Применение и типы графопостроителей (плоттеров)

Графопостроитель (плоттер) - устройство вывода, представляющее выводимые данные в форме рисунка или графика на бумаге или другом подобном ей носителе. Графопостроители являются высококачественной альтернативой принтерам при выводе изображений. В зависимости от исполнения плоттеры делятся на планшетные и рулонные (барабанные).

В графопостроителе планшетного типа лист бумаги закрепляется на специальной РАБОЧЕЙ ПЛОСКОСТИ (планшете), над которой движется ПЕРО (или несколько перьев), перемещающееся по двум координатам x и y. Пишущий узел приводится в движение СЕРВОПРИВОДОМ, обеспечивающим высокую точность его установки. Роль перьев в простых моделях плоттеров играют обычные шариковые ручки, а в более совершенных моделях - специальные тонко пишущие фломастеры. Изображение формируется на листе бумаги при перемещении опущенного пера. Для установки пера в другую точку, оно автоматически приподнимается и переводится в требуемое место.

В графопостроителе рулонного типа бумажный лист протягивается ТРАНСПОРТИРУЮЩИМ ВАЛИКОМ для обеспечения вертикальных перемещений. Перо перемещается только в ГОРИЗОНТАЛЬНОЙ ПЛОСКОСТИ.

В графопостроителе могут использоваться от одного до полутора десятков перьев. Применение нескольких перьев обеспечивает вычерчивание цветных изображений или повышения скорости вывода. Дополнительные цветовые оттенки получаются смешением на бумаге основных цветов.

При применении плоттеров для печати текстовой информации они РАБОТАЮТ ОЧЕНЬ МЕДЛЕННО, так как последовательно вырисовывают контуры символов, а затем их закрашивают. Нередко встречаются гибридные устройства плоттер - принтер.

Основными техническими характеристиками графопостроителей являются:

1. размер чертежной поверхности. 

2. быстродействие. 

3. разрешающая способность. 

4. точность установки пера. 

5. количество перьев, что определяет число воспроизводимых цветов.

РАЗМЕР ЧЕРТЕЖНОЙ ПОВЕРХНОСТИ лежит в пределах от формата А0 до формата А4.

БЫСТРОДЕЙСТВИЕ плоттера измеряется скоростью вычерчивания линии и лежит в пределах 800 - 1100 мм/сек. Под РАЗРЕШАЮЩЕЙ СПОСОБНОСТЬЮ понимают минимальное расстояние между двумя адресуемыми точками. Разрешение плоттеров превосходит разрешение лазерных принтеров и лежит в пределах 0,025мм. - 0,0127мм. (это соответствует 40 точка/мм. - 80 точка/мм.). ТОЧНОСТЬ УСТАНОВКИ ПЕРА определяет абсолютную погрешность, с которой перо может быть перемещено к точке с указанными координатами, и составляет 0,07 - 0,05 мм. КОЛИЧЕСТВО ПЕРЬЕВ - от 1 до 24.



Графопостроитель широкоформатный ГШ-1600



Широкоформатный графопостроитель планшетного типа. Может использоваться для автоматизированного вычерчивания в САПР машиностроения, авто-, автомобиле- и судостроения, легкой промышленности, в геодезии и картографии, архитектуре, дорожном строительстве, при проектировании систем связи, электро-, водо- и газоснабжения.

Графопостроитель ГШ-1600 обеспечивает возможность последовательной покадровой прорисовки чертежа длиной до 12 м при ширине 1,6 м. В качестве носителя графической информации может использоваться бумага для графопостроителей, бумага типографская, пленка полиэтилентерефталатная с шириной рулона 1680 мм. При черчении используется один из восьми пишущих инструментов, которыми оснащена инструментальная головка. Этими инструментами могут быть рапидографы, фломастеры, шариковые узлы как отечественного, так и импортного производства.

Работа графопостроителя осуществляется на основании информации, поступающей от ЭВМ. Обмен информации с ЭВМ производится с помощью стандартного последовательного интерфейса СТЫК С2 (RS 232C). Графопостроитель оснащен генератором знаков, что дает возможность при поступлении соответствующей команды от ЭВМ вычерчивать: 

алфавитно-цифровые символы (буквы прописные и строчные, русские и латинские, цифры); 

основные специальные знаки из наборов КОИ7Н0, КОИ7Н1; 

окружности, дуги, линии, в т.ч. сплошную, штриховую, штрихпунктирную, штриховую с коротким штрихом, штрихпунктирную с двумя короткими штрихами, 

а также производить масштабирование букв, цифр, символов и вычерчивание с наклоном в пределах от 0°С до 360°С.



ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ

Рабочее поле, мм 



ширина

1600



длина кадра

400



Максимальная длина вычерчивания в автоматическом режиме

12000

Минимальный программируемый шаг, мм

0,025

Статическая погрешность, мм

±(0,2+0,05%L)

где L - длина заданного отрезка

Максимальная скорость черчения, м/сек

1,0

Максимальное ускорение, м/сек2

10.0

Несовпадение линий на стыках кадров, мм

±1,0

Потребляемая мощность,Вт

300

Габаритные размеры, мм 

2300 х 1200 х 1100

Масса, кг 

260



Графопостроитель ГШ 1600 обеспечивает получение чертежей высокого графического качества и незаменим при вычерчивании чертежей больших форматов.



Графопостроитель широкоформатный ГШ-2200



Предназначен для вычерчивания чертежей в САПР машиностроения, авто-, автомобиле- и судостроения, легкой промышленности, в геодезии и картографии, архитектуре, дорожном строительстве, при проектировании систем связи, электро-, водо- и газоснабжения.

В САПР легкой промышленности позволяет производить вычерчивание в натуральную величину раскладок лекал для тканей шириной до 2,2 м.

ширина чертежа до 2,2 м; 

система управления на базе процессора "Pentium"; 

расширенный объем памяти; 

автоматическая самодиагностика при включении графопостроителя. 

Графопостроитель ГШ-2200 обеспечивает возможность последовательного покадрового вычерчивания чертежа любой заданной длины при ширине 2,2 м. В качестве носителя графической информации может использоваться бумага для графопостроителей, бумага типографская, пленка полиэтилентерефталатная с шириной рулона 2230 мм диаметром 250 мм. В качестве пишущего инструмента могут быть использованы рапидографы, фломастеры, шариковые узлы как отечественного, так и импортного производства.

Работа графопостроителя осуществляется на основании информации, поступающей от управляющей ЭВМ. Обмен информации с ЭВМ осуществляется с помощью стандартного последовательного интерфейса СТЫК С2 (RS 232C). Система команд графопостроителя соответствует системе команд HP-GL. Наличие генератора знаков, дает возможность при поступлении соответствующей команды от ЭВМ вычерчивать: 

алфавитно-цифровые символы (буквы прописные и строчные, русские и латинские, цифры); 

основные специальные знаки из наборов КОИ7Н0, КОИ7Н1; 

окружности, дуги, линии, в т.ч. сплошную, штриховую, штрихпунктирную, штриховую с коротким штрихом, штрихпунктирную с двумя короткими штрихами, 

а также производить масштабирование букв, цифр, символов и вычерчивание с наклоном в пределах от 0°С до 360°С.



ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ

Рабочее поле, мм 



ширина

2200



длина кадра

500



Минимальный программируемый шаг, мм

0,025

Статическая погрешность, мм

±(0,2+0,05%L)

где L - длина заданного отрезка

Максимальная скорость черчения, м/сек

1,0

Максимальное ускорение, м/сек2

10.0

Несовпадение линий на стыках кадров, мм

±0,5

Потребляемая мощность,Вт

400

Габаритные размеры, мм 

2750 х 1110 х 1110

Масса, кг 

350



Высокая производительность и простота обслуживания позволяют широко использовать графопостроитель ГШ 2200 в различных системах.




Графопостроитель с режущей головкой ГР-1600



Графопостроитель ГР-1600 предназначен для маркировки, вычерчивания и вырезки лекал из картона при работе в составе САПР легкой промышленности. Может использоваться в полиграфии и рекламной деятельности.

Графопостроитель ГР-1600 отличается небольшими габаритами, малым энергопотреблением, простотой и удобством в эксплуатации. 

Графопостроитель ГР-1600 на основании информации, поступающей от ЭВМ, производит вырезку из картона фигур заданной конфигурации, нанесение на них меток и надписей.

По конструктивному исполнению графопостроитель представляет собой координатное устройство, в котором движение по оси Y осуществляется за счет перемещения обрабатываемого картона, а движение по оси X - перемещением каретки, несущей на себе режущий и пишущий инструмент.

Тип режущего инструмента - вибрационный механический нож;

тип пишущего инструмента - шариковый узел или фломастер.

Материалом для вырезки может служить листовой электротехнический картон толщиной от 0,2 до 1,5 мм или другой, аналогичный по качеству.

Обмен информацией с ЭВМ осуществляется через стандартный последовательный интерфейс СТЫК С2 (RS 232C). Система команд графопостроителя соответствует системе команд HP-GL.



ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ

Максимальные размеры рабочего поля, мм 

900 х 1600

Толщина обрабатываемого картона, мм

0,2 - 1,5

Максимальная скорость резания, мм/с

300

Максимальная скорость черчения, мм/с

400

Расстояние между двумя соседними вырезаемыми элементами, не менее, мм

1,0

Неровность края среза, не более, мм

0,2

Статическая погрешность при резании и черчении, мм

±(0,2+0,05%L)

где L - длина перемещения

Потребляемая мощность,Вт

250

Габаритные размеры, мм 

в рабочем состоянии

1200 х 2000 х 1500



в нерабочем состоянии

1200 х 550 х 1500

Масса, кг 

120



Использование графопостроителя ГР-1600 обеспечивает высокую точность изготовления вырезаемых фигур при значительном увеличении производительности труда.

Я еще застал те времена, когда графопостроители были только планшетными и плоттерами (по крайней мере, в ex-USSR) их не называли. У отца на работе стоял огромный планшетник формата A0, подключенный к "моей" машине – дряхленькой 286-й, на которой мне было позволено работать. Иногда приходили несколько человек из отдела АСУП с рулонами кальки, сгоняли меня с машины и включали этого монстра. Колдовали с кнопками на панели и... он начинал рисовать! Завораживающее зрелище! Разумеется, я мечтал о таком аппарате и вопрос "Зачем?" даже не рассматривался:)

Мечта сбылась спустя 15 лет благодаря форумчанину Arthur77.



Графопостроитель Robotron REISS К6418 (в Советский Союз поставлялся под названием СМ6415).



Техничекие характеристики:

- формат бумаги – A3, 420х297 мм

- область рисования – 370х270 мм

- крепление бумаги – электростатическое

- разрешающая способность – 0,1 мм

- рисующий элемент – фломастер

- командный язык – HP-GL

- интерфейсы – v.24 (RS-232) и IFSS (токовая петля)

Первое включение не особо порадовало — дергался и скрежетал. Поэтому перед всеми дальнейшими действиями был разобран, вычищен внутри и отмыт снаружи. К сожалению, я не фотографировал, когда копался во внутренностях. Отмечу только, что каретка перемещается двумя шаговыми двигателями через систему шкивов, поднятие/опускание пера — электромагнитное, а управляет всем этим клон Z80. 

В процессе осмотра было обнаружена причина скрежета — под направляющей поперечного перемещения отклеился металлический держатель шлейфов, идущих на электромагнит поднятия/опускания пера и концевики, провис и заклинивал головку. Также была обнаружена скрытая кнопка, находящаяся под декоративной панелью с названием:

На самой панели расположены: кнопка сброса "Reset", кнопка фиксации бумаги "Paper", выполняющая также функцию перевода устройства в режим On-Line, кнопки поднятия и опускания пера (можно опустить перо и рисовать курсорными клавишами в режиме Off-Line или принудительно поднять перо в процессе вывода документа — головка будет перемещаться, но не рисовать). Назначение трех следующих кнопок ("P1", "P2" и "Window") мне установить не удалось. Кнопка "View" в режиме On-Line перемещает головку в правый верхний угол, позволяя увидеть документ целиком, повторное нажатие возвращает головку в исходное положение. Светодиод "Ready" горит в режиме On-Line и мигает при нажатии кнопки "View". Светодиод "Error" горит при попытке увести головку за пределы допустимой зоны рисования и мигает, когда графопостроитель находится в тестовом режиме. Курсорными кнопками головка перемещается по полю.

Самотест включается путем нажатия скрытой кнопки. Светодиод "Error" начнет мигать. Теперь нажатие кнопки "P1" приведет к рисованию серии вписаных треугольников, "Window" – круга, а курсорные кнопки "Вверх", "Влево" и "Вправо" выводят шрифтовые наборы трех разных размеров.

Когда графопостроитель стал нормально отрисовывать все тесты, встал 



Схема подключения следующая:

Разъем EFS26

Разъем DB9

A1

5

B2

5

A3

2

B4

3

A5

8

B6

7

A7

4

B8

1,6

A9

4



После этого была скачана программа WinLINE, с помощью которой графопостроитель был установлен в системе как "Generic HP-GL LLeft", т.е. с базовой поддержкой HP-GL и с нулевыми координатами в левом нижнем углу. Казалось бы – все условия соблюдены, но при выводе первой же тестовой страницы меня подстерегала проблема номер один — рисовать он отказывался, стоял на одном месте и только с разной частотой поднимал и опускал перо. Перебор настроек драйвера ни к чему не привел, поэтому было принято решение разбираться с языком HP-GL и попытаться поуправлять устройством вручную через терминальную программу. Скачал краткий справочник по командам, запустил HyperTerminal... В процессе недолгих экспериментов было выяснено, что совместимость с языком HP-GL у данного графопостроителя очень своеобразная — команды PU и PD (поднятие и опускание пера) для него являются безусловными. Получив их, игнорирует все до разделителя ";". А в файлах, сформированных WinLINE, команды PU и PD дополнены координатами, к которым нужно перейти с поднятым или опущенным пером. Запускаем автозамену "PU200,300;" на "PU;PA200,300;", копируем исправленный файл в порт и... имеем проблему номер два — кусочки текста, характерные для стандартной пробной страницы печати Windows есть, но куда девалось остальное и откуда взялось огромное количество хаотичных росчерков? Первая мысль — завышена скорость порта, но оказалось, что 9600,8-N-1 — единственный режим, в котором графопостроитель желает работать. Тогда оставалось или повреждение внутреннего буфера или его переполнение. Для проверки нужна была программа, которая посылала бы команды в порт с определенной частотой. И мой коллега, преподаватель программирования Максим Крюк, эту программу написал, за что я ему безмерно благодарен.







Программа позволяет открыть два файла и посылать команды из любого из них в порт как вручную по одной, так и автоматически, определенное количество команд в секунду.

Первая же попытка оказалась успешной — на скорости 50 команд в секунду были замечены проблемные росчерки, но при снижении скорости до 25 команд в секунду пробная страница печати была медленно, но успешно нарисована. Казалось бы, решение проблемы найдено. Не тут-то было — реальный чертеж вновь перечеркнут крест-накрест из-за потерь команд:(. Пришлось снизить скорость до 10, а потом и вовсе до 5 команд в секунду. И вот что получилось:

Причина оказалась довольно прозаичной — перемещения на любые расстояния кодируются одинаковыми командами, но в случае небольших расстояний команда физически выполняется быстрее, а при больших расстояниях - медленнее. И если команды поступают вперемешку и с одинаковой скоростью, то графопостроитель не успевает некоторые из них отрабатывать. Значит, устройство просто обязано контролировать поток команд. А сделать это можно: а) особым образом подтверждая выполнение любой команды (необходима поддержка со стороны программного обеспечения); б) осуществляя Flow Control, аппаратный (RTS/CTS) или программный (XON/XOFF). К сожалению, пока не удалось подтвердить ни первый, ни второй вариант — в терминальной программе графопостроитель не выдает отклики на команды, только на нажатие кнопок "Reset" и "Paper", а состояние линий RTS и CTS в процессе вывода не меняется. Для окончательного выяснения необходимо реанимировать компьютер Robotron 1715, чтобы подключить графопостроитель к нему и поэкспериментировать с оригинальным программным обеспечением. Ну а пока что придется довольствоваться имеющимся результатом — устройство довольно стабильно работает и неплохо рисует. 

Обновление от 10.01.2008 

Назначение кнопок "P1", "P2" и "Window" оказалось довольно прозаичным - ограничивать область рисования и отмечать её. Например, если после включения просто нажать "Window", то плоттер очертит на бумаге прямоугольник-рамку с максимальными (по умолчанию) координатами 0,0 - 3700,2700. Но можно эту область уменьшить. Для этого нужно клавишами переместить перо в левый нижний угол выбранной области и нажать "P1", после чего переместить перо в правый верхний угол выбранной области и нажать "P2". При этом происходит смещение координатной сетки - в качестве координаты 0,0 принимается точка, отмеченная "P1". После этого допустимой для рисования будет только выбранная область, попытки увести перо в режиме рисования за её пределы будут приводить к загоранию светодиода "Error". При необходимости, нажатием "Window" выбранную область можно очертить. 

Проблема контроля передачи тоже разрешилась довольно просто - изменением распайки кабеля. Причем приведенная в статье распайка тоже правильная, но она работоспособна только при поддержке программным обеспечением ПК протокола XON/XOFF. Вероятно, что мой экземпляр был рассчитан именно на такой вариант работы - контакт DTR внутри был отсоединен от интерфейсного гнезда и заизолирован кембриком. После нескольких минут работы паяльником стала актуальной новая распайка: 



Разъем EFS26

Разъем DB9

A1

5

B2

корпус разъема или 5

A3

2

B4

3

B8

1,6

 

7 соединить с 8



После такой модификации для вывода файла на устройство будет достаточно команды COPY filename.ext COM1: - поток данных будет контролироваться аппаратно и рисование будет максимально быстрым и без ошибок.