DE3340677C2 - Zeichen- oder Graviereinrichtung - Google Patents

Zeichen- oder Graviereinrichtung

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Zeichen- oder Graviereinrichtung, welche eine erste Laufwagenanordnung mit frei verfahrbaren Laufwagen besitzt. Eine zweite Laufwagenanordnung ist an der ersten Laufwagenanordnung befestigt und besitzt zwei motorisch antreibbare Laufwagen, von denen einer einen Arbeitskopf trägt. Mittels Wegstrecken-Meßwertaufnehmern werden die jeweils aktuellen Koordinaten des Arbeitskopfes ermittelt und mit Sollkoordinaten, die der Arbeitskopf zum Zeichnen eines vorgewählten Linienelementes durchlaufen soll, in einer Recheneinheit verglichen. Bei Feststellung einer Abweichung der Istkoordinaten von den Sollkoordinaten wird eine Regeleinrichtung aktiviert, welche die Laufwagen der zweiten Laufwagenanordnung mittels deren Antriebseinrichtungen so antreibt, daß die ermittelten Abweichungen kompensiert werden und der von Hand geführte Arbeitskopf den Sollkoordinaten eng folgt.

Description

igkeit dem vorgegebenen Sollweg.
Um die Flexibilität des Systems zu erhöhen und um insbesondere die einfache Beschreibung von gewünschten Linienelementen zu ermöglichen, enthält die Zeichen- oder Graviereinrichtung Transformationsschaltungen, welche den Wegstrecken-Meßwertaufnehmern nachgeschaltet sind und die Erfassung der Istkoordinaten des Arbeitskopfes bzw. des im Arbeitskopf befindlichen Werkzeuges in jeweils einem vorgebbaren geeigneten Koordinatensystem ermöglichen. Die Programmiereinheit ermöglicht die Eingabe eines auszuführenden Linieneiementes ebenfalls in dem jeweils gewählten Koordinatensystem.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind durch die Merkmale der Unteransprüche gekennzeichnet
Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert.
Es zeigt
F i g. 1 eine Aufsicht auf eine Zeichen- oder Graviereinrichtung, und
F i g. 2 ein Blockschaltbild einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung gemäß F i g. 1.
An einem Zeichentisch 3 ist gemäß F i g. 1 eine erste Laufwagenanordnung t so befestigt, daß eine erste Laufschiene 2 ortsfest parallel zu einer Seitenkante des Zeichentisches 3 verläuft. An der ersten Laufschiene 2 ist ein erster Laufwagen 6 verfahrbar, an dem eine zweite Laufschiene 4 befestigt ist, die sich senkrecht zur ersten Laufscheine 2 erstreckt und einen zweiten verfahrbaren Laufwagen 8 trägt Die beiden Laufwagen 6 und 8 der ersten Laufwagenanordnung 1 sind frei, d. h. ohne Motorantrieb verfahrbar.
Am zweiten Laufwagen 8 der ersten Laufwagenanordnung 1 ist eine zweite Laufwagenanordnung 10 mit ihrer ersten Schiene 12 befestigt, längs derer wiederum ein erster Laufwagen 16 veriahrbar ist Am Laufwagen 16 ist eine zweite Laufschiene 14 befestigt, längs der ein zweiter Laufwagen 18 verfahrbar ist Die beiden Laufwagen 16,18 besitzen je einen Antrieb 30. Bei Aktivierung der Antriebe 30 wird eine Bremse gelöst, die die Laufwagen 16, 18 an ihren Schienen 12, 14 festsetzt, wenn die Antriebe 30 außer Wirkung sind.
Am zweiten Laufwagen 18 der zweiten Laufwagenanordnung 10 ist ein Arbeitskopf 20 befestigt, in den ein Werkzeug, zum Beispiel ein Zeichenstift, einspannbar ist.
An den Laufwagen 6, 8 und 16, 18 der ersten bzw. zweiten Laufwagenanordnung 1,10 sind Wegstrecken-Meßwertaufnehmer 9 bzw. 19 angeordnet, die an eine Addierschaltung 22 Impulse abgeben, deren Anzahl jeweils der bei einer Verschiebebewegung zurückgelegten Wegstrecke des betreffenden Laufwagens entspricht
Die Addierschaltuug 22 addiert die sich entsprechenden Wegstrecken der ersten und der zweiten Laufwagenanordnung 1,10 vorzeichenrichtig und gibt an ihrem Ausgang auf diese Weise die aktuellen Koordinaten — auch als Istkoordinaten bezeichnet — des Arbeitskopfes 20 in einem durch die Richtung der Laufschienen festgelegten kartesischen Koordinatensystem an, dessen Ursprung vorgebbar ist.
Fig. 2 zeigt ein Blockschaltbild der Zeichen- oder Graviereinrichtung der F i g. 1. Die Meßwertaufnehmer 9 von den Laufwagen 6,8 der ersten Laufwagenanordnung 1 geben Zählitnpulse, welche den zurückgelegten Wegstrecken entsprechen, an die Addierschaltung 22. Die Meßwertaufnehmer IS-der Laufwagen 16, 18 der zweiten Laufwagenanordnung 10 gegen ebenfalls Impulse, welche den zurückgelegten Wegstrecken entsprechen, an die Addierschaltung 22. Die Addierschaltung 22 addiert die Impulse der Meßwertaufnehmer 9, 19 vorzeichenrichtig in der einen und in der anderen Richtung des durch die rechtwinkligen Laufschienensysteme vorgegebenen kartesischen Koordinatensystems und gibt an ihrem Ausgang die jeweiligen Istkoordinater. des Arbeitskopfes 20 an eine Transformationsschaltung 24 ab, welche mittels einer Eingabeeinheit 26 ist ein vorgewähltes Koordinatensystem umgerechnet werden können und am Ausgang der Transformationsschaltung 24 einer Anzeigeeinheit 28 zugeführt werden. Vorgesehen ist ferner eine Programmiereinheit 32 mit einem zugehörigen Wahltastenfeld 34 zur Vorgabe von Sollkoordinaten, die der Arbeitskopf 20 zum Zeichnen oder Gravieren eines gewünschten Linieneiementes durchlaufen soll. An die Programmiereinheit 32 ist ein Speicher 36 angeschlossen, welcher von der Programmiereinheit die eingegebenen Sollkoordinaten erhält und speichert Die Sollkoordinaten la&i ;:i sich in jedem Koordinatensystem abspeichern, in dem d'e Istkoordinaten ermittelbar sind.
Eine Recheneinheit 38 empfängt vom Ausgang der Transformationsschaltung 24 beständig die Istkoordinaten des A; beitskopfes 20 und ermittelt aus den Istkoordinaten und den aus dem Speicher 36 erhaltenen Sollkoordinaten des gewünschten Linieneiementes die aktuelle Abweichung des Arbeitskopfes. Die Recheneinheit 38 gibt an ihrem Ausgang ein der festgestellten Abweichung des Arbeitskopfes entsprechendes Diskriminatorsigrial an eine Regeleinrichtung 40 ab, die mit den Antriebseinrichtungen 30 der Laufwagen 16,18 verbunden ist und die Antriebseinrichtungen 30 entgegen der festgestellter. Abweichung solange antreibt, bis die Abweichung kompensiert ist.
Die Recheneinheit 38 kann nach Art einer Zweipunktregelung arbeiten und für das betreifende vorgegebene Linienelement in vorgegebenem Abstand Grenzkurven berechnen und im Speicher 36 abspeichern. Entsprechend einer derartigen Regelung gibt die Recheneinheit 38 stets dann ein Diskriminatorsignal an die Regeleinrichtungen 40 ab, sobald die von der Transformationsschaltung 24 abgegebenen Istkoordinaten außerhalb der von den Grenzkurven eingeschlossenen Fläche liegen.
Alternativ berechnet die Recheneinheit um diskrete, eng benachbarte Punkte des vorgegebenen Linienelementes sich überlappende Toleranzflächen und aktiviert die Regeleinrichtung immer dann, wenn die Istkoordinaten des Arbeitskopfes außerhalb der Toleranzflächen liegen.
Die Recheneinheit 38 kann den aktuellen Abstand zwiiche., den Istkoordinaten des Arbeitskopfes und den Sollkoordinaten berechnen und — alternativ — die Regeleinrichtungen immer dann aktivieren, wenn\ier Abstand eine vorgegebene Größe überschreitet.
Im Rechner ist ein fest auf die zweite Laufwagenanordnung 10, d. h. die Kompensationsanordnung, bezogener Aktivbereich 50 testlegbar, der innerhalb des maximalen Hubbereiches oder Arbeitsbereiches der Laufwagen 16, 18 liegt. Die Recheneinheit 38 gibt jeweils dann ein Warnsignal ab, wenn — zum Beispiel nach mehreren aufeinanderfolgenden Kompensationsvorgangen - der Arbeitskopf 20 an den Rand des Arbeitsbereiches der Kompensationsanordnung verfahren wurde und dabei den Aktivbereich verläßt. Das Warnsignal der Recheneinheit kann als zusätzliche Information
dem Benutzer anzeigen, in welcher Richtung der Arbeitskopf 20 den Aktivbereich 50 verlassen hat, damit der Benutzer bei der weiteren mit Hand geführten Bewegung des Arbeitskopfes der Arbeitskopf wieder in den Aktivbereich der Kompensationsanordnung zurückgefahren wird. Auf diese Weise wird sichergestellt, daß die Verfahrung der Laufwagen 6,8 der ersten Laufwagenanordnung, welche der Bewegung der Führungshand des Benutzers folgt, auch dem vorgegebenen Linienelement ohne zu starke Abweichungen nachfolgt.
Die Laufwagen 6,8 der ersten Laufwagenanordnung t besitzen einstellbare Bremsen, die die Einstellung von während der Bewegung der Laufwagen 6, 8 wirkenden Reibungskräften ermöglichen.
Zusätzlich zu dem Arbeitskopf 20, der das Werkzeug (Zeichenstift. Gravierwerkzeug etc.) trägt, ist ein fest mit dem Laufwagen 8 der ersten Laufwagenanordnung I verbundener Handgriff vorgesehen, an welchem der Schützer die Einrichtung - und damit indirekt auch der Arbeitskopf — von Hand führen kann. Die Kompensationsanordnung, insbesondere der Arbeitskopf 20 soll von der Hand des Benutzers nicht berührt werden, um die Kompensationsbewegungen der Laufwagen 16. 18 nicht zu behindern. Der mit dem Laufwagen 8 fest verbundene Handgriff kann zum Beispiel über dem Aktiv- bereich 50, bevorzut in der Mitte des Aktivbereiches, über der Kompensationsanordnung 10 liegen.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen
30
35
40
60
65

Claims (5)

1 2
ordinaten mehrere zurückliegende Istkoordinaten
Patentansprüche: ... oder einen aus dem zurückliegenden Istkoordinaten
gebildeten angrenzenden Streckenabschnitt ver-1. Zeichen-oder Graviereinrichtung, wendet
5 5. Einrichtung nach einem der vorstehenden An-
a) mit einer ersten und einer zweiten Laufwagen- Sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß fest mit dem anordnung (I1 10) bestehend jeweils aus einer zweiten Laufwagen (8) der ersten Laufwagenanordersten Laufschiene (2,12) mit einem verfahrba- nung ein Handgriff zum Führen des Arbeitskopfes ren ersten Laufwagen (6, 16) und einer an die- (20) verbunden ist.
sem befestigten zweiten Laufschiene (4,14) mit io
einem verfahrbaren zweiten Laufwagen (8,18),
b) wobei die erste Laufschiene (12) der zweiten
Laufwagenanordnung (10) an dem zweiten
Laufwagen (8) der ersten Laufwagenanordnung Die Erfindung betrifft eine Zeichen- oder Gravierein-
(1) befestigt ist, 15 richtung gemäß dem Oberbegriff des Ansprucnes 1.
c) mit einem Arbeitskopf (20) an dem zweiten Aus der DE-OS 31 28 699 ist eine derartige Zeichen-Laufwagen (18) der zweiten Laufwagenanord- einrichtung bekannt, bei welcher die zweite Laufwagennung(10), anordnung als Miniplotter ausgebildet ist, dessen erste
d) mit Wegstrecken-Meßwertaufnehmern (9, 19) Laufschiene an dem zweiten Laufwagen der ersten an den Laufwagen beider Laufwagenanordnun- 20 Laufwagenanordnung befestigt ist, und dessen Arbeitsgen (I. i0) zur Angabe der aktuellen Koordina- kopf — ζ. B. ein Schreibsystem — am zweiten Laufwaten (istkoordinaten) des Arbeitskopfes (2ö) in gen befestigt ist Vorgesehen ist ein Steuersystem, weieinen wählbaren Koordinatensystem, dies den Arbeitskopf entsprechend einer Sollkoordina-
e) mit elektrischen Antriebseinrichtungen (30) ten-Vorgabe steuert Eine Einwirkung oder Handfühzum Antreiben der beiden Laufwagen (16, 18) 25 rung der Laufwagen der ersten Laufwagenanordnung der zweiten Laufwagenanordnung (10), die oder des Miniplotters ist unzulässig, sie würde zu einer während ihres nichtangftriebenen Zustandes unerwünschten Abweichung des Arbsitskopfes vom gebremst sind, Sollweg führen.
f) mit einer Programmiereinheit (32) mit Wahlta- Aufgabe der Erfindung ist es demgegenüber, eine stenfeld (34) zur Vorgabe der Sollkoordinaten, 30 handgeführte Zeichen- oder Graviereinrichtung der die der Arbeitskopf (20) zum Zeichen eines ge- eingangs genannten. Art derart weiterzubilden, daß eine wählter. Linienelementes durchlaufen soll, Rechnerunterstützung des handgeführten Freizeich-
g) und mit einem Speicher (36) zur Speicherung nens oder Freigravierens in einfacher Weise möglich ist der durch die Programmiereinheit (32) eingege- Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch benen Sollkoordinaten, 35 eine Recheneinheit zur Ermittlung der durch die Handführung hervorgerufenen Lageabweichung des Arbeits-
«ws\l%At s4tA f otiFtuonon r\c*r orcfon I iiifiunirannnAr/i, lr/%nfoc \tr\r\ c-Ainar» οΙ^ + ιιαΙΙα** Cstill^j-wtT'siin'S + An tir\*i m* +
r* WWWl WlIW 1^fUUI V* UgVIl WlWl Wl t»lWII UUUl ΨΎ UgVlIUllt/l W) nUpiVO TWIl JVlIlVIl UIVIUVIIVII kTVIlnWI UlIIUiVIl) MIlWl ItIH.
nung zur Ausführung einer Zeichnung o. dgl. von den Antriebseinrichtungen verbundene Regeleinrich-Hand führbar sind, tungen, welche die Laufwagen dt-r /weiten Laufwagengekennzeichnet durch 40 anordnung zur Kompensation der sen der Recheneinheit ermittelten aktuellen Lageabweichung des Arbeitsh) eine Recheneinheit (38) zur Ermittlung der kopfes antreiben.
durch die Handführung hervorgerufenen Lage · Wird zur Ausführung irgendeines Zeichnungseiemenabweichung des Arbeitskopfes (20) von seinen tes eine entsprechende Sollwerteingabe vorgenommen, aktuellen Sollkoordinaten, 45 so kann anschließend der Arbeitskopf entsprechend i) und mit den Antriebseinrichtungen (30) verbun- dem gewünschten Zeichnungselement von Hand verdene Regeleinrichtungen (40), welche die Lauf- fahren werden, wobei der Benutzer die Laufwagen der wagen (16, 18) der zweiten Laufwagenanord- ersten Laufwagenanordnung zur Ausführung der genung (10) zur Kompensation der von der Re- wünschten Zeichnung bewegt. Ergeben sich dabei Lagecheneinheit (38) ermittelten aktuellen Lageab- 50 abweichungen zwischen den jeweiligen Sollkoordinaten weichung des Arbeitskopfes (20) antreiben. und der tatsächlichen Arbeitskopf-Position, d. h. den Ist- 1M koordinaten des Arbeitskopfes, so werden dann die An- £3 2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn- triebe der zweiten Laufwagenanordnung eingeschaltet p zeichnet, daß ein fest auf die zweite Laufwagenan- und so geregelt, daß die jeweilige Lageabweichung |f Ordnung (10) bezogener Aktivbereich (50) festlegbar 55 kompensiert wird. Es handelt sich also erfindungsgemäß ti ist, der innerhalb des Hubbereiches der Laufwagen um eine handgeführte Einrichtung, bei der lediglich die ;; ! (16, 18) liegt, und daß die Recheneinheit (38) ein durch Handführung unvermeidlichen Schwankungen <ii Warnsignal abgibt, wenn der Arbeitskopf (20) den und Ungenauigkeiten durch die zweite Laufwagenan- U Aktivbereich (50) verläßt. Ordnung kompensiert oder ausgeregelt werden. Uner-■;;'■■ 3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekenn- 60 wünschte Abweichungen von den Sollkoordinaten, die ■.',, zeichnet, daß das Warnsignal der Recheneinheit (38) der Benutzer bei der entsprechenden Bewegung mit der j/i dem Benutzer anzeigt, in welcher Richtung der Ar- Führungshand vollzieht und auf die Laufwagen der er- Hl beitkopf(20)den Aktivbereich verläßt. sten Laufwagenanordnung überträgt, und die sich nor- !;'; 4. Einrichtung nach einem der vorstehenden An- malerweise auch auf den Arbeitkopf übertragen würsprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Speicher 65 den, werden durch die Meßwertaufnehmer sofort erfaßt !"■·■ (36) die vom Arbeitskopf (20) zuvor durchlaufenen und mit einer wesentlich kleineren Zeitkonstante von ';'; Istkoordinaten speichert und bei der Berechnung der zweiten Laufwagenanordnung kompensiert. Der ; der Abweichung der Istkoordinaten von den Sollko- Arbeitskopf folgt dadurch mit der gewünschten Genau-
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