用于构件的定位系统及方法技术方案

提供了一种用于构件(10)的定位系统(100)和方法(200)。构件(10)具有外表面(11)。方法(200)包括通过分析构件(10)的图像(212)以获得表面特征(30)的X轴线数据点(214)和Y轴线数据点(216)来沿X轴线(50)和Y轴线(52)定位配置在外表面(11)上的表面特征(30)。方法(200)还包括沿Z轴线(54)直接地测量表面特征(30)，以获得表面特征(30)的Z轴线数据点(222)，其中X轴线(50)、Y轴线(52)和Z轴线(54)相互正交。方法(200)还包括计算表面特征(30)的纵倾值(234)、侧倾值(232)或横摆值(64)中的至少两个。

【技术实现步骤摘要】
用于构件的定位系统及方法
本公开内容大体上涉及用于构件的定位系统及方法，并且更具体地涉及便于改善构件上的定位和后续操作(诸如，数据采集系统关于构件的定位)的系统及方法。
技术介绍
在各种应用中，通常期望的是构件和构件上的表面特征的一致且准确地定位。构件和其上的表面特征的定位可便于在构件和表面特征上或对构件和表面特征执行的后续操作。其中期望一致且准确的定位的一个应用是在其中构件经历许多极端条件(例如，高温、高压、大应力负载等)的应用中。随着时间过去，设备的独立构件可遭受可缩短构件的使用寿命的蠕变和/或变形。例如，此类问题可适于一些涡轮机，诸如燃气轮机系统。在涡轮机的操作期间，涡轮机内且特别是涡轮机的涡轮区段内的各种构件(共同称为涡轮构件)(诸如涡轮叶片)可经历高温和高应力引起的蠕变。对于涡轮叶片，蠕变可促使整个叶片的部分伸长，使得叶片末梢接触静止结构(例如，涡轮壳)，且可能在操作期间引起不需要的振动和/或降低性能。因此，可针对蠕变监测诸如涡轮构件的构件。针对蠕变监测构件的一个途径在于将应变传感器配置在构件上，且以各种间隔分析应变传感器来监测与蠕变应变相关联的变形。此途径的一个缺陷在于，用于分析应变传感器的设备必须在应变传感器的各次分析期间定位在关于应变传感器的特定位置，以防止此类定位中的不一致引起的引入变形分析中的任何误差。此定位可能耗时且昂贵，因此导致变形监测过程中的低效。构件和其上的表面特征的一致且准确的定位的需要不限于应变传感器和涡轮构件应用。此需要存在于其它构件应用中。例如，限定在构件的外表面中的冷却孔的准确且一致的探测是期望的，诸如用于遮盖目的。而且，施加到构件的外表面上的残余涂层的准确且一致的探测是期望的，诸如用于除去目的。因此，便于改善的定位和后续操作(诸如，数据采集系统关于构件的定位)的用于构件的备选定位系统和方法是期望的。具体而言，提供表面特征(诸如应变传感器、冷却孔、涂层等)的有效且准确的探测的系统和方法将是有利的。
技术实现思路
本专利技术的方面和优点将在以下描述中部分地阐明，或可从描述中清楚，或可通过实施本专利技术理解到。按照本公开内容的一个实施例，提供了一种用于构件的定位方法。构件具有外表面。该方法包括通过分析构件的图像以获得表面特征的X轴线数据点和Y轴线数据点来沿X轴线和Y轴线定位配置在外表面上的表面特征。该方法还包括沿Z轴线直接地测量表面特征来获得表面特征的Z轴线数据点，其中X轴线、Y轴线和Z轴线相互正交。该方法还包括计算表面特征的纵倾值、侧倾值或横摆值中的至少两个。按照本公开内容的另一个实施例，提供了一种用于构件的定位方法。构件具有外表面。该方法包括通过执行构件的图像的像素分析以获得表面特征的X轴线数据点和Y轴线数据点来沿X轴线和Y轴线定位配置在外表面上的表面特征。该方法还包括沿Z轴线直接地测量表面特征来获得表面特征的Z轴线数据点，其中X轴线、Y轴线和Z轴线相互正交。该方法还包括基于X轴线数据点、Y轴线数据点和Z轴线数据点来计算表面特征的纵倾值和侧倾值。按照本公开内容的另一个实施例，提供了一种用于构件的定位系统。构件具有外表面。该系统包括数据采集系统，数据采集系统包括用于获得构件的图像的成像装置，以及用于检查配置在构件的外表面上的表面特征的三维数据采集装置。系统还包括与数据采集系统可操作地通信的处理器。处理器配置成用于通过分析图像以获得表面特征的X轴线数据点和Y轴线数据点来沿X轴线和Y轴线定位表面特征，基于来自三维数据采集装置的信号获得表面特征的沿Z轴线的Z轴线数据点，其中X轴线、Y轴线和Z轴线相互正交，以及计算表面特征的纵倾值、侧倾值或横摆值中的至少两个。本专利技术的第一技术方案提供了一种用于构件的定位方法，所述构件具有外表面，所述方法包括：通过分析所述构件的图像以获得表面特征的X轴线数据点和Y轴线数据点来沿X轴线和Y轴线定位配置在所述外表面上的所述表面特征；沿Z轴线直接地测量所述表面特征，以获得所述表面特征的Z轴线数据点，其中所述X轴线、所述Y轴线和所述Z轴线相互正交；以及计算所述表面特征的纵倾值、侧倾值或横摆值中的至少两个。本专利技术的第二技术方案是在第一技术方案中，所述纵倾值、所述侧倾值或所述横摆值中的至少两个基于所述Z轴线数据点和所述X轴线数据点或所述Y轴线数据点中的至少一者来计算。本专利技术的第三技术方案是在第一技术方案中，计算步骤包括计算所述表面特征的所述纵倾值和所述侧倾值。本专利技术的第四技术方案是在第三技术方案中，所述纵倾值基于所述X轴线数据点和所述Z轴线数据点来计算，以及其中所述侧倾值基于所述Y轴线数据点和所述Z轴线数据点来计算。本专利技术的第五技术方案是在第一技术方案中，所述表面特征使用非接触直接测量技术来直接地测量。本专利技术的第六技术方案是在第一技术方案中，直接测量步骤包括：朝所述表面特征发射光；在所述光反射之后探测所述光；以及基于探测的光计算所述Z轴线数据点。本专利技术的第七技术方案是在第一技术方案中，分析所述图像包括执行所述图像的像素分析。本专利技术的第八技术方案是在第一技术方案中，还包括基于所述X轴线数据点、所述Y轴线数据点和所述纵倾值、所述侧倾值或所述横摆值中的至少两个来关于所述表面特征定位数据采集系统。本专利技术的第九技术方案是在第一技术方案中，所述表面特征为应变传感器。本专利技术的第十技术方案是在第一技术方案中，所述表面特征为冷却孔。本专利技术的第十一技术方案提供了一种用于构件的定位方法，所述构件具有外表面，所述方法包括：通过执行所述构件的图像的像素分析以获得表面特征的X轴线数据点和Y轴线数据点来沿X轴线和Y轴线定位配置在所述外表面上的所述表面特征；沿Z轴线直接地测量所述表面特征，以获得所述表面特征的Z轴线数据点，其中所述X轴线、所述Y轴线和所述Z轴线相互正交；以及基于所述X轴线数据点、所述Y轴线数据点和所述Z轴线数据点计算所述表面特征的纵倾值和侧倾值。本专利技术的第十二技术方案是在第十一技术方案中，还包括所述X轴线数据点、所述Y轴线数据点、所述纵倾值和所述侧倾值来关于所述表面特征定位数据采集装置。本专利技术的第十三技术方案提供了一种用于构件的定位系统，所述构件具有外表面，所述系统包括：数据采集系统，所述数据采集系统包括：用于获得所述构件的图像的成像装置；以及用于检查配置在所述构件的所述外表面上的表面特征的三维数据采集装置；以及与所述数据采集系统可操作通信的处理器，所述处理器配置成用于：通过分析所述图像以获得所述表面特征的X轴线数据点和Y轴线数据点来沿X轴线和Y轴线定位所述表面特征；基于来自所述三维数据采集装置的信号获得所述表面特征的沿Z轴线的Z轴线数据点，其中所述X轴线、所述Y轴线和所述Z轴线相互正交；以及计算所述表面特征的纵倾值、侧倾值或横摆值中的至少两个。本专利技术的第十四技术方案是在第十三技术方案中，所述纵倾值、所述侧倾值或所述横摆值中的至少两个基于所述Z轴线数据点和所述X轴线数据点或所述Y轴线数据点中的至少一者来计算。本专利技术的第十五技术方案是在第十三技术方案中，计算步骤包括计算所述表面特征的所述纵倾值和所述侧倾值。本专利技术的第十六技术方案是在第十五技术方案中，所述纵倾值基于所述X轴线数据点和所述Z轴线数据点来计算，以及其中所述侧倾值基于所述Y轴线数据点和所述Z轴线数据点来计算。本本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于构件(10)的定位方法(200)，所述构件(10)具有外表面(11)，所述方法(200)包括： 通过分析所述构件的图像(212)以获得表面特征(30)的X轴线数据点(214)和Y轴线数据点(216)来沿X轴线(50)和Y轴线(52)定位配置在所述外表面(11)上的所述表面特征(30)；沿Z轴线(54)直接地测量所述表面特征(30)，以获得所述表面特征(30)的Z轴线数据点(222)，其中所述X轴线(50)、所述Y轴线(52)和所述Z轴线(54)相互正交；以及计算所述表面特征的纵倾值(234)、侧倾值(232)或横摆值(64)中的至少两个。

【技术特征摘要】
2015.12.16 US 14/9705951.一种用于构件(10)的定位方法(200)，所述构件(10)具有外表面(11)，所述方法(200)包括：通过分析所述构件的图像(212)以获得表面特征(30)的X轴线数据点(214)和Y轴线数据点(216)来沿X轴线(50)和Y轴线(52)定位配置在所述外表面(11)上的所述表面特征(30)；沿Z轴线(54)直接地测量所述表面特征(30)，以获得所述表面特征(30)的Z轴线数据点(222)，其中所述X轴线(50)、所述Y轴线(52)和所述Z轴线(54)相互正交；以及计算所述表面特征的纵倾值(234)、侧倾值(232)或横摆值(64)中的至少两个。2.根据权利要求1所述的方法(200)，其特征在于，所述纵倾值(234)、所述侧倾值(232)或所述横摆值(64)中的至少两个基于所述Z轴线数据点(222)和所述X轴线数据点(214)或所述Y轴线数据点(216)中的至少一者来计算。3.根据权利要求1至2中的任一项所述的方法(200)，其特征在于，计算步骤包括计算所述表面特征(30)的所述纵倾值和所述侧倾值。4.根据权利要求3所述的方法(200)，其特征在于，所述纵倾值(234)基于所述X轴线数据点(214)和所述Z轴线数据点(216)来计算，以及其中所述侧倾值(232)基于所述Y轴线数据点(216)和所述Z轴线数据点(222)来计算。5.根据权利要求1至4中的任一项所述的方法(200)，其特征在于，所述表面特征(30)使用非接触直接测量技术来直接地测量。6.根据权利要求1至5中任一项所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：YE奥斯特克，SH伊奇利，M于瓦拉克利奥卢，BJ杰曼，JL伯恩塞德，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：美国,US