CN101657714B - 喷雾测定装置 - Google Patents
喷雾测定装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN101657714B CN101657714B CN2007800522090A CN200780052209A CN101657714B CN 101657714 B CN101657714 B CN 101657714B CN 2007800522090 A CN2007800522090 A CN 2007800522090A CN 200780052209 A CN200780052209 A CN 200780052209A CN 101657714 B CN101657714 B CN 101657714B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- light
- spraying
- light source
- measuring apparatus
- cutting agent
- 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.)
- Expired - Fee Related
Links
- 239000003595 mist Substances 0.000 title claims abstract description 61
- 238000005507 spraying Methods 0.000 claims description 84
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims description 48
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims description 42
- 239000007921 spray Substances 0.000 claims description 32
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 claims description 5
- 238000001514 detection method Methods 0.000 abstract description 17
- 239000000314 lubricant Substances 0.000 abstract description 13
- 238000002347 injection Methods 0.000 abstract 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 abstract 1
- 239000000443 aerosol Substances 0.000 description 12
- 239000002173 cutting fluid Substances 0.000 description 8
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 7
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 5
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 description 5
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 4
- 238000012800 visualization Methods 0.000 description 4
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 3
- 230000008859 change Effects 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 3
- 241001503485 Mammuthus Species 0.000 description 2
- 238000000149 argon plasma sintering Methods 0.000 description 2
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 2
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 239000006249 magnetic particle Substances 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 2
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 2
- 230000005856 abnormality Effects 0.000 description 1
- 238000012790 confirmation Methods 0.000 description 1
- 239000002826 coolant Substances 0.000 description 1
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 230000003292 diminished effect Effects 0.000 description 1
- 238000005538 encapsulation Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000000892 gravimetry Methods 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 238000003780 insertion Methods 0.000 description 1
- 230000037431 insertion Effects 0.000 description 1
- 238000005461 lubrication Methods 0.000 description 1
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 1
- 239000011553 magnetic fluid Substances 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 1
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 230000011514 reflex Effects 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- 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
- G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
- G01N21/47—Scattering, i.e. diffuse reflection
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23Q—DETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
- B23Q11/00—Accessories fitted to machine tools for keeping tools or parts of the machine in good working condition or for cooling work; Safety devices specially combined with or arranged in, or specially adapted for use in connection with, machine tools
- B23Q11/10—Arrangements for cooling or lubricating tools or work
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23Q—DETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
- B23Q11/00—Accessories fitted to machine tools for keeping tools or parts of the machine in good working condition or for cooling work; Safety devices specially combined with or arranged in, or specially adapted for use in connection with, machine tools
- B23Q11/10—Arrangements for cooling or lubricating tools or work
- B23Q11/1038—Arrangements for cooling or lubricating tools or work using cutting liquids with special characteristics, e.g. flow rate, quality
- B23Q11/1046—Arrangements for cooling or lubricating tools or work using cutting liquids with special characteristics, e.g. flow rate, quality using a minimal quantity of lubricant
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23Q—DETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
- B23Q17/00—Arrangements for observing, indicating or measuring on machine tools
- B23Q17/24—Arrangements for observing, indicating or measuring on machine tools using optics or electromagnetic waves
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N15/00—Investigating characteristics of particles; Investigating permeability, pore-volume or surface-area of porous materials
- G01N15/06—Investigating concentration of particle suspensions
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- 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
- G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
- G01N21/47—Scattering, i.e. diffuse reflection
- G01N21/49—Scattering, i.e. diffuse reflection within a body or fluid
- G01N21/53—Scattering, i.e. diffuse reflection within a body or fluid within a flowing fluid, e.g. smoke
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- 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
- G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
- G01N21/47—Scattering, i.e. diffuse reflection
- G01N2021/4704—Angular selective
- G01N2021/4726—Detecting scatter at 90°
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
- Y02P70/10—Greenhouse gas [GHG] capture, material saving, heat recovery or other energy efficient measures, e.g. motor control, characterised by manufacturing processes, e.g. for rolling metal or metal working
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- Dispersion Chemistry (AREA)
- Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
- Machine Tool Sensing Apparatuses (AREA)
Abstract
以提供一种辨认性提高,且能够进行高精度检测的喷雾测定装置为课题。在具有外壳(30)和设于该外壳(30)并向雾状切削剂(1)出射光的光源(15)的喷雾测定装置中,外壳(30)设于雾状切削剂(1)的喷出部(10a)的周围,从光源(15)出射的光为可见光线,在外壳(30)中设有用于观察来自雾状切削剂(1)的散射光的观察部(33)。
Description
技术领域
本发明涉及喷雾测定装置,更详细地说,是涉及可以通过目视对机床所使用的雾状切削剂加以测定的喷雾测定装置以及可以自动测定雾量的喷雾测定装置。
背景技术
用机床对例如汽车零部件进行切削加工时,会供给切削剂,而具有使切削剂的量为所需最小限度的MQL(Minimum Quantity Lubrication:最小量润滑)这样的方法。若依据MQL供给雾状的切削剂,则所使用的切削剂的量很少,因此有环境负荷降低、成本降低等各种优点。因此,MQL以切削剂的供给量尽可能少为宜。
另一方面,从工具的寿命和加工精度的观点出发,切削剂充分供给为好,因此以MQL进行加工时,需要对切削工具的附近、切削工具与工件接触的部分高效稳定地供给雾状的切削剂(以下称雾状的切削剂为“喷雾”)。
为此,就必须自动测定从切削工具旁边的油孔、例如刀具自身所设的油孔喷出的喷雾的状态和量,并使之反馈到机床而喷出不多不少的喷雾。
这种情况下,若是用肉眼辨认喷雾的量,并能够一目了然地确认喷雾的喷出状态则很方便。
但是,因为喷雾的量很微量,所以不能直接辨认。另外,即使切削剂的喷出量的计测由喷出前贮存有切削剂的透明管的刻度进行,因为喷雾的消耗量很微量,也不能精确地检测。而且,在有喷雾处于液状等的喷出不良的情况下,透明管中的喷雾量的减少部分与实际的喷雾量并不一致。
此外,从切削加工设备的自动化的观点出发,期待的是自动地检测喷雾的量,并基于该检测量自动地调整喷雾的量以防止喷出不良。
在专利文献1中公开有一种方法,其是在由非磁性体构成的主体的外周部配设有磁传感器,在主体的内部具有切削液(coolant)的通路,由磁传感器检测含有磁性流体的雾状的切削液的流动状态,基于该检测输出来控制切削液的量。
在专利文献2中提出有一种装置,其是光学地检测浮质(aerosol)(喷雾)的比例,且使在该浮质通过的通路的内侧沉淀的润滑剂膜的流量得以重量检测,由此分别测定浮质和沉淀状态的润滑剂的流量。在该光传感器中有两种类型,一种是适当的光朝向测定装置内的浮质的流动方向的类型,以及气流从测定装置朝向光传感器流动,以该气流运送浮质的类型。
在专利文献3中提出的装置是,将投光灯的光向雾状润滑剂的喷出处投射,以光接收器检测由喷射状态的浓淡决定的透射率的机床用润滑剂喷出状态检测装置;和将投光灯的光向雾状润滑剂的喷出处投射,以光接收器检测来自雾状润滑剂的反射的光的机床用润滑剂喷出状态检测装置。在该机床用润滑剂喷出状态检测装置中,因为用光接收器接收雾状切削剂的透射光和反射光,所以投光灯、喷出处所、光接收器定位为直线状。
专利文献1:特开2000-141162号公报
专利文献2:美国申请公开US2006/0171788A1
专利文献3:特开2003-53644号公报
然而,在专利文献1所述的切削液的检测器中,因为切削液由雾状的极小微粒构成,所以不能目视切削液。
另外,因为需要使切削液中含有磁性体(磁性粒子),所以操作工序增加,并且成本上升。此外,由于含有磁性体,致使金属加工、特别是加工磁性体时检测精度和切削精度降低。例如若工件为磁性体,则在切削液和金属之间磁力会起作用,因此切削剂的流动变差而停滞,在该状态下,即使使用磁传感器检测切削剂中所含的磁性粒子,也不能检测出喷出量的时间性的变化。
在专利文献2所述的润滑剂测定装置中,因为激光指向性过高,所以只能在狭窄的范围出射。例如用比较廉价的半导体激光时,波长比较长,完全不能辨认,或者即使能够辨认也是非常难辨认。因此,在该润滑剂测定装置中,几乎不可能直接辨认光浮质的喷出状态整体。
此外,虽然是利用光传感器测定润滑剂的量,但在适当的光被朝向测定装置内的浮质的流动的类型中,使光的方向改变便不能测定浮质整体的喷出状态。
在气流从测定装置朝向光传感器流动,以该气流运送浮质的类型中,在浮质被气流运送的途中会发生沉淀,方向改变,在切削工具和工件的接触部分不能直接测定。另外,在重量测定时,即使能够测定沉淀的浮质的量,也难以捕捉喷出状态的时间性的变化。
专利文献3所述的机床用雾状润滑剂检测装置,源于与本发明的申请人一部分是相同的申请人,本发明的喷雾测定装置,通过利用与专利文献3所述的发明不同的检测方法,从而使喷雾的喷出状态能够辨认,并且还对光传感器中的雾状润滑剂的检测施加了改良。
在专利文献3中,投光灯、喷出处所、光接收器直线状定位,虽然是测定喷出处所的透射光和反射光,但若是向雾(mist)状的切削剂投射光,则光无法在一个方向上行进。
若对雾状的切削剂入射光,则光沿一个方向反射,而不透射,由喷雾粒子反射到多个方向,这种反射常常在粒子间重复很多次。即,若对雾状的切削剂入射光,则该光就散射。因此,比起测定反射光和透射光来说,测定散射光在检测微量的光方面更有效果,另外,以透射光和反射光观察喷雾,从投光灯投向喷雾的光进入眼睛也难以直接辨认。
发明内容
本发明鉴于这样的情况而做,其目的在于,提供一种通过以目视观察散射光,从而使雾状切削剂的辨认性提高的喷雾测定装置;一种能够以光传感器检测散射光的高精度的喷雾测定装置;和一种辨认性提高,而且能够以高传感器进行高精度地检测的喷雾测定装置。
为了达成上述目的,本发明阐述了以下的技术方案。
上述第一发明的喷雾测定装置,具有:外壳;光源,设于外壳中并将可见光线向雾状切削剂出射;光传感器,设于所述外壳中且接收来自所述雾状切削剂的散射光;和观察部,设于外壳且由用于观察来自雾状切削剂的散射光的透明窗构成,光传感器相对于来自光源的光的出射方向和喷雾的喷出方向这两方垂直地设置,基于光传感器的光接收量来测定雾状切削剂的喷出量,其中,外壳设于雾状的切削剂的喷出部的周围,以遮断外部光线而使内部成为暗室,在光源的前方设有呈筒状且内面为反射面的防反射器,在朝向光传感器的光接收路径中设有筒状的接收光路管和聚光透镜,散射光通过接收光路管被聚光透镜聚集后,由光传感器检测。
若是如此,从光源出射的光由喷雾进行散射,通过目视能够观察其散射状态。这种情况下,因为外壳遮断外部光线,且光为可见光线,因此,若从设于该外壳的观察部观察喷雾的散射光,则变成散射光在暗室中浮现这样的状态,能够辨认喷雾的量和状态。
即,因为切削剂为雾状,所以从光源出射的光在喷雾粒子间多次重复反射,发生散射。因此,若观看该散射光,则能够以目视观察喷雾的喷出状态。
另外,若观看散射光,则来自光源的出射光不会直接进入眼中,因此容易辨认喷出状态。
在本发明的喷雾测定装置中,还优选从光源出射的光的波长为490nm以上、550nm以下。
若是如此,在可见光线中,也可以很好地利用接近绿色的波长,因此能够更明确地辨认。
在本发明的喷雾测定装置中,因为在光源的前方设有筒状的防反射器,因此,来自光源的光难以直接在观察部被辨认。另外,因为光被高效率地出射到喷雾上,所以喷雾的喷出状态的辨认性提高。另外,在朝向光传感器的光接收路径中设有接收光路管,所以来自光源的出射光入射到光传感器的情况少。
在本发明中,以光传感器接收散射光,从而检测喷雾量。
即,不检测反射光和透射光,而是检测散射光。另外,利用设于喷雾喷出部的外壳遮断外部光线,因此传感器的灵敏度高。
还有,这种情况下,若缩短光源的波长,则来自光源的出射光的能量增大。因此,喷雾造成的散射光的能量也增大,光传感器的灵敏度提高,因此能够高精度地观察喷雾量。另外,若是容易辨认的波长的光,则喷雾的喷出状态能够以目视确认。
在本发明的喷雾测定装置中,优选具有喷雾调整部,其根据由光传感器测定的喷出量,自动调整所喷出的雾状切削剂的量。
若是如此,则基于由光传感器测定的光量,即喷雾量,所喷出的喷雾量得到调整,因此能够进行MQL的自动化,不费人工,成本降低。
在本发明的喷雾测定装置中,优选设有多个光传感器。
若是如此,则来自喷雾的能够检测的散射光的光量变大,喷雾测定装置的精度提高。另外,因为从多个方向进行检测,所以光被切削工具遮挡而使所检测的散射光变小的可能性变低,并且从多个方向能够更具体地测定喷雾的状态。
在本发明的喷雾测定装置中,优选在光传感器和接收光路管之间,设置聚光透镜。
如此若设置聚光透镜,则来自喷雾的散射光聚集而入射到光传感器中,因此光传感器的灵敏度提高,能够更高精度地检测喷雾的状态。
在本发明的喷雾测定装置中,也可以具有出射波长低于490nm的能量高的光的光源和出射波长为490nm以上、810nm以下的可见光线的光源。
如此若是出射波长不同的光的光源,并用这两个光源,则波长越短,光的能量越高,因此波长低于490nm的光其能量强,所以光传感器的灵敏度提高,光传感器的电检测精度提高。
另外,例如绿色、黄色等波长为490nm以上、810nm以下的光,因为相对于暗室下即黑暗其辨认性较好,所以喷雾的辨认性提高。
在本发明的喷雾测定装置中,也可以具有出射波长低于490nm的能量高的光的光源和出射波长为490nm以上、550nm以下的接近绿色的可见光的光源。
如此若是出射波长不同的光的光源,若并用这两个波长的光源,则波长低于490nm的光其能量强,因此光传感器的灵敏度提高,光传感器的电检测精度提高;并且,波长为490nm以上、550nm以下的光,因为辨认性好,所以能够更明确地进行观察。
如以上这样通过并用两种波长的光,能够得到光传感器的灵敏度高,且辨认性也良好的喷雾测定装置。
这种情况下,可以同时使用波长不同的两个光源,也可以根据需要将光源切换使用。
在本发明的喷雾测定装置中,光源优选使用发光二极管。
若是如此,因为发光二极管能够出射各种波长的光,所以能够出射前述这样的低于490nm的光和490nm以上、550nm以下的光。另外,因为发光二极管响应速度也迅速,所以也能够快速地进行自动控制的随动。此外,其价格便宜,在照射喷雾整体上也有适度的指向性。
根据本发明,能够得到一种通过目视观察散射光从而雾状切削剂的辨认性提高、并且能够以光传感器检测散射光的高精度的喷雾测定装置。
附图说明
图1是喷雾测定装置的整体图。
图2是表示第一实施方式的喷雾测定部的图。
图3是图2的A-A’线剖面图。
图4是喷雾喷出状态的模式图。
图5是表示喷雾下的散射状态的图。
图6是第一实施方式的实验条件。
图7是只有空气下的泵驱动命令和输出信号的测定结果。
图8是使用小型泵时的泵驱动命令和输出信号的测定结果。
图9是使用中型泵时的泵驱动命令和输出信号的测定结果。
图10是使用大型泵时的泵驱动命令和输出信号的测定结果。
图11是表示切削剂供给量和平均输出信号的图。
图12是表示第二实施方式的喷雾测定部的图。
图13是表示第三实施方式的喷雾测定部的图。
符号说明
1喷雾
2切削剂
10切削工具
10a喷出部
11喷雾测定部
15发光二极管
16光电晶体管(phototransistor)
26喷雾调整部
30外壳
32防反射器
32a反射面
33观察部
35接收光路管
36非球面聚光透镜(aspheric condenser lens)
100喷雾测定装置
具体实施方式
以下,边参照附图边说明本发明的实施方式。
图1是喷雾测定装置的整体图。
在该喷雾测定装置100中,切削剂2充满透明管3,该切削剂2被计量4送出。计量泵4是气动驱动的活塞式(plunger type),根据切削剂用电磁阀13(solenoid valve)的工作,进行切削2的喷出。
通过控制计量泵4的工作频率,调节切削剂2的喷出量,另外通过读取设于透明管3的刻度,求得切削剂2的总消耗量。还有,基于该透明管3的刻度的检测,是为了测定喷雾喷出量的总量而进行的,该检测量无法用于微量的检测需要的喷雾喷出的控制。
此外,该切削剂2经由多条流路回转接头5,被搬送到混合喷嘴8(mixing nozzle),其设于作为回转侧的机床的主轴6内部的前端部的切削工具10旁边。
在混合喷嘴8的内部,空气22与切削剂被混合,而使切削剂2成为雾状(以下为了方便而将雾状的切削剂2称为“喷雾1”)。
然后,在喷雾测定部11的内部插入切削工具10的前端,在该喷雾测定部11内部,喷雾1的喷出状态和喷雾量被测定。该切削工具10使用钻头,其被安装在可与其他形状的切削工具自由交换的工具支架9上。在切削工具10的前端设有喷雾1的喷出部10a。
图2是表示本发明的第一实施方式的喷雾测定部的图,图3是图2的A-A’线剖面图。图4是喷雾喷出状态的模式图。
如图2和图3所示,该喷雾测定部11为箱形,在该箱内部的上方设有作为光源的发光二极管15。而且,相对于来自发光二极管15的光的出射方向、和喷雾1的喷出方向(图3中为与纸面垂直的方向)这两方垂直地设有光电晶体管16。
另外,在喷雾测定部11的光电晶体管16的相反面,设有由透明的窗口构成的观察部33。因此,观察部33也与光电晶体管16一样,相对于发光二极管15的出射方向和喷雾1的喷出方向这两方垂直。
然后,从发光二极管15出射的光被喷雾1散射,由光电晶体管16检测散射光,由此检测图1的喷雾1的散射光。
然后,基于此得到的散射光的光量,由图1的喷雾调整部26调整喷出的喷雾的量。
来自光电晶体管16的模拟电信号,被图1所示的增幅器17增幅后,通过A/D转换器18而被转换成数字信号,并被输入PLC(可编程逻辑控制器Programmable Logic Controller)19。还有,经过检测的喷雾1其后通过由真空泵构成的排出装置25,被排放到喷雾测定部11的外部。
在PLC19中,对于喷雾1进行CNC(计算机数值控制ComputerNumeral Controller),分析来自光传感器的数据并换算成喷雾量。然后,喷雾量超过设定量、或不满足设定量时,输出异常消息,并且对空气用电磁阀20、切削剂用电磁阀13和计量泵4发送控制信号,以调整喷雾量。
空气用电磁阀20和切削剂用电磁阀13与空气源21连接,承担着对于从空气源21输送的压缩空气的电磁阀的作用。
如上,喷雾测定装置100自动检测喷雾1的喷出状态,根据该检测状态自动地调整喷雾1的喷出量。
以下,详细地说明喷雾测定部11的喷雾1的检测。
如图3、图4所示,从喷雾测定部11的外壳30的插入口插入切削工具10,从该切削工具10前端的喷出部10a喷射喷雾。在该外壳30中,作为光源的发光二极管15经由发光二极管固定部31被安装,并且在该发光二极管15的前方,安装有呈筒状且内面为反射面32a的防反射器32。
另外如前述,在外壳30,在相对作为光源的发光二极管15为垂直的方向上,设有透明的窗口状的观察部33;作为光传感器的光电晶体管16也相对于发光二极管15垂直地被安装。还有,该光电晶体管16经由光电晶体管固定部34被固定于外壳30。
在朝向光电晶体管16的光接收路径中,安装有筒状的接收光路管35和作为聚光透镜的非球面聚光透镜36。通过以上这样的喷雾测定部11进行喷雾1的测定。
首先,发光二极管15的出射光被朝向喷雾1射出。然后,该出射光通过防反射器32在喷雾1中进行散射。图5是表示喷雾的散射状态的图。
如图5所示,当来自发光二极管15的光碰到喷雾1的粒子1a时就进行散射。即,不是沿一个方向反射或透射,而向各个方向反射,且该漫反射在喷雾1的粒子1a间反复多次。
因此,如果由观察部33目视该散射光,则能够辨认喷雾1的喷出状态。还有,因为外壳30遮断外部光线,所以喷雾测定部11内部成为暗室,因此能够更明确地辨认喷出状态。而且,因为相对于光源而观察部33被垂直设置,所以散射光以外的光的辨认就被降低。
这种情况下,发光二极管15出射的光其波长若为490nm以上、550nm以下则大致为绿色,因此容易辨认。另外指向性也适度,能够根据喷出状态选择各种二极管。
另外,散射光由作为光传感器的光电晶体管16检测。这种情况下,来自喷雾1的散射光通过接收光路管35被非球面聚光透镜36聚集后,由光电晶体管16检测。因为光电晶体管16也相对发光二极管15的出射光为垂直,所以散射光以外的光的接收就被降低。
防反射器32在内面具有反射面32a,由该反射面32a反射发光二极管15的出射光,由此能够将发光二极管15的出射光的范围调整得与喷雾1一致。另外,因为在朝向光电晶体管16的光接收路径中有筒状的接收光路管35,所以从发光二极管15向喷雾1的出射光入射到光电晶体管16的情况少。此外,因为向光电晶体管16的入射光被非球面聚光透镜36聚集,所以光电晶体管16的对散射光的灵敏度得以提高,能够高精度地测定喷雾量。
使用本实施方式的喷雾测定装置100,交换喷出容量不同的3种计量泵4,从而使该计量泵4的工作频率在0.2~4.4Hz间变化来进行实验。
图6是第一实施方式的实验条件。
如图6所示,实验时的发光二极管15的波长为520nm,容易辨认,是能量也比较高的光。
钻头的转数在由光电晶体管16进行检测时为5617rpm,其他情况下为0rpm。
目视观察的结果为,在光源OFF的情况下和光源ON但没有切削剂喷出的情况下(以0ml/h喷出喷雾1),从观察部33观察均为暗的状态,但若以15ml/h喷出喷雾1,则从观察部33能够观察到内部为稍亮的状态,若以75ml/h喷出喷雾1,则整体处于明亮的状态,喷雾部分极其明亮,如图4的影线所示的喷雾1的喷出状态能够确认得很清楚。
另外,用图1所示的示波器(oscilloscope)27观察泵驱动命令的信号、和由增幅器17增幅后的光电晶体管16输出信号,由此进行该喷雾测定装置100的性能确认实验。
图7~图11是泵驱动命令和输出信号的测定结果。图7是只有空气下喷出的状态,图8表示使用小型泵而使泵驱动命令脉冲状变化的情况,图9表示使用中型泵而使泵驱动命令脉冲状变化的情况,图10表示使用大型泵而使泵驱动命令脉冲状变化的情况。。图8、图9和图10中的切削剂2的供给量均为15ml/h。还有,在图7~图10中,泵驱动命令和光电晶体管16的输出信号(实际是由增幅器17增幅后的输出信号)记述在同样的图中,在图7中,泵驱动命令为0,在图8~图10中,是使泵驱动命令脉冲状变化的情况,但泵驱动命令为LOW时也是0的意思。
如图7所示,没有喷出喷雾1而只喷出空气时,光电晶体管16的输出信号为0。然后如图8、图9、图10所示,无论使用哪一种泵时,对于15ml/h的喷出量,检测量的平均均为5mV左右。不受喷出模式的影响,相对于喷出量而检测量追随。
这种情况下,由中型泵进行的15ml/h的喷出是通常的MQL钻头加工所使用的一般性的条件,满足实用性。
图11是表示切削剂供给量和平均输出信号的图。
如图11所示,即使使切削剂供给量变化,其与平均输出功率的关系也大致为线形,能够得到良好的结果。
如上,通过光散射方式,能够辨认喷雾1的喷出状态,且能够由光传感器检测喷出量,这一点被实验性地确认。其结果是,能够确认利用光散射方式进行的喷雾1的检测具有充分的实用性。
图12是表示本发明的第二实施方式的喷雾测定部的图。
在第二实施方式中,配置作为光源的发光二极管15的方式是,使之相对于喷雾1的喷出方向,从斜上方出射光。
若从发光二极管相对于喷雾1从倾斜方向出射光,则出射光被切削工具10遮挡的情况少,可遍及喷雾整体,喷雾1的散射光变大。
另外,作为光传感器的光电晶体管16设有3个(16a1~6c),1个光电晶体管16a在相对于作为光源的发光二极管15的出射方向垂直的方向接收光,其余2个光电晶体管16b、16c设于喷雾测定部11的上部和下部。如此,通过设置多个光电晶体管16,能够检测的散射光增大,喷雾测定部11的灵敏度提高,能够高精度的检测喷雾1的状态。另外,因为从多个方向检测散射光,所以也能够把握喷雾1的喷出状态。另外,能够从观察部33辨认喷雾1的喷出状态。
在此第二实施方式中,利用喷雾1的散射光,能够辨认喷雾1,并且能够以光电晶体管16进行高精度地检测。
图13是表示本发明的第三实施方式的喷雾测定部的图。
在第三实施方式中,相对于喷雾1的喷出方向,由2个发光二极管15从斜上方向和斜下方向出射光。并且,与第二实施方式一样,设置3个光电晶体管16。并且,从观察部33能够辨认喷雾1的喷出状态。
这种情况下,一个发光二极管15出射的光的波长低于490nm。若波长低于490nm,则为能量高的光,光电晶体管16的灵敏度提高。
另外,另一个发光二极管15为出射波长为490nm以上、810nm以下的光源,优选为出射波长为490nm以上、550nm以下的接近绿色的光的光源。如此,出射接近绿色的光,辨认性提高。
本发明并不限于以上的实施方式。
只要实现暗室的功能以及光源和光传感器的固定构件的功能,外壳30也可以不是图示这样的形状,不像这样配置,另外作为暗室的功能和作为固定构件的功能,也可以由其他构件构成。同样地,也可以变更光源和光传感器的位置。
另外,可以使发光二极管15如图示的第一实施方式这样只有1个,也可以像第二实施方式这样,在喷雾测定部11设置具有容易辨认的光和能量高的光的2种波长的2个元件内置型的发光二极管15,也可以在大致相同的位置相邻设置2个元件的发光二极管15。如上,如果光源被区分为可见光线的波长(虽然会因人而异,不过波长为360nm左右~810nm左右)、容易辨认的波长、能量高的波长(包括紫外线等非可见光线的比较短的波长)加以使用,则其波长和个数可以适宜变更。
而且,发光二极管15如前述无论是1个元件,还是内置有2个元件的封装(one package)品,分别配置2个元素也可以,另外是3个元素、4个元素也可以。
就光传感器而言,如果能够检测散射光,则也包括光电二极管(photodiode)等其他光传感器和紫外线传感器等针对非可见光线的传感器,也不计数量。另外,如果观察部33配置在散射光容易看见的位置,则其位置和形状也可以适宜变更。
另外,在以上的本实施方式中,切削工具10的前端设有喷雾喷出部10a,但切削工具10也可以从其他地方喷出喷雾1。
Claims (4)
1.一种喷雾测定装置,具有:
外壳;
光源,设于所述外壳中并将可见光线向雾状切削剂出射;
光传感器,设于所述外壳中且接收来自所述雾状切削剂的散射光;和
观察部,设于所述外壳且由用于观察来自所述雾状切削剂的散射光的透明窗构成,
所述光传感器相对于来自所述光源的光的出射方向和喷雾的喷出方向这两方垂直地设置,基于所述光传感器的光接收量来测定雾状切削剂的喷出量,其特征在于,
所述外壳设于所述雾状切削剂的喷出部的周围,以遮断外部光线而使内部成为暗室,
在所述光源的前方设有呈筒状且内面为反射面的防反射器,
在朝向所述光传感器的光接收路径中设有筒状的接收光路管和聚光透镜,
所述散射光通过所述接收光路管被聚光透镜聚集后,由所述光传感器检测。
2.根据权利要求1所述的喷雾测定装置,其特征在于,
从所述光源出射的光是波长为490nm以上、550nm以下的接近绿色的可见光线。
3.根据权利要求1所述的喷雾测定装置,其特征在于,
设有多个所述光传感器。
4.根据权利要求1所述的喷雾测定装置,其特征在于,
具有:出射波长低于490nm的能量高的光的光源;和出射波长为490nm以上、550nm以下的接近绿色的可见光线的光源。
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007070606A JP4395627B2 (ja) | 2007-03-19 | 2007-03-19 | ミスト測定装置 |
JP070606/2007 | 2007-03-19 | ||
PCT/JP2007/001012 WO2008114325A1 (ja) | 2007-03-19 | 2007-09-19 | ミスト測定装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN101657714A CN101657714A (zh) | 2010-02-24 |
CN101657714B true CN101657714B (zh) | 2012-05-23 |
Family
ID=39765446
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN2007800522090A Expired - Fee Related CN101657714B (zh) | 2007-03-19 | 2007-09-19 | 喷雾测定装置 |
Country Status (6)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US7929136B2 (zh) |
EP (1) | EP2128602A4 (zh) |
JP (1) | JP4395627B2 (zh) |
KR (1) | KR101302854B1 (zh) |
CN (1) | CN101657714B (zh) |
WO (1) | WO2008114325A1 (zh) |
Families Citing this family (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP5324187B2 (ja) * | 2008-10-29 | 2013-10-23 | 株式会社森精機製作所 | ミスト状切削液の吐出確認方法 |
US8934998B1 (en) * | 2010-09-11 | 2015-01-13 | Unist, Inc. | Method and apparatus for delivery of minimum quantity lubrication |
CN103558187A (zh) * | 2013-11-02 | 2014-02-05 | 中国工程物理研究院流体物理研究所 | 水雾浓度测量装置及测量方法 |
KR102136898B1 (ko) * | 2013-12-30 | 2020-07-22 | 울산대학교 산학협력단 | 레이저를 이용한 오일 미스트 측정 장치 |
DE102015005634A1 (de) | 2015-05-05 | 2015-08-06 | Bielomatik Leuze Gmbh & Co. Kg | Vorrichtung zur Minimalmengenschmierung |
CN105479176A (zh) * | 2015-12-29 | 2016-04-13 | 上海发那科机器人有限公司 | 一种采用微量润滑系统的机器人钻铣装置及方法 |
CN106238260A (zh) * | 2016-10-15 | 2016-12-21 | 山东大学 | 一种流体喷射区域光源指示定位装置 |
JP6764977B1 (ja) * | 2019-06-12 | 2020-10-07 | Dmg森精機株式会社 | 工作機械 |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5255089A (en) * | 1992-03-26 | 1993-10-19 | International Business Machines Corporation | Portable particle detector assembly |
CN2599267Y (zh) * | 2002-12-29 | 2004-01-14 | 河南科技大学 | 喷油嘴喷雾形态快速检测装置 |
CN1538894A (zh) * | 2001-08-10 | 2004-10-20 | 报国株式会社 | 工作机械和工作机械用润滑剂喷射状态检测装置 |
CN1587985A (zh) * | 2004-07-22 | 2005-03-02 | 上海交通大学 | 扫描式喷嘴雾化场雾滴粒径和浓度空间分布分析仪 |
Family Cites Families (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
IL27293A (en) * | 1966-03-10 | 1971-03-24 | Pyrotector Inc | Particle detector |
EP0983501A4 (en) * | 1996-11-08 | 2000-03-08 | Purdue Research Foundation | PARTICLE ANALYSIS SYSTEM AND METHOD |
US6618144B1 (en) * | 1999-10-15 | 2003-09-09 | The Administrators Of The Tulane Educational Fund | Device and method of simultaneously measuring the light scattering from multiple liquid samples containing polymers and/or colloids |
JP2000141162A (ja) | 1998-11-04 | 2000-05-23 | Komatsu Ltd | クーラントとその検出器および流動検出方法、制御方法 |
WO2004009390A2 (en) * | 2002-07-19 | 2004-01-29 | Board Of Regents, The University Of Texas System | Time-resolved exhaust emissions sensor |
JP3874752B2 (ja) | 2003-09-16 | 2007-01-31 | 新日本空調株式会社 | 手持ち型粒子可視化装置 |
JP2005351835A (ja) | 2004-06-14 | 2005-12-22 | Fuji Electric Systems Co Ltd | 微粒子測定装置 |
JP2006010353A (ja) | 2004-06-22 | 2006-01-12 | Fuji Electric Systems Co Ltd | 微粒子測定装置 |
DE102004061412B3 (de) | 2004-12-21 | 2006-02-02 | Daimlerchrysler Ag | Verfahren und Vorrichtung zur Ermittlung eines Schmiermittelstroms |
-
2007
- 2007-03-19 JP JP2007070606A patent/JP4395627B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 2007-09-19 EP EP07827793A patent/EP2128602A4/en not_active Withdrawn
- 2007-09-19 KR KR1020097019469A patent/KR101302854B1/ko not_active IP Right Cessation
- 2007-09-19 US US12/532,097 patent/US7929136B2/en not_active Expired - Fee Related
- 2007-09-19 WO PCT/JP2007/001012 patent/WO2008114325A1/ja active Search and Examination
- 2007-09-19 CN CN2007800522090A patent/CN101657714B/zh not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5255089A (en) * | 1992-03-26 | 1993-10-19 | International Business Machines Corporation | Portable particle detector assembly |
CN1538894A (zh) * | 2001-08-10 | 2004-10-20 | 报国株式会社 | 工作机械和工作机械用润滑剂喷射状态检测装置 |
CN2599267Y (zh) * | 2002-12-29 | 2004-01-14 | 河南科技大学 | 喷油嘴喷雾形态快速检测装置 |
CN1587985A (zh) * | 2004-07-22 | 2005-03-02 | 上海交通大学 | 扫描式喷嘴雾化场雾滴粒径和浓度空间分布分析仪 |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
JP特开2005-91061A 2005.04.07 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
EP2128602A4 (en) | 2011-12-21 |
KR101302854B1 (ko) | 2013-09-02 |
US7929136B2 (en) | 2011-04-19 |
KR20090122249A (ko) | 2009-11-26 |
CN101657714A (zh) | 2010-02-24 |
EP2128602A1 (en) | 2009-12-02 |
JP4395627B2 (ja) | 2010-01-13 |
US20100103415A1 (en) | 2010-04-29 |
JP2008232723A (ja) | 2008-10-02 |
WO2008114325A1 (ja) | 2008-09-25 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN101657714B (zh) | 喷雾测定装置 | |
US4561776A (en) | Electro-optical sensors for tool and robotic inspection | |
JP2008232723A5 (zh) | ||
JP6126217B2 (ja) | 媒質内の粒子を測定するためのセンサ及び方法 | |
CN101789146B (zh) | 对拍式硬币检查机和硬币检查方法 | |
US9664887B2 (en) | Replaceable illumination module for a coordinate measuring machine | |
US9322760B2 (en) | Contact angle measuring instrument | |
CN101196570A (zh) | 光学位移传感器以及光学位移测量设备 | |
EP2950105B1 (en) | Device for detecting particles in a liquid and method for detecting particles in a liquid | |
CN101598838A (zh) | 通信光检测器 | |
US8292035B2 (en) | Oil/air lubrication system | |
TW536441B (en) | Machine tool, and coolant spouting condition detecting device thereof | |
CN105834836A (zh) | 非接触式刀具测量及破损检测装置 | |
CN107580666A (zh) | 用于最小量润滑的系统 | |
CN108943444A (zh) | 切削装置 | |
CN113661029A (zh) | 工具机装置 | |
CN208771916U (zh) | 一种汽车发动机缸套外观视觉检测装置 | |
CN100494760C (zh) | 监视流过或流自导管的诸如润滑剂的流体的流动的设备和由该设备实现的方法 | |
US5742396A (en) | Method and apparatus for detecting obstructed vacuum nozzles | |
KR20040038783A (ko) | 산업용 로봇 | |
JP2001328049A (ja) | 刃物検知装置 | |
CN113557106B (zh) | 测量设备和方法 | |
CN113242954B (zh) | 非接触式刀具测量设备 | |
EP3486027B1 (en) | Measuring a fluid jet guiding a laser beam | |
CN112091435A (zh) | 一种多头激光打码机构和自动激光打码机 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
C14 | Grant of patent or utility model | ||
GR01 | Patent grant | ||
C17 | Cessation of patent right | ||
CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20120523 Termination date: 20130919 |