Цифровое считывающее устройство ( DRO ) представляет собой числовой дисплей, обычно со встроенной клавиатурой и некоторыми средствами числового представления. Его встроенный компьютер считывает сигналы, генерируемые линейными энкодерами или (реже) вращающимися энкодерами, установленными для отслеживания осей станка, используя эти меры для отслеживания и отображения оператору станка положения заготовки (например, фрезерные станки) или положения инструмента (токарные, шлифовальные станки и т. д.) в пространстве.
В терминологии машиностроения полная цифровая система считывания (состоящая из компьютера, энкодеров положения осей и числового дисплея) обозначается аббревиатурой DRO . Такая система обычно устанавливается на станках в современных цехах, особенно для металлообработки — токарных, круглошлифовальных, фрезерных, плоскошлифовальных, расточных и других станках — чтобы оператор мог работать быстрее и точнее. Использование DRO не ограничивается станками с ручным управлением. Станки с ЧПУ обычно можно переключить на ручной режим работы, и в этом случае на панели управления имитируется форма DRO.
Несколько 7-сегментных дисплеев или ЖК- экран на более дорогих моделях отображают положение каждой оси станка. Трехосевые системы, включающие оси X, Y, Z, распространены на фрезерных станках; те, что плюс U и W, используются на высокотехнологичных 5-осевых вертикальных обрабатывающих центрах. Токарные станки или круглошлифовальные станки обычно используют только оси X и Z, в то время как плоскошлифовальный станок может использовать только ось Z.
У DRO много функций, обеспечивающих вычисление общих операций. Следующий список был взят из руководства пользователя продукта производителя цифрового считывания:
Все энкодеры имеют шкалу , которая крепится к подвижной части (столу, каретке, колену или пиноли), и считывающее устройство, которое крепится к неподвижной части. Все они подвержены повреждениям от ударов, поэтому должны быть защищены металлическим экраном.
Изготовлены из полос высококачественного стекла с равномерно протравленными метками, как метки линейки, но очень маленькими (обычно на расстоянии 5 мкм друг от друга, но в некоторых случаях могут быть меньше, например, 1 мкм для поперечного суппорта токарного станка). Два оптических датчика ( фототранзисторы или фотодиоды ) размещены очень близко друг к другу, чтобы создать линейный инкрементный энкодер . Когда ось станка движется, темные метки перемещаются под оптическими энкодерами, последовательно активируя их. Если движение происходит, например, слева направо, сначала активируется энкодер A, а затем энкодер B. Таким образом, компьютер может знать, что шкала переместилась на 5 мкм вправо. И, если энкодер B активируется первым, а A делает то же самое, компьютер знает, что это было в другом направлении.
Коммерческие модели заключены в алюминиевую «коробку» с резиновой защитой на стороне, где скользит энкодер. Используется в основном там, где необходима защита от охлаждающей жидкости и стружки или где требуется разрешение 5 мкм (0,0002 дюйма) или лучше (плоскошлифовальные станки).
Вместо стекла используется печатная схема на линейке из нержавеющей стали для срабатывания по крайней мере двух микроэлектронных датчиков Холла . Разрешение ограничено 10 мкм (0,0005 дюйма), но экранирование от охлаждающей жидкости и летящей стружки не является обязательным. Эти весы очень устойчивы к повседневным загрязнениям и мусору в магазине. Электронные весы намного дешевле своих стеклянных аналогов.
Электронные весы выпускаются со встроенными дисплеями, поэтому их можно использовать автономно.
Шариковые весы производства Newall используют электромагнитное поле для отслеживания шарикоподшипников в трубке. Они продаются под торговыми марками Spherosyn и Microsyn. Они работают только с DRO Newall.
Магнитные весы используют встроенную магнитную полосу для отслеживания положения. Преимущества включают в себя защиту от охлаждающей жидкости и пыли. Уникальной особенностью магнитных весов является возможность пользователя обрезать или укорачивать их до нужной длины.
Эти модели используют рейку (зубчатую металлическую полосу), которая зацепляется с шестерней, которая вращает вращающийся энкодер. Заявленная точность 0,002 дюйма на фут, хотя пользователи часто сообщают, что это гораздо точнее, без измеримого отклонения на протяжении нескольких футов хода. Попадание мусора между шестерней и рейкой вызывает беспокойство.
Вертикальный пинольный DRO — это специализированная система DRO, состоящая из компьютера и электронных весов в одном небольшом оборудовании, обычно работающем от батареи. Он устанавливается на пиноли фрезерного станка (отсюда и его название). В этой части станка брызги охлаждающей жидкости, летящие стружки и случайные удары — повседневные события, поэтому это очень плохое место для стеклянных весов, используемых в обычных DRO. Он также обеспечивает оператору большой комфорт, поскольку находится прямо перед его глазами рядом с органами управления, которые регулируют станок, и не имеет никаких проводов, которые могли бы застрять в загроможденной области пиноли.
Очень распространенная установка — это обычный DRO со стеклянными шкалами на столе фрезерного станка и отдельный вертикальный DRO пиноли. Это дает разрешение 0,005 мм для положения стола и 0,01 мм для пиноли. Оба намного превосходят ожидаемую «точность процесса фрезерования 0,04 мм». [1]
Горизонтальный пиновый DRO очень похож на вертикальный вариант, за исключением того, что он предназначен для установки в горизонтальном положении. Единственное отличие — ориентация дисплея, а кнопки изменены, чтобы их было видно и ими можно было управлять в горизонтальном положении. Это устройство не предназначено для стандартного оборудования магазина и используется для исследований и калибровки другого измерительного оборудования.