JPH01271300A - 自動製図装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、製図板上に張設された用紙に自動的に作図を
行なう自動製図装置に関する。

〔従来の技術〕

自動製図装置は、作図データを与えることにより、製図
板上に張設された用紙に自動的に作図を行なう装置であ
る。このような自動製図装置の概略を図により説明する
。

第４図は自動製図装置の概略構成の斜視図である。図で
、１は製図板を示し、この製図板１上に用紙が張設され
る。Ｘ、Ｙは製図板１上の座標軸を示す。製図板１はＸ
−Ｙ平面を成している。製図板１の上下には、図示され
ていないが、Ｘ軸方向にＸ軸シールが設けられている。

２は上下のＸ軸シール間に装架されたＹビームであり、
Ｘ軸シール上をＸ軸駆動機構（図示されていない）によ
り移動せしめられる。３は作図用のペンおよびこのペン
の昇降を行なうペン駆動機構を支持するキャリヤであり
、Ｙビーム２にＹ軸方向に移動自在に支持されている。

通常、製図板１はある角度θだけ傾けた状態で使用され
る。

第５図は第４図に示すキャリヤ３の駆動機構の系統図で
ある。図で、３は第４図に示すものと同じキャリヤ、５
はキャリヤ３を連結した駆動ワイヤ、６は駆動ワイヤ５
を懸架するプーリ、７は一方のプーリ６と連結されたギ
ヤである。８はキャリヤ３をＹ軸方向に駆動させるモー
タ、９はモータ８のビニオンである。ビニオン９はギヤ
７と噛合っている。これらはすべてＹビーム２上に装架
される。１０は自動製図装置の制御装置である。

作図を実施する場合には、製図板１上に所定の用紙を所
定位置に張設し、制御部１０に作図データを入力する。

これにより、キャリヤ３のペンがペン駆動機構により下
降し、Ｘ軸駆動機構およびＹ軸駆動機構（モータ８．ビ
ニオン９．ギヤ７゜プーリ６、駆動ワイヤ５）は作図デ
ータに応じて駆動され、この結果、用紙上に作図データ
に対応する図が措かれる。例えば、作図データのＹ軸方
向成分のデータは制御装置１０で当該データを処理して
得られた電圧とされモータ８に与えられ、モータ８は当
該電圧に応じた速度で駆動され、キャリヤ３をＹ軸方向
にモータ８の速度に比例した速度で移動させＹ軸方向成
分の線分が描かれることになる。Ｘ軸方向成分の線分は
、Ｙビーム２をＸ軸シール上に移動させることにより描
かれる。

〔発明が解決しようとする問題点］ ところで、キャリヤ３は、ペンおよびペン駆動機構を支
持しているので、全体の重量は可成りの大きさになる。

したがって、その静止摩擦力も大きく、起動時にはモー
タ８に大きな起動トルクが要求される。今、製図板１が
水平に置かれている場合を考えると、キャリヤ３の重量
のため、モータ８に印加される電圧ｖＨとキャリヤ３の
移動速度Ｖとの関係は完全な比例関係とはならない。こ
れを図により説明する。

第６図はキャリヤの移動速度の特性図で、横軸にモータ
８の電圧■９．縦軸にキャリヤ３の移動速度Ｖがとっで
ある。図から明らかなように、いずれの移動方向におい
ても、最小移動指令を与えても移動が行なわれない不感
帯Ｖ、が存在する。

即ち、キャリヤ３の重量が大きいので、モータ８に加え
られる電圧■９が■、以下の場合、移動指令が出力され
ているにもかかわらずキャリヤ３は移動しない。そして
、制御装置１０に入力される移動指令が積算されてゆき
、その値が電圧Ｖ、を超えたときはじめてキャリヤ３が
移動することになる。したがって、移動時の移動の立上
がりは可成り遅れるという問題があった。

上記は、製図板１が水平に置かれた場合についての考察
であるが、製図板１が第４図に示すように角度θだけ傾
けて設置されている場合にはキャリヤ３の移動速度の特
性はその態様を異にする。

今、キャリヤ３の重量による特性を考えず、傾きによる
影響のみに着目すると、この場合のキャリヤ３の移動速
度の特性は第７図に示す特性となる。

第７図で横軸にはモータ８の電圧■。が、又、縦軸には
キャリヤ３の移動速度Ｖがとっである。部ち、Ｙ軸の負
方向には、キャリヤ３に作用する重力Ｍ９のＹ軸方向の
成分（Ｍ　ｑ　　・５ｉｒ１θ）の力が作用するため、
キャリヤ３を停止させておくためのトルクを発生させる
電圧■９が必要となる。

以上のことから、キャリヤ３の重量および製図板１の傾
きの両者を考慮したときのキャリヤ３の移動速度の特性
は第８図に示す特性となる。第８図で、横軸にはモータ
８の電圧ｖＭが、縦軸にはキャリヤ３の移動速度Ｖがと
っである。図から明らかなように、第８図に示す特性は
、第６図および第７図の特性を重ねた特性である。さら
に図から明らかなように、不１ｖ、は依然として存在し
ているばかりでなく、Ｙ軸の正方向の不感帯■、。

は値（■９　＋　Ｖ　ｔ　）　、Ｙ　軸ノａ　方向ノ不
ａ帯■−ｖは値（ｖｒ−ｖ、）となる。これは、キャリ
ヤ３の移動方向によって、移動指令に対する応答の遅れ
に差が生じることを意味し、特にＹ軸の正方向の応答の
遅れが大きくなるという好ましくない結果を生じていた
。そして、このような応答遅れの存在は、Ｘ軸およびＹ
軸の合成線分を描く場合、起動時において所期の線分に
歪みを発生することになる。

キャリヤ３の重量による上記の影響は、キャリヤ３の停
止時においても不感帯が存在するのであるから、キャリ
ヤ３の起動時のみならずその停止時にも生じるのは明ら
かであり、この場合、その影♂は停止位置の精度の低下
となって現れる。即ち、不易゛帯が存在すると、電圧Ｙ
１４が不売滞にあるとき、キャリヤ３がどの位置で停止
するか定まらないことになる。

第４図および第５図に示す自動製図装置においては、キ
ャリヤ３の駆動機構はＹビーム２上に装架される構成と
なっている。これに対して、当該駆動機構をキャリヤ３
に装架する型の自動製図装置もあり、このような自動製
図装置にあっては、キャリヤ３の重量がさらに大となり
、これにしたがって上記の悪影つも太き（なるのは明ら
かである。

本発明の目的は、上記従来技術の課題を解決し１、　　
作図用ペンが取付けられる支持体（キャリヤ）の移動に
おいて生じる不感帯の影響を除去することができる自動
製図装置を提供するにある。

〔課題を解決するための手段］ 上記の目的を達成するため、本発明は、製図板と、作図
用ペンが取付けられた支持体と、この支持体を前記製図
板上で移動させる駆動機構と、入力される作図データに
応じて前記駆動機構の駆動を制御する制御部とを備えた
自動製図装置において、前記製図板の（頃き角を検出す
る角度検出器と、この角度検出器で検出された角度およ
び前記支持体の重量に応じて補正値を演算する補正値演
算手段と、前記作図データを増幅して前記駆動機構に出
力するとともに前記補正値演算手段の演算値に応じて特
性が変化せしめられる増幅器とを設けたことを特徴とす
る。

〔作用〕

補正値演算手段は、角度検出器で検出された製図板の傾
き角度を入力し、この角度と、既知である支持体の重量
とに基づいて所要の補正値を演算し、これに応じた電圧
を増幅器に出力する。これにより、増幅器の入出力電圧
の特性が変化する。

この状態で、増幅器に作図データを処理して得られた電
圧が入力すると、駆動機構には、増幅器の補正された特
性に応じた駆動電圧が出力される。

この補正された特性は、当該駆動電圧におけろ不１を発
生させない。

〔実施例〕

以下、本発明を図示の実施例に基づいて説明する。

第１図は本発明の実施例に係る自動製図装置の制御部の
一部のブロック図である。図で、１１は制御部に設けら
れたパワー増幅器である。パワー増幅器１１は、演算増
幅器１２．電流増幅器１３゜抵抗器Ｒ，，Ｒ，，Ｒ３，
およびダイオードＤ＋、Ｄｚで構成されている。１４は
製図板１の傾き角度θを検出する角度検出器であり、検
出した角度に比例した信号を出力する。１５．１６はそ
れぞれパワー増幅器１１の特性の負側および正側のオフ
セット電圧を補正する補正値演算器である。

次に、本実施例の動作を第２図および第３図に示す特性
図を参照しながら説明する。制御部に作図データが入力
すると、マイクロコンピュータで構成される演算処理装
置は当該作図データに基づいて各軸毎に移動指令値を作
成する。この移動指令値はＤ／Ａ変換器で移動指令電圧
に変換される。

パワー増幅器１１に入力される電圧Ｖ、がこの移動指令
電圧である。

一方、角度検出Ｂ１４はそのときの製図板１の傾き角度
θを検出してこれを補正値演算器１５゜１６に入力する
。今、この検出値を角度θ、とすると補正値演算器１５
は次式の演算を行なって補正値Ｖ、を得、これを電圧と
して出力する。

Ｖ、、＝　（Ｋ−ｓｉｎ　θ、　＋Ｖｆ）　＝（Ｖ、　
＋Ｖｒ　）−−−−−−・（１） 又、補正値演算器１６は次式の演算を行ない電圧として
出力する。

Ｖ−＝　（Ｋ−ｓｉｎ　θＩ−ｖ、）＝　（Ｖ、−ｖ、
”）・・−・−・（２） なお、上記（１）、　（２）式において、Ｋは比例定数
、Ｖ９．、Ｖ、は第６．７．８図に示す電圧である。

これらの補正電圧Ｖ。、■−が入力されている場合、移
動指令電圧Ｖ、が０のとき、ダイオードＤ＋、Ｄｚがオ
フで出力電圧Ｖ、はＯである。この状態で、例えば正の
移動指令電圧■、が入力されると、その瞬間に演算増幅
器１２、電流増幅器１３は開ループゲインとなり、ダイ
オードＤ、がオンとなるまで、出力電圧■９は直ちにあ
る電圧ＶＯ２となる。この電圧■θ１は、角度θに基づ
く補正値■。に応じた電圧である。ダイオードＤ、がオ
ンとなると演算増幅１１２に電流帰還が働き、出力電圧
ｖ１４は演算増幅器１２の増幅率（Ｒ１／Ｒ２）を比例
定数とし、移動指令電圧Ｖ、に比例して変化することに
なる。移動指令電圧Ｖアが負の場合も上記の動作に？！
しる。この動作が第２図に示されている。

第２図はパワー増幅器の特性図である。実線は傾斜角度
がθ、である場合の特性を示す。移動指令電圧■、がＯ
を僅かに超えると出力電圧ｖ、４は電圧Ｖつ、まで急速
に立上がり、以後、移動指令電圧Ｖ、に応じて直線的に
変化する。この直線の傾きが値（Ｒ１／Ｒ２）となる。

移動指令電圧■。

の負の領域においてもこれに準じる。

製図板１の傾き角度θが小さくなると、前記（１）。

（２）式の補正電圧の値が低下するのは明らかである。

今、製図板１の傾き角度θ２が角度θ、より小さい角度
である場合、パワー増幅器１１のキ寺性は第２図に一点
鎖線で示す特性となり、さらに、角度θ３が角度θ２よ
り小さい角度の場合、破線で示す特性となる。

製図板の傾き角度が変化したときのキャリヤ速度特性は
第３図に示すものとなる。第３図で、横軸にモータ電圧
■９が、縦軸にキャリヤ速度Ｖがとっである。移動指令
電圧Ｖ、がパワー増幅器１１に入力されると、モータ電
圧■。は補正電圧に応じたある電圧から正又は負の方向
に増加してゆくので、□キャリヤ３は直ちに移動を開始
する。なお、第３図で、製図板１の傾き角度θ６．θ２
．θ、の特性は、第２図と同じく、実線、−点鎖線、破
線で示されている。

このように、本実施例では、製図板の傾き角度およびキ
ャリヤのｔｌに基づいて補正値演算器で補正電圧を演算
し、パワー増幅器の特性を、移動指令に対して補正電圧
が原点となるような特性としたので、上記重量や角度の
如何にかかわらず不すの存在を除くことができ、これに
より、キャリヤのＹ軸方向の移動の応答遅れを防止する
ことができ、かつ、その停止位置の精度を保持すること
ができる。

（発明の効果〕 以上述べたように、本発明では、製図板の傾き角度を角
度検出器で検出し、検出された角度と支持体の重量に基
づいて補正値演算手段で補正値を演算し、この補正値に
応じて増幅器の特性を変更するようにしたので、製図板
の傾きおよび支持体の重量の如何にかかわらず不売滞の
存在・を除くことができ、これにより、支持体のＹ軸方
向の移動の応答遅れを防止し、かつ、その停止位置の精
度を保持することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例に係る自動製図装置の制御部の
一部のブロック図、第２図は第１図に示すパワー増幅器
の特性図、第３図は製図板の傾斜角度が変化したときの
キャリヤの移動速度の特性図、第４図は自動製図装置の
斜視図、第５図はキャリヤの駆動機構の系統図、第６図
、第７図および第８図はそれぞれ従来のキャリヤの移動
速度の特性図である。 １−・・・製図板、２−・−−−−−Ｙビーム、３−・
・・・−・キャリヤ、８−・−モータ、１０−−−−−
−一制御部、１１・−・−・−・パワー増幅器、１２・
−・−演算増幅器、１４−−−一−−−角度検出器、１
５．１６・−−−−−・−補正演算器。 第１図 第４図 第５図 第６図 第７図　　　　　　　第８図 ／

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 製図板と、作図用ペンが取付けられた支持体と、この支
   持体を前記製図板上で移動させる駆動機構と、入力され
   る作図データに応じて前記駆動機構の駆動を制御する制
   御部とを備えた自動製図装置において、前記製図板の傾
   き角を検出する角度検出器と、この角度検出器で検出さ
   れた角度および前記支持体の重量に応じて補正値を演算
   する補正値演算手段と、前記作図データを増幅して前記
   駆動機構に出力するとともに前記補正値演算手段の演算
   値に応じて特性が変化せしめられる増幅器とを設けたこ
   とを特徴とする自動製図装置