CN110174356A - 一种透明窗模拟装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种透明窗模拟装置，用于工件表面的光学检测，包括主体、连接组件、透明板(5)、冷却液接头(9)、透明液体接头(12)、透明液体入口(13)、样块托盘(16)、冷却液入口(17)，所述主体包括两个侧板(1)、端板(10)和底板(11)，所述连接组件包括螺丝一(2)、上板一(3)、上桥一(4)、螺丝二(6)、上板二(7)、上桥二(8)，本发明利用透明液体在被测工件表面上方冲出一块透明测量区域，使得光束能够穿过冷却液层到达被测工件表面实现测量，解决了冷却液加工条件下光学在线检测无法实现的问题。

Description

一种透明窗模拟装置

技术领域

本发明涉及一种透明窗模拟装置，尤其涉及一种用于冷却液加工条件下工件表面质量的光学在线检测的装置。

背景技术

现代制造行业中，工件表面质量的在线检测有助于加工过程的控制，从而提高生产率，保证产品质量。现有的在线检测方法大都集中在对在线检测衡量参数的选取，测量速度、测量精度以及抗干扰能力的提高上，较少考虑到检测环境的影响。而加工现场的环境是非常复杂的，例如加工过程中使用的冷却液会覆盖在工件表面影响检测。冷却液条件下工件表面的在线测量主要有超声波方法和光学方法。Shin Y.C.等使用聚焦超声波束实现表面粗糙度的在线检测。但超声波是一种机械波，其测量分辨率不够，而且，其测量参数为平均效应参数，不能用于高精度表面的测量。Wang S.H.等设计了高压喷气装置用于表面粗糙度测量，由高压气泵产生高压气流喷吹被测表面，使其达到测量要求的清洁度。但是，该方案容易在被测表面形成雾气。用光纤进行在线测量时，可用压缩空气吹去测量表面上的冷却液或者将纤维测头插入新鲜的冷却液中完成测量。但是，工件的转动及其尺寸的减小可能会引起探头附近冷却液的变化，从而影响测量结果。

综上，对于冷却液覆盖在工件表面影响在线测量的难题，不少学者提出了一些解决方案，但是这些方案都存在着某些不足，未能完全解决该问题。尤其是在光学测量方法中，由于冷却液阻挡了光束的传播，使得加工过程中的在线光学检测不可能实现。

发明内容

发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种透明窗模拟装置，利用透明液体在被测工件表面上方冲出一块透明测量区域，使得光束能够穿过冷却液层到达被测工件表面实现测量，解决了冷却液加工条件下光学在线检测无法实现的问题。

技术方案：为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种透明窗模拟装置，用于工件表面的光学检测，包括主体、连接组件、透明板、冷却液接头、透明液体接头、透明液体入口、透明液体导槽、样块托盘、冷却液入口，其中：

所述主体包括两个侧板、端板和底板，两个侧板安装在底板的两个侧边上，端板安装在底板的一端，使得主体的顶部和一端敞口。所述冷却液入口设置在端板内表面上，而所述冷却液接头安装在端板外表面上，且所述冷却液接头与冷却液入口相连通。所述透明液体入口设置在底板内表面上，而透明液体接头安装在底板外表面上，且所述透明液体入口与透明液体接头相连通。所述透明板放置于主体内，且所述透明板位于底板的上方，所述底板上开设有用于放置样块托盘的托盘放置槽，所述样块托盘开设有用于放置待测样块的样块放置槽。当样块托盘嵌入到托盘放置槽内时，所述待测样块与底板的顶面平齐。

所述连接组件包括螺丝一、上板一、上桥一、螺丝二、上板二、上桥二。所述上桥一安装在透明板的一端，上桥二安装在透明板的另一端。所述上板一安装在主体的一端，上板二安装在主体的另一端。所述上桥一与上板一之间通过螺丝一相连接，所述上桥二与上板二之间通过螺丝二相连接。所述螺丝一、螺丝二用于调节透明板与底板之间的距离。

优选的：所述端板上钻有螺纹孔一，所述冷却液接头安装在螺纹孔一上。

优选的：所述底板上钻有螺纹孔二，所述透明液体接头安装在螺纹孔二上。

优选的：所述底板上设置有透明液体导槽，所述透明液体入口与透明液体导槽相连通，且所述透明液体导槽的导流方向指向托盘放置槽。

优选的：所述透明板位于冷却液接头一端上设置有冷却液导板。

优选的：所述透明板由玻璃或者亚克力制成。

本发明相比现有技术，具有以下有益效果：

1)设计的透明窗模拟装置能够在被测样件表面上方冲出一块透明测量区域，解决了冷却液覆盖在工件表面影响光学检测的问题，可用于实现工件表面的在线测量。

2)该装置搭配流量计和水泵，可实现冷却液流速和透明液体流速的调整，可模拟分析不同流体状态时的透明窗形态。

3)通过调节螺丝一和螺丝二，可实现流体层高度的调整。

4)该装置设有一个样件托盘，可完成不同被测样件的更换。

附图说明

图1透明窗模拟装置的等轴测视图。

图2透明窗模拟装置的正视图。

图3透明窗模拟装置的俯视图。

图4透明窗模拟装置的冷却液入口示意图，其中，图4A为冷却液接头示意图，图4B为图4A中B-B向剖视图。

图5透明窗模拟装置中螺丝一的示意图，其中，图5A为螺丝一的正视图，图5B为图5A中A-A向剖视图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例，进一步阐明本发明，应理解这些实例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。

一种透明窗模拟装置，用于工件表面的光学检测，如图1、2所示，包括主体、连接组件、透明板5、冷却液接头9、透明液体接头12、透明液体入口13、透明液体导槽14、样块托盘16、冷却液入口17，其中：

所述主体包括两个侧板1、端板10和底板11，两个侧板1安装在底板11的两个侧边上，端板10安装在底板11的一端，使得主体的顶部和一端敞口，两个侧板1、端板10和底板11由铝合金材料一体化制成，保证了装置的密封性。如图4所示，所述冷却液入口17设置在端板10内表面上，所述端板10上钻有螺纹孔一，所述冷却液接头9安装在螺纹孔一上，且所述冷却液接头9与冷却液入口17相连通。如图3所示，所述透明液体入口13设置在底板11内表面上，所述底板11上钻有螺纹孔二，所述透明液体接头12安装在螺纹孔二上，且所述透明液体入口13与透明液体接头12相连通。所述底板11上设置有透明液体导槽14，所述透明液体入口13与透明液体导槽14相连通，且所述透明液体导槽14的导流方向指向托盘放置槽。透明液体导槽14用于将注入的透明液体平稳的冲开冷却液。所述透明板5放置于主体内，且所述透明板5位于底板11的上方，所述底板11上开设有用于放置样块托盘16的托盘放置槽，所述样块托盘16开设有用于放置待测样块的样块放置槽15，可以放置不同样块。所述透明板5位于冷却液接头9一端上设置有冷却液导板。当样块托盘16嵌入到托盘放置槽内时，所述待测样块与底板11的顶面平齐。

所述连接组件用于连接透明板与主体，且能调节透明板5与底板11之间的高度，包括螺丝一2、上板一3、上桥一4、螺丝二6、上板二7、上桥二8。所述上桥一4安装在透明板5的一端，上桥二8安装在透明板5的另一端。所述上板一3安装在主体的一端，上板二7安装在主体的另一端。所述上桥一4与上板一3之间通过螺丝一2相连接，所述上桥二8与上板二7之间通过螺丝二6相连接。所述螺丝一2、螺丝二6用于调节透明板5与底板11之间的距离。如图5所示，螺丝一2、螺丝二6采用M8正负极螺丝，M8正负极螺丝底部钻有直径为3.5mm的内螺纹，可以使用M3.5的螺丝分别将上桥一4、上桥二8与M8正负极螺丝相连接，并且可以通过旋转M8正负极螺丝来调节透明板5与底板11之间的距离。所述透明板5由亚克力制成，该材料具有较好的透明性、化学稳定性和耐候性。

使用时，透明液体采用水，也可以采用酒精等其他透明液体。冷却液接头9通过透明皮管与流量计、水泵等设备相连接。透明液体接头12通过透明皮管与流量计、水泵等设备相连接。将待测样块放入样块放置槽15内，将样块托盘16放置托盘放置槽内，通过冷却液接头9将冷却液存储池中的冷却液注入到主体内，冷却液填充在透明板5与底板11之间的空间内，通过透明液体接头12将水存储池中的水注入到主体内，水流经透明液体入口13、透明液体导槽14、透明液体导槽14与托盘放置槽之间的底板11区域、样块托盘16，对这些地方的冷却液进行冲洗，通过调节冷却液流速和水流速，在被测样块上方形成透明测量区域，使得测量光束通过透明介质层(包括透明板5和透明液体层，即透明板和形成透明测量区域中的液体层的液体测量区域两部分)到达工件表面实现测量。

本发明可解决加工过程中冷却液覆盖在工件表面影响在线检测的问题，可应用于冷却液环境下工件表面的光学在线检测。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种透明窗模拟装置，用于工件表面的光学检测，其特征在于：包括主体、连接组件、透明板(5)、冷却液接头(9)、透明液体接头(12)、透明液体入口(13)、样块托盘(16)、冷却液入口(17)，其中：

所述主体包括两个侧板(1)、端板(10)和底板(11)，两个侧板(1)安装在底板(11)的两个侧边上，端板(10)安装在底板(11)的一端；所述冷却液入口(17)设置在端板(10)内表面上，而所述冷却液接头(9)安装在端板(10)外表面上，且所述冷却液接头(9)与冷却液入口(17)相连通；所述透明液体入口(13)设置在底板(11)内表面上，而透明液体接头(12)安装在底板(11)外表面上，且所述透明液体入口(13)与透明液体接头(12)相连通；所述透明板(5)放置于主体内，且所述透明板(5)位于底板(11)的上方，所述底板(11)上开设有用于放置样块托盘(16)的托盘放置槽，所述样块托盘(16)开设有用于放置待测样块的样块放置槽(15)；当样块托盘(16)嵌入到托盘放置槽内时，所述待测样块与底板(11)的顶面平齐；

所述连接组件包括螺丝一(2)、上板一(3)、上桥一(4)、螺丝二(6)、上板二(7)、上桥二(8)；所述上桥一(4)安装在透明板(5)的一端，上桥二(8)安装在透明板(5)的另一端；所述上板一(3)安装在主体的一端，上板二(7)安装在主体的另一端；所述上桥一(4)与上板一(3)之间通过螺丝一(2)相连接，所述上桥二(8)与上板二(7)之间通过螺丝二(6)相连接；所述螺丝一(2)、螺丝二(6)用于调节透明板(5)与底板(11)之间的距离。

2.根据权利要求1所述透明窗模拟装置，其特征在于：所述端板(10)上钻有螺纹孔一，所述冷却液接头(9)安装在螺纹孔一上。

3.根据权利要求2所述透明窗模拟装置，其特征在于：所述底板(11)上钻有螺纹孔二，所述透明液体接头(12)安装在螺纹孔二上。

4.根据权利要求3所述透明窗模拟装置，其特征在于：所述底板(11)上设置有透明液体导槽(14)，所述透明液体入口(13)与透明液体导槽(14)相连通，且所述透明液体导槽(14)的导流方向指向托盘放置槽。

5.根据权利要求4所述透明窗模拟装置，其特征在于：所述透明板(5)位于冷却液接头(9)一端上设置有冷却液导板。

6.根据权利要求5所述透明窗模拟装置，其特征在于：所述透明板(5)由玻璃或者亚克力制成。