Плоттеры

         Министерство образования  и науки Российской Федерации

Государственное образовательное учреждение высшего  профессионального образования

«Пензенский Государственный Университет»

Кафедра «Информационная безопасность систем и технологий»

Реферат

по дисциплине: «Аппаратные средства вычислительной техники»

по теме:

ПЛОТТЕРЫ

Выполнил: студент группы 08УК1

Жалнина Д.В.

Проверил: к.т.н., доцент Иванов А.П.

                                  Пенза 2010

                                Содержание

 Введение  ………………………………….………………………..………….. 3

1 История .....…………………………………………………………………… 7

2 Перьевые плоттеры…………………………………………………………... 8

3 Струйные плоттеры…………………………………………………………. 12

4  Электростатические плоттеры……………………………………………… 16

5  Плоттеры прямого вывода изображения…………………………………... 19

6  Плоттеры на основе термопередачи ……………………………………….. 21

7  Лазерные (светодиодные) плоттеры ………………………………………. 22

8  Основные параметры плоттеров …………………………………………… 24

         8.1 Носитель и изображение…………………………………………. 24

         8.2 Параметры точности……………………………………………… 25

         8.3 Параметры производительности…………………………………. 27

         8.4 Память……………………………………………………………… 29

         8.5 Форматы данных…………………………………………………..  30

         8.6 Чертежные характеристики………………………………………. 31

 Заключение………………………………………………………….....……….. 33 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

                                       

                          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.
• 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.

     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. 
 
 
 
 
 
 

     1 ИСТОРИЯ

     В 1999 году мировое плоттерное сообщество должно отметить сорокалетие со дня рождения первого плоттера. Первая модель барабанного (рулонного) плоттера CalComp 565 появилась на свет в стенах американской фирмы CalComp и долгие годы понятие плоттеров ассоциировалось с именем этой фирмы. Если быть более щепетильным в вопросе «кто кого родил», тогда надо вспомнить родителей первого плоттера - это обыкновенные графические регистрирующие устройства для записи изменений электрических параметров, это что-то типа самописцев, применяемых при ЭКГ. Они были изобретены и начали использоваться раньше, чем компьютеры. В результате адаптации принципов работы самописцев для задач технического черчения и были созданы барабанные графопостроители (плоттеры). Затем появились плоттеры планшетного типа - большие, точные, но очень дорогие. Их, как и системы САПР, могли покупать только крупные фирмы. Развитие мини- и микрокомпьютеров, а также рост интереса к системам САПР, которые стали доступны для небольших фирм, стимулировали ускорение в конструировании и производстве плоттеров. В 1965 г. Фирма Houston Instrument продемонстрировала небольшой планшетный графопостроитель с шаговым двигателем. А в 1980 году Hewlett-Packard выпустил в свет рулонный плоттер HP7580 и началось победное шествие перьевых плоттеров Hewlett-Packard.

     В России, а точнее в бывшем Советском  Союзе, понятие плоттеров больше ассоциировалось с маркой фирмы Hewlett-Packard, которой удалось в поставить  огромное количество плоттеров в  СССР, а совместимость по посадочным местам для расходных материалов стало своего рода неофициальным стандартом. На сегодняшний день список «хьюлеттоподобных» плоттеров с точки зрения расходных материалов огромен, ниже основная часть списка будет приведена. Однако производство перьевых плоттеров Hewlett-Packard не дожило до плоттерного сорокалетие. 

     3 ПЕРЬЕВЫЕ ПЛОТТЕРЫ (ПП, PEN PLOTTER).

     Перьевые  плоттеры - это электромеханические  устройства векторного типа, и на ПП традиционно выводят  графические  изображения  различные векторные  программные системы типа AutoCAD. ПП создают изображение при помощи пишущих элементов,  обобщенно называемых перьями,  хотя имеется несколько видов таких элементов, отличающихся друг от друга используемым видом жидкого красителя.  Пишущие элементы  бывают  одноразовые  и  многоразовые (допускающие перезарядку).  Перо крепится в держателе пишущего узла, который имеет одну или две степени свободы перемещения. Существует два типа ПП:  планшетные, в которых бумага неподвижна, а перо перемещается по всей плоскости изображения,  и барабанные  (или рулонные ),  в которых перо перемещается вдоль одной оси координат,  а бумага вдоль другой за счет захвата транспортным валом,  обычно врикционным. Пермещения  выполняются при помощи  шаговых (в подавляющем большинстве плоттеров ) или линейных электродвигателей,  создающих довольно большой шум.  Хотя точность вывода информации барабанными плоттерами несколко ниже,  чем планшетными,  она удовлетворяет требованиям большинства задач.  Эти  плоттеры  более компактны и могут отрезать от рулона лист необходимого размера автоматически,  что определило их доминирование на рынке больших ПП (ПП формата А3 обычно планшетные).

     Отличительной особенностью ПП являются выское качество получаемого изображения и хорошая  цветопередача при использоварии цветных пищущих элементов.  К сожалению, скорость вывода информации в ПП невысока, несмотряна все более быструю механику и попытки оптимизации процедуры рисования; существует и проблема подбора пары носитель - чернила.

     Карандашно-перьевые плоттеры  (КПП,  pen/pencil)  - разновидность перьевых - отличаются возможностью установки специализированного пишущего узла  с цанговым механизмом для использования обычных карандашных грифелей, который обеспечивает постоянное усилие нажима грифеля на бумагу и его автоподачу при стачивании. В результате не требуется постоянно следить за процессом вывода информации,  как при эксплуатации ПП, в которых может засоряться канал истечения красителя.

     Дополнительные  преимущества карандашной технологии:

• "Краситель" карандашных грифелей не высыхает,  и карандаш пишет
• на любой скорости (при использовании жидких красителей необходимо учитывать время их вытекания из пера и время высыхания)
• Карандаш позволяет рисовать на любых бумажных носителях,  в том числе и не очень высокого качества;  при этом изображения качественны, дают хорошие оттиски при копировании, и в то же время их можно корректировать ластиком.
• Грифели просто купить, значительно экономя на расходных материалах.

     ПП  и КПП осбенно привлекательны для тех,  кому  важнее качество, нежели количество изображений, и кто имеет скромный бюджет. Все остальные типы плоттеров образуют изображения на носителе информации, используя различные физические процессы,  в частности прибегая к дискретному (растровому) способу его создания.

     Перьевые  плоттеры печатают за счет того, что  перо перемещается по поверхности бумаги. Они основаны на принципе штриховой  графики, в отличие от принтера, который  основан на растровой графике. Плоттеры могут вычерчивать большие объемы штриховой графики, включая и текст, но делают они это очень медленно из-за автоматического движения пера. Перьевые плоттеры не способны создать целое цветовое пространство, но они могут заштриховать пространство, рисуя множество близкорасположенных, параллельных линий. Раньше, когда компьютерная память стоила больших денег, а процессор работал очень медленно, такой способ был самым быстрым и рациональным способом печати цветной векторной графики и очень больших рисунков с высоким разрешением.