本公開大體上涉及加工，且更具體而言，涉及渦輪機葉片圍帶硬面(shroud hard face)的適應(yīng)性加工(adaptive machining)。

背景技術(shù)：

在渦輪機中，葉片用于從工作流體流生成功率。具體而言，多個葉片可聯(lián)接至轉(zhuǎn)子，以從越過其的工作流體流對轉(zhuǎn)子施加旋轉(zhuǎn)運動。首先基于形成高度有效率的葉片的理想制造模型來使渦輪機葉片成形。各渦輪機葉片包括多個復(fù)雜的轉(zhuǎn)角和匹配表面，以允許葉片共同地執(zhí)行它們的功能。例如，各葉片可包括在其外端部處的圍帶，該圍帶包括硬面，該硬面與鄰近的葉片的圍帶的匹配硬面接合。硬面是圍帶的包括磨損材料且在操作期間接觸以阻尼振動的部分。在渦輪發(fā)動機操作期間，有圍帶的渦輪葉片經(jīng)歷大量的變形和扭曲。兩個鄰近的葉片之間的接觸間隙對于在渦輪機操作期間確保動葉接合是重要的。隨著渦輪機葉片磨損，兩個鄰近的葉片之間的接觸間隙增大，從而導(dǎo)致不充分的葉片接合。因此，在定期修補過程期間，渦輪機葉片硬面通常需要修復(fù)。

在修復(fù)過程期間，對葉片進(jìn)行加工，以試圖使它們恢復(fù)至它們的制造模型，該制造模型通常表示標(biāo)稱的狀態(tài)(有時候稱作‘燕尾件數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)’)。將葉片修復(fù)至模型狀態(tài)時的難題是：大量的變形和扭曲的組合使硬面定位為使得它們不再在標(biāo)稱模型預(yù)測的地方?；跇?biāo)稱部件尺寸來加工葉片上的硬面是不夠的，因為對于高度變形的部件，這可能需要圍帶的一個硬面上的不必要的加工移除和/或圍帶的另一硬面上的不必要的材料添加。所得的不精確的加工可影響部件壽命。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本公開的第一方面提供了一種適應(yīng)性地加工在渦輪機中使用的葉片的圍帶的計算機化方法，該方法包括：在計算機系統(tǒng)中：從在渦輪機中使用之后的圍帶的三維模型獲取幾何定位數(shù)據(jù)，該三維模型是通過使用數(shù)字化裝置進(jìn)行數(shù)字化而形成的，該幾何定位數(shù)據(jù)包括圍帶的在渦輪機操作期間容易受到磨損的硬面平面的幾何定位數(shù)據(jù)、和在渦輪操作期間基本上不容易受到磨損的鄰近于硬面平面的非磨損表面的幾何定位數(shù)據(jù)；將來自該三維模型的非磨損表面的幾何定位數(shù)據(jù)與葉片的制造模型比較，以確定非磨損表面的因在渦輪機中使用葉片導(dǎo)致的位置變化；和使用非磨損表面的位置變化來更改由加工裝置使用的加工指令，以修補該硬面平面。

本公開的第二方面提供了一種用于適應(yīng)性地加工在渦輪機中使用的葉片的圍帶的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括：計算機系統(tǒng)，其包括構(gòu)造成執(zhí)行以下步驟的至少一個模塊：從在渦輪機中使用之后的圍帶的三維模型獲取幾何定位數(shù)據(jù)，該三維模型是通過使用數(shù)字化裝置進(jìn)行數(shù)字化而形成的，該幾何定位數(shù)據(jù)包括圍帶的在渦輪機操作期間容易受到磨損的硬面平面的幾何定位數(shù)據(jù)、和在渦輪操作期間基本上不容易受到磨損的鄰近于硬面平面的非磨損表面的幾何定位數(shù)據(jù)；將來自該三維模型的非磨損表面的幾何定位數(shù)據(jù)與葉片的制造模型比較，以確定非磨損表面的因在渦輪機中使用葉片導(dǎo)致的位置變化；和使用非磨損表面的位置變化來更改由加工裝置使用的加工指令，以修補所述硬面平面。

本公開的第三方面提供了一種用于適應(yīng)性地加工在渦輪機中使用的葉片的圍帶的加工系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括：計算機系統(tǒng)，其包括構(gòu)造成執(zhí)行以下步驟的至少一個模塊：從在渦輪機中使用之后的圍帶的三維模型獲取幾何定位數(shù)據(jù)，該三維模型是通過使用數(shù)字化裝置進(jìn)行數(shù)字化而形成的，該幾何定位數(shù)據(jù)包括圍帶的在渦輪機操作期間容易受到磨損的硬面平面的幾何定位數(shù)據(jù)、和在渦輪操作期間基本上不容易受到磨損的鄰近于硬面平面的非磨損表面的幾何定位數(shù)據(jù)，將來自該三維模型的非磨損表面的幾何定位數(shù)據(jù)與葉片的制造模型比較，以確定非磨損表面的因在渦輪機中使用葉片導(dǎo)致的位置變化，和使用非磨損表面的位置變化來更改由加工裝置使用的加工指令，以修補該硬面平面；和至少一個加工裝置，其操作地聯(lián)接于計算機系統(tǒng)且構(gòu)造成通過加量或(additive process)減量過程(subtractive process)中的至少一種來修補該硬面平面。

技術(shù)方案1：一種適應(yīng)性地加工在渦輪機中使用的葉片的圍帶的計算機化方法，所述方法包括：

在計算機系統(tǒng)中：

從在所述渦輪機中使用之后的所述圍帶的三維模型獲取幾何定位數(shù)據(jù)，所述三維模型是通過使用數(shù)字化裝置進(jìn)行數(shù)字化而形成的，所述幾何定位數(shù)據(jù)包括所述圍帶的在渦輪機操作期間容易受到磨損的硬面平面的幾何定位數(shù)據(jù)、和在渦輪操作期間基本上不容易受到磨損的鄰近于所述硬面平面的非磨損表面的幾何定位數(shù)據(jù)；

將來自所述三維模型的所述非磨損表面的幾何定位數(shù)據(jù)與所述葉片的制造模型比較，以確定所述非磨損表面因在所述渦輪機中使用所述葉片導(dǎo)致的位置變化；和

使用所述非磨損表面的位置變化來更改由加工裝置使用的加工指令，以修補所述硬面平面。

技術(shù)方案2：根據(jù)技術(shù)方案1所述的方法，其中，所述位置變化包括相對于所述渦輪機的軸線的徑向位移和圍繞所述渦輪機的該軸線的周向位移。

技術(shù)方案3：根據(jù)技術(shù)方案1所述的方法，其中，所述非磨損表面包括鄰近于所述硬面平面的倒圓。

技術(shù)方案4：根據(jù)技術(shù)方案1所述的方法，其中，所述位置變化包括跨過多個葉片的多個倒圓的多個位置變化的平均值，且所述加工指令基于所述多個倒圓的位置變化的平均值。

技術(shù)方案5：根據(jù)技術(shù)方案1所述的方法，還包括對葉片圍帶上的一對硬面中的各個重復(fù)該獲取、比較和使用。

技術(shù)方案6：根據(jù)技術(shù)方案1所述的方法，還包括對多個葉片重復(fù)該獲取、比較和使用。

技術(shù)方案7：根據(jù)技術(shù)方案1所述的方法，其中，所述硬面的修補包括使用至少一個加工裝置，所述至少一個加工裝置操作地聯(lián)接于所述計算機系統(tǒng)且構(gòu)造成通過加量過程或減量過程中的至少一種來修補所述硬面平面。

技術(shù)方案8：一種用于適應(yīng)性地加工在渦輪機中使用的葉片的圍帶的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括：

計算機系統(tǒng)，其包括構(gòu)造成執(zhí)行以下步驟的至少一個模塊：

從在所述渦輪機中使用之后的所述圍帶的三維模型獲取幾何定位數(shù)據(jù)，所述三維模型是通過使用數(shù)字化裝置進(jìn)行數(shù)字化而形成的，所述幾何定位數(shù)據(jù)包括所述圍帶的在渦輪機操作期間容易受到磨損的硬面平面的幾何定位數(shù)據(jù)、和在渦輪操作期間基本上不容易受到磨損的鄰近于所述硬面平面的非磨損表面的幾何定位數(shù)據(jù)；

將來自所述三維模型的所述非磨損表面的幾何定位數(shù)據(jù)與所述葉片的制造模型比較，以確定所述非磨損表面的因在所述渦輪機中使用所述葉片導(dǎo)致的位置變化；和

使用所述非磨損表面的位置變化來更改由加工裝置使用的加工指令，以修補所述硬面平面。

技術(shù)方案9：根據(jù)技術(shù)方案8所述的系統(tǒng)，其中，所述位置變化包括相對于所述渦輪機的軸線的徑向位移和圍繞所述渦輪機的該軸線的周向位移。

技術(shù)方案10：根據(jù)技術(shù)方案8所述的系統(tǒng)，其中，所述非磨損表面包括鄰近于所述硬面平面的倒圓。

技術(shù)方案11：根據(jù)技術(shù)方案8所述的系統(tǒng)，其中，所述位置變化包括跨過多個葉片的多個倒圓的多個位置變化的平均值，且所述加工指令基于所述多個倒圓的位置變化的平均值。

技術(shù)方案12：根據(jù)技術(shù)方案8所述的系統(tǒng)，還包括對葉片的圍帶上的一對硬面中的各個重復(fù)該獲取、比較和使用。

技術(shù)方案13：根據(jù)技術(shù)方案8所述的系統(tǒng)，還包括對多個葉片重復(fù)該獲取、比較和使用。

技術(shù)方案14：根據(jù)技術(shù)方案8所述的系統(tǒng)，還包括至少一個加工裝置，所述至少一個加工裝置操作地聯(lián)接于所述計算機系統(tǒng)且構(gòu)造成通過加量過程或減量過程中的至少一種來修補所述硬面平面。

技術(shù)方案15：一種用于適應(yīng)性地加工在渦輪機中使用的葉片的圍帶的加工系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括：

計算機系統(tǒng)，其包括構(gòu)造成執(zhí)行以下步驟的至少一個模塊：

從在所述渦輪機中使用之后的所述圍帶的三維模型獲取幾何定位數(shù)據(jù)，所述三維模型是通過使用數(shù)字化裝置進(jìn)行數(shù)字化而形成的，所述幾何定位數(shù)據(jù)包括所述圍帶的在渦輪機操作期間容易受到磨損的硬面平面的幾何定位數(shù)據(jù)、和在渦輪操作期間基本上不容易受到磨損的鄰近于所述硬面平面的非磨損表面的幾何定位數(shù)據(jù)；

將來自所述三維模型的所述非磨損表面的幾何定位數(shù)據(jù)與所述葉片的制造模型比較，以確定所述非磨損表面的因在所述渦輪機中使用所述葉片導(dǎo)致的位置變化；

使用所述非磨損表面的位置變化來更改由加工裝置使用的加工指令，以修補所述硬面平面；和

至少一個加工裝置，其操作地聯(lián)接于所述計算機系統(tǒng)且構(gòu)造成通過加量過程或減量過程中的至少一種來修補所述硬面平面。

技術(shù)方案16：根據(jù)技術(shù)方案15所述的系統(tǒng)，其中，所述位置變化包括相對于所述渦輪機的軸線的徑向位移和圍繞所述渦輪機的該軸線的周向位移。

技術(shù)方案17：根據(jù)技術(shù)方案15所述的系統(tǒng)，其中，所述非磨損表面包括鄰近于所述硬面平面的倒圓。

技術(shù)方案18：根據(jù)技術(shù)方案15所述的系統(tǒng)，其中，所述位置變化包括跨過多個葉片的多個倒圓的多個位置變化的平均值，且所述加工指令基于所述多個倒圓的位置變化的平均值。

技術(shù)方案19：根據(jù)技術(shù)方案15所述的系統(tǒng)，還包括對葉片的圍帶上的一對硬面中的各個重復(fù)該獲取、比較和使用。

技術(shù)方案20：根據(jù)技術(shù)方案15所述的方法，還包括對多個葉片重復(fù)該獲取、比較和使用。

本公開的例示性方面被設(shè)計成解決在本文中描述的問題和/或未論述的其他問題。

附圖說明

根據(jù)結(jié)合附圖作出的本公開的各種方面的下列詳細(xì)描述，本公開的這些和其他特征將更容易明白，附圖繪出本公開的各種實施例，在附圖中：

圖1是根據(jù)本公開實施例的用于適應(yīng)性地加工在渦輪機中使用的葉片的圍帶的例示環(huán)境的框圖。

圖2是根據(jù)本公開實施例的葉片的圍帶的例示性三維模型。

圖3和4示出根據(jù)本公開實施例的與制造模型重疊的圖2的兩個示例3D模型。

圖5示出根據(jù)本公開實施例的減量加工的放大示意圖。

圖6示出根據(jù)本公開實施例的加量加工的放大示意圖。

應(yīng)當(dāng)注意的是，本公開的附圖不按照比例。附圖意圖僅繪出本公開的典型方面，并因此不應(yīng)被認(rèn)為限制本公開的范圍。在附圖中，附圖之間類似的標(biāo)號代表類似的元件。

部件列表

100 例示性環(huán)境

102 計算機基礎(chǔ)設(shè)施

104 計算裝置

106 加工系統(tǒng)

111 加工裝置

112 存儲器

114 處理器(PU)

116 輸入/輸出(I/O)接口

118 母線

120 外部I/O裝置/資源

122 儲存系統(tǒng)

124 模塊

130 數(shù)字化裝置

132 三維(3D)模型

134 圍帶

136，138 非磨損表面

140 葉片

142，146 硬面

150 制造模型。

具體實施方式

如在上面所指示的，本公開規(guī)定適應(yīng)性地加工在渦輪機中使用的葉片的圍帶，且具體而言，圍帶的硬面。本發(fā)明的實施例可包括用于適應(yīng)性地加工在渦輪機中使用的葉片的圍帶的計算機化方法和系統(tǒng)，以及包括此種系統(tǒng)的加工系統(tǒng)。如將要解釋的，適應(yīng)性加工包括從在渦輪機中使用之后的圍帶的三維模型獲取鄰近硬面平面的至少一個非磨損表面的幾何定位數(shù)據(jù)，和將來自三維模型的非磨損表面的幾何定位數(shù)據(jù)與葉片的制造模型比較，以確定非磨損表面的由于在渦輪機中使用葉片導(dǎo)致的位置變化。非磨損表面的位置變化用于更改由加工裝置使用的加工指令，以修補硬面平面。以此方式，不經(jīng)歷磨損的結(jié)構(gòu)(諸如鄰近于硬面平面的非磨損表面)的位置變化可用于更加精確地確定硬面平面的位置變化，其可用于更精確地修補硬面平面。

現(xiàn)在參考圖1，示出根據(jù)本公開實施例的用于適應(yīng)性地加工在渦輪機中使用的葉片的圍帶的例示性環(huán)境100的框圖。為此，環(huán)境100包括計算機基礎(chǔ)設(shè)施102，計算機基礎(chǔ)設(shè)施102可執(zhí)行用于適應(yīng)性地加工在渦輪機中使用的葉片的圍帶的在本文中描述的各種過程步驟。具體而言，計算機基礎(chǔ)設(shè)施102示為包括計算裝置或系統(tǒng)104，計算裝置或系統(tǒng)104包括適應(yīng)性加工系統(tǒng)106，適應(yīng)性加工系統(tǒng)106使計算裝置104能夠與加工裝置111協(xié)力通過執(zhí)行本公開的過程步驟來適應(yīng)性地加工在渦輪機中使用的葉片的圍帶。

計算裝置104示為包括存儲器112、處理器(PU)114、輸入/輸出(I/O)接口116、和母線118。此外，計算裝置104示為與外部I/O裝置/資源120和儲存系統(tǒng)122通信。如在本領(lǐng)域中公知的，大體而言，處理器114執(zhí)行儲存在存儲器和/或儲存系統(tǒng)122中的計算機程序代碼(諸如適應(yīng)性加工系統(tǒng)106)。在執(zhí)行計算機程序代碼時，處理器114可從存儲器112、儲存系統(tǒng)122、和/或I/O接口116讀取數(shù)據(jù)并且/或者對它們寫入數(shù)據(jù)，諸如渦輪機葉片的圍帶的數(shù)字化三維模型132。母線118提供在計算裝置104中的構(gòu)件中的各個之間的通信線路。I/O裝置118可包括使用戶能夠與計算裝置104相互作用的任何裝置，或能夠使計算裝置104與一個或更多個其他計算裝置通信的任何裝置。輸入/輸出裝置(包括但不限于鍵盤、顯示器、指點裝置等)可直接地或通過居間的I/O控制器而聯(lián)接于系統(tǒng)。

在任何情況下，計算裝置104都可包括能夠執(zhí)行由用戶安裝的計算機程序代碼的任何通用計算制品(例如個人計算機、服務(wù)器、手持裝置等)。然而，應(yīng)當(dāng)理解的是，計算裝置104和適應(yīng)性加工系統(tǒng)106僅代表各種可能的等同計算裝置，其可執(zhí)行本公開的各種過程步驟。為此，在其他實施例中，計算裝置104可包括：包括用于執(zhí)行特定功能的硬件和/或計算機程序代碼的任何專用計算制品、包括專用和通用硬件/軟件的任何計算制品等。在各情形中，可分別地使用標(biāo)準(zhǔn)編程和工程技術(shù)來形成程序代碼和硬件。

類似地，計算機基礎(chǔ)設(shè)施102僅例示用于實現(xiàn)本公開的各種類型的計算機基礎(chǔ)設(shè)施。例如，在一個實施例中，計算機基礎(chǔ)設(shè)施102可包括兩個或更多個計算裝置(例如，服務(wù)器集群)，計算裝置通過任何類型的有線和/或無線通信鏈路(諸如網(wǎng)絡(luò)、共享存儲器等)來通信，以執(zhí)行本公開的各種過程步驟。當(dāng)通信鏈路包括網(wǎng)絡(luò)時，該網(wǎng)絡(luò)可包括一個或更多個類型的網(wǎng)絡(luò)(例如，互聯(lián)網(wǎng)、廣域網(wǎng)、局域網(wǎng)、虛擬私有網(wǎng)等)的任何組合。網(wǎng)絡(luò)適配器還可聯(lián)接于系統(tǒng)，以使數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)能夠通過居間的私有或公共網(wǎng)絡(luò)而聯(lián)接于其他數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)或遠(yuǎn)程打印機或儲存裝置。調(diào)制解調(diào)器、電纜調(diào)制解調(diào)器和以太網(wǎng)卡只是當(dāng)前可用類型的網(wǎng)絡(luò)適配器中的少數(shù)。無論如何，計算裝置之間的通信可使用各種類型的傳輸技術(shù)的任何組合。

如先前提及和在下面進(jìn)一步論述的，適應(yīng)性加工系統(tǒng)106使計算基礎(chǔ)設(shè)施102能夠與加工裝置111協(xié)力適應(yīng)性地加工在渦輪機中使用的葉片的圍帶。為此，適應(yīng)性加工系統(tǒng)106示為包括多個模塊124。在本文中大體地論述這些模塊中的各個的操作。然而，要理解的是，圖1中示出的各種系統(tǒng)中的一些可獨立地、組合地實現(xiàn)，并且/或者儲存在存儲器中，以用于在計算機基礎(chǔ)設(shè)施102中包括的一個或更多個分開的計算裝置。具體而言，盡管適應(yīng)性加工系統(tǒng)106例示為與加工裝置111分開，但其還可以是加工裝置111的控制系統(tǒng)的整體部分。此外，要理解的是，可以不實現(xiàn)系統(tǒng)和/或功能中的一些，或者可作為環(huán)境100的部分而包括額外的系統(tǒng)和/或功能。

環(huán)境100還可包括數(shù)字化裝置130，以用于通過數(shù)字化來形成例如葉片級的再一個葉片的圍帶134的三維(3D)模型132(在儲存系統(tǒng)122中示出)。如在本文中所使用的，“數(shù)字化”包括形成部件的至少一部分的三維坐標(biāo)的任何現(xiàn)在已知的或以后研發(fā)的方法。數(shù)字化裝置130可包括機械設(shè)備(諸如使用跟蹤末梢的那些設(shè)備)、或可包括光學(xué)系統(tǒng)(諸如使用激光掃描儀或其他結(jié)構(gòu)光的那些系統(tǒng))。在任何事件中，數(shù)字化都形成三維空間中的大量坐標(biāo)，使得3D模型132采取顯示器上的網(wǎng)格的形式。各圍帶134可以與相應(yīng)的轉(zhuǎn)子輪分開且獨立于其他圍帶地在分解的狀態(tài)下被數(shù)字化。任何適當(dāng)?shù)墓潭ㄑb置可用于在數(shù)字化期間以一致的方式支撐和保持各圍帶。盡管圖1例示為包括用于使圍帶134數(shù)字化的數(shù)字化裝置130，但要理解的是，本發(fā)明的實施例可包括“獲得”通過使用數(shù)字化裝置進(jìn)行數(shù)字化而形成的葉片級的各葉片的圍帶的3D模型132。因此，要理解的是，方法的實施例可使用3D模型132，3D模型132不是直接生成的，而是從執(zhí)行數(shù)字化的第三方獲得的。當(dāng)數(shù)據(jù)不是由數(shù)字化裝置130直接生成的時，要理解的是，可與示出的系統(tǒng)/構(gòu)件分開地實現(xiàn)另一系統(tǒng)/構(gòu)件，該另一系統(tǒng)/構(gòu)件生成3D模型132且將其提供至適應(yīng)性加工系統(tǒng)106或儲存數(shù)據(jù)以用于由系統(tǒng)訪問。在這點上，如所描述的各種系統(tǒng)和構(gòu)件可“獲得”數(shù)據(jù)，諸如圍帶的3D模型132等。要理解的是，可使用任何解決方案來獲得對應(yīng)的數(shù)據(jù)。例如，對應(yīng)的系統(tǒng)/構(gòu)件可從一個或更多個數(shù)據(jù)儲存(例如數(shù)據(jù)庫)取回數(shù)據(jù)、或從另一系統(tǒng)/構(gòu)件接收數(shù)據(jù)等。

參考圖2，例示了葉片140的圍帶134的例示性3D模型132。3D模型132例示了在圍帶134的第一周向端部144處的硬面142的第一硬面平面D1、和在相反的第二周向端部148處的第二硬面146的第二硬面平面D2。如本領(lǐng)域中所理解的，葉片140沿軸向方向x滑動到轉(zhuǎn)子輪中，該軸向方向x平行于轉(zhuǎn)子軸線(未示出)，且鄰近的葉片140沿硬面142和146匹配。如所指出的，可使用數(shù)字化裝置130(圖1)來獲得3D模型132，數(shù)字化裝置130可包括機械設(shè)備(諸如使用跟蹤末梢的那些設(shè)備)，或者可包括光學(xué)系統(tǒng)(諸如使用激光掃描儀或其他結(jié)構(gòu)光的那些系統(tǒng))。圖2示出來自處于結(jié)構(gòu)光裝置形式的數(shù)字化裝置的透視圖，該結(jié)構(gòu)光裝置由3D光線掃描儀形成，3D光線掃描儀諸如但不限于：可從GOM mbH獲得的ATOS工業(yè)3D掃描儀、或可從Q-Plus Labs獲得的Steinbichler COMET L3D掃描儀。

以圖2繼續(xù)，適應(yīng)性加工系統(tǒng)106(圖1)從在渦輪機中使用之后的圍帶134的3D模型132獲取幾何定位數(shù)據(jù)。該幾何定位數(shù)據(jù)可包括以下數(shù)據(jù)：圍帶134的在渦輪機操作期間容易受到磨損的硬面平面D1、D2、和鄰近于硬面平面D1、D2的非磨損表面136、138分別的數(shù)據(jù)?！胺悄p表面”136、138可包括不像硬面平面那樣容易受到表面對表面磨損的鄰近于(接近或靠近)硬面平面D1、D2的任何表面，且其最初被加工至與硬面平面D1、D2類似的高公差，例如+/-0.015毫米(0.0006英寸)。與硬面表面D1、D2相比，各非磨損表面136、138在渦輪機操作期間基本上不容易受到磨損，硬面表面D1、D2可磨損例如0.127-0.508毫米(0.005-0.020英寸)。即，各非磨損表面136、138經(jīng)歷一般的變形、扭曲和圍帶134的環(huán)境磨損，但是不像硬面平面D1、D2一樣與其他結(jié)構(gòu)直接接觸。在一個實施例中，非磨損表面136、138可分別包括鄰近于硬面表面D1、D2的倒圓(radius)136R和/或138R。各倒圓136R、138R在渦輪機操作期間基本上不容易受到磨損，但經(jīng)歷一般的變形、扭曲和圍帶134的環(huán)境磨損。各倒圓136R、138R不像在硬面平面D1、D2的情況下存在的那樣與其他結(jié)構(gòu)具有直接接觸。在其他實施例中，可使用與倒圓136R、138R分開的表面136、138。(圖2中的最左表面136可延伸到頁面外)。幾何定位數(shù)據(jù)的獲取可例如包括識別空間中的各非磨損表面136、138和硬面平面D1、D2的x、y和z坐標(biāo)。即，該獲取可包括使用任何現(xiàn)在已知或以后研發(fā)的3D數(shù)據(jù)分析技術(shù)來計算圍帶134的局部最佳擬合(local best fit)。在圖2中，x軸線平行于轉(zhuǎn)子軸線(未示出)地延伸，y軸線沿第一徑向方向從轉(zhuǎn)子軸線側(cè)向地延伸，且z軸線沿第二徑向方向從轉(zhuǎn)子軸線豎直地延伸。因此，各非磨損表面136、138和硬面平面D1、D2包括在三維空間中的多個數(shù)據(jù)點，使得可確定最佳擬合平面。因為各葉片134在數(shù)字化期間以與所有其他葉片相同的方式固定在保持件或支撐件中，所以x、y、z坐標(biāo)共用公共的原點以作為基準(zhǔn)。獲取還可包括識別空間中的各硬面平面D1、D2(僅示出一個)的復(fù)合角定向α。獲取因此提供各非磨損136、138和各硬面平面D1、D2相對于公共基準(zhǔn)點的幾何定位數(shù)據(jù)。

適應(yīng)性加工系統(tǒng)106(圖1)將來自3D模型132(圖2)的非磨損表面136和/或138的幾何定位數(shù)據(jù)與葉片的制造模型150比較，以確定非磨損表面136和/或138的因葉片在渦輪機中使用導(dǎo)致的位置變化。為了例示該比較，圖3和4示出來自與在使用葉片之后形成的，處于第二、變化的位置中的3D模型132中的磨損表面136'、138'(且具體而言倒圓138R')重疊的，處于初始、制造時(as-manufactured)位置的制造(3D)模型的非磨損表面136、138(且具體而言倒圓138R)(未示出全部-見從模型150的偏移線)。圖3示出簡單的軸向位移(沿軸線y)，且圖4示出沿多個軸線x、y和/或z的更復(fù)雜的位置變化。盡管圖3和4示出兩個示例，但由適應(yīng)性制造系統(tǒng)106通過比較而確定的位置變化實際上可包括任何幾何變化，例如徑向位移RD(從渦輪機軸線徑向朝內(nèi)/朝外)、周向側(cè)向位移CLD(圍繞渦輪機軸線)、軸向位移AD(沿渦輪機軸線)和/或任何角位移，諸如圖2中的復(fù)合角α。在一個實施例中，位置變化可包括相對于渦輪機軸線的徑向位移RD和圍繞渦輪機軸線的周向位移CD。此外，位置變化確定可對相對于各非磨損表面136、138自己的相應(yīng)初始位置的各非磨損表面136、138位置變化執(zhí)行，從而提供用于各硬面平面D1、D2的非常精確的加工指令。在可能不需要此種精確度的另一實施例中，位置變化可基于跨過多個葉片的多個倒圓的多個位置變化的平均值。以此方式，不是每個圍帶134都需要被數(shù)字化。在此，加工指令可基于多個倒圓的位置變化的平均值。盡管圖3和4例示兩個3D模型的重疊，但要強調(diào)的是，適應(yīng)性加工系統(tǒng)106不需要形成此種圖像，且可通過對共同的場所分量求差來簡單地計算位移，例如，非磨損表面136、138上的具體點的兩組x、y、z位置。

一旦確定了非磨損表面136和/或138的位置變化，適應(yīng)性加工系統(tǒng)106就可以使用非磨損表面的位置變化來更改由加工裝置111使用的加工指令，以修補硬面平面D1和/或D2。如在本領(lǐng)域中理解的，可對加工裝置111提供大量指令(稱作“g代碼(g-code)”)，以用于在修補期間精確地加工葉片的硬面平面D1、D2。指令對加工裝置111提供指示，以通過常規(guī)的加工技術(shù)(諸如磨削等)來減去材料(如圖5所示)，并且/或者通過沉積、焊接等來添加材料(如圖6所示)。加工裝置111可包括任何現(xiàn)在已知或以后研發(fā)的裝置，該裝置能夠進(jìn)行計算機控制的加量和/或減量加工過程，諸如但不限于：熱噴涂、冷噴涂、和/或激光熔覆/焊接等(在加量加工方面)，和銑削、磨削、EDM和/或濕噴(wet jetting)等(在減量加工方面)。

可對葉片圍帶134上的一對硬面D1、D2中的各個重復(fù)上述過程。而且，可對多個葉片重復(fù)該過程，使得可更加準(zhǔn)確地修補葉片級內(nèi)的多個硬面平面。

適應(yīng)性加工系統(tǒng)106允許獨特地或基于集合平均值來加工各構(gòu)件。在任何事件中，基于能夠通過位置變化的確定而獲得的各種位移，可進(jìn)行更準(zhǔn)確的修補。系統(tǒng)106能夠適用于因發(fā)動機運行條件而經(jīng)歷變形的所有的有圍帶的渦輪機葉片，且可降低和/或消除加工到例如z形圓角倒圓的部分中(這可減少部件壽命)的顧慮。此外，系統(tǒng)106降低部件經(jīng)歷因蠕變和/或分裂導(dǎo)致的額外副作用的風(fēng)險，并且通過消除由將部件加工至標(biāo)稱模型條件而引起的不必要的廢料和/或重新加工來降低修補成本。

如本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解的，本發(fā)明的實施例可具體化為系統(tǒng)、方法或計算機程序產(chǎn)品。因此，本發(fā)明可采取完全硬件實施例、完全軟件實施例(包括固件、常駐軟件、微代碼等)、或組合軟件和硬件方面的實施例的形式，它們在本文中一般都可稱為“回路”、“模塊”或“系統(tǒng)”。此外，本發(fā)明可采取收錄在任何有形的表現(xiàn)介質(zhì)中的計算機程序產(chǎn)品的形式，該計算機程序產(chǎn)品具有收錄在該介質(zhì)中的計算機可用的程序代碼。

可使用一個或更多個計算機可用或計算機可讀介質(zhì)的任何組合。計算機可用或計算機可讀介質(zhì)可例如為但不限于電子、磁性、光學(xué)、電磁、紅外、或半導(dǎo)體系統(tǒng)、設(shè)備、裝置、或傳播介質(zhì)。計算機可讀介質(zhì)的更具體的示例(不詳盡列表)將包括以下：具有一個或更多個電線的電連接件、便攜計算機磁盤、硬盤、隨機存取存儲器(RAM)、只讀存儲器(ROM)、可擦除可編程只讀存儲器(EPROM或閃速存儲器)、光纖、便攜緊致盤只讀存儲器(CD-ROM)、光學(xué)儲存裝置、傳輸介質(zhì)(諸如那些支持互聯(lián)網(wǎng)或內(nèi)聯(lián)網(wǎng)的介質(zhì))、或磁性儲存裝置。要注意的是，計算機可用或計算機可讀介質(zhì)甚至可以是程序被打印在上面的紙或另一合適的介質(zhì)，因為程序可通過例如紙或其他介質(zhì)的光學(xué)掃描而被電子地記錄，然后編輯、解釋，或者如果必要以合適的方式另外處理，且然后儲存在計算機存儲器中。在本文獻(xiàn)的背景下，計算機可用或計算機可讀介質(zhì)可為任何如下介質(zhì)，該介質(zhì)可包含、儲存、通信、傳播、或傳送程序，以用于由指令執(zhí)行系統(tǒng)、設(shè)備、或裝置使用或與其結(jié)合地使用。計算機可用介質(zhì)可包括傳播數(shù)據(jù)信號，該傳播數(shù)據(jù)信號在基帶中或者作為載波的一部分具有與其合并在一起的計算機可用程序代碼?？墒褂萌魏芜m當(dāng)?shù)慕橘|(zhì)來傳輸計算機可用程序代碼，其包括但不限于無線、有線線路、光纖電纜、RF等。

可以用一種或更多種編程語言的任何組合來編寫用于執(zhí)行本發(fā)明的操作的計算機程序代碼，其包括面向目標(biāo)編程語言(諸如Java、Smalltalk、C++等)和常規(guī)過程編程語言(諸如“C”編程語言或類似的編程語言)。程序代碼可作為獨立的軟件包完全在用戶的計算機上、部分地在用戶計算機上執(zhí)行，部分地在用戶計算機上且部分地在遠(yuǎn)程計算機上或完全在遠(yuǎn)程計算機或服務(wù)器上執(zhí)行。在后一情境中，遠(yuǎn)程計算機可通過任何類型的網(wǎng)絡(luò)連接至用戶的計算機，該網(wǎng)絡(luò)包括局域網(wǎng)(LAN)或廣域網(wǎng)(WAN)，或可連接至外部計算機(例如，使用互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)提供商通過互聯(lián)網(wǎng))。

參考根據(jù)本發(fā)明實施例的方法、設(shè)備(系統(tǒng))和計算機程序產(chǎn)品的流程圖例示和/或框圖在本文中描述本發(fā)明。將要理解的是，流程圖例示和/或框圖的各框和流程圖例示和/或框圖中的框的組合可通過計算機程序指令來實現(xiàn)。這些計算機程序指令可被提供至通用計算機、專用計算機、或其他可編程數(shù)據(jù)處理設(shè)備的處理器，以生產(chǎn)機器，使得通過計算機或其他可編程數(shù)據(jù)處理設(shè)備的處理器執(zhí)行的指令形成用于實現(xiàn)在流程圖和/或框圖框或多個框中規(guī)定的功能/作用。

這些計算機程序指令還可儲存在計算機可讀介質(zhì)中，計算機可讀介質(zhì)可指示計算機或其他可編程數(shù)據(jù)處理設(shè)備以具體的方式起作用，使得儲存在計算機可讀介質(zhì)中的指令產(chǎn)生包括指令器件的制品，該指令器件實現(xiàn)在流程圖和/或框圖框或多個框中規(guī)定的功能/作用。

計算機程序指令還可被加載到計算機或其他可編程數(shù)據(jù)處理設(shè)備上，以導(dǎo)致在計算機或其他可編程設(shè)備上執(zhí)行一系列操作步驟，以產(chǎn)生計算機實現(xiàn)的過程，使得在計算機或其他可編程設(shè)備上執(zhí)行的指令提供用于實現(xiàn)在流程圖和/或框圖框或多個框中規(guī)定的功能/作用的過程。

附圖中的框圖例示根據(jù)本發(fā)明各種實施例的系統(tǒng)、方法和計算機程序產(chǎn)品的可能實現(xiàn)方式的結(jié)構(gòu)、功能和操作。在這點上，框圖中的各框可表現(xiàn)代碼的模塊、片段、或部分，其包括一個或更多個可執(zhí)行指令，以用于實現(xiàn)規(guī)定的邏輯功能。還應(yīng)注意的是，在一些備選實現(xiàn)方式中，所提及的功能可以不按照提及的次序發(fā)生。例如，取決于所涉及的功能，功能可基本上同時地執(zhí)行，或有時以顛倒的次序執(zhí)行。還將要理解的是，框圖的各框、以及框圖中的框的組合可通過執(zhí)行所規(guī)定的功能或動作的專用的基于硬件的系統(tǒng)、或是專用的硬件和計算機指令的組合來實現(xiàn)。

前述附圖示出根據(jù)本公開的若干實施例的相關(guān)處理中的一些。在這點上，附圖的流程內(nèi)的各附圖代表與所描述的方法的實施例相關(guān)的過程。還應(yīng)注意到的是，在一些備選實現(xiàn)方式中，取決于所涉及的動作，在附圖或框中提及的動作可以不按照在附圖中提及的次序發(fā)生，或者例如，實際上可基本上同時地或是以顛倒的次序執(zhí)行。此外，本領(lǐng)域技術(shù)人員將認(rèn)識到，可添加描述該處理的額外的框。

本文中使用的用語僅用于描述具體實施例，且不意圖限制本公開。如在本文中使用的，單數(shù)形式“一”、“一個”和“該”意圖也包括復(fù)數(shù)形式，除非上下文另外清楚地指出。還將理解的是，當(dāng)用在本說明書中時，用語“包括”、和/或“包括...的”規(guī)定所聲明的特征、整體、步驟、操作、元件、和/或構(gòu)件的存在，但不排除一個或多個其他特征、整體、步驟、操作、元件、構(gòu)件、和/或它們的組合的存在或加入。

以下權(quán)利要求中的所有方法或步驟加功能要素的對應(yīng)結(jié)構(gòu)、材料、動作、和等同物意圖包括用于與特別要求保護(hù)的其他要求保護(hù)的要素結(jié)合地實現(xiàn)該功能的任意結(jié)構(gòu)、材料、或動作。雖然已出于例示和描述的目的提出了本公開的描述，但其不意圖是詳盡的或是以所公開的形式限于本公開。很多更改和變更對本領(lǐng)域技術(shù)人員而言將是顯而易見的，而不脫離本公開的范圍和精神。選擇和描述實施例，以便最好地解釋本公開的原理和其實際應(yīng)用，且使其他本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠利用本公開的具有與所構(gòu)想的特定用途相稱的各種修改的各種實施例。