Плоттер: принцип действия, состав, виды

Часть 1. Плоттеры

ВВЕДЕНИЕ

Задача вывода информации из ЭВМ в графической форме возникла одновременно с появлением первых вычислительных машин, так как графическое представление информации является более наглядным, а в ряде случаев, например при автоматизированном способе получения чертежей и графиков, является одной из основных целей функционирования вычислительных комплексов.

Устройства вывода графической информации можно разделить на три основных класса:

• электромеханические графопостроители векторного типа, в которых пишущее устройство (например, чернильный записывающий элемент) перемещается по двум координатам (планшетные графопостроители) или по одной координате; в последнем случае по второй координате производится перемещение бумажного носителя (барабанные графопостроители):
• растровые устройства вывода графической информации, изображение в которых получается за счет использования различных физических принципов (электростатики, электрографии, тепловых процессов и др.)
• устройства вывода информации на микрофильм.

В данной работе будут рассмотрены виды плоттеров, принцип их действия, а также буден приведен обзор рынка плоттеров, сравнительная характеристика разных видов и моделей плоттеров.

ПЛОТТЕР: ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ, СОСТАВ, ВИДЫ

По принципу действия электромеханические векторные графопостроители делятся на устройства с неподвижным носителем информации им устройства с перемещаемым носителем информации.

Для устройств с неподвижным носителем носитель информации укрепляется на плоской рабочей поверхности планшета. Перемещение пишущего элемента осуществляется электромеханической координатной системой по двум осям. Этот тип графопостроителей принято именовать планшетами.

Для устройств с перемещаемым носителем информации характерно наличие механизма перемещения пишущего элемента только по одной координате, запись информации по другой оси осуществляется путем перемещения самого носителя.

В зависимости от способа перемещения носителя такие устройства делятся на устройства с перфорированным носителем, в которых носитель перемещается транспортным валом за краевую перфорацию, и устройства с фрикционным перемещением неперфорированного носителя, в которых перемещение носителя осуществляется за счет частичного или полного микрозахвата носителя транспортным валом с фрикционным покрытием.

По производительности устройства делятся на графопостроители с высокой, средней малой производительностью. Производительность электромеханических графопостроителей определяется динамическими параметрами устройства: максимальной скоростью и ускорением пишущего элемента.

По точности устройства делятся на: прецизионные – предназначенные для изготовления подлинников КД, шаблонов, карт и т.д., средней точности – для контрольных прорисовок чертежей и схем и малой точности - - для эскизной прорисовки в основном с экранов графических дисплеев.

По области применения: автономные; работающие в составе больших ЭВМ и систем; работающие в составе рабочих станций и ПЭВМ,

Электромеханические графопостроители предназначены для вывода на носители (обычно на бумажные) графической и текстовой информации.

Создание и развитие ЭВМ вызвало появление регистрирующих устройств, работающих на основе цифровых данных, подготавливаемых в ЭВМ. Независимо от структуры эти устройства преобразовывают информацию из цифровой формы в графическую в виде различных документов и чертежей.

Основное преимущество графопостроителей состоит в обеспечение высокой точности черчения. Графопостроители могут работать автономно, воспринимая исходные данные с промежуточного носителя – диска, непосредственно с ЭВМ, используя интерфейсы различных типов.

Графопостроители состоят из трех основных частей: блока механизма, блока управления исполнительными каналами устройства и системы управления.

Блок механизма представляет собой планшетный или барабанный механизм, предназначенный для организации перемещения в плоскости чертежа пишущих элементов, а также их подъема и опускания.

Блок управления исполнительными каналами по координатам x и y строится как по замкнутому принципу (с использованием обратной связи), так и по разомкнутому принципу. В первом случае для привода применяются малоинерционные двигатели постоянного тока с датчиком обратной связи по положению и скорости, во втором случае- шаговые двигатели.

В последние годы широкое распространение получили графопостроители с перемещением вдоль одной оси носителя с помощью абразивного вала. Это позволило значительно снизить энерго- и материалоемкость. По сравнению с планшетными построителями масса снижается в 3-5 раз, однако точность у таких построителей, как правило, ниже, чем у планшетных.

Системы управлениями графопостроителями можно разделит на три группы: инкрементальные, с фиксированным алгоритмом работы и программируемые.

Система управления предназначена для:

• организации логической связи с источником информации;
• организация контроля состояния и диагностики устройства;
• подготовки исходных данных и выполнения интерполяционных процессов:
• обеспечения вычерчивания символов и различных типов линий:
• учета конструктивных особенностей устройств и динамических характеристик исполнительных каналов.

Процесс формирования данных для вычерчивания выполняется цифровыми интерполяторами, предназначенные для определения координат промежуточных точек, лежащих между заданными узловыми точками. Принципы построения интерполяторов во многом определяют эффективность работы графопостроителей, их надежность и качество вычерчивания различных изображений. Цифровые интерполяторы разделяются на следующие типы: линейный, линейно-круговые и параболические.

В процессе вычерчивания различных чертежей для задания символов (букв, цифр и различных знаков) необходим значительный объем исходной информации по отдельным отрезкам. Вычерчивание символов по кодам существенно уменьшает объем исходной информации (практически на порядок) и упрощает процесс составления программы для графического устройства.

Во многих случаях конфигурация символов заранее не может быть задана и определятся пользователем в процессе решения конкретной задачи. При этом должна обеспечиваться возможность программной замены конфигурации символов, а также поворота символов в плоскости чертежа.

Для обеспечения возможности вычерчивания символов системы управления снабжаются блоком фиксированной или переменной конфигурации символов и их поворота.

Системы управления также имеют возможность генерации различных типов линий.