Pantograf
DraftingEdit
Pierwotnym zastosowaniem pantografu było kopiowanie i skalowanie rysunków kreskowych. Współczesne wersje są sprzedawane jako zabawki.
Rzeźba i mennictwoEdit
Rzeźbiarze używają trójwymiarowej wersji pantografu, zazwyczaj jest to duży wysięgnik połączony z nieruchomym punktem na jednym końcu, posiadający dwie obracające się igły wskazujące w dowolnych punktach wzdłuż tego wysięgnika. Poprzez regulację igieł można uzyskać różne współczynniki powiększenia lub pomniejszenia. Urządzenie to, obecnie w dużej mierze zastąpione przez sterowane komputerowo systemy ploterów, które skanują model i mogą go wyprodukować z różnych materiałów i w dowolnym rozmiarze, zostało wynalezione przez wynalazcę i pioniera pary Jamesa Watta (1736-1819) i udoskonalone przez Benjamina Chevertona (1796-1876) w 1836 roku. Maszyna Chevertona była wyposażona w obracające się wiertło do rzeźbienia pomniejszonych wersji znanych rzeźb. Trójwymiarowy pantograf może być również używany do powiększania rzeźb poprzez zmianę pozycji modelu i kopii.
Inna wersja jest nadal bardzo często używana do zmniejszania rozmiarów dużych projektów reliefów dla monet do wymaganego rozmiaru monety.
Powielanie cylindra akustycznegoEdit
Jedną z zalet płyt gramofonowych i gramofonowych w stosunku do cylindrów w latach 90. XIX wieku – zanim elektroniczne wzmocnienie było dostępne – było to, że duże liczby płyt mogły być tłoczone szybko i tanio. W 1890 roku jedynymi sposobami wytwarzania kopii głównego cylindra było formowanie cylindrów (co było powolne i na początku dawało bardzo słabe kopie), nagrywanie cylindrów „na okrągło”, w kółko, lub akustyczne kopiowanie dźwięku poprzez umieszczenie rogów dwóch fonografów razem lub połączenie ich gumową rurką (jeden fonograf nagrywał, a drugi odtwarzał cylinder). Edison, Bettini, Leon Douglass i inni rozwiązali ten problem (częściowo) łącząc mechanicznie trzpień tnący z trzpieniem odtwarzającym i kopiując mechanicznie rowki „hill-and-dale” cylindra. Po pewnym udoskonaleniu formowania, uformowane cylindry zaczęto wykorzystywać jako matryce pantografów. Takie rozwiązanie zostało zastosowane przez firmy Edison i Columbia w 1898 roku i było używane do około stycznia 1902 roku (po tym okresie brązowe woski firmy Columbia były formowane). Niektóre firmy, jak United States Phonograph Co. z Newark, New Jersey, dostarczały matryce cylindrów mniejszym firmom, aby te mogły je powielać, czasem pantograficznie. Pantografy były w stanie wyprodukować około 30 płyt dziennie i do 150 płyt na matrycę. Teoretycznie, matryce pantografowe mogły być używane do 200 lub 300 duplikatów, jeśli matryca i duplikat pracowałyby w odwrotnym kierunku, a płyta byłaby duplikowana w odwrotnym kierunku. Teoretycznie, mogłoby to rozszerzyć użyteczność matrycy pantografowej poprzez wykorzystanie nie zużytej/mniej zużytej części nagrania do powielania. Pathé stosowało ten system do masteringu swoich pionowo ciętych płyt do 1923 roku; nagrywano na walcu wzorcowym o średnicy 5 cali (130 mm) i długości 4 lub 6 cali (100 lub 150 mm), obracającym się z dużą prędkością. W ten sposób uzyskiwano głośny i bardzo wierny dźwięk. Następnie cylinder był umieszczany na trzpieniu pantografu powielającego, który był odtwarzany za pomocą trzpienia na końcu dźwigni, która przenosiła dźwięk na woskową matrycę dysku, która była galwanizowana i używana do wytłaczania kopii. System ten powodował pewne zmniejszenie wierności i dudnienie, ale stosunkowo wysoką jakość dźwięku. Edison Diamond Disc Records zostały wykonane przez nagrywanie bezpośrednio na woskową płytę wzorcową.
FrezarkiEdit
Mała frezarka pantografowa.
Szczegóły stołu większej frezarki pantografowej.
Przed pojawieniem się technologii sterowania, takich jak sterowanie numeryczne (NC i CNC) oraz programowalne sterowanie logiczne (PLC), duplikaty części frezowanych na frezarce nie mogły mieć odwzorowanych konturów poprzez przesuwanie frezu w sposób „połącz kropki” („by-the-numbers”). Jedynymi sposobami kontrolowania ruchu narzędzia tnącego było ręczne wybieranie pozycji przy użyciu zręczności (z naturalnymi ograniczeniami dokładności i precyzji człowieka) lub śledzenie krzywki, szablonu lub modelu w jakiś sposób, a frez naśladował ruch rysika. Jeśli głowica frezująca była zamontowana na pantografie, duplikat części mógł być wycięty (i to w różnych skalach powiększenia poza 1:1) po prostu przez prześledzenie szablonu. (Sam szablon był zwykle wykonywany przez wytwórcę narzędzi i matryc przy użyciu metod narzędziowych, w tym frezowania za pomocą tarczy, a następnie ręcznego rzeźbienia pilnikami i/lub ściernicami). Była to zasadniczo ta sama koncepcja, co powielanie dokumentów za pomocą pantografu wyposażonego w pióro, ale zastosowana do obróbki twardych materiałów, takich jak metal, drewno lub tworzywo sztuczne. Istnieje również frezowanie pantografowe, które jest koncepcyjnie identyczne z frezowaniem pantografowym (podobnie jak frezowanie CNC). Tokarka Blancharda, tokarka kopiująca opracowana przez Thomasa Blancharda, wykorzystywała tę samą zasadniczą koncepcję.
Rozwój i rozpowszechnienie w przemyśle NC, CNC, PLC i innych technologii sterowania zapewniło nowy sposób kontrolowania ruchu frezu: poprzez podawanie informacji z programu do siłowników (serwomechanizmów, selsynów, śrub wiodących, prowadnic maszynowych, wrzecion i tak dalej), które poruszałyby frezem zgodnie z kierunkiem informacji. Obecnie większość komercyjnej obróbki skrawaniem jest wykonywana za pomocą takich programowalnych, skomputeryzowanych metod. Domowi maszyniści prawdopodobnie będą pracować przy użyciu ręcznego sterowania, ale komputerowe sterowanie osiągnęło poziom domowego warsztatu (nie jest jeszcze tak rozpowszechnione jak jego komercyjne odpowiedniki). Tak więc frezarki pantografowe należą już w dużej mierze do przeszłości. Są one nadal używane w handlu, ale w bardzo ograniczonym i stale malejącym stopniu. Nie są już budowane nowe przez konstruktorów obrabiarek, ale mały rynek używanych maszyn nadal istnieje. Jeśli chodzi o funkcję powiększania i pomniejszania pantografu (ze skalą określoną przez regulowane długości ramion), to w CNC osiąga się ją poprzez obliczenia matematyczne, które komputer stosuje do informacji programu praktycznie natychmiast. Funkcje skalowania (jak również funkcje lustrzanego odbicia) są wbudowane w języki takie jak G-code.
Inne zastosowaniaEdit
Lustro pantografu
Prawdopodobnie pantograf, który jest najbardziej znany ogółowi społeczeństwa, jest wysięgnikiem regulowanego lustra ściennego.
W innym zastosowaniu, podobnym do kreślenia, pantograf jest włączony do pantografu maszyny grawerskiej z obracającym się frezem zamiast pióra i tacą na końcu wskazówki do mocowania wstępnie wyciętych płytek z napisami (zwanych „kopią”), za którymi podąża wskazówka i w ten sposób frez, za pośrednictwem pantografu, odtwarza „kopię” w stosunku, na jaki zostały ustawione ramiona pantografu. Typowy zakres stosunku wynosi Maksymalnie 1:1 Minimalnie 50:1 (redukcja) W ten sposób maszyniści mogą starannie i dokładnie wygrawerować liczby i litery na części. Pantografy nie są już powszechnie stosowane w nowoczesnym grawerowaniu, a skomputeryzowane grawerowanie laserowe i obrotowe zyskuje przychylność.
Urządzenie, które utrzymuje kontakt elektryczny z przewodem jezdnym i przekazuje moc z przewodu do jednostki trakcyjnej, stosowane w lokomotywach elektrycznych i tramwajach, nazywane jest również „pantografem”.
Niektóre typy pociągów w metrze nowojorskim wykorzystują końcowe bramki pantografowe (które, aby uniknąć zakłóceń, ściskają się pod naciskiem sprężyny na zakrętach, gdy pociąg jest w drodze), aby zapobiec wpadaniu pasażerów na peronach stacji lub jeździe w lukach między wagonami.
Niektóre pojazdy użytkowe mają wycieraczki na pantografach, aby umożliwić pokrycie większą powierzchnią szyby przedniej przy każdym wycieraniu.
Ostary styl „bramek dla dzieci” wykorzystywał dwuwymiarowy mechanizm pantografowy (w stylu podobnym do bramek pantografowych w wagonach metra) jako sposób utrzymania maluchów z dala od schodów. Otwory w tych bramkach są zbyt duże, aby spełnić nowoczesne standardy bezpieczeństwa bramek dla dzieci.
Herman Hollerith’s „Keyboard punch” używany do 1890 U.S. Census był projektem pantografu i czasami określany jako „The Pantograph Punch”.
Wcześniejszym XIX-wiecznym urządzeniem wykorzystującym ten mechanizm jest poligraf, który wytwarza duplikat listu, gdy oryginał jest pisany.
W kościołach w wielu krajach (ogólnie przed nowoczesnym dobrostanem zwierząt), pogromcy psów używali „kleszczy dla psów” z mechanizmem pantografu do kontrolowania psów na odległość.
Wikimedia Commons posiada media związane z Pantografami (instrument).
Głupcy w niemieckich karnawałach używają nożyc rozciągających („Streckschere”), a.k.a. Nürnberger Scissors (de:Nürnberger Schere) jako wyrywaczy kapeluszy, aby zabawiać tłumy.
Podręcznik szermierki i miecza Ms.Thott.290.2º napisany w 1459 r. przez Hansa Talhoffera zawiera coś, co wydaje się być wysuwanym ostrzem działającym na tej samej zasadzie.
W 1886 r. Eduard Selling opatentował nagrodzoną maszynę liczącą opartą na pantografie, choć nie odniosła ona sukcesu komercyjnego.
W wielu kreskówkach ptak w zegarze z kukułką jest przedstawiony jako wysuwający się na mechanizmie pantografu, chociaż rzadko ma to miejsce w rzeczywistych zegarach.
Rozrastające się ogrodzenia lub kraty wykorzystują składane mechanizmy pantografu, ułatwiające transport i przechowywanie.
Operatorzy maszyn do pikowania z długim ramieniem mogą śledzić pantograf, papierowy wzór, za pomocą wskaźnika laserowego, aby wyszyć niestandardowy wzór na kołdrze. Za pantografami cyfrowymi podążają maszyny skomputeryzowane.
Linn Boyd Benton wynalazł pantograficzną maszynę grawerską do projektowania czcionek, która była zdolna nie tylko do skalowania pojedynczego wzoru czcionki do różnych rozmiarów, ale mogła również zagęścić, rozszerzyć i pochylić projekt (matematycznie są to przypadki transformacji afinicznej, która jest podstawową operacją geometryczną większości dzisiejszych systemów typografii cyfrowej, w tym PostScript).
Pantografy są również używane jako ramy prowadzące w zastosowaniach o dużym obciążeniu, w tym w podnośnikach nożycowych, urządzeniach do przenoszenia materiałów, podnośnikach scenicznych i zawiasach specjalnych (takich jak do drzwi panelowych na łodziach i samolotach).
Richard Feynman użył analogii pantografu jako sposobu skalowania narzędzi do skali nanometrycznej w swoim wykładzie There’s Plenty of Room at the Bottom.
Liczne wystawy targowe używają trójwymiarowych mechanizmów pantografu do podtrzymywania tła dla stoisk wystawowych. Rama rozszerza się w dwóch kierunkach (pionowym i poziomym) z wiązki połączonych prętów w samonośną strukturę, na której zawieszona jest tkanina.