un trazador para producir graficos sobre una banda de papel

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REGISTRO DE LA
PROPIEDAD INDUSTRIAL
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ES 2 015 403
kNúmero de solicitud: 8901898
kInt. Cl. : B65H 23/198
11 N.◦ de publicación:
21
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ESPAÑA
B43L 12/00
B41J 15/16
G06K 15/22
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12
PATENTE DE INVENCION
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22 Fecha de presentación: 01.06.89
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73 Titular/es: Gerber Garment Technology, Inc.
24 Industrial Park Road West
Tolland Connecticut 06084, US
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30 Prioridad: 02.06.88 US 201680
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72 Inventor/es: Weiselfish, Jacob
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74 Agente: Elzaburu Márquez, Fernando
45 Fecha de anuncio de la concesión: 16.08.90
45 Fecha de publicación del folleto de patente:
16.08.90
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kResumen:
54 Tı́tulo: Un trazador para producir gráficos sobre una banda de papel alargada.
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Un trazador para producir gráficos sobre una banda
de papel alargada con control de avance de papel
para dicho trazador progresivo (X, Y) con movimiento unidireccional del papel, que aprecia el
avance real del papel y controla el accionamiento
de un rodillo receptor de tal modo que mantenga
la velocidad de avance constante en la mayor parte
de dicho avance. También a través del mismo sensor se mantiene informado de su posición real del
papel y detiene a éste con una situación precisa al
final de un avance, incluyendo su procedimiento
de detención una disminución de predetención de
la velocidad del papel.
Venta de fascı́culos: Registro de la Propiedad Industrial. C/Panamá, 1 – 28036 Madrid
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DESCRIPCION
Esta invención se refiere a trazadores del tipo
para dibujar gráficos sobre bandas alargadas de
material laminado, y en los que el material laminado es avanzado sobre una superficie de apoyo,
ejecutándose el procedimiento real del dibujo sobre la parte del material sostenido por la superficie de apoyo, y teniendo el dibujo acabado una
longitud significativamente mayor que la longitud de la superficie de apoyo en la dirección de
avance del material en lámina, y se refiere más
especı́ficamente a unos medios para controlar el
avance del material en lámina en dicho trazador.
Trazadores del tipo al que se refiere la invención son utilizados comúnmente siendo papel
el material en lámina sobre el que se trazan los dibujos, mediante un aparato de escritura tal como
un lapicero o una pluma, que forma parte del trazador. A estos efectos y por conveniencia, en la siguiente descripción y reivindicaciones, el material
en lámina se cita como “papel”. Otros materiales
diferentes al papel ordinario, tales como bandas
de plástico o de pelı́cula fotográfica, pueden, no
obstante, ser utilizados a veces como material laminado. Se pretende por tanto que la palabra
“papel”, tal y como aquı́ se utiliza, se interprete
ampliamente como para que comprenda todos los
tipos de materiales laminados que puedan ser utilizados con el trazador en cuestión.
En los trazadores del tipo en que una banda
alargada de papel es hecha avanzar sobre una superficie de apoyo, es importante que el avance del
papel sea medido con precisión, de modo que una
parte de un dibujo creado sobre una sección del
papel coincida con toda precisión con otra parte
dibujada sobre una sección adyacente del papel.
Por ejemplo, el trazador puede ser accionado en
modalidad de sección a sección, en cuyo caso el
papel se mantiene estacionario con relación a la
superficie de apoyo, mientras una parte de un dibujo es trazada sobre el papel superpuesto sobre
la superficie de apoyo mediante un aparato de dibujo movido por el trazador en las direcciones de
coordenadas X e Y. Cuando esa parte del dibujo
se ha completado, la operación de trazado se suspende y la banda de papel es hecha avanzar sobre la superficie de apoyo para traer otra nueva
sección de papel. El dibujo se reanuda entonces
en la nueva sección para crear otra parte del dibujo acabado, y dicha alternancia entre dibujo y
avance del papel se repite hasta concluir el dibujo.
Esto requiere que el papel se sitúe con precisión
al final de cada avance para una adecuada coincidencia de las partes adyacentes del dibujo. Es
importante también a efectos de eficiencia en el
rendimiento, que los avances del papel se ejecuten
en un tiempo tan corto como resulte posible.
En trazadores del tipo citado, es necesario en
general antes de comenzar un dibujo, que los medios de papel utilizados para apreciar el movimiento del papel en la dirección de avance, se
dispongan en condición de iniciación con objeto
de indicar de modo apropiado la posición relativa
con respecto a un punto de referencia fijo a la superficie de apoyo, de un punto de referencia dado
sobre el papel, y este procedimiento de iniciación
requiere con frecuencia el gasto inútil de una can2
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tidad sustancial de papel.
El objeto general de la invención es por tanto
proporcionar un sistema de control de avance del
papel para un trazador, en el que una banda de
papel es desplazada sobre una superficie de apoyo,
proporcionando el control una colocación precisa
del papel con relación a la superficie de apoyo.
De acuerdo con este objeto, otro objeto más particular es proporcionar un control de avance del
papel particularmente adecuado para el trabajo
del trazador en modalidad de sección a sección, y
capaz de asegurar una colocación precisa del papel con relación a la superficie de apoyo al final
de cada avance del papel.
Otro objeto de la invención es proporcionar un
control de avance del papel del carácter expuesto,
mediante el cual los avances del papel se ejecutan
en perı́odos de tiempo relativamente cortos, para
elevar al máximo el rendimiento del trazador. De
acuerdo con este objeto, los medios de avance del
papel incluyen un rodillo de suministro y un rodillo receptor para el papel, siendo accionado el
rodillo receptor por un motor para conseguir el
avance del papel, y siendo activado el motor de
modo que se consiga una velocidad uniforme predeterminada del papel sobre la superficie de apoyo
en toda la parte principal de cada avance, con independencia del diámetro del rodillo receptor.
Otro objeto de la invención es proporcionar
un sistema de control de avance del papel del
carácter antes identificado, que incluye un sensor de avance del papel que puede disponerse en
una posición de iniciación con relación al papel,
sin que sea necesario desperdiciar una cantidad
significativa de papel.
Otros objetos y ventajas de la invención se
apreciarán a través de la descripción siguiente de
una realización preferida, ası́ como de los dibujos
y reivindicaciones adjuntas.
La invención se basa en un trazador que tiene
una superficie de apoyo para sostener una parte
de una banda de papel alargada, siendo suministrada la banda a la superficie de apoyo por unos
rodillos de suministro y receptor. Un sistema de
accionamiento adecuado acciona el rodillo receptor para tirar del papel desde el rodillo de suministro y hacerlo avanzar sobre la superficie de
apoyo, y dicho sistema de accionamiento es activado mediante un accionador asociado, de tal
modo que hace que el papel sea hecho avanzar
sobre la superficie de apoyo a una velocidad predeterminada, no dependiente del diámetro del rodillo receptor.
La invención reside también en los medios
para activar el accionamiento del rodillo receptor, incluyendo una rueda sensora que se acopla
al papel y es girada por éste durante un avance,
y que tiene unas zonas alternas opacas y transparentes que cooperan con un emisor de luz y un
fotodetector, para producir una serie de impulsos eléctricos, de los que los intervalos entre los
bordes delanteros de ellos corresponden a un giro
angular fijo de la rueda, y por tanto a un desplazamiento fijo del papel. Estos impulsos se convierten en una señal de velocidad del papel, que
se compara con una señal de velocidad de referencia para crear una señal de error que controla
la activación del motor de accionamiento en mo-
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dalidad de control de reacción, para mantener la
velocidad de avance del papel en el valor predeterminado establecido por la señal de velocidad
de referencia. Los impulsos son también apreciados y utilizados para determinar la longitud de
avance del papel desde la iniciación de un avance,
siendo dicha longitud medida utilizada a su vez
para controlar la detención de la activación del
motor de accionamiento al final de un avance.
Aún más, la invención reside también en los
medios de control para hacer avanzar el papel a
una velocidad predeterminada, que requiere el uso
de un motor de accionamiento de corriente continua (CC) que cuando se activa con una tensión
continua, desplaza el papel a una velocidad mayor que la velocidad predeterminada, aún cuando
el diámetro del rodillo receptor esté en su valor
mı́nimo siendo controlada entonces la velocidad
del motor para obtener el movimiento del papel a
la velocidad predeterminada mediante el suministro de una tensión al motor de manera troceada
o de modulación de impulsos en anchura.
La invención se basa también en que el motor
de accionamiento es controlado por un accionador
que responde a señales que aparecen desde un ordenador sobre dos lı́neas de entrada, para excitar
el motor en manera de modulación de impulsos
en anchura o para puentear los terminales del motor de accionamiento y proporcionar un efecto de
freno dinámico. Las señales que aparecen en las
dos lı́neas de entrada hacia el accionador y el funcionamiento de dicho accionador son tales que si
cualquiera de las dos lı́neas se halla en condición
abierta, el motor será desactivado.
La figura 1 es una vista en planta de un trazador que tiene un control de avance del papel en
el que se materializa la presente invención.
La figura 2 es una vista en perspectiva de un
corte transversal, en parte esquemática y fragmentaria, mostrando con mayor detalle una parte
del control de avance del papel, estando la parte
en corte de la vista tomada en general sobre la
lı́nea 2-2 de la figura 1.
La figura 3 es un esquema del sistema de control del trazador de la figura 1.
La figura 4 es un esquema mostrando con más
detalle el accionador del motor de avance del papel de la figura 3.
La figura 5 es una vista en alzado de la rueda
sensora de la figura 2.
La figura 6 es un esquema mostrando la activación del motor de accionamiento a dos velocidades diferentes.
La figura 7 es un cuadro de situaciones mostrando la condición del motor que se consigue mediante combinaciones diferentes de señales de entrada hacia el accionador del motor.
La figura 8 es un esquema mostrando de modo
funcional la manera según la cual el ordenador de
control convierte los impulsos procedentes de la
rueda sensora, para controlar las señales aplicadas
al accionador del motor de avance del papel.
Las figuras 1 y 2 muestran, a tı́tulo de ejemplo, un trazador 12 en los ejes X, Y, que tiene
un control de avance del papel que materializa
la presente invención. Este trazador es del tipo
mostrado y descrito en la solicitud de patente
española 8901646, identificada con más detalle
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anteriormente, a la que se hace aquı́ referencia
para mejor comprensión de sus detalles.
A los fines de esta solicitud es suficiente tener
en cuenta que el trazador 12 tiene una superficie
de apoyo 14 que mira hacia arriba proporcionada
por un panel 16 extendido entre dos piezas extremas 18 y 20. La superficie de apoyo 14 es de
forma en general rectangular y tiene dos bordes
laterales alargados 22 y 24. Un rodillo 26 de suministro de papel está sostenido junto al borde
lateral derecho 22 para giro en torno a un eje 28
paralelo al borde lateral 22 y por debajo de éste. Un rodillo receptor 30 está sostenido junto al
borde lateral izquierdo 24 para giro en torno a un
eje 32 paralelo al borde 24 y por debajo de éste.
Sobre parte de papel 34 superpuesta a la superficie de apoyo 14 dibuja una pluma 36 u otro
instrumento de escritura portado por un carrillo
38 de pluma para movimiento en la dirección de
la coordenada X ilustrada, a lo largo de un carrillo alargado Y o principal 40. El carrillo principal
40 está sostenido por ambos extremos para movimiento en la dirección de la coordenada Y ilustrada mediante dos carriles de guı́a 42, 42 fijos
con relación a la superficie de apoyo 14 y sostenidos por sus extremos por las piezas extremas 18
y 20.
El papel 34 es hecho avanzar en la dirección
de la flecha 44, como se aprecia en la figura 1,
por un motor 46 de accionamiento del papel que
acciona el rodillo receptor 30 hacia la izquierda,
como se aprecia en la figura 2, para conseguir dicho avance del papel sobre la superficie de apoyo.
El movimiento de la pluma 36 en las direcciones
de las coordenadas X e Y se logra mediante un
sistema de accionamiento de cable para el carrillo
38 de pluma y para el carrillo principal 40, incluyendo el accionamiento del carrilo 38 de pluma
un tambor 48 de cable accionado por un motor X
50 que maneja un cable 52, e incluyendo el accionamiento para el carrillo principal 40 un tambor
54 de cable accionado por un motor y 56 que maneja dos cables 58, 58 asociados, respectivamente
a los extremos opuestos del carrillo 40. Cuando
el motor 46 de accionamiento del papel es activado para avanzar el papel 34, se aplica preferentemente una fuerza retardadora al papel sobre
el rodillo de suministro 26. Esta fuerza retardadora puede ser proporcionada de varias maneras
diferentes, pero en el caso ilustrado es proporcionada por un disco de fricción estacionario 60,
contra el cual es presionado el extremo adyacente
del rodillo 26 mediante una pestaña 62 cargada
por resorte, que se acopla al extremo opuesto del
rodillo de suministro y obliga a éste, bajo presión
de resorte, a desplazarse hacia el disco de fricción
60.
El trazador 12 es del tipo progresivo, con
avance unidireccional del papel sobre la superficie
de apoyo en la dirección de la flecha 44. Es decir,
que el papel 34 se mueve sólo desde la derecha
hacia la izquierda como se aprecia en las figuras
1 y 2, y la pluma 36 se mueve para dibujar sobre
el papel 34 sostenido por la superficie de apoyo
mediante su movimiento en las direcciones de las
coordenadas X e Y con relación a la superficie de
apoyo. En general, se forma progresivamente un
dibujo mucho más largo que el espaciado entre los
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bordes laterales 22 y 24 de la superficie de apoyo,
mediante la iniciación del dibujo en su extremo
izquierdo trazando progresivamente dicho dibujo
gracias al movimiento gradual del procedimiento
de dibujo desde el extremo izquierdo al extremo
derecho del mismo, durante cuyo tiempo el papel
34 es hecho avanzar de derecha a izquierda sobre
la superficie de apoyo 14 para acomodar el avance
del procedimiento de dibujo. Pueden utilizarse
diferentes modos de cooperación entre el procedimiento de dibujo y el avance del papel, pero lo
más frecuente es que el dibujo se haga en modalidad de sección a sección, en la que los prodecimientos de trazado alternan con los avances del
papel. Es decir, que en la creación de un dibujo
sección por sección, después de que una sección
de papel 34 es desplazada sobre la superficie de
apoyo 14, se mantiene estacionaria con relación
a ésta mientras una parte del dibujo acabado se
crea sobre dicha sección. Luego, el procedimiento
de dibujo se interrumpe y el papel se hace avanzar
para situar una nueva sección del mismo sobre la
superficie de apoyo. Se reanuda luego el procedimiento de trazado para crear otra porción del
dibujo sobre la sección sostenida ahora por la superficie de apoyo, y dicha alternancia entre procedimiento de dibujo y avance del papel se continúa
hasta que todo el dibujo está concluı́do. Dado
que la parte del dibujo creado sobre la sección
de papel coincide con la parte dibujada sobre la
sección adyacente siguiente, es necesario que la
cantidad de papel avanzado durante cada avance
sea determinada con precisión. Igualmente, para
que el rendimiento del trazador sea máximo, es
esencial que los avances del papel se ejecuten tan
rápidamente como resulte posible.
De acuerdo con la invención, un sistema de
control de avance del papel se incluye en el trazador 12 para lograr los objetivos deseados de precisión y rapidez en el avance del papel. Una parte
básica de este sistema es un sensor de avance
de papel que responde al movimiento del papel
con relación a la superficie de apoyo, y que produce, cuando el papel avanza, un tren de impulsos
eléctricos cuyo espaciado entre ellos corresponde
al desplazamiento del papel. Es decir, por ejemplo, que el intervalo entre los bordes delanteros
de dos impulsos sucesivos representa un desplazamiento dado del papel con relación a la superficie
de apoyo.
Pueden utilizarse diversos medios diferentes
para proporcionar el desplazamiento del papel, indicando impulsos eléctricos, sin apartarse de los
aspectos más amplios de la invención, pero preferentemente dichos medios indicadores del desplazamiento consisten en una unidad sensora 64 portada por el carril de guı́a derecho 42, que incluye
una rueda sensora 66. Como se aprecia mejor en
la figura 2, la rueda 66 está sostenida giratoriamente por un brazo 68 para giro en torno a un eje
70 perpendicular a la dirección 44 de movimiento
del papel. El brazo 68 está conectado povitablemente al carril de guı́a 42 para movimiento en
torno a un eje 72 paralelo al eje 70 de giro de la
rueda. El brazo 68 es desplazado por gravedad,
y posiblemente también mediante un resorte adicional si se necesita, en dirección hacia la derecha
en torno al eje 72, de modo que la periferia de la
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rueda 66 sea obligada a acoplarse al papel 34, haciendo ası́ que dicha rueda gire hacia la derecha,
en la dirección de la flecha 74, cuando el papel se
mueve en la dirección de la flecha 44.
La rueda 66, como se aprecia mehor en la figura 5, está hecha de vidrio u otro materal óptico,
y tiene seis sectores transparentes 76 que alternan
con seis sectores opacos 88, teniendo cada sector
76 y 78 una longitud de arco de 30◦ . Situado en
los lados opuestos de la rueda sensora 66, cuando
se aprecia en la figura 2, hay un emisor 80 de luz y
un fotodetector 82, estando el emisor 80 dispuesto
para dirigir un haz de luz 84 a través de la rueda
66 al fotodetector 82. Cuando el haz 84 encuentra
uno de los sectores transparentes 76 de la rueda,
pasa a través de ésta hasta el fotodetector 82 para
proporcionar un nivel de salida eléctrica desde el
detector. Cuando el haz encuentra uno de los sectores opacos 78 de la rueda, su paso hacia el fotodetector 82 es interrumpido para producir un nivel diferente de salida eléctrica desde el detector.
De acuerdo con ello, puede apreciarse que al girar
la rueda durante un avance del papel, se produce
un tren de impulsos eléctricos desde el fotodetector 82, estando el espaciado entre los impulsos
eléctricos de aquél relacionado con el desplazamiento del papel. Es decir, que por ejemplo, entre la aparición del borde delantero de un impulso
y la aparición del borde delantero del impulso siguiente, se sabrá que una longitud fija de papel
ha sido avanzado sobre la superficie de apoyo, dependiendo la cantidad exacta de dicho desplazamiento del diámetro de la rueda sensora 66 y del
número de sectores transparentes y opacos que
constituyen la rueda.
Seguidamente puede hacerse referencia a la figura 3, que muestra la relación del motor 46 de
avance del papel y de la unidad 64 sensora de desplazamiento del papel con respecto al resto del sistema de control del trazador. Como se muestra
en dicha figura, el trazador está bajo el control
básico de un ordenador de control 90. Los datos que determianan el dibujo a producir por el
trazador son suministros al ordenador de control
90 por una lı́nea de entrada 92 desde un sistema
de diseño ayudado por ordenador o similar. La
energı́a para el ordenador es proporcionada por
un suministro 94 de energı́a digital de 5 voltios
de corriente continua (CC). Las entradas al ordenador de control 90 que permiten el control local
del trazador son suministradas a través de un teclado 96. La información útil para el operador y
originada ya sea en el teclado 96 o en el ordenador 90, es exhibida en un LCD 98 (visualizador de
cristal lı́quido) a través de un circuito 100 lógico
de exhibición. El ordenador de control proporciona señales a los servoamplificadores 102, que
activan los motores X e Y 50, 56 para accionar
la pluma 36 en las direcciones de las coordenadas
X e Y. Los codificadores 51 y 57 conectados de
modo accionable, respectivamente, a los motores
X e Y, proporcionan unas señales de la posición
real X e Y de la pluma que son enviadas de retorno al ordenador de control 90 por un lúnea de
realimentación de posición 104. El ordenador suministra también unas señales sobre una lı́nea 106
a un solenoide 108 de pluma sobre el carrillo 38 de
pluma, para mover la pluma u otro aparato de es-
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critura entre una posición descendida de escritura
y otra elevada de no escritura.
Las tensiones de CC a niveles diferentes, según
necesite el ordenador de control 90, son suministradas por un circuito 110 de suministro de
energı́a analógico. El suministro de energı́a 110
tiene como entradas un cierto número de lı́neas
o conductores 112 desde un transformador 114,
conectadas a un manantial adecuado de tensión
alterna, a través de una unidad 116 de interruptor, filtro y fusible. Las lı́neas 112 proporcionan al
suministrador 110 analógico de energı́a tensiones
alternas de amplitudes diferentes, y el suministrador analógico de energı́a incluye unos rectificadores y filtros para convertir dichas tensiones
alternas en tensiones filtradas de CC, según se
precise por el ordenador de control. Las tensiones
de salida de CC producidas por el suministrador
110 analógico de energı́a, son proporcionadas al
ordenador de control 90 a través de la lı́nea 118.
Un accionador 120 del motor de avance del papel está situado preferentemente sobre el mismo
papel de circuito que el suministrador 110 analógico de energı́a, y es contralado por unas señales
suministradas al mismo por el ordenador de control 90 por la lı́nea 122. Como se indica por la
lı́nea 124 de la figura 3, el accionador 120 del motor controla la activación del motor 46 de avance
del papel. Cuando el motor 46 es activado para
avanzar el papel, como antes se ha dicho, el sensor
64 de avancer del papel es accionado y produce
unos impulsos indicadores de avance del papel
transmitidos al ordenador de control 90 a través
de la lı́nea 104 de realimentación.
La figura 4 muestra con más detalle la construcción del accionador 120 del motor. Como se
muestra en esta figura, la lı́nea 122 de la figura
3 consiste en realidad en dos conductores separados 126 y 128, que conectan el ordenador 90
al accionador 120. Interiormente, el ordenador
90 trabaja, como se indica en 130 en la figura 4,
para conmutar el conductor 126 entre una condición de unión a masa y una condición abierta.
La condición abierta de la lı́nea 126 representa
una señal de FRENO, mientras que la condición
de unión a masa de la lı́nea representa una señal
de F REN O. En cuanto al conductor 128, el ordenador funciona interiormente, como se indica en
132, para conmutar el conductor entre una condición de unión a masa y una condición abierta,
representando la condición de unión a masa una
señal de MOTOR, y representando la condición
abierta una señal de M OT OR.
En respuesta a las señales que aparecen sobre
los conductores de entrada 126 y 128, el accionador 120 del motor funciona para aplicar una
tensión de CC de activación a través de los terminales de entrada 134, 134 del motor 46, para
producir el giro del motor, o para puntear los terminales 134, 134 entre sı́ para aplicar un efecto
de freno dinámico al motor. Cuando el motor es
activado, lo es normalmente con una tensión de la
polaridad indicada en los terminales 134, 134 del
motor en la figura 4, para producir el giro del motor en sentido tal que enrolle papel sobre el rodillo
receptor, con lo que se tira del papel del rodillo de
suministro y se le hace avanzar en la dirección de
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la flecha 44 sobre la superficie de apoyo. No obstante, si ası́ se desea, la polarización de la tensión
de activación aplicada al motor puede invertirse,
presionando sobre el pulsador 136 de inversión del
papel, para producir el giro del motor en sentido
opuesto, con lo que se gira el rodillo receptor en
sentido de desenrollado para, por ejemplo, desenrollar de él un dibujo acabado.
Durante un funcionamiento normal del accionador 120 del motor, es decir, cuando el pulsador 136 de inversión del papel está sin accionar,
el accionador responde a las señales que aparecen en los conductores de entrada de entrada 126
y 128 de la manera mostrada en la tabla de acciones de la figura 7. Es decir, que el motor es
activado sólo cuando la señal MOTOR aparece
simultáneamente con la señal F REN O. Para
todas las otras tres combinaciones posibles de
señales sobre las dos lı́neas 126 y 128, el motor
está sin activar y los terminales del motor son
además punteados entre sı́ siempre que la señal
FRENO aparece en la lı́nea 126. Por tanto, es
evidente de la figura 7 que siempre que uno o los
dos conductores de entrada 126 y 128 están en la
condición abierta, como puede ocurrir accidentalmente, el motor 46 se desactiva en modalidad de
seguridad.
La construcción y funcionamiento del accionador 120 del motor, de acuerdo con la tabla de
acciones de la figura 7, puede explicarse como sigue con referencia a la figura 4. El puenteo o no
puenteo de los terminales 134 del motor es controlado por un SCR 138 que es conectado por una
tensión de control que aparece en la lı́nea 140. La
lı́nea 140 está conectada al conductor 126 a través
de un aislador óptico 142, y el conductor 126 está
conectado a un manantial de +28 voltios a través
de una resistencia 144. Cuando el conductor 126
es puesto a masa por el ordenador 90 para producir una señal F REN O, es aplicado un potencial
cero con el aislador óptimo 142 a la lı́nea 140, que
mantiene el SCR 138 en condición no conductora,
con lo que se mantienen los terminales 134, 134
del motor 46 en condición abierta o no punteada.
Por otra parte, cuando el ordenador 90 mantiene
el conductor 126 en condición abierta, correspondiente a la señal FRENO, se aplica una tensión
de +28 voltios al conductor 136 a través de la resistencia 144, y a través del aislador óptico 142
una tensión correspondiente se aplica a la lı́nea
140 que conmuta el SCR 138 a condición de conducción, con lo que se puentean los terminales
134, 134 del motor entre sı́ y se aplica un efecto
de freno dinámico al motor 46.
Suponiendo que el SCR 138 no es conductivo,
la activación del motor, 46 es controlada por un
transistor 146. Es decir, que cuando el transistor 146 se halla en estado conductivo el motor
es activado, y cuando el transistor 146 se halla
en estado no conductivo, el motor se desactiva.
La condición del transistor 146 es controlada a
su vez por otros dos transistores 148 y 150. La
base del transistor 148 está conectada al conductor 126 de entrada a través del lado de entrada
del aislador óptico 142, de modo que siempre que
aparece una tensión positiva en el conductor 126,
el transistor 148 es conmutado a una condición
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conductiva, mediante lo cual se puentea la lı́nea
152, conectada a la base del transistor 146, para
poner a masa y mantener ası́ el transistor 146
en condición no conductiva. En otras palabras,
cuando la señal FRENO aparece en la lı́nea 126,
el transistor 146 se mantiene en estado no conductivo, de modo que no se hace intento alguno de
activar el motor.
El transistor 150 tiene su base conectada al
conductor de entrada 128 a través de un diodo
zener 154. Cuando el conductor 128 es puesto
a masa por el ordenador 90, el transistor 150 se
mantiene en estado no conductivo y se aplica una
tensión de +28 voltios a la lı́nea 152 a través de
la resistencia 156. Esto conmuta el transistor 146
a su estado conductivo y activa el motor 46 desde
los manantiales indicados de tensión de +110 voltios a través de la resistencia 158 y del filtro 160
de lı́nea.
Cuando el ordenador 90 mantiene la lı́nea de
entrada 128 en condición abierta, correspondiente
a la señal MOTOR, se aplican +28 voltios a la
base del transistor 150 a través de la resistencia
162. Esto conecta el transistor 150 y aplica un
potencial de masa a la lı́nea 152, desconectando
el transistor 146 y evitando con ello la activación
del motor 46.
Como se expondrá también más adelante, durante un avance del papel, el motor 46, con objeto de controlar la velocidad de avance del papel, en lugar de estar continuamente activado,
se activa con una tensión modulada de impulsos en anchura o troceados, lo que significa que,
durante el avance, el transmisor 146 es conectado y desconectado repetidamente por el ordenador 90, mediante la conmutación repetida entre
las señales MOTOR y M OT OR en el conductor
128. Además de activar el motor 46 de esta manera para hacer girar el rodillo receptor en el sentido de recepción, la activación del motor puede
también ser invertida mediante presión sobre el
pulsador 136 de inversión del papel de la figura 4.
La presión sobre el pulsador 136 activa la bobina
158 de un conmutador de relé, que desplaza los
contactos asociados 160 y 162 de sus posiciones
ilustradas de lı́nea completa a sus posiciones indicadas de lı́nea abierta. En esta última posición
de los contactos 160 y 162, la tensión de suministro de 110 voltios se aplica al motor 46 en la
polaridad inversa a la indicada, y sin poner en
juego el SCR 138 de puenteo del motor o el transistor 146 de control de activación del motor. Por
tanto, cuando se presiona el pulsador de inversión
de papel, el motor 46 se activa de modo continuo
a la tensión completa de 110 voltios, para hacer
girar el rodillo receptor en el sentido de desenrollado sin ningún control de velocidad aplicado al
motor.
En el funcionamiento normal del accionador
120 del motor, es decir, cuando el pulsador 136 de
inversión del papel no es accionado, el ordenador
90, en respuesta a los impulsos eléctricos recibidos
de la unidad sensora 64 de desplazamiento del papel, y a través del suministro de señales aplicadas
a los conductores de entrada 126 y 128, contrala al
accionador del motor de modo que consiga tanto
una alta velocidad fija de avance del papel durante la mayor parte de un avance, como una de6
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tención precisa del movimiento del papel al final
de cada avance. La manera en que esto se lleva a
cabo puede ser comprendida mediante referencia
a las figuras 6 y 8. Como se indica en la figura 8,
cuando el motor 46 se activa, la unidad sensora
64 de desplazamiento del papel, en respuesta a un
desplazamiento de dicho papel, produce un tren
de impulsos, tal como se indica en 164, apareciendo en la lı́nea 104, de modo que el espaciado
λ entre los bordes delanteros de impulsos sucesivos representa un desplazamiento fijo del papel
con relación a la superficie de apoyo 14.
Para controlar la velocidad de avance del papel, los impulsos 164 son convertidos por una
parte convertidora 166 del ordenador en una señal
v que representa la velocidad real del papel. Esta
señal es comparada en una parte comparadora
168 del ordenador con una señal Vref de referencia de alta velocidad almacenada en una parte
de memoria 170 de referencia de alta velocidad
del ordenador, para producir una señal de error
e suministrada a un control lógico y a una parte
moduladora 172 de impulsos en anchura del ordenador. Una señal Vlow de baja velocidad es suministrada también al control lógico y a un modulador 172 de impulsos en anchura desde una
memoria 174 de velocidad baja.
Para controlar la iniciación y detención de los
avances del papel, los impulsos 164 son suministrados también a una parte 176 de desplazamiento
está conectado al control lógico y al modulador
172 de impulsos de anchura mediante una lı́nea
178 de control de señal de STOP y una lı́nea 180
de control de señal LENTO. El detector de desplazamiento tiene también otra lı́nea 182 de entrada a la que una señal de INICIACION puede
ser aplicada por el ordenador.
Para conseguir el avance del papel, el ordenador 90, con referencia a la figura 8, trabaja
de la siguiente manera. Después de que se ha
completado la parte de un dibujo a trazar sobre
una sección dada del papel, el ordenador detiene
el funcionamiento del procedimiento de dibujo y
aplica una señal de INICIACION a la lı́nea 182
de entrada del detector 170 de desplazamiento.
Esto retira las señales tanto de STOP como de
LENTO de las lı́neas 178 y 180. En respuesta a
la retirada de la señal STOP, el control lógico y el
modulador 172 de impulsos en anchura comienza
la aplicación alternativa de las señales MOTOR
y M OT OR a la lı́nea 128, haciendo que el accionador 120 del motor de avance del papel active
el motor 46 y comience el avance de dicho papel.
Tan pronto como el papel comienza a avanzar, el
sensor 64 produce unos impulsos 164 que son convertidos en la señal Va de velocidad real por por el
convertidor 166, y comparados con la señal Vref
para producir una señal de error e, a la que responden el control lógico y el modulador de impulsos en anchura en modalidad de realimentación,
de modo que se reduzca la señal de error, con lo
que se sitúa la activación del motor en el estado
de accionar el papel exactamente a la velocidad
alta determinada por la señal Vref .
El motor 46 se selecciona de modo que tenga
una velocidad de giro, cuando se activa de modo
continuo por la tensión de activación, más que suficiente para hacer avanzar el papel a la alta velo-
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cidad deseada, aún cuando el rodillo receptor sea
de diámetro mı́nimo. Por tanto, para conseguir
la deseada alta velocidad de avance es necesario
hacer que el motor gire a una velocidad inferior, y
esto se consigue mediante la modulación troceada
o de impulsos en anchura de la tensión suministrada al motor. Con referencia a la figura 6, esto
se consigue haciendo que el ordenador divida el
tiempo de activación del motor en una pluralidad
de ciclos de activación sucesivos C, C. Durante
una parte de cada ciclo C, el motor es activado,
y durante otra parte el motor es desactivado. La
parte superior de la figura 6 muestra las señales
MOTOR y M OT OR apareciendo en el conductor
de entrada 128 y correspondientes a un funcionamiento de velocidad relativamente alta del motor,
mientras que la parte inferior de la figura 6 muestra las señales correspondientes para producir un
funcionamiento a baja velocidad del motor. En
efecto, se entiende que las señales MOTOR son
moduladas en anchura de impulsos por el ordenador 90 para conseguir el control de la velocidad del
motor. Se entiende también que la velocidad de
avance del papel depende no sólo de la velocidad
del motor, sino también del diámetro del rodillo
receptor. El efecto del sistema de control de la
figura 8 es apreciar directamente la velocidad del
papel y mantenerla en el valor alto deseado, con
independencia del diámetro del rodillo receptor,
siendo activado el motor 46 para girar a cualquier
velocidad que se precise para mantener la velocidad del papel establecidad con independencia del
diámetro del rodillo receptor.
El sensor 176 de desplazamiento desde la iniciación de un avance, cuenta los impulsos 164 producidos por el sensor 64 y, en respuesta a dicha
cuenta, detiene el avance del papel después de
desplazada una cantidad dada del mismo, y preferentemente la detención del avance incluye una
disminución de la velocidad del motor 46 durante
un tiempo corto, antes de la verdadera detención.
En particular, el detector 176 de desplazamiento
cuenta los impulsos 164 hasta que detecta que
una primera cantidad dada de papel ha sido hecha avanzar desde la iniciación del avance. Hecha esta detección, el detector produce una señal
de LENTO en la lı́nea 180, que hace que el control lógico y el modulador de impulsos en anchura
conmuten su control de velocidad desde la señal
de error suministrada por el circuito comparador
168, a la señal de velocidad baja suministrada
por la referencia 174 de velocidad baja. El control
lógico y el modulador de impulsos en anchura 172
suministran entonces durante cada ciclo de activación impulsos de MOTOR de duración reducida
al accionador del motor de avance del papel, para
hacer que el motor 46 trabaje a una velocidad sustancialmente inferior a la de durante la parte previa del avance. Después, cuando el detector 176
de desplazamiento aprecia que el papel, desde el
comienzo del avance, ha avanzado otra cantidad,
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dicho detector produce una señal de STOP en la
lı́nea 178, que hace que el modulador 172 de impulsos de anchura y el control lógico apliquen una
señal continua de M OT OR al conductor 128 y
una señal de FRENO en la lı́nea 126, mediante
lo cual se detiene la activación del motor 46 y
se puentean sus terminales de entrada, para aplicar un freno dinámico, con lo que el motor 46 se
detiene inmediatamente, ası́ como el correspondiente avance del papel.
Entonces, el ordenador 90 inicia y controla
otro procedimiento de dibujo sobre la parte de
papel que queda ahora sostenida sobre la superficie de apoyo. Al final de cada procedimiento,
la operación de dibujo se detiene y otra señal de
iniciación se suministra al detector 176 de desplazamiento, para comenzar un nuevo avance del
papel que sigue de la misma manera que antes se
ha expuesto, y la alternancia de avances de papel
con procedimientos de dibujo se continúa hasta
que todo el dibujo en cuestión ha quedado completado.
Al comienzo de la confección de un nuevo dibujo, el sensor 64 es puesto en iniciación mediante
un avance lento del papel hasta que aparece el
borde delantero de un impulso 164, y la situación
del papel y de la rueda sensora 66 en ese momento se toman como posiciones de referencia de
iniciación. Se entiende que dichas posiciones de
iniciación se alcanzan con no más de 60◦ de giro
de la rueda sensora, con lo que se malgasta poco
papel durante el procedimiento de iniciación.
Lista de sı́mbolos de referencia en las figuras
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B - DEL SISTEMA CAD (Diseño ayudado
por ordenador)
AN - ALTA VELOCIDAD DEL MOTOR
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DN - BAJA VELOCIDAD DEL MOTOR
N - MOTOR
1 - ORDEN DE MOTOR
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2 - ORDEN DE FRENO
3 - CONDICION DEL MOTOR
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4 - MOTOR (lı́nea a masa)
5 - FRENO (lı́nea a masa)
6 - CONECTADO
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8 - FRENO (lı́nea abierta)
9 - DESCONECTADO Y PUENTEADO
10 - MOTOR (lı́nea abierta)
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13 - DESCONECTADO
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REIVINDICACIONES
1. Un trazador para producir gráficos sobre
una banda de papel alargada, cuyo trazador incluye medios que proporcionan una superficie de
apoyo para sostener y dibujar sobre ella, una
sección de la banda de papel alargada, y medios
para sostener un rodillo de suministro y un rodillo receptor para respectivamente suministrar y
recibir una banda de papel alargada, pasando el
papel desde dicho rodillo de suministro sobre la
citada superficie de apoyo, hasta el citado rodillo receptor, caracterizado por unos medios de
accionamiento (46) para accionar giratoriamente
dicho rodillo receptor (30) en el sentido de recepción de modo que tire del papel (34) desde
dicho rodillo de suministro (26) y lo haga avanzar sobre dicha superficie de apoyo, y medios (64,
90, 120) para activar dichos medios de accionamiento (46) de modo que el papel de dicha banda
se hace avanzar sobre la citada superficie de apoyo
a una velocidad predeterminada no dependiente
del diámetro de dicho rodillo receptor (30).
2. Un trazador según la reivindicación 1a
¯,
caracterizado además porque dichos medios de
activación de los citados medios de accionamiento
(46) para dicho rodillo receptor (30) incluyen unos
medios (64) para apreciar la velocidad real del
movimiento de dicho papel con relación a la citada superficie de apoyo (14) y para producir una
señal relativa a dicha velocidad real del papel, medios (170) que proporcionan una señal de referencia de la velocidad del papel, medios (168) que
comparan dicha señal de la velocidad real del papel con dicha señal de referencia de la velocidad
del papel para producir una señal de error, y medios (172) que responden a dicha señal de error
para activar los citados medios (46) de accionamiento del rodillo receptor de modo que reduzca
dicha señal de error.
3. Un trazador según la reivindicación 2a
¯ , caracterizado además porque dichos medios (64)
para apreciar la velocidad del papel con relación a
dicha superficie de apoyo (14) y para porducir una
señal relativa a la velocidad real del papel, incluyen una rueda sensora (66) sostenida para giro en
torno a un eje perpendicular a la dirección de movimiento del papel sobre dicha superficie de apoyo
y que se acopla por su periferia a dicho papel, de
modo que gire en torno a dicho eje al moverse
dicho papel con relación a la citada superficie de
apoyo, y medios (76, 78, 80, 82) asociados a dicha rueda sensora para producir unos impulsos
eléctricos en respuesta al giro de la citada rueda
en torno a dicho eje, con los intervalos entre los
bordes delanteros sucesivos de dichos impulsos,
correspondiendo cada uno a un giro angular fijo
de dicha rueda, y medios (166) para convertir dichos impulsos en la citada señal de la velocidad
real del papel.
4. Un trazador según la reivindicación 3a
¯ , caracterizado además porque dicha rueda sensora
(66) tiene una pluralidad de áreas ópticamente
transparentes (76) alternando con una pluralidad
de áreas ópticamente opacas (78) en una dirección
concéntrica con dicho eje de giro de la rueda sensora, y un emisor de luz (80) y un detector de
luz (82) situados en los lados opuestos de dicha
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rueda de modo que se produce una salida eléctrica
de impulsos desde dicho detector óptico mediante
el troceo del camino de la luz entre dicho emisor
de luz y el citado fotodetector por dichas áreas
ópticamente transparentes y opacas de la citado
rueda sensora.
5. Un trazador según la reivindicación 1a¯ , caracterizado además porque dichos medios de accionamiento para accionar de modo giratorio dicho rodillo receptor incluyen un motor de accionamiento de corriente continua (46) que tiene una
velocidad tal cuando se activa de modo continuo
para accionar dicho rodillo receptor en el sentido
de recepción, que hace avanzar el papel sobre dicha superficie de apoyo a una velocidad superior
a la predeterminada citada, aunque dicho rodillo
receptor esté en su diámetro mı́nimo, y medios
(120) para controlar la velocidad de dicho motor
mediante la modulación de impulsos en anchura
de la tensión suministrada al mismo.
6. Un trazador según la reivindicación 1a¯ , caracterizado además por unos medios (136) para
invertir el sentido de accionamiento de dicho rodillo receptor (30), para desenrollar de él una parte
de dicha banda alargada de papel (34) previamente enrollada sobre el mismo durante el giro de
dicho rodillo receptor en su sentido de recepción.
7. Un trazador según la reivindicación 6a¯ , caracterizado además porque dichos medios para
accionar de modo giratorio dicho rodillo receptor
incluyen un motor de accionamiento de corriente
continua (46) que es activado con una tensión de
corriente continua de una polaridad para accionar giratoriamente dicho rodillo receptor en el citado sentido de recepción, y dichos medios (136)
para invertir la dirección de accionamiento de dicho rodillo receptor incluyen unos medios para
invertir la polaridad de la tensión suministrada a
dicho motor, para hacer que éste gire en sentido
opuesto.
8. Un trazador según la reivindicación 1a¯ , caracterizado además porque dichos medios de accionamiento incluyen un motor de accionamiento
(46) de corriente continua que tiene unos terminales de entrada a través de los cuales se puede
aplicar una tensión de activación de c.c., medios
(90) para producir una señal de INICIACION de
avance del papel, medios (176) que responden a
dicha señal de INICIACION para activar primero
dichos medios de accionamiento mediante la aplicación de una tensión de c.c. de activación a
través de dichos terminales de entrada de dicho
motor, de modo que se avance la citada banda
de papel con dicha velocidad predeterminada sobre la citada superficie de apoyo, medios (64,
176) sensores del avance para apreciar la longitud de papel hecho avanzar desde el comienzo de
un avance, medios (172) que responden a dichos
medios sensores del avance para cambiar la acativación de dichos medios de accionamiento de
modo que se haga lenta la velocidad de avance
del papel después de que el tramo de papel dado
ha sido hecho avanzar desde el comienzo de dicho
avance, y medios (172) que responden a los citados medios sensores del avance para detener la
activación de los medios de accionamiento y detener ası́ el avance de dicho papel sobre la citada
superficie de apoyo después de que un segundo
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tramo de papel dado ha sido hecho avanzar desde
la iniciación del avance, incluyendo dichos medios
para detener la activación de los citados medios
de accionamiento unos medios que responden a
los citados medios sensores del avance que han
apreciado el avance de dicho segundo tramo de
papel desde el comienzo de un avance, para interrumpir el suministro de tensión a través de dichos terminales de entrada del citado motor de
accionamiento y para puentear dichos terminales
de entrada entre sı́ para aplicar un freno dinámico
a dicho motor.
9. Un trazador según la reivindicación 8a¯ ,
caracterizado además por un accionador (120)
para dicho motor (46) que tiene un primer conductor de entrada para las señales de FRENO
y F REN O, y un segundo conductor de entrada
para las señales de MOTOR y M OT OR, un
ordenador (90) para suministrar las señales de
FRENO y F REN O a dicho accionador sobre el
citado primer conductor de entrada, y las señales
de MOTOR y M OT OR a dicho accionador so-
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bre dicho segundo conductor de entrada, trabajando dicho accionador para conectar el citado
motor mediante la aplicación de una tensión de
activación a través de los citados terminales de
entrada de dicho motor, sólo cuando las citadas señales MOTOR y F REN O aparecen simultáneamente sobre dichos conductores de entrada para puentear dichos terminales de entrada
del motor entre sı́, siempre que dicha señal de
FRENO aparece como entrada de dicho accionamiento en el citado segundo conductor de entrada.
10. Un trazador según la reivindicación 9a¯ ,
caracterizado además porque dicha señal de
M OT OR está representada por una unión a
masa, y dicha señal de MOTOR está representada
por una apertura de dicho primer conductor de
entrada, y dicha señal de FRENO está representada por una apertura y dicha señal de F REN O
está representada por una unión a masa de dicho
segundo conductor de entrada, de modo que con
uno o ambos conductores de entrada que estén en
condición abierta, dicho motor es desactivado.
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