用于深度测量的投影式标尺的制作方法

本发明涉及用于确定在借助钻机的钻孔工具从工件表面开始钻入工件中的钻孔中的进入深度的装置，该装置包括至少一个光源以用于将光场投影在例如需要用钻机加工的工件上。

背景技术：

用于确定钻孔工具进入待加工的工件中的进入深度的装置在现有技术中已经广泛推广并已知。

这种装置例如可相对简单地构造成直尺，其可在长度上调节并且平行于钻机的钻头地布置。

此外，用于确定进入深度的装置也可如下面所述的那样构造得更复杂。

在现有技术中例如已知这样的装置，在其中两个激光源彼此成角度地定位在钻机上，两个会聚的光射束从钻机中朝工件表面的方向发出。两个光射束可看成在工件表面上的两个光圈。在钻机朝工件表面的方向运动时，两个光圈在工件表面上朝向彼此运动。对此两个激光源可相对于彼此调节，使得在两个光圈重合时为使用者显示出钻机到工件表面的确定的间距或者钻头进入工件中的进入深度。这种用于确定进入深度的装置在欧洲专利文献EP1464428B1中公开。

此外，根据现有技术已知在钻机上的进入深度确定装置，其包括具有发光二极管和光传感器单元的测量单元。光传感器单元对此包括两个传感器。在该装置中，从发光二极管中发出光线并且被工件表面反射。光传感器用于感应从发光二极管发出的并且在工件表面上反射的光。通过感应到的在工件表面上的光部分的反射角确定由光传感器单元的两个传感器检测的光强度的比例。又通过测量单元或钻机与工件表面的间距确定反射角。通过得到的测量单元或钻机到工件表面的间距可确定进入工件中的进入深度。在德国专利申请DE102004024990A1公开了这种用于确定进入深度的装置。

前述的根据现有技术的用于确定进入深度的装置在其构造方面以及操作方面相对复杂。由于该复杂性通常会错误地使用该装置。此外，这种装置由于其复杂性而易于受干扰、维修复杂并且昂贵。

技术实现要素：

因此，本发明的目的是提供一种用于确定在借助钻机的钻孔工具从工件表面开始钻入工件中的钻孔中的进入深度的装置，该装置相比于现有技术实现了结构复杂性减小以及确保更简单的操作。

根据本发明，该目的通过独立权利要求1的对象实现。根据本发明的对象的其他实施方式在从属权利要求中提供。

提供一种用于确定在借助钻机的钻孔工具从工件表面开始钻入工件中的钻孔中的进入深度的装置，该装置包括至少一个光源以用于将光场投影在例如需要通过钻机加工的工件上。

根据本发明，光源如此相对于钻机定位，即，光源的中轴线与钻机的中轴线成角度地延伸并且设置至少一个第一阻挡元件以用于部分地遮盖光源，该至少一个第一阻挡元件在光场上产生标尺。通过使光源的中轴线与钻机的中轴线不平行地(即成角度地)延伸，根据钻机远离或朝向工件表面的运动，标尺看起来相对于光场运动。根据标尺相对于光场的相对运动，使用者可得出在钻机和工件之间的间距变化并因此确定工具进入工件的进入深度。

根据本发明的另一有利的实施方式可行的是，标尺包括在光场上的至少一个第一阴影和第二阴影。借助产生的阴影产生在光场上的颜色对比度，使用者根据该颜色对比度可更好地识别由于钻机远离或朝向工件表面的运动而造成的标尺相对于光场的相对运动。

为了确保在工件表面上尽可能好地显示光场，根据本发明的另一有利的实施方式可行的是，光源的中轴线和钻机的中轴线位于一个平面中。

根据本发明的另一有利的实施方式可行的是，标尺能够至少部分地产生在光场的边缘上。由此可实现保持标尺不影响光场的中间或中央区域，从而光场能够主要用作工件表面的区域的照亮装置，使用者用钻孔工具加工该工件表面。由此光源或由光源产生的光场可进一步用作工作照明装置。

附图说明

其他优点从下面的附图说明中得出。在附图中示出本发明的各种实施例。附图、说明书和权利要求书包括多种特征的结合。本领域技术人员也可适宜地将特征看作是单个的，以及概括成其他的有利结合方案。

在附图中，相同的以及相同类型的构件具有相同的附图标记。

其中：

图1示出了具有根据本发明的用于确定进入工件中的进入深度的装置的钻机的立体图；

图2示出了具有根据本发明的用于确定进入工件中的进入深度的装置的钻机的侧视图；

图3示出了根据第一实施方式的根据本发明的用于确定进入工件中的进入深度的装置的俯视图；

图4示出了根据第二实施方式的根据本发明的用于确定进入工件中的进入深度的装置的俯视图；

图5示出了根据第一实施方式的根据本发明的用于确定进入工件中的进入深度的装置的侧视图；

图6示出了具有根据本发明的用于确定进入工件中的进入深度的装置的钻机的另一立体图以及一个竖向平面；

图7示出了具有根据本发明的用于确定进入工件中的进入深度的装置的钻机的另一侧视图以及在钻机与工件表面的第一间距中的通过光源在工件表面上产生的光斑；

图8示出了具有根据本发明的用于确定进入工件中的进入深度的装置的钻机的另一侧视图以及在钻机与工件表面的第二间距中的通过光源在工件表面上产生的光斑；

图9示出了根据钻机与工件表面的第一间距通过光源在工件表面上产生的光斑的示意图；

图10示出了根据钻机与工件表面的第二间距通过光源在工件表面上产生的光斑的示意图；

图11示出了根据钻机与工件表面的第三间距通过光源在工件表面上产生的光斑的示意图；

图12示出了根据第二实施方式通过光源在工件表面上产生的光斑的示意图；

图13示出了根据第三实施方式通过光源在工件表面上产生的光斑的示意图；

图14示出了根据第四实施方式通过光源在工件表面上产生的光斑的示意图。

具体实施方式

图1示出了钻机1的立体视图，其具有根据本发明的装置2以用于确定未示出的钻孔工具进入工件W的进入深度。

钻机1主要包括壳体3、工具容纳部4、手柄5和底座6。

壳体3包括前端3a、后端3b、顶侧3c和底侧3d。工具容纳部4定位在前端3a上。借助工具容纳部4可容纳和保持(未示出的)钻孔工具(所谓的钻头)。中轴线N沿X方向延伸穿过壳体3以及工具容纳部(参见图1、2和6)。

手柄5包括第一端部5a、第二端部5b、前侧5c以及后侧5d。如在图1中所示，手柄5以第一端部5a固定在壳体3的底侧3d上。

底座6包括前端6a、后端6b、上端6c和下端6d。底座6以上端6c固定在手柄5的第二端部5b上并且基本沿X方向延伸。

用于供电的蓄电器可借助底座6与钻机1连接。在附图中未示出蓄电器。开关7定位在手柄5的前侧上，钻机1可借助开关接通和断开以及可调节钻机1的功率输出。

用于确定在借助钻机1的钻孔工具从工件表面WO开始钻入工件W中的钻孔中的进入深度的装置2定位在底座6的上端6c上并且在前端6a的附近。

如在图3、4和5中所示，用于确定进入深度的装置2主要包括壳体8、光源9、透镜10以及第一、第二和第三阻挡元件12a、12b、12c。

图3在此在俯视图中示出了根据第一实施方式的用于确定进入深度的装置2。图4在俯视图中示出了根据第二实施方式的用于确定进入深度的装置2。图5在沿Y方向的侧视图中示出了根据第一实施方式的用于确定进入深度的装置2。

如尤其在图5中所示，装置2的壳体8形成空腔13，光源9定位在该空腔中。光源9构造成发光二极管的形式。但是也可行的是，光源9构造成一个或多个其他发光器件的形式。壳体8的空腔13被透镜10遮盖。如在图5中所示，透镜10包括第一侧边10a、第二侧边10b、第三侧边10c和第四侧边10d。透镜10用于使从光源9发出的光汇聚成光束。由此从光源9发出的光基本呈从装置2的壳体8出来的截锥体K的形状。此外，光源9包括中轴线L，其基本延伸穿过光截锥体K的纵轴线或与其纵轴线同轴(参见图5和6)。

如在图6中所示，光源9的中轴线L和壳体3以及工具容纳部N的中轴线位于同一平面A上。平面A沿X和Z方向延伸。此外，光源9的中轴线L和壳体3以及工具容纳部N的中轴线彼此成角度α。

如在图3、4和5中所示，第一、第二和第三阻挡元件定位在透镜10上。根据第一实施方式，这三个阻挡元件12a、12b、12c分别构造成具有三角形底面的长方体的形状并且彼此以等距固定在透镜10的第一侧边10a上(参见图3)。在此，这三个阻挡元件12a、12b、12c逆着Y方向伸入透镜表面16。根据第二实施方式，这三个阻挡元件12a、12b、12c分别构造成在透镜表面16中的刻槽的形式(参见图4)。根据另一(未示出的)实施方式，这三个阻挡元件12a、12b、12c也可构造成在透镜表面16中的棱边的形式和/或通过磨削透镜表面16而形成。

如在图5中示意性示出地，这三个阻挡元件12a、12b、12c用于部分地阻挡光源9的从壳体8发出的光Q，使得在由光源9产生的光场17中产生第一、第二和第三阴影18a、18b、18c。如在图7至14中所示，可看出由于阻挡元件12a、12b、12c的定位使得这三个阴影18a、18b、18c彼此上下关系地以均等间距位于投影到工件表面WO上的光场17的边缘S上。这三个阴影18a、18b、18c形成标尺19，其作为参考装置用于确定钻孔工具进入工件W中的进入深度或用于确定钻机1与工件表面WO的间距变化。

在具有用于确定进入深度或用于确定钻机1与工件表面WO的间距变化的装置的钻机1相对于工件表面有第一间距a(如在图7中所示)时，则钻机1的参考点R大致位于第二阴影18b的高度上。参考点R由这样的位置形成，在该位置上，在钻机1继续朝工件W运动时，钻孔工具撞到工件表面WO上。在附图中没有示出钻孔工具。

在具有用于确定进入深度或用于确定钻机1与工件表面WO的间距变化的装置的钻机1向工件表面WO(即，沿X方向)运动并且由此与工件表面WO相距第二间距b(如在图8中所示)时，钻机1的参考点R大致位于第三阴影18c的高度上。可注意到，由于钻机1与工件表面WO的间距减小(即，间距a至间距b)，光场17稍微变小。但是，这三个阴影18a、18b、18c彼此之间的间距对此保持不变并且用作参考装置。

根据从第二阴影18b到第三阴影18c的参考点变化，使用者识别出钻孔工具进入工件W的深度，因为各个阴影18a、18b、18c彼此之间的间距能够表现在沿X方向的相应路径。由此例如在钻机1上设置说明，使用者借助该说明获知，在两个阴影(即，18a到18b或18b到18c)之间的间距相应于在X方向上的10mm路径。在从第一阴影18a的高度到第三阴影18c的高度的参考点变化中，钻机1沿X方向运动20mm。

在图9至11中示出了在工件表面WO上的光场17，在其中，钻机1与工件W间隔三个不同的间距。

从图9到图10，钻机1到工件表面WO的间距持续减小。参考点R根据钻机1到工件表面WO的变小的间距而在光场17中沿Z方向运动。根据前述对阴影18a、18b、18c彼此之间的间距的描述(阴影的间距在X方向上分别相应于10mm)，从图9到图10钻机1已经朝工件表面WO运动5mm。从图10到图11，钻机1已经朝工件表面WO继续运动5mm。从图9到图11，钻机1已经朝工件表面WO运动10mm。

图12示出了根据第二实施方式的通过光源9在工件表面WO上产生的光斑17的示意图。在此阻挡元件12a、12b、12c分别构造成具有梯形底面的长方体的形状，从而由此产生的阴影20在光场17中构造成梯形形状。

图13示出了根据第三实施方式的通过光源9在工件表面WO上产生的光斑17的示意图。在此阻挡元件12a、12b、12c分别构造成具有矩形底面的长方体的形状，从而由此产生的阴影21在光场17中构造成矩形形状。

图14示出了根据第四实施方式的通过光源9在工件表面WO上产生的光斑17的示意图。在此阻挡元件12a、12b、12c分别构造成具有矩形底面的长方体的形状。但是与第三实施方式不同，根据第四实施方式的阻挡元件12a、12b、12c在光源9的整个透镜表面16上延伸，从而由此产生的阴影22在光场17中构造成直线。