加工传导工件的电化学加工系统及方法技术方案

本发明专利技术涉及加工传导工件的电化学加工系统及方法。具体而言，提供了一种用于加工传导工件(102)的电化学加工系统(100)。该系统包括配置成从传导工件(102)除去材料的钻孔工具(112)。钻孔工具(112)配置成在传导工件(102)内沿工具路径前进，以在材料从其除去时形成在一个以上的维度中延伸穿过传导工件(102)的钻孔(118)。该系统还包括配置成确定钻孔工具(112)沿工具路径的位置的检查装置(122)，以及配置成与检查装置(122)通信的控制器(128)。控制器(128)配置成将工具路径与标称工具路径相比较，且确定所述钻孔工具(112)的位置误差，位置误差由工具路径与标称工具路径之间的差异限定。

【技术实现步骤摘要】

本公开内容大体上涉及电化学加工(ECM)，并且更具体地涉及形成传导工件内的连续可变几何形状的钻孔的系统及方法。
技术介绍
诸如燃气涡轮的旋转机器通常用来利用发电机发电。例如，燃气涡轮具有气体路径，其通常包括成串流关系的进气口、压缩机、燃烧器、涡轮和气体出口。压缩机和涡轮区段包括联接在壳体内的至少一排沿周向间隔开的旋转轮叶或叶片。至少一些已知的涡轮发动机用于热电联合装置和发电设备中。用于此应用中的发电机可具有每单位质量流要求的高比功和功率。此外，燃气涡轮的效率与从燃烧器排放且导送经过涡轮的旋转轮叶或叶片的排出气体的温度成正比。因此，排出气体的极端温度大体上需要静止和旋转涡轮翼型件由耐高温材料制成且包括其中的冷却特征。例如，涡轮叶片通常通过将压缩机排放空气导送穿过延伸穿过涡轮叶片的多个冷却通道来冷却。形成涡轮叶片中的冷却通道的至少一种已知工艺为型管电化学加工(STEM)。STEM为非接触式电化学加工工艺，其使用传导工件(即，涡轮叶片)作为阳极以及伸长的钻管作为阴极。当传导工件充满电解质溶液时，材料氧化且从钻管的前缘附近的传导工件除去。STEM在形成涡轮叶片内的具有高长宽比的直冷却通道方面大体上有效。然而，定位在钻管的前缘处的电极末梢的固定定向和伸长的钻管的刚性大体上限制了冷却通道可在涡轮叶片内形成的几何形状。
技术实现思路
一方面，提供了一种用于加工传导工件的电化学加工系统。该系统包括配置成从传导工件除去材料的钻孔工具。钻孔工具配置成在传导工件内沿工具路径前进，以在材料从其除去时形成延伸穿过传导工件的具有可变几何形状的钻孔。该系统还包括配置成确定钻孔工具沿工具路径的位置的检查装置，以及配置成与检测装置通信的控制器。控制器进一步配置成将工具路径与标称工具路径相比较，且确定所述钻孔工具的位置误差，位置误差由工具路径与标称工具路径之间的差异限定。另一方面，提供了一种加工传导工件的方法。该方法包括使钻孔工具在传导工件内沿工具路径前进，以在材料从其除去时形成延伸穿过传导工件的具有可变几何形状的钻孔。钻孔工具包括多个电极片。该方法还包括进行传导工件的检查以确定钻孔工具沿工具路径的位置，以及确定钻孔工具的位置误差，位置误差由钻孔工具的位置在相比于钻孔工具沿标称工具路径的理论位置时之间的差异限定。还有另一方面，提供了一个或多个非暂时性计算机可读储存介质，其具有体现在其上的用于加工传导工件的计算机可执行指令。当由控制器执行时，计算机可执行指令引起控制器指示机器人装置使钻孔工具在传导工件内沿工具路径前进，以在材料从其除去时形成延伸穿过传导工件的具有可变几何形状的钻孔。钻孔工具包括多个电极片。计算机可执行指令还引起控制器指示机器人装置指示检查装置进行传导工件的检查以确定钻孔工具沿工具路径的位置，且确定钻孔工具的位置误差，位置误差由钻孔工具的位置在相比于钻孔工具沿标称工具路径的理论位置时之间的差异限定。技术方案1.一种用于加工传导工件的电化学加工系统，所述系统包括：配置成从所述传导工件除去材料的钻孔工具，其中所述钻孔工具配置成在所述传导工件内沿工具路径前进，以在所述材料从其除去时形成延伸穿过所述传导工件的具有可变几何形状的钻孔；配置成确定所述钻孔工具沿所述工具路径的位置的检查装置；以及配置成与所述检查装置通信的控制器，其中所述控制器进一步配置成：将所述工具路径与标称工具路径相比较；以及确定所述钻孔工具的位置误差，所述位置误差由所述工具路径与所述标称工具路径之间的差异限定。技术方案2.根据技术方案1所述的系统，其中，所述检查装置配置成执行所述传导工件的预钻孔检查以确定其大小，所述控制器进一步配置成基于所述传导工件的大小在相比于虚拟传导工件的大小时的变化确定改变的标称工具路径。技术方案3.根据技术方案1所述的系统，其中，所述检查装置包括超声测试装置或X射线测试装置中的至少一者。技术方案4.根据技术方案1所述的系统，其中，所述系统还包括流控制器，其配置成将电解质流体的流导送穿过延伸穿过所述钻孔工具的中心冲洗通道，使得所述电解质流体的流在所述钻孔中朝所述传导工件排放。技术方案5.根据技术方案4所述的系统，其中，所述系统还包括离子传感器，其配置成测量从所述钻孔排放的电解质流体中的离子浓度。技术方案6.根据技术方案1所述的系统，其中，所述系统还包括联接到所述钻孔工具的机器人装置，其中所述机器人装置配置成使所述钻孔工具沿所述工具路径前进。技术方案7.根据技术方案6所述的系统，其中，所述机器人装置配置成与所述控制器通信，所述机器人装置进一步配置成基于所述钻孔工具的位置误差改变所述钻孔工具在所述钻孔内的定向。技术方案8.一种加工传导工件的方法，所述方法包括：使钻孔工具在所述传导工件内沿工具路径前进，以在材料从其除去时形成延伸穿过所述传导工件的具有可变几何形状的钻孔，所述钻孔工具包括多个电极片；进行所述传导工件的检查以确定所述钻孔工具沿所述工具路径的位置；以及确定所述钻孔工具的位置误差，所述位置误差由所述钻孔工具的位置在相比于所述钻孔工具沿标称工具路径的理论位置时之间的差异限定。技术方案9.根据技术方案8所述的方法，其中，所述方法还包括：进行所述传导工件的预钻孔检查；确定所述传导工件的大小在相比于虚拟传导工件的大小时的变化；以及基于所述传导工件中的变化改变所述标称工具路径。技术方案10.根据技术方案8所述的方法，其中，所述方法还包括在所述位置误差大于第一预定阈值时执行校正动作来减小所述位置误差。技术方案11.根据技术方案10所述的方法，其中，执行校正动作包括改变至少一个钻孔参数，所述钻孔参数包括供应至所述多个电极片的电流量、所述钻孔工具在所述钻孔内的定向、导送穿过所述钻孔工具的电解质流体的冲洗压力或所述钻孔工具在所述钻孔内前进的给送速率中的至少一者。技术方案12.根据技术方案10所述的方法，其中，所述方法还包括在所述位置误差大于所述第一预定阈值且小于比所述第一预定阈值大的第二预定阈值时执行低水平校正动作。技术方案13.根据技术方案12所述的方法，其中，所述方法还包括在所述位置误差大于所述第二预定阈值且小于比所述第二预定阈值大的第三预定阈值时执行中间水平校正动作。技术方案14.根据技术方案13所述的方法，其中，所述方法还包括在所述位置误差大于比所述第三预定阈值大的第四预定阈值时终止所述钻孔工具的操作。技术方案15.根据技术方案8所述的方法，其中，所述方法还包括：将电解质流体的流在所述钻孔内朝所述传导工件排放，所述电解质流体的流导送穿过延伸穿过所述钻孔工具的中心冲洗通道；测量从所述钻孔排放的电解质流体中的离子浓度；以及基于所述电解质流体中的离子浓度确定所述电解质流体的化学成分。技术方案16.一个或多个非暂时性计算机可读储存介质，其具有体现在其上的用于加工传导工件的计算机可执行指令，其中，在由控制器执行时，所述计算机可执行指令引起所述控制器：指示机器人装置使钻孔工具在所述传导工件内沿工具路径前进，以在材料从其除去时形成延伸穿过所述传导工件的具有可变几何形状的钻孔，所述钻孔工具包括多个电极片；指示检查装置进行所述传导工件的检查以确定所述钻孔工具沿所述工具路径的位置；以及确定所述钻孔工具的位置误差，所述位置误差由所述钻孔工具的位置在相比于所述钻孔本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于加工传导工件(102)的电化学加工系统(100)，所述系统包括：配置成从所述传导工件(102)除去材料的钻孔工具(112)，其中所述钻孔工具(112)配置成在所述传导工件(102)内沿工具路径前进，以在所述材料从其除去时形成在一个以上的维度中延伸穿过所述传导工件(102)的钻孔(118)；配置成确定所述钻孔工具(112)沿所述工具路径的位置的检查装置(122)；以及配置成与所述检查装置(122)通信的控制器(128)，其中所述控制器(128)进一步配置成：将所述工具路径与标称工具路径相比较；以及确定所述钻孔工具(112)的位置误差，所述位置误差由所述工具路径与所述标称工具路径之间的差异限定。

【技术特征摘要】
2015.07.30 US 14/8142591.一种用于加工传导工件(102)的电化学加工系统(100)，所述系统包括：配置成从所述传导工件(102)除去材料的钻孔工具(112)，其中所述钻孔工具(112)配置成在所述传导工件(102)内沿工具路径前进，以在所述材料从其除去时形成在一个以上的维度中延伸穿过所述传导工件(102)的钻孔(118)；配置成确定所述钻孔工具(112)沿所述工具路径的位置的检查装置(122)；以及配置成与所述检查装置(122)通信的控制器(128)，其中所述控制器(128)进一步配置成：将所述工具路径与标称工具路径相比较；以及确定所述钻孔工具(112)的位置误差，所述位置误差由所述工具路径与所述标称工具路径之间的差异限定。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述检查装置(122)配置成执行所述传导工件(102)的预钻孔检查以确定其大小，所述控制器(128)进一步配置成基于所述传导工件(102)的大小在相比于虚拟传导工件(102)的大小时的变化确定改变的标称工具路径。3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统还包括流控制器(108)，其配置成将电解质流体的流导送穿过延伸穿过所述钻孔工具(112)的中心冲洗通道(166)，使得所述电解质流体的流在所述钻孔(118)中朝所述传导工件(102)排放。4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述系统还包括离子传感器(124)，其配置成测量从所述钻孔(118)排放的电解质流体中的离子浓度。5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统还包括联接到所述钻孔工具(112)的机器人装置(120)，其中所述机器人装置(120)配置成使所述钻孔工具(112)沿所述工具路径前进，其中所述机器人装置(120)配置成与所述控制器(128)通信，所述机器人装置(120)进一步配置成基于所述钻孔工具(112)的位置误差改变所述钻孔工...

【专利技术属性】
技术研发人员：AL特里默，SR哈亚施，EJ尼特斯，JG麦克纳马拉，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：美国;US