Pantograf
DraftingEdit
Utilizarea inițială a pantografului a fost pentru copierea și scalarea desenelor lineare. Versiunile moderne sunt vândute ca jucării.
Sculptură și monetărieEdit
Sculptorii folosesc o versiune tridimensională a pantografului, de obicei un braț mare conectat la un punct fix la un capăt, purtând două ace de indicare rotative în puncte arbitrare de-a lungul acestui braț. Prin reglarea acelor se pot obține diferite rapoarte de mărire sau reducere. Acest dispozitiv, în prezent depășit în mare măsură de sistemele de frezare ghidate de calculator care scanează un model și îl pot produce într-o varietate de materiale și în orice dimensiune dorită, a fost inventat de inventatorul și pionierul aburului James Watt (1736-1819) și perfecționat de Benjamin Cheverton (1796-1876) în 1836. Mașina lui Cheverton a fost dotată cu un tăiș rotativ pentru a sculpta versiuni reduse ale unor sculpturi cunoscute. Un pantograf tridimensional poate fi folosit, de asemenea, pentru a mări o sculptură prin interschimbarea poziției modelului și a copiei.
O altă versiune este încă foarte utilizată pentru a reduce dimensiunile desenelor în relief de mari dimensiuni pentru monede până la dimensiunea necesară a monedei.
Duplicarea cu cilindru acusticEdit
Un avantaj al discurilor de fonograf și gramofon față de cilindri în anii 1890 – înainte ca amplificarea electronică să fie disponibilă – a fost că un număr mare de discuri putea fi ștampilat rapid și ieftin. În 1890, singurele modalități de a fabrica copii ale unui cilindru principal erau turnarea cilindrilor (ceea ce era lent și, la început, producea copii foarte slabe), înregistrarea cilindrilor la „rotund”, din nou și din nou, sau copierea acustică a sunetului prin așezarea cornurilor a două fonografe împreună sau prin agățarea celor două cu un tub de cauciuc (un fonograf care înregistra și celălalt care reda cilindrul). Edison, Bettini, Leon Douglass și alții au rezolvat această problemă (parțial) prin legarea mecanică a unui stilou de tăiere și a unui stilou de redare împreună și prin copierea mecanică a canelurilor „hill-and-dale” ale cilindrului. Când turnarea s-a îmbunătățit într-o oarecare măsură, cilindrii mulați au fost folosiți ca matrițe de pantograf. Acest lucru a fost utilizat de Edison și Columbia în 1898 și a fost folosit până în jurul lunii ianuarie 1902 (după această dată, cearșafurile brune Columbia au fost turnate). Unele companii, cum ar fi United States Phonograph Co. din Newark, New Jersey, au furnizat matrițe de cilindru pentru companii mai mici, astfel încât acestea să le poată duplica, uneori pantografic. Pantografele puteau scoate aproximativ 30 de discuri pe zi și produceau până la aproximativ 150 de discuri pe master. Teoretic, matrițele pantografului puteau fi folosite pentru 200 sau 300 de duplicate, dacă matrița și duplicatul rulau în sens invers, iar discul ar fi fost duplicat în sens invers. Teoretic, acest lucru ar putea extinde capacitatea de utilizare a unei matrițe pantografe prin utilizarea părții neuzate/mai puțin uzate a înregistrării pentru duplicare. Pathé a folosit acest sistem la masterizarea discurilor lor cu tăiere verticală până în 1923; se înregistra pe un cilindru master cu diametrul de 5 inci (130 mm) și lungimea de 4 sau 6 inci (100 sau 150 mm), care se rotea la o viteză mare. Acest lucru a fost făcut deoarece cilindrul rezultat era considerabil de zgomotos și de o fidelitate foarte ridicată. Apoi, cilindrul era așezat pe mandrina unui pantograf de duplicat, care era jucat cu un stilou aflat la capătul unei pârghii, care transfera sunetul pe o matriță de disc de ceară, care era galvanizată și era folosită pentru a imprima copii. Acest sistem a dus la o oarecare reducere a fidelității și la zgomote, dar la un sunet de calitate relativ ridicată. Discurile cu disc de diamant Edison au fost realizate prin înregistrarea direct pe discul master de ceară.
Mașini de frezatEdit
O mașină mică de frezat cu pantograf.
Detaliu al mesei unei mașini mai mari de frezat cu pantograf.
Înainte de apariția tehnologiilor de control, cum ar fi comanda numerică (NC și CNC) și comanda logică programabilă (PLC), piesele duplicate care erau frezate pe o mașină de frezat nu puteau avea contururile lor trasate prin deplasarea frezei într-un mod de „conectare a punctelor” („by-the-numbers”). Singurele modalități de a controla mișcarea sculei de tăiere erau să se formeze manual pozițiile cu ajutorul dexterității (cu limite naturale ale acurateței și preciziei umane) sau să se traseze în vreun fel o came, un șablon sau un model, iar freza să imite mișcarea stiloului de trasare. În cazul în care capul de frezare era montat pe un pantograf, se putea tăia o piesă duplicată (și la diferite scări de mărire în afară de 1:1) prin simpla trasare a unui șablon. (Șablonul propriu-zis era de obicei realizat de un fabricant de scule și matrițe folosind metode de atelier de scule, inclusiv frezarea prin cadranare urmată de sculptarea manuală cu ajutorul unor fișiere și/sau vârfuri de polizor de matrițe). Acesta era, în esență, același concept ca și reproducerea documentelor cu ajutorul unui pantograf echipat cu un stilou, dar aplicat la prelucrarea materialelor dure, cum ar fi metalul, lemnul sau plasticul. Există, de asemenea, frezarea cu pantograful, care, din punct de vedere conceptual, este identică cu frezarea cu pantograful (la fel ca și frezarea cu CNC). Strungul Blanchard, un strung de copiat dezvoltat de Thomas Blanchard, folosea același concept esențial.
Dezvoltarea și diseminarea în industrie a tehnologiilor de comandă numerică, CNC, PLC și a altor tehnologii de control a oferit o nouă modalitate de a controla mișcarea frezei: prin alimentarea cu informații dintr-un program a unor actuatori (servomotoare, selsine, șuruburi de avans, glisoare de mașină, arbori și așa mai departe) care să deplaseze freza în funcție de indicații. În prezent, cea mai mare parte a prelucrării comerciale se realizează prin astfel de metode programabile și computerizate. Mecanizatorii casnici lucrează probabil prin control manual, dar controlul computerizat a ajuns și la nivelul atelierului casnic (doar că nu este încă la fel de răspândit ca omologii săi comerciali). Astfel, mașinile de frezat cu pantograf sunt în mare parte de domeniul trecutului. Ele sunt încă folosite în comerț, dar la un nivel foarte redus și în continuă scădere. Ele nu mai sunt construite noi de către constructorii de mașini-unelte, dar există încă o mică piață pentru mașinile uzate. În ceea ce privește funcția de mărire-reducere a unui pantograf (cu scara determinată de lungimile reglabile ale brațelor), aceasta se realizează în CNC prin calcule matematice pe care calculatorul le aplică practic instantaneu informațiilor din program. Funcțiile de scalare (precum și funcțiile de oglindire) sunt încorporate în limbaje precum codul G.
Alte utilizăriEdit
Oglindă pantograf
Poate că pantograful care este cel mai familiar publicului larg este brațul de extensie al unei oglinzi reglabile montate pe perete.
Într-o altă aplicație similară cu cea de desen, pantograful este încorporat într-o mașină de gravură cu pantograf cu un tăietor rotativ în loc de stilou și o tavă la capătul arătătorului pentru a fixa plăcuțe pretăiate cu litere (denumite „copie”), pe care arătătorul le urmărește și astfel tăietorul, prin intermediul pantografului, reproduce „copia” la un raport la care au fost setate brațele pantografului. Intervalul tipic al raportului este Maxim 1:1 Minim 50:1 (reducere) În acest fel, mecanicii pot grava cu precizie și claritate numere și litere pe o piesă. Pantografele nu mai sunt utilizate în mod obișnuit în gravura modernă, fiind favorizate gravura computerizată cu laser și rotativă.
Dispozitivul care menține contactul electric cu firul de contact și transferă energia de la fir la unitatea de tracțiune, utilizat la locomotivele și tramvaiele electrice, se mai numește și „pantograf”.
Câteva tipuri de trenuri de la metroul din New York folosesc porți de capăt de pantograf (care, pentru a evita interferențele, se comprimă sub presiunea unui resort în curbe în timpul mersului trenului) pentru a împiedica pasagerii de pe peronul stației să cadă sau să călărească în spațiile dintre vagoane.
Câteva vehicule comerciale au ștergătoarele de parbriz pe pantografe, pentru a permite lamei să acopere mai mult din parbriz la fiecare ștergere.
Petrele pentru copii” de stil vechi foloseau un mecanism pantograf bidimensional (într-un stil similar cu porțile pantograf de pe vagoanele de metrou) ca mijloc de a ține copiii mici departe de scări. Deschiderile acestor porți sunt prea mari pentru a respecta standardele moderne de siguranță ale porților pentru copii.
„Punctele de tastatură” ale lui Herman Hollerith, folosite pentru recensământul american din 1890, aveau un design cu pantograf și uneori sunt denumite „The Pantograph Punch”.
Un dispozitiv de la începutul secolului al XIX-lea care folosește acest mecanism este poligraful, care produce un duplicat al unei scrisori pe măsură ce se scrie originalul.
În bisericile din multe țări (în general înainte de protecția modernă a animalelor), biciuitorii de câini foloseau „clești pentru câini” cu un mecanism pantograf pentru a controla câinii de la distanță.
Wikimedia Commons are media related to Pantografe (instrument).
Băieții din carnavalurile germane folosesc foarfeci de întindere („Streckschere”), a.k.a. foarfecele Nürnberger (de:Nürnberger Schere) ca smulgători de pălării pentru a distra mulțimea.
Manualul de scrimă și spadă Ms.Thott.290.2º scris în 1459 de Hans Talhoffer include ceea ce pare a fi o lamă extensibilă care funcționează pe același principiu.
În 1886, Eduard Selling a brevetat o mașină de calcul premiată bazată pe pantograf, deși nu a avut succes comercial.
În multe desene animate, pasărea dintr-un ceas cu cuc este descrisă ca extinzându-se pe un mecanism cu pantograf, deși acest lucru este rareori cazul în ceasurile reale.
Cercetele sau spalierele extensibile folosesc mecanisme de pantograf pliabile, pentru ușurința transportului și depozitării.
Operatorii mașinilor de cusut cu braț lung pot trasa un pantograf, un model de hârtie, cu un pointer laser pentru a coase un model personalizat pe cuvertură. Pantografele digitalizate sunt urmate de mașini computerizate.
Linn Boyd Benton a inventat o mașină de gravură pantografică pentru designul tipografic, care era capabilă nu numai să redimensioneze un singur model de design de font la o varietate de dimensiuni, ci putea, de asemenea, să condenseze, să extindă și să încline designul (din punct de vedere matematic, acestea sunt cazuri de transformare afină, care este operația geometrică fundamentală a majorității sistemelor de tipografie digitală de astăzi, inclusiv PostScript).
Pantografele sunt, de asemenea, utilizate ca rame de ghidare în aplicații grele, inclusiv în lifturi cu foarfecă, echipamente de manipulare a materialelor, lifturi de scenă și balamale speciale (cum ar fi pentru ușile panourilor de pe bărci și avioane).
Richard Feynman a folosit analogia pantografului ca modalitate de a reduce scara instrumentelor la scara nanometrică în conferința sa „There’s Plenty of Room at the Bottom”.
Numeroase expoziții comerciale folosesc mecanismele tridimensionale ale pantografului pentru a susține fundalurile pentru standurile de expunere. Cadrul se extinde în 2 direcții (verticală și orizontală) de la un mănunchi de tije conectate într-o structură autoportantă pe care se agață un fundal din țesătură.