TWI270424B - Optical alignment system for power tool - Google Patents

Description

1270424 玖、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係有關於動力工具之光學校準系統。 【先前技術】 最近的專利揭示了在許多應用中用於校準之雷射之應用 。例如，美國專利第5,741，096號揭示了一種用於鑽錐之線 性雷射輔助校準裝置，並且美國專利第5,32〇，ul揭示了用 於活體檢測穿刺針之一光束定位器和導引器。 在普遍應用之動力工具中隨著雷射應用地增加，有必要提 供一緊湊的、有成本效益的和使用者易於使用（user friendly)之光學校準系統。 【發明内容】 該發明之一實施例提供一動办工具，其具有一工作面與 一界足该動力工具之工作軸線與正對該工作面之心軸。該 動力工具可包括一就該工作面上方固定至該動力工具之托 架。该托架可包括第一托架容器和第二托架容器，第一托 架容器中可移動地支撐一第一夾具且第二托架中可移動地 支撐一第二夾具。一第一雷射產生器可以與第一夾具之一 軸線所成之第一角度安裝在第一夾具中，並且其可調整地 投射出一第一扇形光束。一第二雷射產生器可以相對於第 二夾具之一軸線之第二角度安裝在第二夾具中，並且其可 調整地投射出一第二扇形光束。第一和第二扇形光束調 整至沿著該動力工具之工作軸線相交。 【實施方式】 1270424 參考為了說明該發明多個實施例之目的並且不是為了侷 限本發明之圖式，應瞭解在熟悉此項一般技術者範圍内並 且無助於該發明之各實施例之理解之標準元件與特徵從圖 式中省略以提高其清晰度。另外，應注意到這裏描述之各 種元件之特徵與方位像“垂直，，或“水平，，，“左，，或“右”，“側 面’’，“底部”或“頂部，，系基於用於特定應用之給定元件之特 定位置或方位之相對特徵。 圖1描繪了具有一機台或工作面1 02與一工具夾具或心軸 1 04之動力工具100。心軸104可以支撐到一可移動地連接至 該動力工具1〇〇之一頭108之通心軸106上。通心軸106可以 一習知方式通過用一曲柄或槓桿機構110以箭頭c所示之方 向移動。心軸104界定該動力工具100之一工作軸線“A-A，，並 且可包括一用於支撐工具112之一夾頭部分（例如一鑽錐）或 在動力工具100運行之前應用之一校準杆113(在有關圖15之 内容中討論）。 該動力工具100可包括任意類型之動力工具或具有一運 行軸線“A-A”之刀具，例如一直立鑽床，一成排鑽床，六角 鑽床’ 一多轴鑽床，鐘床，帶据等。 一該發明之一光學校準系統200之一實施例可安裝到動 力工具100上。見圖1-2。光學校準系統200可包括一用於支 撐兩雷射產生器204之托架202，每一個雷射產生器具有標 明為“D-D”之縱軸線。在一實施例中，托架202可包括兩距 離分開、末端開口之容器208。在一實施例中，例如，容哭 208的中心間距相—距離L 〇見圖5與圖ό 〇每一容器2〇8可 1270424 包括一延伸至托架202之下表面並且定義一内座214之圓拄 形邵分209。每一容器208可容納一夾具206，一相應之雷射 產生器204安裝在此夾具中。見圖7與圖8。在一實施例中， 夾具206可包括多個鎖扣固定柱2 1 〇，安排其容納與固持一 雷射產生器204使得雷射產生器204之縱向軸線D-D相對於 夾具軸線B-B成一理想傾角夕。舉例來說，該傾角可以選擇 45度，見圖2。 每一雷射產生器204可包括一產生扇形光束之市售類型 雷射產生器，例如由臺灣與中國之“⑽與Stephen&司製造 的Model 1894型雷射線產生器。但是其他之市售產生器也可 採用。在一實施例中，雷射產生器2〇4可以訂製成包括一固 足至一桶222之手柄或把手裝置22〇，桶222圍蔽該雷射產生 咨204之雷射單元224。見圖9與圖10。此手柄220能夠使夾 具206内之雷射產生器204之所有調節容易。 雷射產生器204可經由連接至該動力工具（圖中未示）之電 子系統之電纜藉由電池或該動力工具之電源提供動力。在 後一種情況下，除了一合適大小之降壓器外，還可能需要 AC至DC之轉換器。 從圖7與圖8可以看出，在一實施例中，夾具2〇6可有一延 伸至容器208之座2 14之周界周圍之圓拄環212。該圓柱環 212可包括一開口216，開口216使得雷射產生器2〇4便於以 一理想傾角力插入夾具2〇6。夾具2〇6亦可包括一底凹口 218 以使彳于光從雷射產生器204至支撐到機台1 〇2上之工件暢通 我阻，下面將進一步討論。 1270424 在一實施例中，光學校準系統200亦可包括一夾具蓋226 。見圖11和圖12。夾具蓋226可調整尺寸並且蓋住夾具206 ，在206中安裝有雷射產生器204。從圖2可以看出，夾具蓋 226可以習知繫結件232附接於托架202，此等繫結件例如螺 釘或螺栓穿過夾具蓋226中之孔230並且至托架202之對應 孔228。應注意到其他繫結件，例如吊鈎或吊環附件也可以 用。在一實施例中，夾具蓋226可包括一調整片246，當夾 具蓋226固定至托架202時，調整片246從夾具蓋226之表面 伸出至正對夾具蓋226。當夾具蓋226連接至托架202時，調 整片246防止雷射產生器204之意外旋轉。當夬具蓋226固定 至托架202時，夾具蓋226也可防止夾具206旋轉。 在圖1和圖2所示實施例中，托架202可旋轉地固定至具 有一個端蓋234之動力工具之運動通心軸106。由圖2可以 看出，端蓋234包括一半圓柱形面236，其對正於對應托架 202之半圓柱形面238形成一大小足以容納通心軸106之開 口。端蓋234可經由端蓋234與托架202之對應孔242與244 藉由繫結件240固定至托架202。藉由鬆開或拆除繫結件 240，托架202沿著通心軸106可移動至另一不同位置或者 例如當要求提供一不規則形狀之工件時托架202可繞工作 軸線A-A旋轉。 在一實施例中，光學校準系統200也可包括一藉由習知繫 結件（圖中未示）固定至托架202底端之托架蓋250,該繫結件 可為通過連接托架蓋250至托架202之多個孔254插入托架 底端之相應孔256中。見圖2，5與13。托架蓋250可包括尺 1270424 寸訂為套住容器208之圓柱形部分209之開口 252。當托架 202固定至通心軸106時，托架蓋25 0也可包括一形狀適於在 通心轴1 0 6周圍配合之曲面258。在^一實施例中，托架2 0 2也 可包括一個或多個加強肋203。 光學校準系統3 0 0之另一實施例如圖3、圖4與圖14所示。 在該實施例中，光學校準系統300有一適合固定於動力工具 100之頭108之底側之托架302，但也可包括以上所述類型之 雷射產生器204’夾具206，容器208以及夾具蓋226。托架 3〇2可以包括一附屬元件36〇，附屬元件36〇有安裝孔362用 於通過螺紋繫結件或類似元件（圖中未示）連接托架3〇2至頭 108之底侧。另一選擇’托架3〇2可铸造成動力工具之頭 1 0 8之底側之一整體部分。 在工作中，可給光學校準系統2〇〇提供動力以致於每一雷 射產生器204以一扇形面280之形式發射一扇形光束。見圖 15。每一雷射產生器204可繞各自之軸線D-D旋轉，直到對 應扇形面280平行於工作軸線A-A。然後每一夾具206可繞其 軸線B-B旋轉直至對應之扇形面28〇通過工作軸線A_A。在此 位置，扇形面280沿著工作軸線A_A相交，投射出兩相交光 、、泉282至機台1〇2或由機台1〇2支撐之工件1〇3上。光線282以 角度y在交點P相交，該交點表明用於安裝在心軸1〇4上之工 具112之工作之位置。角度^之值取決於在托架2〇2中分開容 器208之距離L與容器2〇8和工作軸線α·α之間之距離。在一 貫施例中 枝準杆11 3可由工作之前之心軸1 04支撐，以引 導光學校準系統200之調整過程。 1270424 在雷射產生器204以上述方式定向後，如此以致於它們投 射出相交於P點之相交線282’經由相交線，工作軸線a_a = 伸，用戶可以將工件丨03放置於機台1〇2上。一般說來用戶 可能已用一參考記號標記工作件1〇3之一部分以指出工具 112將與工作件接觸並作用於工作件的確切點。例如θ，在圖'】 所示之類型之一鐵頭排列情形中，用戶將預先標記之工作 件103放置在機台102上並且控制其在一位置，其中，在相 交線282之交點P與工作件103上所標記之點相符合。工件 103然後固定在此位置，此時用戶向前推移動力鑽錐丨a穿過 工作件丨〇3由此鑽出理想之孔。讀者很容易意識到該光學校 準系統允許用戶準確與快速地定位工作件1〇3以達到理想 之結果。 〜

由圖16與圖17可以看出，光學校準系統4〇〇之一實施例包 括具有一個或多個間隔連接器47〇之一托架4〇2，間隔連接 器470可移動地將托架402之二個外部部分474連接至托架 402之中^部分472。外部部分474包括用於雷射產生器與其 夾具（可為前述之類型和構造）之對應容器4〇8。間隔連接器 4 7 0可包括例如伸縮臂或彈簧加載伸展器或其他可用於改 變分開容器408(或相應之夾具或雷射產生器）之間之距離l 而不從動力工具100拆卸托架4〇2之隔板設備。相應地，在 光學校準系統400工作中交角y可調整到理想角度。圖16愈圖 17繪出一包括用於將托架4〇2固定至通心軸1〇6之端蓋々Μ 之光學杈準系統400之-實施例。然應注意間隔連接器470 也可包括在光學校準系統連接至動力工具1〇〇之頭⑽之實 -II - 1270424 施例中 本發 之任何 且使用 儘管 了限定 本發明 料及部 明之範 等效内 【圖式 ’像圖3、圖4以及圖14所示之實施例。 明之光學校準系統2〇〇, 300, 400對於、、儿 類型工且浐役臣又主 、/〇 一轴線工作 容易之校準能力。 "有成本效益並 本，明之個別實施例在此已就說明該發明而不是為 =之目的提出’熟習此技藝者會理解到可不脫離 《"神4本發明之原則和範圍做出多樣的細節、材 牛排歹〗之乂更。因此，前面所述沒有企圖限定本發 圍本發明之範圍僅僅藉由所附專利申請範圍與其 容來界定。 簡單說明】 附圖所示為本發明之幾個實施例，其中以相同參考符號 用於指明相對應的部分。其中： 圖1為根據本發明一動力工具之一實施例之一立體圖； 圖2為根據本發明一光學校準系統之一分解裝配圖； 圖3為根據本發明一動力工具之另一實施例之〆右側立鲁 體圖； ， 圖4為圖3之動力工具之一左側立體圖； 圖5為圖2之光學校準系統之一托架之一實施例的仰視立 體圖； 圖6為圖5之托架之一锫視立體圖； 圖7為圖2之光學杈準系統之一夾具之一實施例之後立體 圖； 圖8為圖7之夾具之一前立體圖； -12- 1270424 圖9為圖2之光學校準系統之一雷射產生器之一實施例之 一後立體圖； 圖10為圖9之雷射產生器之一前立體圖； 圖11為圖7之夾具之一夾具蓋之一實施例之一後立體圖； 圖12為圖9之夾具蓋之一前立體圖。 圖13為圖5中托架之一托架蓋之一實施例； 圖14為用於圖3動力工具之一光學校準系統之一實施例 之一立體圖； 圖1 5表示根據本發明一光學校準系統之一工作模式圖； 圖1 6為根據本發明另一動力工具之一實施例之一左側立 體圖；且 圖17為用於圖16動力工具之另一光學校準系統之一具體 實施例之一立體圖。 圖式代表符號說明】 100 動力工具 102 工作面 103 工作件 104 心轴 106 通心軸 108 頭 110 槓桿機構 112 工具 113 校準杆 200 光學校準系統 托架 加強肋 雷射產生器 夾具 容器 圓柱形部分 拄 圓拄環 内座 開口 底凹口 手柄或把手裝置 桶 雷射單元 夾具蓋 孔 孔 繫結件 端蓋 半圓柱形面 半圓柱形面 繫結件 孔 孔 -14- 調整片 托架蓋 開口 孔 孔 曲面 扇形面 光線 光學校準系統 托架 附屬元件 安裝孔 光學校準系統 托架 容器 端蓋 間隔連接器 托架402之中心部分 托架402之外部部分 -15-

Claims (1)

1270424 拾、申請專利範圍： 1. 一種動力工具包括： 一心軸，其固足至該動力工具且相對於—工作面可操 作地支撐使得該心軸正對該工作面，該心軸界定該動力 工具之一工作軸線； 一就该工作面上方固定至該動力工具之托架，該托架 具有第一托架容器與第二托架容器； 一在該第一托架容器中可移動地支撐之第一夾具； 一在該第二托架容器中可移動地支撐之第二夾具； 一第一雷射產生器，其安裝在該第一夾具中相對於該 第一夾具之一軸線成一第一角度並且可調整地投射出 一第一扇形光束；以及 一第二雷射產生器，其安裝在該第二夾具中相對於該 第二夾具之一軸線成一第二角度並且可調整地投射出 一第二扇形光束，如此以致於該第一與第二扇形光束調 整為沿著該動力工具之工作軸線相交。 2. 如申請專利範圍第1項之動力工具’其中該等托架容器 藉由一預定距離分開，其導致該第一與第二扇形光束沿 著該動力工具之工作軸線按照一預定之交角相交。 3. 如申請專利範圍第2項之動力工具，其中該預定之交角 為 60。。 4„如申請專利範圍第1項之動力工具’其中該托架可旋轉 1270424 地並且可移動地安裝在-支撐該心軸之通心軸上。 5, 如申請專利範圍第1項之動力工具，其中該托架同該動 力工具為一體的。 6. 如申請專利範圍第1項之動力工具，其中該托架固定至 該動力工具之一頭上。 7·如申請專利範圍第1項之動力工具，其中該第一夾具包 括至少一用於以第一角度固持該第一雷射產生器之鎖 扣固定元件。 8.如申請專利範圍第7項之動力工具，其中該第一雷射產 生器包括一用於使該第/雷射產生器以該第一雷射產 生器之一縱向軸線為中心旋轉之把手。 9·如申請專利範圍第8項之動力工具，還包括一附接至該 第一夾具之夾具蓋。 10·如申請專利範圍第9項之動力工具，其中該夾具蓋包括 一從該夹具蓋突出進入該第一夾具之鎖緊調整片。 11.如申請專利範圍第7項之動力工具，其中該第二失具包 括至少一用於以第二角度固持該第二雷射產生器之鎖 扣固定元件。 12·如申請專利範圍第7項之動力工具，其中該第一角度為 45。。 13。如申請專利範圍第11項之動力工具，其中該第二角度為 45。° 45。°1270424 14. 如申請專利範圍第7項之動力工具，還包括一固定至該 托架之托架蓋。 15. 如申請專利範圍第4項之動力工具，還包括一用於可拆 除地連接該托架至該通心軸之端蓋。 1 6.如申請專利範圍第1項之動力工具，還包括至少一可移 動地連接該第一托架容器至該第二托架容器之間隔連 接器。 17.如申請專利範圍第16項之動力工具，其中該間隔連接器 包括一伸縮臂。 1 8.如申請專利範圍第1項之動力工具，還包括用於調整該 第一夾具與第二夾具之間距離之構件。 1 9 ·如申請專利範圍第1項之動力工具，其中該動力工具包 括一鑽孔裝置。 2 0. —種動力工具之光學校準系統，該動力工具具有一機台 與固定至該動力工具之一心軸，該心軸界定該動力工具 之一工作軸線，該光學校準系統包括： 一可就該機台之上方附接於該動力工具之托架，該托 架包括第一托架容器與第二托架容器； 一可旋轉地收納在該第一托架容器中之第一夾具； 一可旋轉地收納在該第二托架容器中之第二夾具； 1270424 一第一雷射產生器’其與該第一夾具之一軸線成一第 一角度安裝在該第一夾具内並且可調整地投射出一第 一扇形光束，及 一第二雷射產生器，其與該第二夾具之一軸線成一第 二角度安裝在該第二夾具内並且可調整地投射出一第 二扇形光束；如此該第一扇形光束與第二扇形光束可調 整至沿著該動力工具之工作軸線相交。 21·如申請專利範圍第20項之光學校準系統，其中該等托架 容器以一距離分開，這樣導致該第一與第二扇形光束沿 著該動力工具之工作軸線以預定之交角相交。 22 ·如申請專利範圍第2 1項之光學校準系統，其中該預定之 交角為60°。 23 ·如申請專利範圍第20項之光學校準系統，其中該第一夾 具包括至少一個用於以第一角度固持該第一雷射產生 器之第一鎖扣固定元件。 24·如申請專利範圍第23項之光學校準系統，其中該第一雷 射產生為具有一縱向軸線並且包括一用於使該第一雷 射產生益以其縱向軸線為中心旋轉之把手。 25 ·如申印專利範圍第24項之光學校準系統，還包括一固定 至該第一夾具之夾具蓋。 26.如申請專利範圍第25項之光學校準系統，其中該夾具蓋 1270424 包括一從該失具蓋突出進入該第一夾具之鎖緊調整片。 27•如申請專利範圍第23項之光學校準系統，其中該第二夾 真包括至少一用於以第二角度固持該第二雷射產生器 之第二鎖扣固定元件。 28·如申請專利範圍第23項之光學校準系統，其中該第一角 度為45°。 29·如申請專利範圍第27項之光學校準系統，其中該第二角 度為45 °。 3〇·如申請專利範圍第23項之光學校準系統，還包括一固定 至該托架之一托架蓋。 3 i •如申請專利範圍第20項之光學校準手絲 卞尔、、死，遇包括用於可 移動地連接該托架至該動力工具之構件。 還包括至少/ 托架容器之間 32·如申請專利範圍第20項之光學校準系統 可移動地連接該第一托架容器至該第 隔連接。 系統，其中該間隔連 33·如申請專利範圍第32項之光學校準 接器包括一伸縮臂。 34.如申請專利範圍第2〇項之光學校準系 , 丁狁，遏包括用於凋 整該弟一夾具與第二夾具之間距離之構件。 35· —種動力工具包括： 一可旋轉心軸，用以界定一工作軸線. 一托架，可連接至該動力工具； 1270424 一第一夾具，可移動的收置於該托架内，並可選擇性 的對一貝貝平灯於該工作軸線的一第一夾具軸旋轉； 一第二夾具，可移動的收置於該托架内，並可選擇性 的對一貫質平行於該工作軸線的一第二夾具軸旋轉； 一第一雷射產生器，支撐於該第一夾具内，用以可選 擇性的對一不平行於該第一夾具軸的一第一雷射軸旋 轉；以及 一第二雷射產生器，支撐於該第二夾具内，用以可選 擇性的對一不平行於該第二夾具軸的一第二雷射軸旋 轉。 36. 37. 38. 39. 如申请專利批圍弟3 5項之動力工具，其中該心軸係被 一通心軸可移動的支撐。 如申請專利範圍第3 6項之動力工具，其中該托架係可 移動的連接至該通心軸。 如申請專利範圍第3 7項之動力工具，其中該托架係可 選擇性的對該通心軸及該工作軸線旋轉。 如申請專利範圍第35項之動力工具，更包括·· 一位於該托架内之第一容器以及一與該第一容器分 離，位於該托架内之弟一谷裔，ό亥弟一夾具係保持於該 第一容器内，用以可選擇性的對該第一夾具軸旋轉，以 及該第二夾具係保持於該第二容器内，用以可選擇性的 對該第二夾具轴旋轉； 1270424 土 > 一第—保持器，位於該第一夾具内，用以導引及 保持位於其内之雷射產生器，藉此該第一雷射軸相對於 二第失具車由呈一欲達到之第一傾角；以及 土 > 一第二保持器，位於該第二夾具内，用以導引及 持t元其内之雷射產生器，藉此該第二雷射軸相對於 5亥第二失具軸呈一欲達到之第二傾角。 40·如申請專利範圍第39項之動力工具，其中該至少—第 呆持杰包含複數個第一鎖扣固定柱，而且其中該至，丨、 第二保持器包含複數個第二鎖扣固定柱。 41·如申請專利範圍第39項之動力工具，更包括： 一位於該第一或第二雷射產生器，至少其中之一上之 把手裝置。 42·如申請專利範圍第39項之動力工具，更包括一第一夾 具盘’其係可移動的覆蓋於該第一夾具上。 43· j申請專利範圍第42項之動力工具，其中該第一失具 盍’係可移動的以繫結件連接至該托架，該繫結件以下 4列繫結件群中選用··螺釘或螺栓、吊勾以及吊環附件。 44·如申請專利範圍第42項之動力工具，更包括至少一第 凋t片，位於該第一夾具蓋之上，用以避免當該第一 夾具蓋收置於該第一夾具之上時，該第一雷射產生器在 該第一夾具内旋轉。 5·如申請專利範圍第42項之動力工具，更包括_第二夹 〆、義’係可移動的覆蓋於該第二夾具上。 1270424 46·如申請專利範圍第45項之動力工具，其中該第二夹具 蓋，係可移動的以繫結件連接至該托架，該繫結件以下 列繫結件群中選用：螺釘、螺栓、吊勾以及吊環附件。 47·如申請專利範圍第45項之動力工具，更包括至少一第 二調整片，位於該第二夾具蓋之上，用以避免當該第二 夹具蓋收置於該第二夾具之上時，該第二雷射產生器在 該第二夾具内旋轉。 48· —種動力工具包括： 用以界定一工作軸線之裝置； 用以產生一第一扇形光束之第一產生裝置； 用以產生一第二扇形光束之第二產生裝置； 第一夾具裝置，用以挾持該用以產生第一扇形光束之 第一產生裝置，該第一夾具裝置可旋轉的支撐於該動力 工具之上，用以可選擇性的對一實質平行於該工作軸線 的一第一夾具軸旋轉； 第一保持裝置，用以保持該第一產生裝置，使之位於 該第-夾具裝置内，並導引該第一產生裝置，以使該第 一產生裝置之一第一產生軸，被導引至相對於該第一夾 具軸之第一傾角； 第二夾具裝置’用以挾持該第二產生裝置，該第二夾 具裝置可旋轉的支料該動力卫具之上，用以可選擇性 的對-實質平行於該工作轴線的一第二炎具㈣轉；以及 49. 1270424 第二保持裝置，用以保持該第二產生 該第二夾具裝置内’並導引該第二產生 第一產生衣置之一第二產生軸，被導引 夾具軸之第二傾角。 如申請專利範圍第48項之動力工具， 一產生裝置上，用以可選擇性的使該第 第一產生軸旋轉之裴置。 如申請專利範圍第49項之動力工具， 一產生裝置上，用以可選擇性的使該第 弟一產生軸旋轉之震置。 裝置，使之位於 裝置，以使該之 至相對於該第二 更包括位於該第 一產生裝置對該 更包括位於該第 二產生裝置對該 50. 1270424 柒、指定代表圖： (一) 本案指定代表圖為：第（1 )圖。 (二) 本代表圖之元件代表符號簡單說明： 捌、本案若有化學式時，請揭示最能顯示發明特徵的化學式： 100 動力工具 102 機台或工作面 104 心轴 106 通心轴 108 頭 110 曲柄或槓桿機構 112 工具 200 光學校準系統