计)。
[0164]通过获知在按照计划移动探测单元时对探针元件的预期和/或当前影响并因此获知例如探针元件处出现的力，能够推导出相应的致动信号，该致动信号提供了对探测单元的致动器的适当控制，以便主动地向探针元件施加力和/或主动地阻尼探针元件的振动(步骤34) ο
[0165]可以提供用于提供相应偏移反力的确定偏移信号来抵消惯性力，和/或可以提供用于提供主动反振荡或被动阻尼的确定振荡信号以抵消出现的振动。这些信号可以由公共控制信号来表示。
[0166]至少针对一个具体测量点(相应的运动信息对该测量点是可得到的)确定该致动信号，也就是说，针对(至少)一个具体测量(运动)点推导出通过移动探测单元而出现的影响，并且确定与该具体测量点相关的致动信号。推导出致动信号，以使得当将该信号施加至致动器时，由该致动器提供了相应的反力，从而抵消该点处的(预期和/或当前的)运动影响(例如，惯性力或振动)。
[0167]如上所述，该致动信号特别地针对用于探针元件的偏移控制或探针元件的阻尼以规定的可变方式驱动致动器。
[0168]根据致动器的设计和布置，可以利用至少一个规定致动方向而引发将由致动器施加的反力。应该理解的是，在本发明的情况下，致动信号被设置成使得抵消预期位移行为的至少一个具体方向分量，其中该方向分量对应于致动器的至少一个致动方向。
[0169]用于测量路径的具体运动点的确定致动信号被供应至致动器或用于控制该致动器的相应电路(步骤35)，其中致动器的控制暂时适应于探测单元的运动。这意味着根据相对于具体运动点的位置来控制致动器，也就是说，当到达具体运动点时或位于具体运动点时(当探测单元的位置与运动点或运动点周围的规定公差带对应时)，致动器具体引发规定反力，针对该规定反力预先确定对应位移。
[0170]通过这样做，可以针对任何具体运动点执行对预期和当前引发的力的单独可变的良好控制补偿(抵消)，由此通过减少或避免在探针元件处由于这些影响(位移行为)出现的作用而提供惯性力或振动的连续补偿。
[0171]由于向致动器施加了致动信号，因此在系统中特别是在探针元件中引发了校正力，该校正力提供了在测量时间的任何具体时刻更可靠且精确地确定特别是探针顶端的位置(36)。一方面，探针顶端的位置是从CMM的结构元件的相关位置(例如，来自相应的位置编码器)和从探头(特别是作为铰接探头构件的探头)的具体排列(取向)推导出的，并且另一方面，探针顶端的位置是从精确地获知探测单元处引发的力和通过移动探测单元而带来的影响推导出的。
[0172]将信息放置在一起使得可以以相对较高的精度和可靠性确定物体处的测量点的位置(由步骤37表示)，因为考虑并且主动(调节)抵消了预期或当前的惯性力和振动作用。
[0173]尽管以上部分地参照一些【具体实施方式】例示了本发明，但是必须理解的是，可以对实施方式的不同特征进行各种修改和组合，并且这些不同特征可以与现有技术中已知的阻尼和前馈原理和/或坐标测量机组合。
【主权项】
1.一种用于补偿探测单元(16)的探针元件处的力的方法，所述探测单元(16)被附接至坐标测量机(I)并且通过所述坐标测量机(I)而沿着具有许多运动点的规定运动路径运动，以接近物体(5)处的测量点， 其中所述探测单元(16)包括致动器(21)，该致动器(21)以能以可变的规定方式关于至少一个致动方向向所述探针元件施加反力的方式布置和设计，该反力取决于所施加的致动信号， 其特征在于， ?接收关于所述探测单元(16)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(16)的运动而影响所述探针元件的力的信息； ?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； ?基于所推导出的力参数确定用于所述至少一个具体运动点的所述致动信号，该致动信号提供了针对在所述至少一个具体运动点处影响所述探针元件的所述力由所述致动器(21)向所述探针元件施加规定反力。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，测量所述致动器处的电流，并且基于该电流推导出实际反力的大小，特别地其中: ?所施加的电流取决于所述致动信号；和/或 ?基于所测量的电流实现所述致动信号。3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于， ?所述运动信息提供了关于预期场力和/或在所述探针元件处由于移动所述探测单元(16)引起的预期惯性力的信息，所述预期惯性力特别是加速度力、离心力或科氏力，所述预期场力特别是重力、静电力或磁力，其中所述预期惯性力和/或所述预期场力影响所述探针元件处特别是探针顶端处相对于所述探测单元(16)的具体位移力； ?所述致动信号被确定成使得能由所述致动器(21)施加的合成反力相对应地抵消所述预期惯性力和/或所述预期场力；并且 ?所述致动信号被提供给所述致动器(21)，使得所述探针元件处的所述具体位移力被补偿，特别是其中所述致动信号作为偏移信号提供。4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于， ?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(16)引起的动态作用的信息，所述动态作用特别是振荡；并且 ?基于所述运动信息或所述力参数确定所述致动信号并将所述致动信号提供给所述致动器(21)，使得特别是通过考虑所述坐标测量机(I)和/或所述探测单元(16)的结构设计而对所述动态作用进行阻尼，特别是通过使用所述坐标测量机(I)和/或所述探测单元(16)的动态模型而对所述动态作用进行阻尼。5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其特征在于，所述力参数是通过如下方式推导出的: ?基于所述运动信息针对所述至少一个具体运动点计算所述探针元件的至少一个具体预期位移或计算影响该探针元件的力；和/或 ?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位移或确定影响该探针元件的力，所述查找表提供了所述探测单元(16)的预期运动和/或测量运动与所引发的力之间的相关性。6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其特征在于， ?在所述探测单元到达所述具体运动点之前，特别是在所述探测单元恰好到达所述至少一个具体运动点之前所述运动信息提供关于所述探测单元的预期运动的信息的情况下；和/或 ?在所述探测单元到达所述至少一个具体运动点时或之后所述运动信息提供关于所述探测单元的测量运动的信息的情况下， 将所述致动信号提供给所述致动器(21)。7.根据权利要求1至6中任一项所述的方法，其特征在于， 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。8.根据权利要求1至7中任一项所述的方法，其特征在于， ?推导出关于运动的所述探针元件的加速度值和/或速度值，特别是所出现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。9.根据权利要求1至8中任一项所述的方法，其特征在于， ?针对具体运动点，特别是连续的运动点，根据所述运动信息连续地实现所述致动信号，使得能向所述探针元件施加关于所述具体运动点的所引发的力的相应反力；并且/或者 ?基于所述运动信息设置所述致动信号，使得参照规定设定点，特别是工具中心点，补偿由于移动所述探测单元而引起的所述探针元件的预期位移，其中探针顶端保持在设定点周围的规定公差带内。10.根据权利要求1至9中任一项所述的方法，其特征在于， 所述运动信息基于: ?提供测量路径的部分程序，所述探测单元(16)将沿着该测量路径运动；和/或 ?给定运动轨迹；和/或 ?位于所述坐标测量机(I)处的编码单元，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 ?表示所述坐标测量机(I)和/或所述探测单元(16)的结构设计和机械行为的模型； 并且/或者 所述运动信息提供用于预期运动的运动点的关于位置、运动速度、所出现的加速度、惯性力和/或接触力的信息。11.一种用于坐标测量机(I)的探测系统，该探测系统包括: ?探测单元(16)，该探测单元(16)具有: □探针元件；和 □致动器(21)，该致动器(21)以能以可变方式关于至少一个致动方向向所述探针元件施加力的方式布置和设计，该力取决于所施加的致动信号， ?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(16)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(21)的所述致动信号， 其特征在于， 所述控制和处理单元适合于: ?接收关于所述探测单元(16)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(16)的运动而影响所述探针元件的力的信息； ?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；并且?基于所述力参数确定用于所述至少一个具体运动点的所述致动信号，该致动信号提供了针对影响所述探针元件的力在所述具体运动点处由所述致动器(21)向所述探针元件施加规定反力， 特别地其中: ?特别地在沿着所述运动路径运动时所述探测单元到达具体运动点之前，将所述致动信号提供给所述致动器(21)，特别地用于预先抵消预期位移；和/或 ?所述控制和处理单元适合于执行根据权利要求1至10中任一项所述的方法。12.根据权利要求11所述的探测系统，其特征在于，所述致动器(21)被实施为电磁致动器，特别地被实施为音圈，和/或所述致动器(21)被实施为气动或液压致动器。13.根据权利要求11或12所述的探测系统，其特征在于，所述探测系统包括连接至所述致动器(12)的阻抗元件，所述阻抗元件提供: ?调节能由所述致动器(21)施加的偏移信号，特别是偏移反力；和/或 ?调节对在所述探针元件处出现的动态作用的阻尼， 其中 ?偏移能通过调节所述阻抗元件的电流来设定；和/或 ?对所述动态作用的阻尼能通过调节所述阻抗元件的电阻来调节， 特别地其中所述控制信号由所述电流和/或所述电阻表示。14.一种坐标测量机⑴，该坐标测量机⑴包括: ?根据权利要求11至13中任一项所述的探测系统； ?基座(11); ?机器结构，该机器结构具有将所述探测单元(16)连接至所述基座(11)的结构部件(12，13，14，15);以及 ?至少一个驱动机构，该至少一个驱动机构用于提供所述探测单元(16)相对于所述基座(11)的可动性。15.一种计算机程序产品，该计算机程序产品具有计算机可执行指令，特别地当在根据权利要求11至14中任一项权利要求所述的探测系统的控制和处理单元上运行时，所述计算机可执行指令用于执行并分别控制权利要求1至10中的任一项权利要求的方法。
【专利摘要】本发明涉及坐标测量机、探测系统以及补偿探针元件处的力的方法。探测单元(16)包括致动器(21)，致动器(21)以如下方式布置和设计：能以可变的规定方式关于至少一个致动方向向探针元件施加反力，该反力取决于所施加的致动信号。接收关于探测单元(16)的预期运动的运动信息，该运动信息提供关于由于探测单元(16)的运动而出现的所引发的力所述探针元件相对于探测单元的预期位移行为的信息。基于运动信息针对至少一个具体运动点推导出探针元件的至少一个具体预期位移行为，并且基于该至少一个具体预期位移行为针对至少一个具体运动点确定致动信号，致动信号提供了针对具体运动点处的预期位移行为而由致动器(21)向探针元件施加规定反力。
【IPC分类】G01B21/04
【公开号】CN105716559
【申请号】CN201510954285
【发明人】C·艾斯利, 伯恩哈德·施普伦格
【申请人】赫克斯冈技术中心
【公开日】2016年6月29日
【申请日】2015年12月17日
【公告号】EP3034991A1, US20160178362