-', •.. ~~~~ .
(
L'~
...,;.t.'._ _ _ _--:-_~~~_
."-~. ~. ;.,:.~ , :.9?,...,. ';Ii
'. '
echnis.ch~ hOQ!SC,hO,OI heindhhovlen, k I· . t t h' k aborctorium,voormeehanise e tee no ogle en wer p aa s ee nle
t,
. :. ;
.
,
~'~'r~pport van .~
___';-___,___,----~--'---'---------___,-----:----_:j
de seetie:
blz.O
van 7 .blz .
0055
rapport nr.
.
F~bricage
codering:
MOderne ontlrl.kkelingen in het optischafschrijven en voorbewerken Van platen.
.
. ~
.
P.6.b.
•
•
: ••• '.....
u
~
'.,
seetiel eider:
, .:.. :~:.{~t~~~· ; :F.
Prof,.:ti-:~.'C.de Beer / ..'~',:,.,:, >.": ,.
.
":':'~";"',l ~~ \ .
1'i'.'0-<-;
..
-~ ~.~.
~,~:
.
scmenvatting;:;(,,:??~;~::,-
, ":".
~~. ~ -,'~
,'..
,~:", ", .... • . ', ;'.' 'l.. , •
:',tt:;, .,:~,~ a.T Een korte be'sehr1jVlng . van de meth~de van het optisch I:•. " .
!.
afschr1jvent,,\,m~ei( daarnaast de nleuwste ontrlk:kellngen 9
J
.. ..
,~,:~, ':~
~.
•
t~'"
zoals o.a. de au.-t:omati.Bche'wisselcassette"'voor de glasplaatnegatlev:en 'en: het volautomat1scb af:tekenen. ,"
r
,
-
t
~·b. ~ ten ove'rz1eht'Yande half- en volautomatische brandsnijmet ,directe en afstandsbesturing ...
:41
.~·,machin.es ' ...
}l
"
<
","",!"
.:. .
,
'-
•
. 0."
,.' ;,;. .".;
...
~
.
\ .~'
. ""'-.
,
.'
-.. ~ ~ ~'' ·tv. ' Of"""" ~ .
,.. ..J.,
"
.'
',r
~.'
,.'
..
...
',
'~.
'~
.
, °
"
~.~
..
,. 1.
1
. prognose
16 april 196 ~ ,:H'
:
"
.
~
7
: cantol. blz.
,.,..
.:g~sehikt voor ,,, 'publicatie in: .:;. - .
.
..
,~!'
I
.!
[
-
..
:~ ,
,
~.
~
'.
~.,
,
, WT - R
TECHNISCHE HOGESCHOOL EINDHOVEN
0055
lABORATORIUM VOOR MECHANISCHE TECHNOlOGIE EN WERKPlAATSTECHNIEK
RAPPORT UIT DE SECTIE:
TITEl I AUTEURSI
I1eten
Moderne ontwikkelingen in het optisch afschrijven en voorbewerke n van pIa ten. H. v. Duyse.
U.D.C.I
BlZ.
DATUM:
1
16 april '62
ONDERZOEK NOI BlJlAGEN:
-
De optische afschrijfmethode, zoals deze door Kriepke werd ontwikkeld, is tot nu toe de enige methode die toegepast wordt. Dat zij echter weI voldoet, wordt bewezen door net feit dat reeds meer dan 80 bedrijven, verdeeld over 17 land en., deze apparatuur gebruiken en dat nog niemand terug is overgegaan op de vroeger gebruikte methode. De ontwikkelingen in het optisch afschrijyen, - door ir J.H. Krietemeijer kortweg "optaf" genoemd - hebben dan ook aIleen be trekking op de uitbreiding en verbetering van de oorspronkel~jke methode (11). Beschrijving van de.werkwijze van het optisch afschrijven (3) (7) (12). Met deze ~ethode worden de afmetingen optisch op de af te tekenen plaat.afgebeeld. Men gaat uit van tekeningen, schaal 1 : 10, waarvan fotografisch een negatief op glas gemaakt wordt, waarb1j eveneens een t1epvoudige verkleining wordt toegepast. Zo verkrijgt men afbeeldingcn op schaal 1 : 100. Met behulpvan een projector wordt het beeld van het negatief 100 x vergroot op de af te tekenen plaat weergegeven. Dat hiervoor speciale voorzorgen getroffen moeten worden om de vereiste nauwkeurigheid te bereiken, spreekt vanzelf. ')It
De tekeningen. De tekeningen worden gemaakt op schaal 1 : 10. Daar de geprojecteerde dikte van de lijnen ongeveer 1 mm moet bedragen, is bij het tekenen een dikte van 0,1 mm vereist. Bij het projecteren komt men dan echter toch nog (o.a. door beeldvertekening) op een lijndikte van 1,5 i 2 mm uit (7). De tekenmethode is verfijnd, en.bezit een grote onnauwkeurigheid. De tekenaar heeft speciale gereedschappen die voorzien kunnen zijn van een loupe, of hij draagt vergrootglazen in de vorm van een bril. Verder gebruikt hij precisielinealen, lijndiktemeters e.d. De tekenaar moet over voldoende ervaring kunnen beschikken en moet ook een bmscholing volgen die ongeveer zes maanden duurt. Het tekenpapier moet liefst reeds enkele dagen in de, meestal met airconditioning uitgevoerde, tekenkamer liggen, en moet van zeer goede kwaliteit zijn, opdat vocht en temperatuur weinig invloed op de afmetingen hebben. Gebruikt wordt o.a. chronoflex-materiaal, correctostat-papier en permatrace. Het laat te is 0,05 mm dik, heeft een lineaire uitzettingscoefficient van 8 0,000008 c- 1 en 0,000007 per procent verandering in de relatieve vochtig0 heid bij 21 C. Verder wordt ook gebruik gemaakt van Kodatrace tekenfilm, die aan de achterkant echter moeilijk geInkt kunnen worden. Spiegelbeelden worden steeds aan de achterkant van hetzelfde papier gemaakt. Tenslotte wordt ook getekend op beschilderde aluminium platen (7) (12).
WT - R
TECHNISCHE HOGESCHOOL EINDHOVEN
0055
L.A80RATORIUM VOOR MEotAHISCHE TECHNOLOGIE EN WERKPLAATSTECHNIEK
RAPPORT UIT DE SECTIE,
TITEL.I AUTEURSI
Meten
Moderne ontwikkelingen in het optisch afschrijven en voorbewerken van pIa ten. H. v. Duyse
8ll.
DATUM I
2
16-4-' 62 ,
ONDERZOEK NO I
BIJLAGEN I
U.D.C.I
De glasplaat-negatieven. De tekeningen worden aangelegd tegen een volkomen vlakke geperforeerde stalen vertieale wand en door ventilatoren tegen de plaat gezogen (Lumoprint, voorheen Dr. Boger, K.G.) en aldus gefotografeerd, of op een vlakke horizontaletafel gelegd en met een glasplaat afgedekt (Gesellsehaft fur Anzeichengeratej G.A.G.). De benodigde hoogte volgens de laatste opstelling is 3 meter. Vanwege de tijdwinst gaat men steeds meer tot de eerste methode over. De glasplaat-negatieven (12x9 of 15x6 em) zijn op sehaa11: 100 en de lijndikte is dandus bngeveer 0,01 mm. De emulsie op de glasplaat kan na verloop van tijd vervormingen ondergaan, waardoor onnauwkeurigheden ontstaan. De projeetie. De projeetie geschiedt met een koolbooglamp met een holle spiegel voor de bundeling,van de stralen. De lamp is horizontaal opgesteld. De lichtbundel wordt 90 0 gedraaid met een spiegel en valt dan door de glasplaat op de afschrijftafel. • Om de emulsie op de glasplaat tegen de hitte te b~schermen zijn warmtefilters aangebracht. De houder waarin de glasplaat ligt, kan horizoritaal worden versteld en gedraaid. De condensor, de plaathouder en het oculair zijn vertieaal verstelbaar over ± 50 cm. Dit maakt het mogelijk om vergrotingsfouten te vermijden door in de lengte en de breedte steekmaten op de tekening aan te brengen.die,op de afschijftafel met een nauwkeurige lineaal met steekmaatindeling worden vergeleken. Bij het controleren van steekma ten kan met - vooraf berekende - maatafwijkingen rekening worden gehouden met eventueel optredende krimp na het lassen. De afschr~ftafel moet wegens de vertekening van het beeld een geringe ronding hebben (ongeveer 30 rom op 15 meter). De ronding in de breedte van de tafel is wegens de geringere lengte verwaarloosbaar, en in feite ook niet weI mogelijk. De installing geschiedde in het begin geheel door personeel, dat bij de projector aanwezig was en telefoniseh in verbinding stond met de afschrijver. Tevens droegen zij zorg voor de bijstelling van de koolspitsen. Latere verbeteringen maakten afstandsbediening van de plaathouder' in de verschillende richtingen mogelijk. terwijl ook 3 of 6 glasplaten automatisch voorgebracht konden worden. Daar op 1 glasplaat 2 of 3 tekeningen staan (afhankelijk van de afmeting), is het totale aantal 6 tot 18 afbeeldingen. Meestal gebruikt men 12 x 9 em negatieven en staan er 6 ter beschikking. De koolspitslamp werd vervangen door een hoge-druk kwiklamp van 500 of 1000 W, met waterkoeling waardoor het beeld helderder werd en de bedieningsman bij de projector overborlig werd. Tegenwoorrlig gebruikt men een nieuw soort kwiklamp, waardoor de lichtsterkte met ca. 50% opge~ voerd wordt.
\
):
WT - R
TECHNISCHE HOGESCHOOL EINDHOVEN
0055
lABORATORIUM VOOR MECHANISCHE TECHNOLOGIE EN WERKPlAATSTECHNIEK
RAPPORT UIT DE SECTIE.
Meten
BLI.
DATUM,
3
16-4- '62
TITEl.
Moderne ontwikkelingen in het optisch af~chrijven en voorbewerken van platen.
ONDERZOEK' NO.
AUTEURS.
If. v. Duyse.
BfJlAGEN.
U.D.C..
Om het tussentijds verwisselen van negati,even te verminderen is een automatische wisselcassette ontwikkeld voor opname van 24 negatieven (48 c.q. 72 tekeningen), die in willekeurige volgorde kunnen worden voorgeschoven met behulp van een kiezer, die uitgevoerd is als die van een telefoon. Verkeerde planning en vergissingen in de volgorde van de platen die deafschrijfloods binnenkomen leiden nu niet tot lang oponthoud, omdat de bijbehorende glaspla.at au tom,a tisch gekozen ken worden (verwisseltijd bedraagt 40 tot 70 seconden). Doordat in de tekenkamer de pla.ten ui tgebui t kunnen worden, gaa t men over tot het invoeren van slechts enkele plaatafmetingen, zodat het aantal vergissingen betrekkelijk klein' zal blijven. De projector staat opgesteld in een toren, die tamelijk hoog moet zijn en afhankelijk is van de max. lengte van de plaat die men wenst af te schrijven. Voor de apparatuur van deG.A.G. is de hbogte H in meters tussen de afschrijftafel en de projeetievloer gelijk aan 1,17 maal de max. lengte L in meters van de plaat. V~~r de Lumoprint is H 1,451 - 5 meter. Geldigheid voor L tussen 8 en 15 meter. D.e toren moet liefst aIleen en trillingsvrij opgesteld staan, a1 is dit niet zo belangrijk als oorspronkelijk gedacht werd.
=
Onnauwkeurigheid VGn de methode. Op de werf Bartram en Sons Limited zijn 356 maten gec~ntroleerd tijdens de projectie. 50% van de maten lag tussen 6 en 8 ft en de overige 50% ongeveer tucsen 25 en 35 ft. (7) Hieruit bleek dat 80% van dematen een afwijking had die kleiner was dan 1/16 inch en 95% kleiner dan 1/8 inch. De fouten zijn ook nag onderscheiden near de afkomst, en daaruit bleek dat het grootste aandeel afkomstig was van de vervorming van het negatier, waarna respectievelijk tekenfoutcn en machinefouten volgden. Fotografisch afschrijven. De nieuwste ontwikkeling voorziet in het automatiseh afschrijven. Daarvoor wordt de plaat met een bepaald soort verf bespoten. Een apparaat loopt over een rails langs de afschrijftafel met een brug dieht over de plaat. Na twee minuten is het apparaat over de plaat gelopen en is het van tevoren zuiver ingestelde beeld vrijwel onuitwisbaar in de verf opgenomen, inclusief merken en tekens. De verf bemoeilijkt het branden en lassen niet en beschermt de plaat tegen roesten. Andere verfsoorten kunnen er zonder meer overheen geschilderd worden. Vooral voor ingewiddelde plaatvormen geeft dit een grote tijdwinst (12). Halr~
'!l(
en vol-automatisch brandsnijden.
Sinds de bra'ndsnij-apparaten meer geautomatiseerd zijn, wordt de voorbewerking van platen door middel van sehaven en knippen minder toegepast. De brandsnijders doen dit wark nu even nauwkeurig. Er zijn verscheidene ontwikkelingen,' die voor verschillende doeleinden gebruikt worden. Uitvoeringsvormen :
WT - R
TECHNISCHE HOGESCHOOL EINDHOVEN
0055
LABORATORIUM VOOR MEOIANISCHE TECHNOLOGIE EN WERKPLAATSTECHNIEK
RAPPORT UIT DE SECTIE.
Meten
BLZ.
DATUM I
4
16.4. '62
TITEL.
Moderne ontwikkelingen in het optisch afschrijven en voorbewerken van platen.
ONDERZOEK NO.
AUTEURS.
H. v. Duyse.
BIJLAGENI
U.D.C..
.
:
1.
Portaalbrandsnijmachines. Deze worden gebruikt v~~r het snijden va~ platen met rechte of licht gebogen zijden. Bij licht gebogen zijden mo'et mengebruik maken van ge).eiding van het apparaat door middel van richtlatten. De branders zijn daarvoor ingericht met geleidingsrollen die over deze latten rollen. (1)
2.
Brandsnijmachines met directe besturing. Hiervoor zijn tekenincen noodzakelijk op ware grootte. Een optisch systeem voIgt precies het midden van de getrokken lijn, die niet dikker dan 1 mm. mag zijn. De afwijking in het volgen van het centrum van de lijn is kleiner dan 0,005 inch. Rechte hoeken kan het systeem niet volgen, maar deze moe ten argerond worden met een minimumstraal van 3/32 inch. De machine voIgt geen lijnen die de gevolgde kruisen onder een hoek die 0 niet kleiner is dan 45 • (Bij sommige uitvoeringen 30°). Aanduidingen op de tekening die v~~r de machine aanleiding tot ~ergis singen zou k~nnen geven, worden in inkt uitgevoerd, daar aIleen potloodlijnen gevolgd worden. De maximale snijsnelheid is 25 inch per minuut. Plaatdikten tot 6 inch kunnen gesneden worden. Het aantal branders dat aan de arm bevestigd kan worden, ksn tot 4 opgevoerd worden, indien de groott'e van het werkstuk er zich toe Ieent. De maximum grootte van de tekeningen is 10 x 20 ft(Chemetron Corp's National Cylinder Gas Div.): De hoogte-instelling van de branders vindt automatisch plaats. De bediening kan ook met de hand geschieden, waarbij met een Hl('kruisdraad delijn gevolgd moet worden (5), (6), (10).
3.
Brandsnijmachines met afstandsbesturing. In deze groep zijn drie verschillende soorten te onderscheiden : a.
machines die voor de besturing gebruik maken van afbeelding en op schaal 1 : 10. Op dezelfde wijze als bij de optische afschrijfmethode wordt een negatief op g]asplaat gemaakt op schaal 1:100 van de tekening. Dit negatief wordt optisch weer 10x vergroot en op een matglas geprojecteerd. De glasplaten zijn hier 9 x 12 em, zodat er verseheidene tekeningen op een negatief Runnen. De vergroting op het matglas kan nagesteid worden en gecontroleerd met steekmaten. Het t~st met stuurgedeelte, de schakelkast en de eigenlijke brandsnijmachine kunnen gescheiden opgesteld worden, wat in
--'
"
WT - R
TECHNISCHE HOGESCHOOL EINDHOVEN
OO~5
LABORATORIUM VOOR MEotANISCHE TECHNOLOGIE EN WERKPLAATSTECHNIEK
RAPPORT UIT DE SECTIEI
TlTELI
Meten
Moderne ontwikkelingen in het optisch afschrijven en voorbewerken van platen.
AIJTEURS,I
H. v. Duyse.
BLI.
DATUM I
5
1 6 .4 .. f 62
ONDERZOEK NOI BIJLAGEN I
U.D.C.I
verband met vervuiling e.d. zeker benut moet worden. Een in Frankrijk ontwikkelde machine voIgt het midden van de geprojecteerde lijn en kan ook met de hand bestuurd worden. De Iijndikte is hier ~n geprojecteerde toestand, - dus ook op de tekening -, 0,2 rnm. De negatieven kunnen hier in principe zowel voor de "Optaf" als voor de brandsnijmachine gebruikt worden. Andere machines, onder andere van Duitse en Amerikaanse makelijk werken met dikkere lijnen (minstens 0,4 mm tot 0,6 mm), maar de taster volgt dan de binnen- of buitenrand van de lijn (afhankelijk van de begininstelling). Natuurlijk moet bij het tekenen hiermee rekening gehouden worden. Scherpe hoeken moeten afgerond worden met een straal van minstens 0,2 mm. Gegevens voer de besturing worden ftveneens op de glasplaat vermeld en kunnen vanuit een centraal punt geregeld worden. Deze gegevens betreffen onder meer het tijdstip van voorwarmen,de soort las, snijsnelheid e.d. De hoogteinstelling van de branders, de centrale gas- en zuurstoftoevoer voor de 'branders .en de voorwarmers wordt automatisch geregeld. De brandsnijmachines zija uitgerust met twee armen, waarvan de branders zich in dezelfde of in tegengestelde rechting kunnen bewegen. Zodoende kan een spiegelbeeld verkregen wordennaast eengewoon beeld, wat vooral in de scheepsbouw belangrijk is. (1), (2),
0:: W
I t5 oJ
::)
~ %
w 0::
w
::E ::E
::)
%
w
i= u
w
'" 0::w
I
::)
%
l-
X U
I
0:: Q
4-
p
II
I0::
0
44-
(11) ,
0:: 0::
w
::E ::E
b.
machines die op hetzelfde principe werken als de vorige; maar hier wordt meteen van de glasplaat (schaal 1 : 100) de brander gestuurd. Vergrotingsfouten zijn hier niet weg te werken en het negatief dient dan ook van te voren gecontroleerd te w6rden op maatafwijkingen. Bij deze 100-voudige vergroting van de beweging der branders is een grote nauwkeurigheid van het servosysteem vereist. (3), (4), (7),
c.
de volautomatische brandsnijmachine. Deze machine is in Engeland ontwikkeld en werkt met behulp' van een digitale rekenmachine. De besturing vindt plaats door het direct overdragen van mathetische gegevens, die de brandsnijweg precies vastleggen. Met de computer kunnen meerdere machines gelijktijdig bediend worden. Vlaminstelling. ontsteking der voorwarmvlam, branderhoogte en contrale van de vlam wordt automatisch verricht.
::)
%
w
Q
8
,
••
.
-.
_ _ _ 'W.
~
-_.,-
WT - R
TECHNISCHE HOGESCHOOL EINDHOVEN
0055
LABORATORIUM VOOR MEOIANISCHE TECHNOLOGIE EN WERKPLAATSTECHNIEK
RAPPORT UIT DE SECTIEI
Meten
BLI.
DATUM I
6.
.
16-4-'62
TITELI
Moderne ontwikkelingen in het optisch afschrijveneI ONDERZOEK NO. voorbewerken van platen.
AUTEURS,
H. v. Duyse ..
BIJLAGEI'h
U. Q. c..
De besturing geschiedt van een magneetband waarop aIle benodigde signalen zijn opgenomen. Op een tekening die weI aIle maten bevat, maar niet nauwkeurig haeft te zijn, ·wordt een coordinatenoorsprong .. bepaald, dat tevens beg1npunt van het brandsn1Jden wordt • Daarna werden aIle punt en genummerd waar de snijrichting verandert. Cirkels, parabolen en hyperbolen kunnen ook als een snijrichting opgenomen worden. Eventuele andere omtreksvormen moeten in x-y-coorrlinaten uitgedrukt worden. De genumm~rde ~unten worden daarna in x-y-caordinaten omgezet en deze gagevens worden op een ponsband gezet. De, rekenmachine brengt deze dan weer over opeen magneet band .. Met de signalen van deze. hand wordt dan met e~n ~tuurap paraat de machine gestuurd. Gegevens die geen betrekking hebben op de snijrichting, worden via een aparta hulp-' stuurinrichting, m~ar van dezelfde band, aan de machine doorgegeven.(9) In de vliegtuigindustrie is deze machine reeds in gebruik. Een nadeel is de voorbereidingstijd, die vaoral bij' ingewikkelde werkstukken en indien " willekeurige" omtreksvormen omgezet moe ten worden, vrij lang zal zijn. Een ander nadeel zou de prijs weI eens kunnen worden, a1hoewel deze vdor aIle machines vari groep 3 vrij haog is, ook in vergelijking met de "Optar", waarvande prijs in 1951 werd geschat op f. 75.000,-. .
.
,c ..
WT - R 0055
TECHNISCHE HOGESCHOOL EINDHOVEN lABORATORIUM VOOR MEOIANISCHE TECHNOlOGIE EN WERKPlAATSTECHNIEK
RAPPORT UIT DE SECTIE;
BlZ.
Meten
TITEl I
Moderne ontwikkelingen op het optisch afschrijven en voorbewerken van platen.
AUTEURS,
H •. v. Duyse.
7
DATUM;
I
ONDERZOEK NO, BIJLAGEN I
U.O.C.,
Literatuur. (1)
Rationalisierung im Schiffbau durch Brennschneider; H. Koops, J. Bentfeldt; Schweissen und Schneiden; vol. 12, n. 6 Juni 1960, p. 267 - 279.
(2)
Better controlle,d dimensions with magnified template drawings; R.L. Deily; Welding Engineer; vol. 45, n. 5 May 1960, p. 42 - 43.
(3)
Sun Ship puts automation to-work; Marine Engineer; vol. 64, n. 10 Sept. 1959, p. 57 - 59s
(4)
Automatic tracing for gascuttingmachines; J.S. Cheverton; Electronic Engineer; vol. 31, n. 376.June 1959, p. 326 - 329.
(5)
Iv:!ehrbrenner-Scheidmachine mit Walzenantrieb; Zeitschrift f~r Schwei~t~chhik; vol. 48,n.
195&, p. 298 - 302.
(6)
Simple pencil d~awings guide automatic flame cutter; E.T. Jones; Iron Age; vol. 183, n. 2 Jan. 8 1959, p. 59 - 61
(7)
Optical marking and automatic plate production; S.H. Mellanby; N.E. Coast Inst.Eng. and Shipbuilders Transactions; vol. 75~ pt 6 1959, p. 247 _. 284.
(8)
Photo template technique speeds shipYD~d proeuction: Industrial Photograph;y; vol. 6, no' 8 1957, p~ 15 - 19.
t
Automatic flame p~o£iling of plate in shipyard practice; W.H. Pearse, R.R. Sillifant; Welding and Metal Fabrication; vol. 25, n. 12 Dec. 1957, p; 461 - 468.
9)
(10)
Automatic line tracing in oxygen shapecutting machines; A.F. Chouinard. E.L. McDonald; , Welding Journal; vol. 37, n. 10 Oct 1958, p. 988 - 990.
(11)
Ontwikkelingen van optisch,aftekenen in de scheepsbouw; J. Kriepke; Schip en Werf; n. 15 juli 1958, p. 444 - 448.
(12)
De tpepassing van optische methoden bij het afschrijven van pIa ten en profielen' in de scheepsbouw; '. J.H. Krietemeyer; Schip en Werf; n. 24 nov. 1951, p. 459 - 469.
