JPS5837566B2 - 描画装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は原図を基とし、鋳物や機械加工品等に原図と
対応した図面を描く描画装置に関するものである。

従来、鋳物加工品や機械加工品に描画する方法としては
、それ等被描画物に対して基準線を設け、この基準線か
らの位置を計尺して印を附し、ケガキ線を描く方法が採
用されていた。

しかしながら、この様な方法では、基準線よりの計尺誤
差を生じやすく、また、大型鋳物や大型機械加工品に対
してのケガキ作業に時間がかかり、更に多量生産品の場
合、ケガキ線の位置のバラツキや作業者の個人差による
影響が生じやすく、高精度のケガキ線が描けない等の欠
点があった。

この発明は上記欠点を除去し、高精度でバラツキが極め
て少なく、シかも早く描画し得る描画装置を提供せんと
するものである。

以下実施例を示す図に従い、本発明を詳細に説明する。

第１図ａ ”−’ ｃは読取装置を示すもので、台１０
１上に載置された原図となる図面１０２に対して、読取
ヘッド１０４が走査し得る様、横軸ガイドレール１０３
、クロスヘッド１０５、縦軸ガイドレール１０６、横軸
送りネジ１０γ、縦軸送りネジ１０８がそれぞれの関係
位置を保持して配置されている。

そして、ステップモーターＭ１の正転により、縦軸送り
ネジ１０８を介して読取ヘッド１０４がＸ１方向に送ら
れ、逆転によりＸ２方向に送られる。

また、ステップモーターＭ３およびＭ４の正転により横
軸送りネジ１０７を介してクロスヘッド１０５、従って
読取ヘッド１０４がＹ１方向に送られ、逆転によりＹ２
方向に送られる。

第２図ａ−ｄはケガキ装置を示すものであって、台２０
１上にケガキされる被加工物２０２が載置固定されてお
り、ケガキ針２０３が被加工物２０２にケガ十線を描け
るようケガキヘッド２０４、シャフト２０５、クロスヘ
ッド２０６、ガイドレール２０１、縦軸送りネジ２０８
、支持アーム２０＆ガイド溝２１１、横軸送りネジ２１
２、クロスヘッド２１３等が設けられている。

２１０はシャフト２０５を上下に移動させ、被加工物２
０２とケガキ針２０３との間隔を調整するハンドルであ
る。

そして、ステップモーターＭ２の正転により、縦軸送り
ネジ２０８を介してクロスヘッド２０６がＸ３方向に送
られ、逆転によりＸ４方向に送られる。

また、ステップモーターＭ５およびＭ６の正転により、
横軸送りネジ２１２を介してクロスヘッド２０６、従っ
てケガキヘッド２０４がＹ３方向に送られ、逆転により
￥４方向に送られる。

第３図は第１図の読取ヘッド１０４の読取動作と、その
読取動作によって第２図のケガキヘッド２０４のケガキ
針２０３を動作させる原理を説明するものであって、３
０１はレーザー発振器、３０２はそのレーザー光線を１
０μ以下に集光させ、鋭いビームにするレンズ群である
。

３０３はミラーで台１０１上に載置された図面１０２に
レーザービームを当て、その反射光をミラー３０４、レ
ンズ３０５を介して光電変換素子３０６に受光させ、図
面１０２からの反射光量を電気信号に変換する。

図面１０２と読取ヘッド１０４との相対的移動に応じて
、図面１０２からの反射光量が変化した場合、その変化
量は光電変換素子３０６によって電気量の変化、例えば
直流電圧の変化に変換され、増幅器Ａにより増幅され、
比較器ＣＰにより基準電圧電源Ｅの電圧と比較される。

増幅器Ａの出力電圧が基準電圧電源Ｅの電圧を超える場
合、比較器ＣＰは出力を発生する。

比較器ＣＰの出力はインバーターＩＮＶにより反転され
、マグネットドライバーＭＤに印加される。

従って、図面１０２に線が描かれており、そのため反射
光量が少ない場合は比較器ＣＰの出力は０であり、イン
バーターＩＮＶは出力を発生してマグネットドライバー
ＭＤを動作させ、マグネツ｝ＭＧを励磁する。

マグネットＭＧの動作により、アーマチュア３０１は吸
引され、スプリング３０９の弾撥力に抗してケガキ針２
０３を下方へ降下させる。

３０８はケガキ針２０３に固定されたリングであって、
スプリング３０９の弾撥力によって常時はケガキ針２０
３を上方に位置させている。

そうして、ケガキ針２０３が被加工物２０２上に降下す
ることにより、被加工物２０２上に描画がなされる。

第４図はステップモーターＭ１〜Ｍ６を駆動する駆動回
路のブロック図であり、第５図はそのタイムチャートで
、第４図に０で示した部分の動作波形を示している。

スイッチＫ１をＯＮとするとパルス発振器ＰＧが一定周
期のパルスを発生する。

Ｇ１，Ｇ２は切替ゲートであり、Ｏ〜１間がＯＮ，Ｃに
入力がある時０〜２間がＯＮとなる。

パルス発振器ＰＧのパルス出力は切替ゲートＧｌ ，
Ｇ２を経て増幅器Ａｍ，Ａ２に送らわ、ステップモータ
ーＭｌ，Ｍ２を回動して各々読取ヘッド１０４、ケガキ
ヘッド２０４を移動させる。

ステップモーターＭ１，Ｍ２は同一パルスで駆動される
ため、両ヘッド１０４，２０４は正確に同期して移動す
る。

切替ゲートＧ１の出力は同時にカウンターＣＴ１に印加
される。

このカワンターは所定数のパルスを計数するごとに一つ
のパルスを発生し、双安定マルチ回路ＦＦ１，ＦＦ２を
反転させる。

カウンターＣＴＩの出力パルスは、同時にカウンターＣ
Ｔ２をリセットする。

双安定マルチ回路ＦＦＩの出力は切替ゲー｝Ｇｌに加え
られ、該ゲートのＯ〜２間がＯＮとなってパルス発振器
ＰＧからのパルスは増幅器Ａ３〜Ａ６に送られ、ステッ
プモーターＭ３〜Ｍ６を同期駆動する。

ステップモーターＭ３〜Ｍ６は同一パルスで駆動される
ため、読取ヘッド１０４、ケガキヘッド２０４は以前と
９０°異なる方向に正確に同期して移動する。

切替ゲートＧ１の出力は同時にカウンターＣＴ２に印加
される。

このカウンターは所定数のパルスを計数するごとに一つ
のパルスを発生し、カウンターＣＴ１双安定マルチ回路
ＦＦ１を各々リセットする。

これにより切替ゲートＧ１は最初の状態に戻り、そのＯ
〜１間にパルスを通過させる。

一方、双安定マルチ回路ＦＦ２はカウンターＣＴ１のパ
ルスにより反転したままとなっているため、切替ゲート
Ｇ２を最初の状態と反対の状態に維持し、そのＯ〜２間
にパルスを通過させる。

このノマルスはインバーターＩＮＶＩによりマイナスパ
ルスに変換され、増幅器Ａ’ｌ，Ａ２を介してステップ
モーターＭ１，Ｍ２を逆転させる。

このようにして、ステップモーターＭｌ，Ｍ２は正転、
逆転をくり返し、読取ヘッド１０４を図面１０２上に、
またケガキヘッド２０４を被加工物２０２上に走査させ
る。

そして、両ヘッドは正転、逆転の切換のたびにステップ
モーターＭ３〜Ｍ６により所定の幅だけ移動されること
となり、所定の面積を順次走査していく。

その走査過程において読取ヘッド１０４は図面１０２の
線（明暗）を読取り、ケガキヘッド２０４は対応して被
加工物２０２にケガキを行なう。

なお、Ｋ２は逆転スイッチであり、インバーターＩＮＶ
２，増幅器Ａ３〜Ａ６を介してステップモーターＭ３〜
Ｍ６を逆転させるためのものである。

尚、前記読取ヘッド１０４とケガキヘッド２０４とを同
期駆動する時、それ等を移動させる送りネジのピッチを
適当に選定することにより、図面１０２上の原図と被加
工物２０２上の図とを相似形とすることも、合同図形と
することも、または対数比例などの任意の比例図形とす
ることも可能である。

すなわち、例えば、原図の円をもとに被加工物上に円を
描くだけでなく楕円を描くこともできる。

また、ケガキ針に墨を与えずとも、被加工物上に塗料を
塗布しておき、ケガキ針でその表面をけずり、作図する
ことも可能である。

更に読取ヘッド、ケガキヘッドを固定し、原図、被加工
物を移動させてもよい。

以上説明したように本発明によれば、レーザー発振器よ
り発生したレーザービームをレンズ群で集光し原図に照
射し反射したビームをミラーで光電変換素子で受光しそ
の出力を基準値と比較器で比較し原図を読取る如くなし
ており、従来の如く一般光を用いたものに比べて、その
反射光のＳＮ比が良好で正確な読取り出力を得ることが
でき、しかもビーム径の微小なレーザービームをさらに
集光して用いているので極めて精密な読取りができる。

また被力旺物へのケガキは被加工物面に対して接触・非
接触動作するケガキ針を用いており、従来のレーザー光
による焼痕付与、焼切等を行うものの如く被加工物の材
質によってレーザーの温度に耐えられず著しく損傷を受
ける恐れがなく、ケガキ対象物が限定さへあるいはビー
ムの温度調節が必要である等の欠点がなく、どのような
加工物に対しても一様に図形を付すことができる。

更にまた、読取ヘッド及びケガキヘッドはそれぞれ原図
及び被加工物に対してパルスモーターを用いた走査手段
にて相対的に移動し、前記パルスモーターは一定周期の
パルスに基いて駆動出力を作り出す駆動回路で制御する
如くなしたので、従来の如くモーターを単にその電源と
の断続によって制御するものと異なり、読取ヘッドとケ
ガキヘッドの走査を簡単な構或で自動的に、しかも正確
に同期させることができ、被加工物に対して高精度の描
画を行うことができ、また多量生産を行う場合にもケガ
キ動作の再現性が極めて良く、多量の被加工物に均等な
ケガキを高能率で行うことができる。

さらに読取ヘッド及びケガキヘッドをそれぞれ読取り及
びケガキ動作に必要な部品を一体化したため、装置全体
として小型となり、生産性が向上し、メインテナンスの
点でも優れている等の利点がある。

【図面の簡単な説明】

図面はこの発明の一実施例を示すもので、第１図ａは読
取装置の平面図、同ｂは同正面図、同Ｃは第１図ｂのＩ
−Ｉ線断面側面図、第２図ａはケガキ装置の正面図、同
ｂは同側面図、同Ｃは第２図ａのｎ−ｎ線断面図、同ｄ
は第２図ｂの■一■線断面図、第３図は第１図の読取ヘ
ッドの読取動作とその読取動作によって第２図のケガキ
ヘッドのケガキ針を動作させる原理の説明図、第４図は
ステップモーターの駆動制御回路のブロック図、第５図
はそのタイムチャートである。 １０２・・・・・・図面、１０４・・・・・・光学ヘッ
ド、２０２・・・・・・被加工物、２０３・・・・・・
ケガキ針、２０４・・・・・・ケガキヘッド、３０１・
・・・・ルーザ発振器、３０２・・・・・・レンズ群、
３０３，３０４・・曲ミラー、３ｏ５・・・・・・レン
ズ、３０６・・・・・・光電変換素子、３０１・・・・
・・アーマテユア、Ａ・・・・・・増幅器、ＣＰ・・・
・・・比較器、Ｅ・・・・・・基準電圧電源、ＩＮ■・
・・・・・インバータ、ＭＤ・・・・・・マグネツドド
ライバ、ＭＧ・・・・・・マグネット、Ｍ１〜Ｍ６・・
・・・・ステップモーター。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ レーザー発振器より発生したレーザービームをレン
   ズ群を介して集光した後ミラーを介して原図に照射しそ
   の反射レーザービームを光電変換素子に導くようにした
   読取ヘッドと、ケガキ針を被加工物に接触・非接触動作
   して描画するケガキヘッドと、前記読取ヘッドの光電変
   換出力を基準値と比較する比較器と、比較器の出力に基
   いて前記ケガキヘッドのケガキ針の動作を制御するドラ
   イバーと、原図に対して前記読取ヘッドをＸ方向及びｙ
   方向に相対的に移動させるステップモーターを備えた第
   １の走査手段と、被加工物に対して前記ケガキヘッドを
   Ｘ方向及びｙ方向に和対的に移動させるステップモータ
   ーを備えた第２の走査手段と、入力した一定周期のパル
   ス信号を常時は第１の出力端子に送出しゲート切替信号
   がある時は第２の出力端子に送出する第１の切替ゲート
   ，第１の切替ゲートの第１の出力端子より入力した信号
   を常時は第１の出力端子に送出し、ゲート切替信号があ
   る時は第２の出力端子に送出する第２の切替ゲート，第
   ２の切替ゲートに入力するパルスを所定数計数する毎に
   １つのパルスを発生する第１のカウンタ，第１の切替ゲ
   ートの第２の出力端子より出力されるパルスを所定数計
   数する毎に１つのパルスを発生する第２のカウンタ，第
   １のカウンタのパルス出力でセットし第１の切替ケート
   へゲート切替信号を与え第２のカウンタのパルス出力で
   リセットする第１のフリツプフロツプ，第１のカウンタ
   のパルス出力でセット・リセットを繰り返し第２の切替
   ゲートへゲート切替信号を与える第２のフリツブフロツ
   プ，信号をマイナスに反転する第１及び第２のインバー
   タとからなるパルスモーターの駆動回路とを有し、前記
   第１及び第２の走査手段のＸ方向用ステップモーターを
   前記駆動回路の第２の切替ゲートの第１の出力端子の出
   力または第１のインバータを介した第２の切替ゲートの
   第２の出力端子の出力で駆動し、前記第１及び第２の走
   査手段のｙ方向用のステップモーターを前記駆動回路の
   第１の切替ゲートの第２の出力端子の出力そのまま，ま
   たは第２のインバータを介した出力で駆動するようにし
   たことを特徴とする描画装置。