ITMI980012A1

ITMI980012A1 - MARKING DEVICE

Info

Publication number: ITMI980012A1
Application number: IT98MI000012A
Authority: IT
Inventors: Claus Gunther
Original assignee: Laser Optoelektronik Gmbh Z
Priority date: 1997-01-30
Filing date: 1998-01-09
Publication date: 1999-07-09
Also published as: IT1298090B1; DE29701556U1

Description

DESCRIZIONE dell ' invenzione industriale dal titolo: DESCRIPTION of the industrial invention entitled:

"DISPOSITIVO DI MARCATURA" "MARKING DEVICE"

TESTO DELLA DESCRIZIONE TEXT OF THE DESCRIPTION

L ' invenzione si riferisce ad un dispositivo di marcatura con almeno una sorgente luminosa, in particolare un diodo laser o una simile sorgente luminosa a semiconduttore , con una unità di alimentazione di corrente per essa , che presenta almeno una batteria, un accumulatore o un simile mezzo di accumulo di energia elettrica, nonché con almeno una ottica di proiezione per la proiezione della luce emessa dalla sorgente luminosa su un oggetto . The invention relates to a marking device with at least one light source, in particular a laser diode or similar semiconductor light source, with a power supply unit for it, which has at least one battery, accumulator or similar electrical energy storage means, as well as with at least one projection optics for projecting the light emitted by the light source onto an object.

Si conosce già un dispositivo di marcatura del tipo menzionato sopra , che presenta una ottica lineare per la proiezione di una stretta linea. Tali dispositivi di marcatura possono essere previsti per esempio in seghe circolari o a nastro, per marcare la linea di taglio della sega su un pezzo. Il pezzo allora nello stato di riposo della lama della sega può venire preposizionato meglio sulla sega, in guanto per esempio una marcatura a matita, disegnata sul pezzo a distanza dalla lama della sega, viene portata a copertura con la linea di marcatura proiettata. A marking device of the type mentioned above is already known, which has a linear optics for the projection of a narrow line. Such marking devices can be provided, for example, in circular or band saws, to mark the cutting line of the saw on a workpiece. The workpiece then in the rest state of the saw blade can be better pre-positioned on the saw, in that for example a pencil mark, drawn on the workpiece at a distance from the saw blade, is brought to cover with the projected marking line.

Poiché il dispositivo di marcatura è indipendente dal la rete , esso può venire riequipaggiato in modo semplice in particolare anche in seghe esistenti . Il dispositivo di marcatura a tale scopo deve soltanto venire fissato sulla sega con un supporto corrispondente. La posa di un cavò di rete per l'alimentazione di corrente del dispositivo di marcatura in questo caso non è necessaria. Grazie al funzionamento a batteria o ad accumulatore, si può inoltre rinunciare ad un trasformatore per l'approntamento della tensione di alimentazione per il diodo laser. Il dispositivo di marcatura è perciò fabbricabile con particolare economia. Since the marking device is independent of the net, it can be retrofitted in a simple way in particular also in existing saws. The marking device for this purpose only has to be fixed to the saw with a corresponding holder. The installation of a mains cable for the power supply of the marking device is not necessary in this case. Thanks to battery or accumulator operation, it is also possible to dispense with a transformer for providing the supply voltage for the laser diode. The marking device can therefore be manufactured with particular economy.

Anche se il dispositivo di marcatura già noto nella pratica si è affermato da anni, esso presenta comunque svantaggi. Così per esempio per l'alimentazione di corrente del diodo laser sono previste più batterie o accumulatori, che possono essere disposti per esempio uno dietro o uno accanto all'altro. Il dispositivo di marcatura presenta perciò una certa grandezza di ingombro, che da un lato rende più difficile la manipolazione del dispositivo di marcatura e dall'altro limita però anche le sue possibilità di applicazione su 'una sega o macchina simile. La grandezza di ingombro del dispositivo di marcatura può venire ridotta anche mediante l'impiego di celle a bottone o batterie corrispondentemente piccole, però queste hanno lo svantaggio che esse non sono ottenibili ovunque in commercio. Inoltre esse sono relativamente costose. Even if the marking device already known in practice has been established for years, it still has disadvantages. Thus, for example, several batteries or accumulators are provided for the power supply of the laser diode, which can be arranged, for example, one behind or one next to the other. The marking device therefore has a certain size, which on the one hand makes the manipulation of the marking device more difficult and, on the other hand, also limits its application possibilities on a saw or similar machine. The overall size of the marking device can also be reduced by using correspondingly small button cells or batteries, but these have the disadvantage that they cannot be obtained anywhere on the market. Furthermore, they are relatively expensive.

Nel dispositivo di marcatura già noto è inoltre svantaggioso il fatto che l'intensità della radiazione generata dal diodo laser diminuisce lentamente col crescere della durata di funzionamento, quando l'accumulatore o la batteria si scarica. Questo è sfavorevole in particolare nel caso di dispositivi di marcatura che proiettano linee, poiché queste in confronto a dispositivi di marcatura che generano un punto luminoso (puntatore laser), illuminano una superficie maggiore. Furthermore, the disadvantage of the already known marking device is that the intensity of the radiation generated by the laser diode slowly decreases as the operating time increases, when the accumulator or battery is discharged. This is particularly unfavorable in the case of marking devices which project lines, since they illuminate a larger area in comparison with marking devices which generate a light spot (laser pointer).

Vi è quindi lo scopo di realizzare un dispositivo di marcatura del tipo menzionato all'inizio, che anche in caso di impiego di batterie o accumulatori comuni in commercio, presenti una struttura compatta. Inoltre, il dispositivo di marcatura deve rendere possibile un'emissione di luce uniformemente chiara per un lungo periodo di funzionamento. There is therefore the purpose of realizing a marking device of the type mentioned at the beginning, which, even in the case of use of common batteries or accumulators on the market, has a compact structure. In addition, the marking device must make it possible to emit uniformly bright light over a long period of operation.

Questo scopo viene raggiunto in un dispositivo di marcatura del tipo menzionato all'inizio per il fatto che la tensione di alimentazione dell'accumulatore di energia è minore della tensione di funzionamento della sorgente luminosa e dal fatto che l'unità di alimentazione di corrente per l'aumento della tensione di alimentazione presenta un convertitore di tensione. In modo vantaggioso, con ciò, per il funzionamento del dispositivo di marcatura è necessaria soltanto una singola batteria o un singolo accumulatore, cosicché si riduce corrispondentemente la grandezza di ingombro del dispositivo di marcatura. Il dispositivo di marcatura può perciò venire costruito in modo compatto anche con accumulatori comuni in commercio, ottenibili ovunque. Inoltre il convertitore di tensione rende possibile anche uno sfruttamento migliore dell'energia elettrica immagazzinata nella batteria o nell'accumulatore, poiché il convertitore di tensione anche in caso di riduzione della tensione della batteria o dell'accumulatore appronta ancora una tensione di funzionamento sufficientemente elevata per la sorgente luminosa. Così per esempio nel caso di un dispositivo di marcatura, che presenta un diodo laser con un circuito di stabilizzazione corrispondente, anche nel caso di un accumulatore di energia parzialmente scarico, si può raggiungere ancora la piena intensità di luce. Il dispositivo di marcatura secondo l'invenzione rende possibile perciò in pratica quasi la stessa durata di funzionamento di dispositivi di marcatura che presentano più accumulatori o batterie collegati in serie. This object is achieved in a marking device of the type mentioned at the beginning due to the fact that the supply voltage of the energy storage unit is lower than the operating voltage of the light source and the fact that the power supply unit for the The increase in the supply voltage presents a voltage converter. Advantageously, therefore, only a single battery or a single accumulator is required for the operation of the marking device, so that the space requirement of the marking device is correspondingly reduced. The marking device can therefore be built in a compact way even with common accumulators on the market, obtainable anywhere. In addition, the voltage converter also makes it possible to make better use of the electrical energy stored in the battery or accumulator, since the voltage converter still provides a sufficiently high operating voltage for the light source. Thus, for example, in the case of a marking device which has a laser diode with a corresponding stabilization circuit, even in the case of a partially discharged energy store, the full intensity of light can still be achieved. The marking device according to the invention therefore makes it possible in practice to have almost the same operating time as marking devices which have several accumulators or batteries connected in series.

E' vantaggioso che il convertitore di tensione sia un convertitore elevatore che presenta almeno una induttanza. La tensione della batteria o dell'accumulatore può allora venire trasformata quasi senza perdite in una tensione di funzionamento più elevata per la sorgente luminosa. In questo caso per il comando dell'induttanza può essere previsto un circuito integrato comune in commercio, cosicché risulta complessivamente una unità di alimentazione di corrente costruita in modo particolarmente compatto. It is advantageous for the voltage converter to be a step-up converter which has at least one inductance. The battery or accumulator voltage can then be converted almost losslessly into a higher operating voltage for the light source. In this case, a commercially available integrated circuit can be provided for controlling the inductance, so that overall a power supply unit is constructed in a particularly compact manner.

Una forma d'esecuzione preferita dell'invenzione prevede che il convertitore di tensione presenti un dispositivo di regolazione per il mantenimento costante della sua tensione di uscita. L'energia immagazzinata nell'accumulatore o nella batteria può perciò venire sfruttata ancora meglio, ove in caso di basse tensioni di accumulatore o di funzionamento il fattore di conversione del convertitore di tensione viene corrispondentemente aumentato, cosicché anche allora può venire approntata la piena tensione di funzionamento per il diodo laser. In caso di tensione piena della batteria o dell'accumulatore viene invece corrispondentemente ridotto il fattore di conversione del convertitore di tensione, cosicché per esempio in un circuito di stabilizzazione collegato in cascata al convertitore di tensione per un diodo laser sì crea soltanto una potenza perduta relativamente piccola. Come dispositivo di regolazione può essere previsto per esempio, nel caso di un convertitore elevatore che presenta un’induttanza, un circuito per la modulazione a larghezza di impulso comandata in tensione della corrente nell'induttanza. A preferred embodiment of the invention provides that the voltage converter has a regulating device for maintaining constant its output voltage. The energy stored in the accumulator or battery can therefore be used even better, if the conversion factor of the voltage converter is correspondingly increased in the event of low accumulator or operating voltages, so that even then the full supply voltage can be provided. operation for the laser diode. In the case of full battery or accumulator voltage, however, the conversion factor of the voltage converter is correspondingly reduced, so that, for example, in a stabilizing circuit connected in cascade to the voltage converter for a laser diode, only relatively low power is generated. small. For example, in the case of a step-up converter that has an inductance, a circuit for the voltage-controlled pulse width modulation of the current in the inductance can be provided as a regulating device.

E' vantaggioso che l'unità di alimentazione di corrente per lo spegnimento automatico della sorgente luminosa dopo una durata di accensione predeterminata presenti un elemento a tempo. La batteria o l'accumulatore con ciò non possono venire scaricati così facilmente, se 1'utilizzatore del dispositivo di marcatura dovesse dimenticare una volta di spegnere il dispositivo di marcatura. Inoltre il dispositivo di marcatura è manipolabile più facilmente, poiché non è più necessaria una disinserzione del dispositivo di marcatura. Naturalmente, il proiettore può venire fatto funzionare anche senza automatismo di spegnimento, per esempio con un interruttore di accensione/spegnimento. It is advantageous that the power supply unit for automatic switching off of the light source after a predetermined on duration has a time element. The battery or accumulator thus cannot be discharged so easily if the user of the marking device once forgets to switch off the marking device. Furthermore, the marking device can be manipulated more easily, since it is no longer necessary to switch off the marking device. Of course, the projector can also be operated without automatic shutdown, for example with an on / off switch.

Opportunamente, almeno l'unità di alimentazione di corrente, il convertitore di tensione e la sorgente luminosa, sono disposti su una piastrina di supporto comune, che presenta piste conduttive, alla quale preferibilmente è anteposta l'ottica di proiezione. Con ciò si ottiene un dispositivo di marcatura particolarmente compatto e stabile, in cui tutti i gruppi costruttivi elettrici principali sono disposti su un supporto comune. Se necessario, anche l'accumulatore di energia può essere previsto sulla piastrina di supporto. Conveniently, at least the current supply unit, the voltage converter and the light source are arranged on a common support plate, which has conductive tracks, to which the projection optics is preferably placed before it. This results in a particularly compact and stable marking device, in which all the main electrical assemblies are arranged on a common support. If necessary, the energy storage unit can also be provided on the carrier plate.

Nel seguito è illustrato più in dettaglio un esempio d'esecuzione dell'invenzione con l'aiuto del disegno. In the following an example of embodiment of the invention is illustrated in more detail with the aid of the drawing.

La figura 1 mostra una unità di alimentazione di corrente per un dispositivo di marcatura che presenta un diodo laser, con una batteria, un convertitore di tensione e un circuito di stabilizzazione per il diodo laser, e Figure 1 shows a power supply unit for a marking device that has a laser diode, with a battery, a voltage converter and a stabilization circuit for the laser diode, and

la figura 2 presenta una vista in pianta di una piastrina di supporto di un dispositivo di marcatura, sulla quale sono disposti tutti i gruppi costruttivi sostanziali del dispositivo di marcatura. Figure 2 shows a plan view of a support plate of a marking device, on which all the substantial constructive groups of the marking device are arranged.

Un dispositivo di marcatura, indicato complessivamente con 1, presenta un diodo laser 2 con una unità di alimentazione di corrente 3, che viene fatta funzionare con una batteria 4. Per la proiezione di una linea di luce su un oggetto da marcare, il dispositivo di marcatura 1 ha un'ottica di proiezione 5, che presenta una lente collimatrice 7, ritenuta sul dìodo laser 2 con un anello distanziatore 6, e una lente cilindrica 8 collegata in cascata alla prima. A marking device, indicated as a whole with 1, has a laser diode 2 with a power supply unit 3, which is operated with a battery 4. For the projection of a line of light onto an object to be marked, the marking device marking 1 has a projection optics 5, which has a collimating lens 7, held on the laser diode 2 with a spacer ring 6, and a cylindrical lens 8 connected in cascade to the first.

L'unità di alimentazione di corrente 3 ha un convertitore di tensione indicato complessivamente con 9, il quale trasforma la tensione della batteria in una tensione di alimentazione più elevata in confronto ad essa per un dispositivo di regolazione di corrente 10 del diodo laser 2. Il diodo laser 2, che presenta una tensione di funzionamento di circa 2,4 V, può perciò venire fatto funzionare con soltanto una singola batteria da 1,5 V. The power supply unit 3 has a voltage converter indicated as a whole by 9, which transforms the battery voltage into a higher supply voltage compared to it for a current regulator 10 of the laser diode 2. The laser diode 2, which has an operating voltage of approximately 2.4 V, can therefore be operated with only a single 1.5 V battery.

Come visibile dalla figura 1, il convertitore di tensione 9 presenta una induttanza Li, connessa con il polo positivo della batteria 4, che è collegata con un terminale di alimentazione 11 per il dispositivo di regolazione di corrente 10. Per la modulazione a larghezza d’impulso della corrente nell'induttanza L1, è previsto un circuito integrato 12 di per sè noto, che è collegato con il suo punto di collegamento 13 all'induttanza LI e al dìodo raddrizzatore D2. Per mantenere costante la tensione di alimentazione per il dispositivo di regolazione di corrente 10, il circuito integrato 12 presenta un dispositivo di regolazione di tensione, che comanda la larghezza d'impulso della corrente nell'induttanza L1 dipendentemente dalla tensione presente sul terminale di alimentazione 11. Il terminale di alimentazione 11 a tale scopo è collegato attraverso un partitore di tensione, che presenta le resistenze R2 ed R3, con un ingresso di sensore 14 del circuito integrato 12. As can be seen from Figure 1, the voltage converter 9 has an inductance Li, connected to the positive pole of the battery 4, which is connected to a power supply terminal 11 for the current regulator 10. For width modulation impulse of the current in the inductance L1, an integrated circuit 12 per se known is provided, which is connected with its connection point 13 to the inductance L1 and to the rectifier diode D2. To keep the supply voltage constant for the current regulator 10, the integrated circuit 12 has a voltage regulator device, which controls the pulse width of the current in the inductance L1 depending on the voltage present on the power supply terminal 11 The power supply terminal 11 for this purpose is connected through a voltage divider, which has the resistances R2 and R3, with a sensor input 14 of the integrated circuit 12.

L'unità di alimentazione di corrente 3 presenta inoltre un automatismo di spegnimento, che spegne automaticamente il diodo laser 2 dopo una durata di accensione predeterminata (circa 1 minuto). L'accensione del diodo laser 2 avviene in questo caso mediante azionamento di un pulsante 15, che nello stato chiuso pone a potenziale positivo un ingresso di liberazione 16 del circuito integrato 12 attraverso la resistenza R8 e il diodo DI. Dopo l'apertura del pulsante 15, l'ingresso di liberazione 16 rimane attivato per la durata di accensione del diodo laser 2 mediante un elemento a tempo. Questo presenta il condensatore C2 e la resistenza RI, collegata in serie ad esso, che retroazionano la tensione di alimentazione, presente sul collegamento di alimentazione 11, per il dispositivo di regolazione della corrente 10, all’ingresso di liberazione 16. The power supply unit 3 also has a switch-off automatism, which automatically switches off the laser diode 2 after a predetermined switch-on duration (about 1 minute). In this case, the laser diode 2 is switched on by actuating a button 15, which in the closed state places a release input 16 of the integrated circuit 12 at positive potential through the resistor R8 and the diode D1. After opening the button 15, the release input 16 remains activated for the duration of the laser diode 2 switching on by means of a time element. This has the capacitor C2 and the resistor RI, connected in series to it, which feedback the power supply voltage, present on the power connection 11, for the current regulation device 10, to the release input 16.

Al convertitore di tensione 9 è collegato in cascata un dispositivo di regolazione di corrente 10 di per sè noto, che è previsto per un diodo laser 2 con diodo monitor integrato. In questo caso il diodo monitor è collegato fra i collegamenti X1 e X3 del dispositivo di regolazione di corrente 10, mentre il diodo laser 2 è collegato ai collegamenti X1 e X2. A per se known current regulation device 10 is cascaded to the voltage converter 9, which is provided for a laser diode 2 with integrated monitor diode. In this case the monitor diode is connected between the connections X1 and X3 of the current regulator 10, while the laser diode 2 is connected to the connections X1 and X2.

Deve venire ancora menzionato che l'unità di alimentazione di corrente 3, il convertitore di tensione 9, il diodo laser 2, l'ottica di proiezione 5 e la batteria 4 sono disposti su una piastrina di supporto 17 comune, equipaggiata da entrambi i lati, che presenta piste conduttive per il collegamento dei componenti elettrici del dispositivo di marcatura. La batteria 4 è connessa separabilmente con la piastrina di supporto 17 con una staffa di contatto 18. It should also be mentioned that the power supply unit 3, the voltage converter 9, the laser diode 2, the projection optics 5 and the battery 4 are arranged on a common support plate 17, equipped on both sides , which has conductive tracks for connecting the electrical components of the marking device. The battery 4 is separably connected to the support plate 17 with a contact bracket 18.

Deve venire ancora menzionato che il dispositivo di marcatura 1 può essere previsto anche per la proiezione di un punto, di una croce, di un cerchio, di un reticolo o di un'altra figura geometrica qualsiasi. Opportunamente a tale scopo sono previste più ottiche di proiezione 5, differenti e sostituibili l'una con l’altra, per il dispositivo di marcatura 1. It should also be mentioned that the marking device 1 can also be provided for the projection of a point, a cross, a circle, a grid or any other geometric figure. Conveniently, for this purpose, several projection optics 5 are provided, different and replaceable with each other, for the marking device 1.

E' particolarmente vantaggioso che l'ottica di proiezione sia eseguita per la proiezione di due linee parallele. Con queste allora per esempio può venire marcato il bordo sinistro e/o destro della lama della sega in una sega su un pezzo da segare. Questa ottica di proiezione speciale rende possibile un orientamento ottimale del pezzo e una buona protezione del lavoro per 1'utilizzatore della sega che, per evitare ferite, deve tenere una certa distanza dalle linee proiettate. It is particularly advantageous for the projection optics to be performed for the projection of two parallel lines. With these, for example, the left and / or right edge of the saw blade can be marked in a saw on a workpiece. This special projection optics makes possible an optimal orientation of the workpiece and a good protection of the work for the user of the saw who, to avoid injuries, must keep a certain distance from the projected lines.

Claims

CLAIMS 1. Marking device with at least one light source, in particular a laser diode (2) or similar semiconductor light source, with a power supply unit (3) for this purpose, which has at least one battery (4), a accumulator or similar means of accumulating electrical energy, as well as with at least one projection optics (5) for projecting the light emitted by the light source onto an object, characterized in that the supply voltage of the energy accumulator is lower than operating voltage of the light source and the fact that the power supply unit (3) has at least one voltage converter (9) for increasing the supply voltage.

2. Marking device according to claim 1, characterized in that the voltage converter (9) is a step-up converter which has at least one inductance (L1).

3. Marking device according to claim 1 or 2, characterized in that the voltage converter (9) has a regulating device for keeping its output voltage constant.

4. Marking device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the power supply unit (3), for the automatic shutdown of the light source after a predetermined lighting duration, has a time element.

5. Marking device according to one of claims 1 to 4, characterized in that at least the power supply unit (3), the voltage converter (9) and the light source are arranged on a common support plate (17), which has conductive tracks, at the which is preferably the projection optics (5).