DE3211174C2

DE3211174C2 - Rechnergestützte Zeichenmaschine

Info

Publication number: DE3211174C2
Application number: DE3211174A
Authority: DE
Inventors: Des Erfinders Auf Nennung Verzicht
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1982-03-26
Filing date: 1982-03-26
Publication date: 1984-08-09
Also published as: ATE25619T1; DE3211174A1; EP0090228B1; EP0090228A3; JPS58217398A; EP0090228A2; US4738029A

Abstract

Gegenstand der Erfindung ist eine numerisch oder manuell gesteuerte Laufwagen-Zeichenmaschine mit regelbaren Antrieben in X- und Y-Richtung, die ihre Sollwerte von einem vorprogrammierten Analog- oder Digitalrechner oder von einem Führungssensor erhalten kann. Die Maschine mit digitaler X-Y-Positions- und Winkelanzeige, Eingabetastatur, Linealaufnahme und Schreibgeräte-Absenkmechanik am Zeichenkopf besitzt an letzterem zusätzlich einen X ↓1-Y ↓1-Schreiber, dessen Bahninformationen vom gleichen Rechner im Wechsel auch den X-Y-Antrieben der Laufwagen aufgeschaltet werden, wobei alle Bewegungen des Zeichenkopfes vom handgeführten Fahrsensor oder vom Bahnrechner ausgehen und alle Betriebsprogramme von einer Tastatur am Zeichenkopf abgerufen werden können. Besonders vorteilhaft können gespeicherte, größen-, form- oder maßvariable Darstellungselemente aufgabengerecht in Zeichnungen oder Pläne eingefügt werden.

Description

Die Erfindung betrifft eine rechnergestützt Zeichenmaschine gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Bei rechnergestützten Laufwagen-Zeichenmaschinen werden die Bahninformationen in Form von Analogoder 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.

Darüber hinaus sollen es rechnergestützte Zeichenmaschinen 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 ίο auch die Hilfe des Rechners bei der Ausführung eimach beschreibbarer oder ein für allemal beschriebener schwieriger, immer aber schwierig ausführbarer Zeichenoperationen einzusetzen. Er soll durch die Ausstattung dei Maschine jederzeit in der Lage sein, Teile seiner Konsi.ruktion zu Stützpunkten einer später abzufahrenden Bahn zu kürzen, Routineprogramme zur Ausübung 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-9 435 Heerbrugg, gemäß Prospekt FM 12-1. Alle vom Zeichenkopfwagen auszuführenden Bewegungen und Bahnen müssen über einen Rechner programmiert werden, der über RS 232-Ansd.kiß mit den Achsantrieben der Laufwagen-Zeichenmaschine verbunden ist. Entsprechend der heute hohen Leistung der in dem jeweils eingesetzten Steuerrechner verfügbaren Programm werden solche automatischen Zeichenmaschinen zur Entwicklung umfangreicher Linienwerke und zur Darstellung komplexer Konstruktionen in den verschiedensten Ansichten und Schnittbahnen verwendet.

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 2*e 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 Objcktentfcrnungen 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 den Plan darstellende Linienwerk von ihm verlangt wird.

Es ist von entscheidender Wichtigkeit, FahrSensor.

Digitalanzeige, Rechnertastatur, X_r VrFahrwerk _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. Das Erfinderische wird dabei in der Kombination der drei bekannten Vorrichtungen, nämlich einer Laufwagenzeichenmaschine, einer numerisch gesteuerten Zeichenmaschine und einem X-V-Schreiber gesehen, wobei ein einziger Rechner die Bahninformationen für den Antrieb der Maschine und den X- V-Schreiber liefert, d. h. die aus der Kombination von Laufwagenmaschine und X- y-Schreiber resultierende Wirkung besteht darin, daß die bekannte Funktion beider Geräte von einer Steuerung ausgehen kann, weil der praktische Betrieb niemals beide Geräte, Laufwagenzeichenmaschine und X- V-Schreiber, gleichzeitig zu betreiben erfordert Die durchaus überraschende Wirkung dieser Kombination besteht in der erzielten Zeit- und Kostenersparnis.

Gemäß der Erfindung besitzt die Zeichenmaschine regelbare Antriebe in X- und V-Richtung, die ihre Sollwerte von einem vorprogrammierten Analog- oder Digitalrechner oder von einem Führungssensor erhalten. Eine herkömmliche Laufwagen-Zeichenmaschine wird in X- und V-Achse mit massearmen Antrieben hoher Dynamik ausgerüstet, die entwedei 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 ΛΊ-ΥΊ-Fahrwerk, zum Beispiel nach DBP 27 24 855, eine Kathodenstrahlröhre ats rechneransteuerbare Datenausgabe, eine Zentrierlupe, einen Druckbleistift sowie eine zweckmäßige Anzahl von Röhrchenfedern unterschiedlicher Svichbreiten.

Um diese erfinderische Anordnung teilweise bekannter, teilweise neuer Hilfsmittel ingenieurmäßiger Konstruktion kostengünstig herzustellen, kann es zweckmäßg sein, die Steuer- und Auswerteelektronik der Laufwagenachsen dem ΛΊ-Ki-Fahrwerk aufzuschalten, solange dort bahngefahre.i 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. XrVVAntrieben ein manuell oder vom Rechner erzeugtes Steuersignal zu definierten Drehungen der Linealaufnahme zu verarbeiten.

Eine weitere Ausführungsform der Ertindung besteht darin, daß im Zeichenkopf einer Laufwagen-Zeichenmaschine mit weg- oder ortsmessenden X- V-Anirieben alle Ein- und Ausgabeelemente räumlich eng benachbart im direkten Gesichtsfeld des Bedieners angeordnet sind, die für die interaktive Zusammenarbeit mit deni 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

5 Ortsdaten jedes einzelnen Aus- und Eingabewerkzeuges wie Xr VVSchreiber, Schnittpunkt der Ziehkanten des Linealpaares, optische Achse der Zentrierlupe, Bleistift- oder Röhrchenfederachsen erlauben.

Die mit der erfinderischen Anordnung erzielbaren

ίο 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 einer konventionellen, antriebslosen Laufwagen-Zeichenmaschine, als der Bediener Rechnerhilfe nicht wünscht, wobei jedoch die Ortsdaten jeweils interessierender Aus- oder Eingabewerkzeuge an der Anzeige zur Verfügung stehen können.

Vorteilhaft anders verhält sich der Zeichenkopf beim Loslassen ais Fahrsensors. Da er keine Fahrsignale liefert steht der Zeichenkopf und dai<v^;- die Ziehkanten der Lineale fest. Die Ortsdaten der Ziehkanten oder jedes beliebigen anderen Ausgabewerkzeugs können in der Digitalanzeige verfolgt oder als Stützpunkte eines zu entwickelnden Bahnfahrprogramms in den Rechner übernof jmen werden.

Erfordert der Arbeitsfortschritt Rechnerhilfe, zum Beispiel für Teilungen, Kreise, trigonometrische Bestimmungen oder für die Ausführung genormter Darstellungselemente, so kann sie über die Tastatur abgerufen, über die Anzeige geprüft, mit jedem verfügbaren Zeichenwerkzeug geleistet werden. Ausführung und Fortschritt dieser Systemhilfe erfolgen im bequem überschaubaren 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 Jus'ierlupe 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 Positionierung 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 DE-PS 31 04 962 angetriebenen, in der Zeic'inung nicht dargestellten Führungswagen, an dem die Führungsbahn 2 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 V-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 mil der linken Hand den für vektoriellen Druck in Fahrrichtung empfindlichen Fahrsensor 11 und den drehmomentempfindlichen Drehsen- sor 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 Zeichenkopfes, befinden sich ein X\- Y)-Fahrwerk 7, eine Bleistiftaufnahmc 8, eine Justierlupe 9 sowie zum Beispiel Röhrchenfedern 4 verschiedener Strichstärken, die beispielsweise nach DE-OS 31 44 057 angeordnet sein können.

Snllen sich die Bewegungen in X-Achse durch besondere Dynamik auszeichnen, so kann es zweckmäßig sein, eine Führungsbahn Γ vorzusehen, darin einen ebenfalls nicht dargestellten Führungswagen anzuordnen, an dem die Führungsbahn 2 bei a so befestigt ist, daß rechte Winkel zwischen I₁ Γ und 2 auch bei jeder für den Betrieb vorgesehenen Beschleunigung und Verzögerung ebenso gesichert sind wie Parallelverschiebung von Führungsbahn 2.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

30

35 40 45

55

60

65

Claims

Patentansprüche:

1. Rechnergestützte, aus einer Laufwagenzeichenmaschine, einer numerisch gesteuerten Zeichenmaschine und einem X-V-Schreiber kombinierte Zeichenmaschine mit digitaler X-V-Positions- und Winkelanzeige, Eingabetastatur, Linealaufnahme und Röhrchenfeder- oder ähnlicher Schreibgeräte-Absenkmechanik an einem mil einer Zentrier- oder Justierhilfe ausgestatteten Zeichenkopf, dadurch gekennzeichnet, daß sie einen einzigen Rechner besitzt, der die Bahninformationen sowohl für den am Zeichenkopf (3) befindlichen X|-y_rSchreiber (7) mit hoher Dynamik und kleinem Arbeitsbereich nur für Beschriftungen und kleinformatige Symbole als auch für den Antrieb der Zeichenmaschine liefert und daß alle Bewegungen des Zeichenkopfes (3) wahlweise sowohl vom bedienhandgeführten Fahrsensor (11) als auch vom Bahnrechner ausgehen und g3e Betriebs- und Bahnfahrprogramme von der Tastatur (13) am Zeichenkopf (3) abrufbar sind.

2. Zeichenmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Fahrsensor (11) ein im wesentlichen vektoriell druckproportionales X-Y-Signal entsprechend der Kraftrichiang der Bedienerhand abgibt, das nicht oder nur vernachlässigbar bedienwegabhängig ist und die Sollwerte einer feinfühligen Servosteuerung der X- V-Antriebe liefert.

3. Zeichenmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zentrier- oder Justierhilfe für Einstellungen auf Orte Kn Zeic?< ,lungsfeld (14) aus einer Lupe oder einem Mikroskop (9) am Zeichenkopf (3) besteht, deren Ort in be; ig auf den Referenzort des Zeichenkopfes (3) feste, der Maschinensteuerung bekannte Größe ist.

4. Zeichenmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die kartesischen Koordinaten der Orte aller weiteren, am Zeichenkopf (3) verfügbaren Zeichenwerkzeuge, zum Beispiel Xp VVSchreiber (7), Bleistiftaufnahme (8), Schnittpunkt der Ziehkanten der Lineale (5, 6). Röhrchenfedern (4) für die Maschinensteuerung bekannt sind.

5. Zeichenmaschine nach Anspruch 1 —3, dadurch gekennzeichnet, daß die notwendigerweise verschiedenen Ortskoordinaten als Variable eines Koordinaten-Korrekturprogramms über die Tastatur am Zeichenkopf eingebbar sind.

6. Zeichenmaschine nach Anspruch 1 —4, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebe X, X', Y. Y', X\ und Vi im stromlosen Zustand gegen Wirkrichtungsumkehr selbsthemmend ausgelegt sind.

7. Zeichenmaschine nach Anspruch 1 —4, dadurch gekennzeichnet, daß als Datenausgabe eine flache Kathodenstrahlröhre mit 90 Grad Strahlumlcnkung vorgesehen ist.