什么是绘图仪？

绘图仪是一种打印矢量图形的打印机。它是一种计算机硬件，可以将计算机指令转换成纸上的线条图。它使用一支或多支自动笔绘制线条。与传统打印机不同，绘图仪使用笔、记号笔、铅笔或其他书写工具来绘制多条线，而不是使用碳粉。它还可以使用矢量图形文件或指令绘制连续的点到点线。虽然它以前广泛用于计算机辅助设计，但现在仅用于打印示意图和其他类似应用的硬拷贝。

在工程项目中，绘图仪被广泛使用。因为它们能够绘制连续的线条，而普通打印机则使用紧密排列的点来绘制线条。绘图仪有不同的设计形式，它们使用不同的工具在纸上绘制线条。例如，3D绘图仪（切割绘图仪）使用刀片根据计算机的输入来设计任何类型的图表或切割材料。另一方面，大多数绘图仪使用笔在纸上绘制线条。

要切割的物体位于绘图仪前方的平坦表面上。计算机将切割设计和尺寸发送到绘图仪，以制作精确雕刻的设计。然后，重复切割过程，在数百个物体上制作相同的副本。

绘图仪的应用

• 绘制图表
• 计算机辅助设计
• 建筑蓝图
• 纺织品印刷
• 横幅和广告牌
• 电路布局
• 地理布局
• 建筑平面图
• 线条艺术

绘图仪如何工作？

绘图仪与计算机上的成像软件协同工作，以创建完成的图像或物体。在使用绘图仪时，第一步是输入合适的坐标以在纸上显示图片。使用成像软件绘制线条和图像是现代软件实现这一目标的一种简单方法。当图像的示意图完成后，计算机将坐标发送到绘图仪。然后，计算机解码代码并计算最佳的笔和纸使用方式。

HPGL2 和 DMPL 分别是惠普和休斯顿仪器公司后期绘图仪使用的两种编程语言。最初，绘图仪有两个独立的笔，一支水平移动，一支垂直移动。这些绘图仪在图像复杂性方面受到限制，因为它们的输出速度很慢。现代绘图仪使用滑动辊将纸张相对于固定的笔移动。绘图仪的笔通常是中空纤维棒，一端带有尖头。直到绘图完成，墨水会通过尖端流出并通过棒的中心输送到纸上；纸张在笔上垂直和水平移动。

绘图仪的类型

绘图仪有多种类型，如下所示：

滚筒绘图仪

在纸张缠绕在滚筒上的情况下进行绘制的各种打印机设计被称为“滚筒打印机”。绘图在一个方向上由滚筒完成，而另一个方向由笔在相反方向上移动完成。由于它包含了刻在物理滚筒上的打印字符，并通过特定方式击打纸张，因此该打印机的早期版本现在被称为滚筒绘图仪。根据 Chron 网站的说法，滚筒绘图仪利用滚筒左右移动纸张，而一支或多支笔根据 Chron 网站的指示上下书写。通过使用多支笔，可以增强绘图仪绘制多种颜色的能力。

平板绘图仪

平板绘图仪使用固定在平坦表面上的纸张。在此绘图仪中，书写笔在 x 和 y 轴上移动。平板绘图仪的笔有多种尺寸和颜色。与滚筒绘图仪不同，它通过移动笔在纸上进行工作，而不是在臂下移动纸张。纸张的大小由放置纸张的平坦表面的大小决定。较大的平板绘图仪能够打印长度达 60 英寸的纸张。

除了在纸上打印外，一些平板绘图仪还能在塑料、纸板甚至金属等其他材料上打印。平板绘图仪可以一遍又一遍地制作精确副本，而不会牺牲印刷图纸的质量。然而，它们的价格可能相当昂贵，而且体积也相当大。

早期的一款平板绘图仪 CalComp Model 738 是一个例子。它有一个大床，可以在上面制作大型设计，并在 20 世纪 70 年代使用。这款绘图仪还使用磁带输入数据，因为它是一款脱机平板绘图仪。

切割绘图仪

切割绘图仪是一种大型切割机，使用刀片而不是笔来切割设计。它制作预先切割好的 Mylar 或乙烯基字母和图形。绘图仪的平坦表面用于放置待切割的纸张。绘图仪从计算机接收命令，刀片执行命令以将介质切割到合适的尺寸。

喷墨绘图仪

顾名思义，喷墨绘图仪将微小的墨滴喷洒到纸上，形成图像、文本或图案。喷墨绘图仪是平面设计师和广告公司的热门选择；它们通常用于大型打印机，如广告牌、横幅和用于路边指示的大型标牌。喷墨绘图仪同时使用热喷墨和压电两种技术。在热喷墨绘图仪中，墨滴通过热量施加，而在压电绘图仪中，使用带电晶体。平均而言，喷墨打印机生成的图形质量比其他绘图仪高。

静电绘图仪

在静电绘图仪中，图像是通过使用光栅图形而不是矢量图形在纸上生成的。通过使用碳粉墨水，在纸上生成点阵像素。绘图仪在纸上产生高压电荷，这些电荷撞击碳粉墨水以绘制计算机辅助设计。静电绘图仪速度更快，价格便宜，但其质量比笔式绘图仪低。

绘图仪的历史

第一台绘图仪由 Remington-Rand 于 1953 年制造。它与 UNIVAC 计算机结合使用，用于制作技术图纸。

已经开发了许多打印机控制语言来运行笔式绘图仪。此外，还传输了诸如“放下笔在纸上”、“提起笔离开纸上”或“从此处到此处绘制线条”之类的命令。惠普的 HP-GL、HP-GL/2 和休斯顿仪器公司的 DMPL 是常见的基于 ASCII 的绘图仪控制语言。下面是一个绘制线条的 HP-GL 脚本。

在 20 世纪 60 年代末和 70 年代，Tektronix 和 Hewlett Packard 推出了小型台式平板绘图仪。笔排列在一个移动的杆上，y 轴表示杆的长度，x 轴表示杆在绘图台上的移动。由于杆的重量，这些绘图仪的操作速度很慢。

在 20 世纪 80 年代，一款紧凑轻便的 HP 7470 引入了“砂轮”机制，与二十年前的 Calcomp 绘图仪不同，它消除了对边缘周围穿孔的需求。砂轮按压在纸张的耐用聚氨酯涂层辊上，形成微小的压痕。由于砂粒落入之前的压痕中，砂轮在纸张前后移动时将其保持在良好的位置。笔在砂轮之间的直线上前后移动，因为它安装在平台上以表示正交轴。

对于 HP 2647（这是当前 Powerpoint 图表的先驱，并使用绘图仪在透明胶片上绘制大字母）， Hewlett Packard 的 MultiPlot 开发了单类“文字图表”。随着高分辨率喷墨打印机和激光打印机的普及，笔式绘图仪、经济实惠的内存和足以栅格化彩色图像的计算机都已消失。然而，基于喷墨的大幅面工程绘图仪仍保留砂轮机制。此外，在超市的贺卡区域，绘图仪也用于使用 HP 7475 六色笔式绘图仪的 Create-A-Card 售货亭。

主要而言，绘图仪用于 CAD 和技术绘图应用，因为它们在非常大的纸张尺寸和高分辨率方面具有优势。它们也存在于许多服装店和标牌店中，因为通过用切割器替换笔发现了另一种用途。

绘图仪通过更换笔来改变线条的颜色或宽度。在小型绘图仪上，这是手动完成的。此外，一些绘图仪可以自动完成，因为它们可以自动组织一个包含四支或更多支笔的弹匣。绘图仪的速度不是按页打印速度衡量的，而是通过加速度和笔速衡量的。由于使用的笔类型限制了绘图仪的速度，所以使用的笔是最重要的组成部分。尽管大多数现代笔式绘图仪都具有滑行速度控制指令，但这些命令因所用笔的类型而异。

有不同类型的笔式绘图仪，但其中一些不再大规模生产。通常使用技术笔尖；其中许多可以通过手动绘图笔的耗材和零件进行更新。早期的砂轮和 HP 平板绘图仪使用了小型塑料笔尖一次性笔或专有纤维尖笔。

绘图仪的笔使用纤维棒，该纤维棒插入浸有墨水的泡沫管中，通过该管将棒的末端磨成锥形尖端。当笔在纸上移动时，毛细作用将墨水从泡沫中沿着棒吸到底部。当泡沫中的墨水供应减少时，墨水迁移到尖端的速度会减慢。当图表速度减慢时，使用磨损的笔来绘制线条以保持其深色。但是，直到泡沫完全耗尽，褪色才会继续。

此外，随着纤维笔尖的使用，笔尖会逐渐在绘图介质上磨损，导致线条变宽、模糊。它们通常更昂贵且不常见，并且不像纤维笔那样褪色或磨损。此外，标准圆珠笔可以转换为适用于大多数笔式绘图仪。

绘图仪的优点

• 绘图仪可以在非常大的纸张上工作，同时保持良好的分辨率。
• 除了在纸上打印外，它们还可以在多种平面材料上打印，如塑料、纸板、铝、胶合板和钢板。
• 此外，绘图仪可以绘制相同的图案数千次，而不会有任何图像退化。

绘图仪的缺点

• 与传统打印机相比，绘图仪的尺寸非常大。
• 此外，与普通打印机相比，它们贵得多。

乙烯基切割机

乙烯基切割机是一种将乙烯基切割成各种形状的机器，用于 T 恤标志、海报、标牌、广告牌和其他材料。它是一种小型设备，可以通过电缆连接到计算机。它的大小与计算机打印机差不多。这台机器主要由计算机控制，确保乙烯基机器的锋利刀片移动正确。

锋利刀片的功能是从乙烯基胶粘材料的片材上切割字母或各种形状。一旦这些字母或形状被乙烯基机器切割出来，它们就可以粘贴到您喜欢的任何表面上。由于乙烯基切割机模型的移动由计算机控制，因此当乙烯基机器切割您选择的任何设计时，其刀片可以在材料的 X 轴到 Y 轴上移动。如果您想创建可以粘贴在任何地方的特定形状或符号，乙烯基切割机是完成这些类型任务的最佳机器。

绘图仪的演变和现代应用

从 20 世纪 50 年代至今，绘图仪已从机械设备发展为复杂的数字系统。传统的笔式绘图仪是工程师和建筑师的重要设备，因为它们能够制作图纸。此外，随着印刷技术的发展，传统的笔式绘图仪被喷墨绘图仪取代，后来又被高端激光打印机取代。

尽管如此，现代绘图仪，特别是切割绘图仪和大幅面打印绘图仪，仍然在各种行业所需的高精度、材料灵活性和输出规模方面发挥着作用。

现代绘图仪技术

1. 大幅面喷墨绘图仪
   • 平面设计、建筑和广告只是使用这些绘图仪的行业中的一部分。
   • 先进的喷墨技术使它们能够在乙烯基、帆布和相纸等各种材料上打印出精细和高分辨率的图像。
   • 一些型号采用 UV 固化油墨，可以直接打印在玻璃、金属和木材等硬质表面上，增加了其应用范围。
2. 激光绘图仪
   • 以极高的精度切割和雕刻材料，使激光绘图仪成为设计和工业用途的绝佳选择。
   • 它们常见于 PCB（印刷电路板）的生产以及涉及定制金属或丙烯酸蚀刻的工艺中。
3. 混合切割与打印绘图仪
   • 通过将打印和切割集成到单个单元中，这些设备变得非常实用。
   • 它们在制标牌、服装生产和标签行业中效率很高，因为用户可以打印设计并精确地切割它们。
4. 3D 笔式绘图仪
   • 相对于该组来说是一项新创新，3D 笔式绘图仪能够使用塑料丝材在空中绘制三维物体。
   • 由于其交互性，它们在快速原型设计、创意装置和教育模型领域正积极获得认可。

选择适合您需求的绘图仪

根据您的需求选择绘图仪涉及几个关键方面，包括需要绘图仪的具体用途、所需空间、连接选项以及所需的维护量。

考虑到当前的技术状态和可用的各种现代绘图仪，这些绘图仪适用于特定任务，因此必须根据操作目标和所需的技术规格进行选择。

目的

• 技术图纸：对于工程蓝图和建筑平面图，传统笔式绘图仪或静电绘图仪因其在线条绘图方面的卓越精度而受到青睐。
• 大幅面图形：海报和其他宣传视觉辅助工具，例如横幅，更适合喷墨绘图仪作为主要工具，因为它们需要鲜艳的色彩和复杂的细节。
• 材料切割：在处理乙烯基、织物或任何需要精密切割的基材时，切割绘图仪是必备品，尤其是在制标牌、纺织品设计和贴纸制作方面。

尺寸与速度

• 小型企业：桌面绘图仪的宽度从 24 英寸到 36 英寸不等，价格实惠且尺寸小，非常适合小型企业，因为它们不占用太多空间，同时又能满足许多专业应用的需求。
• 工业用途：在工业中，特别是在大规模生产中，首选宽度为 60 英寸或更宽的宽幅绘图仪，因为它们专为更高的速度和更大的介质处理能力而设计，因此是工厂和高强度使用印刷店的理想选择。

连接与软件

• 对于技术用户来说，与 AutoCAD 和 SolidWorks 等基本 CAD 程序进行交互至关重要。
• 为了提高工作效率并将传统系统集成到教学中，绘图仪必须提供现代化的连接方式：USB 端口、Wi-Fi 和以太网。

维护与成本

• 喷墨绘图仪：为确保打印质量一致，需要定期清洁打印头和维护墨盒。
• 激光绘图仪：为确保激光绘图仪正常工作，定期清洁镜头并维护冷却系统以避免过热至关重要。

所有这些考虑都有助于为旨在实现价值、质量和效率的任务选择合适的绘图仪。

现代绘图仪的高级功能

现代绘图仪通过集成增强功能，从传统绘图仪发展而来，提高了生产力、准确性和可用性。以下是定义现代高性能绘图仪功能的现代化描述。

1. 无线和云连接

大多数现代绘图仪现在都具有 Wi-Fi、蓝牙和云打印集成功能。

用户可以从 CAD 软件直接通过手机或平板电脑无线发送打印作业。

示例： Canon image PROGRAF 支持直接云打印，HP DesignJet 系列具有 ePrint 功能。

2. 多功能

许多绘图仪现在具有打印、扫描和切割等附加功能，以增强多任务处理能力。

这在标牌和图形制作环境中非常有利，因为速度和空间经济性至关重要。

3. 高分辨率打印

基于喷墨的现代绘图仪提供 2400 DPI 及以上的出色分辨率。

这种精度水平对于精美艺术品、照片级逼真印刷品、详细建筑设计和 GIS 地图的惊人复制至关重要。

4. 自动介质处理

卷筒进纸绘图仪中的介质装载、切割和对齐的手动处理现在已实现自动化。

送纸式绘图仪现在能够处理不同尺寸和类型的纸张，而无需频繁调整。

5. 环保和抗 UV 油墨

现代绘图仪能够使用低排放的水性乳胶油墨和其他环保油墨技术。

广泛使用的 UV 固化油墨还能抵抗褪色，因此非常适合户外图形和标牌应用。

现代绘图仪的先进功能拓宽了其范围和效率，以满足建筑、工程、广告和美术领域专业人士的需求。

结论

现代绘图仪应用于工程、广告、时尚和电子行业。多连接能力、多功能操作以及无线连接的集成使其先进且环保。日常文件可以由传统打印机处理，但高分辨率图形、技术图纸和材料切割仍然由绘图仪主导。它们最大的资产在于自动化、可持续性和创新。

常见问题解答 - 绘图仪

1. 绘图仪的主要目的是什么？

绘图仪是特定类别的打印机，可在建筑图纸、设计和技术图纸等矢量图形的制作中提供高精度。

与使用点形成图像的常规打印机不同，绘图仪使用笔、刀片，有时还使用喷墨来绘制图像，因此它们非常适合详细的示意图、横幅、工业切割应用和精密工作。

2. 绘图仪与普通打印机有什么区别？

绘图仪设计用于生产大型海报、蓝图和地图，因此也被称为大型打印机。除了完成不同的任务外，绘图仪还设计用于使用其特殊工具切割不同的材料，如乙烯基、纸板甚至金属，这与仅使用纸张和日常办公材料的打印机不同。

3. 当今最常见的绘图仪类型有哪些？

最广泛使用的绘图仪包括平板绘图仪（用于固定纸张打印）、**切割绘图仪**（用于精密材料切割）、**滚筒绘图仪**（用于大幅面绘图旋转纸张）、**静电绘图仪**（用于快速技术图纸）和**喷墨绘图仪**（用于高分辨率图形）。每种类型都服务于特定的工业或创意需求。

4. 哪些行业从使用绘图仪中受益最多？

绘图仪在建筑（用于蓝图）、电子工业（用于 PCB 设计）、汽车（用于车辆示意图和贴花设计）、时尚（用于面料或皮革切割）、广告（用于广告牌和标牌设计）等领域发挥着重要作用。这些行业需要大规模、可重复的设计和精确的执行。

5. 随着现代打印技术的发展，绘图仪仍然相关吗？

绝对如此。绘图仪仍然适用于涉及材料切割或需要以极高精度完成的工作。面对创新，绘图仪现在拥有无线连接、环保油墨功能以及打印、扫描和切割等多种功能，确保它们在工程、设计和制造行业中的使用。