DE3839803C2 - - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verstellen eines
Arbeits- oder Abtastkopfes relativ zu einer Fläche, z. B.
beim Zeichnen auf einer Fläche, beim Bearbeiten einer Fläche
und dergleichen Arbeitsvorgang, mit einer Kreuzschlittenein
richtung mit X-Y-Antrieb, die zwei etwa im rechten Winkel
zueinander angeordnete Führungssysteme aufweist, von denen
das eine mit dem Schlitten des anderen Führungssystems
verbunden ist und den Arbeitskopf trägt, wobei während des
Arbeitsvorganges des Arbeitskopfes die Führung eines der
Führungssysteme relativ zur Fläche stillsteht und das andere
Führungssystem sowie der von ihm getragene Arbeitskopf
verfahren wird.
Die Erfindung betrifft auch eine Vorrichtung zum Verstellen
eines Arbeits- oder Abtastkopfes relativ zur einer Fläche,
z. B. beim Zeichnen auf einer Fläche, beim Bearbeiten einer
Fläche oder dergleichen Arbeitsvorgang, mit einer Kreuz
schlitteneinrichtung mit X-Y-Antrieb, die zwei etwa im rechten
Winkel zueinander angeordnete Führungssysteme aufweist, wo
bei eines der Führungssysteme mit dem Schlitten des anderen
Führungssystems verbunden ist und den Arbeitskopf trägt,
insbesondere zur Durchführung des eingangs erwähnten
Verfahrens.
Man kennt bereits sogenannte Flachbettplotter, die eine
Kreuzschlitteneinrichtung mit X-Y-Antrieb zum Verstellen
des als Schreibkopf ausgebildeten Arbeitskopfes aufweisen.
Derartige vorbekannte Flachbettplotter weisen beispiels
weise zwei etwa im rechten Winkel zueinander angeordnete
Führungen auf, von denen die eine starr an der Schreibunter
lage oder Schreibfläche des Gerätes befestigt ist, während
die andere mit dem Schlitten der starren Führung verbunden
ist und mit ihrem Schlitten den Arbeitskopf trägt.
Derartige Flachbettplotter haben den Nachteil, daß die
Schreibunterlage oder Schreibfläche des Gerätes wegen der
mit ihr starr verbundenen Führung begrenzt und damit
gleichzeitig auch die maximalen Abmessungen der vom Plotter
noch zu bearbeitenden Zeichenfläche festlegt. Großformati
ge Zeichenflächen setzen bei derartigen Geräten eine ent
sprechend große Schreibunterlage oder Schreibfläche des
Gerätes und damit auch eine entsprechende Gerätegröße
voraus.
Daher sind insbesondere die auch für großformatige Zeichen
flächen oder Papiere geeigneten Plotter verhältnismäßig
aufwendig in ihrer Konstruktion und Herstellung. Die ins
besondere von großen Ausführungen derartiger vorbekannter
Vorrichtungen zu bewegenden großen Massen bedeuten gleich
zeitig evtl. auch die Gefahr zunehmender Ungenauigkeiten
durch vergrößerte Hebelkräfte.
Aus der DE-OS 35 02 780 und der DD 2 62 835 A1 sind zwar be
reits Lösungen bekanntgeworden, wie eine große Zeichenfläche
mit einem kleinen Plotter vollständig bearbeitet
werden kann. Dabei soll aber die große Zeichenfläche in
eine Anzahl kleinerer Felder zerlegt werden, die jeweils ein
zeln von dem Plotter bearbeitet werden können. Dies führt
zu Schwierigkeiten immer an den Übergängen von einem Feld
zu dem anderen, wenn eine großformatige Zeichnung zusammengesetzt
werden muß. Vor dem Zeichnen eines Teilbildes ist
dabei nämlich jeweils eine Versetzung und Justierung des
Zeichengerätes auf Anschlußmarken bereits gezeichneter Teil
bilder erforderlich.
Es besteht daher die Aufgabe, ein Verfahren und eine Vorrichtung der eingangs
erwähnten Art zu schaffen, bei dem ein Arbeits- oder Ab
tastkopf unabhängig von einer bestimmten Gerätegröße rela
tiv zu einer beispielsweise zu bearbeitenden Fläche verstell
bar ist und das dennoch möglichst einfach und mit ge
ringem Aufwand verbunden ist.
Die erfindungsgemäße Lösung dieser scheinbar widersprüch
lichen Aufgabe besteht bei dem Verfahren der eingangs er
wähnten Art insbesondere darin, daß in einer Ruhephase des
Arbeitskopfes der an einem Führungsteil befestigte Arbeits
kopf relativ zur Fläche festgelegt wird und daß anschließend die
übrige Kreuzschlitteneinrichtung gegenüber der Fläche und
gegenüber dem Arbeitskopf in ihrer Lage verstellt wird.
Durch das Festhalten des Arbeitskopfes beim Verstellen der
übrigen Kreuzschlitteneinrichtung gegenüber der etwa zu
bearbeitenden oder zu beschreibenden Fläche ist eine hohe
Präzision beim Arbeitsvorgang möglich. Der gegenüber der
Fläche fixierte Arbeitskopf wird während dem Verschieben
der übrigen Kreuzschlitteneinrichtung in der Lage gehalten, in
der er den vorherigen Arbeitsvorgang beendete. Nach dem er
neuten Ausrichten der Führungssysteme kann der Arbeitskopf
in dem dem Verstellvorgang der Führungssysteme nachfolgenden
Arbeitsvorgang daher von der Stelle aus verfahren werden, in
der er den vorangegangenen Arbeitsvorgang beendet hat.
Dabei ist das erfindungsgemäße Verfahren ein Schritt-für-
Schritt-Verfahren, bei dem in einem ersten Schritt während
des Arbeitsvorganges des Arbeitskopfes dieser gegenüber
der Fläche entsprechend dem gewünschten Arbeitsergebnis
verfahren wird, und in einem zweiten Schritt während einer
Ruhepause des Arbeitskopfes die Führungssysteme der Kreuz
schlitteneinrichtung verstellt und neu ausgerichtet werden.
Durch dieses Verstellen der Führungssysteme bei gleichzeitig
fixiertem Arbeitskopf wird der Aktionsradius des Arbeits
kopfes verlagert, so daß mit wenig Aufwand und beispiels
weise unabhängig von einer bestimmten Gerätegröße und
deren Schreibfläche auch große Flächen vom Arbeitskopf
erreicht werden können.
Bei der Vorrichtung der eingangs erwähnten Art besteht die
erfindungsgemäße Lösung darin, daß die Kreuz
schlitteneinrichtung eine Hilfsvorrichtung zum Festlegen
oder Festhalten des Arbeitskopfes gegenüber der Fläche
aufweist, und daß die Kreuzschlitteneinrichtung bei
festgelegtem oder fixiertem Arbeitskopf mit Hilfe ihrer
Schlitten-Antriebe relativ zur Fläche bewegbar ist.
Dabei kann der von einem Führungsteil getragene Arbeits
kopf in einer Ruhephase durch die Hilfsvorrichtung
gegenüber der Fläche festgelegt, fixiert oder festgehalten
werden, bis nach dem erneuten Ausrichten der übrigen
Kreuzschlitteneinrichtung und ihrer Führungssysteme der
nächste Arbeitsvorgang des Arbeitskopfes an eben dieser
Stelle wieder beginnen und sich fortsetzen kann. Ist
beispielsweise die Kreuzschlitteneinrichtung gegebenenfalls
über Standfüße, Anlageflächen od. dgl. verschiebbar,
abhebbar oder dergleichen lösbar auf der Fläche angeordnet
und wird dabei der Arbeitskopf gegenüber der Fläche
mittels der Hilfsvorrichtung festgelegt, so kann in
dieser Ruhephase des Arbeitskopfes die Kreuzschlitten
einrichtung auf einfache Weise mit Hilfe ihrer Schlitten-Antriebe
relativ zur Fläche und zum Arbeitskopf verstellt werden.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist daher mit wenig Auf
wand und mit verhältnismäßig kleinen Abmessungen herstell
bar und kann dennoch praktisch zu jedem Punkt der evtl.
auch großformatigen Fläche bewegt werden, um von dort
den Arbeitsvorgang ihres Arbeitskopfes zu beginnen oder
fortzusetzen.
Man kennt zwar bereits eine Tisch-Vorschubeinrichtung, auf
derem ortsfesten Bett zwei relativ zueinander bewegbare und
in vertikaler Richtung voneinander getrennte Tische in
Längsrichtung zum ortsfesten Bett beliebig weit verstellt
werden können (vgl. DE-OS 35 20 741). Dabei wird mittels
einer an den Tischen vorgesehenen Bremsvorrichtung im
Wechsel jeweils ein Tisch im ortsfesten Bett festgehalten,
während sich der andere Tisch über einen zwischen den be
weglichen Tischen wirksamen Linearmotor in Bewegungsrich
tung fortbewegt.
Diese vorbekannte Tisch-Vorschubeinrichtung, die bei
spielsweise bei Werkzeugmaschienen od. dgl. eingesetzt werden
kann, hat jedoch den Nachteil, daß ihre Tische sich im
ortsfesten Bett bewegen müssen und daher auch nur in Längs
richtung dieses Bettes beliebig weit verfahrbar sind.
Diese vorbekannte Tisch-Vorschubeinrichtung eignet sich
daher nicht ohne weiteres dazu, mit Hilfe eines Arbeitskopfes
einen beliebigen Punkt etwa auf einer großen Fläche zu
erreichen.
Eine einfache und besonders vorteilhafte Ausführung gemäß
der Erfindung sieht vor, daß die Hilfsvorrichtung zumindest
einen auf die Fläche absenkbaren Standfuß hat, der am Arbeits
kopf und/oder an dem mit dem Arbeitskopf verbundenen Führungs
teil, beispielsweise einem Schlitten, befestigt ist, und daß
der Hub dieses absenkbaren Standfußes so bemessen ist, daß
in der maximalen Absenkstellung die während des Arbeitsvor
ganges stillstehende, gegebenenfalls über eine Auflage oder
mehrere Auflagen auf der Fläche aufsitzende Führung von der Fläche abhebt.
Nach Absenken des Standfußes auf die Fläche hebt in der
maximalen Absenkstellung die während des Arbeitsvorganges
stillstehende, auf der Fläche dabei gegebenenfalls mittel
bar über Auflagen, Standfüße od. dgl. aufsitzende Führung
von der Fläche ab. Dadurch wird der Arbeitskopf während des
Verstellens der übrigen Einrichtung über dem Punkt der
Fläche festgehalten oder festgelegt, in welchem er seinen
vorangegangenen Arbeitsvorgang beendet hatte, um anschlie
ßend nach dem Verstellen und Ausrichten der Führungssysteme
der über der Fläche freilaufenden Kreuzschlitteneinrichtung
den nächsten Arbeitsvorgang des Arbeitskopfes von diesem
Punkt aus zu beginnen.
Zweckmäßigerweise sind für die Relativbewegungen der Kreuz
schlitteneinrichtung in X- und Y-Richtung zwei etwa recht
winklig zueinander angeordnete Antriebsspindeln vorgesehen,
die mit jeweils an einem der Schlitten gehaltenen
Spindelmuttern
zusammenwirken. Derartige, jeweils Antriebsspindeln aufwei
sende Schlitten-Antriebe sind einfach und mit geringem Auf
wand herstellbar.
Dabei ist es vorteilhaft, wenn für die Relativbewegungen
des X-Y-Antriebs als Schlitten-Antriebe vorzugsweise die
Antriebsspindeln antreibende Elektromotoren, insbesondere
Schrittmotoren vorgesehen sind. Vor allem durch Schrittmo
toren kann der Arbeitskopf mit großer Genauigkeit über der
Fläche verfahren werden. Werden dabei alle in X- und Y-
Richtung durchgeführten Schritte der Schlitten-Antriebe
von einem gegebenenfalls elektronischen Speicher zunächst
registriert und führen anschließend bei in Ruhephase von
der Fläche abgehobener Führung die Schlitten-Antriebe die
gleiche oder die vom Ausgangspunkt in X- und Y-Richtung
maximal zurückgelegte Schrittzahl in die entgegengesetzte
Bewegungsrichtung durch, so kehren die Führungen und
Schlitten in ihre ursprüngliche Relativposition zueinander
zurück und werden gleichzeitig auf einen anderen Ar
beitsbereich der Kreuzschlitteneinrichtung und ihres
Arbeitskopfes gegenüber der Fläche verstellt.
Nach einer Ausführung gemäß der Erfindung ist der vorzugsweise
zur Fläche hin absenkbare Arbeitskopf als Schreib-
und/oder Lesekopf ausgebildet. Mit einem als Schreibkopf
ausgebildeten Arbeitskopf kann die erfindungsgemäße
Vorrichtung als Plotter oder - bei entsprechender Aus
bildung - auch als Straßenmarkierunggerät zum Beschriften
oder Markieren von Flächen verwendet werden, die größer
sind als die Reichweite der Kreuzschlitteneinrichtung.
Möglich ist auch, eine mit einem Schreibkopf ausgestattete
erfindungsgemäße Vorrichtung zum Aufzeichnen von Schnitt-
und Biegelinien bei der Fertigung von Lüftungskanälen zu
verwenden. Gerade für einen solchen Einsatz ist die er
findungsgemäße Vorrichtung besonders geeignet, da es sich
bei diesen Arbeiten (Abwicklungen) um die Bearbeitung
größerer Flächen handelt.
Mit einem als Lesekopf ausgebildeten Arbeitskopf kann die
erfindungsgemäße Vorrichtung auch als Scanner eingesetzt
werden. Dabei wird die erfindungsgemäße Vorrichtung zu
nächst im Eckbereich einer Zeichnung od. dgl. ausgerichtet.
Sodann tastet das Gerät die gesamte Zeichnung od. dgl.
"feldweise" ab und ladet dabei die digitalisierten Infor
mationen in den Speicher eines Computers ein, dem vorab
auch die Abmessungen der auf diese Weise zu bearbeitenden
Fläche eingegeben wurde.
Möglich ist aber auch, den Arbeitskopf als Fräskopf, Stich
säge, Blechschere od. dgl. mechanisches Bearbeitungsteil
auszubilden.
Weiterbildungen der Erfindung sind in weiteren Unteran
sprüchen aufgeführt. Nachstehend wird diese anhand vor
teilhafter Ausführungsbeispiele in Verbindung mit den
Figuren noch näher erläutert.
Es zeigt
Fig. 1 eine Kreuzschlitteneinrichtung in einer Drauf
sicht, deren Arbeitskopf als Schreibkopf
ausgebildet ist,
Fig. 2 eine Vorrichtung, ähnlich der aus Fig. 1, in
einer seitlichen Teil-Schnittdarstellung,
Fig. 3 eine Vorrichtung, wie aus Fig. 1 und 2, in
Draufsicht während des Arbeitsvorganges und den
Ruhephasen ihres als Schreibkopf ausgebilde
ten Arbeitskopfes,
Fig. 4 eine gegenüber Fig. 1 und 2 abweichend ausge
bildete und in ihre wesentlichen Einzelteile
zerlegte Vorrichtung in einer Draufsicht
und
Fig. 5 die Vorrichtung aus Fig. 4 während des Arbeits
vorganges beim Zeichnen einer über die Reich
weite ihres X-Y-Antriebes hinausgehenden Zeich
nung.
Fig. 1 zeigt eine im ganzen mit 1 bezeichnete Vorrichtung
zum Verstellen eines als Schreibkopf ausgebildeten Ar
beitskopfes 2 gegenüber einer Fläche in einer Draufsicht.
Die Vorrichtung besteht im wesentlichen aus einer Kreuz
schlitteneinrichtung 3 mit X-Y-Antrieb, die zwei etwa im
rechten Winkel zueinander angeordnete Führungen 4 a und 4 b
aufweist. Dabei ist die Führung 4 b an dem Schlitten 5 a der
Schlittenführung 4 b befestigt und trägt mit ihrem Schlitten
5 b den Arbeitskopf 2. Der Schlitten 5 b der Vorrichtung 1 ist,
wie Fig. 1 zeigt, als ein beide Enden seiner Führung über
ragender und in ihr in X-Richtung bewegbar gehaltener Schlit
tenarm ausgebildet. Der Schlitten 5 b und mit ihm der an
seinem Endbereich gehaltene Arbeitskopf 2 kann über den
Schlittenarm 5 a der Führung 4 a in Y-Richtung verstellt
werden. Über den Schlitten 5 b der Führung 4 b kann der Ar
beitskopf 2 in X-Richtung verschoben werden. Die Führungen
4 a, 4 b bilden mit ihren Schlitten 5 a, 5 b jeweils ein
Führungssystem.
Wie Fig. 1 zeigt, kann die Vorrichtung 1 mit ihrer Kreuz
schlitteneinrichtung 3 frei beweglich auf einer Fläche an
geordnet werden. Dabei sitzt die Einrichtung 3 über Auflagen
6 mit ihrer Führung 4 a auf der Fläche auf, wobei die Auflagen
6 als Auflagewinkel ausgebildet und an den beiden im rechten
Winkel zur Führungsrichtung der Führung 4 a angeordneten
Schmalseiten dieser Führung 4 a befestigt sind.
Erfindungsgemäß weist die Einrichtung 3 der Vorrichtung 1
eine Hilfsvorrichtung zum Festlegen oder Festhalten des
Arbeitskopfes 2 gegenüber der im vorliegenden Fall zu be
schreibenden Fläche auf und ist bei festgelegtem oder
fixiertem Arbeitskopf 2 mit Hilfe ihrer - in Fig. 1 nicht
weiter dargestellten - Schlitten-Antriebe relativ zur
Fläche bewegbar.
Dabei hat die Hilfsvorrichtung zum Festlegen oder Festhalten
des Arbeitskopfes 2 zwei auf die Fläche absenkbare Stand
füße 8, die an den Endbereichen des den Arbeitskopf tragen
den Schlittens 5 b angeordnet sind. Wie in Fig. 2 zu er
kennen ist, ist der in Fig. 1 linke zum Arbeitskopf 2
weisende Standfuß 8 als "Stempel" und der in Fig. 1
rechte Standfuß 8 als "Schiene" ausgebildet.
Statt zwei solcher Standfüße 8 kann auch nur ein, unter
halb den Führungen 4 angeordneter und zur Fläche hin ab
senkbarer Standfuß 8 vorgesehen werden, der etwa T-förmig
ausgebildet ist und beispielsweise mit dem freien Ende
des langen Schenkels seiner T-Form zum Arbeitskopf 2
weist.
Der Hub dieser zur Fläche hin absenkbaren Standfüße 8 ist
so bemessen, daß in der maximalen Absenkstellung die wäh
rend des Arbeitsvorganges des Arbeitskopfes stillstehende,
über ihre Auflagen 6 auf der Fläche aufsitzende Führung
4 a von der Fläche abhebt. Zum Absenken dieser Standfüße
8 sind zwei pneumatisch betätigbare Hubzylinder 9 vorge
sehen, die auf der der Fläche abgewandten Seite des
Schlittens 5 b an dessen beiden Endbereichen angeordnet
sind.
In Fig. 2 ist eine Vorrichtung, ähnlich der aus Fig. 1, in
einem seitlichen Längsschnitt dargestellt, deren eben
falls an den Endbereichen des als Schlittenarm ausgebildeten
Schlittens 5 b angeordneten Hubzylinder die als
Stempel bzw. Schiene ausgebildeten Standfüße 8 beispiels
weise während des Arbeitsvorganges des Arbeitskopfes 2
oberhalb der Fläche 10 halten. Diese Standfüße 8 sind
mittels der Hubzylinder 9 nach unten in Richtung Z 1 zur
Fläche 10 hin absenkbar, so daß die Kreuzschlittenein
richtung 3 mit den Auflagen 6 von der Fläche 10 in Richtung
Z 2 abhebt, lediglich über die Standfüße 8 auf dieser
noch gehalten ist und die in Fig. 2 gestrichelt ange
deutete Stellung einnimmt.
Der als Schreibkopf ausgebildete Arbeitskopf 2 der Vor
richtung 1 aus Fig. 2 ist ebenfalls zur Fläche hin absenk
bar. Dieser Arbeitskopf besteht im wesentlichen aus einem
Zeichenstift 11, einem metallischen und über ein Scharnier
12 vertikal verschwenkbaren Stifthalter 13 sowie einem in
Fig. 2 oberhalb des Stifthalters 13 angeordneten Elektro
magneten 14. Wird der Elektromagnet des Arbeitskopfes 2
betätigt, so wird durch das dabei entstehende Magnetfeld
der darunter zur Fläche hin angeordnete Stifthalter 13
nach oben angezogen und mit dem Stifthalter 13 auch der
Zeichenstift 11 von der Fläche abgehoben.
In Fig. 2 ist auch die während des Arbeitsvorganges gegen
über der Fläche 10 stillstehende, mit ihren Auflagen 6 auf
dieser aufsitzende Führung 4 a mit ihrem Schlitten 5 a
quergeschnitten dargestellt. Dabei ist gut erkennbar, daß
die Führungen 4 als Wälzführungen ausgebildet sind, die
zwischen ihren als Kugeln ausgebildeten Wälzkörpern die
Schlitten 5 führen. Der Schlitten 5 a ist in Fig. 2 auf
seiner zur Fläche 10 hin weisenden Seite - in nicht
weiter dargestellter Weise - mit der Führung 4 b verbunden, die
an ihrem Schlitten 5 b den Arbeitskopf 2 trägt.
Zweckmäßigerweise sind die Schlitten 5 der Führungen 4
für die Relativbewegungen der Einrichtung 3 in X- und
Y-Richtung über Spindelmuttern mit - hier ebenfalls nicht
dargestellten - Antriebsspindeln verbunden. Dabei wird
eine Ausführung bevorzugt, bei der für die Relativbewe
gungen der Einrichtung 3 als Schlitten-Antriebe Schrittmo
toren vorgesehen sind, die die Antriebsspindeln antreiben.
In Fig. 3a bis 3c ist eine Vorrichtung 1, wie aus Fig. 1 und 2,
in Draufsicht während des Arbeitsvorganges und den Ruhe
phasen ihres ebenfalls als Schreibkopf ausgebildeten
Arbeitskopfes 2 gezeigt. Dabei soll die Vorrichtung 1 mit
ihrem X-Y-Antrieb die in Fig. 3a gestrichelt darge
stellte Kurve auf eine Fläche 10 auftragen.
In Fig. 3a befindet sich die Vorrichtung 1 mit ihrer Kreuzschlitten
einrichtung noch in ihrer Ausgangslage, bei der sich der Arbeitskopf
noch in dem rechten unteren Eckbereich seines
während eines Arbeitsvorganges noch erreichbaren Aktions
bereiches befindet. Während des Arbeitsvorganges wird der
auf die Fläche 10 abgesenkte Arbeitskopf 2 entsprechend
dem gewünschten Arbeitsergebnis über die Fläche 10 verfahren.
Bei diesem Arbeitsvorgang des Arbeitskopfes 2
steht die mit ihren Auflagen 6 auf der Fläche 10 oder
einer angrenzenden Unterlage aufsitzende Führung 4 a gegen
über der Fläche 10 still und wird durch das Eigengewicht
der Kreuzschlitteneinrichtung 3 in dieser Lage gehalten.
Dabei wird der Arbeitskopf 2 über die rechtwinklig zur
Führung 4 a angeordnete Führung 4 b und deren Schlitten 5 b
verfahren. Während des Arbeitsvorganges des Arbeitskopfes
2 liegt oder sitzt die Einrichtung 3 nur mit den Auflagen
6 der Führung 4 a auf der Fläche oder der Unterlage auf,
während die Standfüße 8 oberhalb der Fläche 10 oder der
Unterlage angeordnet sind und diese nicht berühren.
In Fig. 3b hat der Arbeitskopf 2 die vom X-Y-Antrieb 3
während eines Arbeitsvorganges maximal erreichbare Reich
weite erreicht. In dieser Position des Arbeitskopfes
2 muß die Kreuzschlitteneinrichtung 3 mit ihren Führungssystemen
neu ausgerichtet werden. Dazu werden die Stand
füße 8 auf die Fläche 10 oder die angrenzende Unterlage
abgesenkt, bis die Auflagen 6 der Einrichtung 3 von der
Fläche oder der Unterlage abheben.
In dieser in Fig. 3b dargestellten Position fixieren die
als Schiene oder Stempel ausgebildeten Standfüße 8 den Ar
beitskopf 2 sowie den ihn tragenden Schlitten 5 b gegenüber
der Fläche 10. In dieser Ruhephase des Arbeitskopfes 2
können bei abgehobenen Auflagen 6 die Führungen 4 relativ
zueinander und gegenüber dem Arbeitskopf und der Fläche 10
verstellt werden, während der Arbeitskopf 2 gegenüber der
Fläche 10 in der Position festgelegt ist, in der er den
vorangegangenen und in Fig. 3a dargestellten Arbeitsvor
gang beendet hat.
Beim Verstellen der Führungen während der Ruhephase des
Arbeitskopfes 2 vertauschen der den Arbeitskopf 2 tragende
Schlitten 5 b sowie seine Führung 4 b ihre Funktionen: Der
Schlitten 5 b wird zusammen mit dem Arbeitskopf gegenüber
der Fläche 10 fixiert und führt nun seinerseits die Führung
4 b bei ihren Verstellbewegungen.
Zweckmäßigerweise wird beim Verstellen der Führungen 4
während der Ruhephase des Arbeitskopfes 2 dieser mit
seinem Zeichenstift von der Fläche 10 abgehoben.
In Fig. 3c ist die Kreuzschlitteneinrichtung 3 in der
Lage dargestellt, in der sie die Verstellbewegungen der
Führungen 4 beendet hat und den nächsten Arbeitsvorgang
zur Vervollständigung der Zeichnung beginnt.
Wie Fig. 3c zeigt, sind dabei die Führungen 4 in der
Ruhephase des Arbeitskopfes 2 in ihre ursprüngliche Re
lativpostion oder Ausgangsposition verstellt worden, in
der sich der Arbeitskopf 2 im rechten unteren Eckbereich
seines während eines Arbeitsvorganges noch erreichbaren
Aktionsbereiches befindet. Von dieser Position aus kann
der Arbeitskopf 2 der mit den Auflagen 6 ihrer Führung 4 a
auf die Fläche 10 abgesenkten Einrichtung 3 weiter
verfahren werden, um die auf der Fläche 10 gewünschte
Zeichnung zu vervollständigen und fertigzustellen.
In den Fig. 1 bis 3 weist die Hilfsvorrichtung zum
Festlegen oder Festhalten des Arbeitskopfes 2 gegenüber
der Fläche absenkbare Standfüße 8 zum Anheben der Kreuz
schlitteneinrichtung 3 auf.
Möglich ist aber auch eine Ausführung, bei der die Hilfs
vorrichtung zum Festhalten des Arbeitskopfes gegenüber
der Fläche zumindest einen Elektromagneten aufweist, der
mit der Fläche oder einer Unterlage aus magnetischem Werk
stoff zusammenwirkt. Auch kann die Hilfsvorrichtung zu
mindest einen pneumatisch betätigbaren Saugfuß aufweisen,
mit dessen Hilfe der Arbeitskopf 2 gegenüber der Fläche
fixierbar ist. Derartige Ausführungen eignen sich insbeson
dere dort, wo die auf der Fläche aufsitzende Kreuzschlitten
einrichtung leicht über diese Fläche verschoben werden kann.
Auch kann es zweckmäßig sein, wenn die während des Ar
beitsvorganges des Arbeitskopfes 2 relativ zur Fläche
stillstehende Führung 4 a mit Hilfe wenigstens eines Elektro
magneten oder eines pneumatisch betätigbaren Saugfußes ge
genüber der Fläche festlegbar ist. Insbesondere bei der
Verwendung von zwei, im Bereich des Arbeitskopfes 2 sowie
der Führung 4 a vorgesehene Haltesysteme kann eine hohe
Zeichen- und Wiederholgenauigkeit erreicht werden. Dabei
ist es zweckmäßig, wenn beim Umschalten zwischen den
einzelnen Haltesystemen kurzzeitig beide Systeme wirksam
sind. Außerdem ist bei einer stärkeren Beanspruchung dieser
Haltesysteme (z. B. beim Fräsen) oder beim Bearbeiten von
nicht (annähernd) waagerechten Flächen eine zusätzliche
Fixierung beispielsweise auch der Führung 4 a notwendig.
In Fig. 4 ist eine gegenüber den Fig. 1 und 2 ab
weichend ausgebildete und in ihre wesentlichen Einzel
teile zerlegte Vorrichtung 1′ in einer Draufsicht dar
gestellt. Diese Vorrichtung 1′ besteht im wesentlichen
aus einer X-Führung 4 a (vgl. Fig. 4a), einer Y-Führung 4 b
(vgl. Fig. 4c) sowie einem am Schlitten 5 b der Führung
4 b gehaltenen Arbeitskopf 2 (vgl. Fig. 4b). Die Führung 4 b
ist an einem ihrer Endbereiche mit dem Schlitten 5 a der
Führung 4 a fest verbunden und kann auf dieser mit Hilfe des
Schlittens 5 a verfahren werden.
Auch die Führungssysteme der Kreuzschlitteneinrichtung 3 sind in
Gebrauchsstellung der Vorrichtung 1′ etwa im rechten Winkel
zueinander angeordnet. Während des Arbeitsvorganges des
Arbeitskopfes 2 steht die X-Führung 4 a gegenüber der hier
durch ein Zeichenpapier gebildeten Fläche 10 still, während
die andere Führung 4 b und ihr mit dem Arbeitskopf 2 ver
bundener Schlitten 5 b entsprechend der gewünschten Zeich
nung verfahren wird.
In Fig. 4a ist die X-Führung 4 a frei beweglich auf einer
als Zeichenpapier ausgebildeten Fläche 10 angeordnet. Dabei
soll auf das Zeichenpapier 10 die in Fig. 5a dargestellte
Zeichnung aufgetragen werden. Die Führung 4 a kann mit Hilfe
von vier Elektromagneten 15 gegenüber der Fläche 10
fixiert werden, die mit einer Unterlage 16 aus magnetischem
Werkstoff zusammenwirken. Die Elektromagneten 15 der X-Füh
rung 4 a sind an der Außenseite eines etwa rechteckigen und
auf der der X-Führung 4 a gegenüberliegenden Seite nach
unten hin offenen Rahmenteil 17 verbunden. Dieses Rahmen
teil 17 begrenzt im wesentlichen den vom Arbeitskopf 2 der
Kreuzschlitteneinrichtung 3 der Vorrichtung 1′ während eines Ar
beitsvorganges noch erreichbaren Aktionsbereich, jedoch
kann der Arbeitskopf 2 auf der der Führung 4 a abgewandten
Seite 18 des Rahmenteiles 17 geringfügig außerhalb des
vom Rahmenteil 17 begrenzten Bereiches auch unterhalb
diesem verfahren werden. Die Elektromagneten 15 der
X-Führung 4 a sind jeweils etwa in den Eckbereichen des
Rahmenteiles 17 an diesem befestigt.
Zum Festlegen oder Festhalten des Arbeitskopfes 2 weist
dieser ebenfalls, ihn gleichmäßig umgebende und etwa in
einem Rechteck angeordnete Elektromagneten 19 auf.
Ebenso wie die Elektromagneten 15 des X-Führung 4 a wirken auch
die Elektromagneten 19 des Arbeitskopfes 2 mit der
magnetischen Unterlage 16 der Vorrichtung 1′ zusammen.
Die Vorrichtung 1′ ist über ein Kabel mit einem - hier
nicht weiter abgebildeten - Steuercomputer verbunden und
besitzt einen Freigabe- oder Betätigungsschalter.
Zum Erstellen einer Zeichnung wird - ähnlich wie mit einem
Plotter - das Zeichenpapier 10 auf der magnetischen Unter
lage 16 befestigt und - wie Fig. 4 zeigt - die Vorrich
tung 1′ in dem in Fig. 4 linken unteren Eckbereich auf das
Zeichenpapier 10 aufgesetzt sowie rechtwinklig ausgerichtet.
Anschließend wird der Ablauf durch Betätigung des Freigabe
schalters gestartet. Zuerst werden die Elektromagnete 15
der Führung 4 a aktiviert. Der Steuercomputer unterteilt
je nach der erforderlichen Zeichnungsgröße die Zeichen
fläche in die erforderlichen Zeichenfelder, z. B. wie in
Fig. 5a in vier Zeichenfelder.
Über den Steuercomputer wird der als Schreibkopf ausge
bildete Arbeitskopf 2 zum Anfang der Zeichnung bewegt und
anschließend - wie bei einem herkömmlichen Flachbett
plotter - über das Zeichenpapier 10 verfahren (vgl. Fig. 5b).
Nach Fertigstellung des ersten Zeichenfeldes wird der Ar
beitskopf 2 über die obere Feldkoordinate bewegt. In
dieser Lage werden die Elektromagnete 19 des Arbeitskopfes
2 aktiviert und die Elektromagnete 15 der X-Führung 4 a
stromlos geschaltet. In dieser Ruhephase des Arbeitskopfes
2 wird das Rahmenteil 17 durch den rückwärtslaufenden
und den gegenüber der Fläche 10 stillstehenden Schlitten
5 b zum freien Ende der Y-Führung 4 b bewegenden Schlitten-
Antrieb der Y-Führung 4 b bewegt. Auf diese Weise wird der
Arbeitskopf 2 sowie der ihn tragende Schlitten 5 b während
der Ruhephase des Arbeitskopfes 2 relativ zur Fläche
fixiert, während die Führungen 4 gegenüber der Fläche 10
und gegenüber dem Arbeitskopf 2 verstellt werden. In Fig.
5d befindet sich die Vorrichtung 1′ in ihrer neu ausge
richteten Position, während die ursprüngliche Position der
beiden äußeren Elektromagnete 15 demgegenüber gestrichelt
dargestellt ist.
Nach dem Verstellen der Führungen 4 während der Ruhephase
des Arbeitskopfes 2 werden die Elektromagnete 15 der
Führung 4 a aktiviert, so daß nach Abschalten der Elektro
magnete 19 des Arbeitskopfes 2 das Feld 2 aus Fig. 5a und
5d von der Vorrichtung 1′ bearbeitet werden kann.
Ist auch das Feld 2 aus Fig. 5a und 5d gezeichnet, kann
nach Aktivieren und Lösen der Elektromagnete 15 der
Führung 4 a das Rahmenteil 17 mittels des Schlitten-An
triebes der X-Führung 4 a zum Feld 3 (vgl. Fig. 5a),
und wenn dieses fertiggestellt ist, wie beschrieben über
den Schlitten-Antrieb der Y-Führung 4 b zum Feld 4 usw.
bewegt werden.
Das Schritt-für-Schritt-Verfahren der Vorrichtungen 1 und
1′ kann über ein entsprechendes Steuersystem beliebig oft
und gemäß dem gewünschten Arbeitsergebnis wiederholt
werden. Mit Hilfe der Vorrichtungen 1 und 1′ ist die Be
arbeitung oder Beschriftung beliebig großer Flächen in
der beispielsweise bei der Bildschirm-Bearbeitung üblichen
"Fenstertechnik" möglich.
Dabei begünstigt insbesondere das beispielsweise im Zu
sammenhang mit der Vorrichtung 1 beschriebene Verfahren
die einfache und handliche Ausbildung der erfindungsge
mäßen Vorrichtungen, bei der die Rückstellung und das
gleichzeitige Versetzen der erfindungsgemäßen Vorrich
tung durch Rückwärtslaufen beider Antriebe um die
effektive Schrittzahl, welche während der Bearbeitung
von der Grundstellung aus ausgeführt wurde, während der
Ruhephase des Arbeitskopfes bewerkstelligt wird.
Claims (13)
1. Verfahren zum Verstellen eines Arbeits- oder Abtastkopfes
relativ zu einer Fläche, z. B. beim Zeichnen auf einer
Fläche, beim Bearbeiten einer Fläche od. dgl. Arbeits
vorgang, mit einer Kreuzschlitteneinrichtung mit X-Y-
Antrieb, die zwei etwa im rechten Winkel zueinander
angeordnete Führungssysteme aufweist, von denen das eine
mit dem Schlitten des anderen Führungssystems verbunden
ist und den Arbeitskopf trägt, wobei während des Arbeits
vorganges des Arbeitskopfes die Führung eines der Führungs
systeme relativ zur Fläche stillsteht und das andere
Führungssystem sowie der von ihm getragene Arbeits
kopf verfahren wird, dadurch gekennzeichnet,
daß in einer Ruhephase des Arbeitskopfes (2) der an
einem Führungsteil befestigte Arbeitskopf (2) relativ
zur Fläche (10) festgelegt wird, und daß anschließend
die übrige Kreuzschlitteneinrichtung gegenüber der Fläche
(10) und gegenüber dem Arbeitskopf (2) in ihrer Lage
verstellt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
die Führungssysteme in der Ruhephase des Arbeitskopfes
(2) in ihre ursprüngliche Relativposition oder Ausgangs
position verstellt werden.
3. Vorrichtung zum Verstellen eines Arbeits- oder Abtast
kopfes relativ zu einer Fläche, z. B. beim Zeichnen auf
einer Fläche, beim Bearbeiten einer Fläche od. dgl. Ar
beitsvorgang, mit einer Kreuzschlitteneinrichtung mit
X-Y-Antrieb, die zwei etwa im rechten Winkel zueinander
angeordnete Führungssysteme aufweist, wobei eines der
Führungssysteme mit dem Schlitten des anderen Führungs
systems verbunden ist und den Arbeitskopf trägt, insbe
sondere zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1
oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kreuzschlitten
einrichtung eine Hilfsvorrichtung zum Festlegen oder
Festhalten des Arbeitskopfes (2) gegenüber der Fläche (10)
aufweist, und daß die Kreuzschlitteneinrichtung bei
festgelegtem oder fixiertem Arbeitskopf (2) mit Hilfe
ihrer Schlitten-Antriebe relativ zur Fläche (10) beweg
bar ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß
die Kreuzschlitteneinrichtung verschiebbar oder abhebbar
auf der Fläche (10) aufsitzt, aufliegt od. dgl. angeordnet
ist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeich
net, daß die Hilfsvorrichtung zumindest einen auf die
Fläche (10) absenkbaren Standfuß (8) hat, der am Arbeits
kopf (2) und/oder an dem mit dem Arbeitskopf (2) verbun
denen Führungsteil befestigt ist, und daß der Hub dieses
absenkbaren Standfußes (8) so bemessen ist, daß in der
maximalen Absenkstellung die während des Arbeitsvorganges
stillstehende, gegebenenfalls über eine Auflage oder
mehrere Auflagen (6) auf der Fläche (10) aufsitzende
Führung (4 a) von der Fläche (10) abhebt.
6. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 3 bis
5, dadurch gekennzeichnet, daß zum Absenken des Stand
fußes oder der Standfüße (8) zumindest ein vorzugsweise
pneumatischer oder hydraulischer Hubzylinder (9) oder
ein Elektromotor vorgesehen ist.
7. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 3 bis
6, dadurch gekennzeichnet, daß die Hilfsvorrichtung zum
Festhalten des Arbeitskopfes (2) gegenüber der Fläche (10)
zumindest einen Elektromagneten (19) aufweist, der mit
der Fläche oder einer Unterlage (16) aus magnetischem
Werkstoff zusammenwirkt.
8. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 3 bis
7, dadurch gekennzeichnet, daß die Hilfsvorrichtung zum
Festhalten des Arbeitskopfes (2) gegenüber der Fläche zu
mindest einen pneumatisch betätigbaren Saugfuß aufweist.
9. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 3 bis 8,
dadurch gekennzeichnet, daß die während des Arbeitsvor
ganges des Arbeitskopfes (2) relativ zur Fläche (10)
stillstehende Führung (4 a) mit Hilfe wenigstens eines
Elektromagneten (15) oder eines pneumatisch betätigbaren
Saugfußes gegenüber der Fläche (10) festlegbar ist.
10. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 3 bis
9, dadurch gekennzeichnet, daß für die Relativbewegungen
der Kreuzschlitteneinrichtung in X- und Y-Richtung zwei
etwa rechtwinklig zueinander angeordnete Antriebsspindeln
vorgesehen sind, die mit jeweils an einem der Schlitten
(5) gehaltenen Spindelmuttern zusammenwirken.
11. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 3 bis
10, dadurch gekennzeichnet, daß für die Relativbewegungen
der Kreuzschlitteneinrichtung als Schlitten-Antriebe vor
zugsweise die Antriebsspindeln antreibende Elektro
motoren, insbesondere Schrittmotoren vorgesehen sind.
12. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche
3 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der vorzugsweise
zur Fläche (10) hin absenkbare Arbeitskopf (2) als
Schreib- und/oder Lesekopf ausgebildet ist.
13. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 3 bis
12, dadurch gekennzeichnet, daß der Arbeitskopf als
Fräskopf, Stichsäge, Blechschere od. dgl. mechanisches
Bearbeitungsteil ausgebildet ist.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19883839803 DE3839803A1 (de) | 1987-12-02 | 1988-11-25 | Verfahren und vorrichtung zum bearbeiten von flaechen mit einem x-y-antrieb |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE3740829 | 1987-12-02 | ||
DE19883839803 DE3839803A1 (de) | 1987-12-02 | 1988-11-25 | Verfahren und vorrichtung zum bearbeiten von flaechen mit einem x-y-antrieb |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE3839803A1 DE3839803A1 (de) | 1989-06-15 |
DE3839803C2 true DE3839803C2 (de) | 1989-11-30 |
Family
ID=25862358
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19883839803 Granted DE3839803A1 (de) | 1987-12-02 | 1988-11-25 | Verfahren und vorrichtung zum bearbeiten von flaechen mit einem x-y-antrieb |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE3839803A1 (de) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0718974Y2 (ja) * | 1990-02-14 | 1995-05-01 | 岩崎通信機株式会社 | 記録機等における筆圧切り替え装置 |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3502780A1 (de) * | 1985-01-28 | 1986-07-31 | Lindemann, Hans, 4800 Bielefeld | Zeichenbrett mit plotter |
DE3520741A1 (de) * | 1985-06-10 | 1987-01-15 | Protec Gmbh | Rohrfoermige leuchte fuer einseitig gesockelte leuchtstofflampen |
DD262835A1 (de) * | 1987-08-11 | 1988-12-14 | Inst Hochenergiephysik Der Adw | Verfahren und vorrichtung der rechnergesteuerten zeichnungserstellung in formaten groesser als die zeichnungsflaeche des zeichengeraetes |
-
1988
- 1988-11-25 DE DE19883839803 patent/DE3839803A1/de active Granted
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE3839803A1 (de) | 1989-06-15 |
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