Шпаргалка по "Цифровому устройству"

Барабанные ГП допускают использование более  узкого ассортимента НИ. В большинстве  своем ГП, будучи оснащены стандартным  ИФ, могут работать в автономной режиме (of-line) от средства считывания виде дискет, магнитных лент, или дистанционно (on-line) с подключенным ЭВМ.

В большинстве  моделей ГП используются специальные  внутренние графические языки управления, например, язык HPGL. 

9. Планшетные ГП, принцип построения, состав узлов, особенности.

1) Исполнительный  механизм развертки изображения – принцип действия и особенности конструкции являются определяющими для конструкции его кинематической и структурной схем и, в значительной степени, влияют на технико-экономические показатели устройства вцелом. В ПГП (рис. 2.1):

Рис. 2.1 Схема двухкоординатного исполнительного механизма ПГП

1 – рабочий  стол, 2 – направляющая, 3 – траверса, 4 – каретка с пишущей головкой

по бокам рабочего стола установлены две направляющие, по которым перемещается траверса, на траверсе расположена каретка, которая  несет РО. На каретке ГП закреплены узлы элементов механизмов перемещения. Для перемещения подвижных узлов используются механические передачи (тросовые, ленточные, реечные и другого типа). Наибольшее распространение получили тросовые передачи (рис 2.2 см. чуть выше в этой же лекции). Рабочий стол ПГП представляет собой плоскую поверхность, имеющую высокую точность изготовления по отношению от плоскостности и выполняется из материала с низким коэффициентом температурного расширения (мрамор, стекло, гранит, специальные сплавы). В большинстве моделей ПГП стол с горизонтальным расположением, однако есть и поворотные для улучшения визуального контроля процесса вычерчивания. Качество выводимой информации существенно зависит от стабильности фиксации НИ. Способ фиксации НИ на рабочей поверхности ПГП преимущественно электростатический. Реже применяется вакуумное крепление. Применяется также крепление с помощью механических прижимов по краям, лентой с магнитными свойствами или липкой лентой. ПГП могут быть оснащены механизмом автоматической подачи рулонного НИ, что позволяет запрограммировать ГП на выполнение последовательности чертежей или рисунков. 

10 Барабанные ГП, принцип построения, состав узлов, особенности.

Перемещение НИ осуществляется с помощью реверсируемого приводного барабана (вала) с шероховатым покрытием двух или более колец по его длине и одновременного прижима НИ роликами с небольшой конусностью в случае применения способа подачи НИ с использованием эффекта микрозахвата (рис. 2.8):

Рис. 2.8а  ПГП с механизмом фрикционного перемещения носителя данных – схема принципа действия ГП

Рис. 2.8б ПГП с механизмом фрикционного перемещения носителя – общий  вид ГП в настольном исполнении 
 
 

Рис. 2.8в  ПГП с механизмом фрикционного перемещения  носителя – общий вид ГП в напольном исполнении

1 – пишущая  головка, 2 – прижимной ролик, 3 –  приводной барабан (вал), 4 – носитель  данных

Наличие конусности у прижимных роликов приводит к созданию “расправляющего” усилия в плоскости НИ.

 

11 Роль исполнительного двигателя в работе привода ПГП.

Тип электродвигателя в приводе механизмов ГП является одним из важнейших факторов улучшения  динамических характеристик. Их определяют совокупность подвижных масс и двигатель  привода.

ГП, построенный  на шаговых двигателях, обеспечивает скорость вычерчивания не более 400 мм/с. При больших скоростях перемещения РО возможно появления резонансных явлений в двигателе, которые приводят к волнистости линий вычерчивания. Кроме того, шаговые двигатели (ШД) имеют большие габариты и потребляемую мощность (вследствие низкого КПД двигателя). ГП, использующие двигатель постоянного тока в составе цифровых следящих систем с обратной связью по координате и скорости, снабженные быстродействующими цифровыми датчиками положения, имеют более высокие показатели. В частности, с из помощью достигается разрешающая способность до 0,01 мм и выше, а максимальная скорость перемещения РО достигает 1200 мм/с. 

12 Механизмы автоматической смены пишущих элементов ПГП (перечислить).

Механизмы автоматической смены пишущих элементов. Для получения в процессе вычерчивания линий различной ширины и цвета применяется механизм автоматической смены элементов регистрации (РЭ) трех типов:

1. пишущая головка  (ПГ), содержащая несколько установок  в ряд независимых пишущих  узлов;

2. ПГ карусельного типа с одним пишущим узлом, оснащенным несколькими сменяемыми автоматически подаваемыми на позицию пишущими узлами;

3. ПГ, имеющая  один РЭ и производящее замену  другими элементами из “магазина”  для хранения, расположенного вне  рабочей зоны ГП. 

13 Разновидности пишущих элементов ПГП (перечислить).

Применяется четыре типа:

1) рапидографы;

2) шариковые  стержни;

3) фломастеры;

4) грифельные  стержни. 

7. Специфические технические  характеристики ГП.

Векторные устройства характеризуются:

1) скоростью  и ускорением вычерчивания в направлении осей координат;

2) максимальным  ускорением вычерчивания (быстротой  выхода РО на максимальной  рабочей скорости) – характеризует  динамические свойства ГП.

Для растровых  ГП используются другие показатели:

1) число регистрируемых растровых строк в единицу времени;

2) площадь пространственного  изображения в единицу времени;

3) скорость перемещения  (выхода) носителя данных со сформированным  изображением на нем;

4) показателем  максимального быстродействия таких  устройств является число регистрируемых точек в единицу времени, измеряемых в пределах одной растровой строки  
14 Принцип действия ФГП, виды конструктивного исполнения, состав узлов, способы построения изображения.

В основе работы ФГП лежит фотографический способ регистрации информации, т.е. экспонирование освещенных участков светочувствительного слоя фотоматериала, принадлежащих линиям изображения, графическим элементам, контурам символов, которое производится одним световым лучом или одновременно рядом параллельных лучей, создаваемых фотоголовкой с прерыванием их на нерабочих участках в соответствии с информацией от ЭВМ. ФГП являются устройствами с электромеханическим принципом действия двухкоординатного исполнительного механизма. В них реализуется как как векторный, так и растровый методы развертки изображений. Конструкция их может быть планшетной и барабанного типа. В планшетных ФГП векторная развертка изображения реализуется следующими тремя основными способами:

1) перемещением  фотоголовки по двум взаимно  перпендикулярным направлениям относительно неподвижного материала;

2) одновременным  перемещением фотоголовки и стола,  на котором закреплен фотоматериал  НИ;

3) перемещается  стол с закрепленным материалом  по двум ортогональным осям, а  фотоголовка остается неподвижной.

В барабанных ФГП векторная развертка формируется перемещением фотоголовки вдоль образующей реверсивно вращающегося барабана, на поверхности которого закреплена фотопленка. В ФГП с растровой разверткой изображения осуществляется построчное сканирование одним световым лучом или рядом параллельных лучей поверхности фотоматериала с экспонированием точечных элементов, из которых синтезируются линии изображения. Развертка организована так, что точки и строки перекрываются, образуя непрерывные линии изображения.

Планшетные ФГП позволяют использовать как фотопленки, так и стеклянные платины. Барабанные ФГП – только фотопленки.

Особенность фотопластины заключается в том, что она  на обладает механической усадкой при  хранение и сохраняет высокую  точность исходного рисунка.

ФГП могут работать и в условиях дневного освещения. Для этого они, обычно, обеспечиваются кожухом. На рис. 3.1 приведена типовая конструкция фотоголовки:

Рис. 3.1 Оптическая схема фотоголовки

1 – источник  света, 2 – отражатель, 3 – конденсатор, 4 – матовое стекло,

5 – маска  (диафрагма), 6 – объектив, 7 – фотоматериал

Ее оптическая система состоит из следующих  элементов: оптическая система содержит магазин масок (диафрагм) с автоматической сменой позиции; узел затвора  с электромагнитным приводом, на который  подается команда включения/выключения светового луча. Сама оптическая система состоит из осветительной и проекционной частей. Функции последней выполняет объектив. Освещаемая маска располагается в ходе лучей от источника света, проходящих через конденсатор. Перед объективом устанавливается матовое стекло для создания равномерной освещенности проекции маски. Имеется устройство автофокусировки. Благодаря маскам различного размера и формы можно наносить печатные проводники различной ширины, контактные площадки любой конфигурации и другие графические элементы. На диафрагменном диске обычно размещается большое количество масок (до 100), как например, в ФГП EFFA-85. Используемая в качестве непрерывного источника излучения галогеновая лампа накаливания обеспечивают экспонирование линий в процессе движения фотоголовки. А при ее остановке с помощью масок изображаются контактные площадки и другие элементы и символы. Для этого в фотоголовке используется второй импульсный источник излучения – газоразрядная лампа-вспышка. Частота ее синхронизирована с перемещением ФГП (~ 1000 Гц). Их совместная работа синхронизируется микропроцессором, он же управляет движением НИ, механизма диафрагмы и других элементов. Малоформатные планшетные ФГР, часто построенные на базе ПГП, из-за недостаточной жесткости двухкоординатной системы и недостаточной точности исполнительного механизма могут вместо головки использовать “световой карандаш”, имеющий встроенный источник света (фотодиод) и соединенный гибким световодом, подводящим световой поток к НИ.

В растровых  ФГП в качестве РО (регистрирующего  органа), работающего в импульсном режиме, используется как единственный источник, так и линейка излучателей, которые управляются независимо друг от друга и практически не имеют ограничений по сложности создания рисунка на НИ.

Некоторые характеристики и  функциональные возможности  ФГП.

Ведущие позиции  в мире по ФГП занимают: West Automation, Aristographics System и т.д. Системы управления современными ФГП позволяют самостоятельно осуществлять линейную, круговую или иного вида интерполяцию, выполнять масштабирование, зеркальное отображение, поворот изображений.

Наряду с ранее  упомянутыми функциями управления двигателями это обеспечивает высокое  качество работы.

Несколько примеров основных характеристик:

  - разрешающая способность: от 0,01 мм до 0,00075 мм;

  - статическая  погрешность: от 0,01 мм до 0,05 мм;

  - повторяемость  записи: от 0,02 мм до 0,05 мм;

  - максимальная  скорость экспонирования линий: 250 мм/с.

Наряду с векторным  методом развертки все чаще применяют в ФГП растровый метод, который при прочих равных обеспечивает значительное увеличение производительности. Например, время изготовления фотошаблона печатной платы может составлять в растровом режиме 5-10 минут, а в векторном – 1,5-3 часа. 

15 Принцип действия ЛГП, виды конструктивного исполнения, состав узлов, способы построения изображения.

Светочувствительными  НИ служат фотопленка, стеклянные пластины, фоторезист на заготовке печатной платы.

В ЛГП регистрация  изображения также осуществляется на НИ со светочувствительным слоем. В качестве источника излучения применяется лазер.

ЛГП можно классифицировать также на растровые и векторные, планшетные и барабанные, которые  имеют те же отличительные особенности, что и в ФГП. Однако конструкция  их отличается вследствие того, что характеристики применяемых источников излучения другие, т.е. с их помощью можно, например, получить более тонкие линии, более ровные края, мельче детали изображения и т.п.

На рис. 4.1 показана схема оптико-механической системы  растровой развертки изображения планшетного ЛГП:

Рис. 4.1 Схема оптико-механической системы  растровой развертки изображения  ЛГП

1 – газовый  лазер, 2 – модулятор, 3 – вращающееся  многогранное зеркало (дефлектор),

4 – фокусирующая  оптика, 5 – светочувствительный материал