JPS61284497A

JPS61284497A - 自動製図機用ペン上下動制御装置

Info

Publication number: JPS61284497A
Application number: JP12518285A
Authority: JP
Inventors: 溝口　繁孝; 修西嶋
Original assignee: Hitachi Seiko Ltd
Current assignee: Via Mechanics Ltd
Priority date: 1985-06-11
Filing date: 1985-06-11
Publication date: 1986-12-15

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。

Description

【発明の詳細な説明】〔発明の利用分野〕本発明は自動製図機に係り、特に作画面に対してペンを
上下動させるためのペン上下動制御装置に関するもので
ある。

〔発明の背景〕

従来のこの種の装置は、特開昭５８−８６６７５号公報
に記載のように、「ペンを記録媒体から持上げるために
、ペン持上げの直前の位置を記憶し、その位置情報をベ
ースにして処理装置より指令された距離だけペンを持上
げる」ようにしたものである。

しかし、ペン持上げの直前の位置を記憶しなくても、記
録媒体に対して一定距離持上げる方法があり、その点に
ついては前記公報に何ら記述されていなかった。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、ペン持上げの直前の位置を記憶し、そ
の位置情報をベースにして制御する方法を用いることな
く、ペンを記録媒体から一定距離持上げることができ、
ペンが上昇状態で移動したときに、記録媒体の傾斜など
に起因するペンの記録媒体への誤接触が防止できる高速
応答性。自動製図機用ベン上下動制御装置を提供するこ
とにある。

〔発明の概要〕

本発明装置は、自動製図機において、ペンを一定速度で
一定時間持上げることにより記録媒体から一定距離持上
げられることに着目し、そのように作動するペン持上げ
手段を備えて構成し、上記目的を達成するようにしたも
のである。

〔発明の実施例〕

以下、図面を参照して本発明の詳細な説明する。第１図
は本発明による自動製図機用ペン上下動制御装置の一実
施例を示すブロック図で、この第１図に示すように、ペ
ン５はアクチュエータ３とペン５の垂直位置検出用のフ
ラグ４とに機械的に接続されている。

アクチュエータ３に電流ｉＡを流すことにより、そのア
クチュエータ３は上下方向に運動するが、電流ｉＡは定
電流増幅器２に入力される電流により制御される。

ペン圧設重用ＤＡコンバータ１は、内部のアナログスイ
ッチも、Ｅ及びＦを閉じることにより、各スイッチＤ、
　Ｅ及びＦの重み抵抗Ｒ４，Ｒ３及びＲ２の逆数に比例
した電流を定電流増幅器２へ流してペン５を記録媒体１
６方向へ一定の圧力で駆動する。逆に前記コンバータｌ
のアナログスイッチＣを閉じることにより、抵抗Ｒ５の
逆数に比例した圧力でペン５を記録媒体１６と逆方向（
上方）へ一定の圧力で駆動することができる。

ペン５が上下に駆動されることによりフラグ４もそれに
伴って上下し、赤外線発光ダイオード７からの赤外線を
ペン５の上下位置に比例した量だけさえぎることにより
、赤外線フォトトランジスタ６に到達する赤外線の量を
ペン５の垂直方向に比例させ、位置検出できるようにし
ている。

位置検出用増幅器９は、内部の可変抵抗器（図示せず）
を適当に調整することにより、その出力（位置出力）Ｐ
が、ペン５が第２図中のストローク上限１５に位置して
いるときに一〇、２Ｖとなり、ペン５が同図中のストロ
ーク下限１７に位置しているときに＋５．８ｖとなるよ
うに調整されている。

そしてその出力Ｐは、ペン５が上記上限１５にある位置
から上記下限１７の位置までの間を直線的に位置に比例
した電圧となるようになされている。

１９はスプリングで、電源ＯＦＦされた場合にペン５を
上限１５に位置づけするために設けられている。１１は
反転増幅器であり、電源ＯＮしている間、スプリング１
９によりペン５が上方に引張られる圧力を補正するため
に、位置出力Ｐの反転出力をある調整された重み抵抗（
図示せず）を介してコンバータ１の出力と結合させてい
る。

１０は、ペン５が一定圧力で記録媒体１６方向へ移動す
るときに、一定速度を保つため、及びペン５゜が記録媒
体１６に一定速度で接触させるために位置出力Ｐを微分
する微分増幅器で、その出力（デイメンシヨンは、ペン
５の速度を表わす）はアナログスイッチＡを介してコン
バータ１の出力と結合される。

１４は位相補償回路で、位置出力Ｐが抵抗Ｒ１ａを介し
て入力され、位置出力Ｐに対して位相補償した出力をコ
ンバータ１の出力へ結合させる。したがって・アナログ
スイッチＡ、　Ｃ，Ｄ、　Ｅ、　Ｆ及びＨがＯＦＦして
いるときにペン５は位置出力ＰがＯｖになる位置まで位
相補償回路１４のもつ位相で移動すること、すなわち位
置サーボを構成することになる。ただし、アナログスイ
ッチＢを閉じることにより上記位置サーボが無効になる
ように、位相補償回路１４の内部回路は構成されている
。

１２は反転増幅器であり、その利得はｌである。

したがって前記位置出力Ｐと反転増幅器１２の出力とは
、極性が逆で、絶対値は同一となる。１３はサンプルホ
ールド回路であり、アナログスイッチＧが閉じられてい
る間、内部のコンデンサに反転増幅器１２の出力を充電
する。このサンプルホールド回路１３の出力は、ある位
相遅れをもって反転増幅器１２の出力と同レベルの出力
となる。アナログスイッチＧが開かれた瞬間、サンプル
ホールド回路１３はその直前の反転増幅器１２の出力を
次にアナログスイッチＧが閉じられるまでの間、保持す
ることになる。

なお、定電流駆動回路８はフォトダイオード７の電流を
一定に保つためのものである。また、フォトダイオード
７とフォトトランジスタ６は温度補償されたものが使用
されており、温度に対する影響が最小になされている。

更にアナログスイッチＡ、Ｂ、Ｃ，Ｄ、Ｅ、Ｆ、Ｇ及び
Ｈは、図示しない処理装置によって適時に開閉できるよ
うになっている。例えば、サンプルホールド回路１３の
出力が一３ｖに保持されているとき、アナログスイッチ
Ｈを閉じることができ、この場合には、位相補償回路１
４の入力にはサンプルホールド回路１３の出力と位置出
力Ｐが同一抵抗値の抵抗Ｒｌａ、　Ｒｌｂを通じて加算
された信号が入力される。したがって前記位置サーボは
、位相補償回路１４の入力がＯ■になるまで移動し、そ
の結果、ペン５は位置出力Ｐが３ｖになる位置で安定す
ることになる。

第３図は第１図中のペン駆動部１８の機械的構造の一例
を示す。この第３図において、アクチュエータ３の可動
部であるムービングコイル３ａはボビンに導線を巻いて
なるもので、このムービングコイル３ａは、固定具３ｂ
で固定された磁石３Ｃの内部を上下動可能になっている
。すなわち、ムービングコイル３ａに電流を流すことに
より、磁石３ｃ内に形成された磁気回路３ｄをムービン
グコイル３ａの電流がさえぎることになって支持部３ｅ
が駆動され、その結果、フラグ４とペン５が記録媒体１
６に対して上下動するように構成されている。

以下第２図及び第４図を併用して上述本発明回路の動作
について説明する。

第２図に示すように記録媒体１６は、ペンストローク上
限１５とペンストローク下限１７の間に位置される。時
間軸ｔを図中右方向にとると、ペン５は上記上限１５及
び下限１６の間を図示■〜［相］に示すように上下動を
行う。本実施例では、上限１５と下限１７の距離を４．
Ｏｎ、記録媒体１６と上限１５の距離を約２．７態とし
である。

上記■〜［相］でのペン５の動作モードを以下に説明す
る。なお、各モード説明中の（）内の時間はそのモード
での動作時間である。

■・・・ペン待期モード・・・位置サーボを構成し、上
限１５より約０．１３ｍだけ下に位置している。

■・・・ペンダウン加速モード・・・最大ペン圧にて速
度制御せずに下方へ加速しつつ移動するモード（第２図
では加速している状態の図示を略し、直線で示しである
）　　（１０ｍｓｅｃ）。

■・・・ペンダウン定速モード・・・最大ペン圧の７分
の２のペン圧にて速度制御をかけることにより定速で記
録媒体１６へ接触するモード（３０ｍｓｅｃ）。

■・・・作画モード・・・図示しない処理装置又はオペ
レータより指定されたペン圧で、ペン５を記録媒体１６
に接触するモード（ＸＹ軸移動により作画をすることが
出来る）。

■、■・・・シラートリットモード・・・本モード開始
時の記録媒体１６の位置を基準として一定距離（０，６
６ｆＩ）だけ上昇するモード（１０ｍｓｅｃ）。

■・・・■と同様のモード（１５ｎ＋５ｅｃ）。

■・・・■と同様のモード。

■・・・ロングリフトモード・・・作画モード■より待
期位？＆ヘベン５を持上げるモード（１（１ｍｓｅｃ）
。

［相］・・・■と同様のモード。

各モード■〜［相］は、第４図に示すようにアナログス
イッチＡ〜Ｈによりコントロールされる。ここで、本発
明の特徴を表わすモードは■がら■へ移行するモードで
ある。第４図に示すようにモード■はアナログスイッチ
ＡとＢを閉じ（第４図中１は閉、０は開を表わす）、位
置サーボを無効にして速度制御をかけた状態でＸ印のい
ずれかを閉（１）とすることによって設定されるペン圧
にてペン５を記録媒体１６に押付けている。モード■で
はモード■に対し、速度制御をかけたままペン圧を下方
より上方に変える。つまり、アナログスイッチＤ、Ｅ、
Ｆを開き、同Ｃを閉じる。また、モード■ではアナログ
スイッチＧをも閉じて位置の測定準備を行う。その結果
、モード■ではペン５は一定速度で上昇し、モード■で
はモード■が開始されてから、あらかじめ定めた一定時
間経過した時にアナログスイッチＧを開き、ペン５の現
在位置Ｐｓを記憶すると同時にアナログスイッチＢを開
き、同Ｈを閉じることにより、ペン５は位置Ｐｓで安定
しようとする。この時、アナログスイッチＡを開いて速
度制御を止めている。このようにしてペン５は、第２図
中の点線円２０内に示すようにペン上昇直前の記録媒体
１６の位置を基準として０．６６ｍだけ上昇することが
できる。

自動製図機のペン５の上下動の応答性は作画時間に大き
な影響を与えるため、作画中のペン５の記録媒体１６か
らの上昇距離を最小にすることが肝要であるが、このよ
うにした場合、記録媒体１６の傾斜及びひずみによりペ
ン上昇状態で移動した時にペン５が記録媒体１６に接触
する不具合が生じる。

しかし本発明装置では、前述従来装置と同様に最終的に
はペン５を記録媒体１６に対して一定距離となし得るの
で上記のような不具合を生ずることなくペン５の応答性
を上げることができるという効果がある。

また記録媒体１６の許容範囲は、ストローク下限１７か
らモード■の開始位置２１内であり、この範囲内に記録
媒体１６があれば上述効果を発揮することができる。

〔発明の効果〕

以上述べたように本発明によれば、記録媒体がペンスト
ローク下限からペンダウン定速モード開始位置内に存在
する場合は常に記録媒体を基準としてペンを一定距離だ
け上昇させることができ、記録媒体の傾きやひずみに影
響されずにペンの上昇距離を最小にできるようになり、
高速応答性のペン上下動制御装置を提供することができ
るという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明装置の一実施例を示すブロック図、第２
図及び第４図はそれぞれ同上装置の動作を説明するため
の図、第３図は同上装置の要部構造例を示す断面図であ
る。１・・・ペン圧設走用ＤＡコンバータ、２・・・定電流
増幅器、３・・・アクチュエータ、４・・・ペン垂直位
置検出用フラグ、５・・・ペン、６・・・赤外線フォト
トランジスタ、７・・・赤外線発光ダイオード、８・・
・定電流駆動回路、９・・・位置検出用増幅器、１０・
・・微分増幅器、１１．１２・・・反転増幅器、１３・
・・サンプルホールド回路、１４・・・位相補償回路、
１６・・・記録媒体、１８・・・ペン駆動部、１９・・
・スプリング。特許出願人　　日立精工株式会社代理人　弁理士　　秋　本　正　実弟１［第２図 →を第３図

Claims

【特許請求の範囲】

処理装置からの指令によりペンの上下動を制御して記録
媒体上に作画する自動製図機において、前記ペンの上下
方向の位置検出器と前記ペンを駆動するアクチュエータ
とにより前記処理装置から指令された高さに前記ペンを
移動させる上下位置制御手段と、前記記録媒体方向及び
その逆方向へのペン圧を制御するために前記位置制御手
段に結合された圧力制御手段と、前記ペンの上下動速度
を制御するために前記圧力制御手段に結合された速度制
御手段と、前記記録媒体に接触している前記ペンを一定
速度で持上げ、一定時間経過した直後にそのペンの移動
を停止させるために前記位置制御手段及び速度制御手段
に結合されたペン持上げ手段とを具備することを特徴と
する自動製図機用ペン上下動制御装置。