Графопостроитель

 

Союз Советски к

Социалистических

Республик

О Il И С А Н И Е („1838348

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 07.0 l.80 (21) 2865789/18-1. (5 )М. Кл.

4 OlD 9/40 с присоединением заявки М (23) Приоритет

Ивударотвениый комитет

СССР ае делам кзооретеннй и открытей

Опубликовано 15.06.8 l. Бюллетень М 22

Дата опубликования описания l8 06.8 1 (53) УДК 58. .087.6 (088.8 ) (72) Автор изобретения

Л. И. Моложавый (71) Заявитель

Ф (54) ГРАФОПОСТРОИТЕЛЬ

Изобретение относится к приборостроению и может быть использовано для регистрации информации в графическом виде на носителе.

Известна конструкция двухкоординатного регистрирующего устройства, содержащего планшет, закрепленные на нем направляющие, на которых установлены две взаимно перпендикулярные подвижные штанги с кареткой и пишущим элеt0 ментом, установленным на ней, и приводы, соединенные со штангами посредством тросовой системы (1).

Недостатками этого устройства являются наличие большого количества

15 направляющих, сложная тросовая система, большая суммарная масса подвижных частей и наличие штанг, которые затрудняют обзор рабочего поля.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является графопостроитель, содержащий планшет с направляющими, траверсу, на которой установлена каретка с регистрирующим органом, и приводы с шаговыми двигателями, на валах которых закреплены барабаны, связанные гибкими элементами с траверсой и кареткой(21.

Недостатками известного устройства является невозможность его применения. в условиях воздействия повышенных и пониженных температур, а также значительные вибрации в устройстве. Так. как пр1твод закреплен непосредственно на столе, который обычно изготавливается из легкого сплава и имеет температурные расширения, значительно отличающие ся от расширения гибкого приводного элемента (троса, ленты), то при изменении температуры приводной элемент либо недопустимо ослабляет, либо натягивается, что приводит к значительной потере точности и работоспособности (увеличение усилий перемещения, потере зацепления и т.п.) и увеличению вибрации системы. В известных устройствах необходимо применение редуктора для получения заданного элементарного шага, так

348

1О

3 838 как ни один из известных электродвигателей не может обеспечить его получение без редуктора.

Редуктор также вносит в систему дополнительные вибрации и нагрузки, ю

1 неточности и усложняет конструкцию устройства. Все это снижает качество записи и повышает уровень шума.

Бель изобретения — повышение точности записи путем расширения температурного диапазона работы и снижение уровня вибраций в устройстве.

Эта цель достигается тем, что в графопостроителе, содержащем планшет с направляющими, траверсу, каретку с ре- 15 гистрирующим органом и приводы с шаговыми двигателями, на валах которых закреплены барабаны, связанные гибкими элементами с траверсой и кареткой, на краях планшета параллельно направляю.- ZO шим на двух парах амортизаторов установлены две балки, выполненные из материала с коэффициентом линейного расширения, равным или близким коэффициенту линейного расширения материала гибкого 25 элемента, на которых жестко закреплен привод траверсы с волновым шаговым электродвигателем, причем один из амортизаторов каждой балки установлен. свободно в направлении движения траверсы, 30 а другой выполнен с регулируемой жесткостью в этом же направлении.

На фиг. 1 изображена схема предлагаемого графопостроителя, на фиг. 2 — разрез А-А на фиг. 1. 35

Графопостроитель состоит из планшета 1„. выполненного, например, из алюминиевого сплава, по краям которого за креплены направляющие 2 с траверсой 3, на которой установлена каретка 4 с ре- 4о гистрируюшим органом. Траверса 3 связана с приводом, содержащим приводные перфорированные ленты 5, которые входят в зацепление с приводными барабанами 6 и опорными роликами 7, Барабаны45

6 закреплены непосредственно на осях волновых электродвигателей 8, которые установлены на концах стальных балок 9.

Балки 9 подвешены на упругих амортизаторах 10 и ll. Жесткость амортизатора 10 может регулироваться, а амортизатор ll свободно установлен в неправлении движения траверсы. Оба двигателя 8 соединены между собой валом l2 и сильфонной муфтой 13. Концы лент 5 55 прикреплены к температурному компенсатору, закрепленному на траверсе. Материалы балок и гибкого элемента имеют равные или близкие коэффициенты линейного расширения. Привод каретки не показан (он может быть выполнен аналогичным приводу траверсь

Устройство работает, следующим образом, При включении электродвигателей 8 поворачиваются барабаны 6 которые тянут ленты 5. При этом оба конца траверсы 3 синхронно перемещаются по направляющим. 2, а опорные ролики 7 свободно вращаются. Колебания от двигателей 8 передаются на балки 9 и гасятся амортизаторами l0 и l l

Масса балок 9 выбрана такой, чтобы при работе двигателей 8 в рабочем диапазоне частот не наблюдалось резонанса и амплитуда колебаний балок была минимальной в области рабочих частот. Уменьшение амплитуды колебаний (повышение точности регистрации) достигается также регулировкой жесткости амортизаторов l0.

При изменении температуры окружающей среды изменяется длина лент 5 (вместе с балками 9) и длина планшета 1.

Температурные компенсаторы l4 служат для компенсации изменения длины лент и балок при изменении температуры (их размеры и материал могут быть подобраны исходя из конкретных условий).

При этом происходит также взаимное смешение частей амортизаторов 11, закрепленных на балках 9 и на планшете l..

Волновое зацепление в двигателях 8 остается беззазорным.

Таким образом, предлагаемое техническое решение позволяет повысить точность записи за счет расширения температурного диапазона работы устройства и уменьшения вибрации, так как привод установлен отдельно от планшета на балках, выполненных из такого материала, что и гибкие приводные элементы (ленты). Это обеспечивает минимальную разницу удлинений лент и балок, обеспечивающую работу устройства с заданной точностью в любом температурном диапазоне,. При этом нагрузки на двигатель практически не изменяются, а шум уменьшается.

Балки расположены параллельно направлению движения траверы, что обеспечивает их максимальную жесткость в этом направлении и минимальную — в направлении, перпендикулярном движению траверсы.

Таким образом, колебания привода практически не влияют на точность регистра7

13

8

73

ВНИИПИ Заказ 4405/56 Тираж 702 Подписное

Филиал ППП Патент", г. Ужгород, ун. Проектная, 4

5 83 ции и поглощаются амортизаторами. Колебания в направлении движения незначительны. Выбор массы балок позволяет избежать явления резонанса в системе.

Наличие амортизаторов с регулируемой жесткостью в направлении движения траверсы позволяет максимально уменьшить амплитуду колебаний в этом направлении, а наличие плавающих" амортиза1оров предотвращает температурную деформацию устройства и потерю точности за счет разницы температурных деформа: ций приводных лент и планшета.

Применение волнового шагового электродвигателя (например типа ДВШ-2-20-0

ОСТ 16.0512. 088-75) позволяет црвыснть виброустойчивость системы, так как не нужен редуктор, и угловое положение ротора двигателя, а, следовательно, и приводного шкива, жестко и без зазора фиксируется независимо от температуры окружающей среды. Кроме того, применение этого двигателя значительно упрощает кинематику графопостроителя и повышает точность его работы за счет отсутствия люфтов во всей кинематической цепи.

Формула изобретения

Графопостроитель, содержащий планшет с направляющими, траверсy, на ко8 348 6 торой установлена каретка с регулирующим органом, и приводы с шаговыми двигате- . лями, на валах которых закреплены барабаны, связанные гибкими элементами с траверсой и кареткой, о т л и ч а ю— ш е и с я тем, что, с целью повышения точности записи путем расширения температурного диапазона работы и снижения уровня вибрации, на краях планшета na>g раллельно направляющими и двух парах амортизаторов установлены две балки, выполненные из материала с коэффициентом линейного расширения, равным или близким коэффициенту линейного расшире g ния материала гибкого элемента, на которых жестко закреплен привод траверсы с волновым шаговым электродвигателем, причем одни из амортизаторов к аж дой балки установлен свободно в направле2О нии движения траверсы, а другой выполнен с регулируемой жесткостью в этом же направлении.

Источники .информации, принятые во внимание при экспертизе

l. Авторское свидетельство СССР

N> 488066, кл. jj Dlo 9/40, 1973.

2. Гиленко В. Т. и др. Автоматические построители графиков UBM. М., Энергия

1969, с. l8, рис. 2-2А (прототип).