Ирина Эланс

Автор который поможет с любыми образовательными и учебными заданиями

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.

Обычно, принтеры используют для печати текста. Управлять принтерами довольно-таки легко. Для того чтобы напечатать страницу, достаточно лишь задать режим печати текста. А вот с печатью цветовой графики на плоттере дело обстоит гораздо сложнее. Специально для плоттера было создано большое число команд управления, чтобы задавать более детальную информацию, например: «нарисовать линию от этой точки до этой ».

В настоящее время плоттеры в основном применяются для технических рисунков и приложений САПР, где они имеют преимущества при работе с бумагой больших размеров и обеспечивают высокое качество разрешения. Еще одно применение было найдено для плоттеров при замене перьевой ручки лезвием – режущие плоттеры GCC Puma 132 s . В таком качестве плоттеры используют во многих швейных мастерских и мастерских по изготовлению дорожных знаков и указателей.

Скорость работы плоттера зависит от вида пера. Типичное перо для плоттера представляет собой стержень из целлюлозного волокна, который проходит через округлую губку, пропитанную чернилами. Кончик стержня заострен в форме конуса. В то время как перо передвигается по поверхности бумаги, чернила из губки протекают через отверстия вниз по стержню и попадают на бумагу. Когда в губке начинают заканчиваться чернила, их поступление в кончик стержня замедляется, и линии на бумаге становятся тусклыми. Снижение скорости вычерчивания на плоттере позволяет прорисовать линии заканчивающейся ручкой. Изображение все равно продолжит тускнеть до тех пор, пока чернила не закончатся совсем. Использование пера с волоконным кончиком постепенно приводит к тому, что оно изнашивается от постоянного трения о бумагу. Тонкий кончик становится утолщенным и грязным.

Плоттер с шариковым пером имеет возможность перезаправки чернил. В шариковом пере есть специальные пластиковые баллончики с чернилами, в них нет губки. Такие «перья» не изнашиваются, но, обычно, они стоят гораздо дороже и реже используются.

Режущий плоттер используется в сфере профессионального изготовления постеров и афиш, для производства качественных дорожных знаков, устойчивых к плохой погоде. Постеры и афиши изготавливаются с применением однотонной самоклеющейся виниловой пленки со съемной бумажной подложкой. Винил клеится на кузова автомобилей и на окна автомобилей, используется для больших ярких реклам даже на парусных суднах. Схожий прием используется для наклейки затемненного винила в целях тонирования автомобильных стекол.

Перечень доступных цветов обычно ограничивается теми, которые имеются в наборе виниловой пленки. Чтобы материал не помялся, его хранят в рулонах. Типичные размеры виниловых рулонов - 18 и 36 дюймов в высоту.

В основном устройство режущего плоттера схоже с традиционным перьевым плоттером , за исключением того, что чернильная ручка заменена очень острым ножом, который способен вырезать любую форму. Также этот плоттер имеет функцию регулирования, с помощью которой он настраивает силу давления ножа на виниловую пленку. Изменение силы давления ножа необходимо для полного или частичного вырезания шаблонов. Нож для резки винила обычно напоминает по форме перо для плоттера . Он установлен на шарикоподшипниках, так чтобы край ножа мог поворачиваться в нужном направлении во время движения каретки.

3 СТРУЙНЫЕ ПЛОТТЕРЫ (СП, INK-JET PLOTTER).

Струйная технология создания изображения известна с 70-х годов,но истинный ее прорыв на рынке стал возможен только с разработкой фирмой Canon технологии создания реактивного пузырька (Bubblejet) - направленного распыления чернил на бумагу при помощи сотен мельчайших форсунок одноразовой печатающей головки. Каждой форсунке соответствует свой микорскопический нагревательный элемент (терморезистор), который мгновенно (за 7-10 мкс) нагревается под воздействием электрического импульса. Чернила закипают, и пары создают пузырек, который выталкивает из форсунки каплю чернил. Когда импульс кончается, терморезистор столь же быстро остывает, а пузырек исчезает.

Печатающие головки могут быть "цветными" и иметь соответствующее число групп форсунок. Для создания полноценного изображения используется стандартная для полиграфии цветовая схема CMYK, использующая четыре цвета: Cyan - голубой, Magenta - пурпурный, Yellow - желтый и Black - черный. Сложные цвета образуются смешением основных, причем получение оттенков различных цветов достигается путем сгущения или разрежения точек соответствующего цвета в фрагменте изображения (аналогичный способ используется при получении различных оттенков"серого"при выводе монохромных изображений).

Струйная технология имеет ряд достоинств. Сюда можно отнести простоту реализации, высокое разрешение, низкую потребляемую мощность и относительно высокую скорость печати. Приемлемая цена, высокое качество и большие возможности делают СП серьезным конкурентом перьевыхустройств. Спрос на СП со стороны работающих с настольными издательскими системами и пользователей систем автоматизированного проектирования, выпускающих сложные чертежи формата А0, растет, однако невысокая скорость вывода графической информации и выцветание со временем полученного цветного изображения без принятия специальных мер (использования ламинирования или специальной "самоламинирующейся" бумаги) ограничивает их применение.

Струйные плоттеры – это широкоформатные высокоскоростные струйные принтеры, предназначенные для печати строительных, инженерных, технических, архитектурных и рекламных проектов, высокое разрешение, технологичность, качество и скорость печати которых делают это оборудование идеальным инструментом для изготовления больших печатных работ.

Струйные плоттеры отлично подходят для изготовления интерьерной и автомобильной графики, этикетов, наклеек, печати на баннере, холсте и многого другого. К важным достоинствам струйных плоттеров относитчся то, что отпечатанное изображение устойчиво к механическому воздействию, солнечному излучению, воздействию влаги и отлично подходит как для оформления интерьеров, так и для уличного использования.
Производитель:

Плоттеры итальянской компании Algotex на протяжении десятка лет пользуется популярностью у покупателей за свою надежность, легкость управления и неизменное выское качество.
Предлагаемые модели струйных плоттеров:

Algotex Rainbow Jet 325 Top
Algotex уверенно заявляет, что художественная струйная технология Rainbow Jet - это идеальный вариант, сочетающий в себе высокие стандарты качества с выгодной ценой, не требующий как начальных инвестиций, так и длительных вложений.

Производитель:
Компания Roland – мировой лидер в производстве струйных плоттеров, характерными особенностями которых является превосходное качество, высокая производительность и надежность.
Предлагаемые модели струйных плоттеров:

ROLAND SOLJET Pro II SJ-1045IS
ROLAND SOLJET Pro II - сверхширокоформатный струйный плоттер Roland, подходит для производства баннеров, перетяжек, вывесок, плакатов и рекламы на транспорте. Как и другие плоттеры серии, SJ-1045IS печатает графику потрясающего качества непосредственно на материалах без покрытия. Используемые быстросохнущие чернила абсолютно безвредны и позволяют использовать напечатанные на плоттере изображения на улице до трех лет без ламинации.

ROLAND SOLJET PRO III модель XC-540
Новое поколение широкоформатных плоттеров и плоттеров/каттеров серии SOLJET, со скоростью печати выше 40 кв.м./ч, а также новой трехкомпонентной системой нагрева/сушки материала в сочетании с автоматической подмоткой (включенной в стартовую комплектацию).

ROLAND SOLJET PRO III модели XJ-640 и XJ-740
Серия SolJet Pro III XJ отличается особыми характеристиками, позволяющими достичь высокой скорости печати, производить вывод изображения с разрешением до 1440 dpi, осуществлять чистку головок в автоматическом режиме.

ROLAND AdvencedJet AJ-1000
Обладая максимальной скоростью печати до 90 кв.м/ч, и превосходным качеством печати при скорости до 45 кв.м/ч, плоттеры AdvencedJet AJ-1000 отлично подходят для изготовления габаритной и трудоёмкой рекламной графики для уличного использования.

ROLAND VersaArt RS-640/540
Серия VersaArt легка в освоении и эксплуатации. Простота и удобство работы, надежность и функциональность также отличают эту серию.

ROLAND VersaCAMM SP-300V
VersaCAMM SP-300V- совершенный быстродействующий инструмент для создания красочных наклеек, постеров, вывесок, эмблем, графики для транспортных средств и напольной графики, художественного оформления одежды и любой другой области на которую хватит воображения.

Roland VersaCAMM VP-300 и VP-540
Модели VP-300 и VP-540 – это самые современные, быстрые, высокоточные и надежные плоттер/каттеры популярной серии Roland VersaCAMM с множеством аппаратных усовершенствований, которые привели к увеличению скорости печати и улучшению качества печати и резки.

ROLAND VersaUV Lec-300
VersaUV LEC-300, первый в мире струйный УФ-плоттер-каттер, который может воспроизводить объем, отблески и другие эффекты при печати. Данная модель позволяет не только создавать специальные эффекты, но и получать при этом отличный результат.

4 ЭЛЕКТРОСТАТИЧЕСКИЕ ПЛОТТЕРЫ

(ЭП, ELEСTROSTATIC PLOTTER).

Электростатическая технология основывается на создании скрытого электрического изображения (потенциального рельефа) на поверхности носителя - специальной электростатической бумаги, рабочая поверхность которой покрыта тонким слоем диэлектрика, а основа пропитана гидрофильными солями для обеспечения требуемых влажности и электропровоности. Потенциальный рельеф формируется при осаждении на поверхность диэлектрика свободных зарядов, образующихся при возбуждении тончайших электродов записывающей головки высоковольтными импульсами напряжения.

Когда бумага проходит через проявляющий узел с жидким намагниченным тонером, частицы тонера оседают на заряженных участках бумаги. Полная цветовая гамма получается за четыре цикла создания скрытого изображения и прохода носителя через четыре проявляющих узла с соответствующими тонерами.

Электростатические плоттеры можно было бы считать идеальными устройствами, если бы не необходимость поддержания стабильных температуры и влажности в помещении, необходимость тщательного обслуживания и их высокая стоимость, в связи с чем ЭП приобретают пользователи, имеющие оправданно высокие требования к производительности и качеству. Для достижения максимальной эффективности ЭП обычно работают как сетевые устройства, для чего снабжены адаптерами сетевого интерфейса. Немаловажны также высокая устойчивость изображения к воздействию ультрафиолетовых лучей и невысокая (на уровне стоимости высококачественной типографской) стоимость электростатической бумаги. ЭП применяют при высокой степени автоматизации проектных работ в солидных организациях и в геоинформационных системах (ГИС).

Электростатические плоттеры работают на безударном электрографическом растровом принципе. Специальная диэлектрическая бумага перемещается под электростатической головкой, содержащей иголки с плотностью 40-100 на 1 см.

Электростатические плоттеры быстрее перьевых плоттеров, но медленнее лазерных печатающих устройств. Их скорость составляет от 500 до 1000 линий, наносимых на бумагу в 1 мин. Они работают с разрешением 200—400 точек на дюйм. Электростатические плоттеры необходимы, если требуется высококачественный цветной вывод для CAD-системы. Такой плоттер в 10-20 раз быстрее перьевого. Эти плоттеры весьма дорогие, их цена 30-150 тысяч долларов

Электростатические плоттеры, как и струйные плоттеры, используют жидкие красители. Электростатическая технология основывается на создании скрытого электрического изображения (потенциального рельефа ) на поверхности носителя. При этом в качестве носителя используется специальная электростатическая бумага, рабочая поверхность которой покрыта тонким слоем диэлектрика, а основа пропитана гидрофильными солями, позволяющими получить требуемую для нее влажность и электропроводность. Для записи информации используют записывающие головки, представляющие собой блоки тончайших электродов. Потенциальный рельеф образуется при осаждении на поверхности диэлектрика свободных зарядов, образующихся при возбуждении электродов высоковольтными импульсами напряжения. Когда бумага проходит через проявляющий узел с жидким намагниченным тонером, его частички остаются на заряженных участках бумаги. Полная цветовая гамма получается за четыре цикла создания скрытого изображения и прохода носителя через четыре проявляющих узла с соответствующими тонерами.