[发明专利]用于检查涡轮机翼片上孔的位置的系统和方法

说明书

技术领域

本发明一般地涉及用于检查制造的物品的系统和方法，且更特定地涉及用于确定制造的物品上的孔特征部的位置的系统和方法。

背景技术

在燃气涡轮发动机中，燃料在压缩空气内燃烧以加速高密度的空气且产生推力，推力又用于分别使涡轮机轴转动和驱动飞行器。在燃烧过程期间，空气被加热到超高温以加速空气来产生推力。因此，在燃烧过程下游的涡轮机的叶片经受超高温。为便于冷却叶片，许多涡轮机叶片合并了内部冷却通道的复杂系统，压缩机放气或其他冷却流体被引导进入内部冷却通道内以冷却叶片。冷却空气通过布置为使得叶片的外表面被冷却的孔系统离开叶片，且然后与废气的剩余一起排出发动机。

在一些涡轮机叶片实施例中，离开孔在叶片的多种面上布置为特定的样式，以造成表面冷却膜。表面冷却膜造成了冷却空气的层，它将翼片与燃烧过程的热燃气隔离。为保证表面冷却膜恰当地形成，多种成形的离开孔在叶片表面上被精确地定位且以多种角度钻出。因此，在制造后，必需检查叶片以保证孔被恰当地定位。目前的检查系统要求以枪管的视野来检查每个冷却孔，这典型地要求使用五轴计算机数控(CNC)机器用于移动探头。因为CNC机器的原因，这样的系统是十分昂贵的且占用生产设施内的大量地面空间。例如，因为也必需在每个叶片上单独地检查多达八个孔，对单个叶片的检查可能需要长达十分钟。因此，需要改进的方法和系统用于快速地和精确地确定孔和其他特征部在涡轮机叶片表面上的位置。

发明内容

本发明致力于用于确定物体外部上的多个特征部的位置的检查系统。检查系统包括固定物、摄像机、计算机和软件。固定物固定物体且包括多个安放点(nest point)，用于与物体外部上的特定位置匹配，固定物还包括位于相对于安放点的特定位置且在物体的最佳平面内的参考点。摄像机定位为垂直于物体的最佳平面且获得多个特征部和参考点的视频成像。计算机与摄像机通信且收集视频成像。软件基于视频成像确定了特征部相对于参考点的实际位置。

附图说明

图1示出了本发明的检查系统的前视图。

图2示出了用在本发明的检查系统内的叶片固定物。

图3示出了图1的检查系统的顶视图，示出了摄像机的布局。

图4示出了涡轮机叶片的顶部的图，示出了叶片的最佳平面。

图5示出了定位在图2的固定物内的涡轮机叶片的压力侧的部分剖视图。

图6示出了当从固定物内的压力侧最佳平面观察时，涡轮机叶片的压力侧的部分剖视示意图。

图7示出了使用本发明获得的冷却孔的视频图像，带有分配的参考位置。

具体实施方式

图1示出了本发明的检查系统10的前视图。检查系统10利用视频成像系统快速地且精确地确定了目标物体内的多个特征部的位置。检查系统10包括摄像机12A至12C、LED光源13A至13C、固定物14、监视器16、计算机18和软件19。摄像机12A至12C和固定物14定位在壳体22内的台面20上。固定物14使用多个在台面20上相对于摄像机12A至12C特定地定向的安放点固定了目标物体，例如涡轮机叶片24。监视器16和其他用户接口设备以用户友好的位置定位在壳体22内且与计算机18连接，计算机18定位在壳体22内的台面20下方。计算机18包括软件19，软件19包括视频成像和数据处理软件，用于由叶片24的视频图像确定涡轮机叶片24上的例如冷却孔的特征部相对于固定物14上的参考点的位置。光源13A至13C被引导向叶片24，以在视频图像中产生叶片24及其特征部之间的对比度。检查系统10构造为用于使用单个的视频图像来确定涡轮机叶片24上的多个孔的位置。因此，通过使用来自多个摄像机的多个视频图像，可以在单个过程中检查整个多面物体或涡轮机叶片。