KR20150006822A

KR20150006822A - 오염 식별 시스템

Info

Publication number: KR20150006822A
Application number: KR1020147025455A
Authority: KR
Inventors: 모르테자 사파이; 킴벌리 디. 메러디스
Original assignee: 더 보잉 컴파니
Priority date: 2012-05-15
Filing date: 2013-02-13
Publication date: 2015-01-19
Also published as: WO2013172887A1; AU2013263434B2; CN104272093A; US8836934B1; RU2014135185A; EP2850417B1; CA2865574A1; BR112014026894A2; AU2013263434A1; KR102004571B1; BR112014026894B1; SG11201407294UA; EP2850417A1; CN104272093B; JP2017203781A; JP6557299B2; RU2629881C2; CA2865574C; JP2015519568A

Abstract

본 발명은 복합재 워크피스를 검사하기 위한 방법 및 장치에 관한 것이다. 복합재 워크피스의 표면에 겨냥된 전자기 방사선에 대한 응답이 복합재 워크피스의 표면 상의 다수의 위치들 각각에 대한 다수의 파장들로 분할된다. 복합재 워크피스의 표면 상의 오염물들의 세트가 다수의 위치들 각각에 대한 다수의 파장들로부터 식별된다. 복합재 워크피스의 표면의 2차원 이미지가 복합재 워크피스의 표면 상의 다수의 위치들 각각에 대한 다수의 파장들로부터 식별된 오염물들의 세트를 나타내는 그래픽 인디케이터들의 세트를 가지고 생성된다.

Description

오염 식별 시스템{CONTAMINATION IDENTIFICATION SYSTEM}

본 발명은 일반적으로는 복합재 구조물(composite structure)들을 제조하는 것에 관한 것이고, 구체적으로는 제조 동안 복합재 워크피스(composite workpiece)들을 검사하는 것(inspecting)에 관한 것이다. 더욱 구체적으로는, 본 발명은 복합재 구조물들을 형성하기 위해서 복합재 워크피스들을 경화시키기 전에 복합재 워크피스들 상에서 오염물들을 식별하기 위한 방법 및 장치에 관한 것이다.

항공기는 점점 더 많은 비율의 복합재 물질(composite material)들을 가지고 설계 및 제조되고 있다. 복합재 물질들은 항공기의 무게를 감소시키기 위하여 항공기에서 이용된다. 이러한 감소된 무게는 적재 능력(payload capacities) 및 연료 효율(fuel efficiencies)과 같은 성능 특징들을 향상시킨다. 게다가, 복합재 물질들은 항공기에서 다양한 구성요소들에 대해 더 긴 사용 수명(service life)을 제공한다.

복합재 물질들은 둘 이상의 기능적인 구성요소들을 결합함으로써 생성된 단단한(tough) 경량의 물질들이다. 예를 들어, 복합재 물질은 고분자 수지 매트릭스(polymer resin matrix)로 결합된 강화 섬유(reinforcing fiber)들을 포함할 수 있다. 이 섬유들은 단방향(unidirectional)이거나, 직물(woven cloth) 또는 패브릭(fabric)의 형태를 취할 수 있다. 이 섬유들 또는 수지들은 복합재 물질을 형성하도록 배열되고 경화된다.

게다가, 항공우주 복합재 구조물들을 생성하기 위해서 복합재 물질들을 이용하는 것은 잠재적으로 항공기의 일부분들이 더 큰 피스(piece)들 또는 섹션(section)들로 제조되는 것을 가능하게 한다. 예를 들어, 항공기의 동체(fuselage)는 항공기의 동체를 형성하기 위하여 원통형 섹션들로 생성될 수 있다. 다른 예들은, 제한 없이(without limitation), 날개(wing)를 형성하도록 연결된 날개 섹션들 또는 안정판(stabilizer) 섹션들을 형성하도록 연결된 안정판 섹션들을 포함한다.

복합재 구조물들을 제조함에 있어서, 전형적으로 복합재 물질의 레이어들이 툴(tool) 위에 쌓인다(laid up). 이 시트(sheet)들은 패브릭, 테이프(tape), 토우(tow)의 형태, 또는 다른 적절한 형태를 취할 수 있다. 몇몇 경우들에 있어서, 수지가 시트들 안으로 미리 스며들어(preimpregnated) 있거나 주입될(infused) 수 있다. 이러한 타입의 시트들은 흔히 프리프레그(prepreg)라고 지칭된다.

프리프레그로 이루어진 상이한 레이어들이 상이한 지향(orientation)을 가지고 쌓일 수 있고, 제조되고 있는 복합재 구조물의 두께에 따라서 상이한 수의 레이어들이 이용될 수 있다. 이 레이어들은 수작업으로 쌓이거나 테이프 라미네이팅 기계(tape laminating machine) 또는 섬유 배치 시스템(fiber placement system)과 같은 자동화된 적층 장비(automated lamination equipment)를 이용해서 쌓일 수 있다.

상이한 레이어들이 툴 위에 쌓인 후에, 레이어들은 온도 및 압력에 노출될 때 굳어지고(consolidated) 경화되어서(cured), 최종적인 복합재 구조물을 형성한다. 그 이후에, 하자들(inconsistencies)이 존재하는지 여부를 결정하기 위해서 복합재 구조물이 검사될 수 있다. 검사는 x-레이(x-ray) 검사 시스템들, 초음파 검사 시스템들, 또는 다른 타입의 비파괴 검사 시스템들을 이용해서 수행될 수 있다.

만일 하자(inconsistency)가 식별된다면, 복합재 구조물은 재작업될(reworked) 수 있다. 몇몇 경우들에 있어서, 하자는 복합재 구조물이 폐기되는 것을 초래할 수 있고, 새로운 복합재 구조물이 제조될 것을 요할 수 있다. 복합재 구조물에 존재할 수 있는 하자들의 예들은 보이드(void)들, 공극(porosity), 박리(delamination)들, FOD(foreign object debris), 및 다른 적절한 타입의 하자들을 포함한다.

부품들을 재작업하는 것 또는 복합재 구조물들을 폐기하고 다시 제조하는 것은 복합재 구조물들을 이용한 항공기의 완성을 지연시킬 수 있다. 게다가, 재작업 또는 폐기 부품들은 항공기를 제조하는 데 드는 비용을 바람직하지 않은 양만큼 증가시킬 수 있다.

그러므로, 상술한 문제점들 및 가능하게는 다른 문제점들 중의 적어도 하나를 고려한 방법 및 장치를 가지는 것이 바람직할 것이다.

본 발명은 복합재 워크피스를 검사하기 위한 방법 및 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

예시적인 실시예에서, 복합재 워크피스를 검사하기 위한 방법이 제공된다. 복합재 워크피스의 표면에 겨냥된 전자기 방사선에 대한 응답이 복합재 워크피스의 표면 상의 다수의 위치들 각각에 대한 다수의 파장들로 분할된다. 복합재 워크피스의 표면 상의 오염물들의 세트는 다수의 위치들 각각에 대한 다수의 파장들로부터 식별된다. 복합재 워크피스의 표면의 2차원 이미지가 복합재 워크피스의 표면 상의 다수의 위치들 각각에 대한 다수의 파장들로부터 식별된 오염물들의 세트를 나타내는 그래픽 인디케이터들의 세트를 가지고 생성된다.

다른 예시적인 실시예에서, 복합재 물질의 레이어들을 쌓기 위한 툴을 검사하기 위한 방법이 제공된다. 툴의 표면 상에 복합재 물질의 레이어들을 쌓기 전에, 툴의 표면에 겨냥된 전자기 방사선에 대한 응답이 툴의 표면 상의 다수의 위치들 각각에 대한 다수의 파장들로 분할된다. 오염물들의 세트가 툴의 표면 상의 다수의 위치들 각각에 대한 다수의 파장들로부터 식별된다. 툴의 표면의 2차원 이미지가 툴의 표면 상의 다수의 위치들 각각에 대한 다수의 파장들로부터 식별된 오염물들의 세트를 나타내는 그래픽 인디케이터들의 세트를 가지고 생성된다.

또 다른 예시적인 실시예에서, 복합재 물질을 검사하기 위한 방법이 제공된다. 복합재 물질의 표면에 겨냥된 전자기 방사선에 대한 응답이 복합재 물질의 표면 상의 다수의 위치들 각각에 대한 다수의 파장들로 분할된다. 복합재 물질에 대한 하자들의 세트가 다수의 위치들 각각에 대한 다수의 파장들로부터 식별된다. 복합재 물질의 표면 상의 다수의 위치들 각각에 대한 다수의 파장들로부터 식별된 하자들의 세트를 나타내는 그래픽 인디케이터들의 세트를 가지고 복합재 물질의 2차원 이미지가 생성된다.

또 다른 예시적인 실시예에서, 장치는 분광 센서 시스템 및 분석기를 포함한다. 분광 센서 시스템은 복합재 워크피스의 표면에 겨냥된 전자기 방사선에 대한 응답을 다수의 파장들로 분할하고, 전자기 방사선의 다수의 파장들로부터 데이터를 생성하도록 구성된다. 분석기는, 복합재 물질의 다수의 레이어들이 복합재 워크피스를 위해 쌓인 후 복합재 물질의 다수의 레이어들이 경화되기 전에, 분광 센서 시스템으로 하여금 응답으로부터 데이터를 생성하도록 한다. 분석기는 복합재 워크피스의 표면 상의 다수의 위치들 각각에 대한 다수의 파장들로부터 식별된 오염물들의 세트를 나타내는 그래픽 인디케이터들의 세트를 가지고 복합재 워크피스의 표면의 2차원 이미지를 생성하도록 더 구성된다.

특징들 및 기능들은 본 발명의 다양한 실시예들에서 독립적으로 달성되거나, 또 다른 실시예들에서 조합될 수 있고, 추가적인 세부사항들은 이하의 설명 및 도면들을 참조하여 알 수 있다.

도 1은 예시적인 실시예에 따른 제조 환경의 도면이고;
도 2는 예시적인 실시예에 따른 검사 환경의 블록도의 도면이고;
도 3은 예시적인 실시예에 따른 이미징 시스템의 블록도의 도면이고;
도 4는 예시적인 실시예에 따른 데이터의 블록도의 도면이고;
도 5는 예시적인 실시예에 따른 이미징 시스템의 도면이고;
도 6은 예시적인 실시예에 따른 이미징 시스템의 도면이고;
도 7은 예시적인 실시예에 따른 이미징 시스템의 도면이고;
도 8은 예시적인 실시예에 따른 분광 센서 시스템의 도면이고;
도 9는 예시적인 실시예에 따른 그래픽 인디케이터들을 가진 2차원 이미지의 도면이고;
도 10은 예시적인 실시예에 따라서 복합재 워크피스를 검사하기 위한 프로세스(process)의 흐름도의 도면이고;
도 11은 예시적인 실시예에 따라서 다수의 파장들로부터 오염물들의 세트를 식별하기 위한 프로세스의 흐름도의 도면이고;
도 12는 예시적인 실시예에 따라서 오염물들의 세트를 나타내는 그래픽 인디케이터들의 세트를 가진 복합재 워크피스의 표면의 2차원 이미지를 생성하기 위한 프로세스의 흐름도의 도면이고;
도 13은 예시적인 실시예에 따라서 복합재 워크피스를 검사하기 위한 프로세스의 흐름도의 도면이고;
도 14는 예시적인 실시예에 따른 데이터 처리 시스템의 도면이고;
도 15는 예시적인 실시예에 따른 항공기 제작 및 서비스 방법의 도면이고;
도 16은 예시적인 실시예가 구현될 수 있는 항공기의 도면이다.

예시적인 실시예들의 특성이라고 여겨지는 신규한 특징들이 첨부된 청구항들에서 제시된다. 하지만, 예시적인 실시예들뿐만 아니라 바람직한 사용 모드, 추가적인 목적들, 및 그 이점들은 본 발명의 예시적인 실시예의 이하의 상세한 설명을 참조하여 첨부 도면들과 함께 읽을 때 가장 잘 이해될 것이다.

상이한 예시적인 실시예들은 하나 이상의 상이한 고려사항들을 인식하고 고려한다. 예를 들어, 예시적인 실시예들은 복합재 구조물의 제조 동안 오염물들에 의해서 하자들이 초래될 수 있다는 것을 인식하고 고려한다. 예를 들어, 복합재 물질의 레이어들이 워크피스 상에 쌓이고 있을 때, 복합재 물질의 레이어들 중의 하나의 표면 상에 오염물들이 존재할 수 있다. 이 오염물들은 복합재 물질의 레이어 상에 이미 존재하던 것이거나, 레이어가 워크피스 상에 배치될 때 제조 환경으로부터 비롯된 것이거나, 일부 다른 소스(source)로부터 온 것일 수 있다.

오염물들이 존재하는 레이어들 위에 복합재 물질의 추가적인 레이어들이 배치될 때, 복합재 물질의 레이어들 사이에 오염물들이 박히게(embedded) 된다. 예시적인 실시예들은 또한 복합재 물질의 레이어들이 쌓이는 툴의 표면 상에 오염물들이 존재할 수 있다는 것을 인식하고 고려한다. 이 오염물들은 툴의 표면 상에 배치된 복합재 물질의 레이어에 들러붙을 수 있다. 오염물들이 액체의 형태를 취하는 경우에, 이 오염물들은 복합재 물질의 하나 이상의 레이어들에 스며들 수 있다.

이 오염물들은 레이어들이 경화될 때 하자들을 초래할 수 있다. 예를 들어, 제한 없이, 오염물들은 보이드(void)들, 공극(porosity), 박리(delamination)들, 및 다른 적절한 타입의 하자들 중의 적어도 하나의 바람직하지 않은 레벨을 초래할 수 있다. 본 명세서에서 사용될 때, "~중의 적어도 하나(at least one of)"라는 문구는 아이템(item)들의 목록과 함께 사용되는 경우에, 열거된 아이템들 중의 하나 이상의 상이한 조합들이 이용될 수 있다는 것과 목록에서 각각의 아이템 중의 하나만이 필요할 수 있다는 것을 의미한다. 예를 들어, "아이템 A, 아이템 B, 및 아이템 C 중의 적어도 하나"는, 제한 없이, 아이템 A 또는 아이템 A 및 아이템 B를 포함할 수 있다. 이 예는 또한 아이템 A, 아이템 B, 및 아이템 C, 또는 아이템 B 및 아이템 C를 포함할 수 있다.

예시적인 실시예들은 복합재 구조물을 위한 복합재 워크피스 위에 쌓인 복합재 물질의 레이어들의 표면 상에서의 이러한 오염물들의 존재가, 예를 들어, 제한 없이, 입자(particle)들, 데브리스(debris), 액체, 습기(moisture), 및 다른 타입의 원하지 않는 오염물들일 수 있다는 점을 인식하고 고려한다. 예시적인 실시예들은 레이어들을 경화시키기 전에 복합재 물질의 레이어들의 표면 상에서 이러한 오염물들의 존재를 식별하는 것이 폐기되는 복합재 구조물들의 수 및 재작업의 양을 감소시킬 수 있다는 점을 인식하고 고려한다. 게다가, 폐기되는 복합재 구조물들의 수가 감소되는 경우에, 제조되는 대체(replacement) 복합재 구조물들의 수 또한 감소된다.

예시적인 실시예들은 또한 이러한 오염물들이 흔히 육안으로 보이지 않을 수 있다는 점을 인식하고 고려한다. 따라서, 복합재 물질의 레이어들로부터의 복합재 구조물들의 제조 동안 오염물들에 대해서 복합재 물질의 레이어들을 검사하는 것은원했던 것보다 더 어려울 수 있다.

그래서, 예시적인 실시예들은 복합재 워크피스들을 검사하기 위한 방법 및 장치를 제공한다. 이 예시적인 예들에서, 복합재 워크피스는 복합재 구조물을 위해서 쌓인 복합재 물질의 다수의 레이어들일 수 있다. 프로세스는 복합재 워크피스의 표면에 전자기 방사선을 겨냥할 수 있다. 복합재 워크피스의 표면에 겨냥된 전자기 방사선에 대한 응답은 표면 상의 다수의 위치들 각각에 대해서 다수의 파장들로 분할된다.

복합재 워크피스의 표면의 2차원 이미지는 위치들의 세트의 각각에 대한 다수의 파장들로부터 식별된 오염물들의 세트를 나타내는 그래픽 인디케이터들의 세트를 가지고 생성된다. 본 명세서에서 사용될 때, "~의 세트(set of)"라는 문구는 아이템들과 관련하여 사용되는 경우에, 제로(zero), 하나(one), 또는 그 이상의 아이템들을 의미한다. 예를 들어, 오염물들의 세트는 제로 또는 하나 이상의 오염물들이다. 다시 말해서, 오염물들의 세트는 오염물들이 식별되지 않은 경우에 때때로 비어 있는 세트(empty set)일 수 있다. 2차원 이미지는 오염물들이 존재하는지 여부를 결정하기 위해서 및 오염물들이 존재한다면 어느 곳에서 조치(action)가 취해져야 하는지를 식별하기 위해서 이용될 수 있다.

이제 도 1을 참조하면, 제조 환경의 도면이 예시적인 실시예를 따라서 도시된다. 이러한 도시된 예에서, 제조 환경(100)은 복합재 레이업 스테이션(composite layup station)(102) 및 복합재 레이업 스테이션(104)을 포함한다.

복합재 레이업 스테이션(102) 및 복합재 레이업 스테이션(104)은 복합재 구조물들을 제조할 때 복합재 물질의 레이어들이 쌓일 수 있는 스테이션들이다. 이러한 예시적인 예에서, 복합재 레이업 시스템(106)은 복합재 레이업 스테이션(102)에서 복합재 워크피스(112)를 위한 툴(110) 위로 복합재 물질의 레이어들(108)을 배치할 수 있다. 이러한 예시적인 예에서, 복합재 레이업 시스템(106)은 복합재 물질의 레이어들(108)을 쌓기 위해서 엔드 이펙터(end effector)가 존재하는 로봇 암(robotic arm)이다.

이 예시적인 예들에서, 복합재 물질의 레이어들(108)에서 레이어(116)의 표면(114)의 검사는 복합재 물질의 레이어들(108)을 경화시키기 전에 이루어진다. 이러한 예시적인 예에서, 검사는 검사 시스템(118)을 이용해서 이루어질 수 있다.

검사 시스템(118)은 하우징(120), 이미징 시스템(122), 광원(light source)(124), 및 컴퓨터(126)를 포함한다. 하우징(120)은 플랫폼(128) 상에서 이동가능(moveable)하다. 이러한 예시적인 예에서, 플랫폼(128)은 레일 시스템(rail system)(130) 및 하우징(120)을 포함한다. 플랫폼(128)에서의 하우징(120)은 이미징 시스템(122) 및 광원(124)을 잡고 있다.

광원(124)은 복합재 워크피스(112)의 표면(114) 상의 위치들에 빛을 겨냥하도록 구성된다. 특히, 빛은 복합재 워크피스(112)를 형성하는 복합재 물질의 레이어들(108)에서의 레이어(116)의 표면(114)에 겨냥된다.

이미징 시스템(122)은 복합재 워크피스(112)의 표면(114) 상의 위치들 위로 광원(124)에 의해 겨냥된 빛에 대한 응답을 수신하도록 구성된다. 이미징 시스템(122)은 표면(114) 상의 각각의 위치에 대한 응답을 다수의 파장들로 분할하도록 구성된다. 이 데이터는 컴퓨터(126)로 보내진다. 다시 말해서, 각각의 위치에 대해서 응답이 검출될 수 있고, 검출된 응답으로부터 특정 위치에 대해서 다수의 파장들이 생성될 수 있다. 이러한 예시적인 예에서, 데이터는 무선 통신 링크(132)를 통해서 이미징 시스템(122)으로부터 컴퓨터(126)로 보내진다.

컴퓨터(126)는 데이터를 이용해서 위치들에 존재할 수 있는 임의의 오염물들을 식별한다. 컴퓨터(126)는 표면(114)의 2차원 이미지를 생성하도록 구성된다. 예시적인 예들에서, 2차원 이미지는 표면(114)의 2차원 스펙트로그램(spectrogram) 응답일 수 있다. 이미지는 위치들 각각에 대한 데이터를 이용해서 식별된 오염물들을 나타내는 그래픽 인디케이터들을 포함할 수 있다.

이 이미지는 복합재 워크피스(112)의 표면(114) 상에 존재할 수 있는 임의의 오염물들을 식별하기 위하여 오퍼레이터(operator)(134)에 의해 이용될 수 있다. 게다가, 이미지는 또한 복합재 워크피스(112)의 표면(114) 상에서 오염물들이 존재하는 위치들을 식별하는 데 이용될 수 있다.

이 예시적인 예들에서, 오염물들의 이러한 식별은 복합재 워크피스(112)를 경화하기 전에 수행된다. 이러한 방식으로, 오염물들이 복합재 워크피스(112)로부터 제거될 수 있다. 예를 들어, 오염물들은 제거되는 입자들일 수 있다. 다른 예들에서, 오염물들이 복합재 워크피스(112)로부터 제거될 수 없다면, 오염물들이 더 이상 존재하지 않도록 복합재 물질의 레이어들(108) 중의 하나 이상이 교체될 수 있다.

다른 예시적인 예에서, 복합재 레이업 스테이션(104)은 툴(136) 및 복합재 레이업 시스템(138)을 포함한다. 이러한 예시적인 예에서, 복합재 레이업 시스템(138)은 플랫폼을 포함하고, 플랫폼 상에서 복합재 레이업 유닛(composite layup unit)은 툴(136) 위에 복합재 물질의 레이어들을 쌓기 위하여 툴(136)에 대해 움직일 수 있다.

이러한 예시적인 예에서, 검사 시스템(140)은 로봇 암(144)과 연계된 이미징 시스템(142) 및 로봇 암(148)과 연계된 광원(146)을 포함한다. 이러한 예시적인 예에서, 로봇 암(144) 및 로봇 암(148)은 검사 시스템(140)을 위한 플랫폼(150)을 형성한다. 검사 시스템(140)은 또한 컴퓨터(126)를 포함한다.

하나의 구성요소가 다른 구성요소와 "연계된(associated)" 경우에, 도시된 예들에서 연계는 물리적인 연계(physical association)이다. 예를 들어, 제1 구성요소인 이미징 시스템(142)은, 제2 구성요소에 체결됨(secured)으로써, 제2 구성요소에 접착됨(bonded)으로써, 제2 구성요소에 설치됨(mounted)으로써, 제2 구성요소에 용접됨(welded)으로써, 제2 구성요소에 고정됨(fastened)으로써, 및/또는 몇몇 다른 적절한 방식으로 제2 구성요소에 연결됨(connected)으로써 제2 구성요소인 로봇 암(144)과 연계된 것으로 고려될 수 있다. 제1 구성요소는 또한 제3 구성요소를 이용해서 제2 구성요소에 연결될 수 있다. 제1 구성요소는 또한 제2 구성요소의 일부(part) 및/또는 제2 구성요소의 연장(extension)으로 형성됨으로써 제2 구성요소와 연계된 것으로 고려될 수 있다.

이러한 예시적인 예들에서, 로봇 암(148)은 툴(136)의 표면(152) 상의 상이한 위치들에 빛을 겨냥하기 위해서 광원(146)을 움직인다. 이미징 시스템(142)은 표면(152) 상의 위치들 각각에 대해서 툴(136)의 표면(152)에 겨냥된 빛에 대한 응답을 검출하기 위하여 로봇 암(144)에 의해 움직여질 수 있다. 유사한 방식으로, 이미징 시스템(142)은 툴(136)의 표면(152) 상의 위치들 중의 하나에 대한 다수의 파장들을 포함하는 데이터를 생성한다.

이 데이터는 무선 통신 링크(154)를 통해서 컴퓨터(126)에 보내진다. 컴퓨터(126)는 툴(136)의 표면(152) 상에 오염물들이 존재하는지 여부를 결정하기 위하여 이 데이터를 분석한다. 컴퓨터(126)는 또한 툴(136)의 표면(152)의 2차원 이미지를 생성하도록 구성된다. 2차원 이미지는 또한 툴(136)의 표면(152) 상에서 검출된 임의의 오염물들을 식별시키는 그래픽 인디케이터들을 포함할 수 있다.

오퍼레이터(156)는 오염물들이 존재하는지 여부를 결정하기 위하여 이 이미지를 이용할 수 있다. 나아가, 오퍼레이터(156)는 툴(136) 위에 복합재 물질을 쌓기 위하여 복합재 레이업 시스템(138)을 이용하기 전에 툴(136)의 표면(152)으로부터 오염물들을 제거할 수 있다. 툴(136)의 표면(152) 상의 오염물들은 표면(152) 상에 쌓인 복합재 물질의 하나 이상의 레이어들 상으로 전달될 수 있다. 이 오염물들은 또한 복합재 구조물을 형성하기 위하여 복합재 물질의 레이어들이 경화될 때 하자들을 초래할 수 있다.

툴(136)의 표면(152) 상에 복합재 물질들을 쌓기 전에 툴(136)의 표면(152)을 검사함으로써, 툴(136)의 표면(152) 상의 오염물들이 식별되고 제거될 수 있다. 결과적으로, 툴(136)의 표면(152) 상의 오염물들에 의해 초래되는 복합재 구조물 상의 하자들의 발생이 감소될 수 있다.

이러한 방식으로, 복합재 구조물들에서 하자들을 초래하는 오염물들에 관한 문제점들이 감소될 수 있다. 복합재 워크피스(112)를 경화시키기 전에 검사를 수행함으로써, 복합재 워크피스(112)로부터 생긴 복합재 구조물은 복합재 구조물들을 위해서 현재 이용되고 있는 제조 프로세스들에 비하여 하자들을 덜 가질 것이다.

이제 도 2를 참조하면, 검사 환경(inspection environment)의 블록도의 도면이 예시적인 실시예에 따라서 도시된다. 제조 환경(100)에서 검사 시스템(118) 및 검사 시스템(140)은 도 2의 검사 환경(inspection environment)(200)에서의 구성요소들에 대한 물리적 구현들의 예들이다.

이러한 예시적인 예에서, 검사 환경(200)에서의 검사 시스템(inspection system)(202)은 툴(tool)(204), 복합재 워크피스(206), 또는 툴(204)과 복합재 워크피스(206) 양쪽 모두의 검사를 수행하기 위해서 이용될 수 있다.

이 예시적인 예들에서, 복합재 물질들의 다수의 레이어들(number of layers of composite materials)(208)은 복합재 워크피스(206)를 형성한다. 복합재 물질들의 다수의 레이어들(208)은 복합재 워크피스(206)의 제조 동안 툴(204) 위에 쌓인다.

이 예시적인 예들에서, 오염물들의 세트(set of contaminants)(210)는 복합재 워크피스(206)의 표면(surface)(212) 상에 존재할 수 있다. 다시 말해서, 오염물들의 세트(210)는 복합재 물질들의 다수의 레이어들(208)의 표면(212) 상에 존재한다. 이 예시적인 예들에서, 오염물들의 세트(210)는 복합재 물질들의 다수의 레이어들(208)에서 복합재 물질의 다른 레이어에 의해 덮이지 않은 복합재 물질의 레이어의 표면(212) 상에 존재한다.

이 예시적인 예들에서, 복합재 물질들의 다수의 레이어들(208)의 표면(212)의 검사는 복합재 워크피스(206)를 경화시키기 전에 수행될 수 있다. 특히, 이 검사는 추가적인 복합재 물질의 레이어들이 복합재 물질들의 다수의 레이어들(208)의 표면(212) 위에 배치되기 전에 수행될 수 있다.

도시된 바와 같이, 검사는 검사 시스템(202)을 이용해서 수행될 수 있고, 검사 시스템(202)은 이러한 예시적인 예들에서 비파괴 검사 시스템(non-destructive inspection system)(214)의 형태를 취한다. 검사 시스템(202)은 이미징 시스템(imaging system)(216), 전자기 방사선 소스(electromagnetic radiation source)(218), 플랫폼(platform)(220), 및 분석기(analyzer)(222)를 포함할 수 있다.

플랫폼(220)은 하드웨어 시스템이고 이것은 소프트웨어를 포함할 수 있다. 플랫폼(220)은 정지한(stationary) 것일 수도 있고, 이동하는(mobile) 것일 수도 있다.

이미징 시스템(216) 및 전자기 방사선 소스(218)는 플랫폼(220)과 연계되어 있을 수 있다. 몇몇 예시적인 예들에서, 분석기(222) 또한 플랫폼(220)과 연계되어 있을 수 있다. 플랫폼(220)은 이러한 구성요소들 및 임의의 다른 구성요소들에 대한 지지(support)를 제공한다.

게다가, 플랫폼(220)은 예를 들어, 이미징 시스템(216) 및 전자기 방사선 소스(218)와 같이 플랫폼(220)과 연계된 구성요소들을 움직이도록 구성될 수 있다. 도시된 바와 같이, 플랫폼(220)은 플랫폼(220) 및 복합재 워크피스(206) 중의 적어도 하나를 움직이도록 구성된 이동 시스템(movement system)(223)을 포함할 수 있다.

전자기 방사선 소스(218)는 하드웨어 장치이고 소프트웨어를 포함할 수 있다. 전자기 방사선 소스(218)는 전자기 방사선(electromagnetic radiation)(224)을 생성하도록 구성된다. 전자기 방사선 소스(218)는 복합재 워크피스(206)의 표면(212) 상의 다수의 위치들(number of locations)(226)에 전자기 방사선(224)을 겨냥하도록 구성된다.

이 예시적인 예들에서, 전자기 방사선 소스(218)는 다양한 형태들을 취할 수 있다. 예를 들어, 제한 없이, 전자기 방사선 소스(218)는 레이저(laser) 시스템, 할로겐 광(halogen light) 시스템, 발광 다이오드 시스템(light emitting diode), 크세논 아크 램프(xenon arc lamp) 시스템, 레이저 다이오드(laser diode) 시스템, 파장가변 레이저(tunable laser) 시스템, 및 석영 램프(quartz lamp) 시스템, 및 다른 적절한 타입의 전자기 방사선 소스들일 수 있다. 전자기 방사선(224)은 가시 광선, 적외선, 및 다른 적절한 타입의 전자기 방사선 중의 적어도 하나일 수 있다.

이미징 시스템(216)은 하드웨어 장치이고 소프트웨어를 포함할 수 있다. 이미징 시스템(216)은 응답(response)(228)을 수신하고 처리하도록 구성된다. 응답(228)은 복합재 워크피스(206)의 표면(212) 상의 다수의 위치들(226)에 겨냥된 전자기 방사선(224)에 대한 응답이다. 복합재 워크피스(206)의 표면(212)으로 겨냥된 전자기 방사선(224)에 대한 응답(228)은 다수의 위치들(226) 각각에 대한 다수의 파장들(number of wavelengths)(230)로 분할된다(separated).

응답(228)으로부터 이미징 시스템(216)에 의해 데이터(232)가 생성된다. 예를 들어, 데이터(232)는 다수의 위치들(226) 각각에 대한 응답(228)으로부터 분할되어 나온 다수의 파장들(230)로부터 생성된 데이터를 포함한다. 이 예시적인 예들에서, 데이터(232)는 다수의 위치들(226)에서의 특정 위치에 대해 다수의 파장들(230)에서의 각각의 파장에 대한 세기를 포함한다. 다수의 위치들(226)에서의 특정 위치에 대한 데이터(232)의 일부분은 이 예들에서 시그너처를 형성한다. 그래서, 다수의 시그너처들(number of signatures)(233)은 데이터(232)에서 다수의 위치들(226)에 대해 존재할 수 있다.

데이터(232)는 통신 링크(communications link)(229)를 통해서 이미징 시스템(216)으로부터 분석기(222)로 보내진다. 통신 링크(229)는 유선 통신 링크, 무선 통신 링크, 광 통신 링크, 또는 몇몇 다른 적절한 타입의 통신 링크일 수 있다.

분석기(222)는 하드웨어 장치이고 소프트웨어를 포함할 수 있다. 이 예시적인 예들에서, 분석기(222)는 컴퓨터 시스템(computer system)(238)을 이용해서 구현될 수 있다. 컴퓨터 시스템(238)은 다수의 컴퓨터들로 이루어진다. 둘 이상의 컴퓨터들이 존재하는 경우에, 이 컴퓨터들은 네트워크와 같은 통신 매체를 이용해서 서로 통신할 수 있다.

분석기(222)는 데이터(232)를 이용해서 이미지(234)를 생성하도록 구성된다. 이미지(234)는 컴퓨터 시스템(238)에 의해 디스플레이될 수 있다. 이미지(234)는 LCD(liquid crystal display) 또는 다른 적절한 타입의 디스플레이 장치(display device)와 같은 디스플레이 장치를 이용해서 디스플레이될 수 있다. 이 예시적인 예들에서, 이미지(234)는 2차원 이미지(two-dimensional image)(236)의 형태를 취할 수 있다.

이 예시적인 예들에서, 분석기(222)는 복합재 워크피스(206)의 표면(212) 상에서 오염물들의 세트(210)를 식별한다. 상술한 바와 같이, 오염물들의 세트(210)는 아무런 오염물들이 존재하지 않는 비어 있는 세트(empty set)일 수 있다.

분석기(222)는 시그너처 데이터베이스(signature database)(240)를 이용해서 오염물들의 세트(210)를 식별한다. 예를 들어, 분석기(222)는 오염물들이 존재하는지 여부를 결정하기 위해서 데이터(232)를 시그너처 데이터베이스(240)와 비교한다. 더욱 구체적으로, 다수의 시그너처들(233)은 시그너처 데이터베이스(240) 내의 시그너처들(signatures)(241)과 비교된다. 이 예시적인 예들에서, 시그너처 데이터베이스(240)는 기지의(known) 오염물들에 대한 파장들의 데이터베이스이다.

시그너처들(241)은 정보 물질(information material)들을 포함한다. 이 물질들은 오염물들, 존재할 것으로 예상되는 복합재 물질들, 및 다른 물질들 중의 적어도 하나를 포함할 수 있다. 이 예시적인 예들에서, 물질의 시그너처는 오염물에 대해 존재하는 다수의 파장들에 대한 다수의 세기들을 포함한다. 물질에 대한 상이한 파장들의 세기들은 그 특정 물질에 대한 시그너처를 형성한다. 상이한 파장들에서의 이러한 세기들은 예시적인 예들에서 물질에 대해 고유하다.

결과적으로, 데이터(232)에서 다수의 파장들(230)에 대한 세기들은 오염물이 존재하는지 여부를 결정하기 위하여 시그너처들(241)과 비교될 수 있다. 복합재 워크피스(206)에 존재할 것으로 예상되는 물질들을 식별하기 위하여 시그너처 데이터베이스(240) 또한 이용될 수 있다.

그래서, 분석기(222)는 또한 복합재 물질들의 다수의 레이어들(208)에서 이용되는 복합재 물질들의 타입을 식별할 수 있다. 이러한 방식으로, 분석기(222)는 또한 복합재 물질들의 다수의 레이어들(208)이 복합재 워크피스(206)에서 사용하기 위한 복합재 물질들의 원하는 타입인지 여부를 결정할 수 있다.

이 예시적인 예들에서, 그래픽 인디케이터들의 세트(set of graphical indicators)(242)가 이미지(234)에 포함된다. 그래픽 인디케이터들의 세트(242)는 복합재 워크피스(206)의 표면(212) 상에서 다수의 위치들(226) 각각에 대해 오염물들의 세트(210)를 식별하는 데 이용된다. 다시 말해서, 다수의 위치들(226)에서의 각각의 위치는 아무런 오염물들을 가지지 않거나 하나 이상의 오염물들을 가질 수 있다.

이 예시적인 예들에서, 그래픽 인디케이터들의 세트(242)는 복합재 워크피스(206)의 표면(212) 상의 다수의 위치들(226)에 대응하는 이미지(234)에서의 다수의 위치들(244)에 포함된다. 다시 말해서, 오염물들의 세트(210)에서의 오염물을 식별하기 위해서 이용되는 그래픽 인디케이터들의 세트(242)에서의 그래픽 인티케이터(graphical indicator)는, 해당 위치가 오염물이 존재하는 표면(212) 상의 다수의 위치들(226)에서의 위치에 해당하도록, 이미지(234)에서의 다수의 위치들(244) 내의 위치에 배치될 수 있다.

다시 말해서, 다수의 위치들(244)에서의 그래픽 인디케이터들의 세트(242)의 배치는 오퍼레이터가 복합재 워크피스(206)의 표면(212)을 살필 때 다수의 위치들(226)에서 해당 위치들을 식별할 수 있도록 이루어진다. 나아가, 그래픽 인디케이터들의 세트(242)는 또한 몇몇 예시적인 예들에서 표면(212) 상에서의 오염물의 부존재를 나타내는 그래픽 인디케이터들을 포함할 수 있다.

게다가, 몇몇 예시적인 예들에서, 분석기(222)는 복합재 워크피스(206)의 표면(212) 상으로 이미지(234)를 투사할 수 있다(project). 이미지(234)의 이러한 투사(projection)는 이미징 시스템(216)에 의해 수행될 수 있다. 복합재 워크피스(206)의 표면(212) 상으로의 이미지(234)의 투사는 그래픽 인디케이터들의 세트(242)가 복합재 워크피스(206)의 표면(212) 상의 오염물들의 세트(210) 위에 디스플레이되도록 이루어진다. 이 예시적인 예들에서, 그래픽 인디케이터들의 세트(242)는 일대일 비를 가질 수 있어서, 그래픽 인디케이터들은 그래픽 인디케이터들의 세트(242)를 가진 이미지(234)가 복합재 워크피스(206)의 표면(212) 상으로 투사될 때 오염물들의 세트(210) 내의 오염물들의 실제 사이즈를 보여 준다.

이 예시적인 예들에서, 응답(228)을 표면(212) 상의 다수의 위치들(226) 각각에 대한 다수의 파장들(230)로 분할하는 단계, 표면(212) 상의 다수의 위치들(226) 각각에 대한 다수의 파장들(230)로부터 오염물들의 세트(210)를 식별하는 단계, 및 이미지(234)를 생성하는 단계는 복합재 물질들의 다수의 레이어들(208)이 복합재 워크피스(206)를 위해서 쌓일 때 수행된다. 특히, 이 단계들은 복합재 구조물(246)을 형성하기 위해서 복합재 워크피스(206)를 경화시키기 전에 수행된다. 이 예시적인 예들에서, 복합재 구조물(246)은 복합재 항공기 부품일 수 있다. 이 단계들은 복합재 물질의 하나 이상의 레이어들이 복합재 워크피스(206)를 위해 쌓일 때마다 수행될 수 있다.

복합재 워크피스(206)를 경화시키기 전에 표면(212)을 검사함으로써, 오염물들은 복합재 구조물(246)을 형성하기 위하여 복합재 워크피스(206)를 경화시키기 전에 검사를 통해서 발견될 수 있다. 복합재 워크피스(206)를 경화시키기 전에 오염물들이 발견되는 경우에 오염물들이 제거될 수 있다. 오염물들의 제거는, 예를 들어, 입자들을 제거하는 것, 액체들을 증발시키는 것, 또는 다른 적절한 오퍼레이션(operation)들일 수 있다. 몇몇 예시적인 예들에서, 오염물들은 오염물들이 식별된 복합재 물질들의 다수의 레이어들(208) 중의 하나 이상을 교체함으로서 제거될 수 있다.

이제 도 3을 참조하면, 이미징 시스템의 블록도의 도면이 예시적인 실시예에 따라서 도시된다. 이러한 예시적인 예에서, 도 2의 이미징 시스템(216)에서 이용될 수 있는 구성요소들이 도시된다. 도시된 바와 같이, 이미징 시스템(216)은 분광 센서 시스템(spectral sensor system)(300), 가시 광선 센서 시스템(visible light sensor system)(302), 디렉터 시스템(director system)(304), 프로젝터(projector)(306), 컨트롤러(controller)(307), 및 플랫폼(308)을 포함한다.

이 예시적인 예들에서, 분광 센서 시스템(300), 가시 광선 센서 시스템(302), 디렉터 시스템(304), 프로젝터(306), 및 컨트롤러(307)는 플랫폼(308)과 연계되어 있다. 플랫폼(308)은 다양한 형태들을 취할 수 있는 구조물이다. 예를 들어, 제한 없이, 플랫폼(308)은 프레임(frame), 레일(rail) 시스템, 하우징, 로봇 암, 및 몇몇 다른 적절한 타입의 구조물 중의 적어도 하나일 수 있다. 예를 들어, 플랫폼(308)은 하우징일 수 있고, 하우징에서는 이미징 시스템(216)에서의 이러한 상이한 구성요소들 중의 하나 이상이 위치해 있을 수 있다.

분광 센서 시스템(300)은 하드웨어 시스템이고 도 2에서의 응답(228)을 수신하고 다수의 파장들(230)에 대한 데이터(232)를 생성하도록 구성된다. 이 예시적인 예들에서, 분광 센서 시스템(300)은 일정 범위의(a range of) 파장들의 형태로 다수의 파장들(230)을 생성하도록 구성된다. 이러한 일정 범위의 파장들은 연속적이거나 특정 구현들에 따라서 갭(gap)을 포함할 수 있다.

분광 센서 시스템(300)은 이러한 예시적인 예에서 필터(filter)(310) 및 센서 어레이(sensor array)(312)를 포함한다. 필터(310)는 응답(228)에서의 전자기 방사선을 다수의 파장들(230)로 분할하도록 구성된다. 이 예시적인 예들에서, 필터(310)는 간섭 필터(interference filter)(314)의 형태를 취한다.

필터(310)에 의해 분할된 다수의 파장들(230)에서의 파장들 각각은 이러한 예시적인 예들에서 센서 어레이(312)의 센서로 보내진다. 결과적으로, 센서 어레이(312)는 다수의 위치들(244)에서의 특정 위치로부터의 응답(228)으로부터의 다수의 파장들(230)로부터 데이터를 생성한다.

이 예시적인 예들에서, 디렉터 시스템(304)은 필터(310) 상으로 응답(228)을 겨냥하도록 구성된 하드웨어 시스템이다. 디렉터 시스템(304)은 응답(228)이 필터(310)를 통해(across) 스캔되게 할 수 있다. 응답(228)이 필터(310)를 통해 스캔될 때, 필터(310)에 의해 다수의 파장들(230)이 응답(228)에서 분할되어 나온다.

디렉터 시스템(304)은 미러 시스템(mirror system)(318), 개구(opening)(320), 및 다른 적절한 타입의 구성요소들과 같은 구성요소들로 이루어질 수 있다. 미러 시스템(318)은 응답(228)이 필터(310)를 통해 스캔되도록 움직여질 수 있다. 개구(320)는 예를 들어 다수의 위치들(244)에서의 위치에 상응하는 응답(228)의 일부분이 필터(310) 상으로 겨냥되는 것을 가능하게 하는 플랫폼(308)에서의 개구일 수 있다.

가시 광선 센서 시스템(302)은 이러한 예시적인 예들에서 복합재 워크피스(206)의 표면(212)의 이미지 데이터를 생성하도록 구성된다. 가시 광선 센서 시스템(302)은 임의의 타입의 가시 광선 카메라 또는 가시 광선 카메라로부터의 구성요소들을 이용해서 구현될 수 있다.

프로젝터(306)는 이미지들을 투사하도록 구성된다. 이 예시적인 예들에서, 프로젝터(306)는 복합재 워크피스(206)의 표면(212) 상으로 이미지(234)를 투사하도록 구성될 수 있다.

컨트롤러(307)는 하드웨어 장치이고 소프트웨어를 포함할 수 있다. 컨트롤러(307)는 분광 센서 시스템(300), 가시 광선 센서 시스템(302), 디렉터 시스템(304), 및 프로젝터(306) 중의 적어도 하나의 오퍼레이션을 제어하도록 구성된다. 컨트롤러(307)는 또한 데이터(232)가 분석기(222)에 보내지기 전에 이미징 시스템(216)에 의해 생성된 데이터(232)의 일부를 처리하도록 구성될 수 있다. 컨트롤러(307)는 프로세서 유닛(processor unit), 집적 회로(integrated circuit) 시스템, 컴퓨터, 또는 몇몇 다른 적절한 하드웨어 장치일 수 있다. 예를 들어, 컨트롤러(307)는, 데이터(232)를 분석기(222)로 보내기 전에 노이즈를 제거하고 타임스탬프(timestamp)들을 추가하고 데이터(232)에 다른 오퍼레이션들을 수행하기 위해서, 데이터(232)를 전처리할(pre-process) 수 있다.

이제 도 4를 참조하면, 데이터의 블록도의 도면이 예시적인 실시예를 참조하여 도시된다. 이 도면에서, 도 2의 데이터(232)에 존재할 수 있는 정보의 예들이 도시된다. 이러한 예시적인 예에서, 데이터(232)는 위치(400)에 대한 데이터를 나타낸다. 위치(400)는 도 2의 다수의 위치들(244) 내의 위치의 예이다.

위치(400)는 복합재 워크피스(206)의 표면(212) 상에서 식별된 위치이다. 위치(400)는 좌표의 관점에서 기술될 수 있다. 예를 들어, 워크피스를 위한 좌표계가 위치(400)를 식별시키기 위해 이용될 수 있다. 물론, 위치(400)를 식별시키기 위해서 임의의 적절한 좌표계가 이용될 수 있다. 위치(400)는 다수의 상이한 방식들로 식별될 수 있다. 예를 들어, 위치(400)는 복합재 구조물(246)의 모델을 이용해서 식별될 수 있다. 특히, 모델은 다수의 복합재 레이어들(208)을 위한 레이업(layup)들의 모델일 수 있다. 이 모델은 좌표계를 포함할 수 있다. 이 좌표계는 위치(400)를 선택함에 있어서 이미징 시스템(216)을 제어하기 위하여 분석기(222)에 의해 이용될 수 있다. 이 예시적인 예들에서, 모델은 복합재 구조물(246)의 CAD(computer-aided design) 모델일 수 있다.

이러한 예시적인 예에서, 위치(400)는 파장들(wavelengths)(406)에 대한 세기들(intensities)(404)을 가진다. 다시 말해서, 파장들(406)에서의 각각의 파장은 세기들(404)에서의 세기(intensity)를 가진다.

이 예시적인 예들에서, 세기들(404)에서의 세기는 럭스(lux)로 측정될 수 있고, 이것은 단위 영역 당 광선속(luminous flux)이다.

이러한 예시적인 예들에서, 파장들(406)은 연속적인 일정 범위의 파장들이다. 파장들(406)에서의 파장들은 특정한 구현에 따라서 달라질 수 있다. 예를 들어, 파장들(406)은 약 500 나노미터(nanometer)에서부터 약 3,600 나노미터일 수 있다. 물론, 다른 파장들이 이용될 수 있고, 몇몇 예시적인 예들에서 파장들은 불연속적일 수도 있다.

이 예시적인 예들에서, 위치(400)에서의 파장들(406)에 대한 세기들(404)은 위치(400)에 대한 시그너처(408)를 형성한다. 이 예시적인 예들에서, 오염물이 위치(400)에 존재하는지 여부를 결정하기 위하여 시그너처(408)가 시그너처 데이터베이스(240)에서의 기지의 시그너처들과 비교될 수 있다.

검사 환경(200)의 도면 및 도 2-4에서의 상이한 구성요소들은 검사 환경(200)이 구현될 수 있는 방식에 대한 물리적 또는 구조적 제한들을 시사하려고 의도된 것이 아니다. 도시된 것들에 추가하거나 대신하여 다른 구성요소들이 이용될 수 있다. 몇몇 구성요소들은 불필요할 수 있다. 또한, 몇몇 기능적인 구성요소들을 도시하기 위해서 블록들이 제시된다. 이러한 블록들 중의 하나 이상은 예시적인 실시예에서 구현될 때 상이한 블록들로 결합되거나, 분리되거나, 결합 및 분리될 수 있다.

예를 들어, 분광 센서 시스템(300), 가시 광선 센서 시스템(302), 및 프로젝터(306)는 동일한 플랫폼이 아닌 상이한 플랫폼들과 연계될 수 있다. 몇몇 예시적인 예들에서, 컨트롤러(307)는 플랫폼(308)에 대해 원격인 위치에 있는 컴퓨터 시스템(238)에 위치해 있을 수 있다.

다른 예시적인 예에서, 이미징 시스템(216)은 도 3에서 도시된 것들에 추가하여 다른 구성요소들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 이미징 시스템(216)은 또한 렌즈(lens) 시스템을 포함할 수 있다. 렌즈 시스템은 응답(228)에서 수신될 수 있을 빛의 초점을 맞추도록 구성될 수 있다.

다른 예시적인 예에서, 복합재 워크피스(206)는 항공기를 위한 복합재 항공기 부품이 아닌 다른 형태로 복합재 구조물(246)을 형성하도록 처리될 수 있다. 예를 들어, 제한 없이, 복합재 구조물(246)은 이동(mobile) 플랫폼, 정지(stationary) 플랫폼, 지상기반 구조물(land-based structure), 수중기반 구조물(aquatic-based structure), 및 우주기반 구조물(space-based structure)과 같은 플랫폼을 위한 부품일 수 있다. 더욱 구체적으로, 플랫폼은 수상함(surface ship), 탱크, 병력 수송차(personnel carrier), 기차, 우주선, 우주 정거장(space station), 위성(satellite), 잠수함, 자동차, 발전소(power plant), 다리(bridge), 댐(dam), 제조 시설(manufacturing facility), 건물(building), 및 다른 적절한 오브젝트(object)일 수 있다.

이제 도 5를 참조하면, 이미징 시스템의 도면이 예시적인 실시예에 따라서 도시된다. 도시된 바와 같이, 이미징 시스템(500)은 도 2 및 도 3에서 블록 형태로 도시된 이미징 시스템(216)의 물리적 구현의 예이다.

이러한 도시된 예에서, 이미징 시스템(500)은 툴(508) 상에 쌓인 복합재 워크피스(506)를 스캔(scan)하기 위하여 간섭광(coherent light)(504)의 형태로 전자기 방사선(502)을 겨냥할 수 있다. 특히, 간섭광(504)은 복합재 워크피스(506)의 표면(512) 전체에 걸쳐서 화살표(510)의 방향으로 스캔되도록 구성될 수 있다. 이러한 도시된 예에서, 복합재 워크피스(506)는 항공기의 날개를 위한 복합재 워크피스이다.

이러한 예시적인 예에서, 간섭광(504)은 화살표(510)의 방향으로 움직이는 동안 복합재 워크피스(506)의 폭(514)을 커버(cover)할 수 있다. 간섭광(504)에 대한 응답에 있어서, 응답(516)은 이미징 시스템(500)으로 반환된다(returned). 도시된 바와 같이, 응답(516)은 복합재 워크피스(506)의 길이(518)를 따라 존재하는 포지션(position)(520)에 대한 응답이다. 응답(516)은 파장들로 분할될 수 있는 응답이다.

더욱 구체적으로, 복수의 위치들은 복합재 워크피스(506)의 길이(518)를 따라 존재하는 각각의 포지션에 대해서 폭(514)을 따라 존재한다. 예를 들어, 포지션(520)은 복수의 위치들(522)을 가진다. 복수의 위치들(522)에서의 각각의 위치는 응답(516)의 일부를 생성하는 방식으로 간섭광(504)을 반사할 수 있다. 복수의 위치들(522)에서의 포지션에 대응하는 응답(516)의 일부는 포지션(520)에서 복수의 위치들(522)에서의 그 특정 위치에 대한 데이터를 생성하기 위하여 하나 이상의 파장들로 분할된다.

이 예시적인 예들에서, 이미징 시스템(500)이 정지해 있는 동안 간섭광(504)은 이미징 시스템(500)에 의해서 조종될 수 있다. 다른 예시적인 예들에서, 이미징 시스템(500)은 화살표(510)의 방향으로 움직일 수 있다. 몇몇 예시적인 예들에서, 둘의 조합은 복합재 워크피스(506)의 길이(518)를 따라 화살표(510)의 방향으로 간섭광(504)이 복합재 워크피스(506)를 스캔하는 것을 초래할 수 있다.

이제 도 6을 참조하면, 이미징 시스템의 도면이 예시적인 실시예에 따라서 도시된다. 이미징 시스템(600)은 도 2 및 도 3에서 블록 형태로 도시된 이미징 시스템(216)에 대한 하나의 구현의 예이다. 이미징 시스템(600)은 전자기 방사선 소스(602), 디렉터 시스템(604), 분광 센서 시스템(606), 및 하우징(607)을 포함한다.

전자기 방사선 소스(602)는 간섭광의 형태로 전자기 방사선을 생성하도록 구성된다. 전자기 방사선 소스(602)는 이러한 특정 예에서 레이저 시스템의 형태를 취한다.

도시된 바와 같이, 전자기 방사선 소스(602)는 간섭광(620)의 빔(beam)을 생성한다. 간섭광(620)의 빔은 스캐닝 미러(scanning mirror)(610)를 통해서 지나가고, 복합재 워크피스(624)의 표면(622)을 향해 스캐닝 미러(608)에서 반사된다.

스캐닝 미러(610)는 간섭광(620)의 빔이 스캐닝 미러(610)를 통해서 지나갈 수 있도록 한 방향으로 반사하는(reflective) 것이다. 스캐닝 미러(610)는 반투영 은 거울(half silver mirror)일 수 있다.

도시된 바와 같이, 스캐닝 미러(608)는 전자기 방사선 소스(602)로부터의 전자기 방사선을 복합재 워크피스를 향해 겨냥하도록 구성된다. 하지만, 대안적인 실시예들은 스캐닝 미러(608)를 포함하지 않을 수 있다. 대안적인 실시예들에서, 전자기 방사선 소스(602)는 복합재 워크피스에 겨냥될 수 있다. 이러한 대안적인 실시예들에서, 전자기 방사선 소스(602)는 이미징 시스템(600)의 하우징(607) 내에 위치해 있을 수도 있고 위치해 있지 않을 수도 있다. 나아가, 전자기 방사선 소스(602)로부터 복합재 워크피스에 겨냥된 전자기 방사선을 제어하기 위하여 대안적인 실시예들에서 추가적인 광학계(optics) 또는 겨냥 수단(directing means)이 존재할 수 있다.

디렉터 시스템(604)은 도 3에서 블록 형태로 도시된 디렉터 시스템(304)에 대한 구현의 예이다. 디렉터 시스템(604)은 전자기 방사선 소스(602)로부터의 간섭광(620)의 빔을 복합재 워크피스(624)의 표면(622)으로 겨냥한다. 디렉터 시스템(604)은 또한 복합재 워크피스(624)의 표면(622)으로부터의 간섭광(620)의 빔에 대한 응답(626)을 분광 센서 시스템(606)으로 겨냥한다.

도시된 바와 같이, 디렉터 시스템(604)은 스캐닝 미러(608) 및 스캐닝 미러(610)를 포함한다. 하지만, 대안적인 실시예들에서, 디렉터 시스템(604)은 더 많거나 더 적은 구성요소들을 포함할 수 있다. 나아가, 대안적인 실시예들에서, 디렉터 시스템(604)은 회전 폴리곤(rotating polygon), 회전 거울 모노곤(rotating mirror monogon), 또는 프리즘 폴리곤(prismatic polygon)과 같은 상이한 겨냥 구성요소들을 포함할 수 있다.

도시된 바와 같이, 스캐닝 미러(608)는 구동 장치(driving mechanism)(612)에 연결된다. 구동 장치(612)는 스캐닝 미러(608)의 포지션을 제어한다. 구동 장치(612)는 스캐닝 미러(608)의 포지션을 제어하도록 구성된 모터 또는 다른 장치를 이용해서 구현될 수 있다.

스캐닝 미러(608)의 포지션은 복합재 워크피스(624)를 향한 간섭광(620)의 빔의 방향을 제어한다. 결과적으로, 스캐닝 미러(608)의 움직임은 간섭광(620)의 빔이 복합재 워크피스(624)의 표면(622) 상의 상이한 위치들을 향해 겨냥되게 할 수 있다. 그래서, 스캐닝 미러(608)는 간섭광(620)의 빔이 복합재 워크피스(624)의 표면(622)을 스캔하도록 구동 장치(612)에 의해 움직여질 수 있다.

마찬가지로, 스캐닝 미러(610)의 포지션은 복합재 워크피스(624)로부터 수신되는 응답(626)을 겨냥한다. 이 예시적인 예들에서, 응답(626)은 스캐닝 미러(610)의 포지션에 의해서 이미징 시스템(600) 내의 분광 센서 시스템(606)의 상이한 부분들로 겨냥된다.

스캐닝 미러(610)는 구동 장치(614)에 연결된다. 구동 장치(614)는 스캐닝 미러(610)의 포지션을 제어한다. 스캐닝 미러(608)와 같이, 스캐닝 미러(610)의 포지션은 응답(626)을 이미징 시스템(600)에서의 분광 센서 시스템(606)의 상이한 부분들로 겨냥한다. 특히, 응답(626)은 복합재 워크피스(624)의 표면(622) 상의 특정 위치에 대해 상이한 파장들의 생성을 초래하도록 분광 센서 시스템(606) 상의 상이한 위치들을 향해 겨냥될 수 있다. 그리고, 분광 센서 시스템(606)은 응답(626)을 다수의 파장들로 분할한다. 이후, 분광 센서 시스템(606)은 응답(626)으로부터 분할된 다수의 파장들로부터 데이터를 생성한다.

하나의 예시적인 예에서, 디렉터 시스템(604)은 복합재 워크피스 상의 위치로부터 샘플링하도록(sample) 조정된다. 디렉터 시스템(604)의 스캐닝 미러(608)는 구동 장치(612)에 의해서, 식별된 포지션(identified position)에 배치된다. 스캐닝 미러(608)의 식별된 포지션은 전자기 방사선 소스(602)로부터의 간섭광(620)의 빔을 복합재 워크피스(624)의 표면(622) 상의 선택된 위치로 겨냥하도록 계산된다. 디렉터 시스템(604)의 스캐닝 미러(610)는 구동 장치(614)에 의해서, 식별된 포지션에 배치된다. 스캐닝 미러(610)의 식별된 포지션은 스캐닝 미러(608)로부터 수신된 응답을 분광 센서 시스템(606)으로 겨냥하도록 계산된다.

디렉터 시스템(604)이 조정된 후에, 전자기 방사선 소스(602)는 스캐닝 미러(610)를 통해서 간섭광(620)의 빔을 전송한다. 간섭광(620)의 빔은 복합재 워크피스(624) 상에서 샘플링될 위치에 스캐닝 미러(608)에 의해 겨냥된다.

복합재 워크피스(624)의 표면(622)으로부터의 간섭광(620)의 빔에 대한 응답(626)은 스캐닝 미러(608)에 의해 스캐닝 미러(610)에 겨냥된다. 스캐닝 미러(610)는 응답(626)을 분광 센서 시스템(606)에 겨냥한다. 이러한 예시적인 예에서, 응답(626)을 수신하는 동안 상이한 포지션들로 스캐닝 미러(610)를 움직임으로써 응답(626)이 분광 센서 시스템(606)을 통해 스캔될 수 있다.

분광 센서 시스템(606)은 응답을 수신하고, 응답을 다수의 파장들로 분할하고, 데이터를 생성한다. 이후, 이미징 시스템(600)은 도 2의 분석기(222)와 같은 분석기로 데이터를 전송할 수 있다.

도시된 바와 같이, 도 6의 이미징 시스템(600)은 디렉터 시스템(604)을 조정함으로써 샘플링될 복합재 워크피스의 위치를 변경한다. 따라서, 이러한 예시적인 예에서, 복합재 워크피스(624)의 제1 위치가 샘플링된 후에, 복합재 워크피스의 제2 위치가 식별된다. 스캐닝 미러(608)는 구동 장치(612)에 의해 제2 포지션(second position)으로 조정된다. 제2 포지션은 전자기 방사선 소스(602)로부터의 간섭광(620)의 빔을 복합재 워크피스(624)의 표면(622) 상의 제2 위치에 겨냥하도록 계산된다. 마찬가지로, 스캐닝 미러(610)는 제2 포지션에서 스캐닝 미러(608)로부터의 응답을 수신하기 위하여 구동 장치(614)에 의해 상이한 포지션들로 이동하도록 조정된다. 이러한 방식으로, 제2 위치에 겨냥된 간섭광(620)의 빔에 대한 응답(626)은 분광 센서 시스템(606) 전체에 걸쳐서(across) 스캔될 수 있다. 이러한 예시적인 예에서, 복합재 워크피스(624)의 표면(622) 상의 상이한 위치들은 디렉터 시스템(604)을 조정함으로써 샘플링된다. 이러한 예시적인 예에서, 이미징 시스템(600)은 정지한 상태(stationary)로 유지된다.

하지만, 샘플링될 복합재 워크피스의 위치를 변경하는 것은 다른 방식으로 수행될 수 있다. 예를 들어, 다른 예시적인 예들에서, 디렉터 시스템(604)을 조정하는 대신, 이미징 시스템(600)이 움직여질 수 있다. 이와 달리, 디렉터 시스템(604)을 조정하거나 이미징 시스템(600)을 움직이는 대신, 복합재 워크피스(624)가 이미징 시스템(600)과 관련해서 움직여질 수 있다. 이미징 시스템(600) 또는 복합재 워크피스(624)가 서로 관련해서 움직여지는 예시적인 예들에서, 디렉터 시스템(604)은 이동가능한 구성요소(moveable component)들로 이루어질 필요가 없다.

이제 도 7을 참조하면, 이미징 시스템의 도면이 예시적인 실시예에 따라서 도시된다. 이미징 시스템(700)은 도 2 및 3에서 블록 형태로 도시된 이미징 시스템(216)에 대한 하나의 구현의 예이다. 이미징 시스템(700)은 디렉터 시스템(702), 분광 센서 시스템(704), 및 하우징(706)을 포함한다.

이러한 예시적인 예에서, 분광 센서 시스템(704)은 하우징(706)의 내부에 위치해 있다. 디렉터 시스템(702)은 스캐닝 미러(708) 및 개구(710)로 이루어진다. 스캐닝 미러(708)는 구동 장치(712)에 의해 상이한 포지션들로 이동될 수 있다.

도시된 바와 같이, 이미징 시스템(700)은 하우징(706) 내에서 전자기 방사선 소스(713)를 포함하지 않는다. 대신, 전자기 방사선 소스(713)는 이미징 시스템(700)의 다른 곳에 있거나 다른 시스템의 일부일 수 있다.

이러한 도시된 예에서, 응답(714)은 하우징(706)에서 개구(710)를 통해서 수신된다. 응답(714)은 스캐닝 미러(708)에 의하여 분광 센서 시스템(704)을 향해 겨냥된다.

이러한 예시적인 예에서, 응답(714)은 스캐닝 미러(708)의 상이한 포지션들로의 움직임을 통해서 분광 센서 시스템(704) 상의 상이한 위치들을 향해 겨냥될 수 있다. 복합재 워크피스(718)의 표면(716) 상의 특정 위치로부터의 응답(714)은 복합재 워크피스(718)의 표면(716)에 겨냥되고 있는 전자기 방사선(720)에 대한 응답이다. 응답(714)은 하우징(706)의 움직임을 통해서 선택된다. 특히, 복합재 워크피스(718)의 표면(716) 상의 상이한 위치들 위에서의 개구(710)의 움직임은 이러한 예시적인 예들에서 응답(714)이 수신될 위치를 선택하는 데 이용된다.

이제 도 8을 참조하면, 분광 센서 시스템의 도면이 예시적인 실시예에 따라서 도시된다. 이러한 예시적인 예에서, 분광 센서 시스템(800)은 도 3에서 블록 형태로 도시된 분광 센서 시스템(300)에 대한 하나의 물리적인 구현의 예이다. 이러한 예시적인 예에서, 분광 센서 시스템(800)은 필터(802) 및 센서 어레이(804)를 포함한다. 필터(802)는 이러한 예시적인 예들에서 웨지 필터(wedge filter)의 형태를 취한다. 하나의 예시적인 예에서, 필터(802)는 약 400 나노미터에서부터 약 3,600 나노미터까지의 일정 범위의 파장들을 가질 수 있다.

필터(802)는 블록킹 필터(blocking filter)(806), 기판(substrate)(808), 및 스펙트럼 분산기(spectral disperser)(810)를 포함한다. 도시된 바와 같이, 기판(808)은 스펙트럼 분산기(810) 위에서 형성된다. 블록킹 필터(806)는 기판(808) 위에서 형성된다.

필터(802)에서의 블록킹 필터(806)는 필터(802)를 통해서 지나가는 대역외(out of band) 전자기 방사선을 감소시키도록 구성된다. 이러한 예시적인 예에서, 블록킹 필터(806)는, 약 400 나노미터에서부터 약 1,000 나노미터까지의 범위 밖에 있는 파장 또는 약 500 나노미터에서부터 약 3,600 나노미터까지의 범위 밖에 있는 파장을 가지는 블록킹 필터(806)를 통해서 지나가는 전자기 방사선을 감소시킬 수 있다. 물론, 특정 구현에 따라서 다른 범위들이 이용될 수 있다.

이 예시적인 예들에서, 블록킹 필터(806)는 스펙트럼 영역에서 특정 파장들에 대한 방사선을 감소시키도록 선택될 수 있는 물질로 이루어질 수 있다. 다른 예시적인 예들에서, 블록킹 필터(806)를 형성하도록 이용되는 물질은 블록킹 필터(806)에 대해 대역외(out of band)인 모든 방사선을 실질적으로 감소시키도록 선택될 수 있다. 이 예시적인 예들에서, 전자기 방사선이 약 400 나노미터에서부터 약 1,000 나노미터까지의 파장을 가지는 경우에 전자기 방사선은 블록킹 필터(806)에 대해 대역외이다.

기판(808)은 관심있는 파장 또는 파장들을 갖는 전자기 방사선에 대해서 실질적으로 투과성이 있도록(transparent) 선택된 물질로 이루어질 수 있다. 다시 말해서, 기판(808)은 관심 있는 파장들이 통과하는 것을 허용할 수 있지만, 원하지 않는 다른 파장들이 기판(808)을 통해서 지나가는 것은 차단된다. 이러한 예시적인 예에서, 관심있는 파장들은 약 400 나노미터에서부터 약 1,000 나노미터까지의 파장들이다.

스펙트럼 분산기(810)는 레이어들(812)로 이루어진다. 레이어들(812)은 상이한 굴절률(refractive index)을 가지는 레이어들을 포함한다. 이 예시적인 예들에서, 레이어들(812)은 웨지 형상(wedge shape)(814)을 생성하도록 두께가 가늘어진다(tapered). 다시 말해서, 레이어들(812)은 스펙트럼 분산기(810)의 엣지(820)에서보다 엣지(818)에서 더 두껍다. 이 레이어들의 재료들 및 두께는 필터(802)에 의해 분할될 수 있는 주파들의 범위를 제공하도록 선택된다.

이 예시적인 예들에서, 필터(802)의 길이(822)는 필터(802)를 통과할 수 있는 주파수들의 범위를 정의한다. 다시 말해서, 필터(802)를 통해서 지나가는 파장은 전자기 방사선이 필터(802) 안으로 지나가는 길이(822)를 따라서 존재하는 위치에 의존한다. 다시 말해서, 길이(822)는 필터(802)에 대한 스펙트럼의 치수(spectral dimension)이다.

다시 말해서, 필터(802)에 의해 통과되는 파장은 화살표(824) 방향으로 증가한다. 그래서, 엣지(820)는 필터(802)에 의해 통과될 수 있는 가장 짧은 파장을 제공하는 반면, 엣지(818)는 필터(802)에 의해 통과될 수 있는 가장 긴 파장을 제공한다.

길이(826)는 필터(802)에 대한 스펙트럼의 치수이다. 이러한 예시적인 예들에서 길이(826)를 따라 존재하는 위치들은 복합재 워크피스의 표면 상의 위치들에 상응한다. 하나의 예시적인 예에서, 길이(826)를 따라 존재하는 위치들은 도 5의 복합재 워크피스(506)의 폭(514)을 따라 존재할 수 있는 복수의 위치들(522)에 상응할 수 있다.

센서 어레이(804)는 센서들(828)로 이루어진다. 이 예시적인 예들에서, 센서들(828)은 로우(row)들 및 칼럼(column)들로 배열된다. 센서들(828)의 사이즈는 분광 센서 시스템(800)을 위한 분광 해상도(spectral resolution) 및 공간 해상도(spatial resolution)에 영향을 줄 수 있다. 이 예시적인 예들에서, 센서들(828)은 전자기 방사선을 검출한 것에 응답하여 신호들을 생성하도록 구성된다. 이 신호들은 특정 구현에 따라서 진폭, 세기, 또는 다른 파라미터들을 나타낼 수 있다.

센서 어레이(804)는 상이한 타입의 센서들을 이용해서 구현될 수 있다. 예를 들어, 센서 어레이(804)에서의 센서들(828)은 DCCD(digital-charged-coupled-device)들, CMOS(complimentary metal oxide semiconductor) 장치들, InSb(indium antimonide) 반도체 장치들, HgCdTe(mercury cadmium telluride) 반도체 장치들, 또는 전자기 방사선을 검출하기에 적합한 임의의 다른 타입의 센서들로 이루어질 수 있다.

도 5의 이미징 시스템(500), 도 6의 이미징 시스템(600), 및 도 7의 이미징 시스템(700)의 도면은 이미징 시스템(216)이 구현될 수 있는 방식을 제한하도록 의도된 것이 아니다. 예를 들어, 다른 이미징 시스템들은 또한 이미징 시스템(500), 이미징 시스템(600), 및 이미징 시스템(700)에 대해 도시된 구성요소들에 부가하여 가시 광선 센서 시스템, 프로젝터, 또는 양쪽 모두를 포함할 수 있다. 다른 예시적인 예로서, 간섭광의 복수의 소스(source)들이 존재할 수 있다. 다시 말해서, 이미징 시스템(500)에서 간섭광(504)을 방출하는 소스에 부가하여 간섭광의 하나 이상의 추가적인 소스들이 존재할 수 있다.

다른 예시적인 예에서, 간섭광에 추가하여 또는 대신하여 전자기 방사선의 다른 형태들이 이용될 수 있다. 예를 들어, 전자기 방사선은 발광 다이오드 또는 아크 램프(arc lamp)로부터의 비간섭광(non-coherent light)일 수 있다.

나아가, 도 8의 분광 센서 시스템(800)의 도면은 분광 센서 시스템(800)이 이미징 시스템(600) 및 이미징 시스템(700)에서 구현될 수 있는 방식을 제한하려고 의도된 것이 아니다. 예를 들어, 필터(802)를 위해 이용되는 웨지 형상 필터에 부가하여 또는 대신하여 다른 타입의 구성들이 이용될 수 있다. 예를 들어, 광학 프리즘(optical prism), 홀로그래픽 격자(holographic grating), 컨벤셔널 격자(conventional grating), 및 다른 적절한 타입의 구조물들 중의 적어도 하나로부터 선택될 수 있다.

다음으로 도 9를 참조하면, 그래픽 인디케이터들을 가진 2차원 이미지의 도면이 예시적인 실시예에 따라서 도시된다. 도시된 바와 같이, 이미지(900)는 도 2에서 블록 형태로 도시된 이미지(234)의 구현의 예이다.

이러한 예시적인 예에서, 이미지(900)는 2차원 이미지(902)이다. 도시된 바와 같이, 2차원 이미지(902)는 복합재 워크피스(904)의 이미지이다. 복합재 워크피스(904)는 이러한 예시적인 예들에서 항공기의 날개를 위한 복합재 워크피스이다.

이러한 예시적인 예에서, 2차원 이미지(902)는 그래픽 인디케이터들(906, 908, 910, 및 912)을 포함한다. 이 그래픽 인디케이터들은 복합재 워크피스(904)의 표면(914) 상에서 오염물들의 세트를 식별시키는 그래픽 인디케이터들의 세트이다.

이러한 예시적인 예에서, 그래픽 인디케이터(906)는 복합재 워크피스(904)의 표면(914) 상의 미지의(unknown) 오염물의 존재를 나타낸다. 그래픽 인디케이터(908) 및 그래픽 인디케이터(910)는 복합재 워크피스(904)의 표면(914) 상의 물의 존재를 나타낸다. 그래픽 인디케이터(912)는 복합재 워크피스(904)의 표면(914) 상의 플라스틱 입자(plastic particle)의 존재를 나타낸다.

2차원 이미지(902)를 가지고, 오퍼레이터는 복합재 워크피스(904)의 표면(914) 상에 존재하는 오염물들을 식별할 수 있다. 이러한 방식으로, 이 오염물들은 복합재 워크피스(904) 상에서 복합재 물질의 레이어들의 레이업을 끝내고 복합재 워크피스(904)를 경화시키기 전에 고려될 수 있다. 예를 들어, 오염물들은 표면(914)으로부터 제거될 수 있다. 다른 예시적인 예들에서, 하나 이상의 레이어들이 복합재 워크피스(904)에서 교체될 수 있다.

도 1 및 도 4-9에 도시된 상이한 구성요소들은 도 2-4의 구성요소들과 조합되거나, 도 2-4의 구성요소들과 함께 이용되거나, 조합되고 이용될 수 있다. 게다가, 도 1 및 도 4-9의 구성요소들 중의 몇몇은 도 2-4에서 블록 형태로 도시된 구성요소들이 어떻게 물리적 구조물들로서 구현될 수 있는지에 대한 예시적인 예들일 수 있다.

이제 도 10을 참조하면, 복합재 워크피스를 검사하기 위한 프로세스의 흐름도의 도면이 예시적인 실시예에 따라서 도시된다. 이러한 도시된 예에서, 도 10에서 도시된 프로세스는 도 1의 제조 환경(100)에서 이용하기 위해 도 2의 검사 환경(200)에서 구현될 수 있다. 이 예시적인 예들에서, 본 프로세스는 도 2의 복합재 워크피스(206)와 같은 워크피스들을 검사하는 데 이용될 수 있다. 이 프로세스는 복합재 워크피스가 경화되기 전 또는 복합재 워크피스 상의 특정 레이어들이 경화되기 전에 수행된다.

본 프로세스는 전자기 방사선을 복합재 워크피스의 표면에 겨냥함으로써 시작된다(오퍼레이션 1000). 전자기 방사선은 도 2의 전자기 방사선 소스(218)로부터 유래될 수 있다. 이후, 본 프로세스는 복합재 워크피스의 표면에 겨냥된 전자기 방사선에 대한 응답을 검출한다(오퍼레이션 1002). 응답은 도 2의 검사 시스템(202)에 의해서 본 도면에서의 추후의 오퍼레이션들에서 검출되고 처리될 수 있다. 다음으로, 복합재 워크피스의 표면에 겨냥된 전자기 방사선에 대한 응답은 복합재 워크피스의 표면 상의 다수의 위치들 각각에 대해 다수의 파장들로 분할된다(오퍼레이션 1004). 전자기 방사선은 검사 시스템(202)에서 이미징 시스템(216)에 의해 분할될 수 있다. 응답은 둘 이상의 위치에 대해서 존재할 수 있다. 이 예시적인 예들에서, 응답은 선(line) 또는 임의의 다른 영역을 따라서 존재할 수 있다. 하나의 예시적인 예에서, 응답은 도 5의 복합재 워크피스(506)의 길이(518)를 따라 존재하는 위치(520)에서 복수의 위치들(522)에 대해 존재할 수 있다.

다음으로, 본 프로세스는 복합재 워크피스의 표면 상의 다수의 위치들 각각에 대한 다수의 파장들로부터 복합재 워크피스의 표면 상의 오염물들의 세트를 식별한다(오퍼레이션 1006). 오퍼레이션 1006에서 오염물들의 식별은 검사 시스템(202)에서의 분석기(222)에 의해서 수행될 수 있다. 이 예시적인 예들에서, 아무것도 검출되지 않는다면, 오염물들의 세트는 몇몇 경우들에 있어서 제로 오염물(zero contaminant)들일 수 있다.

복합재 워크피스의 표면 상의 다수의 위치들 각각에 대한 다수의 파장들로부터 식별된 오염물들의 세트를 나타내는 그래픽 인디케이터들의 세트를 가진 복합재 워크피스의 표면의 2차원 이미지가 생성된다(오퍼레이션 1008). 2차원 이미지는 분석기(222)에 의해서 생성될 수 있다. 이러한 예시적인 예에서, 오염물들 각각은 그래픽 인디케이터를 이용해서 식별된다. 오염물들이 존재하지 않는다면, 그래픽 인디케이터들의 세트는 비어 있는 세트이다. 이 예시적인 예들에서, 2차원 이미지는 파장들로부터의 데이터를 이용해서 생성될 수 있다.

예를 들어, 이미지는 오염물들이 존재하지 않는 장소들에 대해서 오염물들의 부존재를 나타내기 위하여 특정한 그래픽 인디케이터를 이용할 수 있다. 다른 예시적인 예들에서, 그래픽 인디케이터들은 복합재 워크피스의 표면의 생성된 가시 광선 이미지(visible light image)에 배치될 수 있다. 가시 광선 이미지는 또한 도 2의 검사 시스템(202)에서의 이미징 시스템(216)에 의해 생성될 수 있다.

이후, 본 프로세스는 그래픽 인디케이터들의 세트를 가진 2차원 이미지를 복합재 워크피스의 표면 상으로 투사하고(오퍼레이션 1010), 그 이후에 본 프로세스는 종료된다. 2차원 이미지의 워크피스의 표면 상으로의 투사는 분석기(222)의 제어 하에서 이미징 시스템(216)을 이용해서 수행될 수 있다.

이제 도 11을 참조하면, 다수의 파장들로부터 오염물들의 세트를 식별하기 위한 프로세스의 흐름도의 도면이 예시적인 실시예에 따라서 도시된다. 도 11에 도시된 프로세스는 도 10의 오퍼레이션 1006의 하나의 구현의 예이다.

본 프로세스는 복합재 워크피스의 표면 상의 다수의 위치들로부터 하나의 위치를 선택함으로써 시작된다(오퍼레이션 1100). 예를 들어, 이 위치는 도 5의 복합재 워크피스(506)에 대한 복수의 위치들(522) 내의 하나의 위치일 수 있다. 다른 예시적인 예들에서, 다수의 위치들은 복합재 워크피스(506)의 길이(518)를 따라 존재하는 모든 포지션들에 대해 폭(514) 전체에 걸쳐서 존재하는 모든 위치들일 수 있다.

해당 위치에 위한 데이터가 식별된다(오퍼레이션 1102). 이 데이터는 선택된 위치들에 대한 다수의 파장들로부터 생성된 데이터이다. 이 데이터는 예를 들어, 파장 및 파장에 대한 값을 포함할 수 있다. 이 값은 세기, 진폭, 또는 몇몇 다른 적절한 값일 수 있다. 이러한 예시적인 예들에서, 위치에 대한 데이터는 해당 위치에 대한 시그너처이다.

이후, 본 프로세스는 시그너처를 시그너처 데이터베이스에서의 시그너처들의 그룹과 비교한다(오퍼레이션 1104). 시그너처 데이터베이스는 예를 들어, 도 2의 시그너처 데이터베이스(240)일 수 있다. 시그너처 데이터베이스는 기지의 오염물들에 대한 시그너처들을 포함한다. 나아가, 데이터베이스는 또한 복합재 워크피스에 존재해야 하는 기지의 복합재 물질들에 대한 시그너처들을 포함할 수 있다..

이후, 해당 위치에 대한 시그너처와 시그너처 데이터베이스와의 비교를 기초로 하여 해당 위치에서 오염물이 존재하는지 여부에 대한 결정이 이루어진다(오퍼레이션 1106). 만일 오염물이 존재한다면, 본 프로세스는 오염물을 식별한다(오퍼레이션 1108). 이 식별은 오염물이 시그너처 데이터베이에 있다고 식별한 것에 기초할 수 있다. 몇몇 경우들에서, 오염물이 시그너처 데이터베이스에서의 기지의 오염물들에 대한 시그너처와 일치하지(match) 않고, 존재해야 하는 복합재 물질들에 대한 시그너처와 일치하지 않는다면, 오염물은 미지의 오염물로서 식별된다.

그 이후에, 복합재 워크피스의 표면 상의 다수의 위치들에서 추가적인 미처리된 위치가 존재하는지 여부에 대한 결정이 이루어진다(오퍼레이션 1110). 만일 추가적인 미처리된 위치가 존재한다면, 본 프로세스는 오퍼레이션 1100으로 돌아간다. 그렇지 않으면, 본 프로세스는 종료된다.

오퍼레이션 1106을 다시 참조하면, 오염물이 존재하지 않는다면, 해당 위치에서 오염물이 부존재(absence)하는 것으로 식별되고(오퍼레이션 1112), 본 프로세스는 상술한 바와 같이 오퍼레이션 1110으로 진행한다. 오퍼레이션 1112에서, 식별은 해당 위치에 존재하는 물질의 식별을 포함할 수 있다. 이 경우에 있어서, 물질은 복합재 워크피스를 위해 존재할 것으로 예상되는 것이다.

이제 도 12를 참조하면, 오염물들의 세트를 나타내는 그래픽 인디케이터들의 세트를 가지는 복합재 워크피스의 표면의 2차원 이미지를 생성하기 위한 프로세스의 흐름도의 도면이 예시적인 실시예를 따라서 도시된다. 도 12에 도시된 프로세스는 도 10의 오퍼레이션 1008의 하나의 구현의 예이다.

본 프로세스는 처리하기 위한 오염물들의 세트로부터 오염물을 선택함으로써 시작된다(오퍼레이션 1200). 본 프로세스는 오염물을 식별한다(오퍼레이션 1202). 이 식별은 도 11의 오퍼레이션 1108에서 생성된 것이다.

오염물의 식별을 기초로 하여, 본 프로세스는 오염물에 대한 그래픽 인디케이터를 선택한다(오퍼레이션 1204). 그래픽 인디케이터는 다양한 형태를 취할 수 있다. 예를 들어, 그래픽 인디케이터는 칼라(color), 아이콘(icon), 텍스트(text), 크로스-해칭(cross-hatching), 및 다른 적절한 타입의 그래픽 인디케이터들로부터 선택될 수 있다. 이후, 본 프로세스는 2차원 이미지에서의 그래픽 인디케이터에 대한 위치를 식별한다(오퍼레이션 1206). 2차원 이미지에서의 위치는 워크피스의 표면 상의 오염물의 위치에 상응하는 위치이다. 이후, 본 프로세스는 2차원 이미지에서의 그래픽 인디케이터를 식별된 위치에 배치한다(오퍼레이션 1208).

다음으로, 식별된 오염물들의 세트에서 추가적인 미처리된 오염물이 존재하는지 여부에 대한 결정이 이루어진다(오퍼레이션 1210). 처리하기 위한 추가적인 미처리된 오염물이 존재한다면, 본 프로세스는 오퍼레이션 1200로 돌아간다.

그렇지 않으면, 오퍼레이터에 의한 분석을 위해 2차원 이미지가 준비된 것으로서 본 프로세스가 종료된다. 오퍼레이터는 디스플레이 장치 상에 이미지를 볼 수 있다. 몇몇 예시적인 예들에서, 2차원 이미지는 워크피스의 표면 상으로 투사될 수 있다. 워크피스의 표면 상에서 오염물들이 실제로 존재하는 위치들에 그래픽 인디케이터들이 위치해 있도록 2차원 이미지의 투사가 이루어진다. 나아가, 그래픽 인디케이터들의 형상 및 사이즈는 워크피스의 표면 상의 오염물들과 동일한 형상 및 사이즈를 가지도록 선택될 수 있다.

이제 도 13을 참조하면, 복합재 워크피스를 검사하기 위한 프로세스의 흐름도의 도면이 예시적인 실시예에 따라서 도시된다. 이러한 예시적인 예에서, 도 13의 프로세스는 도 1의 제조 환경(100) 내에서 이용하기 위한 도 2의 검사 환경(200)에서 구현될 수 있다. 특히, 도 2의 검사 시스템(202)에서 상이한 오퍼레이션들이 구현될 수 있다.

본 프로세스는 검사를 위한 복합재 워크피스의 영역을 식별함으로써 시작된다(오퍼레이션 1300). 이 영역은 특정한 구현에 따라서 복합재 워크피스의 전부 또는 일부일 수 있다.

예를 들어, 검사를 위해 필요한 시간을 줄이기 위해서, 선택된 영역은 복합재 구조물의 이전의(previous) 제작 동안 다수의 원치않는 하자들을 가졌던 것일 수 있다. 이러한 식별은 여러 시간에 걸쳐서 동일한 복합재 구조물을 생산한 것으로부터의 통계적 정보로부터 이루어질 수 있다. 다른 예시적인 예들에서, 하자들이 원하는 것보다 더 많을 것으로 예상될 수 있는 충분히 복잡한 기하구조들을 갖는 것을 이 영역으로 선택할 수 있다.

이후, 본 프로세스는 응답을 파장들로 분할함으로써 생성된 데이터를 분석하는 데 이용하기 위한 시그너처 데이터베이스를 식별한다(오퍼레이션 1302). 이후, 본 프로세스는 전자기 방사선을 선택된 검사 영역 상으로 겨냥한다(오퍼레이션 1304).

그 이후에, 본 프로세스는 전자기 방사선에 대한 응답으로 분할된 파장들로부터 데이터를 생성한다(오퍼레이션 1306). 본 프로세스는 가시 광선 센서 시스템을 이용해서, 선택된 위치의 가시 광선 이미지를 생성한다(오퍼레이션 1308).

이후, 본 프로세스는 시그너처 데이터베이스를 이용해서 응답으로부터 분할된 파장들로부터 생성된 데이터를 이용하여 복합재 워크피스를 위해 존재하는 물질들을 식별한다(오퍼레이션 1310). 오퍼레이션 1310은 오염물들뿐만 아니라 복합재 워크피스를 위해 존재할 것으로 예상되는 물질들을 식별한다.

이후, 본 프로세스는 물질들의 위치들을 식별한다(오퍼레이션 1312). 이 위치들은 복합재 워크피스를 위한 좌표들일 수 있다. 물론, 임의의 좌표계가 이용될 수 있다. 이 예시적인 예들에서, 좌표계는 원점이 복합재 워크피스 상의 한 곳에 존재하는 2차원 또는 3차원 좌표계일 수 있다.

이후, 본 프로세스는 가시 광선 이미지 상에서 발견된 임의의 오염물들에 대해서 그래픽 인디케이터들을 배치한다(오퍼레이션 1314). 이후, 본 프로세스는 오염물이 존재하는지 여부를 결정한다(오퍼레이션 1316). 만일 오염물이 존재한다면, 경고(alert)가 발생된다(오퍼레이션 1318). 그 이후에, 오염물이 제거될 수 있다(오퍼레이션 1319). 이후, 복합재 워크피스가 완성되었고 경화를 위해 준비되었는지 여부에 대한 결정이 이루어진다(오퍼레이션 1320). 만일 복합재 워크피스가 완성되었다면, 본 프로세스는 복합재 워크피스를 경화시키고(오퍼레이션 1322), 그 이후에 본 프로세스는 종료된다.

오퍼레이션 1316을 다시 참조하면, 오염물들이 존재하지 않는다면, 본 프로세스는 또한 오퍼레이션 1320으로 진행한다. 오퍼레이션 1320을 다시 참조하면, 복합재 워크피스가 완성되지 않았다면, 다수의 복합재 레이어들이 복합재 워크피스 상에 쌓인다(오퍼레이션 1324). 이후, 본 프로세스는 오퍼레이션 1300으로 돌아간다.

상이한 도시된 실시예들에서의 흐름도들 및 블록도들은 예시적인 실시예에서의 장치 및 방법들의 몇몇 가능한 구현들의 아키텍처(architecture), 기능, 및 오퍼레이션을 도시한다. 이와 관련하여, 흐름도들 또는 블록도들에서의 각각의 블록은 오퍼레이션 또는 단계의 모듈(module), 세그먼트(segment), 기능(function), 및/또는 일부분(portion)을 나타낼 수 있다. 예를 들어, 블록들 중의 하나 이상은 프로그램 코드(program code)로서, 하드웨어에서, 또는 프로그램 코드와 하드웨어의 조합으로서 구현될 수 있다. 하드웨어에서 구현될 때, 하드웨어는 예를 들어 흐름도들 또는 블록도들에서 하나 이상의 오퍼레이션들을 수행하도록 구성되거나 제조된 집적 회로의 형태를 취할 수 있다.

예시적인 실시예의 몇몇 대안적인 구현예들에 있어서, 블록들에서 언급된 기능 또는 기능들은 도면들에서 언급된 순서와는 다르게 수행될 수 있다. 예를 들어, 몇몇 경우들에 있어서, 포함된 기능에 따라서, 연속해서 도시된 두 개의 블록들은 실질적으로 동시에 실행될 수 있고, 또는 블록들은 때때로 역순으로 수행될 수 있다. 또한, 흐름도 또는 블록도에서 도시된 블록들에 부가하여 다른 블록들이 추가될 수 있다.

이제 도 14를 참조하면, 데이터 처리 시스템의 도면이 예시적인 실시예를 따라서 도시된다. 데이터 처리 시스템(1400)은 도 2의 컴퓨터 시스템(238)을 구현하는 데 이용될 수 있다. 이러한 예시적인 예에서, 데이터 처리 시스템(1400)은 통신 프레임워크(communications framework)(1402)를 포함하는데, 이것은 프로세서 유닛(processor unit)(1404), 메모리(memory)(1406), 영구 저장소(persistent storage)(1408), 통신 유닛(communications unit)(1410), 입력/출력(I/O) 유닛(input/output unit)(1412), 및 디스플레이(display)(1414) 사이에서 통신을 제공한다. 이 예에서, 통신 프레임워크는 버스(bus) 시스템의 형태를 취할 수 있다.

프로세서 유닛(1404)은 메모리(1406)에 로딩될(loaded) 수 있는 소프트웨어를 위한 명령어들을 실행하도록 기능한다. 프로세서 유닛(1404)은 특정한 구현에 따라서 다수의 프로세서들, 멀티-프로세서 코어(multi-processor core), 또는 임의의 다른 타입의 프로세서일 수 있다.

메모리(1406) 및 영구 저장소(1408)는 저장 장치(storage devices)(1416)의 예들이다. 저장 장치는 임시적(temporary) 및/또는 영구적(permanent) 기반으로, 예를 들어, 제한 없이, 데이터, 함수 형태의 프로그램 코드, 및/또는 다른 적절한 정보와 같은 정보를 저장할 수 있는 임의의 하드웨어 부품이다. 이러한 예시적인 예들에서, 저장 장치(1416)는 컴퓨터 판독가능 저장 장치라고도 지칭될 수 있다. 이 예들에서, 메모리(1406)는 예를 들어 RAM(random access memory) 또는 임의의 다른 적절한 타입의 휘발성(volatile) 또는 비휘발성(non-volatile) 저장 장치일 수 있다. 영구 저장소(1408)는 특정한 구현에 따라서 다양한 형태를 취할 수 있다.

예를 들어, 영구 저장소(1408)는 하나 이상의 구성요소들 또는 장치들을 포함하고 있을 수 있다. 예를 들어, 영구 저장소(1408)는 하드 드라이브(hard drive), 플래시 메모리(flash memory), 재기록가능 광학적 디스크(rewritable optical disk), 재기록가능 자기 테이프(rewritable magnetic tape), 또는 이들의 몇몇 조합일 수 있다. 영구 저장소(1408)에 의해서 이용되는 매체는 착탈가능할(removable) 수 있다. 예를 들어, 착탈가능한 하드 드라이브가 영구 저장소(1408)를 위해 이용될 수 있다.

이 예시적인 예들에서, 통신 유닛(1410)은 다른 데이터 처리 시스템들 또는 장치들과의 통신을 제공한다. 이 예시적인 예들에서, 통신 유닛(1410)은 네트워크 인터페이스 카드(network interface card)이다.

입력/출력 유닛(1412)은 데이터 처리 시스템(1400)에 연결될 수 있는 다른 장치들과의 데이터의 입력 및 출력을 가능하게 한다. 예를 들어, 입력/출력 유닛(1412)은 키보드, 마우스, 및/또는 임의의 다른 적절한 입력 장치를 통해서 사용자 입력에 대한 커넥션(connection)을 제공할 수 있다. 나아가, 입력/출력 유닛(1412)은 프린터에 출력을 보낼 수 있다. 디스플레이(1414)는 사용자에게 정보를 디스플레이하기 위한 메커니즘(mechanism)을 제공한다.

운영 시스템, 애플리케이션들, 및/또는 프로그램들을 위한 명령어들은 저장 장치(1416) 내에 위치해 있을 수 있고, 저장 장치(1416)는 통신 프레임워크(1402)를 통해서 프로세서 유닛(1404)과 통신한다. 상이한 실시예들의 프로세스들은 메모리(1406)와 같은 메모리에 위치해 있을 수 있는 컴퓨터로 구현되는 명령어(computer-implemented instruction)들을 이용해서 프로세서 유닛(1404)에 의해 수행될 수 있다.

이 명령어들은 프로그램 코드, 컴퓨터 이용가능 프로그램 코드, 또는 컴퓨터 판독가능 프로그램 코드로 지칭될 수 있고, 프로세서 유닛(1404) 내의 프로세서에 의해 판독되고 실행될 수 있다. 상이한 실시예들에서 프로그램 코드는 메모리(1406) 또는 영구 저장소(1408)와 같은 상이한 물리적 또는 컴퓨터 판독가능 저장 매체 상에서 구체화될 수 있다.

프로그램 코드(1418)는 선택적으로 착탈가능한 컴퓨터 판독가능 매체(1420) 상에서 함수의 형태로 위치해 있고, 프로세서 유닛(1404)에 의한 실행을 위해 데이터 처리 시스템(1400)으로 로딩되거나(loaded) 전송될 수 있다. 이러한 예시적인 예들에서, 프로그램 코드(1418) 및 컴퓨터 판독가능 매체(1420)는 컴퓨터 프로그램 제품(1422)을 형성한다. 하나의 예에서, 컴퓨터 판독가능 매체(1420)는 컴퓨터 판독가능 저장 매체(1424) 또는 컴퓨터 판독가능 신호 매체(1426)일 수 있다.

이 예시적인 예들에서, 컴퓨터 판독가능 저장 매체(1424)는 프로그램 코드(1418)를 전파하거나(propagate) 전송하는 매체라기보다는 프로그램 코드(1418)를 저장하기 위해 이용되는 물리적인 또는 유형의(tangible) 저장 장치이다.

이와 달리, 프로그램 코드(1418)는 컴퓨터 판독가능 신호 매체(1426)를 이용해서 데이터 처리 시스템(1400)으로 전송될 수 있다. 컴퓨터 판독가능 신호 매체(1426)는, 예를 들어, 프로그램 코드(1418)를 포함하고 있는 전파되는(propagated) 데이터 신호일 수 있다. 예를 들어, 컴퓨터 판독가능 신호 매체(1426)는 전자기 신호, 광학적 신호, 및/또는 임의의 다른 적절한 타입의 신호일 수 있다. 이 신호들은 무선 통신 링크(wireless communications link), 광섬유 케이블(optical fiber cable), 동축 케이블(coaxial cable), 와이어(wire), 및/또는 임의의 다른 적절한 타입의 통신 링크와 같은 통신 링크들을 통해서 전송될 수 있다.

데이터 처리 시스템(1400)을 위해 도시된 상이한 구성요소들은 상이한 실시예들이 구현될 수 있는 방식에 대한 구조적 제한들을 가하려고 의도된 것이 아니다. 상이한 예시적인 실시예들은 데이터 처리 시스템(1400)을 위해 도시된 것들에 추가하여 및/또는 대신하여 구성요소들을 포함하는 데이터 처리 시스템에서 구현될 수 있다. 도 14에서 도시된 다른 구성요소들은 도시된 예시적인 예들과 달라질 수 있다. 상이한 실시예들은 프로그램 코드(1418)를 실행할 수 있는 임의의 하드웨어 장치 또는 시스템을 이용해서 구현될 수 있다.

본 발명의 예시적인 실시예들은 도 15에 도시된 바와 같은 항공기 제작 및 서비스 방법(1500) 및 도 16에 도시된 바와 같은 항공기(1600)의 맥락에서 설명될 수 있다. 우선 도 15를 참조하면, 항공기 제작 및 서비스 방법의 도면이 예시적인 실시예에 따라서 도시된다. 생산 전(pre-production) 동안, 항공기 제작 및 서비스 방법(1500)은 도 16에서의 항공기(1600)의 사양 및 설계(specification and design)(1502)와 자재 조달(material procurement)(1504)을 포함할 수 있다.

생산(production) 동안, 도 16에서의 항공기(1600)의 구성요소 및 서브어셈블리 제조(component and subassembly manufacturing)(1506)와 시스템 통합(system integration)(1508)이 일어난다. 그 이후에, 도 16에서의 항공기(1600)는 인증 및 인도(certification and delivery)(1510)를 거쳐서 서비스 중(in service)(1512)에 놓일 수 있다. 고객에 의해 서비스 중(1512)에 있는 동안, 도 16에서의 항공기(1600)는 일상적인 유지보수 및 점검(maintenance and service)(1514)에 대한 스케줄이 잡히고, 이것은 변형(modification), 재구성(reconfiguration), 재단장(refurbishment), 및 다른 유지보수 및 점검을 포함할 수 있다.

항공기 제작 및 서비스 방법(1500)의 프로세스들 각각은 시스템 통합자(system integrator), 써드 파티(third party), 및/또는 오퍼레이터(operator)에 의해서 실시되거나 수행될 수 있다. 이 예들에서, 오퍼레이터는 고객일 수 있다. 이 설명의 목적을 위해서, 시스템 통합자는 제한 없이 임의의 수의 항공기 제조자들 및 메이저-시스템(major-system) 하청업자들을 포함할 수 있고; 써드 파티는 제한 없이 임의의 수의 판매자(vendor)들, 하청업자(subcontractor)들, 및 공급자(supplier)들을 포함할 수 있고; 오퍼레이터는 항공사(airline), 리스회사(leasing company), 군사 단체(military entity), 서비스 기구(service organization) 등일 수 있다.

이제 도 16을 참조하면, 예시적인 실시예가 구현될 수 있는 항공기의 도면이 도시된다. 이 예에서, 항공기(1600)는 도 15에서의 항공기 제작 및 서비스 방법(1500)에 의해 생산되고, 복수의 시스템(1604)과 함께 기체(airframe)(1602) 및 내부(interior)(1606)를 포함할 수 있다. 시스템(1604)이 예들은 추진 시스템(propulsion system)(1608), 전기 시스템(electrical system)(1610), 유압 시스템(hydraulic system)(1612), 및 환경 시스템(environmental system)(1614) 중의 하나 이상을 포함한다. 임의의 수의 다른 시스템들이 포함될 수 있다. 항공우주적인 예가 도시되었지만, 상이한 예시적인 실시예들은 자동차 산업(automotive industry)과 같은 다른 산업에 적용될 수 있다.

본 명세서에서 구체화된 장치 및 방법들은 도 15에서의 항공기 제작 및 서비스 방법(1500)의 단계들 중의 적어도 하나 동안에 채용될 수 있다.

예시적인 예들에서, 방법 및 장치는 구성요소 및 서브어셈블리 제조(1506) 동안 형성된 복합재 워크피스들을 검사하기 위하여 검사 환경(200)에서 구현될 수 있다. 다른 예시적인 예로서, 예시적인 실시예에 따른 방법 및 장치는 또한 항공기(1600)에서 복합재 구조물들을 교체하거나 업그레이드하는 데 이용되는 복합재 구조물들을 형성하기 위해 처리되는 복합재 워크피스들에 대해서 유지보수 및 서비스(1514) 동안 구현될 수 있다. 다수의 상이한 예시적인 실시예들의 이용은 항공기(1600)의 조립을 현저하게 가속화하고 및/또는 항공기(1600)의 비용을 현저하게 감소시킬 수 있다.

그래서, 예시적인 실시예들은 복합재 워크피스를 검사하기 위한 방법 및 장치를 제공한다. 나아가, 예시적인 실시예들은 또한 복합재 워크피스를 형성하기 위해 재료들이 쌓일 수 있는 툴의 표면을 검사하는 데 이용될 수 있다. 예시적인 실시예들은 복합재 워크피스가 경화되기 전에 복합재 물질의 레이어의 표면 상에서 오염물들을 식별하기 위하여 검사를 수행한다. 이러한 방식으로, 오염물들 또는 오염물들을 포함하고 있는 영역들이 제거될 수 있다. 결과적으로, 복합재 구조물에 존재할 수 있는 하자들의 수가 감소될 수 있다. 하자들의 감소에 의해서, 복합재 구조물들의 재생산(remanufacturing) 또는 재작업(rework)의 양 또한 감소될 수 있다.

나아가, 오염물들은 최종적인 복합재 구조물에 포함되지 않는 영역들 상에서 식별될 수 있다. 이 영역들은, 예를 들어, 복합재 워크피스를 형성하는 데 이용하기 위한 복합재 워크피스 또는 복합재 물질의 레이어들의 영역들일 수 있다. 예를 들어, 오염물들은 사용되지 않을 복합재 워크피스의 영역 또는 폐기될 영역에서 식별될 수 있다. 다시 말해서, 복합재 구조물의 제조 동안 폐기될 복합재 워크피스의 일부분들은 오염물들에 대해서 검사되지 않을 수 있다. 이러한 타입의 영역들에서의 오염물들의 존재는 복합재 워크피스를 형성하는 데 관련이 없을 수 있다.

게다가, 검사 분야(inspection field)는 최종적인 복합재 구조물에서 이용되는 영역들만이 검사될 수 있도록 셋팅될(set) 수 있다. 그래서, 복합재 워크피스 상에서 오염물들의 검사 및 식별을 위해 요하는 시간이 감소될 수 있다.

상이한 예시적인 실시예들은 또한 리시빙 도크(receiving dock)에서 인커밍(incoming) 복합재 물질에 대한 품질 관리(quality control) 타입의 검사를 수행하는 데 이용될 수 있다. 예를 들어, 복합재 물질들이 툴들 상으로 배치되기 전에 또는 이와 달리 복합재 워크피스 안으로 처리되기 전에 복합재 물질들의 검사를 수행함으로써 작업 스트림(work stream)에서 복합재 물질을 이용하기 전에 복합재 물질 상에서 오염물들을 식별할 수 있을 것이다. 게다가, 상이한 예시적인 실시예들은 또한 워크피스를 형성하기 위해서 이용될 복합재 물질들에서 하자들을 식별하는 데 이용될 수 있다. 본 명세서에서 사용될 때, "하자(inconsistency)"는 복합재 워크피스를 형성하는 데 이용하기 위한 복합재 물질과 관련하여 사용되는 경우에 오염물, 복합재 물질에서의 분리(disbonding), 복합재 물질에서의 박리, 또는 복합재 맵(map)에서의 다른 원치않는 상태들을 포함할 수 있다. 결과적으로, 이후에 제조 프로세스 동안 오염물을 발견하는 것과 비교하여 이 단계에서 오염물을 발견함으로써 시간과 돈이 절약될 수 있다.

이 예시적인 예들에서, 워크피스를 형성할 때 이용하기 위한 복합재 물질에서의 하자는 복합재 물질의 표면 상에 있을 수도 있고, 복합재 물질의 내부 안에 위치해 있을 수도 있다. 전자기 방사선에 대한 응답으로부터 생성된 이미지는 이 하자들을 나타내는 그래픽 인디케이터들을 포함할 수 있다. 그래픽 인디케이터들은 검출된 하자의 타입을 나타내도록 선택될 수 있다.

예시적인 실시예들은 복합재 구조물들을 위한 부품들을 제조하기 위해 필요한 시간의 양의 감소를 가능하게 하는 방법 및 장치를 제공한다. 결과적으로, 항공기와 같은 플랫폼을 제조하기 위한 비용, 시간, 또는 비용 및 시간 양쪽 모두가 감소될 수 있다.

상이한 예시적인 실시 예들의 설명이 도시 및 설명의 목적을 위해서 제시되었으며, 공개된 형태의 실시 예들로 한정 또는 제한하려는 의도는 아니다. 여러 가지 변경들 및 변형들이 당해 기술분야의 통상의 기술자들에게 명백할 것이다. 나아가, 상이한 예시적인 실시 예들은 다른 예시적인 실시 예들과 비교하여 상이한 특징들을 제공할 수 있다. 선택된 실시 예 또는 실시 예들은 실시 예들의 원리와 실용적인 애플리케이션을 가장 잘 설명하기 위하여 선택 및 설명되었고, 당해 기술분야의 통상의 기술자들이 심사숙고된 특정 사용에 적합한 다양한 변경들을 가진 다양한 실시 예들에 대해서 본 공개를 이해하는 것을 가능하게 한다.

Claims

복합재 워크피스(composite workpiece)(206)를 검사하기 위한 방법으로서, 상기 방법은:
복합재 워크피스(206)의 표면(212)에 겨냥된 전자기 방사선(electromagnetic radiation)(224)에 대한 응답(228)을 복합재 워크피스(206)의 표면(212) 상의 다수의 위치들(number of locations)(226) 각각에 대한 다수의 파장들(230)로 분할하는(separating) 단계;
다수의 위치들(226) 각각에 대한 다수의 파장들(230)로부터 복합재 워크피스(206)의 표면(212) 상의 오염물들의 세트(210)를 식별하는 단계; 및
복합재 워크피스(206)의 표면(212) 상의 다수의 위치들(226) 각각에 대한 다수의 파장들(230)로부터 식별된 오염물들의 세트(210)를 나타내는 그래픽 인디케이터들의 세트(set of graphical indicators)(242)를 가지고 복합재 워크피스(206)의 표면(212)의 2차원 이미지(236)를 생성하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 복합재 워크피스(206)를 검사하기 위한 방법.
청구항 1에 있어서,
다수의 위치들(226) 각각에 대한 다수의 파장들(230)로부터 복합재 워크피스(206)의 표면(212) 상의 오염물들의 세트(210)를 식별하는 단계는:
복합재 워크피스(206)의 표면(212) 상의 다수의 위치들(226) 각각에 대한 다수의 파장들(230)과 기지의(known) 오염물들에 대한 파장들의 데이터(232)베이스와의 비교를 기초로 하여 오염물들의 세트(210)를 식별하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 복합재 워크피스(206)를 검사하기 위한 방법.
청구항 1에 있어서,
복합재 워크피스(206)의 표면(212) 상으로 그래픽 인디케이터들의 세트(242)를 가진 2차원 이미지(236)를 투사하는(projecting) 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 복합재 워크피스(206)를 검사하기 위한 방법.
청구항 1에 있어서,
복합재 워크피스(206)의 표면(212) 상의 다수의 위치들(226) 각각에 대한 다수의 파장들(230)로부터 식별된 오염물들의 세트(210)를 나타내는 그래픽 인디케이터들의 세트를 가지고 복합재 워크피스(206)의 표면(212)의 2차원 이미지(236)를 생성하는 단계는:
가시 광선 센서 시스템(visible light sensor system)(302)을 가지고 복합재 워크피스(206)의 표면(212)의 2차원 이미지(236)를 생성하는 단계; 및
다수의 위치들(226)에 상응하는 위치들에서의 2차원 이미지(236)에서 복합재 워크피스(206)의 표면(212) 상의 다수의 위치들(226) 각각에 대한 다수의 파장들(230)로부터 식별된 오염물들의 세트(210)를 나타내는 그래픽 인디케이터들의 세트(242)를 포함하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 복합재 워크피스(206)를 검사하기 위한 방법.
청구항 1에 있어서,
복합재 워크피스(206)는 복합재 물질의 다수의 레이어들을 포함하는 것을 특징으로 하는 복합재 워크피스(206)를 검사하기 위한 방법.
청구항 1에 있어서,
복합재 물질의 다수의 레이어들이 복합재 워크피스(206)를 위해 쌓일(laid up) 때, 상기 분할하는 단계, 상기 식별하는 단계, 및 상기 생성하는 단계가 수행되는 것을 특징으로 하는 복합재 워크피스(206)를 검사하기 위한 방법.
청구항 6에 있어서,
복합재 물질의 다수의 레이어들을 경화시키기 전에 복합재 물질의 다수의 레이어들이 복합재 워크피스(206)를 위해 쌓일 때마다, 상기 분할하는 단계, 상기 식별하는 단계, 및 상기 생성하는 단계가 수행되는 것을 특징으로 하는 복합재 워크피스(206)를 검사하기 위한 방법.
청구항 1에 있어서,
복합재 워크피스(206)를 경화시키기 전에, 상기 분할하는 단계, 상기 식별하는 단계, 및 상기 생성하는 단계가 수행되는 것을 특징으로 하는 복합재 워크피스(206)를 검사하기 위한 방법.
청구항 1에 있어서,
복합재 워크피스(206)의 표면(212)에 겨냥된 전자기 방사선(224)에 대한 응답(228)을 복합재 워크피스(206)의 표면(212) 상의 다수의 위치들(226) 각각에 대한 다수의 파장들(230)로 분할하는 단계는:
전자기 방사선(224)에 대한 응답을 필터(310)를 통해(across) 스캔하는 단계를 포함하고,
필터(310)는 응답(228)을 다수의 파장들(230)로 분할하도록 구성된 것을 특징으로 하는 복합재 워크피스(206)를 검사하기 위한 방법.
청구항 9에 있어서,
필터(310)는 간섭 필터(interference filter)(314)인 것을 특징으로 하는 복합재 워크피스(206)를 검사하기 위한 방법.
청구항 1에 있어서,
전자기 방사선(224)은 레이저(laser) 시스템, 할로겐 광(halogen light) 시스템, 발광 다이오드 시스템(light emitting diode), 크세논 아크 램프(xenon arc lamp) 시스템, 레이저 다이오드(laser diode) 시스템, 파장가변 레이저(tunable laser) 시스템, 및 석영 램프(quartz lamp) 시스템 중의 적어도 하나에 의해서 생성되는 것을 특징으로 하는 복합재 워크피스(206)를 검사하기 위한 방법.
청구항 1에 있어서,
복합재 워크피스(206)는 이동(mobile) 플랫폼, 정지(stationary) 플랫폼, 지상기반 구조물(land-based structure), 수중기반 구조물(aquatic-based structure), 우주기반 구조물(space-based structure), 수상함(surface ship), 탱크, 병력 수송차(personnel carrier), 기차, 우주선, 우주 정거장(space station), 위성(satellite), 잠수함, 자동차, 발전소(power plant), 다리(bridge), 댐(dam), 제조 시설(manufacturing facility), 및 건물(building) 중의 하나로부터 선택된 플랫폼(220)을 위한 부품을 형성하는 것을 특징으로 하는 복합재 워크피스(206)를 검사하기 위한 방법.
복합재 물질의 레이어들을 쌓기(laying up) 위한 툴(204)을 검사하기 위한 방법으로서, 상기 방법은:
툴(204)의 표면(212) 상에 복합재 물질의 레이어들을 쌓기 전에, 툴(204)의 표면(212)에 겨냥된 전자기 방사선(224)에 대한 응답(228)을 툴(204)의 표면(212) 상의 다수의 위치들(226) 각각에 대한 다수의 파장들(230)로 분할하는 단계;
툴(204)의 표면(212) 상의 다수의 위치들(226) 각각에 대한 다수의 파장들(230)로부터 오염물들의 세트(210)를 식별하는 단계; 및
툴(204)의 표면(212) 상의 다수의 위치들(226) 각각에 대한 다수의 파장들(230)로부터 식별된 오염물들의 세트(210)를 나타내는 그래픽 인디케이터들의 세트(242)를 가지고 툴(204)의 표면(212)의 2차원 이미지(236)를 생성하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 복합재 물질의 레이어들을 쌓기 위한 툴(204)을 검사하기 위한 방법.
복합재 물질을 검사하기 위한 방법으로서, 상기 방법은:
복합재 물질의 표면(212)에 겨냥된 전자기 방사선(224)에 대한 응답(228)을 복합재 물질의 표면(212) 상의 다수의 위치들(226) 각각에 대한 다수의 파장들(230)로 분할하는 단계;
다수의 위치들(226) 각각에 대한 다수의 파장들(230)로부터 복합재 물질에 대한 하자들(inconsistencies)의 세트를 식별하는 단계; 및
복합재 물질의 표면(212) 상의 다수의 위치들(226) 각각에 대한 다수의 파장들(230)로부터 식별된 하자들(inconsistencies)의 세트를 표시하는 그래픽 인디케이터들의 세트(242)를 가지고 복합재 물질의 2차원 이미지(236)를 생성하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 복합재 물질을 검사하기 위한 방법.
청구항 14에 있어서,
복합재 물질은 복합재 워크피스(206)에서의 복합재 물질의 레이어 및 복합재 워크피스(206)를 형성하는 데 이용되기 전의 복합재 물질의 레이어 중의 하나로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 복합재 물질을 검사하기 위한 방법.
복합재 워크피스(206)의 표면(212)에 겨냥된 전자기 방사선(224)에 대한 응답(228)을 다수의 파장들(230)로 분할하고, 전자기 방사선(224)의 다수의 파장들(230)로부터 데이터(232)를 생성하도록 구성된 분광 센서 시스템(spectral sensor system)(300); 및
복합재 물질의 다수의 레이어들이 복합재 워크피스(206)를 위해 쌓인 후 복합재 물질의 다수의 레이어들이 경화되기 전에, 분광 센서 시스템(300)으로 하여금 응답(228)으로부터 데이터(232)를 생성하도록 하고, 복합재 워크피스(206)의 표면(212) 상의 다수의 위치들(226) 각각에 대한 다수의 파장들(230)로부터 식별된 오염물들의 세트(210)를 나타내는 그래픽 인디케이터들의 세트(242)를 가지고 복합재 워크피스(206)의 표면(212)의 2차원 이미지(236)를 생성하도록 구성된 분석기(analyzer)(222);를 포함하는 장치.
청구항 16에 있어서,
복합재 워크피스(206)의 표면(212)의 가시 광선 이미지(visible light image)를 생성하도록 구성된 가시 광선 센서 시스템(visible light sensor system)(302)을 더 포함하고,
분석기(222)는 다수의 위치들(226)에 상응하는 위치들에서의 가시 광선 이미지에서 복합재 워크피스(206)의 표면(212) 상의 다수의 위치들(226) 각각에 대한 다수의 파장들(230)로부터 식별된 오염물들의 세트(210)를 나타내는 그래픽 인디케이터들의 세트(242)를 포함하도록 구성되어서, 복합재 워크피스(206)의 표면(212) 상의 다수의 위치들(226) 각각에 대한 다수의 파장들(230)로부터 식별된 오염물들의 세트(210)를 나타내는 그래픽 인디케이터들의 세트(242)를 가지고 복합재 워크피스(206)의 표면(212)의 2차원 이미지(236)를 형성하는 것을 특징으로 하는 장치.
청구항 16에 있어서,
전자기 방사선(224)을 생성하도록 구성된 전자기 방사선 소스(electromagnetic radiation source)(218)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
청구항 16에 있어서,
분광 센서 시스템(300)은:
복합재 워크피스(206)의 표면(212)에 겨냥된 전자기 방사선(224)에 대한 응답(228)을 다수의 파장들(230)로 분할하도록 구성된 필터(filter)(310); 및
필터(310)에 의해 응답(228)에서 분할된 전자기 방사선(224)의 다수의 파장들(230)로부터 데이터(232)를 생성하도록 구성된 센서 어레이(sensor array)(312);를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
청구항 16에 있어서,
복합재 워크피스(206)는 복합재 항공기 부품을 위한 것임을 특징으로 하는 장치.