JPH0572490U - Ｘｙプロッタに於けるｚ軸制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ＸＹプロッタのＺ軸制御を高精度化し、作画
性能の向上を図る。 【構成】 ＯＲ回路２５を介して第１及び第２のカウン
タ回路２３，２４を偏差カウンタ回路２６へ接続する。
ＣＰＵ２２から２個のカウンタ回路２３，２４へ夫々カ
ウントデータが出力される。先ず、第１のカウンタ回路
２３がカウントダウンを開始し、ヘッド昇降用のコイル
９に通電される。カウント終了後、昇降行程の途中で第
２のカウンタ回路２４のカウントダウンが開始される。
第１と第２のカウンタ回路２３，２４のクロック周波数
によってヘッドの駆動速度が決定される。第２のカウン
タ回路２４がカウント終了するか、或いは速度判別器３
０によってヘッドの停止が検出された時点で、筆圧ラッ
チ回路３２のデータが偏差カウンタ回路２６に取込ま
れ、筆圧制御に移行する。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

この考案は、ＸＹプロッタに関するものであり、特に、ヘッドの昇降動作を制 御するＺ軸制御装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

コンピュータ制御によって作図するＸＹプロッタは、入力された２値データに 従ってＣＰＵがヘッドのＸ，Ｙ，Ｚ方向の動作を制御する。一般的にＸ軸並びに Ｙ軸方向の移動はサーボモータ或いはステッピングモータによって行い、Ｚ軸方 向の昇降はムービングコイルアクチュエータによっている。

【０００３】 ヘッドの昇降は、ＣＰＵによってオープンループ制御され、下降の際は待機位 置から一定の高さまで急速に下降し、その位置からは減速して下降し、ペン先に 過大な衝撃を与えることなく図板上に達するようにしている。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】

従来のヘッド昇降制御は、通常オープンループ制御を採っているため、図板面 とヘッドとの距離精度によっては図板面へソフトランディングできない場合もあ る。また、ランディングして静止するまでの時間誤差等からランディングに要す る時間も制約を受けている。

【０００５】 そこで、ヘッドの位置及び速度の制御の精度を向上してより緻密な制御を可能 とし、ＸＹプロッタの性能向上を図るために解決すべき技術的課題が生じている 。この考案は、上述した課題を解決することを目的とするものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】

この考案は、上記目的を達成するために提案するものであり、複数のカウンタ 回路２３，２４を切換回路２５を通じて偏差カウンタ回路２６へ接続し、ヘッド のＺ軸位置検出器１３を設け、その検出値を前記偏差カウンタ回路２６へフィー ドバックし、前記偏差カウンタ回路２６の出力をＤ／Ａ変換してヘッドのＺ軸ア クチュエータ１０を制御し、前記複数のカウンタ回路２３，２４を順次切換えて 夫々のクロック周波数とカウント数とに応じて前記Ｚ軸アクチュエータ１０の駆 動速度と変位量とを制御するＸＹプロッタに於けるＺ軸制御装置を課題解決の手 段としている。

【０００７】

【作用】

ＣＰＵは複数のカウンタ回路に夫々カウントデータを出力する。カウンタ回路 は切換回路によって順次偏差カウンタ回路へカウントパルスを出力する。偏差カ ウンタ回路の出力は、Ｄ／Ａ変換されて駆動回路を駆動し、カウントパルスとＺ 軸位置検出器の変位検出量との偏差をゼロにすべくヘッドの昇降アクチュエータ をサーボ制御する。アクチュエータの変位速度はカウンタ回路のクロック周波数 によって決定され、変位量はＣＰＵが指示するカウント数によって決定される。

【０００８】

【実施例】

以下、この考案の一実施例を図に従って詳述する。図１はＸＹプロッタ１を示 し、図板２に対してＸ軸方向（図中左右）に走行するＹ軸レール３にヘッドキャ リッジ４が装着されている。ヘッドキャリッジ４はＹ軸レール３に沿ってＹ軸方 向（図中前後）へ走行できる。ヘッドキャリッジ４に装着されたスライダ５は、 上下に摺動自在であり、コイルばね６によって上方へ付勢されている。ヘッドキ ャリッジ４にはポールマグネット７と円筒形のヨーク８とが装着され、スライダ ５に固定したコイル９をポールマグネット７とヨーク８との間の環状の溝へ挿入 してムービングコイルアクチュエータ１０が形成されている。コイル９へ流れる 電流に応じてスライダ５が昇降し、スライダ５に設けたペンヘッド１１へ装着し た筆記具１２を図板面に対して接地或いは上昇させる。

【０００９】 ペンヘッド１１の位置は、スライダ５とヘッドキャリッジ４とに介装した差動 トランス等の位置検出器１３によって制御装置へフィードバックされる。 図２はヘッド昇降制御装置２１のブロック図である。ＣＰＵ２２からの昇降指 令信号を受信する２個のカウンタ回路２３，２４の出力は、切換回路をなすＯＲ 回路２５を通じて偏差カウンタ回路２６の入力端子へ接続されている。偏差カウ ンタ回路２６の出力はＤ／Ａ変換器２７によってアナログ信号に変換し、コイル ９の駆動回路２８へ入力してコイル９への供給電流を制御する。コイル９の上下 位置は位置検出器１３によって検出し、位置検出信号を偏差カウンタ回路２６の 入力端子へ入力する。また、位置検出信号はＦ／Ｖ変換器２９を介して速度信号 に変換され、駆動回路２８の入力信号へフィードバックしている。更に、速度信 号は速度判別器３０へ分岐接続され、コイル９が停止か否かを検出し、その信号 と第２のカウンタ回路２４の出力とをＯＲ回路３１を通じて偏差カウンタ回路２ ６のＬＯＡＤ端子へ接続している。また、位置検出信号と停止判別信号はＣＰＵ ２２へ接続して停止位置データをフィードバックしている。

【００１０】 第１のカウンタ回路２３のクロック周波数ｆ₁ (Hz)は、第２のカウンタ回路２ ４のクロック周波数ｆ₂ (Hz)よりも高く（ｆ₁ ＞ｆ₂ ）設定しておく。尚、符号 ３２はＣＰＵ２２から筆圧データを受けて保持する筆圧ラッチ回路である。 次に、本装置の動作を説明する。図３はペンヘッド１１に装着した筆記具１２ の下降時におけるペン先の位置を示し、縦軸は変位量、横軸は時間を示している 。ＣＰＵ２２から出力される下降指令信号によってペン先は待機位置ａからｂ点 まで高速で降下する。この間は第１のカウンタ回路２３によって制御され、ｂ点 に達したときに第２のカウンタ回路２４に切換り、低速度に変速して図板面Ｃに 達する。そして、ペンヘッド１１の速度がゼロになった時点で筆圧制御に移行す る。

【００１１】 この制御の手順を図４乃至図６に示すフローチャートに従って説明する。まず 、ＣＰＵ２２から第１と第２のカウンタ回路２３，２４及び筆圧ラッチ回路３２ へのデータがラッチされる。データは第１及び第２のカウンタ回路２３，２４へ の変位データＡ，Ｂが夫々８ｂｉｔ、筆圧データ１２ｂｉｔ、ＵＰ／ＤＯＷＮ方 向判別データ１ｂｉｔである（１０２）。

【００１２】 方向判別データでＵＰかＤＯＷＮかを判別する（１０３）。ＤＯＷＮであれば 第１のカウンタ回路２３のカウントダウンを開始する（１０５）。ＵＰの場合は 偏差カウンタ回路２６の出力を例えば８００にセット（１０４）した後にカウン タ回路２３のカウントダウンを行う（１０５）。 １０５では点線枠Ｃ内の処理をする。まず、変位データＡを第１のカウンタ回 路２３へＬＯＡＤする（２０１）。次に第１のカウンタ回路２３のカウントイネ ーブル信号をＬｏとしてカウント可能状態にする（２０２）。そして、第１のカ ウンタ回路２３の出力がゼロか否かを判断する（２０３）。ゼロであればカウン トイネーブル信号をＨｉにしてカウントを禁止する（２０５）。出力データがゼ ロでなければカウントダウンし（２０４）、ゼロになったときにカウントイネー ブル信号＝Ｈｉとしてカウントを禁止する（２０５）。

【００１３】 以上の処理によってペンヘッド１１をＤＯＷＮさせる際は、図３に示すように 第１のカウンタ回路２３のクロック周波数ｆ₁ とクロックカウント数とによって ペンヘッド１１は、距離Ｘ₁ を高速で下降してｂ点に達する。また、ＵＰの場合 は、図示は省略するがＬＯＡＤされたデータに従って図板上の停止位置ｃからｅ 点へ高速で上昇する。

【００１４】 第１のカウンタ回路２３の処理が終了した後は、第２のカウンタ回路２４のカ ウントダウン（１０６）に移る。ここでは点線枠Ｄ内の処理を行う。まず、変位 データＢを第２のカウンタ回路２４にＬＯＡＤする（３０１）。この変位データ Ｂは、ｂ点から図板面ｃのＺ軸方向の誤差を考慮して設定したｄ点までの距離（ Ｘ₂ ＋Ｘ₃ ）の変位量が得られるように設定しておく。

【００１５】 次に、第２のカウンタ回路２４のカウントイネーブル信号＝Ｌｏとしてカウン ト可能状態にする（３０２）。そして、Ｚ軸の変位速度ＶがＶ＝０でなく（３０ ３）、第２のカウンタ回路２４の出力もゼロでなければ（３０４）、変位速度Ｖ ＝０或いはカウンタ出力＝０になるまで第２のカウンタ回路２４をカウントダウ ンする（３０５）。Ｚ軸の変位速度Ｖ＝０或いはカウンタ出力がゼロになったと きに、カウントイネーブル信号＝Ｈｉとしてカウントを禁止する（３０６）。即 ち、図３に示すようにｂ点からは第１のカウンタ回路２３のクロック周波数ｆ₁ より低い第２のカウンタ回路２４のクロック周波数ｆ₂ によって低速でペンヘッ ド１１を下降し、図板面ｃにペン先が着地した時点でカウントダウンを禁止する 。また、ＵＰの場合は第２のカウンタ回路２４の出力がゼロになった時点で駆動 回路２８への出力が停止され、ペン先は待機位置ａで停止する。

【００１６】 続いて、ＵＰ／ＤＯＷＮの方向判別ビットに基づいて操作を進める（１０７） 。方向判別がＵＰの場合は待機位置ａで停止してデータ待ち（１０９）となり一 連の処理は完了する。ＤＯＷＮの場合は、次の指令がでるまで筆圧を加える（１ ０８）。ここでは、点線枠Ｅに示すように、偏差カウンタ回路２６の出力データ を８００にセットし（４０１）、その後に筆圧ラッチ回路３２から偏差カウンタ 回路２６へ筆圧データをＬＯＡＤし（４０２）、次の指令がでるまでＬＯＡＤし 続けてペンヘッド１１に筆圧を加える。以上で一連の操作を終了する。

【００１７】 このように、ＣＰＵ２２が指令信号を発信した後は、ＣＰＵ２２を離れて第１ 及び第２のカウンタ回路２３，２４とによってＺ軸制御を行うので、ＣＰＵ２２ のＸＹ制御の処理速度を低下させることがない。また、位置検出信号と停止判別 信号をＣＰＵ２２に入力し、変位データＡ＋Ｂによる指示距離（Ｘ₁ ＋Ｘ₂ ＋Ｘ ₃ ）と実際の移動距離（Ｘ₁ ＋Ｘ₂ ）との偏差を求めて各位置毎に記憶し、変位 データＡ，Ｂを逐次補正して図板２の歪みに係らず図板面への到達速度等を一定 に制御してもよい。そして、この考案がそれらの改変されたものに及ぶことは当 然である。

【００１８】

【考案の効果】

この考案は、上記一実施例において詳述したように、ヘッドのＺ軸動作を複数 のカウンタ回路を切換えることによって変速駆動するので、ヘッドのバウンドを 減少させつつ昇降速度を高速化できる。そして、ＣＰＵからの指令信号をカウン タ回路がラッチして、次のＵＰ／ＤＯＷＮ指示があるまではカウンタ回路が処理 するので、ＣＰＵのＸＹ軸制御の処理速度を低下させることなく緻密なＺ軸制御 ができ、作画性能の高速化並びに精度向上に寄与できる考案である。

【図面の簡単な説明】

【図１】ＸＹプロッタのヘッドキャリッジ部分の縦断面
図。

【図２】ＸＹプロッタのブロック図。

【図３】ペンヘッドの変位量と時間との関係を示すグラ
フ。

【図４】ヘッド制御のフローチャートの１。

【図５】ヘッド制御のフローチャートの２。

【図６】ヘッド制御のフローチャートの３。

【符号の説明】

１ ＸＹプロッタ ２ 図板 １０ ムービングコイルアクチュエータ １１ ペンヘッド １３ 位置検出器 ２１ ヘッド昇降制御装置 ２２ ＣＰＵ ２３ 第１のカウンタ回路 ２４ 第２のカウンタ回路 ２５ ＯＲ回路 ２６ 偏差カウンタ回路 ２７ Ｄ／Ａ変換器 ２８ 駆動回路 ２９ Ｆ／Ｖ変換器 ３０ 速度判別器 ３１ ＯＲ回路 ３２ 筆圧ラッチ回路

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数のカウンタ回路２３，２４を切換回
   路２５を通じて偏差カウンタ回路２６へ接続し、ヘッド
   のＺ軸位置検出器１３を設け、その検出値を前記偏差カ
   ウンタ回路２６へフィードバックし、前記偏差カウンタ
   回路２６の出力をＤ／Ａ変換してヘッドのＺ軸アクチュ
   エータ１０を制御し、前記複数のカウンタ回路２３，２
   ４を順次切換えて夫々のクロック周波数とカウント数と
   に応じて前記Ｚ軸アクチュエータ１０の駆動速度と変位
   量とを制御するＸＹプロッタに於けるＺ軸制御装置。