RU2069840C1

RU2069840C1 - Graph plotter

Info

Publication number: RU2069840C1
Authority: RU
Inventors: И.М. Зильберг; А.И. Чабанов
Original assignee: Научно-производственное объединение "Ротор"
Priority date: 1989-11-28
Filing date: 1989-11-28
Publication date: 1996-11-27

Abstract

FIELD: graphics, drawing. SUBSTANCE: invention is intended for simultaneous drawing of specified graphic image on information medium by several printing elements by their linear movement along coordinates X and Y. Graph plotter incorporates frame 1 which carries table-chart board 2 and granite guides 3. Linear electric motors of coordinate X are put on guides 3 and are composed of windingless secondary element 4 manufactured in the form of rack mounted rigidly on granite guide 3 over entire length of table-chart board 2, and mobile primary element 5 (inductor) on aerostatic supports (air cushions). On one and same secondary element 4 of linear electric motor of coordinate X there are mounted two and more mobile primary elements 5 (inductors) of linear electric motor of coordinate X. Linear electric motors of coordinate X may be installed both on one side of table-chart board and on both sides. If rods 7 are arranged in cantilever on both sides of table-chart board rods are positioned along plane of table with clearance A over face surface 10, carriages 8 are provided with protrusions 11 and are put on rod 7 for extension of printing element 9 beyond limits of over-all length of rod 7 by value of clearance A. EFFECT: simultaneous drawing of graphic image by several printing elements, enhanced drawing precision. 2 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к планшетным графопостроителям, предназначенным для высокоточного изготовления чертежей, электромонтажных и интегральных схем и круговых диаграмм в электротехнической, радиотехнической, электронной, приборостроительной, машиностроительной и в других областях техники народного хозяйства. The invention relates to tablet plotters, intended for high-precision manufacturing of drawings, wiring and integrated circuits and pie charts in electrical, radio engineering, electronic, instrument-making, machine-building and in other areas of national economy.

Цель изобретения повышение производительности при записи на крупноформатных носителях информации и точности позиционирования. The purpose of the invention is improving productivity when recording on large-format storage media and positioning accuracy.

На фиг. 1 показан общий вид графопостроителя при расположении кареток пишущими элементами как навстречу друг другу, так и последовательно в одну относительно штанг; на фиг. 2 кинематическая схема установки последовательно двух и более первичных элементов (индукторов) со штангами на одном вторичном элементе (рейке) линейного электродвигателя по одну сторону боковой поверхности стола-планшета; на фиг. 3 кинематическая схема расположения одного и более первичных элементов (индукторов) на вторичных элементах (рейках) линейных электродвигателях, установленных по обе стороны боковой поверхности стола-планшета; на фиг. 4 сечение А-А на фиг. 3. In FIG. 1 shows a general view of a plotter with the arrangement of carriages with writing elements both towards each other, and sequentially in one relative to the rods; in FIG. 2 kinematic diagram of the installation of two or more primary elements (inductors) in series with rods on one secondary element (rail) of a linear electric motor on one side of the side surface of the tablet table; in FIG. 3 kinematic diagram of the location of one or more primary elements (inductors) on the secondary elements (rails) of linear electric motors mounted on both sides of the side surface of the tablet table; in FIG. 4, section AA in FIG. 3.

Графопостроитель содержит станину 1 (фиг. 1), на которой установлены стол-планшет 2 и продольные гранитные направляющие 3. На направляющих 3 установлены линейные электродвигатели координаты Х, состоящие из безобмоточного вторичного элемента 4, выполненного в виде рейки и установленного жестко на гранитной направляющей 3, и подвижного первичного элемента 5 (индуктора) на аэростатических опорах 6 (воздушных подушках). На индукторе 5 перпендикулярно оси Х консольно жестко установлен вторичный элемент линейного электродвигателя координаты Y, выполненного в виде штанги 7, на которой установлен подвижно первичный элемент 8 линейного электродвигателя координаты Y, выполненного в виде каретки 8, на которой установлен пишущий элемент 9. Между торцевыми поверхностями 10 штанг 7 установлен зазор "А". Станина устанавливается на полу на регулируемых опорах (на чертеже не показано). Управление работой графопостроительная осуществляется от системы управления ЧПУ (на чертеже не показано). Вторичный элемент (рейка 4) электродвигателя координаты Х установлен жестко на направляющей 3 на всю длину боковой поверхности стола-планшета 2. The plotter contains a frame 1 (Fig. 1), on which a table-table 2 and longitudinal granite guides 3 are mounted. On the guides 3 there are linear electric motors of coordinate X, consisting of a winding-free secondary element 4, made in the form of a rail and mounted rigidly on the granite guide 3 , and a movable primary element 5 (inductor) on aerostatic bearings 6 (air cushions). On the inductor 5, perpendicular to the X axis, the secondary element of the linear coordinate Y motor in the form of a rod 7 is mounted on a cantilever rigidly mounted on which the primary element 8 of the linear coordinate motor Y of the coordinate 8 is mounted, made in the form of a carriage 8 on which the writing element is installed 9. Between the end surfaces 10 rods 7 clearance "A". The bed is mounted on the floor with adjustable supports (not shown in the drawing). The work of graph-construction is carried out from the CNC control system (not shown in the drawing). The secondary element (rail 4) of the X coordinate electric motor is mounted rigidly on the guide 3 for the entire length of the side surface of the table-tablet 2.

Электропривод координаты Х может устанавливаться как с одной стороны стола-планшета, так и с обоих его сторон, в зависимости от конструкции графопостроителя. На одном вторичном элементе 4 линейного электродвигателя координаты "Х" устанавливаются один, два и более первичных элемента с обмотками возбуждения (индукторов 5) со штангами 7, подвижной кареткой 8 и пишущим элементом 9. Подвижная каретка 8 с пишущим элементом 9 установлены на штанге 7 с возможностью выдвижения пишущего элемента с кареткой за габаритные размеры штанги 7 на величину, равную зазору А. Подвижная каретка 8 снабжена выступом 11 в сторону торцевой поверхности 10 штанги 7 для установки пишущего элемента 9, выходящего при необходимости за габаритную длину штанги 7 на величину зазора А. The X coordinate electric drive can be installed both on one side of the tablet table and on both sides, depending on the construction of the plotter. One, two or more primary elements with field windings (inductors 5) with rods 7, a movable carriage 8 and a writing element 9 are installed on one secondary element 4 of the linear electric motor of the X coordinate, the movable carriage 8 with the writing element 9 are mounted on the rod 7 s the possibility of extending the writing element with the carriage beyond the overall dimensions of the rod 7 by an amount equal to the gap A. The movable carriage 8 is provided with a protrusion 11 in the direction of the end surface 10 of the rod 7 to install the writing element 9, coming out if necessary for the overall length of the rod 7 by the size of the gap A.

Графопостроитель работает следующим образом:
На столе-планшете 2 методом вакуумного крепления располагают крупноформатные носители информации или отдельный набор форматных листов. На вход блоков управления линейными электродвигателями подаются электрические сигналы, пропорциональные текущим координатам Х и Y, например, в виде последовательности импульсов. Подвижные индукторы 5 линейного электродвигателя координаты Х и подвижные индукторы линейного электродвигателя координаты Y (каретка 8) линейно перемещаясь по вторичному элементу (рейка 4) и вторичному элементу (штанга 7) переносят пишущий элемент 9 в заданную точку (нулевую позицию). При подаче управляющих сигналов от системы управления ЧПУ в соответствии с установленной программой пишущий элемент 9 пишет заданную графическую зависимость на носителе информации.Plotter works as follows:
Large-format information carriers or a separate set of formatted sheets are placed on the table-tablet 2 by the method of vacuum fastening. Electric signals proportional to the current X and Y coordinates, for example, in the form of a sequence of pulses, are fed to the input of the linear motor control units. The movable inductors 5 of the linear coordinate motor X coordinate and the movable inductors of the linear motor coordinate Y (carriage 8) linearly moving along the secondary element (rail 4) and the secondary element (rod 7) transfer the writing element 9 to a given point (zero position). When applying control signals from the CNC control system in accordance with the installed program, the writing element 9 writes a predetermined graphical dependence on the storage medium.

При установке на один и тот же вторичный элемент (рейку 4) нескольких первичных элементов с обмотками возбуждения (индукторов 5) со штангами 7 и кареток 8 с пишущими элементами 9 электрические сигналы в виде последовательности импульсов подаются на каждый индуктор в соответствии с заданной программой от системы управления ЧПУ. Каждый пишущий элемент 9 работает в свободной зоне и может дополнять графическое изображение в соседней зоне (слева, справа, вверху) при выходе из этой зоны соседней каретки со штангой. Запись графического изображения в верхней соседней зоне (в зазоре А между торцевыми поверхностями 10 штанг 7) производится за счет выдвижения каретки 8 с пишущим элементом 9 за пределы габаритной длины штанги 7 на величину зазора А, за счет которого штанги 7, установленные на индукторах 5 по обе стороны стола-планшета, расходятся между собой. Каретки 8 с пишущим элементом 9 могут быть установлены на штангах 7 в разных вариантах в зависимости от потребности производства, плотности графического изображения и форматов носителей информации, например, каретки пишущим элементом могут быть установлены на штангах навстречу друг другу или последовательно по одну сторону расположения штанг 7 (см. фиг. 1-3). When several primary elements with field windings (inductors 5) with rods 7 and carriages 8 with writing elements 9 are installed on the same secondary element (rail 4), electrical signals are supplied to each inductor in accordance with a given program from the system CNC control. Each writing element 9 operates in a free zone and can complement the graphic image in the neighboring zone (left, right, top) when leaving the neighboring carriage with a bar out of this zone. The graphic image is recorded in the upper neighboring zone (in the gap A between the end surfaces of 10 rods 7) by extending the carriage 8 with the writing element 9 beyond the overall length of the rod 7 by the amount of the gap A, due to which the rod 7 mounted on the inductors 5 through both sides of the tablet table, diverge from each other. Carriages 8 with a writing element 9 can be installed on the rods 7 in different versions depending on the production needs, the density of the graphic image and formats of information carriers, for example, carriages with a writing element can be installed on the rods towards each other or sequentially on one side of the location of the rods 7 (see Figs. 1-3).

Индукторы 5 линейных электродвигателей координаты Х перемещаются над рейками 4 на аэростатических опорах 6 по гранитным направляющим 3. Механическая связь между первичными и вторичными элементами линейных электродвигателей отсутствует, т. к. относительное движение осуществляется магнитным полем. Трение между рабочими органами и направляющими практически равно нулю. Конструкция перемещения каретки 8 по штанге 7 линейного электродвигателя Y идентична конструкции перемещения индуктора 6 по направляющей 3 и рейке 4. Inductors 5 of linear electric motors of coordinate X move over the rails 4 on aerostatic bearings 6 along granite guides 3. There is no mechanical connection between the primary and secondary elements of linear electric motors, since relative motion is carried out by a magnetic field. Friction between the working bodies and the guides is almost zero. The design for moving the carriage 8 along the rod 7 of the linear motor Y is identical to the design for moving the inductor 6 along the guide 3 and the rail 4.

При подаче управляющих сигналов от системы управления ЧПУ по заданной программе, пишущий элемент 9 перемещается в заданную позицию одновременно по двум координатам Х и Y. Эти перемещения осуществляются вдоль направляющих с большими ускорениями и скоростями. Достигается высокая точность позиционирования в связи с отсутствием механического трения между органами перемещения. По заранее составленной программе система управления ЧПУ при необходимости производит автоматическую смену инструмента (фломастер, шариковая ручка, перо с чернилами, рапидограф и т.д.). Так как в заявляемом графопостроителе в узлах перемещения отсутствует трение, то точность и надежность достаточно высоки и не зависят от продолжительности эксплуатации графопостроителя. When applying control signals from the CNC control system according to a given program, the writing element 9 moves to a given position simultaneously along two coordinates X and Y. These movements are carried out along the guides with great accelerations and speeds. A high positioning accuracy is achieved due to the lack of mechanical friction between the moving organs. According to a pre-compiled program, the CNC control system, if necessary, automatically changes the tool (felt-tip pen, ballpoint pen, ink pen, speedograph, etc.). Since the claimed plotter in the nodes of movement there is no friction, the accuracy and reliability are quite high and do not depend on the duration of operation of the plotter.

Claims

1. A plotter containing a table-tablet, linear electric drives of coordinates X and Y, in one of which the movable primary element is made in the form of a carriage with a writing element, and the secondary element is made in the form of a rod, cantilever mounted on the movable primary element of a linear electric motor of a different coordinate, characterized in that, in order to improve performance when recording on large-format information carriers and positioning accuracy, the secondary element of another linear electric motor is made in the form of a rail Located along the entire length of the edge surface of the plate section, two or more primary movable element mounted thereon and the carriage bars disposed between the pairs of linear electric motors other coordinate set on rods writing elements towards each other or in the same direction sequentially arranged rods.

2. The plotter according to claim 1, characterized in that the rods cantileverly mounted on both sides of the tablet table are located on the plane of the table relative to each other with a gap on their end surface, and the movable carriages with a writing element are provided with protrusions towards the end surface of the rods and mounted on the rods with the possibility of extension beyond the overall length of the rod by the amount of clearance between the end surfaces of the rods.