JPS63293097A - Drawing device - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 一産業上の利用分野一 本発明は、Ｘ−Ｙプロッタ、製図機等の作図装置に係り
、特に記録ペンのアップダウン制御装置に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Field of the Invention The present invention relates to drawing devices such as X-Y plotters and drawing machines, and particularly to an up-down control device for a recording pen.

一従来技術− Ｘ−Ｙプロッタ等の作図装置は、筆記面に対して記録ペ
ンを相対的にＸＹ方向に移動位置制御し、記録位置にあ
る間は記録ペンを筆記面側に駆動して該記録ペン先端を
筆記面上の記録紙に接触（ペンダウン）させ、記録位置
を外れるときには記録ペンを記録面側から持ちあげる（
ペンアップ）ように構成される。1. Prior Art - A plotting device such as an X-Y plotter controls the movement position of a recording pen in the XY direction relative to the writing surface, and while it is in the recording position, drives the recording pen toward the writing surface to draw the target area. Touch the tip of the recording pen to the recording paper on the writing surface (pen down), and when it leaves the recording position, lift the recording pen from the recording surface side (pen down).
(pen-up).

例えば第６図示の機構では、基台ｌに記録紙支持板２が
設けられ、この支持板２の上面に記録紙３が平面保持さ
れる。また、基台ｌ側部にはガントリアーム用ガイド４
が前後（図面の表裏）方向に設けられ、このガイド４及
び記録紙支持板２の側部に形成されたガイド部２Ａによ
ってガントリアーム５が前後方向（Ｘ軸方向）に案内駆
動される。ガントリアーム５は、Ｙ軸方向（図面の左右
方向）にペンキャリッジ用ガイド軸６が設けられ、この
ガイド軸６に沿ってペンキャリッジ７が案内駆動される
。ペンキャリッジ７には記録ペン８がＺ軸方向（図面の
上下方向）に摺動可能に設けられ、記録ペン８は通常時
は持ち上げられ（ペンアップ）、筆記時には先端を記録
紙３面まで押下げ（ペンダウン）駆動される。For example, in the mechanism shown in FIG. 6, a recording paper support plate 2 is provided on a base l, and a recording paper 3 is held flat on the upper surface of this support plate 2. In addition, there is a guide 4 for the gantry arm on the side of the base l.
are provided in the front-rear direction (front and back in the drawing), and the gantry arm 5 is guided and driven in the front-rear direction (X-axis direction) by this guide 4 and a guide portion 2A formed on the side of the recording paper support plate 2. The gantry arm 5 is provided with a pen carriage guide shaft 6 in the Y-axis direction (left-right direction in the drawing), and a pen carriage 7 is guided and driven along this guide shaft 6. A recording pen 8 is provided on the pen carriage 7 so as to be slidable in the Z-axis direction (vertical direction of the drawing), and the recording pen 8 is normally lifted up (pen up), and when writing, the tip is pushed up to the third side of the recording paper. Driven down (pen down).

この構成において、図示しない制御系は、記録紙３が保
持される筆記面に対して、作図データに従ってペンキャ
リッジ７をＸＹＹ軸方向位置制御すると共に、記録ペン
８をアップダウン制御し、記録紙３上に作図を行なわせ
る。In this configuration, a control system (not shown) controls the position of the pen carriage 7 in the XYY axis directions in accordance with drawing data with respect to the writing surface on which the recording paper 3 is held, and also controls the recording pen 8 up and down. Have them draw on top.

ここで、記録ペン８のアップダウン駆動には、記録ペン
８をスプリングで持ち上げる方向（復帰方向）に付勢し
、筆記時に電磁力を利用したアクチェータで記録ペン８
を筆記面側に付勢するようにしている。このとき、スプ
リングはその反発力で記録ペン８を復帰させ、アクチェ
ータは筆記時にスプリングの反発力に打ち勝った駆動力
で記録ペンを押し下げる。従って、記録紙３面に対する
記録ペン８の押圧力、即ち筆圧としてはスプリングの復
帰力とアクチェータの駆動力及び記録ペン保持器の重力
との差として設計され、この筆圧が一定になるようアク
チェータの駆動力を一定にしている。Here, to drive the recording pen 8 up and down, the recording pen 8 is biased in the lifting direction (returning direction) by a spring, and the recording pen 8 is driven by an actuator using electromagnetic force during writing.
is biased toward the writing surface. At this time, the spring returns the recording pen 8 with its repulsive force, and the actuator pushes down the recording pen with the driving force that overcomes the repulsive force of the spring during writing. Therefore, the pressing force of the recording pen 8 against the three sides of the recording paper, that is, the writing pressure, is designed as the difference between the return force of the spring, the driving force of the actuator, and the gravity of the recording pen holder, and this writing pressure is kept constant. The driving force of the actuator is kept constant.

しかしながら、従来の構成では、筆圧が筆記位置によっ
て変化する問題があった。これは、筆記面の局部的な凹
凸や全体的な傾斜又は凹凸によって筆記位置毎に記録ペ
ンの押下げ距離が変化することに因ると考えられる。However, the conventional configuration has a problem in that the writing pressure changes depending on the writing position. This is thought to be due to the fact that the pressing distance of the recording pen changes for each writing position due to local unevenness, overall slope, or unevenness of the writing surface.

即ち、ペンアップ状態での距離の変化は筆記時のスプリ
ングのたわみ量の変化になってその反発力が変り、アク
チェータの一定の駆動力によるペンダウンでは筆圧の変
化として現われる。この筆圧の変化は、記録ペンが製図
インク用の中空ペンなど低筆圧のものでは作図線の濃淡
、カスレ等を起し、さらには記録ペンの浮や記録紙の破
損を起す問題があうも このような問題点を解消するには、筆記面を完全な平坦
にし、またペンキャリッジのガイドを筆記面に完全に平
行にすることが考えられるが、これは高精度の機構にな
って高価な作図装置になるし、量産を難しくする。That is, a change in distance when the pen is in the up state results in a change in the amount of deflection of the spring during writing, resulting in a change in its repulsive force, and when the pen is down due to the constant driving force of the actuator, this appears as a change in writing pressure. This change in pen pressure causes problems such as shading and blurring of the drawing lines if the recording pen is a low-pressure recording pen, such as a hollow pen for drafting ink, and may even cause the recording pen to float or the recording paper to be damaged. In order to solve these problems, it is possible to make the writing surface completely flat and to make the guide of the pen carriage completely parallel to the writing surface, but this requires a high-precision mechanism and is expensive. It becomes a complicated drawing device and makes mass production difficult.

−発明の目的一 本発明の目的は、機構の高精度化を不要にしなから筆圧
の変動を無くした作図装置を提供することを目的とする
。-Object of the Invention 1 An object of the present invention is to provide a drawing device that eliminates fluctuations in writing pressure without requiring high precision of the mechanism.

一発明の構成− この目的を達成するため１本発明は、筆記面に対して相
対的にＸＹ座標位置が案内制御されるペンキャリッジと
、前記筆記面に対して記録ペン先端をアップ・ダウンす
る移動方向で前記ペンキャリッジに設けられたペン保持
器と、このペン保持器をその一方の移動方向に付勢する
スプリングと、筆記動作時に前記ペン保持器を前記スプ
リングの付勢方向とは逆方向に付勢するアクチェータと
を備えた作図装置において、筆記動作時に前記ペンキャ
リッジに対する前記ペン保持器の移動量を検出する検出
器と、この検出器の検出値に応じて前記アクチェータの
駆動力を補正する補正回路とを備え、記録位置による筆
記面と記録ペンの距離の変化を筆記時の記録ペンの移動
量の変化として検出し、この検出で筆圧が一定になるよ
うアクチェータの駆動力を補正する。Structure of the Invention - To achieve this object, the present invention includes a pen carriage whose XY coordinate position is guided and controlled relative to the writing surface, and a pen carriage that moves the tip of the recording pen up and down with respect to the writing surface. a pen holder provided on the pen carriage in a moving direction; a spring biasing the pen holder in one of the moving directions; and a spring biasing the pen holder in a direction opposite to the biasing direction of the spring during a writing operation. In the drawing device, the drawing device includes a detector that detects the amount of movement of the pen holder with respect to the pen carriage during a writing operation, and a driving force of the actuator is corrected according to a detected value of the detector. The system is equipped with a correction circuit that detects changes in the distance between the writing surface and the recording pen depending on the recording position as a change in the amount of movement of the recording pen during writing, and uses this detection to correct the driving force of the actuator so that the writing pressure remains constant. do.

一実施例− 第１図は、本発明の一実施例を示す要部構成図であり、
第６図のペンキャリッジ７部分に相当するもので、その
Ａｌ−Ａ２線に沿った要部断面を第２図に示す１両図に
おいて。One Embodiment - FIG. 1 is a main part configuration diagram showing one embodiment of the present invention,
This corresponds to the pen carriage 7 portion in FIG. 6, and a cross section of the main part along the Al-A2 line is shown in FIG. 2.

ペンキャリッジ本体１１はガントリーアームに設けられ
るガイド軸１２に沿ってＹ軸方向に移動制御され、ガイ
ド軸１２はガントリーアームと共にＸ軸方向へ移動制御
される。ペン保持器１３は、ペンキャリッジ本体ｌｌ上
の摺動軸１１ＡによってＺ軸方向（ペンアップ、ダウン
方向）に摺動自在にされ、スプリング１４の反発力によ
ってペンアップ方向に付勢される。ペン保持器１３には
記録ペン１５が交換保持されると共に、枠板１３Ａに基
板１６が取り付けられる。さらに、枠板１３Ａは支柱１
７に持つガイドローラ１８によって移動方向がＺ軸方向
に規制される。基板１６はアクチェータ用駆動コイル１
９とＺ軸方向の移動量検出用ホール素子２０が設けられ
る。ペンキャリッジ本体ｌｌ上には基板１６を挟んで対
向配置される一対の板状永久磁石２１．２２が支持板２
３．２４に設けられる。この永久磁石２１．２２と駆動
コイル１９によってアクチェータが構成される。The pen carriage main body 11 is controlled to move in the Y-axis direction along a guide shaft 12 provided on the gantry arm, and the guide shaft 12 is controlled to move in the X-axis direction together with the gantry arm. The pen holder 13 is made slidable in the Z-axis direction (pen up/down direction) by a sliding shaft 11A on the pen carriage main body 11, and is urged in the pen up direction by the repulsive force of the spring 14. A recording pen 15 is exchangeably held in the pen holder 13, and a substrate 16 is attached to the frame plate 13A. Furthermore, the frame plate 13A is
The moving direction is regulated in the Z-axis direction by a guide roller 18 held at 7. The substrate 16 is the actuator drive coil 1
9 and a Hall element 20 for detecting the amount of movement in the Z-axis direction. A pair of plate-shaped permanent magnets 21 and 22 are placed on the pen carriage main body 11 and are arranged opposite to each other with the substrate 16 in between.
3.24. The permanent magnets 21, 22 and the drive coil 19 constitute an actuator.

こうした構成において５通常時にはペン保持器１３はス
プリング１４の反発力によってペンアップ状態に付勢さ
れ、筆記時には駆動コイル２０に電流供給することによ
ってペン保持器１３をペンダウン方向に駆動し、記録ペ
ン１５の先端を記録紙２５面に当てる。この時の駆動電
流は、スプリング１４の反発力に打ち勝ちかつ所定の筆
圧になるよう調整される。ここで、駆動電流の調整はホ
ール素子２０の検出信号によって行なわれる。これを以
下に詳細に説明する。In such a configuration, the pen holder 13 is normally urged to the pen-up state by the repulsive force of the spring 14, and when writing, the pen holder 13 is driven in the pen-down direction by supplying current to the drive coil 20, and the recording pen 15 Touch the tip of the paper to the 25th side of the recording paper. The drive current at this time is adjusted so as to overcome the repulsive force of the spring 14 and achieve a predetermined writing pressure. Here, the drive current is adjusted by the detection signal of the Hall element 20. This will be explained in detail below.

第３図は、ホール素子の位置と出力電圧との関係を示す
、永久磁石２１．２２は夫々一対の磁石２１Ａ、２１Ｂ
、２２Ａ、２２Ｂが対向配置され、駆動コイル１９にそ
の電流に対応する駆動力を与える。ホール素子 ２０は、駆動コイル１９のＺ軸方向の移動と一体に移動
し、磁石２１Ａ〜２２Ｂの作る磁界中を移動する。この
とき、ホール素子２０に一定駆動電流を与えておくこと
で移動位置によって図示のように正弦波状出力電圧を発
生する。この出力電圧は移動範囲り内であれば、ホール
素子２０の位置即ち記録ペンの移動量に一義的に対応し
た信号として得ることができる。また、移動範囲ＬＬに
限れば位置と出力電圧信号特性にほぼ直線性を得ること
ができる。この検出移動量は、筆記に際してペンキャリ
ッジ本体１１に対する記録ペン１５の移動量になるが、
これは記録ペン１５の先端が復帰位置から記録紙２５に
接触するまでの移動量になり、記録紙２５の支持板２６
の凹凸や傾斜による移動量変化分の検出になる。FIG. 3 shows the relationship between the position of the Hall element and the output voltage. The permanent magnets 21 and 22 are a pair of magnets 21A and 21B, respectively.
, 22A, and 22B are arranged facing each other, and provide the drive coil 19 with a driving force corresponding to the current. The Hall element 20 moves together with the movement of the drive coil 19 in the Z-axis direction, and moves in the magnetic field created by the magnets 21A to 22B. At this time, by applying a constant drive current to the Hall element 20, a sinusoidal output voltage is generated as shown in the figure depending on the moving position. If this output voltage is within the movement range, it can be obtained as a signal that uniquely corresponds to the position of the Hall element 20, that is, the amount of movement of the recording pen. Further, if the movement range is limited to LL, substantially linearity can be obtained in the position and output voltage signal characteristics. This detected movement amount is the movement amount of the recording pen 15 relative to the pen carriage main body 11 during writing, but
This is the amount of movement of the tip of the recording pen 15 from the return position until it contacts the recording paper 25.
This is to detect changes in the amount of movement due to unevenness or inclination.

そこで、記録位置による筆記面と記録ペンの距離の変化
を筆記時の記録ペンの移動量の変化としてホール素子２
０によって検出し、この検出で駆動コイル１９の駆動力
を補正することにより、筆圧を一定にすることができる
。この態様は、第４図に示すようになる。Therefore, we consider the change in the distance between the writing surface and the recording pen depending on the recording position as the change in the amount of movement of the recording pen during writing.
By detecting 0 and correcting the driving force of the drive coil 19 based on this detection, the pen pressure can be kept constant. This aspect is shown in FIG.

筆記面が水平面から傾斜し、ガントリーアームのガイド
も傾斜しているとき、ペンキャリッジ１１がガイドに平
行に案内されるとすると、筆記位置によって筆記面との
距離が変化する。この距離変化に応じて記録ペンの移動
量Ｓも変化する。この変化により、スプリ゛ング１４の
反発力は逆特性で増減し、−足部動力のペンダウンでは
筆圧が移動量Ｓに比例して増減する。そこで、移動量Ｓ
の変化をホール素子２０の検出信号として得、この検出
信号に応じて駆動コイル１９の駆動力を補正することで
移動量Ｓの変化に拘らず一定の筆圧を得ることができる
。When the writing surface is inclined from the horizontal plane and the guide of the gantry arm is also inclined, assuming that the pen carriage 11 is guided parallel to the guide, the distance from the writing surface changes depending on the writing position. The moving amount S of the recording pen also changes in accordance with this distance change. Due to this change, the repulsive force of the spring 14 increases or decreases with an inverse characteristic, and the pen pressure increases or decreases in proportion to the amount of movement S when the pen is down by foot power. Therefore, the amount of movement S
A constant writing pressure can be obtained regardless of the change in the amount of movement S by obtaining the change in the Hall element 20 as a detection signal and correcting the driving force of the drive coil 19 according to this detection signal.

第５図は、駆動コイル１９の電流補正回路の一実施例を
示す、マイクロコンピュータ３１は、作図データに従っ
たガントリクレーンの位置制御によってペンキャリッジ
本体１１のＸＹ位置を制御し、記録ペン１５を筆記位置
に移動させる。そして、マイクロコンピュータ３１は該
位置で記録ペン１５をペンダウンするために駆動コイル
１９の駆動電流データをＤ／Ａ変換器３２に与える。こ
のデータは記録ペン種に応じた一定値にされる。Ｄ／Ａ
変換器３２の変換出力は、加算器３３を介して電流制御
アンプ３４の電流指令にされる。ｉｔ流制御アンプ３４
はその出力を駆動コイル１９に供給し、ペン保持器１３
のペンダウン駆動を行なう、駆動コイル１９には抵抗３
５による電流帰還がなされ、電流制御アンプ３４の電流
指令に一致する駆動電流に制御される。FIG. 5 shows an embodiment of the current correction circuit for the drive coil 19. The microcomputer 31 controls the XY position of the pen carriage body 11 by controlling the position of the gantry crane according to the drawing data, and controls the recording pen 15. Move to writing position. Then, the microcomputer 31 supplies the drive current data of the drive coil 19 to the D/A converter 32 in order to move the recording pen 15 down at this position. This data is set to a constant value depending on the recording pen type. D/A
The converted output of the converter 32 is made into a current command for the current control amplifier 34 via the adder 33. IT style control amplifier 34
supplies its output to the drive coil 19 and the pen holder 13
The drive coil 19 has a resistor 3 which performs pen-down drive.
5, and the drive current is controlled to match the current command of the current control amplifier 34.

ここで、電流制御アンプ３４への電流指令は、ホール素
子２０の検出信号によって補正される。この補正は、基
準電圧発生器３６からの一定電圧に従って駆動アンプ３
７がホール素子２０に定電流を供給し、このホール素子
２０がペンダウンによる移動量に応じた電圧を発生し、
この電圧をセンスアンプ３８でインピーダンス変換して
加算ｓ３３への補正電圧として与え、加算器３３におい
て駆動コイル１９の電流指令を加算補正する。Here, the current command to the current control amplifier 34 is corrected by the detection signal of the Hall element 20. This correction is performed by driving amplifier 3 according to a constant voltage from reference voltage generator 36.
7 supplies a constant current to the Hall element 20, and this Hall element 20 generates a voltage according to the amount of movement due to pen down,
The impedance of this voltage is converted by the sense amplifier 38 and applied as a correction voltage to the addition s33, and the adder 33 adds and corrects the current command of the drive coil 19.

こうした補正回路を備えることにより、筆記面の局部的
な凹凸や全体的な傾斜又は凹凸によって筆記位置毎に記
録ペンの押下げ距離が変化してスプリングその反発力が
変るに応じて、ペンダウンの駆動力を補正し、筆圧を一
定にすることができる。By providing such a correction circuit, the pen-down drive is adjusted according to the repulsion force of the spring that changes depending on the pressing distance of the recording pen for each writing position due to local unevenness, overall inclination, or unevenness of the writing surface. You can correct the force and keep the pen pressure constant.

なお、本発明は上述の実施例に限らず、記録ペンのアッ
プダウンによって作図する装置に適用して同等の作用効
果を得ることができるし、記録ペンの移動量検出方式方
式等も適宜設計変更され得るものである０例えば、記録
位置はペンキャリッジをＸ又はＹ方向の位置制御にし、
Ｙ又はＸ方向の位置を記録紙送りで得る方式の作図装置
に適用できる。また、記録ペンの移動量検出をアクチェ
ータとは別個に設けた構成、記録ペンのアップを駆動コ
イルで行ないダウンをスプリングで行なう構成、記録ペ
ンの移動量の検出を差動変圧器で検出する構成等に代替
できる。Note that the present invention is not limited to the above-described embodiments, but can be applied to a device that draws by moving the recording pen up and down to obtain the same effect, and the design of the recording pen movement detection system etc. can be changed as appropriate. For example, the recording position can be controlled by positioning the pen carriage in the X or Y direction,
It can be applied to a drawing device that obtains the position in the Y or X direction by feeding the recording paper. In addition, there are configurations in which the amount of movement of the recording pen is detected separately from the actuator, a configuration in which the recording pen is moved up by a drive coil and a spring used to lower it, and a configuration in which the amount of movement of the recording pen is detected by a differential transformer. etc. can be substituted with

−発明の効果− 以上のとおり、本発明によれば、筆記時の記録ペンの移
動量の変化に応じて記録ペンの駆動力を補正する構成に
したため、記録位置による筆圧の変化を無くすことがで
き、製図−インク用の中空ペンなど低筆圧のものを使用
した作図にも作図線の濃淡、カスレ、記録ペンの浮、記
録紙の破損等を無くした確実な作図ができる効果がある
。しかも、ペンキャリッジのガイド機構や記録紙支持板
の平行精度をラフにして確実な作図を得ることができる
。-Effects of the Invention- As described above, according to the present invention, since the driving force of the recording pen is corrected according to the change in the movement amount of the recording pen during writing, it is possible to eliminate changes in writing pressure depending on the recording position. Drafting - Even when drawing using low pressure pens such as hollow pens for ink, it is effective in eliminating shading of drawing lines, blurring, floating of the recording pen, damage to the recording paper, etc., and ensuring reliable drawing. . Moreover, reliable drawing can be achieved by roughening the parallel accuracy of the guide mechanism of the pen carriage and the recording paper support plate.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第１図は本発明の一実施例におけるペンキャリッジ部分
の側面図、第２図は第１図のＡｌ−Ａ２線に沿った部分
断面図、第３図は第１図におけるホール素子による移動
量検出を原理的に示す図、第４図は実施例における駆動
力補正動作を説明するための移動量変化態様図、第５図
は本発明における駆動力補正の一実施例を示す回路図、
第６図は作図装置の要部構成例を示す側面図である。 １１・・・ペンキャリッジ、１３・・・ペン保持器、１
４・・・スプリング、１５・・・記録ペン。 １９・・・駆動コイル、２０・・・ホール素子、２１．
２２・・・永久磁石、２５・・・記録紙。 特許出願人　岩崎通信機株式会社 第４図 第５図 ス１FIG. 1 is a side view of the pen carriage portion in an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a partial sectional view taken along the Al-A2 line in FIG. 1, and FIG. 3 is the amount of movement by the Hall element in FIG. 1. A diagram showing the principle of detection, FIG. 4 is a movement amount change diagram for explaining the driving force correction operation in the embodiment, and FIG. 5 is a circuit diagram showing one embodiment of the driving force correction in the present invention.
FIG. 6 is a side view showing an example of the main part configuration of the drawing device. 11... Pen carriage, 13... Pen holder, 1
4... Spring, 15... Recording pen. 19... Drive coil, 20... Hall element, 21.
22...Permanent magnet, 25...Recording paper. Patent applicant: Iwasaki Tsushinki Co., Ltd. Figure 4 Figure 5 S1

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] １）筆記面に対して相対的にＸＹ座標位置が案内制御さ
れるペンキャリッジと、前記筆記面に対して記録ペン先
端をアップ・ダウンする移動方向で前記ペンキャリッジ
に設けられたペン保持器と、このペン保持器をその一方
の移動方向に付勢するスプリングと、筆記動作時に前記
ペン保持器を前記スプリングの付勢方向とは逆方向に付
勢するアクチエータとを備えた作図装置において、筆記
動作時に前記ペンキャリッジに対する前記ペン保持器の
移動量を検出する検出器と、この検出器の検出値に応じ
て前記アクチエータの駆動力を補正する補正回路とを備
えたことを特徴とする作図装置。1) A pen carriage whose XY coordinate position is guided and controlled relative to the writing surface, and a pen holder provided on the pen carriage in a moving direction that moves the tip of the recording pen up and down with respect to the writing surface. , a drawing device comprising a spring that biases the pen holder in one of the moving directions, and an actuator that biases the pen holder in a direction opposite to the biasing direction of the spring during a writing operation. A drawing device comprising: a detector that detects the amount of movement of the pen holder relative to the pen carriage during operation; and a correction circuit that corrects the driving force of the actuator in accordance with the detected value of the detector. .