CN216097882U - 一种机床激光对刀仪的激光保护气路结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种机床激光对刀仪的激光保护气路结构，包括：激光发射模组块、气流发送组件、气流激光通道组件和气流导向整流组件；气流导向整流组件位于气流激光通道组件内，用于对高速气流进行导向、整流，以使高速气流均匀中空、平直稳定的从气流激光通道组件中传输，并且激光在高速气流的中空通道中传输。本实用新型实现了对持续充入气流激光通道组件内的高速气流进行导向和整流，使高速气流均匀中空、平直稳定的从所述气流激光通道组件中传输，并且保证激光在高速气流的中空通道中传输，激光传输的空气介质中不存在湍流，避免了激光的能量强度因高速气流的湍流产生非规律性影响的问题；同时保证了激光对刀仪激光信号的稳定性和重复精度。

Description

一种机床激光对刀仪的激光保护气路结构

技术领域

本实用新型涉及机床在机测量技术领域，更具体地说，涉及一种机床激光对刀仪的激光保护气路结构。

背景技术

激光对刀仪是用在机床上，自动测量刀具参数的一种非接触式对刀仪。激光从机床激光对刀仪的激光发射模组块发射出来，在空气介质中传输后，再通过对刀仪的激光接收模组块接收；当机床的刀具遮挡住激光时，激光接收模组块的接收探头会接收到发生变化的光信号，根据光信号的变化进而计算刀具长度和大小，进而达到便于对刀操作的目的。

由于机床内部不是干净的环境，机加工过程中会有很多的碎屑和冷却液的溅液和雾滴，这些脏污都是会影响激光对刀仪的功能性和寿命，所以会用玻璃来保护激光发射头，并沿激光发射路径设置激光传送通道，然后在激光传送通道内通气，使激光传送通道的气压大于外部空气气压，用气压差对微小脏污进行阻挡。

由于气压差的维持需要对激光传送通道一直供气，但是从激光传送通道的开口充入的高速气流在激光传送通道内的传递是不均匀且弯曲的，所以高速气流中会有很多的湍流；激光的传输介质空气中有湍流，激光的能量强度会受到非规律性的影响，同时激光对刀仪使用激光是低能量级的二类激光，功率很小，这种高速气流的湍流对激光对刀仪激光信号的稳定性和重复精度均产生了较大的影响。

因此，如何提供一种能解决上述问题的机床激光对刀仪的激光保护气路结构是本领域技术人员亟需解决的技术问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种机床激光对刀仪的激光保护气路结构，以解决现有技术中激光传送通道内充入的高速气流不均匀且弯曲的，使激光的传输介质空气中有湍流，进而使激光的能量强度受到非规律性影响的问题；同时解决现有技术中高速气流的湍流对激光对刀仪激光信号的稳定性和重复精度均产生影响的问题。

本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的：机床激光对刀仪的激光保护气路结构，包括：激光发射模组块、气流发送组件、气流激光通道组件和气流导向整流组件；其中：

所述激光发射模组块的激光发射口发射激光；

所述气流发送组件，用于在所述激光发射口处产生高速气流；

所述气流激光通道组件接通至所述激光发射口；所述气流激光通道组件的通道中心轴与所述激光同轴；

所述气流导向整流组件位于所述气流激光通道组件内，用于对所述高速气流进行导向、整流，以使所述高速气流均匀中空、平直稳定的从所述气流激光通道组件中传输，并且所述激光在所述高速气流的中空通道中传输。

优选的，在上述一种机床激光对刀仪的激光保护气路结构中，所述激光发射模组块内设置有气流通道；所述气流通道的进气口与所述气流发送组件连接；

所述气流激光通道选用快门块；所述快门块内设置有导向整流槽和激光通道；

所述导向整流槽与所述气流通道的出气口接通；

所述导向整流槽的一端与所述激光发射口接通；所述导向整流槽的另一端与所述激光通道接通；

所述导向整流组件位于所述导向整流槽内，用于对所述高速气流进行导向、整流，以使所述高速气流均匀中空、平直稳定的从所述激光通道中传输。

优选的，在上述一种机床激光对刀仪的激光保护气路结构中，所述气流导向整流组件包括：导向件和整流件；

所述导向件设置在所述导向整流槽内，用于将所述导向整流槽内的所述高速气流均匀周向排布在所述整流件的侧壁；

所述整流件同心设置在所述导向件的内部，用于将均匀周向进入所述整流件侧壁内的所述高速气流进行过滤，以使所述高速气流均匀中空、平直稳定的从所述激光通道中传输。

其中需要说明的是：所述导向件间隔同心设置在所述导向件内部。

优选的，在上述一种机床激光对刀仪的激光保护气路结构中，所述导向件靠近所述激光发射口的一端与所述激光发射模组块存在间隙；所述导向件的另一端连接至所述导向整流槽远离所述激光发射口的端壁；

所述整流件的一端接通至所述激光发射口；所述整流件的另一端连接至所述导向整流槽远离所述激光发射口的端壁。

其中需要说明的是：所述导向件和所述整流件均为环状结构；所述导向件为气流导向环。

优选的，在上述一种机床激光对刀仪的激光保护气路结构中，所述整流件为多孔介质整流过滤块。

优选的，在上述一种机床激光对刀仪的激光保护气路结构中，所述激光发射口上连接有玻璃防护块。

优选的，在上述一种机床激光对刀仪的激光保护气路结构中，所述快门块通过所述固定螺栓紧密连接在激光发射模组块上。

优选的，在上述一种机床激光对刀仪的激光保护气路结构中，所述快门块在所述导向整流槽的外周设置有密封圈。

优选的，在上述一种机床激光对刀仪的激光保护气路结构中，所述气流发送组件产生的所述高速气流的压强为0.4～0.5MPa。

其中需要说明的是：所述气流发送组件包括：气管接头和空压机；所述气管接头的一端与所述气流通道的进气口接通；所述空压机通过气管与所述气管接头远离所述气流通道的一端接通。

经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本实用新型公开提供了一种机床激光对刀仪的激光保护气路结构，通过在激光发射口处设置气流导向整流组件，实现了对持续充入气流激光通道组件内的高速气流进行导向和整流，使高速气流均匀中空、平直稳定的从所述气流激光通道组件中传输，并且保证激光在高速气流的中空通道中传输，进而保证了激光传输的空气介质中不存在乱流和湍流，避免了激光的能量强度因高速气流的湍流产生的非规律性影响的问题；同时保证了激光对刀仪激光信号的稳定性和重复精度。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为应用本实用新型的机床激光对刀仪；

图2为本实用新型的结构爆炸图；

图3为本实用新型另一角度的结构爆炸图；

图4为本实用新型的气流流向和激光流向图；

图5为有导向件作用的气流流线仿真结果示意图；

图6为没有导向件作用的气流流线仿真结果示意图。

图1～图6中：

1为激光发射模组块、2为气流发送组件、3为气流激光通道组件、4为气流导向整流组件、5为固定螺栓、6为密封圈；

41为导向件、42为整流件；

A为气流流向路径、B为激光流向路径。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本实用新型的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本实用新型所保护的范围。

以下，结合附图对实施例作详细说明。此外，下面所示的实施例不对权利要求所记载的实用新型的内容起任何限定作用。另外，下面实施例所表示的构成的全部内容不限于作为权利要求所记载的实用新型的解决方案所必需的。

请参考附图1～4，本实施例提供的一种机床激光对刀仪的激光保护气路结构，包括：激光发射模组块1、气流发送组件2、气流激光通道组件3和气流导向整流组件4；其中：

激光发射模组块1的激光发射口11发射激光；

气流发送组件2，用于在激光发射口11处产生高速气流；

气流激光通道组件3接通至激光发射口11；气流激光通道组件3的通道中心轴与激光同轴；

气流导向整流组件4位于气流激光通道组件3内，用于对高速气流进行导向、整流，以使高速气流均匀中空、平直稳定的从气流激光通道组件3中传输，并且激光在高速气流的中空通道中传输。

通过在激光发射口11处设置气流导向整流组件4，实现了对持续充入气流激光通道组件3内的高速气流进行导向和整流，使高速气流均匀中空、平直稳定的从所述气流激光通道组件3中传输，并且保证激光在高速气流的中空通道中传输，进而保证了激光传输的空气介质中不存在乱流和湍流，避免了激光的能量强度因高速气流的湍流产生的非规律性影响的问题；同时保证了激光对刀仪激光信号的稳定性和重复精度。

为了进一步优化以上技术方案，激光发射模组块1内设置有气流通道；气流通道的进气口与气流发送组件2连接；

气流激光通道组件3选用快门块；快门块内设置有导向整流槽和激光通道；

导向整流槽与气流通道的出气口接通；

导向整流槽的一端与激光发射口11接通；导向整流槽的另一端与激光通道接通；

导向整流组件4位于导向整流槽内，用于对高速气流进行导向、整流，以使高速气流均匀中空、平直稳定的从激光通道中传输。

气流通道由多个弯曲，不同截面积的通道组成；通过在激光发射模组块1 内设置气流通道，在快门块内设置导向整流槽，最终将气流发送组件2产生的高速气流传递至激光发射口处。

为了进一步优化以上技术方案，气流导向整流组件4包括：导向件41和整流件42；

导向件41设置在导向整流槽内，用于将导向整流槽内的高速气流均匀周向排布在整流件42的侧壁；

整流件42间隔同心设置在导向件41的内部，用于将均匀周向进入整流件 42侧壁内的高速气流进行过滤，以使高速气流均匀中空、平直稳定的从所述激光通道中传输。

流入导向整流槽内的高速气流会通过导向件41的导流作用，使高速气流在整流件42侧壁的圆周方向上保持流量对称，气流平直，并且无乱流的产生。通过整流件42侧壁的过滤可以消除高速气流中的乱流和湍流。高速气流均匀中空、平直稳定的从整流件42内流入激光通道，并最终经激光通道高速流出。

为了进一步优化以上技术方案，导向件41靠近激光发射口11的一端与激光发射模组块1存在间隙；导向件41的另一端连接至导向整流槽远离激光发射口11的端壁；

整流件42接通至激光发射口11；整流件42的另一端连接至导向整流槽远离激光发射口11的端壁。

为了进一步优化以上技术方案导向件41和整流件42均为环状结构；导向件41为气流导向环，整流件42为多孔介质整流过滤块。

气流导向环和多孔介质整流过滤块同心环装，激光经过气流导向环和多孔介质整流过滤块的环形中间发射出去。

流入导向整流槽内的高速气流会通过气流导向环与激光发射模组块1形成的狭小缝隙，流向多孔介质整流过滤块，多孔介质整流过滤块为多孔介质，可以消除气流中的乱流和湍流，并且不会影响高速气流的流速。

如果没有气流导向环，则在多孔介质整流过滤块距离导向整流槽内高速气流入口最近的位置，大部分高速气流会从此处流入多孔介质整流过滤块，使高速气流经过多孔介质整流过滤块后，圆周方向上的流量不对称，气流不平直，有乱流产生(参照附图5～6高速仿真结果的示意)。

为了进一步优化以上技术方案，激光发射口11上连接有玻璃防护块。

为了进一步优化以上技术方案，快门块通过固定螺栓5过盈连接在激光发射模组块1上。快门块的导向整流槽与激光通道的中心轴与激光发射模组块1 的激光发射口11发射的激光同轴。

为了进一步优化以上技术方案，快门块在导向整流槽的外周设置有密封圈 6。

为了进一步优化以上技术方案，所述导向件41为内阶梯环结构，导向件 41包括：一体化连接的大内径环形部和小内径环形部；并且导向件41的大内径环形部靠近激光发射模组块1；

整流件42为外阶梯环结构，整流件42包括：一体化连接的大外径环形部和小外径环形部；并且整流件42的大外径环形部靠近发射模组块1；

整流件42的大外径环形部的直径大于导向件41小内径环形部的直径。

组装时，通过固定螺栓5锁紧快门块到激光发射模组块1，并且通过导向整流槽的槽壁将整流件42过盈抵接在激光发射模组块1上；

通过整流件42大外径环形部远离激光发射模组块1的端壁抵接导向件41 小内径环形部靠近激光发射模组块1的端壁，进而压住导向件41到导向整流槽的槽壁；

导向件41在靠近玻璃防护块的一侧与激光发射模组块1留有很小的间隙，大部分高速气流流到玻璃防护块表面，保护玻璃防护块不被污染。

为了进一步优化以上技术方案，气流发送组件包括：气管接头和空压机；气管接头的一端与气流通道的进气口接通；空压机通过气管与气管接头远离气流通道的一端接通；气流发送组件产生的高速气流的压强为0.4～0.5MPa。

组装关系：

通过固定螺栓5锁紧快门块到激光发射模组块1，并且通过导向整流槽的槽壁将多孔介质整流过滤块过盈抵接在激光发射模组块1上；

通过多孔介质整流过滤块的大外径环形部远离激光发射模组块1的端壁抵接气流导向环的小内径环形部靠近激光发射模组块1的端壁，进而压住气流导向环到导向整流槽的槽壁；

气流导向环在靠玻璃防护块的一侧与激光发射模组块1留有间隙。

气流流向：

气管插在气管接头上，高速气流由外部的空压机提供，压力通常为 0.4-0.5MPa；

高速气流经激光发射模组块的气流通道流经快门块的导向整流槽内；

导向整流槽内的高速气流在气流导向环的导向作用下，从气流导向环与激光发射模组块1形成的狭小缝隙周向均匀流向多孔介质整流过滤块的外侧壁；

周向均匀排布在多孔介质整流过滤块外侧壁的高速气流圆周方向上流量一致的过滤进入多孔介质整流过滤块内，即激光发射口处；

多孔介质整流过滤块内的高速气流均匀中空、平直稳定的从激光通道内高速流出。在高速气流的保护作用下，保证脏污不会进入激光发射口处。

激光流向：

激光从激光发射口发出，经过气流导向环和多孔介质整流过滤块的环形中间发射至激光通道，并经激光通道发射出。

激光在高速气流的中空通道中传输。

其中需要说明的是：在激光对刀仪的激光接收端同样设置机床激光对刀仪的激光保护气路结构；其中：激光发射模组块替换成激光接收模组块；激光发射口替换成激光接收口；高速气流与激光发射相反的方向从激光接收口处流出气流激光通道。

本实用新型公开提供的机床激光对刀仪的激光保护气路结构，通过在激光发射口处设置气流导向整流组件，实现了对持续充入气流激光通道组件内的高速气流进行导向和整流，使高速气流均匀中空、平直稳定的从所述气流激光通道组件中传输，并且保证激光在高速气流的中空通道中传输，进而保证了激光传输的空气介质中不存在乱流和湍流，避免了激光的能量强度因高速气流的湍流产生的非规律性影响的问题；同时保证了激光对刀仪激光信号的稳定性和重复精度。

可以理解的是，上述各实施例中相同或相似部分可以相互参考，在一些实施例中未详细说明的内容可以参见其他实施例中相同或相似的内容。本实用新型提供的多个方案包含本身的基本方案，相互独立，并不互相制约，但是其也可以在不冲突的情况下相互结合，达到多个效果共同实现。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (9)

1.一种机床激光对刀仪的激光保护气路结构，包括：激光发射模组块(1)、气流发送组件(2)、气流激光通道组件(3)和气流导向整流组件(4)；其中：

所述激光发射模组块(1)的激光发射口(11)发射激光；

所述气流发送组件(2)，用于在所述激光发射口(11)处产生高速气流；

所述气流激光通道组件(3)接通至所述激光发射口(11)；所述气流激光通道组件(3)的通道中心轴与所述激光同轴；

所述气流导向整流组件(4)位于所述气流激光通道组件(3)内，用于对所述高速气流进行导向、整流，以使所述高速气流均匀中空、平直稳定的从所述气流激光通道组件(3)中传输，并且所述激光在所述高速气流的中空通道中传输。

2.根据权利要求1所述的一种机床激光对刀仪的激光保护气路结构，其特征在于，所述激光发射模组块(1)内设置有气流通道；所述气流通道的进气口与所述气流发送组件(2)连接；

所述气流激光通道组件(3)选用快门块；所述快门块内设置有导向整流槽和激光通道；

所述导向整流槽与所述气流通道的出气口接通；

所述导向整流槽的一端与所述激光发射口(11)接通；所述导向整流槽的另一端与所述激光通道接通；

所述导向整流组件(4)位于所述导向整流槽内，用于对所述高速气流进行导向、整流，以使所述高速气流均匀中空、平直稳定的从所述激光通道中传输。

3.根据权利要求2所述的一种机床激光对刀仪的激光保护气路结构，其特征在于，所述气流导向整流组件(4)包括：导向件(41)和整流件(42)；

所述导向件(41)设置在所述导向整流槽内，用于将所述导向整流槽内的所述高速气流均匀周向排布在所述整流件(42)的侧壁；

所述整流件(42)同心设置在所述导向件(41)的内部，用于将均匀周向进入所述整流件(42)侧壁内的所述高速气流进行过滤，以使所述高速气流均匀中空、平直稳定的从所述激光通道中传输。

4.根据权利要求3所述的一种机床激光对刀仪的激光保护气路结构，其特征在于，所述导向件(41)靠近所述激光发射口(11)的一端与所述激光发射模组块(1)存在间隙；所述导向件(41)的另一端连接至所述导向整流槽远离所述激光发射口(11)的端壁；

所述整流件(42)接通至所述激光发射口(11)；所述整流件(42)的另一端连接至所述导向整流槽远离所述激光发射口(11)的端壁。

5.根据权利要求4所述的一种机床激光对刀仪的激光保护气路结构，其特征在于，所述整流件(42)为多孔介质整流过滤块。

6.根据权利要求1～5任一所述的一种机床激光对刀仪的激光保护气路结构，其特征在于，所述激光发射口(11)上连接有玻璃防护块。

7.根据权利要求2所述的一种机床激光对刀仪的激光保护气路结构，其特征在于，所述快门块通过固定螺栓(5)紧密连接在激光发射模组块(1)上。

8.根据权利要求2所述的一种机床激光对刀仪的激光保护气路结构，其特征在于，所述快门块在所述导向整流槽的外周设置有密封圈(6)。

9.根据权利要求6所述的一种机床激光对刀仪的激光保护气路结构，其特征在于，所述气流发送组件(2)产生的所述高速气流的压强为0.4～0.5MPa。

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