JP6938430B2 - ナットプレート前処理用のレーザシステム - Google Patents

Description

本開示内容、すなわち本発明は、一般に、ナットプレート前処理、特にナットプレート前処理のためのレーザシステムに関する。

ナットプレートは、多くの場合、例えば航空機、船舶などの表面上の結合場所を作るために用いられる。一例としてのナットプレートは、プレートに連結されたナットを含み、プレートは、表面に取り付けられ、ナットは、この表面（結合場所）を通るボルトを受け入れる場所を提供する。ナットプレートは、場合によっては、表面の内側上、例えば、航空機の機体または船舶の船殻の内面上に見受けられ、表面を組み立てまたは機体または船殻上に配置した後、損傷を生じさせないでナットを配置することが困難でありまたは不可能である。

ナットプレートのプレートは、多くの場合、場合によっては接着剤で表面に取り付けられ、かくして、ナットプレートのプレートが清浄であればあるほど、幾つかの場合、プレートと表面との結合部がそれだけ一層高い信頼性を持ちまたはそれだけ一層強固になる。

一実施形態によれば、システムが清浄化サイクルを実施するよう構成されたレーザを含み、清浄化サイクルは、複数のナットプレートの各々の接合面を清浄化することができるレーザビームを生じさせる操作と、第１のパスを実施して接合面の各々を清浄化する操作とを含み、レーザは、第１のパスの間、接合面に直角な軸線に対して第１の角度をなす第１の部分のところに存在する。このシステムは、複数のナットプレートを保持するよう構成されたナットプレートトレーを更に含み、各接合面は、レーザビームが清浄化サイクル中、各接合面に少なくとも一度接触することができるよう配向されている。

別の実施形態によれば、方法が複数の部品を保持するよう構成されたトレー内に複数の部品を配置するステップと、レーザからのレーザビームが清浄化サイクル中、各接合面に少なくとも一度は接触することができるよう複数の部品の各々の接合面が配向されるようにトレーを配向させるステップとを含む。この方法は、清浄化サイクルを実施するステップを更に含み、清浄化サイクルを実施するステップは、レーザによって、複数のナットプレートの各々の接合面を清浄化することができるレーザビームを生じさせるステップと、第１のパスを実施して接合面の各々を清浄化するステップとを含み、レーザは、第１のパスの間、接合面に直角な軸線に対して第１の角度をなす第１の位置に存在する。

ある特定の実施形態の技術的利点は、清浄なナットプレートへの他の部品、特にナットプレートおよび他の部品上の清浄な接合面を得るシステムおよび方法を含む場合がある。清浄な接合面を得ることによって、部品、例えばナットプレートを特に接着剤が接合面に塗布される場合、表面により確実に取り付けることができる。加うるに、本発明のシステムおよび方法は、他のシステムおよび方法と比較して、多数の部品、例えばナットプレートを同時により効率的にかつ／あるいは迅速に清浄化することができる。さらに、部品、例えばナットプレートは、汚染を避けるために、高価な特別の包装状態で、例えば真空封止アルミニウムパウチに入れた状態で製造業者に送られる場合が多い。本発明のある特定の実施形態を用いることによって、高価な特別の包装材の使用の必要性を軽減することができ、かくしてナットプレートのコストが減少する。

他の技術的利点は、以下の図、説明、および特許請求の範囲の記載から当業者には容易に明らかであろう。さらに、特定の利点を上記において列記したが、種々の実施形態は、列記した利点のうちの全て、何割かを含み、あるいはこれら利点を含まない場合がある。

本発明およびその利点のより完全な理解を得るため、次に、添付の図面と関連して行われる以下の説明を参照する。

特定の実施形態による例示のナットプレートおよび表面を示す図である。 特定の実施形態による例示のナットプレートおよび表面を示す図である。 特定の実施形態によるナットプレートを清浄化する例示のレーザシステムを示す図である。 特定の実施形態に従って図２のレーザシステムのある特定のコンポーネントの例を示すとともにナットプレートを清浄化するための多数のパスの実施のやり方を示す図である。

日々の生活において、ナットプレートは、多くの場合、例えば航空機、船舶などの表面上に結合場所を作るために用いられている。一例としてのナットプレートは、プレートに連結されたナットを含み、プレートは、表面に取り付けられ、ナットは、この表面（結合場所）を貫通するボルトを受け入れる場所を提供する。ナットプレートは、場合によっては、表面の内側上、例えば、航空機の機体または船舶の船殻の内面上に見受けられ、表面を組み立てまたは機体または船殻上に配置した後、ナットを配置することが困難でありまたは不可能である。ナットプレートのプレートは、多くの場合、場合によっては接着剤で表面に取り付けられ、かくして、ナットプレートのプレートが清浄であればあるほど、幾つかの場合、プレートと表面との結合部がそれだけ一層高い信頼性を持ちまたはそれだけ一層強固になる。

本発明のある特定の実施形態は、ナットプレート表面、例えばナットプレート接合面を清浄化するシステムおよび方法に関する。ナットプレートの接合面は、一般に、別の表面への継手または取り付け部の一部をなす表面である。例えば、接着剤を場合によっては、ナットプレートの接合面上に配置し、次に接合面をナットプレートが結合される表面に圧着させる。

本発明のある特定の実施形態によれば部分的にまたは全体的に自動化される場合のあるレーザ清浄化は、他の技術、例えばグリットブラスト仕上げまたはサンダー仕上げよりもより徹底して接合面を清浄化するのを助けることができる。例えば、ナットプレートをナットプレートトレー内に配置してナットプレートの接合面がレーザの方へ差し向けられるようにするのが良い。次に、レーザは、１つまたは２つ以上のパスの間、ナットプレートトレーに対してパターンをなして動きながらレーザビームをトレー内のナットプレートのアレイに向かって放出するのが良い。レーザがナットプレートの接合面に接触すると、レーザは、接合面を清浄化する（例えば、接合面から汚染物を除去する）。

ある特定の実施形態の技術的利点は、清浄なナットプレートへの他の部品、特にナットプレートおよび他の部品上の清浄な接合面を得るシステムおよび方法を含む場合がある。清浄な接合面を得ることによって、ナットプレートを特に接着剤が接合面に塗布される場合、表面により確実に取り付けることができる。加うるに、本発明のシステムおよび方法は、他のシステムおよび方法と比較して、多数のナットプレートを同時により効率的にかつ／あるいは迅速に清浄化することができる。本発明のある特定の実施形態を用いることによって、高価な特別の包装材の使用の必要性を軽減することができ、かくしてナットプレートのコストが減少する。他の技術的利点は、以下の図、説明、および特許請求の範囲の記載から当業者には容易に明らかであろう。さらに、特定の利点を上記において列記したが、種々の実施形態は、列記した利点のうちの全て、何割かを含み、あるいはこれら利点を含まない場合がある。

図１Ａおよび図１Ｂは、本発明の例示のナットプレート１０２および表面１１２を示している。幾つかの実施形態では、ナットプレート１０２は、表面１１２に接合され、１本または２本以上のボルト、ねじ、リベット、または他の締結具が表面１１２とナットプレート１０２の両方を貫通してナットプレート１０２のナット１０４に取り付けられることができ、かくして表面１１２を定位置にまたは別の表面もしくはコンポーネントに取り付け、固定し、または違ったやり方でくっつけることができるようになっている。特定の実施形態では、ナットプレート１０２は、ナット１０４およびプレート１０６を含み、この場合、プレート１０６は、接合面１０８を有する。加うるに、幾つかの実施形態では、ナットプレート１０２は、ナット１０４およびプレート１０６を貫通したウォーム１１０を有する。

ナットプレート１０２は、一般に、ナット、例えばナット１０４を表面、例えば表面１１２上に位置決めしまたはこれに密接して位置決めすることができるコンポーネントである。ナットプレート１０２は、ある特定の実施形態では、プレート１０６およびナット１０４を含み、この場合、ナットプレート１０２は、表面、例えば表面１１２に接合面１０８のところでのプレート１０６と表面１１２との連結により取り付けられる。例えば、接着剤をプレート１０６と表面１１２との間に配置するのが良く、その結果、プレート１０６（およびかくしてナットプレート１０２）は、表面１１２に結合されるようになる。任意適当な形態の任意適当なナットプレートが想定される。例示として、６／１６インチ、５／１６インチ、４／１６インチ、３／１６インチなどのボルトを受け入れるナットを備えたナットプレートを用いるのが良い。追加の例としては、開放型のナットプレートおよびドーム形ナットプレートが挙げられる。

ナット１０４は、一般に、締結具、例えばボルト、ねじ、リベットなどの取り付け／締結のための場所としての役目を果たす。本明細書で用いられる「ナット」という用語は、締結具のための任意適当な場所であって良く、例えば、円筒形／円形、直線状または六角形の開口部を備えたコンポーネントであり、かかる開口部により、締結具がこの開口部を少なくとも部分的に通ってナットに取り付けられることができる。例えば、ナット１０４は、ボルトまたはねじのためのねじ山をその内面上に有するのが良い（図１のこの領域は、ウォーム１１０で満たされている）。例示のナットプレート１０２では、ナット１０４は、任意適当な手段、例えば溶接、圧力嵌め、接着剤の使用などによってプレート１０６に取り付けられる。幾つかの実施形態では、ナット１０４は、ナット１０４が自由に浮動状態にあることができるような仕方で（例えば、ナット１０４がある特定の許容誤差に対応するよう限定された量回転しまたは傾動することができるよう）プレート１０６に結合されている。ある特定の実施形態では、ナット１０４のフェースまたは一部分がプレート１０６の一部分を貫通するのが良く（例えば、ナット１０４のフェースがプレート１０６と面一をなすように）、その結果、ナット１０４の表面または一部分は、接合面またはこれよりも広い接合面（例えば、接合面１０８）の一部である。ナット１０４は、任意適当な材料で構成でき、例えば、鋼、アルミニウム、または他の金属、金属合金、ポリマー、セラミックなどで作られる。

プレート１０６は、一般に、ナットを、１０４を取り付けることができる表面および表面（例えば、表面１１２）をナットプレート１０２に取り付けることができる表面となる。例示の実施形態では、プレート１０６は、締結具がプレート１０６を通ってナット１０４に接触することができるようにするナット１０４の開口部と中心が一致しまたは違ったやり方でこの開口部の上に位置する開口部を有するのが良い。プレート１０６は、任意適当な材料、例えば、鋼、アルミニウム、または他の金属、金属合金、ポリマー、セラミックなどで構成できる。

接合面１０８は、一般に、別の表面、例えば表面１１２に取り付けられるプレート１０６の表面である。接合面１０８は、任意適当な手段、例えば接着剤、溶接、圧力嵌めなどによって表面１１２に取り付け可能である。ある特定の実施形態では、接合面１０８は、強力な結合部（例えば、接着剤の使用による）がプレート１０６と表面１１２との間に生じることができるよう清浄なまたは汚れのない状態であるべきである（例えば、その表面上には汚染物がほとんどないようにすべきである）。接合面１０８は、ある特定の実施形態では、ナット１０４のうちの幾分か、例えばプレート１０６の一部分を貫通して突き出たナット１０４のフェースを含むのが良い。幾つかの実施形態では、接合面１０８が清浄であれば清浄であるほど、プレート１０６を介するナットプレート１０２と表面１１２との間の結合部がそれだけいっそう強固になる。

ウォーム１１０は、一般に、ナットプレート１０２を操作する能力を提供するとともにナット１０４の内面（例えば、締結具がナット１０４に締結される場所）を清浄にかつデブリまたは他の汚染物のない状態に保つ。例えば、ウォーム１１０は、プレート１０６の先に延びるのが良く、そして表面１１２に設けられた開口部を通り、オペレータまたは装置がウォーム１１０をつかんでこれを表面１１２の開口部中に更に引き込むことができ、それにより接合面１０８を表面１１２上に着座させるとともに表面１１２、プレート１０６およびナット１０４の開口部を整列させる。ウォーム１１０はまた、幾つかの実施形態では、ナット１０４の下に延びるのが良い。ある特定の実施形態では、ナットプレート１０２を表面１１２にいったん取り付けると、ウォーム１１０をナットプレート１０２から取り外すのが良く、かくしてナット１０４の内面が露出されるとともに締結具をナット１０４に締結することができる。加うるに、幾つかの実施形態では、ウォーム１１０は、デブリ、油、および他の汚染物をナット１０４の内面から離しておくことによってナット１０４の内面（例えば、ボルトのためのねじ山）を清浄に保つ。ウォーム１１０は、任意適当な物質、例えばシリコーン、ゴム、ポリマー、ワックスなどで構成できる。

表面１１２は、一般に、ナットプレート１０２を取り付けることができる任意の表面である。ある特定の実施形態では、表面１１２は、締結具を挿通させることができる開口部を有するのが良く、ナットプレート１０２をプレート１０６およびナット１０４の開口部が表面１１２の開口部と整列するよう表面１１２に取り付けることができる。かかる実施形態では、締結具は、表面１１２、プレート１０６を通り、ナット１０４を少なくとも部分的に通ることができ、そしてナット１０４に締結可能である。例示の実施形態では、表面１１２は、ボルトのための開口部を備えた航空機翼の外側パネルであるのが良く、ナットプレート１０２を航空機翼の内部に取り付けることができ、その結果、ナットプレート１０２をボルトが表面１１２を通って翼の外側からナットプレートにねじ込みまたはねじ戻したりすることができるよう航空機翼の内部に取り付けることができる。

図２は、特定の実施形態に従ってナットプレートを清浄化する例示のレーザシステム２００を示している。一般に、レーザシステム２００は、ナットプレートを表面、例えば図１の表面１１２に取り付ける前にナットプレートを前処理するためにナットプレートの接合面、例えば接合面１０８を清浄化する。例えば、レーザシステム２００は、ナットプレートの接合面を清浄化しまたは違ったやり方でかかる接合面から汚染物を除去することができ、このことは、レーザアブレーションと呼ばれる場合があり、その結果、接着剤を清浄化された接合面上に配置することができ、そして接合面に容易にまたは強くくっつくことができる。幾つかの実施形態では、レーザシステム２００は、ドア２０４を備えた容器２０２を含み、この場合、容器２０２の内側では、ナットプレート１０２を保持するナットプレートトレー２０６がコンベヤ２０８上に載り、レンズ２１２を備えたレーザ２１０がナットプレート１０２から距離２１４を置いたところでナットプレート１０２に向く。加うるに、レーザシステム２００は、コントローラ２１６および端末２１８を含む。

容器２０２は、一般に、レーザシステム２００（ナットプレートレーザ清浄化システムとも呼ばれている）のコンポーネントのうちの幾つかまたは全てを収容し、しかも、ある特定の実施形態では、システム２００のオペレータをレーザ２１０への潜在的に危険な暴露からほぼする。容器２０２は、任意適当な材料、例えば、金属、ポリマー、ガラスなどで構成でき、そして不透明であっても良く、透明であっても良く、半透明であっても良く、またはこれらの任意の組み合わせであっても良い。

容器２０２は、幾つかの実施形態では、ドア２０４を有し、この場合、ドア２０４は、容器２０２の内部への接近を可能にする（例えば、ナットプレートを容器２０２内に収納しまたは容器２０２から取り出すことができる）とともにオペレータをドア２０４が閉じられたときにレーザ２１０から保護することによってレーザシステム２００の安全性を高める。ドア２０４は、任意適当な材料、例えば、金属、ポリマー、ガラスなどで構成でき、そして不透明であっても良く、透明であっても良く、半透明であっても良く、またはこれらの任意の組み合わせであっても良い。

ある特定の実施形態では、容器２０２は、容器２０２内に完全または部分真空を作る（または違ったやり方で減圧する）真空システムを収容するのが良くまたはこれに連結されるのが良い。かかる真空システムは、空気、ダスト、および降ってナットプレート１０２上にたまり、散乱し、または違ったやり方でレーザ２１０を妨害する場合があり、あるいは清浄化中、接合面と化学的に反応する場合のある他の物質を除去することができる。

ナットプレートトレー２０６は、一般に、レーザ清浄化プロセス中、ナットプレート１０２を保持する。ある特定の実施形態では、ナットプレートトレー２０６は、特定形状のナットプレートを保持するよう構成されている。ナットプレートトレー２０６は、特定のナットプレート形式／形状向きにカスタマイズされるのが良く、または例えば、ナットプレート１０２を安定した状態に保持するためにかつ接合面１０８がレーザ２１０またはレーザレンズ２１２から特定の距離を置いたところに位置するよう種々のナットプレート形式／形状向きの互いに異なるカスタマイズされたインサートを収容するのが良い。例えば、ナットプレートトレー２０６は、１つまたは２つ以上の形状または形式（例えば、開放型またはドーム）の１６個のナットプレートを４×４配置状態で保持することができるのが良い。また、ナットプレートトレー２０６により、幾つかの実施懈怠では、ウォーム１１０およびナットプレート１０２のナット１０４がナットプレート２０６の下に延びることができる。ある特定の実施形態では、ナットプレート１０２の接合面１０８がレーザ２１０の方へ向く（差し向けられる）ようナットプレートを保持するような構成になっている。さらに、ナットプレートトレー２０６は、幾つかの実施形態では、ナットプレート１０２の接合面１０８をレーザレンズ２１２から特定の距離２１４（例えば、レンズ２１２の焦点距離）のところに保持することができ、その結果、例えば、レーザ２１０（例えばレーザ２１０によって生じたレーザビーム）は、レンズ２１２を用いながら所与の出力の場合、レーザレンズ２１２と接合面１０８との間の距離のところでその最大強度（またはその最大強度からその１％以内、２％以内、５％以内、１０％以内、２５％以内、５０％以内など）の状態にある。互いに異なる高さのナットプレートトレー２０６を用いると、ある特定の実施形態では、例えば、レンズ２１２の焦点距離に近づけるよう距離２１４を変更することができる。ナットプレートトレー２０６は、任意適当な材料、例えば、金属、ポリマーなどで構成でき、しかも任意適当な手段で製作でき、例えば到来しているまたは到来するようスケジュール設定されているナットプレートの新たなバッチに応答して３Ｄプリンタによって動的に製作可能である。

ある特定の実施形態では、ナットプレートトレー２０６は、レーザ２１０によって生じたレーザビームが清浄化サイクル中、各接合面に少なくとも一度は接触することができるようナットプレート１０２の各接合面が配向されるようにナットプレート１０２を保持するよう構成されるのが良い。清浄化サイクルは、レーザシステム２００の任意の数のコンポーネントの任意の回数の運動、例えばレーザ２１０が動くとともに／あるいはナットプレート２０６が動く（例えば、コンベヤ２０８を介して）ことによって得られるレーザ２１０の多数のパスを含むのが良く、その結果、レーザ２１０は、多数のナットプレートを清浄化する。

コンベヤ２０８は、一般に、清浄化中、ナットプレートトレー２０６を動かして多数のナットプレート１０２を清浄化するのを助ける。例えば、幾つかの実施形態では、コンベヤ２０８は、ナットプレートトレー２０６を１つまたは２つ以上の方向に動かしてレーザ２１０からのレーザビームがナットプレートトレー２０６内のナットプレート１０２の多数の（または全ての）接合面１０８に接触してこれらを清浄化するようにする。ある特定の実施形態では、コンベヤ２０８は、ナットプレート２０６をＸおよびＹ方向（２Ｄ）に並進させて接合面１０８とレンズ２１２との間の距離２１４（例えば、レンズ２１２の焦点距離）が多数のナットプレート１０２について一定であるようにし、それにより、ナットプレート１０２を清浄化する一貫性および有効性を高めることができる。幾つかの実施形態では、コンベヤ２０８は、ナットプレートトレー２０６をＺ方向に動かすことができまたはどの方向にも動かさないようにすることができる。コンベヤ２０８は、幾つかの実施形態では、コントローラ２１６からの命令に従ってナットプレートトレー２０６を動かすことができる。コンベヤ２０８がナットプレートトレー２０６を動かしている間（または、静止状態のままでいる間）、レーザ２１０は、静止状態のままであって良くまたはＸ方向、Ｙ方向、またはＺ方向に動いても良い。

レーザ２１０は、一般に、ナットプレート１０２、特に接合面１０８の方へ差し向けられたレーザ（レーザビームとも記載される）を生じさせる。レーザ２１０によって生じたレーザビームは、ある特定の実施形態では接合面１０８に当たって接合面２１０から何割かのまたは全ての汚染物を除去する。ナットプレート接合面１０８をレーザで清浄化するプロセスは、レーザアブレーションの一形態と呼ばれる場合がある。ある特定の実施形態では、レーザ２１０は、接合面１０８に直角でありまたは接合面１０８に対して任意の適当な角度をなすレーザビームを生じさせる。レーザ２１０はまた、同一または異なる角度で同一のナットプレートのところに多数回のパスを行うことができる（例えば、レーザ２１０が動くことにより、ナットプレートトレー２０６が動くことによりまたはこれらの両方が行われることによって）。図３は、レーザ２１０の多数回のパスが互いに異なる角度で起こる例示の実施形態を記載している。

例示の実施形態では、レーザ２１０は、１０６４ｎｍ（ナノメートル）の波長を持つレーザビームを生じさせるＮｄ：ＹＡＧ（ネオジウムをドープしたイットリウムアルミニウムガーネット）のクラス１またはクラス４レーザであり、ただし、任意形式、任意クラス、または任意波長の任意適当なレーザを用いてもナットプレート１０２（例えば、接合面１０８）を清浄化することができる。例えば、適当なレーザビームは、１００ｎｍ〜７，０００ｎｍ、５００ｎｍ〜３，０００ｎｍ、８００ｎｍ〜２０００ｎｍ、１０００ｎｍ〜１２００ｎｍ、１０００ｎｍ〜１１００ｎｍ、１０５０ｎｍ〜１０７５ｎｍ、または任意他の適当な範囲の波長を有することができる。

レーザ２１０によって生じるレーザビームは、任意適当な形式のレーザビームであって良い。例えば、レーザビームは、パルスレーザであっても良い。本発明のある特定の実施形態は、レーザ２１０によって生じたレーザビームの特性、例えばマーク速度（レーザがある領域を横切って前後にどれくらい速く動くか）、角度、強度、ビーム幅、パルス周波数などの使用または改変を想定している。ある特定の実施形態では、コントローラ２１６は、自動的にまたはユーザ入力に基づいて何割かのまたは全てのレーザ特性を制御する。他の実施形態では、レーザ特性またはレーザ位置を手動で操作することができる。

幾つかの実施形態では、レーザ２１０は、ナットプレート１０２またはナットプレートトレー２０６に対して空間内で動くことができる。例えば、レーザ２１０は、Ｘ方向、Ｙ方向、Ｚ方向、またはこれら方向の任意の組み合わせの方向に動くことができる場合がある。加うるに、レーザ２１０は、任意の角度で傾動することができる。ある特定の実施形態では、レーザ２１０の動きは、コントローラ２１６によって制御される。レーザ２１０は、ある特定の実施形態では、１つまたは２つ以上の角度をなしかつ１つまたは２つ以上の回数で（１回または２回以上のパスで）ナットプレートトレー２０６を横切って動くことができる（この動きは、傾動を含む場合がある）。レーザ２１０は、接合面１０８に向かって下方に向けられるのが良いが、レーザ２１０および接合面１０８の任意の向きが想定され、例えば、レーザ２１０は、図２のＸ‐Ｚ平面上に設けられたナットプレートトレーの方へＹ方向に向けられる。レーザシステム２００の他の全てのコンポーネントを互いに対して動かして任意適当なセットアップに対応することができる。

レンズ２１２は、一般に、レーザ２１０から放出されたレーザビームを合焦させる。ある特定の実施形態では、レンズ２１２は、レンズ２１２から見て遠くに位置する焦点距離のところでレンズを通過したレーザ２１０によって生じるレーザビームがレーザ２１０からの任意所与の出力の場合に最大強度（単位面積あたりのエネルギー）を有するような焦点距離を有する。したがって、レンズ２１２から離れた焦点距離（この場合、距離２１４は、レンズ２１２の焦点距離に等しい）のところに位置する接合面１０８は、ある特定の実施形態では、最大強度の状態にあるレーザ２１０によって生じたレーザビームに当たる。幾つかの実施形態では、距離２１４は、かかる焦点距離のところに位置するのが良くまたはこの焦点距離からその１％以内、２％以内、５％以内、１０％以内、２５％以内、５０％以内などにあるのが良い。レンズ２１２は、ある特定の実施形態では、例えばレーザ２１０への螺着によってレーザ２１０に連結される。互いに異なるレンズが互いに異なる焦点距離を有するのが良い。一実施例では、３３０ｍｍレンズを用いるのが良く、ただし、任意適当なサイズ（例えば、１００ｍｍ〜１０００ｍｍ、２００ｍｍ〜５００ｍｍ、３００ｍｍ〜４００ｍｍなど）の任意適当なレンズを用いることができる。

距離２１４は、一般に、レンズ２１２とレーザ２１０によって生じたレーザビームと接触状態にある接合面１０８との間の距離である。換言すると、距離２１４は、一般に、レーザ２１０からのレーザビームが（１）表面（例えば、接合面１０８）に接触する箇所と（２）レンズ２１２との間の距離である。特定の実施形態では、距離２１４は、接合面１０８の十分なまたは最適な清浄化を可能にするよう選択される。ある特定の実施形態では、距離２１４は、レンズ２１２の焦点距離に等しいのが良く、かかる距離２１４のところでは、レンズ２１２を通過したレーザビームは、その最大強度の状態にある。距離２１４は、任意適当な距離であって良く、例えば、レンズ２１２の焦点距離からその１％以内、２％以内、５％以内、１０％以内、２５％以内、５０％以内などであって良い。距離２１４は、時間の変化につれて変化するのが良く、レーザ２１０およびナットプレートトレー２０６の配置場所、ナットプレートトレー２０６の高さ、およびコンベヤ２０８の位置は、この距離２１４に影響を及ぼす場合がある。

コントローラ２１６は、一般に、レーザシステム２００のコンポーネントのうちの幾つかまたは全てを制御する。例えば、コントローラ２１６は、レーザ２１４の位置（角度を含む）、コンベヤ２０８（およびナットプレートトレー２０６）の位置、レーザ２１０および／またはコンベヤ２０８の速度、レーザ２１０および／またはコンベヤ２０８の運動パターン、レーザ２１０により生じるレーザビームの特性、またはレーザシステム２００の任意他のコンポーネントの特性を制御することができる。コントローラ２１６は、任意適当な形式のプロセッサおよび／またはメモリを含むのが良く、かかる形式としては、非一過性コンピュータ可読媒体の種類が挙げられる。かかるプロセッサおよびメモリリソースは、コントローラ２１６の内部、レーザシステム２００の他のコンポーネントの内部、またはレーザシステム２００の外部にネットワークリソース（例えば、プライベートネットワーク、パブリックネットワーク、またはクラウドコンピューティングリソース）として局所的に配置されるのが良い。コントローラ２１６は、レーザシステム２００のコンポーネントを制御するソフトウェア（例えば、プログラム）を更に含むのが良い。かかるソフトウェアを、端末２１８を介してまたはネットワークを介してインストールし、モディファイし、操作し、または対話することができる。

端末２１８は、一般に、コントローラ２１６用の入力／出力装置として働く。例えば、端末２１８は、ディスプレイスクリーンおよびユーザがレーザシステム２００の状態を見て指令をレーザシステム２００にエンターすることができるキーボードを含むのが良い。ある特定の実施形態では、端末２１８は、コントローラ２１６を制御しまたは作動させるよう使用できる。端末２１８は、特定の実施形態では、コンピュータ、例えばラップトップ型、デスクトップ型、タブレット型、サーバー型、ＰＤＡ型、スマートフォン型、または任意他の適当な形式の装置であって良い。ある特定の実施形態では、端末２１８は、コントローラ２１６によって使用されるプロセッサおよびメモリリソースのうちの幾つかまたは全てを含むことができる。

図３は、図２のレーザシステム２００のある特定のコンポーネントの一例を示す一方で、特定の実施形態に従ってナットプレートトレー１０２を清浄化するために多数回のパスを実施する仕方を示している。具体的に説明すると、図３は、２回のパスを角度θ１，θ２でナットプレートを横切って実施するレーザ２１０を示している。

ナットプレート１０２は、この例示の実施形態では、コンベヤ２０８上に載っているナットプレートトレー２０６によって保持された状態で示されている。ナットプレート１−２は、レンズ２１２を備えたレーザ２１０によって清浄化されているプロセスの状態にある接合面１０８を有する。

この実施例では、レーザ２１０は、２つのパスを行う状態で示されており、第１のパスは、角度θ１を有する第１の位置のところにあり、第２のパスは、角度θ２を有する第２の位置のところにある。一般的に言って、任意の角度（０°を含む）を有する任意の位置にある単一のパスは、陰影効果を生じさせることができ、例えばウォーム１１０は、レーザ２１０により生じたレーザビームと接合面１０８との間に来、それにより、レーザ２１０によっては清浄化されない領域（陰影領域３０２）が生じる。この陰影効果を減少させまたはなくすため、レーザ２１０は、互いに異なる位置で（例えば、θ１およびθ２で）接合面１０８上に多数回のパスを行うのが良く、その結果、接合面１０８のうちの１回だけのパスを完了した場合よりも多くの領域または全てがレーザ２１０によって少なくとも一度清浄化されるようになる。互いに異なる位置での、例えば互いに異なる角度を有するかかる多数回のパスは、陰影効果および陰影領域３０２を減少させまたはなくすことができる。

角度θ１，θ２は、任意適当な軸線、例えば図３に示されているＸ軸、Ｙ軸、またはＺ軸に対するかつ任意適当な平面における角度の尺度を記載していると言える。例えば、図３の例示の実施形態では、θ１，θ２は、Ｚ‐Ｙ平面に沿うＺ軸（接合面１０８に垂直でありかつレーザビームが接合面に出会う場所に位置する）から測定される。角度θ１，θ２は、０°を含む任意適当な角度であって良く、これら角度は、特定のパス相互間における特定のパスの間、経時的に変化するのが良い。

ある特定の実施形態では、例えば、図２のレーザシステムは、ナットプレートトレー２０６によって保持されたナットプレート１０２の接合面１０８を横切るレーザ２１０の１回または２回以上のパスを含む清浄化サイクルを実施することができる。幾つかの実施形態では、ナットプレートトレー２０６は、各ナットプレート１０２の接合面が清浄化サイクル中、レーザ２１０の同一のパス上であれ、レーザ２１０の１つの異なるパス上であれ、どちらにせよ、清浄化サイクル中、少なくとも一度清浄化するためにレーザ２１０によって生じたレーザビームによって接近可能であるようにナットプレート１０２を保持する。

図３は、特定の実施形態を記載しているが、任意の角度を含む任意の位置を有するレーザ２１０（または多数のレーザ）の任意回数のパスが想定される。

ナットプレート１０２の接合面１０８の清浄化についてレーザシステム２００の特定の実施形態を説明したが、レーザシステム２００の他の実施形態を用いて任意他の適当な部品（例えば、代表的には研磨作用で清浄化される表面を備えた小さな部品）の接合面を清浄化することができる。例えば、レーザシステム２００の幾つかの実施形態は、例えばラジアス（radius）ブロック、シム、クリックボンドスタッド、ブラケットなどを清浄化するために使用できる。かかる実施形態では、トレー２０６は、清浄化中、部品を安定状態に保持するためにかつかかる部品の接合面がレーザ２１０またはレーザレンズ２１２から特定の距離を置いたところに位置するよう特定の部品の形状に合わせてカスタマイズされるのが良い。

本明細書で用いられる「各々」という用語は、集合の各要素または集合に含まれる部分集合の各要素を意味している。さらに、本明細書で用いられる「または」という用語は、必ずしも排他的ではなく、別段の明示の指定がなければ、ある特定の実施形態では包括的であって良く、そして「および／または」を意味するものと理解されるのが良い。同様に、本明細書において用いられる「および」という用語は、必ずしも包括的であるというわけではなく、そして別段の明示の指定がなければ、ある特定の実施形態では包括的であっても良く、そして「および／または」を意味するものと理解される場合がある。

本発明の範囲は、本明細書において説明しまたは図示した例示の実施形態に対して、当業者であれば想到できるあらゆる変更、置換、変形、代案、および改造を含む。本発明の範囲は、本明細書において説明しまたは図示した例示の実施形態には限定されない。さらに、本開示内容は、特定のコンポーネント、要素、機能、作用、またはステップを含むものとして本明細書においてそれぞれの実施形態を説明するとともに図示しているが、これら実施形態のうちの任意のものは、当業者であれば想到できる本明細書のどこか他の場所で説明しまたは図示したコンポーネント、要素、機能、作用、またはステップのうちの任意のものの任意の組み合わせまたは順列を含むことができる。さらに、特許請求の範囲において特定の機能を実行するようになっており、特定の機能を実行するよう配置されており、特定の機能を実行することができ、特定の機能を実行するよう構成されており、特定の機能を実行するようイネーブルにされており、特定の機能を実行するよう動作でき、または特定の機能を実行するよう作用する装置もしくはシステムまたは装置もしくはシステムのコンポーネントに言及した場合、これは、その特定の機能が起動化され、オンにされ、またはロック解除されるかどうかにかかわらず、その装置、システム、コンポーネントを含み、ただし、装置、システム、またはコンポーネントがそのようになっており、そのように配置されており、そのように可能であり、そのように構成され、そのようにイネーブルにされ、そのように動作でき、またはそのように作用することを条件とする。

１０２ ナットプレート
１０４ ナット
１０６ プレート
１０８ 接合面
１１０ ウォーム
１１２ 表面
２００ レーザシステム
２０２ 容器
２０６ ナットプレートトレー
２０８ コンベヤ
２１０ レーザ
２１２ レンズ
２１６ コントローラ
２１８ 端末

Claims (11)

1. 方法であって、
   操作用ウォームを複数の部品の各々に配置するステップと、
   前記複数の部品を保持するよう構成されたトレー内に前記複数の部品を配置し、各操作用ウォームが前記トレーを通って延びるようにするステップを含み、
   レーザからのレーザビームが清浄化サイクル中、各接合面に少なくとも一度は接触することができるよう前記複数の部品の各々の接合面が配向されるよう前記トレーを配向させるステップを含み、
   前記清浄化サイクルを実施するステップを含み、前記清浄化サイクルを実施するステップは、
   前記レーザによって、前記複数の部品の各々の接合面を清浄化することができる前記レーザビームを生じさせるステップと、
   第１のパスを実施して前記接合面の各々を清浄化するステップであって、前記レーザは、前記第１のパスの間、前記接合面に直角な軸線に対して第１の角度をなす第１の位置に存在するステップと、
   前記第１のパスの間、コンベヤによって、前記トレーを動かすステップであって、前記コンベヤはコントローラから受けた命令に応答してＸ方向、Ｙ方向、Ｚ方向に動くように構成されており、前記トレーは前記コンベヤ上に配置されているステップと、を含む、方法。
2. 前記清浄化サイクルを実施する前記ステップは、第２のパスを実施して前記接合面の各々を清浄化するステップを更に含み、前記レーザは、前記第２のパスの間、前記接合面に直角な軸線に対して第２の角度をなす第２の位置に存在し、
   前記第１の角度は、前記第２の角度とは異なっている、請求項１記載の方法。
3. 前記第１のパスの間、前記レーザを動かすステップであって、前記レーザは前記コントローラから受けた命令に応答してＸ方向、Ｙ方向、Ｚ方向に動くと共に任意の角度で傾動するように構成されているステップを更に含む、請求項１記載の方法。
4. レンズが、前記レーザビームが前記レンズを通過するよう前記レーザに取り付けられ、前記レンズは、焦点距離を有し、
   前記レンズと前記レーザビームが前記接合面のうちの１つに接触する箇所との間の距離は、前記焦点距離からその１０パーセントの範囲内にある、請求項１記載の方法。
5. 前記複数の部品は、
   複数のラジアスブロック、
   複数のシム、
   複数のクリックボンドスタッド、または
   複数のブラケットを含む、請求項１記載の方法。
6. 前記レーザは、８００ｎｍ〜２０００ｎｍの波長を有するレーザビームを生じさせるよう構成されている、請求項１記載の方法。
7. １つまたは２つ以上の非一過性コンピュータ可読媒体であって、論理を含み、前記論理は、操作を実施するよう動作可能な１つまたは２つ以上のプロセッサによって実行されると、
   複数のナットプレートを保持するよう構成されたナットプレートトレーであって、前記複数のナットプレートのそれぞれを貫通して配置されたナットプレートウォームが存在し、各々のナットプレートウォームが前記ナットプレートトレーを通って延びるナットプレートトレーを、レーザからのレーザビームが清浄化サイクルの間、各接合面に少なくとも一度接触することができるよう前記複数のナットプレートの各々の接合面が配向されるよう配向させる操作を含み、
   前記清浄化サイクルを実施する操作を含み、前記清浄化サイクルを実施する操作は、
   前記レーザによって、複数のナットプレートの各々の接合面を清浄化することができる前記レーザビームを生じさせる操作と、
   第１のパスを実施して前記接合面の各々を清浄化する操作であって、前記レーザは、前記第１のパスの間、前記接合面に直角な軸線に対して第１の角度をなす第１の位置に存在する操作と、
   前記第１のパスの間、コンベヤによって、前記ナットプレートトレーを動かすステップであって、前記コンベヤはコントローラから受けた命令に応答してＸ方向、Ｙ方向、Ｚ方向に動くように構成されており、前記ナットプレートトレーは前記コンベヤ上に配置されている操作と、を含む、非一過性コンピュータ可読媒体。
8. 前記清浄化サイクルを実施する前記操作は、第２のパスを実施して前記接合面の各々を清浄化する操作を更に含み、前記レーザは、前記第２のパスの間、前記接合面に直角な軸線に対して第２の角度をなす第２の位置に存在し、
   前記第１の角度は、前記第２の角度とは異なっている、請求項７記載の非一過性コンピュータ可読媒体。
9. 前記コンピュータ可読媒体は更に、実行されると、前記第１のパスの間、前記レーザを動かす操作を含む操作を実行するよう動作可能であり、前記レーザは前記コントローラから受けた命令に応答してＸ方向、Ｙ方向、Ｚ方向に動くと共に任意の角度で傾動するように構成されている、請求項７記載の非一過性コンピュータ可読媒体。
10. レンズが、前記レーザビームが前記レンズを通過するよう前記レーザに取り付けられ、前記レンズは、焦点距離を有し、
    前記レンズと前記レーザビームが前記接合面のうちの１つに接触する箇所との間の距離は、前記焦点距離からその１０パーセントの範囲内にある、請求項７記載の非一過性コンピュータ可読媒体。
11. 前記レーザは、８００ｎｍ〜２０００ｎｍの波長を有するレーザビームを生じさせるよう構成されている、請求項７記載の非一過性コンピュータ可読媒体。

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