专利名称：电脑矩阵式点画机的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种电脑矩阵式点画机，适宜刻字及点画出电脑屏幕上的扫描图形用。
目前，利用矩阵式结构作刻画的，有印章雕刻机及电脑用绘画机等。印章雕刻机是利用光感应的方式，配合可矩阵式移动且高速旋转的钢针及慢速运转的印章固定台，用钢针将其透光的部分慢慢凿空，留下不透光的部分，达到刻字目的；电脑用的绘画机，利用其X、Y、Z轴中的Z轴上，装上一支可供更换的画笔，借由X、Y两轴的移动而控制画笔所画出所需的轨迹。这两种结构中，前者动作过慢，且因为要利用光感应原理雕刻，须先画出一张具有可透光及不可透光部位的图纸，很不方便；后者只具有画图的功能，而无刻画的功能。
本实用新型的目的是利用电脑矩阵式结构，制成一种既具有雕刻机功能又具有电脑绘图机功能的能点画图形板、刻字、刻图案符号、烫金也能依据所输入的座标值凿出一点一点的孔洞而点画出电脑屏幕上的扫描图形用的电脑矩阵式点画机。
本实用新型的目的是这样实现的本实用新型由点画机构及工作台组成，点画机构的结构为在工作台的前后两边缘各固设一根可嵌合X滑座的X滑轨，在每根X滑轨的两端上缘各固设一固定体，在每两固定体之间分别枢接一根X螺杆，每根X螺杆穿设于有滚珠结构的X滑套体内，两X螺杆的牙距一致，在两X螺杆的同向一端，透过两固定体各固设有一个传动轮，两个传动轮之间跨套一根传动皮带，其中一根X螺杆的一端设置一个X驱动元件，在另一X螺杆的一端装有一个X手动摇体；在两X滑套体之上跨设一纵向的纵梁，在纵梁的上缘及侧缘分别固设两Y滑轨，其内嵌接有具有两个Y滑座的Y滑套体，Y滑套体呈П形，两Y滑座置于Y滑套体的内缘，在Y滑套体的另一侧内缘固设一Y滑套，在Y滑套内穿设有Y螺杆，Y螺杆的两端各固定于两X滑套体上，在Y螺杆的一端亦固设有Y驱动元件，Y螺杆的另一端装有一个Y手动摇体，在Y滑套体的一侧设置一具有驱动轮的驱动元件，在Y滑套体的上侧，设置一个驱动该驱动元件的驱动控制器，在Y滑套体的另一侧固设有一个Z轴伸缩结构体，Z轴伸缩结构体内部具有螺杆及滑套结构，在其上有一个Z驱动元件，其侧边具有Z滑座，Z滑座内嵌合一具有滑轨的固定座，在固定座的侧边固设有一个具有旋转结构的旋转体，旋转体内有旋转机构，并凸出于下缘而固接一个驱动轮，在驱动轮的下缘固设有一具有阳螺纹的嵌座，其嵌入一个钉体后可螺套入一个能固定钉体的内具有阴螺纹的螺合套，旋转体下的驱动轮与Y滑套体侧面设置的驱动轮间套设有一根传动皮带。在工作台的中心固定设置一个夹合工作板的虎钳。
本实用新型的点画机能制作各种精美图案，可供挂饰用，可以烫金或烫其他各种色彩，也可探测浮雕深度，本身也能点画。刻划各种图案、文字既能手动控制、也能普通电控制、更适宜电脑矩阵式控制，用途广泛。
下面根据一个实施例的附图，对本实用新型的结构详述如下
图1为本实用新型实际操作时流程图，其中A利用扫描机或其它绘图软件而取得图形符号；B将所得之图形、符号或文字输入电脑内；C将驱动讯号输入三个驱动元件的驱动机内；D驱动元件驱动X、Y、Z座标矩阵式位移钻孔结构；E对一工作板进行矩阵式凿孔；F完成；图2为本实用新型的一个实施例立体图；图3为本实用新型的Z轴动作侧视图；图4为本实用新型的X、Y轴动作侧视图；图5为本实用新型中电热装置的固定体实施例图；图6为本实用新型中具有小钢珠的钉体实施例图；图7为本实用新型中电子探测器的实施例图；图8为本实用新型中钉体的组合结构图；图9为本实用新型中铺上玻璃纸的熔烧(烫金)实施例图。
本实用新型提供一种电脑矩阵式点画机的结构，主要是先利用扫描机或其它绘图软件而取得图形、符号或文字，并将其输入电脑内，经由电脑的换算处理，而算出各须凿孔点的座标(X、Y、Z)，其中X座标为横向的数值座标，Y座标为纵向的数值座标，而Z座标为高低深浅的数值座标；并将所算出的座标值借由电脑转换成驱动讯号，再将驱动讯号输入分属三个驱动元件的三个驱动机内，以使三个驱动机依据该驱动讯号而驱动有三个驱动元件的三个座标轴，使它们矩阵式位移进行钻孔，能以由上至下，由左至右在每个座标点凿孔，这些点与用扫描机输入电脑并在屏幕上所显示的图形的分布之点完全相同，而达到如电脑绘图机出图方式的功能。有三组驱动元件的三个座标轴为X、Y、Z轴，三组驱动元件各驱动三座标轴的位移量。Z轴的动作结构是具有高速旋转的钉体，使它能在接触工作板之瞬间凿出一孔，其速度能以32位的80486CPU匹配使用，画出的图受电脑控制可大、可小点与点的密度(即解析度)也能控制。图2为一个矩阵式点画机的实施例图，由点画机构及工作台10组成，点画机构的结构为在工作台10的前后两边缘，各固设一根可嵌合X滑座20的X滑轨11，在每根X滑轨11的两端上缘各固设一固定体221，在每两固定体221之间分别枢接一根X螺杆22，每根X螺杆22穿设于有滚珠结构的X滑套体21内，以使该两X螺杆22可借由其X滑套体21内部的滚珠而螺旋转动，并借由该X套体21使X螺杆22固设在滑座20之上，当两栓固的X螺杆22转动时，利用它的阳螺牙带动内有阴螺牙的滑套21而左右移动(顺向旋转则后退，逆向旋转则前进)，此为X轴的动作，固定体221限制了X滑套体21移动的范围；在两X螺杆22的两X滑套体21之上，跨设有一纵向的X螺杆33，此为Y轴的动作结构；两X螺杆22的牙距须一致，方能使套于其中的两X滑套体21，能在两螺杆22等速旋转时，其移动的微距亦能相同，否则会使跨按其上的Y螺杆33无法平行移动。为达到两X螺杆22等速旋转，在两X螺杆22的同向一端，透过两固定体221所固设的两传动轮13上，以一传动皮带14跨套其间即可。两X螺杆22旋转的动力源是利用设置于其中一根X螺杆22一端的X驱动元件12(在此用步进马达)，通过传动皮带14能使两X螺杆22同步旋转，在另一X螺杆22的一端装有一个X手动摇体23，可手动控制X轴动作。在两X滑套体Z 1之上跨设一纵向的纵梁30，在纵梁的上缘及侧缘分别固设Y滑轨301及Y滑轨302，以嵌接具有两个Y滑座311、312的Y滑套体31，Y滑套体31呈Π形，两Y滑座311、312置于Y滑套体31的内缘，Y滑套体31的另一侧的内缘固设一滑套313，Y螺杆33穿设于滑套313内且两端固定于两X滑套体21间，Y螺杆33的一端亦固设有Y驱动元件32(在此用步进马达)，以使Y滑套体31借由Y螺杆33的旋转而利用其嵌于两滑轨301、302上的两滑座311、312而前后移动。Y螺杆33的另一端装有一个Y手动摇体36，可手动控制Y轴动作。Y滑套体31的一侧，设置一具有驱动轮341的驱动元件34，在Y滑套体31的上侧，设置一驱动该驱动元件34的驱动控制器35(具有交流变直流的整流功能)。在Y滑套体31的另一侧固设一个Z轴伸缩结构体40，在其上有一个Z驱动元件43(用步进马达)，其侧边具有Z滑座412，以嵌合一具有滑轨的固定座41，在固定座41的侧边固设有一个具有旋转结构的旋转体44，Z轴伸缩结构体40的内部具有螺杆及滑套结构，其与滑座412相组合，达到利用Z轴驱动元件43，使嵌于其滑座412上的固定座41可上、下伸缩移动。旋转体44的内部设置一可在其内旋转的旋转机构，并凸出于下缘而固接一驱动轮441，在驱动轮441的下缘固设一具有阳螺纹的嵌座442(见图8)，以使其嵌入钉体42之后可螺套入一内具有阴螺纹的螺合套443，而固定钉体4Z于嵌座442内。在驱动轮441与另一驱动轮341之间套上一皮带342，以利用驱动元件34的旋转及借由皮带342的连动而带动两驱动轮341、441旋转，并利用驱动控制器35上的旋钮而控制驱动元件34的旋转速度，亦即控制钉体42的旋转速度。在工作台10的中心，固定一可供夹合欲加工的工作板的虎钳50，工作板可为压克力板、铜板、玻璃或大理石板等。上述的结构，可利用X、Y轴动作结构去控制Z轴动作结构中的钉体42的位置，其也可手动直接操作，只要摇动X手动摇体23及Y手动摇体36即可，也可利用三个按钮开关而分别控制X驱动元件12、Y驱动元件32及Z驱动元件43(图未表示)动作。当所控制的X、Y轴动作结构到达定位时，并可控制Z轴动作结构动作，而使旋转的钉体42下沉一个深度以钻出X、Y轴交叉定位所得位置的孔洞。钉体42可根据所需钻孔的孔洞大小而选择其粗细、大小。如图5所示，旋转体44内的旋转结构可以脱御，御去旋转结构，将一个电热装置444装在旋转体44内，以利用其电热装置444使接于其下缘的钉体42形成烙铁头，能在压克力板上借由X、Y及Z轴的动作而达到熔成一个个孔洞。图6所示的钉体42可以是钉头为针尖的钉状，也可在其下端嵌入一钢珠呈钉头状，这样可熔成较大的孔洞，也可利用拖拉的方式，便具有高热的钢珠滚过一条或一弧成为任意形状的熔化线条。也可用原有普通钉体42，在X、Y轴动作控制下移至一定位置，再控制Z轴下沉并插入工作板的表层内，此时可利用X、Y轴动作所移动的痕迹而刮过一条条的沟槽，而一条条沟槽之间，可利用Z轴动作上移，使它们达到中断的效果。最佳的实施方式为利用电脑控制该钉体42所落下的位置。如前述的利用扫描图案输入到电脑，在电脑屏幕上显示出该图案，再经电脑矩阵换算出该图案各点的X、Y、Z轴座标，并将X、Y、Z轴座标分别输入X驱动元件12，Y驱动元件32及Z驱动元件43，在电脑控制下，这三个驱动元件同时动作，使钉体画出图案如屏幕上显示的完全相同。如图7所示，本实用新型亦可利用其特殊的Z轴快速伸缩功能而应用于浮雕者，在旋转体44内装上具有电子探针头4451的电子探测器445，利用电子探针探测浮雕的深浅度，由于探针是横向移动、为防止它在碰触一高一低时易碰断，因此Z轴用快速伸缩跳动的方式由左至右X轴一路探测过去，每探测完一路X轴，则再往下探测下一路的X轴，防止电子探针4451会碰断的现象。如图9所示，可利用有电热装置444的钉体42，可在压克力板60的表层铺以一层玻璃纸70，而当钉体42熔入压克力板60内时，同时将玻璃纸熔入所形成孔洞之上，达到烫金目的。
权利要求1.一种电脑矩阵式点画机，由点画机构及工作台组成，其特征在于点画机构的结构为在工作台的前后两边缘各固设一根可嵌合X滑座的X滑轨，在每根X滑轨的两端上缘各固设一固定体，在每两固定体之间分别枢接一根X螺杆，每根X螺杆穿设于有滚珠结构的X滑套体内，两X螺杆的牙距一致，在两X螺杆的同向一端，透过两固定体各固设有一个传动轮，两个传动轮之间跨套一根传动皮带，其中一根X螺杆的一端设置一个X驱动元件，在另一X螺杆的一端装有一个X手动摇体；在两X滑套体之上跨设一纵向的纵梁，在纵梁的上缘及侧缘分别固设两Y滑轨，其内嵌接有具有两个Y滑座的Y滑套体，Y滑套体呈Π形，两Y滑座置于滑套体的内缘，在Y滑套体的另一侧内缘固设一Y滑套，在滑套内穿设有Y螺杆，Y螺杆的两端各固定于两X滑套体上，在Y螺杆的一端亦固设有Y驱动元件，Y螺杆的另一端装有一个Y手动摇体，在Y滑套体的一侧设置一具有驱动轮的驱动元件，在Y滑套体的上侧，设置一个驱动该驱动元件的驱动控制器，在Y滑套体的另一侧固设有一个Z轴伸缩结构体，Z轴伸缩结构体内部具有螺杆及滑套结构，在其上有一个Z驱动元件，其侧边具有Z滑座，Z滑座内嵌合一具有滑轨的固定座，在固定座的侧边固设有一个具有旋转结构的旋转体，旋转体内有旋转机构，并凸出于下缘而固接一个驱动轮，1在驱动轮的下缘固设有一具有阳螺纹的嵌座，其嵌入一个钉体后可螺套入一个能固定钉体的内具有阴螺纹的螺合套，旋转体下的驱动轮与Y滑套体侧面设置的驱动轮间套设有一根传动皮带；在工作台的中心固定设置一个夹合工作板的虎钳。
2.根据权利要求1所述的电脑矩阵式点画机，其特征在于旋转体内的旋转结构可以脱卸，换装上a)电热装置；b)带有电子探针头的电子探测器。
3.根据权利要求1所述的电脑矩阵式点画机，其特征在于钉体形状为a)钉头为突针的钉状；b)钉头有小钢珠的钉头状。
专利摘要一种电脑矩阵式点画机，由点画机构及工作台组成，点画机构置于工作台上，有可旋转的X螺杆、Y螺杆以控制X轴及Y轴的位移，Z轴也有螺杆控制，三个轴向位移的驱动元件均由电脑矩阵控制，可画出电脑屏幕上所显示的图案、文字。本点画机既有电脑绘图机的功能，又有雕刻机的功能，也能烫金，用途广泛，使用方便，必要时也可手动及一般电动操作。
文档编号G06F3/13GK2218383SQ9423901
公开日1996年1月24日 申请日期1994年7月8日 优先权日1994年7月8日
发明者郑景锵 申请人:郑景锵