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制造纤维增强型复合部件期间检查纤维铺放的系统和方法

阅读:83发布:2020-05-08

专利汇可以提供制造纤维增强型复合部件期间检查纤维铺放的系统和方法专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 涉及一种制造 纤维 增强型复合部件期间检查纤维铺放的系统和方法。公开的系统和方法涉及通过使用与图案照明相关的3D数字图像非 接触 地3D测量未 固化 的纤维增强型复合部件来检查该部件。系统包括构造成将光图案投射到成形件上的光投射器、构造成使光图案成像的 数码相机 ,并且可包括和/或关联于构造成将未固化的 复合材料 铺设在成形件上的AFP机器。方法包括:将光图案投射到成形件上;通过使成形件上的光图案成像来获取成形件的基线3D廓形;将未固化的纤维片铺设到成形件上;将光图案投射到未固化的纤维片上;通过使未固化的纤维片上的光图案成像来获取纤维片的测试3D廓形以及计算测试3D廓形和基线3D廓形之间的厚度差。,下面是制造纤维增强型复合部件期间检查纤维铺放的系统和方法专利的具体信息内容。

1.一种用于检查未固化纤维增强型复合材料的方法,所述检查方法包括:
将光图案投射(102)到成形件(30)上的检查区域上;
通过数码相机(14)获取所述成形件(30)上的所述光图案的至少两个基线图像;
通过执行数字图像相关根据所述基线图像计算所述成形件的基线3D廓形;
将未固化的纤维片铺设(106)到所述检查区域内的所述成形件上;
将所述光图案投射(108)到所述成形件上的所述未固化的纤维片上;
通过所述数码相机(14)获取所述成形件上的所述未固化的纤维片上的所述光图案的至少两个测试图像;
通过执行数字图像相关根据所述测试图像计算所述成形件上的所述未固化的纤维片的测试3D廓形;以及
计算(112)所述测试3D廓形和所述基线3D廓形之间的多个厚度差,每个厚度差均对应于所述检查区域内的点。
2.根据权利要求1所述的方法,所述检查方法进一步包括:检测(114)所述未固化的纤维片和所述成形件(30)之间的空隙。
3.根据权利要求1-2中的任一项所述的方法,所述检查方法进一步包括:检测(114)所述未固化的纤维片和所述成形件(30)之间没有空隙。
4.根据权利要求1-2中的任一项所述的方法,其中,获取(104)所述成形件的基线3D廓形的步骤包括:用具有不同视的两个数码相机(14,14')使所述成形件上的所述光图案基本同时地成像;并且其中获取(110)所述成形件上的所述未固化的纤维片的测试3D廓形的步骤包括:用所述两个数码相机使所述成形件(30)上的所述未固化的纤维片上的所述光图案基本同时地成像。
5.根据权利要求1-2中的任一项所述的方法,所述检查方法进一步包括:一旦确定所述厚度差大于预定阈值,就将所述未固化的纤维片压紧(120)到所述成形件(30)上。
6.根据权利要求1-2中的任一项所述的方法,所述检查方法进一步包括:一旦确定所述厚度差大于预定阈值,就加热所述未固化的纤维片。
7.一种用于检查未固化的纤维增强型复合材料的系统,所述系统包括:
光投射器(12),所述光投射器被构造成将光图案投射到成形件(30)上的检查区域上;
数码相机(14,14'),所述数码相机被构造成使所述成形件上的所述光图案成像;以及计算系统(16),所述计算系统被编程为:
用所述光投射器将所述光图案投射(102)到所述成形件上的所述检查区域上;
获取所述成形件上的所述光图案的至少两个基线图像,其中所述两个基线图像中的至少一个基线图像是用所述数码相机获取的;
通过执行数字图像相关根据所述基线图像来确定(104)所述成形件的基线3D廓形;
将所述光图案投射(108)到在所述检查区域内的所述成形件上分层堆放的所述未固化的纤维增强型复合材料上;
获取在所述成形件上分层堆放的所述未固化的纤维增强型复合材料上的所述光图案的至少两个测试图像,其中所述两个测试图像中的至少一个测试图像是用所述数码相机(14,14')获取的;通过执行数字图像相关根据所述测试图像来确定(110)在所述成形件上分层堆放的所述未固化的纤维增强型复合材料的测试3D廓形;以及
确定(112)所述测试3D廓形和所述基线3D廓形之间的多个厚度差,每个厚度差均对应于所述检查区域内的点。
8.根据权利要求7所述的系统,其中,所有所述基线图像都是用所述数码相机获取的。
9.根据权利要求7所述的系统,其中,所有所述测试图像都是用所述数码相机获取的。

说明书全文

制造纤维增强型复合部件期间检查纤维铺放的系统和方法

技术领域

[0001] 本公开涉及制造纤维增强型复合部件期间检查纤维铺放的系统和方法。

背景技术

[0002] 自动纤维铺放是一种制造纤维增强型复合部件的技术。该技术使用自动纤维铺放(AFP)机器(还被称为先进的纤维铺放机),AFP机器将未固化的成条的纤维带精确地铺放并分层堆放到模具和/或芯棒上。AFP机器通常用于制造大型复杂形状的结构,诸如机架、空气涡轮叶片容器及其它工业产品。
[0003] 未固化的纤维带通常包括预浸渍热固性和/或热塑性材料的纤维(预浸碳纤维带)。所述带可采取丝束的形式,该丝束是连续长丝的退捻束,并且可薄而窄(常见的厚度范围从约0.005”(0.13mm)到0.010”(0.25mm);常见的宽度范围从约0.125”(3mm)到约0.5”(13mm))。
[0004] AFP机器通常有能力将多条(例如,2-32条)带平行地铺放在一起,并且由此可形成宽度与各条的宽度的总和一样宽的单个带子。AFP机器可按一定的取向范围(例如,0°、+45°、-45°和/或90°)将各条铺放在叠层模具(layup mold)和/或芯棒形状(例如,平的、凹的和/或凸的)的范围内。限于大致平的或基本曲面的机器可被称为自动铺带机、平面型自动铺带机和/或曲面型自动铺带机。
[0005] AFP机器通常包括:将带自动切割成条;以及把各条分层堆放以形成叠层(ply)(每个叠层为单个条的层)。此外,AFP机器可将新的条层压紧到底层的叠层上。复合部分的各层需要彼此适当地接触并附着,以适当地层压并固化。在新的条层未能附着到底层的层(有或没有AFP机器压紧)的情况下,在未固化和已固化的部分中形成层间空隙(inter-laminal void)。层间空隙是可导致已固化的复合部分弱化的脱层缺陷。因而,优选地,在使复合部分固化之前,需要检测并修复层间空隙。发明内容
[0006] 本文中公开的系统和方法涉及使用与图案照明相关的3D数字图像技术通过在至少部分地形成的未固化的纤维增强型复合部件的表面上执行非接触3D(三维)测量来检查未固化的纤维增强型复合部件。
[0007] 用于检查的系统包括:光投射器,所述光投射器被构造成将光图案投射到检查区域处的成形件(form)上;数码相机,所述数码相机被构造成使所述成形件上的所述光图案成像;以及计算系统,所述计算系统被编程为投射所述光图案以获取图像并确定所获取的所述图像的3D廓形。更具体地,所述计算系统可被编程为执行本文中描述的任何方法。
[0008] 用于检查的系统被构造成确定所述成形件的基线3D廓形,确定在所述成形件上分层堆放的未固化的纤维增强型复合材料的测试3D廓形,以及确定所述测试3D廓形和所述基线3D廓形之间的厚度差。用于检查的系统可关联于和/或可包括AFP机器,所述AFP机器被构造成将所述未固化的纤维增强型复合材料铺设在所述成形件上。
[0009] 用于检查的方法包括:在制造所述未固化的纤维增强型复合部件之前、期间和/或之后进行检查。用于检查的方法包括:将光图案投射到成形件上的检查区域上;通过使所述成形件上的所述光图案成像来获取所述成形件的基线3D廓形;将未固化的纤维片(例如,条、片材)铺设到所述检查区域内的所述成形件上;将所述光图案投射到所述成形件上的所述未固化的纤维片上;通过使所述成形件上的所述未固化的纤维片上的所述光图案成像来获取所述成形件上的所述纤维片的测试3D廓形;以及计算所述测试3D廓形和所述基线3D廓形之间的厚度差。附图说明
[0010] 图1是纤维铺放检查系统的示意图。
[0011] 图2是用于纤维铺放检查的方法的示意图。

具体实施方式

[0012] 本文中公开了在制造纤维增强型复合部件期间用于检查纤维铺放的系统和方法。一般来说,在图中,有可能被包括在给定实施方式中的元件以实线图示,而可选或替代的元件以虚线图示。然而,以实线图示的元件并不是对本公开的所有实施方式均是必要的,并且在不脱离本公开的范围的前提下以实线示出的元件可从特定实施方式中略去。
[0013] 图1示意性地表示出纤维铺放检查系统10。系统10可被构造成检查未固化的纤维增强型复合部件20,诸如由AFP机器40至少部分地形成的部件。
[0014] 在一般平上,系统10被构造成使用与图案照明而非固有的和/或施加的表面标记相关的3D数字图像技术来在至少部分地形成的未固化的纤维增强型复合部件20的表面上执行非接触3D测量。系统10可被进一步构造成在制造部件20之前、期间和/或之后测量3D廓形(还被称为3D表面廓形),可选地,测量底层的成形件30和部件20的一个或多个层的3D廓形,和/或可选地,确定一个或多个层的(明显)厚度(该厚度可以是平均层厚度和/或可以是该层上的一个或多个点处的厚度)。系统10可被构造成(例如通过检测异常厚度和/或3D廓形)自动检测未固化的纤维增强型复合部件20的各层之间的层间空隙(即,脱层缺陷)。
[0015] 系统10包括:光投射器12,光投射器12被构造成将光图案投射到检查区域50处的成形件30上;数码相机14,数码相机14被构造成使成形件30上的光图案成像;以及计算系统16,计算系统16被编程,以投射光图案,获取图像并且确定所获取图像的3D廓形。更具体地,计算系统16可被编程,以执行本文中描述的任何方法。
[0016] 在完全固化之前,即,部件20处于未固化和/或部分固化的状态下,未固化的纤维增强型复合部件20是纤维增强型复合结构。示例纤维增强型结构包括航空结构和/或组分、飞行器、机架、机身、机翼、翼型转子叶片、轮机结构和/或组分、汽车结构和/或组分、船艇结构和/或组分、和/或任何其它的纤维增强型复合结构。系统10可被构造成检查和/或检测相对大的部件20,例如,具有大于1m2(平方米)、大于2m2、大于5m2、大于10m2、大于20m2、大于50m2、小于100m2、小于50m2、小于20m2和/或小于10m2的表面区域的部件20。部件20通常是由至少一个叠层、层和/或薄片形成的层压结构。每个叠层、层和/或薄片可包括至少一个纤维片(即,纤维增强型材料的条、片材和/或丝束)。部件20可包括纤维片的至少一个带子和/或层次(course)。由叠层、层、薄片、纤维片、带子和/或层次构成的部件20可较薄,例如,厚度小于20mm、小于10mm、小于6mm、小于5mm、小于3mm、小于2mm、小于1mm、小于0.5mm、小于0.2mm、小于0.1mm、小于0.05mm、大于0.01mm、大于0.02mm、大于0.05mm、大于0.1mm、大于
0.2mm、大于0.5mm、大于1mm、大于2mm和/或大于5mm。纤维片可相对较窄,例如,宽度小于
40mm、小于20mm、小于10mm、小于6mm、小于5mm、小于3mm、小于2mm、小于1mm、大于1mm、大于
2mm、大于5mm、大于10mm、约3mm、约6mm和/或约13mm。
[0017] 纤维增强型材料包括诸如碳纤维、玻璃纤维和/或聚酰胺纤维的增强纤维。纤维可采取丝束、编织组织、针织物、织物和/或毡的形式。纤维增强型材料可包括诸如环树脂、热固性材料和/或热塑性材料的树脂。当纤维增强型材料包括树脂时,它可被称为预浸料
[0018] 系统10可包括成形件30。成形件30是随着部件20的形成、固化和/或涂饰而为未固化的纤维增强型复合部件20提供表面形状的结构。例如,成形件30可被构造成便于制造部件20。成形件30可包括和/或可以是芯棒、模具和/或工具。此外,成形件30可至少部分地覆盖有和/或可包括部件20的至少一部分(例如,部件20的未固化纤维片的一个或多个叠层、层次、层和/或薄片)。检查区域50与成形件30的至少一部分关联。一般情况下,检查区域50是成形件30的表面区域,所述表面由成形件30限定(可包括部件20的至少一部分)。
[0019] 系统10可关联于和/或可包括AFP机器40。另外地或替代地,AFP机器40可被构造成将未固化的纤维增强型复合材料(例如,纤维片)分层堆放在成形件30上和/或检查区域50内。
[0020] 系统10的光投射器12被构造成将光图案投射到成形件30上的检查区域50上。光投射器12可包括灯、LED、激光器、衍射分束器、衍射光学元件和/或激光扫描器。被投射的光图案是被构造成由数码相机14检测的图案。光图案是高对比度图案,由于亮度频谱(例如,颜色)和/或偏光变化而使图案各区域之间具有对比度。光图案可以是规则(例如,重复的)图案、非规则图案、随机(例如,随机或伪随机)图案、图像、斑点阵列和/或网格。光图案可在一个和/或两个维度之中重复。如本文中使用的,光指的是紫外线、可见光和/或红外线区域内的电磁辐射。高对比度图案可具有局部和/或全局的高对比度分辨率(最大亮度和最小亮度之间的差与平均亮度的比值)。合适的高对比度分辨率包括大于0.5、大于0.8、大于1、大于1.2和/或大于1.5。
[0021] 一般情况下,光图案包括由暗淡的斑界定的明亮的斑块,但是在一些实施方式中,暗淡的斑块可由明亮的斑块界定。光图案内的非圆形斑块、斑点、小点和/或其它光结构至少具有主要尺寸和较小尺寸。对于圆形结构,主要尺寸和较小尺寸是相同的。主要尺寸是包围光结构的界定框(即,矩形)的最长尺寸。较小尺寸是界定框的最短尺寸。光结构在光图案内的平均较小尺寸可小于(并且可选地基本小于)未固化的纤维增强型复合部件20的未固化纤维片(例如,条、片材)的宽度。例如,平均较小尺寸可小于12mm、小于10mm、小于7mm、小于5mm、小于3mm、小于2mm、小于1mm、大于1mm、大于2mm、大于3mm、大于5mm、大于7mm、大于10mm和/或大于12mm。
[0022] 无论图案的形式如何,光图案都被构造成照亮检查区域50处的表面(例如,成形件30和/或在成形件30上至少部分地分层堆放的复合材料20)。而且,光投射器12和/或光图案可被构造成重复地复制检查区域50处的相同图案(例如,每次3D廓形测量均投射相同的光图案)。另外地或替代地,光投射器12可被构造成投射具有确定性差异的不同的光图案。
[0023] 系统10的数码相机14被构造成当由光投射器12照亮时使检查区域50成像。系统10可包括一个或多个数码相机14。每个数码相机14均被构造成获取检查区域50(可包括成形件30和/或部件20)的2D(二维)图像,即,每个数码相机14的视场均涵盖检查区域50,并且每个数码相机14均聚焦于检查区域50上。数码相机14可包括电子图像传感器(诸如CMOS传感器和/或CCD传感器)和透镜。而且,数码相机14被构造成响应于由光投射器12投射到检查区域50上的光图案,例如,透镜和图像传感器对来自光图案的光敏感。
[0024] 在系统10包括一个数码相机14的情况下,数码相机14被构造成在检查区域50和/或成形件30的不同视(即,不同观察点)之间移动。对于包括两个或更多个数码相机14的系统10,每个数码相机14均可被独立地构造成在不同视角之间移动。另外地或替代地,两个或更多个数码相机14可被构造成一起移动,随着数码相机14一起移动而维持恒定的相对视角、间距和/或方位。在数码相机14被构造成移动的情况下,数码相机位置可被索引、跟踪和/或指示,和/或数码相机14的运动可自动化、被驱动和/或被指挥,以实现数码相机14的一致性重新定位。为了便于重复性运动、准确定位和/或取向、精确定位和/或取向、稳定视角和/或刚性联接,系统10可包括框架18。框架18可包括安装件、轭、轨道、三脚架工作台和/或定位器。框架可联接到AFP机器40和/或可以是AFP机器40的一部分。
[0025] 在系统10包括两个或更多个数码相机14的情况下,数码相机14中的至少两个具有检查区域50和/或成形件30的不同视角。数码相机14和/或计算系统16可被构造(和/或编程)成顺序地(即,每一次一个数码相机成像)、异步地、同步地和/或至少部分同时地获取图像。
[0026] 系统10的计算系统16可以是和/或可包括控制器、电子控制器、专用控制器、特殊用途控制器、通用计算机、特殊用途计算机、显示装置、逻辑器件和/或存储器件。存储器件(当存在时)可包括非暂时性计算机可读介质,并且可存储用于实施系统10和/或方法100(如在图2中表示的)的各方面的计算机可执行指令。
[0027] 图2示意性地表示用于检查未固化的纤维增强型复合部件(例如,未固化的纤维增强型复合部件20)的方法100。这样的部件可由AFP机器40至少部分地形成,和/或可在制造该部件之前、期间和/或之后进行检查。方法100是使用与图案照明而非固有的和/或施加的表面标记相关的3D数字图像技术来在至少部分地形成的未固化的纤维增强型复合部件的表面上执行非接触3D测量的方法。方法100可以是在制造部件之前、期间和/或之后测量3D廓形的方法,可选地,测量底层的成形件(例如,成形件30)和部件的一个或多个层的3D廓形,和/或可选地,确定一个或多个层的厚度(例如,在所述层的一个或多个点处的一个或多个厚度)。方法100可以是(例如通过检测异常厚度和/或3D廓形)自动检测未固化的纤维增强型复合部件各层之间的层间空隙(即,脱层缺陷)的方法。
[0028] 方法100包括:将光图案投射102到成形件(例如,成形件30)上的检查区域(例如,检查区域50)上;通过使成形件上的光图案成像来获取104成形件的基线3D廓形;将未固化的纤维片(例如,条、片材)铺设106到检查区域内的成形件上;将相同的光图案投射108到成形件上的未固化的纤维片上;通过使成形件上的未固化的纤维片上的光图案成像来获取110成形件上的纤维片的测试3D廓形;以及计算112测试3D廓形和基线3D廓形之间的厚度差。该厚度差可以是厚度廓形,也可以是厚度廓形的一部分,和/或可源自厚度廓形,厚度廓形即测试3D廓形和基线3D廓形之间多个公共节点的位移。
[0029] 投射102(以及同时发生的获取104)是在铺设106之前并且在投射108(以及同时发生的获取110)之前执行的。投射102和获取104的组合导致了基线3D廓形(即,铺设106之前的成形件3D廓形)的计算。投射102和获取104可在将任何未固化的纤维片铺设、附着和/或铺放在成形件(裸成形件)上之前执行。另外地或替代地,投射102和获取104可在将一个或多个未固化的纤维片铺设、附着和/或铺放在裸成形件(在这种情况下,成形件可包括裸成形件和纤维片)上期间和/或之后执行。
[0030] 投射102和随后的投射108将相同的光图案投射到投射的各自目标上,即,用于投射102的成形件以及用于投射108的成形件上的未固化的纤维片。一般情况下,除了在时间上分开并且具有由光图案照亮的不同目标之外,投射102和投射108是以相同的方式执行的。投射102和/或投射108可包括:操作光投射器(例如,光投射器12)。投射102和/或投射108可包括:将光图案的图像聚焦到各自目标上。另外地或替代地,投射102和/或投射108可包括:将明亮的光点(或者多个明亮的光点)投射和/或扫描到各自目标上。明亮的斑点可包括准直和/或聚焦的光。例如,明亮的斑点可以是激光斑点、衍射斑点、折射斑点和/或反射斑点。
[0031] 获取104和随后的获取110获取了位于成像的各自目标(即,用于获取104的成形件以及成形件上的未固化的纤维片)上的(分别通过投射102和投射108而投射的)光图案的图像。一般情况下,除了在时间上分开并且具有成像的不同目标之外,获取104和获取110是以相同的方式执行的。获取104和/或获取110可包括基于从不同视角获取的各自目标的两个或更多个图像来执行数字图像相关、全场3D图像相关、摄影测量和/或三角剖分。两个或更多个图像可用一个或多个数码相机(例如,数码相机14)获取,具有对应于数码相机不同位置的不同视角。特别是在使用比针对获取104和/或获取110所获取的图像更少的数码相机的方法中,获取104和/或获取110可包括:改变数码相机、光投射器和/或成形件的相对位置。获取104和/或获取110均可包括顺序地、至少部分同时地和/或基本同时地获取两个或更多个图像。
[0032] 获取104和/或获取110使用获取的图像来计算各自目标的3D廓形,即,在铺设106未固化的纤维片之前的成形件的基线3D廓形以及成形件上的未固化的纤维片的测试3D廓形。3D廓形是各自目标的真实表面的数字描述。3D廓形可采取3D表面模型、3D多边形网、点、3D线框和/或3D拓扑的形式。计算3D廓形可包括:关联和/或计算各自目标上的光图案的来自第一位置的第一图像与各自目标上的光图案的来自第二位置的第二图像的相关系数。计算3D廓形可包括:计算和/或使用表示所获取的至少两个图像之间的视角差异的立体图。
[0033] 方法100包括在获取104之后执行并且至少在获取110之前开始的铺设106。还被称为分层堆放的铺设106可用AFP机器(例如,AFP机器40)执行,并且可包括将多个未固化的纤维片铺设在成形件(和/或具有先前铺设的纤维片的裸成形件)上的至少一个层、叠层、薄片和/或层次中。未固化的纤维片可以是一系列未固化的纤维片中的一个纤维片,例如是层、叠层、薄片和/或层次中的一部分,并且方法100可包括铺设106一系列未固化的纤维片中的每个纤维片。以这种方式将一系列未固化的纤维片分层堆放可包括:形成包括一系列未固化的纤维片中的至少一个纤维片的第一层、叠层、薄片和/或层次;以及形成包括一系列未固化的纤维片中的至少一个(一般情况下是不同的一个)纤维片的第二层、叠层、薄片和/或层次。当分层堆放时,铺放每个新的层、叠层、薄片和/或层次使之与先前的层、叠层、薄片和/或层次接触。
[0034] 铺设106可与投射108和/或获取110至少部分同时地执行。例如,铺设106可以是铺设一系列层、叠层、薄片和/或层次的过程。投射108和/或获取110可在铺设每个层、叠层、薄片和/或层次之间执行。另外地或替代地,铺设106可限于铺设一系列中的一个或多个层、叠层、薄片和/或层次,并且方法100可包括使铺设106、投射108、获取110和/或计算112重复118,直到如本文中进一步描述的,这系列中所有的层、叠层、薄片和/或层次都完成或者该过程停止。
[0035] 方法100包括:在如本文中描述的铺设106之后和/或期间并且在获取110测试3D廓形之后,计算112测试3D廓形和基线3D廓形之间的厚度差。计算112可包括:计算和/或确定检查区域内的单个点和/或单个区域的厚度差(可选地是表示整个检查区域的厚度差)。另外地或替代地,计算112可包括:计算和/或确定多个厚度差,每个厚度差对应于检查区域内的点、检查区域内的区域和/或整个检查区域。点和/或区域可横跨检查区域布置成诸如阵列、网格、网等。计算112可进一步包括:将厚度差和/或厚度差中的至少一个(可选地是每个)与预定阈值进行比较,和/或确定所比较的厚度差大于、等于、基本等于和/或小于预定阈值。预定阈值可以是厚于纤维片且薄于未固化的纤维增强型复合部件中的异常(诸如脱层缺陷)的值。例如,预定阈值可大于0.01mm、大于0.02mm、大于0.05mm、大于0.1mm、大于0.2mm、大于0.5mm、大于1mm、大于2mm、大于5mm、小于0.05mm、小于0.1mm、小于0.2mm、小于
0.5mm、小于1mm、小于2mm、小于5mm、约3mm、约6mm和/或约10mm。
[0036] 计算112可包括:计算一个测试3D廓形和另一测试3D廓形之间的厚度差,这对于先前铺设的纤维片可能已被获取。即,当重复118时和/或者当对于一系列纤维片执行方法100时,计算112可包括计算第一测试3D廓形和基线3D廓形之间的一个和/或多个厚度差,随后计算112可包括计算当前测试3D廓形和在相同的整体过程中铺设的纤维片的先前(例如,紧接先前)测试3D廓形之间的一个和/或多个厚度差。
[0037] 方法100可包括:确定在计算112中计算的一个和/或多个厚度差大于、等于、基本等于和/或小于预定阈值并且遵照此确定进行动作。在图2中,该判断由114指示并且由问句“检测到脱层?”示意性地表示。然而,基于计算的厚度差和预定阈值,判断114可能仅仅是方法100的流程中的判断点。判断114可表示例如质量控制步骤、验证步骤和/或测量步骤。判断114可导致停止、继续和/或修改检查过程。此外,判断114可导致补救措施120。例如,补救措施120可包括:提醒检查者、操作者和/或控制系统(例如,计算系统16)可接受的纤维片铺放、不可接受的纤维片铺放、存在层间空隙、不存在层间空隙和/或层间空隙的程度。另外,补救措施120可包括:压紧、真空装袋、压缩和/或加热纤维片,和/或至少部分地完成未固化的纤维增强型复合部件。补救措施可被执行以用于修复未固化的纤维增强型复合部件中的缺陷(诸如脱层缺陷),同时避免不必要地固化复合部件。例如,可加热至小于未固化的纤维片和/或未固化的纤维增强型复合部件的固化温度的温度。合适的温度可小于40℃、小于50℃、小于70℃、小于100℃、小于120℃、小于150℃、小于175℃、大于30℃、大于40℃、大于50℃和/或大于70℃。在补救措施120之后,方法100可停止、继续和/或修改。
[0038] 在以下列举的段落中描述了根据本公开的本发明主题的说明性的、非排他性的示例。
[0039] A1、一种检查方法,所述方法包括:
[0040] 将第一光图案投射到成形件上的检查区域上,可选地,最初将第一光图案投射到成形件上的检查区域上;
[0041] 通过使所述成形件上的所述第一光图案成像来获取所述成形件的基线3D廓形;
[0042] 将未固化的纤维片铺设到所述检查区域内的所述成形件上;
[0043] 将第二光图案投射到所述成形件上的所述未固化的纤维片上,可选地,随后将第二光图案投射到所述成形件上的所述未固化的纤维片上;
[0044] 通过使所述成形件上的所述未固化的纤维片上的所述第二光图案成像来获取所述成形件上的所述纤维片的测试3D廓形;以及
[0045] 计算所述测试3D廓形和所述基线3D廓形之间的厚度差。
[0046] A1.1、根据段落A1所述的方法,其中,所述第一光图案和所述第二光图案是相同的。
[0047] A1.2、根据段落A1-A1.1中的任一项所述的方法,其中,所述第一光图案以确定性的方式与所述第二光图案相关。
[0048] A2、根据段落A1-A1.2中的任一项所述的方法,其中,所述检查方法是用于自动化检测未固化的纤维增强型复合材料的薄片之间的层间空隙的方法。
[0049] A3、根据段落A1-A2中的任一项所述的方法,其中,所述检查方法是用于自动化检测未固化的纤维增强型复合部件厚度的方法。
[0050] A4、根据段落A1-A3中的任一项所述的方法,其中,所述检查方法是在制造纤维增强型复合部件期间用于自动化检测层间空隙的方法,可选地,其中所述纤维增强型复合部件是飞行器、机架、机身、机翼、航空结构、翼型、转子叶片、风轮机结构、汽车结构和船艇结构中的至少一种的至少一部分。
[0051] A5、根据段落A1-A4中的任一项所述的方法,所述方法进一步包括:检测所述未固化的纤维片和所述成形件之间的空隙。
[0052] A6、根据段落A1-A5中的任一项所述的方法,所述方法进一步包括:不检测所述未固化的纤维片和所述成形件之间的空隙。
[0053] A7、根据段落A1-A6中的任一项所述的方法,所述方法进一步包括:检测所述未固化的纤维片和所述成形件之间没有空隙。
[0054] A8、根据段落A1-A7中的任一项所述的方法,其中,所述成形件包括并且可选地是芯棒、模具、工具和未固化的纤维片的叠层中的至少一种。
[0055] A9、根据段落A1-A8中的任一项所述的方法,其中,所述第一光图案和/或所述第二光图案是高对比度图案。
[0056] A10、根据段落A1-A9中的任一项所述的方法,其中,所述第一光图案和/或所述第二光图案是规则图案、非规则图案和/或随机图案。
[0057] A11、根据段落A1-A10中的任一项所述的方法,其中,所述第一光图案和/或所述第二光图案是斑点阵列、网格、图像、重复图案和二维重复图案中的至少一种。
[0058] A12、根据段落A1-A11中的任一项所述的方法,其中,所述第一光图案和/或所述第二光图案包括由暗淡的斑块界定的明亮的斑块。
[0059] A12.1、根据段落A12所述的方法,其中,所述明亮的斑块的平均较小尺寸和/或所述暗淡的斑块的平均较小尺寸小于12mm、小于10mm、小于7mm、小于5mm、小于3mm、小于2mm、小于1mm、大于1mm、大于2mm、大于3mm、大于5mm、大于7mm、大于10mm和/或大于12mm。
[0060] A12.2、根据段落A12-A12.1中的任一项所述的方法,其中,所述明亮的斑块的平均较小尺寸和/或所述暗淡的斑块的平均较小尺寸小于所述未固化的纤维片的宽度。
[0061] A12.3、根据段落A12-A12.2中的任一项所述的方法,其中,所述明亮的斑块包括第一颜色,并且所述暗淡的斑块包括第二颜色。
[0062] A13、根据段落A1-A12.3中的任一项所述的方法,其中,将所述第一光图案投射到成形件上的步骤包括:用所述第一光图案照亮所述成形件。
[0063] A14、根据段落A1-A13中的任一项所述的方法,其中,将所述第二光图案投射到所述成形件上的所述未固化的纤维片上的步骤包括:用所述第二光图案照亮所述成形件上的所述未固化的纤维片。
[0064] A15、根据段落A1-A14中的任一项所述的方法,其中,将所述第一光图案投射到成形件上的步骤包括:将所述第一光图案的图像聚焦于所述成形件上。
[0065] A16、根据段落A1-A15中的任一项所述的方法,其中,将所述第二光图案投射到所述成形件上的所述未固化的纤维片上的步骤包括:将所述第二光图案的图像聚焦于所述成形件上的所述未固化的纤维片上。
[0066] A17、根据段落A1-A16中的任一项所述的方法,其中,将所述第一光图案投射到成形件上的步骤包括:横跨所述成形件扫描明亮的光点以产生所述第一光图案,可选地,其中所述明亮的光点是激光斑点。
[0067] A18、根据段落A1-A17中的任一项所述的方法,其中,将所述第二光图案投射到所述成形件上的所述未固化的纤维片上的步骤包括:横跨所述成形件上的所述未固化的纤维片扫描明亮的光点以产生所述第二光图案,可选地,其中所述明亮的光点是激光斑点。
[0068] A19、根据段落A1-A18中的任一项所述的方法,其中,获取所述基线3D廓形的步骤包括:获取所述成形件上的所述第一光图案的至少两个基线图像;并且可选地,其中获取所述基线3D廓形的步骤包括:根据所述基线图像计算所述成形件的所述基线3D廓形。
[0069] A20、根据段落A1-A19中的任一项所述的方法,其中,获取所述测试3D廓形的步骤包括:获取所述成形件上的所述未固化的纤维片上的所述第二光图案的至少两个测试图像;并且可选地,其中获取所述测试3D廓形的步骤包括:根据所述测试图像计算所述成形件上的所述未固化的纤维片的所述测试3D廓形。
[0070] A21、根据段落A1-A20中的任一项所述的方法,其中,获取所述基线3D廓形的步骤和/或获取所述测试3D廓形的步骤包括:用具有不同视角的两个数码相机使所述成形件上的所述第一光图案和/或所述成形件上的所述未固化的纤维片上的所述第二光图案成像,可选地,基本同时地成像。
[0071] A22、根据段落A1-A21中的任一项所述的方法,其中,获取所述基线3D廓形的步骤和/或获取所述测试3D廓形的步骤包括:从第一位置使所述成形件上的所述第一光图案和/或所述成形件上的所述未固化的纤维片上的所述第二光图案成像;以及从第二位置使所述成形件上的所述第一光图案和/或所述成形件上的所述未固化的纤维片上的所述第二光图案成像。
[0072] A23、根据段落A1-A22中的任一项所述的方法,其中,获取所述基线3D廓形的步骤和/或获取所述测试3D廓形的步骤包括:分别从不同的视角获取所述成形件上的所述第一光图案和/或所述成形件上的所述未固化的纤维片上的所述第二光图案的两个图像。
[0073] A24、根据段落A1-A23中的任一项所述的方法,其中,获取所述基线3D廓形的步骤和/或获取所述测试3D廓形的步骤包括:执行全场3D图像相关、数字图像相关、摄影测量和三角剖分中的至少一者。
[0074] A25、根据段落A1-A24中的任一项所述的方法,其中,获取所述基线3D廓形的步骤和/或获取所述测试3D廓形的步骤包括:关联和/或计算所述成形件上的所述第一光图案和/或所述成形件上的所述未固化的纤维片上的所述第二光图案的来自第一位置的第一图像与所述成形件上的所述第一光图案和/或所述成形件上的所述未固化的纤维片上的所述第二光图案的来自第二位置的第二图像的相关系数。
[0075] A26、根据段落A1-A25中的任一项所述的方法,其中,获取所述基线3D廓形的步骤和/或获取所述测试3D廓形的步骤包括:计算立体图,所述立体图表示所述成形件上的所述第一光图案和/或所述成形件上的所述未固化的纤维片上的所述第二光图案的均来自不同视角的两个图像之间的视角差异。
[0076] A27、根据段落A1-A26中的任一项所述的方法,其中,所述未固化的纤维片是纤维增强型材料的条、片材和/或丝束。
[0077] A28、根据段落A1-A27中的任一项所述的方法,其中,所述未固化的纤维片是碳纤维片、玻璃纤维片和聚酰胺纤维片中的至少一种。
[0078] A29、根据段落A1-A28中的任一项所述的方法,其中,所述未固化的纤维片是预浸纤维片。
[0079] A30、根据段落A1-A29中的任一项所述的方法,其中,所述未固化的纤维片包括碳纤维、玻璃纤维、聚酰胺纤维、环氧树脂、热塑性材料和热固性材料中的至少一种。
[0080] A31、根据段落A1-A30中的任一项所述的方法,其中,所述未固化的纤维片是未固化的纤维片的带子、未固化的纤维片的层次、未固化的纤维片的层、未固化的纤维片的薄片和未固化的纤维片的叠层中的至少一种的至少一部分。
[0081] A32、根据段落A1-A31中的任一项所述的方法,其中,铺设的步骤包括:将单个层的多个未固化的纤维片铺设在所述成形件上。
[0082] A33、根据段落A1-A32中的任一项所述的方法,其中,铺设的步骤包括:铺设未固化的纤维片的多个层。
[0083] A34、根据段落A1-A33中的任一项所述的方法,其中,所述未固化的纤维片是一系列未固化的纤维片中的一个纤维片,并且所述方法进一步包括将所述一系列未固化的纤维片分层堆放在所述成形件上。
[0084] A34.1、根据段落A34所述的方法,其中,分层堆放的步骤包括:将所述一系列未固化的纤维片中的一个纤维片铺设到所述成形件上。
[0085] A34.2、根据段落A34-A34.1中的任一项所述的方法,其中,分层堆放的步骤包括:形成包括所述一系列未固化的纤维片中的至少一个纤维片的第一层;以及形成接触所述第一层的第二层,其中所述第二层包括所述一系列未固化的纤维片中的至少一个纤维片。
[0086] A34.3、根据段落A34-A34.2中的任一项所述的方法,所述方法进一步包括,一旦确定所述厚度差大于、等于、基本等于和/或小于预定阈值,就停止分层堆放步骤。
[0087] A34.4、根据段落A34-A34.3中的任一项所述的方法,所述方法进一步包括:对于包括所述一系列未固化的纤维片中的一个纤维片的每个层,使铺设的步骤、将所述第二光图案投射到所述未固化的纤维片上的步骤以及获取所述未固化的纤维片的所述测试3D廓形的步骤重复。
[0088] A34.4.1、根据段落A34.4所述的方法,其中,铺设的步骤包括:将所述一系列未固化的纤维片中的一个纤维片铺设在包括所述一系列未固化的纤维片中的另一纤维片的先前层上。
[0089] A34.4.2、根据段落A34.4-A34.4.1中的任一项所述的方法,其中,重复的步骤包括:使计算所述测试3D廓形和所述基线3D廓形之间的所述厚度差的步骤重复。
[0090] A34.4.3、根据段落A34.4-A34.4.2中的任一项所述的方法,其中,重复的步骤包括:使计算所述一系列未固化的纤维片中的一个纤维片的所述测试3D廓形和所述一系列未固化的纤维片中的另一纤维片的所述测试3D廓形之间的厚度差的步骤重复。
[0091] A35、根据段落A1-A34.4.3中的任一项所述的方法,其中,计算的步骤包括:计算所述检查区域内的单个点和/或单个区域处的所述测试3D廓形和所述基线3D廓形之间的厚度差,可选地,其中所述单个区域是所述检查区域。
[0092] A36、根据段落A1-A35中的任一项所述的方法,其中,计算的步骤包括:计算多个厚度差,每个厚度差均对应于所述检查区域内的点、所述检查区域内的区域和/或整个所述检查区域。
[0093] A36.1、根据段落A36所述的方法,其中,所述点和/或所述区域被布置成阵列、网格和网中的至少一种。
[0094] A37、根据段落A1-A36.1中的任一项所述的方法,其中,计算的步骤包括:确定所述测试3D廓形和所述基线3D廓形之间的厚度差。
[0095] A38、根据段落A1-A37中的任一项所述的方法,其中,计算的步骤包括:将所述厚度差与预定阈值进行比较。
[0096] A38.1、根据段落A38所述的方法,其中,计算的步骤包括:计算多个厚度差;并且其中比较的步骤包括:将所述厚度差中的至少一个与所述预定阈值进行比较,可选地,将每个所述厚度差与所述预定阈值进行比较。
[0097] A39、根据段落A1-A38.1中的任一项所述的方法,其中,计算的步骤包括:确定所述厚度差大于、等于、基本等于和/或小于预定阈值。
[0098] A40、根据段落A1-A39中的任一项所述的方法,其中,所述预定阈值大于0.01mm、大于0.02mm、大于0.05mm、大于0.1mm、大于0.2mm、大于0.5mm、大于1mm、大于2mm、大于5mm、小于0.05mm、小于0.1mm、小于0.2mm、小于0.5mm、小于1mm、小于2mm、小于5mm、小于10mm、约3mm、约6mm和/或约10mm。
[0099] A41、根据段落A1-A40中的任一项所述的方法,所述方法进一步包括:一旦确定所述厚度差大于、等于、基本等于和/或小于预定阈值,就提醒检查者层间空隙已形成。
[0100] A42、根据段落A1-A41中的任一项所述的方法,所述方法进一步包括:一旦确定所述厚度差大于、等于和/或基本等于预定阈值,就将所述未固化的纤维片压紧到所述成形件上。
[0101] A42.1、根据段落A42所述的方法,其中,压紧的步骤包括:将所述未固化的纤维片真空装袋和/或压缩到所述成形件上。
[0102] A43、根据段落A1-A42.1中的任一项所述的方法,所述方法进一步包括:一旦确定所述厚度差大于、等于、基本等于和/或小于预定阈值,就加热所述未固化的纤维片。
[0103] A43.1、根据段落A43所述的方法,其中,加热至小于所述未固化的纤维片的固化温度的温度。
[0104] A43.2、根据段落A43-A43.1中的任一项所述的方法,其中,加热至小于40℃、小于50℃、小于70℃、小于100℃、小于120℃、小于150℃、小于175℃、大于30℃、大于40℃、大于
50℃和/或大于70℃的温度。
[0105] A44、一种用于使计算系统执行根据段落A1-A43.2中的任一项所述的方法的非暂时性计算机可读介质存储指令。
[0106] B1、一种用于检查未固化的纤维增强型复合材料的系统,所述系统包括:
[0107] 光投射器,所述光投射器被构造成将光图案投射到成形件上的检查区域上;
[0108] 数码相机,所述数码相机被构造成使所述成形件上的光图案成像;以及计算系统,所述计算系统被编程为:
[0109] 用所述光投射器将第一光图案投射到所述成形件上的所述检查区域上;
[0110] 获取所述成形件上的所述第一光图案的至少两个基线图像,其中用所述数码相机获取所述两个基线图像中的至少一个基线图像,可选地,用所述数码相机获取所有所述基线图像;
[0111] 根据所述基线图像确定所述成形件的基线3D廓形;
[0112] 将第二光图案投射到在所述检查区域内的所述成形件上分层堆放的所述未固化的纤维增强型复合材料上;
[0113] 获取在所述成形件上分层堆放的所述未固化的纤维增强型复合材料上的所述第二光图案的至少两个测试图像,其中用所述数码相机获取所述两个测试图像中的至少一个测试图像,可选地,用所述数码相机获取所有所述测试图像;
[0114] 根据所述测试图像确定在所述成形件上分层堆放的所述未固化的纤维增强型复合材料的测试3D廓形;以及
[0115] 确定所述测试3D廓形和所述基线3D廓形之间的厚度差。
[0116] B1.1、根据段落B1所述的系统,其中,所述第一光图案和所述第二光图案是相同的。
[0117] B1.2、根据段落B1-B1.1中的任一项所述的系统,其中,所述第一光图案以确定性的方式与所述第二光图案相关。
[0118] B2、根据段落B1-B1.2中的任一项所述的系统,其中,所述计算系统被编程为执行根据段落A1-A43.2中的任一项所述的方法。
[0119] B3、根据段落B1-B2中的任一项所述的系统,所述系统进一步包括所述成形件。
[0120] B3.1、根据段落B3所述的系统,其中,所述成形件包括并且可选地是芯棒、模具、工具和未固化的纤维片的叠层中的至少一种。
[0121] B3.2、根据段落B3-B3.1中的任一项所述的系统,其中,所述成形件被构造成便于制造飞行器、机架、机身、机翼、航空结构、翼型、转子叶片、风轮机结构、汽车结构和船艇结构中的至少一种的至少一部分。
[0122] B4、根据段落B1-B3.2中的任一项所述的系统,其中,所述光投射器包括灯、LED、激光器、衍射分束器、衍射光学元件和激光扫描器中的至少一种。
[0123] B5、根据段落B1-B4中的任一项所述的系统,其中,所述第一光图案和/或所述第二光图案是高对比度图案。
[0124] B6、根据段落B1-B5中的任一项所述的系统,其中,所述第一光图案和/或所述第二光图案是规则图案、非规则图案和/或随机图案。
[0125] B7、根据段落B1-B6中的任一项所述的系统,其中,所述第一光图案和/或所述第二光图案是斑点阵列、网格、图像、重复图案和二维重复图案中的至少一种。
[0126] B8、根据段落B1-B7中的任一项所述的系统,其中,所述第一光图案和/或所述第二光图案包括由暗淡的斑块界定的明亮的斑块。
[0127] B8.1、根据段落B8所述的系统,其中,所述明亮的斑块的平均较小尺寸和/或所述暗淡的斑块的平均较小尺寸小于12mm、小于10mm、小于7mm、小于5mm、小于3mm、小于2mm、小于1mm、大于1mm、大于2mm、大于3mm、大于5mm、大于7mm、大于10mm和/或大于12mm。
[0128] B8.2、根据段落B8-B8.1中的任一项所述的系统,其中,所述明亮的斑块的平均较小尺寸和/或所述暗淡的斑块的平均较小尺寸小于所述未固化的纤维增强型复合材料的未固化的纤维片的宽度。
[0129] B8.3、根据段落B8-B8.2中的任一项所述的系统,其中,所述明亮的斑块包括第一颜色,并且所述暗淡的斑块包括第二颜色。
[0130] B9、根据段落B1-B8.3中的任一项所述的系统,其中,所述数码相机是第一数码相机,并且所述系统进一步包括被构造成使所述成形件上的光图案成像的第二数码相机。
[0131] B9.1、根据段落B9所述的系统,其中,第一数码相机和所述第二数码相机具有所述成形件的不同视角。
[0132] B9.2、根据段落B9-B9.1中的任一项所述的系统,其中,所述计算系统被编程为用所述第一数码相机获取至少一个基线图像并且用所述第二数码相机获取至少一个基线图像,以及可选地至少部分同时地获取所述基线图像。
[0133] B9.3、根据段落B9-B9.2中的任一项所述的系统,其中,所述计算系统被编程为用所述第一数码相机获取至少一个测试图像并且用所述第二数码相机获取至少一个测试图像,以及可选地至少部分同时地获取所述测试图像。
[0134] B9.4、根据段落B9-B9.3中的任一项所述的系统,其中,所述第一数码相机和所述第二数码相机被构造成至少部分同时地使所述成形件成像。
[0135] B10、根据段落B1-B9.4中的任一项所述的系统,所述系统进一步包括工作台,所述工作台被构造成重复地改变至少两个位置之间的所述数码相机的视角。
[0136] B11、根据段落B1-B10中的任一项所述的系统,其中,所述计算系统被编程为通过执行全场3D图像相关、数字图像相关、摄影测量和三角剖分中的至少一者来确定所述基线3D廓形和/或确定所述测试3D廓形。
[0137] B12、根据段落B1-B11中的任一项所述的系统,其中,所述计算系统被编程为通过关联和/或计算所述基线图像的相关系数来确定所述基线3D廓形。
[0138] B13、根据段落B1-B12中的任一项所述的系统,其中,所述计算系统被编程为通过关联和/或计算所述测试图像的相关系数来确定所述测试3D廓形。
[0139] B14、根据段落B1-B13中的任一项所述的系统,所述系统进一步包括自动纤维铺放机,并且其中所述计算系统被构造成引导所述自动纤维铺放机,以将所述未固化的纤维增强型复合材料分层堆放在所述成形件上。
[0140] B15、根据段落B1-B14中的任一项所述的系统,其中,所述未固化的纤维增强型复合材料是纤维片、纤维条、纤维片材、纤维丝束、带子、层次、层、薄片和叠层中的至少一种。
[0141] B16、根据段落B1-B15中的任一项所述的系统,其中,所述未固化的纤维增强型复合材料包括未固化的纤维材料和/或预浸纤维材料。
[0142] B17、根据段落B1-B16中的任一项所述的系统,其中,所述未固化的纤维增强型复合材料包括碳纤维、玻璃纤维、聚酰胺纤维、环氧树脂、热塑性材料和热固性材料中的至少一种。
[0143] B18、段落B1-B17中的任一项所述的系统用于检查未固化的纤维增强型复合部件的应用。
[0144] 如本文中使用的,术语“适于”和“构造”意味着元件、部件或其它主题被设计为和/或旨在执行给定功能。由此,术语“适于”和“构造”的使用不应该被解释为意味着给定元件、部件或其它主题仅仅“能够”执行给定功能,而是所述元件、部件和/或其它主题被专选择、创建、实施、利用、编程和/或设计用于执行所述功能的用意。也在本公开的范围内的是,陈述为适于执行特定功能的元件、部件和/或其它陈述主题可另外地或替代地描述为构造成执行此功能,反之亦然。类似地,陈述为构造成执行特定功能的主题可另外地或替代地描述为可操作成执行此功能。此外,如本文中使用的,单数形式“一”和“所述”可旨在也包括复数形成,除非上下文另外清楚地指示。
[0145] 此外,本公开包括根据以下条款的实施方式:
[0146] 条款1、一种检查方法,所述检查方法包括:
[0147] 将光图案投射102到成形件30上的检查区域上;
[0148] 通过使所述成形件上的所述光图案成像来获取104所述成形件的基线3D廓形;
[0149] 将未固化的纤维片铺设106到所述检查区域内的所述成形件上;
[0150] 将所述光图案投射108到所述成形件上的所述未固化的纤维片上;
[0151] 通过使所述成形件上的所述未固化的纤维片上的所述光图案成像来获取110所述成形件上的所述未固化的纤维片的测试3D廓形;以及
[0152] 计算112所述测试3D廓形和所述基线3D廓形之间的厚度差。
[0153] 条款2、根据条款1所述的检查方法,其中,获取104所述基线3D廓形的步骤和获取110所述测试3D廓形的步骤包括:执行数字图像相关。
[0154] 条款3、根据条款1-2中的任一项所述的检查方法,所述检查方法进一步包括:检测114所述未固化的纤维片和所述成形件30之间的空隙。
[0155] 条款4、根据条款1-2中的任一项所述的检查方法,所述检查方法进一步包括:检测114所述未固化的纤维片和所述成形件30之间没有空隙。
[0156] 条款5、根据条款1-4中的任一项所述的检查方法,其中,所述光图案包括由暗淡的斑块界定的明亮的斑块。
[0157] 条款6、根据条款1-5中的任一项所述的检查方法,其中,将所述光图案投射108到所述成形件30上的步骤包括:将所述光图案的图像聚焦于所述成形件上;并且其中将所述光图案投射到所述成形件上的所述未固化的纤维片上的步骤包括:将所述光图案的图像聚焦于所述成形件上的所述未固化的纤维片上。
[0158] 条款7、根据条款1-6中的任一项所述的检查方法,其中,获取104所述基线3D廓形的步骤包括:获取所述成形件30上的所述光图案的至少两个基线图像;其中获取所述基线3D廓形的步骤包括:根据所述基线图像计算所述成形件的所述基线3D廓形;其中获取110所述测试3D廓形的步骤包括:获取所述成形件上的所述未固化的纤维片的所述光图案的至少两个测试图像;并且其中获取所述测试3D廓形的步骤包括:根据所述测试图像计算112所述成形件上的所述未固化的纤维片的所述测试3D廓形。
[0159] 条款8、根据条款1-7中的任一项所述的检查方法,其中,获取104所述基线3D廓形的步骤包括:用具有不同视角的两个数码相机14,14'使所述成形件上的所述光图案基本同时地成像;并且其中获取110所述测试3D廓形的步骤包括:用所述两个数码相机使所述成形件30上的所述未固化的纤维片上的所述光图案基本同时地成像。
[0160] 条款9、根据条款1-8中的任一项所述的检查方法,其中,获取104所述基线3D廓形的步骤包括:使所述成形件30上的所述光图案的来自第一位置的第一图像与所述成形件上的所述光图案的来自第二位置的第二图像关联;并且其中获取110所述测试3D廓形的步骤包括:使所述成形件上的所述未固化的纤维片上的所述光图案的来自所述第一位置的第三图像与所述成形件上的所述未固化的纤维片上的所述光图案的来自所述第二位置的第四图像关联。
[0161] 条款10、根据条款1-9中的任一项所述的检查方法,其中,铺设106的步骤包括:将单层的多个未固化的纤维片铺设在所述成形件30上。
[0162] 条款11、根据条款1-10中的任一项所述的检查方法,其中,所述未固化的纤维片是一系列未固化的纤维片中的一个纤维片,并且所述方法进一步包括:将所述一系列未固化的纤维片分层堆放在所述成形件上。
[0163] 条款12、根据条款11所述的检查方法,其中,分层堆放的步骤118包括:形成包括所述一系列未固化的纤维片中的至少一个未固化的纤维片的第一层;以及形成接触所述第一层的第二层,其中所述第二层包括所述一系列未固化的纤维片中的至少一个未固化的纤维片。
[0164] 条款13、根据条款11所述的检查方法,所述检查方法进一步包括:一旦确定112所述厚度差大于预定阈值,就停止分层堆放118。
[0165] 条款14、根据条款1-13中的任一项所述的检查方法,其中,计算的步骤包括:计算112所述测试3D廓形和所述基线3D廓形之间的多个厚度差,每个厚度差均对应于所述检查区域内的点。
[0166] 条款15、根据条款1-14中的任一项所述的检查方法,其中,计算112的步骤包括:确定所述厚度差大于预定阈值,其中所述预定阈值小于10mm。
[0167] 条款16、根据条款1-15中的任一项所述的检查方法,所述检查方法进一步包括:一旦确定所述厚度差大于预定阈值,就将所述未固化的纤维片压紧120到所述成形件上。
[0168] 条款17、根据条款1-15中的任一项所述的检查方法,所述检查方法进一步包括:一旦确定所述厚度差大于预定阈值,就加热120所述未固化的纤维片。
[0169] 条款18、一种用于使计算系统执行根据条款1-17中的任一项所述的方法的非暂时性计算机可读介质存储指令。
[0170] 条款19、一种检查方法,所述检查方法包括:
[0171] 将光图案投射102到成形件30上的检查区域上;
[0172] 通过使所述成形件上的所述光图案成像来获取104所述成形件的基线3D廓形,其中成像的步骤包括:基本同时地获取所述成形件上的所述光图案的至少两个基线图像,并且其中获取所述基线3D廓形的步骤包括:根据所述基线图像通过数字图像相关来计算所述成形件的所述基线3D廓形;
[0173] 将未固化的纤维片铺设106到所述检查区域内的所述成形件上;
[0174] 将所述光图案投射108到所述成形件上的所述未固化的纤维片上;
[0175] 通过使所述成形件上的所述未固化的纤维片上的所述光图案成像来获取110所述成形件上的所述未固化的纤维片的测试3D廓形,其中成像的步骤包括:基本同时地获取所述成形件上的所述光图案的至少两个测试图像,并且其中获取所述测试3D廓形的步骤包括:根据所述测试图像通过数字图像相关来计算所述成形件上的所述未固化的纤维片的所述测试3D廓形;以及
[0176] 计算112所述测试3D廓形和所述基线3D廓形之间的厚度差;
[0177] 其中计算的步骤包括:将所述厚度差与小于10mm的预定阈值进行比较。
[0178] 条款20、一种用于检查未固化的纤维增强型复合材料的系统,所述系统包括:
[0179] 光投射器12,所述光投射器被构造成将光图案投射到成形件30上的检查区域上;
[0180] 数码相机14,14',所述数码相机被构造成使所述成形件上的所述光图案成像;以及
[0181] 计算系统16,所述计算系统被编程为:
[0182] 用所述光投射器将所述光图案投射102到所述成形件上的所述检查区域上;
[0183] 获取所述成形件上的所述光图案的至少两个基线图像,其中所述两个基线图像中的至少一个基线图像是用所述数码相机获取的,可选地,所有所述基线图像都是用所述数码相机获取的;
[0184] 通过执行数字图像相关根据所述基线图像来确定104所述成形件的基线3D廓形;
[0185] 将所述光图案投射108到在所述检查区域内的所述成形件上分层堆放的所述未固化的纤维增强型复合材料上;
[0186] 获取在所述成形件上分层堆放的所述未固化的纤维增强型复合材料上的所述光图案的至少两个测试图像,其中所述两个测试图像中的至少一个测试图像是用所述数码相机14,14'获取的,可选地,所有所述测试图像都是用所述数码相机14,14'获取的;
[0187] 通过执行数字图像相关根据所述测试图像来确定110在所述成形件上分层堆放的所述未固化的纤维增强型复合材料的测试3D廓形;以及
[0188] 确定112所述测试3D廓形和所述基线3D廓形之间的厚度差。
[0189] 本文中公开的系统和方法步骤的各种公开要素并不需要根据本公开的所有系统和方法,并且本公开包括本文中公开的各种要素和步骤的所有新颖的和非显而易见的组合及子组合。而且,本文中公开的各种要素和步骤中的一个或多个可限定与整个公开系统或方法独立并分开的独立发明主题。因此,这样的发明主题并不需要与本文中明确公开的具体系统和方法关联,并且这样的发明主题可在本文中明确公开的系统和/或方法中找到效用。
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