Pantografi
DraftingEdit
Pantografin alkuperäinen käyttötarkoitus oli viivapiirrosten kopiointi ja skaalaus. Nykyaikaisia versioita myydään leluina.
Kuvanveisto ja rahanlyöntiMuokkaa
Kuvanveistäjät käyttävät kolmiulotteista versiota pantografista, tavallisesti suurta puomia, jonka toiseen päähän on kiinnitetty kiinteä piste, ja jossa on kaksi pyörivää osoittavaa neulaa mielivaltaisissa kohdissa tätä puomia pitkin. Neuloja säätämällä voidaan saavuttaa erilaisia suurennus- tai pienennyssuhteita. Tämän laitteen keksi keksijä ja höyryn uranuurtaja James Watt (1736-1819), ja Benjamin Cheverton (1796-1876) viimeisteli sen vuonna 1836. Nykyään tietokoneohjatut jyrsinjärjestelmät, jotka skannaavat mallin ja pystyvät valmistamaan sen eri materiaaleista ja halutun kokoisena, ovat jo suurelta osin ohittaneet tämän laitteen. Chevertonin koneessa oli pyörivä leikkuuterä, jolla voitiin veistää pienennettyjä versioita tunnetuista veistoksista. Kolmiulotteisella pantografilla voidaan myös suurentaa veistoksia vaihtamalla mallin ja kopion asentoa keskenään.
Toisella versiolla pienennetään edelleen paljon kolikoiden suurten kohokuvioiden kokoa kolikon vaatimaan kokoon.
Akustinen sylinterin monistaminenMuutos
Yksi fonografi- ja gramofonilevyjen eduista sylintereihin nähden 1890-luvulla – ennen kuin sähköistä vahvistusta oli saatavilla – oli se, että suuria määriä levyjä voitiin leimata nopeasti ja edullisesti. Vuonna 1890 ainoat tavat valmistaa kopioita pääsylinteristä olivat sylinterien valaminen (mikä oli hidasta ja tuotti alkuvaiheessa hyvin huonoja kopioita), sylinterien tallentaminen ”kierroksittain”, yhä uudelleen ja uudelleen, tai äänen akustinen kopiointi asettamalla kahden fonografin torvet yhteen tai kytkemällä ne yhteen kumiletkulla (toinen fonografi nauhoitti ja toinen toisti sylinterin). Edison, Bettini, Leon Douglass ja muut ratkaisivat tämän ongelman (osittain) yhdistämällä mekaanisesti leikkaavan ja toistavan kynän toisiinsa ja kopioimalla sylinterin urat mekaanisesti. Kun valaminen parani jonkin verran, muotoon valettuja sylintereitä käytettiin virroittimien masterina. Edison ja Columbia ottivat tämän käyttöön vuonna 1898, ja sitä käytettiin noin tammikuuhun 1902 asti (Columbian ruskeat vahat olivat tämän jälkeen valettuja). Jotkin yritykset, kuten Newarkissa, New Jerseyssä sijaitseva United States Phonograph Co. toimitti sylinterimastereita pienemmille yrityksille, jotta nämä voisivat kopioida niitä, joskus pantografisesti. Pantografit pystyivät valmistamaan noin 30 levyä päivässä ja tuottamaan jopa noin 150 levyä masteria kohti. Teoriassa pantografimastereita voitaisiin käyttää 200 tai 300 duplikaattiin, jos master ja duplikaatti kulkisivat takaperin ja levy kopioitaisiin takaperin. Näin voitaisiin teoriassa pidentää pantografimasterin käyttökelpoisuutta käyttämällä kopiointiin tallenteen kulumatonta tai vähemmän kulunutta osaa. Pathé käytti tätä järjestelmää pystysuoraan leikattujen äänilevyjensä masteroinnissa vuoteen 1923 asti; halkaisijaltaan 130 mm:n (5 tuuman) ja pituudeltaan 100 tai 150 mm:n (4 tai 6 tuuman) master-sylinterille, joka pyöri suurella nopeudella, tallennettiin. Näin tehtiin, koska tuloksena saatava sylinteri oli huomattavan äänekäs ja erittäin hyvälaatuinen. Tämän jälkeen sylinteri asetettiin monistuspantografin akselille, jota soitettiin vivun päässä olevalla kynällä, joka siirsi äänen vahalevymasterille, joka galvanoitiin ja jota käytettiin kopioiden leimaamiseen. Tämä järjestelmä vähensi jonkin verran uskollisuutta ja aiheutti kolinaa, mutta ääni oli kuitenkin suhteellisen laadukasta. Edisonin timanttilevy-levyt valmistettiin tallentamalla suoraan vahamasterilevylle.
JyrsinkoneetMuutos
Pieni pantografijyrsin.
Detalji isomman pantografijyrsimen pöydästä.
Ennen numeerisen ohjauksen (NC ja CNC) ja ohjelmoitavan logiikan ohjauksen (PLC) kaltaisten ohjaustekniikoiden tuloa jyrsinkoneella jyrsittävien kappaleiden kaksoiskappaleiden ääriviivoja ei voitu kartoittaa liikuttamalla jyrsintä ”yhdistä pisteet” (”numeroiden mukaan”) -periaatteella. Ainoa tapa ohjata jyrsintätyökalun liikettä oli valita paikat käsin käyttäen näppärää taitoa (ihmisen tarkkuudelle ja täsmällisyydelle on luonnolliset rajat) tai jäljittää nokka, malli tai malli jollakin tavalla ja antaa jyrsimen jäljitellä jäljityskynän liikettä. Jos jyrsinpää oli asennettu virroittimeen, kappaleen kaksoiskappale voitiin leikata (ja eri suuruusluokissa kuin 1:1) yksinkertaisesti jäljittämällä mallia. (Itse mallin teki yleensä työkaluvalmistaja, joka käytti työkaluhuoneen menetelmiä, kuten jyrsintää valitsemalla ja sen jälkeen käsin veistämistä viiloilla ja/tai hiomalaikan kärjillä). Tämä oli periaatteessa sama konsepti kuin asiakirjojen jäljentäminen kynällä varustetulla pantografilla, mutta sitä sovellettiin kovien materiaalien, kuten metallin, puun tai muovin, työstöön. Pantografijyrsintä, joka on käsitteellisesti identtinen pantografijyrsinnän kanssa, on myös olemassa (samoin kuin CNC-jyrsintä). Thomas Blanchardin kehittämä kopiointisorvi, Blanchardin sorvi, käytti samaa keskeistä konseptia.
NC-, CNC-, PLC- ja muiden ohjaustekniikoiden kehittyminen ja leviäminen teollisuudessa tarjosi uuden tavan ohjata jyrsimen liikettä: syöttämällä ohjelmasta tulevaa informaatiota toimilaitteille (servot, selsynit, johtoruuvit, työstökoneiden liukukiskot, karat jne.), jotka liikuttelivat jyrsintä informaation ohjeiden mukaisesti. Nykyään suurin osa kaupallisesta koneistuksesta tapahtuu tällaisilla ohjelmoitavilla, tietokoneistetuilla menetelmillä. Kotikoneistajat työskentelevät todennäköisesti manuaalisella ohjauksella, mutta tietokoneavusteinen ohjaus on saavuttanut myös kotipajojen tason (se ei vain ole vielä yhtä yleistä kuin kaupalliset menetelmät). Näin ollen pantografijyrsimet ovat suurelta osin menneisyyttä. Niitä on edelleen kaupallisessa käytössä, mutta huomattavasti vähäisemmässä ja jatkuvasti vähenevässä määrin. Työstökonevalmistajat eivät enää rakenna niitä uutena, mutta käytetyille koneille on edelleen pienet markkinat. Mitä tulee virroittimen suurennus- ja pienennysominaisuuteen (asteikko määräytyy säädettävän varren pituuden mukaan), se saavutetaan CNC:ssä matemaattisilla laskutoimituksilla, joita tietokone soveltaa ohjelmatietoihin käytännöllisesti katsoen välittömästi. Skaalausfunktiot (samoin kuin peilausfunktiot) on sisäänrakennettu kieliin, kuten G-koodiin.
Muut käyttötarkoituksetEdit
Pantografipeili
Vähemmänkin suurelle yleisölle ehkä tuttu pantografi on säädettävän seinäpeilin jatkovarsi.
Toisessa piirustusta muistuttavassa sovelluksessa pantografi on sisällytetty pantografikaiverruskoneeseen, jossa on kynän sijasta pyörivä leikkuri ja osoittimen päässä lokero, johon kiinnitetään valmiiksi leikattuja kirjainlevyjä (joita kutsutaan ”kopioksi”), joita osoitin seuraa, ja näin leikkuri toistaa pantografin välityksellä ”kopion” suhteessa, johon pantografin varret on asetettu. Tyypillinen suhdeluku on enintään 1:1 vähintään 50:1 (pienennys). Tällä tavoin koneistajat voivat kaivertaa numerot ja kirjaimet kappaleeseen siististi ja tarkasti. Pantografeja ei enää yleisesti käytetä nykyaikaisessa kaiverruksessa, kun tietokoneistettu laser- ja rotaatiokaiverrus ovat vallanneet suosionsa.
Sähkövetureissa ja raitiovaunuissa käytettävää laitetta, joka pitää sähköisen kosketuksen ajolangan kanssa ja siirtää virran ajolangasta vetoyksikköön, sanotaan myös ”pantografiksi”.
Tietyissä New Yorkin metron junatyypeissä käytetään päätepantografin portteja (jotka häiriöiden välttämiseksi puristuvat jousen paineen vaikutuksesta mutkissa junan ollessa matkalla) estämään asemalaitureilla olevia matkustajia putoamasta vaunujen väliin jääviin aukkoihin tai ajamasta niissä.
Joidenkin hyötyajoneuvojen tuulilasinpyyhkimet ovat virroittimilla, jotta tuulilasinpyyhkimen terä voi peittää suuremman osan tuulilasista jokaisella pyyhkäisyllä.
Vanhan ajan ”vauvaportit” käyttivät kaksiulotteista virroittimen mekanismia (samantyylisiä kuin metrovaunujen virroittimet) keinona pitää pikkulapset poissa portaista. Näiden porttien aukot ovat liian suuria täyttääkseen nykyaikaiset vauvaporttien turvallisuusstandardit.
Herman Hollerithin ”Keyboard punch”, jota käytettiin vuoden 1890 U.S. Census -laskennassa, oli pantografimalli, ja siihen viitataan joskus nimellä ”The Pantograph Punch”.
Tätä mekanismia käyttävä 1800-luvun alun laite on polygrafi, joka tuottaa kopion kirjeestä samalla, kun alkuperäistä kirjoitetaan.
Monien maiden kirkoissa (yleensä ennen nykyaikaista eläinsuojelua) koiravaljakot käyttivät pantografimekanismilla varustettuja ”koirapihdejä” koirien hallitsemiseksi etäältä.
Wikimedia Commonsissa on mediaa, joka liittyy aiheeseen pantografi (instrumentti).
Saksalaisissa karnevaaleissa hölmöläiset käyttävät venytyssaksia (”Streckschere”), ns. Nürnberger sakset (de:Nürnberger Schere) hattujen sieppaajina viihdyttääkseen väkijoukkoja.
Miekkailun ja miekkailun käsikirja neiti Thott.290.2º, jonka Hans Talhoffer kirjoitti vuonna 1459, sisältää ilmeisesti samalla periaatteella toimivan pidentyvän terän.
Eduard Selling patentoi vuonna 1886 pantografiin perustuvan, palkinnon voittaneen laskukoneen, joka ei kuitenkaan menestynyt kaupallisesti.
Monissa pilapiirroksissa käkikellon lintu kuvataan pantografimekanismilla ulosvedettäväksi, vaikka näin on harvoin todellisissa kelloissa.
Lisääntyvissä aidoissa tai säleiköissä käytetään kokoontaitettavia pantografimekanismeja kuljetuksen ja varastoinnin helpottamiseksi.
Pitkän käsivarren tilkkutäkkikoneiden kuljettajat voivat piirtää pantografin, eli paperisen kuvion, jäljille lasermittarilla ommellakseen tilatun kuvion tikkaukseen. Digitalisoituja pantografeja seuraavat tietokoneistetut koneet.
Linn Boyd Benton keksi kirjasinsuunnittelua varten pantografisen kaiverruskoneen, joka pystyi paitsi skaalaamaan yhden kirjasimen suunnittelukuvion eri kokoiseksi myös tiivistämään, laajentamaan ja vinoamaan kuviota (matemaattisesti katsottuna nämä ovat tapauksia affiinisesta transformaatiosta (affine transformation), joka on nykyään useimpien digitaalisen kirjasintyypityksen järjestelmien, mukaan lukien PostScript-järjestelmän, perustavanlaatuinen geometrinen toiminto).
Pantografeja käytetään myös ohjauskehyksinä raskaissa sovelluksissa, kuten saksinostimissa, materiaalinkäsittelylaitteissa, lavanostimissa ja erikoissaranoissa (kuten veneiden ja lentokoneiden paneeliovissa).
Richard Feynman käytti virroittimen analogiaa keinona skaalata työkaluja nanometrin mittakaavaan puheessaan There’s Plenty of Room at the Bottom.
Lukuiset messuosastot käyttävät kolmiulotteisia virroittimen mekanismeja tukemaan näyttelyosastojen taustoja. Puitteet laajenevat kahteen suuntaan (pysty- ja vaakasuunnassa) yhdistettyjen sauvojen nipusta itsekantavaksi rakenteeksi, johon kankainen tausta ripustetaan.