一种基于气液两相流体的透明窗产生装置和在线测量系统制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种用于测量系统的基于气液两相流体的透明窗产生装置，用以排开机加工环境中的冷却剂，透明窗产生装置包括：至少一组测量通道和具有喷气通道和喷液通道的排液嵌套结构，每组测量通道都包括探测信号入口、探测信号出口和探测口，探测口形成在执行面上，且测量通道用于将探测信号入口入射的信号引导至探测口，并将从探测口入射的信号引导至探测信号出口；喷气通道的出口形成在执行面上，且喷气通道设置为使得该喷气通道喷出的气体朝远离探测口的方向流动；喷液通道的出口形成在执行面上，喷液通道设置为使得该喷液通道喷出的液体朝远离探测口的方向流动。本发明专利技术还提供一种在线测量系统，能够对工件表面进行精确测量。

A transparent window generation device and on line measurement system based on gas-liquid two-phase flow

The present invention provides a system for measuring the transparent window based on the gas-liquid two-phase flow generating device with coolant to row boot in the processing environment, the transparent window generating device comprises at least one set of measurement channels and has jet spray liquid channel and drainage channel nested structure, each group measurement channel includes a detection signal, entrance the detection signal detection and export port detection port formed in the execution level, and the measurement channel for signal detection signal will lead to the entrance of incident detection port, and it will lead to the detection signal from the signal detection port export incident; jet channel outlet is formed on the execution level, and are arranged so that the gas jet channel the jet ejected from the detection port channel toward the flow direction of the liquid jet; the outlet of the channel formed on the execution level, spray channels are set such that the liquid jet ejected liquid channel The direction of the body moves away from the entrance. The invention also provides an on-line measuring system, which can accurately measure the surface of the workpiece.

【技术实现步骤摘要】
一种基于气液两相流体的透明窗产生装置和在线测量系统
本专利技术涉及机加工中的在线测量系统，具体地，涉及一种基于气液两相流体的透明窗产生装置和一种包括该透明窗产生装置的在线测量系统。
技术介绍
在对工件进行机加工时，为了判断工件的表面状态，需要对工件的表面状态进行测量。现有的测量类型包括在线测量、离线测量和在位测量，其中，因在线测量不会打断正在进行的机加工过程，因此，得到了越来越广泛的应用。在机加工的过程中刀具与工件相互作用产生大量的热以及大量的切屑，为了提高加工精度、保证工件表面质量以及刀具的寿命，必须使用冷却剂降低加工过程中工件的表面温度。但是，冷却剂的存在容易影响到在线测量的准确性。因此，如何避免冷却剂对在线测量造成不良影响成为本领域亟待解决的技术问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种透明窗产生装置和一种包括该透明窗产生装置的在线测量系统，所述透明窗产生装置能够在对正在加工的工件进行测量时，降低甚至消除冷却剂对测量的影响。为了实现上述目的，作为本专利技术的一个方面，提供一种基于气液两相流体的透明窗产生装置，该透明窗产生装置用于在线测量系统，其中，所述透明窗产生装置的一侧表面为执行面，所述执行面用于朝向待检测的工件设置，所述透明窗产生装置包括至少一组测量通道和至少一组排液嵌套结构，每组所述排液嵌套结构包括喷气通道和喷液通道：每组所述测量通道都包括探测信号入口、探测信号出口和探测口，所述探测口形成在所述执行面上，且所述测量通道用于将探测信号入口入射的信号引导至所述探测口，并将从探测口入射的信号引导至所述探测信号出口；每组所述喷气通道对应至少一组所述测量通道，所述喷气通道的出口形成在所述执行面上，所述喷气通道用于朝相应的所述探测口的外围喷出气体，且所述喷气通道设置为使得该喷气通道喷出的气体朝远离该喷气通道对应的探测口的方向流动；每组所述喷气通道对应一组所述喷液通道，所述喷液通道的出口形成在所述执行面上，所述喷液通道环绕在相应的所述喷气通道外部，以用于朝相应的所述喷气通道的出口的外围喷出液体，且所述喷液通道设置为使得该喷液通道喷出的液体朝远离该喷液通道对应的所述喷气通道的方向流动。优选地，每组所述喷气通道都包括进气通道、多个气柱产生通道和与多个所述气柱产生通道一一对应的多个导向通道，所述气柱产生通道的一端在所述进气通道的侧壁处与所述进气通道连通，另一端与相应的所述导向通道连通，所述导向通道朝向远离所述探测口的方向倾斜，所述进气通道的直径大于所述气柱产生通道的直径。优选地，在同一组所述喷气通道中，多个所述气柱产生通道环绕相应的探测口设置。优选地，所述透明窗产生装置还包括至少一个气体逸出通道，所述气体逸出通道的入口设置在所述执行面上，且位于所述喷气通道的出口的外围，以将所述喷气通道喷出的气体引导至所述透明窗产生装置的外部。优选地，所述透明窗产生装置还包括设置在所述气体逸出通道的出口处的导气挡板，所述导气挡板上设置有贯穿该导气挡板的导气孔。优选地，所述喷液通道包括进液通道、连通通道、环形缓冲通道和环形导流通道，所述环形缓冲通道和所述环形导流通道均环绕所述探测口，且所述环形缓冲通道和所述环形导流通道均设置在所述喷气通道的外侧，所述环形缓冲通道通过所述连通通道与所述进液通道连通，所述环形导流通道与所述环形缓冲通道连通，所述环形导流通道的出口设置在所述执行面上，且在所述透明窗产生装置沿该透明窗产生装置的回转轴线剖切获得的纵切面上，所述环形导流通道的端面朝向远离所述探测口的方向倾斜，以使得所述环形导流通道的入口与所述环形导流通道的回转轴线之间的距离小于所述环形导流通道的出口与所述环形导流通道的回转轴线之间的距离，以使得通过所述进液通道流入所述透明窗产生装置的液体从所述环形导流通道流出时，将工件表面的冷却剂排开并形成液态防护罩。优选地，所述环形导流通道的纵向截面为锥形或者喇叭形。优选地，所述环形导流通道的出口处的切面与所述执行面平行或重叠。优选地，所述环形导流通道包括柱面导流部和球面导流部，所述柱面导流部的内表面为圆柱面，且所述柱面导流部连接在所述球面导流部与所述环形缓冲通道之间，所述球面导流部的内表面为球面。优选地，所述环形导流通道包括球面导流部和多个连通管部，多个所述连通管部环绕所述环形缓冲通道的轴线设置，且所述连通管部的一端与所述环形缓冲通道连通，另一端与所述球面导流部连通，所述球面导流部的内表面为球面。优选地，所述环形缓冲通道的横截面为圆形。优选地，所述透明窗产生装置包括装置本体，所述测量通道、所述喷气通道和所述喷液通道均形成在所述装置本体内，且所述测量通道的探测信号入口、所述测量通道的探测信号出口、所述探测口、所述喷气通道的入口、所述喷气通道的出口、所述喷液通道的入口、所述喷气通道的出口均位于所述装置本体的外表面上。优选地，所述测量通道包括第一测量通道和第二测量通道，所述第一测量通道的一端开口形成为所述探测信号入口，所述第二测量通道的一端开口形成为所述探测信号出口，所述第一测量通道的轴线与所述第二测量通道的轴线相交，以使得所述第一测量通道的另一端开口和所述第二测量通道的另一端开口相通，并形成为所述探测口；通过所述探测信号入口入射至所述第一测量通道的探测信号能够通过所述探测口出射并到达待测工件的表面，所述工件的表面反射的信号能够进入所述探测口，并在所述第二测量通道的引导下从所述探测信号出口出射。优选地，所述透明窗产生装置还包括第一防护管和第二防护管，所述第一防护管设置在所述装置本体上，且环绕所述探测信号入口设置；所述第二防护管设置在所述装置本体上，且环绕所述探测信号出口设置。优选地，所述透明窗产生装置还包括辅助气道，该辅助气道与所述进气通道连通，且所述辅助气道的出口与探测口相连通，所述辅助气道的直径小于所述进气通道的直径。优选地，所述探测信号入口和所述探测信号出口形成为一体。优选地，所述透明窗产生装置还包括成对的安装件，所述安装件设置在所述装置本体上，且同一对中两个所述安装件分别位于所述装置本体的两侧。优选地，所述装置本体包括第一本体部和第二本体部，所述第一本体部包括第一连接面，所述第二本体部包括所述执行面和与所述执行面相对设置的第二连接面，所述第二连接面与所述第一连接面贴合，且所述第二连接面的面积小于所述第一连接面的面积。作为本专利技术的第二个方面，提供一种在线测量系统，所述在线测量系统用于测量工件表面状态，所述测量系统包括测量传感器，其中，所述测量系统还包括本专利技术所提供的上述透明窗产生装置，所述透明窗产生装置用于排开工件表面的冷却剂，所述测量传感器用于向所述探测信号入口发出探测信号，并且用于接收从所述探测信号出口反射的信号。优选地，所述测量传感器为三角法激光传感器。优选地，所述测量系统包括移动装置，所述移动装置用于带动所述透明窗产生装置、所述测量传感器和所述工件中的至少一者移动。优选地，所述移动装置包括x轴移动平台、y轴移动平台和z轴移动平台，所述执行面位于xz平面内；所述x轴移动平台用于带动所述透明窗产生装置、所述测量传感器和所述工件中的至少一者沿x轴方向移动；所述y轴移动平台用于带动所述透明窗产生装置、所述测量传感器和所述工件中至少一者沿y轴方向移动；所述z轴移动平台用于带动所述透明窗产生装置、所述本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于气液两相流体的透明窗产生装置，该透明窗产生装置用于在线测量系统，其特征在于，所述透明窗产生装置的一侧表面为执行面，所述执行面用于朝向待检测的工件设置，所述透明窗产生装置包括至少一组测量通道和至少一组排液嵌套结构，每组所述排液嵌套结构包括喷气通道和喷液通道：每组所述测量通道都包括探测信号入口、探测信号出口和探测口，所述探测口形成在所述执行面上，且所述测量通道用于将探测信号入口入射的信号引导至所述探测口，并将从探测口入射的信号引导至所述探测信号出口；每组所述喷气通道对应至少一组所述测量通道，所述喷气通道的出口形成在所述执行面上，所述喷气通道用于朝相应的所述探测口的外围喷出气体，且所述喷气通道设置为使得该喷气通道喷出的气体朝远离该喷气通道对应的探测口的方向流动；每组所述喷气通道对应一组所述喷液通道，所述喷液通道的出口形成在所述执行面上，所述喷液通道环绕在相应的所述喷气通道外部，以用于朝相应的所述喷气通道的出口的外围喷出液体，且所述喷液通道设置为使得该喷液通道喷出的液体朝远离该喷液通道对应的所述喷气通道的方向流动。

【技术特征摘要】
1.一种基于气液两相流体的透明窗产生装置，该透明窗产生装置用于在线测量系统，其特征在于，所述透明窗产生装置的一侧表面为执行面，所述执行面用于朝向待检测的工件设置，所述透明窗产生装置包括至少一组测量通道和至少一组排液嵌套结构，每组所述排液嵌套结构包括喷气通道和喷液通道：每组所述测量通道都包括探测信号入口、探测信号出口和探测口，所述探测口形成在所述执行面上，且所述测量通道用于将探测信号入口入射的信号引导至所述探测口，并将从探测口入射的信号引导至所述探测信号出口；每组所述喷气通道对应至少一组所述测量通道，所述喷气通道的出口形成在所述执行面上，所述喷气通道用于朝相应的所述探测口的外围喷出气体，且所述喷气通道设置为使得该喷气通道喷出的气体朝远离该喷气通道对应的探测口的方向流动；每组所述喷气通道对应一组所述喷液通道，所述喷液通道的出口形成在所述执行面上，所述喷液通道环绕在相应的所述喷气通道外部，以用于朝相应的所述喷气通道的出口的外围喷出液体，且所述喷液通道设置为使得该喷液通道喷出的液体朝远离该喷液通道对应的所述喷气通道的方向流动。2.根据权利要求1所述的透明窗产生装置，其特征在于，每组所述喷气通道都包括进气通道、多个气柱产生通道和与多个所述气柱产生通道一一对应的多个导向通道，所述气柱产生通道的一端在所述进气通道的侧壁处与所述进气通道连通，另一端与相应的所述导向通道连通，所述导向通道朝向远离所述探测口的方向倾斜，所述进气通道的直径大于所述气柱产生通道的直径。3.根据权利要求2所述的透明窗产生装置，其特征在于，在同一组所述喷气通道中，多个所述气柱产生通道环绕相应的探测口设置。4.根据权利要求1所述的透明窗产生装置，其特征在于，所述透明窗产生装置还包括至少一个气体逸出通道，所述气体逸出通道的入口设置在所述执行面上，且位于所述喷气通道的出口的外围，以将所述喷气通道喷出的气体引导至所述透明窗产生装置的外部。5.根据权利要求4所述的透明窗产生装置，其特征在于，所述透明窗产生装置还包括设置在所述气体逸出通道的出口处的导气挡板，所述导气挡板上设置有贯穿该导气挡板的导气孔。6.根据权利要求1所述的透明窗产生装置，其特征在于，所述喷液通道包括进液通道、连通通道、环形缓冲通道和环形导流通道，所述环形缓冲通道和所述环形导流通道均环绕所述探测口，且所述环形缓冲通道和所述环形导流通道均设置在所述喷气通道的外侧，所述环形缓冲通道通过所述连通通道与所述进液通道连通，所述环形导流通道与所述环形缓冲通道连通，所述环形导流通道的出口设置在所述执行面上，且在所述透明窗产生装置沿该透明窗产生装置的回转轴线剖切获得的纵切面上，所述环形导流通道的端面朝向远离所述探测口的方向倾斜，以使得所述环形导流通道的入口与所述环形导流通道的回转轴线之间的距离小于所述环形导流通道的出口与所述环形导流通道的回转轴线之间的距离，以使得通过所述进液通道流入所述透明窗产生装置的液体从所述环形导流通道流出时，将工件表面的冷却剂排开并形成液态防护罩。7.根据权利要求6所述的透明窗产生装置，其特征在于，所述环形导流通道的纵向截面为锥形或者喇叭形。8.根据权利要求6所述的透明窗产生装置，其特征在于，所述环形导流通道的出口处的切面与所述执行面平行或重叠。9.根据权利要求8所述的透明窗产生装置，其特征在于，所述环形导流通道包括柱面导流部和球面导流部，所述柱面导流部的内表面为圆柱面，且所述柱面导流部连接在所述球面导流部与所述环形缓冲通道之间，所述球面导流部的内表面为球面。10.根据权利要求8所述的透明窗产生装置，其特征在于，所述环形导流通道包括球面导流部和多个连通管部，多个所述连通管部环绕所述环形缓冲通道的轴线设置，且所述连通管部的一端与所述环形缓冲通道连通，另一端与所述球面导流部连通，所述球面导流部的内表面为球面。11.根据权利要求6所述的透明窗产生装置，其特征在于，所述环形缓冲通道的横截面为圆形。12.根据权利要求1至...

【专利技术属性】
技术研发人员：高咏生，谢福宝，
申请(专利权)人：香港科技大学，
类型：发明
国别省市：中国香港,81