一種高速加工切削溫度測(cè)量用紅外輻射測(cè)溫儀的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種紅外測(cè)溫裝置，具體的說(shuō)是涉及一種高速加工切削溫度測(cè)量用紅外輻射測(cè)溫儀。
【背景技術(shù)】
[0002]近來(lái)，高速加工的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，其中小型刀具高度銑削加工占有重要地位。在小型球面銑刀對(duì)復(fù)雜曲面進(jìn)行高速加工的過(guò)程中，由于刀體體積小、轉(zhuǎn)速高、散熱慢，使得其對(duì)應(yīng)的切削溫度回升至很高，而極高的切削溫度則會(huì)對(duì)刀具壽命和加工質(zhì)量造成很大影響，因此準(zhǔn)確把握切削溫度對(duì)延長(zhǎng)刀具壽命和提高加工質(zhì)量都有重要意義。
[0003]目前切削溫度的實(shí)時(shí)測(cè)量有很多種方法，如埋設(shè)熱電偶法等，但是因其各自的其局限性很難將其應(yīng)用到小型刀具的高速銑削加工的溫度測(cè)量中；同時(shí)鑒于小型刀具具有體積小、轉(zhuǎn)速快，沿刀刃的溫度分布變化大等特點(diǎn)，因此需要開發(fā)一種新型的具有極高的反應(yīng)速度、較大的測(cè)溫范圍以及對(duì)微小區(qū)域能夠進(jìn)行測(cè)溫的測(cè)溫裝置，以克服以往的測(cè)溫手段很難同時(shí)具備這些特點(diǎn)，進(jìn)而滿足小型銑刀高速加工中準(zhǔn)確地測(cè)得切削溫度的使用需求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]鑒于已有技術(shù)存在的缺陷，本實(shí)用新型是要提供一種高速加工切削溫度測(cè)量用紅外輻射測(cè)溫儀，該紅外輻射測(cè)溫儀具備測(cè)溫范圍大、跟蹤速度快、能夠?qū)ξ⑿∧繕?biāo)進(jìn)行精準(zhǔn)測(cè)量等特點(diǎn)。
[0005]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型的技術(shù)方案:
[0006]—種高速加工切削溫度測(cè)量用紅外輻射測(cè)溫儀，其特征在于:
[0007]包括
[0008]用于采集被測(cè)刀具發(fā)射出的紅外光線的紅外光線采集器，所述紅外光線采集器能夠隨著被測(cè)刀具的移動(dòng)進(jìn)行同步移動(dòng)；
[0009]對(duì)應(yīng)設(shè)置在所述紅外光線采集器后側(cè)的斬波器，所述斬波器用于將所述紅外光線采集器采集到的紅外光線由連續(xù)信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)閿嗬m(xù)信號(hào)；
[0010]對(duì)應(yīng)設(shè)置在所述斬波器后側(cè)的集光凸透鏡，所述集光凸透鏡用于接收所述斷續(xù)信號(hào)并進(jìn)行集光處理；
[0011]對(duì)應(yīng)設(shè)置在所述集光凸透鏡后側(cè)的光電變換元件，所述光電變換元件用于將集光處理后的光信號(hào)轉(zhuǎn)換成對(duì)應(yīng)的電信號(hào)；
[0012]連接所述光電變換元件的信號(hào)放大裝置，所述信號(hào)放大裝置用于將所述電信號(hào)進(jìn)行信號(hào)放大處理；
[0013]連接所述信號(hào)放大裝置的數(shù)字示波記錄儀，所述數(shù)字示波記錄儀用于實(shí)時(shí)保存信號(hào)放大處理后的信號(hào)數(shù)據(jù)。
[0014]進(jìn)一步的，所述紅外光線采集器包括:
[0015]帶有磁性底座的光纖支撐架，所述光纖支撐架通過(guò)磁性底座安裝于距離被測(cè)刀具一定距離的機(jī)床床身上；
[0016]連接所述光纖支撐架的光纖保護(hù)套管，所述光纖保護(hù)套管用于套裝光纖；
[0017]以及用于采集被測(cè)刀具發(fā)射出的紅外光線的光纖。
[0018]優(yōu)選的，所述光纖支撐架為可多向旋轉(zhuǎn)的支撐架，該支撐架能夠相對(duì)被測(cè)目標(biāo)的距離和角度在水平方向和垂直方向上進(jìn)行任意調(diào)整，用于根據(jù)需要測(cè)量任意位置和角度的切削溫度。
[0019]優(yōu)選的，所述光纖保護(hù)套管為靠近被測(cè)刀具一側(cè)端頭處貼裝有紅外硫系玻璃薄片的瓷質(zhì)套管，紅外光在通過(guò)該特種玻璃薄片時(shí)損失極低，且這種結(jié)構(gòu)具有可以保護(hù)光纖端面不被高溫熔化并且具有防止切肩破壞光纖端面和防塵燈等作用。
[0020]優(yōu)選的，所述光纖采用硫系玻璃光纖，該硫系玻璃光纖一端端面經(jīng)研磨后套入光纖保護(hù)套管中，其可對(duì)直徑數(shù)十到數(shù)百um的微小目標(biāo)區(qū)域進(jìn)行、常規(guī)方法難以測(cè)定的復(fù)雜形狀目標(biāo)，角落等處的溫度進(jìn)行測(cè)定，也可對(duì)目標(biāo)進(jìn)行鉆孔，對(duì)其內(nèi)部溫度進(jìn)行測(cè)定。
[0021]進(jìn)一步的，所述斬波器包括微型電機(jī)以及由所述微型電機(jī)驅(qū)動(dòng)的斬波器圓盤；所述斬波器圓盤沿圓周方向均勻布設(shè)若干長(zhǎng)方形孔，上述長(zhǎng)方形孔在隨著斬波器圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)將所述紅外光線采集器采集到的紅外光線連續(xù)信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)閿嗬m(xù)信號(hào)。
[0022]進(jìn)一步的，所述光電變換元件為依次重疊布設(shè)的砷化銦InAs、銻化銦InSb、碲鎘汞MCT三種光電變換元件，同時(shí)將所述三種光電變換元件封裝于真空容器中。
[0023]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果:
[0024]本實(shí)用新型具有結(jié)構(gòu)新穎、反應(yīng)速度快、測(cè)量精度高、測(cè)溫范圍大，可對(duì)微小目標(biāo)進(jìn)行溫度測(cè)定的特點(diǎn)，其可用于車、銑、鉆等切削溫度的實(shí)時(shí)測(cè)定，尤其是對(duì)小型刀具高速加工的切削溫度尤其有效，亦可用于激光加工，如激光牙科治療時(shí)的溫度測(cè)定及其他使用常規(guī)方法難以進(jìn)行的測(cè)溫場(chǎng)合。
【附圖說(shuō)明】
[0025]圖1為本實(shí)用新型所述的紅外輻射測(cè)溫儀對(duì)應(yīng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0026]圖2為本實(shí)用新型所述的斬波器圓盤示意圖；
[0027]圖中:0、磁性底座，1、光纖支撐架，2、紅外硫系玻璃薄片，3、光纖保護(hù)套管，4、光纖，5、斬波器，51、微型電機(jī)驅(qū)動(dòng)，52、斬波器圓盤，521、長(zhǎng)方形孔，6、集光凸透鏡，7、光電變換元件，8、信號(hào)放大裝置，9、數(shù)字式示波記錄儀。
【具體實(shí)施方式】
[0028]為了使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖，對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。
[0029]為了有效解決高速加工中切削溫度的精準(zhǔn)測(cè)量的問(wèn)題，本實(shí)用新型設(shè)計(jì)了一種新型的多層結(jié)構(gòu)的紅外輻射測(cè)溫儀，該測(cè)溫儀可實(shí)現(xiàn)對(duì)小型球面銑刀的切削溫度的非接觸測(cè)量，可追蹤高速移動(dòng)的測(cè)量點(diǎn)的紅外信號(hào)，其包括紅外光線采集器、斬波器、集光凸透鏡、三種重疊布置的光電變換元件、信號(hào)放大裝置以及數(shù)字式示波記錄儀；對(duì)應(yīng)的工作過(guò)程為:被測(cè)目標(biāo)發(fā)射出的紅外光線經(jīng)紅外光線采集器采集引入，經(jīng)過(guò)斬波器變?yōu)閿嗬m(xù)信號(hào)，再經(jīng)過(guò)集光凸透鏡集光后被引入到疊層布置的砷化銦InAs、銻化銦InSb、碲鎘汞MCT三種光電變換元件中被轉(zhuǎn)換為電信號(hào)由示波記錄儀接收存儲(chǔ)，之后通過(guò)將3組電信號(hào)進(jìn)行求比處理，再根據(jù)事先的標(biāo)定結(jié)果得出被測(cè)溫度。
[0030]具體的，如圖1所示，本實(shí)用新型所述的紅外輻射測(cè)溫儀，包括:
[0031]1.紅外光線采集器:該紅外光線采集器用于采集被測(cè)刀具發(fā)射出的紅外光線且其能夠隨著被測(cè)刀具的移動(dòng)進(jìn)行同步移動(dòng)；所述紅外光線采集器包括:
[0032]帶有磁性底座O的光纖支撐架I，其通過(guò)該磁性底座O安裝于距離被測(cè)刀具一定距離的機(jī)床床身上，以實(shí)現(xiàn)隨著被測(cè)刀具的移動(dòng)進(jìn)行同步移動(dòng)的目的，同時(shí)所述光纖支撐架I為可多向旋轉(zhuǎn)的支撐架，該支撐架能夠相對(duì)被測(cè)目標(biāo)的距離和角度在水平方向和垂直方向上進(jìn)行任意調(diào)整，用于根據(jù)需要測(cè)量任意位置和角度的切削溫度；
[0033]連接所述光纖支撐架1，用于套裝光纖4的光纖保護(hù)套管3，所述光纖保護(hù)套管3其靠近被測(cè)刀具一側(cè)端頭處貼裝有特種光學(xué)玻璃薄片-紅外硫系玻璃薄片2的瓷質(zhì)套管，紅外光在通過(guò)該玻璃薄片時(shí)損失極低，且這種結(jié)構(gòu)具有可以保護(hù)光纖端面不被高溫熔化并且具有防止切肩破壞光纖端面和防塵燈等作用；
[0034]以及用于采集被測(cè)刀具發(fā)射出的紅外光線的光纖4，該光纖4采用硫系玻璃光纖一優(yōu)選紅外光纖IRF250，直徑優(yōu)選為0.3_，將該硫系玻璃光纖一端端面經(jīng)研磨后套入光纖保護(hù)套管3中，其可對(duì)直徑數(shù)十到數(shù)百um的微小目標(biāo)區(qū)域進(jìn)行、常規(guī)方法難以測(cè)定的復(fù)雜形狀目標(biāo)，角落等處的溫度進(jìn)行測(cè)定，也可對(duì)目標(biāo)進(jìn)行鉆孔，對(duì)其內(nèi)部溫度進(jìn)行測(cè)定。
[0035]2.對(duì)應(yīng)設(shè)置在所述紅外