Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verstellen eines
Arbeits- oder Abtastkopfes relativ zu einer Fläche, z. B.
beim Zeichnen auf einer Fläche, beim Bearbeiten einer Fläche
und dergleichen Arbeitsvorgang, mit einer
Kreuzschlitteneinrichtung mit X-Y-Antrieb, die zwei etwa im rechten Winkel
zueinander angeordnete Führungssysteme aufweist, von denen
das eine mit dem Schlitten des anderen Führungssystems
verbunden ist und den Arbeitskopf trägt, wobei während des
Arbeitsvorganges des Arbeitskopfes die Führung eines der
Führungssysteme relativ zur Fläche stillsteht und das andere
Führungssystem sowie der von ihm getragene Arbeitskopf
verfahren wird.
Die Erfindung betrifft auch eine Vorrichtung zum Verstellen
eines Arbeits- oder Abtastkopfes relativ zur einer Fläche,
z. B. beim Zeichnen auf einer Fläche, beim Bearbeiten einer
Fläche oder dergleichen Arbeitsvorgang, mit einer
Kreuzschlitteneinrichtung mit X-Y-Antrieb, die zwei etwa im rechten
Winkel zueinander angeordnete Führungssysteme aufweist,
wobei eines der Führungssysteme mit dem Schlitten des anderen
Führungssystems verbunden ist und den Arbeitskopf trägt,
insbesondere zur Durchführung des eingangs erwähnten
Verfahrens.
Es besteht daher die Aufgabe, ein Verfahren und eine Vorrichtung der eingangs
erwähnten Art zu schaffen, bei dem ein Arbeits- oder
Abtastkopf unabhängig von einer bestimmten Gerätegröße
relativ zu einer beispielsweise zu bearbeitenden Fläche
verstellbar ist und das dennoch möglichst einfach und mit
geringem Aufwand verbunden ist.
Die erfindungsgemäße Lösung dieser scheinbar
widersprüchlichen Aufgabe besteht bei dem Verfahren der eingangs
erwähnten Art insbesondere darin, daß in einer Ruhephase des
Arbeitskopfes der an einem Führungsteil befestigte
Arbeitskopf relativ zur Fläche festgelegt wird und daß anschließend die
übrige Kreuzschlitteneinrichtung gegenüber der Fläche und
gegenüber dem Arbeitskopf in ihrer Lage verstellt wird.
Durch das Festhalten des Arbeitskopfes beim Verstellen der
übrigen Kreuzschlitteneinrichtung gegenüber der etwa zu
bearbeitenden oder zu beschreibenden Fläche ist eine hohe
Präzision beim Arbeitsvorgang möglich. Der gegenüber der
Fläche fixierte Arbeitskopf wird während dem Verschieben
der übrigen Kreuzschlitteneinrichtung in der Lage gehalten, in
der er den vorherigen Arbeitsvorgang beendete. Nach dem
erneuten Ausrichten der Führungssysteme kann der Arbeitskopf
in dem dem Verstellvorgang der Führungssysteme nachfolgenden
Arbeitsvorgang daher von der Stelle aus verfahren werden, in
der er den vorangegangenen Arbeitsvorgang beendet hat.
Dabei ist das erfindungsgemäße Verfahren ein Schritt-für-
Schritt-Verfahren, bei dem in einem ersten Schritt während
des Arbeitsvorganges des Arbeitskopfes dieser gegenüber
der Fläche entsprechend dem gewünschten Arbeitsergebnis
verfahren wird, und in einem zweiten Schritt während einer
Ruhepause des Arbeitskopfes die Führungssysteme der
Kreuzschlitteneinrichtung verstellt und neu ausgerichtet werden.
Durch dieses Verstellen der Führungssysteme bei gleichzeitig
fixiertem Arbeitskopf wird der Aktionsradius des
Arbeitskopfes verlagert, so daß mit wenig Aufwand und
beispielsweise unabhängig von einer bestimmten Gerätegröße und
deren Schreibfläche auch große Flächen vom Arbeitskopf
erreicht werden können.
Bei der Vorrichtung der eingangs erwähnten Art besteht die
erfindungsgemäße Lösung darin, daß die
Kreuzschlitteneinrichtung eine Hilfsvorrichtung zum Festlegen
oder Festhalten des Arbeitskopfes gegenüber der Fläche
aufweist, und daß die Kreuzschlitteneinrichtung bei
festgelegtem oder fixiertem Arbeitskopf mit Hilfe ihrer
Schlitten-Antriebe relativ zur Fläche bewegbar ist.
Dabei kann der von einem Führungsteil getragene
Arbeitskopf in einer Ruhephase durch die Hilfsvorrichtung
gegenüber der Fläche festgelegt, fixiert oder festgehalten
werden, bis nach dem erneuten Ausrichten der übrigen
Kreuzschlitteneinrichtung und ihrer Führungssysteme der
nächste Arbeitsvorgang des Arbeitskopfes an eben dieser
Stelle wieder beginnen und sich fortsetzen kann. Ist
beispielsweise die Kreuzschlitteneinrichtung gegebenenfalls
über Standfüße, Anlageflächen od. dgl. verschiebbar,
abhebbar oder dergleichen lösbar auf der Fläche angeordnet
und wird dabei der Arbeitskopf gegenüber der Fläche
mittels der Hilfsvorrichtung festgelegt, so kann in
dieser Ruhephase des Arbeitskopfes die
Kreuzschlitteneinrichtung auf einfache Weise mit Hilfe ihrer Schlitten-Antriebe
relativ zur Fläche und zum Arbeitskopf verstellt werden.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist daher mit wenig
Aufwand und mit verhältnismäßig kleinen Abmessungen
herstellbar und kann dennoch praktisch zu jedem Punkt der evtl.
auch großformatigen Fläche bewegt werden, um von dort
den Arbeitsvorgang ihres Arbeitskopfes zu beginnen oder
fortzusetzen.
Man kennt zwar bereits eine Tisch-Vorschubeinrichtung, auf
derem ortsfesten Bett zwei relativ zueinander bewegbare und
in vertikaler Richtung voneinander getrennte Tische in
Längsrichtung zum ortsfesten Bett beliebig weit verstellt
werden können (vgl. DE-OS 35 20 741). Dabei wird mittels
einer an den Tischen vorgesehenen Bremsvorrichtung im
Wechsel jeweils ein Tisch im ortsfesten Bett festgehalten,
während sich der andere Tisch über einen zwischen den
beweglichen Tischen wirksamen Linearmotor in
Bewegungsrichtung fortbewegt.
Diese vorbekannte Tisch-Vorschubeinrichtung, die
beispielsweise bei Werkzeugmaschienen od. dgl. eingesetzt werden
kann, hat jedoch den Nachteil, daß ihre Tische sich im
ortsfesten Bett bewegen müssen und daher auch nur in
Längsrichtung dieses Bettes beliebig weit verfahrbar sind.
Diese vorbekannte Tisch-Vorschubeinrichtung eignet sich
daher nicht ohne weiteres dazu, mit Hilfe eines Arbeitskopfes
einen beliebigen Punkt etwa auf einer großen Fläche zu
erreichen.
Eine einfache und besonders vorteilhafte Ausführung gemäß
der Erfindung sieht vor, daß die Hilfsvorrichtung zumindest
einen auf die Fläche absenkbaren Standfuß hat, der am
Arbeitskopf und/oder an dem mit dem Arbeitskopf verbundenen
Führungsteil, beispielsweise einem Schlitten, befestigt ist, und daß
der Hub dieses absenkbaren Standfußes so bemessen ist, daß
in der maximalen Absenkstellung die während des
Arbeitsvorganges stillstehende, gegebenenfalls über eine Auflage oder
mehrere Auflagen auf der Fläche aufsitzende Führung von der Fläche abhebt.
Nach Absenken des Standfußes auf die Fläche hebt in der
maximalen Absenkstellung die während des Arbeitsvorganges
stillstehende, auf der Fläche dabei gegebenenfalls
mittelbar über Auflagen, Standfüße od. dgl. aufsitzende Führung
von der Fläche ab. Dadurch wird der Arbeitskopf während des
Verstellens der übrigen Einrichtung über dem Punkt der
Fläche festgehalten oder festgelegt, in welchem er seinen
vorangegangenen Arbeitsvorgang beendet hatte, um
anschließend nach dem Verstellen und Ausrichten der Führungssysteme
der über der Fläche freilaufenden Kreuzschlitteneinrichtung
den nächsten Arbeitsvorgang des Arbeitskopfes von diesem
Punkt aus zu beginnen.
Zweckmäßigerweise sind für die Relativbewegungen der
Kreuzschlitteneinrichtung in X- und Y-Richtung zwei etwa
rechtwinklig zueinander angeordnete Antriebsspindeln vorgesehen,
die mit jeweils an einem der Schlitten gehaltenen
Spindelmuttern
zusammenwirken. Derartige, jeweils Antriebsspindeln
aufweisende Schlitten-Antriebe sind einfach und mit geringem
Aufwand herstellbar.
Dabei ist es vorteilhaft, wenn für die Relativbewegungen
des X-Y-Antriebs als Schlitten-Antriebe vorzugsweise die
Antriebsspindeln antreibende Elektromotoren, insbesondere
Schrittmotoren vorgesehen sind. Vor allem durch
Schrittmotoren kann der Arbeitskopf mit großer Genauigkeit über der
Fläche verfahren werden. Werden dabei alle in X- und Y-
Richtung durchgeführten Schritte der Schlitten-Antriebe
von einem gegebenenfalls elektronischen Speicher zunächst
registriert und führen anschließend bei in Ruhephase von
der Fläche abgehobener Führung die Schlitten-Antriebe die
gleiche oder die vom Ausgangspunkt in X- und Y-Richtung
maximal zurückgelegte Schrittzahl in die entgegengesetzte
Bewegungsrichtung durch, so kehren die Führungen und
Schlitten in ihre ursprüngliche Relativposition zueinander
zurück und werden gleichzeitig auf einen anderen
Arbeitsbereich der Kreuzschlitteneinrichtung und ihres
Arbeitskopfes gegenüber der Fläche verstellt.
Nach einer Ausführung gemäß der Erfindung ist der vorzugsweise
zur Fläche hin absenkbare Arbeitskopf als Schreib-
und/oder Lesekopf ausgebildet. Mit einem als Schreibkopf
ausgebildeten Arbeitskopf kann die erfindungsgemäße
Vorrichtung als Plotter oder - bei entsprechender
Ausbildung - auch als Straßenmarkierunggerät zum Beschriften
oder Markieren von Flächen verwendet werden, die größer
sind als die Reichweite der Kreuzschlitteneinrichtung.
Möglich ist auch, eine mit einem Schreibkopf ausgestattete
erfindungsgemäße Vorrichtung zum Aufzeichnen von Schnitt-
und Biegelinien bei der Fertigung von Lüftungskanälen zu
verwenden. Gerade für einen solchen Einsatz ist die
erfindungsgemäße Vorrichtung besonders geeignet, da es sich
bei diesen Arbeiten (Abwicklungen) um die Bearbeitung
größerer Flächen handelt.
Mit einem als Lesekopf ausgebildeten Arbeitskopf kann die
erfindungsgemäße Vorrichtung auch als Scanner eingesetzt
werden. Dabei wird die erfindungsgemäße Vorrichtung
zunächst im Eckbereich einer Zeichnung od. dgl. ausgerichtet.
Sodann tastet das Gerät die gesamte Zeichnung od. dgl.
"feldweise" ab und ladet dabei die digitalisierten
Informationen in den Speicher eines Computers ein, dem vorab
auch die Abmessungen der auf diese Weise zu bearbeitenden
Fläche eingegeben wurde.
Möglich ist aber auch, den Arbeitskopf als Fräskopf,
Stichsäge, Blechschere od. dgl. mechanisches Bearbeitungsteil
auszubilden.
Weiterbildungen der Erfindung sind in weiteren
Unteransprüchen aufgeführt. Nachstehend wird diese anhand
vorteilhafter Ausführungsbeispiele in Verbindung mit den
Figuren noch näher erläutert.
Es zeigt
Fig. 1 eine Kreuzschlitteneinrichtung in einer
Draufsicht, deren Arbeitskopf als Schreibkopf
ausgebildet ist,
Fig. 2 eine Vorrichtung, ähnlich der aus Fig. 1, in
einer seitlichen Teil-Schnittdarstellung,
Fig. 3 eine Vorrichtung, wie aus Fig. 1 und 2, in
Draufsicht während des Arbeitsvorganges und den
Ruhephasen ihres als Schreibkopf
ausgebildeten Arbeitskopfes,
Fig. 4 eine gegenüber Fig. 1 und 2 abweichend
ausgebildete und in ihre wesentlichen Einzelteile
zerlegte Vorrichtung in einer Draufsicht
und
Fig. 5 die Vorrichtung aus Fig. 4 während des
Arbeitsvorganges beim Zeichnen einer über die
Reichweite ihres X-Y-Antriebes hinausgehenden
Zeichnung.
Fig. 1 zeigt eine im ganzen mit 1 bezeichnete Vorrichtung
zum Verstellen eines als Schreibkopf ausgebildeten
Arbeitskopfes 2 gegenüber einer Fläche in einer Draufsicht.
Die Vorrichtung besteht im wesentlichen aus einer
Kreuzschlitteneinrichtung 3 mit X-Y-Antrieb, die zwei etwa im
rechten Winkel zueinander angeordnete Führungen 4a und 4b
aufweist. Dabei ist die Führung 4b an dem Schlitten 5a der
Schlittenführung 4b befestigt und trägt mit ihrem Schlitten
5b den Arbeitskopf 2. Der Schlitten 5b der Vorrichtung 1 ist,
wie Fig. 1 zeigt, als ein beide Enden seiner Führung
überragender und in ihr in X-Richtung bewegbar gehaltener
Schlittenarm ausgebildet. Der Schlitten 5b und mit ihm der an
seinem Endbereich gehaltene Arbeitskopf 2 kann über den
Schlittenarm 5a der Führung 4a in Y-Richtung verstellt
werden. Über den Schlitten 5b der Führung 4b kann der
Arbeitskopf 2 in X-Richtung verschoben werden. Die Führungen
4a, 4b bilden mit ihren Schlitten 5a, 5b jeweils ein
Führungssystem.
Wie Fig. 1 zeigt, kann die Vorrichtung 1 mit ihrer
Kreuzschlitteneinrichtung 3 frei beweglich auf einer Fläche
angeordnet werden. Dabei sitzt die Einrichtung 3 über Auflagen
6 mit ihrer Führung 4a auf der Fläche auf, wobei die Auflagen
6 als Auflagewinkel ausgebildet und an den beiden im rechten
Winkel zur Führungsrichtung der Führung 4a angeordneten
Schmalseiten dieser Führung 4a befestigt sind.
Erfindungsgemäß weist die Einrichtung 3 der Vorrichtung 1
eine Hilfsvorrichtung zum Festlegen oder Festhalten des
Arbeitskopfes 2 gegenüber der im vorliegenden Fall zu
beschreibenden Fläche auf und ist bei festgelegtem oder
fixiertem Arbeitskopf 2 mit Hilfe ihrer - in Fig. 1 nicht
weiter dargestellten - Schlitten-Antriebe relativ zur
Fläche bewegbar.
Dabei hat die Hilfsvorrichtung zum Festlegen oder Festhalten
des Arbeitskopfes 2 zwei auf die Fläche absenkbare
Standfüße 8, die an den Endbereichen des den Arbeitskopf
tragenden Schlittens 5b angeordnet sind. Wie in Fig. 2 zu
erkennen ist, ist der in Fig. 1 linke zum Arbeitskopf 2
weisende Standfuß 8 als "Stempel" und der in Fig. 1
rechte Standfuß 8 als "Schiene" ausgebildet.
Statt zwei solcher Standfüße 8 kann auch nur ein,
unterhalb den Führungen 4 angeordneter und zur Fläche hin
absenkbarer Standfuß 8 vorgesehen werden, der etwa T-förmig
ausgebildet ist und beispielsweise mit dem freien Ende
des langen Schenkels seiner T-Form zum Arbeitskopf 2
weist.
Der Hub dieser zur Fläche hin absenkbaren Standfüße 8 ist
so bemessen, daß in der maximalen Absenkstellung die
während des Arbeitsvorganges des Arbeitskopfes stillstehende,
über ihre Auflagen 6 auf der Fläche aufsitzende Führung
4a von der Fläche abhebt. Zum Absenken dieser Standfüße
8 sind zwei pneumatisch betätigbare Hubzylinder 9
vorgesehen, die auf der der Fläche abgewandten Seite des
Schlittens 5b an dessen beiden Endbereichen angeordnet
sind.
In Fig. 2 ist eine Vorrichtung, ähnlich der aus Fig. 1, in
einem seitlichen Längsschnitt dargestellt, deren
ebenfalls an den Endbereichen des als Schlittenarm ausgebildeten
Schlittens 5b angeordneten Hubzylinder die als
Stempel bzw. Schiene ausgebildeten Standfüße 8
beispielsweise während des Arbeitsvorganges des Arbeitskopfes 2
oberhalb der Fläche 10 halten. Diese Standfüße 8 sind
mittels der Hubzylinder 9 nach unten in Richtung Z1 zur
Fläche 10 hin absenkbar, so daß die
Kreuzschlitteneinrichtung 3 mit den Auflagen 6 von der Fläche 10 in Richtung
Z2 abhebt, lediglich über die Standfüße 8 auf dieser
noch gehalten ist und die in Fig. 2 gestrichelt
angedeutete Stellung einnimmt.
Der als Schreibkopf ausgebildete Arbeitskopf 2 der
Vorrichtung 1 aus Fig. 2 ist ebenfalls zur Fläche hin
absenkbar. Dieser Arbeitskopf besteht im wesentlichen aus einem
Zeichenstift 11, einem metallischen und über ein Scharnier
12 vertikal verschwenkbaren Stifthalter 13 sowie einem in
Fig. 2 oberhalb des Stifthalters 13 angeordneten
Elektromagneten 14. Wird der Elektromagnet des Arbeitskopfes 2
betätigt, so wird durch das dabei entstehende Magnetfeld
der darunter zur Fläche hin angeordnete Stifthalter 13
nach oben angezogen und mit dem Stifthalter 13 auch der
Zeichenstift 11 von der Fläche abgehoben.
In Fig. 2 ist auch die während des Arbeitsvorganges
gegenüber der Fläche 10 stillstehende, mit ihren Auflagen 6 auf
dieser aufsitzende Führung 4a mit ihrem Schlitten 5a
quergeschnitten dargestellt. Dabei ist gut erkennbar, daß
die Führungen 4 als Wälzführungen ausgebildet sind, die
zwischen ihren als Kugeln ausgebildeten Wälzkörpern die
Schlitten 5 führen. Der Schlitten 5a ist in Fig. 2 auf
seiner zur Fläche 10 hin weisenden Seite - in nicht
weiter dargestellter Weise - mit der Führung 4b verbunden, die
an ihrem Schlitten 5b den Arbeitskopf 2 trägt.
Zweckmäßigerweise sind die Schlitten 5 der Führungen 4
für die Relativbewegungen der Einrichtung 3 in X- und
Y-Richtung über Spindelmuttern mit - hier ebenfalls nicht
dargestellten - Antriebsspindeln verbunden. Dabei wird
eine Ausführung bevorzugt, bei der für die
Relativbewegungen der Einrichtung 3 als Schlitten-Antriebe
Schrittmotoren vorgesehen sind, die die Antriebsspindeln antreiben.
In Fig. 3a bis 3c ist eine Vorrichtung 1, wie aus Fig. 1 und 2,
in Draufsicht während des Arbeitsvorganges und den
Ruhephasen ihres ebenfalls als Schreibkopf ausgebildeten
Arbeitskopfes 2 gezeigt. Dabei soll die Vorrichtung 1 mit
ihrem X-Y-Antrieb die in Fig. 3a gestrichelt
dargestellte Kurve auf eine Fläche 10 auftragen.
In Fig. 3a befindet sich die Vorrichtung 1 mit ihrer
Kreuzschlitteneinrichtung noch in ihrer Ausgangslage, bei der sich der Arbeitskopf
noch in dem rechten unteren Eckbereich seines
während eines Arbeitsvorganges noch erreichbaren
Aktionsbereiches befindet. Während des Arbeitsvorganges wird der
auf die Fläche 10 abgesenkte Arbeitskopf 2 entsprechend
dem gewünschten Arbeitsergebnis über die Fläche 10 verfahren.
Bei diesem Arbeitsvorgang des Arbeitskopfes 2
steht die mit ihren Auflagen 6 auf der Fläche 10 oder
einer angrenzenden Unterlage aufsitzende Führung 4a
gegenüber der Fläche 10 still und wird durch das Eigengewicht
der Kreuzschlitteneinrichtung 3 in dieser Lage gehalten.
Dabei wird der Arbeitskopf 2 über die rechtwinklig zur
Führung 4a angeordnete Führung 4b und deren Schlitten 5b
verfahren. Während des Arbeitsvorganges des Arbeitskopfes
2 liegt oder sitzt die Einrichtung 3 nur mit den Auflagen
6 der Führung 4a auf der Fläche oder der Unterlage auf,
während die Standfüße 8 oberhalb der Fläche 10 oder der
Unterlage angeordnet sind und diese nicht berühren.
In Fig. 3b hat der Arbeitskopf 2 die vom X-Y-Antrieb 3
während eines Arbeitsvorganges maximal erreichbare
Reichweite erreicht. In dieser Position des Arbeitskopfes
2 muß die Kreuzschlitteneinrichtung 3 mit ihren Führungssystemen
neu ausgerichtet werden. Dazu werden die
Standfüße 8 auf die Fläche 10 oder die angrenzende Unterlage
abgesenkt, bis die Auflagen 6 der Einrichtung 3 von der
Fläche oder der Unterlage abheben.
In dieser in Fig. 3b dargestellten Position fixieren die
als Schiene oder Stempel ausgebildeten Standfüße 8 den
Arbeitskopf 2 sowie den ihn tragenden Schlitten 5b gegenüber
der Fläche 10. In dieser Ruhephase des Arbeitskopfes 2
können bei abgehobenen Auflagen 6 die Führungen 4 relativ
zueinander und gegenüber dem Arbeitskopf und der Fläche 10
verstellt werden, während der Arbeitskopf 2 gegenüber der
Fläche 10 in der Position festgelegt ist, in der er den
vorangegangenen und in Fig. 3a dargestellten
Arbeitsvorgang beendet hat.
Beim Verstellen der Führungen während der Ruhephase des
Arbeitskopfes 2 vertauschen der den Arbeitskopf 2 tragende
Schlitten 5b sowie seine Führung 4b ihre Funktionen: Der
Schlitten 5b wird zusammen mit dem Arbeitskopf gegenüber
der Fläche 10 fixiert und führt nun seinerseits die Führung
4b bei ihren Verstellbewegungen.
Zweckmäßigerweise wird beim Verstellen der Führungen 4
während der Ruhephase des Arbeitskopfes 2 dieser mit
seinem Zeichenstift von der Fläche 10 abgehoben.
In Fig. 3c ist die Kreuzschlitteneinrichtung 3 in der
Lage dargestellt, in der sie die Verstellbewegungen der
Führungen 4 beendet hat und den nächsten Arbeitsvorgang
zur Vervollständigung der Zeichnung beginnt.
Wie Fig. 3c zeigt, sind dabei die Führungen 4 in der
Ruhephase des Arbeitskopfes 2 in ihre ursprüngliche
Relativpostion oder Ausgangsposition verstellt worden, in
der sich der Arbeitskopf 2 im rechten unteren Eckbereich
seines während eines Arbeitsvorganges noch erreichbaren
Aktionsbereiches befindet. Von dieser Position aus kann
der Arbeitskopf 2 der mit den Auflagen 6 ihrer Führung 4a
auf die Fläche 10 abgesenkten Einrichtung 3 weiter
verfahren werden, um die auf der Fläche 10 gewünschte
Zeichnung zu vervollständigen und fertigzustellen.
In den Fig. 1 bis 3 weist die Hilfsvorrichtung zum
Festlegen oder Festhalten des Arbeitskopfes 2 gegenüber
der Fläche absenkbare Standfüße 8 zum Anheben der
Kreuzschlitteneinrichtung 3 auf.
Möglich ist aber auch eine Ausführung, bei der die
Hilfsvorrichtung zum Festhalten des Arbeitskopfes gegenüber
der Fläche zumindest einen Elektromagneten aufweist, der
mit der Fläche oder einer Unterlage aus magnetischem
Werkstoff zusammenwirkt. Auch kann die Hilfsvorrichtung
zumindest einen pneumatisch betätigbaren Saugfuß aufweisen,
mit dessen Hilfe der Arbeitskopf 2 gegenüber der Fläche
fixierbar ist. Derartige Ausführungen eignen sich
insbesondere dort, wo die auf der Fläche aufsitzende
Kreuzschlitteneinrichtung leicht über diese Fläche verschoben werden kann.
Auch kann es zweckmäßig sein, wenn die während des
Arbeitsvorganges des Arbeitskopfes 2 relativ zur Fläche
stillstehende Führung 4a mit Hilfe wenigstens eines
Elektromagneten oder eines pneumatisch betätigbaren Saugfußes
gegenüber der Fläche festlegbar ist. Insbesondere bei der
Verwendung von zwei, im Bereich des Arbeitskopfes 2 sowie
der Führung 4a vorgesehene Haltesysteme kann eine hohe
Zeichen- und Wiederholgenauigkeit erreicht werden. Dabei
ist es zweckmäßig, wenn beim Umschalten zwischen den
einzelnen Haltesystemen kurzzeitig beide Systeme wirksam
sind. Außerdem ist bei einer stärkeren Beanspruchung dieser
Haltesysteme (z. B. beim Fräsen) oder beim Bearbeiten von
nicht (annähernd) waagerechten Flächen eine zusätzliche
Fixierung beispielsweise auch der Führung 4a notwendig.
In Fig. 4 ist eine gegenüber den Fig. 1 und 2
abweichend ausgebildete und in ihre wesentlichen
Einzelteile zerlegte Vorrichtung 1&min; in einer Draufsicht
dargestellt. Diese Vorrichtung 1&min; besteht im wesentlichen
aus einer X-Führung 4a (vgl. Fig. 4a), einer Y-Führung 4b
(vgl. Fig. 4c) sowie einem am Schlitten 5b der Führung
4b gehaltenen Arbeitskopf 2 (vgl. Fig. 4b). Die Führung 4bist an einem ihrer Endbereiche mit dem Schlitten 5a der
Führung 4a fest verbunden und kann auf dieser mit Hilfe des
Schlittens 5a verfahren werden.
Auch die Führungssysteme der Kreuzschlitteneinrichtung 3 sind in
Gebrauchsstellung der Vorrichtung 1&min; etwa im rechten Winkel
zueinander angeordnet. Während des Arbeitsvorganges des
Arbeitskopfes 2 steht die X-Führung 4a gegenüber der hier
durch ein Zeichenpapier gebildeten Fläche 10 still, während
die andere Führung 4b und ihr mit dem Arbeitskopf 2
verbundener Schlitten 5b entsprechend der gewünschten
Zeichnung verfahren wird.
In Fig. 4a ist die X-Führung 4a frei beweglich auf einer
als Zeichenpapier ausgebildeten Fläche 10 angeordnet. Dabei
soll auf das Zeichenpapier 10 die in Fig. 5a dargestellte
Zeichnung aufgetragen werden. Die Führung 4a kann mit Hilfe
von vier Elektromagneten 15 gegenüber der Fläche 10
fixiert werden, die mit einer Unterlage 16 aus magnetischem
Werkstoff zusammenwirken. Die Elektromagneten 15 der X
-Führung 4a sind an der Außenseite eines etwa rechteckigen und
auf der der X-Führung 4a gegenüberliegenden Seite nach
unten hin offenen Rahmenteil 17 verbunden. Dieses
Rahmenteil 17 begrenzt im wesentlichen den vom Arbeitskopf 2 der
Kreuzschlitteneinrichtung 3 der Vorrichtung 1&min; während eines
Arbeitsvorganges noch erreichbaren Aktionsbereich, jedoch
kann der Arbeitskopf 2 auf der der Führung 4a abgewandten
Seite 18 des Rahmenteiles 17 geringfügig außerhalb des
vom Rahmenteil 17 begrenzten Bereiches auch unterhalb
diesem verfahren werden. Die Elektromagneten 15 der
X-Führung 4a sind jeweils etwa in den Eckbereichen des
Rahmenteiles 17 an diesem befestigt.
Zum Festlegen oder Festhalten des Arbeitskopfes 2 weist
dieser ebenfalls, ihn gleichmäßig umgebende und etwa in
einem Rechteck angeordnete Elektromagneten 19 auf.
Ebenso wie die Elektromagneten 15 des X-Führung 4a wirken auch
die Elektromagneten 19 des Arbeitskopfes 2 mit der
magnetischen Unterlage 16 der Vorrichtung 1&min; zusammen.
Die Vorrichtung 1&min; ist über ein Kabel mit einem - hier
nicht weiter abgebildeten - Steuercomputer verbunden und
besitzt einen Freigabe- oder Betätigungsschalter.
Zum Erstellen einer Zeichnung wird - ähnlich wie mit einem
Plotter - das Zeichenpapier 10 auf der magnetischen
Unterlage 16 befestigt und - wie Fig. 4 zeigt - die
Vorrichtung 1&min; in dem in Fig. 4 linken unteren Eckbereich auf das
Zeichenpapier 10 aufgesetzt sowie rechtwinklig ausgerichtet.
Anschließend wird der Ablauf durch Betätigung des
Freigabeschalters gestartet. Zuerst werden die Elektromagnete 15
der Führung 4a aktiviert. Der Steuercomputer unterteilt
je nach der erforderlichen Zeichnungsgröße die
Zeichenfläche in die erforderlichen Zeichenfelder, z. B. wie in
Fig. 5a in vier Zeichenfelder.
Über den Steuercomputer wird der als Schreibkopf
ausgebildete Arbeitskopf 2 zum Anfang der Zeichnung bewegt und
anschließend - wie bei einem herkömmlichen
Flachbettplotter - über das Zeichenpapier 10 verfahren (vgl. Fig. 5b).
Nach Fertigstellung des ersten Zeichenfeldes wird der
Arbeitskopf 2 über die obere Feldkoordinate bewegt. In
dieser Lage werden die Elektromagnete 19 des Arbeitskopfes
2 aktiviert und die Elektromagnete 15 der X-Führung 4a
stromlos geschaltet. In dieser Ruhephase des Arbeitskopfes
2 wird das Rahmenteil 17 durch den rückwärtslaufenden
und den gegenüber der Fläche 10 stillstehenden Schlitten
5b zum freien Ende der Y-Führung 4b bewegenden Schlitten-
Antrieb der Y-Führung 4b bewegt. Auf diese Weise wird der
Arbeitskopf 2 sowie der ihn tragende Schlitten 5b während
der Ruhephase des Arbeitskopfes 2 relativ zur Fläche
fixiert, während die Führungen 4 gegenüber der Fläche 10
und gegenüber dem Arbeitskopf 2 verstellt werden. In Fig.
5d befindet sich die Vorrichtung 1&min; in ihrer neu
ausgerichteten Position, während die ursprüngliche Position der
beiden äußeren Elektromagnete 15 demgegenüber gestrichelt
dargestellt ist.
Nach dem Verstellen der Führungen 4 während der Ruhephase
des Arbeitskopfes 2 werden die Elektromagnete 15 der
Führung 4a aktiviert, so daß nach Abschalten der
Elektromagnete 19 des Arbeitskopfes 2 das Feld 2 aus Fig. 5a und
5d von der Vorrichtung 1&min; bearbeitet werden kann.
Ist auch das Feld 2 aus Fig. 5a und 5d gezeichnet, kann
nach Aktivieren und Lösen der Elektromagnete 15 der
Führung 4a das Rahmenteil 17 mittels des
Schlitten-Antriebes der X-Führung 4a zum Feld 3 (vgl. Fig. 5a),
und wenn dieses fertiggestellt ist, wie beschrieben über
den Schlitten-Antrieb der Y-Führung 4b zum Feld 4 usw.
bewegt werden.
Das Schritt-für-Schritt-Verfahren der Vorrichtungen 1 und
1&min; kann über ein entsprechendes Steuersystem beliebig oft
und gemäß dem gewünschten Arbeitsergebnis wiederholt
werden. Mit Hilfe der Vorrichtungen 1 und 1&min; ist die
Bearbeitung oder Beschriftung beliebig großer Flächen in
der beispielsweise bei der Bildschirm-Bearbeitung üblichen
"Fenstertechnik" möglich.
Dabei begünstigt insbesondere das beispielsweise im
Zusammenhang mit der Vorrichtung 1 beschriebene Verfahren
die einfache und handliche Ausbildung der
erfindungsgemäßen Vorrichtungen, bei der die Rückstellung und das
gleichzeitige Versetzen der erfindungsgemäßen
Vorrichtung durch Rückwärtslaufen beider Antriebe um die
effektive Schrittzahl, welche während der Bearbeitung
von der Grundstellung aus ausgeführt wurde, während der
Ruhephase des Arbeitskopfes bewerkstelligt wird.