專利名稱：噴霧測定裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及噴霧測定裝置，更詳細(xì)地說，是涉及可以通過目視對機(jī)床 所使用的霧狀切削劑加以測定的噴霧測定裝置以及可以自動(dòng)測定霧量的 噴霧測定裝置。
背景技術(shù)：
用機(jī)床對例如汽車零部件進(jìn)行切削加工時(shí)，會(huì)供給切削劑，而具有使
切削劑的量為所需最小限度的MQL (Minimum Quantity Lubrication:最小
量潤滑)這樣的方法。若依據(jù)MQL供給霧狀的切削劑，則所使用的切削 劑的量很少，因此有環(huán)境負(fù)荷降低、成本降低等各種優(yōu)點(diǎn)。因此，MQL 以切削劑的供給量盡可能少為宜。
另一方面，從工具的壽命和加工精度的觀點(diǎn)出發(fā)，切削劑充分供給為 好，因此以MQL進(jìn)行加工時(shí)，需要對切削工具的附近、切削工具與工件 接觸的部分高效穩(wěn)定地供給霧狀的切削劑(以下稱霧狀的切削劑為"噴 霧")。
為此，就必須自動(dòng)測定從切削工具旁邊的油孔、例如刀具自身所設(shè)的 油孔噴出的噴霧的狀態(tài)和量，并使之反饋到機(jī)床而噴出不多不少的噴霧。
這種情況下，若是用肉眼辨認(rèn)噴霧的量，并能夠一目了然地確認(rèn)噴霧 的噴出狀態(tài)則很方便。
但是，因?yàn)閲婌F的量很微量，所以不能直接辨認(rèn)。另外，即使切削劑 的噴出量的計(jì)測由噴出前貯存有切削劑的透明管的刻度進(jìn)行，因?yàn)閲婌F的 消耗量很微量，也不能精確地檢測。而且，在有噴霧處于液狀等的噴出不 良的情況下，透明管中的噴霧量的減少部分與實(shí)際的噴霧量并不一致。
此外，從切削加工設(shè)備的自動(dòng)化的觀點(diǎn)出發(fā)，期待的是自動(dòng)地檢測噴 霧的量，并基于該檢測量自動(dòng)地調(diào)整噴霧的量以防止噴出不良。在專利文獻(xiàn)1中公開有一種方法，其是在由非磁性體構(gòu)成的主體的外
周部配設(shè)有磁傳感器，在主體的內(nèi)部具有切削液(coolant)的通路，由磁
傳感器檢測含有磁性流體的霧狀的切削液的流動(dòng)狀態(tài)，基于該檢測輸出來 控制切削液的量。
在專利文獻(xiàn)2中提出有一種裝置，其是光學(xué)地檢測浮質(zhì)(aerosol)(噴 霧)的比例，且使在該浮質(zhì)通過的通路的內(nèi)側(cè)沉淀的潤滑劑膜的流量得以 重量檢測，由此分別測定浮質(zhì)和沉淀狀態(tài)的潤滑劑的流量。在該光傳感器 中有兩種類型， 一種是適當(dāng)?shù)墓獬驕y定裝置內(nèi)的浮質(zhì)的流動(dòng)方向的類 型，以及氣流從測定裝置朝向光傳感器流動(dòng)，以該氣流運(yùn)送浮質(zhì)的類型。
在專利文獻(xiàn)3中提出的裝置是，將投光燈的光向霧狀潤滑劑的噴出處 投射，以光接收器檢測由噴射狀態(tài)的濃淡決定的透射率的機(jī)床用潤滑劑噴 出狀態(tài)檢測裝置；和將投光燈的光向霧狀潤滑劑的噴出處投射，以光接收 器檢測來自霧狀潤滑劑的反射的光的機(jī)床用潤滑劑噴出狀態(tài)檢測裝置。在 該機(jī)床用潤滑劑噴出狀態(tài)檢測裝置中，因?yàn)橛霉饨邮掌鹘邮侦F狀切削劑的 透射光和反射光，所以投光燈、噴出處所、光接收器定位為直線狀。
專利文獻(xiàn)l:特開2000-141162號(hào)公報(bào)
專利文獻(xiàn)2:美國申請公開US2006/0171788A1
專利文獻(xiàn)3:特開2003-53644號(hào)公報(bào)
然而，在專利文獻(xiàn)l所述的切削液的檢測器中，因?yàn)榍邢饕河伸F狀的 極小微粒構(gòu)成，所以不能目視切削液。
另外，因?yàn)樾枰骨邢饕褐泻写判泽w(磁性粒子)，所以操作工序 增加，并且成本上升。此外，由于含有磁性體，致使金屬加工、特別是加 工磁性體時(shí)檢測精度和切削精度降低。例如若工件為磁性體，則在切削液 和金屬之間磁力會(huì)起作用，因此切削劑的流動(dòng)變差而停滯，在該狀態(tài)下， 即使使用磁傳感器檢測切削劑中所含的磁性粒子，也不能檢測出噴出量的 時(shí)間性的變化。
在專利文獻(xiàn)2所述的潤滑劑測定裝置中，因?yàn)榧す庵赶蛐赃^高，所以 只能在狹窄的范圍出射。例如用比較廉價(jià)的半導(dǎo)體激光時(shí)，波長比較長， 完全不能辨認(rèn)，或者即使能夠辨認(rèn)也是非常難辨認(rèn)。因此，在該潤滑劑測 定裝置中，幾乎不可能直接辨認(rèn)光浮質(zhì)的噴出狀態(tài)整體。此外，雖然是利用光傳感器測定潤滑劑的量，但在適當(dāng)?shù)墓獗怀驕y 定裝置內(nèi)的浮質(zhì)的流動(dòng)的類型中，使光的方向改變便不能測定浮質(zhì)整體的 噴出狀態(tài)。
在氣流從測定裝置朝向光傳感器流動(dòng)，以該氣流運(yùn)送浮質(zhì)的類型中， 在浮質(zhì)被氣流運(yùn)送的途中會(huì)發(fā)生沉淀，方向改變，在切削工具和工件的接 觸部分不能直接測定。另外，在重量測定時(shí)，即使能夠測定沉淀的浮質(zhì)的 量，也難以捕捉噴出狀態(tài)的時(shí)間性的變化。
專利文獻(xiàn)3所述的機(jī)床用霧狀潤滑劑檢測裝置，源于與本發(fā)明的申請 人一部分是相同的申請人，本發(fā)明的噴霧測定裝置，通過利用與專利文獻(xiàn) 3所述的發(fā)明不同的檢測方法，從而使噴霧的噴出狀態(tài)能夠辨認(rèn)，并且還 對光傳感器中的霧狀潤滑劑的檢測施加了改良。
在專利文獻(xiàn)3中，投光燈、噴出處所、光接收器直線狀定位，雖然是
測定噴出處所的透射光和反射光，但若是向霧(mist)狀的切削劑投射光，
則光無法在一個(gè)方向上行進(jìn)。
若對霧狀的切削劑入射光，則光沿一個(gè)方向反射，而不透射，由噴霧 粒子反射到多個(gè)方向，這種反射常常在粒子間重復(fù)很多次。即，若對霧狀 的切削劑入射光，則該光就散射。因此，比起測定反射光和透射光來說， 測定散射光在檢測微量的光方面更有效果，另外，以透射光和反射光觀察 噴霧，從投光燈投向噴霧的光進(jìn)入眼睛也難以直接辨認(rèn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明鑒于這樣的情況而做，其目的在于，提供一種通過以目視觀察
散射光，從而使霧狀切削劑的辨認(rèn)性提高的噴霧測定裝置； 一種能夠以光 傳感器檢測散射光的高精度的噴霧測定裝置；和一種辨認(rèn)性提高，而且能 夠以高傳感器進(jìn)行高精度地檢測的噴霧測定裝置。
為了達(dá)成上述目的，本發(fā)明闡述了以下的技術(shù)方案。 上述第一發(fā)明的噴霧測定裝置，是具有外殼(housing)和設(shè)于外殼且 向霧狀切削劑出射光的光源，其中，外殼設(shè)于霧狀切削劑的噴出部的周圍， 光源的光為可見光線，在外殼中設(shè)有用于觀察來自霧狀切削劑的散射光的 觀察部。若是如此，從光源出射的光由噴霧進(jìn)行散射，通過目視能夠觀察其散 射狀態(tài)。這種情況下，因?yàn)橥鈿ふ跀嗤獠抗饩€，且光為可見光線，因此， 若從設(shè)于該外殼的觀察部觀察噴霧的散射光，則變成散射光在暗室中浮現(xiàn) 這樣的狀態(tài)，能夠辨認(rèn)噴霧的量和狀態(tài)。
艮P，因?yàn)榍邢鲃殪F狀，所以從光源出射的光在噴霧粒子間多次重復(fù) 反射，發(fā)生散射。因此，若觀看該散射光，則能夠以目視觀察噴霧的噴出 狀態(tài)。
另夕卜，若觀看散射光，則來自光源的出射光不會(huì)直接進(jìn)入眼中，因此 容易辨認(rèn)噴出狀態(tài)。
在第一發(fā)明的噴霧測定裝置中，還優(yōu)選從光源出射的光的波長為
490nm以上、550nm以下。
若是如此，在可見光線中，也可以很好地利用接近綠色的波長，因此 能夠更明確地辨認(rèn)。
在第一發(fā)明的噴霧測定裝置中，優(yōu)選在從光源到霧狀切削劑的光路 上，設(shè)有內(nèi)面為反射面的筒狀的防反射器。
若是如此，從光源到噴霧的光不會(huì)向觀察部的方向彎曲，來自光源的 光難以直接在觀察部被辨認(rèn)。另外，因?yàn)楣獗桓咝实爻錾涞絿婌F上，所 以噴霧的噴出狀態(tài)的辨認(rèn)性提高。
第二發(fā)明的噴霧測定裝置中，具有外殼；設(shè)于該外殼中并對霧狀切 削劑出射光的光源；設(shè)于外殼中，接收來自霧狀切削劑的光的光傳感器， 在基于該光傳感器的光接收量而測定霧狀切削劑的噴出量的噴霧測定裝 置中，光傳感器接收來自霧狀切削劑的散射光，外殼設(shè)于所述霧狀切削劑 的噴出部的周圍。
若是如此以光傳感器接收散射光，則能夠檢測噴霧量。
艮P，不檢測反射光和透射光，而是檢測散射光。另外，利用設(shè)于噴霧 噴出部的外殼遮斷外部光線，因此傳感器的靈敏度高。
還有，這種情況下，若縮短光源的波長，則來自光源的出射光的能量 增大。因此，噴霧造成的散射光的能量也增大，光傳感器的靈敏度提高， 因此能夠高精度地觀察噴霧量。另外，若是容易辨認(rèn)的波長的光，則噴霧 的噴出狀態(tài)能夠以目視確認(rèn)。在第二發(fā)明的噴霧測定裝置中，優(yōu)選具有噴霧調(diào)整部，其根據(jù)由光傳 感器測定的噴出量，自動(dòng)調(diào)整所噴出的霧狀切削劑的量。
若是如此，則基于由光傳感器測定的光量，即噴霧量，所噴出的噴霧 量得到調(diào)整，因此能夠進(jìn)行MQL的自動(dòng)化，不費(fèi)人工，成本降低。
在第二發(fā)明的噴霧測定裝置中，優(yōu)選設(shè)有多個(gè)光傳感器。
若是如此，則來自噴霧的能夠檢測的散射光的光量變大，噴霧測定裝 置的精度提高。另外，因?yàn)閺亩鄠€(gè)方向進(jìn)行檢測，所以光被切削工具遮擋 而使所檢測的散射光變小的可能性變低，并且從多個(gè)方向能夠更具體地測 定噴霧的狀態(tài)。
在第二發(fā)明的噴霧測定裝置中，優(yōu)選在從光源到霧狀切削劑的光路中 設(shè)有內(nèi)面為反射面的筒狀的防反射器，在從霧狀切削劑到光傳感器的光路 中設(shè)有聚光透鏡。
如此若設(shè)有防反射器，則來自光源的光不會(huì)向光傳感器方向彎曲，降 低光源到霧狀切削劑的光直接入射到光傳感器。另外，因?yàn)楣獗桓咝实?出射到噴霧上，所以噴霧檢測的靈敏度提高。
另外，若在從噴霧到光傳感器的光路上設(shè)有聚光透鏡，則來自噴霧的 散射光聚集而入射到光傳感器中，因此光傳感器的靈敏度提高，能夠更高 精度地檢測噴霧的狀態(tài)。
在第二發(fā)明的測定裝置中，光源的波長也可以為490nm以下。
若是如此，因?yàn)椴ㄩL為490nm以下的光其能量強(qiáng)，所以光傳感器的靈 敏度提高，光傳感器的電檢測精度提高。
在第二發(fā)明的噴霧測定裝置中，光源的光為可見光線，也可以在外殼 設(shè)有用于觀察來自霧狀切削劑的散射光的觀察部。
若是如此，則因?yàn)楣庠吹墓鉃榭梢姽饩€，所以能夠從觀察部辨認(rèn)噴霧 的狀態(tài)。
在第二發(fā)明的噴霧測定裝置中，光源具有波長低于490nm的光源和波 長為490nm以上、810nm以下的光源，也可以在外殼中也可以設(shè)有用于觀 察來自霧狀切削劑的散射光的觀察部。
若是如此具有波長不同的光源，并用這兩個(gè)波長的光源，則波長越短， 光的能量越高，因此波長低于490nm的光其能量強(qiáng)，所以光傳感器的靈敏度提高，光傳感器的電檢測精度提高。
另夕卜，例如綠色、黃色等波長為490nm以上、810nm以下的光，因?yàn)?相對于暗室下即黑暗其辨認(rèn)性較好，所以噴霧的辨認(rèn)性提高。
在第二發(fā)明的噴霧測定裝置中，光源具有波長低于490nm的光源和波 長為490nm以上、550nm以下的光源，也可以在外殼中設(shè)有用于觀察來自 霧狀切削劑的散射光的觀察部。
如此具有波長不同的光源，若并用這兩個(gè)波長的光源，則波長低于 490nm的光其能量強(qiáng)，因此光傳感器的靈敏度提高，光傳感器的電檢測精 度提高；并且，波長為490nm以上、550nm以下的光，因?yàn)楸嬲J(rèn)性好，所 以能夠更明確地進(jìn)行觀察。
如以上這樣通過并用兩種波長的光，能夠得到光傳感器的靈敏度高， 且辨認(rèn)性也良好的噴霧測定裝置。
這種情況下，可以同時(shí)使用波長不同的兩個(gè)光源，也可以根據(jù)需要將 光源切換使用。
在本發(fā)明的噴霧測定裝置中，光源優(yōu)選使用發(fā)光二極管。
若是如此，因?yàn)榘l(fā)光二極管能夠出射各種波長的光，所以能夠出射前 述這樣的低于490nm的光和490nm以上、550nm以下的光。另外，因?yàn)?發(fā)光二極管響應(yīng)速度也迅速，所以也能夠快速地進(jìn)行自動(dòng)控制的隨動(dòng)。此 外，其價(jià)格便宜，在照射噴霧整體上也有適度的指向性。
根據(jù)本發(fā)明，能夠得到一種通過目視觀察散射光從而霧狀切削劑的辨 認(rèn)性提高的噴霧測定裝置、 一種能夠以光傳感器檢測散射光的高精度的噴 霧測定裝置、和一種辨認(rèn)性提高且能夠以光傳感器高精度進(jìn)行檢測的噴霧 測定裝置。


圖l是噴霧測定裝置的整體圖。
圖2是表示第一實(shí)施方式的噴霧測定部的圖。
圖3是圖2的A-A'線剖面圖。
圖4是噴霧噴出狀態(tài)的模式圖。
圖5是表示噴霧下的散射狀態(tài)的圖。
9圖6是第一實(shí)施方式的實(shí)驗(yàn)條件。
圖7是只有空氣下的泵驅(qū)動(dòng)命令和輸出信號(hào)的測定結(jié)果。
圖8是使用小型泵時(shí)的泵驅(qū)動(dòng)命令和輸出信號(hào)的測定結(jié)果。 圖9是使用中型泵時(shí)的泵驅(qū)動(dòng)命令和輸出信號(hào)的測定結(jié)果。 圖10是使用大型泵時(shí)的泵驅(qū)動(dòng)命令和輸出信號(hào)的測定結(jié)果。
圖11是表示切削劑供給量和平均輸出信號(hào)的圖。
圖12是表示第二實(shí)施方式的噴霧測定部的圖。 圖13是表示第三實(shí)施方式的噴霧測定部的圖。 符號(hào)說明
1噴霧
2切削劑
10切削工具
10a噴出部
11噴霧測定部
15發(fā)光二極管
16光電晶體管(phototransistor )
26噴霧調(diào)整部
30外殼
32防反射器
32a反射面
33觀察部
35接收光路管
36非球面聚光透鏡(aspheric condenser lens)
100噴霧測定裝置
具體實(shí)施例方式
以下，邊參照附圖邊說明本發(fā)明的實(shí)施方式。 圖1是噴霧測定裝置的整體圖。
在該噴霧測定裝置100中，切削劑2充滿透明管3，該切削劑2被計(jì) 量4送出。計(jì)量泵4是氣動(dòng)驅(qū)動(dòng)的活塞式(plunger type),根據(jù)切削劑用
10電磁閥13 (solenoidvalve)的工作，進(jìn)行切削2的噴出。
通過控制計(jì)量泵4的工作頻率，調(diào)節(jié)切削劑2的噴出量，另外通過讀
取設(shè)于透明管3的刻度，求得切削劑2的總消耗量。還有，基于該透明管
3的刻度的檢測，是為了測定噴霧噴出量的總量而進(jìn)行的，該檢測量無法
用于微量的檢測需要的噴霧噴出的控制。
此外，該切削劑2經(jīng)由多條流路回轉(zhuǎn)接頭5，被搬送到混合噴嘴8 (mixing nozzle)，其設(shè)于作為回轉(zhuǎn)側(cè)的機(jī)床的主軸6內(nèi)部的前端部的切削
工具IO旁邊。
在混合噴嘴8的內(nèi)部，空氣22與切削劑被混合，而使切削劑2成為 霧狀(以下為了方便而將霧狀的切削劑2稱為"噴霧l")。
然后，在噴霧測定部11的內(nèi)部插入切削工具10的前端，在該噴霧測 定部11內(nèi)部，噴霧1的噴出狀態(tài)和噴霧量被測定。該切削工具IO使用鉆 頭，其被安裝在可與其他形狀的切削工具自由交換的工具支架9上。在切 削工具10的前端設(shè)有噴霧1的噴出部10a。
圖2是表示本發(fā)明的第一實(shí)施方式的噴霧測定部的圖，圖3是圖2的 A-A'線剖面圖。圖4是噴霧噴出狀態(tài)的模式圖。
如圖2和圖3所示，該噴霧測定部ll為箱形，在該箱內(nèi)部的上方設(shè) 有作為光源的發(fā)光二極管15。而且，相對于來自發(fā)光二極管15的光的出 射方向、和噴霧1的噴出方向(圖3中為與紙面垂直的方向)這兩方垂直 地設(shè)有光電晶體管16。
另夕卜，在噴霧測定部ll的光電晶體管16的相反面，設(shè)有由透明的窗 口構(gòu)成的觀察部33。因此，觀察部33也與光電晶體管16—樣，相對于發(fā) 光二極管15的出射方向和噴霧1的噴出方向這兩方垂直。
然后，從發(fā)光二極管15出射的光被噴霧1散射，由光電晶體管16檢 測散射光，由此檢測圖1的噴霧1的散射光。
然后，基于此得到的散射光的光量，由圖1的噴霧調(diào)整部26調(diào)整噴 出的噴霧的量。
來自光電晶體管16的模擬電信號(hào)，被圖1所示的增幅器17增幅后， 通過A/D轉(zhuǎn)換器18而被轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，并被輸入PLC (可編程邏輯控 制器Programmable Logic Controller) 19。還有，經(jīng)過檢測的噴霧1其后通過由真空泵構(gòu)成的排出裝置25，被排放到噴霧測定部11的外部。
在PLC19中，對于噴霧1進(jìn)行CNC (計(jì)算機(jī)數(shù)值控制Computer Numeral Controller),分析來自光傳感器的數(shù)據(jù)并換算成噴霧量。然后， 噴霧量超過設(shè)定量、或不滿足設(shè)定量時(shí)，輸出異常消息，并且對空氣用電 磁閥20、切削劑用電磁閥13和計(jì)量泵4發(fā)送控制信號(hào)，以調(diào)整噴霧量。
空氣用電磁閥20和切削劑用電磁閥13與空氣源21連接，承擔(dān)著對 于從空氣源21輸送的壓縮空氣的電磁閥的作用。
如上，噴霧測定裝置100自動(dòng)檢測噴霧1的噴出狀態(tài)，根據(jù)該檢測狀 態(tài)自動(dòng)地調(diào)整噴霧1的噴出量。
以下，詳細(xì)地說明噴霧測定部11的噴霧1的檢測。
如圖3、圖4所示，從噴霧測定部11的外殼30的插入口插入切削工 具10，從該切削工具IO前端的噴出部10a噴射噴霧。在該外殼30中，作 為光源的發(fā)光二極管15經(jīng)由發(fā)光二極管固定部31被安裝，并且在該發(fā)光 二極管15的光的出射方向，安裝有呈筒狀且內(nèi)面為反射面32a的防反射 器32。
另外如前述，在外殼30，在相對作為光源的發(fā)光二極管15為垂直的 方向上，設(shè)有透明的窗口狀的觀察部33;作為光傳感器的光電晶體管16 也相對于發(fā)光二極管15垂直地被安裝。還有，該光電晶體管16經(jīng)由光電 晶體管固定部34被固定于外殼30。
在朝向光電晶體管16的光接收路徑中，安裝有筒狀的接收光路管35 和作為聚光透鏡的非球面聚光透鏡36。通過以上這樣的噴霧測定部11進(jìn) 行噴霧1的測定。
首先，發(fā)光二極管15的出射光被朝向噴霧1射出。然后，該出射光 通過防反射器32在噴霧1中進(jìn)行散射。圖5是表示噴霧的散射狀態(tài)的圖。
如圖5所示，當(dāng)來自發(fā)光二極管15的光碰到噴霧1的粒子la時(shí)就進(jìn) 行散射。即，不是沿一個(gè)方向反射或透射，而向各個(gè)方向反射，且該漫反 射在噴霧1的粒子la間反復(fù)多次。
因此，如果由觀察部33目視該散射光，則能夠辨認(rèn)噴霧l的噴出狀 態(tài)。還有，因?yàn)橥鈿?0遮斷外部光線，所以噴霧測定部11內(nèi)部成為暗室， 因此能夠更明確地辨認(rèn)噴出狀態(tài)。而且，因?yàn)橄鄬τ诠庠炊^察部33被
12垂直設(shè)置，所以散射光以外的光的辨認(rèn)就被降低。
這種情況下，發(fā)光二極管15出射的光要辨認(rèn)得以重視時(shí)，若是波長
為490nm以上、550nm以下則大致為綠色，因此容易辨認(rèn)。另外指向性也 適度，能夠根據(jù)噴出狀態(tài)選擇各種二極管。
另外，散射光由作為光傳感器的光電晶體管16檢測。這種情況下， 來自噴霧1的散射光通過接收光路管35被非球面聚光透鏡36聚集后，由 光電晶體管16檢測。因?yàn)楣怆娋w管16也相對發(fā)光二極管15的出射光 為垂直，所以散射光以外的光的接收就被降低。
防反射器32在內(nèi)面具有反射面32a，由該反射面32a反射發(fā)光二極管 15的出射光，由此能夠?qū)l(fā)光二極管15的出射光的范圍調(diào)整得與噴霧1 一致。另外，因?yàn)橛薪邮展饴饭?5，所以從發(fā)光二極管15向噴霧1的出 射光入射到光電晶體管16的情況少。此外，因?yàn)橄蚬怆娋w管16的入射 光被非球面聚光透鏡36聚集，所以光電晶體管16的對散射光的靈敏度得 以提高，能夠高精度地測定噴霧量。
發(fā)光二極管15出射的光，由光電晶體管16的檢測要重視時(shí)，若波長 低于490nm，則光的能量高。另外如前述，若波長為490nm以上、550nm 以下則容易辨認(rèn)。
使用本實(shí)施方式的噴霧測定裝置100，交換噴出容量不同的3種計(jì)量 泵4，從而使該計(jì)量泵4的工作頻率在0.2 4.4Hz間變化來進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。 圖6是第一實(shí)施方式的實(shí)驗(yàn)條件。
如圖6所示，實(shí)驗(yàn)時(shí)的發(fā)光二極管15的波長為520nm，容易辨認(rèn)， 是能量也比較高的光。
鉆頭的轉(zhuǎn)數(shù)在由光電晶體管16進(jìn)行檢測時(shí)為5617rpm，其他情況下 為Orpm。
目視觀察的結(jié)果為，在光源OFF的情況下和光源ON但沒有切削劑噴 出的情況下(以O(shè)ml/h噴出噴霧1)，從觀察部33觀察均為暗的狀態(tài)，但 若以15ml/h噴出噴霧1，則從觀察部33能夠觀察到內(nèi)部為稍亮的狀態(tài)， 若以75ml/h噴出噴霧1，則整體處于明亮的狀態(tài)，噴霧部分極其明亮，如 圖4的影線所示的噴霧1的噴出狀態(tài)能夠確認(rèn)得很清楚。
另外，用圖1所示的示波器(oscilloscope) 27觀察泵驅(qū)動(dòng)命令的信號(hào)、和由增幅器17增幅后的光電晶體管16輸出信號(hào)，由此迸行該噴霧測定裝
置100的性能確認(rèn)實(shí)驗(yàn)。
圖7 圖11是泵驅(qū)動(dòng)命令和輸出信號(hào)的測定結(jié)果。圖7是只有空氣下 噴出的狀態(tài)，圖8表示使用小型泵而使泵驅(qū)動(dòng)命令脈沖狀變化的情況，圖 9表示使用中型泵而使泵驅(qū)動(dòng)命令脈沖狀變化的情況，圖IO表示使用大型 泵而使泵驅(qū)動(dòng)命令脈沖狀變化的情況。。圖8、圖9和圖10中的切削劑2 的供給量均為15ml/h。還有，在圖7 圖10中，泵驅(qū)動(dòng)命令和光電晶體管 16的輸出信號(hào)(實(shí)際是由增幅器17增幅后的輸出信號(hào))記述在同樣的圖 中，在圖7中，泵驅(qū)動(dòng)命令為O,在圖8 圖10中，是使泵驅(qū)動(dòng)命令脈沖 狀變化的情況，但泵驅(qū)動(dòng)命令為LOW時(shí)也是0的意思。
如圖7所示，沒有噴出噴霧1而只噴出空氣時(shí)，光電晶體管16的輸 出信號(hào)為0。然后如圖8、圖9、圖10所示，無論使用哪一種泵時(shí)，對于 15ml/h的噴出量，檢測量的平均均為5mV左右。不受噴出模式的影響， 相對于噴出量而檢測量追隨。
這種情況下，由中型泵進(jìn)行的15ml/h的噴出是通常的MQL鉆頭加工 所使用的一般性的條件，滿足實(shí)用性。
圖11是表示切削劑供給量和平均輸出信號(hào)的圖。
如圖11所示，即使使切削劑供給量變化，其與平均輸出功率的關(guān)系 也大致為線形，能夠得到良好的結(jié)果。
如上，通過光散射方式，能夠辨認(rèn)噴霧1的噴出狀態(tài)，且能夠由光傳 感器檢測噴出量，這一點(diǎn)被實(shí)驗(yàn)性地確認(rèn)。其結(jié)果是，能夠確認(rèn)利用光散 射方式進(jìn)行的噴霧1的檢測具有充分的實(shí)用性。
圖12是表示本發(fā)明的第二實(shí)施方式的噴霧測定部的圖。
在第二實(shí)施方式中，配置作為光源的發(fā)光二極管15的方式是，使之 相對于噴霧l的噴出方向，從斜上方出射光。
若從發(fā)光二極管相對于噴霧1從傾斜方向出射光，則出射光被切削工 具10遮擋的情況少，可遍及噴霧整體，噴霧l的散射光變大。
另外，作為光傳感器的光電晶體管16設(shè)有3個(gè)(16al 6c)， 1個(gè)光 電晶體管16a在相對于作為光源的發(fā)光二極管15的出射方向垂直的方向 接收光，其余2個(gè)光電晶體管16b、 16c設(shè)于噴霧測定部11的上部和下部。
14如此，通過設(shè)置多個(gè)光電晶體管16，能夠檢測的散射光增大，噴霧測定部 11的靈敏度提高，能夠高精度的檢測噴霧1的狀態(tài)。另外，因?yàn)閺亩鄠€(gè)方 向檢測散射光，所以也能夠把握噴霧l的噴出狀態(tài)。另外，能夠從觀察部 33辨認(rèn)噴霧1的噴出狀態(tài)。
在此第二實(shí)施方式中，利用噴霧l的散射光，能夠辨認(rèn)噴霧l，并且 能夠以光電晶體管16進(jìn)行高精度地檢測。
圖13是表示本發(fā)明的第三實(shí)施方式的噴霧測定部的圖。
在第三實(shí)施方式中，相對于噴霧l的噴出方向，由2個(gè)發(fā)光二極管15 從斜上方向和斜下方向出射光。并且，與第二實(shí)施方式一樣，設(shè)置3個(gè)光 電晶體管16。并且，從觀察部33能夠辨認(rèn)噴霧1的噴出狀態(tài)。
這種情況下，發(fā)光二極管15的波長有一個(gè)低于490nm。若波長低于 490nm，則為能量高的光，光電晶體管16的靈敏度提高。
另外，另一個(gè)發(fā)光二極管15為出射波長為490nm以上、810nm以下 的光源，優(yōu)選為出射波長為490nm以上、550nm以下的接近綠色的光的光 源。如此，出射接近綠色的光，辨認(rèn)性提高。
本發(fā)明并不限于以上的實(shí)施方式。
只要實(shí)現(xiàn)暗室的功能以及光源和光傳感器的固定構(gòu)件的功能，外殼30 也可以不是圖示這樣的形狀，不像這樣配置，另外作為暗室的功能和作為 固定構(gòu)件的功能，也可以由其他構(gòu)件構(gòu)成。同樣地，也可以變更光源和光 傳感器的位置。
另外，可以使發(fā)光二極管15如圖示的第一實(shí)施方式這樣只有1個(gè)， 也可以像第二實(shí)施方式這樣，在噴霧測定部11設(shè)置具有容易辨認(rèn)的光和 能量高的光的2種波長的2個(gè)元件內(nèi)置型的發(fā)光二極管15，也可以在大致 相同的位置相鄰設(shè)置2個(gè)元件的發(fā)光二極管15。如上，如果光源被區(qū)分為 可見光線的波長(雖然會(huì)因人而異，不過波長為360nm左右 810nm左 右)、容易辨認(rèn)的波長、能量高的波長(包括紫外線等非可見光線的比較 短的波長)加以使用，則其波長和個(gè)數(shù)可以適宜變更。
而且，發(fā)光二極管15如前述無論是1個(gè)元件，還是內(nèi)置有2個(gè)元件 的封裝(onepackage)品，分別配置2個(gè)元素也可以，另外是3個(gè)元素、 4個(gè)元素也可以。就光傳感器而言，如果能夠檢測散射光，則也包括光電二極管 (photodiode)等其他光傳感器和紫外線傳感器等針對非可見光線的傳感
器，也不計(jì)數(shù)量。另外，如果觀察部33配置在散射光容易看見的位置，
則其位置和形狀也可以適宜變更。
另外，在以上的本實(shí)施方式中，切削工具10的前端設(shè)有噴霧噴出部 10a，但切削工具IO也可以從其他地方噴出噴霧1。
權(quán)利要求
1.一種噴霧測定裝置，具有外殼和設(shè)于外殼中并將光向霧狀切削劑出射的光源，其特征在于，所述外殼設(shè)于所述霧狀切削劑的噴出部的周圍，所述光源的光為可見光線，在所述外殼設(shè)置有用于觀察來自所述霧狀切削劑的散射光的觀察部。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的噴霧測定裝置，其特征在于， 從所述光源出射的光的波長為490nm以上、550nm以下。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的噴霧測定裝置，其特征在于， 在從所述光源到所述霧狀切削劑的光路上，設(shè)有內(nèi)面為反射面的筒狀的防反射器。
4. 一種噴霧測定裝置，具有外殼；設(shè)于所述外殼中并將光向霧狀 切削劑出射的光源；設(shè)于所述外殼中并接收來自霧狀切削劑的光的光傳感 器，并且，基于該光傳感器的光接收量對霧狀切削劑的噴出量進(jìn)行測定， 其特征在于，所述光傳感器接收來自所述霧狀切削劑的散射光， 所述外殼設(shè)于所述霧狀切削劑的噴出部的周圍。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的噴霧測定裝置，其特征在于， 具有噴霧調(diào)整部，其根據(jù)由所述光傳感器測定的所述噴出量對所噴出的所述霧狀切削劑的量進(jìn)行自動(dòng)調(diào)整。
6. 根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的噴霧測定裝置，其特征在于，設(shè)有多個(gè)所述光傳感器。
7. 根據(jù)權(quán)利要求4 6中任一項(xiàng)所述的噴霧測定裝置，其特征在于， 在從所述光源到霧狀切削劑的光路中，具有內(nèi)面為反射面的筒狀的防反射器，在從所述霧狀切削劑到所述光傳感器的光路中具有聚光透鏡。
8. 根據(jù)權(quán)利要求4 7中任一項(xiàng)所述的噴霧測定裝置，其特征在于， 所述光源的波長為490nm以下。
9. 根據(jù)權(quán)利要求4 7中任一項(xiàng)所述的噴霧測定裝置，其特征在于，所述光源的光為可見光線，在所述外殼中設(shè)有用于觀察來自所述霧狀切削劑的所述散射光的觀 察部。
10. 根據(jù)權(quán)利要求4 7中任一項(xiàng)所述的噴霧測定裝置，其特征在于， 所述光源具有波長低于490nm的光源和波長為4卯nm以上、810nm以下的光源，在所述外殼中設(shè)有用于觀察來自所述霧狀切削劑的所述散射光的觀 察部。
11. 根據(jù)權(quán)利要求4 7中任一項(xiàng)所述的噴霧測定裝置，其特征在于， 所述光源具有波長低于490nm的光源和波長為490nm以上、550nm以下的光源，在所述外殼設(shè)有用于觀察來自所述霧狀切削劑的散射光的觀察部。
12. 根據(jù)權(quán)利要求1 11中任一項(xiàng)所述的噴霧測定裝置，其特征在于， 所述光源使用發(fā)光二極管。
全文摘要
以提供一種辨認(rèn)性提高，且能夠進(jìn)行高精度檢測的噴霧測定裝置為課題。在具有外殼(30)和設(shè)于該外殼(30)并向霧狀切削劑(1)出射光的光源(15)的噴霧測定裝置中，外殼(30)設(shè)于霧狀切削劑(1)的噴出部(10a)的周圍，從光源(15)出射的光為可見光線，在外殼(30)中設(shè)有用于觀察來自霧狀切削劑(1)的散射光的觀察部(33)。
文檔編號(hào)G01N21/47GK101657714SQ200780052209
公開日2010年2月24日 申請日期2007年9月19日 優(yōu)先權(quán)日2007年3月19日
發(fā)明者關(guān)谷克彥, 山根八洲男, 槙山正, 河本卓也 申請人:報(bào)國株式會(huì)社