[發明專利]一種基于氣液兩相流體的透明窗產生裝置和在線測量系統

有效

• 申請號: 201710692616.3
• 申請日: 2017-08-14
• 公開（公告）號: CN107367586B
• 公開（公告）日: 2019-08-30
• 發明（設計）人: 高詠生;謝福寶
• 申請（專利權）人: 香港科技大學
• 主分類號: G01N33/00
• 分類號: G01N33/00
• 代理公司: 北京天昊聯合知識產權代理有限公司 11112
• 代理人: 彭瑞欣;姜春咸

技術領域

本發明涉及機加工中的在線測量系統，具體地，涉及一種基于氣液兩相流體的透明窗產生裝置和一種包括該透明窗產生裝置的在線測量系統。

背景技術

在對工件進行機加工時，為了判斷工件的表面狀態，需要對工件的表面狀態進行測量。

現有的測量類型包括在線測量、離線測量和在位測量，其中，因在線測量不會打斷正在進行的機加工過程，因此，得到了越來越廣泛的應用。

在機加工的過程中刀具與工件相互作用產生大量的熱以及大量的切屑，為了提高加工精度、保證工件表面質量以及刀具的壽命，必須使用冷卻劑降低加工過程中工件的表面溫度。但是，冷卻劑的存在容易影響到在線測量的準確性。

因此，如何避免冷卻劑對在線測量造成不良影響成為本領域亟待解決的技術問題。

發明內容

本發明的目的在于提供一種透明窗產生裝置和一種包括該透明窗產生裝置的在線測量系統，所述透明窗產生裝置能夠在對正在加工的工件進行測量時，降低甚至消除冷卻劑對測量的影響。

為了實現上述目的，作為本發明的一個方面，提供一種基于氣液兩相流體的透明窗產生裝置，該透明窗產生裝置用于在線測量系統，其中，所述透明窗產生裝置的一側表面為執行面，所述執行面用于朝向待檢測的工件設置，所述透明窗產生裝置包括至少一組測量通道和至少一組排液嵌套結構，每組所述排液嵌套結構包括噴氣通道和噴液通道：

每組所述測量通道都包括探測信號入口、探測信號出口和探測口，所述探測口形成在所述執行面上，且所述測量通道用于將探測信號入口入射的信號引導至所述探測口，并將從探測口入射的信號引導至所述探測信號出口；

每組所述噴氣通道對應至少一組所述測量通道，所述噴氣通道的出口形成在所述執行面上，所述噴氣通道用于朝相應的所述探測口的外圍噴出氣體，且所述噴氣通道設置為使得該噴氣通道噴出的氣體朝遠離該噴氣通道對應的探測口的方向流動；

每組所述噴氣通道對應一組所述噴液通道，所述噴液通道的出口形成在所述執行面上，所述噴液通道環繞在相應的所述噴氣通道外部，以用于朝相應的所述噴氣通道的出口的外圍噴出液體，且所述噴液通道設置為使得該噴液通道噴出的液體朝遠離該噴液通道對應的所述噴氣通道的方向流動。

優選地，每組所述噴氣通道都包括進氣通道、多個氣柱產生通道和與多個所述氣柱產生通道一一對應的多個導向通道，所述氣柱產生通道的一端在所述進氣通道的側壁處與所述進氣通道連通，另一端與相應的所述導向通道連通，所述導向通道朝向遠離所述探測口的方向傾斜，所述進氣通道的直徑大于所述氣柱產生通道的直徑。

優選地，在同一組所述噴氣通道中，多個所述氣柱產生通道環繞相應的探測口設置。

優選地，所述透明窗產生裝置還包括至少一個氣體逸出通道，所述氣體逸出通道的入口設置在所述執行面上，且位于所述噴氣通道的出口的外圍，以將所述噴氣通道噴出的氣體引導至所述透明窗產生裝置的外部。

優選地，所述透明窗產生裝置還包括設置在所述氣體逸出通道的出口處的導氣擋板，所述導氣擋板上設置有貫穿該導氣擋板的導氣孔。

優選地，所述噴液通道包括進液通道、連通通道、環形緩沖通道和環形導流通道，所述環形緩沖通道和所述環形導流通道均環繞所述探測口，且所述環形緩沖通道和所述環形導流通道均設置在所述噴氣通道的外側，所述環形緩沖通道通過所述連通通道與所述進液通道連通，所述環形導流通道與所述環形緩沖通道連通，所述環形導流通道的出口設置在所述執行面上，且在所述透明窗產生裝置沿該透明窗產生裝置的回轉軸線剖切獲得的縱切面上，所述環形導流通道的端面朝向遠離所述探測口的方向傾斜，以使得所述環形導流通道的入口與所述環形導流通道的回轉軸線之間的距離小于所述環形導流通道的出口與所述環形導流通道的回轉軸線之間的距離，以使得通過所述進液通道流入所述透明窗產生裝置的液體從所述環形導流通道流出時，將工件表面的冷卻劑排開并形成液態防護罩。

優選地，所述環形導流通道的縱向截面為錐形或者喇叭形。

優選地，所述環形導流通道的出口處的切面與所述執行面平行或重疊。

優選地，所述環形導流通道包括柱面導流部和球面導流部，所述柱面導流部的內表面為圓柱面，且所述柱面導流部連接在所述球面導流部與所述環形緩沖通道之間，所述球面導流部的內表面為球面。

優選地，所述環形導流通道包括球面導流部和多個連通管部，多個所述連通管部環繞所述環形緩沖通道的軸線設置，且所述連通管部的一端與所述環形緩沖通道連通，另一端與所述球面導流部連通，所述球面導流部的內表面為球面。