SE532694C2 - Anordning för positionering av ett hålverktyg medelst laserljus - Google Patents

Description

25 533 5534 exakt parallella med borrchuckens centrumaxel. l EP 1 319 466 B1 beskrivs endast reglermöjlighet *för positionering av plankorsningslinjen, vilken positionering erhålles genom vridning av de båda plana ljusstrålarna i förhållande till den optiska axeln för resp. laserkälla. Denna positionering är tidskrävande då plåtdetaljer på pelarborrmaskinens växelhus måste demonteras för åtkomst av lås- och justerskruvar för möjliggörande av positionering av de båda plana ljusstrålarna i anordningen enligt EP 1319466 B1.

Det finns ett stort behov av effektiva positioneringssystem för konventionella pelarborrmaskiner, som helt saknar positioneringssystem eller har ineffektiva sådana. Det är inte realistiskt att söka bygga om alla maskiner och applicera en lösning enligt EP 1 319466 B1. En sådan ombyggnad skulle bli mycket omfattande då befintliga chassidelar, såsom växelhus måste demonteras och bearbetas för möjliggörande av montering av ett positioneringssystem enligt EP 1 319 466 81 på en konventionell pelarborrmaskin.

Anordningen enligt EP 1 319 466 B1 är en fast permanent installation, som är synnerligen arbetskrävande att installera. Det finns ett stort behov av mer flexibla lösningar.

Genom föreliggande uppfinning har vid en anordning av i inledningen nämnt slag åstadkommits en lösning som med enkla medel kan appliceras på befintliga maskiner som saknar positioneringssystem och som dessutom är flexibel så, att den enkelt kan omflyttas till en annan maskin som saknar positioneringsanord ning.

Anordningen enligt uppfinningen kännetecknas av att nämnda laserljus emitterande organ är lösbart anbragta direkt på maskinens växelhus medelst magneter, att nämnda organ är anbragta på växelhusets undersida, att nämnda laserljus emitterande organ är anbragta i ett cylindriskt hölje, som medelst magneten med sin ena ände, fäständen, är fäst på undersidan av växelhuset, varvid den plana ljusstrålen emitteras från det cylindriska höljets 10 15 20 25 532 694 motsatta ände, fria änden, att det cylindriska höljet i närheten av fäständen har en genomgående snedskärning utefter ett plan som bildar vinkel med höljets centrumaxel för bildande av två i förhållande till varandra roterbara höljesdelar, en övre fästdel och en nedre dei, innehållande det laserljus emitterande organet, och att den nedre delen är vridbar i förhållande till den övre delen för justering av den nedre delens axiella riktning så, att denna kan inställas parallellt med maskinens axiella arbetsriktning även när växelhusets undersida lutar i förhållande till ett plan som är vinkelrätt mot nämnda arbetsriktning.

Växelhus till exempelvis pelarborrmaskiner kan ha en plan och vågrät undersida och i sådana fall är det enkelt att bara fästa de laserljus emitterande organen med hjälp av magneten på resp. organ. Växelhusen är som regel gjutna och det förekommer ofta att undersidan lutar något på grund av förefintliga släppvinklar som anordnats i samband med gjutningen.

Det är därför väsentligt att de laserljus emitterande organen enkelt kan justeras för inställning av nämnda nedre del parallellt med borrverktygets vertikala centrumlinje.

En positioneringsanordning enligt ovannämnda publikation, EP 1 319466 B1, saknar sådan reglermöjlighet. EP 1319466 B1 avser endast fast installation och eftersom reglermöjlighet saknas förjustering av riktningen av nämnda plankorsnlngslinje är det kritiskt vid en anordning enligt EP 1 319 466 att den fasta installationen blir exakt.

Enligt en lämplig utföringsform kännetecknas uppfinningen av att det cylindriska höljet är graderat med en skala utefter sin omkrets, att varje skalenhet motsvarar en vinkelavvikelse av 1° av växelhusets undersidas förhållande till arbetsriktning. lutning i ett plan som är vinkelrätt mot maskinens 10 15 20 25 532 B94 Enligt en utföringsform kännetecknas uppfinningen av att nämnda snedskärning bildar en vinkel av 3° i förhållande till ett plan vinkelrätt mot maskinens axielia arbetsriktning.

Undersidan av växelhus är väsentligen plana och vågräta och de lutningar som förekommer är endast ett fåtal grader. därför fullt förekommande släppvinklar. Vrids den nedre delen av cylindern 180° i En lutning på 3° på snedskärningen är tillräckligt för att kompensera för förhållande till cylinderns övre fästdel vrids den nedre delens centrumaxel 6°.

Enligt en lämplig utföringsform kännetecknas uppfinningen vidare av att magneten för resp. laserljus emitterande organ är anbragt inuti nämnda cylindriska hölje. En sådan utformning är platsbesparande och underlättar placeringen av de laserljus emitterande organen på växelhusets undersida.

Enligt en utföringsform kännetecknas uppfinningen av att nämnda laserljus emitterande organ är roterbart anbragt inuti det cylindriska höljet och fixerat mot rotation medelst en från höljets utsida åtkomlig stoppskruv, att en manöverratt, medelst vilken det laserljusemitterande organet kan roteras i förhållande till höljet när stoppskruven lossats, är anordnad utskjutande från höljets fria ände, varigenom de båda manöverrattarna, en på resp. laserljus emitterande organ, som nämnda medel för tjänar justering av plankorsningslinjen för de plana laserstrålarna.

Enligt en utföringsform kännetecknas uppfinningen av att den övre fästdelen och den nedre delen av av det cylindriska höljet är inbördes fixerbara i ett inställt vridläge medelst en från höljets utsida åtkomlig ställskruv.

Enligt en utföringsform kännetecknas uppfinningen av att nämnda manöverenhet har en tryckknapp, medelst vilken de laserljus emitterande organen tänds, samt en styrkrets, som automatiskt släcker de laserljus emitterande organen efter en inställd tidsperiod efter tändning, vilken tidsperiod lämpligen är i storleksordningen 15 sekunder. 10 15 20 25 532 G94 FIGURBESKRIVNING Uppfinningen skall i det följande närmare beskrivas med hänvisning till utföringsexempel som visas på bifogade ritningar. På vilka: Figur 1 schematiskt visar bildandet av en plan ljusstråle .

Figur 2 schematiskt visar principen för positionering medelst två plana ljusstrålar.

Figur 3 visar separat ett utföringsexempel på de i anordningen enligt uppfinningen ingående detaljerna.

Figur 4 visar i perspektiv en pelarborrmaskin utrustad med anordningen enligt uppfinningen.

Figur 5 visar i två olika perspektiv en utföringsform enligt uppfinningen av ett laserljus emitterande organ.

Figur 6 visar i ett ytterligare perspektiv utforingsformen enligt figur 5.

BESKRIVNING AV UTFÖRINGSFORMER Principen för ett laserljus emitterande organ för bildande av en plan ljusstråle åskâdliggöres i figur 1. l nämnda organ, vilket som helhet betecknats med 1 ingår en laser diod 2, som är anordnad att utsända en extremt tunn cylindrisk ljusstråle. På samma optiska axel är anordnad en i nämnda organ ingående ljusexpanderare, som i det visade utföringsexemplet utgöres av en konvex lins 3 och en cylindrisk lins 4. Efter passage av expanderaren emitteras en plan ljusstråle 5. Omvandling av en tunn cylindrisk ljusstråle till en plan ljusstråle är tidigare känt. En likadan anordning beskrivs även i EP 1 319 466 B1. l figur 1 visas att den plana ljusstrålen 5 projiceras på en arbetsplattform 6 i form av en rät linje. Ett ytterligare exempel på utformningen av en 10 15 20 25 53232 B54 ljusexpanderare för omformning av en tunn laserstråle till en plan ljusstråle beskrivs i nämnda publikation. l figur 2 åskådliggöres principen för hur två laserljus emitterande organ 1 kan bringas att samverka för positionering av ett arbetsverktyg, såsom en borr.

I figur 2 visas schematiskt hur nämnda organ 1 är anbragt i ett cylindriskt hölje. De båda ljusemitterande organen inställes så att de emitterade plana strålarna 5 är vertikala och så att de båda plana strålarna skär varandra längs en vertikal skärningslinje 8. De ljusemitterande organen placeras och inställes så att den vertikala skärningslinjen träffar arbetsplattformen 6. På denna projiceras de båda plana ljusstrålarna i form av två linjer 7, vilka skär som sammanfaller med nämnda vertikala varandra i en punkt 9, skärningslinje 8.

För att man skall erhålla en exakt inställning av positioneringsanordningen måste den vertikala skärningslinjen inställas så att den exakt sammanfaller med borrets centrumaxel.

Antag att de båda på arbetsplattformen synliga ljuslinjerna efter installation av anordningen enligt uppfinningen skär varandra i punkten 9 och att borret är positionerat så att detta träffar arbetsplattformen i punkten 10. Denna punkt 10 markeras med borret. Inställning av positioneringsanordningen tillgår så att det ena ljusemitterande organet vrids en vinkel or tills dess synliga linje 7 på arbetsplattformen skär den markerade punkten 10. Detta nya läge för den synliga linjen har markerats med en streckprickad linje 7' i figur 2. Det andra ljusemitterande organet vrids på motsvarande sätt en I vinkel ß till dess synliga linje på arbetsplattformen skär den markerade punkten 10. Detta nya läge för den synliga linjen har i figur 2 visats med en streckprickade linje 7'. Positioneringsanordningen är nu inställd. Eftersom den vertikala skärningslinjen för de plana ljusstrålarna exakt sammanfaller med borrets centrumaxel hamnar korsningspunkten för det bildade ljuskrysset på ett arbetsstycke placerat på arbetsplattformen alltid i en punkt 10 15 20 25 532 E94 där borret träffar arbetsstycket oberoende av var arbetsstyckets övre yta är belägen.

Figur 3 visar ett utföringsexempel på de i anordningen enligt uppfinningen ingående detaljerna. De ljusemitterande organen 1 är anbragta i ett cylindriskt hölje, vilket betecknats med 11, Det cylindriska höljet har en genomgående snedskärning 22 för bildande av en övre fästdel 12 och en nedre del 13. Den övre delen innehåller en magnet, lämpligen en neodymium magnet, avsedd för fastsättning av de ljusemitterande organen på undersidan av växelhuset på en pelarborrmaskin, och inuti den nedre delen 13 är anbragt ljusemitterande organ av det slag som beskrivits med hänvisning till figur 1 och 2.

Nämnda laserljus emitterande organ 1 är roterbart anbragt inuti det cylindriska höljet 11 och kan roteras för vridning av den plana emitterade strålen medelst en manöverratt 14. Nämnda organ kan fixeras mot rotation medelst en från höljets utsida åtkomlig stoppskruven 15.

Den nedre delen 13 av höljet är vridbar i förhållande till den övre delen 14 för justering av den nedre delens axiella riktning så, att denna kan inställas parallellt med borrets arbetsriktning även när växelhusets undersida lutar i förhållande till ett plan som är vinkelrätt mot borriktningen.

De båda ljusemitterande organen är elektriskt kopplade till en manöverenhet 16. Denna är försedd med en tryckknapp 17, medelst vilken de båda ljusemitterande organen tänds. I manöverenheten ingår även en styrkrets som automatiskt släcker de ljusemitterande organen efter en inställd tidsperiod. En lämplig tidsperiod är i storleksordningen 15 sekunder. Under denna tid hinner en operatör ställa in arbetsstycket så att laserkrysset och därmed borret sammanfaller med den avsedda borrpunkten.

I figur 4 visas hur anordningen enligt uppfinningen kan appliceras på en pelarborrmaskin. De ljusemitterande organen 1 fästes på undersidan av pelarborrmaskinens växelhus 21 medelst de i resp. cylindriska hölje anbragta 10 15 20 25 532 G54 magneterna. Det inbördes avståndet A mellan de båda ljusemitterande organen skall vara så stort som storleken på nämnda undersida medger.

Avståndet B mellan borrets centrumaxel och en linje mellan de båda ljusemitterande organens vertikala centrumaxel, såsom visas på ritningen bör ej överstiga ca 140 mm. Vid ett sådant arrangemang erhålles ett tydligt och ej för platt Iaserkryss på arbetsstycket. Är laserkrysset platt, dvs. vinklarna mellan laserlinjerna små, blir noggrannheten i positioneringen sämre än vid ett mer tydligt Iaserkryss.

Lämpligen bör de ljusemitterande organen ha en kapacitet så att linjebredden på de på ett arbetsstycke projicerade linjerna 7 på ett avstånd av 30 cm mellan nämnda organ och arbetsstycket är mindre än 1 mm. Ett lämpligt mått på linjelängden 7 erhålles då de ljusemitterande organen är utfonnade för emittering av plana ljusstrålar, som utbreder sig från strålningskällan med :45°, vilket medför att de projicerade linjerna 7 på ett plan vinkelrätt mot den plana ljusstrålen blir dubbelt så långa som avståndet till nämnda plan.

Manöverenheten 16 placeras lämpligen lätt åtkomlig på maskinens frontpanel, såsom visas i figur 4.

I figur 4 har för enkelhets skull visas ett enkelt planparallellt arbetsstycke. Här skall påpekas att en väsentlig fördel med positioneringsanordningen enligt föreliggande uppfinning är att en operatör kan rikta in laserkrysset, korsningen av ljuslinjerna 7, på valfritt ställe på ett arbetsstycke med godtyckligt komplicerad form och alltid vara säker på att borret arbetar i rätt riktning och träffar ljuslinjernas korsningspunkt på arbetsstycket.

I figur 5 och 6 visas en utföringsform av de Iaserljus emitterande organen mera i detalj.

Snedskärningen 17 av höljet är lämpligen i storleksordningen 3° i förhållande till ett plan vinkelrätt mot pelarborrmaskinens borriktning. Detta ger en maximal riktningsförändring av den nedre delens 13 axiella riktning på 6° , 10 15 20 25 532 594 vilket motsvarar ett halvt varvs vridning av den nedre delen 13 i förhållande till den övre delen 14, fästdelen. En magnet 18 är anbragt inuti fästdelen 14.

Såsom framgår av figur 5 är det cylindriska höljet 11 graderat med en skala 19 utefter sin omkrets. Skalan är kalibrerad så att varje skalenhet motsvarar en vinkelavikelse av 1° av växelhusets undersidas lutning i förhållande till ett plan som är vinkelrätt mot maskinens arbetsriktning.

I det visade utföringsexemplet låses den övre delen 14 av det cylindriska höljet i förhållande till den nedre delen medelst en ställskruv 20.

Vid montering av ett ljusemitterande organ kontrolleras först om undersidan av växelhuset 21 i området där organet skall placeras är parallell med ett plan vinkelrätt mot pelarborrmaskinens borriktning. Eventuell awikelse mäts och vid behov lossas ställskruven 20 och den nedre delen vrids i förhållande till den övre delen enligt skalan tills denna överensstämmer med den uppmätta vinkelavvikelsen. Därefter dras ställskruven åt och det cyiindriska höljet med det däri anbragta ljusemitterande organet kan fästas på avsedd plats. l figur 6 visas hur den plana ljusstrålen 5 kan vridas medelst den från cylinderns nedre del utskjutande manöverratten 14. En stoppskruv 15 åtkomlig från cylinderns utsida lossas innan manöverratten 14 kan vridas.

Efter inställning av den plana ljusstrålen åtdrages stoppskruven.

Uppfinningen är ej begränsad till ovan beskrivna utföringsexempel utan ett flertal modifikationer är möjliga inom ramen för efterföljande patentkrav. l det ovan beskrivna utföringsexemplet är ställskruven som inbördes fixerar den övre och nedre delen av det cylindriska höljet anbragt i den ände som är avsedd att fästas mot växelhusets undersida. Anordningen enligt uppfinningen kan modifieras inom ramen för efterföljande patentkrav så, att en ställskruv blir åtkomlig från det cylindriska höljets cyllnderyta. 532 G34 10 På vissa maskiner kan det vara tänkbart att anbringa de laserliusemitterande organen på växelhusets utsida. En modifierad anordning för infästning på nämnda utsida (utsidor) faller inom ramen för efterföljande krav.

Claims (2)

10 15 20 25 30 532 E54 11 PATENTKRAV

1. Anordning till en maskin, såsom en pelarborrmaskin, för utformning av ett hål i ett arbetsstycke, vilken anordning innefattar två Iaserljus emitterande organ (1), vilka är anordnade att var och en avge en i ett plan sig utbredande ljusstråle (5), som är vinkelrät mot en arbetsplattform (6) och parallell med maskinens axiella arbetsriktning, varvid de två plana ljusstrålarna är anordnade att korsa varandra i rymden längs en plankorsningslinje (8) och projiceras på arbetsplattformen som två linjer (7) med en skärningspunkt (9), medel för justering av nämnda plankorsningslinje, så att denna sammanfaller med maskinens axiella arbetsriktning , och en manöverenhet (16) för tändning av nämnda Iaserljus emitterande organ (1), varjämte nämnda Iaserljus emitterande organ är anbragta på maskinens växelhus (21), k ä n n e t e c k n at a v, att nämnda Iaserljus emitterande organ (1) är Iösbart anbragta direkt på maskinens växelhus (21) medelst magneter (18), att nämnda organ (1)är anbragta på växelhusets (21) undersida, att nämnda Iaserljus emitterande organ (1) är anbragta i ett cylindriskt hölje (11), som medelst magneten (18) med sin ena ände, fäständen, är fäst på undersidan av växelhuset (21), varvid den plana ljusstrålen (5) emitteras från det cylindriska höljets motsatta ände, fria änden, att det cylindriska höljet (11) i närheten av fäständen har en genomgående snedskärning (22) utefter ett plan som bildar vinkel med höljets (11) centrumaxel för bildande av två i förhållande till varandra roterbara höljesdelar, en övre fästdel (12) och en nedre del (13), innehållande det Iaserljus emitterande organet (1), och att den nedre delen är vridbar i förhållande till den övre delen för justering av den nedre delens axiella riktning så, att denna kan inställas parallellt med maskinens axiella arbetsriktning även när växelhusets (21) undersida lutar i förhållande till ett plan som är vinkelrätt mot nämnda arbetsriktning. 10 15 20 25 532 G94 1

2. . Anordning enligt kravet 1, k ä n n e t e c k n at a v, att det cylindriska höljet (11) är graderat med en skala utefter sin omkrets, att varje skalenhet motsvarar en vinkelavvikelse av 1° av växelhusets (1) undersidas lutning i förhållande till ett plan som är vinkelrätt mot maskinens arbetsriktning. . Anordning enligt kravet 2, k ä n n e t e c k n at a v, att nämnda snedskärning bildar en vinkel av 3° i förhållande till ett plan vinkelrätt mot maskinens axiella arbetsriktning. . Anordning enligt något av kraven 1-3, k ä n n ete c k n at a v, att magneten (18) för resp. laserljus emitterande organ (1) är anbragt inuti nämnda cylindriska hölje (11). _ Anordning enligt något av kraven 1-4, k ä n n e t e c k n a t a v, att nämnda laserljus emitterande organ (1) är roterbart anbragt inuti det cylindriska höljet (11) och fixerat mot rotation medelst en från cylinderns utsida åtkomlig stoppskruv (15), att en manöverratt (14), medelst vilken det Iaserljusemitterande organet kan roteras i förhållande till höljet (11) när stoppskruven lossats, är anordnad utskjutande från höljets fria ände, varigenom de båda manöverrattarna (14), en på resp. laserljus emitterande organ (1), tjänar som nämnda medel för justering av plankorsningslinjen (8) för de plana laserstrålarna (5). _ Anordning enligt något av kraven 1-5, k ä n n e t e c k n at a v, att den övre fästdelen (12) och den nedre delen (13) av det cylindriska höljet (11) är inbördes fixerbara i ett inställt vridläge medelst en från höljets utsida åtkomlig ställskruv (20). _ Anordning enligt något av föregående krav, k ä n n e t e c k n at a v, att nämnda manöverenhet (16) har en tryckknapp (17), medelst vilken de laserljus emitterande organen (1) tänds, samt en styrkrets, som automatiskt släcker de laserljus emitterande organen efter en inställd 532 B94 13 tidsperiod efter tändning, vilken tidsperiod lämpligen är i storleksordningen 15 sekunder.