加工傳導工件的電化學加工系統及方法與流程

本公開內容大體上涉及電化學加工(ECM)，并且更具體地涉及形成傳導工件內的連續可變幾何形狀的鉆孔的系統及方法。

背景技術：

諸如燃氣渦輪的旋轉機器通常用來利用發電機發電。例如，燃氣渦輪具有氣體路徑，其通常包括成串流關系的進氣口、壓縮機、燃燒器、渦輪和氣體出口。壓縮機和渦輪區段包括聯接在殼體內的至少一排沿周向間隔開的旋轉輪葉或葉片。至少一些已知的渦輪發動機用于熱電聯合裝置和發電設備中。用于此應用中的發電機可具有每單位質量流要求的高比功和功率。此外，燃氣渦輪的效率與從燃燒器排放且導送經過渦輪的旋轉輪葉或葉片的排出氣體的溫度成正比。因此，排出氣體的極端溫度大體上需要靜止和旋轉渦輪翼型件由耐高溫材料制成且包括其中的冷卻特征。

例如，渦輪葉片通常通過將壓縮機排放空氣導送穿過延伸穿過渦輪葉片的多個冷卻通道來冷卻。形成渦輪葉片中的冷卻通道的至少一種已知工藝為型管電化學加工(STEM)。STEM為非接觸式電化學加工工藝，其使用傳導工件(即，渦輪葉片)作為陽極以及伸長的鉆管作為陰極。當傳導工件充滿電解質溶液時，材料氧化且從鉆管的前緣附近的傳導工件除去。STEM在形成渦輪葉片內的具有高長寬比的直冷卻通道方面大體上有效。然而，定位在鉆管的前緣處的電極末梢的固定定向和伸長的鉆管的剛性大體上限制了冷卻通道可在渦輪葉片內形成的幾何形狀。

技術實現要素：

一方面，提供了一種用于加工傳導工件的電化學加工系統。該系統包括配置成從傳導工件除去材料的鉆孔工具。鉆孔工具配置成在傳導工件內沿工具路徑前進，以在材料從其除去時形成延伸穿過傳導工件的具有可變幾何形狀的鉆孔。該系統還包括配置成確定鉆孔工具沿工具路徑的位置的檢查裝置，以及配置成與檢測裝置通信的控制器。控制器進一步配置成將工具路徑與標稱工具路徑相比較，且確定所述鉆孔工具的位置誤差，位置誤差由工具路徑與標稱工具路徑之間的差異限定。

另一方面，提供了一種加工傳導工件的方法。該方法包括使鉆孔工具在傳導工件內沿工具路徑前進，以在材料從其除去時形成延伸穿過傳導工件的具有可變幾何形狀的鉆孔。鉆孔工具包括多個電極片。該方法還包括進行傳導工件的檢查以確定鉆孔工具沿工具路徑的位置，以及確定鉆孔工具的位置誤差，位置誤差由鉆孔工具的位置在相比于鉆孔工具沿標稱工具路徑的理論位置時之間的差異限定。

還有另一方面，提供了一個或多個非暫時性計算機可讀儲存介質，其具有體現在其上的用于加工傳導工件的計算機可執行指令。當由控制器執行時，計算機可執行指令引起控制器指示機器人裝置使鉆孔工具在傳導工件內沿工具路徑前進，以在材料從其除去時形成延伸穿過傳導工件的具有可變幾何形狀的鉆孔。鉆孔工具包括多個電極片。計算機可執行指令還引起控制器指示機器人裝置指示檢查裝置進行傳導工件的檢查以確定鉆孔工具沿工具路徑的位置，且確定鉆孔工具的位置誤差，位置誤差由鉆孔工具的位置在相比于鉆孔工具沿標稱工具路徑的理論位置時之間的差異限定。

技術方案1. 一種用于加工傳導工件的電化學加工系統，所述系統包括：

配置成從所述傳導工件除去材料的鉆孔工具，其中所述鉆孔工具配置成在所述傳導工件內沿工具路徑前進，以在所述材料從其除去時形成延伸穿過所述傳導工件的具有可變幾何形狀的鉆孔；

配置成確定所述鉆孔工具沿所述工具路徑的位置的檢查裝置；以及

配置成與所述檢查裝置通信的控制器，其中所述控制器進一步配置成：

將所述工具路徑與標稱工具路徑相比較；以及

確定所述鉆孔工具的位置誤差，所述位置誤差由所述工具路徑與所述標稱工具路徑之間的差異限定。

技術方案2. 根據技術方案1所述的系統，其中，所述檢查裝置配置成執行所述傳導工件的預鉆孔檢查以確定其大小，所述控制器進一步配置成基于所述傳導工件的大小在相比于虛擬傳導工件的大小時的變化確定改變的標稱工具路徑。

技術方案3. 根據技術方案1所述的系統，其中，所述檢查裝置包括超聲測試裝置或X射線測試裝置中的至少一者。

技術方案4. 根據技術方案1所述的系統，其中，所述系統還包括流控制器，其配置成將電解質流體的流導送穿過延伸穿過所述鉆孔工具的中心沖洗通道，使得所述電解質流體的流在所述鉆孔中朝所述傳導工件排放。

技術方案5. 根據技術方案4所述的系統，其中，所述系統還包括離子傳感器，其配置成測量從所述鉆孔排放的電解質流體中的離子濃度。

技術方案6. 根據技術方案1所述的系統，其中，所述系統還包括聯接到所述鉆孔工具的機器人裝置，其中所述機器人裝置配置成使所述鉆孔工具沿所述工具路徑前進。

技術方案7. 根據技術方案6所述的系統，其中，所述機器人裝置配置成與所述控制器通信，所述機器人裝置進一步配置成基于所述鉆孔工具的位置誤差改變所述鉆孔工具在所述鉆孔內的定向。

技術方案8. 一種加工傳導工件的方法，所述方法包括：

使鉆孔工具在所述傳導工件內沿工具路徑前進，以在材料從其除去時形成延伸穿過所述傳導工件的具有可變幾何形狀的鉆孔，所述鉆孔工具包括多個電極片；

進行所述傳導工件的檢查以確定所述鉆孔工具沿所述工具路徑的位置；以及

確定所述鉆孔工具的位置誤差，所述位置誤差由所述鉆孔工具的位置在相比于所述鉆孔工具沿標稱工具路徑的理論位置時之間的差異限定。

技術方案9. 根據技術方案8所述的方法，其中，所述方法還包括：

進行所述傳導工件的預鉆孔檢查；

確定所述傳導工件的大小在相比于虛擬傳導工件的大小時的變化；以及

基于所述傳導工件中的變化改變所述標稱工具路徑。

技術方案10. 根據技術方案8所述的方法，其中，所述方法還包括在所述位置誤差大于第一預定閾值時執行校正動作來減小所述位置誤差。

技術方案11. 根據技術方案10所述的方法，其中，執行校正動作包括改變至少一個鉆孔參數，所述鉆孔參數包括供應至所述多個電極片的電流量、所述鉆孔工具在所述鉆孔內的定向、導送穿過所述鉆孔工具的電解質流體的沖洗壓力或所述鉆孔工具在所述鉆孔內前進的給送速率中的至少一者。

技術方案12. 根據技術方案10所述的方法，其中，所述方法還包括在所述位置誤差大于所述第一預定閾值且小于比所述第一預定閾值大的第二預定閾值時執行低水平校正動作。

技術方案13. 根據技術方案12所述的方法，其中，所述方法還包括在所述位置誤差大于所述第二預定閾值且小于比所述第二預定閾值大的第三預定閾值時執行中間水平校正動作。

技術方案14. 根據技術方案13所述的方法，其中，所述方法還包括在所述位置誤差大于比所述第三預定閾值大的第四預定閾值時終止所述鉆孔工具的操作。

技術方案15. 根據技術方案8所述的方法，其中，所述方法還包括：

將電解質流體的流在所述鉆孔內朝所述傳導工件排放，所述電解質流體的流導送穿過延伸穿過所述鉆孔工具的中心沖洗通道；

測量從所述鉆孔排放的電解質流體中的離子濃度；以及

基于所述電解質流體中的離子濃度確定所述電解質流體的化學成分。

技術方案16. 一個或多個非暫時性計算機可讀儲存介質，其具有體現在其上的用于加工傳導工件的計算機可執行指令，其中，在由控制器執行時，所述計算機可執行指令引起所述控制器：

指示機器人裝置使鉆孔工具在所述傳導工件內沿工具路徑前進，以在材料從其除去時形成延伸穿過所述傳導工件的具有可變幾何形狀的鉆孔，所述鉆孔工具包括多個電極片；

指示檢查裝置進行所述傳導工件的檢查以確定所述鉆孔工具沿所述工具路徑的位置；以及

確定所述鉆孔工具的位置誤差，所述位置誤差由所述鉆孔工具的位置在相比于所述鉆孔工具沿標稱工具路徑的理論位置時之間的差異限定。

技術方案17. 根據技術方案16所述的一個或多個非暫時性計算機可讀儲存介質，其中，所述計算機可執行指令還引起所述控制器：

指示所述檢查裝置進行所述傳導工件的預鉆孔檢查；

確定所述傳導工件的大小在相比于虛擬傳導工件的大小時的變化；以及

基于所述傳導工件中的變化改變所述標稱工具路徑。

技術方案18. 根據技術方案17所述的一個或多個非暫時性計算機可讀儲存介質，其中，所述計算機可執行指令還引起所述控制器在所述位置誤差大于所述第一預定閾值且小于比所述第一預定閾值大的第二預定閾值時執行低水平校正動作。

技術方案19. 根據技術方案18所述的一個或多個非暫時性計算機可讀儲存介質，其中，所述計算機可執行指令還引起所述控制器在所述位置誤差大于所述第二預定閾值且小于比所述第二預定閾值大的第三預定閾值時執行中間水平校正動作。

技術方案20. 根據技術方案19所述的一個或多個非暫時性計算機可讀儲存介質，其中，所述計算機可執行指令還引起所述控制器在所述位置誤差大于比所述第三預定閾值大的第四預定閾值時終止所述鉆孔工具的操作。

附圖說明

在參照附圖閱讀以下詳細描述時，本公開內容的這些及其它特征、方面和優點將變得更好理解，附圖中相似的標號表示附圖各處相似的部分，在附圖中：

圖1為示例性電化學加工系統的示意圖；

圖2為可結合圖1中所示的電化學加工系統使用的示例性鉆孔工具的透視圖；

圖3為圖2中所示的鉆孔工具的截面示圖；

圖4為可結合圖1中所示的電化學加工系統使用的加工傳導工件的示例性方法的邏輯圖；

圖5為可結合圖1中所示的電化學加工系統使用的備選鉆孔工具的透視圖；以及

圖6為沿線6-6截取的圖5中所示的鉆孔工具的一部分的示圖。

除非另外指出，否則本文提供的附圖意在示出本公開內容的實施例的特征。這些特征被認為適用于包括本公開內容的一個或多個實施例的多種系統。因此，附圖不意在包括用于本文公開的實施例的實施所需的本領域的普通技術人員已知的所有常規特征。

零件清單

100 ECM系統

102 傳導工件

104 安裝平臺

106 電解質容器

108 流控制器

109 電解質流體

110 電源

112 鉆孔工具

114 泵

116 流體供應管線

118 鉆孔

120 機器人裝置

122 檢查裝置

124 離子傳感器

126 出口

128 控制器

130 存儲器

132 處理器

134 本體部分

136 前電極

138 末梢

140 第一側電極

142 第一側

144 第二側電極

146 第二側

148 第一方向

150 第二方向

152 第一匯流線

154 第二匯流線

156 第三匯流線

158 間隔物

160 間隙

162 非傳導緩沖器

164 柔性引導部件

166 中心沖洗通道

168 沖洗孔口

170 鉆孔工具

172 前電極

174 外徑向部分

176 內徑向部分

178 前面

180 非傳導緩沖器

182 側電極組件

184 側電極。

具體實施方式

在以下說明書和權利要求中，將參照多個用語，它們應當限定為具有以下意義。

單數形式"一個"、"一種"和"該"包括復數參考物，除非上下文清楚地另外指出。

"可選"或"可選地"意思是隨后描述的事件或情形可發生或可不發生，且描述包括事件發生的情況以及其不發生的情況。

如本文貫穿說明書和權利要求使用的近似語言可用于修飾可允許在不導致其涉及的基本功能的變化的情況下改變的任何數量表達。因此，由一個或多個諸如"大約"、"大概"和"大致"的用語修飾的值不限于指定的準確值。在至少一些情況中，近似語言可對應于用于測量值的器具的精度。這里和貫穿說明書及權利要求，范圍限制可組合和/或互換。此范圍被確認，且包括包含在其中的所有子范圍，除非上下文或語言另外指出。

如本文使用的用語"計算機"和相關用語(例如，"計算裝置")不限于本領域中稱為計算機的集成電路，而是廣泛地表示微控制器、微型計算機、可編程邏輯控制器(PLC)、專用集成電路，以及其它可編程電路，且這些用語在本文中可互換使用。

此外，如本文使用的用語"軟件"和"固件"是可互換的，且包括儲存在存儲器中以由個人計算機、工作站、客戶和服務器執行的任何計算機程序。

如本文使用的用語"非暫時性計算機可讀介質"旨在表示用于短期和長期信息儲存的任何方法或技術中實施的任何有形的基于計算機的裝置，諸如計算機可讀指令、數據結構、程序模塊和子模塊，或任何裝置中的其它數據。因此，本文所述的方法可編碼為體現在有形的非暫時性計算機可讀介質中的可執行指令，包括而不限于儲存裝置和/或存儲器裝置。在由處理器執行時，此指令引起處理器執行本文所述的方法的至少一部分。此外，如本文使用的用語"非暫時性計算機可讀介質"包括所有有形的計算機可讀介質，包括而不限于非暫時性計算機儲存裝置，包括而不限于易失性和非易失性介質，以及可除去和非可除去的介質，諸如固件、物理和虛擬儲存、CD-ROM、DVD和任何其它數字源，諸如網絡或因特網，以及尚待開發的數字器件，其中唯一例外是暫時性傳播信號。

本公開內容的實施例涉及加工傳導工件(諸如渦輪葉片、輪葉或導葉)的電化學加工(ECM)系統及方法。更具體而言，ECM系統包括鉆孔工具，其具有本體部分和以不同定向聯接到本體部分的多個電極片。將電極片以不同定向聯接到本體部分允許了鉆孔工具在傳導工件內形成連續的可變幾何形狀的鉆孔。如本文使用的"可變幾何形狀"是指一個以上的平面中的大小變化。鉆孔工具還可包括聯接到本體部分的柔性引導部件，其便于引導鉆孔工具穿過連續的可變幾何形狀的鉆孔。此外，ECM系統可包括檢查裝置，以用于提供對前進穿過傳導工件的鉆孔工具的位置和延伸穿過其間的鉆孔的定向的實時反饋。因此，在一個實施例中，實時反饋用于確定與標稱工具路徑相比時的鉆孔工具的位置誤差，且用于便于工具路徑的正確執行。例如，實時反饋設為隨從傳導工件除去材料的速率而變，使得校正動作可以以適時方式實施。

圖1為用于加工傳導工件102的示例性電化學加工(ECM)系統100的示意圖。在示例性實施例中，傳導工件102聯接到定位在電解質容器106內的安裝平臺104。如下文更詳細所述，流控制器108便于在加工操作期間將電解質流體109的流從電解質容器106內朝傳導工件102排放。在示例性實施例中，安裝平臺104定位成使得傳導工件102位于電解質流體109上方。作為備選，安裝平臺104定位成使得傳導工件102至少部分地浸沒在電解質流體109內，或電解質流體109從遠離傳導工件102的源供應。

ECM系統100包括電源110和電聯接到電源110的鉆孔工具112。更具體而言，電源110電聯接到用作加工過程中的陽極的傳導工件102和用作加工過程中的陰極的鉆孔工具112。在電源110供應電流至鉆孔工具112時，材料從傳導工件102除去，從而形成越過傳導工件102和鉆孔工具112的施加電勢。由鉆孔工具112從傳導工件102除去的材料由朝傳導工件102排放的電解質流體流109沖去。更具體而言，流控制器108聯接到泵114，泵114便于將電解質流體109經由流體供應管線116供應至鉆孔工具112。因此，如下文更詳細所述，鉆孔工具112沿工具路徑在一個以上的維度中在傳導工件102內前進，以在材料從其除去時形成延伸穿過傳導工件102的具有可變幾何形狀的鉆孔118。更具體而言，鉆孔工具112能夠在一個以上的維度中(即，沿非線性方向)在傳導工件102內前進。

ECM系統100還包括機器人裝置120，或聯接到鉆孔工具112的任何適合的關節連接部件，其便于使鉆孔工具112沿工具路徑在傳導工件102內前進。在示例性實施例中，機器人裝置120為任何適合的計算機數字控制的裝置，諸如機器人末端執行器，其允許鉆孔工具112以受控且自動的方式沿工具路徑前進。更具體而言，如下文更詳細所述，機器人裝置120便于改變鉆孔118內的鉆孔工具112的定向，使得形成在傳導工件102內的鉆孔118具有可變幾何形狀。作為備選，鉆孔工具112在鉆孔118內的定向在不使用機器人裝置120的情況下改變，諸如由操作者手動地改變。

ECM系統100還可包括檢查裝置122以用于執行傳導工件102的非破壞性檢查。檢查裝置122為允許ECM系統100如本文所述地作用的任何非破壞性檢查裝置。示例性非破壞性檢查裝置包括但不限于超聲測試裝置、X射線測試裝置，和計算機層析(CT)掃描裝置。如下文更詳細所述，檢查裝置122連續地或以預定間隔操作，以確定由鉆孔工具112形成的鉆孔118的定向或鉆孔工具112沿工具路徑的位置中的至少一者。因此，當實際工具路徑不同于鉆孔工具112的標稱工具路徑時，可確定鉆孔工具112的位置誤差。

在一些實施例中，ECM系統100包括定位成鄰近鉆孔118的出口126的離子傳感器124。如上文所述，由鉆孔工具112從傳導工件102除去的材料由朝傳導工件102排放的電解質流體109的流沖去。離子傳感器124測量從鉆孔118的出口126排放的電解質流體109中的離子濃度。如下文更詳細所述，離子濃度測量結果用于確定電解質流體109的化學成分，其便于確定鉆孔工具112的健康或操作狀態。作為備選，體現在控制器128的存儲器內的學習算法用于確定鉆孔工具112的健康或操作狀態。

在示例性實施例中，流控制器108、電源110、機器人裝置120、檢查裝置122和離子傳感器124有線或無線地與控制器128通信聯接。控制器128包括存儲器130(即，非暫時性計算機可讀介質)，以及聯接到存儲器130以用于執行編程指令的處理器132。處理器132可包括一個或多個處理單元(例如，成多核配置)和/或包括密碼加速器(未示出)。控制器128可編程為通過編程存儲器130和/或處理器132來執行本文所述的一個或多個操作。例如，處理器132可通過將操作編碼為可執行指令且在存儲器130中提供可執行指令來編程。

處理器132可包括但不限于通用中央處理單元(CPU)、微控制器、精簡指令集計算機(RISC)處理器、開放媒體應用平臺(OMAP)、專用集成電路(ASIC)、可編程邏輯電路(PLC)和/或能夠執行本文所述的功能的任何其它電路或處理器。本文所述的方法可編碼為體現在計算機可讀介質中的可執行指令，包括但不限于儲存裝置和/或存儲器裝置。此指令在由處理器132執行時，引起處理器132執行本文所述的功能的至少一部分。以上示例僅為示例性的，且因此不旨在以任何方式限制用語處理器的定義和/或意義。

存儲器130為允許諸如可執行指令和/或其它數據的信息被儲存和檢索的一個或多個裝置。存儲器130可包括一個或多個計算機可讀介質，諸如而不限于動態隨機存取存儲器(DRAM)、同步動態隨機存取存儲器(SDRAM)、靜態隨機存取存儲器(SRAM)、固態盤和/或硬盤。存儲器130可配置成儲存(不限于)可執行指令、操作系統、應用、資源、安裝腳本和/或適用于結合本文所述的方法和系統使用的任何其它類型的數據。

用于操作系統和應用程序的指令以功能形式定位在非暫時性存儲器130上，以用于由處理器132運行來執行本文所述的一個或多個過程。不同實施方式中的這些指令可體現在不同的物理或有形計算機可讀介質上，諸如存儲器130或另一存儲器，諸如計算機可讀介質(未示出)，其可包括而不限于閃存驅動器和/或拇指驅動器。此外，指令可以功能形式定位在非暫時性計算機可讀介質上，其可包括而不限于智能介質(SM)存儲器、緊湊閃速(CF)存儲器、安全數字(SD)存儲器、記憶棒(MS)存儲器、多媒體卡(MMC)存儲器、嵌入式多媒體卡(e-MMC)和微驅動存儲器。計算機可讀介質可選擇性地從控制器128插入和/或除去，以允許由處理器132存取和/或執行。在備選實施方式中，計算機可讀介質是不可除去的。

圖2為可結合ECM系統100(圖1中所示)使用的鉆孔工具112的透視圖，且圖3為鉆孔工具112的截面圖示。在示例性實施例中，鉆孔工具112包括本體部分134和聯接至其的多個電極片。更具體而言，前電極136聯接在本體部分134的末梢138上，且至少一個側電極聯接到本體部分134。例如，第一側電極140聯接在本體部分134的第一側142上，且第二側電極144聯接在本體部分134的第二側146上。前電極136定向在本體部分134上，使得從本體部分134沿第一方向148定向的材料在電流供應至前電極136時從傳導工件102(圖1中所示)除去。除去從本體部分134沿第一方向148定向的材料允許鉆孔工具112在沿工具通路的向前方向上行進。此外，該至少一個側電極定向在本體部分134上，使得從本體部分134沿第二方向150定向的材料在電流供應至該至少一個側電極時從傳導工件102除去。除去從本體部分134沿第二方向150定向的材料允許鉆孔工具112的工具路徑定向地改變。因此，由在傳導工件102內前進的鉆孔工具112形成的鉆孔118(圖1中所示)具有可變的幾何形狀。此外，盡管示為包括第一側電極140和第二側電極144，但應當理解的是，可使用允許鉆孔工具112如本文所述地作用的任何數目的側電極。此外，多個電極可分別聯接到獨立的電源，使得材料可從各個電級以不同速率除去。在一個實施例中，電源110具有多個通道，其可用于獨立地供應前電極和該至少一個側電極。電源110能夠供應穩態電流，或可以以開然后關或高電流然后低電流的方式發脈沖。

鉆孔工具112還包括多條匯流線，其用于將電極片電聯接到電源110(圖1中所示)。更具體而言，第一匯流線152將前電極136電聯接到電源110，第二匯流線154將第一側電極140電聯接到電源110，且第三匯流線156將第二側電極144電聯接到電源110。因此，如下文更詳細描述的那樣，前電極136以及第一側電極140和第二側電極144可選擇性地且獨立地操作成在材料從其除去時形成延伸穿過傳導工件102的具有可變幾何形狀的鉆孔118。

在示例性實施例中，鉆孔工具112包括定位在前電極136與第一側電極140和第二側電極144之間的間隔物158。間隔物158便于使前電極136與第一側電極140和第二側電極144電隔離。此外，當一個以上的側電極聯接到本體部分134時，間隙160限定在相鄰側電極之間。因此，電極片與彼此電隔離，以便于限制電短路的形成。

鉆孔工具112還包括聯接到本體部分134的非傳導緩沖器162。非傳導緩沖器162可由允許鉆孔工具112如本文所述地作用的任何材料制成。例如，在一個實施例中，非暫時性緩沖器162由非傳導聚合物材料制成。非傳導緩沖器162相比第一側電極140和第二側電極144從本體部分134延伸較大的距離。因此，非傳導緩沖器162使第一側電極140和第二側電極144與鉆孔118的側壁間隔開，以便于限制第一側電極140和第二側電極144與傳導工件102之間的電短路的形成。

此外，鉆孔工具112包括聯接到本體部分134的柔性引導部件164。柔性引導部件164便于引導鉆孔工具112穿過延伸穿過傳導工件102的鉆孔118。如上文所述，鉆孔工具112的電極片可選擇性地操作使得具有可變幾何形狀的鉆孔118延伸穿過傳導工件102。因此，由柔性材料制造柔性引導部件164允許鉆孔工具112在傳導工件102內沿可變幾何形狀的工具路徑操縱。示例性柔性材料包括但不限于橡膠、硅樹脂、尼龍、聚氨酯和乳膠。此外，在一些實施例中，柔性材料涂布有銅層，以形成沿引導部件164的電導管。

參看圖3，中心沖洗通道166延伸穿過柔性引導部件164和本體部分134。中心沖洗通道166尺寸確定為將電解質流體109的流(圖1中所示)導送穿過其間，以用于從鉆孔118沖洗從傳導工件102除去的材料。更具體而言，前電極136包括限定在其中的至少一個沖洗孔口168。沖洗孔口168聯接與傳導工件102流動連通的中心沖洗通道166。因此，導送穿過中心沖洗通道166的電解質流體109從沖洗孔口168排放，以沖洗從傳導工件102除去的材料。

在操作中，控制器128指示檢查裝置122進行傳導工件102的預鉆孔檢查。預鉆孔檢查便于確定傳導工件102的大小，以用于與虛擬傳導工件(即，標稱傳導工件102的CAD圖)的大小相比較。在示例性實施例中，虛擬傳導工件包括多個標稱工具路徑，其對應于用于形成具有鉆孔工具112的傳導工件102中的鉆孔118的工具路徑。傳導工件102與虛擬傳導工件之間的固有的大小變化引起標稱工具路徑在由鉆孔工具112執行之前改變，以確保形成在傳導工件102中的鉆孔118保持在大小公差內。因此，控制器128確定傳導工件102的大小在相比于虛擬傳導工件的大小時的變化，且基于傳導工件102中的變化來改變標稱工具路徑。改變的標稱工具路徑然后由鉆孔工具112執行。

更具體而言，在一個實施例中，控制器128指示機器人裝置120使鉆孔工具112在傳導工件102內沿實際工具路徑前進以形成鉆孔118。控制器128然后指示檢查裝置122進行傳導工件102的檢查，以確定鉆孔工具112沿工具路徑的位置，將工具路徑與對應的改變的標稱工具路徑相比較，且確定鉆孔工具112的位置誤差。位置誤差由鉆孔工具112的位置在與鉆孔工具112沿對應的改變的標稱工具路徑的理論位置比較時之間的差異限定。作為備選，控制器128指示機器人裝置120使鉆孔工具112沿任意工具路徑前進。此外，作為備選，鉆孔工具112沿工具路徑手動地前進。

在一些實施例中，控制器128執行校正動作，以在位置誤差大于第一預定閾值時通過改變至少一個鉆孔參數來減小位置誤差。示例性鉆孔參數包括供應至多個電極片的電流量、鉆孔工具112在鉆孔118內的定向、導送穿過鉆孔工具112的中心沖洗通道166的電解質流體的沖洗壓力，以及在鉆孔118內前進的鉆孔工具112的給送速率。因此，當位置誤差大于第一預定閾值時，控制器128通過改變鉆孔工具112的鉆孔參數中的至少一個來執行校正動作。

在一個實施例中，控制器128基于位置誤差大于第一預定閾值的量來選擇改變哪個鉆孔參數，或將鉆孔參數改變一定程度。例如，當位置誤差大于第一預定閾值且小于比第一預定閾值大的第二預定閾值時，控制器128執行低水平校正動作。一個示例性低水平校正動作包括指示電源110將變化量的電流供應至電極片，使得沿從傳導工件102的第一方向148和第二方向150定向的材料以不同速率除去。備選的低水平校正動作包括指示電源110在第一時間將第一電流供應至前電極136，且指示電源110在不與第一時間重疊的第二時間將第二電流供應至至少一個側電極。在備選實施例中，控制器128指示電源110將電流供應至電極片，使得拱頂(vault)或湍流(即，方形波形)形成在鉆孔118內。

此外，例如，控制器128在位置誤差大于第一預定閾值且小于比第二預定閾值大的第三預定閾值時執行中間水平校正動作。一個示例性中間水平校正動作包括指示電源110停止將電流供應至一個或多個電極片。備選中間水平校正動作包括指示機器人裝置120改變鉆孔工具112在鉆孔118內的定向。因此，執行中間水平校正動作在相比于低水平校正動作時便于以較大速率校正鉆孔工具112的位置誤差。

低水平校正動作和中間水平校正動作的任何組合可以以協調方式實施，以便于使鉆孔工具112沿工具路徑前進。

在一些實施例中，控制器128在位置誤差大于第四預定閾值時終止鉆孔工具112的操作，第四預定閾值大于第三預定閾值。在此實施例中，低水平校正動作和中間水平校正動作不能使位置誤差回到可接受的公差內，使得終止鉆孔工具112的操作確保了與改變的標稱工具路徑的進一步偏差停止。

此外，在一些實施例中，控制器128接收由離子傳感器124測得的從鉆孔118排放的電解質流體的離子濃度測量結果。控制器128然后基于電解質流體中的離子濃度來確定電解質流體的化學成分。如上文所述，確定電解質流體的化學成分便于確定鉆孔工具112的健康或操作狀態。例如，控制器128確定電解質流體中測得的來自電極片材料的離子的濃度是否大于閾值。如果這樣，則電短路可發生，且控制器128終止鉆孔工具112的操作。

圖4為加工傳導工件102(圖1中所示)的示例性方法的邏輯圖。如上文所述，傳導工件102連續地或以預定間隔檢查，以確定鉆孔工具112的位置誤差(圖1中所示)。控制器128(圖1中所示)然后執行一個或多個校正動作以確保工具路徑正確地執行。如圖4中所示，執行工具路徑、檢查傳導工件102、確定位置誤差和執行校正動作的過程體現為連續循環。因此，在一個實施例中，鉆孔工具112沿工具路徑前進，直到其完全執行。

圖5為可結合電化學加工系統100(圖1中所示)使用的備選鉆孔工具170的透視圖。在示例性實施例中，鉆孔工具170包括本體部分134和聯接到其上的多個電極片。更具體而言，前電極172聯接本體部分134，且至少一個側電極聯接到本體部分134。前電極172具有"頂帽"構造，其具有聯接到本體部分134的外徑向部分174，以及從外徑向部分174的前面178延伸的內徑向部分176。此外，沖洗通道166延伸穿過外徑向部分174和內徑向部分176，以便于朝傳導工件102引導流體。

鉆孔工具170還包括非傳導緩沖器180，其從前電極172的外徑向部分174沿徑向向外定位。非傳導緩沖器180圍繞外徑向部分174沿周向延伸，且非傳導緩沖器180的至少一部分沿第一向前方向148延伸超過外徑向部分174的前面178。因此，當電流供應至前電極172時，從那里產生的電場被迫在接觸鉆孔118(圖1中所示)的側壁之前圍繞非傳導緩沖器180行進，這便于平衡從定位成最接近外徑向部分174的最外部分的傳導工件102的材料除去速率。

此外，使內徑向部分176沿從前面178的方向148延伸在相比于具有供應至其的類似量的電流的平電極時擴展了由沿向前方向的前電極172生成的電場的影響的場。擴展由前電極172生成的電場的影響的場便于增加從傳導工件102的材料除去，而不必增大供應至前電極172的電流的量。此外，具有定位在外徑向部分174的徑向內側的內徑向部分176的最外部在鉆孔118在傳導工件102內彎曲時便于減小前電極172與傳導工件102之間的接觸。

圖6為沿線6-6截取的鉆孔工具170(圖5中所示)的一部分的圖示。在示例性實施方式中，鉆孔工具170包括聯接到本體部分134(圖5中所示)的側電極組件182。側電極組件182包括彼此間隔開且圍繞側電極組件182沿周向定位的多個側電極184。更具體而言，側電極組件182還包括在相鄰側電極184之間延伸的非傳導間隔部件186，其便于使側電極184與彼此電隔離。此外，類似于側電極140和144，側電極184可獨立地且選擇性地與彼此操作，使得形成在傳導工件102(各個在圖1中示出)中的鉆孔118具有可變的幾何形狀。

本文所述的系統和方法涉及在傳導工件內形成連續且可變幾何形狀的鉆孔。該系統包括具有多個電極片的鉆孔工具，其能夠在一個以上的維度中從傳導工件除去材料。該系統還包括檢查裝置，其提供傳導工件內的鉆孔工具的位置的實時反饋。檢查裝置聯接到控制器，控制器處理實時反饋，且在一個實施例中，引起鉆孔工具執行校正動作。因此，本文所述的系統和方法便于以自主、準確且時間有效的方式形成連續且可變幾何形狀的鉆孔。

本文所述的電化學加工系統和方法的示例性技術效果包括以下至少一者：(a)提供鉆孔工具，其能夠在傳導工件內形成可變幾何形狀的鉆孔；(b)提供鉆孔工具在傳導工件內的實時位置數據；以及(c)使用實時位置數據來便于鉆孔工具的校正動作。

上文詳細描述了電化學加工系統的示例性實施例。該系統不限于本文所述的特定實施例，而相反，系統的構件和/或方法的步驟可獨立于本文所述的其它構件和/或步驟且與它們分開來使用。例如，本文所述的構件的構造還可用于與其它過程組合，且不限于僅利用如本文所述的燃氣渦輪發動機構件和相關方法來實施。相反，示例性實施例可結合期望在傳導工件內形成鉆孔的許多應用實施和使用。

盡管本公開內容的各種實施例的特定特征可能在一些圖中示出且在其它圖中未示出，但這僅是為了方便。根據本公開內容的實施例的原理，可與任何其它圖的任何特征組合來參照和/或聲明附圖的任何特征。

一些實施例涉及使用一個或多個電子或計算裝置。此裝置通常包括處理器、處理裝置或控制器，諸如通用中央處理單元(CPU)、圖形處理單元(GPU)、微控制器、精簡指令集計算機(RISC)處理器、專用集成電路(ASIC)、可編程邏輯電路(PLC)、現場可編程門陣列(FPGA)、數字信號處理(DSP)裝置，和/或能夠執行本文所述的功能的任何其它電路或處理裝置。本文所述的方法可編碼為體現在計算機可讀介質中的可執行指令，包括但不限于儲存裝置和/或存儲器裝置。在由處理裝置執行時，此指令引起處理裝置執行本文所述的方法的至少一部分。以上示例僅為示例性的，且因此不旨在以任何方式限制用語處理器和處理裝置的定義和/或意義。

該書面描述使用示例來公開本發明，包括最佳模式，并且還使本領域技術人員能夠實踐本發明，包括制造和使用任何裝置或系統以及執行任何包含的方法。本發明可申請專利的范圍由權利要求限定，并且可包括本領域技術人員想到的其它示例。如果這些其它示例具有不與權利要求的字面語言不同的結構要素，或者如果它們包括與權利要求的字面語言無實質差異的等同結構要素，則旨在使這些其它示例處于權利要求的范圍內。