JP2016075663A - 製造中の複合部品を検査するためのシステムおよび方法 - Google Patents

製造中の複合部品を検査するためのシステムおよび方法 Download PDF

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Abstract

【課題】製造中の複合部品の検査を容易にするための方法、システム、およびコンピューター読み取り可能な記憶媒体を提供する。【解決手段】システムとの関連において、プライの配置中に複合部品のプライに関する工程異常を検出するように構成された検査システム５２を含む、製造中に複合部品を検査するためのシステムが提供されている。また、システムは、複合部品のプライに関して検査システムによって検出された工程異常の部品の位置座標を決定するように構成された計算システム５０を含んでいる。また、計算システムは、部品の位置座標に基づいて、デジタル部品モデルに工程異常を対応付けるように構成されている。さらに、システムは、関連する工程異常の表示を含むデジタル部品モデルの表現を提示するように構成された、計算システムに応答する表示部５６を含んでいる。【選択図】図３

Description

製造中に複合部品を検査するための、より具体的には、工程異常を検出するためおよびより適時にこの異常を対処することを容易にするために、工程異常の表示を含むデジタル部品モデルの表現を表示するためのシステム、方法およびコンピューター読み取り可能な記憶媒体が、例示的な実施形態に従って提供されている。
さまざまな部品を複合材料で形成することができる。例えば、さまざまな部品を、例えば成形工具上に敷設される複合プライによって形成することができる。各複合プライは、得られる複合部品の特性を調整することができるように、樹脂マトリックス内に配置された複数の繊維で形成され得る。より具体的な例として、航空機の胴体を、1つまたは複数のバレル部分を形成するように敷設された複合材料の複数のプライで形成することができる。
複合部品の製造中に、異常を識別するためにプライが検査される。トウの脱落、トウの外れ、トウギャップ、ねじれ、重なりおよび異物破片（FOD）の存在を含むさまざまな異常を識別することができる。この場合、異常を識別するために、各プライをその配置後に検査することができるため、別のプライをその上に適用する前に、この異常を対処することができる。複数の例において、複合プライの検査は、例えばプライ上の異常自体を丸で囲むことなどによって検出された任意の異常の表示を提供する検査員によって手動で実行される。その後、識別された異常を研究することができ、異常のうちの少なくともいくつかを、製造される複合部品の製造仕様に応じて、例えば修復することによって対処することができる。
その配置後の各プライの手動検査は、時間のかかる工程であり、複合部品のための全体的な製造工程を遅らせる可能性がある。この場合、プライの配置後に、検査員はプライの表面を視覚的に検査する必要があり、異常が識別された場合には、異常の箇所がプライ上に記される。異常が対処されるべきと判断された場合、異常が修復されることができ、次のプライをその上に配置する前に補修したプライのさらなる手動検査が続く。
自動化された繊維配置システムまたはテープ配置システムのような自動積層システムでは、視覚システムが、プライを検査するために利用されている。視覚システムを含む自動積層システムは異常を識別することができるが、このようなシステムは、一般に、製造されている複合部品に関するもしくは同じまたは別のプライで検出された他の異常に関する異常の箇所を識別することができていない。このように、視覚システムを含む自動積層システムは、複合部品の製造中に異常を識別するのに有用であるが、各異常が対処されるべき方法の決定に関しての課題が残っている。例えば、複合部品のための必要条件は、さまざまな異常が対処されるべき方法を指示すことであり、この方法は、複合部品に関する異常の箇所および／または複合部品の同じか他のプライの他の異常に対する異常の関係に依存して変化し得る。
例示的な実施形態に従って、製造中の複合部品の検査を容易にするための方法、システム、およびコンピューター読み取り可能な記憶媒体が提供されている。これに関して、方法、システム、およびコンピューター読み取り可能な記憶媒体を、プライの配置中の工程異常の検出のためと、複合部品に関するおよび複合部品の他のプライに関する工程異常の箇所の決定のために提供することができる。したがって、工程異常が対処されるべき方法についての決定を、熟知して適時に行うことができる。製造中の複合部品の検査を容易にすることによって、およびそれに対応して製造中の複合部品の任意の修復を容易にすることによって、複合部品を、より適時にかつ効果的な方法で製造することができ、これにより全体的な製造プロセスが改善される。
例示的な実施形態では、製造中に複合部品を検査するための方法が提供され、この方法は、プライの配置中に複合部品のプライに関する工程異常を検出するステップを含んでいる。また、本実施形態の方法は、複合部品のプライに関する工程異常の部品の位置座標を決定するステップを含んでいる。本実施形態の方法は、部品の位置座標に基づいて、デジタル部品モデルに工程異常を対応付けるステップをさらに含んでいる。また、この方法は、関連する工程異常の表示を含むデジタル部品モデルの表現を表示するステップを含んでいる。このように、技術者は、工程異常が対処されるべきかどうかを決定する過程で、工程異常の表示を含むデジタル部品モデルの表示部を検討することができる。
例示的な実施形態の方法は、プライの配置中に複合部品のプライの表面を視覚ベースの検査システムで走査することによって、工程異常を検出することができる。例示的な実施形態の方法は、マシンコントローラーまたはプロセスパラメータの監視システムから複合部品のプライに関する工程異常の機械軸座標を取得することによって、部品の位置座標を決定することができる。また、この例示的な実施形態の方法は、機械軸座標を部品の位置座標に変換することにより部品の位置座標を決定する。例示的な実施形態の方法は、工程異常の部品の位置座標をデジタル部品モデル上に工程異常の表現を重ね合わせる3次元可視化ソフトウェアに提供することにより、デジタル部品モデルに工程異常を対応付けることができる。
例示的な実施形態によれば、工程異常の検出は、工程異常の種類を決定することを含むことができる。この例示的な実施形態では、デジタル部品モデルの表現の表示部は、異なる種類の工程異常への異なる視覚表示の割り当てを含むことができる。例示的な実施形態の方法は、工程異常の表示とともに追加情報を表示することができる。例えば、デジタル部品モデルの表現の表示部は、工程異常の表示と同時にデジタル部品モデル上にポストキュアの品質データを重ね合わせたものを含むことができる。追加的または代替的に、デジタル部品モデルの表現の表示部は、工程異常の表示と同時にデジタル部品モデル上に工程中のセンサ測定箇所を重ね合わせたものを含むことができる。
別の例示的な実施形態では、プライの配置中に複合部品のプライに関する工程異常を検出ように構成された検査システムを含む、製造中に複合部品を検査するためのシステムが提供されている。また、この例示的な実施形態のシステムは、複合部品のプライに関して検査システムによって検出された工程異常の部品の位置座標を決定するように構成された計算システムを含んでいる。また、計算システムは、部品の位置座標に基づいて、デジタル部品モデルに工程異常を対応付けるように構成されている。この例示的な実施形態のシステムは、関連する工程異常の表示を含むデジタル部品モデルの表現を提示するように構成された、計算システムに応答する表示部を含んでいる。
例示的な実施形態の検査システムは、プライの配置中に複合部品のプライの表面を走査するように構成された視覚ベースの検査システムを含んでいる。例示的な実施形態では、計算システムは、マシンコントローラーまたはプロセスパラメータの監視システムから複合部品のプライに関する工程異常の機械軸座標を取得することによって、部品の位置座標を決定し、機械軸座標を部品の位置座標に変換するように構成されている。例示的な実施形態の計算システムを、工程異常の部品の位置座標をデジタル部品モデル上に工程異常の表現を重ね合わせる3次元可視化ソフトウェアに提供することにより、デジタル部品モデルに工程異常を対応付けるように構成することができる。
計算システムは、工程異常の種類を決定するようにさらに構成され得る。この例示的な実施形態では、表示部は、異なる種類の工程異常に異なる視覚表示を割り当てるようにさらに構成されている。例示的な実施形態の表示部は、異常が対処されるべき方法についての効果的な決定をさらに容易にするために、工程異常の表示と同時に追加情報を表示するように構成され得る。例えば、表示部は、工程異常の表示と同時にデジタル部品モデル上にポストキュアの品質データを重ね合わせるようにさらに構成され得る。追加的または代替的に、表示部は、工程異常の表示と同時にデジタル部品モデル上に工程中のセンサ測定箇所を重ね合わせるようにさらに構成され得る。
さらなる例示的な実施形態では、製造中に複合部品を検査するための非一時的なコンピューター読み取り可能な記憶媒体が、これに格納されたコンピューター読み取り可能なプログラムコード部分を有するコンピューター読み取り可能な記憶媒体とともに設けられており、実行に応答して、計算システムは、プライの配置中に複合部品のプライに関する工程異常に関しての情報を受信する。また、コンピューター読み取り可能なプログラムコード部分は、計算システムに、複合部品のプライに関する工程異常の部品の位置座標を決定させて、この部品の位置座標に基づいてデジタル部品モデルに工程異常を対応付ける。さらに、この例示的な実施形態のコンピューター読み取り可能なプログラムコード部分は、計算システムに、関連する工程異常の表示を含むデジタル部品モデルの表現を提示させる。
部品の位置座標を決定するように構成されたコンピューター読み取り可能なプログラムコード部分は、マシンコントローラーまたはプロセスパラメータの監視システムから複合部品のプライに関する工程異常の機械軸座標を取得し、機械軸座標を部品の位置座標に変換するように構成されたコンピューター読み取り可能なプログラムコード部分を含むことができる。例示的な実施形態では、工程異常を検出するように構成されたコンピューター読み取り可能なプログラムコード部分は、工程異常の種類を決定するように構成されたコンピューター読み取り可能なプログラムコード部分を含むことができる。この例示的な実施形態では、デジタル部品モデルの表現を表示するように構成されたコンピューター読み取り可能なプログラムコード部分は、異なる種類の工程異常に異なる視覚表示を割り当てるように構成されたコンピューター読み取り可能なプログラムコード部分を含むことができる。デジタル部品モデルの表現を表示するように構成されたコンピューター読み取り可能なプログラムコード部分は、工程異常の表示と同時にデジタル部品モデル上にポストキュアのデータおよび／または工程中のセンサ測定箇所を重ね合わせるように構成されたコンピューター読み取り可能なプログラムコード部分を含むことができる。
本開示の態様を一般的な用語で説明してきたが、次に、必ずしも一定の縮尺で描かれていない添付の図面が参照されよう。
本開示の例示的な実施形態に従って実行される動作を示すフローチャートである。 本開示の例示的な実施形態に従った複合部品のプライの配置と、プライの配置中の工程異常の検出についての側面図である。 本開示の例示的な実施形態に従って製造中に複合部品を検査するためのシステムのブロック図である。 本開示の例示的な実施形態に従って表示することができる工程異常の表示を含むデジタル部品モデルの表現である。
次に、本開示は、添付図面を参照してより詳細に説明されるが、この図面において、すべての態様が示されてはいない。実際に、本開示を、多くの異なる形態で実施することができ、本明細書に記載された態様に限定されると解釈するべきではない。むしろ、本開示が適用可能な法的要件を満たすように、これらの態様が提供されている。同じ符号が全体を通して同じ要素を指している。
システム、方法およびコンピューター読み取り可能な記憶媒体は、製造中に複合部品を検査するために提供されている。システム、方法およびコンピューター読み取り可能な記憶媒体は、さまざまな複合部品を検査するように構成され得る。例えば、例示的な実施形態のシステム、方法、およびコンピューター読み取り可能な記憶媒体を、その製造中に、航空機の胴体のバレル部分を検査するように構成することができる。ただし、システム、方法およびコンピューター読み取り可能な記憶媒体を、製造中に、航空機または他の航空宇宙機の他の複合部品を検査するように、または他の用途のために製造された複合部品を検査するように構成することができる。1つまたは複数の異常が検査中に識別された場合、その異常がどのように対処されるべきかについての決定をすることができ、そして、必要に応じて、製造工程の完了前に異常を修復することができる。
複合部品を、重なって配置された複数のプライから形成することができる。プライは、トウ、テープまたは複合材料の他の形態を含むことができる。複合材料は、樹脂マトリックスに埋め込まれた複数の繊維を含むことができ、この樹脂マトリックスは、繊維の種類ならびに繊維および得られた複合部品の所望の特性に基づいて選択される樹脂に関連する他のパラメータを有する。図1のブロック10を参照して、例えば別のプライ、成形工具等の上にプライを配置することによって複合部品を製造することができる。プライは手動で配置され得るが、プライをさまざまな方法で配置することができ、例えば、自動化されたトウ配置システムまたは自動化されたテープ配置システムよって敷設されることにより、自動化された方法でプライを配置することができる。プライの配置に関連して、プライは、下にあるプライまたは成形工具に向かってプライを強制するように働く圧縮力を受けることができる。例えば、圧縮ローラーが、その配置中にプライに圧縮力を加えるように機能することができる。
図1のブロック12に示すように、例示的な実施形態の方法は、プライの配置中に複合部品のプライに関する工程異常を検出することができる。さらに具体的には、本明細書に記載の方法およびシステムは、プライが自動化されたトウ配置システムによって配置または敷設されている間、即時に、工程異常を検出するために使用され得る。例えば、トウの脱落、トウの外れ、トウギャップ、ねじれ、重なりおよびFODの存在を含む複合部品のプライに関して、さまざまな種類の工程異常を検出することができる。工程異常が複合部品のプライに関して検出されない場合、各複合部品のプライが配置されている場合のように、複合部品の製造工程が完了したか否かについての決定を下すことができる。これは、図1のブロック24を参照する。製造工程が完了した場合、それに応じて、検査工程を完結することもできる。ただし、製造工程が完了しておらず、配置される1つまたは複数の追加のプライが残っている場合、複合部品の後続のプライに関する工程異常を検出するために、続いて配置された各プライがその配置中に同様に検査されることを確実にするような工程を繰り返すことができる。
工程異常を、さまざまな方法で検出することができる。例えば、検査システムが、製造中の複合部品のプライに関する工程異常を検出するために利用されてもよい。さまざまな種類の検査システムを利用することができる。例示的な実施形態では、検査システムは、プライの配置中に複合部品のプライの表面を走査するための視覚ベースの検査システムを含んでもよい。図2に示すように、プライ30を、下にあるプライ32や成形工具等の上に配置することができる。この場合、圧縮ローラー34は、プライ30を係合し、下にあるプライ32に向かってプライ30を付勢する圧縮力を印加することができる。プライ30の配置中に、視覚ベースの検査システム36のような検査システムは、図2の例示的に示されるねじれのような工程異常48を検出するためにプライ30の表面を走査することができる。
視覚ベースの検査システム36は、圧縮ローラー34のすぐ下のプライ30の一部のような、プライ30の一部を照射する1つまたは複数の照射源を含んでもよい。この場合、視覚ベースの検査システム36は、プライが圧縮ローラーの下から現れるように、例えば幅方向に、プライを横切る照射ラインを導く固体ラインレーザー28を含むことができる。また、視覚ベースの検査システム36は、プライ30の表面から戻った光の画像を撮像するカメラ40を含むことができる。検査中にこのカメラ40がプライ30の表面からさらに離れることを可能にするために、視覚ベースの検査システム36は、プライからカメラ40に戻る光を反射するミラー42も含むことができる。
レーザー線で調べた結果として、トウギャップ、トウの欠落、重なり、およびねじれのような、特定の種類の異常を、最も効果的に識別することができる。ただし、FODの存在のような他のタイプの異常は、広い領域の照射によって、より効果的に識別される。また、視覚ベースの検査システム36が、発光ダイオード（LED）光バー44のようなより分散した照射源をさらにまたは代替で含むことができ、これにより、圧縮ローラーのすぐ下にあるプライの一部のような、圧縮ローラー34のすぐ近くのプライ30の領域を照射することができる。FODの存在のような少なくとも特定の種類の異常を、そこからの解析により識別することができるように、カメラ40は、より広範に照射された領域の画像を次々に撮像することができる。
例えば、自動化されたトウ配置システムまたは自動化されたテープ配置システムと連携して、プライ30の表面にわたって移動するように、およびプライの異なる部分から戻る光の画像を次々に撮像するために、プライの異なる部分を順次照射するように、視覚ベースの検査システム36を構成することができる。視覚ベースの検査システムや、後述の計算システム50のような視覚ベースの検査システムに応答する計算システムが、カメラ40により撮像された画像を解析することができる。視覚ベースの検査システムや、視覚ベースの検査システムに応答する計算システムは、複合部品の表面形状を変化させる異常に起因する可能性が高い画像における変化を識別するために、例えば、プライの隣接する部分の画像を比較することによって画像を解析することができる。このように、視覚ベースの検査システムは、プライの配置中に複合部品のプライに関する工程異常48を検出することができる。
ただし、上述のように、他の種類の検査システムを、複合部品のプライ30に関する工程異常48を検出するために、代替で利用することができる。さらに、超音波またはサーモグラフィ検査システムのような非破壊検査システムは、製造および超音波または熱信号による硬化それぞれの後にプライを調べることができ、そして、硬化前の積層体中に閉じ込められた異物のようなプライに関する工程異常や、硬化処理等の結果として生じた多孔性を検出するために応答を分析することができる。
また、図1のブロック14に示すように、例示的な実施形態の検査方法は、複合部品のプライ30に関する工程異常48の部品の位置座標を決定するステップを含んでいる。この場合、検査システムは、計算システムを含むことができる。図3に示すように、計算システム50は、図2に示す視覚ベースの検査システム36や非破壊検査システム等の検査システム52に応答することができ、複合部品のプライに関する工程異常の部品の位置座標を決定するように構成され得る。以下に説明するように、最初に複合部品のプライ30に関する工程異常の機械軸座標を決定し、その後、この機械軸座標を複合部品自体に関する工程異常の部品の位置座標に変換することによって、部品の位置座標を決定することができる。
計算システム50を、さまざまな異なる方法で構成することができるが、図3は、サーバ、パーソナルコンピューター、タブレットコンピューター等によって実現され得る計算システムの例を示している。ただし、他の種類の計算システムが、本開示の実施形態の方法およびコンピュータープログラム製品を実現してもよい。
計算システム50の例示にかかわらず、計算システムを、さまざまな方法で構成することができる。一例として、一実施形態の計算システムが図3に示され、本明細書で説明するさまざまな機能を実行するための処理回路60およびメモリ62を含むか、あるいはこれらに関連している。処理回路は、例えば、1つまたは複数のマイクロプロセッサ、1つまたは複数のコプロセッサ、1つまたは複数のマルチコアプロセッサ、1つまたは複数のコントローラー、1つまたは複数のコンピューター、例えばASIC（特定用途向け集積回路）またはFPGA（フィールドプログラマブルゲートアレイ）のような集積回路を含む他のさまざまな処理要素、またはこれらのいくつかの組み合わせである、さまざまな手段として実現することができる。いくつかの例示的な実施形態では、処理回路は、メモリに格納されるか、または処理回路にアクセス可能な他の方法で命令を実行するように構成されている。これらの命令は、処理回路によって実行される場合、計算システムに本明細書に記載の機能の1つまたは複数を実行させることができる。このように、計算システム50は、それに応じて構成されて、本開示の実施形態による動作を実行することができる本体を含むことができる。したがって、例えば、処理回路60がASIC、FPGAなどとして実現される場合、プロセッサ、および対応する計算システムは、特に、本明細書に記載の1つまたは複数の動作を行うために構成されたハードウェアを含むことができる。あるいは、別の例として、処理回路が、メモリに格納することができるような命令の実行者として実現される場合、この命令は、具体的には、処理回路と計算システムを順番に構成して、本明細書に記載の1つまたは複数のアルゴリズムおよび動作を実行することができる。
メモリ62は、例えば、揮発性および／または不揮発性メモリを含み得る。メモリは、例えば、ハードディスク、ランダムアクセスメモリ、キャッシュメモリ、フラッシュメモリ、光ディスク（例えば、コンパクトディスク読み出し専用メモリ（CD−ROM）、デジタル多用途ディスク読み出し専用メモリ（DVD−ROM）等）、情報を記憶するように構成された回路、またはこれらのいくつかの組み合わせを含むことができる。この場合、メモリは、任意の非一時的なコンピューター読み取り可能な記憶媒体を含むことができる。メモリは、計算システム50が本開示の例示的な実施形態に従ってさまざまな機能を実行することを可能にする、情報、データ、アプリケーション、命令等を格納するように構成され得る。例えば、メモリを、処理回路60により実行されるプログラム命令を格納するように構成することができる。
複合部品のプライ30に関する工程異常48の、部品の位置座標の決定に関して、計算システム50を、複合部品のプライに関する工程異常の機械軸座標を取得するように構成することができる。この場合、機械軸座標は、検出された工程異常を含むプライの部分を配置したときに、自動化されたトウ配置システムまたは自動化されたテープ配置システムの座標を画定する。機械軸座標は、自動化されたトウ配置システムまたは自動化されたテープ配置システムによって画定された座標軸に基づいて画定される。図3に示すように、計算システムは、General Electric Proficy Historian（商標）システムのような、マシンコントローラーまたはプロセスパラメータの監視システム54から、工程異常の機械軸座標を得ることができる。この場合、自動化されたトウ配置システムまたは自動化されたテープ配置システムのマシンコントローラーは、プライの配置を制御し、それ自体が、プライの各部分の配置中に機械軸座標の記録を維持する。追加的または代替的に、General Electric Proficy Historian（商標）システムのようなプロセスパラメータの監視システムは、プライの配置を制御しないが、プライの各部分の配置中に自動化されたトウ配置システムまたは自動化されたテープ配置システムの機械軸座標の記録を同様に維持する。
また、部品の位置座標を決定するために、計算システム50を、マシンコントローラーまたはプロセスパラメータの監視システム54によって提供される機械軸座標を部品の位置座標に変換するように構成することができる。例えば、製造されている複合部品が航空機である場合、計算システムは、機械軸座標を航空機の座標に変換するように構成され得る。
また、図1のブロック16に示すように、製造中に複合部品を検査するための方法が、部品の位置座標に基づいて、デジタル部品モデルに工程異常48を対応付けることができる。図3に示す実施形態では、例えば、計算システムを、部品の位置座標に基づいて、デジタル部品モデルに工程異常を対応付けるように構成することができる。この場合、デジタル部品モデルは、事前に画成されていてもよく、例えば、メモリ62によって格納されていてもよい。コンピューター追加型の対話型3次元アプリケーション（CATIA）ソフトウェアのようなアプリケーションによって3次元可視化ソフトウェア64に提供されるデジタル部品モデルを用いて、部品の位置座標の観点からデジタル部品モデルを画成することができ、この3次元可視化ソフトウェア64は、デジタル部品モデルの提示を容易にする、例えば図3に示すメモリ62によって格納されたNLIGN Analytics（商標）である。このように、この例示的な実施形態の計算システムは、工程異常の部品の位置座標をデジタル部品モデル上に工程異常の表現を重ね合わせる3次元可視化ソフトウェアに提供することにより、デジタル部品モデルに工程異常を対応付けるように構成されている。
また、図1のブロック18に示すように、製造中に複合部品を検査するための方法は、関連する工程異常48の表示を含むデジタル部品モデルの表現を表示するステップを含み得る。また、図3に示すシステムの実施形態に関して、システムは、計算システム50に応答する表示部56を含むことができる。このように、計算システムは、この表示部に対応付けられた工程異常を含むデジタル部品モデルを提供するように構成され得る。これに応じて、表示部は、関連する工程異常の表示を含むデジタル部品モデルの表現を提示するように構成され得る。デジタル部品モデルを、さまざまな方法で表現することができるが、一実施形態においては、複合部品のワイヤーフレーム描画または他の種類の描画のような3次元描画とすることができる。工程異常の表示を、デジタル部品モデルの表現上に表示することができる。工程異常の箇所を示すために、例えば、ドット、フラグまたはデジタル部品モデルに対して配置された工程異常の他の視覚的な印を含む、さまざまな工程異常の表示が提供され得る。図4に示すように、例えば、航空機の胴体のバレル部分のデジタル部品モデル70が示されている。バレル部分のプライに対して検出された工程異常のそれぞれが、バレル部分に対してのそれぞれの工程異常の箇所に対応する箇所で、対応するドット72によって図4に示されている。
いくつかの実施形態では、計算システム50を、工程異常に関連した例えばドット72の表示のユーザ選択に応じて、工程異常48に関する追加情報を提供するように構成することができる。例えば、工程異常の種類や工程異常の写真などに関する情報を含むさまざまな追加情報が、提供され得る。
表示されたデジタル部品モデルの表現上に提示されている工程異常48の表示72に基づいて、技術者が、それぞれの工程異常が対処されるべき方法を効果的に決定することができる。この場合、工程異常の処置は、複合部品に関する異常の相対的な位置に少なくとも部分的に基づくことができ、デジタル部品モデルの表現上の工程異常の表示の提示により、工程異常の箇所を修復する利点があるかどうかの決定と、修復する利点がある場合には、着手されるべき修復の種類の決定を容易にする。
さらに、工程異常48が対処されるべき方法についての決定は、成形工具上に事前に配置され、修復されていない複合部品の他のプライで検出された工程異常の相対的な箇所に、少なくとも部分的に依存し得る。このように、デジタル部品モデルの表現は、現行配置されているプライ30に対して検出された工程異常48の表示72を提供することができ、また、複合部品の他のプライに対して事前に検出された他の異常の表示を提供することもできる。異常の表示は、異常が検出されたプライに応じて、例えば、異なる色、異なる形状等であることなどによって、異なっていてもよい。このように、技術者は、複合部品の他のプライで検出され修復されていない異常に対して、現行配置されているプライの工程異常の相対的な箇所を効果的に決定することができる。このように、技術者は、直近に配置された複合部品のプライに関する工程異常に対処するための方法を決定するために、別のプライの異常の相対的な箇所を利用することができる。
この決定に基づいて、直近に配置されたプライ30の工程異常48の1つまたは複数は、次に上に重なるプライを配置する前に、例えば修復されることによって、対処され得る。デジタル部品モデルに対する工程異常の自動検出および表示の結果、修復されるべき工程異常の決定を効果的な方法で実行することができ、これにより、効果的な方法で影響を受ける修復を可能にし、製造工程をより迅速にすることができる。
工程異常48の検出に関連して、工程異常の種類を、例えば、検査システム52、計算システム50等によって、決定することができる。この場合、トウの脱落、トウの外れ、トウギャップ、ねじれ、重なりおよびFODの存在のような異なる種類の工程異常が個別に決定され得る。この例示的な実施形態では、表示部56と協働する計算システムを、異なる種類の工程異常に異なる視覚表示を割り当てるように構成することができ、これにより、技術者が異なる方法で対処することができる異なる種類の異常を容易に区別することが可能になる。例えば、異なる種類の工程異常の視覚表示は、異なる種類の工程異常を区別するために、異なる色、異なる形状、それに関連する異なるテキスト等を有していてもよい。図4のデジタル部品モデルの表現に関しては、異なる種類の工程異常の表示を、円で表すことができ、この円は、検出された異なる種類の工程異常のグレー標本の各色度によるグレーの異なる色合いを有する。
いくつかの実施形態では、追加情報は、デジタル部品モデル70の表示部および工程異常の表示72と同時に提供されてもよい。図1のブロック20に示すように、例えば、メモリ62により格納され得るような、ポストキュアの品質データを、工程異常の表示と同時にデジタル部品モデル上に重ね合わせることができる。ポストキュアの品質データは、例えば、非破壊検査システムのような超音波検査システムによって提供されてもよい。追加的または代替的に、メモリによりさらに格納され得るような、工程中のセンサ測定箇所（およびデータ）を、工程異常の表示と同時にデジタル部品モデル上に重ね合わせることができる。これは、図1のブロック22を参照する。センサ測定箇所をデジタル部品モデル上に正確に重ね合わせるために、部品の位置座標に変換された工具の座標を用いて、センサの位置を工具の座標内に表現することができる。さまざまなパラメータを測定するようにセンサを構成することができ、このセンサは、例えば、複合部品のその後のオートクレーブ養生中に利用される真空バッグのバッグ完全性の監視に関連したセンサおよび／またはその後のオートクレーブ養生中に使用するための温度圧力センサを含んでいる。この追加情報に基づいて、技術者は、検出された工程異常を対処する方法に関して、より熟知した決定を下すことができる可能性があり、これにより、複合部品を製造する効率を向上させる。例えば、工程異常の表示とデジタル部品モデルの同時表示、ポストキュアの品質データおよび／または工程中のセンサ測定データにより、工程異常の発生と異常なセンサおよび／または超音波データのような、センサおよび／または超音波データ間での、関係および傾向を確立することができる。
上述したように、図1は、本開示の例示的な実施形態によるシステム、方法、およびコンピュータープログラム製品のフローチャートを示している。フローチャートの各ブロック、およびフローチャート内のブロックの組み合わせが、ハードウェアおよび／または記憶されたコンピューター読み取り可能なプログラム命令を有する1つまたは複数のコンピューター読み取り可能な記憶媒体を含むコンピュータープログラム製品のような、さまざまな手段によって実装され得ることが理解されよう。例えば、本明細書に記載の1つまたは複数の手順を、コンピュータープログラム製品のコンピュータープログラム命令によって実現することができる。この場合、本明細書に記載の手順を実現するコンピュータープログラム製品を、計算システム50の1つまたは複数のメモリ装置62により格納し、計算システムの処理回路60により実行することができる。いくつかの実施形態では、上述の手順を実現するコンピュータープログラム製品を含むコンピュータープログラム命令は、複数のメモリ装置によって格納されてもよい。コンピューターまたは他のプログラム可能な装置上で実行する命令を含むコンピュータープログラム製品が、フローチャートのブロックで指定された機能を実行するための手段を作成するように、このような任意のコンピュータープログラム製品を、マシンを生成するためのコンピューターまたは他のプログラム可能な装置上に読み込むことができることが理解されよう。さらに、1つまたは複数のコンピューター読み取り可能なメモリが、特定の方法で機能するようなコンピューターまたは他のプログラム可能な装置に指示することができるように、コンピュータープログラム製品は、コンピュータープログラム命令を記憶することができる1つまたは複数のコンピューター読み取り可能なメモリを含むことができるため、コンピュータープログラム製品は、フローチャートのブロックで指定された機能を実装する製造品を含む。また、1つまたは複数のコンピュータープログラム製品のコンピュータープログラム命令を、計算システムまたは他のプログラム可能な装置上に読み込むことができ、計算システムまたは他のプログラム可能な装置上で実行される命令が、フローチャートのブロックで指定された機能を実装するような、コンピューター実装工程を生成するために計算システムまたは他のプログラム可能な装置上で一連の動作が実行される。
したがって、フローチャートのブロックまたはステップが、指定された機能を実行するための手段の組み合わせおよび指定された機能を実行するためのステップの組み合わせを支援する。また、フローチャートの1つまたは複数のブロック、およびフローチャートのブロックの組み合わせは、指定された機能もしくはステップを実行する専用のハードウェアベースのコンピューターシステム、または専用のハードウェアおよびコンピュータープログラム製品の組み合わせによって実装されてもよいことが理解されよう。
上記の機能を、多くの方法で実施することができる。例えば、上述の各機能を実行するための任意の適切な手段を、本開示の実施形態を実施するために使用することができる。一実施形態では、適切に構成された計算システム50は、本開示のすべてのまたは一部の要素を提供することができる。別の実施形態では、すべてのまたは一部の要素は、コンピュータープログラム製品によって構成されることができ、コンピュータープログラム製品の制御下で動作することができる。本開示の実施形態の方法を実行するためのコンピュータープログラム製品は、例えば不揮発性記憶媒体のようなコンピューター読み取り可能な記憶媒体、および、コンピューター読み取り可能な記憶媒体に実装された一連のコンピューター命令のようなコンピューター読み取り可能なプログラムコード部分を含む。
さらに、本開示は、以下の条項に従った実施形態を含む。
条項1．製造中に複合部品を検査するための方法であって、この方法が、プライの配置中に複合部品のプライに関する工程異常を検出するステップと、複合部品のプライに関する工程異常の部品の位置座標を決定するステップと、部品の位置座標に基づいて、デジタル部品モデルに工程異常を対応付けるステップと、関連する工程異常の表示を含むデジタル部品モデルの表現を表示するステップとを含む方法。
条項2．工程異常を検出するステップが、プライの配置中に複合部品のプライの表面を視覚ベースの検査システムで走査するステップを含む、条項1に記載の方法。
条項3．部品の位置座標を決定するステップが、マシンコントローラーまたはプロセスパラメータの監視システムから複合部品のプライに関する工程異常の機械軸座標を取得するステップと、機械軸座標を部品の位置座標に変換するステップとを含む、条項1に記載の方法。
条項4．デジタル部品モデルに工程異常を対応付けるステップが、工程異常の部品の位置座標をデジタル部品モデル上に工程異常の表現を重ね合わせる3次元可視化ソフトウェアに提供するステップを含む、条項1に記載の方法。
条項5．工程異常を検出するステップが、工程異常の種類を決定するステップを含み、デジタル部品モデルの表現を表示するステップが、異なる種類の工程異常に異なる視覚表示を割り当てるステップを含む、条項1に記載の方法。
条項6．デジタル部品モデルの表現を表示するステップが、工程異常の表示と同時にデジタル部品モデル上にポストキュアの品質データを重ね合わせるステップをさらに含む、条項1に記載の方法。
条項7．デジタル部品モデルの表現を表示するステップが、工程異常の表示と同時にデジタル部品モデル上に工程中のセンサ測定箇所を重ね合わせるステップをさらに含む、条項1に記載の方法。
条項8．製造中に複合部品を検査するためのシステムであって、このシステムが、プライの配置中に複合部品のプライに関する工程異常を検出するように構成された検査システムと、複合部品のプライに関する検査システムによって検出された工程異常の部品の位置座標を決定するように構成された計算システムであって、部品の位置座標に基づいて、デジタル部品モデルに工程異常を対応付けるようにさらに構成された計算システムと、関連する工程異常の表示を含むデジタル部品モデルの表現を提示するように構成された、計算システムに応答する表示部とを含むシステム。
条項9．検査システムが、プライの配置中に複合部品のプライの表面を走査するように構成された視覚ベースの検査システムを含む、条項8に記載のシステム。
条項10．計算システムが、マシンコントローラーまたはプロセスパラメータの監視システムから複合部品のプライに関する工程異常の機械軸座標を取得し、機械軸座標を部品の位置座標に変換することによって、部品の位置座標を決定するように構成されている、条項8に記載のシステム。
条項11．計算システムが、工程異常の部品の位置座標をデジタル部品モデル上に工程異常の表現を重ね合わせる3次元可視化ソフトウェアに提供することにより、デジタル部品モデルに工程異常を対応付けるように構成されている、条項8に記載のシステム。
条項12．計算システムが、工程異常の種類を決定するようにさらに構成され、表示部が、異なる種類の工程異常に異なる視覚表示を割り当てるようにさらに構成されている、条項8に記載のシステム。
条項13．表示部が、工程異常の表示と同時にデジタル部品モデル上にポストキュアの品質データを重ね合わせるようにさらに構成されている、条項8に記載のシステム。
条項14．表示部が、工程異常の表示と同時にデジタル部品モデル上に工程中のセンサ測定箇所を重ね合わせるようにさらに構成されている、条項8に記載のシステム。
条項15．製造中に複合部品を検査するための非一時的なコンピューター読み取り可能な記憶媒体であって、実行に応答して、計算システムに、プライの配置中に複合部品のプライに関する工程異常に関しての情報を受信させ、複合部品のプライに関する工程異常の部品の位置座標を決定させ、部品の位置座標に基づいて、デジタル部品モデルに工程異常を対応付けさせ、関連する工程異常の表示を含むデジタル部品モデルの表現を提示させる、格納されたコンピューター読み取り可能なプログラムコード部分を有するコンピューター読み取り可能な記憶媒体。
条項16．部品の位置座標を決定するように構成されたコンピューター読み取り可能なプログラムコード部分が、マシンコントローラーまたはプロセスパラメータの監視システムから複合部品のプライに関する工程異常の機械軸座標を取得し、機械軸座標を部品の位置座標に変換するように構成されたコンピューター読み取り可能なプログラムコード部分を含む、条項15に記載のコンピューター読み取り可能な記憶媒体。
条項17．デジタル部品モデルに工程異常を対応付けるように構成されたコンピューター読み取り可能なプログラムコード部分が、工程異常の部品の位置座標をデジタル部品モデル上に工程異常の表現を重ね合わせる3次元可視化ソフトウェアに提供するように構成されたコンピューター読み取り可能なプログラムコード部分を含む、条項15に記載のコンピューター読み取り可能な記憶媒体。
条項18．工程異常を検出するように構成されたコンピューター読み取り可能なプログラムコード部分が、工程異常の種類を決定するように構成されたコンピューター読み取り可能なプログラムコード部分を含み、デジタル部品モデルの表現を表示するように構成されたコンピューター読み取り可能なプログラムコード部分が、異なる種類の工程異常に異なる視覚表示を割り当てるようにさらに構成されたコンピューター読み取り可能なプログラムコード部分を含む、条項15に記載のコンピューター読み取り可能な記憶媒体。
条項19．デジタル部品モデルの表現を表示するように構成されたコンピューター読み取り可能なプログラムコード部分が、工程異常の表示と同時にデジタル部品モデル上にポストキュアの品質データを重ね合わせるように構成されたコンピューター読み取り可能なプログラムコード部分をさらに含む、条項15に記載のコンピューター読み取り可能な記憶媒体。
条項20．デジタル部品モデルの表現を表示するように構成されたコンピューター読み取り可能なプログラムコード部分が、工程異常の表示と同時にデジタル部品モデル上に工程中のセンサ測定箇所を重ね合わせるように構成されたコンピューター読み取り可能なプログラムコード部分をさらに含む、条項15に記載のコンピューター読み取り可能な記憶媒体。
本開示の多くの修正形態および他の態様は当業者が想到し得るものであり、本開示は、前述の説明および関連する図面に提示された教示の利益を有してこれに関連する。したがって、本開示は、開示された特定の態様に限定されるものではなく、修正形態および他の態様は、添付の特許請求の範囲内に含まれることが意図されていることを理解すべきである。特定の用語が本明細書中で使用されているが、これは、一般的かつ説明的な意味で使用されているだけであり、限定の目的のためではない。
10 ブロック
12 ブロック
14 ブロック
16 ブロック
18 ブロック
20 ブロック
22 ブロック
24 ブロック
28 固体ラインレーザー
30 プライ
32 プライ
34 圧縮ローラー
36 視覚ベースの検査システム
40 カメラ
42 ミラー
44 発光ダイオード（LED）光バー
48 工程異常
50 計算システム
52 検査システム
54 マシンコントローラーまたはプロセスパラメータの監視システム
56 表示部
60 処理回路
62 メモリ
64 3次元可視化ソフトウェア
70 デジタル部品モデル
72 ドット、表示

Claims (10)

  1. 製造中に複合部品を検査するための方法であって、前記方法が、
    プライ（30）の配置中に前記複合部品の前記プライ（30）に関する工程異常（48）を検出するステップ（12）と、
    前記複合部品の前記プライ（30）に関する前記工程異常（48）の部品の位置座標を決定するステップ（14）と、
    前記部品の位置座標に基づいて、デジタル部品モデル（70）に前記工程異常（48）を対応付けるステップ（16）と、
    関連する前記工程異常の表示（72）を含む前記デジタル部品モデル（70）の表現を表示するステップ（18）と
    を含む方法。
  2. 前記工程異常（48）を検出するステップ（12）が、前記プライ（30）の配置中に前記複合部品の前記プライ（30）の表面を視覚ベースの検査システムで走査するステップを含む、請求項1に記載の方法。
  3. 前記部品の位置座標を決定するステップ（14）が、
    マシンコントローラー（54）またはプロセスパラメータの監視システム（54）から前記複合部品の前記プライ（30）に関する前記工程異常（48）の機械軸座標を取得するステップと、
    前記機械軸座標を前記部品の位置座標に変換するステップと
    を含む、請求項1または2に記載の方法。
  4. 前記デジタル部品モデルに前記工程異常（48）を対応付けるステップ（16）が、前記工程異常（48）の前記部品の位置座標を前記デジタル部品モデル（70）上に前記工程異常（48）の前記表現を重ね合わせる3次元可視化ソフトウェア（64）に提供するステップを含む、請求項1から3のいずれか一項に記載の方法。
  5. 前記工程異常（48）を検出するステップ（12）が、前記工程異常（48）の種類を決定するステップを含み、前記デジタル部品モデルの前記表現を表示するステップ（18）が、異なる種類の工程異常に異なる視覚表示を割り当てるステップを含む、請求項1から4のいずれか一項に記載の方法。
  6. 前記デジタル部品モデル（70）の前記表現を表示するステップ（18）が、前記工程異常の前記表示（72）と同時に前記デジタル部品モデル（70）上にポストキュアの品質データを重ね合わせるステップ（20）をさらに含む、請求項1から5のいずれか一項に記載の方法。
  7. 前記デジタル部品モデル（70）の前記表現を表示するステップ（18）が、前記工程異常の前記表示（72）と同時に前記デジタル部品モデル（70）上に工程中のセンサ測定箇所を重ね合わせるステップ（22）をさらに含む、請求項1から6のいずれか一項に記載の方法。
  8. 製造中に複合部品を検査するためのシステムであって、前記システムが、
    プライ（30）の配置中に前記複合部品の前記プライ（30）に関する工程異常（48）を検出するように構成された検査システム（52）と、
    前記複合部品の前記プライ（30）に関する前記検査システム（52）によって検出された前記工程異常（48）の部品の位置座標を決定するように構成された計算システム（50）であって、前記部品の位置座標に基づいて、デジタル部品モデル（70）に前記工程異常（48）を対応付けるようにさらに構成された計算システム（50）と、
    関連する前記工程異常（48）の表示を含む前記デジタル部品モデル（70）の表現を提示するように構成された、前記計算システム（50）に応答する表示部（56）と
    を含むシステム。
  9. 前記検査システム（52）が、前記プライ（30）の配置中に前記複合部品の前記プライ（30）の表面を走査するように構成された視覚ベースの検査システムを含む、請求項8に記載のシステム。
  10. 前記計算システム（50）が、マシンコントローラー（54）またはプロセスパラメータの監視システム（54）から前記複合部品の前記プライ（30）に関する前記工程異常（48）の機械軸座標を取得し、前記機械軸座標を前記部品の位置座標に変換することによって、前記部品の位置座標を決定するように構成されている、請求項8または9に記載のシステム。
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