自動(dòng)拋光系統(tǒng)和方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)一種自動(dòng)拋光系統(tǒng)，所述自動(dòng)拋光系統(tǒng)包括：拋光器，所述拋光器用于拋光物品上的涂層；自動(dòng)定位器，所述自動(dòng)定位器用于使所述拋光器在自動(dòng)路徑上相對(duì)于所述物品移動(dòng)，其中所述拋光器在移動(dòng)過(guò)程中對(duì)所述涂層的至少一部分進(jìn)行拋光；力反饋傳感器，所述力反饋傳感器用于確定在拋光過(guò)程中所述拋光器對(duì)所述物品的力；以及控制器，所述控制器用于至少部分基于由所述力反饋傳感器確定的所述力來(lái)將所述拋光器對(duì)所述物品的作用維持在預(yù)定的力范圍內(nèi)。
【專利說(shuō)明】自動(dòng)拋光系統(tǒng)和方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本說(shuō)明書(shū)中公開(kāi)的主題涉及拋光物品上的涂層，并且更為確切地說(shuō)，涉及使用力反饋的自動(dòng)拋光。
【背景技術(shù)】
[0002]例如渦輪機(jī)部件的物品執(zhí)行各種不同功能并且在許多極端環(huán)境中操作。例如，葉片、動(dòng)葉、導(dǎo)葉和類似物可以在燃?xì)鉁u輪機(jī)、蒸汽渦輪機(jī)和其他渦輪機(jī)相關(guān)的設(shè)備中的各壓縮段、燃燒段和渦輪段中使用。然而，這些渦輪機(jī)部件中的每一個(gè)可以具有帶有多個(gè)面、錐形邊緣和其他可能難以加工特征的高度輪廓化的外形。此外，由于渦輪機(jī)部件操作所處的嚴(yán)峻環(huán)境，例如用于熱氣體路徑部件的高溫，所述渦輪機(jī)部件可以具有一個(gè)或多個(gè)另外的外部涂層。例如，隔熱涂層可以用于擴(kuò)展操作渦輪機(jī)部件所在的溫度范圍。然而，盡管這些涂層可以有助于渦輪機(jī)部件的性能，但是這些涂層可能需要檢查和/或修復(fù)來(lái)幫助確保質(zhì)量。
[0003]例如，渦輪機(jī)部件需要在涂布后進(jìn)行拋光以便確保足夠的厚度和表面一致性。這可能是帶有原始涂層的新制零件和帶有經(jīng)過(guò)修復(fù)的涂層或增補(bǔ)涂層的經(jīng)過(guò)修復(fù)的零件兩者都需要的。然而，由于每個(gè)單獨(dú)零件可能特有的復(fù)雜形狀和潛在缺陷，拋光難以使用一般的自動(dòng)(機(jī)器人)工藝來(lái)自動(dòng)進(jìn)行。相反，由于特定的形狀、缺陷或類似因素，拋光可能需要針對(duì)每個(gè)零件的勞動(dòng)密集的注意力。
[0004]因此，所屬領(lǐng)域中將會(huì)需要替代的自動(dòng)拋光系統(tǒng)以及方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]在一個(gè)實(shí)施例中，公開(kāi)一種用于拋光具有涂層的物品的自動(dòng)拋光系統(tǒng)。所述自動(dòng)拋光系統(tǒng)包括:拋光器，所述拋光器用于拋光所述物品上的所述涂層；和自動(dòng)定位器，所述自動(dòng)定位器用于使所述拋光器在自動(dòng)路徑上相對(duì)于所述物品移動(dòng)，其中所述拋光器在移動(dòng)過(guò)程中對(duì)所述涂層的至少一部分進(jìn)行拋光。所述自動(dòng)拋光系統(tǒng)進(jìn)一步包括:力反饋傳感器，所述力反饋傳感器用于確定在拋光過(guò)程中所述拋光器對(duì)所述物品的力；和控制器，所述控制器用于至少部分基于由所述力反饋傳感器確定的所述力來(lái)將所述拋光器對(duì)所述物品的作用維持在預(yù)定的力范圍內(nèi)。
[0006]在另一實(shí)施例中，公開(kāi)一種用于拋光具有涂層的物品的方法。所述方法包括:使用自動(dòng)定位器使拋光器在自動(dòng)路徑上相對(duì)于所述物品移動(dòng)，其中所述拋光器在移動(dòng)過(guò)程中對(duì)所述涂層的至少一部分進(jìn)行拋光；使用力反饋傳感器確定在拋光過(guò)程中所述拋光器對(duì)所述物品的力；以及，至少部分基于由所述力反饋傳感器確定的所述力，調(diào)整所述拋光器沿著所述自動(dòng)路徑的所述移動(dòng)以便將所述拋光器對(duì)所述物品的所述力維持在預(yù)定的力范圍內(nèi)。
[0007]結(jié)合附圖閱讀以下詳細(xì)描述，將會(huì)更完整地了解本說(shuō)明書(shū)中討論的實(shí)施例所提供的這些和另外的特征?！緦＠綀D】

【附圖說(shuō)明】
[0008]在附圖中闡述的實(shí)施例本質(zhì)上是說(shuō)明性的和示例性的，并且不意圖限制由權(quán)利要求書(shū)限定的
【發(fā)明內(nèi)容】
。當(dāng)結(jié)合附圖閱讀時(shí)，能夠了解說(shuō)明性實(shí)施例的以下詳細(xì)描述，在附圖中，相似的結(jié)構(gòu)采用相同的參考數(shù)字指示并且在圖中:
[0009]圖1是根據(jù)本說(shuō)明書(shū)示出或描述的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例的自動(dòng)拋光系統(tǒng)的示意圖解；
[0010]圖2是根據(jù)本說(shuō)明書(shū)示出或描述的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例的控制器與自動(dòng)拋光系統(tǒng)相互酌的框圖；
[0011]圖3是根據(jù)本說(shuō)明書(shū)示出或描述的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例的帶有自動(dòng)拋光系統(tǒng)的部分的渦輪機(jī)部件的截面視圖；以及
[0012]圖4是根據(jù)本說(shuō)明書(shū)示出或描述的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例的用于拋光具有涂層的物品的示例性方法。
【具體實(shí)施方式】
[0013]下文將對(duì)本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)特定實(shí)施例進(jìn)行描述。為了提供針對(duì)這些實(shí)施例的簡(jiǎn)要描述，可能不會(huì)在本說(shuō)明書(shū)中描述實(shí)際實(shí)現(xiàn)方案中的所有特征。應(yīng)了解，在任何工程或設(shè)計(jì)項(xiàng)目中開(kāi)發(fā)任何此類實(shí)際實(shí)現(xiàn)方案時(shí)，均應(yīng)當(dāng)做出與實(shí)現(xiàn)方案特定相關(guān)的各種決定，以實(shí)現(xiàn)開(kāi)發(fā)人員的特定目標(biāo)，例如，是否要遵守與系統(tǒng)相關(guān)以及與業(yè)務(wù)相關(guān)的限制，這些限制可能會(huì)因?qū)崿F(xiàn)方案的不同而有所不同。此外，應(yīng)了解，此類開(kāi)發(fā)可能非常復(fù)雜而耗時(shí)，但無(wú)論如何對(duì)受益于本公開(kāi)內(nèi)容的一般技術(shù)人員而言，此類開(kāi)發(fā)仍是常規(guī)的設(shè)計(jì)、建造和制造操作。
[0014]在介紹本發(fā)明的各種實(shí)施例的元件時(shí)，冠詞“一”、“一個(gè)”、“該”和“所述”意圖表示存在一個(gè)或多個(gè)該等元件。術(shù)語(yǔ)“包括”和“具有”意圖表示包括性含義，并且表示除了所列元件外，可能還存在其他元件。
[0015]現(xiàn)在參照?qǐng)D1，示出一種用于拋光具有涂層21的物品20的自動(dòng)拋光系統(tǒng)10。自動(dòng)拋光系統(tǒng)10總體上包括:拋光器33，所述拋光器用于拋光物品20上的涂層21 ;自動(dòng)定位器(robotic positioner，或稱機(jī)器人定位器)30，所述自動(dòng)定位器用于使所述拋光器移動(dòng)；力反饋傳感器32，所述力反饋傳感器用于確定在拋光過(guò)程中拋光器33與物品20之間的力；和控制器50，所述控制器至少部分基于由力反饋傳感器32確定的所述力來(lái)將拋光器33對(duì)物品20的作用維持在預(yù)定的力范圍內(nèi)。
[0016]拋光器33可包括適合于拋光物品20上的涂層21的任何設(shè)備，如將從本說(shuō)明書(shū)中所了解的。如本說(shuō)明書(shū)中所用，“拋光”是指涉及對(duì)物品20上的涂層21的表面和/或厚度進(jìn)行拋光、平滑化、倒圓、磨削或類似操作的任何操作。例如，在一些實(shí)施例中，拋光器33可包括金剛石磨盤(pán)。在一些實(shí)施例中，拋光器33可包括能夠去除物品20上的涂層21的至少部分的包括另一沙礫(例如，沙、石或類似物)的任何其他磨盤(pán)或磨墊。甚至在一些實(shí)施例中，拋光器33可包括多種材料或能以其他方式與不同的拋光材料互換，以使物品20上的涂層21可以使用各種材料進(jìn)行拋光。
[0017]在一些實(shí)施例中，拋光器33可包括能夠拋光物品20上的涂層21但不會(huì)磨損物品20本身的材料。此類實(shí)施例可幫助確保在操作過(guò)程中僅僅拋光涂層而不存在改變下伏物品20的外形的風(fēng)險(xiǎn)。盡管本說(shuō)明書(shū)已經(jīng)列出某些類型的拋光器33，但應(yīng)了解，這些拋光器僅是示例性的并且可基于其他的考慮因素另外或替代地并入其他拋光器，所述其他考慮因素例如將要拋光的涂層的類型、成本、耐久性、可用性或類似考慮因素。
[0018]如以上所討論并如圖1中示例性所示出，自動(dòng)拋光系統(tǒng)10進(jìn)一步包括自動(dòng)定位器30。自動(dòng)定位器30使拋光器33在自動(dòng)路徑上相對(duì)于物品20移動(dòng)，以使拋光器33在這個(gè)移動(dòng)過(guò)程中對(duì)涂層21的至少一部分進(jìn)行拋光。在一些實(shí)施例中，自動(dòng)定位器30是連接到拋光器33上，以使所述自動(dòng)定位器將拋光器33相對(duì)于固定物品20移動(dòng)。在其他實(shí)施例中，自動(dòng)定位器30是連接到物品20上，以使所述自動(dòng)定位器將物品20相對(duì)于固定拋光器33移動(dòng)。甚至在一些實(shí)施例中，自動(dòng)拋光系統(tǒng)10是連接到拋光器33和物品20兩者，以使所述自動(dòng)拋光系統(tǒng)可將兩個(gè)兀件相對(duì)于彼此移動(dòng)。甚至在其他實(shí)施例中，自動(dòng)拋光系統(tǒng)10可以包括多個(gè)自動(dòng)定位器30，所述多個(gè)自動(dòng)定位器以任何組合方式連接到一個(gè)或多個(gè)拋光器33和一個(gè)或多個(gè)物品20上。
[0019]自動(dòng)定位器30本身可以包括能夠使拋光器33在自動(dòng)路徑上相對(duì)于物品20移動(dòng)的任何機(jī)器或裝置。例如，在一些實(shí)施例中，自動(dòng)定位器30可以包括與一個(gè)或多個(gè)電動(dòng)機(jī)34整合的一個(gè)或多個(gè)鉸鏈臂31，所述鉸鏈臂各自能夠在一個(gè)或多個(gè)方向上移動(dòng)(例如，側(cè)向移動(dòng)、成角度地移動(dòng)或者轉(zhuǎn)動(dòng)移動(dòng))。例如，自動(dòng)定位器30可以包括可商購(gòu)自發(fā)那科自動(dòng)公司(FANUC Robotics)的LR配合型機(jī)器人。自動(dòng)定位器30可以并入有任何合適的定位系統(tǒng)，例如直觀定位系統(tǒng)、機(jī)械定位系統(tǒng)或計(jì)算機(jī)輔助的定位系統(tǒng)。此外，盡管本說(shuō)明書(shū)中已經(jīng)描述自動(dòng)定位器30的特定類型和設(shè)置，但應(yīng)了解，這些特定類型和設(shè)置并意圖是限制性的，并且還可以并入另外和/或替代的自動(dòng)定位器30。
[0020]如以上所討論，自動(dòng)拋光系統(tǒng)10進(jìn)一步包括力反饋傳感器32，所述力反饋傳感器用于確定在拋光時(shí)拋光器33與物品20之間的力。力反饋傳感器32可包括任何機(jī)械系統(tǒng)、電氣系統(tǒng)或其他系統(tǒng)以確定拋光器33與物品20之間的力的量。在一些實(shí)施例中，力反饋傳感器32可以包括多向或多軸向力反饋傳感器32。例如，在一些實(shí)施例中，力反饋傳感器32可以包括彈簧，所述彈簧基于存在的力來(lái)壓縮并且伸展。在其他實(shí)施例中，力反饋傳感器
32可以包括壓電裝置，所述壓電裝置基于拋光器33與物品20之間的力的變化來(lái)產(chǎn)生電荷的變化。甚至在其他實(shí)施例中，力反饋傳感器32可以另外或替代地包括用于確定在拋光過(guò)程中拋光器33與物品20之間的力的任何其他合適的裝置。
[0021]力反饋傳感器32可并入自動(dòng)拋光系統(tǒng)10中，所述力反饋傳感器適合于確定拋光器33與物品20之間的力。例如，在一些實(shí)施例中，力反饋傳感器32可以直接設(shè)置成連接在拋光器33與自動(dòng)定位器30之間。在一些實(shí)施例中，力反饋傳感器32可以直接設(shè)置成連接在物品20與自動(dòng)定位器30之間。
[0022]現(xiàn)在參照?qǐng)D1和圖2，自動(dòng)拋光系統(tǒng)10進(jìn)一步包括控制器50，所述控制器用于至少部分基于由力反饋傳感器32確定的力來(lái)將拋光器33對(duì)物品20的作用維持在預(yù)定的力范圍內(nèi)。
[0023]圖2描繪控制器50與自動(dòng)拋光系統(tǒng)10的其他部件之間的相互酌的示例性圖?？刂破?0可包括任何整合或單獨(dú)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，其能夠從至少一個(gè)力反饋傳感器32接收反饋并且確定任何必要的校正動(dòng)作(例如通過(guò)調(diào)整自動(dòng)定位器30的移動(dòng))，以便將拋光器對(duì)物品的作用維持在預(yù)定的力范圍內(nèi)。[0024]例如，控制器50可以包括:一個(gè)或多個(gè)通信接口，其用于從力反饋傳感器32接收力確定結(jié)果并將移動(dòng)指令傳達(dá)給自動(dòng)定位器30 ;存儲(chǔ)器，其用于存儲(chǔ)自動(dòng)路徑和/或確定自動(dòng)路徑的算法；和處理器，其用于確定任何必要的調(diào)整以將拋光器33對(duì)物品20的作用維持在預(yù)定的力范圍內(nèi)。
[0025]因此，控制器50可首先接收或確定自動(dòng)路徑，以便其能夠指示自動(dòng)定位器30在拋光器33與物品20之間的必要移動(dòng)。自動(dòng)路徑包括拋光器33拋光物品20上的涂層21的一個(gè)或多個(gè)區(qū)域所用的路徑。例如，自動(dòng)路徑可以包括允許拋光器33接觸并拋光物品20的整個(gè)表面區(qū)域的路徑。在一些實(shí)施例中，自動(dòng)路徑可以包括使拋光器33僅僅接觸物品20的一部分的路徑，所述部分例如是單面、單側(cè)、單個(gè)邊緣或類似部分。自動(dòng)路徑還可以在物品20上指定單個(gè)道次或者多個(gè)道次，這取決于例如將要拋光的特定物品20所需要的拋光量。
[0026]在一些實(shí)施例中，將自動(dòng)路徑本身例如通過(guò)預(yù)編程的存儲(chǔ)器或外部通信提供到控制器50上。在其他實(shí)施例中，僅僅對(duì)控制器50提供一個(gè)或多個(gè)參數(shù)輸入以使所述控制器確定自動(dòng)路徑本身。在此類實(shí)施例中，各種參數(shù)輸入可以包括:例如，物品20的大小、形狀和/或尺寸，涂層21類型和/或厚度，將要在涂層21上使用的拋光器33的類型，物品20上特定特征(例如，冷卻孔、過(guò)度噴涂層)的存在，或類似參數(shù)輸入。
[0027]在一些實(shí)施例中，物品20可以在拋光前經(jīng)歷初始檢查。初始檢查可包括任何直觀檢查、電氣檢查、機(jī)械檢查、化學(xué)檢查或其他檢查以分析物品20和/或涂層21。例如，在一些實(shí)施例中，涂層21本身可以經(jīng)過(guò)檢查以便在拋光前確定其厚度、平滑度或其他特性。此類檢查可以例如通過(guò)渦流分析或其他合適的檢查技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)，并且可以使用隨后用于拋光的相同自動(dòng)定位器來(lái)進(jìn)行。初始檢查的結(jié)果隨后可以用于在拋光過(guò)程中使一個(gè)或多個(gè)拋光參數(shù)改變。如本說(shuō)明書(shū)所用，“拋光參數(shù)”是指能改變拋光結(jié)果的任何可變參數(shù)。拋光參數(shù)可以包括例如拋光器33的每分鐘轉(zhuǎn)速(RPM)、拋光器33的拋光角度、拋光器33在物品20上的行進(jìn)速度或者預(yù)定的力范圍，如在本說(shuō)明書(shū)中應(yīng)當(dāng)了解的。例如，如果初始檢查確定出在某些區(qū)域中涂層厚度較厚，那么沿自動(dòng)路徑的拋光參數(shù)可以確保那些較厚區(qū)域在較長(zhǎng)時(shí)期內(nèi)(例如，較慢行進(jìn)速度)或以較高拋光速率(例如，RPM)進(jìn)行拋光，以便減少涂層的較厚區(qū)域,從而在整個(gè)物品20上提供更均勻的涂層21。
[0028]其他初始檢查技術(shù)可以包括物品20的冷卻孔或其他特征的識(shí)別和定位。在確定自動(dòng)路徑和/或拋光參數(shù)時(shí)，可以特別考慮這些特征。如以上所討論，初始檢查的結(jié)果由此可用來(lái)確定自動(dòng)路徑，以使得將自動(dòng)路徑直接提供給控制器50，或可以將初始檢查的結(jié)果本身提供給控制器50，以便控制器50可確定自動(dòng)路徑。
[0029]一旦控制器50獲知自動(dòng)路徑，控制器50就與自動(dòng)定位器30通信以使拋光器33在所述自動(dòng)路徑上相對(duì)于物品20移動(dòng)。例如，自動(dòng)定位器30可以使拋光器33相對(duì)固定工件20移動(dòng)(如圖1和圖2中所示)；可以使工件20相對(duì)固定拋光器33移動(dòng)；或其組合。在物品20由拋光器33拋光時(shí)，力反饋傳感器32確定拋光器33與物品20之間的力的量，并且將所述力傳達(dá)到控制器50。
[0030]拋光器33與物品20之間的力可以基于物品20的幾何形狀以及所述幾何形狀中的任何變化而改變。自動(dòng)路徑可以使拋光器33圍繞物品20，以使得拋光器維持與物品20的接觸。確切地說(shuō)，通過(guò)接觸物品20，拋光器33和物品20兩者之間將存在力。當(dāng)物品20具有另外的材料(例如表面上的額外突起或輪廓)時(shí)，拋光器33與物品20之間的力可以增力口。相反，當(dāng)物品20具有比預(yù)期要少的材料(例如表面中的額外下凹)時(shí)，拋光器33與物品20之間的力可以減少。拋光器33與物品20之間的力隨后可以基于例如物品20的幾何形狀而變化。
[0031]隨后，將由力反饋傳感器32確定的力直接或間接地傳達(dá)到控制器50上，以使控制器50可將拋光器對(duì)物品的作用維持在預(yù)定的力范圍內(nèi)，并可能在拋光器33沿著自動(dòng)路徑進(jìn)行拋光同時(shí)改變所述拋光器的一個(gè)或多個(gè)拋光參數(shù)。調(diào)整拋光器33的拋光參數(shù)可包括調(diào)整與拋光工藝有關(guān)的各種不同參數(shù)。例如，調(diào)整拋光器33的拋光參數(shù)可包括調(diào)整拋光器
33的每分鐘轉(zhuǎn)速、拋光器33的拋光角度、拋光器33在物品20上的行進(jìn)速度或者預(yù)定的力范圍，如在本說(shuō)明書(shū)中應(yīng)當(dāng)了解的?？梢詫?duì)這些和另外的拋光參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，以便確保涂層21接受均勻處理和/或確保涂層獲得均勻厚度、平滑度或類似性質(zhì)。例如，可能需要另外處理的較厚、較粗糙或其他類型的涂層可使得RPM增加、行進(jìn)速度降低(以便在較長(zhǎng)時(shí)期內(nèi)進(jìn)行拋光)，或以其他方式改變一個(gè)或多個(gè)拋光參數(shù)以表明涂層21的各類變化。在一些實(shí)施例中，預(yù)定的力范圍可以針對(duì)特定位置而改變，以便允許比可接受的力高或低的力。此類改變可以允許對(duì)涂層21上的具體受損區(qū)域的特殊處理。
[0032]力反饋傳感器32由此可以連續(xù)或間斷地確定拋光器33對(duì)物品20的力，并且將所確定的力提供到控制器50。控制器50隨后可對(duì)拋光器33做出任何調(diào)整來(lái)引起力的改變，以便將所述力維持在預(yù)定的力范圍內(nèi)。預(yù)定的力范圍可為具有最大值和最小值的力的任何范圍，并且可以基于所需的拋光效果。例如，雖然相同的自動(dòng)路徑可以用于相同類型的物品20，但是力反饋傳感器32可以檢測(cè)特定物品20所特有的任何變化，所述任何變化將使力能增加或減少，從而可能地影響所得的拋光效果。因此，自動(dòng)拋光系統(tǒng)10可維持自動(dòng)工藝的效率和可靠性，同時(shí)仍考慮到具有涂層21的物品20中發(fā)生的特有變化。
[0033]除了使用由力反饋傳感器32所確定的拋光器33與物品20之間的力來(lái)拋光物品20之外，自動(dòng)拋光系統(tǒng)10可以另外或替代地執(zhí)行各種其他操作和/或?qū)⒁粋€(gè)或多個(gè)其他因素納入考慮。例如，在一些實(shí)施例中，自動(dòng)拋光系統(tǒng)10可以通過(guò)初始檢查、拋光和/或另外的處理步驟來(lái)處理物品20中的其他特征。
[0034]例如，在一些實(shí)施例中，物品20可以包括冷卻孔。冷卻孔的位置可以通過(guò)初始檢查、例如通過(guò)識(shí)別系統(tǒng)(例如，直觀識(shí)別系統(tǒng))來(lái)確定。例如，識(shí)別系統(tǒng)可以在拋光物品20之前對(duì)冷卻孔進(jìn)行定位，以使控制器50可在拋光工藝過(guò)程中處理所述冷卻孔。甚至在一些實(shí)施例中，自動(dòng)拋光系統(tǒng)10可以包括孔清理裝置，所述孔清理裝置可以清理由識(shí)別系統(tǒng)識(shí)別出的冷卻孔。例如，自動(dòng)拋光系統(tǒng)10可以包括金剛石鉸刀或磨刀石，其可以清理任何的過(guò)度噴涂層或者可能堵塞冷卻孔的其他碎屑。甚至在一些實(shí)施例中，孔清理裝置可使用力反饋傳感器32來(lái)清理冷卻孔。例如，孔清理裝置可清理涂層21直到其本身開(kāi)始接觸物品20。一旦孔清理裝置與物品20接觸，那么由于物品20相比涂層22來(lái)說(shuō)強(qiáng)度增加，因而力將增力口。因此，力反饋傳感器32可用于監(jiān)測(cè)正在將力的增加從物品20中繼到控制器50的孔清理裝置，以使得孔清理能夠停止。
[0035]識(shí)別系統(tǒng)可由此在初始檢查過(guò)程中識(shí)別冷卻孔并使得孔清理裝置在拋光之后清理冷卻孔以確保清理掉任何的過(guò)度噴涂層、灰塵或其他碎屑。在一些實(shí)施例中，自動(dòng)拋光系統(tǒng)10還可包括真空以便與拋光串行或并行操作并且清空任何碎屑。另外，識(shí)別系統(tǒng)、孔清理裝置、真空和任何其他另外的系統(tǒng)可能各自都使用同一自動(dòng)定位器30作為拋光器33來(lái)幫助維持各種工具之間的校準(zhǔn)。
[0036]現(xiàn)在參照?qǐng)D1和圖3，可在具有涂層21的任何物品20上使用自動(dòng)拋光系統(tǒng)10。物品20可包括例如在燃?xì)鉁u輪機(jī)、蒸汽渦輪機(jī)或類似機(jī)器中所使用的渦輪機(jī)部件的任何物品。在一些實(shí)施例中，物品20可包括葉片、動(dòng)葉、導(dǎo)葉、噴嘴、內(nèi)襯、過(guò)渡連接件、圍帶或類似物。在一些實(shí)施例中，物品20可包括用于渦輪機(jī)的熱氣體路徑部件。
[0037]此外，涂層21可包括可以用來(lái)實(shí)現(xiàn)其性能的任何涂層，所述涂層例如用于渦輪機(jī)環(huán)境中的那些涂層。例如，在一些實(shí)施例中，涂層21可包括例如氧化釔穩(wěn)定的氧化鋯的隔熱涂層。此類實(shí)施例可以在物品20包括渦輪葉片或者其他熱氣體路徑部件時(shí)使用。涂層21可包括均勻的或隨物品20表面變化的任何厚度T。在一些實(shí)施例中，涂層21可以覆蓋物品20的整個(gè)表面區(qū)域。在其他實(shí)施例中，涂層21可以僅僅覆蓋物品20的表面區(qū)域的一部分。應(yīng)當(dāng)了解，盡管本說(shuō)明書(shū)中已經(jīng)列出特定的物品20和涂層21，但這些物品和涂層僅僅是示例性的，并且可以另外或替代地并入其他未列出的物品20和涂層21。
[0038]現(xiàn)在參照?qǐng)D4，示出一種用于拋光具有涂層的物品的方法100。方法100可以使用以上討論并如圖1至圖3所示的自動(dòng)拋光系統(tǒng)10來(lái)執(zhí)行。方法100首先可能包括在步驟110中對(duì)物品20的初始檢查。初始檢查可檢查涂層21以便確定在物品20的不同區(qū)域處所需要的拋光的量、確定例如冷卻孔的特定特征的位置或確定與后續(xù)拋光有關(guān)的任何其他合適的數(shù)據(jù)。方法100隨后包括(在有或沒(méi)有初始檢查的情況下)在步驟120中設(shè)置預(yù)定的力范圍。如以上所討論，預(yù)定的力范圍將是拋光器33與物品20之間所用的力的范圍。在步驟120中所確定的預(yù)定的力范圍可例如取決于涂層的硬度或厚度、拋光器33的類型、最終零件的公差或類似因素。另外，方法100包括在步驟130中確定自動(dòng)路徑。如以上所討論，自動(dòng)路徑包括拋光器33拋光物品20上的涂層21的一個(gè)或多個(gè)區(qū)域所用的路徑。自動(dòng)路徑可以基于零件的類型來(lái)預(yù)定，可以專門(mén)針對(duì)每一個(gè)零件來(lái)確定，或者甚至可以基于初始檢查、如步驟110中的初始檢查來(lái)確定。
[0039]一旦在步驟120中設(shè)置了預(yù)定的力并且在步驟130中確定了自動(dòng)路徑，那么方法100隨后包括在步驟140中使拋光器33在自動(dòng)路徑上相對(duì)于物品20移動(dòng)。如以上所討論，拋光器33是在自動(dòng)路徑上移動(dòng)以便拋光物品20上的涂層21的至少一部分。當(dāng)在步驟140中拋光器33正在相對(duì)于物品20移動(dòng)時(shí)，在步驟150中確定拋光器33對(duì)物品20的力。在步驟150中確定的力由此可以用于在步驟160中調(diào)整拋光器33的移動(dòng)，以便將拋光器維持在預(yù)定的力范圍內(nèi)。確切地說(shuō)，在步驟150中確定的力可以用于在步驟160中調(diào)整拋光器33的移動(dòng)，以便無(wú)論形狀上的任何局部變化如何都能確保物品20上的所有拋光均在預(yù)定的力范圍內(nèi)發(fā)生。在一些實(shí)施例(未不出)中，方法100可以進(jìn)一步包括在拋光時(shí)改變一個(gè)或多個(gè)拋光參數(shù)。如以上所討論，拋光參數(shù)(例如，RPM、行進(jìn)速度、接觸角或預(yù)定的力范圍)可以基于初始檢查或基于在一個(gè)或多個(gè)位置處與物品20的涂層21有關(guān)的任何其他已知的因素來(lái)改變。
[0040]應(yīng)當(dāng)了解，自動(dòng)拋光系統(tǒng)和方法可自動(dòng)拋光物品(例如，渦輪機(jī)部件)上的涂層，同時(shí)動(dòng)態(tài)地考慮了當(dāng)拋光器在自動(dòng)路徑上進(jìn)行拋光時(shí)介于拋光器與物品之間的力。拋光器與物品之間確定的力可維持在預(yù)定的范圍內(nèi)，以便有效調(diào)整拋光器的移動(dòng)并且維持在物品上質(zhì)量一致的拋光。[0041]盡管本發(fā)明已結(jié)合了只是有限數(shù)量的實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)描述，但應(yīng)容易了解的是，本發(fā)明不限于這些公開(kāi)的實(shí)施例。相反，本發(fā)明可經(jīng)過(guò)修改來(lái)并入在此之前并未描述但與本發(fā)明的精神和范圍相符的任何數(shù)量的變化、更改、替換或等效布置。另外，盡管已對(duì)本發(fā)明的各種實(shí)施例進(jìn)行描述，但應(yīng)了解，本發(fā)明的各方面可以僅僅包括所述實(shí)施例中的一些。因此，本發(fā)明不應(yīng)視為受到前述描述的限制，而應(yīng)視為僅受到所附權(quán)利要求書(shū)的范圍的限制。
【權(quán)利要求】
1.一種用于拋光具有涂層的物品的自動(dòng)拋光系統(tǒng)，所述自動(dòng)拋光系統(tǒng)包括: 拋光器，所述拋光器用于拋光所述物品上的所述涂層； 自動(dòng)定位器，所述自動(dòng)定位器用于使所述拋光器在自動(dòng)路徑上相對(duì)于所述物品移動(dòng)，其中所述拋光器在移動(dòng)過(guò)程中對(duì)所述涂層的至少一部分進(jìn)行拋光； 力反饋傳感器，所述力反饋傳感器用于確定在拋光過(guò)程中所述拋光器對(duì)所述物品的力；和 控制器，所述控制器用于至少部分基于由所述力反饋傳感器確定的所述力來(lái)將所述拋光器對(duì)所述物品的作用維持在預(yù)定的力范圍內(nèi)。
2.如權(quán)利要求1所述的自動(dòng)拋光系統(tǒng)，其中所述控制器在拋光時(shí)改變所述拋光器的一個(gè)或多個(gè)拋光參數(shù)。
3.如權(quán)利要求2所述的自動(dòng)拋光系統(tǒng)，其中所述一個(gè)或多個(gè)拋光參數(shù)是基于拋光之前對(duì)所述物品的初始檢查來(lái)改變的。
4.如權(quán)利要求3所述的自動(dòng)拋光系統(tǒng)，其中所述初始檢查包括對(duì)所述物品的渦流檢查。
5.如權(quán)利要求3所述的自動(dòng)拋光系統(tǒng)，其中初始檢查使用所述自動(dòng)定位器。
6.如權(quán)利要求3所述的自動(dòng)拋光系統(tǒng)，其中所述初始檢查識(shí)別所述物品中的冷卻孔的位置。
7.如權(quán)利要求6所述的自動(dòng)拋光系統(tǒng)，其進(jìn)一步包括冷卻孔清理裝置，所述冷卻孔清理裝置用于清理由所述初始檢查識(shí)別出的所述冷卻孔。
8.如權(quán)利要求2所述的自動(dòng)拋光系統(tǒng)，其中所述一個(gè)或多個(gè)拋光參數(shù)包括所述拋光器的 RPM。
9.如權(quán)利要求2所述的自動(dòng)拋光系統(tǒng)，其中所述一個(gè)或多個(gè)拋光參數(shù)包括所述拋光器對(duì)所述物品的拋光角度。
10.如權(quán)利要求2所述的自動(dòng)拋光系統(tǒng)，其中所述一個(gè)或多個(gè)拋光參數(shù)包括所述拋光器在所述物品上的行進(jìn)速度。
11.如權(quán)利要求2所述的自動(dòng)拋光系統(tǒng)，其中所述一個(gè)或多個(gè)拋光參數(shù)包括所述預(yù)定的力范圍。
12.如權(quán)利要求1所述的自動(dòng)拋光系統(tǒng)，其中所述物品包括渦輪機(jī)部件。
13.一種用于拋光具有涂層的物品的方法，所述方法包括: 使用自動(dòng)定位器使拋光器在自動(dòng)路徑上相對(duì)于所述物品移動(dòng)，其中所述拋光器在移動(dòng)過(guò)程中對(duì)所述涂層的至少一部分進(jìn)行拋光； 使用力反饋傳感器確定在拋光過(guò)程中所述拋光器對(duì)所述物品的力；以及至少部分基于由所述力反饋傳感器確定的所述力來(lái)調(diào)整所述拋光器沿著所述自動(dòng)路徑的所述移動(dòng)，以便將所述拋光器對(duì)所述物品的所述力維持在預(yù)定的力范圍內(nèi)。
14.如權(quán)利要求13所述的方法,其進(jìn)一步包括在拋光時(shí)改變一個(gè)或多個(gè)拋光參數(shù)。
15.如權(quán)利要求14所述的方法，其中所述一個(gè)或多個(gè)拋光參數(shù)是基于拋光之前對(duì)所述物品的初始檢查來(lái)改變。
16.如權(quán)利要求15所述的方法，其中所述初始檢查識(shí)別所述物品中的冷卻孔的位置。
17.如權(quán)利要求16所述的方法，其進(jìn)一步包括在拋光所述涂層的至少一部分后，使用孔清理裝置對(duì)所述一個(gè)或多個(gè)冷卻孔進(jìn)行清理。
18.如權(quán)利要求17所述的方法，其中在清理所述一個(gè)或多個(gè)冷卻孔時(shí)，所述力反饋傳感器確定所述孔清理裝置對(duì)所述物品的清理力。
19.如權(quán)利要求13所述的方法，其中使所述拋光器相對(duì)于所述物品移動(dòng)包括在移動(dòng)所述拋光器的同時(shí)保持所述物品固定。
20.如權(quán) 利要求13所述的方法，其中所述物品包括渦輪機(jī)部件。
【文檔編號(hào)】B24B29/02GK103846771SQ201310646850
【公開(kāi)日】2014年6月11日 申請(qǐng)日期:2013年12月4日 優(yōu)先權(quán)日:2012年12月4日
【發(fā)明者】M.L.亨特 申請(qǐng)人:通用電氣公司