DE4442470C2

DE4442470C2 - Plotter or editing plotter

Info

Publication number: DE4442470C2
Application number: DE19944442470
Authority: DE
Inventors: Andrzej Dipl Ing Walczak
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1994-11-29
Filing date: 1994-11-29
Publication date: 1997-12-11
Anticipated expiration: 2014-11-30
Also published as: DE4442470A1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Plotter bzw. Bearbeitungsplotter gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The present invention relates to a plotter or processing plotter according to the preamble of claim 1.

Mit Plottern bzw. Bearbeitungsplottern werden auf dem Plottertisch be findliche Gegenstände, Werkstücke und dergleichen mit unterschiedlichen Wirkeinheiten, wie beispielsweise Zeichenstiften (bei Plottern im eigentlichen Sinne vgl. zum Beispiel DE 39 15 480 C2) bzw. Fräsern, Bohrern, Prägestempeln, Lasern, Dosierpatronen, Meßsonden und ähnlichem (bei Bearbeitungsplottern) bearbeitet oder auf andere Weise einer Einwirkung ausgesetzt. Zu diesem Zweck weisen Plotter Translationseinrichtungen in den Richtungen der x-, y- und z-Achse auf, mit denen die Wirkeinheiten in diesen Richtungen bewegt werden können.With plotters or processing plotters, be on the plotter table sensitive objects, workpieces and the like with different Knitting units, such as crayons (for plotters in the true sense cf. for example DE 39 15 480 C2) or milling cutters, Drills, dies, lasers, dosing cartridges, measuring probes and the like (in case of plotters) or other Way exposed. For this purpose, plotters point Translation devices in the directions of the x, y and z axes with which the knitting units work in these directions can be moved.

Es wird noch erläutert, daß Bearbeitungsplotter aus numerisch gesteuerten Zeichenmaschinen (also Plotter im eigentlichen Sinne) hervorgegangen sind und wegen ihrer hohen Abeitsgeschwindigkeit und/oder Arbeitsgenauigkeit als Bearbeitungsmaschinen, wie Schneid- und Fräsmaschinen, eingesetzt werden (vgl. zum Beispiel DE 35 39 430 A1). Ferner kann der Bearbeitungs plotter auch durch bloße Umrüstung eines eigentlichen Plotters gebildet werden (vgl. zum Beispiel DE 38 37 493 A1 und DE 42 21 966 A1).It will be explained that processing plotters are numerically controlled Drawing machines (i.e. plotters in the true sense) have emerged and because of their high working speed and / or working accuracy used as processing machines, such as cutting and milling machines be (see, for example, DE 35 39 430 A1). Furthermore, the editing plotter also by simply converting an actual plotter are formed (see, for example, DE 38 37 493 A1 and DE 42 21 966 A1).

Bei in der Praxis anzutreffenden (nicht durch Schutzrechtschriften) belegten) Plottern fällt auf, daß sie im allgemeinen speziell für ihren Anwendungszweck konstruiert sind. Dadurch fällt das Verhältnis zwischen Genauigkeit, Arbeits geschwindigkeit und Preis ungünstig aus. Sie sind entweder aufgrund ihrer Bauart zu teuer oder zu langsam, oder sie nutzen im allgemeinen ihre inhärente Genauigkeit nicht aus.In practice (not by protective rights) Plotters notice that they are in general are specially designed for their application. As a result, the relationship between accuracy and work falls unfavorable speed and price. You are either too expensive or too slow because of their design, or they generally do not take advantage of their inherent accuracy.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung eines massearmen und damit schnellen Plotters bzw. Bearbeitungsplotters, der einfach und damit kostengünstig herstellbar ist und trotzdem eine gute Genauigkeit aufweist. Dabei soll der mechanische Antrieb der Forderung der Elektronik genügen, rückartige Beschleunigungen und Stöße zu vertragen.The object of the present invention is to create a Low-mass and therefore fast plotters or processing plotters, the is simple and therefore inexpensive to manufacture and still a good one Accuracy. The mechanical drive should meet the demand of electronics, sudden accelerations and tolerate shocks.

Gelöst wird diese Aufgabe durch einen gattungsgemäßen Plotter bzw. Bearbeitungsplotter gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 durch dessen kennzeichnende Merkmale. This task is solved by a generic plotter or plotter according to the preamble of Claim 1 by its characteristic features.

Die Unteransprüche geben bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung wieder.The subclaims give preferred configurations of the Invention again.

Der erfindungsgemäße Plotter enthält einen Plottertisch, auf dem die Werkstücke, Gegenstände oder ähnliches gehalten werden können. Die zur Einwirkung kommenden Wirkeinheiten, die oben genannt sind, befinden sich dabei an Translations einrichtungen, die über dem Plottertisch in allen Raum richtungen, also entlang der x-, y- und z-Achse bewegt werden können und dadurch zur beliebigen Einwirkung auf die Gegenstände bzw. Werkstücke gebracht werden können. Dabei ist für die Bewegung in jeder dieser Raumrichtungen ein Antrieb vorgesehen.The plotter according to the invention contains a plotter table, on which the workpieces, objects or the like are held can be. The active units that come into effect, the above mentioned are on translations furnishings above the plotter table in all room directions, i.e. moved along the x, y and z axes can become and thus to any action the objects or workpieces can be brought. It is for movement in each of these spatial directions a drive is provided.

Die Bewegung in einer Raumrichtung der y-Achse, die von der vorderen Kante des Plotters nach hinten führt, wird dabei über einen ersten Antriebsmotor bewirkt, der über einen ersten Schraubenfederantrieb die erste Translations einrichtung in Richtung dieser y-Achse bewegt.The movement in a spatial direction of the y-axis that of the leading edge of the plotter leads to the back thereby effected via a first drive motor which a first coil spring drive the first translations device moves in the direction of this y-axis.

Die Bewegung in der zweiten Raumrichtung der x-Achse, die parallel zur vorderen Kante des Plotters quer zum Betrachter verläuft, wird über einen zweiten Antriebsmotor bewirkt, der über einen zweiten Schraubenfederantrieb eine zweite Translationseinrichtung in Richtung der x-Achse bewegt. Der zweite Antriebsmotor wirkt über eine Zahnwelle auf den Schraubenfedeantrieb ein, wobei sich die Zahnwelle über die gesamte Länge des Bewegungswegs entlang der y-Achse erstreckt. Diese Zahnwelle ist gemeinsam mit ihrem Antriebsmotor am unteren Teil des Plotters befestigt, so daß er die Bewegung der Translationseinrichtung nicht mitmacht, wodurch die zu bewegende Masse der Translationseinrichtung verringert wird. The movement in the second spatial direction of the x-axis, the parallel to the front edge of the plotter across the viewer runs, is effected via a second drive motor, the one via a second coil spring drive second translation device in the direction of the x-axis emotional. The second drive motor works via a splined shaft on the coil spring drive, whereby the toothed shaft over the entire length of the movement path along the y-axis extends. This splined shaft is shared with yours Drive motor attached to the lower part of the plotter, see above that he does not participate in the movement of the translation device, whereby the mass of the translation device to be moved is reduced.

Der Antrieb für die Translationseinrichtung in Richtung der z-Achse kann beliebig ausgestaltet sein, beispielsweise als Schraubenfederantrieb, magnetischer, pneumatischer oder hydraulischer Antrieb.The drive for the translation device in the direction the z-axis can have any configuration, for example as coil spring drive, magnetic, pneumatic or hydraulic drive.

Die in dem erfindungsgmäßen Plotter eingesetzten Schrauben federantriebe (vgl. Anspruch 6) können aus Schraubenfedern bestehen, in deren Windungen Zugseile angeordnet sind, die an mindestens zwei Anlenkpunkten an den Windungen der Schraubenfedern befestigt sind. Mit Ausnahme des Antriebs für die y-Achse können sie mit bekannten Antriebsmitteln angetrieben werden, beispielsweise durch Zahnräder, Zahnwellen, Zahnstangen, Schrauben, Schnecken, Rollen, Keilscheiben oder dergleichen. Solche Schraubenfederantriebe sind aus der FR 13 07 724 und FR 24 73 138 grundsätzlich bekannt und nach der DE 44 37 280 C2 insbesondere bezüglich des Aufbaus und des Eingreifens des Antriebselements bei gekrümmter Führung des innerhalb der Schraubenfeder befindlichen Zugseils weiter ausgestaltet.The screws used in the plotter according to the invention spring drives (see claim 6) can consist of coil springs in whose turns are arranged pulling ropes that at least two pivot points on the turns of the coil springs are attached. With the exception of the drive for the y-axis they can be driven with known drive means, for example by gears, toothed shafts, racks, Screws, screws, rollers, wedge washers or the like. Such coil spring drives are from FR 13 07 724 and FR 24 73 138 known in principle and according to DE 44 37 280 C2 especially regarding the construction and the engagement of the drive element with a curved guide of the pull rope located inside the coil spring designed.

Der Plottertisch kann beispielsweise bewegliche Segmente enthalten, die aus Rechteck-Flachprofilen gebildet werden (vgl. Anspruch 5). Sie können vorzugsweise auf einem Rahmen des Plottertischs auf Schienenelementen aufliegen und durch Spannschrauben gehalten werden. Vorzugsweise weisen sie in Richtung quer zu ihrer Längsachse unterschiedlich kombinierbare Breiten auf. Die Segmente können Öffnungen zur Aufnahme von Be festigungseinrichtungen aufweisen, wobei durch Kombination unterschiedlicher Breiten der Segmente eine große Variation der Anordnung der Befestigungsöffnungen möglich ist.For example, the plotter table can have movable segments included, which are formed from rectangular flat profiles (cf. Claim 5). You can preferably use it on a frame of the plotter table rest on rail elements and by clamping screws being held. They preferably point in the transverse direction widths that can be combined in different ways along their longitudinal axis on. The segments can have openings for receiving Be have fastening devices, whereby by combination different widths of the segments a large variation the arrangement of the mounting holes is possible.

Der Plottertisch kann auf einem Träger angeordnet sein, wobei ein Rahmen zur Aufnahme der beweglichen Segmente als Teil des Plottertischs auf dem Träger aufliegt (Anspruch 9). The plotter table can be arranged on a support, being a frame for receiving the movable segments rests as part of the plotter table on the support (claim 9).

Die zum Antrieb eingesetzten Schraubenfedern oder damit ver bundene Seilzüge können über Umlenkrollen geführt werden (vgl. Anspruch 7). Diese und auch Führungen bzw. Laufflächen für die Translations einrichtungen können über Rechteckprofile an ihren Befestigungs punkten angelenkt sein, die sich bei Belastung federparallelogrammartig parallel verschoben deformieren.The coil springs used for the drive or ver tied cables can be guided over pulleys (see claim 7). These and also guides or treads for the translations furnishings can be attached to their attachments using rectangular profiles be articulated points that resemble a spring parallelogram deform parallel shifted.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Figurenbeschreibung beispielhaft näher erläutert.The invention is described below with reference to the figure description exemplified in more detail.

Fig. 1 zeigt eine Ausführungsform eines Plotters in Vorderansicht; Fig. 1 shows an embodiment of a plotter in front view;

Fig. 2 zeigt den gleichen Plotter in einer Seitenansicht; Fig. 2 shows the same plotter in a side view;

Fig. 3 zeigt den gleichen Plotter in einer Draufsicht; Fig. 3 shows the same plotter in a top view;

Fig. 4 zeigt eine Darstellung einer Schienenbefestigung in einer Seitenansicht; und Fig. 4 is an illustration of a rail fastening in a side view; and

Fig. 5 zeigt die gleiche Befestigung in einer Vorderansicht. Fig. 5 shows the same attachment in a front view.

Der Plotter weist ein waagerechtes Rahmenteil 22 auf, an dem seitlich nach unten Seitenwände 3 angebracht sind, die eine Verkleidung des Geräteunterteils bilden. Dadurch wird ein für die meisten bekannten Geräte übliches Verkleidungs gehäuse vermieden und die waagerechte Justierung des Plottertischs 2 mittels vier Schrauben, die gleichzeitig seine Befestigung übernehmen, ermöglicht.The plotter has a horizontal frame part 22 , on which side walls 3 are attached laterally downwards, which form a covering for the lower part of the device. As a result, a casing for most known devices is avoided and the horizontal adjustment of the plotter table 2 by means of four screws which simultaneously take care of its attachment.

Die Seitenwände 3 enthalten eine Abstützung, auf der bewegliche Segmente 16 aufliegen, die die Oberfläche des Plottertisch 2 bilden. Die Segmente 16 bestehen aus Rechteck-Flachprofilen unterschiedlicher Breite, die Öffnungen 18 aufweisen, in denen Befestigungseinrichtungen für die auf dem Plottertisch zu befestigenden Gegenstände befestigbar sind. Die Segmente 16 lassen sich bequem ent sprechend der unterschiedlichen Maße der Gegenstände um gruppieren und dadurch flexibel an die Gegenstände anpassen.The side walls 3 contain a support on which movable segments 16 rest, which form the surface of the plotter table 2 . The segments 16 consist of rectangular flat profiles of different widths which have openings 18 in which fastening devices for the objects to be fastened on the plotter table can be fastened. The segments 16 can be conveniently grouped around the different dimensions of the objects and thus flexibly adapt to the objects.

Die Seitenwände 3 und/oder die Vorder- und Rückwand 20, 28 weisen Vorsprünge 50 auf, die sich auf einem Träger 48 abstützen, der das Grundgestell des Plotters bildet (Fig. 2).The side walls 3 and / or the front and rear walls 20, 28 have projections 50 which are supported on a carrier 48 which forms the base frame of the plotter ( FIG. 2).

An dem Träger 48 sind ein erster Antriebsmotor 4 und ein zweiter Antriebsmotor 14 befestigt. Der erste Antriebsmotor 4 treibt über ein Zahnrad eine erste Schraubenfeder 11 an, in deren Inneren ein erstes Zugseil 36a an zwei Anlenk punkten an den Enden der Schraubenfeder befestigt ist. Von dem Zugseil wird eine Translationseinrichtung 30y bewegt, die die Translation in Richtung der y-Achse bewirkt.A first drive motor 4 and a second drive motor 14 are fastened to the carrier 48 . The first drive motor 4 drives a first helical spring 11 via a gearwheel, in the interior of which a first pull rope 36 a is attached to two articulation points at the ends of the helical spring. A translation device 30 y is moved by the traction rope, which causes the translation in the direction of the y axis.

Der zweite Antriebsmotor 14 treibt eine Zahnwelle 13 an, deren axiale Erstreckung der Länge des Translationsweges entlang der y-Achse entspricht. Von der Zahnwelle 13 wird ein zweites Zugseil 36b angetrieben, das über Umlenkrollen 40b, 40c eine zweite Translationseinrichtung in Richtung der x-Achse bewegt.The second drive motor 14 drives a toothed shaft 13 , the axial extent of which corresponds to the length of the translation path along the y-axis. A second pull rope 36 b is driven by the toothed shaft 13 and moves a second translation device in the direction of the x-axis via deflection rollers 40 b, 40 c.

Die Translation in Richtung der z-Achse wird durch eine dritte Schraubenfeder 9 bewirkt, die zwischen Rollen 15 S-förmig geführt wird, so daß ein Zahnrad 17 in die Schrauben feder 9 eingreifen kann. Im Inneren der Schraubenfeder 9 ist ein Zugseil in ähnlicher Weise wie bei den übrigen Zugseilen verspannt. The translation in the direction of the z-axis is effected by a third coil spring 9 , which is guided between rollers 15 in an S-shape, so that a toothed wheel 17 can engage in the coil spring 9 . Inside the coil spring 9 , a pull rope is braced in a similar manner to the other pull cables.

Die Translationseinrichtung 30y, die in Richtung der y-Achse bewegbar ist, ist mit Kugellagern 52 auf zwei Rundschienen 54 geführt. Zumindest eine dieser Rundschienen 54 ist schwenkbar angeordnet, so daß sie sich einer eventuellen Dehnungsdifferenz der Translationseinrichtung 30y anpassen kann. Dies wird dadurch erreicht, daß die Befestigung der Rundschienen 54 über Rechteckprofile 58 erfolgt, die seitlich an beiden Enden der Rundschiene angebracht werden. Bei Belastung, beispielsweise in der in Fig. 5 durch Pfeile dargestellten Weise, deformieren sich die Rechteckprofile federparallelogrammartig im Sinne einer Parallelbewegung. Dadurch verkanten die Rundschienen nicht radial, sondern verschieben sich lediglich parallel.The translation device 30 y, which is movable in the direction of the y axis, is guided with ball bearings 52 on two round rails 54 . At least one of these round rails 54 is pivotally arranged so that it can adapt to a possible difference in elongation of the translation device 30 y. This is achieved in that the fastening of the round rails 54 takes place via rectangular profiles 58 which are attached laterally at both ends of the round rail. When loaded, for example in the manner shown by arrows in FIG. 5, the rectangular profiles deform like a spring parallelogram in the sense of a parallel movement. As a result, the round rails do not tilt radially, but only move in parallel.

Claims

1. plotter or processing plotter with a plotter table for receiving workpieces and translation devices in the direction of the x, y and z axes of a plotter table for active units for acting on the workpieces,
with a first drive motor ( 4 ) for the translation device ( 30 y) in the y-axis direction,
a second drive motor ( 14 ) for the translation device ( 30 x) in the direction of the x-axis,
wherein both drive motors ( 4, 14 ) are firmly connected to the plotter table, characterized in that
the first drive motor ( 4 ) moves the translation device ( 30 y) via a first coil spring drive ( 1 ) and the second drive motor ( 14 ) moves the translation device ( 30 x) via a second coil spring drive ( 12 ) and
the second helical spring drive ( 12 ) is driven via a toothed shaft ( 13 ), the axial extent of which corresponds to the length of the movement path (W) along the y-axis.

2. Plotter according to claim 1, characterized in that the plotter table ( 2 ) contains movable segments ( 16 ) which at least partially contains openings ( 18 ) for receiving fastening devices for the workpieces.

3. Plotter according to claim 1, characterized in that the movable union segments ( 16 ) rest on a frame ( 22 ) of the plotter table ( 2 ) and are held by clamping screws ( 26 ).

4. Plotter according to claim 1, characterized in that the movable segments ( 16 ) of the y-axis have different combinable widths.

5. Plotter according to claim 1, characterized in that the movable segments ( 16 ) consist of rectangular flat profiles.

6. Plotter according to claim 1, characterized in that the coil spring drives ( 1, 12 ) have coil springs, in the turns of which pull cables ( 36 ) are arranged, which are attached to the coil springs at at least two articulation points ( 38 ).

7. Plotter according to claim 1, characterized in that the coil spring drives ( 1, 12 ) and / or traction cables ( 36 ) are guided over deflection rollers ( 40 a, 40 b, 40 c).

8. Plotter according to claim 7, characterized in that the deflecting rollers ( 40 ) on rectangular profiles ( 58 ) are articulated, which are attached on one side to their brackets so that they have a spring parallelogram-like deformation when loaded.

9. Plotter according to claim 1, characterized in that the plotter table ( 2 ) and / or a carrier ( 46 ), on which the plotter table ( 2 ) rests, at loaded connection points via rectangular profiles ( 58 ) which are connected when loaded have spring parallelogram-like deformation.