用于调节制造操作或步骤的进行的系统和方法技术方案

在制造有三维外部结构特征的部件中调节制造操作或步骤进行的制造系统和方法。系统包括处理有三维外部结构特征的部件的多个制造操作；在进行一个或多个制造操作后分析部件的至少一个特征以生成部件数据组的至少一个分析装置；存储生成的部件数据组且提供积累部件数据的至少相关部分的至少一个数据存储装置；传送积累部件数据的至少相关部分到一个或多个制造操作以根据积累部件数据的传送部分调节制造操作的进行的通信机构。方法包括步骤提供有三维外部结构特征的部件；提供包括至少两个不同的部件数据组的积累部件数据的至少相关部分；在部件上进行制造步骤以提供处理的部件，其中积累部件数据的至少相关部分用于调节制造步骤的进行方式。

A system and method for regulating the progress of manufacturing operations or steps

A manufacturing system and method for adjusting manufacturing operations or steps in a component having a three-dimensional external structural feature. A manufacturing operating system including processing three-dimensional external characteristics of the components; at least one analysis device for one or more components analysis of manufacturing operations after at least one characteristic to generate component data sets; data storage unit group generated and provides at least one data storage device for at least part of the accumulation of components data; at least partial transmit accumulated component data to one or more manufacturing operations to transfer part according to the accumulated component data adjust communication mechanism manufacturing operation. The method comprises the steps of providing a three-dimensional structure of external components; providing at least part of at least two components with different data group accumulated component data; to provide processing parts manufacturing steps in parts, wherein at least relevant portion of accumulated component data points is used to adjust the manufacturing steps out of the way.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术概括地涉及制造系统和制造方法，用于在制造具有三维外部结构特征的部件中通过使用积累的部件数据来调节制造操作或步骤的进行。
技术介绍
在燃气涡轮发动机(例如喷气发动机)中，空气被吸入发动机前部，通过安装在轴上的压缩机压缩且与燃料混合。混合物燃烧且热的排气经过安装在相同轴上的涡轮机。燃气流通过冲击到涡轮机的叶片和轮叶的翼片部分来转动涡轮机，这转动了轴且为压缩机提供了动力。用在压缩机、涡轮机、轮叶和叶片整合盘等内的涡轮机叶片包括翼片。这些涡轮机翼片典型地具有相对地复杂的构造和形状，带有导致了复杂性的三维外部和内部结构特征。例如，除了涡轮机翼片的典型的弯曲的或扭曲的外部形状外，许多涡轮机翼片具有一个或多个内部冷却通道，冷却通道在翼片的外表面带有开口或孔，用作冷却空气到外部的通道以从翼片内部去除热量，且在一些情况下，在翼片外表面提供较冷的空气的边界层。为得到最大化的冷却效率，这些内部冷却通道经常接近翼片的外表面定位，与维持要求的翼片的机械特性相一致，例如在一些情况下小到大约0.020英寸(508微米)。对于非叶片整合盘结构，涡轮机叶片典型地进一步包括从翼片延伸的根部，根部具有形成在其内的燕尾榫，使得涡轮机叶片能可去除地被沿压缩机、涡轮机、轮叶等的轮毂、盘、轴等的外围定位的相应的槽所接受。许多涡轮机叶片典型地要求每个压缩机、涡轮机、轮叶等的轮毂、盘、轴等存在于燃气涡轮机中。这能导致一致地和可重复地制造多个且特别是多样的具有这样的复杂的三维外部和内部结构特征的这样的部件及其地难以实现。当前的复杂部件的制造，例如涡轮机叶片的制造，典型地包括从具有一些但是并非全部外部和内部结构特征的铸造金属形式开始，这些结构特征例如是总的翼片形状或构造、翼片内的内部冷却通道等。该铸造形式然后在数个不同的制造操作或步骤中被处理(例如切割、钻孔、铣磨、焊接、涂覆等)，其顺序地执行，例如以形成燕尾榫、在叶片表面形成开口或孔以连接到内部冷却通道，在叶片的外部和/或内部表面涂覆保护性涂层等。此制造操作/步骤的结果是完成的或最终的涡轮机叶片，它有希望地类似于且足够地接近先前建立的叶片的规格或要求的组。用于得到完成的或最终的例如涡轮机叶片的部件的当前的制造系统典型地具有各级数值控制。例如用于给定制造操作或步骤的工具路径能电子地从先前建立和确定的用于该部件的主模型生成。这有希望地确保每个制造操作或制造步骤(例如磨削铸造形式以形成燕尾榫、穿过翼片外表面钻孔开口或孔以连接内部冷却通道、在翼片的外部和/内部表面涂覆保护性涂层等)得到希望的结果，只要在开始时最初的铸造形式符合或接近先前建立的规格或要求，且还只要当铸造形式经过制造系统被处理时每个制造操作或步骤根据先前建立的规格或要求执行。换言之，假定为在制造系统内被处理的涡轮机叶片在每个制造操作或步骤前和后符合或满足一些目标条件，或更典型地一组来自产品规格或要求的目标条件。不幸的是在实践中，“完善的”或“理想的”典型地不发生在标准制造系统/方法中，特别是在批量生产的诸如涡轮机叶片的部件中。作为替代，在制造系统/方法的每个制造操作或步骤前和后，在被处理的叶片中可能至少有一些与先前确定和希望的产品规格或要求的偏差或变化。这些偏差和变化的发生是因为涡轮机叶片且特别是翼片的复杂的外部和/或内部结构特征。这些偏差和变化也可能出现在提供到制造系统/方法的最初的涡轮机叶片的铸造形式中。这些偏差和变化倾向于转入到每个后续的制造操作或步骤且因此当被处理的叶片经过制造系统/方法而前进时它们积累在被处理的叶片中。任何的偏差或变化在被处理的叶片中可能不利地影响每个后续操作或步骤的进行，通常当被处理的叶片经过制造系统/方法移动时这样的偏差和变化的集中或积累导致所得到的被处理的叶片显著地偏离先前确定的最终涡轮机叶片的产品规格或要求。的确，所得到的被处理的涡轮机叶片可能与这些产品规格或要求偏离很多以至于不可用且因此被报废或丢弃。在制造系统/方法的多种操作或步骤中，例如涡轮机叶片的被处理的部件典型地被检查、测量、检测、探测或另外分析，以确定是否被处理的部件符合先前建立的特定操作或步骤的规格或要求。这些检查或其它的分析的范围可能从视觉(人)检查开始，包括使用例如千分尺、测径规等的手工装置，直至更复杂的分析装备和/或方法，例如X射线、空气流、增压、超声波、涡流检测等。这样的分析还可能是电子控制的且能导致在制造系统/方法的给定的制造操作或步骤中，在被处理的部件上生成精确的数据。不幸的是此数据目前仅用于估计在制造系统中与给定检查或其它分析相关联的总体倾向，且用于改变制造系统/方法以修正在可接受的限定的极限外的长期趋势。因此，希望提供制造系统和方法用于制造具有三维外部结构特征以及三维内部结构特征的部件，例如包括具有内部冷却通道的翼片的涡轮机部件，该制造系统和方法能(1)当部件经过制造系统/方法被处理时调节一个或多个制造操作/步骤的进行，即使在开始的部件形式的特征中和/或在每个制造操作/步骤如何被执行中存在偏差或变化；(2)得到所得到的完成的或最终的部件，它实现了或更接近地实现了先前确定的产品规格或要求；和/或(3)使用收集的和积累的分析数据(或其相关的部分)作为在执行不同的制造操作或步骤中的辅助。
技术实现思路
本专利技术的一个实施例概括地针对制造方法，其包括如下步骤(a)提供具有三维外部结构特征的部件；(b)提供积累的部件数据的至少相关的部分，积累的部件数据包括至少两个不同的部件数据组；以及(c)在部件上进行制造步骤以提供被处理的部件，其中积累的部件数据的至少相关部分用于调节进行制造步骤的方式。本专利技术的另一个实施例概括地针对制造系统，其包括(a)多个用于处理具有三维外部结构特征的部件的制造操作；(b)至少一个分析装置，用于在进行一个或多个制造操作后分析部件的至少一个特征，以生成部件数据组；(c)至少一个数据存储装置，用于存储生成的部件数据组且用于提供积累的部件数据的至少相关部分；以及 (d)至少一个通信机构，用于传送积累的部件数据的至少相关部分到一个或多个制造操作，使得能根据积累的部件数据的被传送的部分来调节制造操作的进行。本专利技术的另一个实施例概括地针对制造方法，包括如下步骤(a)提供部件形式以得到具有三维外部结构特征的被处理的部件；(b)提供部件形式数据组的至少相关部分；(c)在部件形式上进行第一制造步骤以提供被处理的部件，其中部件形式数据组的至少相关部分被用于调节进行第一制造步骤的方式；(d)分析被处理的部件以提供被处理的部件数据组；(e)将部件形式数据组与被处理的部件数据组相组合以提供积累的部件数据；(f)在被处理的部件上进行第二处理步骤，其中积累的部件数据的至少相关部分被用于调节进行第二制造步骤的方式；以及(g)一次或多次重复步骤(d)到(f)，直至得到最终制造的部件本专利技术的系统和方法的实施例提供了在制造具有三维外部结构特征的部件，且典型地进一步具有内部三维结构特征，例如包括具有内部冷却通道的翼片的涡轮机部件中的多个优点和好处。例如本专利技术的系统和方法的实施例提供了当部件经过制造系统/方法被处理时调节一个或多个制造操作/步骤的进行的能力，即使在开始的部件形式的特征中和/或在每个制造操作/步骤如何被执行中存在偏差或变化。另外，本本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制造方法（１００），其包括如下步骤：　　　　（ａ）提供具有三维外部结构特征（１４、１６）的部件（１０，１０１）；　　　　（ｂ）提供包括至少两个不同的部件数据组（１０３、１０８、１１４、１１８）的积累的部件数据（１０３、１０８、１１４、１１８）的至少相关部分（１０６、１１１、１１２、１２１、１２２、１２３）；以及　　　　（ｃ）在部件（１０，１０１）上进行制造步骤（１０５、１１０、１１６、１２０）以提供被处理的部件（１０），其中积累的部件数据（１０３、１０８、１１４、１１８）的至少相关部分（１０６、１１１、１１２、１２１、１２２、１２３）用于调节制造步骤（１０５、１１０、１１６、１２０）进行的方式。

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：TJ罗克斯特罗，JJ霍夫曼，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]