专利名称：用于动力工具的对准导引装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于动力工具的导引装置，更特别涉及一种用于钻床的对准导引装置。
背景技术：
一种常规的钻床具有一个固定至支承臂上的工作台，所述支承臂本身由底座上的一根竖直柱支承。在柱的顶部安装一个工作头，并且一个马达驱动的钻头夹具从工作头向下延伸。夹具固定一个钻头，并且能够朝工作台升降以便在工件上钻出一个孔。
为了利用这种钻床准确地在工件上定位一个孔，操作者在检测钻孔并重新调节工件的位置的同时，必须进行升降工作头的耗时工序。已研制出光学对准系统来解决该问题。将这些对准系统安装在钻床上并将交叉线投影至工件上。校准对准系统，以便使两条投影线的交叉点与钻头的轴线对应。例如，Wang的US专利申请2003/0095840披露了一种用于孔处理机的激光定位系统，其中，在工作头内固定有激光器。但是，当在钻床中使用较大的钻头或孔锯时，可能会局部遮挡投射的激光束，以致投影至工件上的光线不会相交。其会增加操作者的设定时间，从而迫使操作者使投射的激光光线与一些其它标记对准，临时拆除钻头，或例如，推断投射的激光光线的交点。
Garcia的US专利申请2004/0032587披露了一种用于动力工具的光学对准系统，其具有一个水平调距连接器，其允许调节第一和第二激光发生器之间的距离。但是，这种调距连接器的使用要求操作者对激光器进行重新定位，以便能够把交叉的激光光线投射在钻头轴线处，从而会增加设定时间。另外，由于将对准系统安装在钻头主轴上，因此，在降低钻头时，对准系统可能会与工件或其它部件发生干涉。本发明可以满足这些和其它需要。
发明内容
因此，本发明的实施例提供了一种用于动力工具的新型改进的对准导引装置。可以将该对准导引装置固定至一个滑动件上，该滑动件可一体安装在动力工具上或作为一个附件固定。在动力工具上安装一个转动手柄，并使其与一个传动装置相结合。传动装置与一位于滑动件上的导轨相结合。滑动件允许对准导引装置相对于工件可调节地定位。如果滑动件平行于钻头轴线运动，则无需重新定位对准导引装置。另外，对准导引装置可设有至少一盏灯，如发光二极管，以在工件上提供光亮。
根据本发明的一个方面，一种动力工具包括一根心轴，一个滑动件以及一个对准导引装置。心轴固定至动力工具上并相对于一个工件被可操纵地支承，其中，心轴限定了一条动力工具的操作轴线。滑动件可运动地固定至动力工具上。对准导引装置固定至滑动件上并具有一个第一激光器和一个第二激光器。第一激光器在第一平面内投射第一激光束，第二激光器在第二平面内投射第二激光束。第一平面和第二平面沿操作轴线相交。
根据本发明的另一个方面，一种钻床包括一根竖直支承柱，一个工作头，一个滑动件和一个对准导引装置。工作头安装在支承柱上并具有一个可转动的夹具，其中，可转动的夹具限定了一条操作轴线。滑动件固定至钻床上，并且，对准导引装置固定至滑动件上。对准导引装置具有一个在第一平面内投射第一激光束的第一激光器和一个在第二平面内投射第二激光束的第二激光器。第一平面和第二平面沿操作轴线相交。
本发明的另一个方面包括一种钻床，包括一个底座，一根竖直支承柱，一个工作头，一个滑动件和一个对准导引装置。竖直支承柱连接在底座上。工作头安装在支承柱上，并且具有一个可转动的夹具，其中，可转动的夹具限定了一条操作轴线。滑动件可运动地固定至钻床上，并且对准导引装置固定至滑动件上。对准导引装置具有一个在第一平面内投射第一激光束的第一激光器和一个在第二平面内投射第二激光束的第二激光器，第二激光束定位在距离第一激光束的固定距离处。第一平面和第二平面沿操作轴线相交。
图1显示了本发明的对准导引装置的透视图，如图所示，该对准导引装置安装在一台钻床上。
图2为本发明的对准导引装置的侧视图，如图所示，该对准导引装置安装在钻床上。
图3为本发明的对准导引装置的前视图，如图所示，该对准导引装置安装在一台钻床上。
图4为本发明的对准导引装置的透视图。
图5为本发明的对准导引装置的侧视图。
图6为本发明的对准导引装置的顶视图。
图7为显示沿图6中剖面B-B所示的局部剖面的本发明的对准导引装置的侧视图，其显示了电池室和激光发生器。
图8为本发明中滑动件的一个实施例的透视图。
图9为本发明的对准导引装置的侧视图，如图所示，所述对准导引装置安装在图8所示的滑动件上。
图10为本发明中滑动件的另一实施例的透视图。
图11为透视图，其显示了安装在图10所示的滑动件上的本发明的对准导引装置。
图12为透视图，其显示了本发明的对准导引装置的激光发生器和投射的激光束相对于钻头的几何关系。
图13为另一透视图，其显示了本发明的对准导引装置的激光发生器和投射的激光束相对于孔锯的几何相对关系。
图14为本发明的滑动件的透视图，如图所示，所述滑动件在钻头夹具之后安装在钻床上。
图15为本发明的滑动件的透视图，如图所示，所述滑动件在钻头夹具的前面安装在钻床上。
图16为本发明的滑动件的透视图，如图所示，所述滑动件安装在钻床的支承柱上。
具体实施例方式
参见附图1～3，将一个本发明的对准导引装置30安装在钻床10上。钻床10包括一根支承柱14，一个底座15以及一个工作头12。支承柱14可具有空心圆柱形状以便安装在形成于底座15中的孔内。通常，底座15支承支承柱14并且其从底座15大致竖直延伸。工作头12包括一个孔，其用于接收并在其上支承一根柱14。一根常规的心轴13从工作头12伸出，并且带有一个与心轴13连接的夹具16。一个用于提升或降低夹具16的转动手柄28从工作头12伸出。在工作头12内还设有一个用于心轴13和夹具16的传统驱动机构(未示出)。可以将一个钻头18或一个孔锯19安装在夹具16中，以绕操作轴线20转动。将一个工作头支架24安装在柱14上以支承一个位于夹具16下方的工作台25。可以将一个工件26设置在工作台25上，以便钻头18或孔锯19可以在其上进行各种加工操作。
参见图4～7，对准导引装置30包括一个壳体32和一个盖34。如图6所示，虽然可以通过螺钉35将盖34固定在壳体32上，但是，可以使用连接这两个部件的其它方式，如粘结剂，卡扣或静配合等。壳体32和盖34可以由如聚碳酸酯，酸醛或ABS(丙烯腈二乙烯丁二烯树脂)这样的适当塑料注模形成。壳体32包括一个第一接收器36和一个第二接收器37。第一和第二接收器36，37可以在壳体32中一体形成圆柱状孔腔。作为可选择的方案，第一和第二接收器36，37可采用可以相对于壳体32移动的结构。就这一点而言，整个接收器36，37或其一部分可相对于壳体32运动。
第一激光发生器40安装在第一接收器36中，并且第二激光发生器41安装在第二接收器37中。在第一和第二接收器36，37中每一个接收器中的横向孔腔51中设置定位螺钉52以固定激光发生器40，41。当然，可以采用其它已知的固定装置，以便更容易地促进激光发生器40，41的固定。例如，可以使用一个具有一适于固定激光发生器40，41的操纵杆或其它装置的可转动柄或凸轮。
激光发生器40，41可采用能够产生平面、扇形光束的市场上可购得的激光发生器。第一调节环54可转动地位于第一接收器36上，以调节由第一激光发生器40产生的激光束。第二调节环55可转动地位于第二接收器37上，以调节由第二激光发生器41产生的激光束。下面，将对所述调节进行进一步说明。
如图5和7所示，可以使至少一盏灯66与所述对准导引装置30相结合，以对工件26进行照明。灯66可以一体安装在对准导引装置30中或可以采用任何已知或适当的方式固定至对准导引装置30上。灯66最好为发光二极管(LED)；但是，可以采用其它类型的灯，如白炽灯泡或卤素灯泡，激光器等。
容纳在对准导引装置30中的电池接收器62中的电池60可以对激光发生器40，41和灯66供给电能。电池盖64固定在对准导引装置30上以覆盖并固定在电池接收器62内的电池60。电池盖64能够确保易于更换电池60。作为可选择的方案，激光发生器40，41和灯66可通过交流电源，或直接由交流电流或通过与钻床10的电子系统相连的电缆供电。如已知的那样，如果使用交流电流，则需要交流-直流转换器和降压器。
一个电源开关65允许从电池60或其它电源供电以启动激光发生器40，41和灯66。作为可选择的方案，开关65的结构可以独立允许对激光发生器40，41或灯66供电，或可以使用一个辅助开关。
对准导引装置30通过一个滑动件70与钻床10相结合。滑动件70包括一个托架72，一根从托架72伸出的第一导引轴74，以及一个第一锁定钮86。如在图1～3和14～15中能够最清楚地看到的那样，可以将滑动件70安装在工作头12上，并且使托架72设置在工作头12内。作为可选择的方案，滑动件70可一体形成工作头12的一部分。在另一种方案中，如图16所示，可以通过一个夹持装置90，将托架72安装在支承柱14上。托架72还可具有一根第二导引轴75。
第一锁定钮86从第一导引轴74横向伸出并且固定对准导引装置30相对于钻床10的位置，从而夹紧在工作头12或夹持装置90上。第二锁定钮88也可以从第二导引轴75横向伸出以提供辅助夹持。本领域技术人员应理解可以采用其它可选择的锁定装置。例如，可以使用一个锁定柄或一个凸轮来提供锁定结合。将导引轴74，75插入形成在对准导引装置30中的轴接收装置58内。可以在轴接收装置58内设置如轴承这样的嵌入件，以协助导引轴74，75与对准导引装置30的对准。
如图10-11所示，一个传动装置可以使滑动件70与工作头12相连接。传动装置包括一根导轨81，一个小齿轮82，一根小齿轮轴83以及一个转动旋钮84。导轨81可以沿第一导引轴74一体形成，并且小齿轮82与导轨81啮合。一根小齿轮轴83从小齿轮82，经工作头12伸出。一个转动旋钮84和一个C环85设置在小齿轮轴83的相对端处以沿轴向将小齿轮轴83固定至工作头12上。通过转动旋钮84，小齿轮轴83转动，其又会使小齿轮82转动。小齿轮82与导轨81啮合，从而使第一导引轴74和对准导引装置30上下运动。
可以选择小齿轮82和转动旋钮84的各种参数，如外径或半径，以便实现理想的传动比，在这种情况下，滑动件70和对准导引装置30相对于工作头12的位移或运动为与转动旋钮84的转动的特定比。在图10-11中显示了一种大约1∶2的齿轮比。但是，可以选择小齿轮82和旋钮84的尺寸以便实现其它的传动比，如1∶4，2∶1或4∶1，从而能够如所希望的那样，提高或降低调节灵敏性。
在操作中，开关65起动激光发生器40，41和灯66。转动第一调节环54，直至由第一激光发生器40产生的第一激光束44与钻头的操作轴线20共面。同样，转动第二调节环55，直至由第二激光发生器41产生的第二激光束45也与钻头轴线20共面。随后，紧固定位螺钉52，以固定该位置。虽然最好将对准导引装置30设计成使第一激光束44与第二激光束45垂直定向，但是，可以将对准导引装置30设计成允许其它的相交角度。
如在图12中能够最清楚地看到的那样，一旦已使对准导引装置30相对于钻头轴线20对准，对准导引装置30则将具有与钻头轴线20的投影相交的交点50的第一激光光线48和第二激光光线49投射至工件上。通过使该交点50和激光光线48，49与工件上的参考标记51对准，操作者能够准确地定位一个孔。
如图12～13所示，在将大直径钻头18或孔锯19设置在夹具16内时，钻头18或孔锯19可能会遮挡一部分投射的激光束44，45，从而会妨碍投射在工件上的激光光线48，49相交。通过使用滑动件70以使对准导引装置30更靠紧工件20移动，能够增加工件上的投射激光光线48，49的长度。这种投射的激光光线48，49长度的增加能够降低与推定交点50位置的操作者相关的不准确性。利用图1～3和14～15所示的实施例，在对准导引装置30和滑动件70相对于工作头12运动时，激光发生器40，41的轴线和钻头轴线20之间的距离保持固定。其能够保持激光束44，45与钻头轴线20的对准。另外，当在可能与对准导引装置30发生干涉的大型工件20上进行加工操作时，通过滑动件70可以重新定位对准导引装置30。
本发明适用于具有操作轴线的动力工具，如钻床，排钻，六角钻床，多轴钻床，钻孔机，带锯，车床，研磨机等。虽然已参照所说明的实施例的细节对本发明进行了说明，但是，这些细节不应限制由权利要求限定的本发明的范围。例如，虽然所说明的导引轴为直线轴，但也可以使用其它形状的轴，如曲线轴或倾斜轴。另外，也可以使用导引轴的其它剖面形状和尺寸，如包括六边形、八角形等多边形状或包括椭圆形的圆形形状。另外，代替导轨和小齿轮传动，滑动件可使用其它类型的传动装置来产生传动比。也可以使用由连杆系统中的控制杆，滑轮或液压或气压致动器构成的传动装置将传动比从转动的旋钮传递至滑动件。因此，前面的详细描述被认为是说明性的，而不是限制性的，并且，应理解包括所有等同方案的以下权利要求用于限定本发明的思想和范围。
权利要求
1.一种动力工具，包括a.心轴，固定至动力工具上并相对于工件被可操纵地支承，其中，所述心轴限定了动力工具的一条操作轴线；b.可运动地固定至动力工具上的滑动件；以及c.对准导引装置，固定至所述滑动件上并具有在第一平面内投射第一激光束的第一激光器和在第二平面内投射第二激光束的第二激光器，其中，第一平面和第二平面沿操作轴线相交。
2.根据权利要求1所述的动力工具，其中第二激光器位于相距第一激光器的固定距离处。
3.根据权利要求1所述的动力工具，其中对准导引装置具有至少一盏灯。
4.根据权利要求3所述的动力工具，其中至少一盏灯为发光二极管。
5.根据权利要求1所述的动力工具，其还包括安装在动力工具上的传动装置和与传动装置结合的转动手柄，其中，所述滑动件具有可操纵地与传动装置结合的导轨。
6.根据权利要求5所述的动力工具，其中所述传动装置具有可操纵地与导轨啮合的齿轮。
7.根据权利要求1所述的动力工具，其中所述滑动件具有至少一根固定至托架上的导引轴。
8.根据权利要求7所述的动力工具，其中所述滑动件具有锁定件。
9.根据权利要求7所述的动力工具，其中所述对准导引装置具有至少一个孔腔，至少一根导引轴延伸穿过至少一个孔腔。
10.根据权利要求9所述的动力工具，其中所述第一平面垂直于第二平面。
11.根据权利要求10所述的动力工具，其中动力工具为钻床或车床。
12.一种钻床，包括a.竖直支承柱；b.安装在所述支承柱上的工作头，支承柱具有可转动的夹具，其中，所述可转动的夹具限定了一条操作轴线；c.连接到钻床的滑动件；d.对准导引装置，固定至所述滑动件上并具有在第一平面内投射第一激光束的第一激光器和一个在第二平面内投射第二激光束的第二激光器，其中，第一平面和第二平面沿操作轴线相交。
13.根据权利要求12所述的钻床，其中第二激光器位于相距第一激光器的固定距离处。
14.根据权利要求12所述的钻床，其中对准导引装置具有至少一盏灯。
15.根据权利要求12所述的钻床，其中至少一盏灯为发光二极管。
16.根据权利要求12所述的钻床，其还包括安装在钻床上的传动装置和与传动装置结合的转动手柄，其中，所述滑动件具有可操纵地与传动装置结合的导轨。
17.根据权利要求16所述的钻床，其中所述传动装置具有可操纵地与导轨啮合的齿轮。
18.根据权利要求16所述的钻床，其中所述滑动件具有至少一根固定至托架上的导引轴。
19.根据权利要求18所述的钻床，其中所述滑动件具有锁定件。
20.根据权利要求18所述的钻床，其中所述对准导引装置具有至少一个孔腔，至少一根导引轴延伸穿过至少一个孔腔。
21.根据权利要求20所述的钻床，其中所述第一平面垂直于第二平面。
22.根据权利要求18所述的钻床，其中所述滑动件可移动地固定至工作头上。
23.根据权利要求18所述的钻床，其中所述滑动件固定至支承柱上。
24.一种钻床，包括a.底座；b.固定至底座上的竖直支承柱；c.安装在所述支承柱上的头部，具有可转动的夹具，其中，所述可转动的夹具限定了一条操作轴线；d.可运动地固定至钻床上的滑动件；以及e.对准导引装置，固定至所述滑动件上并具有在第一平面内投射第一激光束的第一激光器和在第二平面内投射第二激光束的第二激光器，其中，第二激光束定位在距离第一激光束的固定距离处，第一平面和第二平面沿操作轴线相交。
25.根据权利要求24所述的钻床，还包括可转动地安装在钻床上的齿轮和与齿轮啮合的转动手柄，其中，所述滑动件具有可操纵地与齿轮结合的导轨。
全文摘要
一种动力工具包括一根心轴，一个滑动件以及一个对准导引装置。所述心轴固定至动力工具上并相对于一个工件被可操纵地支承，其中，所述心轴限定了一条动力工具的操作轴线。滑动件可运动地固定至动力工具上。对准导引装置固定至滑动件上并具有一个第一激光器和一个第二激光器。第一激光器在第一平面内投射第一激光束，第二激光器在第二平面内投射第二激光束。第一平面和第二平面沿操作轴线相交。
文档编号B23K26/02GK1781677SQ20051008202
公开日2006年6月7日 申请日期2005年7月5日 优先权日2004年12月1日
发明者B·诺特曼, T·M·奇普纳, 李华波 申请人:创科实业有限公司