Linienlaser für Bohrmaschine

06.04.2021

Skill level

Normal
Costs

75 €
Duration

1-2 Tage

Schon länger hat es mich gereizt meine alte Bohrmaschine mit Linienlasern aufzurüsten. Das Fadenkreuz zweier Laser-Module ist eine super Hilfe beim Ausrichten des Werkstücks. In einigen Foren und Videos haben Beiträge mich inspiriert eine Lösung für meine Flott von 1954 zu ersinnen.

In diesem Beitrag stelle ich meine Halterung aus Vierkant-Profil vor, erläutere die Berechnungsgrundlage, die Montage, das Ausrichten und wie ich die Stromversorgung gelöst habe.

Achtung: Der hier verwendete 5 mW Laser entspricht der Laserklasse 3B. Die zugängliche Laserstrahlung ist gefährlich für das Auge, häufig auch für die Haut. Das direkte Blicken in den Strahl bei Lasern der Klasse 3B ist selbst dann gefährlich, wenn es nur kurzzeitig erfolgt.

Du brauchst

Werkzeuge

Tischbohrmaschine

Hilfsmittel

Bügelsäge
Schraubendreher
Lötkolben
Stufenbohrer
Pinzette
Seitenschneider
Abisolierwerkzeug
Laubsäge

Materialliste

Linienlaser
Vierkantrohr
Lamellenstopfen
USB-Kabel
Universal-Gehäuse
Steckdose mit USB-Ladefunktion
Kabelverschraubung
Kippschalter
Leitungsklemme
Schrauben
Schrumpfschlauch
Silikonschlauch

Schritt 1 10

Die Konstruktion

Die Flott hat ein stabiles Gussgehäuse an deren Unterseite eine Halterung prima zu befestigen ist. Für diese Halterung habe ich eloxiertes Aluminium-Vierkantrohr 25 x 25 mm gewählt mit 1,5 mm Wandstärke. Hierin lassen sich die Laser-Module mit ∅ 12 mm und 35 mm Länge gut unterbringen. Auch die Leitungen für die Stromversorgung können durchgezogen werden ins Bohrmaschinengehäuse.

Das Profil der Maschinenunterseite lässt die Montage nur mit einigem Abstand zur Spindel zu, sodass der Abstand der Verbindungslinie zwischen den Modulen zur Spindelachse ca. 90 mm beträgt. Hieraus folgt, dass die Module zueinander einen Abstand von 2 x 90 = 180 mm haben müssen, damit sich die Linien mit 90°-Winkel schneiden (Herleitung siehe Video).

Schritt 2 10

Das Halteprofil

Im Zuge der Vorüberlegungen entstand die Halteprofil- Konstruktion in FreeCAD.

Auf der Oberseite des Profils finden sich folgende Bohrungen symmetrisch von außen zur Mitte:

1) 12 mm für Laser-Modul mit durchlaufendem Sägeschnitt zum Klemmen des Moduls
2) 5 mm für Einführung Versorgungskabel Laser
3) 5 mm für Schraub-Befestigung des Halteprofils, ggf. vergrößern für Justage
4) 10 mm für Kabeldurchführung in die Bohrmaschine (evtl. zunächst kleiner, siehe unten)

Auf der Unterseite finden sich folgende Bohrungen symmetrisch von außen zur Mitte:

1) 12 mm für Laser-Modul mit durchlaufendem Sägeschnitt zum Klemmen des Moduls

2) 10 mm als Montageloch für die Verschraubung

An den Enden des Profils sind auf der einen Seite 4 mm Löcher für die Spannschrauben gebohrt. Die gegenüberliegende Seite erhält M4 Gewindelöcher. Ist kein Gewindeschneider vorhanden, so kann man auch (Einpress-)Muttern verwenden.

Das Vierkantprofil wurde mit der Bügelsäge abgelängt und mit Feile und Messer entgratet. Die Löcher wurden angezeichnet und mit Metallbohrern, die 10er und 12er mit einem Stufenbohrer gebohrt. Mit der Bügelsäge wurden auch die Schnitte durch die 12 mm-Löcher gemacht, was deren Spreizen zum Einführen der Module bzw. Klemmen ermöglicht.

Schritt 3 10

Bohrmaschine vorbereiten

Die Kabeldurchführung (hier 5 mm) und die beiden M5-Gewindelöcher werden angezeichnet, gebohrt und das Gewinde wird geschnitten.

Ich habe hierfür zuerst die 5 mm Kabeldurchführung mittig ins Gehäuse gebohrt. Das Halteprofil hatte für die Kabeldurchführung zunächst ebenfalls ein 5 mm-Loch. Diese beiden Löcher wurden nun mithilfe eines 5 mm-Stifts zur Deckung gebracht, das Profil ausgerichtet und die Position der Schraubenlöcher auf die Maschine übertragen.

Abschließend wurde das Profil probehalber einmal montiert. Da die Löcher im Gussgehäuse beim Bohren aus der Hand etwas weggelaufen waren, habe ich die Befestigungslöcher im Halteprofil mit einer Rundfeile entsprechend nachgearbeitet.

Schritt 4 10

Rohrstopfen vorbereiten

Rohrstopfen unbearbeitet und mit Ausschnitt

Die beiden Rohrstopfen erhalten seitlich einen V-förmigen Ausschnitt. Hier tauchen später die Klemmschrauben ein, die dicht am Ende des Halteprofils eingeschraubt werden. Ich habe hierzu ein Oszillationstool benutzt. eine Säge tut es aber auch.

Schritt 5 10

Montage Laser-Module

Anschlussleitungen seitlich herausgeführt

Die aufgeklebten Schilder der Laser-Module müssen vorsichtig abgezogen werden, damit die Module in die 12 mm-Bohrung eingeführt werden können. Die Warnschilder sind anschließend auf das Profil zu kleben.

Die roten und schwarzen Anschlussdrähte der Laser werden mit Litzendraht gleicher Farbe verlängert. Sollte kein entsprechender Draht vorhanden sein, kann dieser auch dem USB-Kabel entnommen werden (s. u.). Die Lötstellen werden mit Schrumpfschlauch isoliert und die beiden Leitungen gemeinsam mit Silikonschlauch überzogen.

Die Module werden montiert und beide Leitungen zu einer Seite herausgeführt.

Schritt 6 10

Stromversorgung

Die Stromversorgung sollte den Laser mit 5 VDC versorgen und auch 230 VAC für die Beleuchtung bereithalten. Ausgewählt habe ich letztlich eine günstige Unterputzsteckdose mit zwei USB-Ladeanschlüssen, die zusammen mit einem Kippschalter in ein Kunststoffgehäuse 120 x 80x 60 mm eingebaut wurde. Der Schalter muss für die Netzspannung geeignet sein und sollte 2-polig sein, um unabhängig von der Polarität des Steckers der Bohrmaschine die Steckdose spannungsfrei schalten zu können.

Die Löcher wurden angezeichnet und gebohrt, größere mit einem Stufenbohrer. Mit einer Laubsäge wurde der Ausschnitt für die Steckdose angefertigt. Zur Befestigung ist auf der Gehäuserückseite ein verzinkter Winkel angeschraubt. Dieser hat auf dem abstehenden Schenkel ein Loch erhalten passend zur Schraube eines Rohrflansches der Bohrmaschine.

Die Verdrahtung und der Anschluss der Stromversorgung muss eine qualifizierte Elektrofachkraft durchführen.

Schritt 7 10

USB-Kabel

Nun wird noch das USB-Versorgungkabel vorbereitet. Hierzu wird ein möglichst flexibles und stabiles USB-Kabel auf die erforderliche Länge gekürzt. Diese muss lediglich auf einer Seite einen Stecker vom Typ USB-A haben - passend zur Steckdose. Sicherlich findet man so ein Kabel bei seinem Computerzubehör. (Von dem nicht benötigen Ende kann man ggf. die Leitungen zur Verlängerung für die Laser-Module entnehmen, s. o.)

Die Ummantelung des Kabels wird, soweit für das Anlöten an die Lasermodule nötig, entfernt. Ebenfalls werden Schirmgeflecht/-folie und die grüne und weiße Leitung abgeschnitten. Übrig bleiben lediglich die rote (+) und schwarze (-) Leitung für die 5 VDC-Versorgung der Laser, die am Ende abisoliert und verzinnt werden.

Das etwa noch herausstehende Schirmgeflecht ist unbedingt zu isolieren! Hierfür habe ich Schrumpfschlauch verwendet. Beide Leitungen erhalten zum Schutz noch einen Silikonschlauch.

Schritt 8 10

Montage und Verdrahtung Halteprofil

Jetzt geht es an den Zusammenbau. Hierfür wird im ersten Schritt das USB-Versorgungskabel durch das Bohrmaschinengehäuse nach unten gezogen und ins Halteprofil zur Seite der Modulanschlüsse gefädelt. Das Halteprofil wird mit zwei 5 mm-Schrauben und zwei Kunststoff-Unterlegscheiben an der Maschine befestigt.

Die beiden roten Leitungen der Module werden mit der roten Leitung des USB-Kabels verlötet. Zum besseren Schutz vor mechanischer Beschädigung erhalten die noch nicht überzogen Leitungsenden auch einen Silikonschlauch. Das verlötete Ende wird mit Schrumpfschlauch isoliert.

Mit den drei schwarzen Leitungen wird ebenso verfahren.

Ich habe zu diesem Zeitpunkt die Funktion der Laser mit einem normalen Handy-Ladestecker getestet. Wenn alles funktioniert, können die Leitungsenden ins Halteprofil eingeschoben und die Rohrstopfen aufgesetzt werden.

Das zum mechanischen Schutz mit Spiralschlauch ummantelte USB-Kabel wird durchs Bohrmaschinengehäuse geführt und in die Versorgungsbox eingesteckt. Nun sollte auch hiermit der Funktionstest klappen.

Schritt 9 10

Justage

Vorab wird das Halteprofil im rechten Winkel zur Maschinenachse ausgerichtet. Im Gussgehäuse ist mittig ein leichter Grat, deshalb ermöglichen die zwischenliegenden Kunststoffscheiben auch eine minimale waagerechte Korrektur.

Die Justage der Lasermodule geschieht in zwei Schritten und ist einfacher als erwartet.

Zunächst bringt man Bohrtisch/Bohrebene und Maschine in etwa auf den am häufigsten verwendeten Abstand. Beide Laser werden grob ausgerichtet und an der Rändelung der Module die Laserlinien fokussiert. Da dieses Gewinde leichtgängig ist und sich durch Vibration verstellt, habe ich einen Tropfen Schraubensicherungsmittel aufs Gewinde gegeben.

Für die Ausrichtung wird der feinste Bohrer eingespannt und auf ein Holzstück gesetzt. Die Module werden so ausgerichtet, dass der Bohrer einen Schatten wirft. Der Lichthof sollte beidseitig des Bohrerschattens gleichmäßig sein. Die Laserlinie läuft an Bohrer und Spindel mittig hoch.

Fertig!

Schritt 10 10

Empfehlung

Bereits beim ersten produktiven Einsatz macht sich die investierte Mühe bezahlt. Man möchte die Hilfe beim Ausrichten des Werkstücks nicht mehr missen.

Das Nachrüsten lässt sich an vielen Maschinen sicherlich realisieren. Ohne Versorgungsbox ist der Aufwand deutlich geringer, sowohl zeitlich als auch vom Budget her.

2 Linienlasermodule 5 mW sind zusammen ab ca. 8,- Euro zu haben. Ein altes USB-Kabel und auch ein einfaches USB-Steckernetzteil lassen sich in fast jedem Haushalt finden. Das restliche Material ist kaum der Rede wert.

Bei der Umsetzung mit einem USB-Steckernetzteil ist keine Elektrofachkraft erforderlich, da hier nur mit Kleinspannung gearbeitet wird. Den Schwierigkeitsgrad würde ich dann als leicht einstufen.