ГРАФОПОСТРОИТЕЛЬ Российский патент 1996 года по МПК G01D15/00 

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.

Цель изобретения повышение производительности при записи на крупноформатных носителях информации и точности позиционирования.

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.

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.

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.

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.

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).

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.

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.

Изобретение предназначено для одновременного вычерчивания несколькими пишущими элементами заданного графического изображения на носителях информации путем линейного перемещения пишущих элементов по координатам Х и Y. Планшетный графопостроитель содержит станину 1, на которой установлены стол-планшет 2 и 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 на всю длину стола-планшета 2, подвижного первичного элемента 5 (индуктора) на аэростатических опорах 6 (воздушных подушках). На одном и том же вторичном элементе 4 линейного электродвигателя координаты Х установлены два и более подвижных первичных элемента (индуктора 5) линейного электродвигателя координаты Х. Линейные электродвигатели координаты Х могут быть установлены как с одной стороны стола-планшета, так и с обеих сторон. При консольном расположении штанг 7 по обе стороны стола-планшета 2, штанги устанавливаются по плоскости стола с зазором "А" по торцевой поверхности 10, а каретки 8 снабжены выступами 11 и установлены на штанге 7 с возможностью выдвижения пишущего элемента 9 за пределы габаритной длины штанги 7 на величину зазора "А". 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Графопостроитель, содержащий стол-планшет, линейные электроприводы координат X и Y, в одном из которых подвижный первичный элемент выполнен в виде каретки с пишущим элементом, а вторичный элемент выполнен в виде штанги, консольно установленной на подвижном первичном элементе линейного электродвигателя другой координаты, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности при записи на крупноформатных носителях информации и точности позиционирования вторичный элемент другого линейного электродвигателя выполнен в виде рейки и расположен вдоль всей длины боковой поверхности стола-планшета, на нем установлены два и более подвижных первичных элемента, а каретки между попарно расположенными штангами линейных электродвигателей другой координаты установлены на штангах пишущими элементами навстречу друг другу или в одну сторону последовательно расположенным штангам. 2. Графопостроитель по п. 1, отличающийся тем, что штанги, консольно установленные по обе стороны стола-планшета, расположены по плоскости стола относительно друг друга с зазором по их торцевой поверхности, а подвижные каретки с пишущим элементом снабжены выступами в сторону торцевой поверхности штанг и установлены на штангах с возможностью выдвижения за габаритную длину штанги на величину зазора между торцевыми поверхностями штанг.