CN102906651B - 借助虚拟表面调节一个测量过程的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及包括一种对一种用于测量一个测量对象(12)的坐标测量仪(46)的一个测量过程进行调节的方法(10)，其中，坐标测量仪(46)具有一个调节装置(64)和一个带有触针(18)的探测器(60)，和其中，触针(18)与测量对象(12)的一个表面(14)之间的相对运动通过调节装置(64)调节。此外，表面(14)具有至少一个实际的节段(24)与一个测量对象表面(13)相符，和至少一个虚拟的节段(26)。此外，本发明还涉及一种相应的坐标测量仪和计算机程序。

Description

借助虚拟表面调节一个测量过程的方法

本发明涉及一种对一种用于测量一个测量对象的坐标测量仪的一个测量过程进行调节的方法，其中，坐标测量仪具有一个调节装置和一个带有触针的探测器，和其中，触针与测量对象的一个表面之间的相对运动通过调节装置调节。

此外，本发明还涉及一种用于测量一个测量对象的坐标测量仪，其中，坐标测量仪具有一个调节装置和一个带有触针的探测器，其中，触针与测量对象的一个表面之间的相对运动通过调节装置调节。

例如，公开文献US 5 737 244(A)中已经介绍过这样一种方法和这样一种坐标测量仪。

3D坐标测量仪在背景技术中已经为人所熟知。它们在工业应用领域被用于测量工件，例如，对工件进行质检。这种类型的坐标测量仪也被应用于其它的应用领域，例如，“逆向工程”领域。

使用不同的测量系统测量工件。通常，这些系统或是能够进行无接触测量工件的光学系统或是接触式系统，在接触式系统中是在某些点探测工件，从而采集工件的被探测点的坐标。

本发明涉及的是拥有接触式测量系统的坐标测量仪。这种坐标测量仪拥有一个探测器，所述探测器安置在一个测量空间，能够相对一个工件立体地移动。探测器具有一个传感器，该传感器支撑一个活动的触针并且还能够采集触针相对于探测器基座的偏移。触针具有一个探测头，探测头上规定有一个探测物，通常是一个探测球。基于已知的触针的几何形状和已知的探测器在测量空间的位置，可以借助由传感器采集的偏移确定工件上的被探测点的空间坐标。

有多种用于测量工件的测量方法已经为人所熟知。在测量工件时，可以是逐个地探测大量的点。例如，这种测量方法能够探测完全未知的几个形状，但是，由于是逐个地探测每个测量点，时间耗费高。

除此之外还有所谓的扫描-方法也为人所熟悉，在扫描-方法中触针与被测量的工件接触，沿被测量的工件运动并因此沿着工件表面上的一个轨迹探测许多测量点。通过这种方式可以特别快地探测大量的测量点。但是，为此必须调节探测器的运动轨迹，使触针或探测球始终与工件表面保持接触状态。在此，通常是预先知晓轨迹的一个额定几何形状。例如，可以知道，需要测量的是一个圆孔的内径，因此，额定几何形状应该是一个环形轨迹。知道这种额定几何形状可以在扫描过程中减轻对探测器轨迹的调节，造成只有借助测量点与额定几何形状之间的实际偏差才能重调探测器轨迹。

此外，在背景技术中，所谓的主动测量和被动测量的探测器也为人所熟知。在被动测量探测器中，触针基本上通过机械弹性体元件支撑。因此，触针的偏移总是与支撑的弹力和触针压向工件表面的接触力成比例。在沿着一个工件表面进行的扫描过程中，有利的是，为了避免触针过度弯曲或损坏工件，接触力只存在于一个确定的区域。因为在被动测量探测器中，接触力与触针的偏移成比例关系，在这种情况下触针必须运动，以便改变触针的偏移并因此而改变接触力。探测器的运动会产生加速和惯性力，这可能会使调节这样一种被动测量探测器变得困难。

在主动测量的探测器，接触力与触针的偏移无关，可借助测量力发生器(例如，电动可伸缩线圈或压电元件)进行调节。这可以实现，即使在较大的触针偏移时，通过一个小的和/或通过一个在扫描-过程期间保持不变的接触力接触工件，而这不会造成探测器的过度运动，有时甚至是不会造成探测器运动。

本发明首先规定，与主动测量的探测器一起使用。但是原则上，本发明也可以用在被动测量的探测器。

如果是探测平滑的平面，可以相对没有问题地使用扫描-方法。但是，如果被探测的表面有突起或凹陷，例如，磨削的槽，可能会出现问题，触针及其探测球可能会卡在一个突起或凹陷。尤其是工件表面上的凹陷在这里可能会成为一个问题。有时甚至还必须准确地测量工件表面上的凹陷，因为，例如，表面实际上是圆的还是平的取决于上面加工有这种凹槽的表面的走向。

坐标测量技术的基本概念和尤其是评析测量结果的方法已经为专业人士所熟知。在专业书″坐标测量技术“中可以找到有关这些熟知的方法的提示，作者Weckenmann，Gawande，慕尼黑Carl Hanser出版社，1999年，ISBN3-446-17991-7，在这里也对此书有大量的援引。

一个经常出现的问题是，一旦触针需要经过表面上的一个凹陷，必须对触针的探测球进行再调整，使触针潜入凹陷内。探测球仿佛是“落入“凹陷内。继续行进时，如果槽结束，触针会撞击槽的对面的边缘。因为扫描-过程是通过一定的进给进行，例如，每秒钟5毫米，可能会发生，触针不能足够快地被从槽中提出来。结果是，或是触针受到损坏，或是被迫中断扫描-过程，以便坐标测量仪的调节装置能够把触针首先重新从凹陷或槽中解放出来。

因此，一直在寻找一种能够使触针避免“潜入“被测量的表面的凹陷内的解决方案。

US 5 895 444(A)，开始时所述的US 5 737 244(A)的一个扩展，建议，当不了解工件凹陷的位置时，设置一个负的虚拟测量力。“负的“在这里表示，测量里在法线方向远离被测量的工件表面。调节装置然后假定，接触力过大和探测球从工件表面升起。利用这种方法可以”跳过“凹陷。越过凹陷之后，清除虚拟给定的力，和调节装置重新接触工件表面。这里需要的前提条件是，必须了解凹陷的大概位置。

在WO2008/074989中也建议，在接近工件表面的一个凹陷时把探测球提起来，避免探测球或触针潜入和卡在一个凹陷内。在这里也必须了解一个槽或凹陷的大概位置。

本发明的任务是，提供一种用于扫描具有凹陷的工件表面的解决方案，所述方案即使在一个测量位置没有工件时，例如由于凹陷，也能够进行扫描。其中，可以毫不改变地使用全部熟悉的测量方法，扫描方法和内插补法和即使不知道有凹陷存在，也会避免一个触针卡在凹陷内。此外，必须认识到，一个被采集的测量值是否来自实际扫描的工件。

因此，按照本发明的一个第一方面建议，继续扩展开始时所述的方法，使表面至少有一个实际的节段与一个测量对象表面相符，和至少有一个虚拟的节段。

按照本发明的一个第二方面建议，继续扩展开始时所述的坐标测量仪，使表面至少有一个实际的节段与一个测量对象表面相符，和至少有一个虚拟的节段。

按照本发明的一个第三方面，建议使用一个带有程序编码装置的计算机程序，当该计算机程序在一个坐标测量仪的控制机构中被执行时，其执行按照本发明的第一方面所述方法的全部步骤。

在调节过程中要考虑到虚拟的，实际上在工件上不存在的表面，所述表面由坐标测量仪的使用者确定，例如，可以通过合适的软件给定。这种虚拟表面无论是在形式上还是在位置上都可以任意安置和，例如，由平面，圆柱或球体组成。虚拟表面补充和/或改变实际存在的工件表面，因此，其确定探针相对工件和实际工件表面的运动轨迹。因为已经了解被测量的工件的额定几何形状，因此，可以在确定和在测量空间内安置虚拟表面时优选，实际工件表面上的凹陷“被填平“。然后，调节装置沿着虚拟表面导向触针，触针“跳过”凹陷。当虚拟表面位于工件上并且低于实际的工件表面时，在几种情况下较为有利。例如，如果扫描的是一个球体，虚拟表面是可以是一个半径较小的球体。如果是凹陷，例如，槽，位于实际的工件表面，凹陷或槽则被虚拟表面盖住。当触针的探测球落在这个虚拟表面上时，则生成调节量和测量值，它们相当于一个实际表面的调节量和测量值。调节装置相应地调节探测球或探测器的位置，似乎虚拟表面就是真正的表面。因此，探测球不必潜入到凹陷的底部，而是沿着虚拟表面行进。需要克服的高度差很小，以至于在一个实际的凹陷的端部探测球或触针可以没有问题地重新达到实际的工件表面。在扫描一个齿轮几何形状时可以优选，一个虚拟表面形成一个包封体，所述包封体像一个想象出来的薄膜一样绷在各个轮齿的齿尖上。当调节装置使触针沿着这样一种虚拟表面运动时，位于触针的自由端的探测对象不会潜入在实际的轮齿之间。

探测球或触针通过调节沿着通过坐标测量仪测量的表面运动，所述表面由工件上实际存在的，真的节段和虚拟表面组成，真的节段与被测量的工件表面相符，而虚拟表面则是，例如，以几何数据的形式给定给调节装置，它们并不是作为真的表面存在。优选，在调节装置和探测器的调节算法上不做任何改动。因为虚拟表面能够毫无问题地与一个坐标测量仪的已有的调节软件和内插补软件一同使用，因此可以对虚拟表面进行扫描和使其与真的或实际的工件表面组合。

原则上，是触针或探测器扫描一个固定的表面或沿着一个固定的测量对象运动，还是表面或测量对象沿着一个固定的触针或探测器运动，这没有什麽区别。也可以是，无论是触针或探测器还是表面或测量对象都处于运动之中。只有测量对象与探测器之间的相对运动至关重要。可以视被测量的测量对象规定合适的布设。例如，如果需要测量具有不同形状的不同测量对象，优选，固定安置测量对象和使触针运动。如果与此相反，只是测量旋转对称的，很大程度上是形状相同的测量对象，例如，齿轮，则优选，触针保持固定和转动测量对象。通过这种方式可以保持小的运动质量。

开始时所述的任务3因此得以全部解决。

按照本发明的一个优选的结构形式，标记在至少一个虚拟节段中采集的测量值。

因为在虚拟节段中采集的测量值不与真正的工件表面的实际测量值相符，优选，在评析采集的空间坐标时对这些测量值不予考虑。优选，标记在至少一个虚拟节段中采集的测量值。这些被标记的测量值然后可以，例如，被掩蔽或标记，在后处理时或评析时对它们不予使用。

此外还规定，探测器是一个主动测量的探测器和调节装置调节触针的一个测量力，其中，与触针在至少一个虚拟节段中的潜入深度成比例地给主动测量的探测器的一个测量力发生器施加一个反作用力。

在主动探测器，通过这种方式可以把由使用者或自动确定的虚拟表面转换成对探测器的调节装置的实际输入。虚拟表面是以三维矢量区的形式生成，其中，矢量区根据对虚拟表面的定位在测量空间转矩一个确定的位置。借助该位置可以知晓虚拟表面所处的测量空间的空间坐标。对于每一个空间坐标，确定一个虚拟力的一个矢量，包括其和值和方向。方向通常离开虚拟平面的表面。和值随着在虚拟表面深度的增加而提高，就是说，在表面和值较小，随着深度的增加而增加。因此，所使用的虚拟力根据分配给其的空间坐标具有不同的和值。因此，虚拟表面也可以被称作“虚拟体“。如果探测球运动进入一个具有属于虚拟表面的空间坐标的点内，为这些空间坐标存储的虚拟力与一个额定-接触力反向地被施加给额定-接触力。对于坐标测量仪的调节装置，这样做的效果是，一旦探测球”接触“虚拟表面，似乎是由虚拟表面给触针的探测球施加一个力。由此，由调节装置给测量力发生器的额定值施加一个反作用力。因为虚拟表面是从虚拟力中形成，当潜入虚拟表面的深度增加时，虚拟力的和值也随着增加，当达到一定的潜入深度时会在额定-接触力和虚拟力之间达到平衡。如果已经达到这种平衡，探测球不再继续向虚拟平面下潜。探测器只是进入虚拟表面一点点。然后相应地选择虚拟平面的位置，以便使探测球的潜入深度”登上“槽端的槽边。

与技术背景相比，上述方法的优点在于，不必知道槽或凹陷在测量对象的实际表面上的位置。借助虚拟表面可以在一个测量空间选择性地生成一个绝对地或相对于测量对象确定的区域，而触针不能进入这个区域。基于这种通过虚拟表面在测量区确定的“禁区“，在一个扫描-过程中仿佛是给触针铺上了一个”防护网“，从而阻止触针掉入槽内。

可以选择，无论是在根据本发明的第一个方面所述的方法还是在根据本发明的第二个方面所述的坐标测量仪都规定，探测器是一种被动测量的探测器和调节装置调节触针的偏移，其中，与触针在至少一个虚拟节段中的潜入深度成比例地给触针的一个额定偏移施加一个虚拟偏移。

这时，可以优选规定，虚拟偏移与额定偏移相对，以便当触针在至少一个虚拟节段潜入到一定的深度时在额定偏移和虚拟偏移之间达到一个平衡或在调节器给定值之间达到一个平衡。

尽管根据本发明的第一个方面所述的方法和根据本发明的第二个方面所述的坐标测量仪特别适合于或适合使用主动测量的探测器，这也可以转用于被动测量的探测器。在这里，虚拟表面不是通过某些分配给空间坐标的虚拟力来转换，而是给额定-偏移施加一个虚拟偏移。虚拟偏移的矢量和同样随着潜入深度的增加而上升。虚拟偏移的矢量方向与额定-偏移的方向相反，以至于在达到一定的潜入深度时在相应的额定偏移和虚拟偏移之间达到一个平衡。这样也实现了沿着虚拟表面调节探测器。

所述主动测量的探测器的结构形式和被动测量的探测器的结构形式具有共性，虚拟节段是通过至少一个虚拟表面形成，其中，至少一个虚拟表面以众多的矢量形式出现，这些矢量及其和值与方向被分配给某一空间坐标。

无论是在根据本发明的第一个方面所述的方法还是根据本发明的第二个方面所述的坐标测量仪的另一个结构形式中可以规定，能够识别出，测量对象或被测量表面的一个已知的额定几何形状在测量过程中沿着至少一个实际的节段发生位移，和至少一个虚拟节段的布设借助位移进行调整。

可以规定，动态移动至少一个虚拟节段的位置。这尤其是在扫描具有已知额定几何形状的工件时，例如，一个平面或圆柱体，较为有利。在此，例如，已经识别出的一个孔的位移——就是说，孔的中心点没有位于假定的地点——不仅要适合于一种内插补法的重调——就是说，额定几何形状的位置要适合所使用的内插补法——而且同时为了重调虚拟表面的位置或布设做出改变。当然，只有当探测球处在实际的或真正的表面时和采用在一个实际表面采集的测量值时，才可以调整或重调虚拟表面。

利用这种方式可以在测量过程中使虚拟部分或虚拟表面的位置与实际的工件形状相匹配。

无论是在根据本发明的第一个方面所述方法还是根据本发明的第二个方面所述的坐标测量仪的另一个结构形式中可以规定，虚拟表面的几何形状与一个平面或一个圆柱体或一个球体的表面相符。

利用这种方式可以使至少一个虚拟表面的几何形状适当地匹配实际的工件。

当然，前述的和后面还要阐述的特征不仅可以应用于已经说明的组合，而且，只要是不脱离本发明的范畴，还可以应用于其它组合或单独使用。

下面借助附图对本发明的实施示例进行说明。附图简介：

图1：根据本发明的第一个方面所述方法的实施示例的测量过程图，

图2：方法的第二个实施示例，

图3a和3b：方法的第三个实施示例，

图4a～4c：方法的第四个实施示例，

图5：方法的第五个实施示例，

图6a和6b：方法的第六个实施示例，

图7：据本发明的第二个方面所述的坐标测量仪，和

图8：图7中所示的坐标测量仪的一个主动测量探测头的简图。

图1是一个实施示例，显示的是借助一个示范性描述的测量对象12执行方法10的过程。

在本实施示例中。测量对象12是一个板材，检测其是否真的是平的。

为此需要测量测量对象表面13。借助提取的测量点可以在评析的范围内检测，测量对象12的测量对象表面13是否真的是平的。

为了实现上述目标，测量一个表面14，其组成以后会做详细说明。

测量对象表面13在几个点有槽16。槽16在这里只是示范性地表示测量对象表面13上的可能出现的不平整，尤其是凹陷。也可以想象其它类型的能够影响测量的障碍。

规定使用触针18，所述触针在其中一个端部有探测球20，利用探测球探测表面14。图1中，在不同的位置从A至E显示的都是触针18。在测量过程中触针按照字母顺序经过从A到E位置，就是说从A开始在E结束。

如果触针18现在沿着测量对象表面13行进，对其进行测量，其中，探测球20与测量对象表面13接触，触针18必须越过槽16。在执行方法10过程中，调节装置为了使触针18不会进入槽16内太深，造成触针18及其探测球20卡在槽16内，规定一个虚拟表面22，所述虚拟表面根据实际被测量的测量对象表面13安置。在本例中将查明，测量对象表面13是否真的是平的。相应地，可以在此规定，虚拟表面22在测量对象表面13下方几毫米处，与该表面平行伸展。借助这些边界条件可以自动地或计算机辅助安置虚拟表面22。

虚拟表面22以众多的矢量23形式出现，这些矢量及其和值与方向被分配给某一空间坐标(X，Y，Z)。根据一个探测头的类型，这些矢量可能是虚拟力或虚拟矢量。

在执行方法10过程中，像对待测量对象12的一个实际的或真正的测量对象表面13一样对待虚拟表面22。相应地调节触针18及其探测头20，仿佛虚拟表面22是一个实际的测量对象表面13。利用这种方法可以阻止探测球20进入操16内过深。因此，在执行方法10过程中由探测头20扫描的表面14是由实际的测量对象表面13和虚拟表面22组成。表面14具有实际的节段24和虚拟的节段26。因此，在评析测量结果时须注意，只采纳在探测实际的测量对象表面13过程中采集的测量结果。当探测表面16的虚拟节段26内的虚拟表面22时也会得到测量值，但是这些测量值当然真实情况不符，因此在进行评析时必须掩蔽。

方法10的测量过程以触针18所处的A位置开始，在这个位置探测头20探测实际的测量对象表面13。触针18这时处在表面14的一个实际的节段24。探测头20沿着一个进给方向28移动，其中，进给方向28基本上始终遵守被测量的测量对象表面13的额定几何形状。探测球20这时沿法线方向30，即，垂直于进给方向28，压在测量对象表面13上面。借此，在探测球20与测量对象表面13之间有一个接触力F发挥作用。当触针18停止不动时，接触力F离开法线方向30，如图1中示范性地所示。在这种情况下，接触力F可能在一个触点的附着摩擦锥体的内部位于探测球20和测量对象表面13之间。但是，一旦探测球20沿着测量对象表面13运动和附着摩擦转变成滑动摩擦，可以借助一个通常的平行四边形从法线方向30的力和测量对象表面13方向的滑动摩擦力确定接触力F的方向。如果认为，当探测球20和测量对象表面13之间的摩擦系数较小时，滑动摩擦力的值与法线方向的力的值相比特别小，那麽在较小的摩擦系数时接触力F的方向基本上相当于法线方向30。

如果探测球20现在从测量对象表面13进入槽16，探测球20会向槽内移动一定程度，直到接触到虚拟表面22。探测球20现在位于表面14的虚拟节段26。对于本发明的方法而言，探测球是位于一个真正的或实际的测量对象表面13还是位于虚拟表面22，原则上没有差别。负责调节触针18的调节装置的输入值也是一样。如果探测头20接触到虚拟表面22，探测头20在法线方向30受到反作用力，该反作用力作为调节装置的输入。反作用力的大小与探测头20潜入虚拟表面22的深度D成正比。虚拟表面22在某种程度上是由众多虚拟的力矢量形成的空间区域，其中，进入虚拟表面内越深，力矢量的和值就越大。这会导致，探测球20某种-微小-程度上会“潜入“到虚拟表面内部，直到虚拟的发作用力与额定-接触力相当。因此，探测球20不会完全潜入槽16内，而是只是-在虚拟的基础上-探测虚拟表面22。探测球20通过这种方式在所示的位置B横穿虚拟节段26。

因为虚拟表面22只是位于测量对象表面13下方几毫米处(见图1中方位)，虚拟表面22与测量对象表面13之间的距离很小，因此，当触针18在进给方向28从位置B向位置C行进时，探测球20可以毫无问题地越过从虚拟表面22到测量对象表面13的梯级。随后，在位置D的槽16像在位置B的槽16一样重复相同的过程。探测球20重新从表面14的一个实际的节段24过渡到表面14的一个由虚拟表面22形成的虚拟的节段26。这样就避免了探测球20在D位置完全地潜入到槽16内，和也可以毫无危险地穿过这个槽16。方法10的测量过程然后在触针的一个位置E结束。

借助所述的方法10可以毫无问题地横越测量对象12上面的槽16。此外，没有必要为了令探测球20某种程度上“跳过“槽16，使探测球20从实际的测量对象表面13离开。因此，整个需要测量的测量对象表面13得以探测。

图2中所示的是另一个实施示例。在本例中需要测量的是一个齿轮形状的测量对象12′，齿轮齿顶。被测量的表面14′具有一个测量对象12′的齿尖32形式的实际节段以及一个圆柱形的，沿测量对象12′圆周分布的虚拟表面22′。通过这种方式只能测量齿顶或齿尖32。触针18和探测球20不必潜入轮齿间隙，因为它们被虚拟表面22′盖住。进给方向28′在本例中呈圆形。

图3a和3b中显示的方法的第三个实施示例。在本例中需要测量的是测量对象12″的一个燕尾榫34的宽度。为了确定燕尾榫34的宽度。规定一个虚拟表面22″，这样的话探测球20就不能伸到燕尾榫34的下面并卡在那里。)，虚拟表面22″与燕尾榫34的测量对象表面13″之间的距离很小，因此，探测球20能够从虚拟表面22″上升到测量对象表面13″。在一个测量过程中，触针18相应地从一个位置A′沿着进给方向28″移动到位置B′并因此而探测燕尾榫34的宽度。

图4a～4c显示的是锯片形式的带有锯齿36的测量对象12″′，需要测量的是刀刃。像在测量齿轮齿顶一样，在这里规定一个圆柱形的虚拟表面22″′。这样可以阻止，探测球20″′潜入锯齿36之间的间隙并卡在刀刃的后面。因此，通过虚拟表面22″′也可以在一个与锯齿36的刀刃相对的进给方向28″′进行扫描。可以安置多个虚拟表面22″′，如图4a～4c所示。通过这种方法，即可以探测刀刃上边37又可以借助圆弧插补探测刀刃下边38。

图5所示的另一个实施示例与此类似。在本例中需要测量的是测量对象12″″的一个孔40或孔的内径。孔40具有一个铣入的键槽42。为了防止触针卡18在键槽42内，在键槽42上设置一个虚拟表面22″″，从而避免触针18或探测球20潜入键槽42内过深。因此，可以不停顿地扫描孔40并借助圆弧插补确定内径。

图6a和6b显示的是另一个实施示例。在本例中需要测量的是一个万向轴的一个内装零件44的球形。为了保证探测球20不被卡在内装零件44的开口45，在内装零件设置一个球形的虚拟表面22″″。通过这种方法可以，例如，测量内装零件44的一个外球形式的测量对象表面13″″并借助球形插补进行确定。

图7显示的是本发明结构形式的坐标测量仪46。

坐标测量仪46具有一个测量表面48，上面放置有测量对象12。测量表面48上是一个能够沿Y方向移动的龙门架50。龙门架50上面安置有能够沿X方向移动的滑块52。滑块52上又有一个能够沿Z方向移动的顶尖套筒54。

在顶尖套筒54的其中一端有一个探测器60，触针18及其探测头20安放其内。

通过这种方式触针18可以在任一方向驶向测量对象12和用探测头20探测测量对象12。

规定有直线尺56，57，58，龙门架50，滑块52和顶尖套筒54沿着这些直线尺移动。借助合适的传感器和直线尺56，57，58可以确定龙门架50，滑块52和顶尖套筒54的位置。探测器60有另外一个可以执行主动测量或被动测量的传感器(没有显示)。借助该传感器可以确定触针18相对探测器60或顶尖套筒54的偏移，从而世可确定探测头20的位置。

此外，坐标测量仪46还有一个调节装置64，例如，可以是一台常用的计算机。在常规结构形式中，调节装置64有一个输出装置66和一个输入装置67，这样的话使用者可以在输出装置66读取测量结果或，例如，为一个测量过程启动一个执行程序。借助输入装置67可以，例如，修改测量过程的速度，探测的表面等。

此外，调节装置64还能够根据上述的方法测量测量对象12。基于被测量的测量对象表面13，调节装置64能够相应地自动安置虚拟表面22，例如，使虚拟表面与被测量的实际的测量对象表面13保持一定的距离并与其平行。例如，可以规定，如果被测量的是一个球体表面，自动地安置一个中心点相同但是半径较小的虚拟球体表面，这样的话就可以阻止触针掉入被测球体表面上的凹陷。如果不了解实际存在的凹陷或槽，触针也可能会落入凹陷内。

作为选择或补充，当然也可以规定有一个操作装置69，以便能够手动执行测量过程。这样的话就可以，例如，学习某一测量过程或当调节装置64出现故障时手动控制坐标测量仪46。

调节装置64可以，如图所示，通过线缆与坐标测量仪46的其它元件的连接，但是也可以是无线连接。当然也可以规定，调节装置64是其余元件的集成部分，例如，安置在测量表面48或龙门架50。输出装置66和输入装置67也可以安置在那里。

图8所示借助一个简图显示了探测器60的基本功能方式。探测器60在这里是一个主动探测器。探测器60具有一个固定部分72和一个活动部分74，它们通过两个板式弹簧42，44相互连接。板式弹簧76，78形成一个弹簧平行四边形，使部分74能够沿着箭头80方向活动。触针18借此能够从静止位置偏移一个距离T。在参考数字18′，显示的是处在偏移的位置探测器60。

触针18相对固定部分72的偏移可能是接触测量对象12的结果。在确定探测球20的空间坐标的时候要考虑到触针18的偏移。除此之外，如果是一个主动探测器60，可以会借助一个测量力发生器产生触针18的偏移。在固定部分72和活动部分74各有一个边82，84。这两个边82，84与板式弹簧76，78平行并相互平行。在边82，84之间是一个传感器86(在这里用一个直线尺88显示)和一个测量力发生器90。传感器86有一个可伸缩线圈，一个霍尔-传感器，一个压电电阻传感器或另一个传感器，借助它们可以确定触针18相对于固定部分72的空间偏移。测量力发生器90可以是一个可伸缩线圈，通过可伸缩线圈使两个边82，84相吸或分开。探测器60相应地也与调节装置64连接在一起，这样的话，调节装置一方面可以读取参数，想偏移和接触力和另一方面可以控制测量力发生器90。

在图8的简图中，探测器60只能使触针18沿箭头46的方向发生偏移。但是，相关的专业人士知道，这样一种探测器60典型地能够在另外两个，正交的空间方向使触针相应地发生偏移。在公开文献DE 44 24 225 A1中介绍了这种探测器60的实施示例，在这里参考了该文献。但是，本发明并不局限于这种特殊的探测器60和也能够通过其它的测量或通断探测器其它测量系统的传感器头，尤其是被动探测器实现。

相关的专业人士知道，图8中简述的探测器60或传感器头通常有一个支撑，触针18或另一个传感器可更换地固定在支撑上。

Claims (12)

1.对一种用于测量一个测量对象(12)的坐标测量仪(46)的测量过程进行调节的方法(10)，其中，坐标测量仪(46)具有调节装置(64)和带有触针(18)的探测器(60)，和其中，触针(18)与测量对象(12)的表面(14)之间的相对运动通过调节装置(64)调节，其中，表面(14)具有至少一个实际的、与测量对象表面(13)相符的节段(24)和至少一个虚拟的节段(26)，其特征在于，探测器(60)是一个主动测量的探测器(60)和调节装置(64)调节触针的测量力(F)，其中，与触针(18)在至少一个虚拟节段(26)中的潜入深度成比例地给主动测量的探测器(60)的测量力发生器(90)施加一个反作用力。

2.对一种用于测量一个测量对象(12)的坐标测量仪(46)的测量过程进行调节的方法(10)，其中，坐标测量仪(46)具有调节装置(64)和带有触针(18)的探测器(60)，和其中，触针(18)与测量对象(12)的表面(14)之间的相对运动通过调节装置(64)调节，其中，表面(14)具有至少一个实际的、与测量对象表面(13)相符的节段(24)和至少一个虚拟的节段(26)，其特征在于，探测器(60)是一种被动测量的探测器(60)和调节装置(64)调节触针(18)的偏移，其中，与触针(18)在至少一个虚拟节段(26)中的潜入深度(D)成比例地给触针(18)的一个额定偏移施加一个虚拟偏移。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，至少一个虚拟节段(26)是通过至少一个虚拟表面(22)形成，其中，至少一个虚拟表面(22)设计为众多的矢量(23)，这些矢量及其值与方向分别被分配给某一空间坐标。

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，虚拟偏移与额定偏移相互反向，以便当触针(18)在至少一个虚拟节段(26)潜入到一定的深度(D)时在额定偏移和虚拟偏移之间达到一个平衡或在调节器给定值之间达到一个平衡。

5.根据权利要求1或2中任一项所述的方法，其特征在于，识别测量对象(12)的一个已知的额定几何形状在测量过程中沿着至少一个实际的节段(24)发生的位移，和至少一个虚拟节段(26)的布设借助该位移进行调整。

6.根据权利要求1或2中任一项所述的方法，其特征在于，虚拟表面(22)的几何形状与一个平面或一个圆柱体或一个球体相符。

7.用于测量一个测量对象(12)的坐标测量仪(46)，具有调节装置(64)和带有触针(18)的探测器(60)，其中，触针(18)与测量对象(12)的表面(14)之间的相对运动通过调节装置(64)调节，其中，表面(14)至少有一个实际的、与一个测量对象表面(13)相符的节段(24)和至少有一个虚拟的节段(26)，其特征在于，探测器(60)是一个主动测量的探测器(60)和调节装置(64)调节触针的测量力(F)，其中，与触针(18)在至少一个虚拟节段(26)中的潜入深度成比例地给主动测量的探测器(60)的测量力发生器(90)施加一个反作用力。

8.用于测量一个测量对象(12)的坐标测量仪(46)，具有调节装置(64)和带有触针(18)的探测器(60)，其中，触针(18)与测量对象(12)的表面(14)之间的相对运动通过调节装置(64)调节，其中，表面(14)至少有一个实际的、与一个测量对象表面(13)相符的节段(24)和至少有一个虚拟的节段(26)，其特征在于，探测器(60)是一种被动测量的探测器(60)和调节装置(64)调节触针(18)的偏移，其中，与触针(18)在至少一个虚拟节段(26)中的潜入深度(D)成比例地给触针(18)的一个额定偏移施加一个虚拟偏移。

9.根据权利要求7或8所述的坐标测量仪，其特征在于，至少一个虚拟节段(26)是通过至少一个虚拟表面(22)形成，其中，至少一个虚拟表面(22)被设计为众多的矢量(23)，这些矢量及其值与方向分别被分配给某一空间坐标。

10.根据权利要求8所述的坐标测量仪，其特征在于，虚拟偏移与额定偏移相互反向，以便当触针(18)在至少一个虚拟节段(26)潜入到一定的深度(D)时在额定偏移和虚拟偏移之间达到一个平衡或在调节器给定值之间达到一个平衡。

11.根据权利要求7或8中任一项所述的坐标测量仪，其特征在于，识别测量对象(12)的一个已知的额定几何形状在测量过程中沿着至少一个实际的节段(24)发生的位移，和至少一个虚拟节段(26)的布设借助该位移进行调整。

12.根据权利要求7或8中任一项所述的坐标测量仪，其特征在于，虚拟表面(22)的几何形状与一个平面或一个圆柱体或一个球体相符。