造成当层压带的外表面移动穿过层压站时将铺设材料顺序地施加到层压带的外表面上和先前施加的铺设材料上，从而形成具有以由层压站内的层压头部相对于彼此的位置限定的期望片层堆叠顺序布置的复合片层的堆叠的复合层压件。该制造系统还包括一个或多个修整装置，该修整装置位于层压站的下游，并被构造成在复合层压件中周期性地形成横向切割，以将复合层压件分成纵向分段。

还公开了一种制造复合层压件的方法。该方法包括沿着分配方向从一系列层压头部中的一个或多个分配铺设材料，该系列层压头部以彼此端对端的关系静止地定位并且限定了层压站。该方法包括在层压站下方沿与分配方向大致对准的方向在层压表面原始位置和层压表面后部位置之间移动层压表面。此外，该方法包括当层压表面穿过层压站时，从一个或多个层压头部将铺设材料施加到层压表面上和先前施加的铺设材料上，从而形成具有以期望片层堆叠顺序布置的复合片层的堆叠的复合层压件。层压头部布置在该系列层压头部内，以根据片层堆叠顺序来顺序地施加铺设材料。该方法还包括在层压表面从层压站移动到层压表面原始位置期间和/或在层压表面从层压站移动到层压表面后部位置期间使用一个或多个修整装置修整复合层压件。

已经讨论的特征、功能和优点可以在本公开的各种实施方式中独立地实现，或者可以在其他实施方式中组合，其进一步的细节可以参考下面的描述和附图看到。

附图说明

参考附图，本公开的这些和其它特征将变得更加明显，其中相同的附图标记始终表示相同的部件，并且其中：

图1是具有制造系统的实施例的侧视图，该制造系统具有包括一系列层压头部的固定层压站，并具有一个或多个修整装置，以同时层压和修整复合层压件；

图2是图1的制造系统的俯视图；

图3是由图1的附图标记3标识的环绕区域的放大图，并且示出了由支撑框架支撑的每个层压头部，并且还示出了被构造为至少一个层压心轴的层压表面，该层压心轴可在层压站下方移动并且接收由该系列层压头部中的一个或多个施加的铺设材料；

图4是图3的制造系统的一部分的侧视图，示出了在该系列层压头部下方经过的层压心轴；

图5是制造系统的实施例的侧视图，其中层压表面被构造为一个或多个层压带；

图6是一系列层压头部的实施例的立体图，该层压头部将铺设材料施加到在层压头部下方移动的层压表面；

图7是将铺设材料施加到层压表面的层压头部的实施例的侧视图；

图8是列出由层压站中的10个层压头部中的每一个分配的铺设材料的材料构造的表格；

图9是沿图6的线9截取的复合层压件的截面图，该层压件具有由顺序施加图8中列出的由层压头部分配的铺设材料而产生的片层堆叠顺序；

图10是在层压心轴移动穿过层压站期间的第一时间点将铺设材料施加到层压心轴的一系列层压头部的示意图；

图11是在层压心轴移动穿过层压站期间的第二时间点的图10的该系列层压头部的示意图，并且示出了由于2号头部的暂时停止和重新启动而在片层2中产生间隙；

图12是复合层压件的实施例的截面图，其中由层压头部分配的铺设材料具有不同的材料宽度，导致复合层压件的相对侧边缘以斜角形成；

图13是复合层压件的实施例的截面图，其中减少数量的10个层压头部分配铺设材料，导致复合层压件与图12所示的复合层压件相比具有减小的厚度和更小的斜角；

图14是沿图3的线13截取的制造系统的实施例的端视图，并示出了支撑层压头部的支撑框架；

图15是沿图3的线14截取的制造系统的实施例的端视图，并示出了支撑修整装置的支撑框架；

图16是制造系统的层压站的一部分的俯视图，其中层压头部均具有第一侧和第二侧，第一侧和第二侧均被构造成分配铺设材料，并且示出了层压头部中的一个层压头部横向平移而与该系列层压头部脱离对准，以允许替换层压头部的第一侧上的耗尽的材料卷；

图17是图16的层压站的俯视图，示出了层压头部绕竖直轴线旋转180度，使得层压头部的第二侧旋转至先前由层压头部的第一侧占据的位置；

图18是图17的层压站的俯视图，示出了层压头部平移回到与该系列层压头部对准，以允许层压头部的第二侧分配铺设材料；

图19是图18的层压站的俯视图，示出了替换材料卷安装在层压头部的第一侧上；

图20是被构造成允许一个或多个层压头部竖直平移而与该系列层压头部脱离对准的制造系统的实施例的端视图；

图21示出了在竖直平移允许层压头部绕竖直轴线旋转180度的量之后的图20的层压头部中的一个，作为将层压头部的第二侧旋转到先前由层压头部的第一侧占据的位置的装置；

图22是层压系统的另一实施例的俯视图，其中该系列层压头部被支撑在水平轴上，该水平轴被构造成允许每个层压头部绕该水平轴独立旋转180度，以将每个层压头部的第二侧旋转到先前由该层压头部的第一侧占据的位置，以允许第二侧分配铺设材料；

图23是图22的层压系统的侧视图；

图24是沿图23的线24截取的截面图，示出了支撑在水平轴上的其中一个层压头部；

图25是沿图23的线25截取的截面图，示出了被构造成支撑水平轴的一对相对的轴支架中的一个；

图26是图22至图23的层压系统的截面图，示出了水平轴和该系列层压头部竖直向上平移以向层压心轴提供空隙，以允许层压头部旋转，其中材料供应滚筒在该层压头部的第一侧上被耗尽；

图27是图26的层压系统的截面图，示出了其中一个层压头部的旋转，以便将该层压头部的第二侧旋转到先前由该层压头部的第一侧占据的位置；

图28是图27的层压系统的截面图，示出了水平轴和该系列层压头部竖直向下平移以允许层压头部的第二侧分配铺设材料；

图29是具有安装框架和头部模块的层压头部的实施例的立体图，该头部模块可以可移除地联接到安装框架的相对侧的每一侧，并且其中每个头部模块可在安装框架上独立地竖直移动；

图30是制造系统的层压站的一部分的俯视图，其中该系列层压头部中的每一个层压头部都具有可拆卸的头部模块，并且示出了其中一个层压头部横向平移而与该系列层压头部脱离对准，以允许替换头部模块；

图31是图30的层压站的俯视图，示出了层压头部绕竖直轴线旋转180度，使得头部模块背离该系列层压头部；

图32是图31的层压站的俯视图，示出了具有耗尽的材料卷的头部模块被具有新的材料卷的头部模块替换；

图33是图32的层压站的俯视图，示出了层压头部平移回到与该系列层压头部对准；

图34是具有用于自动替换系列内的层压头部的再装载系统的制造系统的实施例的侧视图；

图35是图34的制造系统的俯视图；

图36是沿图35的线36截取的截面图，并示出了被构造成支撑替换层压头部的头部保持器的实施例；

图37是沿图35的线37截取的截面图，并示出了被构造成移除并用替换层压头部替换任何一个层压头部的头部传送机构的实施例；

图38是图34至图35的制造系统的截面图，示出了接合层压头部中的一个层压头部的头部传送机构；

图39是图38的制造系统的截面图，示出了头部传送机构将层压头部竖直向上平移到头部保持器的水平；

图40是制造系统的实施例的侧视图，其中该系列层压头部包括可移除地附接到单个头部支撑梁的一系列头部模块；

图41是制造系统的实施例的俯视图，示出了在制造复合层压件的初始阶段期间处于层压表面原始位置的层压心轴，该初始阶段包括在层压心轴沿着第一行进方向移动穿过层压站的同时层压复合层压件；

图42是图41的制造系统的俯视图，示出了当层压心轴沿着第一行进方向穿过层压站并穿过修整站朝向层压表面后部位置移动时，同时层压和修整复合层压件；

图43是图42的制造系统的俯视图，示出了处于层压表面后部位置的层压心轴，并示出了处于修整状态的复合层压件；

图44是图43的制造系统的俯视图，示出了在横向平移到层压表面卸载位置之前，沿着第二行进方向朝向层压表面原始位置向回移动之后的层压心轴；

图45是制造系统的实施例的俯视图，示出了在制造复合层压件的初始阶段期间处于层压表面原始位置的层压心轴，该初始阶段包括在层压心轴沿着第二行进方向移动穿过层压站时层压复合层压件；

图46是图45的制造系统的俯视图，示出了处于层压表面后部位置并在未修整状态下支撑复合层压件的层压心轴；

图47是图46的制造系统的俯视图，示出了沿着第二行进方向从层压站穿过修整站朝向层压表面原始位置向回移动的层压心轴；

图48是图47的制造系统的俯视图，示出了处于层压表面卸载位置并在修整状态下支撑复合层压件的层压心轴；

图49是一个或多个层压心轴在层压表面准备位置、层压表面原始位置和层压表面卸载位置之间水平移动的实施例的端视图；

图50是一个或多个层压心轴在层压表面准备位置和层压表面原始位置之间竖直移动的实施例的端视图；

图51是制造系统的实施例的俯视图，示出了在制造复合层压件的初始阶段期间处于层压表面原始位置的层压心轴，该初始阶段包括在层压心轴沿着第一行进方向移动期间同时层压和修整复合层压件，随后层压心轴移动回到层压心轴原始位置并绕过层压站；

图52是图51的制造系统的俯视图，示出了沿着第一行进方向穿过层压站和修整站朝向层压表面后部位置移动的层压心轴；

图53是图52的制造系统的俯视图，示出了处于层压表面后部位置并在修整状态下支撑复合层压件的层压心轴；

图54是图53的制造系统在层压心轴移动回到层压心轴原始位置并绕过层压站之后的俯视图；

图55是制造系统的实施例的俯视图，示出了在制造复合层压件的初始阶段期间处于层压表面原始位置的层压心轴，该初始阶段包括在层压心轴绕过层压站朝向层压站后部位置的移动期间同时层压和修整复合层压件，随后沿着第二行进方向移动层压心轴以用于同时层压和修整复合层压件；

图56是图55的制造系统的俯视图，示出了处于层压表面后部位置的层压心轴；

图57是图56的制造系统的俯视图，示出了在层压心轴沿着第二行进方向移动穿过层压站和修整站期间，同时层压和修整复合层压件；

图58是图57的制造系统的俯视图，示出了处于层压表面原始位置并在修整状态下支撑复合层压件的层压心轴；

图59是在可连续移动穿过层压站的端对端的一系列层压心轴上连续铺设复合层压件的初始阶段中的制造系统的实施例的俯视图；

图60是图59的制造系统的俯视图，示出了将复合层压件铺设在该系列层压心轴上，并且还示出了在复合层压件中形成横向切割以将复合层压件分成端对端的纵向分段的修整装置；

图61是图59的制造系统的俯视图，示出了处于层压表面后部位置的层压心轴中的一个层压心轴，并且以虚线示出了在从层压心轴卸载之后的复合层压件的纵向分段；

图62是图61的制造系统的侧视图，示出了在移动穿过层压站的端对端的该系列层压心轴上连续铺设复合层压件；

图63是在连续环形层压带上连续铺设复合层压件的初始阶段中的制造系统的实施例的俯视图；

图64是图63的制造系统的俯视图，示出了连续铺设复合层压件，并且还示出了在复合层压件中形成横向切割以将复合层压件分成端对端的纵向分段的修整装置；

图65是图64的制造系统的俯视图，以虚线示出了在从层压带卸载之后的复合层压件的纵向分段；

图66是图65的制造系统的侧视图，示出了将复合层压件连续铺设在层压带上；

图67是包括在制造复合层压件的方法中的操作的流程图。

具体实施方式

现在参考示出了本公开的各种优选实施方式的附图，图1中示出了用于制造未固化的复合层压件400的当前公开的制造系统100的实施例的侧视图。图2是制造系统100的俯视图。制造系统100具有固定层压站150和可移动层压表面120。层压站150具有多个层压头部152，每个层压头部152被构造成分配铺设材料228。多个层压头部152被构造成在穿过层压站150的层压表面120的至少一次经过期间将铺设材料228顺序地施加到层压表面120上和先前施加的铺设材料228上。尽管附图示出了相同地构造的层压头部152，但是层压站150可包括一个或多个不同类型的层压头部152。

层压头部152以彼此端对端的关系(图6)布置，以形成至少一系列层压头部152。当层压表面120在层压头部152下方经过时，层压头部152共同地分配铺设材料228(图9)的多个片层402(图9)，以根据期望的片层堆叠顺序410(例如，图8至图9)批量层压复合层压件400。在这点上，一系列中的每个层压头部152被分配具有对应于复合层压件400的片层堆叠顺序410的材料构造406(图8)的铺设材料228。片层堆叠顺序410由层压头部152在层压站150内的相对位置限定，如下文更详细地描述。此外，制造系统100具有位于一个或多个修整站310内的一个或多个修整装置312，以修整复合层压件400。复合层压件400的修整可以与复合层压件400的层压同时执行，如下所述。

有利地，在当前公开的制造系统100中通过多个端对端的层压头部152将复合层压件400批量层压到移动的层压表面120上使得能够获得比可用使用在层压表面上进行多次经过的层压头部152进行逐层层压的传统方法实现的更高的制造速率。此外，在层压复合层压件400的同时修整复合层压件400进一步提高了制造速率，超过了可使用修整复合层压件400的传统实践作为在不同位置处执行的单独步骤实现的制造速率。

参照图1至图4，制造系统100可包括支撑在诸如工厂地面之类的表面上的基部构件102。基部构件102可包括位于层压站150的一端上的层压表面原始位置134以及位于层压站150的相对端上的层压表面后部位置136。层压表面120可支撑在基部构件102上。例如，层压表面120可以是至少一个层压心轴122(例如，图1至图4)的外表面，该层压心轴122可沿着纵向轨道140移动或滑动，该纵向轨道140沿着基部构件102的长度延伸。层压心轴122可经由线性平移机构(未示出)例如联接到驱动马达的螺杆驱动器而移动。或者，一个或多个层压心轴122可在层压表面原始位置134、层压站150和层压表面后部位置136之间手动移动。在又一实施方式中，一个或多个层压心轴122可使用不在轨道上的自主车辆(未示出)或通过使用一个或多个机器人装置(未示出)在层压表面原始位置134、层压站150和层压表面后部位置136之间移动。

尽管图1至图4示出了移动穿过层压站150的单个层压心轴122，但是在实施方式中可以提供这样的制造系统100，其中一系列端对端的层压心轴122连续移动穿过层压站150以使得能够由层压头部152连续分配铺设材料228，以将复合层压件400单独地铺设在该系列层压心轴122的每一个上。该系列层压心轴122可以以彼此间隔的(例如，多达几英寸)端对端的关系布置，或者该系列层压心轴122可以以彼此对接的端对端的关系布置。或者，可以在一个实施方式中提供这样的制造系统100，其中连续复合层压件400被铺设在一系列对接的端对端的层压心轴122上，且复合层压件400可随后使用一个或多个修整装置312横向切割以将连续复合层压件400分成一系列端对端的纵向分段401，如图59至图62中所示且如下文描述。

制造系统100可包括用于将层压表面120对准和/或指引到层压站150的装置。例如，除了可在层压站150中维持一个或多个层压心轴122相对于层压头部152的横向对准的上述纵向轨道140之外，制造系统100可包括用于每当层压心轴122进入和穿过层压站150时指引层压心轴122相对于层压头部152的纵向位置的装置。这种用于指引层压心轴122的纵向位置的装置可以允许层压头部152在层压心轴122上的预定位置处独立地开始和停止分配铺设材料228。对于具有层压带124(图5)的制造系统100的实施例，用于相对于层压头部152纵向指引层压带124的类似装置可以允许层压头部152在层压带124上的预定位置处独立地开始和停止分配铺设材料228。这种用于指引的装置可包括光学系统(例如激光装置-未示出)，该光学系统安装在层压站150处，并被构造成检测和配准一个或多个目标(未示出)，该一个或多个目标可被包括在移动穿过层压站150的层压表面120(例如一个或多个层压心轴122、层压带124)上。如可以理解的，制造系统100可包括用于将层压表面120指引到层压站150的多种系统构造中的任何一种或多种。

参见图5，示出了层压站150的实施例的侧视图，其中层压表面120是一个或多个连续环形层压带124的外表面(例如，上表面)。在所示的实施例中，多个层压带124以彼此端对端的关系布置，并由一个或多个基部构件102支撑。每个层压带124可以由可弯曲的材料制成，例如橡胶、塑料、铰接的金属网，或者以端对端的关系连接的一系列短的刚性板。然而，层压带124可以以多种其它结构中的任何一种来提供。每个层压带124可以由一系列内部带辊126支撑，这些内部带辊126以彼此平行的关系布置，并被构造成以防止层压带124的复合层压件400支撑在其上的至少外表面过度挠曲的方式来支撑层压带124。一个或多个带辊126可以由驱动马达(未示出)可旋转地驱动，以移动层压带124。

无论层压表面120的构造如何，层压表面120都可沿着第一行进方向128从层压表面原始位置134(图1至图2)，穿过层压站150，并且移动到层压表面后部位置136。层压表面120还可沿着第二行进方向130(未示出)从层压表面后部位置136(图1至图2)，穿过层压站150，并且移动到层压表面原始位置134。层压表面120的移动通常与层压头部152的分配方向204(图6)对准。在图5中，制造系统100被示出为具有至少一个修整装置312，该至少一个修整装置312定位在层压站150的相对端的每一端处，以允许修整与层压带124一起沿着图5所示的第一行进方向128移动的复合层压件400，和/或允许在反转层压带124的移动方向时修整沿着第二行进方向130移动的复合层压件400。

制造系统100可包括临近层压表面原始位置134定位的层压表面准备位置132(图1至图2)和层压表面卸载位置138(例如图44、图48、图54)。如下面更详细地描述的，层压表面准备位置132可在另一层压表面120(例如，第一层压心轴)占据层压表面原始位置134的同时提供用于保持层压表面120(例如，第二层压心轴)的位置。层压表面卸载位置138可提供用于保持支撑完成的(例如，铺设和修整完的)复合层压件400的层压表面120(例如，一个或多个层压心轴)的位置，同时复合层压件400被卸载到另一位置用于进一步加工，例如，压实、成形和/或固化。

简要参照图3至图6和图14，层压头部152可支撑在支撑框架104上。在所示的实施例中，每个层压头部152支撑在专用的支撑框架104上。每个支撑框架104可以包括大致水平定向的横梁108，该横梁108具有分别联接到一对大致竖直定向的支柱106的相对端，该支柱106从基部构件102向上延伸。横梁108中的每一个可包括线性致动机构(例如，由伺服马达(未示出)可旋转地驱动的螺杆驱动器)，该线性致动机构被构造成使层压头部152沿横梁108水平平移，以允许将层压头部152横向移动而与其余层压头部152对准，以允许维修横向移动的层压头部152，如以下更详细地描述的。每一个支撑框架104的支柱106可以包括线性致动机构(未示出)。每个支撑框架104的支柱106的线性致动机构可以以协调的方式操作，以作为用于相对于层压表面120竖直地定位层压头部152的装置竖直地平移横梁108，如下所述。

此外，每个支撑框架104可包括旋转致动机构(例如伺服马达-未示出)，以使层压头部152绕竖直轴线174(图14)旋转，以便使层压头部152的第一侧158(例如图6和图14)从材料施加位置206(例如图6和图14)中旋转出来而进入到材料再装载位置208(图6)，和/或使层压头部152的第二侧160(例如图6和图14)旋转到材料施加位置206。将第一侧158旋转到材料再装载位置208可允许接近第一侧158，以用于维修第一侧158上的头部部件220，例如替换耗尽的材料卷224(图16)或对头部部件220进行维护。将第二侧160旋转到材料施加位置206允许层压头部152在维修第一侧158之前或之后分配铺设材料228。

尽管层压头部152被描述为由多个支撑框架104支撑，如图1至图6所示，但是层压头部152可以由多种替代结构布置的任何一种支撑，这些结构布置包括但不限于悬臂梁(未示出)、机器人装置(未示出)或用于在层压头部152将铺设材料228施加到在层压头部152下方移动的层压表面120上的同时保持层压头部152彼此端对端的关系的多种其它结构布置和/或机构的任何一种。

参照图3至图6，该系列层压头部152可以呈线性布置，以形成具有线性形状的复合层压件400。然而，在未示出的实施方式中，制造系统100可包括呈非线性布置的一系列层压头部152，例如用于形成具有非线性形状(例如弧形形状)的复合层压件400。层压表面120可被构造成沿着与层压头部152的布置(例如，线性或非线性)互补的路径移动。在未示出的另一实施例中，层压头部152可布置成限定层压站150的长度和宽度的层压头部152的二维阵列。在这点上，层压头部152可布置为两个或多个系列的层压头部152，层压头部152的这些系列以彼此并排的关系布置。例如，层压头部152可布置为第一系列层压头部(未示出)和以与第一系列层压头部并排的关系定位的第二系列层压头部(未示出)。

参照图5至图6，在本文公开的制造系统100的任何一个实施方式中，层压表面120(例如，层压心轴122、层压带124)可包括多个孔144(图6)，这些孔可流体联接(例如，经由内部流体管道-未示出)到可与包括在制造系统100内的真空压力源146(图5)。真空压力源146可以经由在层压表面120的外表面处的孔144产生真空压力，以作为至少在将铺设材料228施加到层压表面120上或施加到先前施加到层压表面120的铺设材料228上期间将复合层压件400不可移动地固定到外表面的装置。在一些实施例中，在将铺设材料228分配到层压表面120上之前，可以将诸如一层剥离片层(例如氟化乙烯丙烯)的处理层(未示出)施加到层压表面120上。该层剥离片层可以防止污染复合层压件400的最外表面，并且可以由此在铺设完成并且剥离片层被移除之后保持复合层压件400的结合性。真空压力可以将该层剥离片层固定到层压表面120。铺设材料228的粘性可以粘附到剥离片层，其程度为防止铺设材料228在铺设过程期间相对于层压表面120移位(例如，横向地)。

在图1至图6中，层压头部152示出为彼此均匀地间隔开。然而，在未示出的实施方式中，层压头部152可以彼此非均匀地间隔开。尽管图1至图6中的层压头部152示出为定位成紧密靠近彼此，但在替代实施方式中，层压头部152可布置成使得在层压头部152之间存在间隙(例如，均匀间隙和/或不均匀间隙)，该间隙允许每个层压头部152绕竖直轴线174枢转，而不接触相邻的层压头部152，并且不使层压头部152移动(例如，水平平移或竖直平移)与其余层压头部152脱离对准。如下所述，层压头部152可绕其竖直轴线174枢转，以便将层压头部152的第一侧158旋转而与层压头部152脱离对准，并将第一侧158移动到材料再装载位置208，以用于维修第一侧158上的头部部件220。

再次简要地参照图1至图4，如上所述，制造系统100包括一个或多个用于修整复合层压件400的修整装置312。例如，一个或多个修整装置312可定位成靠近层压站150的相对端的至少一端。在图1至图2的实施例中，制造系统100包括位于层压表面原始位置134和层压站150之间的修整站310，和/或位于层压站150和层压表面后部位置136之间的修整站310。在所示的实施例中，每个修整站310包括四个(4)用于修整复合层压件400的修整装置312。然而，修整站310可以包括任何数量的修整装置312，例如包括单个修整装置312。在实施方式中，修整装置312可被构造成在层压表面120从层压站150移动到层压表面后部位置136(例如，见图42)期间和/或在层压表面120从层压站150移动到层压表面原始位置134(例如，见图47)期间修整复合层压件400的相对侧边缘414中的至少一个，如以下更详细地描述的。修整装置312可被构造成在沿复合层压件400的长度的任何位置处修整复合层压件400的侧边缘。例如，修整装置312可被构造成修整复合层压件400以在复合层压件400的相对端的一个或两个处形成突出部(tab outs)412(例如，图44)。然而，层压站150中的一个或多个修整装置312可被构造成修整复合层压件400的除了侧边缘414之外的部分。例如，一个或多个修整装置312可被构造成修整复合层压件400的相对端中的一个或两个，或者在相对侧边缘414之间的复合层压件400的任何位置内形成几何特征(例如孔口)。修整装置312可由控制器110控制，以与层压表面120的移动(例如，速度和位置)协调地修整复合层压件400。

参照图6至图7，每个层压头部152包括支撑材料卷224的至少一个材料供应滚筒222。在所示的实施例中，层压头部152被构造成分配由背衬层230支持的铺设材料228。背衬层230可以由防止铺设材料228的相邻包层(wrap)在材料卷224上彼此粘附的材料形成。例如，背衬层230可以是硅树脂涂覆的纸，或者背衬层230可以是薄塑料膜，例如聚乙烯膜。对于被构造成分配具有背衬层230的铺设材料228的层压头部152，头部部件220可包括材料供应滚筒222、材料分配机构260和背衬层收集滚筒300。层压头部152、142可以另外包括一个或多个重定向辊234，用于定向或引导铺设材料228(例如，可选地由背衬层230支持)穿过头部部件220和/或用于在从层压头部152分配铺设材料228期间保持铺设材料228和/或背衬层230中的张力。

铺设材料228可以被设置为纤维增强聚合物基体材料的连续条，例如预浸渍条带。可以以多种厚度和宽度中的任何一种提供铺设材料228。例如，铺设材料228可以被设置为0.007英寸或更厚的厚度和9至12英寸的宽度的预浸料坯条带，不过铺设材料228可以被设置为比0.007英寸更大的厚度和/或比9英寸更窄或比12英寸更宽的宽度。层压站150可包括一个或多个层压头部152，该层压头部152支撑由狭缝条带形成的材料卷224，该狭缝条带可比支撑在层压站150中的其它层压头部152上的预浸料坯条带更窄。预浸料坯条带中的纤维可以是单向的，或者纤维可以被布置为编织织物。预浸料坯条带的聚合物基体材料可以是热固性树脂或热塑性树脂。纤维可以是碳纤维，或者纤维可以由诸如玻璃、硼、芳族聚酰胺、陶瓷或其它非金属材料或金属材料的替代材料形成。预浸料坯条带还可以设置有碳纤维和金属纤维或网，以为复合层压件400提供整体雷击保护。

在一些实施例中，材料供应滚筒222可被构造成支撑非复合材料的材料卷224。例如，一个或多个层压头部152的材料卷224可由诸如金属箔或金属网之类的铺设材料228形成，并且其可由层压头部152分配以形成复合层压件400的片层402中的一个。在另外的实施例中，一个或多个层压头部152的材料卷224可以包括设置为用于复合层压件400的处理层的铺设材料228。这种处理层可包括释放膜、增粘剂膜、透气层、泄放层、剥离片层、或多种其它层、膜、或粘合剂的任何一种，其可在铺设复合层压件400之前或期间被铺设，以在铺设和修整复合层压件400期间或之后便于铺设、压实、成形、和/或固化复合层压件400。在一个实施例中，一个或多个层压头部152的材料卷224可由设计成增强冲击韧性或减少湿气侵入或改进复合层压件的其它性质的材料形成。对于装载有可能没有背衬层230(例如，热塑性塑料、金属箔、诸如非粘性膜的处理层)的铺设材料228的层压头部152，可以从这种层压头部152省略上述背衬层收集滚筒300和相关的背衬层分离硬件(例如，背衬层分离装置264)，或者这种背衬层收集滚筒300和相关的背衬层分离硬件在分配这种材料期间可以是不使用的或不活动的。

仍然参考图6至图7，例如，在材料卷224包括由铺设材料228构成的背衬材料226的情况下(该铺设材料228由背衬层230支持)，材料分配机构260被构造成从材料供应滚筒222接收背衬材料226，将铺设材料228与背衬层230分离，并且沿着分配方向204将铺设材料228分配到层压表面120上。材料分配机构260可以包括用于将铺设材料228与背衬层230分离的背衬层分离装置264、用于切割铺设材料228同时保持背衬层230完整的切割器组件240、以及一个或多个压紧装置288，例如压紧辊和/或压紧靴，其用于在铺设材料228从层压头部152分配时将铺设材料228压紧到层压表面120上或到先前施加的铺设材料228上。

背衬层收集滚筒300被构造成在背衬层230与铺设材料228分离之后卷取该背衬层230。在图6至图7的实施例中，每个层压头部152被构造成将铺设材料228分配到沿着单个行进方向(例如沿着第一行进方向128或沿着与第一行进方向128相反的第二行进方向130)移动的层压表面120上。然而，如下所述，一个或多个层压头部152可以具有双向铺设能力，其中层压头部152能够将铺设材料228分配到沿着第一行进方向128和沿着第二行进方向130这二者移动的层压表面120上。

在本公开中，制造系统100的操作包括层压表面120的移动、每个层压头部152的头部部件220的操作、以及每个层压头部152在层压站150内的移动(例如，横向平移、竖直平移和/或绕竖直轴线174旋转)，该制造系统100的操作可由执行可计算可读程序指令(例如，数控程序)的控制器110(图1)控制，该可计算可读程序指令可被预编程以用于制造复合层压件400。

每个层压头部152可以包括切割器组件240，该切割器组件240由控制器110控制并且被构造成当层压头部152接近由层压头部152施加的铺设材料228的片层402的每个指定开始位置(未示出)时并且当层压头部152接近片层402的每个指定结束位置(未示出)时切割铺设材料228。控制器110可以以在层压表面120上的相同开始位置处或在层压表面120上的不同开始位置处开始施加铺设材料228的方式控制层压头部152和相应的切割器组件240。替代地或另外地，控制器110可以以如下所述在层压表面120上的相同停止位置处或在层压表面120上的不同停止位置处停止施加铺设材料228的方式控制层压头部152和相应的切割器组件240。同样如下所述，控制器110还可控制层压头部152以在沿层压表面120的任何位置处独立地开始、停止和/或重新启动从任何一个或多个层压头部152施加铺设材料228，以在复合层压件400内形成增层、减层和/或局部片层。

参照图8至图10，图8中示出了由层压站150(图10)中的十个(10)层压头部152(图10)中的每一个分配的铺设材料228的材料构造406的实施例的表格。每个层压头部152装载有铺设材料228的材料卷224，该材料卷224具有对应于复合层压件400的期望片层堆叠顺序410的材料构造406。如上所述，复合层压件400的片层堆叠顺序410由层压头部152在层压站150内相对于彼此的位置限定。复合层压件400的片层堆叠顺序可基于复合层压件400的最终用途。更具体而言，复合层压件400可基于一组预定设计负载而设计成具有一定的片层堆叠顺序，最终的复合层压件400(例如，在固化之后)在使用中可经受该组预定设计负载。在这点上，层压头部152的顺序可由复合层压件400的最终用途决定。

例如，在图8中，指定为1号头部的层压头部152装载有具有由0/90度编织预浸料坯条带构成的材料构造406的铺设材料228。2号头部装载有具有由0度单向条带构成的材料构造406的铺设材料228。3号头部装载有具有由0度单向(UD)预浸料坯条带构成的材料构造406的铺设材料228。图9是具有片层堆叠顺序410的复合层压件400的截面图，该片层堆叠顺序410是在层压表面120单次经过穿过层压站150期间由顺序施加由图8中列出的所有十(10)个层压头部152分配的铺设材料228而产生的。在图9中，图9的复合层压件400的片层1由1号头部施加，复合层压件400的片层2由2号头部施加，复合层压件400的片层3由3号头部施加，等等。

在图9中，由于穿过层压站150的层压表面120的单次经过(例如，沿着第一行进方向128或沿着第二行进方向130)，复合层压件400具有总共十个(10)片层402。然而，复合层压件400可以由层压表面120多次经过穿过层压站150而形成。在未示出的实施例中，具有总共20个片层402的复合层压件400可由十个(10)层压头部152产生，当层压表面120沿着第一行进方向128从层压表面原始位置134移动到层压表面后部位置136时，该十个(10)层压头部152分别施加铺设材料228的十个(10)片层402，并且当层压表面120沿着第二行进方向130从层压表面后部位置136移动到层压表面原始位置134时，该十个(10)层压头部152以与头十个(10)片层402相反的顺序施加铺设材料228的另外十个(10)片层402。

在图9中，由十个(10)层压头部152中的每一个分配的铺设材料228具有相同的材料宽度408。然而，如下所述，由一个或多个层压头部152分配的铺设材料228可以具有不同的材料宽度408。在一些实施例中，装载到每个层压头部152上的铺设材料228的材料宽度408可以选择为使得复合层压件400的相对横向侧边缘414中的一个或两个以不垂直于复合层压件400的表面定向的斜角416(例如，图12至图13)形成。选择产生斜角416的材料宽度408可有利地避免在斜角416处修整侧边缘414的需要。

在本公开中，制造系统100(图1至图2)可以被构造成使得层压头部152(图1至图2)由控制器110(图1)以这样的方式控制，即在层压表面120(图1至图2)上的相同开始位置处开始施加铺设材料228(图1至图2)和/或在层压表面120上的相同停止位置处停止施加铺设材料228，并且当完成时沿着复合层压件400(图1至图2)的整个长度产生恒定的层压件厚度。或者，层压头部152可以由控制器110控制，以在层压表面120上的不同位置处开始施加铺设材料228和/或在层压表面120上的不同位置处停止施加铺设材料228，并且当完成时产生沿着复合层压件400的纵向方向变化的层压件厚度。另外，在层压站150中的层压头部152中的任何一个可以由控制器110控制，以在铺设复合层压件400期间在沿着层压表面120的任何点处开始、停止和/或重新启动施加铺设材料228。

任何一个或多个层压头部152可以由控制器110控制，以在沿着层压表面120的任何位置处停止施加铺设材料228，同时层压站150内的其余层压头部152继续施加铺设材料228。在一些实施例中，已经被命令在沿着层压表面120的一个点处停止施加铺设材料228的层压头部152可以重新启动，以在沿着层压表面120的另一点处重新开始施加铺设材料228，并且如下所述在复合层压件400的其中一个片层402中产生纵向间隙404(图11)或减层(plydrop)。如可以理解的，在铺设复合层压件400期间，层压站150内的多个层压头部152可以在一个或多个点处停止和重新启动，并且在复合层压件400的多个片层402内产生一个或多个间隙404。

参照图10至图11，示出了将铺设材料228施加到层压表面120的一系列层压头部152的示意图。图10示出了一系列十个(10)层压头部152，其中1至5号头部在层压表面120沿着第一行进方向128移动穿过层压站150期间的第一时间点将铺设材料228施加到层压表面120。图11示出了在第二时间点的该系列十个(10)层压头部152，在该第二时间点期间，在沿着第一行进方向128移动期间，1-7号头部将铺设材料228施加到层压表面120。如图11所示，由于由2号头部进行的铺设材料228的施加发生了停止和重新启动，复合层压件400包括位于片层2中的间隙404。在间隙404的每侧上，片层2的部分保持在片层1和片层3之间，片层1和片材3至少在图11中是连续的。制造系统100可以被构造成使得当层压表面120移动穿过层压站150时，层压头部152中的任何一个或多个可以在一个或多个时间点独立地开始、停止和/或重新启动施加铺设材料228。此外，可以以这样的方式操作层压头部152，即，使得层压站150内的少于总数的层压头部152开始在层压表面120上的相同位置处施加铺设材料228。例如，对于具有包括1号至10号头部的总共十个(10)层压头部152的层压站150，仅2号到10号头部可以初始地将铺设材料228分配到移动的层压表面120上，在这之后1号头部可以被启动以在不同的时间点开始分配铺设材料228，而同时2号至10号头部继续施加铺设材料228。

参照图12至图13，示出了由具有不同材料宽度408的铺设材料228构成的复合层压件400的实施例的横向截面图。在一些实施例中，不同的材料宽度408可以通过预切割预浸料坯条带来获得，该预浸料坯条带然后被卷绕成材料卷224(图10至图11)以装载到层压头部152(图10至图11)上。图12是复合层压件400的实施例的截面图，其中由十个(10)层压头部152(例如，图8中的1号至10号头部)中的每一个分配的铺设材料228具有不同的材料宽度408，并且这导致复合层压件400的相对侧边缘414中的每一个以斜角416形成。每个层压头部152上的材料卷224上的铺设材料228的材料宽度408可被选择成使得复合层压件400的两个相对侧边缘414二者都以预定的斜角416形成。

在图12中，材料宽度408使得每个侧边缘414上的斜角416为大约20度。然而，可以理解，铺设材料228的材料宽度408可选择成产生多种不同斜角416中的任何一种。图13是通过从少于用于制造图12的复合层压件400的相同层压站150中使用的总数量的层压头部152分配铺设材料228制造的复合层压件400(例如，图12的复合层压件400)的截面图。在图13中，复合层压件400的截面包括从1、3、5、7和10号头部分配的铺设材料228，并且产生由片层1、2、3、4和5组成的截面。1号头部的输出是片层1，3号头部的输出是片层2，5号头部的输出是片层3，7号头部的输出是片层4，10号头部的输出是片层5。图13中减少的片层数量产生了相对于图12中的横截面的斜角416较小的斜角416(例如，大约9度)。

仍然参考图12至图13，用于每个横截面的铺设材料228可以被施加，使得片层402的中心线(未示出)彼此横向对准或重合，并且导致复合层压件400的横向横截面关于层压件竖直轴线(未示出)对称。然而，在未示出的实施方式中，层压头部152可以施加铺设材料228，使得至少一个片层402的中心线与其它片层402的中心线横向偏移，并且导致复合层压件400的横向横截面关于层压件竖直轴线不对称。

参照图14，示出了由支撑框架104支撑在层压心轴122上的层压头部152的实施例。在所示的实施例中，层压头部152包括横向相对侧，该相对侧包括第一侧158和第二侧160，该第一侧158和第二侧160均具有上述头部部件220。例如，层压头部152包括安装到第一侧158的第一层压组件200。第一层压组件200包括如上所述的材料供应滚筒222、背衬层收集滚筒300和背衬层分离组件262。层压头部152还包括安装到第二侧160的第二层压组件202，该第二层压组件202可具有与第一层压组件200中相同的材料供应滚筒222、背衬层收集滚筒300和背衬层分离组件262的布置。然而，在未示出的实施方式中，第二层压组件202的头部部件220可以与第一层压组件200的头部部件220不同地布置或者可以具有不同的构造。

在本公开中，层压头部152可被构造成使得第一侧158可移动到与层压站150中的其它层压头部152的分配方向204(图7)对准的材料施加位置206。当层压头部152的第一侧158处于材料施加位置206时，第一层压组件200可将铺设材料228(图7)施加到层压表面120上或施加到先前施加的铺设材料228上。当第一侧158处于材料施加位置206时，第二侧160可处于材料再装载位置208，这可允许维修层压头部152的第二侧160。如上所述，维修层压头部152可包括替换材料卷224、对头部部件220进行维护或其它活动。作为将第一侧158移动到材料施加位置206的替代，层压头部152的第二侧160可以移动到材料施加位置206，使得第二侧160与层压站150中的其余层压头部152对准，并且允许第二层压组件202将铺设材料228施加到层压表面120或施加到先前施加的铺设材料228。当第二侧160处于材料施加位置206时，第一侧158可以处于材料再装载位置208，这可以允许维修第一侧158。

仍然参照图14，层压站150内的一个或多个层压头部152可被构造成绕竖直轴线174独立地旋转180度。在使层压头部152绕竖直轴线174旋转之前，可使层压头部152平移，直到层压头部152移动成与可保持定位在层压表面120上面的其余层压头部152脱离对准。在图14的实施例中，层压头部152被示出为借助于可包括在横梁108内的线性致动机构(未示出)而沿着横梁108水平平移成与其余层压头部152脱离对准。将层压头部152移动成与其余层压头部152脱离对准可提供用于旋转层压头部152而不接触其余层压头部152的空隙。绕竖直轴线174使层压头部152旋转180度的量可导致将第一侧158或第二侧160定位在材料施加位置206，并且还可导致将第一侧158或第二侧160中的其余一个定位在材料再装载位置208。在本公开中，当层压头部152的一侧(即，第一侧158或第二侧160)处于材料再装载位置208时，该侧背离层压表面120(例如层压心轴)和/或该侧不与层压表面120对准。

参照图15，示出了用于支撑一个或多个修整装置312的机构的实施例。该机构包括被构造成与上述用于支撑层压头部152的支撑框架104类似的支撑框架104。例如，用于一个或多个修整装置312的支撑框架104可以是在每一端联接到从基部构件102向上延伸的一对大致竖直定向的支柱106的大致水平定向的横梁108。在修整复合层压件400期间或在制造系统的其它操作期间，修整装置312可以通过线性致动机构(未示出)沿着横梁108横向平移。修整装置312的横向平移可便于切割或修整复合层压件400中的各种几何形状中的任何一种，例如上述突出部412(例如图44)。

在另一实施方式中，可通过经由可包括在每个支柱106中的线性致动机构(未示出)竖直平移横梁108来调节修整装置312的竖直高度。调节修整装置312的竖直高度可以适应不同层压件厚度的修整，例如修整具有沿着复合层压件400的长度变化的层压件厚度的复合层压件400。在一些实施例中，一个或多个修整装置312可以通过多轴连接元件(例如，五轴枢转元件-未示出)联接到横梁108或其它结构，以允许枢转修整装置312以在修整复合层压件400同时改变修整装置312的定向。作为图15所示的支撑框架104的替代，一个或多个修整装置312可以由悬臂梁机构(未示出)、机器人装置(未示出)或各种其它结构或机构中的任何一种来支撑。

在图15中，一个或多个修整装置312可被构造为超声刀、激光装置、机械切割器刀片或各种其它类型的修整装置312中的任何一种。如上所述，修整装置312可被构造成修整复合层压件400的侧边缘414中的一个或两个。替代地或另外地，一个或多个修整装置312可以修整或切割复合层压件400的其它位置，例如用于复合层压件400的内部区域的复合层压件400的端部。在如下所述的图42、图47、图52和图57所示的实施方式中，一个或多个修整装置312可在复合层压件400进行层压的同时修整复合层压件400。例如，当层压心轴122穿过层压站150时，在正在铺设复合层压件400的上游部分的同时，离开层压站150的复合层压件400的下游部分可被修整。修整复合层压件400可包括一个或多个修整装置312在复合层压件400上，例如在一个或两个侧边缘414上形成垂直切割。垂直切割可以垂直于最上层压表面120定向。替代地或另外地，一个或多个修整装置312可在复合层压件400的一个或两个侧边缘414上形成倾斜切割。倾斜切割可以不垂直于最上层压表面120定向，并且可以形成在复合层压件400的一个或两个侧边缘414上。

参照图16至图19，示出了层压站150的一部分的俯视图，示出了在将平移的层压头部152绕竖直轴线174旋转180度的量(图14)之前，层压头部152中的一个层压头部152横向平移而与层压站150中的其余层压头部152脱离对准的过程。如上所述和图14所示，层压站150的一个或多个层压头部152可以具有第一侧158和第二侧160，该第一侧158和第二侧160均被构造成分配铺设材料228(图7)。图16示出了其中一个层压头部152横向平移而与该系列层压头部152脱离对准，以允许替换层压头部152的第一侧158上的耗尽的材料卷224。图17示出了层压头部152绕竖直轴线174旋转180度，使得层压头部152的第二侧160旋转到先前由层压头部152的第一侧158占据的位置。

如上所述，层压头部152可横向平移而与其余层压头部152脱离对准，以提供用于旋转层压头部152的空隙。图18示出了层压头部152横向平移回到与该系列层压头部152对准，这将第二侧160放置在材料施加位置206。图19示出了安装在层压头部152的第一侧158上的替换材料卷224，该第一侧158处于材料再装载位置208。替换材料卷224可以在从第一侧158移除耗尽的材料卷224之后安装。使层压头部152快速平移而与其余层压头部152脱离对准以旋转层压头部152并且然后快速移动层压头部152的第二侧160到用于分配铺设材料228的位置的优点是使铺设复合层压件400的停机时间最小化，从而使制造系统100的生产量最大化。

参照图20至图21，示出了被构造成允许一个或多个层压头部152竖直平移而与该系列层压头部152脱离对准的制造系统100的实施例的端视图。与图14所示的上述布置类似，图20所示的层压头部152具有第一侧158和第二侧160，该第一侧158和第二侧160均被构造成分配铺设材料228。层压头部152由横梁108支撑，该横梁108可例如通过一对线性致动机构(未示出)的协调致动而竖直平移，该对线性致动机构可分别包括在从基部构件102向上延伸的支柱106中。图21示出了在独立地向上平移而与其余层压头部152脱离对准之后的层压头部152，以提供用于旋转层压头部152而不接触层压站150中的其余层压头部152的空隙。在图21中，层压头部152可绕竖直轴线174(图14)旋转180度，使得层压头部152的第二侧160旋转到先前由层压头部152的第一侧158占据的位置，在这之后，层压头部152可向下平移回到与其余层压头部152对准。在层压头部152的第一侧158处于材料再装载位置208(图20)的情况下，层压头部152的第一侧158上的耗尽的材料卷224可以用替换材料卷224替换。如上所述，使层压头部152快速向上平移而与其余层压头部152脱离对准，并且然后旋转层压头部152并将层压头部152的第二侧160向下平移到材料施加位置206(图20)以分配铺设材料228的能力最小化了制造系统100铺设复合层压件400的停机时间。

参照图22至图25，图22中示出了制造系统100的实施例的俯视图，其中，该系列层压头部152安装在水平轴176上。图23是图22的制造系统100的侧视图。图24是制造系统100的截面图，示出了支撑在水平轴176上的其中一个层压头部152。图25是示出一对相对的轴支架178中的一个的截面图，该轴支架178被构造成支撑可以在相对的轴支架178之间延伸的水平轴176。每一个轴支架178可以包括线性致动机构，该线性致动机构可以与彼此协作地操作以竖直平移水平轴176，并且由此在一个或多个层压头部152在水平轴176上方旋转之前和之后竖直平移层压头部152。

如图24所示，每个层压头部152的安装框架154可以可旋转地联接到水平轴176。如上所述，层压站150中的一个或多个层压头部152可以具有第一侧158和第二侧160，该第一侧158和第二侧160均被构造成分配铺设材料228(图7)。在图22至图28的实施例中，每个层压头部152的第二侧160上的头部部件220的布置可相对于层压头部152的第一侧158的头部部件220的布置颠倒。每个层压头部152可以以这样的方式绕水平轴176独立地可旋转至少180度，使得层压头部152的第二侧160旋转到先前由层压头部152的第一侧158占据的位置，以允许第二侧160分配铺设材料228。层压头部152在水平轴176上方的旋转也可将第一侧158移动到材料再装载位置208，以允许第一侧158上的耗尽的材料卷224用替换材料卷224替换和/或允许维护第一侧158。如上所述，在层压头部152可绕竖直轴线174独立旋转180度的实施例中(例如，图16至图19)，使一个或多个层压头部152绕水平轴176旋转的能力允许快速地使层压头部152的耗尽侧旋转而与层压站150中的其余层压头部152脱离对准，并且快速地将具有完整材料卷224的层压头部152的一侧旋转到材料施加位置206，从而最小化铺设复合层压件400的停机时间，这从而最大化制造系统100的生产量。

参照图26至图28，示出了图22至图23的层压站150的端视图，示出了使层压头部152绕水平轴176旋转的过程。层压头部152的第一侧158包含耗尽的材料卷224。图26示出了水平轴176和该系列层压头部152向上平移以在绕水平轴176旋转期间为层压心轴122提供空隙。图27示出了其中一个层压头部152的旋转，以将层压头部152的第二侧160旋转到先前由层压头部152的第一侧158占据的位置。图28示出了水平轴176和该系列层压头部152向下平移以允许层压头部152的第二侧160与层压站150中的一个或多个其余层压头部152一起分配铺设材料228。

参照图29，示出了具有安装框架154的层压头部152的实施例，该安装框架154具有第一侧158和第二侧160。层压头部152还包括可移除地联接到第一侧158的头部模块170和可移除地联接到第二侧160的头部模块170。每个头部模块170包括框架联接元件172，上述头部部件220安装到该框架联接元件172。每个框架联接元件172允许每个头部模块170可移除地联接到安装框架154，这可允许头部模块170被移除，例如用于维修头部部件220、替换材料卷224或替换头部模块170，如下所述(例如，图30至图33)。在图29的实施例中，框架联接元件172被构造为头部部件220安装到其上的板。然而，框架联接元件172可以设置成能够用作头部部件220安装到其上的结构的各种替代结构构造中的任何一种。尽管未示出，但是每个头部模块170的框架联接元件172可以使用一个或多个紧固机构(未示出)可移除地附接到安装框架154，该紧固机构结合到安装框架154中和/或结合到框架联接元件172中，并且其可以根据控制器110的命令而被致动。在这点上，将框架联接元件172可移除地联接到安装框架154的紧固机构可以通过包括机电、气动和/或液压的各种装置中的任何一种致动。

在图29中，每个头部模块170可以被构造成可相对于安装框架154竖直移动。例如，每个框架联接元件172可以包括一个或多个竖直构件180，该竖直构件180被构造成可在相应数量的竖直凹槽182内竖直滑动，这些竖直凹槽182可以包含在安装框架154中。然而，每个头部模块170的框架联接元件172可以被构造为具有使得每个头部模块170能够相对于安装框架154竖直移动的多种布置中的任何一种。在一些实施例中，安装框架154的一侧上的头部模块170可以锁定在上部位置184以允许维修头部模块170，而同时安装框架154的相对侧上的头部模块170可以竖直移动以允许分配铺设材料228。在图29的实施例中，第二侧160上的头部模块170处于材料再装载位置208并且示出为锁定在上部位置184，而同时第一侧158上的头部模块170处于材料施加位置206并且可与开始和停止分配铺设材料228相对应地竖直移动。然而，第一侧158上的头部模块170可以锁定在上部位置184，而同时第二侧160上的头部模块170可以竖直移动以用于分配铺设材料228。

在一些实施例中，当头部模块170处于材料再装载位置208并且锁定到上部位置184时，可以使这种头部模块170停用，使得防止头部部件220移动(例如旋转)和/或防止头部模块170移动和/或分配铺设材料228，以允许例如由技术人员维修或替换头部模块170。如上所述，层压头部152可绕竖直轴线174旋转180度，以允许将第一侧158或第二侧160的头部模块170定位在材料施加位置206，同时将其余第一侧158或第二侧160的头部模块170定位在材料再装载位置208。在一些实施例中，每个层压头部152可以包括可旋转的电接触机构(未示出)，该电接触机构被构造成用于自动地将旋转到材料再装载位置208的头部模块170的头部部件220电断开(例如，切断到头部部件220的电力和/或控制信号)，并且自动地将旋转到材料施加位置206的一侧上的头部模块170电连接(例如，向头部模块170提供电力和/或控制信号)。旋转层压头部152以选择性地将第一侧158或第二侧160定位在材料再装载位置208或材料施加位置206的技术效果是能够在层压站150内维修(例如，替换材料卷224、修理和/或替换头部部件220、替换头部模块170等)层压头部152而不破坏复合层压件的铺设。在这点上，在材料施加位置206和材料再装载位置208之间选择性地旋转层压头部152的第一侧158和第二侧160的能力使制造系统100的停机时间最小化，从而使制造系统的生产量最大化。

参照图30至图33，示出了层压站150的一部分的俯视图，其中，每个层压头部152具有安装到安装框架154的头部模块170，该安装框架154类似于上面关于图29所述的布置。图30至图33示出了其中一个层压头部152横向平移而与层压站150中的其余层压头部152脱离对准以允许替换横向平移的层压头部152的头部模块170的过程。然而，在未示出的实施例中，层压站150可设置成这种布置，即该系列层压头部152彼此间隔足够远，使得每个层压头部152具有用于绕竖直轴线174旋转180度的空隙，而不需要使层压头部152平移而与层压站150中的其余层压头部152脱离对准。

仍然参照图30至图33，可以出于许多原因替换头部模块170，包括在耗尽材料卷224的情况下替换头部模块170和/或如果需要维护头部部件220或者如果需要不同构造的头部部件220，则替换头部模块170。图30示出了层压头部152从该系列层压头部152横向平移而脱离对准。图31示出了绕竖直轴线174(图14)旋转180度的层压头部152，使得头部模块170背离该系列层压头部152。图32示出了具有耗尽的材料卷224的头部模块170被具有新的材料卷224的头部模块170替换。图33示出了向回平移成与该系列层压头部152对准的层压头部152。头部模块170的替换可以手动地执行，或者头部模块170的替换可以由被构成与下面描述并在图34至图39中示出的再装载系统450类似的再装载系统450自主地执行。

如上文关于图16至图19和图20至图21的实施例所述，在图30至图33中在耗尽材料卷224之后快速旋转层压头部152和替换头部模块170的能力最小化了制造系统100的停机时间量，从而最大化了生产量。此外，将头部模块170可拆卸地联接到层压头部152的安装框架154的第一侧158和/或第二侧160的框架联接元件172(图29)的上述布置提供了以制造系统100的最小停机时间和以最小硬件成本将不同类型的头部模块170快速安装在层压头部152中的任何一个上的能力。例如，具有被构造成用于分配背衬材料226的头部部件220的头部模块170可以快速地替换为具有被构造成用于分配诸如金属网或非粘性处理层之类的非背衬铺设材料228的头部部件220的头部模块170(例如，图30至图33)。在这点上，在其中层压头部152旋转(例如，图16至图19、20至图21、22至图28、29至图33)或替换(图34至图39)的本文公开的实施方式中的任何一个都提供了关于材料补充、材料替换和/或层压头部维护的最大灵活性，同时最小化整体硬件成本。

在制造系统100的一些实施例中(例如图40)，一个或多个替换头部模块170可以存储成紧密靠近层压站150，以允许例如在耗尽材料卷的情况下快速换出头部模块170。在一些实施例中，替换头部模块170可以被存储为用于分配铺设材料228(该铺设材料228基于被铺设的复合层压件400的片层堆叠顺序具有相对高的需求)的层压头部152的替换。相反，替换头部模块170可以不存储为用于分配铺设材料228(该铺设材料228基于片层堆叠顺序具有相对低的需求)的层压头部152的替换。然而，在一些实施例中，可能期望制造系统100存储分配低需求铺设材料228的替换头部模块170，该替换头部模块170被预测为与分配高需求铺设材料228的层压头部152几乎同时接近耗尽。在这点上，分配接近耗尽的低需求铺设材料228的头部模块170可以与分配高需求铺设材料228的头部模块170同时被替换，这意味着可以最小化制造系统100为了头部模块170替换而暂停的次数，这可以有利地最小化制造系统的停机时间。另外，这种布置可最小化硬件成本，否则如果制造系统100被构造成基于复合层压件的片层堆叠顺序存储用于每个层压头部152的替换头部模块170而不管对铺设材料的需求，则会导致这种硬件成本。

参照图34至图35，示出了可包括在制造系统100中以执行层压头部152的自动(例如，无需人工干预)替换的再装载系统450的实施例。在一个实施例中，当层压头部152的材料卷224耗尽时和/或当层压头部152需要维护时，可由控制器110致动再装载系统450以替换层压头部152。图34是制造系统100的侧视图，示出了可至少沿层压站150的长度延伸的再装载系统450。图35是图34的制造系统100的俯视图。在所示的实施例中，每个层压头部152被构造为使得层压头部152的单侧(例如，第一侧158)包含用于将铺设材料228(图7)施加到层压表面120的头部部件220，并且层压头部152的相对侧(例如，第二侧160)可以没有头部部件220。再装载系统450可包括头部传送机构452，该头部传送机构452示出为大致竖直定向的结构元件(例如竖直定向的板)，其可经由线性传送机构(未示出)沿着一个或多个水平轨道457移动，该水平轨道457沿着层压站150的纵向方向延伸。例如，水平轨道457可在再装载系统450的再装载站460和保持站462之间延伸。再装载站460可被构造成支撑替换层压头部466。保持站462可被构造成支撑移除的层压头部468。

在图34至图37的实施例中，再装载系统450包括在再装载站460和保持站462之间延伸的一对竖直间隔的水平轨道457。头部传送机构452被构造成沿着水平轨道457移动，并且从层压站150移除其中一个层压头部152，将移除的层压头部468运输到保持站462(图34)，从再装载站460取回替换层压头部466(图34)，将替换层压头部466安装在层压站150中以代替移除的层压头部468，并且将移除的层压头部468从保持站462运输到再装载站460用于维修。如上所述，维修移除的层压头部468可包括替换移除的层压头部468上的耗尽的材料卷224，并且可另外包括对移除的层压头部468进行维护。有利地，可以相对快速地执行层压头部152的自动替换，这可以减少制造系统100的停机时间，并且可以由此增加制造复合层压件400的速率。

图36示出了位于再装载站460处的用于支撑替换层压头部466的头部保持器463的实施例。制造系统100还可包括位于保持站462处的用于支撑移除的层压头部468的头部保持器463。在图36的实施例中，头部保持器463包括从再装载系统450横向向外延伸的悬臂梁。每个头部保持器463可包括再装载器联接元件464，该再装载器联接元件464被构造成可拆卸地联接到可包括在每个层压头部152中的头部联接元件156(图37)。每个再装载器联接元件464可以使用包括磁性联接和/或机械联接的各种装置中的任何一种可拆卸地联接到头部联接元件156。头部保持器463的再装载器联接元件464可以根据控制器110的指令被致动，以附接到层压头部152的头部联接元件156和从该头部联接元件156拆卸。

在图37至图39中，头部传送机构452可以包括头部接合梁454，该头部接合梁454可以从头部传送机构452(例如，图37)横向向外延伸。头部接合梁454可以借助于线性致动机构(未示出)而在头部传送机构452上可竖直移动。例如，如图34所示，头部传送机构452可以包括一个或多个竖直轨道458(图34)，头部接合梁454可以沿着该竖直轨道458竖直地平移。每个层压头部152可以可拆卸地支撑在头部支撑梁456上。头部支撑梁456可沿层压站150的纵向方向延伸，并可被构造成在层压表面120上支撑彼此对准(成直线)的一系列层压头部152。在所示的实施例中，头部支撑梁456包括组件，在该组件中，当头部传送机构452接合其中一个层压头部152的头部联接元件156并如下所述向上平移层压头部152时，每个层压头部152可从头部支撑梁456独立地拆卸。

仍然参照图37至图39，头部传送机构452的头部接合梁454可以包括再装载器接合元件470(图38至图39)，该再装载器接合元件470可以经由线性致动机构(未示出)而从头部接合梁454可横向延伸。如图38所示，再装载器接合元件470的自由端可以被构造成接合该系列层压头部152内的一个层压头部152的头部联接元件156。一旦其中一个层压头部152的头部联接元件156接合到再装载器接合元件470，头部接合梁454就可竖直向上平移(图39)以将移除的层压头部468(图34至图35)提升到保持站462(图34至图35)处的头部保持器463的再装载器联接元件464(图34至图35)的水平。

如图34所示和如上所述，头部传送机构452被构造成将移除的层压头部468运输到保持站462(图34至图35)，于是头部保持器463的再装载器联接元件464可由控制器110致动以与移除的层压头部468的头部联接元件156联接，从而将移除的层压头部468从头部传送机构452传送到头部保持器463。然后，空的头部传送机构452可从保持站462平移到再装载站460，于是头部保持器463的再装载器联接元件464可由控制器110致动，以将替换层压头部466释放到头部传送机构452。头部传送机构452可将替换层压头部466从再装载站460运输到该系列层压头部152内的先前由移除的层压头部468占据的位置。然后，头部接合梁454可竖直向下平移，以将替换层压头部466向下带到与层压站150内的其余层压头部152相同的水平，直到替换层压头部466接合头部支撑梁456并由其支撑，该头部支撑梁456可将替换层压头部466定位成与该系列层压头部152对准(成直线)。然后，再装载器接合元件470可以横向缩回。

参照图40，示出了具有再装载系统450和被构造为头部模块170的一系列层压头部152的制造系统100的实施例。头部模块170可以联接到单个、共用的安装框架154。每个头部模块170可以被构造成与图29所示和上面描述的头部模块170的布置类似。例如，图40中的每个头部模块170可以具有框架联接元件172(例如，板)，头部部件220(例如，材料供应滚筒222、背衬层收集滚筒300、材料分配机构260等)安装到该框架联接元件172。每个头部模块170的框架联接元件172可以包括安装在框架联接元件172的顶部上的头部联接元件156，该头部联接元件156与图37中的头部联接元件156类似。在图40中，框架联接元件172被构造成可移除地附接到单侧(例如，安装框架154的第一侧158)，并且安装框架154的相对侧(例如，第二侧160)可以没有框架联接元件172和头部部件220。

在图40中，图40的安装框架154可以被构造成类似于图37至图39所示和上面所述的头部支撑梁456。例如，图40的安装框架154可在层压表面120上支撑彼此对准(成直线)的一系列头部模块170，以铺设复合层压件400。每个头部模块170可以独立地从安装框架154拆卸。如上所述，头部传送机构452可以被构造成通过接合头部联接元件156并向上平移头部模块170而从安装框架154移除头部模块170中的一个。头部传送机构452可以将移除的头部模块170运输到保持站462(例如图34)，在再装载站460(例如图34)处从头部保持器463取回替换头部模块170，将替换头部模块170安装在先前由移除的头部模块170占据的位置，并且将移除的头部模块170从保持站462运输到再装载站460用于维修，例如替换移除的头部模块170上的材料卷224和/或对移除的头部模块170的头部部件220进行维护。

参考图41至图44，示出了制造系统100的实施例的一系列俯视图，其中在层压表面120沿着第一行进方向128平移穿过层压站150期间，复合层压件400被铺设，并且其中复合层压件400同时被修整，在这之后层压表面120和复合层压件400沿着第二行进方向130在相反方向上平移返回穿过层压站150。例如，图41示出了在层压心轴122已经从层压表面准备位置132横向移动到层压表面原始位置134之后，处于层压表面原始位置134的层压心轴122的初始位置。图42示出了在复合层压件400正由层压头部152铺设的同时，层压心轴122沿着第一行进方向128移动穿过层压站150。在一个实施例中，层压头部152可以被限制成将铺设材料228施加到沿着单个行进方向(例如，第一行进方向128)移动的层压表面120，并且当沿着与第一行进方向128相反的第二行进方向130移动时，层压头部152不能将铺设材料228施加到层压表面120。

或者，在未示出的实施方式中，层压头部152可以被限制成将铺设材料228施加到沿着第二行进方向130移动的层压表面120，并且层压头部152可以不能将铺设材料228施加到沿着第一行进方向128移动的层压表面120。在图42中，示出了当层压心轴122离开层压站150并穿过位于层压站150和层压表面后部位置136之间的修整站310时，复合层压件400被修整装置312修整，并且示出了同时层压和修整复合层压件400。图43示出了处于层压表面后部位置136并在修整状态下支撑复合层压件400的层压心轴122。

图44示出了在沿着第二行进方向130平移返回穿过层压站150到层压表面原始位置134之后的层压心轴122。在一些实施例中，当层压心轴122沿第二行进方向130移动穿过层压站150时，层压头部152可将附加的铺设材料228施加到复合层压件400上，这可能需要一个或多个层压头部152具有如下所述的双向铺设能力。在图44中，层压心轴122可经由输送机系统(未示出)或机器人系统(未示出)从层压表面原始位置134横向传送到层压表面卸载位置138。在层压心轴122处于层压表面卸载位置138的情况下，具有复合层压件400的层压心轴122可被卸载到另一制造地点或位置，以便对复合层压件400进一步处理，例如二次修整、压实、成形和/或固化。或者，复合层压件400可以从层压心轴122卸载或移除，并且层压心轴122可以循环回到层压表面准备位置132。在一些实施例中，在卸载之前，复合层压件400可以预装备有在复合层压件400的后处理中使用的材料和部件。例如，复合层压件400可以预装备有剥离片层、释放膜、透气布、袋装膜、气囊、边缘密封剂、真空配件、胎膜板、圆角填料、以及可以用于各种后处理操作中的任何一种的各种其它材料和/或部件中的任何一种或多种。

参照图45至图48，示出了具有层压头部152的制造系统100的实施例的一系列俯视图，在一些实施例中，该层压头部152可以被限制成沿着单个分配方向204(图7)分配铺设材料228。然而，在未示出的实施方式中，层压头部(未示出)可以具有双向铺设能力，其中头部部件220被构造成在相反方向中的任一个方向上分配铺设材料228。在图45至图48中，复合层压件400沿着第一行进方向128平移穿过层压站150，而没有任何层压头部152施加铺设材料228，在这之后层压心轴122在沿着第二行进方向130平移返回穿过层压站150的同时被铺设。还示出了在离开层压站150并朝向层压表面原始位置134移动的同时被修整的复合层压件400。图45示出了最初位于层压表面原始位置134的层压心轴122。图46示出了在穿过层压站150之后处于层压表面后部位置136的层压心轴122，其中没有任何层压头部152施加铺设材料228。

图47示出了在层压头部152正施加铺设材料228以铺设复合层压件400的同时沿着第二行进方向130移动的层压心轴122，当层压心轴122离开层压站150并朝向层压表面原始位置134移动时，该复合层压件400正被修整站310修整。图48示出了在已经从层压表面原始位置134横向移动之后处于层压表面卸载位置138的层压心轴122。有利地，图45至图48的制造系统100的实施例允许在相同位置(例如，层压表面原始位置134)处装载和卸载层压心轴122，与层压心轴122在制造系统100的一端处(例如，在层压表面原始位置134处)装载到制造系统100上且层压心轴122在制造系统100的相对端处从制造系统100卸载的布置相比，可减少操作制造系统100所需的工厂占地空间量。

尽管图41至图44、图45至图48和图51至图54中的制造系统100在层压站150的每个相对端处包括修整站310，但制造系统100可被限制到位于靠近层压站150的相对端中的一端的单个修整站310。例如，制造系统100可设有单个修整站310，该单个修整站310位于层压站150的一端(该端位于复合层压件400退出层压站150的那一端的下游)，使得修整可与复合层压件400的铺设同时发生。然而，通过在层压站150的每一个相对端处设置修整站310，制造系统100可以以允许在沿着第一行进方向和/或沿着第二行进方向移动的层压表面120上铺设复合层压件400的方式操作，并且这可以基于制造设施内的可用占地空间和/或生产流程方向提供关于用于在制造设施内安装制造系统100的位置和/或定向的灵活性。

参照图49，示出了制造系统100的实施例的端视图，该制造系统100被构造成在层压表面准备位置132、层压表面原始位置134和层压表面卸载位置138之间在面内方向上横向移动层压心轴122。例如，制造系统100可包括输送机系统(未示出)或轨道系统(未示出)以及线性致动器机构(未示出)，以在将第一层压心轴122a平移穿过层压站150以便铺设和修整第一复合层压件400a之前，使第一层压心轴122a从层压表面准备位置132面内移动到层压表面原始位置134。在第一层压心轴122a/第一复合层压件400a已经返回到层压表面原始位置134之后，制造系统100(例如，输送机系统、轨道系统-未示出)可以被构造成用于将第一层压心轴122a/第一复合层压件400a从层压表面原始位置134面内移动到层压表面卸载位置138，如图49所示，并且第二层压心轴122b可以在平移穿过层压站150以便铺设第二复合层压件400b之前移动到层压表面原始位置134，同时第一复合层压件400a从第一层压心轴122a卸载，随后第一层压心轴122a面内平移到层压表面准备位置132。交替地将复合层压件400铺设在第一层压心轴122a和第二层压心轴120b上的上述过程可以重复任意次数。

参见图50，示出了制造系统100的实施方式的实施例的端视图，该制造系统具有层压表面原始位置134和层压表面卸载位置138，但是没有层压表面准备位置132。图50的制造系统100可以被构造成使用包括上述输送机系统(未示出)、轨道系统(未示出)、自主车辆(未示出)的各种机构中的一个或多个和/或使用高架台架(未示出)、机器人装置(未示出)或其它机构以面内移动和面外移动(例如，竖直移动)的组合来移动层压心轴122。在第一层压心轴122a已经穿过层压站150并且第一复合层压件400a已经被铺设和修整并且第一层压心轴122a已经返回到层压表面原始位置134之后，第一层压心轴122a/第一复合层压件400a可以在面内方向上从层压表面原始位置134横向移动到层压表面卸载位置138，如图50所示，第一复合层压件400a可以从第一层压心轴122a卸载，同时在使第二层压心轴122b穿过层压站150之前第二层压心轴122b移动到层压表面原始位置134以便铺设第二复合层压件400b，在这之后第二层压心轴122b/第二复合层压件400b返回到层压表面原始位置134。第二层压心轴122b/第二复合层压件400b可在面内方向上从层压表面原始位置134横向移动到层压表面卸载位置138，同时第一层压心轴122a被提升离开层压表面卸载位置138并降低到层压表面原始位置134。将复合层压件400交替地铺设在两个不同的层压心轴122上的上述过程可以重复任意次数。

图49至图50所示的布置的技术效果是，能够通过在层压表面原始位置134、层压表面准备位置132和层压表面卸载位置138(图49)之间或者在层压表面原始位置134和层压表面卸载位置138(图50)之间循环多个层压心轴122来增加铺设复合层压件400的速率。图49的布置和图50的布置之间的选择可以基于制造系统100将被安装到其中的生产设施的构造，并且可以包括对诸如占地空间限制和/或竖直空间约束之类的各种因素的考虑。在未示出的实施方式中，制造系统100可包括用于铺设复合层压件400的单个层压心轴122，并且其可包括将层压心轴122/复合层压件400从层压表面原始位置134移动到层压表面卸载位置138以卸载复合层压件，随后将卸载的层压心轴122移动回到层压表面原始位置134以准备再次穿过层压站150以铺设另一复合层压件400。

在本文公开的任何一个实施方式中，制造系统100可以以使得至少两个(2)层压心轴122(例如，第一层压心轴122a和第二层压心轴122b)在两个(2)或多个位置之间移位的方式操作，所述两个(2)或多个位置例如层压表面原始位置134和相邻位置(例如，层压表面准备位置132和/或层压表面卸载位置138)。通过以上述方式操作具有至少两个(2)层压心轴122的制造系统100，制造系统100可使一个层压心轴122移动穿过制造系统100(例如，穿过层压站150)以用于铺设新的复合层压件400，同时清除(例如，卸载)其余层压心轴122的刚刚完成的复合层压件400，该刚刚完成的复合层压件400可被运输到另一位置(未示出)以用于进一步处理，例如二次修整、压实、成形和/或固化。

参照图51至图54，示出了以环形方法铺设复合层压件400的制造系统100的实施例的一系列俯视图，在该环形方法期间，层压心轴122沿第一行进方向128平移穿过层压站150，并且在返回到层压表面原始位置134期间绕过层压站150。例如，图51示出了在已经从层压表面准备位置132横向移动到层压表面原始位置134之后的层压心轴122的初始位置。图52示出了沿着第一行进方向128穿过层压站150和修整站310朝向层压表面后部位置136移动的层压心轴122。图53示出了处于层压表面后部位置136并在修整状态下支撑复合层压件400的层压心轴122。图54示出了在绕过层压站150之后，返回到层压心轴122原始位置的层压心轴122。尽管未示出，但是制造系统100可包括一个或多个输送机系统、机器人装置或如上所述的其它机构，以用于在绕过层压站150的同时将层压心轴122从层压表面后部位置136传送到层压表面卸载位置138。如上所述，制造系统100可被限于位于靠近层压站150的相对端中的一端的单个修整站310。例如，制造系统100可限于位于复合层压件400从层压站150离开的出口下游的单个修整站310。

参照图55至图58，示出了以替代环形方法铺设复合层压件400的制造系统100的实施例的一系列俯视图，在该替代环形方法期间，层压心轴122最初绕过层压站150，同时沿着第一行进方向128移动，并且当层压心轴122沿着第二行进方向130移动穿过层压站150时，铺设并修整复合层压件400。图55示出了在已经从层压表面原始位置134移动到层压表面卸载位置138之后的层压心轴122的初始位置。如上文关于图51至图54所述，制造系统100可包括一个或多个机构，例如输送机系统(未示出)和/或机器人装置(未示出)，以用于将层压心轴122从层压表面卸载位置138传送到层压表面后部位置136，同时绕过层压站150。

图56示出了在绕过层压站150之后处于层压表面后部位置136的层压心轴122。图57示出了在层压心轴122沿着第二行进方向130穿过层压站150和修整站310朝向层压表面原始位置134移动期间，同时层压和修整复合层压件400。图58示出了处于层压表面原始位置134并在修整状态下支撑复合层压件400的层压心轴122。有利的是，如图51至图54和图55至图58所示的铺设复合层压件400的上述环形方法可以允许以相对高的制造速率制造复合层压件400，该相对高的制造速率是通过增加层压心轴122可以平移穿过层压站150的频率来实现的。

如上所述，一个或多个层压头部152可以具有双向铺设能力，其中层压头部152能够将铺设材料228分配到沿着第一行进方向128和沿着第二行进方向130两者移动的层压表面120上。有利地，双向铺设能力允许当一个或多个层压心轴122沿第一行进方向128和沿第二行进方向130两者穿过层压站150时，层压头部152分配铺设材料228，并且其允许在比如果层压站150包括被限制为将铺设材料228分配到沿单个方向(例如，仅第一行进方向128或仅第二行进方向130)移动的一个或多个层压心轴122上的层压头部152可实现的时间段更短的时间段内，铺设具有更大层压件厚度的复合层压件400。实施例层压头部152可在上述制造系统100实施方式中的任何一个中实现。另外，在一些实施例中，层压头部152可具有自穿入能力，从而允许背衬材料226(例如，由背衬层230支持的铺设材料228)自主(例如，无需人工干预)穿过层压头部152，在每次将新的材料卷224安装在材料供应滚筒222上时可能需要这样。没有双向铺设能力但具有自穿入能力的层压头部152可用于本文所公开的制造系统100中的任何一个中。同样，没有自穿入能力但具有双向铺设能力的层压头部152可用于本文所公开的制造系统100中的任何一个中。

参照图59至图62，示出了制造系统100的实施例，其中，层压头部152被构造成连续地将铺设材料228分配到层压表面120上。制造系统100包括一个或多个修整装置312，该修整装置312被构造成沿着横向方向周期性地切割复合层压件400，以将复合层压件400分成端对端的纵向分段401。在图59至图62中，层压表面120包括一系列层压心轴122，该系列层压心轴122以彼此端对端的关系布置。该系列端对端的层压心轴122可任选地例如经由每对相邻的层压心轴122之间的机械联结件(未示出)而联结或联接在一起。如上所述，层压心轴122可稍微间隔开或可抵靠彼此对接。制造系统100被构造成用于在端对端的层压心轴122上连续铺设复合层压件400。一个或多个修整装置312被构造成在离开层压站150的复合层压件400中形成横向切割314，并且由此将连续的复合层压件400分成一系列端对端的纵向分段401。图59是在铺设复合层压件400的过程的初始阶段期间的制造系统100的俯视图，示出了层压心轴122沿着基部构件102从叠层表面原始位置134移动到层压站150中。附加的层压心轴122可以以与当前进入层压站150的每个层压心轴122对接的端对端的关系安装在基部构件102上。

例如，如图60所示，附加的层压心轴122可以以彼此对接的端对端的关系顺序地安装在基部构件102上，以便连续移动穿过层压站150。图60还示出了复合层压件400的支撑在离开层压站150的层压心轴122上的一部分。此外，示出了修整装置312，该修整装置312被构造成沿着相对于复合层压件400的纵向方向的横向方向移动，以在复合层压件400中形成横向切割314，从而将复合层压件400分成端对端的纵向分段401。尽管图60示出了修整装置312在一对层压心轴122抵靠彼此对接的位置处在复合层压件400中形成横向切割314，但是横向切割314可在沿复合层压件400的任何位置处形成，以便将复合层压件400分成任何长度的纵向分段401，而不管每个单独的层压心轴122的长度如何。图61是制造系统100的俯视图，示出了处于层压表面后部位置136的层压心轴122中的一个，并且示出了定位在层压心轴122的顶部上的纵向分段401。以虚线还示出了从基部构件102卸载之后的层压心轴122。此外，以虚线示出了在从层压心轴122卸载之后的复合层压件400的纵向分段401。图62是制造系统100的侧视图，示出了移动穿过层压站150的该系列端对端的层压心轴122，并且示出了在层压心轴122上连续铺设复合层压件400。

在图59至图62中，当每个纵向分段401到达层压表面后部位置136时，纵向分段401可从层压表面120顺序地卸载。在一个实施例中，每个纵向段401可由分段移除机构(未示出)卸载，例如位于层压表面后部位置136处的拾取放置机器。或者，可使用一个或多个机器人装置或各种其它装置中的任何一种来卸载纵向分段401，该其他装置被构造成将每个纵向分段401抬离层压心轴122，以便任选地运输到用于后处理的另一位置。在又一实施例中，纵向分段401可以使用一个或多个技术人员手动卸载。在卸载支撑在层压心轴122上的一个或多个纵向分段401之后，层压心轴122可经由输送机系统(未示出)、机器人装置和(未示出)、自主车辆(未示出)、手动运输或其它机构循环回到层压表面原始位置134，并且可在制造系统100上最后的层压心轴122后面成直线地重新安装在基部构件102上。

在未示出的实施方式中，一个或多个修整装置312可被构造成在层压表面120继续沿着制造系统100移动复合层压件400的同时形成横向切割314以分割复合层压件400。或者，可暂时停止层压表面120的移动，以允许修整装置312横跨复合层压件400的宽度移动，以形成横向切割314。尽管未示出，但制造系统100可包括附加的修整装置312，该附加的修整装置312被构造成在将复合层压件400被分成纵向分段401之前、期间或之后修整复合层压件400的侧边缘。

在复合层压件400的铺设期间和/或在复合层压件的切割和/或修整期间，复合层压件400可以经由由真空压力源146(图62)产生的真空压力固定到层压心轴122，该真空压力源146流体地联接到多个孔144(图6)，该多个孔144可以可选地形成在层压心轴122的外表面中。如上所述，在通过层压头部152分配铺设材料228之前，一层剥离片层(未示出)可以施加到层压心轴122。真空压力可以将剥离片层固定到层压心轴122，并且铺设材料228可以具有一定水平的粘性，该粘性使其粘附到剥离片层以防止在分配到层压心轴122上期间和/或在切割或修整复合层压件400期间铺设材料228移位。或者，可以省略剥离片层，并且可以将真空压力直接施加到分配到层压心轴122上的第一层铺设材料。

参照图63至图66，示出了被构造成用于连续层压复合层压件400的制造系统100的另一实施例。制造系统100具有一系列层压头部152，该系列层压头部152以彼此端对端的关系静止地定位，并限定层压站150。该系列内的每个层压头部152被构造成沿着分配方向204(图7)分配铺设材料228。制造系统100包括层压带124，该层压带124具有可在层压站150下面沿与分配方向204大致对准的方向移动的外表面。层压头部152被构造成当层压带124的外表面移动穿过层压站150时将铺设材料228顺序地施加到层压带124的外表面上和先前施加的铺设材料228上，从而形成具有以由层压站150内的层压头部152相对于彼此的位置限定的期望片层堆叠顺序布置的复合片层的堆叠的复合层压件400。

制造系统100另外包括一个或多个修整装置312，该修整装置312位于层压站150的下游，并被构造成在复合层压件400中周期性地形成横向切割314，以将复合层压件400分成纵向分段401。图63是在将铺设材料228分配到移动层压带124上之前的制造系统100的俯视图。在一些实施例中，层压站150中的层压头部152中的一个可以被构造成在通过层压站150中的其余层压头部152分配铺设材料228之前将一层保护性剥离片层分配到层压带124的外表面上。类似于用于层压心轴122的上述可选布置，层压带124可以包括多个孔144(图6)，该孔144可以流体地联接到真空压力源146(图66)，用于在层压带124的外表面和由层压头部152分配的铺设材料228之间产生真空力。该真空力可以将剥离片层固定到层压带124，并且铺设材料228可以粘附到剥离片层，从而由此防止在铺设、修整和/或切割复合层压件400的过程期间复合层压件400相对于层压带124移位。

图64是制造系统100的俯视图，示出了在层压站150内连续铺设复合层压件400，并示出了离开层压站150之后的复合层压件400的一部分。还示出了在复合层压件400中形成横向切割314以将复合层压件400分成端对端的纵向分段401的修整装置312。如上文关于图59至图62中所示的制造系统100实施方式所述，图63至图66的制造系统100中的一个或多个修整装置312可被构造成在临时暂停层压带124的移动的同时横向切割复合层压件400，此后可重新启动层压带124。或者，一个或多个修整装置312可被构造成在层压带124继续移动的同时形成横向切割314，如上所述。除了形成横向切割314之外，制造系统100可包括一个或多个修整装置312，该修整装置312被构造成修整复合层压件400，例如修整复合层压件400的侧边缘或其它部分。

图65是制造系统100的俯视图，示出了由修整装置312在复合层压件400中形成的横向切割314的位置，该横向切割314将复合层压件400分成纵向分段401。以虚线还示出了从层压带124卸载之后的纵向分段401。每个纵向分段401可以使用机器人装置(未示出)、输送机系统(未示出)、手动卸载或使用各种其它装置中的任何一种卸载。图66是制造系统100的侧视图，示出了将复合层压件400连续铺设在层压件带124上。

尽管图59至图66的层压站150包括在分配铺设材料228期间作为单元可竖直移动的层压头部152，但是制造系统100实施方式中的任何一个可包括层压头部152，该层压头部152被构造有类似于上述和/或图29至图33所示的可竖直移动和/或可拆卸的头部模块170。替代地或另外地，图59至图66的制造系统100构造中的任何一个可包括如上所述和/或如图14、图16至图21所示旋转一个或多个层压头部152的能力，以允许快速地替换层压头部152、头部模块170和/或快速地替换材料卷224和/或允许维护层压头部152或头部模块170而不中断复合层压件400的层压。有利地，将复合层压件400连续地铺设在移动的一系列端对端的层压心轴122上或层压带124上的能力使制造系统100的生产量最大化。

参照图67，示出了包括在制造复合层压件400的方法500中的操作的流程图。步骤502包括沿着分配方向204从多个层压头部152分配铺设材料228，该多个层压头部152以彼此端对端的关系静止地定位并且限定层压站150(例如，图1至图6)。如上所述，每个层压头部152具有头部部件220，该头部部件220包括：至少一个材料供应滚筒222，其被构造成支撑背衬材料226的材料卷224；至少一个材料分配机构260，其被构造成从材料供应滚筒222接收背衬材料226并将背衬层230与铺设材料228分离；以及至少一个背衬层收集滚筒300，其被构造成卷取与铺设材料228分离之后的背衬层230。层压站150中的一个或多个层压头部152(例如图1至图7)可以被构造成将铺设材料228分配到沿着单个行进方向(例如第一行进方向128或第二行进方向130)移动的层压表面120上。或者，层压站150中的一个或多个层压头部152可以具有双向铺设能力，以用于将铺设材料228分配到沿着第一行进方向128和第二行进方向130两者移动的层压表面120上，如下所述。

方法500的步骤504包括沿着与层压头部152的分配方向204(图7)对准的方向在层压站150下方移动层压表面120。层压表面120在层压表面原始位置134和层压表面后部位置136之间移动。如上所述，层压表面120可沿如图所示的线性方向移动。或者，在未示出的实施方式中，层压表面120可沿非线性方向移动，例如沿弧线移动。层压头部152可与层压表面120的移动的线性方向或非线性方向互补地布置，以便铺设分别具有线性形状(例如，直线形状)或非线性形状(例如，弧形形状)的复合层板400。

在层压站150下方移动层压表面120的步骤504可以包括在层压头部152下方沿着至少一个方向(例如，沿着第一行进方向128和/或沿着第二行进方向130)平移一个或多个刚性层压心轴122(例如，图1至图4)，同时将铺设材料228施加到一个或多个层压心轴122的外表面和/或施加到先前施加到层压心轴122上的铺设材料228上。如上所述，在实施方式中，该方法可包括使一系列层压头部152沿着至少一个方向移动，该系列层压头部152以彼此间隔的端对端的关系或以彼此对接的端对端的关系(图59至图62)布置。例如，一系列层压心轴122可端对端地联接且可彼此间隔开达数英寸，且复合层压件400可被铺设在连续移动穿过层压站150的该系列层压心轴122中的每一个上。

在替代实施方式中，在层压站150下方移动层压表面120的步骤504可以包括在层压头部152下方移动连续环形层压带124(例如，图5)，同时将铺设材料228施加到层压带124的外表面和/或施加到先前施加到层压带124的外表面上的铺设材料228上。在一些实施例中，制造系统100可被构造成使得层压表面120(例如，层压心轴122)在穿过用于铺设复合层压件400的层压站150之前可从层压表面准备位置132(例如，图41、图45、图51、图55)移动到层压表面原始位置134。通过将层压心轴122定位在层压表面准备位置132，在完成先前占据层压表面原始位置134的层压心轴122上的复合层压件400之后，层压心轴122可快速移动到层压表面原始位置134，以开始铺设新的复合层压件400。

将一个或多个层压心轴122在层压头部152下方沿着至少一个方向平移可包括一个或多个层压心轴122两次穿过层压站150。例如，如图41至图44和图45至图48所示，该方法可包括沿着第一行进方向128将层压心轴122从层压表面原始位置134平移穿过层压站150并到达层压表面后部位置136，随后沿着第二行进方向130将层压心轴122从层压表面后部位置136平移返回穿过层压站150并到达层压表面原始位置134，并且在层压心轴122沿着第一行进方向128和/或沿着第二方向平移期间将铺设材料228施加到层压表面120。图41至图44示出了一个实施方式，其中，当层压心轴122沿着第一行进方向128从层压表面原始位置134移动到层压表面后部位置136时，铺设并修整复合层压件400，而当层压心轴122沿着第二行进方向130从层压表面后部位置136移动返回穿过层压站150到层压表面原始位置134时，不发生铺设或修整。

图45至图48示出了一个实施方式，其中，层压心轴122沿着第一行进方向128移动穿过层压站150，而不发生铺设或修整，在这之后，当层压心轴122沿着第二行进方向130从层压表面后部位置136移动到层压表面原始位置134时，铺设并修整复合层压件400。在未示出的另一实施方式中，当层压心轴122沿第一行进方向128穿过层压站150时，可以铺设复合层压件400，并且当层压心轴122沿第二行进方向130返回穿过层压站150时，可以将附加的铺设材料228施加到复合层压件400。

在该方法的又一些实施方式中，使层压心轴122在层压头部152下方沿至少一个方向平移可包括一个或多个层压心轴122进行单次穿过层压站150。例如，如图51至图54所示，该方法可包括使一个或多个层压心轴122沿着第一行进方向128从层压表面原始位置134平移穿过层压站150并到达层压表面后部位置136，并且在平移穿过层压站150期间将铺设材料228施加到层压表面120，随后将一个或多个层压心轴122从层压表面后部位置136平移到层压表面原始位置134，同时绕过层压站150。在图51至图54中，可以在一个或多个层压心轴122沿着第一行进方向128朝向层压表面后部位置136移动的同时当一个或多个层压心轴122离开层压站15时执行复合层压件400的修整。

图55至图58示出了一个实施方式，其中，层压心轴122从层压表面原始位置134移动到层压表面后部位置136，同时绕过层压站150，随后沿着第二行进方向130将层压心轴122从层压表面后部位置136平移穿过层压站150并到达层压表面原始位置134，并且在平移穿过层压站150期间将铺设材料228施加到层压表面120。在图55至图58中，可以在层压心轴122沿着第二行进方向130朝向层压表面原始位置134移动的同时当层压心轴122离开层压站150时执行复合层压件400的修整。在具有位于层压站150的相对端的每一端处的修整站310的当前公开的制造系统100实施方式中的任何一个中，修整装置312可被构造成在复合层压件400在第一行进方向158上移动的同时当该复合层压件400离开层压站150时修整复合层压件400，然后在复合层压件400反转方向并在第二行进方向160上移动的同时穿过和离开层压站150之后第二次修整复合层压件400。

方法500的步骤506包括当层压表面120穿过层压站150时，从任何一个或多个层压头部152将铺设材料228顺序地施加到层压表面120上和先前施加的铺设材料228上，从而由此形成具有以期望的片层堆叠顺序410布置的片层402的堆叠的复合层压件400。如上关于图8至图9所述，层压头部152被布置成根据片层堆叠顺序410顺序地施加铺设材料228。在这点上，该系列中的每个层压头部152被分配并装载有铺设材料228，该铺设材料228具有对应于待被制造的复合层压件400的片层堆叠顺序410的材料构造406(图8)。如图8至图9所示，复合层压件400的片层堆叠顺序410由层压头部152在层压站150内的相对位置限定。然而，可以形成复合层压件400，其中沿着复合层压件400的总长度的至少一部分长度停用一个或多个层压头部152(即，不分配铺设材料228)。

在这点上，从一个或多个层压头部152顺序地施加铺设材料228的步骤506可以包括独立地开始、独立地停止和/或独立地重新启动通过任何一个层压头部152施加铺设材料228，同时通过层压站150内的一个或多个其它层压头部152继续施加铺设材料228。例如，图11示出了2号头部(图8)瞬间停止然后重新启动施加铺设材料228，同时其余层压头部152连续地施加铺设材料228，这导致在复合层压件400的片层2(例如，局部片层)中形成间隙404，并且导致层压件厚度沿着复合层压件400的长度变化或不恒定。在未示出的另一实施方式中，任何一个或多个层压头部152可以在其余层压头部152已经开始分配铺设材料228之后有意地延迟开始分配铺设材料228。例如，可以铺设复合层压件400，其中1号头部最初暂时地延迟开始将铺设材料228分配到层压表面120上，同时其余层压头部152(例如，2至10号头部)在移动穿过层压站150的层压表面120上的共用位置处开始分配铺设材料228。在未示出的又一实施方式中，可以铺设复合层压件400，其中在铺设复合层压件400的整个时间期间，一个或多个层压头部152被停用并且不分配铺设材料228，并且导致复合层压件400具有与图13的复合层压件400类似的减少数量的片层402，其包含总共五个(5)片层402。

简要参照图12至图13，从一个或多个层压头部152顺序施加铺设材料228的步骤506可以包括从至少一个层压头部152施加铺设材料228，该铺设材料228具有与由层压站150中的至少一个其它层压头部152分配的材料宽度不同的材料宽度408。如上所述，一个或多个层压头部152可以装载有包含铺设材料228的材料卷224，该铺设材料228具有与装载到其它层压头部152上的铺设材料228不同的材料宽度。例如，装载到一个或多个层压头部152上的铺设材料228可以是预切割的预浸料坯条带，该预浸料坯条带具有相对于其它层压头部152上的材料宽度408减小的材料宽度408。在图12至图13的实施例中，该系列层压头部152装载有具有材料宽度408的铺设材料228，该材料宽度408布置成使得层压头部152铺设未固化的复合层压件400，在该复合层压件40的侧边缘414上具有倾斜侧边缘414。层压站150内的层压头部152可以彼此对准，使得由层压头部152分配的铺设材料228的中心线(未示出)重合，导致复合层压件400具有绕竖直轴线(未示出)对称的横向横截面。然而，一个或多个层压头部152可以与其它层压头部152横向偏移，使得由层压头部152分配的铺设材料228的中心线与由其它层压头部152分配的铺设材料228的中心线横向偏移，并且导致复合层压件400具有不对称的横向横截面。

在一些实施例中，装载到层压头部152上的铺设材料228的材料宽度408可以选择成使得当在横向横截面中观察完成的复合层压件400时，侧边缘414以期望的斜角416形成。例如，在图12中，包含十个(10)片层402的复合层压件400的材料宽度408使得复合层压件400的侧边缘414每个都以大约20度的斜角416形成。图13示出了仅包含五个(5)片层402并在每个侧边缘414上产生大约10度的斜角416的复合层压件400的实施例。在未示出的实施方式中，装载到层压头部152上的铺设材料228的材料宽度408可以选择成使得当在横向横截面中观察复合层压件400时侧边缘414具有非线性形状。

方法500的步骤508包括使用一个或多个修整装置312修整复合层压件400。如上所述，制造系统100可包括限定至少一个修整站310的一个或多个修整装置312。例如，图1至图2示出了具有位于层压站150的相对端的每一端处的修整站310的制造系统100。复合层压件400的修整可以包括修整复合层压件400的至少一个侧边缘414。可在层压表面120从层压站150移动到层压表面后部位置136期间执行修整，如图42所示，和/或在层压表面120从层压站150移动到层压表面原始位置134期间可发生修整，如图47所示。修整复合层压件400的步骤508可以包括使用一个或多个超声刀、激光装置、机械切割器刀片或各种其它切割机构中的任何一种来修整复合层压件400。修整装置312可被构造成将复合层压件400的至少一个侧边缘414切割为不垂直于层压表面120定向的倾斜切割或垂直于层压表面120定向的垂直切割。然而，如上所述，修整装置312可以以在复合层压件400中形成多种几何特征中的任何一种的方式操作，并且不限于在复合层压件400的侧边缘414上形成倾斜切割或垂直切割。

在完成复合层压件400的铺设和修整之后，该方法可包括将层压心轴122从层压表面原始位置134移动到层压表面卸载位置138，如图44和图48所示。将层压心轴122移动到层压表面卸载位置138可允许另一层压心轴122移动到层压表面原始位置134，以允许铺设并修整另一复合层压件400，同时在层压表面卸载位置138进一步处理或卸载刚完成的复合层压件400。简要参照图49，在一些实施例中，该方法可包括在层压表面准备位置132、层压表面原始位置134和层压表面卸载位置138之间在面内方向上横向移动至少两个(2)层压心轴122。

在替代实施方式中，图50示出了两个(2)层压心轴122在层压表面原始位置134和层压表面卸载位置138之间的面外移动。有利地，使用至少两个(2)层压心轴122允许至少一个层压心轴122穿过层压站150，以便在层压表面卸载位置138处理其余层压心轴122的同时铺设复合层压件400。如上所述，在层压表面卸载位置138处理层压心轴122可包括从层压心轴122移除刚刚完成的复合层压件400和/或用在另一位置(未示出)处进一步处理(例如，二次修整、压实、成形和/或固化)复合层压件400可能需要的材料和/或部件来预装备复合层压件400。

参照图16至图28，该方法可包括将一个或多个层压头部152移动(例如，自主地)到材料再装载位置208，以允许维修层压头部152，例如替换耗尽的材料卷224、对头部部件220进行维护或用于其它目的。层压头部152可以在复合层压件400的铺设之前、期间或之后的任何时间点移动到材料再装载位置208，以用于材料补充或维护。例如，如下所述，层压站150中的一个或多个层压头部152可以移动到材料再装载位置208，以允许维修层压头部152一侧上的头部部件220，同时处于材料施加位置206的层压头部152的相对侧连同层压站150中的其余层压头部152一起分配铺设材料228。如上所述，在一些实施例中，层压站150内的一个或多个层压头部152(例如，图6)可具有包括第一侧158和第二侧160的横向相对侧。第一侧158可具有头部部件220的第一层压组件200，并且第二侧160可具有头部部件220的第二层压组件202。如上所述，第一侧158上的头部部件220和第二侧160上的头部部件220可安装到安装框架154。

参照图16至图19，该方法可包括将第二侧160移动到材料施加位置206，该材料施加位置206与层压站150内的其余层压头部152的分配方向204对准。在材料施加位置206，第二侧160可以将铺设材料228分配到层压表面120上或者分配到先前施加的铺设材料228上。将第二侧160移动到材料施加位置206可导致将第一侧158移动到材料再装载位置208，以允许替换第一侧158上的材料供应滚筒222上的材料卷224和/或用于对第一侧158进行维护。作为将层压头部152的第二侧160移动到材料施加位置206的替代，该方法可包括将层压头部152的第一侧158移动到与层压站150内的其余层压头部152的分配方向204对准的材料施加位置206，以及将第二侧160移动到材料再装载位置208，例如用于替换第二侧160上的材料卷224和/或用于对第二侧160进行维护。

仍然参照图16至图19，将第一侧158或第二侧160移动到材料施加位置206同时将第一侧158或第二侧160中的其余一个移动到材料再装载位置208的步骤可包括使层压头部152绕竖直轴线174独立旋转180度的量，以将第一侧158或第二侧160定位在材料施加位置206，同时将第一侧158或第二侧160中的其余一个定位在材料再装载位置208。例如，图17示出了层压头部152绕竖直轴线174(图14)的旋转。对于彼此相对紧密靠近地间隔开的层压头部152，可能需要将层压头部152横向平移而与层压站150中的其余层压头部152脱离对准，以提供用于旋转层压头部152的空隙。在这点上，层压头部152可水平平移和/或竖直平移而与其余层压头部152脱离对准，从而提供用于旋转层压头部152的空间。然而，在其它实施例中，层压站150内的层压头部152可彼此间隔开一定距离，该距离允许每个层压头部152绕竖直轴线174旋转180度，而不接触相邻的层压头部152，并且无需层压头部152水平平移或竖直平移而与其余层压头部152脱离对准。

图16示出了在如图17所示将层压头部152旋转180度的量之前，层压头部152中的一个横向平移而与其余层压头部152脱离对准。在实施方式中，层压头部152可沿支撑层压头部152的横梁108横向平移，如图14所示。在旋转之后，图18示出了层压头部152横向平移回到与层压站150中的其余层压头部152对准。作为层压头部152横向平移以提供用于旋转层压头部152的空隙的替代，图20至图21示出了一个实施方式，其中层压头部152竖直升高而与其余层压头部152脱离对准，以允许用于旋转层压头部152的空隙，在这之后，层压头部152可竖直降低回到与其余层压头部152对准。在所示的实施例中，横梁108可以沿着支撑横梁108的该对支柱106竖直平移。

参照图22至图28，在又一实施方式中，将层压头部152的第一侧158或第二侧160移动到材料施加位置206，同时将第一侧158或第二侧160中的其余一个移动到材料再装载位置208的步骤可包括使层压头部152绕平行于一系列层压头部152定向的水平轴176旋转180度的量。如上所述，层压头部152可串联地安装到水平轴176，该水平轴176可在相对端处由一对轴支架178支撑。制造系统100可包括由控制器110控制的一个或多个马达(未示出)，以独立地旋转任何一个或多个层压头部152，以便将第一侧158或第二侧160定位在材料再装载位置208，用于替换材料卷224或用于对头部部件220进行维护。在本文公开的任何实施方式中，旋转层压头部152以将第一侧158或第二侧160定位在材料再装载位置208可提对处于材料再装载位置208的该侧的头部部件220提供改进的物理接近。

参照图29至图33，该方法的一些实施例可包括在层压头部152的第一侧158和/或第二侧160上替换头部模块170。在图29的实施例中，层压头部152包括安装框架154，该安装框架154具有可移除地联接到第一侧158的头部模块170和可移除地联接到第二侧160的头部模块170。如上所述，每个头部模块170包括框架联接元件172(例如，板或框架)，头部部件220可以安装到该框架联接元件172。在这种布置中，该方法还可以包括补充材料卷224或者移除和替换安装框架154的第一侧158或第二侧160中的一个上的头部模块170，与此同时将铺设材料228从头部模块170分配在安装框架154的第一侧158或第二侧160中的其余一个上。例如，如上所述和如图30至图33所示，作为将第一侧158或第二侧160定位在材料施加位置206同时将第一侧158或第二侧160中的其余一个定位在材料再装载位置208的装置，层压头部152可绕竖直轴线174(图7)旋转180度。

图30示出了层压头部152水平平移而与层压站150中的其余层压头部152脱离对准。图31示出了绕竖直轴线174将层压头部152旋转180度。图32示出了在将层压头部152水平平移回到与图33所示的其余层压头部152对准之前，从层压头部152的安装框架154移除头部模块170，并将替换头部模块170安装在安装框架154上。处于材料再装载位置208的头部模块170背离该系列层压头部152，这可以允许物理接近以便进行在耗尽材料卷224的情况下可能需要的移除头部模块170，以对头部部件220进行维护，或者用被构造成分配不同类型的铺设材料228的头部模块170替换当前头部模块170。头部模块170的替换可以手动地执行，或者头部模块170的替换可以自主地执行，例如通过如下所述和图40所示的再装载系统450。

参照图29，在一些实施例中，在安装框架154的一侧或两侧上的头部模块170可以竖直移动。例如，在层压头部152的安装框架154的第一侧158和第二侧160中的每一个上的头部模块170均可竖直移动地联接到安装框架154。在所示的实施例中，每个头部模块170的框架联接元件172具有竖直构件180，该竖直构件180被构造成可在包括在安装框架154的每个相对侧上的竖直凹槽182内竖直滑动。在这种布置中，该方法可以包括允许第一侧158和/或第二侧160上的头部模块170与开始和停止分配铺设材料228一致地竖直移动，并且防止第二侧160和第一侧158中的其余一个上的头部模块170竖直移动，以允许维修头部模块170。在图29的实施例中，第二侧160上的头部模块170被示出为处于上部位置184，而第一侧158上的头部模块170可与来自第一侧158上的头部模块170的铺设材料228的开始和停止一致地竖直移动。

如上所述，处于材料再装载位置208的头部模块170可以被锁定在上部位置184，以防止任何头部部件220的移动，从而允许技术人员维修头部模块170。在这点上，当处于材料施加位置206的头部模块170被启动和/或能够分配铺设材料228的同时，处于材料再装载位置208的头部模块170可以被停用或不被供电。如上所述，层压头部152可被构造成自主地电断开位于该侧的旋转到材料再装载位置208的头部模块170(例如，断开到头部模块170的电力和/或控制信号)，并且自主地电连接位于该侧的旋转到材料施加位置206的头部模块170。如上所述，在允许处于材料施加位置206的头部模块170继续分配铺设材料228的同时，维修处于材料再装载位置208的头部模块170的技术效果是避免层压头部152的停机时间，否则如果层压头部152停止工作则会发生停机时间。在这点上，图29中所示的上述布置使制造系统100的停机时间最小化，从而使生产量最大化。另外，头部模块170的可移除性提供了关于快速补充或替换材料卷224和/或快速置换具有不同构造的头部部件220的头部模块170以分配不同类型的铺设材料228的灵活性。

参照图34至图39，在一些实施例中，该方法可包括使用再装载系统450的头部传送机构452从层压站150移除和替换层压头部152中的一个。如上所述，再装载系统450可包括可沿制造系统100的纵向方向移动的头部传送机构452。另外，如图34至图35所示，再装载系统450可包括被构造成保持层压头部152的一个或多个头部保持器463。例如，再装载系统450可包括再装载站460，该再装载站460具有用于保持替换层压头部466(图36)的头部保持器463。另外，再装载系统450可包括保持站462，该保持站462具有用于保持移除的层压头部468的头部保持器463。

如图38所示，该方法可包括使用头部传送机构452从该系列层压头部152移除其中一个层压头部152。例如，图37至图39示出了横向向外延伸并接合层压头部152的头部联接元件156的头部接合梁454，以将层压头部152竖直提升而与其余层压头部152脱离对准，如图39所示。如图34所示，该方法可包括将移除的层压头部468运输到保持站462处的头部保持器463，从再装载站460处的头部保持器463取回替换层压头部466，将替换层压头部466运输到先前由移除的层压头部468占据的位置，以及安装替换层压头部466以代替移除的层压头部468。然后，头部传送机构452可将移除的层压头部468从保持站462运输到再装载站460，在该再装载站460处可维修移除的层压头部468，这可包括替换材料供应滚筒222上的材料卷224、对头部部件220进行维护或其它操作。

参照图40，在上述实施方式中，层压站150可包括多个通过框架联接元件172(例如板)联接到共用安装框架154的头部模块170。每个头部模块170可以包括框架联接元件172，头部部件220安装到该框架联接元件172。每个头部模块170的框架联接元件172可以可移除地连接到安装框架154。该方法可包括使用类似于上面关于图34至图39所述的再装载系统450来移除和/或替换一个或多个头部模块170。例如，头部模块170再装载系统450的头部传送机构452可以被构造成接合并竖直提升头部模块170中的一个的框架联接元件172，使其与其余头部模块170脱离对准，将移除的头部模块170运输到保持站462，从再装载站460取回替换头部模块170，将替换头部模块170运输到先前由移除的头部模块170占据的位置，以及竖直降低替换头部模块170，使其与层压站150的其余头部模块170对准。头部传送机构452可以将移除的头部模块170从保持站462运输到再装载站460用于维修。有利地，自主移除和替换层压头部152或头部模块170的能力允许在维修移除的层压头部468或移除的头部模块170的同时连续地铺设复合层压件400。

参照图59至图66，在一些实施例中，从一个或多个层压头部152施加铺设材料228的步骤506可以包括从层压头部152将铺设材料228连续地施加到层压表面120上。例如，在图59至图62中，该方法可包括将铺设材料228连续地施加到该系列端对端的层压心轴122上，以形成连续复合层压件400，如上所述。在图63至图66中，该方法可以包括将铺设材料228连续地施加到在层压站150下方连续移动的层压带124上。在这样的实施例中，修整复合层压件400的步骤508可以包括使用一个或多个修整装置312在复合层压件400中形成至少一个横向切割314，以将复合层压件400分成端对端的纵向分段401。如上所述，层压表面120(例如，一系列层压心轴122、层压带124)的移动可以或者暂时停止以允许修整装置312切割复合层压件，或者修整装置312可被构造成在移动的同时切割复合层压件400。对于图59至图66所示的实施例，该方法可另外包括使用自动化机构或装置(未示出)从层压表面120(例如，图57和图61)顺序地卸载纵向分段401，或通过手动卸载纵向分段401。对于图59至图62的实施例，该方法可包括使每个层压心轴122从层压表面后部位置136再循环回到层压表面原始位置134，由此每个层压心轴122可在进入层压站150之前安装在该系列中的最后一个层压心轴122的后面。

在本文公开的制造系统100实施方式中的任何一个中，该方法可包括使用在形成于层压表面120的外表面中的多个孔144(图6)处产生的真空压力将复合层压件400固定到层压表面120。例如，如上所述，孔144可以流体地联接到真空压力源146(例如，图62和图66)，当层压表面120(例如，一个或多个层压心轴122、层压带124的外表面)穿过层压站150时，真空压力源146在控制器110(图2)的命令下可以至少在从层压头部152分配铺设材料228之前或期间产生真空压力。至少在复合层压件400的铺设期间以及可选地在复合层压件400的修整(例如，图42、图47、图52和图57)和/或横向切割(例如，图60和图64)期间，这种真空压力可直接或间接(例如，经由一层剥离片层)将复合层压件400固定在层压表面120上的适当位置。

此外，本公开包括在以下列举的段落中描述的实施例：

A1.一种制造系统100，其包括：多个层压头部152，其以彼此端对端的关系静止地定位并且限定层压站150，每个层压头部152被构造成沿着分配方向204分配铺设材料228；层压表面120，其可在层压站150下方沿着与分配方向204大致对准的方向在层压表面原始位置134和层压表面后部位置136之间移动，层压头部152被构造成当层压表面120穿过层压站150时将铺设材料228顺序地施加到层压表面120上和先前施加的铺设材料228上，从而形成具有以由层压站150内的层压头部152相对于彼此的位置限定的期望片层堆叠顺序布置的复合片层402的堆叠的复合层压件400；一个或多个修整装置312，其位于靠近层压站150的相对端的至少一端的位置，并且被构造成在以下至少一个期间修整复合层压件400：层压表面120从层压站150移动到层压表面原始位置134期间；以及层压表面120从层压站150移动到层压表面后部位置136期间。

A2.A1的制造系统100，其中：至少一个修整装置312被构造为超声刀、激光装置和机械切割器刀片中的至少一种。

A3.A1或A2的制造系统100，其中，层压表面120包括以下之一：至少一个连续环形层压带124的外表面，至少一个连续环形层压带124可在层压头部152下方移动；至少一个刚性层压心轴122的外表面，至少一个刚性层压心轴122可在层压头部152下方平移。

A4.A3的制造系统100，其中：层压头部152被构造成将铺设材料228连续地分配到层压表面120的外表面上；以及一个或多个修整装置312被构造成沿着横向方向周期性地切割复合层压件400，以将复合层压件(400)分成端对端的纵向分段401。

A5.A3或A4的制造系统100，该制造系统100还包括：真空压力源146；层压表面120具有流体地联接到真空压力源146的多个孔144；并且所述真空压力源146被构造成至少在将铺设材料228施加到外表面上或施加到先前施加到外表面的铺设材料228上期间在外表面处产生真空压力以将复合层压件400固定到外表面。

A6.A1至A5中任一项的制造系统100，其中：层压头部152均包括横向相对侧，横向相对侧包括第一侧158和第二侧160，第一侧158和第二侧160均具有头部部件220；并且至少一个层压头部152的第一侧158可移动到与分配方向204对准的材料施加位置206以将铺设材料228施加到层压表面120，同时第二侧160移动到材料再装载位置208以维修层压头部152的第二侧160；并且第二侧160可移动到与分配方向204对准的材料施加位置206以将铺设材料228施加到层压表面120，同时第一侧158移动到材料再装载位置208以维修层压头部152的第一侧158。

A7.A6的制造系统100，其中：层压头部152均被构造成绕竖直轴线174独立地旋转至少180度，以将层压头部152的第一侧158或第二侧160定位在材料施加位置206，并且将第一侧158和第二侧160中的其余一个定位在材料再装载位置208。

A8.A6或A7的制造系统100，其中一个或多个层压头部152包括：安装框架154，其具有第一侧158和第二侧160；至少一个头部模块170，其具有将头部部件220可移除地联接到安装框架154的第一侧158和第二侧160中的一个的框架联接元件172；并且头部模块170可在框架联接元件172处从安装框架154移除以允许替换头部模块170。

A9.A8的制造系统100，其中，至少一个层压头部152包括：第一侧158和第二侧160均具有可移除地联接到安装框架154的头部模块170；每个头部模块170可相对于安装框架154竖直移动；第一侧158上的头部模块170可锁定在上部位置184，同时第二侧160上的头部模块170可竖直移动以分配铺设材料228；并且第二侧160上的头部模块170可锁定在上部位置184，同时第一侧158上的头部模块170可竖直移动以分配铺设材料228。

A10.A6至A9中任一项的制造系统100，还包括：平行于多个层压头部152定向的水平轴176；并且每个层压头部152可绕水平轴176旋转至少180度，以在材料施加位置206和材料再装载位置208之间移动第一侧158和第二侧160。

A11.A1至A10中任一项的制造系统100，还包括：具有头部传送机构452和再装载站460的再装载系统450；并且头部传送机构452被构造成从层压站150移除层压头部152中的一个，安装替换层压头部466以代替移除的层压头部468，并且将移除的层压头部468运输到再装载站460。

A12.A1至A11中任一项的制造系统100，还包括：具有头部传送机构452和再装载站460的再装载系统450；至少一个安装框架154；层压头部152被构造为头部模块170，头部模块170均包括将头部部件220以可移除的方式联接到安装框架154的框架联接元件172；至少一个头部模块170可在框架联接元件172处从安装框架154移除，以允许替换头部模块170；并且头部传送机构452被构造成从层压站150移除头部模块170中的选定的一个头部模块170，安装替换头部模块170以代替移除的头部模块170，并将移除的头部模块170运输到再装载站460。

A13.A1至A12中任一项制造系统100，其中，一个或多个层压头部152包括头部部件220，头部部件220包括：至少一个材料供应滚筒222，其被构造成支撑背衬材料226的材料卷224，背衬材料226包括由背衬层230支持的铺设材料228；至少一个材料分配机构260，其被构造成从材料供应滚筒222接收背衬材料226并将背衬层230与铺设材料228分离；以及至少一个背衬层收集滚筒300，其被构造成卷取与铺设材料228分离之后的背衬层230。

B1.一种制造系统100，包括：一系列层压头部152，其以彼此端对端的关系静止地定位并且限定层压站150，该系列内的每个层压头部152被构造成沿着分配方向204分配铺设材料228；层压带124，其具有可在层压站150下方沿与分配方向204大致对准的方向移动的外表面，层压头部152被构造成当层压带124的外表面移动穿过层压站150时将铺设材料228顺序地施加到层压带124的外表面上和先前施加的铺设材料228上，从而形成具有以由层压站150内的层压头部152相对于彼此的位置限定的期望片层堆叠顺序布置的复合片层402的堆叠的复合层压件400；以及一个或多个修整装置312，其位于层压站150的下游，并且被构造成在复合层压件400中周期性地形成横向切割314，以将复合层压件400分成纵向分段401。

C1.一种制造复合层压件400的方法，包括：从一系列层压头部152中的一个或多个沿分配方向204分配铺设材料228，一系列层压头部152以彼此端对端的关系静止地定位并且限定层压站150；在层压站150下方沿着与分配方向204大致对准的方向在层压表面原始位置134和层压表面后部位置136之间移动层压表面120；当层压表面120穿过层压站150时，从一个或多个层压头部152将铺设材料228施加到层压表面120上和先前施加的铺设材料228上，从而形成具有以期望片层堆叠顺序布置的复合片层402的堆叠的复合层压件400，层压头部152布置在系列层压头部152内，以根据片层堆叠顺序来顺序地施加铺设材料228；在以下至少一个期间使用一个或多个修整装置312修整复合层压件400：层压表面120从层压站150移动到层压表面原始位置134期间；以及层压表面120从层压站150移动到层压表面后部位置136期间。

C2.C1的方法，还包括：在沿着层压表面120的任何位置处独立地开始、停止或重新启动通过层压头部152中的任何一个层压头部施加铺设材料228，同时通过层压头部152中的一个或多个其它的层压头部继续施加铺设材料228。

C3.C1或C2的方法，其中，修整复合层压件400的步骤：使用超声刀、激光装置或机械切割器刀片中的至少一种来修整复合层压件400。

C4.C1、C2或C3的方法，其中，在层压站150下方移动层压表面120的步骤包括：在将铺设材料228施加到层压带124的外表面和先前施加到层压带124上的铺设材料228上的同时，在层压头部152下方移动至少一个连续环形层压带124。

C5.C1至C4中任一项的方法，其中，在层压站150下方移动层压表面120和将铺设材料228施加到层压表面120上的步骤包括：在将铺设材料228施加到层压心轴122的外表面以及施加到先前施加到层压心轴122上的铺设材料228上的同时，在层压头部152下方沿着至少一个方向平移至少一个层压心轴122。

C6.C1至C5中任一项的方法，其中，从一个或多个层压头部152施加铺设材料228的步骤和修整复合层压件400的步骤分别包括：从层压头部152将铺设材料228连续地施加到层压表面120上；使用一个或多个修整装置312在复合层压件400中形成至少一个横向切割314，以将复合层压件400分成端对端的纵向分段401。

C7.C1至C6中任一项的方法，还包括：使用在形成于层压表面120中并且流体地联接到真空压力源146的多个孔144处产生的真空压力将复合层压件400固定到层压表面120。

C8.C5的方法，其中，在层压头部152下方沿至少一个方向平移层压心轴122包括以下步骤之一：沿着第一行进方向128将层压心轴122从层压表面原始位置134平移穿过层压站150并且到层压表面后部位置136，随后沿着第二行进方向130将层压心轴122从层压表面后部位置136平移穿过层压站150并且到层压表面原始位置134，并且在沿着第一行进方向128和第二行进方向130中的至少一个方向平移期间将铺设材料228施加到层压表面120；沿着第一行进方向128将层压心轴122从层压表面原始位置134平移穿过层压站150并且到层压表面后部位置136，并且在平移穿过层压站150期间将铺设材料228施加到层压表面120，随后将层压心轴122从层压表面后部位置136平移到层压表面原始位置134，同时绕过层压站150；以及在绕过层压站150的同时将层压心轴122从层压表面原始位置134平移到层压表面后部位置136，随后将层压心轴122沿着第二行进方向130从层压表面后部位置136平移穿过层压站150并且到层压表面原始位置134，并且在平移穿过层压站150期间将铺设材料228施加到层压表面120。

C9.C1至C8中任一项的方法，其中，层压头部152均包括横向相对侧，横向相对侧包括第一侧158和第二侧160，第一侧158和第二侧160均具有头部部件220，该方法还包括以下步骤之一：将第二侧160移动到与分配方向204对准的材料施加位置206以将铺设材料228施加到层压表面120，同时将第一侧158移动到材料再装载位置208以便替换第一侧158上的材料卷224；以及将第一侧158移动到与分配方向204对准的材料施加位置206以将铺设材料228施加到层压表面120，同时将第二侧160移动到材料再装载位置208以便替换第二侧160上的材料卷224。

C10.C9的方法，其中，将第二侧160移动到材料施加位置206同时将第一侧158移动到材料再装载位置20以及将第一侧158移动到材料施加位置206同时将第二侧160移动到材料再装载位置208包括：使层压头部152绕竖直轴线174独立地旋转至少180度，以将层压头部152的第一侧158或第二侧160定位在材料施加位置206，并且将第一侧158和第二侧160中的其余一者定位在材料再装载位置208。

C11.C10的方法，其中，至少一个层压头部152包括安装框架154，该安装框架154具有第一侧158和第二侧160并且包括联接到第一侧158的头部模块170和联接到第二侧160的头部模块170，该方法还包括：维修第一侧158或第二侧160中的一者上的头部模块170，同时从第一侧158或第二侧160中的其余一者上的头部模块170分配铺设材料228。

C12.C11的方法，其中，第一侧158和第二侧160中的每一者上的头部模块170可竖直移动地联接到安装框架154，该方法还包括：允许第一侧158和第二侧160中的一者上的头部模块170与开始和停止分配铺设材料228一致地竖直移动；以及防止在第一侧158和第二侧160中的其余一者上的头部模块170竖直移动，以允许维修头部模块170。

C13.C9至C12中任一项的方法，其中，将第二侧160移动到材料施加位置206同时将第一侧158移动到材料再装载位置208以及将第一侧158移动到材料施加位置206同时将第二侧160移动到材料再装载位置208包括：使层压头部152绕平行于该系列层压头部152定向的水平轴176旋转至少180度，以使第一侧158和第二侧160在材料施加位置206和材料再装载位置208之间移动。

C14.C1至C13中任一项的方法，还包括：使用再装载系统450的头部传送机构452从层压站150移除层压头部152中的一个；安装替换层压头部466以代替从层压站150移除的层压头部468；将移除的层压头部468运输到再装载站460以进行以下至少一者：替换在移除的层压头部468上的材料卷224；以及对移除的层压头部468进行维护。

本公开的另外的修改和改进对于本领域的普通技术人员来说是显而易见的。因此，本文描述和示出的部件的特定组合旨在仅代表本公开的某些实施方式，而不旨在用作对本公开的精神和范围内的替代实施方式或装置的限制。

Claims (15)

1.一种制造系统(100)，该制造系统(100)包括：

多个层压头部(152)，所述多个层压头部(152)以彼此端对端的关系静止地定位并且限定层压站(150)，每个层压头部(152)被构造成沿着分配方向(204)分配铺设材料(228)；

层压表面(120)，所述层压表面(120)能够在所述层压站(150)下方沿着与所述分配方向(204)大致对准的方向在层压表面原始位置(134)和层压表面后部位置(136)之间移动，所述层压头部(152)被构造成当所述层压表面(120)穿过所述层压站(150)时将所述铺设材料(228)顺序地施加到所述层压表面(120)上和先前施加的铺设材料(228)上，从而形成具有以由所述层压站(150)内的所述层压头部(152)相对于彼此的位置限定的期望片层堆叠顺序布置的复合片层(402)的堆叠的复合层压件(400)；

一个或多个修整装置(312)，所述一个或多个修整装置(312)位于靠近所述层压站(150)的相对端中的至少一端的位置，并且被构造成在以下至少一个期间修整所述复合层压件(400)：

所述层压表面(120)从所述层压站(150)移动到所述层压表面原始位置(134)期间；以及

所述层压表面(120)从所述层压站(150)移动到所述层压表面后部位置(136)期间。

2.根据权利要求1所述的制造系统(100)，其中，所述层压表面(120)包括以下中的一者：

至少一个连续环形层压带(124)的外表面，所述至少一个连续环形层压带(124)能够在所述层压头部(152)下方移动；和

至少一个刚性层压心轴(122)的外表面，所述至少一个刚性层压心轴(122)能够在所述层压头部(152)下方平移。

3.根据权利要求2所述的制造系统(100)，其中：

所述层压头部(152)被构造成将铺设材料(228)连续地分配到所述层压表面(120)的所述外表面上；以及

所述一个或多个修整装置(312)被构造成沿着横向方向周期性地切割所述复合层压件(400)，以将所述复合层压件(400)分成端对端的纵向分段(401)。

4.根据权利要求2所述的制造系统(100)，所述制造系统(100)还包括：

真空压力源(146)；

所述层压表面(120)具有流体地联接到所述真空压力源(146)的多个孔(144)；并且

所述真空压力源(146)被构造成至少在将铺设材料(228)施加到所述外表面上或施加到先前施加到所述外表面的铺设材料(228)上期间在所述外表面处产生真空压力以将所述复合层压件(400)固定到所述外表面。

5.根据权利要求1或2所述的制造系统(100)，其中：

所述层压头部(152)均包括横向相对侧，所述横向相对侧包括第一侧(158)和第二侧(160)，所述第一侧(158)和所述第二侧(160)均具有头部部件(220)；并且

至少一个所述层压头部(152)的所述第一侧(158)能够移动到与所述分配方向(204)对准的材料施加位置(206)以将铺设材料(228)施加到所述层压表面(120)，同时所述第二侧(160)移动到材料再装载位置(208)以维修所述层压头部(152)的所述第二侧(160)；并且

所述第二侧(160)能够移动到与所述分配方向(204)对准的所述材料施加位置(206)以将铺设材料(228)施加到所述层压表面(120)，同时所述第一侧(158)移动到所述材料再装载位置(208)以维修所述层压头部(152)的所述第一侧(158)。

6.根据权利要求1或2所述的制造系统(100)，所述制造系统(100)还包括：

具有头部传送机构(452)和再装载站(460)的再装载系统(450)；并且

所述头部传送机构(452)被构造成从所述层压站(150)移除所述层压头部(152)中的一个，安装替换层压头部(466)以代替移除的层压头部(468)，并且将所移除的层压头部(468)运输到所述再装载站(460)。

7.根据权利要求1或2所述的制造系统(100)，所述制造系统(100)还包括：

具有头部传送机构(452)和再装载站(460)的再装载系统(450)；

至少一个安装框架(154)；

所述层压头部(152)被构造为头部模块(170)，所述头部模块(170)均包括将头部部件(220)以可移除的方式联接到所述安装框架(154)的框架联接元件(172)；

至少一个所述头部模块(170)能够在所述框架联接元件(172)处从所述安装框架(154)移除，以允许替换所述头部模块(170)；并且

所述头部传送机构(452)被构造成从所述层压站(150)移除所述头部模块(170)中的选定的一个，安装替换头部模块(170)以代替移除的头部模块(170)，并将所移除的头部模块(170)运输到所述再装载站(460)。

8.根据权利要求1或2所述的制造系统(100)，其中，一个或多个所述层压头部(152)包括头部部件(220)，所述头部部件(220)包括：

至少一个材料供应滚筒(222)，所述至少一个材料供应滚筒(222)被构造成支撑背衬材料(226)的材料卷(224)，所述背衬材料(226)包括由背衬层(230)支持的铺设材料(228)；

至少一个材料分配机构(260)，所述至少一个材料分配机构(260)被构造成从所述材料供应滚筒(222)接收所述背衬材料(226)并将所述背衬层(230)与所述铺设材料(228)分离；以及

至少一个背衬层收集滚筒(300)，所述至少一个背衬层收集滚筒(300)被构造成卷取与所述铺设材料(228)分离之后的所述背衬层(230)。

9.一种制造复合层压件(400)的方法，所述方法包括：

从一系列层压头部(152)中的一个或多个沿分配方向(204)分配铺设材料(228)，所述一系列层压头部(152)以彼此端对端的关系静止地定位并且限定层压站(150)；

在所述层压站(150)下方沿着与所述分配方向(204)大致对准的方向在层压表面原始位置(134)和层压表面后部位置(136)之间移动层压表面(120)；

当所述层压表面(120)穿过所述层压站(150)时，从一个或多个所述层压头部(152)将所述铺设材料(228)施加到所述层压表面(120)上和先前施加的铺设材料(228)上，从而形成具有以期望片层堆叠顺序布置的复合片层(402)的堆叠的复合层压件(400)，所述层压头部(152)布置在所述一系列层压头部(152)内，以根据所述片层堆叠顺序来顺序地施加铺设材料(228)；

在以下至少一个期间使用一个或多个修整装置(312)修整所述复合层压件(400)：

所述层压表面(120)从所述层压站(150)移动到所述层压表面原始位置(134)期间；以及

所述层压表面(120)从所述层压站(150)移动到所述层压表面后部位置(136)期间。

10.根据权利要求9所述的方法，所述方法还包括：

在沿着所述层压表面(120)的任何位置处独立地开始、停止或重新启动通过所述层压头部(152)中的任何一个所述层压头部施加铺设材料(228)，同时通过所述层压头部(152)中的一个或多个其它的所述层压头部继续施加铺设材料(228)。

11.根据权利要求9或10所述的方法，其中，在所述层压站(150)下方移动所述层压表面(120)的步骤包括：

在所述层压头部(152)下方移动至少一个连续环形层压带(124)，同时将铺设材料(228)施加到所述层压带(124)的外表面和先前施加到所述层压带(124)上的铺设材料(228)上。

12.根据权利要求9或10所述的方法，其中，在所述层压站(150)下方移动所述层压表面(120)和将所述铺设材料(228)施加到所述层压表面(120)上的步骤包括：

在所述层压头部(152)下方沿着至少一个方向平移至少一个层压心轴(122)，同时将铺设材料(228)施加到所述层压心轴(122)的外表面上和先前施加到所述层压心轴(122)上的铺设材料(228)上。

13.根据权利要求9或10所述的方法，其中，从一个或多个所述层压头部(152)施加所述铺设材料(228)的步骤和修整所述复合层压件(400)的步骤分别包括：

从所述层压头部(152)将所述铺设材料(228)连续地施加到所述层压表面(120)上；

使用所述一个或多个修整装置(312)在所述复合层压件(400)中形成至少一个横向切割(314)，以将所述复合层压件(400)分成端对端的纵向分段(401)。

14.根据权利要求9或10所述的方法，所述方法还包括：

使用在形成于所述层压表面(120)中并且流体地联接到真空压力源(146)的多个孔(144)处产生的真空压力将所述复合层压件(400)固定到所述层压表面(120)。

15.根据权利要求9或10所述的方法，所述方法还包括：

使用再装载系统(450)的头部传送机构(452)从所述层压站(150)移除所述层压头部(152)中的一个；

安装替换层压头部(466)以代替从所述层压站(150)移除的所述层压头部(468)；

将所移除的层压头部(468)运输到再装载站(460)以进行如下中的至少一者：

在所移除的层压头部(468)上替换材料卷(224)；以及

对所移除的层压头部(468)进行维护。

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