FR2600439A1

FR2600439A1 - Method of driving a tracer, and tracer employing the method

Info

Publication number: FR2600439A1
Application number: FR8608966A
Authority: FR
Inventors: Jacques Perville
Original assignee: BENSON SA
Current assignee: BENSON SA
Priority date: 1986-06-20
Filing date: 1986-06-20
Publication date: 1987-12-24
Also published as: FR2600439B1

Abstract

A trace is made on a print medium by controlling the relative displacement between a print head and the print medium on the basis of input data representing a succession of line segments defining the trace to be produced. The input data are processed at 31 in order to derive modified input data which are representative of the said line segments modified by inserting curvilinear connecting parts B'B'' between successive line segments AB-BC, BC-CD and the relative displacement between the head and the print medium is controlled by 32, 34, 35 by means of the said modified input data so as to obtain a trace reproducing the modified line segments connected by the said curvilinear parts, in such a way that, all along the trace obtained, the orientation of the tangent to the trace exhibits no discontinuity.

Description

Procédé de pilotage d'un traceur et traceur mettant en oeuvre le procédé.A method of controlling a tracer and tracer using the method.

La présente invention est relative aux machines à dessiner, et plus particuliérement aux traceurs dans lesquels une tête d'impression est déplacée relativement à un support d'impression, généralement suivant deux axes X Y orthogonaux, pour effectuer un tracé prédéterminé. The present invention relates to drawing machines, and more particularly to tracers in which a print head is moved relative to a print medium, generally along two orthogonal X Y axes, to perform a predetermined pattern.

Le tracé est réalisé à partir de données d'entrée reçues par le traceur, par exemple en provenance d'un calculateur et représentant une succession de tronçons de -ligne. The plot is made from input data received by the tracer, for example from a computer and representing a succession of sections of-line.

Généralement, ces tronçons de ligne sont des portions de droite. Il en est ainsi naturellement lorsque le tracé à réaliser est effectivement formé par une succession de segments de droite. Generally, these line segments are right-hand portions. This is naturally the case when the path to be made is actually formed by a succession of line segments.

Il en est également ainsi lorsque le tracé à réaliser est une courbe échantillonnée en une suite de vecteurs. Dans ce dernier cas, le choix de la longueur et, par conséquent, de la pente de chaque vecteur est conditionné par l'erreur maximale admise entre la corde matérialisée par le vecteur et l'arc formé par la portion de courbe que sous-entend le vecteur.This is also true when the plot to be made is a sampled curve in a sequence of vectors. In the latter case, the choice of the length and, consequently, of the slope of each vector is conditioned by the maximum error allowed between the chord materialized by the vector and the arc formed by the portion of curve that implies the vector.

Les discontinuités de pentes ou orientations entre tronçons de ligne successifs sont trés pénalisantes sur le plan de la vitesse d'exécution du tracé, et ce d'autant plus que l'angle formé par deux tronçons successifs est plus fermé. Il est en effet nécessaire, à chaque saut de pente, de descendre à une vitesse pratiquement nulle sur les deux axes X, Y afin de limiter l'accélération imposée au traceur, tout en préservant la qualité dynamique du dessin à chaque jonction entre tronçons de ligne consécutifs. Chaque tronçon est alors tracé en trois phases : une phase de montée en vitesse à accélération constante, une phase à vitesse maximale ou optimale (cette deuxiéme phase pouvant ne pas exister dans le cas de tronçons de faible longueur) et une phase de descente en vitesse à décélération constante.Le tracé complet est réalisé en enchainant les tronçons consécutifs. The discontinuities of slopes or orientations between successive line sections are very penalizing in terms of the speed of execution of the plot, and especially as the angle formed by two successive sections is more closed. It is indeed necessary, at each jump of slope, to descend at a practically zero speed on the two axes X, Y in order to limit the acceleration imposed on the tracer, while preserving the dynamic quality of the drawing at each junction between sections of consecutive line. Each section is then drawn in three phases: a constant acceleration speed increase phase, a maximum or optimum speed phase (this second phase may not exist in the case of short length sections) and a speed descent phase. constant deceleration.The complete route is achieved by chaining consecutive sections.

Pour accroitre la vitesse d'exécution du tracé, on impose en pratique une vitesse minimale non nulle aux passages des jonctions entre tronçons de ligne successifs. Le gain ainsi réalisé sur le temps d'exécution s'accompagne d'une inévitable dégradation de la qualité du tracé. Il faut alors rechercher un compromis satisfaisant entre vitesse minimale imposée et erreur dynamique sur le tracé tout en faisant en sorte de ne pas trop solliciter Les dispositifs d'entrainement mécaniques suivant les axes X, Y par des accélérations importantes aux jonctions entre tronçons de ligne. In order to increase the speed of execution of the path, in practice a minimum non-zero speed is imposed at the junction passages between successive line sections. The gain thus achieved on the execution time is accompanied by an inevitable degradation of the quality of the plot. It is then necessary to seek a satisfactory compromise between minimum speed imposed and dynamic error on the layout while making sure not to overly stress The mechanical drive devices along the X, Y axes by significant accelerations at the junctions between line sections.

Les résultats obtenus sont acceptables mais restent loin de l'optimum au regard du temps d'exécution. En outre, des réglages coûteux sont nécessaires en fabrication pour permettre l'accélération la plus élevée possible, réglages qui sont d'autant plus délicats que les différences entre Les caractéristiques des deux chaines cinématiques en X et en Y sont importantes.The results obtained are acceptable but remain far from the optimum in terms of execution time. In addition, expensive adjustments are required in manufacturing to allow the highest possible acceleration, settings that are all the more delicate as the differences between the characteristics of the two X and Y kinematic chains are important.

La présente invention a pour objet de fournir un procédé de pilotage d'un traceur permettant, par rapport aux procédés de l'art antérieur, une réduction importante du temps d'exécution de tracés définis par une succession de tronçons de ligne, et ce sans affecter la qualité dynamique globale des tracés, et sans demander des réglages longs et couteux des chaines cinématiques. The object of the present invention is to provide a method for controlling a tracer which, compared with the methods of the prior art, considerably reduces the execution time of paths defined by a succession of line sections, and without affect the overall dynamic quality of the tracks, and without requiring lengthy and expensive settings of cinematic chains.

Conformément à l'invention, les données d'entrée appliquées au traceur, qui representent La succession de tronçons de ligne définissant le tracé à effectuer, sont traitées pour élaborer des données d'entrée modifiées représentatives desdits tronçons de ligne modifiés par introduction de parties curvilignes de raccordement entre tronçons de ligne successifs. Le déplacement relatif entre la tête d'impression et le support d'impression est commandé au moyen desdites données d'entrée modifiées afin d'obtenir un tracé reproduisant lesdits tronçons de ligne modifiés raccordés par les parties curvilignes, de sorte que, tout le Long du tracé, l'orientation de la tangente au tracé ne présente pas de discontinuité. According to the invention, the input data applied to the tracer, representing the succession of line sections defining the path to be made, are processed to produce modified input data representative of said modified line sections by introducing curvilinear parts. connection between successive line sections. The relative displacement between the print head and the print medium is controlled by means of said modified input data to obtain a pattern reproducing said modified line sections connected by the curvilinear portions, so that all the long of the plot, the orientation of the tangent to the line does not present any discontinuity.

L'interpolation curviligne ainsi réalisée permet d'effectuer un tracé continu, sans passer à la vitesse nulle à la jonction entre tronçons de ligne consécutifs de pentes différentes, ce qui autorise une exécution rapide du tracé tout en restant plus facilement dans la limite des accélérations supportables. On notera aussi que la mise en oeuvre du procédé selon l'invention ne demande à l'utilisateur aucune adaptation particulière des données d'entrée par rapport à celles appliquées aux traceurs existants. The curvilinear interpolation thus carried out makes it possible to carry out a continuous plot, without passing at zero speed at the junction between consecutive line sections of different slopes, which allows a fast execution of the plot while remaining more easily within the limits of the accelerations. bearable. Note also that the implementation of the method according to the invention requires the user no particular adaptation of the input data compared to those applied to existing tracers.

Les parties curvilignes de raccordement peuvent être choisies parmi des portions de courbes quelconques d'ordre supérieur à 1. En pratique, on pourra choisir des portions de courbes d'ordre 2, par exemple des portions de paraboles ou de cercles. The curvilinear connection portions may be chosen from arbitrary portions of any order greater than 1. In practice, it will be possible to choose portions of curves of order 2, for example portions of parabolas or circles.

L'interpolation curviligne introduit une erreur sur le tracé puisque celui-ci ne passe pas par le point commun aux deux tronçons de ligne non modifiés. Aussi, compte tenu de la précision requise pour le tracé, la partie curviligne de raccordement est déterminée en fonction de l'angle formé par les tangentes aux tronçons de ligne non modifiés audit point commun. Lorsque les tronçons de ligne sont des portions de droite ou vecteurs, l'angle considéré est celui formé par les vecteurs à raccorder. The curvilinear interpolation introduces an error on the plot since it does not pass through the point common to the two unmodified line sections. Also, given the precision required for the plot, the curvilinear connection portion is determined according to the angle formed by the tangents to the unmodified line sections at said common point. When the line segments are right-hand portions or vectors, the angle considered is that formed by the vectors to be connected.

Lors de la mise en oeuvre du procédé selon l'invention, il est souhaitable de limiter au minimum l'écart entre la position réelle de la tête d'impression par rapport au support d'impression et sa position de consigne telle que définie par les données de commande, puisqu'une erreur sur le tracé est déjà introduite par l'insertion des parties curvilignes de raccordement. Le déplacement relatif de la tete d'impression par rapport au support d'impression étant réalisé suivant chacun de deux axes X, Y, au moyen d'un dispositif moteur asservi, il est donc préférable de limiter autant que possible le trainage de l'asservissement sur chaque axe en améliorant la réponse de l'asservissement aux échelons d'accélération. When implementing the method according to the invention, it is desirable to limit to the minimum the difference between the actual position of the print head relative to the print medium and its set position as defined by the control data, since an error on the trace is already introduced by the insertion of the curvilinear connection parts. The relative displacement of the print head relative to the print medium being carried out along each of two axes X, Y, by means of a servomotor device, it is therefore preferable to limit as much as possible the dragging of the servocontrol on each axis by improving the response of the servo to the acceleration levels.

A cet effet, et selon un mode préféré de mise en oeuvre de l'invention, le signal à partir duquel le dispositif moteur est commandé sur chaque axe est formé en superposant au signal fourni par un circuit d'asservissement un signal de correction de trainage. Celui-ci est déterminé en fonction de l'accélération et éventuellement de la vitesse instantanées de consigne de la tete relativement au support d'impression le long de l'axe considéré. For this purpose, and according to a preferred embodiment of the invention, the signal from which the motor device is controlled on each axis is formed by superimposing on the signal supplied by a servocontrol circuit a trainage correction signal. . This is determined as a function of the acceleration and possibly the instantaneous speed of the head reference relative to the print medium along the axis considered.

Ainsi, par la correction du trainage, on s'efforce de reproduire le plus fidèlement possible les portions curvilignes de raccordement prédéterminées pour assurer un temps d'exécution aussi limité que possible compte tenu de la précision requise. Thus, by the correction of the trainage, it is attempted to reproduce as closely as possible the predetermined curvilinear connection portions to ensure a run time as limited as possible given the required accuracy.

Le concept du tracé continu ainsi mis en oeuvre est donc fondamentalement différent du procédé de l'art antérieur consistant à imposer une vitesse non nulle au passage du point de jonction entre deux tronçons de ligne. En effet, dans ce dernier cas, la portion de raccordement obtenue n'est pas contrôlée, et, si un résultat satisfaisant peut être obtenu, c'est en raison du "lissage" résultant du trainage des asservissements, donc de l'imperfection de ceux-ci. The concept of the continuous pattern thus implemented is therefore fundamentally different from the method of the prior art consisting in imposing a non-zero speed at the passage of the junction point between two line segments. In fact, in the latter case, the connection portion obtained is not controlled, and, if a satisfactory result can be obtained, it is because of the "smoothing" resulting from the slaving of the servocontrols, therefore of the imperfection of them.

D'autres particularités et avantages du procédé de pilotage de traceur conforme à l'invention et du traceur mettant en oeuvre ce procédé ressortiront à la lecture de la description faite ci-après, à titre indicatif mais non limitatif, en référence aux dessins annexés sur lesquels
- la figure 1 est une vue très schématique d'un traceur ;
- la figure 2 illustre le procédé traditionnel d'échantillonnage d'une courbe par des vecteurs rectilignes successifs ;
- la figure 3 illustre le procédé de tracé continu selon l'invention, avec pilotage du traceur après insertion de parties curvilignes de raccordement entre tronçons de ligne successifs ; ;
- la figure 4 illustre la variation de la vitesse instantanée de la tête d'impression par rapport au support d'impression sur chaque axe de déplacement lors de la mise en oeuvre du procédé selon l'inVention pour effectuer le tracé de la figure 3 ;
- la figure 5 est un schéma par blocs d'un mode de réalisation d'un traceur faisant application du procédez conforme à l'invention ; et
- la figure 6 est un schéma d'une chaine d'asservissement avec correction de trainage, pour commander le dépLacement de la tête d'impression par rapport au support d'impression suivant un axe de déplacement.Other features and advantages of the tracer piloting method according to the invention and the tracer implementing this method will become apparent on reading the description given below, by way of indication but not limitation, with reference to the accompanying drawings on which
- Figure 1 is a very schematic view of a tracer;
FIG. 2 illustrates the traditional method of sampling a curve by successive rectilinear vectors;
FIG. 3 illustrates the continuous tracing method according to the invention, with control of the tracer after insertion of curvilinear connection parts between successive line sections; ;
FIG. 4 illustrates the variation of the instantaneous speed of the print head relative to the print medium on each axis of displacement during the implementation of the method according to the invention in order to draw the plot of FIG. 3;
FIG. 5 is a block diagram of an embodiment of a tracer using the method according to the invention; and
FIG. 6 is a diagram of a slaved correction servo control chain for controlling the displacement of the printhead with respect to the printing medium along a movement axis.

Dans un traceur tel que celui de la figure 1, un tracé à effectuer est réalisé par déplacement relatif suivant deux axes orthogonaux X, Y entre une tête d'impression ou d'écriture 10 portant un organe d'écriture 11 (plume, stylo ou crayon) et un support 20, tel qu'une feuille de papier, pour le tracé à reproduire. In a plotter such as that of FIG. 1, a plot to be made is made by relative displacement along two orthogonal axes X, Y between a printing or writing head 10 carrying a writing member 11 (pen, pen or pencil) and a support 20, such as a sheet of paper, for the plot to be reproduced.

-Par rapport au bàti du traceur, la tete d'impression 10 est déplacée en translation dans la direction Y tandis que le support d'impression est déplacé dans la direction X perpendiculairement à la trajectoire de la tete. Dans l'exemple illustré, la tête d'impression 10 est portée par un chariot 12 qui peut se déplacer dans la direction Y le long de guides 13 et qui est solidaire d'un organe de transmission tel qu'un ruban sans fin 14 entrainé par un moteur My. Le support d'impression 20 est par exemple un papier continu qui passe sur un rouleau d'entrainement 21 d'axe parallèle à la direction Y. Le rouleau 21 est mis en rotation au moyen d'un moteur Mx et porte à ses extrémités des picots 22 qui s'engagent dans des perforations 23 formées le long des bords du papier 20.La zone d'action de l'organe d'écriture 11 est située au niveau de la génératrice supérieure du rouleau d'entrainement 21. Les moteurs My et Mx sont commandés par des circuits à boucles d'asservissement de manière à faire coïncider la position réelle de la tête d'impression 10 par rapport au support d'impression 20 avec une position de consigne définie par des données de commande. As compared with the plotter housing, the print head 10 is moved in translation in the Y direction while the print medium is moved in the X direction perpendicular to the trajectory of the head. In the example shown, the print head 10 is carried by a carriage 12 which can move in the direction Y along guides 13 and which is integral with a transmission member such as an endless ribbon 14 trained by a My engine. The printing medium 20 is for example a continuous paper which passes over a drive roller 21 of axis parallel to the direction Y. The roller 21 is rotated by means of a motor Mx and carries at its ends pins 22 which engage in perforations 23 formed along the edges of the paper 20.The area of action of the writing member 11 is located at the upper generatrix of the driving roller 21. and Mx are controlled by servo loop circuits so as to match the actual position of the print head 10 relative to the print medium 20 with a set position defined by control data.

Le tracé sur le support d'impression est effectué sous forme d'une succession de tronçons de ligne, généralement des tronçons de droites, ou vecteurs. Aussi, lorsqu'un dessin à reproduire comprend une courbe, celle-ci est préalablement échantillonnée en une suite de vecteurs rectilignes, tels que les vecteurs AB, BC, CD,... montrés sur la figure 2. La longueur et la pente de chaque vecteur dans le repère de coordonnées X, Y du traceur sont déterminées par un algorithme de calcul en fonction de l'erreur maximale admise e entre la courbe reproduite et la courbe à reproduire, c'est-à-dire entre le vecteur et l'arc qu'il sous-tend. The path on the print medium is made in the form of a succession of line sections, generally sections of straight lines, or vectors. Also, when a drawing to be reproduced comprises a curve, it is previously sampled in a sequence of rectilinear vectors, such as the vectors AB, BC, CD,... Shown in FIG. 2. The length and the slope of each vector in the coordinate system X, Y of the plotter are determined by a calculation algorithm according to the maximum error allowed between the reproduced curve and the curve to be reproduced, that is to say between the vector and the arc it underlies.

Selon un mode classique d'exploitation du traceur, le tracé de chaque vecteur comprend, sur chacun des axes X, Y, trois phases : une phase de montée en vitesse à accélération constante, une phase à vitesse constante ou optimale, et une phase de descente en vitesse à décélération constante. Le tracé est ainsi réalisé en enchaînant les vecteurs successifs. Dans le cas de vecteurs de faibles longueurs, la deuxième phase à vitesse constante peut ne pas exister. According to a conventional mode of exploitation of the plotter, the plot of each vector comprises, on each of the X, Y axes, three phases: a constant acceleration speed increase phase, a constant or optimum speed phase, and a phase of downhill speed at constant deceleration. The plot is thus made by chaining the successive vectors. In the case of short vectors, the second phase at constant speed may not exist.

Comme indiqué plus haut, le passage à vitesse nulle aux points de jonction entre les vecteurs pénalise fortement le temps d'exécution du tracé, et la solution consistant à imposer une vitesse minimale non nulle à la tête par rapport au support d'impression au passage d'un vecteur au suivant n'est pas totalement satisfaisante. As indicated above, the passage at zero speed at the junction points between the vectors strongly penalizes the execution time of the plot, and the solution consisting in imposing a minimum nonzero speed at the head relative to the printing medium in passing. from one vector to the next is not totally satisfactory.

Aussi, conformément à l'invention, Le tracé est-il réalisé en continu après modification des vecteurs par introduction de parties curvilignes de raccordement entre vecteurs consécutifs. Also, in accordance with the invention, is the plot made continuously after modification of the vectors by introduction of curvilinear connecting portions between consecutive vectors.

Ainsi, sur la figure 3, les vecteurs AB et BC sont raccordés par une partie curviligne B'B" et les vecteurs BC et CD par une partie curviligne C'C". Les parties curvilignes de raccordement telles que
B'B" et C'C" sont par exemple des portions de courbe du deuxième ordre, en particulier des portions de cercles ou de paraboles.Thus, in FIG. 3, the vectors AB and BC are connected by a curvilinear portion B'B "and the vectors BC and CD by a curvilinear portion C'C". Curvilinear connection parts such as
B'B "and C'C" are, for example, portions of the second order curve, in particular portions of circles or parabolas.

L'interpolation curviligne introduit une erreur sur le tracé. Dans l'exemple illustré, la valeur maximale de l'erreur introduite est la distance entre le point d'intersection (B ou C) des vecteurs d'origine et le sommet de la partie curviligne de raccordement (B'B" ou C'C"). Pour une valeur donnée e de l'erreur maximale admise sur le tracé, le choix de la partie curviligne de raccordement est déterminé par l'angle formé par les vecteurs à raccorder. Curvilinear interpolation introduces an error on the plot. In the illustrated example, the maximum value of the error introduced is the distance between the point of intersection (B or C) of the original vectors and the vertex of the curvilinear connection part (B'B "or C ' C "). For a given value e of the maximum error admitted on the plot, the choice of the curvilinear connection portion is determined by the angle formed by the vectors to be connected.

En pratique,l'angle entre les vecteurs permet de définir un rayon de courbure maximal de la partie de raccordement, donc de définir la longueur de l'arc de cercle ou de parabole formant la partie de raccordement et, par là meme, les coordonnées des points communs entre les vecteurs à raccorder et la partie de raccordement. In practice, the angle between the vectors makes it possible to define a maximum radius of curvature of the connection portion, and thus to define the length of the arc of a circle or of a parabola forming the connection portion and, consequently, the coordinates common points between the vectors to be connected and the connecting part.

Le rayon de courbure maximal permet par ailleurs de déterminer une vitesse tangentielle maximale sur la partie de raccordement en fonction d'un seuil d'accélération à ne pas dépasser lors du mouvement de la tête par rapport au support d'impression. Dans le cas où les parties curvilignes de raccordement sont formées par des arcs de paraboles, le tableau I ci-dessous donne la vitesse tangentielle maximale vm de passage sur la partie de raccordement et le rayon de courbure r maximal de celle-ci en fonction de l'angle a formé par les deux vecteurs à
2 raccorder pour un seuil maximal d'accélération de 40 m/s et une erreur maximale sur le tracé de 50.10 m.The maximum radius of curvature also makes it possible to determine a maximum tangential speed on the connection part as a function of an acceleration threshold that must not be exceeded during the movement of the head with respect to the printing medium. In the case where the curvilinear connecting parts are formed by arcs of parabolas, Table I below gives the maximum tangential velocity vm of passage over the connection part and the maximum radius of curvature r of the latter as a function of the angle formed by the two vectors to
2 connect for a maximum acceleration threshold of 40 m / s and a maximum error on the trace of 50.10 m.

Tableau I

Table I

<tb> Angle <SEP> a <SEP> (degrés) <SEP> :Vitesse <SEP> max. <SEP> vm <SEP> (mm/s): <SEP> Rayon <SEP> max. <SEP> r <SEP> (mm)
<tb> <SEP> s <SEP> . <SEP> 1450 <SEP> . <SEP> 52
<tb> <SEP> 5 <SEP> : <SEP> 1450 <SEP> : <SEP> 52
<tb> <SEP> 10 <SEP> : <SEP> 725 <SEP> . <SEP> 13
<tb> <SEP> 15 <SEP> : <SEP> 488 <SEP> . <SEP> 5,9 <SEP>
<tb> <SEP> 15 <SEP> : <SEP> 488 <SEP> : <SEP> 5,9
<tb> <SEP> 20 <SEP> : <SEP> 364 <SEP> 3,3
<tb> <SEP> 30 <SEP> : <SEP> 244 <SEP> . <SEP> 1,5
<tb>
Le temps de parcours sur ces différentes trajectoires de raccordement est constant, légèrement supérieur à 3 ms. A titre de comparaison, il faut plus de 36 ms pour annuler puis retrouver une vitesse de 725 mm/s, condition nécessaire à un changement de direction de 100 par la méthode traditionnelle. <tb> Angle <SEP> a <SEP> (degrees) <SEP>: Speed <SEP> max. <SEP> vm <SEP> (mm / s): <SEP> Radius <SEP> max. <SEP> r <SEP> (mm)
<tb><SEP> s <SEP>. <SEP> 1450 <SEP>. <SEP> 52
<tb><SEP> 5 <SEP>: <SEP> 1450 <SEP>: <SEP> 52
<tb><SEP> 10 <SEP>: <SEP> 725 <SEP>. <SEP> 13
<tb><SEP> 15 <SEP>: <SEP> 488 <SEP>. <SEP> 5.9 <SEP>
<tb><SEP> 15 <SEP>: <SEP> 488 <SEP>: <SEP> 5.9
<tb><SEP> 20 <SEP>: <SEP> 364 <SEP> 3,3
<tb><SEP> 30 <SEP>: <SEP> 244 <SEP>. <SEP> 1.5
<Tb>
The travel time on these different connection paths is constant, slightly greater than 3 ms. For comparison, it takes more than 36 ms to cancel and then find a speed of 725 mm / s, a condition necessary for a change of direction of 100 by the traditional method.

A partir du rayon de courbure maximal défini par l'angle entre les vecteurs, on détermine ainsi les vitesses sur chacun des axes X, Y pour le tracé de la partie curviligne de raccordement, et on adapte en conséquence les phases de descente en vitesse avant le raccordement et de montée en vitesse après le raccordement. From the maximum radius of curvature defined by the angle between the vectors, the velocities on each of the X, Y axes are thus determined for the drawing of the curvilinear connection part, and the descent phases are then adapted in speed before the connection and rise in speed after the connection.

A titre d'exemple, la figure 4 montre les variations de vitesse de la tête d'impression relativement au support d'impression sur chacun des axes X, Y pour le tracé d'une partie de la courbe de la figure 3 entre l'origine A et le point C". By way of example, FIG. 4 shows the variations in speed of the print head relative to the print medium on each of the X, Y axes for drawing a part of the curve of FIG. origin A and point C ".

On remarque qu'entre B' et B" les vitesses sur les deux axes varient simultanément mais sa's rester dans- un rapport constant puisque la direction du mouvement change constamment. Note that between B 'and B "the velocities on the two axes vary simultaneously but it remains in a constant relationship since the direction of the motion changes constantly.

Sur la figure 3, les vecteurs AB et BC font entre eux un angle droit. La partie curviligne de raccordement B'B" peut être formée par un arc de parabole tel que B'B=BB" = 0,125 mm qui donne une erreur maximale sur le tracé inférieure à 0,05 mm et qui peut être tracé en 2,5 ms avec une accélération constante de 40 m/s
L'erreur sur le tracé est tout à fait acceptable au regard de l'épaisseur du trait. Comparé au temps nécessaire pour passer au point B à vitesse nulle, le gain de temps est d'environ 50 %. Il est plus important quand l'angle est inférieur à 900, moindre quand l'angle est supérieur à 900. Par rapport au procédé traditionnel, le procédé selon l'invention est donc particulièrement efficace pour les faibles angles de changement de direction.In FIG. 3, the vectors AB and BC form a right angle between them. The curvilinear connection portion B'B "may be formed by a parabola arc such that B'B = BB" = 0.125 mm which gives a maximum error on the pattern of less than 0.05 mm and which can be plotted in 2, 5 ms with a constant acceleration of 40 m / s
The error on the plot is quite acceptable with regard to the thickness of the line. Compared to the time required to move to point B at zero speed, the time saving is about 50%. It is more important when the angle is less than 900, less when the angle is greater than 900. Compared to the traditional method, the method according to the invention is particularly effective for low angles of change of direction.

On a envisagé ci-avant l'application du procédé selon l'invention au tracé de lignes brisées ou polygonales ou au tracé de courbes échantillonnées en vecteurs. Mais le procédé s'applique aussi au tracé de courbes formées par une succession de tronçons curvilignes avec discontinuité de l'orientation de la tangente au passage d'un tronçon au suivant. Dans ce cas, la partie curviligne de raccordement entre deux tronçons est déterminée par l'angle formé par les tangentes aux deux tronçons à leur point de jonction. The application of the method according to the invention to the drawing of broken or polygonal lines or to the drawing of sampled curves in vectors has been envisaged above. But the method is also applicable to the drawing of curves formed by a succession of curvilinear sections with discontinuity of the orientation of the tangent to the passage from one section to the next. In this case, the curvilinear portion of connection between two sections is determined by the angle formed by the tangents to the two sections at their junction point.

On se référera maintenant à la figure 5 qui montre un schéma par blocs d'un traceur faisant application du procédé de tracé continu selon l'invention. Reference will now be made to FIG. 5, which shows a block diagram of a tracer making use of the continuous tracing method according to the invention.

Le traceur reçoit des données d'entrée en provenance par exemple d'un calculateur hâte. Aucune adaptation particulière n'est nécessaire pour les données d'entrée fournies au traceur. Les données d'entrée ont les mêmes caractéristiques que celles utilisées avec les traceurs fonctionnant de façon traditionnelle. The plotter receives input data from, for example, a hasty calculator. No special adaptation is required for the input data supplied to the tracer. The input data have the same characteristics as those used with the tracers operating in a traditional way.

Il n'est donc pas nécessaire d'apporter de modification aux programmes utilisés par le calculateur, ce qui est un point important pour l'utilisateur du traceur.It is therefore not necessary to make changes to the programs used by the computer, which is an important point for the user of the tracer.

Les données d'entrée sont reçues par un dispositif de pilotage 30 qui délivre des données de commande à des chaines d'asservissement respectives 34, 35 commandant tes moteurs Mx et My d'entrainement se ton les axes X, Y. The input data is received by a driver 30 which outputs control data to respective servo chains 34, 35 controlling the drive motors Mx and My in the X, Y axes.

Conformément à l'invention, le dispositif de pilotage comprend un circuit de traitement 31, qui reçoit les données d'entrée et élabore des données d'entrée modifiées par introduction des parties curvilignes de raccordement, et un circuit 32 d'élaboration de données de commande qui reçoit les données d'entrée modifiées et délivre les données de commande correspondantes aux chaines d'asservissement. Les données de commande représentent, ae façon classique, les valeurs de consigne de position et de vitesse instantanées sur chacun des axes. According to the invention, the control device comprises a processing circuit 31, which receives the input data and produces modified input data by introducing the curvilinear connection portions, and a circuit 32 for generating data of command that receives the modified input data and delivers the corresponding control data to the servo-control chains. The control data represent, in a conventional manner, the instantaneous position and speed setpoint values on each of the axes.

Le dispositif de pilotage 30 utilise un circuit à microprocesseur pour traiter les données d'entrée afin de les transformer en données d'entrée modifiées puis pour convertir celles-ci en données de commande. The control device 30 uses a microprocessor circuit to process the input data to transform it into modified input data and then convert it into control data.

Pour le traitement des données d'entrée, les opérations réalisées par le circuit à microprocesseur comprennent, pour chaque raccordement :
- la détermination de l'angle formé par les deux vecteurs à raccorder (ou plus généralement l'angle formé par les tangentes aux deux tronçons de ligne à raccorder, au point commun à ceux-ci),
- la détermination du rayon de courbure maximal à respecter pour la partie de raccordement en fonction de l'angle déterminé, pour une précision requise sur le tracé, et
- la détermination des coordonnées des points de jonction de la partie curviligne de raccordement avec les deux vecteurs raccordés.For the processing of the input data, the operations performed by the microprocessor circuit include, for each connection:
the determination of the angle formed by the two vectors to be connected (or more generally the angle formed by the tangents to the two sections of line to be connected, at the point common to them),
the determination of the maximum radius of curvature to be observed for the connection part as a function of the determined angle, for a required accuracy on the plot, and
- The determination of the coordinates of the junction points of the curvilinear connecting portion with the two connected vectors.

Pour l'élaboration des données de commande, les opérations à réaliser par le circuit à microprocesseur comprennent
- la détermination pour chaque raccordement de la vitesse maximale compatible avec le seuil d'accélération fixe pour décrire la partie curviligne de raccordement,
- la détermination, pour la partie de chaque vecteur comprise entre deux parties curvilignes de raccordement (comme par exemple la partie B" C' du vecteur BC de la figure 3), de la phase de montée en vitesse à accélération constante depuis la vitesse à laquelle est décrite la partie de raccordement précédente jusqu 'à la vitesse maximale ou optimale prédéterminée, de la phase (éventuelle) à vitesse maximale ou optimale, et de la phase de descente en vitesse à décélération constante depuis la vitesse maximale ou optimale jusqu'à la vitesse à Laquelle la partie de raccordement suivante est décrite.For the development of the control data, the operations to be performed by the microprocessor circuit include
the determination for each connection of the maximum speed compatible with the fixed acceleration threshold to describe the curvilinear connection part,
determining, for the portion of each vector between two curvilinear connection portions (such as for example the portion B "C 'of the vector BC of FIG. 3), of the speed-up phase with constant acceleration from the speed to which is described the previous connection portion up to the predetermined maximum or optimum speed, the phase (if any) at maximum or optimum speed, and the deceleration rate at constant deceleration from the maximum or optimum speed up to the speed at which the following connection part is described.

Le procédé de tracé continu selon l'invention permet de réduire le temps d'exécution dans des proportions importantes dans le cas de dessins complexes tout en assurant une bonne qualité dynamique. Sa mise en oeuvre demande de préférence l'utilisation, sur chaque axe, d'une chaine d'asservissement précise qui, notamment, limite le trainage à une faible valeur. The continuous drawing method according to the invention makes it possible to reduce the execution time in large proportions in the case of complex designs while ensuring a good dynamic quality. Its implementation preferably requires the use, on each axis, of a precise servo chain which, in particular, limits the dragging to a low value.

Le trainage d'un asservissement est le retard de position réelle de l'organe asservi par rapport à la position de consigne. The slaving of a servocontrol is the actual positional delay of the slave member relative to the setpoint position.

Un moyen de réduire l-e trainage est d'augmenter le gain de l'asservissement, mais celui-ci est alors plus difficile à stabiliser.One way to reduce drag is to increase the gain of the servo, but it is then more difficult to stabilize.

Aussi, selon un mode préféré de mise en oeuvre de
L'invention, une correction de trainage est effectuée pour chaque chai ne d'asservissement en agissant directement sur le signal de commande du moteur d'entraînement correspondant Mx ou My, hors la boucle d'asservissement, par superposition d'un signal de correction de traînage ayant une composante fonction de l'accélération instantanée sur l'axe correspondant et éventuellement une composante fonction de la vitesse instantanée sur l'axe correspondant.Also, according to a preferred embodiment of
The invention, a dragging correction is performed for each servo chain by acting directly on the control signal of the corresponding drive motor Mx or My, outside the servo loop, by superimposing a correction signal. dragging having a component function of the instantaneous acceleration on the corresponding axis and possibly a component depending on the instantaneous speed on the corresponding axis.

Comme le montre la figure 6, une chaine d'asservissement suivant un axe, par exemple l'axe X, reçoit du dispositif de pilotage Px un signal xc qui représente la valeur de consigne de la coordonnée x de la tête d'impression par rapport au support d'impression le long de l'axe X. La valeur réelle instantanée xi de la coordonnée x est fournie par un capteur Dx, tel qu'un codeur optique couplé à l'axe du moteur Mx. La différence xc-xi est appliquée à un circuit correcteur d'asservissement Ax qui délivre un signal sx servant à élaborer une grandeur de commande du moteur
Mx.As shown in FIG. 6, an axis-dependent servocontrol chain, for example the X axis, receives from the control device Px a signal xc which represents the reference value of the x-coordinate of the print head relative to to the printing medium along the X axis. The actual instantaneous value xi of the x coordinate is provided by a sensor Dx, such as an optical encoder coupled to the motor axis Mx. The difference xc-xi is applied to a control servocontrol circuit Ax which delivers a signal sx used to develop an engine control variable
Mx.

Le circuit Ax peut être du type classique à action proportionnelle, intégrale et différentielle, c'est-à-dire que le gain du circuit Ax est de la forme
G (1 + ki/p + kv.p), les coefficients G, G.ki et G.kv étant les composantes respectivement proportionnelle, intégrale et différentielle du gain.The circuit Ax can be of the conventional type with proportional, integral and differential action, that is to say that the gain of the circuit Ax is of the form
G (1 + ki / p + kv.p), the coefficients G, G.ki and G.kv being respectively the proportional, integral and differential components of the gain.

Avec une tel le bouc Le d'asservissement comme avec tout autre de type classique, une limitation du gain aux hautes fréquences est nécessaire à la stabilité de l'asservissement. Par conséquent, la boucle d'asservissement ne peut corriger immédiatement un échelon, ou saut, d'accélération. Une première réaction de l'asservissement ne se produit que lorsqu'une différence sensible est détectée entre vitesse réelle et vitesse de consigne. A cette première réaction qui tend à annuler l'erreur de vitesse succède une réaction tendant à annuler le trainage accumulé pendant la phaseprécédente. L'équilibre entre vitesses réelle et de consigne, ainsi que l'égalité entre position réelle et position de consigne ne sont rétablis qu'à la fin de cette seconde phase. With such a plug control loop as with any other conventional type, gain limitation at high frequencies is necessary for the stability of the servo. Therefore, the servo loop can not immediately correct a step, or jump, acceleration. A first response of the servocontrol occurs only when a substantial difference is detected between the actual speed and the target speed. This first reaction, which tends to cancel the speed error, is followed by a reaction tending to cancel the trainage accumulated during the preceding phase. The balance between actual and target speeds, as well as the equality between actual position and set position are only restored at the end of this second phase.

Dans la chaîne d'asservissement de la figure 6, le trainage est supprimé par association d'une branche de commande directe à La boucLe d'asservissement qui vient d'être décrite. Des signaux sbx et svx sont additionnés au signal sx, hors de La boucle d'asservissement, pour former un signal de commande scx. Ce dernier est appliqué à un circuit de commande Cx pour élaborer la grandeur de commande du moteur Mx (un courant Ix dans le cas d'un moteur commandé en courant ou une tension Vx dans le cas d'un moteur commandé en tension ou une combinaison des deux). In the servocontrol chain of FIG. 6, the dragging is eliminated by association of a direct control branch with the servocontrol loop which has just been described. Signals sbx and svx are added to the signal sx, out of the servo loop, to form a scx control signal. The latter is applied to a control circuit Cx to develop the motor control variable Mx (a current Ix in the case of a current-controlled motor or a voltage Vx in the case of a voltage-controlled motor or a combination both).

Le signal sXx est proportionnel à L'accéLération instantanée gx et le signal svx est fonction de la vitesse instantanée vx de la tete d'impression par rapport au support d'impression le long de l'axe X. Les grandeurs ssx et vx sont
L'accélération et la vitesse de consigne telles que fournies par le dispositif de pilotage ou ces grandeurs sont disponibles.The signal sXx is proportional to the instantaneous acceleration gx and the signal svx is a function of the instantaneous speed vx of the print head relative to the print medium along the axis X. The quantities ssx and vx are
The acceleration and the set speed as provided by the control device or these quantities are available.

La commande directe n'est pas sujette aux limitations aux hautes fréquences. Dans La mesure où les relations entre les signaux syx, svx et les grandeurs ix, vx représentent la réalité physique de la chaîne cinématique considérée, l'accélération du mobile commandé reproduit un échelon, ou saut, de la valeur de consigne d'accélération avec un minimum de retard du à La seule constante de temps électrique du moteur. Dans le cas par exemple d'un moteur commandé en courant actionnant une cinématique de masse m présentant un coefficient de frottement visqueux kfv, la commande directe en courant a une composante proportionnelle à m.fx et une composante proportionnelle à kfv.vx. Si le moteur présente un frottement sec, le frottement visqueux etant négligeable, la composante fonction de la vitesse est une constante qui n'est liée qu'au sens de la vitesse. Dans le cas de frottements secs et visqueux, la composante fonction de la vitesse a un terme constant et un terme proportionnel à vx. Le terme proportionnel à L'accélération rx permet de produire la composante de force requise pour vaincre L'inertie des organes en mouvement en réponse à un saut d'accélération nécessaire sur la position de
L'organe mobile commandé. Ainsi, la boucle d'asservissement agit principalement aux basses fréquences où son gain élevé garantit la précision.Par contre, la commande directe, commande Les changements rapides de poussée sur l'organe mobile, Le gain unitaire de La commande directe, indépendant de la fréquence, dépassant celui de la boucle d'asservissement à partir de la fréquence.de coupure de celle-ci.Direct control is not subject to high frequency limitations. Since the relationships between the signals syx, svx and the variables ix, vx represent the physical reality of the kinematic chain under consideration, the acceleration of the controlled mobile reproduces a step, or jump, of the acceleration setpoint value with a minimum of delay due to the only electrical time constant of the motor. In the case for example of a current-driven motor driving a kinematic mass m having a viscous coefficient of friction kfv, direct current control has a component proportional to m.fx and a component proportional to kfv.vx. If the motor has a dry friction, the viscous friction being negligible, the component function of the speed is a constant which is only related to the direction of the speed. In the case of dry and viscous friction, the velocity component has a constant term and a term proportional to vx. The term proportional to the acceleration rx makes it possible to produce the component of force required to overcome the inertia of the moving parts in response to a necessary acceleration jump on the position of
The movable organ controlled. Thus, the servo loop acts mainly at low frequencies where its high gain guarantees accuracy. However, the direct control, control The rapid changes of thrust on the movable member, The unit gain of direct control, independent of the frequency, exceeding that of the servo loop from the cutoff frequency thereof.

Les coefficients entrant dans les signaux sffx et svx fonction des grandeurs Rx- et vx peuvent être déterminés espérimentalement pour un traceur donné et conserver ensuite longtemps des valeurs invariables en raison de la stabilité des caractéristiques du traceur et de la faiblesse des perturbations aléatoires auxquelles il est soumis. The coefficients entering into the signals sffx and svx depending on the quantities Rx- and vx can be determined hopefully for a given tracer and then for a long time maintain invariable values because of the stability of the characteristics of the tracer and the weakness of the random disturbances to which it is submitted.

Les conditions d'utilisation du traceur peuvent impliquer de possibles changements des caractéristiques d'une chaîne cinématique (par exemple changement de masse de la chaîne cinématique associée à l'axe Y Lors d'un changement de l'organe d'écriture). Dans ce cas, pour la chaine d'asservissement considérée, plusieurs valeurs des coefficients entrant dans Les fonctions S < x et svx peuvent être prédéterminées et enregistrées, la sélection des valeurs à empLoyer étant réalisée en fonction des conditions d'utilisation du traceur. The conditions of use of the tracer may involve possible changes in the characteristics of a kinematic chain (for example change of mass of the kinematic chain associated with the Y axis during a change of the writing member). In this case, for the servo-control chain considered, several values of the coefficients entering in the functions S <x and svx may be predetermined and recorded, the selection of the values to be implemented being carried out according to the conditions of use of the tracer.

Claims

A method of controlling a plotter for plotting on a print medium by controlling the relative displacement between a print head and the print medium from input data representative of a succession of sections line defining the route to be carried out, characterized in that it comprises the steps of

processing said input data to develop modified input data representative of said modified line sections by introducing curvilinear connection portions between successive line sections, and

controlling the relative displacement between the head and the print medium by means of said modified input data in order to obtain a plot reproducing the modified line sections connected by said curvilinear parts, so that all along the path obtained , the orientation of the tangent to the line does not present any discontinuity.

2. Method according to claim 1, characterized in that the curvilinear connection portion of two successive line sections is determined according to the accuracy required for the plot and the angle formed by the tangents to said two sections at the common point between these two unmodified sections.

3. Method according to any one of claims 1 and 2, characterized in that each curvilinear portion is a portion of the second-order curve.

4. Method according to any one of claims 1 to 3, wherein the relative displacement between the head and the print medium is performed along two different axes with, on each axis: a motor ensuring the relative drive between the head and the print medium along that axis; a circuit for generating a motor control variable from a control signal; and a control loop comprising a control circuit which receives two signals respectively representative of the actual position and of the reference position of the print head relative to the print medium,

along said axis, to provide an output signal function of

the difference between the received signals; characterized in that said

control signal is formed by superimposing on the output signal of the

servo circuit, out of the servo loop, a

trainage correction signal having at least one component

function of the instantaneous acceleration of the set point of the head

print relative to the print media along the axis

corresponding.

5. Method according to claim 4, characterized in that

The said trainage correction signal has a component

proportional to said instantaneous acceleration.

6. Process according to any one of claims 4 and

5, characterized in that said quantity of trainage correction

has a component depending on the instantaneous speed of

setpoint of the print head relative to the support

Printing along the corresponding axis.

7. Tracer comprising a print head (10), means (Mx, My) for controlling the displacement of the print head relative to a printing medium (20), and a control device (30) for controlling the displacement control means from input data representative of a succession of line sections defining a path to be performed, characterized in that the control device comprises

processing means (31) receiving said input data for producing modified input data representative of said modified line sections by introducing curvilinear connecting portions of successive line sections,

said modified input data being applied to the displacement control means in order to obtain a plot reproducing the modified line sections connected by said curvilinear parts, so that, all along the route obtained, the orientation The tangent to the line does not present any discontinuity.

8. Tracer according to claim 7, characterized in that said processing means (31) comprises means for evaluating the angle formed by the tangents to two successive line sections at the point common to these two unmodified sections to determine The curvilinear connecting part of said two sections according to said angle formed by the tangents.

9. Tracer according to any one of claims 7 and 8, wherein the print head (10) is movable relative to the print medium (20) along two different axes (X, Y) with, for each axis: a motor device (Mx) for moving the print head relative to the print medium along that axis; a control circuit (Cx) for generating a control quantity (Ix; Vx) of the motor from a control signal (scx); a sensor (Dx) for providing a signal (xi) representative of the actual instantaneous position of the print head relative to the print medium along said axis; and a servo circuit (Ax) connected to said sensor and to the control device (Px) for providing an output signal depending on the difference between the actual instantaneous positions Le and the setpoint of the head relative to the print medium , characterized in that the control circuit (Cx) is connected as input, on the one hand, to the output of the servocontrol circuit (Ax) and, on the other hand, directly to the control device (Px) for receiving at least one piece of information representative of the instantaneous acceleration (Sx) of the reference value of the print head relative to the print medium along the axis considered, so that the control signal (scx) is formed by superimposing on the output signal of the servocontrol circuit a train correction signal having at least one component (sXx) according to said instantaneous acceleration.

10. Tracer according to claim 9, characterized in that said drag correction signal has a component (sXx) proportional to said instantaneous acceleration (x).

11. Tracer according to any one of claims 9 and 10, characterized in that said trainage correction signal has a component (svx) function of the instantaneous speed reference (vx) of the print head relative to the support printing along the axis considered.