DE3211174A1 - Numerisch oder manuell gesteuerte laufwagen-zeichenmmaschine - Google Patents
Numerisch oder manuell gesteuerte laufwagen-zeichenmmaschineInfo
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- Automation & Control Theory (AREA)
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Description
- J-
Die Erfindung betrifft eine Laufwagen-Zeichenmaschine gemäss dem
Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Bei rechnergestützten Laufwagen-Zeichenmaschinen werden die Bahninformationen
in Form von Analog- oder Digitalwerten kartesischer Koordinaten der Bahnpunkte an die Antriebe ausgegeben, wobei die Bahnbestimmung durch
einen Rechner erfolgt, dem die Bahnbeschreibung durch Programmierung in einer geeigneten, regelmässig höheren Programmiersprache mitgeteilt wurde.
Darüberhinaus sollen rechnergestützte Zeichenmaschinen es dem Konstrukteur
jedoch auch ermöglichen, während des Konstruktionsprozesses sowohl wie gewohnt mit im Zeichenkopf befestigten Linealen von Hand positioniert auf
der Zeichenfläche zu arbeiten, als auch die Hilfe des Rechners bei der Ausführung
einfach beschreibbarer oder ein für allemal beschriebener schwieriger, immer aber schwierig ausführbarer Zeichenoperationen einzusetzen.
Er soll durch die Ausstattung der Maschine jederzeit in der Lage sein, Teile seiner Konstruktion zu Stützpunkten einer später abzufahrenden
Bahn zu kürzen, Routineprogramme zur Ausführung von zum Beispiel wiederkehrenden Teilen seiner Konstruktion einzusetzen, Ortsbestimmungen
versuchsweise vorzunehmen, zum Beispiel zur Optimierung bestimmter Verhältnisse,
Schnittflächen zu schraffieren, beliebige Kreis- oder Streckenteilungen oder ähnliches vorzunehmen.
Der Stand der Technik ist gut gekennzeichnet durch ein Produkt der
Firma Wild Heerbrugg AG, CH-9435 Heerbrugg, laut beigefügtem Prospekt. Alle vom Zeichen kopf wagen auszuführenden Bewegungen und Bahnen müssen
über einen Rechner programmiert werden, der über RS 232-Anschluss mit den Achsantrieben der Laufwagen-Zeichenmaschine verbunden ist.
Entsprechend der heute hohen Leistung der in der ,eweils eingesetzten
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Steuerrechner verfügbaren Programme werden solche automatischen Zeichenmaschinen
zur Entwicklung umfangreicher Linienwerke und zur Darstellung komplexer Konstrukionen in den verschiedensten Ansichten und Schnittbahnen
verwendet. Dieser Stand der Technik ist unter anderem auch durch Prospekte der Firmen: Aristo, Calomp, Xynetics beschrieben.
Kennzeichnend für diesen Stand der Technik sind die hohen intellektuellen
Anforderungen an den Konstrukteur, die die Bedienung dieser Maschinen stellt, und die bei komplizierten Zeichnungswerken bis zum teilweisen
oder vollen Verlust der Übersicht über die Linienwerksprogramme, auf jeden Fall jedoch zu steil zunehmendem Dokumentationsaufwand und damit
zu einer Beeinträchtigung der Produktivität der Leistungseinheit Mensch-Maschine
führt. Der weit überwiegende Teil aller Konstruktionsarbeiten im allgemeinen Ingenieurwesen wird deshalb auch heute noch an Zeichenbrettern
und Zeichenmaschinen geleistet, deren Funktion seit Jahrzehnten unverändert ist.
Der entscheidende Nachteil des beschriebenen Standes der Technik besteht
nämlich darin, dass durch die räumlich weit auseinanderliegenden Elemente konventioneller CAD-Anlagen für den Konstrukteur ungewohnte und konzentrationsstörende
körperliche Bewegungen und Anpassungen des Auges an wechselnde Objektentfernungen notwendig werden, die psychisch stark
belasten.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Elemente sowohl der konventionellen
handgeführten Zeichenmaschine als auch der konventionellen numerisch oder rechnergesteuerten Zeichenmaschine sowie Elemente sogenannter Plotter
oder Beschriftungsmaschinen so anzuordnen, dass der Konstrukteur eine wirksame Hilfe von hoher Produktivität bei seiner Arbeit erhält, deren
Anwendung für ihn naheliegend ist, weil nicht Einsicht in komplexe Rechnerprogramme, sondern nur Übersicht über das die Konstruktion oder
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den Plan darstellende Linienwerk von ihm verlangt wird.
Es ist von entscheidender Wichtigkeit, Fahrsensor, Digitalanzeige,
Rechnertastatur, X1- Y--Fahrwerk zum Beispiel nach DBP 27 24 855
Justierlupe, Druckbleistift sowie eine zweckmässige Auswahl von Röhrchenfedern räumlich eng benachbart im unmittelbaren Blickfeld des
Bedieners einer Laufwagen-Zeichenmaschine nach der vorliegenden Erfindung anzuordnen.
Die Lösung dieser Aufgabe wird durch die im Kennzeichen des Patentanspruchs
1 beschriebene technische Lehre vermittelt, während die Unteransprüche zweckmässige Ausgestaltungsformen der Erfindung beinhalten.
Gemäss der Erfindung besitzt die Zeichenmaschine regelbare Antriebe
in X- und Y-Richtung, die ihre Sollwerte von einem vorprogrammierten Analog- oder Digitalrechner oder von einem Führungssensor erhalten.
Eine herkömmliche Laufwagen-Zeichenmaschine wird in X- und Y-Achse mit massearmen Antrieben hoher Dynamik ausgerüstet, die entweder von
der Hand des Bedieners am Fahrsensor der Zeichenmaschine oder vom Rechner der Maschinensteuerung aus Bahnbeschreibungen erzeugte Fahrsignale
in Fahrbewegungen umsetzen.
Der Zeichenkopf der so veränderbaren Laufwagen-Zeichenmaschine, der, wie
bekannt, mit einer Aufnahme für zwei rechtwinklig zueinander angeordnete Lineale versehen ist, erhält neben einem Fahrsensor eine Tastatur als
Eingang in den Steuerrechner und ein zweites, fest eingebautes X-- Y1-Fahrwerk,
zum Beispiel nach DBP 27 24 855, eine Kathodenstrahlröhre als rechneransteuerbare Datenausgabe, eine Zentrierlupe, einen Druckbleistift,
sowie eine zweckmässige Anzahl von Röhrchenfedern unterschiedlicher Strichbreiten.
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Um diese erfinderische Anordnung teilweise bekannter, teilweise neuer
Hilfsmittel ingenieurmässiger Konstruktion kostengünstig herzustellen, kann es zweckmässig sein, die Steuer- und Auswerteelektronik der Laufwagenachsen
dem X-- Y^-Fahrwerk aufzuschalten, solange dort bahngefahren wird, und sie auf das X- Y-Fahrwerk zurückzuschalten, wenn dort
Bedarf ist.
Weiter kann es zweckmässig sein, auch die Lagerung der Linealaufnahme
motorisch drehbar auszubilden, um wie bei den X-Y- bzw. X1- Y--Antrieben
ein manuell oder vom Rechner erzeugtes Steuersignal zu definierten Drehungen der Linealaufnahme zu verarbeiten.
Eine weitere Ausführungsform der Erfindung besteht darin, dass im Zeichenkopf einer Laufwagen-Zeichenmaschine mit weg- oder ortsmessenden
X-Y-Antrieben alle Ein- und Ausgabeelemente räumlich eng benachbart im direkten Gesichtsfeld des Bedieners angeordnet sind, die für die interaktive
Zusammenarbeit mit dem Rechner und für die schrittweise Erstellung von Entwurf und Reinzeichnung am gleichen Ort, dem Arbeitsbereich der
Zeichenmaschine, erforderlich sind. Ferner besteht eine weitere Ausführungsform darin, dass die über die Tastatur am Zeichenkopf zugänglichen Betriebsprogramme
der Maschine die einfache Übernahme von durch manuelles Verfahren und Justieren des Zeichenkopfes mit dem Fahrsensor gewonnenen
Positionen Ortsdaten jedes einzelnen Aus- und Eingabewerkzeuges wie X--Y1-Schreiber,
Schnittpunkt der Ziehkanten des Linealpaares, optische Achse der Zentrierlupe, Bleistift- oder Röhrchenfederachsen erlauben.
Die mit der erfinderischen Anordnung erzielbaren Vorteile bestehen besonders
darin, dass sie sich dem natürlichen Entstehungsprozess einer ingenieurmässigen Konstruktion am Zeichenbrett fast ideal anpasst. Der Fahrsensor
am Zeichenkopf gibt der Zeichenmaschine solange das Verhalten
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einer konventionellen, antriebslosen Laufwagen-Zeichenmaschine, als der
Bediener Rechnerhilfe nicht wünscht, wobei jedoch die Ortsdaten jeweils interessierender Aus- oder Eingabewerkzeuge an der Anzeige zur Verfugung
stehen können.
Vorteilhaft anders verhält sich der Zeichenkopf beim Loslassen des Fahrsensors.
Da er keine Fahrsignale liefert, steht der Zeichenkopf und damit die Ziehkanten der Lineale fest. Die Ortsdaten der Ziehkanten oder
jedes beliebigen anderen Ausgabewerkzeuges können in der Digitalanzeige verfolgt oder als Stützpunkte eines zu entwickelnden Bahnfahrprogrammes
in den Rechner übernommen werden.
Erfordert der Arbeitsfortschritt Rechnerhilfe, zum Beispiel für Teilungen,
Kreise, trigonometrische Bestimmungen oder für die Ausführung genormter Darstellungselemente, so kann sie über Tastatur abgerufen, über die Anzeige
geprüft, mit jedem verfügbaren Zeichenwerkzeug geleistet werden. Ausführung und Fortschritt dieser Systemhilfe erfolgen im bequem überschauberen
Gesichtsfeld des Bedieners, der die Ausführung über Tastatur beschleunigen, verzögern oder abbrechen kann.
Besonders wenn gespeicherte, grössen-, form- oder massstabvariable Darstellungselemente
aufgabengerecht in Zeichnungen oder Pläne eingefügt werden sollen, ist die Möglichkeit, mit dem Fahrsensor und der Justierlupe
feinfühlig im Arbeitsfeld, also in Zeichnung oder Plan, zu positionieren und die Ausführung dem benötigten, nur erschwert oder ungenau
optisch positionierbaren Werkzeug per Steueranweisung zuzuordnen, ausserordentlich produktiv.
Ähnliches gilt für wiederkehrende oder einmalige Texte, wenn die Plazierung
in der Zeichnung kritisch oder beengt oder von jeweils wechselndem Platzangebot gekennzeichnet ist. Hier kann die einfache Positionie-
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rung über Fahrsensor und die Beschränkung der beschreibbaren Fläche
durch Angabe der Grenzen sehr zeitsparend sein. Reinzeichnen von Umrissen, Schnitten, Schraffuren, axiometrischen Darstellungen können
ähnlich effektiv durch Interaktion zwischen Maschine und Mensch ausgeführt werden.
Eine Ausführungsform der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt.
Die horizontale Führungsbahn 1 enthält einen zum Beispiel nach der eigenen noch nicht offengelegten Patentanmeldung P 31 04 962.1-27 angetriebenen,
in der Zeichnung nicht dargestellten Führungswagen, an dem die Führungsbahn starr und biegesteif befestigt ist. Auch die Führungsbahn 2 enthält wie
die Führungsbahn 1 einen ebenfalls nicht dargestellten Führungswagen, an dem der Zeichenkopf 3 befestigt ist. Führungsbahn 1 stellt dabei die
X-Achse, Führungsbahn 2 die Y-Achse der Zeichenmaschine dar. Die Führungsbahn 1 ist ihrerseits an zum Beispiel einem Zeichenbrett 15, wie allgemein
bekannt, befestigt, das Zeichenbrett neigbar oder fest in zweckmässiger Höhe
vor dem Zeichner aufgestellt.
Der Zeichenkopf 3 am Laufwagen der Führungsbahn 2 enthält für die Bedienung
mit der linken Hand den für vektoriellen Druck in Fahrrichtung empfindlichen Fahrsensor 11 und den drehmomentempfindlichen Drehsensor
10, für die Erzeugung der Fahrsignale, für die Bewegung des Zeichenkopfes 3 oder für die Drehung des Linealwinkels 5, 6. Ferner sind auf der
bedienerseitigen Frontfläche des Zeichenkopfes die Tastatur 13, sowie die Matrixpunkt- oder Kathodenröhrenanzeigen 12 angebracht.
Bedienerhandabgewandt, jedoch im nahen Gesichtsfeld des Bedieners und
betätigt von Abhebemechanismen im inneren des Zeichen kopfes, befinden sich ein X1- Y ,.-Fahrwerk 7, eine Bleistiftaufnahme 8, eine Justierlupe 9
sowie zum Beispiel Röhrchenfedern 4 verschiedener Strichstärken, die beispielsweise nach der eigenen noch nicht offengelegten Patentanmeldung
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P 31 44 057.6 angeordnet sein können.
Sollen sich die Bewegungen in X-Achse durch besondere Dynamik auszeichnen,
so kann es zweckmässig sein, eine Führungsbahn 1' vorzusehen, darin einen
ebenfalls nicht dargestellten Führungswagen anzuordnen, an dem die Führungsbahn 2 bei a so befestigt ist, dass rechte Winkel zwischen 1, 1'und 2
auch bei jeder für den Betrieb vorgesehenen Beschleunigung und Verzögerung ebenso gesichert sind wie Parallelverschiebung von Führungsbahn 2.
Leerseite
Claims (7)
1. !Numerisch oder manuell gesteuerte Laufwagen-Zeichenmaschine mit
aler X-Y-Positions- und Winkelanzeige, Eingabetastatur, Linealaufnahme
und Röhrchenfeder- oder ähnlicher Schreibgeräte-Absenkmechanik am Zeichenkopf, dadurch gekennzeichnet, dass der Zeichenkopf (3) einen
X1 -Y--Schreiber (7) mit hoher Dynamik und kleinem Arbeitsbereich
nur für Beschriftungen und kleinformatige Symbole enthält, dessen Bahninformationen
vom gleichen Rechner im Wechsel auch den X-Y-Antrieben der Laufwagen aufgeschaltet werden und dass alle Bewegungen des Zeichenkopfes
(3) wahlweise sowohl vom bedlenhandgeführten Fahrsensor (11) als auch vom Bahnrechner ausgehen und alle Betriebs- und Bahnfahrprogramme
zumindest von der Tastatur (13) am Zeichenkopf (3) abgerufen werden können.
2. Zeichenmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Fahrsensor (11) ein im wesentlichen vektoriell druckproportionales
X-Y-Signal entsprechend der Kraftrichtung der Bedienerhand abgibt,
das nicht oder nur vernachlässigbar bedienwegabhängig ist und das die Sollwerte einer feinfühligen Servosteuerung der X-Y-Antriebe
liefert.
3. Zeichenmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass
für Justierungen auf Orte im Zeichnungsfeld (14) eine Lupe oder ein Mikroskop (9) so am Zeichenkopf (3) befestigt ist, dass sein
Ort in Bezug auf den Referenzort des Zeichenkopfes (3) feste, der Maschinensteuerung bekannte Grosse ist.
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4. Zeichenmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die
kartesischen Koordinaten der Orte aller weiteren, am Zeichenkopf (3)
verfügbaren Zeichenwerkzeuge, zum Beispiel X--Y1-Schreiber (7),
Bleistiftaufnahme (8), Schnittpunkt der Ziehkanten der Lineale (5, 6), Röhrchenfedern (4) bekannt sind für die Maschinensteuerung.
verfügbaren Zeichenwerkzeuge, zum Beispiel X--Y1-Schreiber (7),
Bleistiftaufnahme (8), Schnittpunkt der Ziehkanten der Lineale (5, 6), Röhrchenfedern (4) bekannt sind für die Maschinensteuerung.
5. Zeichenmaschine nach Anspruch 1-3, dadurch gekennzeichnet, dass
die notwendigerweise verschiedenen Orts koordinaten als Variable eines
Koordinaten-Korrekturprogramms über die Tastatur am Zeichenkopf eingebbar sind.
Koordinaten-Korrekturprogramms über die Tastatur am Zeichenkopf eingebbar sind.
6. Zeichenmaschine nach Anspruch 1-4, dadurch gekennzeichnet, dass
die Antriebe X, X', Y, Y', X1 und Y1 im stromlosen Zustand
gegen Wirkrichtungsumkehr selbsthemmend ausgelegt sind.
gegen Wirkrichtungsumkehr selbsthemmend ausgelegt sind.
7. Zeichenmaschine nach Anspruch 1-4, dadurch gekennzeichnet, dass
als Datenausga
verwendet ist.
verwendet ist.
als Datenausgabe eine flache Kathodenstrahlröhre mit 90 Strahlumlenkung
Priority Applications (5)
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ID=6159386
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