EP4370783A1 - Verfahren zur unterstützung einer bearbeitung einer beschädigung an einer beschaufelung einer strömungsmaschine, insbesondere eines strahltriebwerkes, computerprogrammprodukt sowie system - Google Patents

Verfahren zur unterstützung einer bearbeitung einer beschädigung an einer beschaufelung einer strömungsmaschine, insbesondere eines strahltriebwerkes, computerprogrammprodukt sowie system

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EP4370783A1
EP4370783A1 EP22757853.1A EP22757853A EP4370783A1 EP 4370783 A1 EP4370783 A1 EP 4370783A1 EP 22757853 A EP22757853 A EP 22757853A EP 4370783 A1 EP4370783 A1 EP 4370783A1
Authority
EP
European Patent Office
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blade
contour
machining
data
processing
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP22757853.1A
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English (en)
French (fr)
Inventor
Jan Oke Peters
Lukas BECHHEIM
Lee-Roy AUTH
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Lufthansa Technik AG
Original Assignee
Lufthansa Technik AG
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Filing date
Publication date
Application filed by Lufthansa Technik AG filed Critical Lufthansa Technik AG
Publication of EP4370783A1 publication Critical patent/EP4370783A1/de
Pending legal-status Critical Current

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    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D5/00—Blades; Blade-carrying members; Heating, heat-insulating, cooling or antivibration means on the blades or the members
    • F01D5/005—Repairing methods or devices
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING OR CALCULATING; COUNTING
    • G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T7/00—Image analysis
    • G06T7/0002—Inspection of images, e.g. flaw detection
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23P—METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; COMBINED OPERATIONS; UNIVERSAL MACHINE TOOLS
    • B23P6/00—Restoring or reconditioning objects
    • B23P6/002—Repairing turbine components, e.g. moving or stationary blades, rotors
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
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    • G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
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    • F05D2230/00—Manufacture
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    • F05D2260/83—Testing, e.g. methods, components or tools therefor
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    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
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    • G01N21/8851—Scan or image signal processing specially adapted therefor, e.g. for scan signal adjustment, for detecting different kinds of defects, for compensating for structures, markings, edges
    • G01N2021/8854—Grading and classifying of flaws
    • G01N2021/8874—Taking dimensions of defect into account
    • G—PHYSICS
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    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
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    • G01N21/88—Investigating the presence of flaws or contamination
    • G01N21/95—Investigating the presence of flaws or contamination characterised by the material or shape of the object to be examined
    • G01N21/954—Inspecting the inner surface of hollow bodies, e.g. bores

Definitions

  • the invention relates to a method for supporting the processing of damage to a turbomachine blading, a computer program product and a system for supporting the processing of damage to a blading.
  • turbo machines It is common for turbo machines to undergo regular maintenance in order to identify damage to the blading. If it is in the turbomachine, for example, a jet engine, mechanical damage during operation z. B. caused by bird strikes or particles from a runway.
  • For maintenance it is known, for example from DE 10 2019 100 821 A1, a Carry out boroscope inspection of jet engines, in which three-dimensional data of the blading can also be recorded.
  • a method for assisting in processing damage to blading of a turbomachine that has a plurality of blades.
  • the procedure includes the following steps: Determination of a machining contour for mechanical machining of a damaged area of a first blade of the blading, in particular by a computing unit of a system for supporting the machining of the damage to the blading of a turbomachine,
  • the turbomachine is preferably in a fully assembled state during the method.
  • the turbomachine can preferably be an engine, in particular a jet engine for an aircraft.
  • the turbomachine can be a compressor or a turbine.
  • blading is understood to mean at least a subset, preferably all, of the blades of the turbomachine.
  • the blades can in particular also be referred to as rotor blades or fan blades.
  • the blades can be connected to a shaft of the turbomachine with a positive, non-positive and/or material connection.
  • a blade root of the blades can be formed integrally with the shaft.
  • the blades can preferably be arranged and/or fastened to the shaft by means of a form fit.
  • the point of damage can be, for example, a notch on a leading edge and/or trailing edge of the first blade.
  • the damage to the blading can only include the damaged area or multiple damaged areas on the first blade or on multiple blades. In order to detect the damaged area, it can be sufficient if only the blade area that has the damaged area is recorded.
  • the first image includes the entire blade and/or additional blades of the blading.
  • the recording means can preferably be a boroscope. Capturing the first image can include recording, in particular two-dimensional or three-dimensional, of the blade area.
  • the first image can be understood in particular as an image or an image section of the blade area.
  • the image can be captured by a camera, in particular by the recording means.
  • provision can be made for the first image to be digitized when the first image is recorded.
  • the mechanical processing can in particular be a so-called. H. Milling and/or grinding to smooth the damaged area.
  • the machining contour has a coherent, in particular continuous, contour or comprises a plurality of contour sections.
  • the contour sections based on processing data such. B. radii can be determined.
  • the machining contour can preferably be determined on the basis of a contour specification.
  • the contour specification can be understood, for example, as contour data which are externally specified for the mechanical processing of the damaged area.
  • contour data and/or the contour specification can be obtained by the arithmetic unit and then provided for generating the output image data. It is conceivable that the contour specification is inserted manually.
  • the processing contour can be selected and/or drawn on the display unit, which displays the first image and/or the output image data, by user interaction.
  • the determination of the machining contour includes a user dialog in order to coordinate the machining contour with the operator.
  • the processing contour in particular can be made visible in the first image.
  • the geometric data of the machining contour can be digitally and/or visually inserted into the first image.
  • the geometric data of the machining contour in the first image can be projected and/or transmitted onto the first blade area.
  • the output image data can in particular include two-dimensional or three-dimensional image information.
  • the output image data is preferably output during the mechanical processing of the first blade.
  • the determination of the processing contour, the acquisition of the first image, the generation of the output image data and/or the output image data are output repeatedly in order to enable the processor to continuously compare and/or to align the processing contour with the shape contour.
  • Outputting the output image data may include displaying the output image data on a display unit.
  • the output image data is only provided in digital and/or analog form for a display unit and/or sent to a display unit when it is output. In this case, for example, the display can take place on any end device. Provision can furthermore be made for the machining contour to be changeable in terms of its position and/or shape after it has been output by user interaction.
  • the first image and the output image data are preferably video signals or parts of video signals.
  • the image information is output in the form of an augmented reality, in which the processing contour is inserted into the image signal of the recording means.
  • the output image data can have a number of levels (layers), one level having the first image and another level having the processing contour.
  • the damaged area can thus be advantageously smoothed out by mechanical processing, as a result of which a notch effect can be reduced.
  • Outputting the output image data in turn enables the machining process to be carried out along the machining contour, while the superimposition of the first image and the machining contour is output in the form of the output image data.
  • This allows a high level of reproducibility of the machining result to be achieved, since the operator can orientate himself on the machining contour when blending the first blade.
  • the shape contour to be achieved can be predetermined by the machining contour, starting from the damaged shape contour of the first blade.
  • the machining result is less dependent on manual skills and/or the operator's experience. As a result, the required material removal can also be reduced.
  • an identification is recognized in order to allocate a positioning of the first blade in the turbomachine.
  • the identification can include a numbering of the first blade, for example, in order to be able to localize the first blade on the circumference of a shaft of the turbomachine.
  • the identification further information of the first shovel include such.
  • B. a stage of the turbomachine, which is associated with the first blade.
  • a blade ring, to which the first blade is assigned is numbered circumferentially around the shaft in relation to a reference point.
  • the reference point can be a shovel lock, for example.
  • the numbering can be used to position the first blade, for example using a set card.
  • identification data can be received.
  • the record card and/or other information can be retrieved from a data store.
  • the relative position of the first blade can be found in a simple manner. For example, information about the machining contour of the blade identified can be stored for later maintenance operations. If the damaged area was also found during a previous inspection, the first blade can be found again in a simple manner for processing via the identification.
  • the method comprises the following step:
  • data from all blades of the blade ring and/or the turbomachine can be recorded during the data recording.
  • the identification is preferably recognized during the data acquisition process.
  • the data recording process can take place independently of the processing of the damaged area in terms of time and/or location.
  • the data recording process takes place in the fully assembled state of the blading and/or the turbomachine.
  • an installation position of the blades can be recognized and made available for later processing steps.
  • a position of a blade lock is preferably first determined in that the blade lock is brought into the field of view of a recording means guided through a first maintenance opening on the turbomachine by rotating the shaft.
  • a reference blade of the blades can then be marked on a set card, which is at the same time in the field of view of a receiving means guided through a second maintenance opening. Knowing the location of the maintenance openings for two recording means can therefore be determined which blade in the Field of view of one of the receiving means is when the predetermined blade lock is in the field of view of the other receiving means.
  • the recording means can have several cameras and/or a stereo camera.
  • the recording means is preferably a borescope for recording three-dimensional images.
  • the geometry data can advantageously be taken into account when determining the machining contour and/or when superimposing.
  • the machining contour can be adapted to or added to an edge of the first blade, for example.
  • the geometry data z. B. damaged area data for a classification and/or localization of the damaged area.
  • image features of the first blade are extracted from the geometric data to identify the first blade during the data acquisition process and when capturing the first image.
  • the image features of the first blade can be provided by the data acquisition process in order to enable identification when capturing the first image based on the geometric data, in particular based on the comparison of the geometric data.
  • an outer shape contour of the blade region is recognized when the first image is recorded, in particular with the determination of the machining contour and/or the superimposition of the first image with the machining contour taking place as a function of the shape contour.
  • the outer shape contour can include, for example, a line of a shape and/or an edge of the first blade.
  • a skeleton model of the first blade or blades can be created from the geometric data in order to identify the shape contour.
  • the outer shape contour can advantageously be recognized using the geometry data.
  • the machining contour can be applied to the shape contour, so that the machining contour runs tangentially to the shape contour, at least in sections.
  • the machining contour can be determined as a function of the mold contour. For example, a line of the shape contour, such as. B. the course of a leading or trailing edge of the first blade, as starting point for determining the machining contour. As a result, the machining contour can advantageously be matched to the mold contour.
  • provision can preferably be made for the processing contour to be aligned with the damaged area in the output image data when the first image and the processing contour are superimposed, depending on the geometric data. Provision can be made for the processing contour to be automatically aligned with the position of the damaged area during the superimposition.
  • the localization of the damaged area can be taken into account when determining the machining contour.
  • the shape contour of the first blade can preferably also be taken into account.
  • the damaged area is localized as a function of the geometric data, in particular as a function of a comparison of the geometric data of the first image and the data acquisition process. For example, based on the geometric data, a distance between the damaged area and a reference of the first blade, such as e.g. B. a blade tip or a blade root can be determined.
  • the localization of the damaged area can be taken into account when determining the processing contour. For example, a minimum machining radius and/or a maximum machining depth for material removal can depend on the localization of the damaged area, in particular with regard to the expected stress state during operation of the turbomachine.
  • the localized damaged area is highlighted visually when generating the output image data in order to make it easier for an operator to find the damaged area.
  • a damage analysis process is carried out to automatically evaluate the damaged area and is preferably taken into account when determining the machining contour, in particular a geometry parameter being compared with at least one geometry limit value.
  • the damage analysis process can include a classification of the damage location. For example, the classification can show whether a repair of the damaged area is necessary, permissible or impermissible. In order to classify the damaged area, it can be checked whether the geometry parameter is below or above a geometry limit value. It is also conceivable that, when classifying the damaged area, a check is made as to whether the geometry parameter lies in a permissible repair range.
  • the permissible repair area can advantageously be defined by an upper and/or a lower geometry limit value.
  • the geometry parameter can e.g. B. include a depth of the damage starting from the contour of the shape of the first blade.
  • the automatic evaluation can support an operator in deciding whether a repair should be carried out. Furthermore, a required material removal to reach the processing contour can be determined and/or optimized.
  • the determination of the machining contour includes a calculation of the machining contour, taking into account the damaged area and the geometry data.
  • the machining contour can be output to an operator as a suggestion, for example, which the operator can accept, reject and/or change.
  • the machining contour can be optimized in terms of strength properties of the machined blade and/or in terms of a volume of material removed by the mechanical machining. It is conceivable that at least one radius, in particular a blending radius, and/or at least one length, in particular a blending length, of the processing contour is determined as a function of a depth, in particular a blending depth, of the processing contour.
  • the depth of the machining contour can be predetermined by a depth of the damaged area. Furthermore, the reproducibility of the processing result can be further improved by the automatic calculation.
  • the processing contour can preferably include output data from an artificial intelligence.
  • the artificial intelligence can be trained by simulation results of strength calculations and/or thermodynamic calculations in order to provide the machining contour and/or machine-specific machining data of the machining contour as output data.
  • a database can be integrated into a server.
  • the database is provided in a mobile terminal.
  • the database can be a manufacturer-specific database.
  • the database can include processing data from turbomachines from a specific manufacturer.
  • the processing data can, for example, be geometric processing data, such as B. maximum allowable milling radii include. It is also conceivable that the processing data is subject to legal requirements include.
  • the method comprises the following step:
  • the imbalance parameter may include an imbalance and/or a change in imbalance depending on the processing of the first blade. Furthermore, several damaged blades can be taken into account when determining the imbalance parameter.
  • the imbalance parameter can be used to identify whether an imbalance is to be expected for the shaft to which the first blade is assigned as a result of the machining. As a result, corresponding technical problems in the operation of the turbomachine can be avoided.
  • the unbalance parameter can be determined in particular before, during and/or after the determination of the machining contour or after machining. Furthermore, it is conceivable that the determination of the imbalance parameter and the determination of the machining contour are carried out iteratively. As a result, both parameters can be optimized to reduce an imbalance and to treat the damaged area in a manner that is gentle on the material.
  • the method comprises the following step:
  • the second blade is preferably determined as a function of the data acquisition process.
  • the second blade is preferably a blade of the turbomachine lying opposite the first blade, in particular radially and/or axially.
  • the additional machining of the second blade and the machining of the first blade can have the same machining parameters or different ones.
  • the processing can be repeated as part of the additional processing for the second blade. This allows one through the Editing resulting imbalance are at least partially or fully compensated.
  • the data acquisition process allows the second blade to be found in a simple manner, in particular without manual counting being required. As a result, errors can be avoided, which means that the processing of the damage becomes more reproducible overall.
  • the steps to assist in machining the first blade can be repeated for the second blade.
  • the additional processing contour can correspond to the processing contour or have a different course.
  • the additional processing can be adapted to an outer contour of the second blade when the outer contour of the first blade deviates from the contour of the second blade.
  • the additional machining contour can preferably be determined as a function of the imbalance parameter.
  • the additional processing can be carried out with minimal material removal to compensate for the imbalance.
  • the processing of the second blade can take place in a manner that is just as reproducible as the processing of the first blade. In particular, an operator can thus be supported during the entire processing of the damage to the blading.
  • the geometry data in particular in the form of three-dimensional geometry data, is updated after the machining only for the machined blades, in particular only for the first and second blade.
  • This allows the existing geometry data are kept up to date and are made available, for example, for official or manufacturer validation.
  • additional effort when updating the data can be kept low if only the changed, ie processed, blades are recorded and/or measured again.
  • a computer program product includes instructions which, when executed by a processing unit, cause the processing unit to carry out a method according to the invention.
  • the computer program product can be made available or made available in a network such as the Internet, from which it can be downloaded by a user if required.
  • the computer program product can be implemented both by means of software and by means of one or more special electronic circuits, i. H. in hardware or in any hybrid form, i. H. by means of software components and hardware components.
  • a system for assisting in processing damage to multi-blade blading of a turbomachine has a display unit for displaying output image data and a processing unit for executing a method according to the invention.
  • a system according to the invention thus brings with it the same advantages as have already been described in detail with reference to a method according to the invention and/or a computer program product according to the invention.
  • the system preferably also has a recording means, for example in the form of a borescope, for recording the first image of the first blade.
  • the first image to be recorded via an interface of the processing unit in terms of data technology.
  • the output image data is preferably output by the computing unit to the display unit in order to display the output image data to an operator via the display unit.
  • the computing unit and the display unit can be integrated into a mobile device, such as a tablet or part of maintenance equipment.
  • the system it is also conceivable for the system to have a server in which the computing unit is at least partially or fully integrated, in particular with the output image data being transmitted from the server to the display unit.
  • the computing unit has a number of modules that are distributed in a decentralized manner.
  • FIG. 1 shows a method according to the invention for supporting processing of a
  • FIG. 2 the blading of the turbomachine
  • FIG. 3 shows a first blade of the blading
  • FIG. 4 a superimposition of a first image assigned to the first blade and a machining contour before mechanical machining
  • FIG. 5 the superimposition of the first image and the processing contour after the mechanical processing
  • FIG. 6 an overlay of a second image and an additional machining contour after mechanical machining of a second blade
  • FIG. 7 and 8 show a system according to the invention in different exemplary embodiments.
  • FIG. 1 shows a method 100 for supporting the treatment of damage to a blading of a turbomachine 10 having a plurality of blades 11 in a schematic representation of method steps.
  • a blade ring 10.1 of the blading of turbomachine 10 is shown as an example in FIG.
  • the turbomachine 10 can be a jet engine of an aircraft.
  • a data acquisition process 101 is first carried out in the method 100, preferably for identifying all the blades 11 of the blade ring 10.1 of the turbomachine 10.
  • the individual blades 11 can be identified in a simple manner for the execution of the subsequent method steps.
  • an identification 205 can be recognized for each of the blades 11 during the data acquisition process 101 .
  • a specific blade 11 can be assigned to a position according to a record card, in order, starting from the already identified blade 11, to position all blades 11 in relation to a reference point, such as, e.g. B. a shovel lock to be able to assign.
  • geometry data 204 in particular in the form of three-dimensional geometry data 204, of the blades 11 can already be recognized during the data acquisition process 101.
  • a digital model can be created using the data acquisition process 101 .
  • localization data 204.1 of a damaged area 20 of a first blade 11.1 of the blades 11 can be recognized.
  • a damage analysis process 102 for automatically evaluating the damaged area 20 can then advantageously be carried out.
  • the geometry data 204 of the blades 11 are evaluated, in particular with regard to the damaged area 20 .
  • z. B the localization data 204.1, in particular in the form of a height of the damaged area 20, starting from a blade root or a blade tip of the first blade 11.1, are recorded.
  • At least one geometry parameter 221 of the damaged area is preferably recorded on the basis of the geometry data 204 and compared with at least one geometry limit value 222, preferably two geometry limit values 222. This makes it possible to identify whether the size of the damaged area 20 is still within a permissible repair range between the geometry limit values 222 . If the damaged area 20 is, for example, a crack or crack in the first blade 11.1, the length of the damaged area 20 can be determined and/or evaluated during the damage analysis process 102, in particular starting from an edge of the first blade 11.1. In particular, the damage analysis process 102 can be used to classify the damaged area 20 .
  • the method 100 also includes detecting 104 a first image 200 of a blade region 12 of the first blade 11.1 of the blading that has the damaged area 20.
  • the first image 200 with the blade area 12 is shown in FIG.
  • the first image 200 can be provided in the form of an image signal, in particular in the form of a video signal.
  • the identification 205 is preferably also recognized in order to assign a positioning of the first blade 11.1 in the turbomachine 10.
  • the first blade 11.1 can be automatically assigned to the geometry data 204 recorded during the data recording process 101 and/or vice versa.
  • geometry data 204 of the first blade 11.1 can also be recognized when the first image 200 is recorded 104 .
  • the geometry data 204 recorded in this way is compared with the geometry data 204 of the data recording process 101 and/or the data recording process 101 takes place at the same time as the recording 104 of the first image 200 .
  • the damaged area 20 is preferably localized as a function of the geometry data 204, in particular as a function of a comparison of the geometry data 204 of the first image 200 and the data acquisition process 101.
  • an outer shape contour 201 of the blade region 12 can advantageously be recognized when the first image 200 is recorded 104 .
  • Shape contour 201 can include, for example, at least in sections, a leading edge and/or a trailing edge of first blade 11.1.
  • the method 100 includes a determination 103 of a processing contour 202 for mechanical processing of the damaged area 20.
  • the determination 103 of the processing contour 202 can take place before and/or after the acquisition 104 of the first image 200. However, it is also conceivable that the determination 103 of the processing contour 202 takes place at the same time as the detection 104 of the first image 200 .
  • the machining contour 202 is shown as an example in dashed form in FIG. 4 and corresponds to a target machining contour which an operator should achieve when mechanically machining the first blade 11.1 in order to smooth the damaged area 20 and thereby reduce a notch effect. For this purpose it can be provided that the operator controls the first shovel 11.1 by so-called apertures, d. H.
  • FIG. 5 shows the machining result, in which the outer contour 201 with the damaged area 20 is designed in such a way that the previously existing notch point is eliminated and a tangential course according to the machining contour 202 forms the corrected outer contour 201 .
  • output image data 210 is generated 105 with an overlay of the first image 200 and the processing contour 202 and the output image data 210 is output 106 .
  • the output image data 210 with the overlay can then be displayed to the operator via a display unit 2 of the system 1, so that the operator can use the machining contour 202 for orientation when mechanically machining the first blade 11.1.
  • at least the acquisition 104 of the first image 200 and the generation 105 of the output image data 210 take place during the mechanical processing, so that the operator can permanently compare his processing result with the processing contour 202 .
  • the determination 103 of the processing contour 202 can take place repeatedly in order to align the processing contour 202 with the mold contour 201 .
  • the processing contour 202 is calculated when determining 103 the processing contour 202 by a computing unit 3 of a system 1 according to the invention to support the processing of the damage.
  • the damage analysis process 102, the geometry parameters 221 of the damaged area 20 and/or the geometry data 204 of the first blade 11.1, such as B. the shape contour 201 are taken into account.
  • machine-specific machining data 202.1, such as specified radii or a specified depth, of turbomachine 10 can be read from a database 4 of system 1 in order to determine machining contour 202.
  • the determination 103 of the processing contour 202 and/or the superimposition of the first image 200 with the processing contour 202 takes place depending on the shape contour 201.
  • the processing contour can be aligned 202 to the damaged area 20 in the first image 200.
  • the localization of the damaged area 20 can be taken into account when determining 103 the processing contour 202 .
  • the machining of the first blade 11.1 can lead to an imbalance in a shaft of the turbomachine 10.
  • An imbalance parameter 220 of the turbomachine 10 is therefore preferably determined 107 as a function of the machining contour 202 and/or the machining of the first blade 11.1.
  • the imbalance parameter 220 can be used to check whether the imbalance that is or has arisen is in an impermissible range.
  • the method 100 advantageously also includes determining 108 a second blade 11.2 of the blading for additional processing as a function of the imbalance parameter 220.
  • the result of the data recording process 101 can be used to determine the second blade 11.2.
  • the support of the processing of the first blade 11.1 can be used analogously for the second blade 11.2.
  • an additional machining contour 203 for mechanical machining of the second blade 11.2 is determined 109 as a function of the machining contour 202 and/or the imbalance parameter 220, a second image 206 of the second blade 11.2 is recorded 110, and a second image 206 is generated 111 of further output image data 211 with a Superimposition of the second image 206 with the additional processing contour 203, and an output 112 of the further output image data 211 in order to enable the additional processing of the second blade 11.2 along the additional processing contour 203.
  • An unbalance parameter 220 can then be determined again iteratively 107 with subsequent additional processing.
  • the geometry data 204 in particular in the form of three-dimensional geometry data 204, is updated only for the processed blades 11.1, 11.2, in particular only for the first and second blade 11.1, 11.2.
  • the geometry data 204 of the corresponding blade 11 can be updated.
  • FIGS. 7 and 8 each show a system 1 for processing the damage to the turbomachine 10 in different exemplary embodiments.
  • the system 1 has in each case a display unit 2 for displaying output image data 210 and a processing unit 3 for executing a method 100 according to the exemplary embodiment described above.
  • the processing unit 3 can, for example, execute a computer program product that includes instructions that cause the processing unit 3 to carry out the method 100 .
  • a database 4 for providing machine-specific machining data 202.1 can be provided.
  • the display unit 2 is preferably integrated into a mobile terminal device 5, such as a tablet or smartphone. As shown in FIG. 7, the computing unit 3 and the database 4 can also be integrated into the mobile terminal device.
  • the computing unit 3 and the database 4 are integrated into a server 6, as shown in FIG.
  • the server 6 and the terminal 5 can communicate via wireless communication links, for example.
  • the system 1 preferably also includes a recording means 7, in particular in the form of a borescope, for recording geometric data 204 and/or the first image 200 of the first blade 11.1.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren (100) zur Unterstützung einer Bearbeitung einer Beschädigung an einer mehrere Schaufeln (11) aufweisenden Beschaufelung einer Strömungsmaschine (10), umfassend die nachfolgenden Schritte: Bestimmen (103) einer Bearbeitungskontur (202) zum mechanischen Bearbeiten einer Schadstelle (20) einer ersten Schaufel (11.1) der Beschaufelung und Erfassen (104) eines ersten Abbildes (200) eines die Schadstelle (20) aufweisenden Schaufelbereiches (12) der ersten Schaufel (11.1). Ferner betrifft die Erfindung ein Computerprogrammprodukt, sowie ein System (1).

Description

Verfahren zur Unterstützung einer Bearbeitung einer Beschädigung an einer Beschaufelung einer Strömungsmaschine, insbesondere eines Strahltriebwerkes, Computerprogrammprodukt sowie System
B e s c h r e i b u n g
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Unterstützung einer Bearbeitung einer Beschädigung an einer Beschaufelung einer Strömungsmaschine, ein Computerprogrammprodukt sowie ein System zur Unterstützung einer Bearbeitung einer Beschädigung an einer Beschaufelung.
Es ist üblich, dass Strömungsmaschinen einer regelmäßigen Wartung unterzogen werden, um Beschädigungen an der Beschaufelung festzustellen. Wenn es sich bei der Strömungsmaschine beispielsweise um ein Strahltriebwerk handelt, können mechanische Beschädigungen im Betrieb z. B. durch Vogelschlag oder Partikel ei ntrag von einem Runway entstehen. Für die Wartung ist es beispielsweise aus der DE 10 2019 100 821 A1 bekannt, eine Boroskopinspektion von Strahltriebwerken vorzunehmen, bei welcher auch dreidimensionale Daten der Beschaufelung aufgenommen werden können.
Weiterhin wird im Zuge einer regelmäßigen Wartung üblicherweise eine mechanische Bearbeitung der Schaufeln vorgenommen, wenn eine Beschädigung festgestellt wurde. Dabei können beispielsweise Kerbstellen der Beschädigungen durch ein sog. Blenden der Schaufeln ausgerundet werden, um den Verlauf der mechanischen Spannungen zu glätten und lokale Spannungsspitzen entsprechend zu vermeiden. Dadurch kann ein Austausch leicht beschädigter Schaufeln vermieden werden. Die mechanische Bearbeitung wird dabei von qualifiziertem Personal durch Ausrunden mittels eines manuellen Schleifvorgangs vorgenommen. Von Nachteil ist es jedoch, dass die mechanische Bearbeitung, insbesondere die Reproduzierbarkeit derselben, eine hohe Abhängigkeit von handwerklichem Geschick aufweist. Ferner ist der mechanische Abtrag beim Blenden häufig hinsichtlich der Abtragsmenge verbesserbar.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, voranstehende, aus dem Stand der Technik bekannte Nachteile zumindest teilweise zu beheben. Insbesondere ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine verbesserte Bearbeitung einer Beschädigung einer Strömungsmaschine, insbesondere in Hinblick auf eine Materialschonung und/oder Reproduzierbarkeit, zu ermöglichen.
Die voranstehende Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1, ein Computerprogrammprodukt mit den Merkmalen des Anspruchs 14, sowie ein System mit den Merkmalen des Anspruchs 15. Weitere Merkmale und Details der Erfindung ergeben sich aus den jeweiligen Unteransprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen. Dabei gelten Merkmale und Details, die im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren beschrieben sind, selbstverständlich auch im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Computerprogrammprodukt und/oder dem erfindungsgemäßen System und jeweils umgekehrt, so dass bezüglich der Offenbarung zu den einzelnen Erfindungsaspekten stets wechselseitig Bezug genommen wird bzw. werden kann.
Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung ist ein Verfahren zur Unterstützung einer Bearbeitung einer Beschädigung an einer mehrere Schaufeln aufweisenden Beschaufelung einer Strömungsmaschine vorgesehen. Das Verfahren umfasst die nachfolgenden Schritte: Bestimmen einer Bearbeitungskontur zum mechanischen Bearbeiten einer Schadstelle einer ersten Schaufel der Beschaufelung, insbesondere durch eine Recheneinheit eines Systems zur Unterstützung der Bearbeitung der Beschädigung an der Beschaufelung einer Strömungsmaschine,
Erfassen eines ersten Abbildes eines die Schadstelle aufweisenden Schaufelbereiches der ersten Schaufel, insbesondere durch ein Aufnahmemittel des Systems,
Erzeugen von Ausgabebilddaten, vorzugsweise in Form eines Videosignals, mit einer Überlagerung des ersten Abbildes und der Bearbeitungskontur, insbesondere durch die Recheneinheit,
- Ausgeben der Ausgabebilddaten, um das mechanische Bearbeiten der ersten Schaufel entlang der Bearbeitungskontur zu ermöglichen, insbesondere durch eine Anzeigeeinheit des Systems.
Die Strömungsmaschine befindet sich während des Verfahrens vorzugsweise in einem vollständig montierten Zustand. Bei der Strömungsmaschine kann es sich vorzugsweise um ein Triebwerk, insbesondere um ein Strahltriebwerk für ein Flugzeug, handeln. Beispielsweise kann es sich bei der Strömungsmaschine um einen Verdichter oder eine Turbine handeln. Unter der Beschaufelung wird im Sinne der vorliegenden Erfindung zumindest eine Teilmenge, vorzugsweise die Gesamtheit, der Schaufeln der Strömungsmaschine verstanden werden. Die Schaufeln können insbesondere auch als Rotorschaufeln oder Fan Blades bezeichnet werden. Die Schaufeln können form-, kraft- und/oder stoffschlüssig mit einer Welle der Strömungsmaschine verbunden sein. Insbesondere kann ein Schaufelfuß der Schaufeln integral mit der Welle ausgebildet sein. Vorzugsweise können die Schaufeln durch einen Formschluss an der Welle angeordnet und/oder befestigt sein.
Bei der Schadstelle kann es sich beispielsweise um eine Kerbstelle an einer Eintrittskante und/oder Austrittskante der ersten Schaufel handeln. Die Beschädigung der Beschaufelung kann dabei lediglich die Schadstelle oder mehrere Schadstellen an der ersten Schaufel oder an mehreren Schaufeln umfassen. Zum Erfassen der Schadstelle kann es ausreichend sein, wenn nur der die Schadstelle aufweisende Schaufelbereich erfasst wird. Es ist jedoch ebenso denkbar, dass das erste Abbild die gesamte Schaufel und/oder zusätzlich weitere Schaufeln der Beschaufelung umfasst. Bei dem Aufnahmemittel kann es sich vorzugsweise um ein Boroskop handeln. Das Erfassen des ersten Abbildes kann eine, insbesondere zweidimensionale oder dreidimensionale, Aufnahme des Schaufelbereiches umfassen. Unter dem ersten Abbild kann insbesondere ein Bild oder ein Bildabschnitt des Schaufel bereiches verstanden werden. Beispielsweise kann das Abbild durch eine Kamera, insbesondere durch das Aufnahmemittel, erfasst werden. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass das erste Abbild beim Erfassen des ersten Abbildes digitalisiert wird.
Das mechanische Bearbeiten kann insbesondere ein sog. Blenden, d. h. Fräsen und/oder Schleifen, umfassen, um die Schadstelle zu glätten. Es ist denkbar, dass die Bearbeitungskontur eine zusammenhängende, insbesondere stetige, Kontur aufweist oder mehrere Konturabschnitte umfasst. Beispielsweise ist es denkbar, dass die Konturabschnitte anhand von Bearbeitungsdaten, wie z. B. Radien, bestimmt werden. Das Bestimmen der Bearbeitungskontur kann vorzugsweise anhand einer Konturvorgabe erfolgen. Unter der Konturvorgabe können beispielsweise Konturdaten verstanden werden, welche für das mechanische Bearbeiten der Schadstelle extern vorgegeben werden. Beispielsweise können zum Bestimmen der Bearbeitungskontur Konturdaten und/oder die Konturvorgabe durch die Recheneinheit erhalten und anschließend zum Erzeugen der Ausgabebilddaten bereitgestellt werden. Es ist denkbar, dass die Konturvorgabe manuell eingefügt wird. Beispielweise kann die Bearbeitungskontur auf der Anzeigeeinheit, welche das erste Abbild und/oder die Ausgabebilddaten anzeigt, durch eine Benutzerinteraktion auswählbar und/oder einzeichenbar sein. Weiterhin ist es denkbar, dass das Bestimmen der Bearbeitungskontur einen Benutzerdialog umfasst, um die Bearbeitungskontur mit dem Bediener abzustimmen.
Bei der Überlagerung des ersten Abbildes und der Bearbeitungskontur kann insbesondere die Bearbeitungskontur im ersten Abbild sichtbar gemacht werden. Dazu können die geometrischen Daten der Bearbeitungskontur in das erste Abbild digital und/oder visuell eingefügt werden. Beispielsweise können die geometrischen Daten der Bearbeitungskontur im ersten Abbild auf den ersten Schaufelbereich projiziert und/oder übertragen werden. Die Ausgabebilddaten können insbesondere zweidimensionale oder dreidimensionale Bildinformationen umfassen.
Vorzugsweise erfolgt das Ausgeben der Ausgabebilddaten während des mechanischen Bearbeitens der ersten Schaufel. Dabei kann insbesondere das Bestimmen der Bearbeitungskontur, das Erfassen des ersten Abbildes, das Erzeugen der Ausgabebilddaten und/oder das Ausgeben der Ausgabebilddaten wiederholt erfolgen, um dem Bearbeiter einen ständigen Abgleich zu ermöglichen und/oder die Bearbeitungskontur an der Formkontur auszurichten. Das Ausgeben der Ausgabebilddaten kann eine Anzeige der Ausgabebilddaten auf einer Anzeigeeinheit umfassen. Es ist jedoch ebenso denkbar, dass die Ausgabebilddaten beim Ausgeben lediglich in digitaler und/oder analoger Form für eine Anzeigeeinheit bereitgestellt und/oder an eine Anzeigeeinheit gesendet werden. In diesem Fall kann beispielsweise die Anzeige auf einem beliebigen Endgerät erfolgen. Es kann ferner vorgesehen sein, dass die Bearbeitungskontur nach dem Ausgeben durch eine Benutzerinteraktion in ihrer Position und/oder Form veränderbar ist. Vorzugsweise handelt es sich bei dem ersten Abbild und bei den Ausgabebilddaten um Videosignale oder Teile von Videosignalen. Insbesondere erfolgt das Ausgeben der Bildinformation somit in Form einer Augmented Reality, bei welcher die Bearbeitungskontur in das Bildsignal des Aufnahmemittels eingefügt wird. Insbesondere können die Ausgabebilddaten mehrere Ebenen (Layer) aufweisen, wobei eine Ebene das erste Abbild und eine andere Ebene die Bearbeitungskontur aufweist.
Durch das mechanische Bearbeiten kann somit die Schadstelle vorteilhaft geglättet werden, wodurch eine Kerbwirkung reduziert werden kann. Das Ausgeben der Ausgabebilddaten ermöglicht wiederum, dass der Bearbeitungsvorgang entlang der Bearbeitungskontur durchgeführt werden kann, während die Überlagerung des ersten Abbildes und der Bearbeitungskontur in Form der Ausgabebilddaten ausgegeben wird. Dadurch kann eine hohe Reproduzierbarkeit des Bearbeitungsergebnisses erzielt werden, da sich der Bediener beim Blenden der ersten Schaufel an der Bearbeitungskontur orientieren kann. Beispielsweise kann durch die Bearbeitungskontur ausgehend von der beschädigten Formkontur der ersten Schaufel die zu erreichende Formkontur vorgegeben werden. Durch die Vorgabe der Bearbeitungskontur an den Bediener, ist das Bearbeitungsergebnis weniger abhängig von einem handwerklichen Geschick und/oder von der Erfahrung des Bedieners. Dadurch kann auch der benötigte Materialabtrag reduziert werden.
Ferner kann bei einem erfindungsgemäßen Verfahren vorteilhafterweise vorgesehen sein, dass vor und/oder bei dem Erfassen des ersten Abbildes ein Erkennen einer Identifikation zur Zuordnung einer Positionierung der ersten Schaufel in der Strömungsmaschine durchgeführt wird. Die Identifikation kann beispielsweise eine Nummerierung der ersten Schaufel umfassen, um die erste Schaufel am Umfang einer Welle der Strömungsmaschine lokalisieren zu können. Ferner kann die Identifikation weitere Informationen der ersten Schaufel umfassen, wie z. B. eine Stufe der Strömungsmaschine, welcher die erste Schaufel zugeordnet ist. Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass ein Schaufelkranz, welchem die erste Schaufel zugeordnet ist, bezogen auf einen Referenzpunkt um die Welle umlaufend nummeriert ist. Bei dem Referenzpunkt kann es sich beispielsweise um ein Schaufelschloss handeln. Anhand der Nummerierung kann die Positionierung der ersten Schaufel beispielsweise über eine Satzkarte erfolgen. Zum Erkennen der Identifikation zur Zuordnung der Positionierung der ersten Schaufel in der Strömungsmaschine ist es ferner denkbar, dass ein Erhalt von Identifikationsdaten erfolgt. Beispielsweise können die Satzkarte und/oder weitere Informationen aus einem Datenspeicher abgerufen werden. Durch das Erkennen der Identifikation, kann die relative Lage der ersten Schaufel in einfacher Art und Weise aufgefunden werden. Beispielsweise kann eine Information über die Bearbeitungskontur der identifizierten Schaufel für spätere Wartungsvorgänge abgespeichert werden. Wurde die Schadstelle ferner bei einer vorangegangenen Inspektion festgestellt, kann die erste Schaufel über die Identifikation in einfacher Art und Weise zur Bearbeitung wieder aufgefunden werden.
Vorzugsweise kann bei einem erfindungsgemäßen Verfahren vorgesehen sein, dass das Verfahren folgenden Schritt umfasst:
Durchführen eines Datenaufnahmevorgangs zur Datenerfassung von zumindest einer der Schaufeln eines Schaufel kranzes der Strömungsmaschine, insbesondere durch das Aufnahmemittel und/oder die Recheneinheit.
Insbesondere können Daten aller Schaufeln des Schaufelkranzes und/oder der Strömungsmaschine bei der Datenerfassung erfasst werden. Vorzugsweise erfolgt das Erkennen der Identifikation bei dem Datenaufnahmevorgang. Der Datenaufnahmevorgang kann zeitlich und/oder örtlich unabhängig von der Bearbeitung der Schadstelle erfolgen. Insbesondere erfolgt der Datenaufnahmevorgang im vollständig montierten Zustand der Beschaufelung und/oder der Strömungsmaschine. Beim Datenaufnahmevorgang kann eine Einbauposition der Schaufeln erkannt und für spätere Bearbeitungsschritte bereitgestellt werden. Vorzugsweise wird beim Datenaufnahmevorgang zunächst eine Position eines Schaufelschlosses ermittelt, indem das Schaufelschloss durch Drehen der Welle in das Sichtfeld eines durch eine erste Wartungsöffnung an der Strömungsmaschine geführten Aufnahmemittels gebracht wird. Daraufhin kann auf einer Satzkarte eine Referenzschaufel der Schaufeln markiert werden, die sich gleichzeitig im Sichtfeld eines durch eine zweite Wartungsöffnung geführten Aufnahmemittels befindet. Bei Kenntnis der Lage der Wartungsöffnungen für zwei Aufnahmemittel lässt sich daher feststellen, welche Schaufel im Sichtfeld eines der Aufnahmemittels ist, wenn das vorgegebene Schaufelschloss im Sichtfeld des anderen Aufnahmemittels ist.
Weiterhin kann bei einem erfindungsgemäßen Verfahren vorteilhafterweise vorgesehen sein, dass beim Erfassen des ersten Abbildes und/oder bei dem Datenaufnahmevorgang, vorzugsweise zum Erkennen der Identifikation der ersten Schaufel, Geometriedaten, insbesondere in Form von dreidimensionalen Geometriedaten, der ersten Schaufel erkannt werden. Dazu kann das Aufnahmemittel mehrere Kameras und/oder eine Stereo-Kamera aufweisen. Vorzugsweise handelt es sich bei dem Aufnahmemittel um ein Boroskop zur Aufnahme dreidimensionaler Bilder. Die Geometriedaten können beim Bestimmen der Bearbeitungskontur und/oder bei der Überlagerung vorteilhafterweise berücksichtigt werden. Dadurch kann die Bearbeitungskontur beispielsweise an eine Kante der ersten Schaufel angepasst oder angefügt werden. Ferner können die Geometriedaten z. B. Schadstellendaten für eine Klassifikation und/oder Lokalisation der Schadstelle umfassen. Weiterhin ist es denkbar, dass beim Datenaufnahmevorgang und beim Erfassen des ersten Abbildes Bildmerkmale der ersten Schaufel aus den Geometriedaten zur Identifikation der ersten Schaufel extrahiert werden. Insbesondere können die Bildmerkmale der ersten Schaufel durch den Datenaufnahmevorgang bereitgestellt werden, um die Identifikation beim Erfassen des ersten Abbildes anhand der Geometriedaten, insbesondere anhand des Vergleichs der Geometriedaten, zu ermöglichen.
Es ist ferner bei einem erfindungsgemäßen Verfahren denkbar, dass beim Erfassen des ersten Abbildes eine äußere Formkontur des Schaufelbereiches erkannt wird, insbesondere wobei das Bestimmen der Bearbeitungskontur und/oder die Überlagerung des ersten Abbildes mit der Bearbeitungskontur in Abhängigkeit von der Formkontur erfolgt. Die äußere Formkontur kann beispielsweise eine Linienführung einer Form und/oder Kante der ersten Schaufel umfassen. Insbesondere kann zum Erkennen der Formkontur aus den Geometriedaten ein Skelettmodell der ersten Schaufel oder der Schaufeln erstellt werden. Die äußere Formkontur kann vorteilhafterweise anhand der Geometriedaten erkannt werden. Bei der Überlagerung kann die Bearbeitungskontur an die Formkontur angelegt werden, so dass die Bearbeitungskontur zumindest abschnittsweise tangential zur Formkontur verläuft. Dadurch kann in zuverlässiger Art und Weise verhindert werden, dass durch die Bearbeitung unbeabsichtigt neue Kerben entstehen. Ferner kann das Bestimmen der Bearbeitungskontur in Abhängigkeit von der Formkontur erfolgen. Beispielsweise kann eine Linienführung der Formkontur, wie z. B. der Verlauf einer Ein- oder Austrittskante der ersten Schaufel, als Ausgangspunkt zum Bestimmen der Bearbeitungskontur genutzt werden. Dadurch kann die Bearbeitungskontur vorteilhaft auf die Formkontur abgestimmt werden.
Vorzugsweise kann bei einem erfindungsgemäßen Verfahren vorgesehen sein, dass in Abhängigkeit von den Geometriedaten bei der Überlagerung des ersten Abbildes und der Bearbeitungskontur eine Ausrichtung der Bearbeitungskontur auf die Schadstelle in den Ausgabebilddaten erfolgt. Dabei kann vorgesehen sein, dass die Bearbeitungskontur bei der Überlagerung automatisch auf die Position der Schadstelle ausgerichtet wird. Insbesondere kann die Lokalisation der Schadstelle beim Bestimmen der Bearbeitungskontur berücksichtigt werden. Dadurch ist es nicht notwendig, dass ein Bediener die Bearbeitungskontur, z. B. durch Änderung der Position des Aufnahmemittels, auf die Schadstelle ausrichtet. Dabei kann vorzugsweise auch die Formkontur der ersten Schaufel berücksichtigt werden. Es ist denkbar, dass beim Erfassen des ersten Abbildes eine Lokalisierung der Schadstelle in Abhängigkeit von den Geometriedaten, insbesondere in Abhängigkeit von einem Vergleich der Geometriedaten des ersten Abbildes und des Datenaufnahmevorgangs, erfolgt. Beispielsweise kann anhand der Geometriedaten ein Abstand der Schadstelle von einer Referenz der ersten Schaufel, wie z. B. einem Schaufelkopf oder einem Schaufelfuß, bestimmt werden. Die Lokalisierung der Schadstelle kann beim Bestimmen der Bearbeitungskontur berücksichtigt werden. Beispielsweise kann ein minimaler Bearbeitungsradius und/oder eine maximale Bearbeitungstiefe für einen Materialabtrag von der Lokalisierung der Schadstelle, insbesondere in Bezug auf den erwarteten Spannungszustand im Betrieb der Strömungsmaschine, abhängen. Ferner ist es denkbar, dass die lokalisierte Schadstelle beim Erzeugen der Ausgabebilddaten visuell hervorgehoben wird, um einem Bediener das Auffinden der Schadstelle zu erleichtern.
Ferner kann bei einem erfindungsgemäßen Verfahren vorteilhafterweise vorgesehen sein, dass ein Schadensanalysevorgang zum automatischen Bewerten der Schadstelle durchgeführt und vorzugsweise beim Bestimmen der Bearbeitungskontur berücksichtigt wird, insbesondere wobei ein Geometrieparameter mit zumindest einem Geometriegrenzwert verglichen wird. Der Schadensanalysevorgang kann eine Klassifikation der Schadstelle umfassen. Beispielsweise kann durch die Klassifikation abgebildet sein, ob eine Reparatur der Schadstelle notwendig, zulässig oder unzulässig ist. Um die Schadstelle zu klassifizieren kann überprüft werden, ob der Geometrieparameter unterhalb oder oberhalb eines Geometriegrenzwertes liegt. Es ist ferner denkbar, das bei der Klassifikation der Schadstelle überprüft wird, ob der Geometrieparameter in einem zulässigen Reparaturbereich liegt. Der zulässige Reparaturbereich kann vorteilhafterweise durch einen oberen und/oder einen unteren Geometriegrenzwert definiert sein. Der Geometrieparameter kann z. B. eine Tiefe der Schadstelle ausgehend von der Formkontur der ersten Schaufel umfassen. Durch die automatische Bewertung, kann ein Bediener in der Entscheidung unterstützt werden, ob eine Reparatur vorgenommen werden soll. Ferner kann dadurch ein erforderlicher Materialabtrag zum Erreichen der Bearbeitungskontur bestimmt und/oder optimiert werden.
Weiterhin ist es bei einem erfindungsgemäßen Verfahren denkbar, dass das Bestimmen der Bearbeitungskontur ein Errechnen der Bearbeitungskontur unter Berücksichtigung der Schadstelle und der Geometriedaten umfasst. Die Bearbeitungskontur kann beispielsweise als Vorschlag an einen Bediener ausgegeben werden, welchen der Bediener annehmen, ablehnen und/oder abändern kann. Beim automatischen Errechnen der Bearbeitungskontur kann eine Optimierung der Bearbeitungskontur hinsichtlich Festigkeitseigenschaften der bearbeiteten Schaufel und/oder hinsichtlich eines Volumens eines Materialabtrags der mechanischen Bearbeitung erfolgen. Es ist denkbar, dass zumindest ein Radius, insbesondere ein Blendradius, und/oder zumindest eine Länge, insbesondere eine Blendlänge, der Bearbeitungskontur als Funktion einer Tiefe, insbesondere einer Blendtiefe, der Bearbeitungskontur bestimmt werden. Die Tiefe der Bearbeitungskontur kann dabei durch eine Tiefe der Schadstelle vorgegeben sein. Ferner kann durch die automatische Errechnung die Reproduzierbarkeit des Bearbeitungsergebnisses weiter verbessert werden. Vorzugsweise kann die Bearbeitungskontur Ausgabedaten einer künstlichen Intelligenz umfassen. Beispielsweise kann die künstliche Intelligenz durch Simulationsergebnisse von Festigkeitsberechnungen und/oder thermodynamischen Berechnungen angelernt sein, um die Bearbeitungskontur und/oder maschinenspezifische Bearbeitungsdaten der Bearbeitungskontur als Ausgabedaten bereitzustellen.
Weiterhin kann bei einem erfindungsgemäßen Verfahren vorteilhafterweise vorgesehen sein, dass zum Bestimmen der Bearbeitungskontur maschinenspezifische Bearbeitungsdaten der Strömungsmaschine aus einer Datenbank ausgelesen werden. Die Datenbank kann in einen Server integriert sein. Es ist jedoch ebenso denkbar, dass die Datenbank in einem mobilen Endgerät vorgesehen ist. Bei der Datenbank kann es sich um eine herstellerspezifische Datenbank handeln. Beispielsweise kann die Datenbank Bearbeitungsdaten von Strömungsmaschinen eines speziellen Herstellers umfassen. Die Bearbeitungsdaten können beispielsweise geometrische Bearbeitungsdaten, wie z. B. maximal zulässige Fräsradien, umfassen. Ferner ist es denkbar, dass die Bearbeitungsdaten gesetzliche Vorgaben umfassen. Durch das Auslesen aus der Datenbank können die maschinenspezifischen Bearbeitungsdaten beim Bestimmen der Bearbeitungskontur berücksichtigt werden. Dadurch kann die Bearbeitungskontur insbesondere hinsichtlich des Materialabtrags maschinenspezifisch verbessert werden.
Ferner kann bei einem erfindungsgemäßen Verfahren vorteilhafterweise vorgesehen sein, dass das Verfahren folgenden Schritt umfasst:
Bestimmen eines Unwuchtparameters der Strömungsmaschine in Abhängigkeit von der Bearbeitungskontur und/oder der Bearbeitung der ersten Schaufel, insbesondere durch die Recheneinheit.
Der Unwuchtparameter kann eine Unwucht und/oder eine Änderung der Unwucht in Abhängigkeit von der Bearbeitung der ersten Schaufel umfassen. Ferner können mehrere beschädigte Schaufeln beim Bestimmen des Unwuchtparameters berücksichtigt werden. Durch den Unwuchtparameter kann erkannt werden, ob für die Welle, welcher die erste Schaufel zugeordnet ist, durch die Bearbeitung eine Unwucht zu erwarten ist. Dadurch können entsprechende technische Probleme im Betrieb der Strömungsmaschine vermieden werden. Das Bestimmen des Unwuchtparameters kann insbesondere vor, bei und/oder nach dem Bestimmen der Bearbeitungskontur oder nach Bearbeitung ausgeführt werden. Ferner ist es denkbar, dass das Bestimmen des Unwuchtparameters und das Bestimmen der Bearbeitungskontur iterativ durchgeführt wird. Dadurch kann eine Optimierung beider Parameter zur Reduktion einer Unwucht sowie zur materialschonenden Bearbeitung der Schadstelle erfolgen.
Ferner kann bei einem erfindungsgemäßen Verfahren vorteilhafterweise vorgesehen sein, dass das Verfahren folgenden Schritt umfasst:
Bestimmen einer zweiten Schaufel der Beschaufelung für eine zusätzliche Bearbeitung in Abhängigkeit von dem Unwuchtparameter, insbesondere durch die Recheneinheit.
Vorzugsweise wird dabei die zweite Schaufel in Abhängigkeit von dem Datenaufnahmevorgang bestimmt. Bei der zweiten Schaufel handelt es sich vorzugsweise um eine der ersten Schaufel, insbesondere radial und/oder axial, gegenüberliegende Schaufel der Strömungsmaschine. Die zusätzliche Bearbeitung der zweiten Schaufel und die Bearbeitung der ersten Schaufel können die gleichen Bearbeitungsparameter aufweisen oder unterschiedliche. Beispielsweise kann die Bearbeitung im Rahmen der Zusatzbearbeitung für die zweite Schaufel wiederholt werden. Dadurch kann eine durch die Bearbeitung entstandene Unwucht zumindest teilweise oder vollständig ausgeglichen werden. Durch den Datenaufnahmevorgang kann die zweite Schaufel in einfacher Art und Weise aufgefunden werden, insbesondere ohne dass ein manuelles Abzählen erforderlich ist. Dadurch können Fehler vermieden werden, wodurch die Bearbeitung der Beschädigung insgesamt reproduzierbarer wird.
Im Rahmen der Erfindung ist es weiterhin denkbar, dass das Verfahren folgende Schritte umfasst:
Bestimmen einer Zusatzbearbeitungskontur zum mechanischen Bearbeiten der zweiten Schaufel in Abhängigkeit von der Bearbeitungskontur und/oder dem Unwuchtparameter, insbesondere durch die Recheneinheit,
Erfassen eines zweiten Abbildes zumindest eines Bereiches der zweiten Schaufel, insbesondere durch das Aufnahmemittel,
Erzeugen von weiteren Ausgabebilddaten mit einer Überlagerung des zweiten Abbildes mit der Zusatzbearbeitungskontur, insbesondere durch die Recheneinheit,
- Ausgeben der weiteren Ausgabebilddaten, um die zusätzliche Bearbeitung der zweiten Schaufel entlang der Zusatzbearbeitungskontur zu ermöglichen, insbesondere durch die Anzeigeeinheit.
Somit können die Schritte für die Unterstützung der mechanischen Bearbeitung der ersten Schaufel für die zweite Schaufel wiederholt werden. Die Zusatzbearbeitungskontur kann der Bearbeitungskontur entsprechen oder einen anderen Verlauf aufweisen. Beispielsweise kann die Zusatzbearbeitung an eine äußere Formkontur der zweiten Schaufel angepasst werden, wenn die äußere Formkontur der ersten Schaufel von der Formkontur der zweiten Schaufel abweicht. Vorzugsweise kann das Bestimmen der Zusatzbearbeitungskontur in Abhängigkeit von dem Unwuchtparameter erfolgen. Dadurch kann die Zusatzbearbeitung mit einem minimalen Materialabtrag zum Ausgleich der Unwucht durchgeführt werden. Durch das Erzeugen und Ausgeben der weiteren Ausgabebilddaten kann die Bearbeitung der zweiten Schaufel ebenso reproduzierbar erfolgen, wie die Bearbeitung der ersten Schaufel. Insbesondere kann ein Bediener somit während der gesamten Bearbeitung der Beschädigung der Beschaufelung unterstützt werden.
Ferner kann bei einem erfindungsgemäßen Verfahren vorteilhafterweise vorgesehen sein, dass nur für die bearbeiteten Schaufeln, insbesondere nur für die erste und zweite Schaufel, die Geometriedaten, insbesondere in Form von dreidimensionalen Geometriedaten, nach der Bearbeitung aktualisiert werden. Dadurch können die vorhandenen Geometriedaten aktuell gehalten werden und beispielsweise für eine behördliche oder herstellerseitige Validierung bereitgestellt werden. Durch die Zuordnung der Geometriedaten zu den einzelnen Schaufeln, kann ein Mehraufwand bei der Aktualisierung der Daten gering gehalten werden, wenn nur die veränderten, d. h. bearbeiteten, Schaufeln erneut erfasst und/oder vermessen werden.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist ein Computerprogrammprodukt vorgesehen. Das Computerprogrammprodukt umfasst Befehle, die bei einer Ausführung durch eine Recheneinheit die Recheneinheit veranlassen, ein erfindungsgemäßes Verfahren auszuführen.
Somit bringt ein erfindungsgemäßes Computerprogrammprodukt die gleichen Vorteile mit sich, wie sie bereits ausführlich mit Bezug auf ein erfindungsgemäßes Verfahren beschrieben worden sind. Bei dem Verfahren kann es sich insbesondere um ein computerimplementiertes Verfahren handeln. Das Computerprogrammprodukt kann als computerlesbarer Anweisungscode in jeder geeigneten Programmiersprache wie beispielsweise in JAVA, C++, C# und/oder Python implementiert sein. Das Computerprogrammprodukt kann auf einem computerlesbaren Speichermedium wie einer Datendisk, einem Wechsellaufwerk, einem flüchtigen oder nichtflüchtigen Speicher, oder einem eingebauten Speicher/Prozessor abgespeichert sein. Der Anweisungscode kann einen Computer oder andere programmierbare Geräte wie die Recheneinheit derart beeinflussen und/oder ansteuern, dass die gewünschten Funktionen ausgeführt werden. Ferner kann das Computerprogrammprodukt in einem Netzwerk wie beispielsweise dem Internet bereitstellbar oder bereitgestellt sein, von dem es bei Bedarf von einem Nutzer heruntergeladen werden kann. Das Computerprogrammprodukt kann sowohl mittels einer Software, als auch mittels einer oder mehrerer spezieller elektronischer Schaltungen, d. h. in Hardware oder in beliebig hybrider Form, d. h. mittels Software-Komponenten und Hardware-Komponenten, realisiert sein.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist ein System zur Unterstützung einer Bearbeitung einer Beschädigung an einer mehrere Schaufeln aufweisenden Beschaufelung einer Strömungsmaschine vorgesehen. Das System weist eine Anzeigeeinheit zum Anzeigen von Ausgabebilddaten und eine Recheneinheit zum Ausführen eines erfindungsgemäßen Verfahrens auf. Somit bringt ein erfindungsgemäßes System die gleichen Vorteile mit sich, wie sie bereits ausführlich mit Bezug auf ein erfindungsgemäßes Verfahren und/oder ein erfindungsgemäßes Computerprogrammprodukt beschrieben worden sind. Vorzugsweise weist das System ferner ein Aufnahmemittel, beispielsweise in Form eines Boroskopes, zum Erfassen des ersten Abbildes der ersten Schaufel auf. Es ist jedoch ebenso denkbar, dass das Erfassen des ersten Abbildes über eine Schnittstelle der Recheneinheit datentechnisch erfolgt. Das Ausgeben der Ausgabebilddaten erfolgt vorzugsweise durch die Recheneinheit an die Anzeigeeinheit, um einem Bediener die Ausgabebilddaten über die Anzeigeeinheit anzuzeigen. Die Recheneinheit und die Anzeigeeinheit können in ein mobiles Endgerät, wie z. B. ein Tablet oder einen Teil einer Wartungsausrüstung, integriert sein. Es ist jedoch ebenso denkbar, dass das System einen Server aufweist, in welchen die Recheneinheit zumindest teilweise oder vollständig integriert ist, insbesondere wobei die Ausgabebilddaten vom Server an die Anzeigeeinheit übertragen werden. Ferner ist es denkbar, dass die Recheneinheit mehrere Module aufweist, die dezentral verteilt sind. Somit kann ein Bediener des Systems bei der Bearbeitung der Beschädigung der Beschaufelung in komfortabler Art und Weise unterstützt werden, um ein, insbesondere in Hinblick auf einen Materialabtrag und/oder eine Reproduzierbarkeit, verbessertes Bearbeitungsergebnis zu erzielen.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnungen Ausführungsbeispiele der Erfindung im Einzelnen beschrieben sind. Dabei können die in den Ansprüchen und in der Beschreibung erwähnten Merkmale jeweils einzeln für sich oder in beliebiger Kombination erfindungswesentlich sein. Es zeigen schematisch:
Figur 1 ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Unterstützung einer Bearbeitung einer
Beschädigung an einer mehrere Schaufeln aufweisenden Beschaufelung einer Strömungsmaschine,
Figur 2 die Beschaufelung der Strömungsmaschine,
Figur 3 eine erste Schaufel der Beschaufelung,
Figur 4 eine Überlagerung eines der ersten Schaufel zugeordneten ersten Abbildes und einer Bearbeitungskontur vor einer mechanischen Bearbeitung, Figur 5 die Überlagerung des ersten Abbildes und der Bearbeitungskontur nach der mechanischen Bearbeitung,
Figur 6 eine Überlagerung eines zweiten Abbildes und einer Zusatzbearbeitungskontur nach einer mechanischen Bearbeitung einer zweiten Schaufel,
Figur 7 u. 8 ein erfindungsgemäßes System in unterschiedlichen Ausführungsbeispielen.
In der nachfolgenden Beschreibung zu einigen Ausführungsbeispielen der Erfindung werden für die gleichen technischen Merkmale auch in unterschiedlichen Ausführungsbeispielen die identischen Bezugszeichen verwendet.
Figur 1 zeigt ein Verfahren 100 zur Unterstützung einer Bearbeitung einer Beschädigung an einer mehrere Schaufeln 11 aufweisenden Beschaufelung einer Strömungsmaschine 10 in einer schematischen Darstellung von Verfahrensschritten. Ein Schaufelkranz 10.1 der Beschaufelung der Strömungsmaschine 10 ist exemplarisch in Figur 2 dargestellt. Beispielsweise kann es sich bei der Strömungsmaschine 10 um ein Strahltriebwerk eines Flugzeuges handeln.
Gemäß Figur 1 erfolgt bei dem Verfahren 100 zunächst ein Durchführen eines Datenaufnahmevorgangs 101, vorzugsweise zum Identifizieren aller Schaufeln 11 des Schaufelkranzes 10.1 der Strömungsmaschine 10. Dadurch können die einzelnen Schaufeln 11 für die Ausführung der späteren Verfahrensschritte in einfacher Art und Weise identifizierbar sein. Beispielsweise kann beim Datenaufnahmevorgang 101 für jede der Schaufeln 11 eine Identifikation 205 erkannt werden. Dazu kann eine bestimmte Schaufel 11 einer Position gemäß einer Satzkarte zugeordnet werden, um ausgehend von der bereits identifizierten Schaufel 11 alle Schaufeln 11 in ihrer Position zu einem Referenzpunkt, wie z. B. einem Schaufelschloss, zuordnen zu können. Ferner können bei dem Datenaufnahmevorgang 101 bereits Geometriedaten 204, insbesondere in Form von dreidimensionalen Geometriedaten 204, der Schaufeln 11 erkannt werden. Beispielsweise kann anhand des Datenaufnahmevorgangs 101 ein digitales Modell erstellt werden. Dabei können vorteilhafterweise, wie in Figur 3 gezeigt, Lokalisierungsdaten 204.1 einer Schadstelle 20 einer ersten Schaufel 11.1 der Schaufeln 11 erkannt werden. Daraufhin kann vorteilhafterweise ein Schadensanalysevorgang 102 zum automatischen Bewerten der Schadstelle 20 durchgeführt werden. Dabei werden die Geometriedaten 204 der Schaufeln 11, insbesondere in Hinblick auf die Schadstelle 20, ausgewertet. Wie in Figur 3 dargestellt, können dabei z. B. die Lokalisierungsdaten 204.1, insbesondere in Form einer Höhe der Schadstelle 20 ausgehend von einem Schaufelfuß oder einem Schaufelkopf der ersten Schaufel 11.1, erfasst werden. Vorzugsweise wird anhand der Geometriedaten 204 zumindest ein Geometrieparameter 221 der Schadstelle erfasst und mit zumindest einem Geometriegrenzwert 222, vorzugsweise zwei Geometriegrenzwerten 222, verglichen. Dadurch kann erkannt werden, ob die Größe der Schadstelle 20 noch in einem zulässigen Reparaturbereich zwischen den Geometriegrenzwerten 222 liegt. Wenn es sich bei der Schadstelle 20 beispielsweise um einen Riss oder Anriss der ersten Schaufel 11.1 handelt, kann beim Schadensanalysevorgang 102 die Länge der Schadstelle 20, insbesondere ausgehend von einer Kante der ersten Schaufel 11.1, festgestellt und/oder bewertet werden. Insbesondere kann durch den Schadensanalysevorgang 102 eine Klassifikation der Schadstelle 20 erfolgen.
Ferner umfasst das Verfahren 100 ein Erfassen 104 eines ersten Abbildes 200 eines die Schadstelle 20 aufweisenden Schaufelbereiches 12 der ersten Schaufel 11.1 der Beschaufelung. Das erste Abbild 200 mit dem Schaufelbereich 12 ist in Figur 4 dargestellt. Das erste Abbild 200 kann in Form eines Bildsignals, insbesondere in Form eines Videosignals, bereitgestellt werden. Vorzugsweise erfolgt auch beim Erfassen 104 des ersten Abbildes 200 ein Erkennen der Identifikation 205 zur Zuordnung einer Positionierung der ersten Schaufel 11.1 in der Strömungsmaschine 10. Dadurch kann die erste Schaufel 11.1 automatisch den beim Datenaufnahmevorgang 101 erfassten Geometriedaten 204 und/oder umgekehrt zugeordnet werden. Zusätzlich oder alternativ können auch beim Erfassen 104 des ersten Abbildes 200 Geometriedaten 204 der ersten Schaufel 11.1 erkannt werden. So ist es denkbar, dass die so erfassten Geometriedaten 204 mit den Geometriedaten 204 des Datenaufnahmevorgangs 101 verglichen werden und/oder der Datenaufnahmevorgang 101 gleichzeitig mit dem Erfassen 104 des ersten Abbildes 200 erfolgt. Vorzugsweise erfolgt beim Erfassen 104 des ersten Abbildes 200 eine Lokalisierung der Schadstelle 20 in Abhängigkeit von den Geometriedaten 204, insbesondere in Abhängigkeit von einem Vergleich der Geometriedaten 204 des ersten Abbildes 200 und des Datenaufnahmevorgangs 101. Insbesondere anhand der Geometriedaten 204 kann beim Erfassen 104 des ersten Abbildes 200 vorteilhafterweise eine äußere Formkontur 201 des Schaufelbereiches 12 erkannt werden. Die Formkontur 201 kann beispielsweise zumindest abschnittsweise eine Eintrittskante und/oder eine Austrittskante der ersten Schaufel 11.1 umfassen.
Weiterhin umfasst das Verfahren 100 ein Bestimmen 103 einer Bearbeitungskontur 202 zum mechanischen Bearbeiten der Schadstelle 20. Das Bestimmen 103 der Bearbeitungskontur 202 kann vor und/oder nach dem Erfassen 104 des ersten Abbildes 200 erfolgen. Es ist jedoch ebenso denkbar, dass das Bestimmen 103 der Bearbeitungskontur 202 gleichzeitig mit dem Erfassen 104 des ersten Abbildes 200 erfolgt. Die Bearbeitungskontur 202 ist exemplarisch in gestrichelter Form in Figur 4 dargestellt und entspricht einer Soll- Bearbeitungskontur, welche ein Bediener beim mechanischen Bearbeiten der ersten Schaufel 11.1 erreichen soll, um die Schadstelle 20 zu glätten und dadurch eine Kerbwirkung zu reduzieren. Dazu kann vorgesehen sein, dass der Bediener die erste Schaufel 11.1 durch sog. Blenden, d. h. durch Schleifen und/oder Fräsen, mechanisch bearbeitet. Figur 5 zeigt das Bearbeitungsergebnis, bei welchem die äußere Formkontur 201 mit der Schadstelle 20 derart ausgestaltet ist, dass die zuvor vorhandene Kerbstelle beseitigt ist und ein tangentialer Verlauf gemäß der Bearbeitungskontur 202 die korrigierte äußere Formkontur 201 bildet.
Dabei wird der Bediener dadurch unterstützt, dass ein Erzeugen 105 von Ausgabebilddaten 210 mit einer Überlagerung des ersten Abbildes 200 und der Bearbeitungskontur 202 sowie ein Ausgeben 106 der Ausgabebilddaten 210 erfolgt. Bei der Überlagerung wird insbesondere eine Bildebene mit dem ersten Abbild 200 mit einer Bildebene mit der Bearbeitungskontur 202 überlagert. Die Ausgabebilddaten 210 mit der Überlagerung können anschließend dem Bediener über eine Anzeigeeinheit 2 des Systems 1 angezeigt werden, so dass der Bediener sich beim mechanischen Bearbeiten der ersten Schaufel 11.1 an der Bearbeitungskontur 202 orientieren kann. Insbesondere erfolgen zumindest das Erfassen 104 des ersten Abbildes 200 und das Erzeugen 105 der Ausgabebilddaten 210 während der mechanischen Bearbeitung, so dass der Bediener sein Bearbeitungsergebnis permanent mit der Bearbeitungskontur 202 abgleichen kann. Dabei kann insbesondere das Bestimmen 103 der Bearbeitungskontur 202 wiederholt erfolgen, um die Bearbeitungskontur 202 an der Formkontur 201 auszurichten. Vorteilhafterweise wird die Bearbeitungskontur 202 beim Bestimmen 103 der Bearbeitungskontur 202 durch eine Recheneinheit 3 eines erfindungsgemäßen Systems 1 zur Unterstützung der Bearbeitung der Beschädigung errechnet. Dabei können beispielsweise der Schadensanalysevorgang 102, der Geometrieparameter 221 der Schadstelle 20 und/oder die Geometriedaten 204 der ersten Schaufel 11.1, wie z. B. die Formkontur 201 berücksichtigt werden. Zusätzlich oder alternativ können maschinenspezifische Bearbeitungsdaten 202.1, wie vorgegebene Radien oder eine vorgegebene Tiefe, der Strömungsmaschine 10 aus einer Datenbank 4 des Systems 1 ausgelesen werden, um die Bearbeitungskontur 202 zu bestimmen.
Das Bestimmen 103 der Bearbeitungskontur 202 und/oder die Überlagerung des ersten Abbildes 200 mit der Bearbeitungskontur 202 erfolgt in Abhängigkeit von der Formkontur 201. So kann in Abhängigkeit von den Geometriedaten 204 bei der Überlagerung des ersten Abbildes 200 und der Bearbeitungskontur 202 eine Ausrichtung der Bearbeitungskontur 202 auf die Schadstelle 20 im ersten Abbild 200 erfolgen. Somit kann insbesondere die Lokalisierung der Schadstelle 20 beim Bestimmen 103 der Bearbeitungskontur 202 berücksichtigt werden.
Je nach Größe der Schadstelle 20, kann die mechanische Bearbeitung der ersten Schaufel 11.1 zu einer Unwucht einer Welle der Strömungsmaschine 10 führen. Vorzugsweise erfolgt daher ein Bestimmen 107 eines Unwuchtparameters 220 der Strömungsmaschine 10 in Abhängigkeit von der Bearbeitungskontur 202 und/oder der Bearbeitung der ersten Schaufel 11.1. Anhand des Unwuchtparameters 220 kann überprüft werden, ob die entstehende oder entstandene Unwucht in einem unzulässigen Bereich liegt.
Um die Unwucht auszugleichen umfasst das Verfahren 100 vorteilhafterweise ferner ein Bestimmen 108 einer zweiten Schaufel 11.2 der Beschaufelung für eine Zusatzbearbeitung in Abhängigkeit von dem Unwuchtparameter 220. Beispielsweise kann auf das Ergebnis des Datenaufnahmevorgangs 101 zurückgegriffen werden, um die zweite Schaufel 11.2 zu bestimmen. Anschließend kann die Unterstützung der Bearbeitung der ersten Schaufel 11.1 analog für die zweite Schaufel 11.2 angewendet werden. Dabei erfolgt, wie in Figur 6 dargestellt, ein Bestimmen 109 einer Zusatzbearbeitungskontur 203 zum mechanischen Bearbeiten der zweiten Schaufel 11.2 in Abhängigkeit von der Bearbeitungskontur 202 und/oder dem Unwuchtparameter 220, ein Erfassen 110 eines zweiten Abbildes 206 der zweiten Schaufel 11.2, ein Erzeugen 111 von weiteren Ausgabebilddaten 211 mit einer Überlagerung des zweiten Abbildes 206 mit der Zusatzbearbeitungskontur 203, sowie ein Ausgeben 112 der weiteren Ausgabebilddaten 211, um die zusätzliche Bearbeitung der zweiten Schaufel 11.2 entlang der Zusatzbearbeitungskontur 203 zu ermöglichen. Anschließend kann iterativ erneut ein Bestimmen 107 eines Unwuchtparameters 220 mit anschließender Zusatzbearbeitung erfolgen.
Nach der Bearbeitung kann es vorgesehen sein, dass nur für die bearbeiteten Schaufeln 11.1, 11.2, insbesondere nur für die erste und zweite Schaufel 11.1, 11.2, die Geometriedaten 204, insbesondere in Form von dreidimensionalen Geometriedaten 204, aktualisiert werden. Insbesondere können nach jeder Bearbeitung einer der Schaufeln 11 die Geometriedaten 204 der entsprechenden Schaufel 11 aktualisiert werden.
Die Figuren 7 und 8 zeigen jeweils ein System 1 zur Bearbeitung der Beschädigung an der Strömungsmaschine 10 in unterschiedlichen Ausführungsbeispielen. Dabei weist das System 1 jeweils eine Anzeigeeinheit 2 zum Anzeigen von Ausgabebilddaten 210 und eine Recheneinheit 3 zum Ausführen eines Verfahrens 100 gemäß dem zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiel auf. Dazu kann die Recheneinheit 3 beispielsweise ein Computerprogrammprodukt ausführen, das Befehle umfasst, die die Recheneinheit 3 dazu veranlassen, das Verfahren 100 durchzuführen. Ferner kann eine Datenbank 4 zum Bereitstellen von maschinenspezifischen Bearbeitungsdaten 202.1 vorgesehen sein. Die Anzeigeeinheit 2 ist vorzugsweise in ein mobiles Endgerät 5, wie ein Tablet oder Smartphone, integriert. Die Recheneinheit 3 und die Datenbank 4 können, wie in Figur 7 dargestellt, ebenfalls in das mobile Endgerät integriert sein. Ferner ist es denkbar, dass die Recheneinheit 3 und die Datenbank 4, wie in Figur 8 dargestellt, in einen Server 6 integriert sind. Der Server 6 und das Endgerät 5 können dabei beispielsweise über drahtlose Kommunikationsverbindungen kommunizieren. Vorzugsweise umfasst das System 1 ferner ein Aufnahmemittel 7, insbesondere in Form eines Boroskopes, zum Erfassen von Geometriedaten 204 und/oder des ersten Abbildes 200 der ersten Schaufel 11.1.
Die voranstehende Erläuterung der Ausführungsformen beschreibt die vorliegende Erfindung ausschließlich im Rahmen von Beispielen. Selbstverständlich können einzelne Merkmale der Ausführungsformen, sofern technisch sinnvoll, frei miteinander kombiniert werden, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen. B ez u q s ze i c h e n l i s te
1 System
2 Anzeigeeinheit
3 Recheneinheit
4 Datenbank
5 Endgerät
6 Server
7 Aufnahmemittel
10 Strömungsmaschine
11 Schaufeln
10.1 Schaufel kranz
11.1 erste Schaufel
11.2 zweite Schaufel
12 Schaufelbereich
20 Schadstelle
100 Verfahren
101 Datenaufnahmevorgang
102 Schadensanalysevorgang
103 Bestimmen von 202
104 Erfassen von 200
105 Erzeugen von 210
106 Ausgeben von 210
107 Bestimmen von 220
108 Bestimmen von 11.2
109 Bestimmen von 203
110 Erfassen von 206
111 Erzeugen von 211
112 Ausgeben von 211
200 Abbild 201 Formkontur
202 Bearbeitungskontur
202.1 Bearbeitungsdaten
203 Zusatzbearbeitungskontur 204 Geometriedaten
204.1 Lokalisierungsdaten
205 Identifikation
206 weiteres Abbild 210 Ausgabebilddaten
211 weitere Ausgabebilddaten
220 Unwuchtparameter 221 Geometrieparameter 222 Geometriegrenzwert

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e
1. Verfahren (100) zur Unterstützung einer Bearbeitung einer Beschädigung an einer mehrere Schaufeln (11) aufweisenden Beschaufelung einer Strömungsmaschine (10), umfassend die nachfolgenden Schritte:
Bestimmen (103) einer Bearbeitungskontur (202) zum mechanischen Bearbeiten einer Schadstelle (20) einer ersten Schaufel (11.1) der Beschaufelung,
Erfassen (104) eines ersten Abbildes (200) eines die Schadstelle (20) aufweisenden Schaufelbereiches (12) der ersten Schaufel (11.1),
Erzeugen (105) von Ausgabebilddaten (210) mit einer Überlagerung des ersten Abbildes (200) und der Bearbeitungskontur (202),
- Ausgeben (106) der Ausgabebilddaten (210), um das mechanische Bearbeiten der ersten Schaufel (11.1) entlang der Bearbeitungskontur (202) zu ermöglichen.
2. Verfahren (100) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass vor und/oder bei dem Erfassen (104) des ersten Abbildes (200) ein Erkennen einer Identifikation (205) zur Zuordnung einer Positionierung der ersten Schaufel (11.1) in der Strömungsmaschine (10) durchgeführt wird.
3. Verfahren (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren (100) folgenden Schritt umfasst:
Durchführen eines Datenaufnahmevorgangs (101) zur Datenerfassung von zumindest einer der Schaufeln (11) eines Schaufelkranzes (10.1) der Strömungsmaschine (10), insbesondere wobei das Erkennen der Identifikation (205) bei dem
Datenaufnahmevorgang (101) erfolgt.
4. Verfahren (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass beim Erfassen (104) des ersten Abbildes (200) und/oder bei dem Datenaufnahmevorgang (101) Geometriedaten (204), insbesondere in Form von dreidimensionalen Geometriedaten (204), der ersten Schaufel (11.1) erkannt werden.
5. Verfahren (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass beim Erfassen (104) des ersten Abbildes (200) eine äußere Formkontur (201) des Schaufelbereiches (12) erkannt wird, wobei das Bestimmen (103) der Bearbeitungskontur (202) und/oder die Überlagerung des ersten Abbildes (200) mit der Bearbeitungskontur (202) in Abhängigkeit von der Formkontur (201) erfolgt.
6. Verfahren (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in Abhängigkeit von den Geometriedaten (204) bei der Überlagerung des ersten Abbildes (200) und der Bearbeitungskontur (202) eine Ausrichtung der Bearbeitungskontur (202) auf die Schadstelle (20) in den Ausgabebilddaten (210) erfolgt.
7. Verfahren (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Schadensanalysevorgang (102) zum automatischen Bewerten der Schadstelle (20) durchgeführt und beim Bestimmen (103) der Bearbeitungskontur (202) berücksichtigt wird, insbesondere wobei ein Geometrieparameter (221) mit zumindest einem Geometriegrenzwert (222) verglichen wird.
8. Verfahren (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Bestimmen (103) der Bearbeitungskontur (202) ein Errechnen der Bearbeitungskontur (202) unter Berücksichtigung der Schadstelle (20) und der Geometriedaten (204) umfasst.
9. Verfahren (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zum Bestimmen (103) der Bearbeitungskontur (202) maschinenspezifische Bearbeitungsdaten (202.1) der Strömungsmaschine (10) aus einer Datenbank (4) ausgelesen werden.
10. Verfahren (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren (100) folgenden Schritt umfasst: Bestimmen (107) eines Unwuchtparameters (220) der Strömungsmaschine (10) in Abhängigkeit von der Bearbeitungskontur (202) und/oder der Bearbeitung der ersten Schaufel (11.1).
11. Verfahren (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren (100) folgenden Schritt umfasst:
Bestimmen (108) einer zweiten Schaufel (11.2) der Beschaufelung für eine zusätzliche Bearbeitung in Abhängigkeit von dem Unwuchtparameter (220), insbesondere wobei die zweite Schaufel (11.2) in Abhängigkeit von dem Datenaufnahmevorgang (101) bestimmt wird.
12. Verfahren (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren (100) folgende Schritte umfasst:
Bestimmen (109) einer Zusatzbearbeitungskontur (203) zum mechanischen Bearbeiten der zweiten Schaufel (11.2) in Abhängigkeit von der Bearbeitungskontur (202) und/oder dem Unwuchtparameter (220),
Erfassen (110) eines zweiten Abbildes (206) zumindest eines Bereiches der zweiten Schaufel (11.2),
Erzeugen (111) von weiteren Ausgabebilddaten (211) mit einer Überlagerung des zweiten Abbildes (206) mit der Zusatzbearbeitungskontur (203),
- Ausgeben (112) der weiteren Ausgabebilddaten (211), um die zusätzliche Bearbeitung der zweiten Schaufel (11.2) entlang der Zusatzbearbeitungskontur (203) zu ermöglichen.
13. Verfahren (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass nur für die bearbeiteten Schaufeln (11.1, 11.2), insbesondere nur für die erste und zweite Schaufel (11.1, 11.2), die Geometriedaten (204), insbesondere in Form von dreidimensionalen Geometriedaten (204), nach der Bearbeitung aktualisiert werden.
14. Computerprogrammprodukt, umfassend Befehle, die bei einer Ausführung durch eine Recheneinheit (3) die Recheneinheit (3) veranlassen, ein Verfahren (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche auszuführen.
15. System (1) zur Unterstützung einer Bearbeitung einer Beschädigung an einer mehrere Schaufeln (11) aufweisenden Beschaufelung einer Strömungsmaschine (10) aufweisend eine Anzeigeeinheit (2) zum Anzeigen von Ausgabebilddaten (210) und eine Recheneinheit (3) zum Ausführen eines Verfahrens (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 13.
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