[发明专利]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

说明书

技术领域

本发明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。

背景技术

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。

发明内容

本发明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，作为本发明的一个方面，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。