专利名称：光学坐标台钻的制作方法
技术领域：
本实用新型属于钻床技术领域，尤其涉及带有光学坐标以更方便地调整工件在工作台上的位置及孔位的台钻、立式钻床、摇臂钻床、钻铣床以及其它类型的钻床的设计。
背景技术：
迄今为止，已有的台钻、立式钻床、摇臂钻床、钻铣床以及其它类型的各种钻床均不带有便于工件定位、加工的坐标。钻孔时，通常要按划线、号孔、试钻、钻孔四个工序(工步)进行，其中的试钻还可能进行多次，相当繁琐。在工作台上移动工件时，只能凭经验进行，无坐标可参照。即使要在工件上加工一排或一组孔也是如此。除大批量生产可以使用钻模定位外，小批量生产时仍需逐个按上述四工序进行。不但麻烦，生产效率也低。
公开号为特开2000-343309、名称为《加工位置表示装置》的日本专利公开了一种以两个激光发射器发射的两相交平面光束定位的钻床。其优点是孔位定位方便、准确。但是，其两平面光束在工作台上的投影为角度随意的两相交直线，除交点外，投影直线本身并无任何参照定位作用，更不能在工作台上构成直角坐标系。另外，两激光发射器均需固定安装在固定于钻床立柱上的固定座上或者固定在与该固定座铰接的连接块上，其位置易移动改变，需反复调整、固定，费工费时。
发明内容
本实用新型的目的，就在于克服上述缺点和不足，提供一种光学坐标台钻的新设计。它不但可以在工作台上清楚标示出钻床主轴亦即钻头中心线的投影，而且能在工作台上形成包括X轴、Y轴的清楚、完整、美观的直角坐标系。可以依据直角坐标定量调整工件在工作台上的位置，十分方便、快捷。不但可以快速、准确地确定孔位，不需号孔、试钻，而且可以以第一个孔为基准快速准确地调整、推定到第二个孔位，并可依此类推，尤其适用于工件的小批量生产，大大提高生产效率。而且其直角坐标系上还可带有若干条X向、Y向的辅助平行线，这些平行线的位置可以根据需要按刻度灵活调节。另外，直角坐标系的X轴、Y轴及其它辅助平行线的色彩丰富，可以由生产厂家或用户自行选定。
台钻包括底座、固定在底座上的立拄、安装在立拄上的工作台和机头箱、固定在机头箱上的电机、安装在电机的轴上的传动机构、与传动机构连接的主轴及其钻夹头及钻头、以轴承套装在主轴外面的套筒、啮合在套筒的齿条上的进给机构以及安装在机头箱上的电气控制系统等部件。
为了达到上述目的，本实用新型立拄上固定着下支座，下支座上固定着平面光束发射器。平面光束发射器位于立拄前面的中间位置向前或向前下方倾斜安装，它发出的平面光束与主轴的前后中心平面重合。机头箱或套筒的一侧固定着上支座，上支座上固定着另一个平面光束发射器。该平面光束发射器位于主轴侧面的中间位置向下或向下向内倾斜安装，它发出的平面光束与主轴的左右中心平面重合。两平面光束发射器均以导线与电气控制系统连接。上支座固定在机头箱上时效果最好。如固定在套筒上，会使套筒过长或降低钻床的有效加工高度。也可以省去上支座、下支座，将平面光束发射器直接固定在机头箱、立拄上。但平面光束发射器和机头箱、立拄之间总需要固定、连接件，故实质上仍是上支座、下支座的等同替代。
上述两个平面光束发射器所发出的平面光束分别与主轴的前后和左右中心平面重合，因此必然彼此正交，其交线也就必然与主轴亦即钻头的中心线重合。于是，它们在与立柱垂直的工作台上的投影即构成X-Y直角坐标系交线的投影构成直角坐标系的原点亦即中心点O，与主轴的前后中心平面重合的平面光束构成直角坐标系的Y轴，与主轴的左右中心平面重合的平面光束构成直角坐标系的X轴。其中心O点准确地确定了欲加工孔的孔位。钻孔时，只需将被加工件的孔位对准两个平面光束的交线，即可加工无误。
平面光束发射器的光源为激光二极管或发光二极管之一。激光二极管的发光强度高，十分明亮。发光二极管可为发红色、白色、蓝色、黄色、绿色、紫色或双色光中的一种。色彩丰富是发光二极管的优势之一，可以根据需要选择安装，十分醒目、美观。例如，形成X、Y轴的发光二极管为红色，形成其余(下述)辅助平行线的为白色；或者形成X、Y轴的发光二极管为蓝色，形成其余辅助平行线的为可发出红色、白色的双色发光二极管，根据加工的需要，由电气控制系统控制有时发出红色、有时发出白色等等。激光二极管和发光二极管都具有价格便宜、使用寿命长的优点。
上支座和下支座上除安装着上述平面光束发射器外，其两侧还分别再安装着数目相同的1～4个平面光束发射器。两侧的1～4个平面光束发射器安装在可调节其左右位置的调节器上且它们发出的平面光束与相应的位于中间的平面光束发射器发出的平面光束平行。其中下支座中两侧的1～4个平面光束发射器向前安装或向前下方倾斜安装，上支座中两侧的1～4个平面光束发射器向下安装或向下向内倾斜安装。
所述两侧的1～4个平面光束发射器发出的平面光束在与立柱垂直的工作台上的投影即构成X-Y直角坐标系的若干条辅助平行线。如果所有平面光束发射器都调整为等距，其投影即构成直角坐标系的辅助方格线，极具定位参照价值。可用于定量调整工件在工作台上的位置和孔位。上支座中两侧的平面光束发射器向下安装或向下向内倾斜安装具有同样的效果，均构成与X轴平行的辅助线。下支座中两侧的平面光束发射器则最好向前下方倾斜安装，可以避免光线射入操作者的眼中造成伤害。但无论向前安装或向前下方倾斜安装，均可构成与Y轴平行的辅助线。
上下两支座均带有中间短槽和左右两长槽，中间短槽中固定着一个平面光束发射器。调节器由螺杆以及安装在其两端的旋钮和轴用弹性挡圈构成。左右两长槽中各安装着1～4根螺杆，螺杆的外端突出于支座的外侧面，其上固定着旋钮，螺杆的内端突出在中间短槽中，其上安装着轴用弹性挡圈。两侧的第1个平面光束发射器上部带有借以安装在第1根螺杆上的螺孔和穿过其余螺杆的相应光孔，第2个平面光束发射器上中部带有借以安装在第2根螺杆上的螺孔和穿过其余螺杆的相应光孔，依此类推。除中间的外，其余平面光束发射器的前面上端均带有标线，支座的上面则带有与其对应的刻度尺。刻度尺可按mm刻度。
这种结构的光学坐标台钻，其上下两支座均安装有3～9个平面光束发射器。一般情况下，上下两支座各安装1～5个平面光束发射器时效果最好。
按刻度尺旋转相应平面光束发射器的旋钮，在旋转螺杆的带动下，便可调节该平面光束发射器在相应上下支座中的左右位置。当多个平面光束发射器调为等距时，X-Y直角坐标系中的每个方格均为正方形。各按刻度调节上下支座中的一个平面光束发射器，其所发出的辅助平面光束在与立柱垂直的工作台上的投影的交线即可用于新孔位的定位。据此即可由第一个孔位(将其与中心O点重合)快速准确地调整、推定到第二个孔位，并可依此类推，尤其适用于工件的小批量生产。
平面光束发射器可均为笔形。笔形的平面光束发射器体积小、便于安装。而且可以直接使用儿童玩耍的激光笔，价格便宜成本低。
本实用新型不但可以在工作台上清楚标示出钻床主轴亦即钻头中心线的投影，而且能在工作台上形成包括X轴、Y轴的清楚、完整、美观的直角坐标系。可以依据直角坐标定量调整工件在工作台上的位置，十分方便、快捷。不但可以快速、准确地确定孔位，不需号孔、试钻，而且可以以第一个孔为基准快速准确地调整、推定到第二个孔位，并可依此类推，尤其适用于工件的小批量生产，大大提高生产效率。而且其直角坐标系上还可带有若干条X向、Y向的辅助平行线，这些平行线的位置可以根据需要按刻度灵活调节。另外，直角坐标系的X轴、Y轴及其它辅助平行线的色彩丰富，可以由生产厂家或用户自行选定。它可广泛推广应用于钻加工中，其结构及原理同样适用于立式钻床、摇臂钻床、钻铣床以及其它类型的各种钻床。
图1为实施例1的结构示意图。
图2为实施例2的上下支座的正视图。
图3为实施例2的下支座的A-A剖面图。
图4为实施例2的上支座的A-A剖面图。
图5为实施例2在与立柱垂直的工作台上的投影图。
图6为实施例3在与立柱垂直的工作台上的投影图。
具体实施方式
实施例1。一种光学坐标台钻，如图1所示。它包括底座1、立拄2、工作台3、机头箱4、电机5、传动机构、主轴及其钻夹头及钻头6、以轴承套装在主轴外面的套筒、啮合在套筒的齿条上的进给机构7以及电气控制系统。立拄2上固定着下支座8，下支座8上固定着平面光束发射器9。该平面光束发射器9位于立拄2前面的中间位置向前下方倾斜安装，它发出的平面光束10与主轴6的前后中心平面重合，其在工作台3上的投影为Y轴。机头箱4的一侧固定着上支座11，上支座11上固定着另一个平面光束发射器12。该平面光束发射器12位于主轴侧面的中间位置向下安装，它发出的平面光束13与主轴的左右中心平面重合，其在工作台3上的投影为X轴。两平面光束发射器9和12均以导线与电气控制系统连接，它们所发的平面光束在与立柱垂直的工作台上的投影即构成X-Y直角坐标系，交线的投影即直角坐标系的原点O。平面光束发射器9和12为笔形，其光源为红色激光二极管。
实施例1可以快速、准确地确定孔位，不需号孔、试钻。其在工作台上形成完整的X-Y轴直角坐标投影。操作者可以依据该直角坐标调整工件在工作台上的角度和位置，方便、快捷。
实施例2。一种光学坐标台钻，如图2～图4所示。其上支座15和下支座14上除分别安装着上述平面光束发射器12和9外，其两侧还分别再各安装着2个平面光束发射器。两侧的2个平面光束发射器安装在可调节其左右位置的调节器上且它们发出的平面光束与相应的位于中间的平面光束发射器发出的平面光束平行。其中下支座14中两侧的2个(共4个)平面光束发射器23、27、22和24向前下方倾斜安装。上支座15中两侧的2个(共4个)平面光束发射器23、27、22和24向下向内倾斜安装。
上下两支座15和14均带有中间短槽16和左右两长槽17。中间短槽16中固定着一个平面光束发射器9或12。调节器由螺杆18或19以及安装在其两端的旋钮20和轴用弹性挡圈21构成。左右两长槽17中各安装着上下两根螺杆18和19。螺杆18和19的外端突出于支座的外侧面，其上各固定着旋钮20。螺杆18和19的内端突出在中间短槽16中，其上各安装着轴用弹性挡圈21。两侧的自上而下第1个平面光束发射器27和22上部带有借以安装在第1根螺杆18上的螺孔和穿过其余螺杆19的相应光孔，第2个平面光束发射器23和24上带有借以安装在第2根螺杆19上的螺孔和穿过其余螺杆18的相应光孔。光孔的作用是沿螺杆19滑动，用于导向。并依此类推。除中间的外其余平面光束发射器23、27、22和24的前面上端均带有标线25，支座的上面则带有与其对应的刻度尺26。
平面光束发射器均为笔形，其光源为发光二极管。发光二极管的色彩为白色和红色。其中两个中间平面光束发射器9和12的发光二极管为红色，其余为白色。它们形成的直角坐标投影非常醒目，美观。
图5所示，实施例2的上下两支座15和14的各5个平面光束发射器的间距均调为50mm，其在与立柱垂直的工作台上的投影为间距50mm的方格X-Y轴直角坐标系，原点为O。
实施例3。一种光学坐标台钻。它是在实施例2的上下两支座中各对称地省略一个平面光束发射器23和24，只剩平面光束发射器27和22，但仍保留螺杆19。平面光束发射器27和22上部带有借以安装在第1根螺杆18上的螺孔和穿过其余螺杆19的相应光孔。螺杆19只起导向作用，光孔可沿其滑动。如图6所示，它在与立柱垂直的工作台上所构成的直角坐标投影在X、Y方向各只有三条线，简单实用。除了清楚地标明了中心点O外，按刻度调节上下两支座中各一个平面光束发射器27和22，可以很快由前一孔位确定下一孔位。
举例说，如已按上述工序快速确定孔位并钻出A孔，并知道B孔相对于A孔的坐标值，只要根据该坐标按刻度调节上下两支座中的平面光束发射器27和22，使它们的交点为B孔的坐标点；然后在工作台上平移工件，使A孔位于该坐标点，即可在中心点O处直接钻出B孔。但应注意，B孔的坐标点位于直角坐标系的不同象限中时，应调节上、下两支座中的不同的两个平面光束发射器27和22(上、下两支座中各有两个平面光束发射器27和22)。
实施例2和3不但可以在工作台上清楚标示出钻床主轴亦即钻头中心线的投影，而且能在工作台上形成包括X轴、Y轴的清楚、完整、美观的直角坐标系。可以依据直角坐标定量调整工件在工作台上的位置，十分方便、快捷。不但可以快速、准确地确定孔位，不需号孔、试钻，而且可以以第一个孔为基准快速准确地调整、推定到第二个孔位，并可依此类推，尤其适用于工件的小批量生产，大大提高生产效率。而且其直角坐标系上还可带有若干条X向、Y向的辅助平行线，这些平行线的位置可以根据需要按刻度灵活调节。另外，直角坐标系的X轴、Y轴及其它辅助平行线的色彩丰富，可以由生产厂家或用户自行选定。
实施例1～3可广泛推广应用于钻加工中。其结构及原理同样适用于立式钻床、摇臂钻床、钻铣床以及其它类型的各种钻床。
权利要求1.一种光学坐标台钻，包括底座、立拄、工作台、机头箱、电机、传动机构、主轴及钻夹头和钻头、以轴承套装在主轴外面的套筒、进给机构及电气控制系统，其特征在于立拄上固定着下支座，下支座上固定着平面光束发射器，平面光束发射器位于立拄前面的中间位置向前或向前下方倾斜安装，它发出的平面光束与主轴的前后中心平面重合，机头箱或套筒的一侧固定着上支座，上支座上固定着另一个平面光束发射器，该平面光束发射器位于主轴侧面的中间位置向下或向下向内倾斜安装，它发出的平面光束与主轴的左右中心平面重合，两平面光束发射器均以导线与电气控制系统连接。
2.按照权利要求1所述的光学坐标台钻，其特征在于所说的平面光束发射器的光源为激光二极管或发光二极管，其中发光二极管为发红色、白色、蓝色、黄色、绿色、紫色或双色光中的一种。
3.按照权利要求1或2所述的光学坐标台钻，其特征在于所说的上支座和下支座上除安装着上述平面光束发射器外，其两侧还分别再安装着数目相同的1～4个平面光束发射器，两侧的1～4个平面光束发射器安装在可调节其左右位置的调节器上且它们发出的平面光束与相应的位于中间的平面光束发射器发出的平面光束平行，其中下支座中两侧的1～4个平面光束发射器向前安装或向前下方倾斜安装，上支座中两侧的1～4个平面光束发射器向下安装或向下向内倾斜安装。
4.按照权利要求3所述的光学坐标台钻，其特征在于所说的上下两支座均带有中间短槽和左右两长槽，中间短槽中固定着一个平面光束发射器，调节器由螺杆以及安装在其两端的旋钮和轴用弹性挡圈构成，左右两长槽中各安装着1～4根螺杆，螺杆的外端突出于支座的外侧面，其上固定着旋钮，螺杆的内端突出在中间短槽中，其上安装着轴用弹性挡圈，两侧的第1个平面光束发射器上部带有借以安装在第1根螺杆上的螺孔和穿过其余螺杆的相应光孔，第2个平面光束发射器上中部带有借以安装在第2根螺杆上的螺孔和穿过其余螺杆的相应光孔，依此类推，除中间的外其余平面光束发射器的前面上端均带有标线，支座的上面则带有与其对应的刻度尺。
5.按照权利要求4所述的光学坐标台钻，其特征在于所说的平面光束发射器均为笔形。
专利摘要一种光学坐标台钻。其立柱上固定下支座，下支座上固定平面光束发射器。该发射器位于立柱前面中间向前或向前下方倾斜安装。机头箱或套筒的一侧固定上支座，上支座上固定另一平面光束发射器。该发射器位于主轴侧面中间向下或向下向内倾斜安装。上述两发射器发出的平面光束分别与主轴的前后和左右中心平面重合。两平面光束的投影构成X－Y直角坐标系及其中心点O。上下两支座中还可以左右再安装1～4个光束方向同前述发射器的可按刻度调节左右位置的平面光束发射器。这些平面光束在工作台上的投影构成方格直角坐标。依据该直角坐标系可以方便快捷地调整工件的位置和孔位，并能由前一孔位快速推定下一孔位，灵活方便效率高。
文档编号B23Q17/24GK2788941SQ200520083058
公开日2006年6月21日 申请日期2005年5月12日 优先权日2005年5月12日
发明者芮博, 赵赫 申请人:赵赫, 芮博