デジタルリードアウト（DRO）は、通常、キーボードと何らかの数値表示手段が組み込まれた数値表示装置です。内蔵コンピュータは、機械軸を追跡するために設置されたリニアエンコーダ、または（それほど一般的ではありませんが）ロータリーエンコーダによって生成された信号を読み取り、これらの測定値を用いてワークピースの位置（フライス盤など）または工具の位置（旋盤、グラインダーなど）を空間的に追跡し、機械オペレータに表示します。
機械工場用語では、完全なデジタル読み出しシステム（コンピュータ、軸位置エンコーダ、数値ディスプレイで構成）はDRO（ディジタル・リード・アウト）の略称で呼ばれます。このようなシステムは、今日の工場の機械、特に金属加工用の機械（旋盤、円筒研削盤、フライス盤、平面研削盤、中ぐり盤、その他の工作機械）に広く搭載されており、オペレーターの作業速度と精度向上に貢献しています。DROの使用は手動操作の機械に限定されません。CNC工作機械は通常、手動操作に切り替えることができ、その場合、制御パネル上でDROの形態がシミュレートされます。
表示装置（コンピュータ）
複数の7セグメントディスプレイ、または高価なモデルでは液晶画面が、各機械軸の位置を表示します。X軸、Y軸、Z軸を含む3軸システムはフライス盤では一般的ですが、U軸とW軸を加えたシステムは、高度な5軸垂直マシニングセンターで使用されます。旋盤や円筒研削盤では通常、X軸とZ軸のみが使用されますが、平面研削盤ではZ軸のみを使用する場合があります
DROの一般的な標準関数
DROは多くの機能を備えており、一般的な演算処理が可能です。以下のリストは、デジタル表示機器メーカーの製品のユーザーマニュアルから抜粋したものです。
- インペリアル（インチ）とメートル法の相互変換。
- 「1/2」関数: 軸の値を 2 で割り、ワークピースの中心を見つけるために使用されます。
- プリセット寸法: 軸の値を直接入力して、測定値と一致させることができます。
- 絶対モードまたは増分モード: 設計図に指定されたフィーチャの位置は、次の 2 つの方法のいずれかで指定されます。
- 絶対: 座標はパーツの絶対ゼロ (通常はコーナーの 1 つまたは中心) を基準とします。
- 相対的: 座標は他のフィーチャ (通常は最後に加工されたフィーチャ) を参照することを意味します。
- ボルト穴:回転テーブルを使用せずに円弧に沿って複数の穴を掘削または穿孔します。
- 傾斜: 傾斜または対角線を横切るカットまたは一連の穴を計算します。
- メモリ: 数百または数千のポイントを保存します。
- 電卓:科学電卓が付属していることが多いです。
リニアエンコーダ
すべてのエンコーダには、可動部（テーブル、キャリッジ、ニー、またはクイル）に取り付けられるスケールと、可動部以外の部分に取り付けられるリーダーがあります。いずれも衝撃による損傷を受けやすいため、金属製のシールドで保護する必要があります
ガラススケール
定規の目盛りのように均一に刻まれた高品質のガラスの細片で作られていますが、その間隔は非常に小さいです（通常は5μm間隔ですが、旋盤のクロススライドの場合は1μmなど、場合によってはより小さくなります）。2つの光学センサー（フォトトランジスタまたはフォトダイオード）が非常に近い位置に配置され、リニアインクリメンタルエンコーダを構成します。機械の軸が動くと、暗いマークが光学エンコーダの下を移動し、エンコーダを順番にトリガーします。たとえば、左から右への動きの場合、エンコーダAが最初にトリガーされ、次にエンコーダBがトリガーされます。そのため、コンピューターはスケールが5μm右に移動したことを認識できます。また、エンコーダBが最初にトリガーされ、それに続いてエンコーダAがトリガーされた場合、コンピューターはスケールが反対方向に移動したことを認識します
市販モデルは、エンコーダがスライドする側面にゴム製の保護材が付いたアルミ製の「ボックス」に収められています。主に、クーラントや切粉からの保護が必要な場合、または5μm（0.0002インチ）以上の分解能が求められる場合（表面研削盤など）に使用されます。
電子秤
ガラスの代わりに、ステンレス鋼の定規にプリント回路が使用され、少なくとも2つのマイクロエレクトロニクス・ホール効果センサーが作動します。分解能は10μm（0.0005インチ）に制限されていますが、冷却剤や飛散する切粉からのシールドは必須ではありません。これらの秤は、日常的な作業場の汚染物質や破片に対して非常に耐性があります。電子秤はガラス製の秤よりもはるかに安価です
電子秤にはディスプレイが内蔵されており、独立して使用できます。
ボールスケール
ニューオール社製のボールスケールは、電磁場を利用してチューブ内のボールベアリングを追跡します。SpherosynおよびMicrosynという商標で販売されています。ニューオール社製DROでのみ使用できます
磁気スケール
磁気スケールは、埋め込まれた磁気テープを使用して位置を追跡します。冷却性と防塵性などの利点があります。磁気スケールのユニークな点は、ユーザーが必要な長さに切断または短縮できることです
ラックとギアスケール
これらのモデルは、ラック（歯付き金属片）とギアが噛み合い、ロータリーエンコーダを回転させます。1フィートあたり0.002インチの精度を謳っていますが、ユーザーからは実際にはそれよりもはるかに高精度で、数フィートの移動でも測定可能な偏差はないと頻繁に報告されています。ギアとラックの間にゴミが入り込むことが懸念されます。
クイルDRO
垂直クイルDRO
垂直クイルDROは、コンピュータと電子スケールを1つの小型機器に統合した特殊なDROシステムで、通常はバッテリー駆動です。フライス盤のクイルに設置されます（そのため、この名称が付けられています）。この部分では、クーラントの飛散、飛散した切粉、そして偶発的な衝撃が日常的に発生するため、従来のDROで使用されるガラススケールを設置するには適していません。また、機械を調整する操作部のすぐ隣、目の前に設置されるため、作業者の快適性も向上します。また、乱雑なクイル部分に配線が絡まる心配もありません。
非常に一般的な構成は、フライス盤のテーブル上にガラススケール付きの通常のDROと、別途垂直クイルDROを設置することです。これにより、テーブル位置の分解能は0.005mm、クイルの分解能は0.01mmとなります。どちらも、期待される「フライス加工工程の精度0.04mm」をはるかに上回ります。[1]
水平クイルDRO
水平クイルDROは垂直型とほぼ同じですが、水平方向に設置するように設計されています。唯一の違いはディスプレイの向きとボタンが水平方向から確認・操作できるように変更されていることです。この装置は標準的な作業場の機器用ではなく、他の測定機器の研究および校正に使用されます
参考文献
- ^ OBERG他著、『機械ハンドブック』第26版、Industrial Press、ニューヨーク、2000年、630ページ
