本发明专利技术涉及非破坏性机器人检查方法及其系统。提供了用于检查部件-例如沿其周边具有一个或多个槽的涡轮机的旋转部件-的方法和系统。该方法需要将探头组件安装到机器人设备上，该探头组件包括：支架组件，探头尖安装到该支架组件上；在该探头尖内并邻近其第一面的涡电流线圈；位于该探头尖的第二面处的接触探头触点；用于在该探头尖和该支架组件之间实现相对运动的元件；以及用于使该探头尖在平行于该运动的方向上相对于该支架组件偏置的元件。该探头尖则被放置在槽中并使得该探头尖沿槽的表面行进，以便针对该槽的表面中的裂缝来电磁地检查该槽，同时该探头尖的第一面保持与槽表面接触。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术大体上涉及非破坏性检查方法和系统。更具体而言，本专利技术涉及一种使得能够利用涡电流探头进行自动扫描-例如为了检查涡轮机的旋转部件的目的-的方法和系统。
技术介绍
各种非破坏性检验(NDE)技术已被用于在物体上进行非破坏性测试。一个例子是如在共同授予的美国专利No. 4706020,No. 6426622,No. 6545467和No. 6952094中公开的涡轮部件的涡电流探头检查，这些专利的关于涡电流探头的构建、操作和使用的公开内容通过引用结合到本文。所特别关心的部件包括燃气涡轮的旋转部件，例如燃气涡轮发动机的高压涡轮(HPT)盘。在燃气涡轮发动机的恶劣的运行环境中，考虑到涡轮盘必须能够在高温和高转速下持续地经受的高机械压力，该涡轮盘在其涡轮段内的结构完整性就显得非常重要。涡轮盘的叶片固定在槽中，这些槽典型地是已知为鸠尾槽的形式，这些槽倾向于随着时间而最终形成裂缝，因此必须在机会出现时监测它们。为了提供足够早的探测以避免涡轮盘的严重故障，探测具有小至60密耳(mil)(大约1.5毫米)以及更小的长度的裂缝的能力是合乎需要的。由于涡轮盘定期接受检查，优选最小化停机时间的检查技术以降低运行成本。检查涡轮盘的常用方法涉及手持式或半自动系统，其典型地具有与生俱来的问题、不足或缺点。手持式检查方法倾向于有使用者相关的问题，这些问题可影响到信号的质量。例如，当探头扫描到槽的边缘或者角落的时候，涡电流探头可能相对于被扫描的表面倾斜，从而产生错误的读数。虽然半自动检查装备大体上能够克服手持式方法的使用者相关的问题，但由于需要为各个待检查的部分定制加工，现有的装备通常昂贵且缓慢。因此，为了减少停机时间以及提高涡轮盘检查的可靠性，全自动的方法和系统将会是优选的。
技术实现思路
本专利技术提供了一种用于检查部件-例如沿其周边具有一个或多个槽的涡轮机的旋转部件-的方法和系统。该方法和系统使用了尺寸设置为以及构造为以便放置在该槽中的涡电流探头，并当该探头行进穿过该槽时针对其表面中的裂缝来电磁地检查该槽。根据本专利技术的第一方面，该检查方法大体上需要将探头组件安装到机器人设备上，该探头组件包括支架组件，探头尖安装到该支架组件上；在该探头尖内并邻近其第一面的涡电流线圈；位于该探头尖的第二面处的接触探头触点；用于在该探头尖和该支架组件之间实现相对运动的器件；以及用于使该探头尖在平行于由该实现器件实现的运动的方向上相对于该支架组件偏置的器件。之后该探头组件的该涡电流探头尖放置在槽中，以及使得该探头尖的第一面与该槽的表面接触并沿该槽的表面行进，以及使得该涡电流线圈针对该槽的表面中的裂缝来电磁地检查该槽。该偏置器件和实现器件在该探头尖行进穿过该槽时保持该探头尖的第一面与该槽的表面接触。根据本专利技术的第二方面，该检查系统大体上包括构造为用于安装到机器人设备上的探头组件。该探头组件包括支架组件，探头尖安装到该支架组件上；在该探头尖内并邻近其第一面的涡电流线圈；位于该探头尖的第二面处的接触探头触点；用于在该探头尖和该支架组件之间实现相对运动的器件；以及用于使该探头尖在平行于由该实现器件实现的运动的方向上相对于该支架组件偏置的器件。该偏置器件和该实现器件适于在该探头尖行进穿过该槽时保持该探头尖的第一面与该槽的表面接触。本专利技术的技术效果是，可以针对裂缝快速地电磁地扫描诸如涡轮盘的涡轮机旋转部件中的槽，没有使用者的问题也没有为各个待检查的部分定制加工的需要。根据下文详细的描述，将更好地理解本专利技术的其它的方面和优点。附图说明图1是根据本专利技术的一个优选的实施例的探头组件的侧视图，该探头组件包括探头支架组件和涡电流探头单元。图2是图1的涡电流探头单元的独立的侧视图。图3是图2的探头单元的探头尖的侧视图。图4和图5是图1的探头支架组件的独立的透视图和侧视图。图6是沿 f图5的截面线6-6的探头支架组件的截面图。图7是图1至图3的探头尖的分解图。部件列表探头组件10支架组件12探头单元14连接器18杆18探头尖20孔22支架端24螺钉26螺钉27壳体28底座30部分32连接器34连接器36组件38滑块40槽42弹簧44螺钉46销 48线圈 50电缆 52触点 54杯 56电缆 58面 60第一面 62面 6具体实施例方式根据本专利技术的优选的实施例，图1描绘了涡电流探头组件10，其被构造为用于对诸如涡轮盘(未示出)的涡轮机旋转部件进行非破坏性检验(NDE)。图1所示并在下文描述的本专利技术的具体实施例适于实现对在涡轮机旋转部件的周边内的鸠尾槽(未示出)的自动检查，该鸠尾槽可以平行于或者以某个锐角偏离该部件的旋转轴线。尽管将参照对涡轮盘中的鸠尾槽的检查对该探头组件10进行描述，但本专利技术不限于此应用，而是可以被用于检查多种其它类型的硬件。图1将该探头组件10表示为包括探头支架组件12，探头单元14安装到该探头支架组件上。该探头单元14的一端被构造为连接器16 (图幻，该连接器接收在支架组件12 的探头支架端M中的孔22(图4和图6)内，并通过指旋螺钉沈可移除地固定在该孔22 内。该连接器16安装到探头单元14的杆18的一端上，而涡电流探头尖20安装在该杆18 的相对端上。该支架组件12还包括壳体28和底座30，支架端M安装到该壳体上，壳体28 安装到该底座上。图1中示出机器人工具部分32附连到该底座30，通过该机器人工具部分，该探头支架组件12还有整个探头组件10能够连接到机器人控制器(未示出)上。该机器人控制器可以是本领域已知的任何适合类型的机器人设备的部分，因此将不会在此作任何详细描述。该探头支架组件12还装备有连接器34和连接器36，它们在此处被指定为接触触点连接器34和涡电流连接器36。该连接器34和连接器36分别使得机器人控制软件系统(未示出)和涡电流分析软件系统(未示出)能够通过支架组件12连接到探头尖 20上。多种材料可以用于制造该支架组件12的支架端对、壳体观和底座以及探头单元14 的连接器16、杆18和探头尖20。优选的材料为导电性的，一个非限制性的例子为铝合金。如图7中表示的，探头尖20包括至少一个位于该探头尖20的第一纵向面62附近并定向为垂直于该面的涡电流线圈50。线圈50(—个或多个)可以是任何适合在涡电流扫描中使用的类型，例如能够从Uniwest获得的铁素体屏蔽的探头线圈。此外，使用的涡电流感测技术可以是绝对的或差动的感测技术。与测试线圈50的电连接通过电缆52来实现， 其路径设定为通过探头杆18和连接器16而到达探头支架壳体观和涡电流连接器36。如图3和图7中描绘的，探头尖20还包括位于它的两个邻接面上的一对接触探头触点M，这两个面中的一个是该探头尖20的远端或末端面60，而另一个面是探头尖20的第二纵向面64，其与一个或多个涡电流线圈50所位于的第一面62相对。如图7中所示， 各个触点M可以被构造为保持在杯56中的球形球体。根据本专利技术的优选方面，杯56由电绝缘材料形成以使它们的触点M与该探头尖20的其余部分电绝缘。触点M由诸如不锈钢的导电和耐磨材料形成，其通过电缆58连接到电气接地，电缆58路径设定为通过探头杆 18和连接器16而到达探头支架壳体28和触点连接器34。通过这些连接，可以使用机器人控制软件系统来分析接收自触本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种检查在其周边上具有至少一个槽的部件的方法，所述方法的特征在于：将探头组件（１０）安装到机器人设备（３２）上，所述探头组件（１０）包括：支架组件（１２），探头尖（２０）安装到该支架组件上；在所述探头尖（２０）内并邻近该探头尖的第一面（６２）的涡电流线圈（５０）；位于所述探头尖（２０）的第二面（６４）处的接触探头触点（５４）；用于在所述探头尖（２０）和所述支架组件（１２）之间实现相对运动的器件（３８）；以及用于在平行于由所述实现器件（３８）实现的所述运动的方向上相对于所述支架组件（１２）偏置所述探头尖（２０）的器件（４４）；将所述探头组件（１０）的所述涡电流探头尖（２０）放入所述槽中；以及使得所述探头尖（２０）的第一面与所述槽的表面接触并沿所述槽的表面行进，以及使得所述涡电流线圈（５０）针对所述槽的表面中的裂缝电磁地检查该槽，所述偏置器件（４４）和所述实现器件（３８）在所述探头尖（２０）行进穿过所述槽时保持所述探头尖（２０）的第一面（６２）与所述槽的表面接触。
【技术特征摘要】
...
【专利技术属性】
技术研发人员：W·L·劳伦斯，M·齐齐，J·A·特雷克斯勒，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：US
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