DMP-56绘图仪简介与故障实例 黄正佳 1996-06-28 美国HOUSTON公司的DMP-56绘图仪在我国的工业和建设设计部门应用较为广泛，下面就常见的小问题检修实例编辑如下，供用户参考。 一、绘图仪结构简介 1.仪器外部结构 (1)仪器后端部件 仪器后端有电源开关和RS-232串口。其作为用： ①电源开关：控制电源的通和断。 ②RS-232-C插孔：由DB-25P连接到计算机。 串行接口RS-232-C使绘图仪能够与一个具有RS-232-C的个人计算机连接，并受其控制。它的电路由DTE数据传输型器件组成，绘图仪总是用2号引脚发送数据，3号引脚接收数据。即： 脚1__机器地 公用 脚2__发送数据(TD) 绘图仪发出 脚3__接收数据(RD) 到绘图仪去 脚4__发送请求(RTS) 由绘图仪发出 脚D__信号地 公用 脚20__数据终端齐备 由绘图仪发出 下图是RS-232-C基本连接方法，在大多数计算机的接口专用指令的接口说明附件中列出，这些指令支持绘图仪。 注意： a.本图仅给出最通用连接方法，您所用计算机可能与此不同，要查阅手册。 b.绘图仪的脚4和脚20是跨接，并能从绘图仪菜单上指定两脚都为高电平信号。 c.绘图仪始终是数据传输(DTE)器件。 d.可采用绘图仪的菜单方式来确定工作的传输波特率和奇偶校验方式。 e.安装电缆一定要注意关闭绘图仪和计算机的电源后进行。 (2)仪器的前面部件 ①压轮把手：两个压轮把手用于放松装卸图纸，压紧图纸进入绘图状态。 ②纸驱动轴：绘图仪使用大号图纸时，它沿X方向驱动图纸；使用小号图纸时，它沿Y方向驱动图纸(图纸的安装使用请阅读“使用手册”中的有关介绍)。 ③笔架：用于固定绘图笔。笔架可抓住笔杆，在绘图中移动。当绘图仪工作于大号图纸时，使笔沿Y轴方向移动；工作于小号图纸时，使笔沿X轴方向移动。 ④控制面制：绘图仪控制面板由12个触摸开关和四个通/断指示灯组成，整个绘图仪的作用都由控制面板操作。包括计算机控制的连机方式；手动操作的脱机方式；菜单预置参数方式和选择窗口及比例大小的坐标极限工作方式。 ⑤固定螺钉：固定螺钉放松之后，左压轮就移动到不同的规格图纸位置上。固定螺钉上紧时，左压轮就固定在台板上，也就确定了绘图纸的大小。 2.仪器内部结构 绘图仪内部由左右两端机械传动机构和电控系统构成。 (1)机械传动控制部分 从绘图仪的上面看，可看到以下部件： A.左边控制部件，B.左边盖盒，C.左边传动部件，D.右边控制部件，E.右边盖盒，F.触摸开关，G.绘图状态指示灯，H.笔架，I.装笔组件，J.笔孔，K.内阅控制板，L.前面纸型控制板，M.台板配电板，N.台板内部配电板(压敏开关)，O.前面台板配电板，P.左压轮组件，Q.压敏监测螺钉，R.压纸轮把手，S.右边压纸轮组件，T.抛砂驱动滚轴。 从绘图仪的底部看，有以下部件： ①底盖组件，②底盖，③变压器组件，④风扇组件，⑤风扇防护罩，⑥电源开关。 仪器的右边组件主要是驱动抛砂滚轴，让绘图仪在Y轴方向作图。 右边组件主要由以下部分组成： ①右边控制组件，②Y轴电机/编码部件，③Y轴皮带轮部件，④Y轴脉冲发生器，⑤电缆接口座。 仪器的左边组件主要是驱动笔架。该笔架在绘图仪上对X轴方向作图。 左边组件主要由以下部分组成： A.左边控制部件，B.X轴电机/编码部件，C.产生X轴脉冲皮带轮，D.X轴脉冲发生器，E.笔驱动皮带，F.传感器部件，G.螺旋电磁铁部件，H.笔左边螺旋器组件，I.笔左边拉绳组件，J.空气阻尼调节组件，K.阻尼调节器，L.笔左边传动装置，M.笔左边弹簧。 (2)电控部分结构 电控部分主要完成整个绘图仪的各项机械及自动控制，它的核心部件是由主控电路Z80A单板机控制整机运行和信息及数据处理；Z8OA单片机完成Y轴、X轴的伺服传动控制。 二、电控原理简介 绘图仪电控系统主要由主处理及存储器系统；电源和速度反馈电路；伺服控制系统以及串并I/O接口和笔架换笔控制等组成。绘图仪加电后，风扇转动，控制箱与前台板形成一定的真空，使绘图纸很好的吸附在绘图台板上。这里的仪器风扇一是起抽真空的作用，二是对控制线路器件起降温作用。 1.主处理及存储器系统 该系统是绘图仪的精髓，主要由Z80CPU、Z80CTC、ROM27256、RAM216、及可编程8255接口和触发器、译码器等组成。 Z80CPU和Z80CTC加上存储器是典型的单板机系统。绘图仪加电复位后，由监控程序自动发出伺服复位信号，让笔架及滚动轴作X方向和Y方向同步往返一周复位，有键输入，绘图仪就进入相应的处理程序。具体单板机系统工作原理，篇幅有限就不详细介绍。 2.电源及速度反馈 该部分为绘图仪提供能源及系统精确控制的取样反馈信号。该线路会使仪器停止工作和影响精度。电源是普通的变压器线性电源，初级接开关到市电；次级有两组双抽头电源输出；一组是供控制系统；另一组是供电机。在控制绕组电源中又分成三路直流电源；+5V，5V和15V。都是用三端稳压集成块完成稳压输出。电机电源和模拟信号是共地的，控制系统+5V电源是独立系统，它的信号传输采用了光电耦合器，所以在抗干扰方面是有其独特的手段，这样保证了绘图仪的可靠性和精度。 速度反馈电路主要由二片精密的电压转换器L290构成。L290F/V转换器类似于LM331，只要输入一定的频率脉冲信号，输出就有相对应的电压。在这里两片电路各自对应X轴和Y轴的电机速度，得出一定关系的电压信号反馈到伺服控制线路中去，控制电机的恒定转动。如果该部分出故障，影响绘图精度。 3.伺服系统 伺服系统的作用主要是处理单板机送来的数据。经D/A转换，激励X轴电机和Y轴电机的转动。 该部分由分Z80单片控制二片DAC08数模(8位)转换器，把主线路单板机Z80送来的数据转换成模拟信号，交单运放LM358放大激励推挽开关管工作，使X轴和Y轴电机正转或反转，也就是使笔架和纸在X方向和Y方向作图。它们准确和同步受电机速度的反馈信号制约，X轴和Y轴的反馈信号分别加在LM358模拟信号放大反相输入端，保证绘图仪的精确绘图。 4.串并I/O接口 绘图仪的串行接口主要由8251A可编程通信接口和逻辑电路组成。由RS-232-C连接到计算机的数据输出口，即为绘图仪与计算机通讯接口作用。该部分故障，绘图仪就不能连机绘图。 5.换笔器 该换笔器又叫多笔架，属绘图仪的配件，主要用于较为复杂的图需用不同的笔进行多线径绘制。一般可同时安装不同线径的六种笔，受绘图程序控制，自动进行换笔。 换笔电路是绘图仪的单独一体的配件，装在绘图仪右边的顶板上，通过控制电机正转和反转来达到取笔和放笔动作，开环控制，换笔器的笔座不变。单板机控制笔架运行到位后，换笔器作正向或者反向即前和反的运动，使笔装入和卸下。 三、绘图仪的保养及常见故障实例 1.绘图仪的保养 高档的仪器在使用中应经常注意保养，不但可以使其延长使用寿命，而且还可以保证它的绘图精度。 绘图仪有很多滑动面，这些面是光滑的材料和塑料做成的。因此，它的本质是光滑的，不需要加润滑剂。可是，它们的外表可能会积累灰尘和纸屑，这就要影响绘图仪的性能。所以，要给绘图仪加防尘罩，尽可能保持它的清楚。有必要时，可以用软布沾上酒精或者淡淡的清洁剂，清理绘图仪(但不能用带腐蚀性的溶剂)。 如果绘图仪上弄上墨水，用软布沾上没有腐蚀作用的肥皂水清理。但不要让溶液进入绘图仪里，不能使用任何有浮质的清洁剂拭擦绘图仪。 笔用完之后，应从绘图仪上取出，不用的笔必须放在笔盒中，不能让不用的笔长期暴露在外。 粗砂滚轴上可能会粘上绘图材料的碎悄屑，这就有可能影起绘图仪在砂轴和压轮之间打滑，使绘图精度降低。 砂轴具体清洗是购买专门的清洗带，按以下方法进行： ①从绘图仪上取出绘图材料； ②将绘图仪设置到1工作状态(本机状态)； ③解开清洗带的包装线； ④抬起右边压轮； ⑤将清洗带放在压轮与砂轴之间，注意粘要向下； ⑥利用↑和↓键，来回多次转动，直到粗砂滚轴上所有碎屑全部粘净为止； ⑦抬起右压轮，取出清洗带； ⑧对左压轮的清洗，重复④__⑦步骤； ⑨将清洗带放在冷水中洗去碎屑，干透，重新包装好，以备后用。 2.常见故障实例 绘图仪是精密的仪器，拆装一定要细心，并应放在平整的桌面上，对故障做到有的放矢。如是机械转动问题，就在左右控制盒找原因；如是逻辑电控毛病，就在底箱内电路板上找故障。不能一有问题就折卸八块。该仪器利用底板与上台前板的密封关系，使粗砂滚轴下的间隙，形成一定的压力的真空，使纸平整的吸附在上边，保证了整个绘图的精度和平稳。如果折装时有所损坏，就将影响它的真空度，不能很好的吸附住图纸，必将降低绘图精度。 左右控制盒的拆卸，取下三只固定螺钉，盒盖即可向外拨掉。 如果要检查逻辑电路，把绘图仪底朝上，平整放在垫有抗震的泡沫上。取出底部的固定螺钉，即可把电控板露出来，很方便的进行检查。 根据多年使用绘图仪的经验看，故障率很低。如果正确操作和维护，一般很少出问题，常见的有以下几例，仅供参考。 例一、故障现象：绘图笔在绘图中有轻微的抖动。 故障分析与排除：出现该问题，一般来说是纸、笔和传动问题与电控部分没关系。如果纸、笔替换之后，故障仍然存在，说明问题出在传动部分。传动与笔的运动和下笔速度有关，再用临时调整速度的方法，改变落笔速度和抬笔速度，如果故障还是存在，就得折开左控制盒，对空气阻尼器进行调节。 绘图仪用一个空气阻尼器来消除高速工作时绘图笔的抖动，一般来说空气阻尼器不能任意调节，出于不得已才进行调整。 阻尼器作用是改变笔动的力度。如果阻尼作用太小，在纸面上画一条纸时，笔就要抖动，并有跳笔现象，画出的一条实线，前端就会出现轻的点画线。如果阻尼作用太大，也会在下笔时出现较重的点画线。只有调得合适，才不会出现笔抖现象。 空气阻尼器调节螺钉位置于左边控制盒内。调节方法，按绘图仪菜单落笔延时 60ms，抬笔40ms进行，具体步骤是： ①断掉电源； ②卸下左边控制盒的三颗固定螺钉，拨出左机盒罩； ③阻尼器调节螺钉装在气缸的顶部，给绘图仪加电，并执行自检程序，要增加阻尼，就需要逆时针方向调节螺钉。 ④反复调节作囤，直到笔没有任何抖动和跳笔现象为止。 ⑤调好之后，断掉电源，重新装上左端盒盖，上紧螺钉。 例二、故障现象：绘图仪自动复位和手动复位中，有时笔架走到右边尽头时，笔架突然向上跳动一下后，指示灯全亮，卡死，控制键盘失效。 故障分析与排除：绘图仪正常复位中，先是笔架在标定的图幅范围内，从左向右运动一周，粗砂滚轴接着前转后转，目的是给单板机输入X轴Y轴的图纸坐标尺寸，再就是清内存。 从这一现象来看，笔架和粗砂滚轴传动是正常的，好象是笔架电机走到了尽头，还在转动而没换向所引起的故障。可能是传感器失灵，到头了没给出信号；或者是笔架传动皮带拉长了，运动过头；再就是可能主控逻辑线路出问题。拆卸底板，观察皮带为同步皮带，皮带变化不影响绘图仪的复位。故障属时有时无，不象主线路出问题；先检查传感器。传感器安装在左控制盒的机架上，位于笔架电机传动皮带的上方，传感器的工作原理是一只发光二极管作为信号源，另一只光敏三极管为探头，都向着皮带，只有运动一周后皮带上的金属纸才在探头下方，反射的光信号经光敏管转换成电信号输给单板机，单板机就控制电机反转。故障很明显，不是传感器问题就是反光金属纸被污染。用酒精把反光金属纸拭干净，再把传感器调 整近皮带一点。加电试机，绘图仪恢复正常。 例三、故障现象：绘图仪长时间(已绘图六小时)绘图过程中突然粗砂滚轴一个方向快速转动，把绘图纸甩出绘图仪，再关机复位起动，笔架、滚轴都不动，控制键盘失效。 故障分析与排除：电机失控，再加上电复位不成功，故障可能出在主控制和伺服电路及机械传动里。拆卸左右控制盒，先分别给笔架电机和滚轴电机加电，电机和传动都正常，那么机械传动是正常的。故障在电路中，仔细检查发现P5器件已爆裂。P1～P6装在同一散热片上，并由插件连接，插装在主线路板上。拨出P1～P6，用万用表检测这六只元件，P5和P1已坏。P1是三端稳压器，为整个系统提供+5V电源。P5是Y轴(即滚动轴)驱动NPN三极管，型号为TIP122。P5和P6是配对三极管，参数要基本一致才能可靠工作。所以，将P5，P6换为一对型号参数一致的，再换上三端稳压器P1(LM7805)。通电试机，绘图仪恢复正常。 这例故障，引起稳压集成块和电机驱动管损坏，原因可能是开机时间太长，询问用户，当时绘图仪反复绘制板图时间已超过6小时。加上环境气候是在夏天，室内又无空调，室温过高，加速了器件失效。所以，绘图仪在环境恶劣的情况下，应控制一定的开机时间。 例四、故障现象：绘图仪与计算机连机绘图，在AUTOCAD状态下作图正常，而在TANGO软件下，绘图仪不作图。 故障分析与排除：既然在AUTOCAD状态下作图正常，说明绘图仪的硬件是正常的，可能原因有两个：一是TANGO的PLOT使用有误；二是绘图仪的菜单参数设置不对。检查TANGO的PLOT操作菜单，操作是正常的，没有错误。那么就检查绘图仪，采用自检的方法，绘出自检图形，详细分析，从参数来看就只有数据传输率与计算机有关，把原来的波特率9600，改成与TANGODE的PLOT传输率相同，即都设置成2400。试机，绘图仪就可以作图了。 从这例不是故障的故障来看，对一些绘图软件，跟传输速率有关时，应特别注意绘图仪的自检参数设置情况，要做到不同的参数适应不同的软件。 例五、故障现象：绘图仪在绘图过程中，右边的边沿上笔触不到纸，作不上图，即右边部分作不上图。 故障分析与排除：绘图仪在绘图过程中，笔的下笔和抬笔尺寸是不变的。如果某部分没有绘出，一是纸不平；二是前台板变形下凹。判断这两个问题，用最平整的铜板纸试绘，结果还是右边的边沿绘不上。这就说明是绘图仪前台板的右角上平。估计是前台被重物压迫所致。询问用户，该机是经过没有包装长途运输搬家后出现的。 要校正前台板是不容易的，只是想办法在前台板上垫纸，反复试机，每次用一张60克的白纸贴上低凹处，不要太宽太长，则好保证在笔触不到的那些范围内垫。垫高了就会引起拖笔，所以要恰到好处。经过这样处理，基本解决了右边绘不上的现象。 该故障也可以在绘图时，采用躲开绘制的方法，即把图人为的靠近左边，右边绘不上的地方不设计图，就可克服部分绘不上的问题。