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公開番号2025178107
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-12-05
出願番号2025033742
出願日2025-03-04
発明の名称製造済み部品の表面の局所的差異を判定するための方法およびコンピュータ化されたシステム
出願人ザ・ボーイング・カンパニー
代理人個人,個人,個人
主分類G06F 30/10 20200101AFI20251128BHJP(計算;計数)
要約【課題】本発明は、製造済み部品の表面の局所的差異を判定するための方法およびコンピュータ化されたシステム、ならびにそれに関連する非一時的なコンピュータ可読媒体の例を提供する。
【解決手段】製造済み部品の表面の局所的差異を判定するための方法は、第1のXYZ座標系で表される製造済み部品の表面スキャンデータを製造済み部品の表面の表面設計データと比較するステップと、比較するステップに基づいて表面の偏差データ値を判定するステップであって、偏差データ値は偏差データ点として表される、ステップと、偏差データ点から第1のデータ点および近傍データ点を選択するステップと、第1のデータ点および近傍データ点の法線ベクトルに基づいて第1のデータ点の平均法線ベクトルを判定するステップと、第1のデータ点の平均法線ベクトルに垂直な第2のXYZ座標系のXY平面を定義するステップと、第1のXYZ座標系から第2のXYZ座標系のXY平面に第1のデータ点および近傍データ点を投影するステップと、を含む。
【選択図】図12
特許請求の範囲【請求項１】
製造済み部品(200)の表面(204)の局所的差異(202)を判定するための方法(100)であって、
第1のXYZ座標系(1228)で表された前記製造済み部品(200)の表面スキャンデータ(206)を、前記製造済み部品(200)の前記表面(204)の表面設計データ(208)と比較する(102)ステップと、
比較する前記ステップに基づいて前記製造済み部品(200)の前記表面(204)の偏差データ値(210)を判定する(104)ステップであって、前記偏差データ値(210)が複数の偏差データ点(1230)として表される、ステップと、
前記複数の偏差データ点(1230)から第1のデータ点(302)および近傍データ点(304)を選択する(106)ステップと、
前記第1のデータ点(302)および前記近傍データ点(304)の法線ベクトルに基づいて、前記第1のデータ点(302)の平均法線ベクトル(1232)を判定する(108)ステップと、
前記第1のデータ点(302)の前記平均法線ベクトル(1232)に垂直な第2のXYZ座標系(1244)のXY平面(1234)を定義する(110)ステップと、
前記第1のデータ点(302)および前記近傍データ点(304)を前記第1のXYZ座標系(1228)から前記第2のXYZ座標系(1244)のXY平面(1234)上に投影する(112)ステップと
を含む、方法。
続きを表示（約 1,500 文字）【請求項２】
前記製造済み部品(200)の前記表面(204)は、前記製造済み部品(200)が追加の部品(1226)と接合されるときに、前記追加の部品(1226)の対向する表面と嵌合するように構成される、請求項1に記載の方法。
【請求項３】
前記表面設計データ(208)は、前記第1のXYZ座標系(1228)で表される、請求項1に記載の方法。
【請求項４】
前記複数の偏差データ点(1230)は、前記第1のXYZ座標系(1228)で表される、請求項1に記載の方法。
【請求項５】
前記近傍データ点(304)は、前記第1のデータ点(302)に関連する所定の近傍内にある、請求項1に記載の方法。
【請求項６】
前記近傍データ点(304)は、前記第1のデータ点(302)の所定の範囲内にある、請求項1に記載の方法。
【請求項７】
前記第1のデータ点(302)および前記近傍データ点(304)の前記法線ベクトルは、前記第1のデータ点(302)および前記近傍データ点(304)において前記製造済み部品(200)の前記表面(204)に対して垂直に配向される、請求項1に記載の方法。
【請求項８】
前記第1のデータ点(302)および前記近傍データ点(304)の前記法線ベクトルは、前記第1のデータ点(302)および前記近傍データ点(304)における前記表面(204)を表す3次元点群(1224)の推定法線ベクトルに沿って配向された単位ベクトルである、請求項1に記載の方法。
【請求項９】
前記表面(204)を表す3次元点群(1224)を生成するために、前記製造済み部品(200)の前記表面(204)をスキャンする(402)ステップと、
製造済み部品データリポジトリ(1210)内に前記3次元点群(1224)を少なくとも一時的に記憶する(404)ステップと、
前記製造済み部品データリポジトリ(1210)から前記3次元点群(1224)を取得する(406)ステップと、
前記製造済み部品(200)の前記表面スキャンデータ(206)を定義するために、前記第1のXYZ座標系(1228)において前記3次元点群(1224)を配列する(408)ステップと、
前記表面スキャンデータ(206)をデータ記憶デバイス(1222)に少なくとも一時的に記憶する(410)ステップと、
前記製造済み部品(200)の前記表面(204)の前記局所的差異(202)を判定する前記ステップと併せて、前記データ記憶デバイス(1222)から前記表面スキャンデータ(206)を取得する(412)ステップと
をさらに含む、請求項1に記載の方法(400)。
【請求項１０】
前記表面スキャンデータ(206)は複数の表面スキャン点(1238)を含み、前記表面設計データ(208)は複数の表面設計点(1240)を含み、前記表面スキャンデータ(206)を前記表面設計データ(208)と比較する(102)前記ステップは、
比較可能なデータ点(1242)の複数のペアを定義するために、前記複数の表面スキャン点(1238)および前記複数の表面設計点(1240)に対してベストフィット分析を実行する(502)ステップであって、各比較可能なデータ点(1242)が表面スキャン点(1238)および比較可能な表面設計点(1240)を含む、ステップ
を含む、請求項1に記載の方法。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、一般に、製造済み部品の表面の局所的差異を判定することに関し、特に、組み立て中に追加の部品と嵌合する必要がある製造済み部品の表面に関する。製造済み部品の表面と製造済み部品の表面設計との間の局所的差異は、製造済み部品、シム、および追加の部品が組み立て中に互いに接合されるときに、局所的差異を埋めて、追加の部品と適切に嵌合する滑らかな表面を提供するシムの設計を生成するために使用することができる。
続きを表示（約 3,700 文字）【背景技術】
【０００２】
エリアルフィルタリングは、表面測定の全体的な形状および測定ノイズから、うねり、隆起、くぼみ、および粗さなどの表面特徴を分離するための確立された方法である。従来のエリアルフィルタリングでは、表面は平面または円筒のいずれかと見なされる（例えば、ISO 16610－71を参照）。平面表面の場合、座標系は、表面測定値をZ＝f（X、Y）として扱うことができるように配列され、Z値がフィルタリングされる。円柱座標の場合、座標系はR＝f（θ、Z）となるように配列され、R値がフィルタリングされる。以前の研究では、（X、Y、Z）表面を（U、V）平面にマッピングしているため、3次元表面をW＝f（U、V）として表すことができ、W値はフィルタリングされる。しかしながら、（X、Y、Z）から（U、V）にマッピングするマッピング関数は、ケースごとに開発されなければならない。これは、CAD表現を有していない表面、および単純なマッピングでは複雑すぎる表面には実用的ではない。
【０００３】
したがって、当業者は、製造済み部品、特に組み立て中に追加の部品と嵌合する必要がある部品の表面の局所的差異を判定するために、新しい技術を導入するための研究開発の努力を続けている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
製造済み部品の表面の局所的差異を判定するための方法およびコンピュータ化されたシステム、ならびにそれに関連する非一時的なコンピュータ可読媒体の例が開示される。以下は、本開示による主題の例の非網羅的なリストであり、特許請求されるのもされないのもある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
一例では、製造済み部品の表面の局所的差異を判定するための開示の方法は、（1）第1のXYZ座標系で表された製造済み部品の表面スキャンデータを、製造済み部品の表面の表面設計データと比較するステップと、（2）比較するステップに基づいて、製造済み部品の表面の偏差データ値を判定するステップであって、偏差データ値は、複数の偏差データ点として表される、ステップと、（3）複数の偏差データ点から第1のデータ点および近傍データ点を選択するステップと、（4）第1のデータ点および近傍データ点の法線ベクトルに基づいて、第1のデータ点の平均法線ベクトルを判定するステップと、（5）第1のデータ点の平均法線ベクトルに垂直な第2のXYZ座標系のXY平面を定義するステップと、（6）第1のデータ点および近傍データ点を第1のXYZ座標系から第2のXYZ座標系のXY平面上に投影するステップと、を含む。
【０００６】
一例では、製造済み部品の表面の局所的差異を判定するための開示されたコンピュータ化されたシステムは、少なくとも1つのコンピューティングデバイスと、少なくとも1つのアプリケーションプログラム記憶デバイスと、少なくとも1つのデータ記憶デバイスとを含む。少なくとも1つのコンピューティングデバイスは、少なくとも1つのプロセッサと、関連メモリと、ネットワークインターフェースとを含む。少なくとも1つのプロセッサと動作可能に通信し、通信ネットワークを介して製造済み部品データリポジトリおよび設計データリポジトリと通信するように構成されたネットワークインターフェース。少なくとも1つのプロセッサと動作可能に通信し、表面分析アプリケーションプログラムおよび表面フィルタアプリケーションプログラムを記憶するように構成された少なくとも1つのアプリケーションプログラム記憶デバイス。少なくとも1つのプロセッサと動作可能に通信する少なくとも1つのデータ記憶デバイス。少なくとも1つのプロセッサおよびネットワークインターフェースは、製造済み部品データリポジトリから製造済み部品の表面を表す3次元点群を取得するように構成される。少なくとも1つのプロセッサおよびネットワークインターフェースは、設計データリポジトリから製造済み部品の表面設計データを取得するように構成される。少なくとも1つのプロセッサは、3次元点群および表面設計データを少なくとも1つのデータ記憶デバイスに記憶するように構成される。
【０００７】
一例では、開示された非一時的コンピュータ可読媒体はプログラム命令を含み、これは、少なくとも1つのプロセッサによって実行されると、少なくとも1つのコンピューティングデバイスに、製造済み部品の表面の局所的差異を判定するための方法を実行させる。一例では、本方法は、（1）第1のXYZ座標系で表された製造済み部品の表面スキャンデータを、製造済み部品の表面の表面設計データと比較するステップと、（2）比較するステップに基づいて、製造済み部品の表面の偏差データ値を判定するステップであって、偏差データ値は、複数の偏差データ点として表される、ステップと、（3）複数の偏差データ点から第1のデータ点および近傍データ点を選択するステップと、（4）第1のデータ点および近傍データ点の法線ベクトルに基づいて、第1のデータ点の平均法線ベクトルを判定するステップと、（5）第1のデータ点の平均法線ベクトルに垂直な第2のXYZ座標系のXY平面を定義するステップと、（6）第1のデータ点および近傍データ点を第1のXYZ座標系から第2のXYZ座標系のXY平面上に投影するステップと、を含む。
【０００８】
製造済み部品の表面の局所的差異を判定するための開示された方法およびコンピュータ化されたシステム、ならびにそれに関連する非一時的なコンピュータ可読媒体の他の例は、以下の詳細な説明、添付の図面および添付の特許請求の範囲から明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
製造済み部品の表面の局所的差異を判定するための方法の一例のフロー図である。
表面に局所的な変動がある製造済み部品の一例の側面図、および局所的差異を反映するスキャンデータを示す機能図である。
図2Aの製造済み部品の表面設計データの一例の側面図を示す機能図である。
図2Aのスキャンデータと図2Bの表面設計データとを比較した偏差データ値の一例の側面図を示す機能図である。
図2Cの偏差データ値の一例の背面図を示す機能図である。
第1のデータ点および近傍データ点の選択後の図2Cの偏差データ値の一例の側面図を示す機能図である。
図3Aの第1のデータ点および近傍データ点の偏差データ値の背面図を示す機能図である。
図1と組み合わせて、製造済み部品の表面の局所的差異を判定するための方法の別の例のフロー図である。
図1の表面設計データに対する表面スキャンデータを比較するステップの一例のフロー図である。
図1の偏差データ値を判定するステップの一例のフロー図である。
図1の第1のデータ点および近傍データ点を投影するステップの一例のフロー図である。
図1の第1のデータ点および近傍データ点を投影するステップの別の例のフロー図である。
図1と組み合わせて、製造済み部品の表面の局所的差異を判定するための方法のさらに別の例のフロー図である。
図1と図9を組み合わせて、製造済み部品の表面の局所的差異を判定するための方法のさらに別の例のフロー図である。
図1、図9、および図10と組み合わせて、製造済み部品の表面の局所的差異を判定するための方法のさらに別の例のフロー図である。
製造済み部品の表面の局所的差異を判定するためのコンピュータ化されたシステムの一例のブロック図である。
図1および図4～図11の方法に関連する非一時的コンピュータ可読媒体の一例のブロック図である。
航空機の生産および保守点検方法のブロック図である。
航空機の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
製造済み部品の表面の局所的差異を判定するための方法およびコンピュータ化されたシステムの様々な例が本明細書に開示される。本方法およびコンピュータ化されたシステムに関連する非一時的コンピュータ可読媒体の様々な例が本明細書に開示される。様々な例は、局所的差異を判定するための技術を提供する。特に、この技術は、部品の組み立て中に追加の部品と嵌合する必要がある製造済み部品の表面の局所的差異を判定することを含む。例えば、製造済み部品の表面と製造済み部品の表面設計との間の局所的差異は、製造済み部品、シム、および追加の部品が組み立て中に互いに接合されるときに、局所的差異を埋めて、追加の部品と適切に嵌合する滑らかな表面を提供するシムの設計を生成するために使用され得る。
（【００１１】以降は省略されています）

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