切割用于制造渦輪機(jī)零件的預(yù)成形件的方法和系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種預(yù)成形件的切割方法，以及一種切割系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]—些渦輪機(jī)零件，例如由復(fù)合材料制成的風(fēng)扇葉片，可由預(yù)成形件制成。
[0003]此預(yù)成形件包括編織多個(gè)編織線或編織纖維，所述編織線或編織纖維包括經(jīng)線和瑋線。這兩組線包括確保預(yù)成形件的結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)線和跟蹤器線，所述跟蹤器線與其他的線可通過視覺識別，并至少均勻地設(shè)置在該預(yù)成形件的表面。
[0004]制造這種預(yù)成形件的例子由文件EP 1526285可知。
[0005]該預(yù)成形件根據(jù)構(gòu)成葉片的零件的形狀和尺寸切除，并放置在一模中。
[0006]包括熱定型樹脂的粘合劑隨后噴射進(jìn)該模中，以充滿整個(gè)預(yù)成形件。在加熱該模后，該模制件從模中取出。
[0007]該預(yù)成形件的切割步驟要求根據(jù)切割輪廓切割該預(yù)成形件，因此該形式對應(yīng)于在整個(gè)制造過程中所期望的形式。
[0008]圖1圖示一預(yù)成形件101，預(yù)成形件101包括分布為經(jīng)線和瑋線的編織線。這些編織線包括結(jié)構(gòu)線102和可視覺識別線103。
[0009]還圖示一預(yù)計(jì)算的切割輪廓105。此切割輪廓105通過假設(shè)經(jīng)線和瑋線相互為90°
來計(jì)算。
[0010]在切割階段，該預(yù)成形件仍未固定，并因此是可延展的和可變形的，這是因?yàn)樵擃A(yù)成形件僅僅是通過編織而纏結(jié)的一團(tuán)線。
[0011]因此，有必要驗(yàn)證預(yù)成形件沒有變形，即經(jīng)線和瑋線表現(xiàn)出不同于90°的相對角。
[0012]在實(shí)踐中，操作人員觀察可視覺識別的線，以確認(rèn)是否發(fā)生這種變形。如果這是如圖2所圖示的情況，則經(jīng)線和瑋線由操作人員調(diào)節(jié)。
[0013]下面的步驟為相對于切割機(jī)定位該預(yù)成形件。此操作由操作人員執(zhí)行，操作人員定位該預(yù)成形件，以使所述預(yù)成形件設(shè)置在切割機(jī)的原點(diǎn)和切割軸線的水平處。
[0014]此方法和此切割系統(tǒng)具有幾個(gè)缺點(diǎn)。
[0015]該預(yù)成形的變形的驗(yàn)證步驟是漫長且復(fù)雜的，這延長了制造時(shí)間，并增加成本。也存在出現(xiàn)錯(cuò)誤的風(fēng)險(xiǎn)。
[0016]而且，用于相對于切割機(jī)定位預(yù)成形的步驟延長制造時(shí)間，且提高了在切割過程中出現(xiàn)缺陷的風(fēng)險(xiǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0017]本發(fā)明建議消除以上缺點(diǎn)。
[0018]為此，本發(fā)明提出一種制造渦輪機(jī)零件的預(yù)成形件的切割方法，其包括編織多個(gè)編織線，所述編織線根據(jù)由其中編織線具有基準(zhǔn)布置的預(yù)成形件模計(jì)算的切割輪廓包括視覺可識別線，所述方法包括由以下組成的步驟:
[0019]-拍攝預(yù)成形件的圖像，
[0020]-處理圖像以相對于基準(zhǔn)布置確定視覺可識別編織線的布置的偏差，
[0021 ]-根據(jù)所述偏差校正切割輪廓，
[0022]-根據(jù)校正切割輪廓切割預(yù)成形件。
[0023]在被調(diào)節(jié)以根據(jù)切割輪廓實(shí)施預(yù)成形件的切割的切割機(jī)中，本發(fā)明還包括由以下組成的步驟:
[0024]-拍攝預(yù)成形件的圖像，
[0025]-處理圖像以在編織預(yù)成形件的過程中識別至少一個(gè)基準(zhǔn)點(diǎn)，
[0026]-從此基準(zhǔn)點(diǎn)的識別，相對于預(yù)成形件自動(dòng)地校正切割機(jī)的位置，以根據(jù)切割輪廓可切割預(yù)成形件，以及
[0027]-根據(jù)切割輪廓切割預(yù)成形件。
[0028]根據(jù)一實(shí)施例和根據(jù)剛剛描述的實(shí)施例，第一步驟為相對于預(yù)成形件自動(dòng)地定位切割機(jī)，根據(jù)前述實(shí)施例，第二步驟為根據(jù)編織線的布置的偏差校正切割輪廓。
[0029]在一應(yīng)用中，本發(fā)明涉及例如渦輪機(jī)葉片，其中一預(yù)成形件是此葉片的切除部，其特征在于，此預(yù)成形件的切割根據(jù)前述方法來實(shí)施。
[0030]本發(fā)明具有許多優(yōu)點(diǎn)。
[0031]本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是提出了改進(jìn)切割的質(zhì)量和精度的方案。
[0032]本發(fā)明的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是提出縮短制造時(shí)間的方案，該方案更加廉價(jià)。
[0033]最后，本發(fā)明的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)在于提高了制造的標(biāo)準(zhǔn)化，該標(biāo)準(zhǔn)化使得是強(qiáng)健的且可重復(fù)。
【附圖說明】
[0034]從純粹地示例性的和非限制性的以及必須接合附圖來考慮的以下描述，本發(fā)明的其它特征、目的和優(yōu)點(diǎn)將變得顯而易見，其中:
[0035]-圖1是已提出的根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的預(yù)成形件和切割輪廓的表示；
[0036]-圖2是已提出的根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的切割方法的表示；
[0037]-圖3是織機(jī)中的預(yù)成形件的表示；
[0038]-圖4是具有其中布置是基準(zhǔn)布置的編織的預(yù)成形件4的表示；
[0039]-圖5是其中布置是基準(zhǔn)的系統(tǒng)的表示；
[0040]-圖6和7是根據(jù)本發(fā)明的切割方法的第一實(shí)施例的表不；
[0041]-圖8和9是根據(jù)本發(fā)明的切割方法的第二實(shí)施例的表示。
【具體實(shí)施方式】
[0042]待切除的預(yù)成形件
[0043]預(yù)成形件I包括編織多個(gè)編織線9。編織線9通常劃分為經(jīng)線和瑋線。
[0044]圖3示意地顯示一提花機(jī)型的織機(jī)，沿著縱向(箭頭X)方向的經(jīng)線以及沿著橫向(箭頭y)方向的瑋線安裝在所述織機(jī)上，其中所述經(jīng)線沿著垂直方向(箭頭z)延伸過重疊的幾層。
[0045]此編織類型由例如文件FR2861143可知。在一實(shí)施例中，編織是三維的。
[0046]例如，編織線9屬于由以下形成的組:碳纖維、玻璃纖維、石英纖維、碳化硅纖維、鋁纖維、芳族聚酰胺纖維和芬芳聚酰胺纖維。
[0047]如在圖4中所示，編織線9包括用于編織預(yù)成形件的結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)線2，以及視覺上可識別的線3。
[0048]視覺上可識別的線3是主要位于該預(yù)成形件表面的線，并具有與結(jié)構(gòu)線2不同的顏色，使它們可在視覺上識別。
[0049]線3均設(shè)置為經(jīng)線(縱向)和瑋線(橫向)。
[0050]在一實(shí)施例中，用于三維編織的結(jié)構(gòu)線2是碳纖維，視覺上可識別的線3由玻璃纖維或凱夫拉爾形成。
[0051]以此方式，視覺上可識別的線3在預(yù)成形件的黑色剩余部分上的顏色是白色的，因而可看見。
[0052]切割系統(tǒng)
[0053]切割該預(yù)成形件可具體在圖5中所示的切割系統(tǒng)12中進(jìn)行。
[0054]該切割系統(tǒng)12包括切割機(jī)4。可使用不同的切割機(jī)技術(shù):水射流切割，和或通過機(jī)械裝置，和/或通過激光切割。
[0055]切割機(jī)4通常包括用于容納和固定待切除的預(yù)成形件的裝置。
[0056]切割系統(tǒng)12還包括存儲(chǔ)器13，具體用于儲(chǔ)存一預(yù)計(jì)算的切割輪廓，該切割輪廓將由切割機(jī)4使用。
[0057]系統(tǒng)12包括構(gòu)造為拍攝一個(gè)或多個(gè)圖像的成像裝置10。此成像裝置10為例如相片或相機(jī)類型。
[0058]最后，切割系統(tǒng)12包括一處理單元11，該處理單元設(shè)置為控制切割機(jī)和成像裝置，以執(zhí)行下述切割方法的實(shí)施例。處理單元11通常為一與一個(gè)或多個(gè)處理程序相關(guān)聯(lián)的處理器。
[0059]如果需要，系統(tǒng)12包括屏幕型的顯示設(shè)備以及具有操作器(鍵盤、控制臺(tái)等)的交互設(shè)備。
[0060]切割方法[0061 ] 第一實(shí)施例
[0062]該預(yù)成形件必須進(jìn)行切除。此切割通常由在切割系統(tǒng)12中的切割機(jī)4所實(shí)施。
[0063]切割機(jī)4通常進(jìn)行調(diào)節(jié)，以根據(jù)切割輪廓5進(jìn)行切割。此輪廓是二維表面的輪廓，但其通?？汕懈钊S的預(yù)成形件。
[0064]此切割輪廓5根據(jù)優(yōu)選用于由該預(yù)成形件構(gòu)造的結(jié)構(gòu)的最后形狀，通過模擬來進(jìn)行預(yù)計(jì)算，并被記錄在切割系統(tǒng)12的存儲(chǔ)器13中。
[0065]此切割輪廓5具體由其中編織線具有基準(zhǔn)布置的一預(yù)成形件模進(jìn)行預(yù)計(jì)算。
[0066]在用于計(jì)算此輪廓的模擬過程中，使用其中編織線具有基準(zhǔn)布置的一預(yù)成形件模。此基準(zhǔn)布置對應(yīng)于按照該預(yù)成形件的縱向軸線設(shè)置的線(經(jīng)線)，以及按照該預(yù)成形件的橫向軸線設(shè)置的線(瑋線)，所述經(jīng)線和瑋線相互垂直，例如圖1中所示。在此基準(zhǔn)布置中，視覺上可識別的線3沒有彎曲，而是直線的。
[0067]由于預(yù)成形件I是可變形的，因此此基準(zhǔn)布置不必要保留到進(jìn)行切割步驟的時(shí)間。
[0068]根據(jù)一第一步驟，拍攝預(yù)成形件I的一圖像。此圖像由切割系統(tǒng)的成像裝置10所拍攝。通常，這是包括預(yù)成形件I的至少上表面的圖像。
[0069]對于成像裝置10可以拍攝預(yù)成形件I的幾個(gè)圖像，盡管這不是必須的。
[0070]在一實(shí)施例中，成像裝置10由照明裝置14完成，照明裝置14朝向該預(yù)成形件，這提高了用于后期處理的圖像的質(zhì)量和對比度。
[0071]然后，圖像被處理，以相對于基準(zhǔn)布置確定編織線的布置的偏差。
[0072]此處理由系統(tǒng)12的處理單元11進(jìn)行，和/或由外部處理單元進(jìn)行，所述外部處理單元通過任何已知的通信設(shè)備與系統(tǒng)12聯(lián)通。
[0073]在處理過程中，將預(yù)成形件I的圖像與一基準(zhǔn)圖像(預(yù)成形件模的圖像)進(jìn)行比較，其中預(yù)成形件I的編織線具有一基準(zhǔn)布置。
[0074]特別是，處理單元首先通過圖像處理識別在圖像中的視覺上可識別的線3。在識別這些線3后，這些線3的布置通過主要按照該預(yù)成形件I的縱向軸線設(shè)置的線的方向與主要按照該預(yù)成形件I的橫向軸線設(shè)置的線3進(jìn)行比較而確定。此布置隨后與該基準(zhǔn)布置進(jìn)行比較，以確定布置的偏差。
[0075]例如，如圖6中所示，處理單元確定，按照橫向軸線設(shè)置的線3與按照縱向軸線設(shè)置的線3成不同于90°的角，該角不匹配于基準(zhǔn)布置。
[0076]例如，該布置的偏差由一組用于視覺上可識別的線3的偏離角表征。
[0077]下一步為根據(jù)所述偏差校正切割輪廓5。
[0078]如圖6中所圖示，被預(yù)計(jì)算，并記錄在存儲(chǔ)器13中的切割輪廓5被校正，以考慮預(yù)成形件I的變形而給出一經(jīng)校正的切割輪廓13。
[0079]在一實(shí)施例中，經(jīng)校正的切割輪廓13按照以下計(jì)算。
[0080]處理單元11疊加:
[0081]-其中編織線9具有一基準(zhǔn)布置的該預(yù)成形件的圖像，以及
[0082]-由成像裝置10拍攝的該預(yù)成形件的圖像。
[0083]處理單元11將在圖像由裝置10拍攝的情況下的視覺上可識別的線3的交叉點(diǎn)的相對位置與在基準(zhǔn)布置中的視覺上可識別的線3的交叉點(diǎn)的相對位置進(jìn)行比較。
[0084]而且，處理單元11還比較:
[0085]-顯示基準(zhǔn)布置的視覺上可識別的線3與切割輪