FI98415C - Työpääkokoonpano plotteri- ja viivoituslaitteita ja vastaavia varten - Google Patents

Description

98415

Työpääkokoonpano plotter!- ja viivoituslaitteita ja vastaavia varten Tämä keksintö liittyy plottereiksi kutsuttujen pii-5 rustuskoneiden, ja erityisesti tasoplottereiden, piir totyökalujen (piirtäminen ja viivaaminen) käyttölaitteis-toon. Edellämainittuja työkaluja on kahta tyyppiä: ensimmäinen on kosketuksessa piirrettävään materiaaliin tunkeutumatta siihen muodostaen merkinnän piirrettävään materi-10 aaliin kosketuksessa vapautuvalla nesteellä, kun taas toi sen tyyppinen työkalu tunkeutuu piirrettävään materiaaliin jättäen siihen tunkeutuman aiheuttaman jäljen. Molemman tyyppiset työkalut liikkuvat ohjaimen voimansiirtoon antamien signaalien mukaisesti materiaalin päällä sekä materi-15 aalin tason suuntaisesti että suorassa kulmassa siihen nähden.

Täsmällisemmin sanottuna on tämän keksinnön kohteena patenttivaatimuksen 1 johdanto-osan mukainen työpääkokoonpano .

20 Tämä keksintö kuvaa piirtureissa käytettävää (piir- tämis- ja viivaus-) piirtotyökalujen ohjausjärjestelmää. Tiedetään, että useissa tällaisissa järjestelmissä käytetään epäsuoria käyttölaitteita, joissa käyttömomentti tuo-daan työkalun akselin suunnan ulkopuolelta tai niiden toi- • · : 25 minnalle välttämättömästä välyksestä johtuen värähtelylle • · · · ....· alttiiden välitysmekanismien avulla, jotka käyttölaitteet aiheuttavat ei haluttua melua ja joskus menettävät kont- • · · I . rollin työkaluihin, jotka voivat tällöin aiheuttaa merkin- **’· töjä alueille, joilla niitä ei vaadita. Epäsuora käyttö- 30 järjestelmä on kuvattu ES-patentissa 550267. Seuraavat patentit sisältävät myös epäsuoria piirtimen työkalun käyttöjärjestelmiä: EP-patentti 0036842, US-patentti : ’·· 4426783, US-patentti 4324047 ja US-patentti 3550276.

Täsmällisemmin sanottuna on tämän keksinnön mukai-35 selle työpääkokoonpanolle tunnusomaista se, mikä on sanot- - 98415 2 tu itsenäisen patenttivaatimuksen 1 tunnusmerkkiosassa. Keksinnön mukaisen työpääkokoonpanon muut edulliset suoritusmuodot ilmenevät oheisista epäitsenäisistä patenttivaatimuksista 2-5.

5 Tämän keksinnön edut verrattaessa sitä edellä- mainituissa patenteissa kuvattuihin piirtotyökalujen käyttölaitteisiin ovat käytön muodosta johtuen seuraavat: se on erittäin kompakti järjestelmä, hinnaltaan edullinen, värähtelemätön, yksinkertainen, vaatii hyvin vähän säätöjä 10 ja toimii äänettömästi. Tämä keksintö liittyy suoraan piirtotyökalujen käyttölaitteistoon, jolla vältetään yllämainitut ongelmat, mahdollistaen samalla, että piirtotyökaluissa käytössä tarvittavien säätöjen vähenemisen lisäksi on mahdollisimman vähän käyttömekanismeja, niin että 15 välystä ei ilmene ja on mahdollista poistaa värähtelyt, ja että järjestelmä on kompaktimpi.

Kuvio 1 on perspektiivikuva automaattisesti ohjatusta piirturista.

Kuvio 2 on suurennettu kuva piirrinlaitteistosta 20 (yleiskuva).

Kuvio 3 on suurennettu, suoraa 3-3 pitkin otettu, leikkauskuva kuviossa 2 olevasta piirrinlaitteistosta.

.*. Kuvio 4 on suurennettu, suoraa 4-4 pitkin otettu, leikkauskuva kuviossa 2 olevasta piirrinlaitteistosta. i : | 25 Kuvio 5 on perspektiivikuva kuvion 1 piirturin ·;·· käyttölaitteista.

Kuvio 6 on piirros toiminnassa olevan piirustustyö-kalun asennosta.

• ·

Kuvio 7 on piirros toiminnassa olevan viivaustyö-30 kalun asennosta.

Kuvio 8 on (altapäin kuvattu) yksityiskohta vii-vaustyökalusta.

• · : * Seuraava on tämän keksinnön mukaisen, kuvioiden 1 ja 5 mukaisen, piirustuskoneen kuvaus, joka ei kuitenkaan ... · 35 ole ollut motiivina keksinnölle.

3 98415

Kuvio 1 on yleisluontoinen kaavamainen kuvaus pii-rustuskoneesta, jossa on työskentelyalue (1).

Tätä piirustuskonetta ohjataan automaattisesti ohjaimella (5); piirustuskone sisältää yhden tai useampia 5 merkitsemisvälineitä, joita kuljetetaan kelkassa (4), jot ka yhdessä muodostavat niin sanotun työpään (3). Tämä kelkka on se yksikkö, joka sallii merkitsemistyökalujen oikean kohdistamisen kiinteällä työskentelyalueella (7) olevalle piirustusmateriaalille (6). Kuvio 5 on kaavamai-10 nen kuvaus tasopiirturin voimansiirtojärjestelmästä, jossa on servomoottorit X- (55) ja Y-akseleille (51) ja vastaavat vaihteet (54) ja (50), jotka siirtävät liikkeen hihna-pyörien (53) ja (49) ja hihnojen (52) ja (48) avulla X- ja Y-akselin kelkkoihin. Tämä keksintö liittyy erityisesti 15 kyseisessä laitteessa, jota yleensä kutsutaan tasopiirtu- riksi ja joka luo graafista tietoa piirustusmateriaalin jollekin sektorille, käytettävien piirtotyökalujen käyttö-laitteistoon. Työpää sisältää merkitsemislaitteen (4) (piirtämiseen ja viivaamiseen), joka ohjaimen (5) lähettä-20 mien käskyjen mukaisesti luo graafista tietoa piirustuspa- perille (6). Ohjain (5) on se yksikkö, joka muuttaa piirto-ohjelman liikekäskyiksi moottoreille, jotka liikuttavat päätä, ja laitteille, jotka liikuttavat piirtotyökaluja. Työpää, yleensä merkitty (3) :11a, on kiinnitetty Y-kelk-*·* * 25 kaan (4), joka liikkuu edestakaisin YY:llä merkityssä suunnassa; tämä yksikkö on kiinnitetty X-kelkkaan (2), • · · *.* * joka liikkuu edestakaisin kuvioon 1 merkityssä suunnassa XX. Tämä mahdollistaa pään siirtymisen mihin tahansa paikkaan pöydällä X- ja Y-kelkkojen yhdistetyillä liikkeillä.

30 Tähän laitteeseen on asennettu piirustusmateriaalin jatku van syötön mahdollistava järjestelmä, joten laite kykenee ;·. luomaan merkintöjä, jotka ovat pidempiä kuin itse pöytä.

,·:· Seuraavana on kuvaus piirtotyökalujen käyttölaitteistosta, mikä on tämän patentin aihe, viitaten kuvioihin 2, 3, 4, : 35 6, 7 ja 8.

4 98415

Kuvio 2 on suurennettu kuva tasopiirturin työpääs-tä, joka on tämän patentin aihe. Tämä erityinen pää sisältää yhden tai useampia piirtotyökaluja; kuvio 2, jota tässä käsitellään, sisältää piirustus- (17) ja viivaustyöka-5 lut (10), jotka on kiinnitetty kannattimeen (16), joka vuorostaan on kiinnitetty Y-kelkkaan (14).

Työkalut muodostavat kannattimen (16) kanssa yhden yksikön, joka puolestaan on osa Y-kelkkaa (14) siten,että kelkan liikkuessa työskentelypinnan yläpuolella, työkalut 10 liikkuvat sen mukana. Tässä kannattimessa on ohjaimet (15), niin että sitä voidaan siirtää kohti tai poispäin työskentelypinnasta; tämä laitteen säätö tehdään niin, että työskentelypinnan (7) korkeimman kohdan ja työkalu-kannattimen alimman pinnan (8) väliin jää pienin mahdol-15 linen väli, josta työskenneltävä piirustusmateriaali mah tuu läpi. Kannattimessa (16) on kaksi vastinpintaa (13), joihin vastaavat toiset Y-kelkassa olevat pinnat (14) niin, että kannatinta säädettäessä se liikkuu ainoastaan Z-suuntaan suorassa kulmassa työalueeseen; tämä johtuu 20 siitä, että piirtotyökalujen akseli on kohtisuorassa kan nattimen (16) pohjalevyyn (8), joka vuorostaan on kohti-. suorassa Y-kelkkaan (14) kiinnitettävään kiinnityspintaan (28) (katso kuvio 3). Kannattimen (16) pohjalevyssä on . taivutetut reunat, jotka helpottavat pään siirtymistä pii- *” 25 rustusmateriaalin päälle.

t · · « · | ’ Kuvio 3 on suurennettu, suoraa 3-3 pitkin otettu, • # *·1 1 leikkauskuva kuviossa 2 kuvatusta piirustustyökalusta.

« · *.·. Tästä kuviosta ilmenee em. piirustustyökalun muodostavat osat. Työkalu muodostuu sähkömagneettisesta rungosta (22), 30 joka on kiinnitetty pohjastaan kannattimeen (16), ja kah desta rungon läpi menevästä reiästä (30) ja (24), joissa on kaksi liukulaakeriholkkia (31) ja (23), joiden läpi .·;· piirustustyökalun päärungon muodostava sähkömagneettinen • · sydän voi liukua. Solenoidin vaipan (22) sisäpuolella on ' 35 käämi, joka liikuttaa solenoidin magneettista sydäntä (21) li

M

• · · 5 98415 alaspäin, kunnes sen muovinen iskunrajoitin (25) osuu solenoidin runkoon (22), kuten kuviossa 6 on kuvattu.

Muovinen iskunrajoitin (25) estää terävän napauksen runkoa (22) vasten, jolloin yksikkö toimii äänettömämmin.

5 Kun solenoidin sydän (21) liikkuu ala-asentoonsa, se lii kuttaa mukanaan kuulakärkikynää (20), koska jousi (26) pitää kuulakärkikynän painettuna solenoidin sydämen (21) pintaa (18) vasten.

Joissakin tapauksissa kuulakärkikynään voi olla 10 liitetty lisämustesäiliö (11), kuten kuviossa 2 on kuvat tu; tässä säiliössä on painetta, sillä musteen lisäämisen jälkeen säiliö paineistetaan vastaventtiilin (12) avulla. Kuulakärkikynä nousee, kun käämiin (19 kuviossa 3) ei syötetä virtaa, puristusjousen (27) työntäessä rajoitinta 15 (25) ylöspäin nostaen samalla sydäntä ja siten myös kuula kärkikynää mukanaan, kunnes muovinen iskunrajoitin (29) osuu sähkömagneetin runkoon (22).

Tämän tyyppisellä käyttölaitteella on ilmeisiä etuja. Ensiksikin järjestelmä on erittäin kompakti, koska 20 kaikki sen osat ovat samanakselisia itse piirustustyökalun kanssa. Tämä merkitsee vastaavasti, että tarkan symmetrian : vuoksi ei esiinny jännityshuippuja. Lisäksi tärkeä etu on rakenteen taloudellisuus. Rakenne on halvempi kuin perin-: , teiset epäsuorat käyttölaitteet, mikä selvästi johtuu tar- 25 vittavien osien vähyydestä. Vielä tämän lisäksi on se etu, ... että järjestelmä ei vaadi käytännöllisesti katsoen ollen- • · *·1 1 kaan säätöä toiminnan aikana, ainoa tarvittava säätö on • · r • · *·1· vaunun (työskentelypään) yläpään asennon säätö, joka on tehtävä ainoastaan silloin, kun vaunu pitää vaihtaa, mikä 30 on hyvin harvinainen toimenpide.

Kuvio 4 on suurennettu, suoraa 4-4 pitkin otettu, ·'·. leikkauskuva kuviossa 2 kuvatusta viivaustyökalusta. Tästä .··.· kuvasta ilmenee tämän työkalun muodostavat osat. Työkalu • ; muodostuu sähkömagneettisesta rungosta (36), joka on kiin- 35 nitetty pohjastaan kannattimeen (16) ja, kuten edellises- · · 6 98415 säkin tapauksessa, tässä rungossa olevista kahdesta reiästä (32 ja 39), joissa on kaksi liukulaakeriholkkia (33 ja 38), joiden läpi viivaustyökalun päärungon muodostava sähkömagneettinen sydän (37) voi liukua. Rungon (36) sisällä 5 on käämi (35), joka liikuttaa sähkömagneettista sydäntä (37) alaspäin, kunnes sen taso (46) asettuu viivattavan materiaalin pinnalle. Tämä merkitsee, että aktivoitaessa käämi lävistin (34), joka tekee viivat, tunkeutuu viivattavaan materiaaliin yhtä syvälle kuin tämä lävistin (34) 10 ulottuu sähkömagneettisen sydämen (37) tasosta (46). Lä vistimen tunkeumaa viivattavaan materiaaliin voidaan säätää kääntämällä nuppia (42), joka on sähkömagneettisessa sydämessä (37) olevan jousen (41), joka painaa lävistintä em. nuppia (42) vasten, välityksellä jatkuvassa kosketuk-15 sessa lävistimeen.

Kun tämä lävistimen vaadittu ulostyöntäminen sähkömagneettisesta sydämestä (37) on suoritettu, tämä asento lukitaan kiristämällä mutteri (40) nuppia (42) vasten. Viivaustyökalu on ylhäällä, kun käämissä ei ole virtaa, 20 koska jousi (44) painaa rajoitinta (43) ylöspäin nostaen samalla koko työkalua. Liikettä ylöspäin rajoittaa muovi-. nen iskunrajoitin (45) sen osuessa sähkömagneettiseen run koon (36). Rajoitin (43) on asennettu siten, että taso . (46) koskettaa aina viivattavaan materiaaliin, ennenkuin 25 em. rajoitin (43) koskettaa sähkömagneettista runkoa (36).

Tasossa (46) on poistoaukot (57), joiden kautta poistuvat ♦ · mahdollisesti syntyvät suikaleet, jotka poistoaukot samal-• » v *.1' la kuitenkin mahdollistavat oikean ja tasaisen tuen vii vattavalle materiaalille varmistaen, että merkitsemissuo-30 ran alueella olevaan materiaaliin mahdollisesti aiheutu neet muodonmuutokset eivät irrota lävistimen kärkeä mate-j1.# riaalista. Kuvion 3 selityksessä luetellut piirustustyö- kalun edut pätevät myös viivaustyökalulle, aivan samoista • · syistä: kompaktisuus, edullisuus, symmetria ja jännitys- 35 huippujen puuttuminen, osien vähyys ja vähäinen säädön :... tarve.

• 1 li 98415 7

Kuvio 6 on sivukuva toiminta-asennossa, siis toiminnassa olevasta piirustustyökalusta. Se kuvaa, kuinka rajoitin (25) on kosketuksessa sähkömagneetin runkoon (22) ja kuinka kuulakärkikynä (20) voi liikkua oman akselinsa 5 suunnassa seuraten piirrettävän materiaalin mahdollisia epätasaisuuksia menettämättä silti jousen (26) ansiosta kontaktia piirrettävän materiaalin pintaan.

Kuvio 7 kuvaa viivaustyökalua työskentelyasennossa kuvaten, kuinka taso (46) on viivattavan materiaalin pin-10 nalla, samalla kun tasosta (46) ulos pistävä osa lävistin tä (34) on viivattavan materiaalin sisällä.

Kuvio 8 kuvaa viivaustyökalun kuoren tasossa (46) olevien poistoaukkojen (57) muotoa. Kuten kuvion 4 yhteydessä selitettiin, nämä poistoaukot mahdollistavat suika-15 leiden poistumisen ohjaten samalla viivaustyökalua suh teessa merkittävään viivaan siten, että yhden tällaisen poistoaukon akseli on aina yhdensuuntainen merkittävän viivan kanssa.

« I « • · • a • · · · • · · • · • · • · • · • · ·· • · • # I « « < I 1 I · « « «

Claims (5)

1. 8 98415
2. 1. Työpääkokoonpano (3) plotteri- ja viivoituslait-teita (1) ja vastaavia varten, joka kokoonpano on kelkan 5 (2) tukema kokoonpanon asettamiseksi rainamaisen materiaa lin (6) yläpuolella X-Y tasossa, joka on yhdensuuntainen rainamaisen materiaalin (6) pintaan nähden, ja joka kokoonpano käsittää tuen (16) ainakin yhtä käyttölaitetta varten, joka käyttölaite liikuttaa työkalua (20; 34) ylös 10 ja alas lepoasennon ja työasennon välillä Z-suunnassa, joka on kohtisuorassa X-Y tasoon nähden, joka käyttölaite käsittää rungon (22; 36); sydämen (21; 37) työkalun (20; 34. tukemiseksi aksiaalisessa porauksessa (60; 61), ja solenoidikäämin (19; 35), jotka kaikki on sovitettu sama-15 akselisesti toisiinsa nähden, joka solenoidikäämi (19; 35) vaikuttaa vasten ensimmäisen jousen (27; 44) voimaa kun sydäntä (21; 37) ja työkalua (20; 34) ajetaan työasentoonsa, joka käyttölaite lisäksi käsittää toisen jousen (26; 41. mainitun työkalun (20; 34) kytkemiseksi siihen, t u n-20 n e t t u siitä, että käyttölaite kokonaisuudessaan on asennettu mainitun tuen (16) vaakatasossa olevaan osaan, . että ensimmäinen jousi (27; 44) on sovitettu jännityksen alaisena rungon (22; 36) yläpinnan ja nupin (42) väliin, joka nuppi on kytketty sydämeen (21; 37), että nuppi (42) 25 käsittää mainitun työkalun (20; 34) yläpään peittävän ko-verruksen ja että toinen jousi (26; 41) sijaitsee nupin • · (42) koverruksessa. • · *.· 2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen työpääkokoonpano (3), tunnettu siitä, että työkalu on piirtotyöka-30 lu (20), että sydämen (21) aksiaalinen poraus on porrastettu läpimenevä reikä (60), että toinen jousi (26) si-·1·. jaitsee jännityksen alaisena nupin (42) ja piirtotyökalun .·;· (20) yläpään välissä piirtotyökalun (20) pitämiseksi lepo- • · asennossa vasten sydämen (21) porrastetun läpimenevän 35 reiän (60) pintaa (10), jolloin toinen jousi (26) on jän- li i · 9 98415 nityksettömimmässä tilassa, ja että toinen jousi (26) on työasennossa puristettuna piirtotyökalun (20) löystämisek-si porrastetun läpimenevän reiän (60) pinnasta (10) ja mahdollistamaan piirtotyökalun (20) liikkumisen pitkin 5 omaa akselia siten, että se seuraa rainamaisen materiaalin (6) pinnan jokaista epätasaisuutta menettämättä kosketustaan mainittuun pintaan.
3. 3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen työpääkokoonpano (3), tunnettu siitä, että työkalu on lävistin 10 (34) , että käyttölaite kokonaisuudessaan on asennettu tuen (16) vaakasuuntaisen osan yläpuolelle, että ensimmäinen jousi (44) sijaitsee jännityksen alaisena mainitun rungon (36) yläpinnan ja nupin (42) välissä, joka nuppi on kytketty sydämeen (37) , että nupissa (42) on koverrus (63) 15 mainitun lävistimen (34) yläpään peittämiseksi ja että toinen jousi (41) lepää mainitun sydämen (37) koverrukses-sa lävistimen puristamiseksi mainittua nuppia (42) vasten.
4. 4. Patenttivaatimuksen 3 mukainen työpääkokoonpano, tunnettu siitä, että sydämen (37) alapää on työ-20 asennossa siirrettävissä alaspäin, kunnes sydämen (37) taso (46) lepää vasten rainamaista materiaalia (6), jol-. loin sydän (37) voi kääntyä akselillaan niin, että se seu- .·. raa rainamaisen materiaalin (6) pinnan jokaista epätasai- suutta. • «
5. 5. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen 1-4 mu- • < I · kainen työpääkokoonpano, tunnettu siitä, että « · *·1 nuppi (42) on kierrettävissä sydämen (21; 37) päälle, jol- *.1 loin työkalu (2 0; 34) on säädettävissä nuppia (42) kiertä mällä . • · * · « · « i · « < • » · · » · • · · • · * 10 98415