Устройство для сохранения ориентации дрели при сверлении



Устройство для сохранения ориентации дрели при сверлении
Устройство для сохранения ориентации дрели при сверлении
Устройство для сохранения ориентации дрели при сверлении

 


Владельцы патента RU 2541268:

Башкиров Алексей Борисович (RU)
Любушкина Стелла Сергеевна (RU)

Изобретение относится к устройству ориентации дрели при сверлении. Устройство содержит рукоятку и затяжной хомут, посредством которого рукоятка фиксируется на корпусе дрели. В рукоятке размещен лазерный излучатель и оптика, фокусирующая свет лазера на оптоволоконные проводники света , которые через фокусирующие линзы направляют свет параллельно оси вращения дрели наружу - два световых луча на рабочую поверхность и один - в обратную направлению сверления сторону. Два световода размещены внутри полого стержня, закрепленного на ручке или хомуте. Задний торец стержня снабжен оптической шторкой на случай, когда луч свет, направленный в противоположную направлению сверления сторону, не нужен для работы. В торце ручки установлен коаксиальный «пузырьковый уровень». Сверление данным устройством поверхности, на которой оператор наблюдает проекции двух лучей световодов, совпадающих с предварительно помеченными люминофором опорными точками, позволяет сохранять первоначальную ориентацию дрели относительно образца. 5 з.п. ф-лы, 3 ил.

 

Устройство относится к сфере машиностроения и может быть использовано в строительной практике, ремонтных работах и общих столярно-слесарных работах.

Известно ручное переносное устройство для сверления отверстий по патенту US 6375395 (лазерный указатель для ручной электродрели), позволяющее при определенных условиях корректировать в процессе сверления положение сверла, с целью сохранения его исходной ориентации (здесь и далее под сверлом понимается любой инструмент, применяемый для проникновения в материал образца, фиксированный в зажимном патроне дрели или перфоратора). Устройство имеет ряд вариантов исполнения, некоторые из которых обеспечивают дополнительные возможности по сравнению с традиционными дрелями или перфораторами. В соответствии с этими вариантами устройство, наряду с собственно электродрелью, имеет штангу для крепления лазерного излучателя - параллельно оси вращения сверла (в наиболее предпочтительном авторском варианте лазерный излучатель размещен в корпусе дрели соосно оси вращения без использования выносной штанги крепления). В указанном устройстве предусмотрена возможность поворота лазерного излучателя на 180° относительно направления поступательного сверления, что позволяет осуществлять перфорирование нескольких образцов рабочего материала, размещенных последовательно друг за другом, точно по одной линии - вдоль луча лазерного излучателя и, в принципе, не ограничивает (в сторону повышения) как совокупную толщину образцов, в которых следует перфорировать отверстия, так и расстояние между ними. Вариант исполнения устройства, где лазерный излучатель размещен на выносной штанге параллельно оси вращения дрели, позволяет производить также сверление в одном и том же образце ряда отверстий, расположенных на заданном расстоянии друг от друга (не превышающем расстояние от оси лазера на выносной штанге до оси вращения дрели).

Вместе с тем область применения обсуждаемого технического решения весьма ограничена. На практике исполнитель часто (значительно чаще всего прочего) сталкивается с необходимостью сверления отверстий либо в цельном образце материала, либо в наборе образцов, расстояние между которыми меньше продольных габаритов дрели. Это не дает возможности использовать здесь упомянутую функцию обратного поворота лазерного луча таким же образом, как в том случае, когда расстояние между образцами, подлежащими сверлению, позволяет сверлить последующий образец, ориентируясь на проекцию лазерного луча на сделанном отверстии предыдущего. При сверлении же отверстий в значительных по толщине цельных образцах материалов удерживать в должном положении работающую дрель и одновременно следить за совмещением лазерного луча с выбранной на какой-либо задней поверхности меткой не только крайне неудобно, но, порой, не представляется возможным вовсе.

Для сверления отверстий в камне, бетоне, кирпиче и т.п., когда образуется густая пыль, прямое «целеуказание» проекцией лазерного луча на точку сверления, расположенную перед дрелью (в варианте соосного размещении лазерного излучателя с осью вращения дрели), совершенно неэффективно. Более того, при сверлении и в отсутствие производственной пыли в таком «световом сопровождении» нет необходимости практически уже с первых оборотов сверла в толще рабочего материала. Таким образом, вне рамок использования функции контроля с помощью лазерного луча, ориентированного в обратную направлению сверления сторону, указанное устройство не позволяет корректировать положение оси сверла относительно рабочей поверхности образца, так как соосный со сверлом луч лазера будет фокусирован в точку бурения и в том случае, когда направление оси дрели по отношению к рабочей поверхности меняется в ходе работы по сравнению с первоначальным. Наличие «пузырькового уровня» в указанном устройстве позволяет оператору ориентировать дрель в горизонтальной или вертикальной плоскости, но не позволяет это относительно плоскости обрабатываемого образца! Оставаясь, например, все время строго в горизонтальной плоскости, ось проникающего в материал сверла может неконтролируемо изменить угол, образованный ею с плоскостью рабочего образца (по сравнению с первоначальным); последняя же может располагаться на практике под произвольным углом и к вертикали, и к горизонтали. В результате оператор совершенно не гарантирован от того, что в процессе использования данного устройства не возникнет отклонения от исходно заданного направления сверления в толще рабочего материала.

Это неизбежно приведет, начиная с некоторых геометрических габаритов образца, к неприемлемым искажениям расчетного местоположения полости отверстия (или, при перфорации, - местоположения выходного отверстия).

При размещении лазерного излучателя на выносной штанге параллельно оси дрели функция контроля постоянства ориентации сверла относительно рабочей поверхности образца осуществляется лишь отчасти. При неизменном положении проекции лазерного луча на рабочую поверхность образца дрель в процессе сверления может совершать любые поворотные движения вокруг виртуальной прямой, соединяющей точку проекции луча и точку сверления и подобные отклонения положения оси дрели от первоначального ее положения оператором визуально фиксироваться не будут, кроме случаев, когда будет изменена еще и ориентация дрели относительно горизонтали или вертикали (тогда отклонение можно обнаружить по соответствующим смещениям «пузырькового уровня»).

Кроме того, крепление лазерного излучателя на выносных штангах вне корпуса дрели создает проблемы для оператора - требование неоправданно осторожного обращения с дрелью (что, учитывая прямое назначение подобного класса устройств, достаточно обременительно); неудобства, связанные с необходимостью в разных производственных ситуациях по-разному держать дрель двумя руками, чему будут мешать выступающие оптические насадки. При этом частота возникающего дисбаланса исходных настроек в установке лазерного излучателя ввиду постоянной вибрации устройства при эксплуатации будет, в соответствии с законами механики, прямо пропорциональна длине выносной штанги крепления. Последнее накладывает ограничения на величину максимального расстояния между точками, где надлежит проводить сверление, которое может задать оператор.

Расширение функциональных возможностей дрели по коррекции угла наклона сверла к рабочей поверхности образца, в котором требуется просверлить отверстие, по сравнению с вышеупомянутым устройством, дает устройство по патенту РФ 2278005. Устройство состоит из дрели; лазерного излучателя, перемещаемого вдоль корпуса дрели, направление луча которого имеет расхождение с осью вращения дрели в диапазоне 1.5-2.5°; затемненного стекла с концентрическими окружностями, закрепленного на корпусе дрели; отражательного зеркала, закрепленного рядом с точкой сверления на рабочей поверхности образца под углом к ней (в диапазоне от 0° до 90°). Постоянство направления сверления при использовании данного устройства обеспечивается контролем оператора за положением проекции отраженного от зеркала лазерного луча на стекле с концентрическими окружностями (находится в прямом поле зрения оператора).

Указанное устройство, теоретически обеспечивая контроль ориентации сверла относительно рабочего образца, имеет очевидные недостатки, не позволяющие использовать его в практической работе.

При сверлении отверстий дрелью или, тем более, при применении перфораторов механическая вибрация материала в непосредственной близости отточки сверления (перфорации и т.п.) предъявляет неординарные требования к креплению и юстировке отражательного зеркала и превращает процесс сверления отверстия в длительную по подготовке и трудозатратам совершенно нетехнологичную процедуру. Производственная пыль, образующаяся при работах с дрелью или перфораторами, может серьезно препятствовать работе данного устройства. Расхождение лазерного луча и оси вращения дрели (до 2.5°) при определенных толщинах обрабатываемого материала без соответствующей коррекции положения лазерного излучателя приведет к очевидным ошибкам в ориентации полости отверстия. Перемещение же лазерного излучателя вдоль корпуса дрели с целью такой коррекции в процессе сверления представляется откровенно неудачным в техническом плане решением (именно его предлагает автор устройства, обсуждая, в частности, сверление двустенного профиля).

Ввиду того, что указанное устройство имеет смонтированные на корпусе дрели выносные оптические элементы, к нему в полной мере относится все сказанное выше в отношении вариантов предыдущего устройства по поводу эксплуатационных проблем для оператора.

Более функциональное устройство, по сравнению с вышеупомянутыми, описано в патенте US 6898860, и оно принято нами в качестве прототипа. Устройство представляет собой совокупность элементов известного в технике «лазерного уровня» и электрической дрели. Устройство состоит из комбинации съемных ручек, закрепляющихся на передней части дрели с помощью хомута, затянутого болтом и гайкой. В базовом варианте комплектация состоит из одной ручки, ее ось перпендикулярна оси вращения дрели, в которой размещены блок питания лазерного излучатели и сам лазерный излучатель, снабженный получившей широкое распространение в приборостроении оптической системой, трансформирующей узкий лазерный луч в «световой веер» («fanned laser beam»). Лазерный «веер» лежит исключительно в одной плоскости, которая совпадает с той плоскостью, в которой находятся ось вращения дрели и перпендикулярная ее ось ручки с лазерным излучателем. Указанная съемная ручка имеет на поверхности, обращенной к оператору, три «пузырьковых уровня», которые позволяют ориентировать плоскость лазерного «веера» вертикально, горизонтально или под углом 45° к горизонту. Указанное устройство позволяет на произвольно ориентированной в пространстве поверхности производить сверление отверстий, расположенных точно на одной прямой, которая по желанию оператора может быть ориентирована относительно вертикали или горизонтали, в принципе, под произвольным углом (при условии полной градуировки положения ручки, закрепленной на дрели, относительно горизонтали или вертикали). Если на поверхности рабочего образца задано положение точки, в ряд с которой должны быть просверлены другие точки, лежащие на одной прямой (например, параллельной горизонту), то пользуясь «уровнем горизонтали», плоскость «светового веера» ориентируют соответствующим образом, и при ее пересечении с рабочей поверхностью образца на этой поверхности возникает изображение прямой, на которой расположена заданная точка и вдоль которой следует производить сверление. При необходимости производить дальнейшее сверление отверстий, расположенных вдоль других прямых, составляющих с первой некоторый угол, лазерный «веер» ориентируют под нужным углом к первой прямой и производят сверление вдоль этой линии, также образованной пересечением плоскостей лазерного «веера» и рабочей поверхности образца.

Упростить разметку линий, вдоль которых требуется производить сверление отверстий, позволяет комплектование обсуждаемого устройства дополнительной ручкой (ручками), содержащей еще один лазерный излучатель, снабженный оптикой для формирования «светового веера, плоскость которого (так же как и в случае основной ручки) проходит через ось вращения дрели. Дополнительная ручка может поворачиваться вокруг оси дрели независимо от первой ручки. Плоскости лазерного веерного излучения от обоих лазерных излучателей (в каждой ручке) формируют на поверхности рабочего образца перекрестие прямых (общий случай), которое может служить «целеуказанием» места сверления (производственная пыль в этом случае не будет существенной помехой ввиду протяженности перекрестия). Для ориентации дополнительной ручки относительно горизонтали или вертикали на ней закреплены соответствующие «пузырьковые уровни».

Указанное устройство предназначено в первую очередь для визуальной точной разметки линий на рабочей поверхности образца, вдоль которых требуется производить сверление отверстий. Многообразие возможных вариантов исполнения данного устройства решает эту задачу в полной мере. Обратный поворот лазерного излучателя, размещенного в дополнительной ручке, позволяет использовать устройство и для направленного сверления в толще материала, подобно тому, как описано в ранее упомянутом устройстве (по патенту US 6375395) и в рамках тех же функциональных возможностей.

Вместе с тем указанное устройство не позволяет должным образом выдерживать направление сверления в образце, обладающем существенной толщиной, в любых производственных условиях (понятие «существенная» по отношению к толщине является производным от той точности сверления, которая требуется оператору в каждом конкретном случае и потому здесь не конкретизируется). «Пузырьковые уровни», размещенные на ручках устройства (всего их на основной и дополнительной ручках предлагается автором 5 штук!) позволяют точно относительно горизонта задавать линии, вдоль которых следует производить сверление. А оптические элементы «лазерного уровня» обеспечивают корректное целеуказание точек сверления. Однако контролировать положение сверла относительно образца в процессе его поступательного проникновения в материал образца, который ориентирован произвольным образом в пространстве (самый общий случай в практике), эта комбинация уровней не позволяет. Так, ось сверла, вошедшего в материал в перекрестие линий, сформированных пересечением лучей «лазерных вееров» с поверхностью образца, оставаясь при дальнейшем движении вперед строго в плоскости одного или другого «лазерного веера», может совершать любые поворотные движения вокруг каждой из этих перекрещивающихся линий, будучи им перпендикулярна, и эти повороты никак не отразятся на положении этих линий (перекрещивающихся проекций плоскостей «лазерных вееров» на рабочей поверхности, точнее - проекций торцов плоскостей «лазерных вееров»). При этом, разумеется, угол между поверхностью рабочего образца и какой-либо из плоскостей «лазерного веера» при изменении ориентации в пространстве оси сверла (оси вращения дрели) будет также меняться.

Как и два упомянутые выше устройства, прототип в варианте исполнения, включающем более чем одну ручку, содержащую лазерный излучатель (предпочтительный авторский вариант), имеет те же весьма жесткие эксплуатационные ограничения для оператора в практической работе по «юстировочно-габаритным» основаниям.

В настоящее время неотъемлемым элементом дрелей и перфораторов стало приспособление, обеспечивающее оператору фиксацию глубины погружения сверла в материал рабочего образца. Подобное приспособление обычно представляет собой стержень с нанесенными на нем метрическими делениями, который может двигаться в специальном отверстии зажимного хомута съемной ручки параллельно оси дрели и фиксироваться в нужном положении зажимным винтом. Для всех приведенных выше устройств (и аналогов, и прототипа) осуществление функции фиксации глубины сверления при помощи подобного приспособления представляется крайне неудобным и крайне проблематичным.

Техническим эффектом предлагаемого нами устройства является повышение точности ориентации сверла в толще рабочего материала в процессе сверления (перфорации и т.п.), повышение механической надежности устройства при эксплуатации и повышение удобства визуального контроля за соблюдением направленности сверления для оператора.

Поставленная цель достигается тем, что устройство, предназначенное для сверления ,содержит съемную ручку, в полости которой размещен лазерный излучатель вместе с его источником питания, кнопкой «включения-выключения» лазера и оптической системой, фокусирующей излучаемый свет источника на торцы двух пучков гибких оптических световодов (для простоты пучок световодов или отдельный световод далее будут обозначаться словом «световод»), один из которых создает поток излучения, параллельный оси вращения дрели, через отверстие, сделанное непосредственно в ручке, а два других, размещенные в полости зажимного хомута, к которым ручка крепится к дрели, создают два противоположно направленных потока излучения, параллельных оси вращения дрели, через отверстия в корпусе зажимного хомута. При этом излучение световодов образует на поверхности рабочего образца две световые точки, которые не лежат вместе на одной и той же прямой, проходящей через предполагаемую точку сверления: оператор на рабочей поверхности образца наблюдает три точки - точку сверления и две точечные проекции торцов световодов, последние назовем «опорными» точками. Использование второго световода в хомуте нужно для случаев сверления отверстий в образцах, разнесенных на значительные расстояния. Поэтому полость в зажимном хомуте, к которой подведены два световода, сделана сквозной, что позволяет формировать световой луч в двух направлениях (вперед и назад; для удобства «задняя» часть сквозной полости может быть снабжена непрозрачной откидывающейся шторой).

Желательным элементом предлагаемого устройства является маркер, заправленный флуоресцентной смесью, который предназначен для фиксации на поверхности рабочего образца опорных точек. Конкретный тип флуоресцирующего хромофора определяется длинной волны излучаемого лазером света: флуоресценция возбужденного лазерным светом люминофора должна давать оператору визуальный эффект смены цвета опорных точек по сравнению со световой окраской падающего на образец излучения.

Световоды, фиксированные в полости корпуса хомута, находятся одновременно и внутри полого стержня, на котором нанесены метрические деления, который вставлен в указанную полость корпуса хомута и предназначен для ограничения глубины проникновения сверла в материал рабочего образца. Для беспрепятственного движения указанного стержня в полости хомута и механической неприкосновенности находящейся внутри него микрооптики стержень может быть выполнен:

- либо в виде полого стержня, ортогональное сечение которого является многогранником (соответственно такому же профилю полости в хомуте - для исключения поворота стержня вокруг своей оси), вдоль боковой поверхности которого, параллельно его продольной оси, сделан соответствующего размера вырез;

- либо представляет собой набор входящих одна в другую полых трубок, первая из которых закреплена неподвижно в корпусе хомута (по принципу раздвижной указки).

(Возможны и иные технические варианты исполнения стержня.)

На Фигуре 1 схематично представлена в разрезе плоскостью, перпендикулярной оси вращения дрели, конструкция предлагаемого устройства. Ось вращения дрели 10 (она же ось сверла) параллельна лучам, сформированным фокусирующими линзами (на фигуре не показаны) выходных торцов 41 и 61 световодов 9 и 8, которые закреплены в полостях 4 и 6 ручки 11 и хомута 12 соответственно (световод в полости ручки обозначен пунктиром, световоды в полости хомута обозначены точками). Выходные торцы световодов с фокусирующими линзами 61 находятся внутри металлического стержня 62, вставленного в полость 6, длина выдвижения стержня за плоскость корпуса хомута регулируется стопорным винтом 63. Протяженная полость в корпусе хомута, в которой уложен световод, сообщается с полостью в ручке, где размещены блок питания лазера (1), лазер (2) и фокусирующая свет лазера на торцы световодов стандартная оптика (3). Хомут 12, опоясывающий корпус дрели, снабженный затяжным устройством 7 («болт-гайка», «болт-резьба в корпусе» или иное), механически прочно сопряжен с ручкой 11 (предпочтительно, чтобы ручка и хомут были выполнены в виде единой литой конструкции с использованием шаблонной пресс-формы). В верхнем торце корпуса ручки 11 вмонтирован коаксиальный пузырьковый уровень 5. В зависимости от технических характеристик лазерного излучателя (прежде всего мощности излучения) в полость 4 ортогонально оси корпуса ручки 11 можно направлять свет от лазерного излучателя непосредственно, без использования световода 8. Полость 6 (ось полости параллельна оси вращения дрели) может располагаться в любой части корпуса хомута 12 при соблюдении того условия, чтобы проекции полостей 4, 6 и оси дрели на любую плоскость, перпендикулярную оси вращения дрели, не лежали на одной прямой в этой плоскости.

На Фигуре 2 представлен схематично принцип работы предлагаемого устройства. Корпус дрели (16), затяжного хомута (12) и ручки дрели (11) представлены в проекции на некую плоскость.

Линии 10, 14, 15, обозначенные пунктиром, указывают соответственно направления оси вращения дрели и параллельные ей направления лучей световодов, снабженных фокусирующими линзами, размещенных в корпусе хомута (61) и в корпусе ручки (41).

Крепление хомута на корпусе дрели и фиксация мерного стержня (для задания глубины погружения сверла в рабочий материал) осуществляются по типу «болт-отверстие с резьбой в корпусе» - 7 и 63 соответственно.

На заднем торце мерного стержня 62 находится оптическая шторка 17, закрывающая луч света, направленный в сторону, противоположную направлению поступательного движения сверла дрели, если этот свет не нужен в ходе работ. Оптическая шторка может быть выполнена: в виде пластинки из непрозрачного материала, двигающейся в пазах-прорезях, сделанных в стержне (перпендикулярно оси стержня); в виде намагниченной полоски; в виде «заглушки» с резьбой соответственно резьбе на конце стержня или любым иным образом.

«Пузырьковый коаксиальный уровень» 5 в торце ручки дрели изображен в проекции.

На Фигуре 3 представлен коаксиальный градуированный уровень (вид сверху). I-VI - условные обозначения значений углов наклона к горизонтальной плоскости, на которые нужно наклонить плоскость уровня, чтобы пузырек воздуха совместился с соответствующей окружностью.

Внешне предлагаемое устройство совершенно не отличается от обычной современной стандартной дрели (за исключением небольшого коаксиального уровня в торце ручки), имея из выносных приспособлений лишь такой же, как и у прочих, мерный стержень.

Устройство работает следующим образом. На рабочей поверхности образца 0 (Фиг. 2) маркером или иным образом фиксируется точка 01, в которой следует просверлить полость 02. Торец бура, сверла или иного обрабатывающего инструмента, предназначенного для установки в зажимной патрон дрели, совмещается с этой обозначенной для сверления точкой 01. При этом ориентация оси сверла по отношению к рабочей плоскости образца фиксируется на короткое время при помощи строительного угольника, транспортира или любым другим приемлемым для оператора способом, после чего включается лазер, и точки пересечения исходящих от световодов лучей с рабочей поверхностью образца - точки 03 и 04 на Фиг. 2 - помечаются маркером или любым иным образом. Когда на поверхности рабочего образца установлены эти две опорные точки (процедура занимает секунды), можно производить сверление. В процессе сверления световые проекции лазерных лучей на поверхность образца должны все время совпадать с первоначально отмеченными опорными точками. В этом случае отверстие будет все время ориентировано относительно рабочего образца точно в соответствии с желанием оператора.

Чувствительность фоторецепторов глаза человека такова, что наблюдать за совпадением проекции светового пятна с более темными и непрозрачными контурами объекта на непрозрачной же поверхности, в нашем случае это обозначенные оператором опорные точки на поверхности образца из произвольного материала, может быть достаточно утомительно. Нагрузка на зрение может усугубляться и в случаях, когда цвет поверхности, на которую падает свет от устройства, близок в восприятии оператора к тому, что излучает сам источник. Такой эффект наблюдается, в частности, в строительной практике, когда человек длительное время делает разметку стен из красного кирпича, используя лазерные уровни, генерирующие свет в «красной» части спектра длин волн видимого диапазона.

В настоящее время известен целый ряд красителей, из которых всегда можно подобрать в соответствии с характеристиками падающего на образец излучения такой, что при использовании его для маркировки опорных точек оператор при совпадении проекции светового луча и участка поверхности, покрытого люминофором, будет наблюдать опорные точки, окрашенные в иной по сравнению с падающим излучением цвет (соответствующий, понятно, более длинноволновой части спектра, чем возбуждающий фотолюминесценцию свет). С такой световой нагрузкой восприятия объектов (на основе контраста цветов) человеческий глаз справляется легко (аналог обычного дорожного светофора). Если в процессе сверления площадь пятна, окрашенного визуально другим цветом, искажается (05 на Фиг. 2), оператор, тем самым, получает сигнал, что первоначальная ориентация сверла дрели изменилась, и в ходе дальнейшего сверления производит своевременную коррекцию.

Для того чтобы еще более упростить визуальный контроль, фокусирующие линзы торцов световодов (41 и 61 на Фиг. 2) можно сделать «настраиваемыми». В зависимости от длины сверла и расстояния до поверхности рабочего образца можно устанавливать, меняя положение фокусирующих линз, удобный для наблюдения конкретного оператора размер световых проекций лучей на рабочую поверхность и, таким образом, повысить чувствительность устройства к изменениям ориентации сверла в процессе работы.

Перфорация рабочих образцов, находящихся на большом расстоянии друг от друга, вдоль одной линии производится подобно тому, как это делается при использовании устройств-аналогов (см. выше) с той разницей, что в предлагаемом устройстве, для этого не требуется никаких дополнительных приспособлений и манипуляций по реверсу лазера - достаточно лишь открыть шторку 17 на заднем торце мерного стержня, фиксирующего глубину сверления.

На случай, когда требуется сверлить строго горизонтальные отверстия в произвольно ориентированном в пространстве рабочем образце, в предлагаемом устройстве имеется вмонтированный в торец ручки «коаксиальный уровень» (пузырек воздуха в центре нескольких окружностей). Если использовать градуированный уровень (см. Фиг. 3), то можно сверлить отверстия в образце под любым углом (из использованных в градуировке) к горизонту.

Если на наружной поверхности корпуса «коаксиального уровня» нанесена резьба, соответствующая резьбе на внутренней поверхности полости в торце ручки, где уровень устанавливается, это позволяет оператору легко снимать его с ручки дрели. Это может быть удобным тогда, когда габариты рабочего образца допускают изменение его ориентации в пространстве с целью установки под нужным углом к горизонту или строго горизонтально. Для этого «коаксиальный уровень» устанавливают на рабочую поверхность на нижнюю плоскую грань и производят ориентацию образца. «Пузырьковые уровни» иного, не коаксиального типа, этого сделать не позволяют.

При необходимости разметки прямых на поверхности рабочего образца, точно ориентированных относительно горизонта, вдоль которых требуется по каким-либо причинам провести сверление отверстий, в дополнение к предлагаемому устройству целесообразно использовать обычный лазерный уровень. Устанавливаемый на неподвижную поверхность, а не укрепленный на подверженном вибрации корпусе дрели (прототип), он позволит более качественно произвести подобную работу.

По сравнению с прототипом предлагаемое устройство позволяет контролировать ориентацию проникающего в толщу материала сверла относительно рабочего образца (не горизонтали или вертикали!). Кроме того, эта цель достигается в устройстве таким образом, что не требует крепления на корпусе дрели иных приспособлений (как то имеет место в устройстве - прототипе), чем те, что предусмотрены для обычных дрелей или перфораторов. Кроме того, использование световодов вместо более чем одного лазерного излучателя (прототип) позволяет уменьшить габариты охватывающего корпус дрели зажимного хомута. Отсутствие необходимости развертывать лазерный луч в веер и сам принцип контроля за ориентацией сверла в толще рабочего материала позволяют использовать в предлагаемом устройстве лазеры малой мощности и, соответственно, меньших габаритов, чем те, что требуется применять в устройстве-прототипе.

1. Устройство для ориентации дрели при сверлении, содержащее ручку с хомутом для закрепления ее на дрели и размещенные в указанной ручке лазерный излучатель, источник его питания и фокусирующую луч лазера оптическую систему, отличающееся тем, что оно снабжено световодами, размещенными внутри упомянутых ручки и хомута с возможностью проецирования света лазерного излучателя на рабочую поверхность из отверстий, одно из которых выполнено в корпусе ручки, другое - в корпусе хомута и при этом расположенных таким образом, что возможно получение их проекций на плоскость, перпендикулярную продольной оси дрели, не лежащих вместе на одной прямой с точкой сверления.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что световоды снабжены фокусирующими линзами с возможностью регулировки оператором их положения относительно световодов.

3. Устройство по п.1 или 2, отличающееся тем, что как минимум два световода, снабженные фокусирующими линзами, ориентированы в противоположных направлениях параллельно продольной оси дрели и размещены в хомуте внутри полого стержня, выполненного с возможностью перемещения или изменения своей длины в направлении, параллельном продольной оси дрели, без механического контакта со световодами и их фокусирующими линзами.

4. Устройство по п.3, отличающееся тем, что на заднем торце полого стержня, внутри которого находятся направленные в противоположные стороны световоды с фокусирующими линзами, установлена оптически непрозрачная шторка с возможностью закрывания.

5. Устройство по п.1, отличающееся тем, что в верхнем торце ручки с хомутом укреплен коаксиальный «пузырьковый уровень».

6. Устройство по п.1, отличающееся тем, что оно снабжено маркером, содержащим флуоресцирующий хромофор, который флуоресцирует под воздействием излучения тех длин волн, которые генерирует лазерный излучатель, размещенный в ручке дрели.



 

Похожие патенты:

Способ включает обработку заготовки и измерение ее профиля в двух поперечных сечениях. Для повышения точности до обработки измеряют в двух удаленных друг от друга поперечных сечениях значения биения, размера и профиля базовых и обрабатываемых поверхностей заготовки, при закреплении заготовки на станке фиксируют положение точек измерения относительно зажимных элементов оснастки, а также фактические параметры процесса резания, причем деталь с обработанной поверхностью измеряют в тех же точках и от тех же измерительных баз, что и заготовку, затем по результатам измерения определяют положение оси вращения инструмента и оси зажимных элементов оснастки, и по уменьшению значения диаметра обработанной поверхности относительно настроечного размера режущего инструмента с учетом радиальной составляющей силы резания, рассчитанной для фактических параметров процесса резания, определяют жесткость инструментальной оснастки.

Изобретение относится к применению алмазных кольцевых сверл и может быть использовано на предприятиях, обрабатывающих стекло, керамику, кварц, керамику, ферриты, ситаллы, гранит, мрамор, бетон и другие хрупкие неметаллические материалы.

Изобретение относится к машиностроению, в частности к станкостроению, предназначено для построения систем диагностики разрушения режущего инструмента на станках с ЧПУ и обрабатывающих центрах, и может быть использовано в качестве наглядного пособия для студентов станкостроительных специальностей в лабораторных работах для изучения систем диагностики процесса резания, базирующихся на использовании виброакустической эмиссии (ВАЭ) зоны резания.

Изобретение относится к области машиностроения, к процессам получения систем координированных отверстий. .

Изобретение относится к машиностроению, к способам и к конструкциям устройств станков с ЧПУ и обрабатывающих центров для комплексной обработки корпусных деталей, крышек, фланцев, панелей, плит, кронштейнов и других деталей, имеющих точные координированные отверстия.

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при обработке металлов резанием. .

Изобретение относится к судостроению, в частности к способам и устройствам для обработки отверстий в фундаментах, на которые устанавливаются судовые механизмы и оборудование.

Изобретение относится к способам соединения двух конструктивных узлов, совместно образующих зону перекрывания, с помощью крепежных элементов. .

Изобретение относится к машиностроению, в частности к устройствам для обработки отверстий, и может быть использовано для обработки отверстий в крупногабаритных деталях.

Изобретение относится к ручным инструментам, в частности к приспособлениям для сверления отверстий в деталях машин, находящихся в эксплуатации без их демонтажа. .

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано для ручной сверлильной машины. .

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к устройствам для сверления изделий из неметаллических материалов, полудрагоценных камней, например шариков из янтаря.

Изобретение относится к машиностроению, а именно к сверлильным устройствам, и может быть использовано для установки сверлильных машин и подобных переносных инструментов непосредственно на месте выполнения работ.

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к ручным сверлильным машинам, и применяется для сверления отверстий в металле, дереве, пластике и других материалах.

Изобретение относится к ручным машинам, предназначенным для обработки различных изделий, и может быть использовано как в промышленности, так и в быту. .

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано преимущественно для сверления или фрезерования, сверлом или концевой фрезой ребра или торца листа вдоль его плоскости, а также дисковой или фасонной фрезой плоскости листа на некотором расстоянии от края, выравнивания торца трубы до перпендикулярности ее оси, используя свойство прямой внутри цилиндрической поверхности.

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано для сверления или фрезерования сверлом или концевой фрезой торцевой части листа параллельно его плоскости, а также дисковой или фасонной фрезой плоскости листа на некотором расстоянии от торца.
Наверх