本公開大體涉及電化學(xué)加工(ECM)，更特別地，涉及在導(dǎo)電工件內(nèi)形成連續(xù)的可變幾何構(gòu)造的膛孔的系統(tǒng)和方法。

背景技術(shù)：

通常使用諸如燃?xì)鉁u輪的旋轉(zhuǎn)機(jī)來使發(fā)電機(jī)產(chǎn)生功率。燃?xì)鉁u輪例如具有氣體路徑，氣體路徑典型地包括成連續(xù)流關(guān)系的空氣進(jìn)口、壓縮機(jī)、燃燒器、渦輪和氣體出口。壓縮機(jī)和渦輪區(qū)段包括聯(lián)接在殼體內(nèi)的至少一排沿周向間隔開的旋轉(zhuǎn)輪葉或葉片。至少一些已知的渦輪發(fā)動機(jī)在聯(lián)合發(fā)電設(shè)施和功率裝置中使用。在這樣的應(yīng)用中使用的發(fā)動機(jī)的可具有高的比功和功率每單位質(zhì)量流量要求。此外，燃?xì)鉁u輪的效率與排氣的溫度直接成比例，排氣從燃燒器排出且引導(dǎo)經(jīng)過渦輪的旋轉(zhuǎn)輪葉或葉片。因而，排氣的極端溫度一般要求用耐高溫材料制造靜態(tài)和旋轉(zhuǎn)渦輪翼型件，以及在其中包括冷卻特征。

例如，典型地通過引導(dǎo)壓縮機(jī)排氣通過延伸通過渦輪葉片的多個冷卻通道來冷卻渦輪葉片。在渦輪葉片中形成冷卻通道的至少一個已知過程是成形管電化學(xué)加工(STEM)。STEM是非接觸式電化學(xué)加工過程，它利用導(dǎo)電工件(即，渦輪葉片)作為陽極，以及伸長鉆削管作為陰極。在用電解溶液淹沒導(dǎo)電工件時，材料氧化且在鉆削管的前緣附近從導(dǎo)電工件移除。STEM大體可實現(xiàn)形成筆直冷卻通道，該冷卻通道在渦輪葉片內(nèi)具有高縱橫比。但是，定位在鉆削管的前緣處的電極末梢的固定定向和伸長鉆削管的剛性一般會限制冷卻通道可在渦輪葉片內(nèi)形成的幾何構(gòu)造。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

一方面，提供一種用于在加工導(dǎo)電工件時使用的鉆孔工具。工具包括本體部分、聯(lián)接到本體部分上的前電極，以及聯(lián)接到本體部分上的至少一個側(cè)電極。當(dāng)電流供應(yīng)到前電極和至少一個側(cè)電極時，從導(dǎo)電工件移除前電極和至少一個側(cè)電極附近的材料。另外，當(dāng)從導(dǎo)電工件移除材料時，前電極和至少一個側(cè)電極選擇性地可運(yùn)行來形成延伸通過導(dǎo)電工件的膛孔，膛孔具有可變的幾何構(gòu)造。

另一方面，提供一種用于加工導(dǎo)電工件的電化學(xué)加工系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括功率供應(yīng)，以及電聯(lián)接到功率供應(yīng)上的鉆孔工具。鉆孔工具包括本體部分、聯(lián)接到本體部分上的前電極，以及聯(lián)接到本體部分上的至少一個側(cè)電極。當(dāng)電流供應(yīng)到前電極和至少一個側(cè)電極時，從導(dǎo)電工件移除前電極和至少一個側(cè)電極附近的材料。另外，功率供應(yīng)構(gòu)造成當(dāng)從導(dǎo)電工件移除材料時，選擇性地將電流供應(yīng)到前電極和至少一個側(cè)部，以形成延伸通過導(dǎo)電工件的膛孔，膛孔具有可變的幾何構(gòu)造。

又一方面，提供一種加工導(dǎo)電工件的方法。該方法包括使鉆孔工具在導(dǎo)電工件內(nèi)沿著工具路徑前進(jìn)。鉆孔工具包括本體部分，以及前電極和至少一個側(cè)電極，它們各自聯(lián)接到本體部分上。方法還包括選擇性地將電流供應(yīng)到前電極和至少一個側(cè)電極，使得在不止一個維度上從導(dǎo)電工件移除材料。當(dāng)從導(dǎo)電工件移除材料時，前電極和至少一個側(cè)電極選擇性地可運(yùn)行來形成延伸通過導(dǎo)電工件的膛孔，膛孔具有可變的幾何構(gòu)造。

技術(shù)方案1. 一種用于在加工導(dǎo)電工件時使用的鉆孔工具，所述工具包括：

本體部分；

聯(lián)接到所述本體部分上的前電極；以及

聯(lián)接到所述本體部分上的至少一個側(cè)電極，

其中，當(dāng)電流供應(yīng)到所述前電極和所述至少一個側(cè)電極時，從所述導(dǎo)電工件移除所述前電極和所述至少一個側(cè)電極附近的材料，

其中，當(dāng)從所述導(dǎo)電工件移除所述材料時，所述前電極和所述至少一個側(cè)電極選擇性地可運(yùn)行來形成延伸通過所述導(dǎo)電工件的膛孔，所述膛孔具有可變的幾何構(gòu)造。

技術(shù)方案2. 根據(jù)技術(shù)方案1所述的工具，其特征在于，所述前電極包括外徑向部分和內(nèi)徑向部分，所述內(nèi)徑向部分從所述外徑向部分的前部面延伸。

技術(shù)方案3. 根據(jù)技術(shù)方案2所述的工具，其特征在于，所述工具進(jìn)一步包括定位在所述前電極的所述外徑向部分的徑向外側(cè)的非導(dǎo)電性緩沖器，其中，所述非導(dǎo)電性緩沖器的至少一部分延伸超過所述外徑向部分的所述前部面。

技術(shù)方案4. 根據(jù)技術(shù)方案1所述的工具，其特征在于，所述工具進(jìn)一步包括聯(lián)接到所述本體部分上的非導(dǎo)電性緩沖器，其中，所述非導(dǎo)電性緩沖器比所述至少一個側(cè)電極從所述本體部分延伸更大距離，使得所述至少一個側(cè)電極與所述膛孔的側(cè)壁間隔開。

技術(shù)方案5. 根據(jù)技術(shù)方案1所述的工具，其特征在于，所述工具進(jìn)一步包括：

聯(lián)接到所述本體部分上的柔性導(dǎo)引部件；以及

中心沖洗通道，其延伸通過所述柔性導(dǎo)引部件和所述本體部分，所述中心沖洗通道構(gòu)造成引導(dǎo)電解流體流通過其中。

技術(shù)方案6. 根據(jù)技術(shù)方案5所述的工具，其特征在于，所述工具進(jìn)一步包括限定在所述前電極中的沖洗孔，其中，所述沖洗孔構(gòu)造成將所述中心沖洗通道聯(lián)接成與所述導(dǎo)電工件處于流連通。

技術(shù)方案7. 根據(jù)技術(shù)方案1所述的工具，其特征在于，所述工具進(jìn)一步包括定位在所述前電極和所述至少一個側(cè)電極之間的間隔件，其中，所述間隔件構(gòu)造成使所述前電極與所述至少一個側(cè)電極電絕緣。

技術(shù)方案8. 一種用于加工導(dǎo)電工件的電化學(xué)加工系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括：

功率供應(yīng)；以及

電聯(lián)接到所述功率供應(yīng)上的鉆孔工具，所述鉆孔工具包括：

本體部分；

聯(lián)接到所述本體部分上的前電極；以及

聯(lián)接到所述本體部分上的至少一個側(cè)電極，

其中，當(dāng)電流供應(yīng)到所述前電極和所述至少一個側(cè)電極時，從所述導(dǎo)電工件移除所述前電極和所述至少一個側(cè)電極附近的材料，

其中，當(dāng)從所述導(dǎo)電工件移除所述材料時，所述功率供應(yīng)構(gòu)造成選擇性地將所述電流供應(yīng)到所述前電極和所述至少一個側(cè)電極，以形成延伸通過所述導(dǎo)電工件的膛孔，所述膛孔具有可變的幾何構(gòu)造。

技術(shù)方案9. 根據(jù)技術(shù)方案8所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述功率供應(yīng)構(gòu)造成將不同量的電流供應(yīng)到所述前電極和所述至少一個側(cè)電極，使得以第一和第二方向定向的材料以不同的速率從所述導(dǎo)電工件移除。

技術(shù)方案10. 根據(jù)技術(shù)方案8所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述功率供應(yīng)構(gòu)造成在第一時間將第一電流供應(yīng)到所述前電極，并且構(gòu)造成在第二時間將第二電流供應(yīng)到所述至少一個側(cè)電極，所述第二時間與所述第一時間不重疊。

技術(shù)方案11. 根據(jù)技術(shù)方案8所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)進(jìn)一步包括聯(lián)接到所述本體部分上的非導(dǎo)電性緩沖器，其中，所述非導(dǎo)電性緩沖器比所述至少一個側(cè)電極從所述本體部分延伸更大距離，使得所述至少一個側(cè)電極與所述膛孔的側(cè)壁間隔開。

技術(shù)方案12. 根據(jù)技術(shù)方案8所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)進(jìn)一步包括聯(lián)接到所述本體部分上的柔性導(dǎo)引部件，其中，所述柔性導(dǎo)引部件構(gòu)造成導(dǎo)引所述鉆孔工具通過延伸通過所述導(dǎo)電工件的膛孔。

技術(shù)方案13. 根據(jù)技術(shù)方案12所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)進(jìn)一步包括：

中心沖洗通道，其延伸通過所述柔性導(dǎo)引部件和所述本體部分，所述中心沖洗通道構(gòu)造成引導(dǎo)電解流體流通過其中；以及

限定在所述前電極中的沖洗孔，其中，所述沖洗孔構(gòu)造成將所述中心沖洗通道聯(lián)接成與所述導(dǎo)電工件處于流連通。

技術(shù)方案14. 根據(jù)技術(shù)方案12所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)進(jìn)一步包括檢查裝置，其構(gòu)造成確定所述鉆孔工具沿著工具路徑的位置。

技術(shù)方案15. 根據(jù)技術(shù)方案8所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)進(jìn)一步包括定位在所述前電極和所述至少一個側(cè)電極之間的間隔件，其中，所述間隔件構(gòu)造成使所述前電極與所述至少一個側(cè)電極電絕緣。

技術(shù)方案16. 一種加工導(dǎo)電工件的方法，所述方法包括：

使鉆孔工具在所述導(dǎo)電工件內(nèi)沿著工具路徑前進(jìn)，所述鉆孔工具包括本體部分，以及各自聯(lián)接到所述本體部分上的前電極和至少一個側(cè)電極；以及

選擇性地將電流供應(yīng)到所述前電極和所述至少一個側(cè)電極，使得在不止一個維度上從所述導(dǎo)電工件移除材料，其中，當(dāng)從所述導(dǎo)電工件移除所述材料時，所述前電極和所述至少一個側(cè)電極選擇性地可運(yùn)行來形成延伸通過所述導(dǎo)電工件的膛孔，所述膛孔具有可變的幾何構(gòu)造。

技術(shù)方案17. 根據(jù)技術(shù)方案16所述的方法，其特征在于，所述方法進(jìn)一步包括修改所述鉆孔工具在所述膛孔內(nèi)的定向，以修改前進(jìn)通過所述導(dǎo)電工件的所述鉆孔工具的工具路徑。

技術(shù)方案18. 根據(jù)技術(shù)方案16所述的方法，其特征在于，選擇性地供應(yīng)電流包括將不同量的電流供應(yīng)到所述前電極和所述至少一個側(cè)電極，使得以所述第一和第二方向定向的材料以不同的速率從所述導(dǎo)電工件移除。

技術(shù)方案19. 根據(jù)技術(shù)方案16所述的方法，其特征在于，選擇性地供應(yīng)電流包括：

在第一時間將第一電流供應(yīng)到所述前電極；以及

在第二時間將第二電流供應(yīng)到所述至少一個側(cè)電極，所述第二時間與所述第一時間不重疊。

技術(shù)方案20. 根據(jù)技術(shù)方案16所述的方法，其特征在于，所述方法進(jìn)一步包括引導(dǎo)電解流體流通過延伸通過所述鉆孔工具的中心沖洗通道，使得所述電解流體流排向所述導(dǎo)電工件。

附圖說明

當(dāng)參照附圖來閱讀以下詳細(xì)描述時本公開的這些和其它特征、方面和優(yōu)點(diǎn)將變得更好理解，在圖中相同符號表示相同部件，其中：

圖1是示例性電化學(xué)加工系統(tǒng)的示意圖；

圖2是可用于圖1中顯示的電化學(xué)加工系統(tǒng)的示例性鉆孔工具的透視圖；

圖3是圖2中顯示的鉆孔工具的橫截面圖；

圖4是加工可用于圖1中顯示的電化學(xué)加工系統(tǒng)的導(dǎo)電工件的示例性方法的邏輯圖；

圖5是可用于圖1中顯示的電化學(xué)加工系統(tǒng)的備選鉆孔工具的透視圖；以及

圖6是圖5中顯示的鉆孔工具的一部分的沿著線6-6得到的示意圖。

除非另有指示，否則本文提供的圖是要說明本公開的實施例的特征。相信這些特征適用于多種多樣的系統(tǒng)，包括本公開的一個或多個實施例。因而，圖不意于包括本領(lǐng)域普通技術(shù)人員已知的實踐本文公開的實施例的所需的所有傳統(tǒng)特征。

部件列表

100ECM系統(tǒng)

102導(dǎo)電工件

104安裝平臺

106電解液容器

108流控制器

109電解流體

110功率供應(yīng)

112鉆孔工具

114泵

116流體供應(yīng)管線

118膛孔

120機(jī)器人裝置

122檢查裝置

124離子傳感器

126出口

128控制器

130存儲器

132處理器

134本體部分

136前電極

138末梢

140第一側(cè)電極

142第一側(cè)

144第二側(cè)電極

146第二側(cè)

148第一方向

150第二方向

152第一匯流線

154第二匯流線

156第三匯流線

158間隔件

160間隙

162非導(dǎo)電性緩沖器

164柔性導(dǎo)引部件

166中心沖洗通道

168沖洗孔

170鉆孔工具

172前電極

174外徑向部分

176內(nèi)徑向部分

178前部面

180非導(dǎo)電性緩沖器

182側(cè)電極組件

184側(cè)電極。

具體實施方式

在以下說明書和所附權(quán)利要求中，將參照多個用語，它們被限定成具有以下含義。

單數(shù)形式“一”、“一個”和“該”包括復(fù)數(shù)所指物，除非上下文另有明確的規(guī)定。

“可選的”或“可選地”表示后面描述的事件或情形可能發(fā)生或者可能不發(fā)生，而且該描述包括發(fā)生事件的情況和不發(fā)生事件的情況。

如本文在說明書和權(quán)利要求中使用的那樣，近似語可用來修飾可容許改變的任何數(shù)量表示，而不導(dǎo)致與其有關(guān)的基本功能有變化。因此，由諸如“大約”、“大概”和“基本”的用語或多個用語修飾的值不局限于所規(guī)定的確切值。在至少一些情況下，近似語可對應(yīng)于用于測量值的儀器的精度。在這里和說明書和權(quán)利要求中，范圍限制可組合和/或互換。標(biāo)識這樣的范圍，且其包括包含在其中的所有子范圍，除非上下文或語言另有指示。

如本文所用，用語“計算機(jī)”和例如“計算裝置”的有關(guān)用語不限于在本領(lǐng)域中被稱為計算機(jī)的集成電路，而是寬泛地指示微控制器、微型計算機(jī)、可編程邏輯控制器(PLC)、特定用途集成電路和其它可編程電路，而且這些用語在本文可互換地使用。

另外，如本文所用，用語“軟件”和“固件”是可互換的，并且包括存儲在存儲器中供個人計算機(jī)、工作站、客戶機(jī)和服務(wù)器執(zhí)行的任何計算機(jī)程序。

如本文所用，用語“非暫時性計算機(jī)可讀介質(zhì)”意于代表任何有形的基于計算機(jī)裝置，其以任何方法或技術(shù)實現(xiàn)，以在短期和長期存儲信息，諸如，計算機(jī)可讀指令、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、程序模塊和子模塊，或者任何裝置中的其它數(shù)據(jù)。因此，本文描述的方法可編碼成可執(zhí)行指令，可執(zhí)行指令體現(xiàn)為有形的非暫時性計算機(jī)可讀介質(zhì)，包括(無限制)存儲裝置和/或存儲器裝置。當(dāng)由處理器執(zhí)行時，這樣的指令使處理器執(zhí)行本文描述的方法的至少一部分。此外，如本文所用，用語“非暫時性計算機(jī)可讀介質(zhì)”包括所有有形的計算機(jī)可讀介質(zhì)，包括(無限制)非暫時性計算機(jī)存儲裝置，包括(無限制)易失性和非易失性介質(zhì)，以及可移動和不可移動的介質(zhì)，諸如固件、物理和虛擬存儲器、CD-ROM、DVD和任何其它數(shù)字源，諸如網(wǎng)絡(luò)或互聯(lián)網(wǎng)，以及待開發(fā)的數(shù)字手段，唯一例外是暫時的正在傳播的信號。

本公開的實施例涉及一種加工導(dǎo)電工件(諸如渦輪葉片、輪葉或?qū)~)的電化學(xué)加工(ECM)系統(tǒng)和方法。更特別地，ECM系統(tǒng)包括鉆孔工具，鉆孔工具具有本體部分和以不同的定向聯(lián)接到本體部分上的多個電極片。以不同的定向?qū)㈦姌O片聯(lián)接到本體部分上使得鉆孔工具能夠在導(dǎo)電工件內(nèi)形成連續(xù)的可變幾何構(gòu)造的膛孔。如本文所用，“可變幾何構(gòu)造”指的是尺寸在不止一個平面上改變。鉆孔工具還可包括聯(lián)接到本體部分上的柔性導(dǎo)引部件，柔性導(dǎo)引部件有利于導(dǎo)引鉆孔工具通過連續(xù)的可變幾何構(gòu)造的膛孔。此外，ECM系統(tǒng)可包括檢查裝置，以提供關(guān)于前進(jìn)通過導(dǎo)電工件的鉆孔工具的位置，以及延伸通過其中的膛孔的定向的實時反饋。因而，在一個實施例中，實時反饋用來確定當(dāng)與標(biāo)稱工具路徑比較時的鉆孔工具的位置誤差，并且用來促進(jìn)工具路徑的恰當(dāng)執(zhí)行。例如，根據(jù)材料從導(dǎo)電工件移除的速率提供實時反饋，使得可及時地實現(xiàn)校正動作。

圖1是用于加工導(dǎo)電工件102的示例性電化學(xué)加工(ECM)系統(tǒng)100的示意圖。在示例性實施例中，導(dǎo)電工件102聯(lián)接到定位在電解液容器106內(nèi)的安裝平臺104上。如將在下面更詳細(xì)地描述的那樣，流控制器108有利于在加工運(yùn)行期間將來自電解液容器106內(nèi)的電解流體流109排向?qū)щ姽ぜ?02。在示例性實施例中，安裝平臺104定位成使得導(dǎo)電工件102位于電解流體109上方。備選地，安裝平臺104定位成使得導(dǎo)電工件102至少部分地浸沒在電解流體109內(nèi)，或者從導(dǎo)電工件102遠(yuǎn)處的源供應(yīng)電解流體109。

ECM系統(tǒng)100包括功率供應(yīng)110和電聯(lián)接到功率供應(yīng)110上的鉆孔工具112。更特別地，功率供應(yīng)110電聯(lián)接到導(dǎo)電工件102和鉆孔工具112上，導(dǎo)電工件102在加工過程中充當(dāng)陽極，鉆孔工具112在加工過程中充當(dāng)陰極。當(dāng)功率供應(yīng)110將電流供應(yīng)到鉆孔工具112，從而形成跨過導(dǎo)電工件102和鉆孔工具112的外加電勢時，從導(dǎo)電工件102移除材料。用鉆孔工具112從導(dǎo)電工件102移除的材料被排向?qū)щ姽ぜ?02的電解流體流109沖走。更特別地，流控制器108聯(lián)接到泵114上，泵114有利于通過流體供應(yīng)管線116將電解流體109供應(yīng)到鉆孔工具112。因而，如將在下面更詳細(xì)地描述的那樣當(dāng)從導(dǎo)電工件102移除材料時，，鉆孔工具112在導(dǎo)電工件102內(nèi)在不止一個維度上沿著工具路徑前進(jìn)，以形成延伸通過導(dǎo)電工件102的膛孔118，膛孔118具有可變的幾何構(gòu)造。更特別地，鉆孔工具112能夠在導(dǎo)電工件102內(nèi)在不止一個維度上(即，在非線性方向上)前進(jìn)。

ECM系統(tǒng)100還包括機(jī)器人裝置120，或者任何適當(dāng)?shù)年P(guān)節(jié)部件，其聯(lián)接到鉆孔工具112上，機(jī)器人裝置120有利于使鉆孔工具112沿著工具路徑在導(dǎo)電工件102內(nèi)前進(jìn)。在示例性實施例中，機(jī)器人裝置120是任何適當(dāng)?shù)挠嬎銠C(jī)數(shù)控裝置，諸如機(jī)器人末端執(zhí)行器，它使得鉆孔工具112能夠沿著工具路徑以受控制且自動的方式前進(jìn)。更特別地，如將在下面更詳細(xì)地闡明的那樣，機(jī)器人裝置120有利于修改鉆孔工具112在膛孔118內(nèi)的定向，使得形成于導(dǎo)電工件102內(nèi)的膛孔118具有可變的幾何構(gòu)造。備選地，不使用機(jī)器人裝置120來修改鉆孔工具112在膛孔118內(nèi)的定向，諸如通過操作者手動地修改。

ECM系統(tǒng)100還可包括用于對導(dǎo)電工件102執(zhí)行非破壞性檢查的檢查裝置122。檢查裝置122是使得ECM系統(tǒng)100能夠如本文描述的那樣起作用的任何非破壞性檢查裝置。示例性非破壞性檢查裝置包括(但不限于)超聲測試裝置、X光測試裝置和計算機(jī)斷層(CT)掃描裝置。如將在下面更詳細(xì)地描述的那樣，檢查裝置122連續(xù)地或者以預(yù)定時間間隔工作，以確定由鉆孔工具112形成的膛孔118的至少一個定向，或者鉆孔工具112沿著工具路徑的位置。因而，當(dāng)實際工具路徑不同于鉆孔工具112的標(biāo)稱工具路徑時，可確定鉆孔工具112的位置誤差。

在一些實施例中，ECM系統(tǒng)100包括定位在膛孔118的出口126附近的離子傳感器124。如上面描述的那樣，用鉆孔工具112從導(dǎo)電工件102移除的材料被排向?qū)щ姽ぜ?02的電解流體流109沖走。離子傳感器124測量從膛孔118的出口126排出的電解流體109的離子濃度。如將在下面更詳細(xì)地描述的那樣，離子濃度度量用來確定電解流體109的化學(xué)成分，這有利于確定鉆孔工具112的健康或運(yùn)行狀態(tài)。備選地，使用包含在控制器128的存儲器內(nèi)的學(xué)習(xí)算法來確定鉆孔工具112的健康或運(yùn)行狀態(tài)。

在示例性實施例中，流控制器108、功率供應(yīng)110、機(jī)器人裝置120、檢查裝置122和離子傳感器124聯(lián)接成有線地或無線地與控制器128通信?？刂破?28包括存儲器130(即，非暫時性計算機(jī)可讀介質(zhì))和聯(lián)接到存儲器130上以執(zhí)行程序指令的處理器132。處理器132可包括一個或多個處理單元(例如，成多核構(gòu)造)和/或包括加密加速器(未顯示)?？刂破?28可編程成通過對存儲器130和/或處理器132編程來執(zhí)行本文描述的一個或多個操作。例如，可通過將操作編碼為可執(zhí)行指令，以及在存儲器130中提供可執(zhí)行指令，來對處理器132編程。

處理器132可包括(但不限于)通用中心處理單元(CPU)、微控制器、精簡指令集計算機(jī)(RISC)處理器、開放式媒體應(yīng)用平臺(OMAP)、特定用途集成電路(ASIC)、可編程邏輯電路(PLC)，以及/或能夠執(zhí)行本文描述的功能的任何其它電路或處理器。本文描述的方法可編碼成包含在計算機(jī)可讀介質(zhì)中的可執(zhí)行指令，包括(無限制)存儲裝置和/或存儲器裝置。當(dāng)由處理器132執(zhí)行時，這樣的指令使處理器132執(zhí)行本文描述的功能的至少一部分。以上示例僅是示例性的，并且因而無論如何不意于限制用語處理器的定義和/或含義。

存儲器130是一個或多個裝置，其使得能夠存儲和讀取諸如可執(zhí)行指令和/或其它數(shù)據(jù)的信息。存儲器130可包括一個或多個計算機(jī)可讀介質(zhì)，諸如(無限制)動態(tài)隨機(jī)存取存儲器(DRAM)、同步動態(tài)隨機(jī)存取存儲器(SDRAM)、靜態(tài)隨機(jī)存取存儲器(SRAM)、固態(tài)盤和/或硬盤。存儲器130可構(gòu)造成存儲(無限制)可執(zhí)行指令、操作系統(tǒng)、應(yīng)用程序、資源、安裝腳本和/或適合用于本文描述的方法和系統(tǒng)的任何其它類型的數(shù)據(jù)。

用于操作系統(tǒng)和應(yīng)用程序的指令以功能形式位于非暫時性存儲器130中供處理器132執(zhí)行，以執(zhí)行本文描述的一個或多個過程。不同實現(xiàn)中的這些指令可包含在不同的物理或有形的計算機(jī)可讀介質(zhì)上，諸如存儲器130或另一個存儲器，諸如計算機(jī)可讀介質(zhì)(未顯示)，它可包括(無限制)閃存和/或拇指驅(qū)動器。另外，指令可以功能形式位于功能非暫時性計算機(jī)可讀介質(zhì)上，它可包括(無限制)智能介質(zhì)(SM)存儲器、緊湊閃速(CF)存儲器、安全數(shù)字(SD)存儲器、存儲器條(MS)存儲器、多媒體卡(MMC)存儲器、嵌入式多媒體卡(e-MMC)和微硬盤存儲器。計算機(jī)可讀介質(zhì)可選擇性地插入控制器128和/或從控制器128移除，容許由處理器132訪問和/或執(zhí)行。在備選實現(xiàn)中，計算機(jī)可讀介質(zhì)是不可移除的。

圖2是可用于系統(tǒng)100(在圖1中顯示)的鉆孔工具112的透視圖，并且圖3是鉆孔工具112的橫截面圖。在示例性實施例中，鉆孔工具112包括本體部分134和聯(lián)接到其上的多個電極片。更特別地，前電極136聯(lián)接在本體部分134的末梢138上，并且至少一個側(cè)電極聯(lián)接到本體部分134上。例如，第一側(cè)電極140聯(lián)接在本體部分134的第一側(cè)142上，并且第二側(cè)電極144聯(lián)接在本體部分134的第二側(cè)146上。前電極136定向在本體部分134上，使得當(dāng)電流供應(yīng)到前電極136時，相對于本體部分134以第一方向148定向的材料從導(dǎo)電工件102(在圖1中顯示)移除。移除相對于本體部分134以第一方向148定向的材料使得鉆孔工具112能夠沿向前方向沿著工具路徑行進(jìn)。此外，至少一個側(cè)電極定向在本體部分134上，使得當(dāng)電流供應(yīng)到至少一個側(cè)電極時，從導(dǎo)電工件102移除相對于本體部分134以第二方向150定向的材料。移除相對于本體部分134以第二方向150定向的材料使得能夠修改鉆孔工具112的工具路徑的方向。因而，由在導(dǎo)電工件102內(nèi)前進(jìn)的鉆孔工具112形成的膛孔118(在圖1中顯示)具有可變的幾何構(gòu)造。另外，雖然顯示為包括第一側(cè)電極140和第二側(cè)電極144，但應(yīng)當(dāng)理解的是，可使用使得鉆孔工具112能夠如本文描述的那樣起作用的任何數(shù)量的側(cè)電極。此外，多個電極可各自聯(lián)接到獨(dú)立的功率供應(yīng)上，使得可按不同的速率從各個電極移除材料。在一個實施例中，功率供應(yīng)110具有多個通道，該多個通道可用來獨(dú)立地供應(yīng)前電極和至少一個側(cè)電極。功率供應(yīng)110能夠供應(yīng)穩(wěn)定電流，或者可按先開后關(guān)，或者先高電流后低電流的方式脈動。

鉆孔工具112還包括多個匯流線，以將電極片電聯(lián)接到功率供應(yīng)110(在圖1中顯示)上。更特別地，第一匯流線152將前電極136電聯(lián)接到功率供應(yīng)110上，第二匯流線154將第一側(cè)電極140電聯(lián)接到功率供應(yīng)110上，并且第三匯流線156將第二側(cè)電極144電聯(lián)接到功率供應(yīng)110上。因而，如將在下面更詳細(xì)地描述的那樣，當(dāng)從導(dǎo)電工件102移除材料時，前電極136和第一側(cè)電極140和第二側(cè)電極144選擇性地且獨(dú)立地可運(yùn)行來形成延伸通過導(dǎo)電工件102的膛孔118，膛孔118具有可變的幾何構(gòu)造。

在示例性實施例中，鉆孔工具112包括定位在前電極136和第一側(cè)電極140和第二側(cè)電極144之間的間隔件158。間隔件158有利于使前電極136與第一側(cè)電極140和第二側(cè)電極144電絕緣。此外，當(dāng)不止一個側(cè)電極聯(lián)接到本體部分134上時，在相鄰側(cè)電極之間限定間隙160。因而，電極片彼此電絕緣，以有利于限制電短路的形成。

鉆孔工具112還包括聯(lián)接到本體部分134上的非導(dǎo)電性緩沖器162。非導(dǎo)電性緩沖器162可由使得鉆孔工具112能夠如本文描述的那樣起作用的任何材料制造而成。例如，在一個實施例中，非導(dǎo)電性緩沖器162由非導(dǎo)電性聚合物材料制造而成。非導(dǎo)電性緩沖器162比第一側(cè)電極140和第二側(cè)電極144從本體部分134延伸更大距離。因而，非導(dǎo)電性緩沖器162使第一側(cè)電極140和第二側(cè)電極144與膛孔118的側(cè)壁間隔開，以有利于限制在第一側(cè)電極140和第二側(cè)電極和144和導(dǎo)電工件102之間形成電短路。

此外，鉆孔工具112包括聯(lián)接到本體部分134上的柔性導(dǎo)引部件164。柔性導(dǎo)引部件164有利于導(dǎo)引鉆孔工具112通過延伸通過導(dǎo)電工件102的膛孔118。如上面描述的那樣，鉆孔工具112的電極片選擇性地可運(yùn)行來使得具有可變幾何構(gòu)造的膛孔118延伸通過導(dǎo)電工件102。因而，用柔性材料制造柔性導(dǎo)引部件164使得鉆孔工具112能夠沿著可變幾何構(gòu)造的工具路徑在導(dǎo)電工件102內(nèi)移動。示例性柔性材料包括(但不限于)橡膠、硅樹脂、尼龍、聚亞安酯和乳膠。此外，在一些實施例中，柔性材料涂有銅層，以沿著導(dǎo)引部件164形成電通道。

參照圖3，中心沖洗通道166延伸通過柔性導(dǎo)引部件164和本體部分134。中心沖洗通道166在大小上設(shè)置成引導(dǎo)電解流體流109(在圖1中顯示)通過其中，以將從導(dǎo)電工件102移除的材料沖出膛孔118。更特別地，前電極136包括限定在其中的至少一個沖洗孔168。沖洗孔168將中心沖洗通道166聯(lián)接成與導(dǎo)電工件102處于流連通。因而，引導(dǎo)通過中心沖洗通道166的電解流體109從沖洗孔168排出，以沖洗從導(dǎo)電工件102移除的材料。

在運(yùn)行中，控制器128指示檢查裝置122對導(dǎo)電工件102進(jìn)行鉆削前檢查。鉆削前檢查有利于確定導(dǎo)電工件102的尺寸，以與虛擬導(dǎo)電工件的尺寸(即，對標(biāo)稱導(dǎo)電工件102進(jìn)行CAD制圖)進(jìn)行比較。在示例性實施例中，虛擬導(dǎo)電工件包括多個標(biāo)稱工具路徑，其對應(yīng)于用于在導(dǎo)電工件102中用鉆孔工具112形成膛孔118的工具路徑。導(dǎo)電工件102和虛擬導(dǎo)電工件之間的固有尺寸差異使標(biāo)稱工具路徑得到修改，然后鉆孔工具112執(zhí)行該標(biāo)稱工具路徑來確保形成于導(dǎo)電工件102中的膛孔118保持在尺寸公差之內(nèi)。因而，當(dāng)與虛擬導(dǎo)電工件的尺寸相比時，控制器128確定導(dǎo)電工件102的尺寸差異，并且基于導(dǎo)電工件102的差異來修改標(biāo)稱工具路徑。然后鉆孔工具112執(zhí)行經(jīng)修改的標(biāo)稱工具路徑。

更特別地，在一個實施例中，控制器128指示機(jī)器人裝置120在鉆孔工具112內(nèi)導(dǎo)電工件102沿著實際工具路徑前進(jìn)，以形成膛孔118。然后控制器128指示檢查裝置122對導(dǎo)電工件102進(jìn)行檢查，確定鉆孔工具112沿著工具路徑的位置，比較該工具路徑與對應(yīng)的經(jīng)修改的標(biāo)稱工具路徑，并且確定鉆孔工具112的位置誤差。位置誤差由鉆孔工具112的位置與鉆孔工具112沿著對應(yīng)的經(jīng)修改的標(biāo)稱工具路徑的理論位置之間的差限定。備選地，控制器128指示機(jī)器人裝置120使鉆孔工具112沿著任意工具路徑前進(jìn)。此外，備選地，手動地使鉆孔工具112沿著工具路徑前進(jìn)。

在一些實施例中，控制器128執(zhí)行校正動作，以在位置誤差大于第一預(yù)定閾值時，通過修改至少一個鉆削參數(shù)來減少位置誤差。示例性鉆削參數(shù)包括供應(yīng)到多個電極片的電流量、鉆孔工具112在膛孔118內(nèi)的定向、引導(dǎo)通過鉆孔工具112的中心沖洗通道166的電解流體的沖洗壓力，以及鉆孔工具112在膛孔118內(nèi)前進(jìn)的自由速率。因而，當(dāng)位置誤差大于第一預(yù)定閾值時，控制器128通過修改鉆孔工具112的至少一個鉆削參數(shù)來執(zhí)行校正動作。

在一個實施例中，控制器128基于位置誤差大于第一預(yù)定閾值的量，來選擇修改哪個鉆削參數(shù)，或者修改鉆削參數(shù)達(dá)某個程度。例如，當(dāng)位置誤差大于第一預(yù)定閾值，且小于第二預(yù)定閾值(大于第一預(yù)定閾值)時，控制器128執(zhí)行低水平校正動作。一個示例性低水平校正動作包括指示功率供應(yīng)110將不同量的電流供應(yīng)到電極片，使得以第一方向148和第二方向150定向的材料以不同的速率從導(dǎo)電工件102移除。備選的低水平校正動作包括指示功率供應(yīng)110在第一時間將第一電流供應(yīng)到前電極136，以及指示功率供應(yīng)110在第二時間將第二電流供應(yīng)到至少一個側(cè)電極，第二時間與第一時間不重疊。在備選實施例中，控制器128指示功率供應(yīng)110將電流供應(yīng)到電極片，使得在膛孔118內(nèi)形成拱頂或擾動(即，正方形波形)。

此外，例如，當(dāng)位置誤差大于第一預(yù)定閾值且小于第三預(yù)定閾值(大于第二預(yù)定閾值)時，控制器128執(zhí)行中等水平校正動作。一個示例性中等水平校正動作包括指示功率供應(yīng)110停止將電流供應(yīng)到一個或多個電極片。備選的中等水平校正動作包括指示機(jī)器人裝置120修改鉆孔工具112在膛孔118內(nèi)的定向。因而，當(dāng)與低水平校正動作相比時，執(zhí)行中等水平校正動作有利于以更快的速率校正鉆孔工具112的位置誤差。

低水平和中等水平校正動作的任何組合都可按并列方式實現(xiàn)，以有利于鉆孔工具112沿著工具路徑前進(jìn)。

在一些實施例中，當(dāng)位置誤差大于第四預(yù)定閾值(大于第三預(yù)定閾值)時，控制器128終止鉆孔工具112的運(yùn)行。在這種實施例中，低水平和中等水平校正動作無法使位置誤差回到可接受的公差之內(nèi)，使得終止鉆孔工具112的運(yùn)行可確保停止進(jìn)一步偏離經(jīng)修改的標(biāo)稱工具路徑。

此外，在一些實施例中，控制器128接收由傳感器124測量的從膛孔118排出的電解流體的濃度度量。然后控制器128基于電解流體中的離子濃度來確定電解流體的化學(xué)成分。如上面描述的那樣，確定電解流體的化學(xué)成分有利于確定鉆孔工具112的健康或運(yùn)行狀態(tài)。例如，控制器128確定來自電極片材料的在電解流體中測得的離子濃度是否大于閾值。如果是，則可能已經(jīng)發(fā)生電短路，而且控制器128終止鉆孔工具112的運(yùn)行。

圖4是加工導(dǎo)電工件102(在圖1中顯示)的示例性方法的邏輯圖。如上面描述的那樣，連續(xù)地或者以預(yù)定時間間隔檢查導(dǎo)電工件102，以確定鉆孔工具112(在圖1中顯示)的位置誤差。然后控制器128(在圖1中顯示)執(zhí)行一個或多個校正動作，確保恰當(dāng)?shù)貓?zhí)行工具路徑。如圖4中顯示的那樣，執(zhí)行工具路徑、檢查導(dǎo)電工件102、確定位置誤差和執(zhí)行校正動作的過程體現(xiàn)為連續(xù)循環(huán)。因而，在一個實施例中，鉆孔工具112沿著工具路徑前進(jìn)，直到它已經(jīng)全部執(zhí)行為止。

圖5是可用于電化學(xué)加工系統(tǒng)100(在圖1中顯示)的備選鉆孔工具170的透視圖。在示例性實施例中，鉆孔工具170包括本體部分134和聯(lián)接到其上的多個電極片。更特別地，前電極172聯(lián)接到本體部分134上，并且至少一個側(cè)電極聯(lián)接到本體部分134上。前電極172具有“頂帽”構(gòu)造，其具有聯(lián)接到本體部分134上的外徑向部分174和從外徑向部分174的前部面178延伸的內(nèi)徑向部分176。此外，沖洗通道166延伸通過外徑向部分174和內(nèi)徑向部分176，以有利于將流體引導(dǎo)向?qū)щ姽ぜ?02。

鉆孔工具170還包括非導(dǎo)電性緩沖器180，其定位在前電極172的外徑向部分174的徑向外側(cè)。非導(dǎo)電性緩沖器180圍繞外徑向部分174沿周向延伸，并且非導(dǎo)電性緩沖器180的至少一部分沿第一向前方向148延伸超過外徑向部分174的前部面178。因而，當(dāng)電流供應(yīng)到前電極172時，由此產(chǎn)生的電場被迫圍繞非導(dǎo)電性緩沖器180行進(jìn)，然后接觸膛孔118的側(cè)壁(在圖1中顯示)，這有利于平衡從導(dǎo)電工件102移除定位成最接近外徑向部分174的最外部部分的材料的速率。

此外，當(dāng)與具有對其供應(yīng)的相似電流量的扁平電極相比時，內(nèi)徑向部分176沿方向148從前部面178延伸會使前電極172沿向前方向產(chǎn)生的電場的影響范圍擴(kuò)大。擴(kuò)大前電極172所產(chǎn)生的電場的影響范圍有利于增加從導(dǎo)電工件102移除材料，而不必增加供應(yīng)到前電極172的電流量。另外，當(dāng)膛孔118在導(dǎo)電工件102內(nèi)彎曲時，將內(nèi)徑向部分176的最外部部分定位在外徑向部分174的徑向內(nèi)側(cè)有利于減少前電極172和導(dǎo)電工件102之間的接觸。

圖6是鉆孔工具170(在圖5中顯示)的一部分的沿著線6-6得到的示意圖。在示例性實現(xiàn)中，鉆孔工具170包括聯(lián)接到本體部分134上(在圖5中顯示)的側(cè)電極組件182。側(cè)電極組件182包括多個側(cè)電極184，它們彼此間隔開且圍繞側(cè)電極組件182沿周向定位。更特別地，側(cè)電極組件182還包括在相鄰側(cè)電極184之間延伸的非導(dǎo)電性間隔部件186，它有利于使側(cè)電極184彼此電絕緣。此外，類似于側(cè)電極140和144，側(cè)電極184彼此獨(dú)立地且選擇性地可運(yùn)行，使得形成于導(dǎo)電工件102中的膛孔118 (各自在圖1中顯示)具有可變的幾何構(gòu)造。

本文描述的系統(tǒng)和方法涉及在導(dǎo)電工件內(nèi)形成連續(xù)和可變幾何構(gòu)造的膛孔。該系統(tǒng)包括鉆孔工具，鉆孔工具具有多個電極片，鉆孔工具能夠在不止一個維度上從導(dǎo)電工件移除材料。系統(tǒng)還包括檢查裝置，檢查裝置提供關(guān)于鉆孔工具在導(dǎo)電工件內(nèi)的位置的實時反饋。檢查裝置聯(lián)接到控制器上，控制器處理實時反饋，而且在一個實施例中，控制器使鉆孔工具執(zhí)行校正動作。因而，本文描述的系統(tǒng)和方法有利于以自主、精確且時間高效的方式在導(dǎo)電工件內(nèi)形成連續(xù)和可變幾何構(gòu)造的膛孔。

本文描述的電化學(xué)加工系統(tǒng)和方法的示例性技術(shù)效果包括下者中的至少一個：(a)提供能夠在導(dǎo)電工件內(nèi)形成可變幾何構(gòu)造的膛孔的鉆孔工具；(b)提供鉆孔工具在導(dǎo)電工件內(nèi)的實時位置數(shù)據(jù)；以及(c)使用實時位置數(shù)據(jù)來促進(jìn)鉆孔工具的校正動作。

在上面詳細(xì)描述了電化學(xué)加工系統(tǒng)的示例性實施例。該系統(tǒng)不限于本文描述的具體實施例，而是相反，系統(tǒng)的構(gòu)件和/或方法的步驟可與本文描述的其它構(gòu)件和/或步驟獨(dú)立地以及分開來使用。例如，本文描述的構(gòu)件的構(gòu)造還可與其它過程結(jié)合起來使用，而且不限于僅僅用燃?xì)鉁u輪發(fā)動機(jī)構(gòu)件和本文描述的方法實踐。相反，可結(jié)合其中想要在導(dǎo)電工件內(nèi)形成膛孔的許多應(yīng)用來實現(xiàn)和利用示例性實施例。

雖然可在一些圖中顯示本公開的各種實施例的具體特征而在其它圖中不顯示，但這僅僅是為了方便。根據(jù)本公開的實施例的原理，可與任何其它圖的任何特征結(jié)合起來參照和/或要求保護(hù)圖的任何特征。

一些實施例涉及使用一個或多個電子或計算裝置。這樣的裝置典型地包括處理器、處理裝置或控制器，諸如通用中央處理單元(CPU)、圖形處理單元(GPU)、微控制器、精簡指令集計算機(jī)(RISC)處理器、特定用途集成電路(ASIC)、可編程邏輯電路(PLC)、現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)、數(shù)字信號處理(DSP)裝置，以及/或者能夠執(zhí)行本文描述的功能的任何其它電路或處理裝置。本文描述的方法可編碼成包含在計算機(jī)可讀介質(zhì)(包括(無限制)存儲裝置和/或存儲器裝置)中的可執(zhí)行指令。當(dāng)由處理裝置執(zhí)行時，這樣的指令使處理裝置執(zhí)行本文描述的方法的至少一部分。以上示例僅僅是示例性的，并且因而無論如何不意于限定用語處理器和處理裝置的定義和/或含義。

本書面描述使用示例來公開本發(fā)明，包括最佳模式，并且還使本領(lǐng)域任何技術(shù)人員能夠?qū)嵺`本發(fā)明，包括制造和使用任何裝置或系統(tǒng)，以及實行任何結(jié)合的方法。本發(fā)明的可取得專利的范圍由權(quán)利要求限定，并且可包括本領(lǐng)域技術(shù)人員想到的其它示例。如果這樣的其它示例具有不異于權(quán)利要求的字面語言的結(jié)構(gòu)要素，或者如果它們包括與權(quán)利要求的字面語言無實質(zhì)性差異的等效結(jié)構(gòu)要素，則它們意于處在權(quán)利要求的范圍之內(nèi)。