JP5738515B2 - 累積的なトウギャップ幅を決定するためのシステムおよび方法 - Google Patents
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Description
複合構造物の製作方法は、ファイバ配置または自動照合プロセスを含む。このようなプロセスでは、複合材料からなる1つ以上のリボンまたはトウが、ツール、心棒または基板にレイダウンされ得、この基板は複合材料からなる下層となる圧縮された1つ以上の層であり得る。従来のファイバ配置プロセスは、局部的なニップ点における複合材料からなるプライの圧縮を助けるために熱源を利用することができる。複合材料からなるリボンまたはトウ、および下層となる基板は、圧縮力に晒される間にニップ点において加熱され得、プライの樹脂の粘着性を増加させて基板に対する接着を確実にする。この部分を完成するために、複合材料からなる付加的なストリップが並べて与えられて層を形成することができ、かつ圧密化プロセス中に局部的な熱および圧力に晒されてもよい。
この開示は、概して累積的なトウギャップ幅の決定のためのシステムに向けられる。システムの例示的な実施例は、複合材料の像を記録するよう適合された少なくとも1つのカメラを有するインプロセス視認システムと、インプロセス視認システムと通信し、これから像データを受取るよう適合されるデータ解析コンピュータとを含む。データ解析コンピュータは、複合材料におけるトウギャップの累積的なギャップ幅を計算するよう適合されてもよい。ユーザインタフェースは、データ解析コンピュータと通信し、そこからデータ解析結果を受取るよう適合されてもよい。
この開示は、概して、自動材料配置によって生成された部品または構造物の表面上におけるプライまたはトウの任意の指定エリア内のトウギャップ幅を決定するシステムおよび方法に向けられる。このシステムおよび方法は、あらゆる自動的に配置されたトウに対してアーカイブされたインプロセス視認データを利用し、そのトウ上で選択された表面エリア領域をクエリし、かつトウのその各表面積領域内で検出されるトウギャップ幅を合計することができる。したがって、システムおよび方法は多大な検査サイクルタイムを減じ、複合材料の製作においてトウギャップ幅測定の精度を強化することができる。
に表示される。システム22は、図1および図2に示され、下記に記載されるインプロセス視認装置1を含むことができる。インプロセス視認装置1は複合テープストリップまたはトウ32(図1)を照らして見るために適合されてもよく(図3)、このトウは、複合構造物30の圧密中にトウ32で形成されるトウギャップ33(図5)を含む。インプロセス視認装置1は、当業者に公知の自動ファイバまたは材料配置機械(示されない)と連動して作動してもよい。
ト10に与えられ得る。レーザ14はほぼ圧縮ローラ6に向かってレーザビーム15を放射するよう適合されることができる。カメラ配線18aを有する少なくとも1つのデジタルのカメラ18もまた、レーザ取付けブラケット10に与えられ得る。少なくとも1つのエリアライト16が、レーザ取付けブラケット10、または、概してカメラ18と圧縮ローラ6との間において、フレーム2のフレームプレート3のうち一方または両方に与えられてもよい。図2に示されるように、いくつかの実施例では、フレーム2の各フレームプレート3にエリアライト16が与えられてもよい。各エリアライト16はほぼ圧縮ローラ6に向かって光ビーム17(図1)を放射するよう適合されることができる。
解析コンピュータ24(図3)のメモリに伝達され、格納され得る。この時点で、データ解析コンピュータ24は、複合構造物30上の選択された表面積に対応するトウ32のトウギャップ33の累積的なトウギャップ幅を計算し、計算された累積的なトウギャップ幅を、データ解析コンピュータ24のメモリに以前に予め格納された最大許容可能な累積的なトウギャップ幅の基準と比較することができる。計算された累積的なトウギャップ幅が最大許容可能な累積的なトウギャップ幅の基準を満たす場合、システム22のデータ解析コンピュータ24は、複合構造物30をさらに製作するためにトウ32を受取り、すなわち合格させることができる。この場合、データ解析コンピュータ24は、図4に示されるユーザインタフェース26上の合格/不合格インジケータ40のうち、合格ボタン40aを点灯させることができる。他方では、計算された累積的なトウギャップ幅が最大許容可能な累積的なトウギャップ幅の基準を満たさない場合、データ解析コンピュータ24は、複合構造物30をさらに製作するためのトウ32を拒否することができる。この場合、データ解析コンピュータ24は、ユーザインタフェース26上の合格/不合格インジケータ40のうち、不合格ボタン40bを点灯させることができる。
る。トウギャップ33は像において実線で表示される。特定のトウギャップ33をハイライトすることにより、ギャップが検出されたプライコースおよび像フレームを与えることができ、それはさらに、トウギャップ33の幅およびそのx座標位置を与えることができる。クエリウィンドウ49のギャップインジケータ線50は、クエリウィンドウ49内で合計されているギャップを表示することができる。クエリウィンドウ49においてカーソルを位置決めすることにより、クエリ結果ボックス51にクエリ結果を表示することができる。累積的なギャップ幅の合計は、像フレーム36のクエリウィンドウ49の高さで除した、クエリウィンドウ49内で見られるギャップの合計であり得る。図9に示される例において、クエリウィンドウ49の高さは1つの像フレーム36の高さと等しい。累積的なギャップ密度は、クエリウィンドウ49で除した累積的なギャップの合計であり得る。
例が思い浮かぶので、特定の実施例は制限ではなく例示目的であることが理解される。
また、本発明は以下に記載する態様を含む。
(態様1)
累積的なトウギャップ幅を決定するためのシステムであって、
複合材料の像を記録するよう適合された少なくとも1つのカメラを有するインプロセス視認システムと、
前記インプロセス視認システムと通信し、そこから像データを受取るよう適合されたデータ解析コンピュータとを含み、
前記データ解析コンピュータは複合材料におけるトウギャップの累積的なギャップ幅を計算するよう適合され、さらに
前記データ解析コンピュータと通信し、そこからデータ解析結果を受取るよう適合されたユーザインタフェースを含む、システム。
(態様2)
前記インプロセス視認システムは、フレームおよび前記フレームによって担持される少なくとも1つのレーザを含む、態様1に記載のシステム。
(態様3)
前記フレームによって担持される少なくとも1つのエリアライトをさらに含む、態様2に記載のシステム。
(態様4)
前記データ解析コンピュータは、複合材料におけるトウギャップの前記累積的なギャップ幅を、最大許容可能な累積的なトウギャップ幅の基準と比較するよう適合された、態様1に記載のシステム。
(態様5)
前記データ解析コンピュータは、複合材料におけるトウギャップの前記累積的なギャップ幅が前記最大許容可能な累積的なトウギャップ幅の基準を満たす場合に複合材料の合格ステータスを表示するよう適合される、態様4に記載のシステム。
(態様6)
前記データ解析コンピュータは、複合材料におけるトウギャップの前記累積的なギャップ幅が前記最大許容可能な累積的なトウギャップ幅の基準を満たさない場合に複合材料の不合格ステータスを表示するよう適合される、態様5に記載のシステム。
(態様7)
前記データ解析コンピュータは前記像データを表示するよう適合された、態様1に記載のシステム。
(態様8)
複合構造物におけるトウギャップの累積的なトウ幅ギャップを決定する方法であって、
複合材料を与えるステップと、
前記複合材料の周期的な像を記録するステップと、
前記複合材料における拒否すべき兆候の存在について前記複合材料の前記像を解析するステップと、
前記拒否すべき兆候に基づいて前記複合材料の合格/不合格ステータスを公式化するステップとを含む、方法。
(態様9)
前記複合材料における拒否すべき兆候の存在について前記複合材料の前記像を解析する前記ステップは、前記複合材料におけるトウギャップの累積的な幅について前記複合材料の前記像を解析するステップを含む、態様8に記載の方法。
(態様10)
前記拒否すべき兆候に基づいて前記複合材料の合格/不合格ステータスを公式化する前記ステップは、
最大許容可能な累積的なトウギャップ幅の基準を確立するステップと、
前記複合材料におけるトウギャップの前記累積的な幅を前記最大許容可能な累積的なトウギャップ幅の基準と比較するステップと、
前記複合材料におけるトウギャップの前記累積的な幅が前記最大許容可能な累積的なトウギャップ幅の基準を満たすと前記複合材料を合格とし、前記複合材料におけるトウギャップの前記累積的な幅が前記最大許容可能な累積的なトウギャップ幅の基準を満たさないと前記複合材料を不合格とするステップとを含む、態様8に記載の方法。
(態様11)
前記複合材料の前記周期的な像を表示するステップをさらに含む、態様8に記載の方法。
Claims (11)
- 累積的なトウギャップ幅を決定するためのシステム(22)であって、
複合材料の像を記録するよう適合された少なくとも1つのカメラ(18)を有するインプロセス視認システム(1)と、
前記インプロセス視認システムと通信し、そこから像データを受取るよう適合されたデータ解析コンピュータ(24)とを含み、
前記データ解析コンピュータ(24)は複合材料におけるトウギャップの累積的なギャップ幅を計算するよう適合され、さらに
前記データ解析コンピュータと通信し、そこからデータ解析結果を受取るよう適合されたユーザインタフェース(26)を含み、
前記ユーザインターフェースは、クエリウィンドウ(49)の幅と高さを選択するように適合された累積的なギャップの密度クエリインターフェース(48)を含み、前記クエリウィンドウ内において前記累積的なトウギャップ幅が計算されるように構成され、前記データ解析コンピュータによる前記累積的なトウギャップ幅の計算が前記クエリウィンドウ(49)内部に見付けられた累積的なトウギャップ幅に限定されている、
システム。 - 前記インプロセス視認システムは、
フレーム(2)および前記フレームによって担持される少なくとも1つのレーザ(14)と、
前記フレームによって担持される少なくとも1つのエリアライトとを含む、請求項1に記載のシステム。 - 前記データ解析コンピュータ(24)は、複合材料におけるトウギャップの前記累積的なギャップ幅を、最大の許容可能な累積的トウギャップ幅の基準と比較するよう適合された、請求項1に記載のシステム。
- 前記データ解析コンピュータ(24)は、複合材料におけるトウギャップの前記累積的なギャップ幅が前記最大の許容可能な累積的トウギャップ幅の基準を満たす場合に複合材料の合格ステータスを表示するよう適合され、
前記データ解析コンピュータ(24)は、複合材料におけるトウギャップの前記累積的なギャップ幅が前記最大の許容可能な累積的トウギャップ幅の基準を満たさない場合に複合材料の不合格ステータスを表示するよう適合される、請求項3に記載のシステム。 - 前記データ解析コンピュータ(24)は前記像データを表示するよう適合された、請求項1に記載のシステム。
- 累積的なギャップ密度クエリインターフェース(48)は、前記カメラとによって記録された複数の個々の像フレームを表示し、前記クエリウィンドウ(49)は前記複数の個々の像フレームの部分集合である、請求項1に記載のシステム。
- 累積的なギャップ密度クエリインターフェース(48)は、前記クエリウィンドウ(49)の画像を生成し、特定のトウギャップの位置と特定のギャップの幅に対する関係した情報を提供するように適合された、請求項1に記載のシステム。
- クエリウィンドウ(49)内で見られるギャップの合計をクエリウィンドウ(49)の高さで除すことにより、前記累積的なトウギャップ幅を求める、請求項7に記載のシステム。
- 複合構造物におけるトウギャップの累積的なトウギャップ幅を決定する方法であって、
複合材料を与えるステップと、
前記複合材料の周期的な像を記録するステップと、
前記周期的な像からデータ解析コンピュータ(24)への画像データを受信するステップと、
前記複合材料におけるトウギャップの累積的なギャップ幅を計算するため前記画像データを解析するステップと、
前記データ解析コンピュータからのデータ解析結果をユーザインターフェース(26)に提供するステップとを含む、方法において、
前記ユーザインターフェースは累積的なギャップ密度クエリインターフェース(48)を含み、
前記累積的なギャップ密度クエリインターフェース(48)からクエリウィンドウ(49)の幅と高さを選択するステップであって、前記クエリウィンドウ内で前記累積的なトウギャップ幅が計算されるように構成されたステップをさらに含み、
前記累積的なトウギャップ幅の計算は、前記クエリウィンドウ内部に見つけられた該累積的なトウギャップ幅に限定されていることを特徴とする方法。 - 最大の許容可能な累積的トウギャップ幅の基準に基づいて前記複合材料の合格/不合格のステータスを公式化するステップと、
前記複合材料におけるトウギャップの前記累積的な幅を前記最大の許容可能な累積的トウギャップ幅の基準と比較するステップと、
前記複合材料におけるトウギャップの前記累積的な幅が前記最大の許容可能な累積的トウギャップ幅の基準を満たすと前記複合材料を合格とし、前記複合材料におけるトウギャップの前記累積的な幅が前記最大の許容可能な累積的トウギャップ幅の基準を満たさないと前記複合材料を不合格とするステップとをさらに含む、請求項9に記載の方法。 - 前記クエリウィンドウの画像を生成するステップと、
個々のトウギャップ(33)を共有するステップと、
特定の個々のトウギャップを強調するステップと、
前記トウギャップの位置のその幅に関した情報を提供するステップとを更に有する、請求項9に記載の方法。
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