專利名稱：用于測量坐標(biāo)測量裝置上的工件的坐標(biāo)的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于測量坐標(biāo)測量裝置上的工件的坐標(biāo)的方法，所述坐標(biāo)測量裝置具有探頭，所述探頭包括探測單元和分配給探測單元的探測傳感器，并且在工件與探測單元接觸時，探測傳感器產(chǎn)生探測信號，通過該探測信號確定了表示探頭在接觸工件時的位置的刻度值，其中探頭還包括加速度傳感器，其在探頭加速時產(chǎn)生加速度信號，探測信號和加速度信號饋送至控制及評估單元用于評估。本發(fā)明還涉及一種用于測量工件的相應(yīng)的坐標(biāo)測量裝置。
背景技術(shù)：
該方法根據(jù)出版物WO 2009/112819A2已知，并且被用來避免所稱的誤接觸(erroneous contact)。在檢驗出版物WO 2009/112819A2中的具體方案之前,首先描述該誤接觸的背景知識。由此，在以往，該坐標(biāo)測量裝置通常僅具有一個例如采用壓電傳感器或應(yīng) 變計形式的探測傳感器，其探測信號被評估以確定接觸時間點(diǎn)，且由此確定相關(guān)的刻度值。這里，在測量操作期間，探測單元可以在與工件接觸時被探頭的加速度強(qiáng)烈地加速，使得探測傳感器由此產(chǎn)生探測信號，基于該探測信號假設(shè)發(fā)生接觸。探頭的加速度能夠激發(fā)該誤接觸，例如由于坐標(biāo)測量裝置的振動、由于坐標(biāo)測量裝置的線性軸向驅(qū)動器的加速度、由于旋轉(zhuǎn)式回轉(zhuǎn)接頭的旋轉(zhuǎn)軸向驅(qū)動器的加速度、由于結(jié)構(gòu)噪聲或由于空中噪聲可引起探頭的加速。即使坐標(biāo)測量裝置的引起不光滑行進(jìn)的弱線性軸向驅(qū)動器也會導(dǎo)致該誤接觸。為抑制該誤接觸，在過去已經(jīng)提供有不同的觸發(fā)條件，一般必須累計滿足這些觸發(fā)條件使得有效接觸得以發(fā)生。除探測信號超出觸發(fā)閾值之外，通過示例，已經(jīng)增加了關(guān)于探測信號是否超出觸發(fā)閾值達(dá)到預(yù)定持續(xù)時間的檢測的形式的補(bǔ)充觸發(fā)條件。但是，在相對持久的加速的情況中，這同樣會導(dǎo)致誤接觸。我們的美國專利US 5，862，604、US 5，526，576和US 5，425，180示出了不僅僅探測信號被用來觸發(fā)接觸以激發(fā)接觸的情況中的評估電路。相反，探測單元另外還被進(jìn)一步可偏轉(zhuǎn)地支撐在探頭上，設(shè)置開關(guān)元件以在偏轉(zhuǎn)時輸出開關(guān)信號。在此，作為用于有效接觸的觸發(fā)條件所需的是，探測信號超過觸發(fā)閾值從而輸出開關(guān)信號，使得在預(yù)定時段內(nèi)完成超出觸發(fā)閾值以及開關(guān)信號的輸出。盡管提出了這些觸發(fā)條件，但在探頭加速時，在此仍能夠發(fā)生誤接觸。當(dāng)由于探頭的加速，探測信號超出觸發(fā)閾值且之后確實即刻發(fā)生了接觸并且也由此輸出了開關(guān)信號時，即為該情況。由于基于探測信號讀出了刻度值，由此確定的接觸時間點(diǎn)則部分地且清楚地比實際接觸時間點(diǎn)提前，并且這導(dǎo)致有缺陷的測量值。為避免由于加速引起的該誤接觸，文獻(xiàn)WO 2009/112819A2提出了一種方法，其中在工件與探測單元接觸時，除探測傳感器輸出適當(dāng)?shù)奶綔y信號之外，在探頭中還設(shè)置有加速度傳感器，其在提供基于探頭的加速的加速度信號。為避免誤接觸，在加速度傳感器供給加速度信號的情況下，更改刻度值所基于的觸發(fā)條件，刻度值表示探頭所依附的位置。具體地，提高探測信號必須超出的預(yù)定閾值的水平，將探測信號必須超出閾值的過程的持續(xù)時間延長預(yù)定時間。由于增大了要被超出的閾值，并且由于在開始接收刻度值之前將必須超出閾值的過程中延伸了預(yù)定時間，探頭被“降低敏感性”，并且因此觸發(fā)器限定的接觸時間點(diǎn)甚至進(jìn)一步偏離實際的接觸時間點(diǎn)。另外，由于這一點(diǎn)，使得檢測到接觸的條件作為加速度的函數(shù)而變化。由此，接觸變得不精確。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的任務(wù)在于提供一種用于具有起始所述類型的坐標(biāo)測量的方法，其中防止了誤接觸而不用改變檢測到接觸的條件，并且在于提出了相應(yīng)的實施適當(dāng)方法的坐標(biāo)測量裝置。該任務(wù)通過具有獨(dú)立權(quán)利要求I的特征的方法并且通過具有獨(dú)立權(quán)利要求12的特征的坐標(biāo)測量裝置加以實現(xiàn)。在此應(yīng)看出，創(chuàng)造性方案的具體特征在于通過將探測信號和加速度信號彼此相減來確定評估信號，從而控制及評估單元確定所述刻度值，由此該評估信號被用來確定表示探頭在接觸工件時的位置的刻度值。這使得可以至少在較大程度上從探測信號中消除由 于加速度引起的那些成分。由于探測傳感器的探測信號不僅由實際接觸而且由探頭的加速度引起，則相減的結(jié)果是具有非常小幅值的信號。探測信號和加速度信號的相減可在時域中進(jìn)行，或另外在變換域中進(jìn)行，諸如在頻域中進(jìn)行。探測信號和加速度信號的相減能夠在控制及評估單元中以時域由模擬減法放大器特別容易地進(jìn)行，模擬減法放大器將探測傳感器的模擬探測信號與加速度信號的模擬加速度信號彼此相減。減法放大器是運(yùn)算放大器，其經(jīng)由電阻器相連使得該運(yùn)算放大器的輸入端處的兩個信號被彼此相減。 替代地，探測信號和加速度信號在控制及評估單元中的相減當(dāng)然還能夠以數(shù)字方式在時域中進(jìn)行，具體地由控制及評估單元的微處理器進(jìn)行。這首先要求通過模數(shù)轉(zhuǎn)換器(A/D轉(zhuǎn)換器)將信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，然后在控制及評估單元的微處理器中或另外地在另一合適的數(shù)字模塊中以數(shù)值方式執(zhí)行減法。但是，探測信號和加速度信號的相減還可以發(fā)生在頻域中。為此，控制及評估單元首先對探測信號和加速度信號進(jìn)行Fourier變換，然后通過將Fourier變換后的探測信號和Fourier變換后的加速度信號相減產(chǎn)生評估信號。為檢測接觸，通過相減確定的評估信號能夠在控制及評估單元中與至少一個預(yù)定的觸發(fā)條件比較。這里考慮最大變化的觸發(fā)條件。關(guān)于是否在時域中或在頻域中執(zhí)行相減，作為檢測到接觸的觸發(fā)條件在此明顯地相互不同。在相減在時域中進(jìn)行的情況中，典型的觸發(fā)條件是預(yù)定的觸發(fā)閾值的超出、觸發(fā)閾值必須被超出的過程的持續(xù)時間或者兩級觸發(fā)閾值，在超出較低觸發(fā)閾值后的預(yù)定時段內(nèi)，需要最后進(jìn)行較高觸發(fā)閾值。在相減在頻域中進(jìn)行的情況中，相減的結(jié)果是特定頻率下的幅值。例如，一個可能的觸發(fā)條件能夠是預(yù)定頻帶中的頻率幅值超出預(yù)定的觸發(fā)閾值?？刂萍霸u估單元能夠具有校正功能，其使用評估信號的曲線來確定實際的接觸時間點(diǎn)，其中實際的接觸時間點(diǎn)在評估信號滿足預(yù)定觸發(fā)條件的時間點(diǎn)之前，控制及評估單元使用該接觸時間點(diǎn)來確定表示探頭在接觸工件時的位置的刻度值。該校正功能是基于如下內(nèi)容。在常規(guī)的有效接觸處理的情況中，通過將探測信號與加速度信號中相減而產(chǎn)生的評估信號超出在以足夠精度與實際接觸時間點(diǎn)對應(yīng)的時間點(diǎn)處在探頭邏輯單元中設(shè)定的閾值。但是，存在下面的情況，其中在接觸時間點(diǎn)處，產(chǎn)生的評估信號非常微弱，使得在接觸時間點(diǎn)處不會超出在探頭邏輯單元中設(shè)定的閾值，而僅在稍后超出。其原因能夠是不利的接觸方向，或細(xì)長的探針，或接觸在軟性材料上。在這樣的情況中，建議應(yīng)用如下方法，該方法有助于針對探測信號曲線盡可能有效地確定實際的接觸時間點(diǎn)。舉例來講，在我們的美國專利US5，425，180中所述的方法提出了一種方案，其中探測信號的曲線與存儲的樣本曲線比較或發(fā)生關(guān)聯(lián)，然后從中確定實際的接觸時間點(diǎn)，進(jìn)而根據(jù)該時間點(diǎn)確定刻度值。替代于探測信號，在該發(fā)明的情況中需要將評估信號與存儲的樣本曲線比較或發(fā)生關(guān)聯(lián)，然后從中確定實際的接觸時間點(diǎn)。由此，參考美國專利US 5，425，180的全部內(nèi)容。更適用于校正的另一方法是我們的美國專利US 5，862，604中所述的方法。根據(jù)該方法，通過將探測信號關(guān)于時間微分并使用該探測信號的一階或更高階導(dǎo)數(shù)來確定精確的接觸時間點(diǎn)，從而根據(jù)探測信號得出實際的接觸時間點(diǎn)。然后，接收該時間點(diǎn)處存在的刻度值x、y和z，用于進(jìn)一步處理。替代于探測信號，在該發(fā)明的情況中將需要適當(dāng)?shù)卦u估該 評估信號。由此，參考美國專利US 5，862，604的全部內(nèi)容。剛剛描述的校正功能能夠永久地用在每個測量操作的情況中。但是，在常規(guī)測量的情況中，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)上述的校正實際上對于測量結(jié)果沒有任何提高。因此，建議僅在實際需要校正時啟動所述校正功能。為實際這一點(diǎn)，可以將探測單元可偏轉(zhuǎn)地支撐在探頭上，并且提供在偏轉(zhuǎn)時輸出開關(guān)信號的開關(guān)元件，并且其中，恰好在評估信號滿足觸發(fā)條件時的時間點(diǎn)與輸出開關(guān)信號時的時間點(diǎn)之間的時間差小于預(yù)定值時，控制及評估單元啟動校正功能。其結(jié)果是，需要那樣的測量其中探測信號中僅在非常晚的階段滿足個別觸發(fā)條件，諸如預(yù)定閾值的超出。由此，能夠設(shè)計各種探測傳感器。例如，在此能夠包括壓電晶體。替代地，還可以提供應(yīng)變計。探測傳感器還能夠由多個獨(dú)立的傳感器構(gòu)成，例如三個偏移布置的壓電傳感器，或者三個應(yīng)變計，使得能夠近似良好均等地檢測到探測單元在不同方向上的接觸。還能夠設(shè)計各種加速度傳感器。能夠包括壓電傳感器，其具有壓電測量值拾取頭和緊固到其上的質(zhì)量體。但是，還可以使用其上緊固有質(zhì)量體的應(yīng)變計，或者從彈簧懸掛下來的質(zhì)量體通過磁體在線圈中引起電壓的磁敏傳感器。另外例如已知大部分由硅生產(chǎn)出的被稱為微機(jī)電系統(tǒng)(MEMS)的小型加速度傳感器。該傳感器為彈簧-質(zhì)量系統(tǒng)，其中彈簧由僅若干微米寬的娃薄片構(gòu)成，而質(zhì)量體也由娃生產(chǎn)出，在彈簧懸掛部分與固定的參考電極之間加速的情況下，通過偏轉(zhuǎn)可測量電容的變化。原則上，加速度傳感器能夠具有任意所期望的設(shè)計，并且能夠緊固在探頭區(qū)域中的任意期望位置處。但是，探測信號和加速度信號的上述相減由此必然形成適當(dāng)?shù)脑u估信號，在探頭加速時發(fā)生的探測信號和加速度信號必須相對類似。通過使該加速度信號經(jīng)歷模擬信號整形或數(shù)字信號整形，能夠產(chǎn)生該相似性。但是，當(dāng)探測傳感器和加速度傳感器被構(gòu)造為使得它們在加速時輸出實際上相同的信號時，這是更為簡單的。下列措施中的一種或多種能夠被采納，以實現(xiàn)該方案以及可能性。探測傳感器的測量拾取頭和加速度傳感器的測量拾取頭能夠具有相同的類型。由此，能夠確保作用在傳感器上的相同類型的力引起相同的信號。
另外，由加速度傳感器的測量拾取頭確定其加速度的質(zhì)量體的質(zhì)量能夠近似對應(yīng)于探測單元的質(zhì)量。由此另外實現(xiàn)了 探測單元上及質(zhì)量體上的同類型的加速度引起同類型的信號。此外，加速度傳感器的測量拾取頭和探測傳感器的測量值拾取頭能夠具有相同的定向。為此，適當(dāng)?shù)貙⒓铀俣葌鞲衅骶o固在探頭上。例如，為此能夠?qū)⒓铀俣葌鞲衅骶o固在探頭的與探測單元反向的壁上。結(jié)果，探測傳感器和加速度傳感器在探頭加速時輸出實際上相同的信號，原因在于探測單元和加速度傳感器的質(zhì)量體在探頭加速時受到相同的加速度。然后，依賴于傳感器之間的距離，信號相對于彼此發(fā)生相移。為另外能夠消除可能存在的相移，能夠?qū)⒓铀俣葌鞲衅鞑贾迷谔綔y傳感器附近。為此，加速度傳感器也被適當(dāng)?shù)鼐o固在探頭上。例如，加速度傳感器能夠緊固在支撐件上，而支撐件又緊固在探頭殼體內(nèi)側(cè)，使得加速度傳感器定位在探測傳感器附近。由此，本申請所指的控制及評估單元包括用于處理屬于標(biāo)尺的讀取頭的信號、用于處理探頭的信號以及用于評估測量結(jié)果的全部部件。就涉及到計算機(jī)數(shù)控的坐標(biāo)測量裝置而言，還可存在產(chǎn)生測量周期和控制驅(qū)動器所需的部件。該控制及評估單元的設(shè)計能夠·明顯地完全不同。例如，控制及評估單元的全部部件能夠容納在單個測量計算機(jī)中。在需要諸如實時啟用微處理器的專用電氣部件或者模擬電氣部件的情況中，所述部件能夠設(shè)置在被安裝在測量計算機(jī)中的分離的卡上。替代地，控制及評估單元的單獨(dú)的電氣部件還能夠設(shè)置在坐標(biāo)測量裝置的各個部件的區(qū)域中，即例如設(shè)置在探頭的區(qū)域中。過去，諸如實時啟用微處理器的電氣部件通常容納在分離的控制柜中。各個部件(測量計算機(jī)、控制器和局域部件)例如通過總線互相連通。執(zhí)行創(chuàng)造性方法的坐標(biāo)測量裝置能夠采用非常多樣的構(gòu)造。例如，其能夠是門式測量裝置、橋式測量裝置、水平臂式測量裝置或者具有回轉(zhuǎn)接頭的測量裝置，因此探頭經(jīng)由其相對于工件移動的機(jī)構(gòu)并不重要。決定性因素僅在于存在一種機(jī)構(gòu)，探頭經(jīng)由該機(jī)構(gòu)能夠相對于工件移動。該機(jī)構(gòu)還能夠設(shè)計為使得工件移動而探頭保持固定。在該情況中，“表示探頭在接觸工件時的位置的刻度值”被理解為指代工件的可移動測量支撐件的測量刻度值。為完整起見，可注意到限定探頭與工件接觸時的位置的確定的刻度值被首先用于得出工件表面的測量點(diǎn)。這通常通過借助于探測單元的標(biāo)定幾何構(gòu)造(例如，機(jī)器坐標(biāo)系統(tǒng)中的探測球中點(diǎn)的位置)及接觸方向以計算刻度值來完成。


本發(fā)明的其它優(yōu)點(diǎn)根據(jù)下面參考附圖中的圖I至圖27對于示例性實施方式的說明而變得清楚。因此，從下面的附圖應(yīng)獲知圖I舉例示出了實施創(chuàng)造性方法的坐標(biāo)測量裝置，圖2示出了顯示根據(jù)具有模擬減法放大器66的示例性實施方式的根據(jù)創(chuàng)造性方法的信號處理所需的主要部件的簡化框圖，圖3至圖6示出了在與工件正常接觸時根據(jù)圖2的信號處理的主要信號，圖7至圖10示出了在偏轉(zhuǎn)接觸時根據(jù)圖2的信號處理的主要信號，圖11示出了在以數(shù)字方式執(zhí)行減法的情況下顯示根據(jù)第二基本示例性實施方式的根據(jù)創(chuàng)造性方法的探測信號的信號處理所需的主要部件的簡化框圖，圖12至圖17示出了在與工件正常接觸時根據(jù)圖11的信號處理的主要信號，圖18至圖23示出了在偏轉(zhuǎn)接觸時根據(jù)圖11的信號處理的主要信號，以及圖24至圖27示出了具有校正功能的通過與圖11比較而修改的信號處理的主要信號。
具體實施例方式圖I僅以示例的方式示出了坐標(biāo)測量裝置的設(shè)計。為測量支承在測量臺75上的工件70，門架71沿著測量臺75被可移位地支撐，經(jīng)由標(biāo)尺41和所分配的讀取頭(這里不可見)，可以確定門架71在該測量方向(在此標(biāo)示為y方向)上的位置。門架71經(jīng)由驅(qū)動 器(同樣不可見)能夠在該測量方向上被驅(qū)動。X-滑架72沿著門架的頂側(cè)被可移位地支撐，其可以經(jīng)由標(biāo)尺31和讀取頭(不可見)讀取該測量滑架72的位置。X-滑架72經(jīng)由驅(qū)動器(不可見)驅(qū)動。主軸73又沿著該X-滑架在豎直方向(這里標(biāo)示為Z-方向)上被可移位地支撐，主軸73的豎直位置能夠經(jīng)由標(biāo)尺51和所分配的讀取頭(這里同樣不可見)確定。主軸73也經(jīng)由這里不能更詳細(xì)看見的驅(qū)動器驅(qū)動。具有探測單元74的探頭4被緊固在主軸73的下端，在工件70與探測單元74接觸時，以稍后所述的方式檢測接觸，并且由此確定標(biāo)尺31、41和51的刻度值，所述標(biāo)尺限定探頭4的位置，并且被用來確定工件表面上的被接觸的測量點(diǎn)相對于探測單元74的已知幾何構(gòu)造以及相對于接觸方向的確切位置。門架71、x-滑架72和主軸73由此形成使得探頭4能夠相對于工件70移動的機(jī)構(gòu)。坐標(biāo)測量裝置還具有控制及評估單元68，其中在此僅看見測量計算機(jī)。圖I中所示的完全示例性的控制及評估單元68包括全部部件，其需要用來產(chǎn)生測量周期、控制驅(qū)動器、處理屬于標(biāo)尺31、41和51的讀取頭的信號、處理探頭4的信號以及評估測量結(jié)果。如開始已經(jīng)詳細(xì)說明的，該控制及評估單元68能夠適當(dāng)?shù)鼐哂懈鞣N設(shè)計。如果坐標(biāo)測量裝置例如是沒有驅(qū)動器的手動坐標(biāo)測量裝置，則控制及評估單元68既不包括用于提供測量周期的部件，也不包括用于控制驅(qū)動器的部件。該構(gòu)造也能夠完全不同。例如，原則上，控制及評估單元68的所有電子部件可以被容納在測量計算機(jī)中，如圖I中所示。就需要諸如實時啟用微處理器的專用電氣部件或者模擬電氣部件而言，這些部件能夠設(shè)置在卡上，而所述卡被安裝在測量計算機(jī)中。但是，如下面結(jié)合圖2和圖11進(jìn)一步例示的，還可以在坐標(biāo)測量裝置的部件的區(qū)域中，也就是說，例如在探頭4的區(qū)域中，控制及評估單元68包括諸如模擬電氣部件(例如，放大器、濾波器、A/D轉(zhuǎn)換器)的電氣部件或者諸如微處理器的數(shù)字部件。而且，在以往，諸如實時啟用微處理器的整個模塊也通常被容納在分離的控制柜中，各個部件(測量計算機(jī)、控制器和局域部件)互相連通。根據(jù)圖I的坐標(biāo)測量裝置的開關(guān)型探頭4在圖2中以簡化方式示出。如看到的，由探針3和探測球8構(gòu)成的探測單元74被緊固在載架2上，載架2被彈性地支撐在球體6上。關(guān)于支承，載架2上的環(huán)肩5下側(cè)上的三個柱體與在探頭4的固定到殼體的部分上分別布置為偏移120°的三對球接合，并形成電氣串聯(lián)電路。在探測單元74的探測球8與工件接合之后探測單元74偏轉(zhuǎn)期間，串聯(lián)電路的三個開關(guān)中的至少一個接通，從而產(chǎn)生電氣開關(guān)信號。該第一開關(guān)信號的信號線標(biāo)注為13。該開關(guān)信號還標(biāo)注為MECHK，用于機(jī)械接觸。開關(guān)信號13經(jīng)由放大器段14和濾波器段15以及脈沖成形段16傳送到探頭邏輯單元28。此外，在用于探測單元74(探針3及其探測球8)的載架2內(nèi)，探頭4具有探測傳感器7，探測傳感器7此處設(shè)計為壓電傳感器，并且其經(jīng)由第二信號線23將其探測信號傳輸?shù)降诙爸梅糯笃?4的輸入端。設(shè)計為壓電傳感器當(dāng)然完全是舉例性的。作為替代，當(dāng)然還可使用其它的傳感器。例如，可考慮使用應(yīng)變計。高通濾波器25連接到放大器24的下游，并且其阻擋探測信號23中的純直流分量。替代于高通濾波器25，還可以使用帶通濾波器。由此在發(fā)生正常接觸時，探測信號23實際上無改變地通過運(yùn)算放大器63，運(yùn)算放大器63與電阻器59、60、61和62相連作為減法放大器。該減法放大器將加速度傳感器65的加速度信號67與探測傳感器7的探測信號23相減。下面更為詳細(xì)地對此進(jìn)行更透徹的說明。從被連接作為減法放大器的運(yùn)算放大器63發(fā)出的信號經(jīng)由線69引導(dǎo)到A/D轉(zhuǎn)換器27。該信號在下面被標(biāo)示為評估信號69，并且下面進(jìn)一步詳細(xì)地加以說明。A/D轉(zhuǎn)換器27的輸出被連接到探頭邏輯單元28，并且將數(shù)字化的評估信號69引·導(dǎo)到探頭邏輯單元。探頭邏輯單元28包括用于對評估信號69進(jìn)行預(yù)處理的處理器和存儲有評估信號69在適當(dāng)時段期間的時間曲線的滾動存儲器(rolling memory),也就是說,基于微處理器20的指令，能夠在該存儲器中得到評估信號69在限定時段期間的時間曲線。如上面結(jié)合圖I所述的，探頭4本身被緊固在坐標(biāo)測量裝置的可移動主軸73上。為采集在三個坐標(biāo)方向X、y和z上的測量長度值，坐標(biāo)測量裝置的三個測量滑架分配有三個標(biāo)尺31、41和51，讀取頭32、42和52掃描該三個標(biāo)尺31、41和51。在三個內(nèi)插器(interpolator) 33,43和53中的數(shù)字插值之后，增量測量系統(tǒng)的由讀取頭提供的信號序列饋送至計數(shù)器模塊34、44和54。計數(shù)器輸出連接到第二滾動存儲器單元36，在存儲器單元36中存儲有預(yù)定時段期間的計數(shù)的時間曲線。兩個滾動存儲器，即存儲器36以及探頭邏輯單元28中的滾動傳感器，經(jīng)由時鐘發(fā)生器29與微處理器20同步，從而確保評估信號69的曲線與探頭4的位置之間的準(zhǔn)確時間關(guān)系。在接觸過程中，探測傳感器7產(chǎn)生探測信號23，探測信號23在通過高通濾波器25后到達(dá)減法放大器66。如下面進(jìn)一步詳細(xì)解釋的，加速度傳感器65在正常接觸的情況中實際不產(chǎn)生信號，因此在減法放大器66的輸出處存在的評估信號69實際上對應(yīng)于探測信號23。該評估信號69通過A/D轉(zhuǎn)換器27被數(shù)字化，進(jìn)而超出設(shè)定在探頭邏輯單元28中的閾值。通過超出設(shè)定的閾值，被保持為超出預(yù)定時段的信號NIM在探頭邏輯單元28中初始化。在正常接觸情況中，在與要測量的工件70首先接觸探測球8時的實際的接觸時間點(diǎn)近似對應(yīng)的時間點(diǎn)處發(fā)生該情況，具體當(dāng)因球8和工件70之間累積的測量力使得信號強(qiáng)度達(dá)到設(shè)定閾值時發(fā)生該情況。此時，探頭邏輯單元28中的滾動存儲器以及另外的滾動存儲器36經(jīng)由信號線37被“凍結(jié)”。探頭邏輯單元28現(xiàn)在等待來自探頭的支承點(diǎn)6的開關(guān)信號13 (MECHK)，所述支承點(diǎn)的接通稍微滯后。當(dāng)在線38上出現(xiàn)該信號MECHK時，探頭邏輯單元28 “確認(rèn)”接觸過程，并且經(jīng)由信號線39將相應(yīng)的信號脈沖發(fā)送到微處理器20的數(shù)字輸入端。在這種意義上，電路以下面情況作為用于開始接觸的觸發(fā)條件-評估信號超出閾值，-存在開關(guān)信號13(MECHK)，以及-評估信號超出閾值，并且在預(yù)定時段內(nèi)出現(xiàn)開關(guān)信號。
在探頭邏輯單元28已經(jīng)“確認(rèn)”接觸過程，并且已經(jīng)將相應(yīng)的信號脈沖經(jīng)由信號線39發(fā)送到微處理器20的數(shù)字輸入端時，被緩沖在探頭邏輯單元28的存儲器中的評估信號69以及測量長度值X、y和z的被存儲在存儲器36的時間曲線由微處理器20從滾動緩沖器28和36中讀取，并存儲在非永久性存儲器30中。然后根據(jù)被程序化在微處理器20的固件中的序列來執(zhí)行所讀取的測量值的進(jìn)一步處理。在該序列中，在評估信號69已經(jīng)超出閾值且因此已經(jīng)產(chǎn)生信號NM的時間點(diǎn)時，該時間點(diǎn)處出現(xiàn)的測量值已經(jīng)從存儲器30確定，并被輸出作為測量值X、y和z用于進(jìn)一步處理。在實際操作中，在剛剛描述的接觸工件70的情況中，例如由于諸如結(jié)構(gòu)噪聲或空中噪聲的原因，可能出現(xiàn)干擾而造成測量序列中的誤差。例如，可由坐標(biāo)測量裝置的弱的驅(qū)動器導(dǎo)致坐標(biāo)測量裝置的不平滑行進(jìn)而引起該干擾。這導(dǎo)致探測單元74振動，使得探測傳感器7因此具有有缺陷的探測信號23。以往，這會使得形成的探測信號超出探頭邏輯單元28中的預(yù)定閾值，由此使得在探頭邏輯單元28中在整個預(yù)定時段期間產(chǎn)生信號NM，并且使得探頭邏輯單元28中的滾動存儲器以及滾動存儲器36經(jīng)由信號線37被“凍結(jié)”。只要不響應(yīng)于該有缺陷NIM信號產(chǎn)生開關(guān)信號13 (MECHK)，則這就是沒有問題的，因為并未確認(rèn) 該接觸。但是，當(dāng)產(chǎn)生該有缺陷的信號NIM后實際上發(fā)生接觸，并且在從探頭4的接通支承點(diǎn)6開始的預(yù)期時段內(nèi)產(chǎn)生開關(guān)信號13 (MECHK)時，則出現(xiàn)問題。因此，假設(shè)在實質(zhì)上部分地比實際接觸時間點(diǎn)早的時間點(diǎn)處發(fā)生接觸。這會引起重大測量誤差。為避免該誤接觸，在探頭4的固定在殼體上的部分中設(shè)有加速度傳感器65，加速度傳感器65純示例性地由質(zhì)量體56和壓電測量拾取頭55構(gòu)成。例如在一定程度上，探頭4因坐標(biāo)測量裝置的弱的驅(qū)動或因聲音而被激發(fā)而振動時，加速度傳感器65 (質(zhì)量體56和壓電測量拾取頭55)產(chǎn)生電氣加速度信號67，加速度信號67經(jīng)由前置放大器57和高通濾波器58被切換到減法放大器66 (即運(yùn)算放大器63，其通過電阻器59、60、61和62被連接作為減法放大器)的第二輸入端。減法放大器66(即運(yùn)算放大器63和電阻器59、60、61和62)現(xiàn)在將探測傳感器7的探測信號23與加速度傳感器65的加速度信號67相減，并且將通過將探測信號23和加速度信號67相減而形成的評估信號69發(fā)送到A/D轉(zhuǎn)換器27上，A/D轉(zhuǎn)換器27將評估信號數(shù)字化并且將其發(fā)送到探頭邏輯單元28上，用于已經(jīng)描述的評估。借助于圖3至圖6更為詳細(xì)地說明附帶結(jié)果，用于有效接觸。由此，在正常接觸工件70時，圖3示出了探測傳感器7的探測信號23，并且圖4示出了加速度傳感器65的加速度信號67。如由此可看出的，由于該接觸，探測傳感器7產(chǎn)生具有很大幅值的信號，而加速度信號67的幅值非常小。在探測信號23和加速度信號67的相減中，如圖5中所示，減法放大器66產(chǎn)生在圖2中由標(biāo)號69表示的評估信號。如從圖5將能看到的，該評估信號69具有較大的幅值，所述評估信號傳送到A/D轉(zhuǎn)換器27的輸入端，A/D轉(zhuǎn)換器27將評估信號69數(shù)字化并且將其發(fā)送到探頭邏輯單元28上。由此產(chǎn)生并數(shù)字化的信號69超出探頭邏輯單元28中設(shè)定的閾值，使得在探頭邏輯單元28內(nèi)產(chǎn)生在圖6中以實線示出的信號NM，此時，如上文已陳述的，探頭邏輯單元28中的滾動存儲器以及滾動存儲器36經(jīng)由信號線37被“凍結(jié)”。來自探頭4的稍后接通的支承點(diǎn)6的開關(guān)信號13 (另外標(biāo)注為MECHK)在圖6中被繪制為用虛線所示的信號，現(xiàn)在探頭邏輯單元28等待該信號。現(xiàn)在，由于在重疊時段中存在兩個信號，探頭邏輯單元28 “確認(rèn)”接觸過程，并且將相應(yīng)的信號脈沖經(jīng)由信號線39發(fā)送到微處理器20的數(shù)字輸入端，如上文所述的，微處理器20進(jìn)一步處理信號。由此滿足觸發(fā)條件“評估信號超出預(yù)定閾值”、“存在開關(guān)信號13(MECHK) ”以及“評估信號超出閾值并且在預(yù)定時段中存在開關(guān)信號13 (MECHK) ”。在圖7至圖10中圖示了發(fā)生誤差的情況，其示出了在例如坐標(biāo)測量裝置的弱驅(qū)動器或聲音激發(fā)緊固有探測單元74的探頭4而振動時所發(fā)生的情況。由此，圖7示出了探測傳感器7的探測信號23，而圖8示出了在誤差情況中加速度傳感器65的相應(yīng)加速度信號67。如從中可看到的，在探頭邏輯單元28中，探測傳感器7的探測信號23將超出啟動接觸所需的閾值，而實際上不存在接觸。然后，當(dāng)工件70實際上將在稍后的某個時間點(diǎn)處經(jīng)歷接觸時，這將導(dǎo)致誤差，并且因此將在信號NM被保持的時段內(nèi)出現(xiàn)開關(guān)信號13 (MECHK)。但是，在根據(jù)圖2的創(chuàng)造性的電路的情況中，相反地，加速度傳感器65也發(fā)送具有較大幅值的加速度信號67，如從圖8所看到的。在兩個信號相減期間，減法放大器66因此產(chǎn)生圖9中所示的具有非常小幅值的評估信號69，所述信號發(fā)送到A/D轉(zhuǎn)換器27的輸入 端，A/D轉(zhuǎn)換器27使評估信號69數(shù)字化并將其發(fā)送到探頭邏輯單元28。由此產(chǎn)生并被數(shù)字化的評估信號69并不超出探頭邏輯單元28中設(shè)定的閾值，因此不假定有接觸，從而探頭邏輯單元28中的滾動存儲器及滾動存儲器36經(jīng)由信號線37并不被“凍結(jié)”。如果若干毫秒后實際發(fā)生接觸，則可以產(chǎn)生有效測量值。關(guān)于加速度傳感器65,應(yīng)注意下面內(nèi)容。加速度傳感器65在此構(gòu)造為使得在本情況中能夠?qū)崿F(xiàn)最佳可能的結(jié)果。首先，質(zhì)量體56在此被定尺寸為使得其質(zhì)量近似對應(yīng)于探測單元74的質(zhì)量。而且，具體是兩個設(shè)計相同的壓電晶體7和55的兩個相同的測量拾取頭被用在加速度傳感器65和探測傳感器7的情況中。由此，加速度傳感器65布置為使得質(zhì)量體56的加速引起加速度傳感器65的加速度信號67，該加速度信號67實際上與因探測單元74的相同加速引起的探測傳感器7的那些探測信號23相同。為此，加速度傳感器65的測量拾取頭55布置為使得所述拾取頭具有與探測傳感器7的測量拾取頭7相同的定向。此外，加速度傳感器65被緊固在探測傳感器7附近。這通過將加速度傳感器65緊固在支撐件76上，支撐件76又被緊固在探頭4的探頭殼體上而在所示的探頭4中實現(xiàn)。但是，加速度傳感器65當(dāng)然不必體現(xiàn)為所示的那樣。替代于這里示出的壓電操作式加速度傳感器65 (壓電測量拾取頭55以及質(zhì)量體56)，可以示例性地使用任意其它所希望的加速度傳感器。例如，緊固有質(zhì)量體的應(yīng)變計，或者從彈簧懸掛下來的質(zhì)量體通過磁體在線圈中產(chǎn)生電壓的磁敏傳感器。例如，另外已知有小型加速度傳感器，大部分由硅生產(chǎn)的所稱的微機(jī)電系統(tǒng)(MEMS)。這些傳感器是彈簧-質(zhì)量系統(tǒng)，其中彈簧由僅若干微米寬的硅薄片構(gòu)成，并且質(zhì)量體也由硅生產(chǎn)，在彈簧懸掛部分和固定的參考電極之間加速的情況中，可以測量到電容的變化。加速度傳感器65還能夠緊固到探頭4的另一位置上。質(zhì)量體56的質(zhì)量也不必對應(yīng)于探測單元74的質(zhì)量。但是，在該修改例的情況中，例如通過諸如適當(dāng)連接的運(yùn)算放大器、濾波器的模擬部件，或者經(jīng)由微處理器中的數(shù)字信號處理，加速度傳感器65的信號必須被設(shè)定條件，使得在質(zhì)量體56加速以及在探測單元74加速時，加速度傳感器65和探測傳感器7產(chǎn)生類似的信號。圖11示出了對應(yīng)于創(chuàng)造性方法的信號處理的另一基本變形實施方式的另一簡化框圖。該信號處理的設(shè)計相對地類似于根據(jù)圖2的信號處理的設(shè)計，圖11的相應(yīng)部分已設(shè)有與圖2中的那些部分相同的標(biāo)號。與圖2相比，圖11不具有減法放大器66 (即相應(yīng)地與電阻器59、60、61和62相連的運(yùn)算放大器63)。相反,加速度傳感器65的信號67在此被直接連接到分離的A/D轉(zhuǎn)換器64，A/D轉(zhuǎn)換器64將加速度傳感器65的加速度信號67數(shù)字化，并將其發(fā)送到探頭邏輯單元28。此外，如下文所說明的，在探頭邏輯單元28內(nèi)和微處理器20中，軟件也具有不同的構(gòu)造。在根據(jù)圖11的信號處理的第一操作模式的情況中，電路的操作完全類似于根據(jù)圖2的電路，替代于圖2中的減法放大器66，來自探測傳感器7的探測信號23與來自加速度傳感器65的加速度信號67的減法以數(shù)字方式由探頭邏輯單元28中的微處理器執(zhí)行，從而以數(shù)字形式完全類似地執(zhí)行上文所示的結(jié)合圖3至圖6以及圖7至圖10的方法。唯一的不同在于，探測傳感器7的在圖3或圖7中示出的探測信號23以及加速度傳感器65的在圖4和圖8中示出的加速度信號67以離散數(shù)字化數(shù)值的形式存在，并且在于，從這些信號的減法中得到的在圖5和圖9中示出的評估信號已經(jīng)通過探頭邏輯單元28的微處理器中的數(shù)字減法完成計算。在到目前為止結(jié)合附圖描述的示例性實施方式中，已在時域中進(jìn)行了探測信號23 和加速度信號67的相減。在根據(jù)圖11的信號處理的基本第二操作模式中，探測信號23和加速度信號67的相減在頻域中進(jìn)行。為此，探測傳感器7的探測信號23和加速度傳感器65的加速度信號67兩者均由探頭邏輯單元28內(nèi)的適當(dāng)微處理器進(jìn)行Fourier變換。由此執(zhí)行Fourier變換后的探測信號23和Fourier變換后的加速度信號67的減法，這在下面結(jié)合圖12和圖17更為詳細(xì)地說明，用于有效接觸。由此，在正常接觸工件70的情況下，圖12示出了探測傳感器7的數(shù)字化后的探測信號23，而圖13示出了加速度傳感器65的相應(yīng)數(shù)字化后的加速度信號67。如可看到的，探測傳感器7通過接觸產(chǎn)生具有很大幅值的探測信號23，而加速度傳感器65的加速度信號67的幅值非常小。根據(jù)圖14，探測傳感器7的數(shù)字化后的探測信號23由探頭邏輯單元28的微處理器變換成為Fourier變換后的探測信號。根據(jù)圖15，加速度傳感器65的數(shù)字化后的加速度信號67由探頭邏輯單元28的微處理器變換成為Fourier變換后的加速度信號。這兩個信號然后彼此相減，如圖16中所示，結(jié)果產(chǎn)生在指定頻率處具有較大幅值的評估信號。該減法在頻率方面進(jìn)行，也就是說，F(xiàn)ourier變換后的加速度信號67中的指定頻率處的幅值從Fourier變換后的探測信號23中的相應(yīng)頻率處的幅值被減去。由于圖16中所示的評估信號的這些幅值，超出預(yù)定的觸發(fā)閾值，且因此在圖17中以實線示出的上述信號NIM產(chǎn)生在探頭邏輯單元28中。為檢測評估信號是否超出預(yù)定的閾值，在本情況中測試至少一個頻率下的幅值是否超出預(yù)定的觸發(fā)閾值。但是，替代地，也可以選擇性地檢測預(yù)定頻帶的幅值是否超出預(yù)定的觸發(fā)閾值。在評估信號超出預(yù)定觸發(fā)閾值的該時間點(diǎn)，如上文已經(jīng)陳述的，探頭邏輯單元28中的滾動存儲器以及滾動存儲器36經(jīng)由信號線37被“凍結(jié)”。探頭的稍后接通的來自支承點(diǎn)6的開關(guān)信號13在圖17中用虛線繪制為“MECHK”的指定信號，探頭邏輯單元28此刻等待該信號。如上所述，由于此時在重疊時段中出現(xiàn)兩個信號，探頭邏輯單元28 “確認(rèn)”接觸過程，并且將相應(yīng)的信號脈沖經(jīng)由信號線39發(fā)送到微處理器20的數(shù)字輸入端，微處理器20進(jìn)一步處理所述信號。由此，滿足了觸發(fā)條件“評估信號超出預(yù)定閾值”、“存在開關(guān)信號13 (MECHK) ”和“評估信號超出閾值并且在預(yù)定時段中存在開關(guān)信號13 (MECHK) ”。誤接觸情況中的結(jié)果如圖18至圖23中所示。這里示出了當(dāng)諸如因坐標(biāo)測量裝置的弱驅(qū)動器產(chǎn)生的振動或噪聲的干擾激發(fā)緊固有探測單元74的探頭4而振動時發(fā)生的情況。由此，圖18示出了探測傳感器7的數(shù)字化后的探測信號23，而圖19示出了加速度傳感器65的相應(yīng)數(shù)字化后的加速度信號67。如從中所看到的，探測傳感器7通過所述加速產(chǎn)生具有較大幅值的信號。但是，此時加速度傳感器65也產(chǎn)生較大的幅值。探測傳感器7的數(shù)字化后的信號23根據(jù)圖20由接觸邏輯單元28的微處理器變換成為Fourier變換后的探測信號。加速度傳感器65的數(shù)字化后的加速度信號67根據(jù)圖21同樣由接觸邏輯單元28的微處理器變換成為Fourier變換后的加速度信號。如從中所看到的，F(xiàn)ourier變換后的探測信號的頻譜(圖20)和Fourier變換后的加速度信號的頻譜(圖21)非常類似，原因在于作用在探測單元74和質(zhì)量體56上的干擾加速度相同，且因此在探測傳感器7的測量拾取頭7中和加速度傳感器65的測量拾取頭55中引起非常類似的信號。之后，如圖22中所觀察到的，兩個Fourier變換后的信號彼此相減，結(jié)果形成具有非常小幅值的信號。由于這些小的幅值，并不立即超出預(yù)定觸發(fā)閾值，因此在探頭邏輯單元28中并不發(fā)生在圖23中由實線表示的上述信號NM，本情況中假定沒有接觸。
如通過圖24至圖27看到的，上文結(jié)合圖2和圖11所述的示例性實施方式還能夠成為如下改進(jìn)例。如上面已陳述的，在常規(guī)的有效接觸過程中，在足夠精確地與實際接觸時間點(diǎn)相對應(yīng)的時間點(diǎn)處，來自探測傳感器7的探測信號23與加速度傳感器65的加速度信號67相減產(chǎn)生的評估信號超出探頭邏輯單元28中設(shè)定的閾值。但是，在接觸的時間點(diǎn)處，還存在下面的情況，其中產(chǎn)生有非常微弱的探測信號，使得探頭邏輯單元中設(shè)定的閾值在接觸時間點(diǎn)處不被超出，而僅在接通探頭4的支承點(diǎn)6稍后在輸出開關(guān)信號13 (MECHK)時超出。該原因可能是不利的接觸方向、或細(xì)長探針、或者接觸在軟性材料上。在該情況中，建議將我們的美國專利US 5，862，604中所述的方法應(yīng)用于確定校正的測量值。因此，參考美國專利US 5，862，604的全部內(nèi)容。在這個契機(jī)，可注意下面各點(diǎn)。在該美國專利中，探測傳感器(壓電傳感器)的探測信號被評估，以從中確定具體接觸時間點(diǎn)。與之相比，替代地，關(guān)于本發(fā)明，評估信號(圖2中是標(biāo)號69，圖11中無標(biāo)號)被適當(dāng)?shù)卦u估。此外，在該美國專利中，提供了對于要評估的探測信號的矯正(rectification)。與之相比，評估信號(圖2中是標(biāo)號69，圖11中無標(biāo)號)不被矯正。在本情況中，如果期望的話，則對評估信號的矯正可馬上進(jìn)行。但是，執(zhí)行該美國專利中所述的方法決不需要矯正，該矯正因此是多余的。在將美國專利5，862，604所述的方法應(yīng)用于圖2或圖11中所述的電路中的一個的情況中，在微處理器20中提供有如下操作的校正功能。該校正功能被實施為使得現(xiàn)在，評估信號已超出探頭邏輯單元28中提供的閾值的時間點(diǎn)并不被評估為接觸時間點(diǎn)-相反，通過對評估信號相對于時間微分并使用評估信號的一階或更高階導(dǎo)數(shù)來確定精確的接觸時間點(diǎn)，從而從評估信號本身得出實際接觸時間點(diǎn)。然后從存儲器30確定該時間點(diǎn)存在的測量值，并將測量值輸出為刻度值X、y和z，用于進(jìn)一步處理。如下面借助于圖24至圖27更為詳細(xì)地說明的，該校正功能由此被開啟，用于有效接觸。由此，在正常接觸工件70的情況中，圖24示出了探測傳感器7的探測信號23，而圖25示出了加速度傳感器65的相應(yīng)加速度信號67。從這兩個信號的相減得出圖26中看見的評估信號。如從中所看到的，該評估信號在開始具有相當(dāng)小的幅值。這是實際的接觸時間點(diǎn)。但是，在該瞬時，該幅值非常小使得并不超出探頭邏輯單元28中的閾值。稍后于是出現(xiàn)較大的幅值。該幅值近似在探頭4的支承點(diǎn)6接通的時間點(diǎn)處發(fā)生，也就是說，在出現(xiàn)開關(guān)信號13(MECHK)的時間點(diǎn)處發(fā)生。在此時間點(diǎn)處，評估信號超出探頭邏輯單元28中設(shè)定的閾值，從而在探頭邏輯單元28中產(chǎn)生如圖27中以實線可見的信號NM，在此時間點(diǎn)，如上面已經(jīng)陳述的，探頭邏輯單元28中的滾動存儲器以及滾動存儲器36經(jīng)由信號線37被“凍結(jié)”。來自探頭4的稍后接通的支承點(diǎn)6的開關(guān)信號13 (另外標(biāo)注為MECHK)在圖27中用虛線繪制為“MECHK”的指定信號，此時探頭邏輯單元28正等待該信號。探頭邏輯單元28現(xiàn)在確定信號NIM的時間起始以及信號MECHK的時間起始已經(jīng)短于預(yù)定的時間間隔。因此，信號“NM”的起始以及信號“MECHK”的起始相互非常接近，因此實際的接觸時間點(diǎn)由此遠(yuǎn)提前于探頭邏輯單元28限定的時間點(diǎn)(該評估信號超出探頭邏輯單元28中設(shè)定的閾值)。基于此，探頭邏輯單元28致動上述的校正功能。校正功能由此確定相對于評估信號的時段t (見圖26中為參考時間t設(shè)置的箭頭)，并輸出相應(yīng)的校正后的刻度值X、y和z，其中實際接觸時間點(diǎn)相對于探頭邏輯單元28確定的接觸時間點(diǎn)滯后該時段t?！?br> 權(quán)利要求
1.一種用于測量坐標(biāo)測量裝置上的工件的坐標(biāo)的方法，所述坐標(biāo)測量裝置具有探頭(4)，所述探頭包括探測單元(74)和分配到所述探測單元的探測傳感器(7)，并且在工件(70)與所述探測單元接觸時產(chǎn)生探測信號(23)，所述探測信號有助于確定表示探頭在接觸工件時的位置的刻度值U，y和z)，其特征在于，所述探頭還包括加速度傳感器(65)，所述加速度傳感器基于所述探頭的加速產(chǎn)生加速度信號(67)，所述探測信號和所述加速度信號饋送至控制及評估單元￠8)用于評估，并且通過將所述探測信號和所述加速度信號彼此相減來確定評估信號(69)，從而所述控制及評估單元確定所述刻度值，由此該評估信號用于確定所述表示探頭在接觸工件時的位置的刻度值。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，所述探測信號和所述加速度信號的相減在所述控制及評估單元中由模擬減法放大器￠6)執(zhí)行。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，所述探測信號和所述加速度信號在所述控制及評估單元中的相減以數(shù)字方式執(zhí)行，具體地由所述控制及評估單元中的微處理器執(zhí)行。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，所述控制及評估單元首先對所述探測信號和所述加速度信號進(jìn)行Fourier變換，并且所述評估信號通過Fourier變換后的所述探測信號和Fourier變換后的所述加速度信號相減而產(chǎn)生。
5.根據(jù)前述權(quán)利要求中的一項所述的方法，其特征在于，所述控制及評估單元將通過所述相減確定的所述評估信號與至少一個預(yù)定的觸發(fā)條件比較，以檢測接觸。
6.根據(jù)前述權(quán)利要求中的一項所述的方法，其特征在于，所述控制及評估單元具有校正功能，所述校正功能使用所述評估信號(69)的曲線來確定實際的接觸時間點(diǎn)，所述實際的接觸時間點(diǎn)在所述評估信號￠9)滿足預(yù)定觸發(fā)條件的時間點(diǎn)之前，所述控制及評估單元使用所述接觸時間點(diǎn)來確定所述表示探頭在接觸工件時的位置的刻度值。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述探測單元(74)可偏轉(zhuǎn)地支撐在所述探頭(4)上，并且開關(guān)元件(6)設(shè)置成在所述探測單元偏轉(zhuǎn)時輸出開關(guān)信號(13)，并且其中，恰好在所述評估信號￠9)滿足觸發(fā)條件的時間點(diǎn)與輸出所述開關(guān)信號(13)的時間點(diǎn)之間的時間差低于預(yù)定值時，所述控制及評估單元開啟所述校正功能。
8.根據(jù)前述權(quán)利要求中的一項所述的方法，其特征在于，所述探測傳感器(7)的測量拾取頭(7)和所述加速度傳感器￠5)的測量拾取頭(55)具有相同的類型。
9.根據(jù)前述權(quán)利要求中的一項所述的方法，其特征在于，所述加速度傳感器￠5)具有質(zhì)量體(56)，所述質(zhì)量體的加速度由所述加速度傳感器的測量拾取頭(55)確定，所述質(zhì)量體(56)的質(zhì)量近似對應(yīng)于所述探測單元(74)的質(zhì)量。
10.根據(jù)前述權(quán)利要求中的一項所述的方法，其特征在于，所述加速度傳感器的測量拾取頭(55)和所述探測傳感器(7)的測量拾取頭(7)具有相同的定向。
11.根據(jù)前述權(quán)利要求中的一項所述的方法，其特征在于，所述加速度傳感器￠5)布置在所述探測傳感器(7)的附近。
12.一種用于測量工件的坐標(biāo)測量裝置，包括 -探頭(4)，所述探頭具有探測單元(74)、探測傳感器(7)和加速度傳感器(65)，當(dāng)工件(70)與所述探測單元(74)接觸時，所述探測傳感器產(chǎn)生探測信號(23)，所述加速度傳感器基于所述探頭(4)的加速產(chǎn)生加速度信號(67)，-機(jī)構(gòu)(71，72，73)，所述探頭(4)經(jīng)由所述機(jī)構(gòu)能夠相對于所述工件(70)移動，所述機(jī)構(gòu)具有標(biāo)尺(31，41和51)，根據(jù)所述標(biāo)尺可以確定表示探頭的位置的刻度值(X，y和z)，和 -控制及評估單元(68)，所述控制及評估單元被構(gòu)建成通過將所述探測信號和所述加速度信號彼此相減確定評估信號(69)，從而確定所述表示探頭在接觸工件時的位置的刻度值，由此所述評估信號被用于確定所述表示探頭在接觸工件時的位置的刻度值。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的坐標(biāo)測量裝置，其特征在于，所述控制及評估單元被構(gòu)建成執(zhí)行根據(jù)權(quán)利要求2至6中至少一項所述的方法。
14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的坐標(biāo)測量裝置，所述坐標(biāo)測量裝置的控制及評估單元被構(gòu)建成執(zhí)行根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述探測單元(74)可偏轉(zhuǎn)地支撐在所述探頭(4)上，并且開關(guān)元件(6)設(shè)置成基于偏轉(zhuǎn)輸出開關(guān)信號(13)，并且其中，恰好在所述評估信號(69)滿足觸發(fā)條件的時間點(diǎn)與輸出所述形狀信號(13)的時間點(diǎn)之間的時間差低于預(yù)定值時，所述控制及評估單元開啟校正功能。
15.根據(jù)前述權(quán)利要求12至14中的一項所述的坐標(biāo)測量裝置，其特征在于，所述探測傳感器(7)的測量拾取頭(7)和所述加速度傳感器￠5)的測量拾取頭(55)具有相同的類型。
16.根據(jù)前述權(quán)利要求12至15中的一項所述的坐標(biāo)測量裝置，其特征在于，所述加速度傳感器￠5)具有質(zhì)量體(56)，所述質(zhì)量體的加速度由所述加速度傳感器￠5)的測量拾取頭(55)確定，所述質(zhì)量體(56)的質(zhì)量近似對應(yīng)于所述探測單元(74)的質(zhì)量。
17.根據(jù)前述權(quán)利要求12至16中的一項所述的坐標(biāo)測量裝置，其特征在于，所述加速度傳感器￠5)被緊固在所述探頭(4)上，使得所述加速度傳感器￠5)的測量拾取頭(55)具有與所述探測傳感器(7)的測量拾取頭(7)相同的定向。
18.根據(jù)前述權(quán)利要求12至17中的一項所述的坐標(biāo)測量裝置，其特征在于，所述加速度傳感器￠5)被緊固在所述探頭(4)上，使得所述傳感器被布置在所述探測傳感器(7)的附近。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于測量坐標(biāo)測量裝置上的工件的坐標(biāo)的方法，該坐標(biāo)測量裝置具有探頭(4)，探頭包括探針(3)和與探針關(guān)聯(lián)的探測傳感器(7)，當(dāng)探針接觸工件時探測傳感器產(chǎn)生探測信號(23)，通過該探測信號確定了表示探頭在接觸工件時的位置的尺寸值，其中探頭還包括加速度傳感器(65)，加速度傳感器在探頭加速時產(chǎn)生加速信號(67)，其中探測信號和加速度信號饋送至控制和分析單元(68)用于分析，并且其中控制和分析單元確定所述尺寸值，使得通過將探測信號和加速度信號彼此相減來確定分析信號(69)，并且僅使用所述分析信號確定表示探頭在接觸工件時的位置的尺寸值。本發(fā)明還涉及一種相應(yīng)的坐標(biāo)測量裝置。
文檔編號G01B7/012GK102947671SQ201180031246
公開日2013年2月27日 申請日期2011年4月14日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月23日
發(fā)明者A.富克斯, R.克恩 申請人:卡爾蔡司工業(yè)測量技術(shù)有限公司