Pantograf
DraftingEdit
Pantografen användes ursprungligen för att kopiera och skala linjedragningar. Moderna versioner säljs som leksaker.
Skulptur och myntningRedigera
Skulptörer använder en tredimensionell version av pantografen, vanligen en stor bom som är ansluten till en fast punkt i ena änden och som bär två roterande peknålar på godtyckliga punkter längs denna bom. Genom att justera nålarna kan man uppnå olika förstorings- eller förminskningsförhållanden. Denna anordning, som nu till stor del har ersatts av datorstyrda frässystem som skannar en modell och kan tillverka den i olika material och i önskad storlek, uppfanns av uppfinnaren och ångpionjären James Watt (1736-1819) och fulländades av Benjamin Cheverton (1796-1876) år 1836. Chevertons maskin var utrustad med en roterande skärande bit för att skära ut förminskade versioner av välkända skulpturer. En tredimensionell pantograf kan också användas för att förstora skulpturer genom att byta position mellan modell och kopia.
En annan version används fortfarande flitigt för att minska storleken på stora reliefmönster för mynt ner till den storlek som krävs för myntet.
Akustisk cylinderdupliceringRedigera
En fördel med fonograf- och grammofonskivor jämfört med cylindrar på 1890-talet – innan elektronisk förstärkning fanns tillgänglig – var att ett stort antal skivor kunde stämplas snabbt och billigt. År 1890 var de enda sätten att tillverka kopior av en huvudcylinder att gjuta cylindrarna (vilket gick långsamt och gav tidigt mycket dåliga kopior), att spela in cylindrarna ”i runda slängar”, om och om igen, eller att akustiskt kopiera ljudet genom att placera hornen på två grammofoner tillsammans eller att koppla ihop de två med en gummislang (den ena grammofonen spelade in och den andra spelade upp cylindern). Edison, Bettini, Leon Douglass och andra löste detta problem (delvis) genom att mekaniskt koppla ihop en skärande stilett och en uppspelande stilett och kopiera cylinderns ”berg-och-dal”-spår mekaniskt. När gjutningen förbättrades något användes gjutna cylindrar som pantografmönster. Detta användes av Edison och Columbia 1898 och användes fram till omkring januari 1902 (Columbia bruna vaxer efter detta var gjutna). Vissa företag som United States Phonograph Co. i Newark, New Jersey, levererade cylindermallar till mindre företag så att de kunde kopiera dem, ibland pantografiskt. Pantograferna kunde tillverka cirka 30 skivor per dag och producera upp till cirka 150 skivor per master. I teorin skulle pantografmallar kunna användas för 200 eller 300 duplikat om mallen och duplikatet kördes i omvänd ordning och skivan skulle dupliceras i omvänd ordning. Detta skulle i teorin kunna förlänga användbarheten av en pantografmall genom att använda den oslitna/mindre slitna delen av inspelningen för duplicering. Pathé använde detta system för mastering av sina vertikalt skurna skivor fram till 1923; en 130 mm (5 tum) i diameter och 100 eller 150 mm (4 eller 6 tum) lång mastercylinder, som roterade med hög hastighet, skulle spelas in. Detta gjordes eftersom den resulterande cylindern var mycket högljudd och av mycket hög kvalitet. Cylindern placerades sedan på dorn i en duplikatorpantograf som spelades med en stylus på en spak som överförde ljudet till en vaxskivmästare, som galvaniserades och användes för att stämpla ut kopior. Detta system resulterade i en viss minskning av trovärdigheten och ett visst muller, men i ett ljud av relativt hög kvalitet. Edison Diamond Disc Records tillverkades genom att spela in direkt på vaxmästarskivan.
FräsmaskinerRedigera
En liten pantograffräsmaskin.
Detalj av bordet på en större pantograffräsmaskin.
Före införandet av styrteknik som numerisk styrning (NC och CNC) och programmerbar logikstyrning (PLC) kunde duplicerade delar som frästes på en fräsmaskin inte få sina konturer kartlagda genom att flytta fräsmaskinen på ett ”connect-the-dots”-sätt (”efter siffrorna”). De enda sätten att styra fräsverktygets rörelse var att välja positionerna för hand med hjälp av fingerfärdighet (med naturliga gränser för människans noggrannhet och precision) eller att spåra en kam, mall eller modell på något sätt och låta fräsverktyget efterlikna spårstiftets rörelse. Om fräshuvudet var monterat på en pantograf kunde en duplikatdel skäras (och i olika förstoringsskalor utöver 1:1) helt enkelt genom att man ritade av en mall. (Själva mallen tillverkades vanligen av en verktygsmakare som använde verktygsverkstadsmetoder, inklusive fräsning med hjälp av rattskivning följt av handskulptering med fil och/eller stansslipspetsar). Detta var i princip samma koncept som att reproducera dokument med en pennutrustad pantograf, men tillämpat på bearbetning av hårda material som metall, trä eller plast. Pantograffräsning, som konceptuellt sett är identiskt med pantograffräsning, finns också (liksom CNC-fräsning). Blanchard-svarven, en kopieringssvarv som utvecklades av Thomas Blanchard, använde sig av samma grundläggande koncept.
Den utveckling och spridning som skedde inom industrin av NC, CNC, PLC och annan styrteknik gav ett nytt sätt att styra fräsens rörelser: genom att överföra information från ett program till ställdon (servoapparater, selsyner, spindelspindlar, maskinslider, spindlar och så vidare) som rörde fräsen i enlighet med informationen. I dag sker den största delen av den kommersiella bearbetningen med hjälp av sådana programmerbara, datoriserade metoder. Maskinister i hemmet arbetar troligen med manuell styrning, men datoriserad styrning har nått hemverkstadsnivån också (den är bara ännu inte lika utbredd som sina kommersiella motsvarigheter). Pantograffräsmaskiner hör således till stor del till det förflutna. De används fortfarande kommersiellt, men på en starkt reducerad och ständigt minskande nivå. De byggs inte längre nya av verktygsmaskintillverkare, men det finns fortfarande en liten marknad för begagnade maskiner. När det gäller förstorings- och reduktionsfunktionen hos en strömavtagare (där skalan bestäms av de justerbara armlängderna) uppnås den i CNC via matematiska beräkningar som datorn tillämpar på programinformationen praktiskt taget omedelbart. Skalningsfunktioner (liksom speglingsfunktioner) är inbyggda i språk som G-kod.
Andra användningsområdenRedigera
Pantografspegel
Den pantograf som kanske är mest bekant för allmänheten är förlängningsarmen på en justerbar väggmonterad spegel.
I en annan tillämpning som liknar ritning är pantografen inbyggd i en pantografisk graveringsmaskin med en roterande skärare i stället för en penna och en bricka i pekaränden för att fästa förskurna bokstavsplattor (kallade ”kopia”), som pekaren följer och på så sätt reproducerar skäraren, via pantografen, ”kopian” i ett förhållande som pantografens armar har ställts in på. Det typiska förhållandet är maximalt 1:1 minimalt 50:1 (reducering) På detta sätt kan maskinister snyggt och noggrant gravera siffror och bokstäver på ett material. Pantografer används inte längre allmänt vid modern gravering, eftersom datoriserad laser- och rotationsgravering tar överhanden.
Den anordning som upprätthåller den elektriska kontakten med kontakttråden och överför strömmen från tråden till drivkraftenheten, som används i elektriska lokomotiv och spårvagnar, kallas också för ”pantograf”.
Vissa typer av tåg på New York Citys tunnelbana använder ändpantografgrindar (som, för att undvika störningar, komprimeras under fjädertryck runt kurvor medan tåget är på väg) för att förhindra att passagerare på stationsplattformar faller ner i eller åker i luckorna mellan vagnarna.
Vissa kommersiella fordon har vindrutetorkare på strömavtagare för att bladet ska kunna täcka en större del av vindrutan vid varje torkning.
Förrtida ”babygrindar” använde man en tvådimensionell strömavtagarmekanism (i liknande stil som strömavtagargrindar på tunnelbanevagnar) som ett sätt att hålla småbarn borta från trappor. Öppningarna i dessa grindar är för stora för att uppfylla moderna säkerhetsnormer för babygrindar.
Herman Holleriths ”Keyboard punch” som användes vid 1890 års folkräkning i USA var en pantografkonstruktion och kallas ibland för ”The Pantograph Punch”.
En anordning från början av 1800-talet som använder denna mekanism är polygrafen, som producerar en kopia av ett brev när originalet skrivs.
I kyrkor i många länder (i allmänhet före det moderna djurskyddet) använde hundpiskare ”hundtänger” med en pantografmekanism för att kontrollera hundar på avstånd.
Wikimedia Commons har media som rör Pantografer (instrument).
Nördar i tyska karnevaler använder sig av sträcksaxar (”Streckschere”), alias. Nürnberger Scissors (de:Nürnberger Schere) som hatträknare för att underhålla folkmassorna.
Handboken för fäktning och svärdshantering Ms.Thott.290.2º skriven 1459 av Hans Talhoffer innehåller vad som verkar vara ett utdragbart blad som fungerar enligt samma princip.
1886 patenterade Eduard Selling en prisbelönt räknemaskin baserad på pantografen, även om den inte blev kommersiellt framgångsrik.
I många tecknade serier avbildas fågeln i en gökur som en pantografmekanism, även om detta sällan är fallet i verkliga klockor.
I utdragbara staket eller spaljéer används vikbara pantografmekanismer för att underlätta transport och förvaring.
Förare av långarmade quiltmaskiner kan spåra en pantograf, ett pappersmönster, med en laserpekare för att sy ett eget mönster på quilten. Digitaliserade pantografer följs av datoriserade maskiner.
Linn Boyd Benton uppfann en pantografisk graveringsmaskin för typsnittsdesign, som inte bara kunde skala ett enda typsnittsmönster till en mängd olika storlekar, utan som också kunde förtäta, förlänga och luttra mönstret (matematiskt sett är detta fall av affin transformation, vilket är den grundläggande geometriska operationen i de flesta system för digital typografi idag, inklusive PostScript).
Pantografer används också som styrramar i tunga tillämpningar, t.ex. saxliftar, materialhanteringsutrustning, scenliftar och specialhänglar (t.ex. för paneldörrar på båtar och flygplan).
Richard Feynman använde analogin med en strömavtagare som ett sätt att skala ner verktyg till nanometerskala i sitt föredrag There’s Plenty of Room at the Bottom.
Flera mässor använder 3-dimensionella strömavtagare som stöd för bakgrundsbilder till utställningsmontrar. Ramverket expanderar i två riktningar (vertikalt och horisontellt) från ett knippe av sammankopplade stavar till en självbärande struktur på vilken en tygbakgrund hängs upp.