于外部冲击(惯性或场力)而由所述致动器的引起的致动产生的电流，一般地说，所述致动器处的电流由可在所述致动器直接测量的电流表示。通过这样做，提供对所述系统引起的力进行直接且精确的测量，其中这样精确信息可以能够对探测单元中的动力学更精确建模。而且，基于致动信号和实际出现的反力的比较，可以对所述致动信号提供修改，以便精确地实现所要求的反力。
[0042]因此，通过确定所述致动器处的电流，并且精确地获知如此引起的力以及附加地获知所述探针元件(触针)的弹簧特性，可以推导出所述探针元件处的总力。
[0043]这些构思涉及扫描探针，也涉及任何其他类型的接触探针，例如具有用于接触待测量物体的探针元件的接触触发式探针。
[0044]作用在机器上的探针元件的合力优选是接触力(物体和探针元件之间的力)、惯性力(包括加速度力、离心力和/或科氏力)、场力(例如，重力、由于静电场或磁场引起的力)、致动(位移)力和/或阻尼力的组合。可以相对容易地对接触和惯性作用进行建模或计算，而施加至探针元件的阻尼力一一根据现有技术一一一般来说还没有以所需精度水平获知。
[0045]在该新方案内，对所施加的精确抵消力(阻尼和/或致动力)的获知提供了更高精度，因为由于接触力和探针惯性引起的机器的其余部分(也就是说，除了探测单元及其探针元件以外)的偏转都被其它装置和(动态)模型考虑在内。另外，通过测量在所述致动器处当前施加的电流能够提供对抵消力的更精确确定。
[0046]为了以更高速度和动力学驱动坐标测量机，并且维持较低接触力，本发明的构思提供了保持接触力较低和/或探针从理想位置的偏转较低，但是能够以高速驱动。
[0047]实施致动器的小型或紧凑音圈的使用允许施加特定且取决于任务的反力(阻尼作用)，其中这些力通过测量和/或计算总是已知的，并且还能够被建模。
[0048]此外，振动或振荡的可变阻尼允许以更有效的方式将偏转保持在一定限度内，以避免机器轴之间的交叉耦合。
[0049]本发明的主要优点是避免或减少了探测单元或探头内的任何附加阻尼流体，这种附加阻尼流体将不利地影响对所施加的力的获知和精确探测力的精确提取。
[0050]因此，通过使用本发明，可以提供小型、紧凑且轻质的探测单元，其中该探测单元包括“弱”挠曲(以提供小的接触力)，并且其中可以通过小的致动器例如通过音圈来补偿和/或阻尼探针元件处的动态力。通过这样替换已知的阻尼流体和这样对惯性(包括加速度、离心力和/或重力)力进行补偿，能够维持所述探针元件的低刚度，因此实现了对待测量零件的冲击较低，同时能够进行高动态运动。
[0051]结果，能够确定并相应地补偿探头和机器上的精确力冲击。接触力不必保持恒定(与现有技术方案相比)。
[0052]换句话说，通常关于本发明，对允许注入和/或提取能量的可控元件(致动器，例如音圈)的创造性使用提供了在探针元件和探头之间产生主动可变的反力和/或被动可变阻尼力。这种元件用来产生抵消作用在探针元件和探头之间的惯性力(例如，加速度、离心力、科氏力和/或重力)的力，并且用来提供探针元件和探头之间的专用任务阻尼。在探测或扫描过程期间可以以自适应的以及电子的方式修改具体的阻尼和反作用特性。这些特征可以根据测量过程的实际状态(例如，关于速度、加速度、触针长度、触针取向、重力作用等等)来设定或调整。因而，阻尼力变得可预测。
[0053]为了计算CMM上的总的力冲击，考虑接触力、惯性力、致动力和阻尼力，并且以高频进行计算。结果，从低频到高频机器上的力冲击都是清楚的。
[0054]根据本发明的实施方式，所述运动信息提供了关于在所述探针元件处由于移动所述探测单元引起的(由于探测单元的加速度引起的)预期惯性力特别是加速度、离心力或科氏力和/或预期场力特别是重力的信息，其中所述预期惯性力影响所述探针元件特别是探针顶端处相对于所述探测单元的具体位移力。此外，所述致动信号被确定成使得可由所述致动器施加的合成反力相对应地抵消所述预期惯性力，并且所述致动信号(例如，作为偏移信号)被提供给所述致动器，使得对所述探针元件处的所述具体位移力进行补偿。
[0055]上述方案提供了减少或避免所述探针元件的(将来的)预期位移，如果不进行抵消，该探针元件将发生这些预期位移。通过施加具体确定的控制信号(即，与预期惯性作用对应，该预期惯性作用将导致探针顶端发生位移)，抵消和避免或减少了这些有害的位移。计算可能位移所依据的主要变量是描述所述探测单元特别地在CMM的坐标系统内的将来或当前运动的运动参数。
[0056]根据本发明的进一步实施方式，所述运动信息提供关于在所述探针元件处由于移动所述探测单元引起的动态作用特别是振荡的信息。所述致动信号基于所述运动信息或(所述探针元件的)所述力参数而被确定并提供给所述致动器，使得特别地通过考虑所述坐标测量机和/或所述探测单元的结构设计特别地通过使用动态模型而对所述动态作用进行消除或阻尼。
[0057]通过这样做，通过所述致动器向所述探针元件施加阻尼，其中该阻尼作用对应于以相反方式确定的振动作用。在这种情况下，所述控制信号可以被实施为所述致动器的驱动电路的可变电阻。因而，减少和阻尼了原始(即，在没有施加任何阻尼的情况下)发生的振动，这提供了(位置)更稳定的探针元件，并且防止了这种振动作用与CMM的其他结构部件发生交叉耦合。
[0058]特别地，可以基于所述运动信息以规定的采样频率连续地修改所述致动信号，使得关于所述动态作用的幅度(例如，探针顶端的振荡的幅度)得以减小，从而使减少的幅度保持低于预定阈值，特别地其中关于所述动态作用的振荡频率对应于控制频率或采样频率的倍数。
[0059]可以针对所述探针元件处的预期或测量的振荡来调节所述致动器的抵消致动力，使得在振荡的具体时刻通过相反力方向引起真实的相反作用。
[0060]由所述致动器施加的抵消振荡可以包括与所述探针元件的振荡频率或所述探针元件的振荡频率的倍数或一部分对应的频率。特别地，针对所述探针元件的振荡以规定相移施加该振荡。
[0061]所述探针元件的抵消振荡的方案优选涉及当前引起的力(与预期引起的力相比)以及对这种当前影响的补偿。
[0062]在本发明的情况下，所述致动信号可以根据用于具体运动点(特别是用于连续运动点)的运动信息而连续地实现，从而针对所述具体运动点的引起的力或预期位移向所述探针元件施加相应的反力。这提供了在整个测量过程期间连续地并且适应运动路径地施加具体的反力。
[0063]因而，提供了振动的实时主动阻尼和/或惯性(例如，加速度、科氏加速度和/或重力)的主动补偿，并且能够对期望测量点进行更精确测量和/或对整个CMM的静态和动态作用进行建模。
[0064]根据本发明的实施方式，基于所述运动信息针对所述至少一个具体运动点通过所述探针元件的至少一个具体预期位移或所述探针元件处引起的力(例如，场力或惯性力)来推导出所述力参数。另选地或附加地，通过使用查找表确定所述探针元件的至少一个具体预期位移或测量的位移(速度)或在该探针元件处引起的力来确定所述力参数，所述查找表提供了所述探测单元的预期运动和/或测量运动与所引发的力之间的相关性。
[0065]在本发明的情况下，所述运动信息可以提供关于所述探测单元的预期运动的关系。这种预期运动可以是基于描述测量装置、所述探测单元和/或所述探针元件在运动时的行为(例如，振动)的动态模型而推导出。例如，可以对自然频率和它们的激励进行建模和计算。当然，基于模型的计算也可以提供关于当前(与预期的相比)运动状态的信息。除了基于模型的关于所述运动信息的计算之外或作为该计算的替换方案，可以提供对机器特性的测量，其中该测量给出了关于当前运动参数(例如，运动速度、方向和/或加速度)特别是关于相应参数的改变的信息。可以设置加速度和/或陀螺仪传感器来提供这样的测量。此外，所述运动信息可以包含关于所述探测单元的计划运动(即计划运动路径)的信息，其中该信息可以基于已知的部分程序来确定。因此，可以通过计划轨迹提供关于当前和预期运动参数以及引起的力的信息。
[0066]现在参照位移的发生以及针对具体方向和方向相关分量施加反力，通常将理解的是，在本发明的情况下，基于所述运动信息，能够计算多个位移作用和相关冲击方向，并且针对至少一个具体冲击幅度和方向确定将要施加的具体抵消作用。这种一个或多个冲击方向(可以据此施加补偿)取决于致动器的设计和布置以及致动器的致动方向。
[0067]换句话说，发生的位移可以包括对应于CMM的X轴的第一作用方向和对应于CMM的Y轴的第二作用方向。所述致动器可以被布置成使得能够在X方向上施加致动力。所述致动信号被确定成使得在将其施加至所述致动器时，施加在X方向(与X轴平行)上的反力，该反力特别地关于其幅度和时间行为与第一作用方向(X轴)上的对应位移分量相对应。
[0068]因而，根据本发明，影响所述探针元件的所引发的力的关于第一方向的第一分量由于通过设定所述致动信号而在致动方向上施加规定反力而得以补偿，所述第一方向至少基本平行于所述致动方向。
[0069]根据本发明的【具体实施方式】，推导出关于运动的所述探针元件的加速度值和/或速度值，特别是所发生的加速度的幅度和方向，并且基于所述加速度值和/或所述速度值设置所述致动信号。这种加速度或速度信息给出了关于在具体运动参数上预期的惯性作用、科氏作用和/或重力作用的进一步信息。
[0070]如以上已经提及的，提供了对所述探测单元的运动冲击的补偿，从而使得所述探针元件保留在规定探针带内。换句话说，基于所述运动信息设置所述致动信号，使得针对规定设定点(特别是工具中心点)来补偿由于移动所述探测单元引起的所述探针元件的预期位移(以及由此引起的惯性作用)，其中探针顶端保持位于所述设定点周围的规定公差带内。
[0071]关于所述探测单元(特别是所述探针元件)的运动的信息可以由如下各项给出或基于如下各项给出:
[0072].提供测量路径的部分程序，所述探测单元将沿着该测量路径运动；和/或
[0073].给定运动轨迹；和/或
[0074].位于所述坐标测量机处的编码单元(特别地由加速度计和/或探测偏转测量装置和/或标尺检测单元表示)，该编码单元提供机器部件的运动信息，特别是位置和/或速度和/或加速度；和/或
[0075].表示所述坐标测量机和/或所述探测单元的结构设计和机械行为的模型。
[0076]特别地，通过使用该模型，能够考虑到并通过施加规定致动力来补偿系统中的振荡或振动，这些振荡或振动是在移动CMM的部件时激发的，并且被转移或引发至所述探测单元或其探针元件处。
[0077]根据另一个方面，所述运动信息提供用于预期运动的相应运动点(S卩，用于沿着运动路径的许多点)的关于位置、运动速度、所发生的加速度、惯性力、振动作用和/或预期接触力的信息。
[0078]本发明还涉及一种用于坐标测量机的探测系统。该探测系统包括:探测单元，该探测单元具有:探针元件；和致动器，该致动器以如下方式布置和布置:能以可变方式关于至少至少一个致动方向向所述探针元件施加力，该力取决于所施加的致动信号。该系统进一步包括控制和处理单元，该控制和处理单元用于:控制所述探测单元沿着具有许多运动点的规定运动路径的运动；并且提供用于所述致动器的致动信号。
[0079]根据本发明，所述控制和处理单元适合于接收关于所述探测单元的预期运动和/或测量运动的运动信息，该运动信息提供关于由于所述探测单元的运动而影响所述探针元件的引起的力的信息。(通过所述控制和处理单元)基于所述运动信息推导出用于至少一个具体运动点的力参数。特别地，可通过所述控制和处理单元基