量地记录第二框架构件14在X方向上的当前驱动位置和套管13在Z方向上的当前驱动位置。
[0126]在所示出的实施方式中，基座11包括具有花岗岩表面板的工作台，该工作台用于支撑待测量物体5，将在该工作台上确定测量点的空间坐标。
[0127]没有示出的是控制和处理单元，该控制和处理单元被设计成启动坐标测量机I的马达驱动器，以便使得探头15行进到测量点。该控制和处理单元包括处理器和存储器。特别地，该控制和处理单元被设计成至少根据三个驱动机构的第一、第二和第三驱动位置来确定物体5上的测量点的三个空间坐标。
[0128]为了进行手动操作，可以将控制单元连接至用户控制台。控制单元也可以完全自动地接近并测量待测量物体5的测量点。
[0129]因为通用类型的坐标测量机的设计以及不同的线性引导件和不同的线性测量仪器的设计对技术人员来说是公知的，所以必须理解可以对不同特征进行许多修改和组合。所有这些修改均在本发明的范围内。
[0130]因而，本发明可以普遍地与所有类型的坐标测量机一起使用，也就说可以与被设计为并联运动机器的CMM和具有线性或串联运动的CMM —起使用。举例来说，CMM可以被设计为桥式、L形桥式、水平臂式、悬臂式或龙门式机器，或者可以被设计为铰接臂。此外，本发明还涉及具有旋转轴线的坐标测量机，诸如具有铰接头的Scara型和德尔塔运动(并联运动)机器。
[0131]此外，根据本发明，探测单元16包括电磁致动器(参见图2)，该电磁致动器提供向探测单元16的探针元件(即，触针和/或探针顶端)可变地施加可变限定力。这种致动器可以例如以音圈的形式构建。
[0132]该致动器用来通过在探测单元和探针元件之间施加抵消力(counteractingforce)来抵消在探针元件处出现的力。当沿着轴线X、Y或Z中的任一个或围绕由铰接探头15限定的旋转轴线或任何其它机器轴线在测量容积中移动探头16或测探单元16时在探针元件处引起所述出现的力。因而，当探测单元16的运动路径已知时，可以通过对探针元件在进行这种运动时的行为进行计算和/或建模来测量或预测出现的力。探针元件的长度和质量是已知的，并且用于这种计算和/或建模的典型输入变量也是已知的。
[0133]可以在移动探测单元的任何具体时刻向系统施加规定的抵消力。因而，探针元件的阻尼和/或致动力是已知的(例如，基于当前测量的计算)，这导致对整个测量系统(包括CMM结构)的建模更精确。
[0134]抵消力使探针元件保持在规定参考区域内(例如，参照了工具中心点，TCP)，虽然(由探针元件的加速度、科式加速度和重力作用产生的)外力影响探针元件。由致动器产生的该抵消力抵消了该外力。
[0135]通过这样做，可以提供用于探针元件的连续偏移(致动)信号，其中偏移信号是利用测量系统的运动信息(但是探针元件偏转对运动信息没有贡献(可忽略))的主动导引信号(开环控制)方案。会这样受到影响的关键变量涉及探针元件(探针顶端)相对于参考点的位置，并且与现有技术相比，没有集中于测量物体5时施加的规定接触力。该偏移(致动)信号提供了向探针元件施加规定偏移(致动)力(与导引控制方案具有可比性)。
[0136]致动器被连接到CMM I的控制和处理单元。该控制和处理单元接收(或者甚至产生或提供)运动信息，该运动信息提供了关于探测单元的(将来)运动的信息。基于该运动信息，得出通过移动探测单元施加至探针元件的实际或预期出现的力和(惯性)力(例如，离心和/或重力作用)。
[0137]此外，在下一个步骤中，生成致动信号，使得在利用该致动器施加该信号时，通过该致动器引发具体反力并将该反力施加至探针元件。在到达具体运动点(针对该运动点计算控制信号)之前或时或位于预定运动点之前或时将致动信号传送至致动器，也就是说，当探测单元位于具体运动点(=沿着测量路径的点)时的情况下抵消探针单元处的预期或实际惯性力。
[0138]运动信息提供了在按照计划移动探测单元16时探针元件发生或将发生的移位的种类和幅度的信息。而且，该运动信息，特别是与描绘CMM I的机械和/或动态行为的模型一起，提供了关于在按照计划移动CMM I的情况下引起的振荡(振动)的信息。
[0139]因而，作为本发明的进一步方面，可以通过控制和处理单元提供作为致动信号的阻尼信号，该阻尼信号可以基于运动信息得出，该运动信息给出了关于CMM I处出现的动态作用(例如，振动/振荡)的信息，也就是说，关于CMMl或探测单元16的至少一个具体结构元件的信息。
[0140]通过向致动器施加阻尼信号，由致动器引起反振动力(例如，反振荡，即具有规定相移的振荡)，这会对探针元件处出现的动态作用产生阻尼作用。
[0141]因而，不仅通过本发明提供了用于(将来的)惯性力、科氏力或重力的偏移控制(补偿信号)，而且还能够实现对探针元件的振动进行主动和/或被动阻尼。这三个方案有助于利用相应的CMM I进行更精确测量，这是因为:一方面，所引发的抵消力是已知的(这使得能够对运动的CMM I进行更精确的建模)并且探针元件保持位于预先规定的信任区内(需要的计算补偿较少)，并且另一方面，振动影响对探针元件的影响(使探针元件移位)较小。
[0142]应理解的是，可以针对当前或将来的惯性力进行偏移控制(补偿信号)，或者可以对探针元件的振动进行主动或被动阻尼，或者执行至少两种这样方案的组合。
[0143]基于关于探测单元16的已知运动的信息来控制和引发主动或被动阻尼或偏移控制。换句话说，可以从已知运动路径计算探针元件处或该探针元件的(由惯性力、场力和/或动态作用引发的)期望力或位移，并且这种期望的位移通过可控制的致动器来主动地(主动地施加抵消力)和/或被动地(例如通过借助于电阻器进行阻尼而从系统提取能量)抵消，也就说通过在探测单元到达运动路径上的具体点(针对该具体点计算反力)之前或(最晚)在到达该具体点时施加规定的反力和/或可调节的阻尼特性来抵消。应该在时间或位置维度的意义上来理解到达具体运动点。而且，根据以上方案，即基于对探测单元的运动的获知，不仅可以抵消预期力，而且可以处理当前正在出现的力(这些力可以进行测量或基于模型得出)。
[0144]图2a示出了根据本发明的探测单元16，探测单元16可以是根据本发明的探测系统的一部分；该探测系统另外包括控制和处理单元。
[0145]探测单元16包括触针26，触针26在其下端具有探针顶端27。在本发明的意义上，触针26和/或探针顶端27 (组合地或独立地)代表探测单元16的探针元件。触针26被联接至弹簧25，以为触针26提供Z方向上的规定运动范围。此外，探测单元16包括感测单元28，感测单元28能够测量探针元件在至少一个方向上相对于探测单元16的位移。
[0146]此外，探测单元16包括致动器21，致动器21被联接至探针元件，因而提供了向探针元件施加规定的力。
[0147]如能够看到的，致动器21包括两个元件22、23，其中一个元件23被连接至探测单元的主体，另一个元件22被连接至探针元件。该致动器被设计成电驱动，也就是说，例如可通过施加规定电流和提供规定电阻来调节所引发的力的种类和幅度。
[0148]根据优选实施方式(如图所示)，该致动器被设计成音圈形式，该音圈具有作为第一部件的线圈元件22 (感应器)和作为第二部件的(例如，永)磁体元件23。
[0149]通过向线圈元件22施加规定电流，可向探针元件施加规定的偏移(导引控制)力。这允许以规定好的方式抵消外部引发的力(例如，由于加速度产生的力)，并且允许通过单独地连续调节电流而以连续方式不断补偿外部力。
[0150]从运动信息推导出关于将为合适补偿而施加的电流的获知，该运动信息描述了探测单元16被附接至CMM的探头并且通过CMM而运动时的预期运动。可以由此计算探针元件的对应运动或位移行为。可以基于该运动信息推导出惯性力和/或场力(加速度力、离心力、科氏力、弯曲力、重力作用等等)。基于关于探测单元运动的测量也可以推导出在探针元件处引发的力(像惯性力或场力)。
[0151]为了阻尼探针元件处出现的振动，将可控可变电阻器连接至致动器21。通过调节电阻器的电阻，可以阻尼(补偿)探针元件的具体振动或振荡。也可以基于所述运动信息推导出关于所出现的振动的信息。特别地，另外使用测量系统(CMM和/或探测单元)的模型来收集关于出现的振动的信息。
[0152]当前方案的一个优点是精确获知将由致动器引入到系统内的力，这允许对整个测量系统进行更精确的动态建模。
[0153]图2b示出了根据本发明的由探测单元16提供的致动器21的另选实施方式。这里，电磁主动可控元件22被附接在探测单元16的主体的一侧，其中(无源)电磁部件23被连接至探针元件。通过使用更大数量的相应部件，可以执行对所施加的力的更精确的调节，甚至能够产生更大的力。
[0154]图3示出了流程图，该流程图描绘了通过采用根据本发明的方法利用坐标测量机进行的测量过程。
[0155]在第一步骤31中，向测量系统提供用于利用坐标测量机测量物体的部分程序。这种部分程序可以包含关于物体的尺寸和/或位置信息，即物体的长度、高度、宽度和形状和/或在CMM的测量容积内物体的期望位置或取向。
[0156]而且，测量路径可以通过该部分程序来限定。测量路径提供了关于如何移动CMM的探测单元以测量具体物体(如果物体已经已知)的信息。通常，关于物体的形状以及关于所要求的测量物体的精度来修改这种路径。特别地，也给出用于移动和/或旋转(在铰接探头的情况下)探测单元的速度参数。
[0157]因而，该部分程序能够以自动方式测量感兴趣的物体。该探测单元被沿着测量路径引导(由步骤32描述)，其中在与物体保持接触的同时扫描多个测量点或者与探测单元的探针元件单独接触来测量多个测量点。
[0158]通过使用附接至探测单元的相应传感器并且感测探针元件的和/或探针元件处的运动和/或力来针对这些测量点中的每个点来确定接触力。可以确定期望的接触力，其中该系统可以被控制成使得在对物体进行接触时不会超过这种期望力。
[0159]当移动探测单元时，在探针元件的一侧引发惯性力和/或动态作用(例如振动)，这会导致对所得到的测量值产生负面影响的引发的力、位移误差或振动误差。为了减少或完全避免这种影响，采用了根据本发明的方法。
[0160]如步骤33所示，基于部分程序推导出关于探测单元的计划运动的信息，其中从关于该计划运动的信息可推导出通过移动探测单元而在探针元件上出现的影响(力、位移行为)。在扫描真实表面时这种计划运动可能发生修改。
[0161]这种影响可以基于所使用的探测单元的已知参数(例如，触针的长度和尺寸、触针和/或探针顶端的质量)进行计算，特别是基于模型(模型描述了坐标测量机和/或探测单元的动态行为)来进行计算。另外，可以基于关于探测单元特性和探测单元的预期运动的获知来计算在探针元件处产生的预期加速度力。而且，加速度力可以通过所附接的提供关于当前发生的振荡的信息的加速度计来测量。
[0162]因此，步骤33提供了关于预期影响和所得到的出现力作用(位移行为，例如，惯性力，重力作用和/或位移)的信息，也就是说，提供了关于在探测单元按照计划移动时在探针元件处出现的主要依赖于运动参数的影响。这种信息可以针对具体运动点，即沿着测量路径的相应点，精确提供相应的影响。
[0163]此外或者另选地，步骤33可以提供关于在探针元件处引起的实际振荡的信息。这种振荡作用也可以基于相应的动态模型和/或观测仪(卡尔曼估计器)来计算，并且/或者可以基于实际振荡的直接测量而推导出(例如，在探测单元处使用加速度