Чертежный прибор Советский патент 1992 года по МПК B43L13/02 

Изобретение относится к чертежным приборам и предназначено для использования при автоматизированном и ручном проектировании.

Известен чертежный прибор координатного типа, содержащий раму, верхнюю горизонтальную направляющую, каретки горизонтального и вертикального хода и чертежную доску, дополнительно имеющий нижнюю горизонтальную направляющую и две боковые вертикальные направляющие с каретками, жестко соединенными с рамой, на каждой каретке установлены ролики, а линейки выполнены в виде бесконечных многослойных лент, одна из которых расположена на роликах вертикальных кареток, а

другая - на роликах горизонтальных кареток, при этом в точке пересечения ленты соединены между собой. Кроме того, прибор снабжен механизмом поворота доски в горизонтальной плоскости, а доска имеет форму круга.

Прибор предназначен для работы вручную, что ограничивает его производительность. Круглая форма доски нерациональна и вращение ее вызывает вредные инерционные массы. Пишущий узел на гибких линейках недостаточно точен.

Прибор громоздкий и у него не используется значительная полезная площадь для черчения, расположенная между рамой и круглой доской (особенно в углах).

VI

CJ

GJ ю

XI CJ

Известен чертежный прибор, содержащий укрепленную на верхнем торце чертежной доски горизонтальную направляющую и установленную на ней с возможностью перемещения вертикальную направляю- щую с кареткой, соединенной механизмом с чертежной головкой, имеющей линейки, причем поворотный механизм содержит скобу, центрирующие упоры, соединенные с концами скобы и установленные на верти- кальной оси симметрии каретки и закрепленную на скобе горизонтальную ось, связанную с чертежной головкой. Этот прибор предназначен для работы вручную, что ограничивает его производительность, и он не предназначен для вычерчивания радиусных или иных кривых. Прибор не снабжен пишущим узлом и занимает большие габариты.

Наиболее близким к изобретению является автоматизированный чертежный при- бор координатного типа, содержащий основание, укрепленную в его верхней части горизонтальную направляющую с кареткой, на которой установлены две пары роликов, расположенные по обеим сторо- нам, направляющей, оси которых перпенди- кулярны плоскости основания, балку, консольно соединенную с кареткой и несущую ползун с пишущим штифтом и верхними и нижними шкивами, два шкива, установленных на конце балки, привод горизонтального перемещения каретки с барабаном, привод вертикального перемещения ползуна с барабаном и гибкой связью, охватывающую барабан и шки- вы, причем он имеет две дополнительные горизонтальные направляющие, установленные в верхней части основания, дополнительные ролики, попарно установленные на каретке с осями, параллельными плоско- сти основания, четыре дополнительных шкива, два из которых соосны, установленных на каретке, и опорные ролики, расположенные на свободном конце балки, при этом пары дополнительных роликов распо- ложены по обеим сторонам каждой дополнительной направляющей, нижний шкив ползуна имеет диаметр, больший диаметра остальных шкивов, а ось его наклонена к плоскости основания.

Однако конструкция такого устройства сложна, так как в ней применен привод с гибкой нитью и сложной кинематикой, и предусмотрены три горизонтальные направляющие с односторонним их располо- жением относительно графопостроителя. Прибор не предназначен вести работы без программы, не работоспособен без подачи электроэнергии, не способен обеспечить

работы по конструкторской (проектной) графической разработке изделий (проектов), не обеспечивает вычерчивание наклонных линий без сложения движений. Прибор обладает пониженной точностью из-за неравномерной вытяжки гибких нитей их проскальзывания на барабанах и из-за сложной кинематики, его быстродействие ограничено.

Цель изобретения - повышение удобства в пользовании и расширение диапазона решаемых задач графического построения.

Указанная цель достигается тем, что чертежный прибор, содержащий основание, балку с каретками, установленную подвижно с возможностью перемещения по основанию, дополнительную каретку с пишущим элементом и управляемый электромеханический привод для перемещения кареток, снабжен второй дополнительной кареткой с поворотной линейкой, на которой установлена подвижно каретка с пишущим элементом, а электромеханический привод перемещения кареток выполнен состоящим из линейных управляемых двигателей со статорами в виде зубчатых реек, закрепленных неподвижно, которые связаны с установленными на них каретками посредством зубчатых колес для формирования шагового сигнала в датчиках управления, и из шагового электродвигателя с зубчатым колесом и с храповиком для вращения и для стопорения поворотной линейки. Пишущий элемент этого прибора выполнен в виде цангового карандаша, управляемого посредством копира, закрепленного в крайнем положении каретки на поворотной линейке с возможностью взаимодействия с нажимной кнопкой цангового карандаша, а на основании закреплена планка для настройки длины выступающей наружу части грифеля цангового карандаша.

Кроме того, балка и поворотная линейка выполнены пустотелыми для размещения в них кареток и зубчатых реек линейных управляемых двигателей, а снаружи на них закреплены масштабные линейки для измерения перемещений.

На фиг, 1 изображен прибор, вид сверху; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - схема чертежного прибора.

Чертежный прибор (далее прибор) состоит из основания (доски) 1 с продольно закрепленными на нем (ней) по краям двумя направляющими 2, на которые устанавливаются опорные каретки 3 балки 4. К лицевой поверхности основания 1 крепится фигурная планка 5. Прибор снабжается выносным пультом 6, жгутом 7 для питания от сети.

Вдоль направляющих 2 с выносом от основания 1 с помощью кронштейнов 8 крепится статор 9 в виде зубчатой рейки, например, прямоугольного сечения и проходит сквозь проем в дальней от оператора части балки 4. Внутри балки 4 со статором 9 взаимодействует закрепленная к балке каретка 10 с линейным управляемым двигателем (далее ЛУД) одноименной позиции охватывающим статор 9. Корпус каретки снабжен роликами для движения вдоль статора. Верхние ролики 11 каретки опорные, а нижние 12 подпружинены к ним, причем по середине одного из роликов 11 закреплен зубчатый венец 13 (в виде колеса), перекатывающийся по соответствующей зубчатой рейке своего статора для формирования шагового сигнала в датчиках управления и находящийся в зацеплении со своей шестерней 14 отсчитывающего устройства счетчиков (счетчики не показаны). ЛУДы и их каретки имеют одноименные позиции. Конструкция последующих в приборе кареток и ЛУДов однотипная. В балке 4 продольно закреплен также статор 15 взаимодействующий с кареткой ЛУДа 16 (второй дополнительной кареткой), несущей на себе внутри балки 4 катушку 17, храповик 18 взаимосвязанный механически с зубчатым колесом 19 шагового двигателя (в сборе не показан) и несущей снаружи балки 4 подшипниковый узел 20 шарнирного соединения с пустотелой поворотной линейкой (далее поворотной линейкой) 21 с закрепленной на ней масштабной линейкой 22, копиром 23 и содержащей внутри себя продольно закрепленный статор 24, представляющий зубчатую рейку. Снаружи к балке 4 закреплена масштабная линейка 25 для измерения перемещений.

Шарнирное соединение между кареткой 16 (второй дополнительной кареткой) и поворотной линейкой 21 обеспечивается с помощью пальца 26, зафиксированного от вращения в поворотной линейке и входящего в состав подшипникового узла 20. На цилиндрическую поверхность пальца 26 надето зубчатое колесо 19 со шпонками 27, которые входят в зацепление с пазами (фиг. 3) подпружиненной чертежной головки 28 при ее опускании и фиксации (фиксатор не показан) относительно пальца 26, сжимая пружину 29. В этом положении обеспечивается механическое соединение зубчатого колеса 19 шагового двигателя с поворотной линейкой 21. Верхнее положение чертежной головки 28 под действием пружины 29 не исключает ее механическую связь с поворотной линейкой 21 через палец 26, но устраняет ее взаимодействие с зубчатым колесом 19 шагового двигателя,

т.е. при этом шаговый двигатель отключается.

В поворотной линейке 21 расположена каретка с ЛУДом 30 (дополнительная каретка), взаимодействующая со статором 24 и несущая на себе снизу пластину с закрепленным к ней пишущим узлом 31, а сверху- подпружиненный кронштейн 32 с головкой 33 и соединенный также с пишущим узлом

0 31. Указательная стрелка 34, закрепленная на каретке с ЛУДом 30, позволяет вести измерение перемещений по масштабной линейке 22.

Пишущий узел 31 (фиг. 2) прикреплен

5 своим корпусом 35 (не показан) снизу к каретке 30 (дополнительная каретка) через пластину, имеющую возможность поступательно перемещаться вверх-вниз вместе с ним на величину хода пишущего узла 31, его

0 пишущий элемент 36 в виде цангового карандаша установлен в корпусе 35 и несет на себе в верхней части втулку 37, при крепленную также к кронштейну 32.

Пишущий элемент 36 управляется по5 средством копира 23, закрепленного на поворотной линейке 21 в крайнем положении каретки 30 (дополнительная каретка) с возможностью взаимодействия с нажимной кнопкой 38 цангового карандаша, а на осно0 вании 1 закреплена планка 5 для настройки длины выступающей наружу части грифеля 39 цангового карандаша.

В корпусе 35 встроена катушка 40 (фиг. 3), сердечник 41 (не показан) и пружины (не

5 показаны), обеспечивающие автоматическую подачу грифеля 39 по мере его износа при предусмотренных режимах работы. Грифель 39 тонкий и не требует периодической заточки. Пульт 6 содержит устройства

0 для электрического управления прибором в предусмотренных режимах работы и циферблаты линейных и угловых величин.

Прибор работает следующим образом. Работа прибора от сети начинается с

5 подключения шагового двигателя путем зацепления чертежной головки 28 с его зубчатым колесом 19. Для этого чертежная головка 28 усилием руки опускается до упора, преодолевая усилие пружины 29, и фик0 сируется в этом положении фиксатором (не показан) относительно пальца 26. После этого прибор подключается к сети или через ЧПУ.

С помощью ЛУДов 10, 16 и 30 осущест5 вляется поступательное перемещение соответственно балки 4, поворотной линейки 21 и пишущего узла 31, а вращение поворотной линейки 21 (на заданный угол) и ее стопоре- ние осуществляется с помощью шагового электромеханического двигателя (в сборе не

показан). Движения могут быть последовательными или одновременными (могут движения складываться).

Режим работы выбирается на пульте 6 с потреблением электроэнергии. Без потребления электроэнергии прибор способен работать вручную.

Касание грифеля 39 при работе от сети происходит в автоматическом режиме по электрическому сигналу, подавая напряжение на катушку 40, которая втягивает сердечник 41 и под действием пружины выдвигает пишущий элемент 36.

После износа определенной доли грифеля 39 происходит дополнительная его подача в такой же доле и также в автоматическом режиме в исходной начальной точке Нуль работы прибора в месте установки пластины 5. На обратном ходе прибора в рабочую зону из этой точки Нуль вычерчивание линии (на графоноси- теле) основании 1 не производится.

При работе прибора в ручном режиме шаговый электромеханический двигатель не подключается и работа производится так же, как на известных приборах такого назначения, а ЛУДы этому не препятствуют. Грифель подается по мере его износа вручную.

Прибор повышает удобство в пользовании и расширяет диапазон решаемых задач графического построения (и проектирования).

Формула изобретения 1. Чертежный прибор, содержащий основание, балку с каретками, установленную подвижно с возможностью перемещения на

каретках по основанию, дополнительную каретку с пишущим элементом и управляемый электромеханический привод для перемещения кареток,отличающийся тем,

что, с целью повышения удобства в пользовании и расширения диапазона решаемых задач графического построения, он снабжен второй дополнительной кареткой с поворотной линейкой, на которой установлена подвижно каретка с пишущим элементом, а электромеханический привод перемещения кареток выполнен состоящим из линейных управляемых двигателей со статорами в виде зубчатых реек, закрепленных неподвижно, которые связаны с установленными на них каретками посредством зубчатых колес для формирования шагового сигнала в датчиках управления, и из шагового электродвигателя с зубчатым колесом и с

храповиком для вращения одним и для сто- порения другим поворотной линейки.

2.Прибор по п. 1,отличающийся тем, что пишущий элемент выполнен в виде цангового карандаша, управляемого посредством копира, закрепленного в крайнем положении каретки на поворотной линейке с возможностью взаимодействия с нажимной кнопкой цангового карандаша, а на основании закреплена планка для настройки длины выступающей наружу части грифеля цангового карандаша.

3.Прибор по пп. 1 и2,отличающи- й с я тем, что балка и поворотная линейка выполнены пустотелыми для размещения в

них кареток и зубчатых реек линейных управляемых двигателей, а снаружи на них закреплены масштабные линейки для измерения перемещения.

2/ Я

Сущность изобретения: содержит дополнительно каретку с поворотной линейкой, на которой установлена подвижно каретка с пишущим элементом, а электромеханический привод перемещения кареток выполнен состоящим из линейных управляемых двигателей со статорами в виде зубчатых реек, закрепленных неподвижно, которые связаны с установленными на них каретками посредством зубчатых колес для формирования шагового сигнала в датчиках управления и из шагового электродвигателя с зубчатым колесом для вращения поворотной линейки, и с храповиком для ее стопорения. Пишущий элемент выполнен в виде цангового карандаша, управляемого копиром, закрепленным в крайнем положении каретки на поворотной линейке с возможностью взаимодействия с нажимной кнопкой цангового карандаша. На основании закреплена планка для настройки длины выступающей наружу части грифеля цангового карандаша. Балка и поворотная линейка выполнены пустотелыми, а снаружи на них закреплены масштабные линейки. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

V

и- Г

V

«.

u ;

А.7

w.

/.

г :::л

22

3В

Риг2.

.

„ . ,

Блок tyae д вгнмнлло

Фиг.З

ЦХУ/1

ftv

/7 /j # С /О (j

LV

д вгн

ЦХУ/1

ftv