-
Die Erfindung betrifft eine Zeichenmaschine mit Parallelführungsgestänge, das einen auf dem Zeichenbrett befestigten Halter für das erste Gelenkparallelogramm mit einem ersten mit einem Ende am Halter drehbar befestigten Arm, einen am anderen Ende des ersten Arms befestigten und über das erste Gelenkparallelogramm mit dem Halter verbundenes Mittellager für das zweite Gelenkparallelogramm mit einem zweiten am Mittellager mit einem Ende drehbar befestigten Arm, einen am anderen Ende des zweiten Arms befestigten und über das zweite Gelenkparallelogramm mit dem Mittellager verbundenen Zeichenkopf, und drehbar und feststellbar am Zeichenkopf befestigte und mit diesem auf dem Zeichenbrett parallel verschiebbare Lineale aufweist, wobei ein erster Abtaster zum Lesen des Schwenkwinkels R der Lineale relativ zum Zeichenkopf und eine damit verbundene Anzeige vorgesehen ist.
-
Zeichenmaschinen mit Parallelführungsgestänge (DE-PS 9 50 052) sind neben dem anderen Typ von Zeichenmaschinen, den Laufwagenzeichenmaschinen, seit langem bekannte und bewährte Geräte. Mit ihnen können die Lineale in die Stellung verschoben und gedreht werden, in der Linien gezeichnet werden sollen.
-
Wenn der Zeichenkopf entsprechend verschoben und die Lineale gedreht werden, um eine neue Linie zu zeichnen, müssen komplizierte Umrechnungen und/oder Ablesungen an Skalen usw. durchgeführt werden, was sehr umständlich ist und auch die Möglichkeit von Fehlern mit sich bringt.
-
Es ist zwar bekannt, bei einer Zeichenmaschine einen Abtaster zum Lesen des Schwenkwinkels der Lineale relativ zum Zeichenkopf und eine damit verbundene Anzeige vorzusehen, mit der dann die Schwenkwinkel abgelesen werden können (DE-OS 25 46 690). Hierdurch ist zwar die Ablesung erleichtert; insbesondere Noniusablesungen für den Schwenkwinkel sind nicht mehr erforderlich. Bei der Einstellung des Ortes des Zeichenkopfes vermag aber diese Einrichtung nicht zu helfen. Es ist vielmehr, auch wenn eine Zeichenmaschine mit Parallelführungsgestänge diese genannte Einrichtung hat, weiterhin erforderlich, den Abstand des Zeichenkopfes relativ zur Nullinie abzulesen und/oder aufzureißen.
-
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Zeichenmaschine mit Parallelführungsgestänge zu schaffen, bei der das Ablesen und Aufreißen des Abstandes relativ zur Nullinie, wie es bisher vor der tatsächlichen Verschiebung der Lineale notwendig war, nicht mehr erforderlich ist.
-
Die erfindungsgemäße Lösung besteht darin, daß die Zeichenmaschine einen zweiten Abtaster zum Lesen des Drehwinkels R&sub1; des ersten Arms relativ zum Halter oder Mittellager, einen dritten Abtaster zum Lesen des Drehwinkels R&sub2; des zweiten Armes relativ zum Mittellager oder zum Zeichenkopf und eine Recheneinheit zur Bestimmung des Parallelverschiebungsbetrages der Lineale auf der Basis der durch die Abtaster ausgelesenen Drehwinkel R&sub1;, R&sub2; und des Schwenkwinkels R aufweist, wobei die Anzeigeeinrichtung zur Anzeige der Linealverschiebung ausgebildet ist.
-
Es ist zwar bekannt, bei einer Zeichenmaschine zwei Abtaster zum Lesen von Drehwinkeln vorzusehen (DE-OS 25 46 690, Fig. 3). Dabei handelt es sich aber um zwei Zeichenköpfe, bei denen die Drehwinkel gemessen und angezeigt werden, wobei die Zeichenköpfe unabhängig voneinander Drehbewegungen ausführen können.
-
Bei der erfindungsgemäßen Zeichenmaschine sind demgegenüber nicht nur ein dritter Abtaster zum Lesen eines dritten Drehwinkels vorgesehen. Vielmehr ist auch noch eine Recheneinheit vorgesehen, mit der die Parallelverschiebungsbeträge der Lineale bestimmt werden können, wobei dann diese Parallelverschiebungsbeträge weiter noch auf der Anzeigeeinrichtung als Linealverschiebung angezeigt werden. Die Erfindung erschöpft sich also nicht darin, neben zwei aus einem anderen Zusammenhang bekannten Abtastern für Winkel noch einen dritten Abtaster für Winkel vorzusehen, vielmehr wird durch die Erfindung in überraschender Weise eine Zeichenmaschine mit Parallelführungsgestänge so weiterentwickelt, daß über die Ablesung von Winkeln und entsprechende Recheneinheiten die Verschiebung der Lineale angezeigt werden kann. Erst diese Maßnahme ermöglicht es nun, auf die Abstandsmessung zur Nullinie bzw. das Aufreißen zu verzichten. Dabei können auf nicht naheliegende Weise sonst notwendige komplizierte separat auszuführende Berechnungen vermieden werden, die notwendig wären, wenn man die Verschiebung aufgrund von Winkeln und nicht durch Abstandsmessungen bestimmen wollte.
-
Vorteilhafte Ausführungsformen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
-
Die Erfindung wird im folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beispielsweise anhand von vorteilhaften Ausführungsformen beschrieben. Es zeigt
-
Fig. 1 in einer Draufsicht eine erfindungsgemäße Zeichenmaschine mit Parallelführungsgestänge,
-
Fig. 2 und 3 Erläuterungen des Prinzips der vorliegenden Erfindung,
-
Fig. 4 und 5 Teile einer Ausführungsform der Zeichenmaschine, und
-
Fig. 6 Teile einer weiteren Ausführungsform der Zeichenmaschine.
-
Wie in Fig. 1 dargestellt, hat die Zeichenmaschine mit Parallelführungsgestänge im wesentlichen einen Halter 2, der auf dem Zeichenbrett 1 befestigt ist, einen ersten Arm 3, der drehbar an einem Ende des Halters 2 befestigt ist, ein Mittellager, das am anderen Ende des ersten Armes 3 befestigt und durch einen Parallelverschiebungsmechanismus mit dem Halter 2 verbunden ist. Ein zweiter Arm 4 ist drehbar am Mittellager befestigt; ein Zeichenkopf ist auf dem anderen Ende des zweiten Armes 4 angebracht und durch einen Parallelverschiebungsmechanismus mit dem Mittellager verbunden, wobei Lineale 6 a, 6 b drehbar und feststellbar am Kopf montiert sind, so daß die Lineale auf dem Zeichenbrett 1 parallel verschiebbar sind. Der Parallelverschiebungsmechanismus umfaßt eine erste Scheibe P 1, die auf dem Halter 2 befestigt ist, eine zweite Scheibe P 2 desselben Durchmessers, die auf dem Mittellager befestigt ist, einen Riemen 7, der sich um die zwei Scheiben P 1, P 2 herum und zwischen diesen erstreckt, und einen Riemen 8, der sich um die zweite Scheibe P 2 auf dem Mittellager und um eine dritte Scheibe P 3, die auf dem Kopf 5 befestigt ist, herum und zwischen diesen erstreckt, so daß die betreffenden Riemen nicht drehbar aneinander gekoppelt sind und unabhängig von der Drehung des ersten Armes und des zweiten Armes sind, mit dem Ergebnis, daß der Kopf 5 frei und nicht drehbar verschoben wird.
-
Unter der Annahme, daß auf X,Y-Koordinaten, die ihren Ursprungspunkt im Zentrum der ersten Scheibe P 1 haben, das man sich auf dem Zeichenbrett wie in Fig. 2 dargestellt vorstellt, der erste Arm 3 im wesentlichen die Länge l&sub1; hat, der zweite Arm 4 im wesentlichen die Länge l&sub2; hat und der erste und der zweite Arm 3, 4 in bezug auf die X-Achse im Uhrzeigersinn Drehwinkel R&sub1;, R&sub2; haben, können die Koordinaten (X,Y) der Scheibe P 3 an dem Kopf 5 durch
X = l&sub1; cos R&sub1; + l&sub2; cos R&sub2;
Y = l&sub1; sin R&sub1; + l&sub2; sin R&sub2;
ausgedrückt werden, wobei l&sub1;, l&sub2; konstant sind, so daß die Koordinaten (X,Y) auf dem Kopf 5 dadurch erhalten werden können, daß die Rotationswinkel R&sub1;, R&sub2; des ersten und zweiten Armes ausgelesen werden. Dadurch werden die Verschiebungsbeträge in X-Richtung und Y-Richtung des Kopfes 5 erhalten.
-
Obwohl Variationen in den Koordinaten (X,Y) den Skalenverschiebungsbeträgen nur dann entsprechen, wenn die Skalen 6 a, 6 b in Übereinstimmung mit den X,Y-Koordinatenachsen sind, ist es notwendig, x,y-Koordinaten anzulegen, die um einen Winkel R bezüglich der X,Y-Koordinaten gedreht worden sind, um Variationen in jenen x,y-Koordinaten als Linealverschiebungsbeträge zu erhalten, wenn die Lineale 6 a, 6 b im Rotationswinkel R im Hinblick auf den Kopf 5 festgehalten sind, wie es durch die unterbrochenen Linien in Fig. 2 dargestellt ist. Es können nämlich die Koordinaten (x,y)relativ zu den Koordinaten (X, Y) auf dem Kopf erhalten werden, wie es in Fig. 3 dargestellt ist, durch
x = X cos R + Y sin R
y = Y cos R - X sin R
-
Demgemäß kann der Verschiebungsbetrag der geschwenkten Lineale erhalten werden, indem der Schwenkwinkel R der Lineale relativ zum Kopf gelesen wird, und dann die vorher erhaltenen Werte X, Y einer arithmetischen Operation gemäß der oben erwähnten Gleichungen unterworfen werden.
-
Anzeigeeinrichtungen für Winkel und/oder berechnete Koordinaten sind beispielsweise auf dem Kopf oder dem ersten und zweiten Arm an ihren Enden befestigt, um die Linealverschiebung digital anzuzeigen. Weiterhin sind Einrichtungen zum Einstellen des Maßstabes, die mit einer Recheneinheit verbunden sind, um den Maßstab für die Anzeige der Linealverschiebung in verkleinertem oder vergrößertem Maßstab einzustellen, und auf dem Kopf oder auf den ersten oder zweiten Arm an ihren Enden angebrachte Anzeigeeinrichtungen vorgesehen, um die Linealverschiebung im verkleinerten oder vergrößerten Maßstab anzuzeigen. Darüber hinaus sind Rücksetzeinrichtungen vorgesehen, um die Nullstellung der Lineale frei einstellen zu können.
-
In Fig. 4 bezeichnet die Bezugsziffer 10 a einen ersten Abtaster zum Auslesen des Drehwinkels R&sub1; des ersten Armes 3. Dieser Abtaster 10 a ist auf den relativ drehbaren Teilen des Halters 2 oder der damit verbundenen stationären Scheibe P 1 und dem ersten Arm 3 befestigt. Ein zweiter Abtaster 10 b für den Drehwinkel R&sub2; ist auf den relativ drehbaren Teilen des Mittellagers oder der damit verbundenen stationären Scheibe P 2 und dem zweiten Arm 4 befestigt. Ein dritter Abtaster 10 c für den Schwenkwinkel R der Lineale 6 a, 6 b, die auf relativ zueinander drehbaren Teilen auf dem Kopf 5 oder der damit verbundenen stationären Scheibe P 3 und einem Linealträger 9 befestigt sind, ist auf den relativ drehbaren Teilen auf dem Kopf oder der damit verbundenen stationären Scheibe P 3 und dem zweiten Arm 4 befestigt.
-
Jeder dieser Abtaster 10 a, 10 b, 10 c kann eine auf einem jener relativ drehbaren Teile befestigte Drehskala, wie es in Fig. 5 dargestellt ist und die an eine konstante Spannung angelegt wird, eine verschiebbare Elektrode, die auf dem anderen jener relativ zueinander drehbaren Teile befestigt ist, um sich auf der Drehskala verschieben zu können, und ein Potentiometer enthalten, das dazu geeignet ist, die Spannungsänderung darin als Analogbetrag des Drehwinkels zu lesen. Oder er kann einen Drehkodierer enthalten, der auf einem der besagten relativ zueinander drehbaren Teilen, wie in Fig. 5 dargestellt, befestigt ist, und ein Detektorelement, das auf dem anderen jener relativ zueinander drehbaren Teile befestigt ist, um den Code als digitalen Betrag des Rotationswinkels zu lesen. Weiterhin ist es ebenfalls möglich, einen Zahnrad-, einen Riemenmechanismus oder dergleichen zwischen die besagten relativ zueinander drehbaren Teile zwischenzusetzen, um den Drehbetrag zu verstärken oder zu vermindern und dann diesen zum Potentiometer oder zum Drehkodierer zu übertragen.
-
Die Größen l&sub1; sin R&sub1; und l&sub1; cos R&sub1; werden durch eine Recheneinheit 11 a aus einem Betrag R&sub1;, der durch den Abtaster 10 afür den Winkel R&sub1; ausgelesen wird, erhalten, während die Größen l&sub2; sin R&sub2; und l&sub2; cos R&sub2; durch eine Recheneinheit 11 b aus dem Betrag R&sub2;, der durch den Abtaster 10 b für den Winkel R&sub2; ausgelesen wird, erhalten wird. Dann berechnet ein Addierer 12 a
X = l&sub1; cos R&sub1; + l&sub2; cos R&sub2;
während ein anderer Addierer 12 b
Y = l&sub1; sin R&sub1; + l&sub2; sin R&sub2;
berechnet.
-
Vom Betrag R, der durch den Abtaster 10 c für den Linealschwenkwinkel gelesen wurde, berechnet eine Recheneinheit 11 c die Werte von sin R und cos R.
-
Signale, die diese Beträge X, Y, sin R und cos R darstellen, werden auf eine Recheneinheit 20 a gegeben, in der die Rechenoperation
x = X cos R + Y sin R
einerseits ausgeführt wird, und andererseits auf eine Recheneinheit 20 b gegeben, in der die Rechenoperation
y = Y cos R - X sin R
ausgeführt wird. Das Ergebnis dieser Rechnungen wird durch eine x-Anzeigeeinheit 30 a und eine y-Anzeigeeinheit 30 b, die Nixie-Röhren enthalten, als digitale Beträge angezeigt.
-
Wie in Fig. 5 dargestellt, vervielfacht die zu der x-Anzeigeeinheit 30 a gehörige Recheneinheit 20 a eine Summe X, die vom X-Addierer 12 a beschafft wird, mit dem Betrag cos R, der durch den Winkelleser 10 c gelesen wird, um X cos R bereitzustellen. Eine vom Y-Addierer 12 b beschaffte Summe Y wird mit sin R vervielfacht, um Y sin R zu erhalten. Diese beiden Summen werden nun zueinander addiert, um den Verschiebungsbetrag des Y-Lineals 16 b in x-Richtung als Analogbetrag zu erhalten, der dann, digital umgewandelt in den entsprechenden digitalen Betrag, auf der x-Anzeigeeinheit 30 a angezeigt wird.
-
Ähnlich führt die zu der y-Anzeigeeinheit 30 b gehörige Recheneinheit 20 b sowohl die Multiplikation von Y cos R und X sin R als auch die Subtraktion von X sin R von Y cos R durch, um einen Verschiebungsbetrag des X-Lineals 6 a in y-Richtung als analogen Betrag zu beschaffen, der auch umgewandelt in einen digitalen Betrag auf der y-Anzeigeeinheit 30 b angezeigt wird.
-
Die Recheneinheiten 20 a, 20 b von Fig. 6 sind identisch in der Anordnung mit denen in Fig. 5, mit der Ausnahme, daß die Beträge R&sub1;, R&sub2;, R, die durch die Register 14 a, 14 b, 14 c gelesen werden, digitale Beträge in den Fällen der Fig. 6 sind, so daß eine Analogdigitalumwandlung in Fig. 5 nicht notwendig ist.
-
Rücksetzstellen 15 a, 15 b sind zwischen den X,Y-Addierern 12 a, 12 b bzw. den Recheneinheiten 20 a, 20 b angeordnet, um zu ermöglichen, daß die Null-Linien für die Linealverschiebung durch Subtraktion der Ausgangsinformationen von den X- und Y-Addierern 12 a, 12 b und deren Speicherung frei gewechselt werden können. Im in Fig. 5 dargestellten Fall sind die zu den x,y-Anzeigeeinheiten 30 a, 30 b geführten digitalen Signale durch Digitalanalogumwandlung in entsprechende Analogsignale der Reihe nach umgewandelt und zu den Rücksetzstellen 15 a, 15 b geführt. Im in Fig. 6 dargestellten Fall sind die Rücksetzstellen 15 a, 15 b mit dem X-Addierer 12 a bzw. mit dem Y-Addierer 12 b verbunden, und die Anzeigen der x,y-Anzeigeeinheiten 30 a, 30 b werden durch einen Rücksetzschalter auf den Bezugswert Null zurückgesetzt.
-
Das wahlweise Setzen des Maßstabes zur Anzeige der Verschiebung der Skalen auf den Anzeigeeinheiten 30 a, 30 b in einem vergrößerten oder verkleinerten Maßstab wird durch Maßstabseinstellungseinrichtungen 16 a, 16 b ausgeführt, die mit Recheneinheiten 20 a bzw. 20 b, wie in Fig. 5 dargestellt, verbunden sind. Andererseits führen die in Fig. 6 dargestellten Maßstabseinstelleinheiten 16 a, 16 b diesen Einstellvorgang aus, der auf den Ausgängen von den X- und Y-Addierern 12 a, 12 b basiert. Es ist offensichtlich möglich, daß ein derartiges Einstellen des Maßstabes auf den digitalen Signalen, im Augenblick unmittelbar bevor sie auf die Anzeigeeinheiten 30 a, 30 b gegeben werden, basiert.
-
Wenn die Lineale von den entsprechenden Null-Linien in Übereinstimmung mit gegebenen Abmaßen mit der erfindungsgemäßen Zeichenmaschine verschoben werden, werden die Anzeigeeinrichtungen durch Einrichtungen wie Rücksetzschalter auf jene Nullwerte gesetzt bzw. werden dann die Lineale verschoben, bis die gegebenen Abmaße auf den entsprechenden Anzeigeeinheiten angezeigt werden und dadurch die Verschiebung der Lineale automatisch erledigt wird, so daß es nicht nötig ist aufzureißen, wie weit die betreffenden Lineale vor deren wirklicher Verschiebung verschoben werden sollen, wie es gewöhnlich notwendig war, so daß deshalb ein effizienteres Zeichenverfahren erzielt werden kann. Überdies ist jede der Anzeigeeinrichtungen in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung dazu geeignet, den damit verbundenen Verschiebungsbetrag in so einem umgewandelten Maßstab anzuzeigen, daß die gewünschte Zeichnung wahlweise in einem verkleinerten oder vergrößerten Maßstab angefertigt werden kann, indem die Lineale gemäß der angezeigten Information, die einem wirklichen Abmaß entspricht, verschoben werden. Weiterhin ermöglicht die vorliegende Erfindung sogar dann, wenn die Lineale auf einen gegebenen Winkel relativ zur X-Achsenschiene und zur Y-Achsenschiene eingestellt worden sind, daß die Verschiebungsbeträge der betreffenden Lineale auf den Anzeigeeinheiten angezeigt werden, indem eine solche Anordnung vorgesehen wird, daß der gegebene Winkel als Rotationswinkel der entsprechenden Lineale zur X-Achse und Y-Achse gelesen wird. Auf diese Weise ist es möglich, die Verschiebung der Lineale in gleicher Weise wie bei der Zeichenmaschine der Fig. 1-5 der DE-OS 29 13 961 durchzuführen, unabhängig vom Winkel der Lineale relativ zur X-Achse und Y-Achse.