SU989322A1

SU989322A1 - Two-coordinate drawing device

Info

Publication number: SU989322A1
Application number: SU813310628A
Authority: SU
Inventors: Вячеслав Васильевич Грушин; Константин Брониславович Довнар
Original assignee: Предприятие П/Я Р-6495
Priority date: 1981-07-02
Filing date: 1981-07-02
Publication date: 1983-01-15

Description

Изобретение относится к оборудованию, используемому в сиатемах машинного проектирования, предназначено для обеспечения вывода графической информации.The invention relates to equipment used in computer-aided design systems, designed to provide output of graphical information.

Известно двухкоординатное чертежное устройство, содержащее основание и расположенные на нем исполнительные механизмы горизонтальной и вертикальной координат.Known two-coordinate drawing device containing a base and actuators located on it horizontal and vertical coordinates.

Исполнительный механизм горизонтальной координаты состоит из барабанов, соединенных, приводом, охватывающей барабаны конвейерной ленты с перфорационными отверстиями, взаимодействующими со штырями барабанов. Лента несет неподвижно закрепленный на ней с помощью липкой ленты носитель записи графической информации — чертежную бумагу. 'The horizontal coordinate actuator consists of drums connected by a drive covering the conveyor belt drums with perforation holes interacting with the drum pins. The tape carries a recording medium of graphic information, fixed on it with adhesive tape, drawing paper. ''

Исполнительный механизм вертикальной координаты состоит из чертежной головки, расположенной на каретке,, взаимодействующей посредством гибкой тяги с приводом.The vertical coordinate actuator consists of a drawing head located on the carriage, interacting by means of a flexible traction with a drive.

Двухкоординатное чертежное устройство содержит также датчики перемещения, предназначенные для ограничения рабочего поля вычерчивания и обозначения исходного (базового) положения (чертежной головки,с кареткой перед ^началом вычерчивания, причем по оси координат Ί датчиками перемещения служат обычные концевые выключатели, а по оси координат Х-датчики давления, срабатывающие при набегании на барабан определенного участка ленты И·The two-coordinate drawing device also contains displacement sensors designed to limit the drawing working field and to indicate the initial (base) position (drawing head, with a carriage before ^ drawing start, moreover, conventional limit switches serve as displacement sensors along the coordinate axis Ί, and X- coordinates along the coordinate axis pressure sensors that are triggered when a certain section of the tape is run onto the drum AND

За счет малой инерционности исполнительных механизмов это устройство позволяет достичь очень,высокой производительности при вычерчивании. Однако при транспортировании ленты барабанами исполнительного механизма горизонтальной координаты ее перфорационные отверстия испытывают дополнительную нагрузку от инерционной силы, возникающей при вращении веддмого барабана, следствием чего является деформация указанных отверстий, преждевременный износ ленты и снижение точности вычерчивания.Due to the low inertia of the actuators, this device allows to achieve a very, high productivity when drawing. However, when the tape is transported by the drums of the actuator of the horizontal coordinate, its perforations experience additional load due to the inertial force arising from the rotation of the wedge drum, which results in deformation of these holes, premature wear of the tape and a decrease in the accuracy of drawing.

При перемещении в режиме разгон — торможение чертежной головки, о кареткой, взаимодействующей с приводом исполнительного механизма вертикальной координаты, посредством гибкой тяги упругие деформации гибкой тяги передаются на каретку и жестко закрепленную на ней чертежную головку,When moving in the acceleration - braking mode of the drawing head, about the carriage, which interacts with the actuator of the vertical coordinate actuator, by means of flexible traction, elastic deformations of the flexible traction are transmitted to the carriage and the drawing head rigidly fixed to it,

989322 ' в результата чего снижается точность вычерчивания.989322 'as a result of which the accuracy of drawing is reduced.

Целью изобретения является повыше* ние точности -вычерчивания.The aim of the invention is to increase the accuracy of -circulation.

Цель достигается тем, что двухко- «ординатное чертежное устройство, со- ³держащее основание, исполнительный механизм горизонтальной координаты, включающий соединенные с приводом барабаны go штырями, охватываемые перИтерированной лентой, несущей носитель θ записи графической информации, исполнительный механизм вертикальной координаты, включающий чертежную головку, установленную на каретке, соединенной посредством гибкой тяги с 15 приводом, и датчики перемещения исполнительных механизмов, имеет разгрузочное приспособление, выполненное в виде охватывающей барабаны гиб-, кой тяги, несущей подвижный упор 20 для взаимодействия с датчиком перемещения Исполнительного механизма горизонтальной координаты, и демпфирующее приспособление, выполненное в виде чувствительных к силовому 25 воздействию элементов, расположенных по обе стороны чертежной головки и жестко закрепленных на каретке для взаимодействия с гибкой тягой каретки и чертежной головкой. 3QThe goal is achieved by the fact that the two-dimensional ordinal drawing device, ³ containing the base, the horizontal coordinate actuator, including go drums with pins connected to the drive, covered by an peri-ter tape, supporting the graphic information recording medium θ, the vertical coordinate actuator, including the drawing head mounted on a carriage connected by a flexible rod with a 15 drive, and actuator displacement sensors, has an unloading device made in the form of a flexible rod covering the drums, bearing a movable stop 20 for interacting with a horizontal coordinate actuator displacement sensor, and a damping device made in the form of elements sensitive to the force 25 located on both sides of the drawing head and rigidly mounted on the carriage for interactions with flexible carriage traction and drawing head. 3Q

Демпфирующее приспособление может быть выполнено в виде сообщающихся сильфонов.The damping device can be made in the form of communicating bellows.

На фиг.1 показано двухкоординатное чертежное устройство (конструк- 35 тивная схема), вид спереди^ на фиг.2.разгрузочное устройство исполнительного механизма вертикальной координаты, продольный разрез.Figure 1 shows a two-coordinate drawing device (structural diagram), front view ^ in figure 2. Unloading device of the actuator of the vertical coordinate, longitudinal section.

Двухкоординатное чертежное устрой-^ство (фиг.1) содержит основание 1, на котором расположены механизм 2 горизонтальной координаты X и исполнительный механизм 3 вертикальной координаты 9 . Исполнительный механизм 2 координаты X имеет малоинер- 45 ционные барабаны 4 и 5 с приводом 6 (редуктор, электродвигатель), охватывающую· барабаны ленту 7 с перфора ционными отверстиями.The two-coordinate drawing device (FIG. 1) contains a base 1, on which are located the mechanism 2 of the horizontal coordinate X and the actuator 3 of the vertical coordinate 9. The actuator 2 of the X coordinate has low-inertia drums 4 and 5 with a drive 6 (gearbox, electric motor), covering the drums with a tape 7 with perforation holes.

На ленте 7 подвижно закреплен с помощью липкой ленты 8 носитель записи графической информации — чертежная бумага 9. Ведущий барабан 4 имеет по краям штыри 10, взаимодействую-„ щие с перфорированными отверстиями ленты 7. Исполнительный механизм 2 имеет также разгрузочное приспособление 11, выполненное в виде охватывающей барабаны 4 и 5 гибкой тяги — тро- _ са 12, несущей подвижный упор 13, взаимодействующий в крайних точках рабочего поля по оси координат X с датчиками перемещения 14 ленты 7. Датчиками перемещения могут служить обычные концевые выключатели. При . 65 этом ведомый барабан 5 выполнен составным: к нему жестко крепится разрезной диск 15, в который уложен трос 12. Разрезной диск 15 состоит из секторов 16, имеющих радиальные пазы. Сектора 16 крепятся к бараба- . ну 5 с помощью винтов (не показаны)я Исполнительный механизм 3 координаты У имеет чертежную головку 17 (фиг.2), расположенную на каретке 18, взаимодействующей посредством Гибкой тяги-троса 19 с приводом 20 (редуктор, электродвигатель), разгрузочное приспособление 21, выполненное в виде чувствительных к силовому воздействию элементов — сообщающихря между собой сильфонов 22 и 23, расположенных по обе стороны чертежной головки 17 и жестко закрепленных на каретке 18 и взаимодействующих с тросом 19 и чертежной головкой 17.On the tape 7, the recording information recording medium — drawing paper 9 — is movably fixed with adhesive tape 8. The leading drum 4 has pins 10 along the edges that interact with the perforated holes of the tape 7. The actuator 2 also has an unloading device 11 made in the form flexible drums covering drums 4 and 5 — cable 12, carrying a movable stop 13, interacting at extreme points of the working field along the coordinate axis X with displacement sensors 14 of the belt 7. Conventional end switches can serve as displacement sensors Atelier. At. 65, this driven drum 5 is made integral: a split disk 15, into which the cable 12 is laid, is rigidly fixed to it. The split disk 15 consists of sectors 16 having radial grooves. Sectors 16 are attached to the drum. Well, 5 using screws (not shown), I The actuator 3 of the Y coordinate has a drawing head 17 (Fig. 2), located on the carriage 18, which interacts by means of the Flexible traction cable 19 with the drive 20 (gearbox, electric motor), an unloading device 21, made in the form of force-sensitive elements - communicating between themselves bellows 22 and 23 located on both sides of the drawing head 17 and rigidly mounted on the carriage 18 and interacting with the cable 19 and the drawing head 17.

Исполнительный механизм 3 содержит также датчик перемещения 24 (фиг.1) каретки 18 с чертежной головкой 17. Датчики перемещения 24 расположены в крайних точках рабочего поля по оси координат У , причем также, как по оси координат X, ими могут быть обычные концевые выключатели.The actuator 3 also contains a displacement sensor 24 (Fig. 1) of the carriage 18 with a drawing head 17. The displacement sensors 24 are located at the extreme points of the working field along the coordinate axis Y, and also, like the coordinate axis X, they can be ordinary limit switches.

Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.

Лента 7 (фиг.1) исполнительного механизма 2 координаты X и чертежная головка 17 с кареткой 18 устанавливаются с пульса управления (не показан) в исходное (базовое) положение, определяемое при срабатывании датчиков перемещения 14 и 24 исполнительных механизмов 2 и 3. Один раз, во время наладки подбирается необходимое передаточное отношение между барабанами и 5 путем перемещения секторов 16 в радиальном направлении и выбора необходимого диаметра разрезного диска 15 с последующей фиксацией секторов 16 к барабану 5. Эта операция выполняется для согласования движения барабанов 4 и 5 и ленты 7.Tape 7 (figure 1) of the actuator 2, the X coordinate and the drawing head 17 with the carriage 18 are installed from the control pulse (not shown) in the initial (base) position, determined when the displacement sensors 14 and 24 of the actuators 2 and 3 are triggered. Once , during commissioning, the necessary gear ratio between the drums and 5 is selected by moving the sectors 16 in the radial direction and selecting the required diameter of the split disk 15 with subsequent fixing of the sectors 16 to the drum 5. This operation is performed to coordinate movement of the drums 4 and 5 and the tape 7.

Обычный режим работы устройства — разгон — торможение. При вычерчивании по оси координат X программно управляемые' сигналы подаются на привод 6, при этом приходят в движение барабан 4, лента 7 и барабан 5.The normal mode of operation of the device is acceleration - braking. When plotting along the coordinate axis X, program-controlled signals are supplied to drive 6, while drum 4, tape 7 and drum 5 are set in motion.

Одновременно приходит в движение диск 15, жестко скрепленный g барабаном 5, при этом на диск 15 и барабан через трос 12 разгрузочного приспособления 11 передается тяговое усилие, направленное противоположно силе инерг ции барабана 5. За счет этого лента 7 и ее перфорированные отверстия, вэаи- .модействующие со штырями 10 барабана 4, разгружаются, от действия силы и инерции барабана 5, воспринимаемой тросом 12 разгрузочного приспособления.At the same time, the disk 15, rigidly fastened g by the drum 5, comes into motion, while the traction force is transmitted to the disk 15 and the drum through the cable 12 of the unloading device 11, directed opposite to the inertia force of the drum 5. Due to this, the tape 7 and its perforated holes . acting with the pins 10 of the drum 4, are unloaded from the action of the force and inertia of the drum 5, perceived by the cable 12 of the unloading device.

При подаче по программе управляюЩих воздействий на чертежную головКУ 17 ее регистрирующий орган (перо) опускается и производит, вычерчивание линии на чертежной бумаге 9 по оси координат Х₆в направлении движения ленты 7. Вычерчивание по оси координат к ведется в области, ограниченной датчиками перемещения 14 ленты 7. В случае задания программой большего отрезка, чем предусмотрено размерами рабочего поля, в направлении оси координат X происходит отключение приводов 6 с помощью подвижного упора 13, взаимодействующего с датчиком перемещения 14, и возврат ленты 7 а закрепленной чертежной бумагой 9 в базовое положение.When applying the program of control actions to the drawing head 17, its recording organ (pen) is lowered and draws a line on the drawing paper 9 along the coordinate axis X ₆ in the direction of movement of the tape 7. Drawing along the coordinate axis k is carried out in the area limited by displacement sensors 14 tapes 7. If the program sets a larger length than is provided by the dimensions of the working field, in the direction of the coordinate axis X, the drives 6 are turned off using a movable stop 13 interacting with the displacement sensor 14, and the return of the tape 7 and fixed drawing paper 9 in the base position.

При вычерчивании по оси координат/ 5 программно управляемые сигналы подаются на привод 20 (фиг.1), при этом приходит в движение трос 19. Каретка 18, связанная с тросом 1^, и чертежная головка 17, расположенная на каретке, за счет инерционной силы остаются в первый момент на месте. Также на месте остается в тот же момент и деформирующее приспособление 21, закрепленное на каретке 18, расположенное симметрично по обе стороны чертежной головки 17 и взаимодействующее с чертежной головкой и тросом посердством сообщающихся сильфонов 22 и 23 (фиг.2). Трос 19 при заданном ускорении оказывает давление на сильфон 22, расположенный справа или слева от чертежной головки 17 в зависимости от направления ее движения. Например, при движении каретки' 18· с чертежной головкой 17 вправо сильфон 22 (фиг.2), расположенный слева, испытывает давление со стороны троса 19, при этом он деформируется и его объем уменьшается, а в сильфоне 22, расположенном справа от чертежной головки 17, давление со стороны троса 19 уменьшается и давление в нем уменьшается. Жидкость или газ по каналу между сообщающимися сильфонами 22 и 23 перетекает из сильфона 22 в сильфон 23, расположенных слева от чертежной головки 17, из сильфона 23 в сильфон 22, расположенных справа от чертежной головкиWhen plotting along the coordinate axis / 5, program-controlled signals are supplied to the drive 20 (Fig. 1), while the cable 19 is moving. The carriage 18 connected to the cable 1 ^ and the drawing head 17 located on the carriage due to inertial force remain at the first moment in place. Also in place at the same moment is the deforming device 21, mounted on the carriage 18, located symmetrically on both sides of the drawing head 17 and interacting with the drawing head and the cable by the cord of communicating bellows 22 and 23 (Fig. 2). The cable 19 at a given acceleration exerts pressure on the bellows 22, located to the right or left of the drawing head 17, depending on the direction of its movement. For example, when the carriage '18 · with the drawing head 17 moves to the right, the bellows 22 (Fig. 2), located on the left, experiences pressure from the side of the cable 19, while it is deformed and its volume decreases, and in the bellows 22, located to the right of the drawing head 17, the pressure from the side of the cable 19 decreases and the pressure therein decreases. Liquid or gas flows through the channel between the communicating bellows 22 and 23 from the bellows 22 to the bellows 23 located to the left of the drawing head 17, from the bellows 23 to the bellows 22 located to the right of the drawing head

17.,При этом чертежная головка 17 перемещается в направлении движения каретки и относительно нее, компенсируя погрешность, возникшую в устройстве по оси координат у. Причем возникающие колебания гасятся за счет демпфирующих свойств жидкости или га,за. Выбрав необходимые параметры по жесткости сильфонов 22 и 23 во время наладки, можно свести возникающие погрешности (выбеги) практически к нулю.17., In this case, the drawing head 17 moves in the direction of movement of the carriage and relative to it, compensating for the error that occurred in the device along the coordinate axis y. Moreover, the oscillations arising are damped due to the damping properties of the liquid or ha, per. By choosing the necessary parameters for the stiffness of the bellows 22 and 23 during setup, it is possible to reduce the resulting errors (run-outs) to almost zero.

В случае задания программой большего отрезка, чем предусмотрено размерами рабочего поля, происходит от-¹ключение привода 20 при взаимодействии каретки 18 с датчиком перемещения 24 и каретка возвращается в базовое положение. ’In the case of the program segment more tasks than prescribed working area sizes, there is ¹ The relative Turning the drive carriage 20 by reacting 18 with a displacement sensor 24 and the carriage returns to the base position. ''

Вычерчивание может производиться одновременно по осям координатX и У.Drawing can be carried out simultaneously along the coordinate axes X and Y.

Предлагаемое устройство имеет высокую эффективность при вычерчивании са скоростью до 0,7 м/с и программируемом ускорении до 9,81 м/с при этом повышается точность вычерчивания при- динамической погрешности i0,l мм.The proposed device has high efficiency when tracing with a speed of up to 0.7 m / s and programmable acceleration up to 9.81 m / s, while increasing the accuracy of tracing the dynamic error i0, l mm.

Claims

in effect, the accuracy of the drawing is reduced. The aim of the invention is to increase the accuracy of drawing. The goal is achieved by the fact that a two-coordinate drawing device, containing a base, an horizontal coordinate actuator, including connected to the drive, with pins, covered by a perforated tape, carrying graphic information records, a vertical coordinate inserting mechanism, including a drawing head, mounted on the carriage, connected by means of flexible cable with the drive, and the movement sensors of the actuating mechanisms, has a discharge device, made in the form of a drum covering gig bearing a movable stop for interacting with a horizontal coordinate actuator displacement sensor, and a damping device made in the form of force-sensitive elements located on both sides of the drawing head and rigidly mounted on a carriage for interaction with a flexible Go carriage and drawing head, the damping device can be made in the form of communicating bellows. Fig. 1 shows a two-coordinate drawing device (structural diagram), front view; in fig. Unloading device of the executive mechanism of the vertical coordinate, longitudinal section. The two-coordinate drawing device (figure 1) contains the base i, on which the mechanism 2 of the horizontal coordinate X and the actuator 3 of the vertical coordinate 9 are located. The actuator 2, the jC coordinates, has low-inertia drums 4 and 5 with a drive 6 (gearbox, electric motor), which encompasses the drums belt 7 with perforations. On the tape 7, it is movably secured with a sticky tape 8 carrier ea,. the graphic information is written on the paper 9. The driving drum 4 has pins 10 along the edges, interlocking with the perforated holes of the tape 7. The actuating mechanism 2 also has a discharge device 11 made in the form of a covering drum 4 and 5 gi - Pca 12, carrying a movable stop 13, interacting at the extreme points of the working field along the X axis with the displacement sensors 14 of the belt 7 The usual limit switches can serve as displacement sensors. At the same time, the driven drum 5 is made composite: a slotted disk 15 is rigidly attached to it, in which a cable 12 is laid. A slotted disk-15 is attached from sectors 16 having radial grooves. Sectors 16 are attached to the baraba-. Well 5 with lipstick screws (not shown) ii The actuator 3 coordinates has a drawing head 17 (FIG. 2) located on the carriage 18, interacting with the Flexible cable 19 with the drive 20 (gearbox, electric motor), the discharge device 21 , made in the form of force-sensitive elements - communicating between each other bellows 22 and 23, located on both sides of the drawing head 17 and rigidly mounted on the carriage 18 and interacting with cable 19 and drawing head 17. Actuator 3 sod rzhit also movement sensor 24 (Figure 1) of the carriage 18 with the drawing head 17. The movement sensors 24 are located at the extreme points of the working floor on the coordinate axis V, and as well as on the coordinate axes X, these may be conventional limit switches. -, The device works in a dim way. The tape 7 (Fig. 1) of the actuator 2 coordinates and the drawing head 17 with the carriage 18 are mounted from a control pulse (not shown) to the initial (basic) position determined when the motion sensors 14 and 24 of actuators 2 and 3 are triggered. Once , during adjustment, the required gear ratio between the drums 4 and 5 is selected by moving the sectors 16 in the radial direction and selecting the required diameter of the split disc 15 with subsequent fixation of the sectors 16 to the drum 5. This operation is performed to agree movement of the drums 4 and 5 and the tape 7. The normal operation of the device is acceleration - braking. When plotting along the coordinate axis X, the programmatically controlled signals are fed to the actuator 6, while the drum 4, the tape 7 and the drum 5 come into motion. At the same time, the disk 15 rigidly attached to the drum 5 comes in motion, while the disk 15 and the drum 5 through the cable 12 of the unloading device 11, the traction force directed opposite to the inertia force of the drum 5 is transmitted. Due to this: the tape 7 and its perforated holes interacting with the pins 10 of the drum 4 are unloaded from the force and inertia of the drum 5 perceived by the cable ohm 12 unloading device. When a control action is applied to the drawing head 17, its registering body (pen) is lowered and draws a line on drawing paper 9 along the X axis in the direction of the belt 7. The axis is drawn in the area bounded by the sensors 7 of the belt 7 In the case of a larger section set by the progrgshma than the size of the working field, in the direction of the coordinate axis X, the actuators 6 are disconnected by means of the movable stop 13, which interacts with the displacement sensor 14, and returning the tape 7 with the fixed drawing paper 9 to the basic position. When plotting along the coordinate axis, the program-controlled signals are fed to the actuator 20 (Fig. 1), while the cable 19 starts moving. The carriage 18 associated with the cable 1 and the drawing head 17, located on the carriage, by the inertial force remain at the first moment on the spot. Also at the same time remains the deforming device 21, mounted on the carriage 18, located symmetrically on both sides of the drawing head 17 and interacting with the drawing head and the cable due to the tenacity of the bellows 22 and 23 (Fig. 2). The cable 19, at a given acceleration, exerts pressure on the sylphs 22, located to the right or left of the drawing head 17, depending on the direction of its movement. For example, when moving the carriage 18 with the drawing head 17 to the right, the bellows 22 (Fig. 2) located on the left experiences a dissociation from the side of the cable 19, while it deforms and its volume decreases, and in the bellows 22 located to the right of the drawing head 17, the pressure from the cable 19 decreases and the pressure in it decreases. A fluid or gas through the channel between the I and {BIS and bellows 22 and 23 flows from the bellows 22 to the bellows 23 located to the left of the drawing head 17, from the bellows 23 to the bellows 22 located to the right of the drawing head 17 .. At this, the drawing head 17 moves in the direction of the carriage movement and relative to it, to compensate for the error that has arisen in the device along the coordinate axis y. Moreover, the resulting oscillations are quenched due to the damping properties of the liquid or gas. By selecting the required parameters for the stiffness of the bellows 22 and 23 during adjustment, it is possible to reduce the resulting errors (runouts) to almost zero. In the case of setting the pEugram larger than the size of the working floor, the drive 20 is disconnected when the carriage 18 interacts with the displacement sensor 24 and the carriage returns to the basic position. Drawing can be done simultaneously on the X and Y coordinate axes. The proposed device has high efficiency when drawing with. at a speed of up to 0.7 m / s and programmed acceleration up to 9.81 m / s-, while increasing the accuracy of drawing of the dynamic error of 40.1 mm. Claim 1. A two-axis drawing device comprising a base, an actuator of the horizontal coordinate, including - connected to the drive drums with pins, covered by a perforated tape, a carrier of a recording medium of graphic information, an actuator of the vertical coordinate, including a drawing head mounted on the carriage connected by means of a flexible cable with a drive, and sensors of transferring actuators, characterized in that, in order to increase the accuracy of drawing Nor, it has an unloading device, v made in the form of encompassing flexible drums, carrying a movable stop for interaction with the displacement sensor of the horizontal coordinate actuator, and a deforming device made in the form of force-sensitive elements located along both sides of the drawing heads and rigidly attached to the carriage for the 4th way with a flexible pull of the carriage and a drawing head.

2. The device according to Clause 1, which is based on the fact that the damping device is made in the form of co-communi p bellows. Sources of information taken into account in the examination: 1. UK patent No. 146232 1 cl. 6013) 9/38, 1977 (prototype). ig 18 2221 / J 17 2223 3