DE102011089039A1 - Method for operating coordinate measuring machine for measuring workpiece, involves measuring movement of sensor or workpiece support by flowing electrical drive current through electric motor to effect movement of electric motor - Google Patents

Method for operating coordinate measuring machine for measuring workpiece, involves measuring movement of sensor or workpiece support by flowing electrical drive current through electric motor to effect movement of electric motor Download PDF

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Abstract

The operating method involves measuring the movement of a sensor or a workpiece support by flowing the electrical drive current (I-ist) through an electric motor to effect the movement of the electric motor. An actual-speed or an actual-acceleration of the sensor or the workpiece support are measured in a direction driven by the electric motor. A current limit value (I-max,I-min) or current limit band is determined for the electric drive current depending on the measured actual-speed or the measured actual-acceleration. An independent claim is included for a coordinate measuring machine for use with a mechanism for moving a sensor relative to a workpiece support in one direction.

Description

Die Erfindung betrifft ein Koordinatenmessgerät und ein Verfahren zum Betreiben eines Koordinatenmessgeräts. Das Koordinatenmessgerät weist eine Mechanik (siehe rein Beispielhaft die Mechanik 3 vom Portaltyp in 1) auf zum Verstellen eines Sensors relativ zu einer Werkstückaufnahme in zumindest einer Richtung, wobei die Mechanik wenigstens einen Elektromotor aufweist, über den die Verstellung des Sensors oder der Werkstückaufnahme in dieser Richtung angetrieben wird. Dabei wird ein elektrischer Antriebsstrom gemessen, der durch den Elektromotor fließt, um auf diese Weise eine Bewegung des Elektromotors und auf diese Weise eine Bewegung des Sensors oder der Werkstückaufnahme zu bewirken. Der gemessene Antriebsstrom wird hierbei mit einem Stromgrenzwert oder einem Stromgrenzwertband verglichen und, wenn der elektrische Antriebsstrom den Stromgrenzwert erreicht und/oder überschreitet oder wenn das Stromgrenzwertband verlassen wird, wird die Bewegung der Mechanik zumindest in der durch den Elektromotor angetriebenen Richtung angehalten.The invention relates to a coordinate measuring machine and a method for operating a coordinate measuring machine. The coordinate measuring machine has a mechanism (see purely exemplary the mechanics 3 of the portal type in 1 ) for adjusting a sensor relative to a workpiece holder in at least one direction, wherein the mechanism has at least one electric motor, via which the adjustment of the sensor or the workpiece holder is driven in this direction. In this case, an electrical drive current is measured, which flows through the electric motor, in order to effect a movement of the electric motor and in this way a movement of the sensor or the workpiece holder. In this case, the measured drive current is compared with a current limit value or a current limit band, and when the electric drive current reaches and / or exceeds the current limit value or when the current limit band is left, the movement of the mechanism is stopped, at least in the direction driven by the electric motor.

Ein solches Koordinatenmessgerät ist aus dem US-Patent US 7,627,957 B2 bekannt. Hierin wird ein Koordinatenmessgerät der eingangs genannten Art und ein entsprechendes Verfahren zum Betreiben eines solchen Koordinatenmessgerätes gezeigt. Der besagte Stromgrenzwert oder das besagte Stromgrenzwertband wird hierin abhängig von einer Soll-Geschwindigkeit und/oder abhängig von einer Soll-Beschleunigung, mit denen die Bewegung des Elektromotors und damit die Bewegung des Sensors oder der Werkstückaufnahme in der betreffenden Richtung ablaufen soll, ermittelt. Hierzu ist ein funktionaler Zusammenhang zwischen der Soll-Geschwindigkeit und/oder der Soll-Beschleunigung einerseits und dem Stromgrenzwert des Antriebsstromes oder dem Stromgrenzwertwand des Antriebsstromes andererseits fest vorgegeben.Such a coordinate measuring machine is known from the US patent US Pat. No. 7,627,957 B2 known. Herein is shown a coordinate measuring machine of the type mentioned above and a corresponding method for operating such a coordinate measuring machine. The said current limit value or the said current limit band is determined here as a function of a desired speed and / or as a function of a desired acceleration with which the movement of the electric motor and thus the movement of the sensor or of the workpiece holder in the relevant direction is to take place. For this purpose, a functional relationship between the desired speed and / or the target acceleration on the one hand and the current limit of the drive current or the current limit of the drive current wall on the other hand fixed.

Hierdurch wird wirkungsvoll ein Koordinatenmessgerät geschaffen, das bei Kollision von beweglichen Komponenten der besagten Mechanik, wie beispielsweise eines in einer Koordinatenrichtung beweglichen Messschlittens, oder des besagten Sensors oder der besagten Werkstückaufnahme mit Personen oder mit Gegenständen verhindert, dass der Elektromotor weiterhin betrieben wird, obwohl eine Kollision stattgefunden hat. Aufgrund der dynamischen Anpassung des Stromgrenzwertes oder des Stromgrenzwertbandes in Abhängigkeit von der Soll-Geschwindigkeit und/oder der Soll-Beschleunigung kann außerdem sichergestellt werden, dass Kollisionen bei unterschiedlichen Geschwindigkeiten und Beschleunigungen erkannt werden.This effectively creates a coordinate measuring machine which, in the event of a collision of moving components of said mechanism, such as a measuring carriage movable in a coordinate direction, or said sensor or said workpiece holder with persons or objects, prevents the electric motor from continuing to operate, although one Collision took place. Due to the dynamic adaptation of the current limit value or the current limit band as a function of the desired speed and / or the desired acceleration, it is also possible to ensure that collisions are detected at different speeds and accelerations.

Koordinatenmessgeräte mit einer derartigen Funktionalität funktionieren zuverlässig. Allerdings ist die Inbetriebnahme des Verfahrens teils relativ aufwändig, weil der Zusammenhang zwischen der Soll-Geschwindigkeit und/oder der Soll-Beschleunigung einerseits und dem durch den Elektromotor fließenden Strom andererseits durch teils aufwändige Messreihen ermittelt werden muss. Der Regler nämlich reagiert auf eine vorgegebene Soll-Geschwindigkeit und/oder eine Soll-Beschleunigung mit einem bestimmten zeitlichen Verhalten, das bei der Bestimmung des Stromgrenzwertes oder des Stromgrenzwertbandes mitberücksichtigt werden muss. Bei Beschleunigungsvorgängen beispielsweise neigt die nur begrenzt steife Mechanik zu Schwingungen, die dementsprechend zu einer Variation des Antriebsstroms führen. Ein anderes Beispiel ist der zeitliche Versatz, der zwischen dem Zeitpunkt einer neuen Soll-Geschwindigkeit und/oder einer neuen Soll-Beschleunigung einerseits liegt und dem Zeitpunkt der damit verbundenen tatsächlichen Änderung des Antriebsstroms andererseits liegt.Coordinate measuring machines with such functionality function reliably. However, the commissioning of the method is partly relatively complex, because the relationship between the desired speed and / or the target acceleration on the one hand and the current flowing through the electric motor on the other hand must be determined by sometimes consuming series of measurements. The controller namely reacts to a predetermined desired speed and / or a desired acceleration with a certain temporal behavior, which must be taken into account in the determination of the current limit or the current limit band. During acceleration processes, for example, the only limited stiffness of the mechanism tends to oscillate, which accordingly leads to a variation of the drive current. Another example is the time offset between the time of a new target speed and / or a new target acceleration on the one hand and the time of the associated actual change in the drive current on the other hand.

Ein anderes Koordinatenmessgerät, welches praktisch genau dasselbe Verfahren benutzt, wie es in der Druckschrift US 7,627,957 B2 gezeigt ist, ist in der Druckschrift US 2011/0192044 A1 gezeigt.Another coordinate measuring machine, which uses almost exactly the same method as in the document US Pat. No. 7,627,957 B2 is shown in the publication US 2011/0192044 A1 shown.

Außerdem ist aus der Druckschrift DE 100 24 976 A1 allgemein eine Drehmomentregeleinrichtung bekannt, welche einen Ist-Antriebsstrom eines Elektromotors mit einem Soll-Antriebsstrom des Elektromotors vergleicht und in Abhängigkeit des Vergleichsergebnisses ein Stellgrößensignal erzeugt. Es wird dafür gesorgt, dass der Antriebsstrom aufgrund des Vergleichs mit einem maximal erlaubten Antriebsstrom unterhalb des maximal erlaubten Wertes liegt, um so ein hartes Anschlagen eines Prüfelements an einem Körper zu vermeiden.In addition, from the document DE 100 24 976 A1 In general, a torque control device is known which compares an actual drive current of an electric motor with a desired drive current of the electric motor and generates an actuating variable signal as a function of the comparison result. It is ensured that the drive current is due to the comparison with a maximum allowable drive current below the maximum allowed value, so as to avoid a hard abutment of a test element on a body.

Nachteilig an einer solchen Vorgehensweise ist es jedoch, dass der Antriebsstrom auch dann durch den Maximalwert begrenzt ist, wenn sich das Prüfelement nicht in der Nähe des zu vermessenden Werkstücks befindet. Die Geschwindigkeit, mit der das Prüfelement bewegt werden kann, und die Beschleunigung sind daher begrenzt.A disadvantage of such a procedure, however, is that the drive current is limited even by the maximum value when the test element is not in the vicinity of the workpiece to be measured. The speed at which the test element can be moved and the acceleration are therefore limited.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Koordinatenmessgerät und ein Verfahren zum Betreiben eines Koordinatenmessgeräts der oben angegebenen Art mit einem sich an die jeweilige Beschleunigung und/oder Geschwindigkeit anpassenden Stromgrenzwert oder Stromgrenzwertband für den Antriebsstrom anzugeben, mit dem der Stromgrenzwert oder das Stromgrenzwertband einfacher und insbesondere präziser an den Antriebsstrom angepasst wird.It is the object of the present invention to provide a coordinate measuring machine and a method for operating a coordinate measuring machine of the type specified above with an adapting to the respective acceleration and / or speed current limit or current limit band for the drive current, with the current limit or the Stromgrenzwertband easier and in particular more precisely adapted to the drive current.

Die Aufgabe wird durch die Gegenstände der beigefügten unabhängigen Patentansprüche 1 und 17 gelöst. The object is solved by the subject matters of the attached independent claims 1 and 17.

Gemäß einem wesentlichen Gedanken der vorliegenden Erfindung wird eine Ist-Geschwindigkeit und/oder eine Ist-Beschleunigung des Sensors oder der Messauflage in der durch den Elektromotor angetriebenen Richtung gemessen und der Stromgrenzwert oder das Stromgrenzwertband für den elektrischen Antriebsstrom aus der gemessenen Ist-Geschwindigkeit und/oder der gemessenen Ist-Beschleunigung ermittelt.According to an essential idea of the present invention, an actual speed and / or an actual acceleration of the sensor or the measuring pad is measured in the direction driven by the electric motor and the current limit value or the current limiting current band for the electric drive current is measured from the measured actual speed and / or the measured actual acceleration determined.

Dies ist aus folgenden Gründen überraschend. Der Fachmann hatte bei einer Betrachtung des aus dem Stand der Technik bekannten Verfahrens die Erwartung, dass nur die Soll-Geschwindigkeit und/oder die Soll-Beschleunigung eine zuverlässige Bestimmung des Stromgrenzwertes zur Erkennung einer Kollision erlaubt. Der Grund dafür ist, dass die Geschwindigkeit und die Beschleunigung des Sensors oder der Werkstückauflage in der durch den Elektromotor angetriebenen Richtung durch die Soll-Geschwindigkeit und die Soll-Beschleunigung vorgegeben sind, weil diese Größen aus den Fahrbefehlen des Messablaufes abgeleitet werden. Die tatsächlich gemessene Ist-Geschwindigkeit und die tatsächlich gemessene Ist-Beschleunigung hingegen ist durch Regler des Koordinatenmessgerätes festgelegt und ist daher durch den Messablauf nicht eindeutig vorherbestimmt. Für den Fall einer Kollision bestanden daher Vorbehalte, ob die Auswertung der Ist-Geschwindigkeit und/oder der Ist-Beschleunigung zu einer frühzeitigen Kollisionserkennung führt. Überraschend ist hierbei nunmehr die Erkenntnis, dass zur Festlegung des Stromgrenzwertes oder des Stromgrenzwertbandes gerade nicht mehr der funktionale Zusammenhang zwischen der Soll-Beschleunigung und/oder der Soll-Geschwindigkeit betrachtet wird, sondern die tatsächliche Ist-Geschwindigkeit und/oder die Ist-Beschleunigung zur Ermittlung des Stromgrenzwertes oder des Stromgrenzwertbandes verwendet wird.This is surprising for the following reasons. When considering the method known from the prior art, the person skilled in the art had the expectation that only the desired speed and / or the desired acceleration would allow reliable determination of the current limit value for detecting a collision. The reason for this is that the speed and the acceleration of the sensor or the workpiece support in the direction driven by the electric motor are predetermined by the target speed and the target acceleration because these quantities are derived from the driving commands of the measurement procedure. The actually measured actual speed and the actually measured actual acceleration, however, is determined by the controller of the coordinate measuring machine and is therefore not clearly predetermined by the measurement process. In the case of a collision, therefore, there were reservations as to whether the evaluation of the actual speed and / or the actual acceleration leads to early collision detection. Surprising here is now the realization that to determine the current limit or the current limit band just not the functional relationship between the target acceleration and / or the target speed is considered, but the actual actual speed and / or the actual acceleration to Determining the current limit value or the current limit band is used.

Anders als bei der Ermittlung des Stromgrenzwertes oder des Stromgrenzwertbandes aus der Soll-Beschleunigung und/oder der Soll-Geschwindigkeit erfolgt im vorliegenden Fall bei der Ermittlung des Stromgrenzwertes oder des Stromgrenzwertbandes aus der Ist-Geschwindigkeit und/oder der Ist-Beschleunigung eine Nachbetrachtung. Die Ermittlung der Ist-Geschwindigkeit und/oder der Ist-Beschleunigung sowie des zu erwartenden Antriebsstroms und des Stromgrenzwertes oder des Stromgrenzwertbandes erfordert eine gewisse Rechenzeit. Damit gilt der ermittelte zu erwartende Strom und damit der Stromgrenzwert oder der obere und der untere Stromgrenzwert des Stromgrenzwertbandes für einen Zeitpunkt, der einige Millisekunden in der Vergangenheit liegt. Daher ist der aktuelle Stromgrenzwert oder der obere Stromgrenzwert und der untere Stromgrenzwert des Stromgrenzwertbandes immer mit einem gemessenen Antriebsstrom zu vergleichen, der einige Taktzyklen in der Vergangenheit liegt. Zwischen dem aktuell ermittelten Stromgrenzwert oder dem aktuell ermittelten Stromgrenzwertband einerseits und dem gemessenen Antriebsstrom besteht also ein gewisser Phasenunterschied.In contrast to the determination of the current limit value or of the current limit band from the setpoint acceleration and / or the setpoint speed, in the present case, when the current limit value or the current limit band is determined from the actual speed and / or the actual acceleration, a review is carried out. The determination of the actual speed and / or the actual acceleration as well as the expected drive current and the current limit value or the current limit band requires a certain amount of computing time. Thus, the determined expected current and thus the current limit or the upper and lower current limit of the current limit band applies for a time which is a few milliseconds in the past. Therefore, the current current limit or current limit and current limit band lower current limit must always be compared to a measured drive current that is several clock cycles in the past. There is therefore a certain phase difference between the currently determined current limit value or the currently determined current limit value band on the one hand and the measured drive current, on the other hand.

Die Bestimmung der Ist-Geschwindigkeit oder der Ist-Beschleunigung kann hierbei auf unterschiedliche Arten stattfinden. Beispielsweise kann die Ist-Geschwindigkeit und/oder die Ist-Beschleunigung aus den Maßstabswerten eines durch den Elektromotor angetriebenen Messschlittens der Mechanik bestimmt werden. Diese Maßstabswerte geben die aktuelle Position des betreffenden Messschlittens in der betreffenden Bewegungsrichtung des jeweiligen Messschlittens an. Zur Bestimmung der Ist-Geschwindigkeit werden die Maßstabswerte nach der Zeit abgeleitet. Zur Bestimmung der Ist-Beschleunigung werden die Maßstabswerte zweifach nach der Zeit abgeleitet. Alternativ könnte zur Bestimmung der Ist-Geschwindigkeit und/oder der Ist-Beschleunigung beispielsweise auch ein Beschleunigungssensor verwendet werden der beispielsweise am betreffenden Messschlitten oder am Sensor befestigt ist. Der betreffende Beschleunigungssensor liefert hierbei unmittelbar die Ist-Beschleunigung. Die Ist-Geschwindigkeit kann aus dem Signal des Beschleunigungssensors durch zeitliche Integration gewonnen werden.The determination of the actual speed or the actual acceleration can take place here in different ways. For example, the actual speed and / or the actual acceleration can be determined from the scale values of a measuring slide of the mechanism driven by the electric motor. These scale values indicate the current position of the respective measuring carriage in the relevant direction of movement of the respective measuring carriage. To determine the actual speed, the scale values are derived according to the time. To determine the actual acceleration, the scale values are derived twice over time. Alternatively, for determining the actual speed and / or the actual acceleration, it would also be possible, for example, to use an acceleration sensor which is fastened, for example, to the relevant measuring carriage or to the sensor. The relevant acceleration sensor provides the actual acceleration directly. The actual speed can be obtained from the signal of the acceleration sensor by temporal integration.

Prinzipiell kann auch der mit dem Elektromotor zur Erfassung der aktuellen Ist-Drehzahl verbundene Tachogenerator zur Messung der Ist-Geschwindigkeit und/oder der Ist-Beschleunigung verwendet werden. Da die Ist-Drehzahl proportional zur aktuellen Geschwindigkeit des angetriebenen Messschlittens und damit zur Geschwindigkeit des Sensors in der betreffenden Richtung ist, kann das durch den Tachogenerator gelieferte Signal selber schon als Ist-Geschwindigkeit verwendet werden. Durch zeitliche Ableitung des Signals des Tachogenerators kann zusätzlich oder alternativ auch die Ist-Beschleunigung ermittelt werden, da die Ableitung der durch den Tachogenerator gemessenen Ist-Drehzahl nach der Zeit ein zur Beschleunigung des angetriebenen Messschlittens und damit zur Beschleunigung des Sensors in der betreffenden Richtung proportionales Signal liefert. Die Bestimmung der Ist-Geschwindigkeit und/oder der Ist-Beschleunigung aus dem Signal des Tachogenerators ist allerdings suboptimal, da die Schwingungen, die bei Beschleunigungsvorgängen der Mechanik auftreten, hierdurch nicht ermittelt werden können. Außerdem besteht zwischen der vom Tachogenerator gemessenen Ist-Drehzahl und der tatsächlichen Bewegung des durch den betreffenden Elektromotor angetriebenen Messschlittens oftmals eine Abweichung aufgrund der nur begrenzten Steifigkeit der Kopplung zwischen dem Messschlitten und dem Elektromotor.In principle, the tachogenerator connected to the electric motor for detecting the current actual rotational speed can also be used to measure the actual speed and / or the actual acceleration. Since the actual speed is proportional to the current speed of the driven measuring carriage and thus to the speed of the sensor in the relevant direction, the signal supplied by the tachogenerator itself can already be used as the actual speed. By temporal derivative of the signal of the tachogenerator, the actual acceleration can be determined additionally or alternatively, since the derivative of the measured by the tachogenerator actual speed after the time for the acceleration of the driven measuring slide and thus to accelerate the sensor in the relevant direction proportional Signal supplies. The determination of the actual speed and / or the actual acceleration from the signal of the tachogenerator, however, is suboptimal, since the vibrations that occur during acceleration processes of the mechanics, can not be determined by this. In addition, there is often between the measured by the tachometer generator actual speed and the actual movement of the driven by the respective electric motor measuring slide a deviation due to the limited rigidity of the coupling between the measuring slide and the electric motor.

Zur Ermittlung des Stromgrenzwertes oder des Stromgrenzwertbandes kann aus der Ist-Geschwindigkeit und/oder der Ist-Beschleunigung ein erwarteter Antriebsstrom ermittelt werden, der einem erwarteten Wert für den tatsächlichen elektrischen Antriebsstrom entspricht. Die Ermittlung des erwarteten Antriebsstroms kann generell auf unterschiedliche Art und Weise erfolgen. Beispielsweise kann eine Tabelle vorgegeben sein, in der für eine Vielzahl von unterschiedlichen Ist-Geschwindigkeiten und/oder Ist-Beschleunigungen jeweils Werte für den erwarteten Antriebsstrom abgelegt sind. Zwischenwerte können gegebenenfalls über Interpolation ermittelt werden.In order to determine the current limit value or the current limit value band, an expected drive current which corresponds to an expected value for the actual electrical drive current can be determined from the actual speed and / or the actual acceleration. The determination of the expected drive current can generally take place in different ways. For example, a table can be specified in which, in each case, values for the expected drive current are stored for a large number of different actual speeds and / or actual accelerations. If necessary, intermediate values can be determined via interpolation.

Die Ermittlung der Werte für eine solche Tabelle kann auf Unterschiedliche Art und Weise erfolgen.The determination of the values for such a table can take place in different ways.

Eine Tabelle beispielsweise, die nur die Ist-Geschwindigkeit berücksichtigt, kann wie folgt aufgenommen werden. Der Sensor oder die Werkstückauflage wird in der betreffenden durch den Elektromotor angetriebenen Richtung mit unterschiedlichen konstanten Ist-Geschwindigkeiten verfahren und der hierbei auftretende Antriebsstrom wird gemessen. Ist-Geschwindigkeiten und die zugehörigen Antriebsströme werden dann in einer Tabelle abgelegt Aus der so erzeugten Tabelle kann dann ein erwarteter Antriebstrom ausgelesen werden, indem die Ist-Geschwindigkeit ermittelt wird und aus der Tabelle der zugehörige Antriebstrom ausgelesen wird.For example, a table that only considers the actual speed can be recorded as follows. The sensor or the workpiece support is moved in the relevant direction driven by the electric motor with different constant actual speeds and the drive current occurring is measured. Actual speeds and the associated drive currents are then stored in a table. From the table thus generated, an expected drive current can be read out by determining the actual speed and reading out the associated drive current from the table.

Eine Tabelle, die nur die Ist-Beschleunigung berücksichtigt, kann wie folgt aufgenommen werden. Der Sensor oder die Werkstückauflage wird in der betreffenden durch den Elektromotor angetriebenen Richtung mit unterschiedlichen konstanten Beschleunigungen beschleunigt. Während der Beschleunigung wird der Antriebstrom gemessen und das Maximum des Antriebstroms zugehörig zu der betreffenden Ist-Beschleunigung in einer Tabelle abgelegt. Aus der so erzeugten Tabelle kann dann ein erwarteter Antriebstrom ausgelesen werden, indem die Ist-Beschleunigung ermittelt wird und aus der Tabelle der zugehörige Antriebstrom ausgelesen wird.A table that only considers the actual acceleration can be recorded as follows. The sensor or the workpiece support is accelerated in the relevant direction driven by the electric motor with different constant accelerations. During acceleration, the drive current is measured and the maximum of the drive current associated with the relevant actual acceleration is stored in a table. From the table thus generated, an expected drive current can then be read out by determining the actual acceleration and reading out the associated drive current from the table.

Eine Tabelle, in der sowohl die Ist-Geschwindigkeit, wie auch die Ist-Beschleunigung berücksichtigt wird, kann wie folgt aufgenommen werden. Der Sensor oder die Werkstückauflage wird in der betreffenden durch den Elektromotor angetriebenen Richtung mit einer konstanten Ist-Beschleunigung verfahren. Während des Beschleunigungsvorganges erhöht sich kontinuierlich die Ist-Geschwindigkeit. Während des Beschleunigungsvorganges wird dann für bestimmte Werte der Ist-Geschwindigkeit der zugehörige Antriebstrom gemessen. Dieser Vorgang wird für eine Vielzahl von unterschiedlichen Ist-Beschleunigungen wiederholt. Die gemessenen Antriebsströme in Abhängigkeit von der jeweiligen Ist-Beschleunigung und der jeweiligen Ist-Geschwindigkeit werden dann in der Tabelle hinterlegt. Aus der so erzeugten Tabelle kann dann ein erwarteter Antriebstrom ausgelesen werden, in dem die Ist-Geschwindigkeit und die Ist-Beschleunigung ermittelt wird und aus der Tabelle der zugehörige Antriebstrom ausgelesen wird.A table in which both the actual speed and the actual acceleration is taken into account can be recorded as follows. The sensor or the workpiece support is moved in the relevant direction driven by the electric motor with a constant actual acceleration. During the acceleration process, the actual speed increases continuously. During the acceleration process, the associated drive current is then measured for specific values of the actual speed. This process is repeated for a variety of different actual accelerations. The measured drive currents as a function of the respective actual acceleration and the respective actual speed are then stored in the table. From the table thus generated, an expected drive current can then be read in which the actual speed and the actual acceleration are determined and the associated drive current is read from the table.

Erheblich einfacher jedoch ist es, wenn der erwartete Antriebsstrom aus einer Funktion berechnet werden kann. In einer sehr einfachen Form einer solchen Ermittlung des erwarteten Antriebsstroms kann einfach ein variabler Geschwindigkeitsanteil berücksichtigt werden, der proportional zur gemessenen Ist-Geschwindigkeit ist. Der dazu benötigte Proportionalitätsfaktor kann einfach bestimmt werden, indem der Sensor oder die Werkstückauflage in der betreffenden, durch den Elektromotor angetriebenen Richtung mit einer hohen, konstanten Ist-Geschwindigkeit vist verfahren wird und der zugehörige Antriebsstrom Iist gemessen wird. Der Proportionalitätsfaktor Kv für den variablen Geschwindigkeitsanteil kann dann wie folgt bestimmt werden: Kv = Iist/vist (Gleichung 1) Much simpler, however, is when the expected drive current can be calculated from a function. In a very simple form of such determination of the expected drive current, a variable speed component proportional to the measured actual speed can easily be taken into account. The required proportionality factor can be easily determined by the sensor or the workpiece support in the relevant, driven by the electric motor direction with a high, constant actual speed v is moved and the associated drive current I is measured. The proportionality factor K v for the variable speed component can then be determined as follows: K v = I is / v is (Equation 1)

Ein erwarteter Antriebsstrom Ierw kann dann nach Ermittlung des Proportionalitätsfaktors Kv im regulären Messbetrieb des Koordinatenmessgerätes abhängig von der gemessenen Ist-Geschwindigkeit vist wie folgt ermittelt werden: Ierw(vist) = vist·Kv (Gleichung 2) An expected drive current I erw can then be determined as follows, following determination of the proportionality factor K v in the regular measuring operation of the coordinate measuring machine as a function of the measured actual speed v ist : I erw (v is ) = v is · K v (Equation 2)

In einer anderen, sehr einfachen Form einer solchen Ermittlung des erwarteten Antriebsstroms kann einfach ein variabler Beschleunigungsanteil berücksichtigt werden, der proportional zur gemessenen Ist-Beschleunigung aist ist. Der dazu benötigte Proportionalitätsfaktor Ka kann einfach bestimmt werden, indem der Sensor oder die Werkstückauflage in der betreffenden, durch den Elektromotor angetriebenen Richtung mit einer hohen, konstanten Ist-Beschleunigung aist verfahren wird und der zugehörige Antriebsstrom Iist gemessen wird. Der Proportionalitätsfaktor Ka für den variablen Beschleunigungsanteil kann dann wie folgt bestimmt werden: Ka = Iist/aist (Gleichung 3) In another very simple form of such calculation of the expected driving current, a variable acceleration component can be easily taken into account, which is proportional to the measured actual acceleration a. The required proportionality factor K a can be easily determined by the sensor or the workpiece support in the relevant, driven by the electric motor direction with a high, constant actual acceleration a is moved and the associated drive current I is measured. The proportionality factor K a for the variable acceleration component can then be determined as follows: K a = I / a is (Equation 3)

Ein erwarteter Antriebsstrom Ierw kann dann nach der Ermittlung des Proportionalitätsfaktors Ka im regulären Messbetrieb des Koordinatenmessgerätes abhängig von der gemessenen Ist-Beschleunigung aist wie folgt ermittelt werden: Ierw(aist) = aist·Ka (Gleichung 4) An expected drive current I erw can then be determined as follows after the determination of the proportionality factor K a in the regular measuring operation of the coordinate measuring machine as a function of the measured actual acceleration a ist : I erw (a is ) = a is · K a (Equation 4)

Nachdem der tatsächliche Antriebsstrom im Elektromotor sowohl von der Ist-Geschwindigkeit vist, wie auch von der Ist-Beschleunigung aist abhängt, kann die Genauigkeit, mit der sich der erwartete Wert des Antriebsstroms Ierw bestimmen lässt, erheblich verbessert werden, wenn beide vorgenannten Vorgehensweisen miteinander kombiniert werden: Ierw(vist, aist) = vist·Kv + aist·Ka (Gleichung 5) Once the actual driving current in the electric motor, both of the actual velocity v, as well as by the actual acceleration a is dependent upon the accuracy with which allows a determination of the expected value of the drive current I erw be significantly improved when both of the above Procedures to be combined: I erw (v is , a is ) = v is K v + a is K a (Equation 5)

Wichtig bei der Bestimmung der Proportionalitätsfaktoren ist hierbei, dass zunächst der Proportionalitätsfaktor Kv für den Geschwindigkeitsanteil bestimmt wird. Die Bestimmung kann hierbei genauso erfolgen, wie dies oben im Zusammenhang mit Gleichung 1 und Gleichung 2 ausgeführt wurde. Nachdem nämlich die Ist-Beschleunigung aist bei konstanter Ist-Geschwindigkeit vist gleich Null ist, fällt der Beschleunigungsanteil aist·Ka dann weg. Sobald der Proportionalitätsfaktor Kv für den Geschwindigkeitsanteil bestimmt ist, kann der Proportionalitätsfaktor Ka für den Beschleunigungsanteil ermittelt werden. Dazu wird der Sensor oder die Werkstückauflage in der betreffenden durch den Elektromotor angetriebenen Richtung mit einer hohen konstanten Beschleunigung aist beschleunigt. Für eine vordefinierte Ist-Geschwindigkeit vist während des Beschleunigungsvorganges wird dann der Antriebstrom Iist gemessen. Aus der Ist-Beschleunigung aist, der Ist-Geschwindigkeit vist und dem gemessenen Antriebsstrom Iist kann dann durch der Proportionalitätsfaktor Ka wie folgt bestimmt werden: Ka = (Iist – vist·Kv)/aist (Gleichung 6) It is important in determining the proportionality factors here that first the proportionality factor K v for the velocity component is determined. The determination can be made in the same way as was done above in connection with Equation 1 and Equation 2. Namely, after the actual acceleration a is constant actual speed v is equal to zero, the acceleration component a fall is a .K away then. As soon as the proportionality factor K v for the speed component is determined, the proportionality factor K a for the acceleration component can be determined. For this purpose, the sensor or the workpiece support is accelerated in the relevant direction driven by the electric motor with a high constant acceleration a ist . For a predefined actual speed v , the drive current I ist is then measured during the acceleration process. Is from the actual acceleration a v is the actual speed and the measured driving current I can then the proportionality factor K a are determined as follows: K a = (I is - v · K v) / A (Equation 6)

Ein erwarteter Antriebsstrom Ierw kann dann nach der Ermittlung der Proportionalitätsfaktoren Kv und Ka im regulären Messbetrieb des Koordinatenmessgerätes abhängig von der gemessenen Ist-Geschwindigkeit vist und der gemessenen Ist-Beschleunigung aist über Gleichung 5 ermittelt werden.An expected drive current I can erw then after determination of the proportionality factors K v and K a, in a regular measurement operation of the coordinate measuring device depending on the measured actual speed is v and the measured actual acceleration a is to be determined using equation. 5

Es hat sich außerdem gezeigt, dass neben der Ist-Geschwindigkeit aist und der Ist-Beschleunigung aist eine dritte, wesentliche Einflussgröße der Anteil des Antriebsstromes ist, der dazu notwendig ist, den Sensor oder die Werkstückauflage überhaupt in der betreffenden, durch den Elektromotor angetriebenen Richtung zu bewegen. Hierfür können unterschiedliche Gründe vorliegen. Beispielsweise können entgegen der Fahrtrichtung, in die ein Messschlitten durch den Elektromotor angetrieben wird, Reibkräfte wirken. Es können auch Kräfte auftreten, weil ein Kabelbaum, der die Stromversorgungsleitungen und/oder die Signalleitungen für die Mechanik enthält, durch die Bewegung verformt wird und hierdurch Kräfte auftreten. Ein anderer Grund kann bei einem vertikal beweglichen Messschlitten sein, dass die Gewichtskräfte des Messschlittens durch den Elektromotor aufgenommen werden und hierdurch bei einer Aufwärtsbewegung des Messschlittens die Gewichtskraft des Messschlittens der Bewegung entgegenwirkt oder bei einer Abwärtsbewegung in Bewegungsrichtung mitwirkt.It has also been shown that, besides the actual speed A and the actual acceleration a is a third major determinant of the proportion of the drive current is, which is still needed, the sensor or the workpiece support at all in the relevant, by the electric motor to move driven direction. There may be different reasons for this. For example, counter to the direction of travel, in which a measuring carriage is driven by the electric motor, frictional forces act. There may also be forces, because a wire harness, which contains the power supply lines and / or the signal lines for the mechanics, is deformed by the movement and thereby forces occur. Another reason may be with a vertically movable measuring carriage, that the weight forces of the measuring carriage are received by the electric motor and thereby counteracts the weight of the measuring carriage movement or when a downward movement in the direction of movement during an upward movement of the measuring carriage.

Daher ist es besonders vorteilhaft, wenn bei der Ermittlung des erwarteten Antriebsstroms ein Grundanteil R berücksichtigt wird, der einem Antriebsstrom entspricht, welcher bei Bewegung des Sensors oder der Werkstückauflage in der durch den Elektromotor angetriebenen Richtung bei einer niedrigen konstanten Geschwindigkeit entspricht. Als Grundanteil kann ein von der Geschwindigkeitsrichtung der Ist-Geschwindigkeit unabhängiger konstanter Grundanteil R* verwendet werden. Nachdem jedoch dieser Grundanteil von der Geschwindigkeitsrichtung der Ist-Geschwindigkeit abhängen kann, kann besonders vorteilhaft als Grundanteil auch ein von der Geschwindigkeitsrichtung der Ist-Geschwindigkeit vist abhängiger Grundanteil R± verwendet werden, wobei dieser richtungsabhängige Grundanteil R± einen ersten konstanten Wert R+ annimmt, wenn die gemessene Ist-Geschwindigkeit vist positiv ist und einen zweiten konstanten Wert R annimmt, wenn die gemessene Ist-Geschwindigkeit vist negativ ist.Therefore, it is particularly advantageous if, in determining the expected drive current, a basic component R corresponding to a drive current corresponding to a movement of the sensor or the workpiece support in the direction driven by the electric motor at a low constant speed is taken into account. The basic component can be a constant fundamental component R * independent of the velocity direction of the actual velocity. However, since this basic component may depend on the velocity direction of the actual velocity , a basic component R ± dependent on the velocity direction of the actual velocity v ist can be used particularly advantageously as a basic component, this direction-dependent fundamental component R ± assuming a first constant value R + when the measured actual speed v ist is positive and assumes a second constant value R - when the measured actual speed v ist is negative.

Dieser Grundanteil R kann sowohl im Zusammenhang mit der oben beschriebenen Tabelle verwendet werden, als auch im Zusammenhang mit der eben beschriebenen Funktion.This basic component R can be used both in conjunction with the table described above, as well as in connection with the function just described.

Soweit ein konstanter Grundanteil R* verwendet wird, wird der betreffende Messschlitten in der durch den Elektromotor angetriebenen Richtung mit sehr geringer Geschwindigkeit verfahren und der hierbei gemessene Antriebsstrom als konstanter Grundanteil verwendet. Soweit ein richtungsabhängiger Grundanteil R± verwendet werden soll, wird der betreffende Messschlitten durch den Elektromotor zunächst in positiver Geschwindigkeitsrichtung mit sehr geringer Geschwindigkeit verfahren und der hierbei gemessene Antriebsstrom als erster konstanter Wert R+ übernommen und danach in negativer Geschwindigkeitsrichtung mit sehr geringer Geschwindigkeit verfahren und der hierbei gemessene Antriebsstrom als zweiter konstanter Wert R übernommen.Insofar as a constant basic component R * is used, the relevant measuring slide is moved in the direction driven by the electric motor at a very low speed and the drive current measured here is used as a constant basic component. Insofar as a direction-dependent basic component R ± is to be used, the relevant measuring slide is first moved by the electric motor in a positive speed direction at a very low speed and the measured drive current is taken over as the first constant value R + and then traversed in the negative speed direction with very low speed and the In this case measured drive current as the second constant value R - accepted.

Wesentlich bei der Verwendung eines Grundanteils R ist, dass dieser ganz am Anfang bestimmt wird, also bevor die oben beschriebene Tabelle erstellt wird oder bevor die Proportionalitätsfaktoren Kv und/oder Ka in der Funktion ermittelt werden. Dann wird der Grundanteil bei der Ermittlung der Einträge der Tabelle oder im Falle der Funktion, bei der Bestimmung des Proportionalitätsfaktors Kv für den Geschwindigkeitsanteil und/oder des Proportionalitätsfaktors Ka für den Beschleunigungsanteil immer mitberücksichtigt, indem der jeweilige gemessene Antriebsstrom Iist um den Grundanteil R vermindert wird.Essential in the use of a basic portion R is that this is determined at the very beginning, ie before the table described above is created or before the proportionality factors K v and / or K a are determined in the function. Then, the basic component in the determination of the entries of the table or in the case of the function, in the determination of the proportionality factor K v for the speed component and / or the proportionality factor K a for the acceleration component always is taken into account by the respective measured drive current I is reduced by the basic component R.

Eine Funktion Ierw(vist, aist), mit der sich besonders präzise Ergebnisse für den erwarteten Antriebsstrom Ierw ermitteln lassen, sieht wie folgt aus: Ierw(vist, aist) = R + vist·Kv + aist·Ka (Gleichung 7) A function I erw (v is , a is ), with which particularly precise results for the expected drive current I erw can be determined, looks as follows: I erw (v is , a is ) = R + v is · K v + a is · K a (Equation 7)

Hierin bedeuten:

R
= der besagte Grundanteil, also entweder der konstante Grundanteil R* oder der richtungsabhängige Grundanteil R±
Kv
= Proportionalitätsfaktor für den variablen Geschwindigkeitsanteil
vist
= gemessene Ist-Geschwindigkeit
Ka
= Proportionalitätsfaktor für den variablen Beschleunigungsanteil
aist
= gemessene Ist-Beschleunigung
Herein mean:
R
= the said basic part, ie either the constant basic part R * or the directional basic part R ±
K v
= Proportionality factor for the variable speed component
v is
= measured actual speed
K a
= Proportionality factor for the variable acceleration component
a is
= measured actual acceleration

Durch Ermittlung der Ist-Geschwindigkeit vist und der Ist-Beschleunigung aist und einsetzen in Gleichung 7 kann dann auf besonders einfache Weise der erwartete Antriebstrom ermittelt werden.By determining the actual speed v ist and the actual acceleration is a and use in Equation 7 can then be determined in a particularly simple manner, the expected drive current.

Im Falle eines richtungsabhängigen Grundanteils R± können die Werte R±, Kv und Ka wie folgt bestimmt werden. Zunächst wird der richtungsabhängige Grundanteil R± bestimmt, indem der betreffende Messschlitten durch den Elektromotor zunächst in positiver Geschwindigkeitsrichtung mit sehr geringer Geschwindigkeit verfahren und der hierbei gemessene Antriebsstrom Iist als erster konstanter Wert R+ übernommen wird. Danach wird der Messschlitten durch den Elektromotor in negativer Geschwindigkeitsrichtung mit sehr geringer Geschwindigkeit verfahren und der hierbei gemessene Antriebsstrom Iist als zweiter konstanter Wert R übernommen wird. Danach wird der Proportionalitätsfaktor Kv für den variablen Geschwindigkeitsanteil bestimmt, indem der Messschlitten mit hoher konstanter Ist-Geschwindigkeit vist verfahren wird und der tatsächliche Antriebsstrom Iist gemessen wird. Nachdem die Ist-Beschleunigung aist bei konstanter Ist-Geschwindigkeit vist etwa Null ist, kann der Proportionalitätsfaktor Kv für den variablen Geschwindigkeitsanteil dann wie folgt ermittelt werden: Kv = (Iist – R)/vist (Gleichung 8) In the case of a directionally dependent fundamental component R ± , the values R ± , K v and K a can be determined as follows. First, the direction-dependent basic component R ± is determined by the measuring slide concerned first moved by the electric motor in a positive velocity direction with very low velocity and this measured drive current I is taken as a first constant value + R. Thereafter, the measuring slide is moved by the electric motor in the negative speed direction at a very low speed and the measured here drive current I is taken as the second constant value R - . Thereafter, the proportional velocity factor K v for the variable velocity component is determined by traversing the high constant velocity measuring slide v ist and measuring the actual drive current I ist . Since the actual acceleration a is at a constant actual speed v is approximately zero, then the proportional velocity factor K v for the variable speed component can then be determined as follows: K v = (I is - R) / V (equation 8)

Wie oben schon beschrieben wird der Grundanteil R bei der Bestimmung des Proportionalitätsfaktors Kv für den variablen Geschwindigkeitsanteil mitberücksichtigt, indem der jeweilige gemessene Antriebsstrom Iist um den Grundanteil R vermindert wird, also Iist – R. Im Falle eines konstanten Grundanteils wäre anstellte von R natürlich R* einzusetzen und im Falle eines richtungsabhängigen Grundanteils R± wäre anstelle von R in Abhängigkeit von der Richtung der Ist-Geschwindigkeit vist entweder R+ oder R einzusetzen. Zuletzt wird der Proportionalitätsfaktor Ka für den variablen Beschleunigungsanteil bestimmt, indem der Messschlitten mit hoher konstanter Ist-Beschleunigung aist verfahren wird und für einen Zeitpunkt die Ist-Geschwindigkeit vist, die Ist-Beschleunigung aist und der tatsächliche Antriebsstrom Iist gemessen wird. Der Proportionalitätsfaktor Ka für den variablen Beschleunigungsanteil kann dann wie folgt ermittelt werden: Ka = (Iist – R – vist·Kv)/aist (Gleichung 9) As already described above, the basic component R is taken into account in the determination of the proportionality factor K v for the variable speed component, in that the respective measured drive current I ist is reduced by the fundamental component R, ie I is -R of course R * should be used and in the case of a directionally dependent fundamental component R ± instead of R depending on the direction of the actual velocity v , either R + or R - should be used . Finally, the proportionality factor K a is determined for the variable acceleration component by the measuring carriage with high constant actual acceleration a is moved and the actual speed v at a time when the actual acceleration a and the actual driving current I is measured , The proportionality factor K a for the variable acceleration component can then be determined as follows: K a = (I is - R - v · K v) / A (Equation 9)

Auch in Gleichung 9 wird, wie oben schon beschrieben, der Grundanteil R bei der Bestimmung des Proportionalitätsfaktors Ka für den variablen Beschleunigungsanteil mitberücksichtigt, indem der jeweilige gemessene Antriebsstrom Iist um den Grundanteil R vermindert wird, also Iist – R. Im Falle eines konstanten Grundanteils wäre anstellte von R natürlich R* einzusetzen und im Falle eines geschwindigkeitsrichtungsabhängigen Grundanteils R± wäre anstelle von R in Abhängigkeit von der Richtung der Ist-Geschwindigkeit vist entweder R+ oder R einzusetzen., As already described above, the basic component R taken into account in the determination of the proportionality factor K a for the variable acceleration component by correlating the measured drive current I is reduced by the basic component R, so I is also in Equation 9 - R. In the case of of course R * should be used in place of R and, in the case of a velocity-direction-dependent fundamental R ± , instead of R depending on the direction of the actual velocity v , either R + or R - should be used .

Aus dem erwarteten Antriebstrom Ierw kann dann sehr einfach ein Stromgrenzwert ermittelt werden, indem der zu erwartende Antriebstrom Ierw um einen ersten Stromwert d erhöht wird. Hierbei ist folgendes zu beachten. Abhängig von der Richtung der Ist-Geschwindigkeit vist ist der Antriebstrom Iist in der Regel positiv oder negativ. (Hinweis: Bei vertikal beweglichen Messschlitten, deren Gewichtskraft nicht beispielsweise durch ein Gegengewicht oder eine Feder kompensiert ist, kann der Antriebsstrom Iist auch für beide Richtungen der Ist-Geschwindigkeit das gleiche Vorzeichen aufweisen). Die Erhöhung um einen ersten Stromwert d bedeutet im Falle eines positiven erwarteten Antriebstroms, dass der erste Stromwert d addiert wird, während im Falle eines negativen erwarteten Antriebstroms der erste Stromwert d subtrahiert werden muss. Man kann aber auch einfach nur den Betrag des erwarteten Antriebstroms verwenden, so dass eine Erhöhung dann generell durch Addition des ersten konstanten Stromwertes d erfolgt.From the expected drive current I erw can then be determined very easily a current limit by the expected drive current I erw is increased by a first current value d. Please note the following. Depending on the direction of the actual speed v ist is the drive current I is usually positive or negative. (Note: For vertically movable measuring carriages whose weight is not compensated, for example, by a counterweight or a spring, the drive current I can also have the same sign for both directions of the actual speed). The increase by a first current value d in the case of a positive expected drive current means that the first current value d is added, while in the case of a negative expected drive current the first current value d has to be subtracted. But you can also just use the amount of the expected drive current, so that an increase is then generally by adding the first constant current value d.

Anstelle eines Stromgrenzwertes kann aber auch, wie oben bereits ausgeführt, ein Stromgrenzwertwand verwendet werden, indem zum erwarteten Antriebstrom ein erster Stromwert d addiert wird um einen oberen Stromgrenzwert zu erhalten und vom erwarteten Antriebstrom ein zweiter Stromwert e subtrahiert wird, um einen unteren Stromgrenzwert zu erhalten. Soweit der erste Stromwert d und der zweite Stromwert e vom Betrag her gleich sind, spielt die Richtung der Geschwindigkeit, die sich aus der Stellgröße vsteuer ergibt, keine Rolle, da der obere Stromgrenzwert und der untere Stromgrenzwert dann unabhängig von der Geschwindigkeitsrichtung immer gleich weit vom erwarteten Antriebstrom Ierw entfernt sind.Instead of a current limit value, however, as already explained above, a current limit value wall can be used by adding to the expected drive current a first current value d to obtain an upper current limit value and subtracting a second current value e from the expected drive current to obtain a lower current limit value , As far as the first current value and second current value d e are the same in magnitude, makes the direction of the velocity, v, the control resulting from the control value, not matter, since the upper current threshold and the lower current threshold then regardless of the speed direction are always the same distance from the expected drive current I erw away.

Soweit der erste Stromwert d und der zweite Stromwert e unterschiedlich sind, muss dann natürlich bei umgekehrter Richtung der Geschwindigkeit, die sich aus der Stellgröße vsteuer ergibt, der erste Stromwert d subtrahiert werden (hierdurch wird dann der untere Stromgrenzwert des Stromgrenzwertbandes erhalten) und der zweite Stromwert e addiert werden (hierdurch wird dann der obere Stromgrenzwert des Stromgrenzwertbandes erhalten).As far as the first current value d and the second current value e are different, then it must, of course, in reverse direction, the speed V control resulting from the control value, the first current value d is subtracted (thus the lower current limit of the current limit value band is obtained) and the second current value e are added (thereby the upper current limit of the current limit band is obtained).

Somit wird bei der Ermittlung des Stromgrenzwertes oder eines ersten Stromgrenzwertes (oberer Stromgrenzwert für eine Richtung der Geschwindigkeit, unterer Stromgrenzwert für die andere Richtung der Geschwindigkeit) des Stromgrenzwertbandes der erwartete Antriebstrom um einen ersten Stromwert d derart erhöht, dass der Betrag des Stromgrenzwertes oder des ersten Stromgrenzwertes des Stromgrenzwertbandes höher als der Betrag des erwarteten Antriebsstroms ist.Thus, in determining the current limit or a first current limit (upper current limit for one direction of velocity, lower current limit for the other direction of velocity) of the current limit band, the expected drive current is increased by a first current value d such that the magnitude of the current limit or the first Current limit of the current limit band is higher than the amount of the expected drive current.

Zur Ermittlung des zweiten Stromgrenzwertes (unterer Stromgrenzwert für eine Richtung der Geschwindigkeit, oberer Stromgrenzwert für die andere Richtung der Geschwindigkeit) des Stromgrenzwertbandes wird außerdem der erwartete Antriebstrom zusätzlich um einen zweiten Stromwert e derart vermindert, so dass der Betrag des zweiten Stromgrenzwertes des Stromgrenzwertbandes niedriger als der Betrag des erwarteten Antriebsstroms ist.In order to determine the second current limit value (lower current limit for one direction of the velocity, upper current limit for the other direction of the velocity) of the current limit band, the expected drive current is additionally reduced by a second current value e such that the magnitude of the second current limit value of the current limit band is lower than is the amount of the expected drive current.

Der erste Stromwert d und/oder der zweite Stromwert e sind im einfachsten Fall konstant. Anstelle eines konstanten ersten Stromwertes d und gegebenenfalls eines konstanten zweiten Stromwertes e können aber auch Stromwerte verwendet werden, die in Abhängigkeit von Parametern, wie beispielsweise der Ist-Geschwindigkeit vist und/oder der Ist-Beschleunigung aist variieren. Beispielsweise kann der Betrag des ersten Stromwertes d und gegebenenfalls des zweiten Stromwertes e für geringe Geschwindigkeiten größer sein, als für hohe Geschwindigkeiten, weil insbesondere für geringe Geschwindigkeiten Iist sich höhere Abweichungen des gemessenen Antriebstroms gegenüber dem erwarteten Antriebstrom Ierw ergeben, als bei höheren Geschwindigkeiten.The first current value d and / or the second current value e are constant in the simplest case. Instead of a constant first current value d and optionally a constant second current value e as well as current values may be used that vary in function of parameters such as the actual speed v and / or the actual acceleration a. For example, the amount of the first current value d and, if appropriate, of the second current value e for low speeds can be greater than for high speeds, because, in particular for low speeds I higher deviations of the measured drive current from the expected driving current I, is devoted to person, as at higher speeds ,

Hinsichtlich der Mechanik zum Verstellen eines Sensors relativ zu einer Werkstückaufnahme ist folgendes anzumerken. Zum heutigen Zeitpunkt gibt es eine Fülle an unterschiedlichen Mechaniken mit denen ein Sensor relativ zu einer Werkstückaufnahme verstellt werden kann.With regard to the mechanism for adjusting a sensor relative to a workpiece holder, the following should be noted. At the present time, there is a wealth of different mechanisms with which a sensor can be adjusted relative to a workpiece holder.

Üblich sind beispielsweise Mechaniken, bei denen die Werkstückaufnahme als feststehender Werkstücktisch ausgebildet ist, wobei der Sensor über die Mechanik meist in drei senkrecht aufeinander stehenden Koordinatenrichtungen verfahren werden kann. Dazu weist eine solche Mechanik für jede der Koordinatenrichtungen einen Messschlitten auf, der entlang einer Linearführung geführt ist, wobei der betreffende Messschlitten über den besagten Elektromotor in der betreffenden Richtung angetrieben ist und ein Maßstab mit einem zugehörigen Ablesekopf vorgesehen ist, über den in der betreffenden Richtung die aktuelle Position des Messschlittens festgestellt werden kann. Ein beispielhafter Aufbau eines solchen Koordinatenmessgerätes ist ein Koordinatenmessgerät vom sogenannten Portaltyp wie es weiter unten im Zusammenhang mit 1 ausführlich erläutert ist.For example, mechanisms in which the workpiece holder is designed as a fixed workpiece table are customary, wherein the sensor can usually be moved via the mechanism in three coordinate directions which are perpendicular to one another. For this purpose, such a mechanism for each of the coordinate directions on a measuring carriage, which is guided along a linear guide, wherein the respective measuring carriage is driven via the said electric motor in the relevant direction and a scale is provided with an associated reading head, on the respective direction the current position of the measuring carriage can be determined. An exemplary structure of such a coordinate measuring machine is a coordinate measuring machine of the so-called portal type as described below in connection with 1 is explained in detail.

Bekannt sind auch Koordinatenmessgeräte, bei denen die Relativbewegung zwischen dem Sensor und der Werkstückauflage nicht oder nicht ausschließlich durch eine Verstellung des Sensors, sondern durch eine Verstellung der Werkstückauflage in einer oder mehreren Koordinatenrichtungen erzeugt wird. Dazu weist die betreffende Mechanik dann, genau wie oben im Zusammenhang mit der Verstellung des Sensors beschrieben, für jede der betreffenden Koordinatenrichtungen einen Messschlitten auf, der entlang einer Linearführung geführt ist, wobei der betreffende Messschlitten über den besagten Elektromotor in der betreffenden Richtung angetrieben ist und ein Maßstab mit einem zugehörigen Ablesekopf vorgesehen ist, über den in der betreffenden Richtung die aktuelle Position des Messschlittens festgestellt werden kann.Also known coordinate measuring machines, in which the relative movement between the sensor and the workpiece support is not or not exclusively by an adjustment of the sensor, but by an adjustment of the workpiece support in one or more coordinate directions is generated. For this purpose, the mechanism in question then, as described above in connection with the adjustment of the sensor, for each of the respective coordinate directions on a measuring carriage, which is guided along a linear guide, wherein the respective measuring carriage is driven via said electric motor in the relevant direction and a scale is provided with an associated reading head over which the current position of the measuring carriage can be determined in the relevant direction.

Es sind ferner auch Koordinatenmessgeräte bekannt, bei denen die Relativbewegung zwischen der Werkstückauflage und dem Sensor durch Drehgelenke erzeugt wird. Beispiele hierfür sind Drehtische, die das Werkstück um eine vertikale Drehachse drehbar lagern, Dreh-Schwenkgelenke mit denen der Sensor dreh- und schwenkbar am Ende des in drei Koordinatenrichtungen beweglich gelagerten Messarms befestigt ist oder Roboterarme, die nur Drehgelenke aufweisen. Auch hier ist zur Erzeugung der Drehbewegung in den Drehgelenken ein Elektromotor vorgesehen und ein Drehencoder, über den der jeweilige Drehwinkel des Drehgelenkes gemessen werden kann.Coordinate measuring devices are also known, in which the relative movement between the workpiece support and the sensor is generated by rotary joints. Examples of this are turntables that support the workpiece rotatably about a vertical axis of rotation, rotary swivel joints with which the sensor is rotatably and pivotally mounted at the end of the movable in three coordinate directions measuring arm or robot arms that have only swivel joints. Again, an electric motor is provided for generating the rotational movement in the rotary joints and a rotary encoder, via which the respective angle of rotation of the rotary joint can be measured.

Es sind außerdem auch Koordinatenmessgeräte bekannt, bei denen die Relativbewegung zwischen dem Sensor und der Werkstückauflage nur auf zwei Koordinatenrichtungen beschränkt ist. Die dritte Koordinatenrichtung wird hierbei beispielsweise optisch über einen optischen Abstandsensor ermittelt. Prinzipiell ist sogar eine Mechanik denkbar, bei der die Relativbewegung zwischen dem Sensor und der Werkstückauflage in nur einer Koordinatenrichtung erfolgt. Beispielsweise könnte der Sensor eine Digitalkamera sein, die die gesamte Breite des Werkstückes erfasst und die den Abstand zum Werkstück beispielsweise durch die Fokuslage misst.Coordinate measuring devices are also known in which the relative movement between the sensor and the workpiece support is limited to only two coordinate directions. The third coordinate direction is determined, for example, optically via an optical distance sensor. In principle, even a mechanism is conceivable in which the relative movement between the sensor and the Workpiece support takes place in only one coordinate direction. For example, the sensor could be a digital camera which detects the entire width of the workpiece and measures the distance to the workpiece, for example, by the focus position.

Als Sensor kommen hierbei unterschiedlichste Typen infrage Es können taktile Sensoren verwendet werden, wie beispielsweise ein messender Tastkopf, bei dem in drei Koordinatenrichtungen die Auslenkung eines das Werkstück berührenden Tastelementes gemessen werden kann oder ein schaltender Tastkopf, der bei Berührung des Werkstückes mit seinem Tastelement ein Signal abgibt. Es können aber genauso beispielsweise optische Sensoren, wie eine Digitalkamera oder ein Lasertriangulationstaster oder andere geeignete Sensoren verwendet werden.Tactile sensors can be used, such as a measuring probe, in which the deflection of a touching the workpiece workpiece element can be measured in three coordinate directions or a switching probe, the touch of the workpiece with its probe element a signal emits. But it can just as optical sensors, such as a digital camera or a laser triangulation probe or other suitable sensors are used as well.

Die Erfindung erlaubt es für beliebige Verläufe der Geschwindigkeit und damit auch beliebige Verläufe der Beschleunigung eine zuverlässige Kollisionsüberwachung bereitzustellen. Um eine hohe Beschleunigung des Sensors oder der Werkstückauflage zu erzielen, ist ein entsprechend hoher Stromgrenzwert erforderlich. Ist nur eine langsame Geschwindigkeit vorgegeben und sind nur geringe Beschleunigungswerte erlaubt, kann der Stromgrenzwert niedrig gewählt werden.The invention makes it possible to provide reliable collision monitoring for any course of the speed and therefore also any courses of acceleration. In order to achieve a high acceleration of the sensor or the workpiece support, a correspondingly high current limit value is required. If only a slow speed is specified and only low acceleration values are permitted, the current limit can be set low.

Insbesondere wird ein Verfahren zum Betreiben eines Koordinatenmessgeräts vorgeschlagen, wobei eine Mechanik zum Verstellen eines Sensors relativ zu einer Werkstückauflage in zumindest einer Richtung vorgesehen ist und diese Mechanik wenigstens einen Elektromotor aufweist, über den die Verstellung des Sensors oder der Werkstückauflage in dieser Richtung angetrieben wird und wobei das Verfahren folgende Schritte aufweist:

  • (a) ein elektrischer Antriebstrom, der durch den Elektromotor fließt, um eine Bewegung des Elektromotors und auf diese Weise eine Bewegung des Sensors oder der Werkstückauflage zu bewirken, wird gemessen,
  • (b) eine Ist-Geschwindigkeit und/oder eine Ist-Beschleunigung des Sensors oder der Werkstückauflage in der durch den Elektromotor angetriebenen Richtung wird gemessen
  • (c) abhängig von einer gemessenen Ist-Geschwindigkeit und/oder abhängig von einer gemessenen Ist-Beschleunigung, wird ein Stromgrenzwert oder ein Stromgrenzwertband (d. h. ein Bereich von Werten für den Antriebstrom, der durch einen unteren Stromgrenzwert und einen oberen Stromgrenzwert definiert ist) für den elektrischen Antriebstrom ermittelt, und
  • (d) wenn der elektrische Antriebstrom den ermittelten Stromgrenzwert erreicht und/oder wenn der elektrische Antriebstrom den ermittelten Stromgrenzwert überschreitet, oder wenn das Stromgrenzwertband verlassen wird, wird die Bewegung der Mechanik zumindest in der durch den Elektromotor angetriebenen Richtung angehalten.
In particular, a method for operating a coordinate measuring machine is proposed, wherein a mechanism for adjusting a sensor is provided relative to a workpiece support in at least one direction and this mechanism has at least one electric motor, via which the adjustment of the sensor or the workpiece support is driven in this direction and the method comprising the steps of:
  • (a) an electric drive current flowing through the electric motor to cause movement of the electric motor and thus movement of the sensor or workpiece support is measured;
  • (b) an actual speed and / or an actual acceleration of the sensor or the workpiece support in the direction driven by the electric motor is measured
  • (c) is dependent on a measured actual speed and / or dependent on a measured actual acceleration, a current limit or current limit band (ie a range of values for the drive current defined by a lower current limit and an upper current limit) for determines the electric drive current, and
  • (d) when the drive electric current reaches the detected current limit and / or when the drive electric current exceeds the detected current limit, or when the current limit band is left, movement of the mechanism is stopped at least in the direction driven by the motor.

„Überschreiten” des Stromgrenzwertes beinhaltet, dass der Antriebstrom in einem Fall z. B. größer als der Stromgrenzwert wird und in einem anderen Fall z. B. kleiner als der Stromgrenzwert wird. „Überschreiten” ist also im Sinne eines „Überquerens” zu verstehen. Die Ermittlung eines Stromgrenzwertes und die Überwachung, ob der Stromgrenzwert erreicht und/oder überschritten wird, schließt auch die Möglichkeit eines Stromgrenzwertbandes ein, d. h. eines Bereichs von Werten für den Antriebstrom, der durch einen unteren Stromgrenzwert und einen oberen Stromgrenzwert definiert ist. Es wird dann überwacht, ob der Antriebstrom das Stromgrenzwertband, d. h. den Bereich, verlässt, in welchem Fall die Bewegung der Mechanik zumindest in der durch den Elektromotor angetriebenen Richtung angehalten wird. Ein Verlassen des Stromgrenzwertbandes ist hierbei so zu verstehen, dass der Antriebsstrom den oberen Stromgrenzwert des Stromgrenzwertbandes erreicht und/oder überschreitet oder den unteren Stromgrenzwert des Stromgrenzwertbandes erreicht und/oder „überschreitet”. Die Überprüfung, ob das Stromgrenzwertband verlassen wird, ist damit faktisch dasselbe wie die Überwachung, ob ein Stromgrenzwert erreicht und/oder überschritten wird, nur dass diese Überwachung für einen oberen Stromgrenzwert und für einen unteren Stromgrenzwert vorgenommen wird. Dieses Merkmal wurde aus Gründen der Klarheit in die unabhängigen Ansprüche aufgenommen."Exceeding" the current limit value includes that the drive current in a case z. B. is greater than the current limit and in another case z. B. is smaller than the current limit. "Exceeding" is thus to be understood in the sense of "crossing over". The determination of a current limit and the monitoring of whether the current limit is reached and / or exceeded also include the possibility of a current limit band, i. H. a range of values for the drive current defined by a lower current limit and an upper current limit. It is then monitored whether the drive current is the current limit band, i. H. the region leaves, in which case the movement of the mechanism is stopped, at least in the direction driven by the electric motor. Leaving the current limit band is understood to mean that the drive current reaches and / or exceeds the upper current limit of the current limit band or reaches and / or exceeds the lower current limit of the current limit band. The verification of whether the current limit band is leaving is thus in fact the same as monitoring whether a current limit is reached and / or exceeded, except that this monitoring is done for an upper current limit and a lower current limit. This feature has been incorporated into the independent claims for the sake of clarity.

Die Bestimmung von Koordinaten in einem Koordinatensystem ist nicht darauf beschränkt, dass die Koordinaten kartesische Koordinaten sind. Vielmehr können Koordinaten jeglicher Art bestimmt werden, beispielsweise Polarkoordinaten, Zylinderkoordinaten usw.. Ein wesentlicher Vorteil der erfindungsgemäßen Stromüberwachung besteht darin, dass die Überwachung auch während einer beschleunigten Bewegung des Sensors oder der Werkstückauflage in der betreffenden, durch den Elektromotor angetriebenen Richtung aktiv bleiben kann. Es können prinzipiell beliebig hohe Beschleunigungswerte zugelassen werden, ohne dass die Stromüberwachung ausgeschaltet werden muss.The determination of coordinates in a coordinate system is not limited to that the coordinates are Cartesian coordinates. Rather, coordinates of any kind can be determined, for example, polar coordinates, cylindrical coordinates, etc. A significant advantage of the power monitoring according to the invention is that the monitoring can remain active during an accelerated movement of the sensor or workpiece support in the relevant, driven by the electric motor direction. In principle, any desired high acceleration values can be permitted without the current monitoring having to be switched off.

Wie oben ausführlich dargestellt, wird aus der Ist-Geschwindigkeit und/oder der Ist-Beschleunigung ein erwarteter Antriebsstrom und hieraus der Stromgrenzwert oder das Stromgrenzwertband ermittelt. Bei der Ermittlung können zur weiteren Erhöhung der Präzision noch weitere Parameter verwendet werden, wie die Umgebungstemperatur, die Temperatur von Teilen des Koordinatenmessgeräts, die Position des Sensors und/oder der Werkstückauflage in einem ortsfesten Koordinatensystem, die relative Position des Sensors oder der Werkstückauflage in Bezug auf das zu vermessende Werkstück oder in Bezug auf andere Teile des Messaufbaus und/oder durch Betriebszustände (wie z. B. eine aktuell gewählte Getriebestufe eines mehrstufigen Getriebes, welches bei der Kraftübertragung des Elektromotors auf den Sensor oder auf die Werkstückauflage in der betreffenden, durch den Elektromotor angetriebenen Richtung eingesetzt wird), bestimmt sein. Die Berücksichtigung solcher Parameter erhöht die Sicherheit weiter. Auf diese Weise kann der Stromgrenzwert dichter bei dem tatsächlich für den Betrieb benötigten Stromwert liegen. Wenn der Stromgrenzwert überschritten wird oder wenn der Stromgrenzwert erreicht oder überschritten wird oder das Stromgrenzwertband verlassen wird, wird die Mechanik zumindest in der durch den Elektromotor angetriebenen Richtung angehalten. Soweit die Mechanik eine Verstellung des Sensors relativ zur Werkstückauflage in mehreren Richtungen zulässt, wird die Mechanik vorzugsweise in allen Richtungen angehalten,As detailed above, an expected drive current is determined from the actual speed and / or the actual acceleration and from this the current limit value or the current limit band is determined. During the determination, further parameters can be used to further increase the precision, such as the ambient temperature, the temperature of parts of the coordinate measuring machine, the position of the sensor and / or the Workpiece support in a fixed coordinate system, the relative position of the sensor or the workpiece support with respect to the workpiece to be measured or with respect to other parts of the measurement setup and / or by operating conditions (such as a currently selected gear stage of a multi-stage transmission, which at the force transmission of the electric motor is used on the sensor or on the workpiece support in the relevant, driven by the electric motor direction), be determined. The consideration of such parameters further increases safety. In this way, the current limit may be closer to the current value actually required for operation. If the current limit is exceeded or the current limit is reached or exceeded or the current limit band is left, the mechanism is stopped, at least in the direction driven by the electric motor. As far as the mechanism allows an adjustment of the sensor relative to the workpiece support in several directions, the mechanism is preferably stopped in all directions,

Das Anhalten der Mechanik in der durch den Elektromotor angetriebenen Richtung kann auf unterschiedliche Weise geschehen. Im einfachsten Fall wird der elektrische Antriebstrom des zum Antrieb in der betreffenden Richtung vorgesehenen Elektromotors abgeschaltet. Um die Bremswirkung zu erhöhen kann außerdem der Elektromotor kurzzeitig so angesteuert werden, dass die Antriebsrichtung umgedreht wird. Außerdem kann auch der Elektromotor kurzgeschlossen werden. Auch kann eine Bremse vorgesehen sein, die dann ausgelöst wird. Weiterhin kann eine Kupplung vorgesehen sein, über die der Messschlitten, der zum Verstellen des Sensors oder der Werkstückauflage in der betreffenden Richtung vorgesehen sind, vom Elektromotor ausgekoppelt wird, so dass keine Kräfte mehr vom Elektromotor auf den Messschlitten übertragen werden. Es kann auch die Begrenzung der Kraft und/oder des Drehmoments des Elektromotors auf einen vorgegebenen Wert erfolgen. Dieser Wert kann unveränderlich sein oder vom Betriebszustand, der Position der Koordinatenmesseinrichtung und/oder von weiteren Faktoren abhängen.The stopping of the mechanism in the direction driven by the electric motor can be done in different ways. In the simplest case, the electric drive current of the electric motor provided for driving in the relevant direction is switched off. In order to increase the braking effect also the electric motor can be briefly controlled so that the drive direction is reversed. In addition, the electric motor can also be short-circuited. Also, a brake may be provided, which is then triggered. Furthermore, a coupling can be provided, via which the measuring slide, which is provided for adjusting the sensor or the workpiece support in the relevant direction, is decoupled from the electric motor, so that no more forces are transmitted from the electric motor to the measuring slide. It can also be the limitation of the force and / or the torque of the electric motor to a predetermined value. This value may be fixed or depend on the operating state, the position of the coordinate measuring device and / or on other factors.

Das Anhalten der Mechanik in der durch den Elektromotor angetriebenen Richtung kann zusätzlich davon abhängig gemacht werden, dass der elektrische Antriebstrom den ermittelten Stromgrenzwert kontinuierlich über ein Zeitintervall vorgegebener Länge hinweg erreicht und/oder überschreitet oder dass der elektrische Antriebstrom das ermittelte Stromgrenzwertband kontinuierlich über ein Zeitintervall vorgegebener Länge hinweg verlässt. Alternativ oder zusätzlich kann der gemessene elektrische Antriebstrom einer Glättung von zeitlichen Schwankungen durch ein Filter unterworfen werden. In beiden Fällen kann hierdurch sichergestellt werden, dass eine sehr kurzzeitige (insbesondere durch einen Messfehler verursachte) Überschreitung oder das sehr kurzzeitige Erreichen des Stromgrenzwertes noch keine Auswirkungen auf den Betrieb des Koordinatenmessgeräts haben.The stopping of the mechanism in the direction driven by the electric motor can additionally be made dependent on the electric drive current continuously reaching and / or exceeding the determined current limit value over a time interval of predetermined length or the electric drive current continuously determining the determined current limit band over a time interval Leaving the length of time. Alternatively or additionally, the measured electric drive current may be subjected to a smoothing of temporal fluctuations by a filter. In both cases, this can ensure that a very short-term (especially caused by a measurement error) excess or the very short-term achievement of the current limit still have no effect on the operation of the CMM.

Vorzugsweise ist eine Mehrzahl von Elektromotoren des Koordinatenmessgeräts vorgesehen, die zusammengenommen die Bewegung des Sensors und/oder der Werkstückauflage bewirken. Dabei sind die Bewegungen der Elektromotoren eindeutig Bewegungskomponenten der Bewegung des Sensors oder der Werkstückauflage zugeordnet. Z. B. ist jeweils zumindest ein Elektromotor für eine Linearbewegung des Sensors oder der Werkstückauflage in der betreffenden Richtung der Linearbewegung vorgesehen, wobei jede der Linearbewegungen ausschließlich in einer von drei paarweise zueinander senkrecht stehenden Richtungen stattfinden kann. Im Ergebnis kann innerhalb eines erreichbaren Bewegungsbereichs somit jeder gewünschte Punkt auf direktem Weg angefahren werden. Allgemein wird im Fall der Mehrzahl von Elektromotoren, die gemeinsam die Bewegung des Sensors und/oder der Werkstückauflagebewirken, vorzugsweise für jeden der Mehrzahl von Elektromotoren separat ein Stromgrenzwert des elektrischen Antriebstroms ermittelt, wobei dieser Stromgrenzwert abhängig von der gemessenen Ist-Geschwindigkeit und/oder abhängig von einer der gemessenen Ist-Beschleunigung der Bewegungskomponente ist, die von dem jeweiligen Elektromotor bewirkt wird.Preferably, a plurality of electric motors of the coordinate measuring machine are provided, which together cause the movement of the sensor and / or the workpiece support. The movements of the electric motors are clearly associated with movement components of the movement of the sensor or the workpiece support. For example, in each case at least one electric motor is provided for a linear movement of the sensor or the workpiece support in the relevant direction of the linear movement, wherein each of the linear movements can take place exclusively in one of three mutually perpendicular directions. As a result, within a reachable range of motion, any desired point can thus be approached directly. In general, in the case of the plurality of electric motors, which together cause the movement of the sensor and / or the workpiece support, preferably for each of the plurality of electric motors, a current limit of the electric drive current is determined, this current limit depending on the measured actual speed and / or dependent is one of the measured actual acceleration of the movement component, which is effected by the respective electric motor.

Im Fall eines Koordinatenmessgeräts mit jeweils zumindest einem Elektromotor für die x-Achse, die y-Achse und die z-Achse in einem kartesischen Koordinatensystem werden also separat Stromgrenzwerte oder Stromgrenzwertbänder für die Motorströme abhängig von den gemessenen Ist-Geschwindigkeitswerten und/oder abhängig von den gemessenen Ist-Beschleunigungswerten in x-Richtung, in y-Richtung und in z-Richtung ermittelt.In the case of a coordinate measuring machine with in each case at least one electric motor for the x-axis, the y-axis and the z-axis in a Cartesian coordinate system, therefore, current limit values or current limit bands for the motor currents depend on the measured actual speed values and / or dependent on the measured actual acceleration values in x-direction, in y-direction and in z-direction.

Insbesondere kann für zumindest eine der Bewegungskomponenten eine Mehrzahl von Elektromotoren vorgesehen sein, um die Bewegung des Sensors relativ zur Werkstückauflage zu bewirken, wie es beispielsweise bei Koordinatenmessgeräten in Portalbauweise der Fall ist. In diesem Fall wird vorzugsweise für jeden der Elektromotoren derselben Bewegungskomponente der Stromgrenzwert oder das Stromgrenzwertband ermittelt (im Fall baugleicher Elektromotoren kann u. U. derselbe Stromgrenzwert oder dasselbe Stromgrenzwertband verwendet werden) und wird separat überwacht, ob der Stromgrenzwert oder einer der beiden Stromgrenzwerte des Stromgrenzwertbandes für den betrachteten Elektromotor erreicht und/oder überschritten wird. Bei einer bevorzugten Ausgestaltung wird zumindest ein gemessener Wert des elektrischen Antriebstroms während des Betriebes des Koordinatenmessgeräts, insbesondere während einer Bewegung des Sensors oder der Werkstückauflage in der durch den Elektromotor angetriebenen Richtung, mit einem erwarteten Wert verglichen wird, um die Messung des elektrischen Antriebstroms auf Messfehler zu überprüfen. Der erwartete Wert kann z. B. unter Verwendung der gemessenen Ist-Geschwindigkeit und der gemessenen Ist-Beschleunigung ermittelt werden. Unter der Voraussetzung, dass der Sensor oder die Werkstückauflage sich in der betreffenden durch den Elektromotor angetriebenen Richtung ungehindert bewegt, kann auf diese Weise die Messung des elektrischen Antriebstroms auf fehlerfreie Funktionsweise überprüft werden. Bei Geräten mit mehr als einem Motor für eine Bewegungsrichtung (z. B. Doppelantrieb an einem Gantry-Gerät in Portal- oder Brückenbauweise) ist es vorteilhaft, nicht die einzelnen Motorströme sondern die Summe der Motorströme der beiden Motoren des Doppelantriebes zu begrenzen.In particular, a plurality of electric motors can be provided for at least one of the movement components in order to bring about the movement of the sensor relative to the workpiece support, as is the case, for example, in gantry-type coordinate measuring machines. In this case, the current limit or current limit band is preferably determined for each of the electric motors of the same component of motion (in the case of identical electric motors, the same current limit or band may be used) and is separately monitored, whether the current limit or one of the two current limit band current limits achieved and / or exceeded for the considered electric motor. In a preferred embodiment, at least one measured value of the electric drive current is compared with an expected value during operation of the coordinate measuring machine, in particular during movement of the sensor or the workpiece support in the direction driven by the electric motor, in order to check the measurement of the electric drive current for measurement errors. The expected value can be z. B. be determined using the measured actual speed and the measured actual acceleration. Provided that the sensor or the workpiece support moves freely in the relevant direction driven by the electric motor, in this way the measurement of the electric drive current can be checked for correct functioning. For devices with more than one motor for one direction of movement (eg double drive on a gantry device in gantry or bridge design), it is advantageous not to limit the individual motor currents but the sum of the motor currents of the two motors of the dual drive.

Die Ermittlung des Stromgrenzwertes (oder des Stromgrenzwertbandes), der von der gemessenen Ist-Geschwindigkeit und/oder von der gemessenen Ist-Beschleunigung des Sensors oder der Werkstückauflage in der betreffenden durch den Elektromotor angetriebenen Richtung abhängt, wird vorzugsweise von zumindest einer Recheneinrichtung durchgeführt. Alternativ oder zusätzlich kann die Recheneinrichtung auch die Maßnahmen einleiten und/oder steuern, die zum Anhalten der Mechanik in der vom Elektromotor angetriebenen Richtung erforderlich sind, wenn der Stromgrenzwert erreicht und/oder überschritten wird oder das Stromgrenzwertband verlassen wird. Diese Funktionalität der Recheneinrichtung kann durch Hardware und/oder Software realisiert werden.The determination of the current limit value (or of the current limit value band), which depends on the measured actual speed and / or on the measured actual acceleration of the sensor or the workpiece support in the relevant direction driven by the electric motor, is preferably carried out by at least one computing device. Alternatively or additionally, the computing device can also initiate and / or control the measures required to stop the mechanism in the direction driven by the electric motor when the current limit is reached and / or exceeded or the current limit band is left. This functionality of the computing device can be realized by hardware and / or software.

Zum Umfang der vorliegenden Erfindung gehört auch ein Koordinatenmessgerät mit einer Mechanik, einer Werkstückauflage zur Aufnahme eines zu vermessenden Werkstückes und einem Sensor, wobei der Sensor und die Werkstückaufnahme von der Mechanik in zumindest einer Richtung relativ zueinander verstellbar ist, wobei die Mechanik wenigstens einen Elektromotor aufweist, über den die Verstellung des Sensors oder der Werkstückauflage in dieser Richtung angetrieben wird. Das Koordinatenmessgerät weist Folgendes auf:

  • (a) eine Strom-Messeinrichtung, die ausgestaltet ist, einen elektrischen Antriebstrom, der durch den Elektromotor fließt, um eine Bewegung des Elektromotors zu erzeugen und auf diese Weise eine Bewegung des Sensors oder der Werkstückauflage in der betreffenden durch den Elektromotor angetriebenen Richtung zu bewirken, zu messen,
  • (b) eine Ist-Geschwindigkeitsmesseinrichtung, die dazu ausgestaltet ist, die Ist-Geschwindigkeit des Sensors oder der Messauflage in der durch den Elektromotor angetriebenen Richtung zu messen und/oder eine Ist-Beschleunigungsmesseinrichtung, die dazu ausgestaltet ist, die Ist-Beschleunigung des Sensors oder der Messauflage in der durch den Elektromotor angetriebenen Richtung zu messen
  • (c) eine Stromgrenzwert-Ermittlungseinrichtung, die ausgestaltet ist, abhängig von einer gemessenen Ist-Geschwindigkeit und/oder abhängig von einer gemessenen Ist-Beschleunigung, einen Stromgrenzwert oder ein Stromgrenzwertband (d. h. ein Bereich von Werten für den Antriebstrom, der durch einen unteren Stromgrenzwert und einen oberen Stromgrenzwert definiert ist) für den elektrischen Antriebstrom zu ermitteln, und
  • (c) eine Betätigungseinrichtung, die mit der Strom-Messeinrichtung und mit der Stromgrenzwert-Ermittlungseinrichtung verbunden ist und die ausgestaltet ist, die Bewegung der Mechanik zumindest in der durch den Elektromotor angetriebenen Richtung anzuhalten, wenn der elektrische Antriebstrom den ermittelten Stromgrenzwert erreicht und/oder wenn der elektrische Antriebstrom den ermittelten Stromgrenzwert überschreitet oder wenn der Antriebstrom das Stromgrenzwertband verlässt
To the scope of the present invention also includes a coordinate measuring machine with a mechanism, a workpiece support for receiving a workpiece to be measured and a sensor, wherein the sensor and the workpiece holder of the mechanism in at least one direction is adjustable relative to each other, wherein the mechanism has at least one electric motor , via which the adjustment of the sensor or the workpiece support is driven in this direction. The coordinate measuring machine has the following:
  • (A) a current measuring device which is configured, an electric drive current flowing through the electric motor to generate a movement of the electric motor and in this way to cause movement of the sensor or the workpiece support in the respective direction driven by the electric motor , to eat,
  • (b) an actual speed measuring device configured to measure the actual speed of the sensor or the measuring pad in the direction driven by the electric motor, and / or an actual acceleration measuring device configured to perform the actual acceleration of the sensor or the measuring pad in the direction driven by the electric motor
  • (c) a current limit detection means configured according to a measured actual velocity and / or a measured actual acceleration, a current limit or a current limit band (ie a range of values for the drive current determined by a lower current limit and an upper current limit is defined) for the electric drive current, and
  • (C) an actuator, which is connected to the current-measuring device and with the Stromgrenzwert-detecting means and which is configured to stop the movement of the mechanism at least in the direction driven by the electric motor when the electric drive current reaches the determined current limit and / or when the drive electric current exceeds the detected current limit or when the drive current leaves the current limit band

Zum Beispiel weist die Betätigungseinrichtung eine Abschalteinrichtung auf, die mit der Strom-Messeinrichtung und mit der Stromgrenzwert-Ermittlungseinrichtung verbunden ist und die ausgestaltet ist, den elektrischen Antriebstrom abzuschalten, wenn der elektrische Antriebstrom den ermittelten Stromgrenzwert erreicht und/oder wenn der elektrische Antriebstrom den ermittelten Stromgrenzwert überschreitet oder wenn der elektrische Antriebsstrom das Grenzwertband verlässt.For example, the actuating device has a switch-off device, which is connected to the current-measuring device and to the current limit value determining device and which is designed to switch off the electrical drive current when the electric drive current reaches the determined current limit value and / or if the electric drive current determined Current limit exceeds or when the electrical drive current leaves the limit band.

Das Koordinatenmessgerät ist natürlich eingerichtet, auch die Verfahren gemäß einem der Ansprüche 2 bis 15 auszuführen. Insbesondere zur Ausführung eines Verfahrens gemäß wenigstens eines der Ansprüche 2 bis 11 ist dann die Stromgrenzwert-Ermittlungseinrichtung entsprechend eingerichtet, so dass das Verfahren ausgeführt werden kann.The coordinate measuring machine is of course set up to carry out the method according to one of claims 2 to 15. In particular for carrying out a method according to at least one of claims 2 to 11, the current limit value determination device is then set up accordingly, so that the method can be carried out.

Hinsichtlich der steuerungsnahen Komponenten, wie beispielsweise die Strom-Messeinrichtung, die Ist-Geschwindigkeitsmesseinrichtung, Ist-Beschleunigungsmesseinrichtung, die Stromgrenzwert-Ermittlungseinrichtung, die Betätigungseinrichtung oder die Abschalteinrichtung des Koordinatenmessgerätes ist ausdrücklich hervorzuheben, dass diese natürlich vielfältig variieren können.With regard to the control-related components, such as the current-measuring device, the actual speed measuring device, actual acceleration measuring device, the current limit detection device, the actuator or the shutdown of the coordinate measuring machine is expressly emphasized that they can of course vary widely.

Beispielsweise können mehrere Komponenten aus Gründen der Effizienz als ein gemeinsamer Programmcode auf einem Mikrocontroller realisiert sein. Wie beispielsweise weiter unten im Zusammenhang mit 2 und 3 noch dargestellt wird, wird die Ist-Geschwindigkeit und die Ist-Beschleunigung, die zur Ermittlung des Stromgrenzwertes oder des Stromgrenzwertbandes des hierin gezeigten Ausführungsbeispiels erforderlich sind, durch eine zeitliche Ableitung der vom Ablesekopf des Maßstabes gelieferten Ist-Position ermittelt. Diese zeitlichen Ableitungen der Ist-Position finden als zwei Verfahrensschritte 30 und 31 in der Stromgrenzwert-Ermittlungseinrichtung 15 statt. Daneben errechnet die Stromgrenzwert-Ermittlungseinrichtung 15 außerdem auch den Stromgrenzwert oder die Stromgrenzwerte des Stromgrenzwertbandes. Damit umfasst die Stromgrenzwert-Ermittlungseinrichtung 15 zusätzlich auch Komponenten der Ist-Geschwindigkeitsmesseinrichtung und der Ist-Beschleunigungsmesseinrichtung. Zur Ist-Geschwindigkeitsmesseinrichtung und zur Ist-Beschleunigungsmesseinrichtung würden damit für das gegebene Ausführungsbeispiel neben dem Ablesekopf des Linearmaßstabes insbesondere auch die Teile der Stromgrenzwert-Ermittlungseinrichtung zuzurechnen sein, die die zeitlichen Ableitungen durchführen.For example, for reasons of efficiency, multiple components may be implemented as a common program code on a microcontroller. As related for example below 2 and 3 is still shown is the actual speed and the actual acceleration required to determine the current limit or current limit band of the embodiment shown herein are determined by a time derivative of the actual position provided by the read head of the scale. These time derivatives of the actual position find as two process steps 30 and 31 in the current limit detecting means 15 instead of. Besides, the current limit detecting means calculates 15 also the current limit value or the current limit values of the current limit band. Thus, the current limit detecting means includes 15 additionally also components of the actual speed measuring device and the actual acceleration measuring device. For the actual speed measuring device and for the actual acceleration measuring device, in addition to the read head of the linear scale, the parts of the current limit value determination device that carry out the time derivatives would thus also be attributable in particular to the given exemplary embodiment.

Alternativ können einzelne Komponenten aber auch als separate Programme auf einem gemeinsamen Multitasking-Mikrocontroller ausgeführt werden oder auf separaten Mikrocontrollern ausgeführt werden. Die Ableitung der gemessenen Ist-Position zur Ermittlung der Ist-Geschwindigkeit und/oder der Ist-Beschleunigung könnte also auch separat realisiert werden, so dass dann neben der in 2 gezeigten Stromgrenzwert-Ermittlungseinrichtung 15 zusätzlich ein Funktionsblock zur Ermittlung der Ist-Geschwindigkeit und ein Funktionsblock zur Ermittlung der Ist-Beschleunigung in der Steuerung vorgesehen wäre.Alternatively, individual components can also be executed as separate programs on a common multitasking microcontroller or executed on separate microcontrollers. The derivation of the measured actual position for determining the actual speed and / or the actual acceleration could thus be realized separately, so that then next to the in 2 shown current limit detection device 15 In addition, a function block for determining the actual speed and a function block for determining the actual acceleration in the controller would be provided.

Weiterhin können einzelne oder alle Komponenten auch analog ausgeführt sein. Außerdem können analoge und digitale Komponenten auf einem gemeinsamen Baustein untergebracht sein.Furthermore, individual or all components can also be designed analogously. In addition, analog and digital components can be accommodated on a common component.

Insbesondere kann das Koordinatenmessgerät einen Computer oder einen Mikrocontroller aufweisen, der die Stromgrenzwert-Ermittlungseinrichtung enthält.In particular, the coordinate measuring machine can have a computer or a microcontroller which contains the current limit value determination device.

Ferner gehört zum Umfang der Erfindung ein Computerprogramm, das bei Ablauf auf einem Computer oder einem Mikrocontroller zumindest den Stromgrenzwert oder das Stromgrenzwertband ermittelt und optional auch die bei Erreichen und/oder Überschreiten des Stromgrenzwertes oder beim Verlassen des Stromgrenzwertbandes die jeweils zu ergreifenden Maßnahmen eingeleitet und/oder steuert. Insbesondere weist das Computerprogramm Programmcode-Mittel auf, die auf einem computerlesbaren Datenträger gespeichert sein können.Furthermore, the scope of the invention includes a computer program which, when running on a computer or a microcontroller, determines at least the current limit value or the current limit band and optionally also initiates the measures to be taken when the current limit value is reached and / or exceeded or when the current limit band is exceeded. or controls. In particular, the computer program has program code means which can be stored on a computer-readable medium.

Außerdem gehört zum Umfang der Erfindung ein Datenträger, auf dem eine Datenstruktur gespeichert ist, die nach einem Laden in einen Arbeits- und/oder Hauptspeicher eines Computers oder eines Mikrocontrollers zumindest den Stromgrenzwert ermittelt und optional auch die bei Erreichen und/oder Überschreiten des Stromgrenzwertes oder beim Verlassen des Stromgrenzwertbandes die jeweils zu ergreifenden Maßnahmen einleitet und/oder steuert.In addition, the scope of the invention includes a data carrier on which a data structure is stored, which determines after loading into a working and / or main memory of a computer or a microcontroller at least the current limit and optionally also when reaching and / or exceeding the current limit or when leaving the Stromgrenzwertbandes initiates and / or controls each action to be taken.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nun unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren beschrieben. Die einzelnen Figuren zeigen:Embodiments of the invention will now be described with reference to the accompanying drawings. The individual figures show:

1 ein Koordinatenmessgerät in Portalbauweise, 1 a gantry coordinate measuring machine,

2 rein schematische Darstellung des Antriebes des in x-Richtung beweglichen Querschlittens 7 aus 1 mit einer erfindungsgemäßen Kollisionsüberwachung 2 purely schematic representation of the drive of the movable cross slide in the x direction 7 out 1 with a collision monitoring according to the invention

3 Ablaufdiagramm zur Ermittlung des oberen Stromgrenzwertes Imax und des unteren Stromgrenzwertes Imin eines Stromgrenzwertbandes in der Stromgrenzwert-Ermittlungseinrichtung 15 aus 2 3 Flowchart for determining the upper current limit I max and the lower current limit I min of a Stromgrenzwertbandes in the current limit detection device 15 out 2

4 Darstellung des tatsächlich fließenden Antriebsstroms Iist und des erwarteten Antriebsstroms Ierw und des hieraus ermittelten oberen Stromgrenzwertes Imax und des unteren Stromgrenzwertes Imin eines Stromgrenzwertbandes für einen beispielhaften Verlauf der Soll-Geschwindigkeit vsoll für den Antrieb aus 2 4 Is representation of the actual current flowing the drive current I and the expected driving current I erw and determined therefrom, the upper current limit value I max and the lower current limit value I min of a current limit value band for an exemplary profile of the target velocity to v out for the drive 2

5 Darstellung des tatsächlich fließenden Antriebsstroms Iist und des erwarteten Antriebsstroms Ierw und des hieraus ermittelten oberen Stromgrenzwertes Imax und des unteren Stromgrenzwertes Imin eines Stromgrenzwertbandes für einen beispielhaften Verlauf der Soll-Geschwindigkeit vsoll bei einer Kollision des in 2 gezeigten Querschlittens 7 mit einem Gegenstand. 5 Representation of the actual flowing drive current I is and the expected drive current I erw and the upper current limit I max determined therefrom and the lower current limit I min of a current limit band for an exemplary course of the target speed v soll in a collision of in 2 shown cross slide 7 with an object.

6 Darstellung wie in 5, wobei zusätzlich der obere Stromgrenzwert Imax-prior-art eingezeichnet ist, der von einer herkömmlichen Kollisionsüberwachung aufgrund der Soll-Geschwindigkeit und/oder der Soll-Beschleunigung ermittelt würde und der entsprechende Verlauf des gemessenen Antriebsstroms Iist-prior-art 6 Representation as in 5 , wherein additionally the upper current limit I max-prior-art is located, which would be determined by a conventional collision monitoring due to the target speed and / or the target acceleration and the corresponding course of the measured drive current I is prior art

7 eine Messkette bei der Verarbeitung eines Messwertes des Antriebsstroms Iist 7 a measuring chain in the processing of a measured value of the drive current I is

8 eine rein schematische Darstellung des Antriebes des in x-Richtung beweglichen Querschlittens 7 mit einer gegenüber 2 veränderten Anordnung 8th a purely schematic representation of the drive of the movable cross slide in the x direction 7 with one opposite 2 changed arrangement

9 Darstellung des tatsächlich fließenden Antriebsstroms Iist und des erwarteten Antriebsstroms Ierw für einen beispielhaften Verlauf der Soll-Geschwindigkeit vsoll des in 2 gezeigten Querschlittens 7. nine Representation of the actual flowing drive current I is and the expected drive current I erw for an exemplary course of the desired speed v soll of in 2 shown cross slide 7 ,

10 Darstellung des erwarteten Antriebsstroms Ierw-prior-art für denselben Verlauf der Soll-Geschwindigkeit vsoll gemäß 9, wobei der erwartete Antriebsstrom Ierw-prior-art mit einem herkömmlichen Verfahren aus der Soll-Geschwindigkeit und der Soll-Beschleunigung ermittelt wurde. 10 Description of the expected driving current I ext-prior-art for the same course of the target velocity v soll according nine , wherein the expected drive current I erw-prior art with a conventional method of the target speed and the target acceleration has been determined.

11 Darstellung wie in 10, wobei zusätzlich der tatsächlich gemessene Antriebsstrom Iist dargestellt ist 11 Representation as in 10 , wherein additionally the actually measured drive current I ist is shown

Das in 1 dargestellte Koordinatenmessgerät 11 in Portalbauweise weist eine Werkstückauflage in Form eines Messtisches 1 auf. Das Koordinatenmessgerät 11 umfasst hierbei eine Mechanik 3, über die ein Sensor 9 relativ zur Werkstückauflage (Messtisch 1) in allen drei Koordinatenrichtungen x, y und z verfahren werden kann. Im Falle der Mechanik 3 handelt es sich um eine sogenannte Portal-Mechanik, bei der nur der Sensor 9 in allen drei Koordinatenrichtungen x, y und z verfahren wird, während die Werkstückauflage (Messtisch 1) in Ruhe bleibt. Die Mechanik 3 umfasst hierbei einen ersten Messschlitten, nämlich ein den Messtisch 1 überspannendes Portal 4, das in der mit dem Pfeil y bezeichneten Koordinatenrichtung auf der Werkstückauflage (Messtisch 1) beweglich geführt ist. Ein nicht näher dargestellter Elektromotor der Mechanik 3 verursacht die Linearbewegung dieses ersten Messschlittens (Portal 4) der Mechanik 3 in y-Richtung. Außerdem ist ein Linearmaßstab 12 der Mechanik 3 vorgesehen, der von einem ebenfalls nicht näher gezeigten Ablesekopf der Mechanik 3 abgelesen wird und hierdurch die aktuelle Position dieses ersten Messschlittens (Portal 4) der Mechanik 3 liefert.This in 1 shown coordinate measuring machine 11 in gantry design has a workpiece support in the form of a measuring table 1 on. The coordinate measuring machine 11 this includes a mechanism 3 over which a sensor nine relative to the workpiece support (measuring table 1 ) can be moved in all three coordinate directions x, y and z. In the case of mechanics 3 it is a so-called portal mechanism, in which only the sensor nine is moved in all three coordinate directions x, y and z, while the workpiece support (measuring table 1 ) stays calm. The mechanic 3 in this case comprises a first measuring carriage, namely a measuring table 1 spanning portal 4 , in the coordinate direction on the workpiece support indicated by the arrow y (measuring table 1 ) is movably guided. An unspecified electric motor of mechanics 3 causes the linear movement of this first measuring slide (Portal 4 ) of mechanics 3 in the y direction. In addition, a linear scale 12 the mechanics 3 provided by a likewise not shown in detail reading head of the mechanics 3 is read and thereby the current position of this first measuring slide (Portal 4 ) of mechanics 3 supplies.

Die Mechanik 3 umfasst außerdem einen zweiten Messschlitten (Querschlitten 7), der entlang des den Messtisch 1 überspannenden Querträgers des Portals 4 in der mit dem Pfeil x bezeichneten Richtung beweglich geführt ist. Die momentane Position dieses zweiten Messschlittens (Querschlitten 7) relativ zu dem Querträger des Portals 3 kann anhand eines zweiten Linearmaßstabes 6 der Mechanik 3 festgestellt werden, der ebenfalls von einem Ablesekopf 20 der Mechanik 3 (nur in 2 und 8 zu sehen) abgelesen wird. Die Bewegung des zweiten Messschlittens (Querschlitten 7) in x-Richtung wird durch einen weiteren Elektromotor M der Mechanik 3 (nur in 2 und 8 zu sehen) angetrieben.The mechanic 3 also includes a second measuring carriage (cross slide 7 ), which runs along the measuring table 1 spanning crossbeam of the portal 4 is movably guided in the direction indicated by the arrow x. The current position of this second measuring slide (cross slide 7 ) relative to the cross member of the portal 3 can be based on a second linear scale 6 the mechanics 3 also be detected by a reading head 20 the mechanics 3 (only in 2 and 8th to see) is read. The movement of the second measuring slide (cross slide 7 ) in the x-direction is by another electric motor M of the mechanics 3 (only in 2 and 8th to see).

Außerdem umfasst die Mechanik 3 einen dritten, in vertikaler Richtung beweglichen Messschlitten, nämlich die Pinole 8, die an dem zweiten Messschlitten (Querschlitten 7) in vertikaler, mit dem Pfeil z bezeichneten Richtung beweglich gelagert ist. Am unteren Ende der Pinole 8 ist ein Sensor 9 befestigt, der im vorliegenden Fall als taktiler messender Tastkopf ausgestaltet ist. Der dritte Messschlitten (Pinole 8) mit dem hieran befestigten Sensor 9 kann, angetrieben durch einen weiteren, nicht näher zu sehenden Elektromotor der Mechanik 3, relativ zu dem zweiten Messschlitten (Querschlitten 7) in z-Richtung des kartesischen Koordinatensystems bewegt werden. Über einen dritten Linearmaßstab 10 der Mechanik 3, der von einem weiteren, nicht näher zu sehenden Ablesekopf der Mechanik 3 abgelesen wird, kann die Position des dritten Messschlittens (Pinole 8) in der mit dem Pfeil z bezeichneten Richtung ausgelesen werden. Durch die insgesamt drei Elektromotoren der Mechanik 3 kann der Sensor 9 daher in allen drei Koordinatenrichtungen x, y und z verfahren werden und bewegt sich hierdurch in allen drei Koordinatenrichtungen x, y und z relativ zur Werkstückauflage (Messtisch 1) und damit auch relativ zu einem zu vermessenden Werkstück 5, das auf der Werkstückauflage (Messtisch 1) gelagert ist. Wie bereits oben ausgeführt, könnte die Mechanik 3 aber auch so ausgestaltet sein, dass die Werkstückauflage in einer oder mehreren Richtungen beweglich geführt ist. Beispielsweise könnte das Portal 4 in y-Richtung unbeweglich sein und dafür der Messtisch 1 auf einem in y-Richtung beweglich gelagerten Messschlitten angeordnet sein, der über einen entsprechenden Elektromotor angetrieben wird und dessen Position in y-Richtung über einen entsprechenden Maßstab und einen zugeordneten Auslesekopf ermittelt wird.It also includes the mechanics 3 a third, in the vertical direction movable measuring slide, namely the quill 8th , on the second measuring carriage (cross slide 7 ) is movably mounted in a vertical direction, indicated by the arrow z. At the bottom of the quill 8th is a sensor nine attached, which is designed in the present case as a tactile measuring probe. The third measuring slide (quill 8th ) with the attached thereto sensor nine can, driven by another, not closer to seeing electric motor of the mechanics 3 , relative to the second measuring carriage (cross slide 7 ) in the z direction of the Cartesian coordinate system. About a third linear scale 10 the mechanics 3 , that of another, not closer to the reading head of the mechanics 3 is read, the position of the third measuring slide (quill 8th ) are read out in the direction indicated by the arrow z. By the total of three electric motors of mechanics 3 can the sensor nine Therefore, in all three coordinate directions x, y and z are moved and thereby moves in all three coordinate directions x, y and z relative to the workpiece support (measuring table 1 ) and thus also relative to a workpiece to be measured 5 resting on the workpiece support (measuring table 1 ) is stored. As stated above, the mechanics could 3 but also be designed so that the workpiece support is movably guided in one or more directions. For example, the portal might 4 be immovable in the y-direction and for the measuring table 1 be arranged on a movable in the y-direction measuring slide, which is driven by a corresponding electric motor and whose position is determined in the y-direction over a corresponding scale and an associated read-out.

Das Koordinatenmessgerät umfasst außerdem noch eine Steuerung 2, und einen Messrechner 13, der in Verbindung mit der Steuerung 2 steht. Der Messrechner 13 übergibt hierbei an die Steuerung 2 unter anderem die vordefinierten Messabläufe, beispielsweise in Form von zu vermessenden Punkten auf dem Werkstück 5, wobei die Steuerung 2 dann auf Basis des übergebenen Messablaufes diesen abarbeitet. Dazu steht die Steuerung 2 in Verbindung mit den Antrieben der Mechanik 3, in denen auch die besagten Elektromotoren der Mechanik 3 enthalten sind. Außerdem steht die Steuerung 2 auch in Verbindung mit dem Sensor 9 und den Ableseköpfen der Linearmaßstäbe 6, 10 und 12 der Mechanik 3. Die Steuerung 2 verfährt dann mit den Antrieben den Sensor 9 entsprechend dem Messablauf und tastet hierdurch das Werkstück 5 mit dem Sensor 9 ab. Dabei nimmt die Steuerung 2 vom Sensor 9 und von den Ableseköpfen der Maßstäbe 6, 10 und 12 die Messwerte auf und ermittelt hierdurch die Messwerte der angetasteten Punkte auf der Oberfläche des Werkstückes 5. Die aufgrund des Messablaufes erhaltenen Messwerte werden dann zur weiteren Auswertung von der Steuerung 2 an den Messrechner 13 zurückgegeben. Um die besagten Aufgaben erfüllen zu können, umfasst die Steuerung 2 einen oder mehrere echtzeitfähige Mikroprozessoren auf, mit denen die Aufgaben erledigt werden.The coordinate measuring machine also includes a controller 2 , and a measuring computer 13 that in conjunction with the controller 2 stands. The measuring computer 13 passes on to the controller 2 among other things, the predefined measuring sequences, for example in the form of points to be measured on the workpiece 5 , where the controller 2 then processed on the basis of the passed measurement process this. This is the control 2 in connection with the drives of the mechanics 3 in which also the said electric motors of mechanics 3 are included. In addition, the controller is 2 also in connection with the sensor nine and the read heads of the linear scales 6 . 10 and 12 the mechanics 3 , The control 2 then moves the sensor with the drives nine according to the measuring procedure and thereby scans the workpiece 5 with the sensor nine from. It takes the control 2 from the sensor nine and from the reading heads of the standards 6 . 10 and 12 the measured values and thereby determines the measured values of the touched points on the surface of the workpiece 5 , The measured values obtained on the basis of the measuring sequence are then sent to the controller for further evaluation 2 to the measuring computer 13 returned. To be able to perform the said tasks, the controller includes 2 one or more Real-time capable microprocessors that do the job.

2 zeigt eine abstrahierte Darstellung des Antriebes für den in x-Richtung beweglichen zweiten Messschlitten (Querschlitten 7) der Mechanik 3 aus 1 nebst Steuerung 2 und Messrechner 13. Der Antrieb umfasst hierbei insbesondere einen Elektromotor M, der ein umlaufendes Band 21 antreibt, an dem wiederum der Querschlitten 7 befestigt ist und hierdurch in der x-Richtung bewegt wird. Gleiche Bauteile wie in 1 werden hierbei mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet. Es wird ausdrücklich darauf hingewiesen, dass es sich hierbei um eine stark vereinfachte Darstellung handelt, in der nur sehr schematisch einige Komponenten des ansonsten sehr komplexen Systems dargestellt sind. 2 shows an abstracted representation of the drive for the movable in the x-direction second measuring carriage (cross slide 7 ) of mechanics 3 out 1 plus control 2 and measuring computer 13 , The drive in this case comprises in particular an electric motor M, which is a circulating belt 21 drives, in turn, the cross slide 7 is fixed and thereby moved in the x direction. Same components as in 1 are denoted by the same reference numerals. It is expressly pointed out that this is a highly simplified representation in which only very schematically some components of the otherwise very complex system are shown.

Die Ansteuerung des Elektromotors M erfolgt hierbei wie folgt. Vom Messrechner 13 wird unter anderem an die Steuerung 2 der konkret abzufahrende Messablauf übergeben, wobei dieser Messablauf unter anderem Fahrbefehle P(x, y, z) enthält, die für die drei Koordinatenrichtungen x, y und z eine durch die drei Messschlitten (Portal 4, Querschlitten 7 und Pinole 8) anzufahrende Position definieren. Solche Fahrbefehle P(x, y, z) werden an einen sogenannten Splineinterpolator 25 der Steuerung 2 übergeben. Dieser Splineinterpolator 25 errechnet ausgehend von der aktuellen Position eine Vielzahl von nacheinander anzufahrenden Positionen für die x-Richtung, die y-Richtung und die z-Richtung. Außerdem ermittelt der Splineinterpolator 25 durch einfache zeitliche Ableitung dieser nacheinander anzufahrenden Positionen für die x-Richtung, die y-Richtung und die z-Richtung die Soll-Geschwindigkeiten für die x-Richtung, die y-Richtung und die z-Richtung, sowie durch zweifache zeitliche Ableitung die Soll-Beschleunigungen für die x-Richtung, die y-Richtung und die z-Richtung. Im hier nur sehr abstrakt dargestellten Beispiel sind nur die Soll-Positionen für die x-Richtung xsoll, die Soll-Geschwindigkeiten für die x-Richtung vsoll und die die Soll-Beschleunigungen für die x-Richtung asoll zu sehen. Der Splineinterpolator 25 gibt die aus den Fahrbefehlen P(x, y, z) nacheinander anzufahrenden x-Positionen xsoll an einen Lageregler 14 weiter. Dieser Lageregler 14 ist außerdem mit dem am Querschlitten 7 befestigten Ablesekopf 20 verbunden, und erhält hiervon die vom Linearmaßstab 6 ausgelesene Ist-Position xist des Querschlittens 7 in x-Richtung. Durch Subtraktion der vom Ablesekopf 20 zurückgemeldeten tatsächlichen Ist-Position xist von der anzufahrenden Soll-Position xsoll errechnet der Lageregler 14 die Regelabweichung und errechnet hieraus dann über einen Algorithmus, beispielsweise über einen PID-Regler oder einen Zustandsregler, eine Stellgröße vsteuer. Diese Stellgröße vsteuer wird dann vom Lageregler 14 der Steuerung 2 an einen Geschwindigkeitsregler 18 in einer digitalen Leistungsstufe PS übergeben. Der Geschwindigkeitsregler 18 wiederum ist außerdem mit dem Tachogenerator TG verbunden und erhält von diesem ein Signal vTG, also die aktuelle Drehzahl des Elektromotors M, die im Wesentlichen proportional zur Ist-Geschwindigkeit vist des Querschlittens 7 in x-Richtung ist. Bei dem Tachogenerator TG handelt es sich beispielsweise um einen Drehtransformator, der eine der Drehzahl des Elektromotors M entsprechende Spannung generiert.The control of the electric motor M takes place here as follows. From the measuring computer 13 is among other things to the controller 2 the concrete to be traversed measuring procedure passed, this measurement process includes, among other driving commands P (x, y, z), for the three coordinate directions x, y and z by the three measuring carriages (Portal 4 , Cross slide 7 and quill 8th ) to define the position to be approached. Such travel commands P (x, y, z) are sent to a so-called spline interpolator 25 the controller 2 to hand over. This spline interpolator 25 calculates, starting from the current position, a plurality of positions to be approached one after the other for the x-direction, the y-direction and the z-direction. In addition, the spline interpolator determines 25 by simple temporal derivation of these successively approached positions for the x-direction, the y-direction and the z-direction, the target speeds for the x-direction, the y-direction and the z-direction, as well as by two-fold time derivative of the target Accelerations for the x-direction, the y-direction and the z-direction. In the example illustrated here only in an abstract manner, only the target positions for the x-direction x soll , the target velocities for the x-direction v soll and the target accelerations for the x-direction a soll are to be seen. The spline interpolator 25 indicates the x positions x soll to be approached successively from the travel commands P (x, y, z) to a position controller 14 further. This position controller 14 is also with the cross slide 7 attached reading head 20 connected, and receives from that of the linear scale 6 read actual position x is the cross slide 7 in X direction. By subtracting the from the reading head 20 Previous reported actual actual position x is x to the to moving target position is calculated, the position controller 14 the control deviation, and calculates therefrom then an algorithm, for example via a PID controller or a state regulator, a manipulated variable V control. This manipulated variable is v tax then the position controller 14 the controller 2 to a speed controller 18 passed in a digital power level PS. The speed controller 18 in turn is also connected to the tachometer generator TG and receives a signal TG v, so the actual speed of the electric motor M which is proportional to the actual velocity v is substantially the cross slide 7 in the x direction. The tachogenerator TG is, for example, a rotary transformer which generates a voltage corresponding to the rotational speed of the electric motor M.

Durch Subtraktion des vom Tachogenerator TG zurückgemeldeten Signals vTG von der Stellgröße vsteuer wird ebenfalls eine Regelabweichung erzeugt. Der Geschwindigkeitsregler 18 errechnet dann aus dieser Regelabweichung über einen Algorithmus, der einen PID-Regler nachbildet, eine Stellgröße Ia, die einem einzustellenden Antriebsstrom entspricht. Diese zweite Stellgröße Ia wird an ein Stellglied SR in der digitalen Leistungsstufe PS weitergegeben. Aufgrund dem einzustellenden Antriebsstrom Ia stellt das Stellglied SR dann den Antriebsstrom ein, der über die elektrischen Verbindungen C1 und C2 durch den Elektromotor M fließt. Die Leitungen C1 und C2, die den Elektromotor M mit dem Stellglied SR verbinden, sind über ein zweipoliges Relais R2 (oder über zwei Feldeffekttransistoren) geführt, wobei dieses zweipolige Relais R2 während des üblichen Betriebes so geschaltet ist, dass entlang der Leitung C1 und entlang der Leitung C2 Strom fließen kann. Außerdem ist ein einpoliges Relais R3 (oder ein Feldeffekttransistor) zwischen den Leitungen C1 und C2 vorgesehen, das während des üblichen Betriebes geöffnet ist. Dieses Relais R3 kann im Kollisionsfall leitend geschaltet werden, sodass dann die Leitungen C1 und C2 kurzgeschlossen sind. Eingangsseitig ist das Stellglied SR in der Leistungsstufe PS über Leitungen C3 und C4 über ein zweipoliges Relais R1 (oder über zwei Feldeffekttransistoren) mit einer Energieversorgungseinheit EV verbunden. Diese Energieversorgungseinheit EV kann beispielsweise einen Transformator und einen Gleichrichter aufweisen. Die Energieversorgungseinheit EV wird hierbei über einen Netzanschluss PN gespeist, der mit einem elektrischen Wechselspannungs-Energieversorgungsnetz verbunden werden kann.A control error is generated by subtracting the V control is also returned by the tachometer generator TG TG signal v of the manipulated variable. The speed controller 18 then calculates from this control deviation via an algorithm that simulates a PID controller, a manipulated variable I a , which corresponds to a drive current to be set. This second manipulated variable I a is passed on to an actuator SR in the digital power stage PS. Due to the drive current I a to be set , the actuator SR then adjusts the drive current which flows through the electric motor M via the electrical connections C1 and C2. The lines C1 and C2, which connect the electric motor M with the actuator SR, via a two-pole relay R2 (or two field effect transistors) out, this bipolar relay R2 is connected during normal operation so that along the line C1 and along the line C2 can flow current. In addition, a single-pole relay R3 (or a field-effect transistor) is provided between the lines C1 and C2, which is open during normal operation. This relay R3 can be turned on in the event of a collision, so that then the lines C1 and C2 are short-circuited. On the input side, the actuator SR is connected in the power stage PS via lines C3 and C4 via a two-pole relay R1 (or two field effect transistors) to a power supply unit EV. This power supply unit EV may, for example, comprise a transformer and a rectifier. The energy supply unit EV is in this case fed via a mains connection PN, which can be connected to an electrical AC power supply network.

Die digitale Leistungsstufe PS weist außerdem eine Strommesseinrichtung IM auf oder ist mit einer solchen Strommesseinrichtung kombiniert, mit der der durch die elektrischen Verbindungen C1, C2 und durch den Elektromotor M fließende Antriebsstrom Iist gemessen werden kann.The digital power stage PS also has a current measuring device IM or is combined with such a current measuring device with which the drive current I ist flowing through the electrical connections C1, C2 and through the electric motor M can be measured.

Während des Betriebes des Koordinatenmessgeräts stellt die digitale Leistungsstufe PS somit entsprechend der vom Lageregler 14 vorgegebenen Stellgröße vsteuer oder genauer entsprechend der durch den Geschwindigkeitsregler 18 hieraus ermittelten Stellgröße Ia den Antriebsstrom in den elektrischen Verbindungen C1, C2 ein und regelt ihn, wobei die digitale Leistungsstufe PS das von dem Tachogenerator TG erzeugte Tachosignal vTG kontinuierlich oder quasi kontinuierlich auswertet. Bei dem hier verwendeten Elektromotor M handelt es sich im Ausführungsbeispiel um einen Gleichstrommotor. Selbstverständlich können aber auch andere Elektromotoren verwendet werden, wie beispielsweise Drehstrommotoren.During operation of the coordinate measuring machine, the digital power level PS thus corresponds to that of the position controller 14 predetermined control variable v controlled or more accurately corresponding to the speed control by the 18 From this determined manipulated variable I a the drive current in the electrical connections C1, C2 and controls it, wherein the digital power stage PS continuously or quasi continuously evaluates the tacho signal v TG generated by the tachogenerator TG. The electric motor M used here in the exemplary embodiment is a DC motor. Of course, other electric motors can be used, such as three-phase motors.

Außerdem ist in erfindungsgemäßer Weise eine Kollisionsüberwachungsschaltung realisiert, die im Falle einer Kollision des zweiten Messschlittens (also des Querschlittens 7) oder des hiervon mitbewegten dritten Messschlittens (Pinole 8) oder des hieran befestigten Sensors 9 mit einer Person oder einem Gegenstand automatisiert die komplette Mechanik 3 zum Stillstand bringt. Dazu ist in der Steuerung 2 eine Stromgrenzwert-Ermittlungseinrichtung 15 vorgesehen, die ebenfalls die aktuell durch den Ablesekopf 20 ermittelten Maßstabspositionen xist des Linearmaßstabes 6 in der Koordinatenrichtung x einliest. Die Stromgrenzwert-Ermittlungseinrichtung 15 ermittelt aus der gemessenen Ist-Position xist dann über einen Algorithmus, der weiter unten ausführlich im Zusammenhang mit 3 erläutert werden wird, einen oberen Stromgrenzwert Imax und einen unteren Stromgrenzwert Imin eines Grenzwertbandes. Der so berechnete obere Stromgrenzwert Imax und der berechnete untere Stromgrenzwert Imin wird nunmehr von der Stromgrenzwert-Ermittlungseinrichtung 15 an einen Vergleicher 16 übermittelt. Außerdem wird der tatsächlich in der digitalen Leistungsstufe PS gemessene elektrische Antriebsstrom Iist des Elektromotors M an den Vergleicher 16 übermittelt. Der Vergleicher 16, wiederum ein Mikrocontroller, überprüft nunmehr, ob der tatsächlich gemessene Antriebsstrom Iist den oberen Stromgrenzwert Imax des Stromgrenzwertbandes überschreitet oder den unteren Stromgrenzwert Imin des Stromgrenzwertbandes „überschreitet”.In addition, a collision monitoring circuit is realized according to the invention, which in case of a collision of the second measuring carriage (ie the cross slide 7 ) or the third measuring slide (Quill 8th ) or attached to the sensor nine with a person or an object automates the complete mechanics 3 brings to a halt. This is in the controller 2 a current limit detection means 15 also provided by the reading head 20 determined scale positions x is the linear scale 6 in the coordinate direction x reads. The current limit detection means 15 determined from the measured actual position x is then via an algorithm that is detailed below in detail 3 will be explained, an upper current limit I max and a lower current limit I min of a threshold band. The thus calculated upper current limit value I max and the calculated lower current limit value I min are now determined by the current limit value determination device 15 to a comparator 16 transmitted. In addition, the electric drive current I ist of the electric motor M actually measured in the digital power stage PS is applied to the comparator 16 transmitted. The comparator 16 , In turn, a microcontroller, checks now whether the actual measured drive current I is the upper current limit I max of the current limit band exceeds or lower current limit I "exceeds" min of the current limit band.

Wie hierzu bereits ausführlich in der Beschreibungseinleitung dargelegt, erfolgt dieser Vergleich im Sinne einer Nachbetrachtung. Die Ermittlung des oberen Stromgrenzwertes Imax und des unteren Stromgrenzwertes Imin des Stromgrenzwertbandes in der der Stromgrenzwert-Ermittlungseinrichtung 15 (siehe hierzu die Erläuterungen zu 3) erfordern nämlich eine gewisse Rechenzeit. Damit gilt der ermittelte zu erwartende Strom Ierw und damit der obere Stromgrenzwert Imax und der untere Stromgrenzwert Imin des Stromgrenzwertbandes für einen Zeitpunkt, der einige Millisekunden in der Vergangenheit liegt. Daher ist der obere Stromgrenzwert Imax und der untere Stromgrenzwert Imax des Stromgrenzwertbandes immer mit einem gemessenen Antriebsstrom Iist zu vergleichen, der einige Taktzyklen in der Vergangenheit liegt. Dies kann einfach realisiert werden, indem in regelmäßigen zeitlichen Abständen nacheinander gemessene Werte des Antriebsstroms Iist im Vergleicher 16 gespeichert werden und die jeweils aktuellen Werte des oberen Stromgrenzwertes Imax und des unteren Stromgrenzwertes Imin mit einem einige Taktzyklen in der Vergangenheit liegenden gespeicherten Wert des gemessenen Antriebsstroms Iist verglichen werden.As already explained in detail in the introduction to the description, this comparison takes place in the sense of a review. The determination of the upper current limit value I max and the lower current limit value I min of the current limit value band in the current limit value determination device 15 (See the explanations to 3 ) require a certain amount of computing time. Thus, the determined expected current I erw applies and thus the upper current limit I max and the lower current limit I min of the current limit band for a time which is a few milliseconds in the past. Therefore, the upper current limit I max and the lower current limit I max of the current limit band should always be compared with a measured drive current I ist , which is several clock cycles in the past. This can simply be realized by successively measured values of the drive current I is at regular intervals in the comparator 16 are stored and the respective current values of the upper current limit value I max and the lower current limit value I min lying with a few clock cycles in the past stored value of the measured drive current I is compared.

Sofern der Vergleicher 16 feststellt, dass der tatsächlich gemessene Antriebsstrom Iist den oberen Stromgrenzwert Imax des Stromgrenzwertbandes überschreitet oder den unteren Stromgrenzwert Imin des Stromgrenzwertbandes „überschreitet”, übermittelt der Vergleicher 16 an das Relais R1, an das Relais R2 und an das Relais R3 ein Signal AUS. Hierdurch öffnen sowohl das Relais R1, wie auch das Relais R2 die leitenden Verbindungen, so dass hierdurch sowohl die Stromversorgung der Leistungsstufe PS und insbesondere auch die Stromversorgung des Elektromotors M unterbrochen wird. Außerdem wird das Relais R3 geschlossen, so dass hierdurch der Motor M kurzgeschlossen ist. Hierdurch kommt der zweite Messschlitten (Querschlitten 7) und der hiervon getragene dritte Messschlitten (Pinole 8) mit dem hieran befestigten Sensor 9 sehr schnell zum Stillstand. Hierdurch wird also die Bewegung der Mechanik 3 in der durch den Elektromotor M angetriebenen x-Richtung angehalten.Unless the comparator 16 determines that the actually measured driving current I exceeds the upper current limit value I max of the current limit band or the lower current limit value "exceeds" I min of the current limit value band, transmitted to the comparator 16 to the relay R1, to the relay R2 and to the relay R3 a signal OFF. As a result, open both the relay R1, as well as the relay R2, the conductive connections, so that in this way both the power of the power stage PS and in particular the power supply of the electric motor M is interrupted. In addition, the relay R3 is closed, so that thereby the motor M is short-circuited. This is the second measuring carriage (cross slide 7 ) and the third measuring slide carried by it (quill 8th ) with the attached thereto sensor nine very quickly to a standstill. As a result, this is the movement of the mechanics 3 stopped in the driven by the electric motor M x-direction.

Das Signal AUS wird aber auch an den Antrieb des ersten Messschlittens (Portal 4) für die y-Richtung und an den Antrieb des dritten Messschlittens (Pinole 8) für der z-Richtung übermittelt. Diese Antriebe sind ganz analog wie der in 2 gezeigte Antrieb für den in x-Richtung beweglichen zweiten Messschlitten (Querschlitten 7) aufgebaut, sodass auch hier die entsprechenden Relais über das Signal AUS entsprechend betätigt werden. Hierdurch wird damit auch der Antriebsstrom für die Elektromotoren des Antriebes in y-Richtung und des Antriebes in z-Richtung abgeschaltet und hierdurch die Bewegung der Mechanik 3 auch in der durch den entsprechenden Elektromotor angetriebenen y-Richtung und der durch den entsprechenden Elektromotor angetriebenen z-Richtung angehalten.The OFF signal is also sent to the drive of the first measuring carriage (Portal 4 ) for the y-direction and to the drive of the third measuring slide (quill 8th ) for the z-direction. These drives are quite analogous to those in 2 shown drive for the moving in the x-direction second measuring slide (cross slide 7 ), so that here too the corresponding relays are actuated accordingly via the signal OFF. As a result, the drive current for the electric motors of the drive in the y-direction and the drive in the z-direction is switched off and thus the movement of the mechanism 3 also stopped in the driven by the corresponding electric motor y-direction and driven by the corresponding electric motor z-direction.

Die konkrete Funktion der Stromgrenzwert-Ermittlungseinrichtung 15 aus 2 wird, wie oben bereits ausgeführt, nunmehr unter Bezugnahme auf 3 näher erläutert. 3 zeigt die einzelnen Schritte im Detail. Die Stromgrenzwert-Ermittlungseinrichtung 15 berechnet gemäß Schritt 30 aus den gemessenen Ist-Positionen xist durch Differentiation dieser Ist-Positionen nach der Zeit die Ist-Geschwindigkeit vist: vist = Δxist/Δt The concrete function of the current limit detection device 15 out 2 is, as already stated above, now with reference to 3 explained in more detail. 3 shows the individual steps in detail. The current limit detection means 15 calculated according to step 30 From the measured actual positions x , the actual velocity v is by differentiation of these actual positions according to time: v is = Δx is / Δt

Im Schritt 31 ermittelt die Stromgrenzwert-Ermittlungseinrichtung 15 durch Differentiation der Ist-Geschwindigkeit vist nach der Zeit die Ist-Beschleunigung aist in x-Richtung: aist = Δvist/Δt In step 31 determines the current limit detection means 15 by differentiation of the actual Velocity v is after time the actual acceleration a is in x-direction: a is = Δv is / Δt

In einem Schritt 32 wird dann aus der so ermittelten Ist-Geschwindigkeit vist und der ermittelten Ist-Beschleunigung aist über eine Funktion Ierw(vist, aist), die im gezeigten Ausführungsbeispiel von der Ist-Geschwindigkeit vist und der ermittelten Ist-Beschleunigung aist abhängig ist, ein erwarteter Antriebsstrom Ierw ermittelt. Die hier beispielhaft verwendete Funktion ist wie folgt: Ierw(vist, aist) = R± + vist·Kv + aist·Ka (Gleichung 10) In one step 32 is then determined from the thus actual speed v and the detected actual acceleration a (v, a is) through a function I ext, of the actual velocity v is in the shown embodiment and the determined actual acceleration a is dependent, an expected drive current I erw determined. The function used here by way of example is as follows: I erw (v is , a is ) = R ± + v is · K v + a is · K a (Equation 10)

Hierin bedeutet:

R±
= ein von der Geschwindigkeitsrichtung der Ist-Geschwindigkeit (vist) abhängiger Grundanteil (R±), wobei dieser richtungsabhängige Grundanteil (R±) einen ersten konstanten Wert (R+) annimmt, wenn die gemessene Ist-Geschwindigkeit (vist) positiv ist und einen zweiten konstanten Wert (R) annimmt, wenn die gemessene Ist-Geschwindigkeit (vist) negativ ist.
vist
= gemessene Ist-Geschwindigkeit
Kv
= Proportionalitätsfaktor für den variablen Geschwindigkeitsanteil, wobei dieser den Anstieg des Antriebsstroms in Abhängigkeit von der Ist-Geschwindigkeit beschreibt
aist
= gemessene Ist-Beschleunigung
Ka
= Proportionalitätsfaktor für den variablen Beschleunigungsanteil, wobei dieser den Anstieg des Antriebsstroms in Abhängigkeit von der Ist-Beschleunigung beschreibt
Hereby means:
R ±
= a fundamental component (R ± ) dependent on the velocity direction of the actual velocity (v ist ), this directionally dependent fundamental component (R ± ) assuming a first constant value (R + ) when the measured actual velocity (v ist ) is positive and assumes a second constant value (R - ) when the measured actual speed (v is ) is negative.
v is
= measured actual speed
K v
= Proportionality factor for the variable speed component, which describes the increase of the drive current as a function of the actual speed
a is
= measured actual acceleration
K a
= Proportionality factor for the variable acceleration component, which describes the increase of the drive current as a function of the actual acceleration

Die Kostanten R+, R, Kv und Ka können hierbei relativ einfach bestimmt werden. Die Konstante R+ wird bestimmt, indem der Querschlitten 7 mit sehr geringer Geschwindigkeit in positiver x-Richtung bewegt wird und über den Antriebsstromsensor IM der hierbei fließende Antriebsstrom Iist gemessen wird. Der hierbei gemessene Antriebsstrom Iist entspricht der Konstante R+. Die Konstante R wird analog hierzu bestimmt, indem der Querschlitten 7 mit sehr geringer Geschwindigkeit in umgekehrter Fahrtrichtung, also in negativer x-Richtung bewegt wird und über den Antriebsstromsensor IM der hierbei fließende Antriebsstrom Iist gemessen wird. Der hierbei gemessene Antriebsstrom entspricht der Konstante R.The constants R + , R - , K v and K a can be determined relatively easily here. The constant R + is determined by the cross slide 7 is moved at a very low speed in the positive x-direction and via the drive current sensor IM in this case the driving current I is measured. The case measured drive current I is equal to the constant R +. The constant R - is analogously determined by the cross slide 7 is moved at very low speed in the opposite direction, ie in the negative x-direction and the driving current I flowing through the drive current sensor IM is measured. The measured drive current corresponds to the constant R - .

Der Proportionalitätsfaktor Kv für den variablen Geschwindigkeitsanteil wird bestimmt, nachdem R+ und R ermittelt wurden. Dazu wird der Querschlitten 7 mit etwa konstanter Geschwindigkeit vist entweder in positiver x-Richtung oder in negativer x-Richtung verfahren und währenddessen über den Antriebsstromsensor IM der hierbei fließende Antriebsstrom Iist gemessen. Da die Geschwindigkeit konstant ist, ist die Beschleunigung aist dann null. Bei Bewegung in positiver x-Richtung muss sich aus der oben genannten Funktion folgender Zusammenhang ergeben: Ierw(vist, aist) = R+ + vist·Kv The proportional velocity factor K v for the variable velocity component is determined after R + and R - are determined. This is the cross slide 7 At approximately constant speed v is traversed either in the positive x-direction or in the negative x-direction and meanwhile via the drive current sensor IM of the here running drive current I is measured. Since the velocity is constant, the acceleration a is then zero. When moving in the positive x-direction, the following relationship must arise from the above-mentioned function: I erw (v is , a is ) = R + + v is · K v

Durch Umstellen der Gleichung ergibt sich dann: Kv = (Ierw – R+)/vist By changing the equation, the result is: K v = (I ext - R +) / v is

Da der Proportionalitätsfaktor Kv für den variablen Geschwindigkeitsanteil hier bestimmt wird, muss anstelle des zu erwartenden Antriebsstroms in dieser Gleichung natürlich der gemessene Antriebsstrom Iist eingesetzt werden, also Kv = (Iist – R+)/vist Since the proportionality factor K v for the variable speed component is determined here, of course, the measured drive current I ist must be used instead of the expected drive current in this equation, ie K v = (I is - R +) / v is

Der Proportionalitätsfaktor Ka für den variablen Beschleunigungsanteil wird dann bestimmt, nachdem R+ und R und Kv ermittelt wurden. Dazu wird der Querschlitten 7 mit etwa konstanter Ist-Beschleunigung aist entweder in positiver x-Richtung oder in negativer x-Richtung verfahren und währenddessen zu einem Zeitpunkt die Ist-Geschwindigkeit vist, die Ist-Beschleunigung aist und über den Antriebsstromsensor IM der hierbei fließende Antriebsstrom Iist gemessen. Bei Bewegung in positiver x-Richtung muss sich aus der oben genannten Funktion Ierw(vist, aist) folgender Zusammenhang ergeben: Ierw(vist, aist) = R+ + vist·Kv + aist·Ka The proportionality factor K a for the variable acceleration component is then determined after R + and R - and K v have been determined. This is the cross slide 7 with approximately constant actual acceleration a is either in the positive x direction or the negative x direction process, during which at a time the actual speed is v, the actual acceleration is a and the driving current sensor in the case flowing driving current I is measured. When moving in the positive x direction, the following relationship must result from the above-mentioned function I erw (v ist , a ist ): I erw (v is , a is ) = R + + v is · K v + a is · K a

Durch Umstellen der Gleichung ergibt sich dann: Ka = (Ierw – R+ – vist·Kv)/aist By changing the equation, the result is: K a = (I ext - R + - v · K v) / a is

Da der Proportionalitätsfaktor Ka für den variablen Beschleunigungsanteil hier bestimmt wird, muss anstelle des zu erwartenden Antriebsstroms Ierw in dieser Gleichung natürlich wieder der gemessene Antriebsstrom Iist eingesetzt werden, also Ka = (Iist – R+ – vist·Kv)/aist Since the proportionality factor K a for the variable acceleration component is determined here, of course, the measured drive current I ist must be used instead of the expected drive current I erw in this equation, ie K a = (I is - R + - v · K v) / a

Nachdem nunmehr die Kostanten R+, R, Kv und Ka bestimmt wurden, kann nunmehr durch Messung der jeweiligen Ist-Geschwindigkeit vist und der jeweiligen Ist-Beschleunigung aist aus Gleichung 10 ein erwarteter Wert für den Antriebsstrom Ierw berechnet werden. Auf Basis des so berechneten erwarteten Antriebsstroms Ierw wiederum wird dann in Schritt 33 ein oberer Stromgrenzwert Imax und ein unterer Stromgrenzwert Imin ermittelt. Zur Ermittlung des oberen Stromgrenzwertes Imax wird zu dem erwarteten Antriebsstrom Ierw im einfachsten Fall ein konstanter Stromwert d dazugezählt: Imax = Ierw + d Now that the factors R + , R - , K v and K a have been determined, an expected value for the drive current I erw can now be calculated by measuring the respective actual speed v ist and the respective actual acceleration a is from equation 10 , On the basis of the thus calculated expected drive current I erw, in turn, in step 33 an upper current limit I max and a lower current limit I min determined. To determine the upper current limit I max is the expected Drive current I erw in the simplest case, a constant current value d added: I max = I erw + d

Zur Ermittlung des unteren Stromgrenzwertes Imin wird zu dem Soll-Antriebsstroms Ierw im einfachsten Fall ein konstanter Stromwert e abgezogen: Imin = Ierw – e In order to determine the lower current limit value I min , a constant current value e is subtracted from the nominal drive current I erw in the simplest case: I min = I exp - e

Die Stromwerte d und e sind im vorliegenden Ausführungsbeispiel konstant und vom Betrag her gleich groß.The current values d and e are constant in the present embodiment and equal in magnitude.

4 zeigt rein beispielhaft eine Darstellung des tatsächlich fließenden Antriebsstroms Iist und des erwarteten Antriebsstroms Ierw und des hieraus ermittelten oberen Stromgrenzwertes Imax und des unteren Stromgrenzwertes Imin für einen willkürlich gewählten beispielhaften Verlauf der Soll-Geschwindigkeit vsoll für die im Zusammenhang mit 2 und 3 erläuterte Schaltung. Gleiche Bezeichnungen wie in den 2 und 3 wurden hierbei mit gleichen Bezugszeichen versehen. Im hier beschriebenen Ausführungsbeispiel handelt es sich bei der Soll-Geschwindigkeit vsoll, wie oben im Zusammenhang mit 2 beschrieben, um die Komponente des Geschwindigkeitsvektors in x-Richtung, die vom Splineinterpolator 25 der Steuerung 2 durch die nacheinander anzufahrenden Soll-Positionen xsoll vorgegeben ist. 4 shows, purely by way of example a representation of the actual current flowing the drive current I and the expected driving current I erw and determined therefrom, the upper current limit value I max and the lower current limit value I min to v for an arbitrary example of a curve of target velocity for in connection with 2 and 3 explained circuit. Same names as in the 2 and 3 were here provided with the same reference numerals. In the exemplary embodiment described here, the setpoint speed v is , as described above in connection with FIG 2 described the component of the velocity vector in the x direction, that of the spline interpolator 25 the controller 2 is predetermined by the successive to be approached nominal positions x.

Zum Zeitpunkt t0, also am linken Rand des Diagramms, beginnen die Soll-Geschwindigkeitswerte vsoll (siehe Strichpunktierte Linie) linear von einem ersten Geschwindigkeitswert aus anzusteigen. Der lineare Anstieg dauert an bis der Zeitpunkt t1 erreicht ist. Entsprechend dem linearen Anstieg der Soll-Geschwindigkeit vsoll ist die Soll-Beschleunigung asoll in x-Richtung damit konstant. Um diese Soll-Beschleunigung auch tatsächlich zu erzielen muss der zugehörige Elektromotor M mit einem etwas höheren Strom versorgt werden. Dementsprechend verläuft der tatsächliche Antriebsstrom im Motor M (dies entspricht dem gemessenen Strom Iist, siehe die strichlinierte Linie mit dem Bezugszeichen Iist), auf einem höheren Niveau. Mit dem Bezugszeichen Ierw (siehe durchgezogene Linie mit dem Bezugszeichen Ierw) hingegen ist der erwartete Antriebsstrom bezeichnet, der von der Stromgrenzwert-Ermittlungseinrichtung 15 aus der tatsächlichen Ist-Geschwindigkeit vist und der Ist-Beschleunigung aist ermittelt wurde (siehe Schritt 32 in 3). Ausgehend von diesem erwarteten Antriebsstrom Ierw wurde von der Stromgrenzwert-Ermittlungseinrichtung 15 außerdem der obere Stromgrenzwert Imax und der untere Stromgrenzwert Imin des Stromgrenzwertbandes ermittelt.At time t 0, ie at the left edge of the diagram, the target speed values begin to v (see dash-dot line) to increase linearly from a first speed value. The linear increase continues until the time t 1 is reached. In accordance with the linear increase of the setpoint speed v soll , the setpoint acceleration a soll in the x direction is therefore constant. In order to actually achieve this target acceleration, the associated electric motor M must be supplied with a slightly higher current. Accordingly, the actual driving current in the motor M runs (this corresponds to the measured current I, see the dashed line with the reference numeral I ist), at a higher level. By the reference I erw (see solid line with the reference I erw ), however, the expected drive current is referred to by the current limit detection device 15 v is from the real actual speed and the actual acceleration a is determined was (see step 32 in 3 ). Based on this expected drive current I erw was from the current limit detection device 15 In addition, the upper current limit I max and the lower current limit I min of the current limit band determined.

Der obere Stromgrenzwert Imax im Zeitintervall [t0; t1] ist hierbei einigermaßen konstant auf einem etwas höheren Wert. Der untere Stromgrenzwert Imin hingegen liegt sogar im negativen Bereich. Wenn dieser obere Stromgrenzwert Imax des Stromgrenzwertbandes vom tatsächlich gemessenen Antriebsstrom Iist überschritten wird oder wenn dieser Stromgrenzwert Imax erreicht wird, werden entsprechende Maßnahmen ergriffen. Diese Maßnahmen werden auch eingeleitet, wenn der untere Stromgrenzwert Imin des Stromgrenzwertbandes vom tatsächlichen Strom Iist überschritten wird oder wenn dieser Stromgrenzwert Imin erreicht wird.The upper current limit I max in the time interval [t 0 ; t 1 ] is reasonably constant at a slightly higher value. By contrast, the lower current limit I min is even in the negative range. If this upper current limit I max of the current limit band is exceeded by the actually measured drive current I ist or if this current limit value I max is reached, appropriate measures are taken. These measures are also initiated if the lower current limit I min of the current limit band of the actual current I ist is exceeded or if this current limit I min is reached.

Am Ende der ersten Beschleunigungsphase, zum Zeitpunkt t1, hat die tatsächliche Geschwindigkeit v einen Wert erreicht, der etwa der Soll-Geschwindigkeit vsoll entspricht. Im weiteren Verlauf der Bewegung (bzw. der Bewegungskomponente in x-Richtung) bleibt die Soll-Geschwindigkeit vsoll dann bis zum Ende des Diagramms konstant. Dementsprechend fällt der Antriebsstrom Iist dann auf einen etwas niedrigeren Wert ab und bleibt dann etwa konstant. Obwohl ab dem Zeitpunkt t1 keine Beschleunigung mehr stattfindet, ist dennoch ein relativ hoher Antriebsstrom erforderlich. Dieser muss im Wesentlichen deswegen aufgebracht werden, weil die Bewegung des Elektromotors M und der von dem Motor angetriebenen beweglichen Teile, also insbesondere des zweiten Messschlittens (Querschlitten 7), nicht reibungsfrei verläuft. Der obere Stromgrenzwert Imax sinkt hierbei auf ein niedrigeres Niveau als während der Beschleunigungsphase im Zeitintervall [t0; t1].At the end of the first acceleration phase, at time t 1 , the actual speed v has reached a value which corresponds approximately to the setpoint speed v soll . In the further course of the movement (or motion component in the x-direction) of the target velocity v remains to be constant until the end of the diagram. Accordingly, the driving current I is then drops to a slightly lower value and then remains approximately constant. Although acceleration no longer takes place from time t 1 , a relatively high drive current is still required. This must essentially be applied because the movement of the electric motor M and the moving parts driven by the motor, ie in particular the second measuring slide (cross slide 7 ), does not run smoothly. The upper current limit I max hereby drops to a lower level than during the acceleration phase in the time interval [t 0 ; t 1 ].

An dieser Stelle sein nochmals ausdrücklich erwähnt, dass es sich bei dem geschilderten Vorgehen rein um ein beispielhaftes Ausführungsbeispiel handelt, das vielfältig variieren kann, wie dies ausführlich in der Beschreibungseinleitung dargelegt wurde. Beispielsweise kann anstelle des in 2 und 3 verwendeten Stromgrenzwertbandes mit einem oberen Stromgrenzwert Imax und einem unteren Stromgrenzwert Imin auch nur ein Stromgrenzwert verwendet werden.At this point, it should be expressly mentioned again that the described procedure is purely an exemplary embodiment, which can vary widely, as was explained in detail in the introduction to the description. For example, instead of the in 2 and 3 Current limit band used with an upper current limit I max and a lower current limit I min only a current limit can be used.

Im Folgenden wird im Zusammenhang mit 5 erläutert, was im Falle einer Kollision passiert. 5 zeigt hierbei ganz ähnlich wie 4 durch die strichpunktierte Linie mit dem Bezugszeichen vsoll das zu fahrende Geschwindigkeitsprofil gemäß der Soll-Geschwindigkeit des in x-Richtung beweglichen zweiten Messschlittens (Querschlitten 7), siehe 1 und 2. Außerdem ist in 5 der tatsächlich fließende Strom Iist des Elektromotors M als strichlinierte Linie eingezeichnet. Außerdem eingezeichnet ist der von der Stromgrenzwert-Ermittlungseinrichtung 15 ermittelte erwartete Antriebsstrom Ierw, sowie der obere Stromgrenzwert Imax und der untere Stromgrenzwert Imin des Stromgrenzwertbandes, wobei der obere Stromgrenzwert Imax und der untere Stromgrenzwert Imin des Stromgrenzwertbandes von der Stromgrenzwert-Ermittlungseinrichtung 15 an den Vergleicher 16 geliefert wird.The following will be related to 5 explains what happens in the event of a collision. 5 shows here in much the same way as 4 by the dotted line with the reference numeral v is to be traveled speed profile according to the target speed of the movable in the x-direction second measuring carriage (cross slide 7 ), please refer 1 and 2 , It is also in 5 the actual flowing current I is indicated by the electric motor M as a dashed line. Also plotted is that of the current limit detection device 15 determined expected drive current I erw , and the upper current limit I max and the lower current limit I min of the current limit band, the upper current limit I max and the lower current limit I min of the current limit band from the current limit detection means 15 to the comparator 16 is delivered.

Wie aus dem Diagramm ersichtlich ist, soll gemäß der Vorgabe der Soll-Geschwindigkeitswerte vsoll der zweite Messschlitten (Querschlitten 7) in x-Richtung von einem ersten Geschwindigkeitswert auf einen maximalen Geschwindigkeitswert erhöht werden, und danach konstant bleiben. In dem hier dargestellten Diagramm kollidiert jedoch der zweite Messschlitten (Querschlitten 7) zum Zeitpunkt tk mit einem Gegenstand. Dies hat folgendes zur Folge:

  • a) Zum einen wird die Ist-Geschwindigkeit des zweiten Messschlittens (Querschlitten 7) stark verringert. Die Stromgrenzwert-Ermittlungseinrichtung 15 ermittelt deshalb aus den Positionsmesswerten xist eine negative Ist-Beschleunigung aist (also eine Bremsbeschleunigung) und eine verringerte Ist-Geschwindigkeit vist. Hierdurch wird folglich ein verringerter Wert für den erwarteten Antriebsstrom Ierw ermittelt, was gleichzeitig zu einer Absenkung des oberen Stromgrenzwertes Imax und des unteren Stromgrenzwertes Imin des Stromgrenzwertbandes führt.
  • b) Zum Anderen versucht der Geschwindigkeitsregler 18 der digitalen Leistungsstufe PS der vom Lageregler 14 übermittelten Stellgröße vsteuer zu folgen und erhöht zusätzlich die Stellgröße Ia für den Antriebstrom im Elektromotor M, so dass der gemessene Antriebstrom Iist zusätzlich noch ansteigt.
As can be seen from the diagram , the second measuring carriage (cross slide 7 ) in the x-direction from a first speed value to a maximum speed value, and then remain constant. In the diagram shown here, however, collides the second measuring slide (cross slide 7 ) at time t k with an object. This has the following result:
  • a) First, the actual speed of the second measuring slide (cross slide 7 ) greatly reduced. The current limit detection means 15 therefore determined from the measured position values x is a negative actual acceleration a (that is, a deceleration) and a reduced actual speed v. As a result, a reduced value for the expected drive current I erw is consequently determined, which simultaneously leads to a lowering of the upper current limit value I max and the lower current limit value I min of the current limit value band.
  • b) On the other hand, the speed controller tries 18 the digital power level PS of the position controller 14 V control to follow control value transmitted and additionally increases the manipulated variable I a for the driving current in the electric motor M, so that the measured driving current I is additionally increased.

Damit überschreitet der tatsächlich fließende Strom Iist zum Zeitpunkt ts1 den oberen Stromgrenzwert Imax. Ab diesem Zeitpunkt ts1 geht der Vergleicher 16 (siehe auch 2) davon aus, dass eine Kollision vorliegt und sendet ein Signal AUS an das Relais R1, das Relais R2 und das Relais R3 (siehe hierzu ebenfalls 2), wodurch, wie oben bereits beschrieben, die Stromzufuhr zur Leistungsstufe PS und insbesondere zum Elektromotor M abgeschaltet wird und wodurch der Elektromotor kurzgeschlossen wird. Hierdurch fällt der Antriebsstrom Iist ab dem Zeitpunkt ts1 stark ab und der Motor M kommt zum Stillstand.Thus, the actual flowing current I is at time t s1 exceeds the upper current limit I max . From this time t s1 the comparator goes 16 (see also 2 ) assumes that there is a collision and sends a signal OFF to the relay R1, the relay R2 and the relay R3 (see also 2 ), whereby, as already described above, the power supply to the power stage PS and in particular to the electric motor M is turned off and whereby the electric motor is short-circuited. As a result, the drive current I is from the time t s1 from strong and the motor M comes to a standstill.

Im Zusammenhang mit 6 wird nunmehr detailliert einer der besonderen Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens gegenüber dem aus der Druckschrift US 7,627,957 B2 bekannten Verfahren gezeigt. Die Darstellung nach 6 entspricht nahezu identisch dem Inhalt aus 5, sodass die Erläuterungen zu 5 analog für 6 gelten. Über 5 hinausgehend ist in 6 zusätzlich eine punktierte Kurve mit dem Bezugszeichen Imax-prior-art eingezeichnet. Diese Kurve zeigt beispielhaft einen oberen Stromgrenzwert, der auf Basis der Soll-Geschwindigkeit vsoll und der Soll-Beschleunigung asoll nach dem Verfahren gemäß der Druckschrift US 7,627,957 B2 ermittelt werden könnte. Außerdem ist für den gemessenen Antriebsstrom Iist-prior-art der Verlauf eingezeichnet, der sich aufgrund des oberen Stromgrenzwertes des Antriebsstromes Imax-prior-art ergeben würde. Wie aus dieser Kurve ersichtlich ist, bleibt der obere Stromgrenzwert Imax-prior-art auch nach dem Zeitpunkt der Kollision tk unverändert, weil der obere Stromgrenzwert eben gerade nicht auf Basis der gemessenen Ist-Beschleunigung aist und der gemessenen Ist-Geschwindigkeit vist bestimmt wird, sondern auf Basis der unveränderlichen, vom Splineinterpolator 25 ermittelten Soll-Geschwindigkeit vsoll und der Soll-Beschleunigung asoll. Damit hätte der gemessene Antriebsstrom Iist-prior-art gemäß der herkömmlichen Lösung erst zum Zeitpunkt ts2 den oberen Stromgrenzwert Imax-prior-art überschritten. Wie dieses Beispiel sehr eindrücklich zeigt, kann durch die Ermittlung des Stromgrenzwertes oder des Stromgrenzwertbandes aus der tatsächlich gemessenen Ist-Geschwindigkeit vist und/oder der tatsächlich gemessenen Ist-Beschleunigung aist damit also früher eine Kollision erkannt werden, nämlich schon zum Zeitpunkt ts1.In connection with 6 will now detail one of the particular advantages of the method according to the invention over that of the document US Pat. No. 7,627,957 B2 shown known methods. The representation after 6 is almost identical to the content 5 so that the explanations to 5 analogous to 6 be valid. about 5 going out is in 6 additionally a dotted curve with the reference I max-prior-art drawn. This curve shows, by way of example, an upper current limit, which is based on the desired speed v soll and the desired acceleration a soll according to the method according to the document US Pat. No. 7,627,957 B2 could be determined. In addition, for the measured drive current I -prior art, the curve is drawn, which would result from the upper current limit value of the drive current I max-prior-art . As can be seen from this graph, the upper current limit value I max-prior-art remains even after the time of the collision t k unchanged because the upper current limit value precisely not based on the detected actual acceleration a, and the measured actual velocity v is determined, but based on the immutable, from the spline interpolator 25 determined target speed v soll and the target acceleration a soll . Thus, the measured drive current I ist-prior art according to the conventional solution would have exceeded the upper current limit I max-prior-art only at time t s2 . As this example shows very impressively, by determining the current limit value or the current limit band from the actually measured actual velocity v ist and / or the actually measured actual acceleration a , therefore, a collision can be detected earlier, namely at time t s1 ,

Der Antriebsstromsensor IM in der digitalen Leistungsstufe PS ist beispielsweise so aufgebaut, wie im Zusammenhang mit 7 dargestellt. Der Ein Strommesser MA liefert ein analoges Messsignal, das optional über ein analoges Filter AF zur zeitlichen Glättung des Messsignals einem Analog-/Digitalwandler AD zugeführt wird. In dem Wandler AD wird das analoge Signal in ein digitales Signal umgewandelt und über ein weiteres optionales digitales Filter DF zeitlich geglättet. Dieses geglättete, digitale Messsignal wird, wie auch im Zusammenhang mit 2 zu sehen, dem Vergleicher 16 als gemessener Antriebsstrom Iist zugeführt.The drive current sensor IM in the digital power stage PS is constructed, for example, as related to 7 shown. An ammeter MA supplies an analog measurement signal, which is optionally supplied to an analog / digital converter AD via an analog filter AF for temporal smoothing of the measurement signal. In the converter AD, the analog signal is converted into a digital signal and time-smoothed via another optional digital filter DF. This smoothed, digital measurement signal is, as in connection with 2 to see the comparator 16 as measured drive current I is supplied.

Wie oben bereits erwähnt, ist das Ausführungsbeispiel im Zusammenhang mit einem Gleichstrommotor M (siehe 2) dargestellt. Anstelle dessen können aber selbstverständlich auch andere Elektromotoren verwendet werden, wie beispielsweise Drehstrommotoren oder Linearmotoren. Bei derartigen Drehstrommotoren und auch bei Linearmotoren werden alle drei Phasen des Wechselspannungsnetzes verwendet. Der zum erzeugten Drehmoment des Elektromotors proportionale Strom kann bei derartigen Elektromotoren einfach ermittelt werden, da die von den Anbietern solcher Drehstrommotoren oder Linearmotoren zur Verfügung gestellten digitalen Leistungsstufen den zum tatsächlich erzeugten Drehmoment des Elektromotors proportionalen Antriebstrom berechnen und als digitalen Wert zur Verfügung stellen. Dieser von der digitalen Leistungsstufe bereitgestellte Wert des Antriebstroms kann genauso weiterverarbeitet werden wie der vom Antriebsstromsensor IM gemessene Antriebstrom Iist.As mentioned above, the embodiment is in the context of a DC motor M (see 2 ). Instead of course, however, other electric motors can be used, such as three-phase motors or linear motors. In such three-phase motors and also in linear motors all three phases of the alternating voltage network are used. The current proportional to the generated torque of the electric motor can be easily determined in such electric motors, since the provided by the suppliers of such three-phase motors or linear motors available digital power levels to calculate the actually generated torque of the electric motor drive current and provide as a digital value. This provided by the digital power level value of the drive current can be further processed as well as the value measured by sensor drive current IM drive current I is.

8 zeigt eine rein schematische Darstellung des Antriebes des in x-Richtung beweglichen Querschlittens 7 mit einer gegenüber 2 zusammen mit dem Messrechner 13 und der Steuerung 2 mit einem veränderten Aufbau. Diese ist sehr ähnlich der Darstellung aus 2, wobei gleiche Bauteile mit gleichen Bezugszeichen versehen wurden. Ein wesentlicher Unterschied gegenüber 2 ist hierbei darin zu sehen, dass der Lageregler 14 der Steuerung 2 nunmehr komplett in die digitale Leistungsstufe PS verlagert wurde. Hintergrund hierzu ist, dass zunehmend Anbieter digitale Leistungsstufen PS anbieten, die nicht nur die Geschwindigkeitsregelung des angesteuerten Elektromotors integrieren, sondern auch die dem Geschwindigkeitsregelkreis vorgelagerte Lageregelung übernehmen. Der Regler 23 übernimmt daher die Funktion des Lagereglers 14 gemäß 2 und die nachgelagerte Funktion des Geschwindigkeitsreglers 18 aus 2. Dementsprechend wird nunmehr auch die vom Ablesekopf 15 gelieferte Position xist des zweiten Messschlittens (Querschlitten 7) an den Regler 23 geliefert. Anstelle des Lagereglers 14 aus 2 liefert nunmehr der Splineinterpolator 25 die in x-Richtung anzufahrenden Soll-Positionen xsoll direkt an den Regler 23 der digitalen Leistungsstufe PS. Obwohl praktisch die gesamte Lageregelung und die Geschwindigkeitsregelung in den Regler 23 der digitalen Leistungsstufe PS verlagert wurde, arbeitet die Kollisionsschutzschaltung vollkommen unverändert, wie dies oben im Zusammenhang mit 2 bis 6 erläutert wurde. Es wird also nach wie vor auf Basis der gemessenen Ist-Position xist durch die Stromgrenzwert-Ermittlungseinrichtung 15 ein erwarteter Antriebsstrom Ierw sowie daraus ein oberer Stromgrenzwert Imax und ein unterer Stromgrenzwert Imin bestimmt und der obere Stromgrenzwert Imax und der untere Stromgrenzwert Imin dann an den Vergleicher 16 geliefert. Der Vergleicher 16 vergleicht dann wieder den oberen Stromgrenzwert Imax und den unteren Stromgrenzwert Imin dieses Stromgrenzwertbandes mit dem gemessenen Antriebsstrom Iist und sendet bei einem Überschreiten des gemessenen Antriebsstroms Iist des oberen Stromgrenzwertes Imax oder des unteren Stromgrenzwertes Imin ein Signal AUS. Das Signal AUS wird vom Vergleicher 16 an die Relais R1, R2 und R3 übermittelt, wodurch der Antriebsstrom des Motors M abgeschaltet wird, wie dies ausführlich oben beschrieben wurde. Hierdurch wird die Bewegung der Mechanik 3 in der durch den Elektromotor angetriebenen x-Richtung angehalten. 8th shows a purely schematic representation of the drive of the movable in the x-direction cross slide 7 with one opposite 2 together with the measuring computer 13 and the controller 2 with a changed structure. This is very similar to the presentation 2 , wherein the same components have been given the same reference numerals. A significant difference 2 This can be seen in the fact that the position controller 14 the controller 2 has now been completely shifted to the digital power level PS. The background to this is that increasingly providers offer digital power levels PS, which not only integrate the speed control of the controlled electric motor, but also take over the speed control loop upstream position control. The regulator 23 therefore assumes the function of the position controller 14 according to 2 and the downstream function of the speed controller 18 out 2 , Accordingly, now that of the read head 15 Delivered position x is the second measuring slide (cross slide 7 ) to the controller 23 delivered. Instead of the position controller 14 out 2 now provides the spline interpolator 25 The setpoint positions x to be approached in the x direction should be sent directly to the controller 23 the digital power stage PS. Although virtually the entire attitude control and the speed control in the controller 23 the digital power stage PS has been shifted, the collision protection circuit operates completely unchanged, as described above in connection with 2 to 6 was explained. It is therefore still based on the measured actual position x is by the current limit detection device 15 an expected drive current I erw and therefrom an upper current limit I max and a lower current limit I min determined and the upper current limit I max and the lower current limit I min then to the comparator 16 delivered. The comparator 16 then again compares the upper current limit I max and the lower current limit I min of this current limit band with the measured drive current I ist and sends a signal OFF when the measured drive current I ist of the upper current limit I max or the lower current limit I min is exceeded. The signal OFF is from the comparator 16 transmitted to the relays R1, R2 and R3, whereby the drive current of the motor M is turned off, as described in detail above. This will cause the movement of the mechanics 3 stopped in the driven by the electric motor x-direction.

Außerdem wird das Signal AUS auch, wie oben für 2 beschrieben, an die Antriebe für den ersten Messschlitten (Portal 4) in y-Richtung und für den dritten Messschlitten (Pinole 8) in z-Richtung übertragen, wodurch auch hier der Antriebsstrom der entsprechenden Motoren abgeschaltet wird. Hierdurch wird die Bewegung der Mechanik 3 auch in der durch den entsprechenden Elektromotor angetriebenen y-Richtung und der durch den entsprechenden Elektromotor angetriebenen z-Richtung angehalten.In addition, the signal OFF also, as above for 2 described to the drives for the first measuring carriage (Portal 4 ) in the y direction and for the third measuring slide (quill 8th ) in z-direction, whereby also here the drive current of the corresponding motors is switched off. This will cause the movement of the mechanics 3 also stopped in the driven by the corresponding electric motor y-direction and driven by the corresponding electric motor z-direction.

Im 9 ist nunmehr noch eine Darstellung des tatsächlich fließenden Antriebsstroms Iist und des erwarteten Antriebsstroms Ierw für einen beispielhaften Verlauf der Soll-Geschwindigkeit vsoll des in 2 oder auch 8 gezeigten zweiten Messschlittens (Querschlittens 7) gezeigt. Wie man aus der strichpunktierten Linie mit dem Bezugszeichen vsoll sehen kann, wird der Querschlitten 7 im Zeitintervall [te0; te1] aus dem Stillstand heraus in positiver x-Richtung konstant beschleunigt, dann im Zeitintervall [te1; te2] mit einer konstanten Geschwindigkeit bewegt, im Zeitintervall [te2; te3] mit einer konstanten negativen Beschleunigung bis zum Stillstand gebremst. Im Zeitintervall [te3; te4] steht der Querschlitten 7 dann still. Im Zeitintervall [te4; te5] wird der Querschlitten 7 dann aus dem Stillstand heraus in umgekehrter Richtung, also in negativer x-Richtung konstant beschleunigt, dann im Zeitintervall [te5; te6] mit einer konstanten Geschwindigkeit bewegt, und im Zeitintervall [te6; te7] mit einer konstanten Bremsbeschleunigung wieder bis zum Stillstand gebremst. Der durch die Stromgrenzwert-Ermittlungseinrichtung 15 (siehe 2 oder 8) ermittelte zu erwartende Antriebsstrom Ierw (siehe Schritt 32 in 3) ist hierbei als durchgezogene Linie mit dem Bezugszeichen Ierw eingezeichnet. Außerdem eingezeichnet ist der tatsächlich gemessene Antriebsstrom Iist als punktierte Linie. Die Ermittlung des erwarteten Antriebsstroms Ierw durch die Stromgrenzwert-Ermittlungseinrichtung 15 ist hierbei derart gut, dass die Abweichungen in ein und demselben Diagramm nur sehr schlecht zu sehen sind. Daher wurden in 9 nur diejenigen Stellen des tatsächlich gemessenen Antriebsstrom Iist als punktierte Linie eingezeichnet, in denen sich signifikante Abweichungen des gemessenen Antriebsstroms Iist gegenüber dem erwarteten Antriebsstrom Ierw ergeben. Diese drei Abweichungen (zwei davon im Zeitintervall [te3; te4] und eine nach dem Zeitpunkt te7 wurden explizit mit dem Bezugszeichen Iist bezeichnet. Der wellige Verlauf des erwarteten Antriebsstroms Ierw und des gemessenen Antriebsstroms Iist ist hierbei darauf zurückzuführen, dass insbesondere bei Beschleunigungsvorgängen Schwingungen entstehen. Da der erwartete Antriebsstrom Ierw aus der gemessenen Ist-Geschwindigkeit vist und der gemessenen Ist-Beschleunigung aist abgeleitet wird, fließen diese Schwingungen in die Ermittlung des erwarteten Antriebsstroms Ierw mit ein, so dass der erwartete Antriebsstrom Ierw meistens sehr gut mit dem tatsächlich gemessenen Antriebsstrom Iist übereinstimmt.in the nine is now still a representation of the actual flowing drive current I is and the expected drive current I erw for an exemplary course of the desired speed v soll of in 2 or 8th shown second measuring slide (cross slide 7 ). As can be seen from the dot-dash line with the reference v soll , the cross slide 7 in the time interval [t e0 ; t e1 ] is constantly accelerated from a standstill in the positive x-direction, then in the time interval [t e1 ; t e2 ] is moved at a constant speed, in the time interval [t e2 ; t e3 ] with a constant negative acceleration braked to a standstill. In the time interval [t e3 ; t e4 ] is the cross slide 7 then quiet. In the time interval [t e4 ; t e5 ] becomes the cross slide 7 then from standstill in the opposite direction, ie in the negative x-direction constant accelerated, then in the time interval [t e5 ; t e6 ] moves at a constant speed, and in the time interval [t e6 ; t e7 ] with a constant deceleration braked again to a standstill. The current limit detection device 15 (please refer 2 or 8th ) determined expected drive current I erw (see step 32 in 3 ) is shown here as a solid line with the reference I erw . Also shown is the actual measured drive current I is as a dotted line. The determination of the expected drive current I erw by the current limit detection device 15 is so good that the deviations in one and the same diagram are very difficult to see. Therefore, in nine only those points of the actually measured driving current I is shown as a dotted line, in which significant deviations of the measured drive current I is to give erw from the expected driving current I. These three deviations (two of them in the time interval [t e3 ; t e4 ] and one after the time t e7 were explicitly designated by the reference symbol I ist .) The wavy course of the expected drive current I erw and the measured drive current I is due to result that, in particular during acceleration oscillations. as the expected driving current I ext from the measured actual speed is v and the measured actual acceleration a is derived, this vibration to flow into the calculation of the expected driving current I erw with one, so that the expected Drive current I erw mostly very well with the actually measured drive current I is consistent.

Demgegenüber wird in 10 für exakt denselben Verlauf der Soll-Geschwindigkeit vsoll gemäß 9 beispielhaft ein erwarteter Antriebsstrom Ierw-prior-art als durchgehende Linie dargestellt, der gemäß dem Verfahren aus der Druckschrift US 7,627,957 B2 aus der Soll-Geschwindigkeit und der Soll-Beschleunigung ermittelt werden würde. Wie man dem Verlauf des erwarteter Antriebsstroms Ierw-prior-art unmittelbar ansieht, werden hierdurch insbesondere die Schwingungen, die der tatsächlich gemessene Antriebsstrom Iist aufweist, nicht erfasst. Der Grund hierfür ist, dass dieser erwartete Antriebsstrom Ierw-prior-art aus der Soll-Geschwindigkeit vsoll und der Soll-Beschleunigung asoll ermittelt wurden, so dass tatsächliche Schwingungen hierdurch keine Berücksichtigung finden.In contrast, in 10 for exactly the same course of the target speed v soll according to nine by way of example an expected drive current I erw-prior art shown as a solid line, which according to the method of the publication US Pat. No. 7,627,957 B2 would be determined from the desired speed and the target acceleration. As can be seen directly from the course of the expected drive current I prior-art , in this way in particular the oscillations which the actually measured drive current I ist has not been detected. The reason is that this drive is current I ext-prior-art from the target speed v will and the target acceleration a will have been determined so that actual vibrations thus will not be considered.

11 entspricht von der Darstellung her 10, wobei zusätzlich noch der tatsächlich gemessene Antriebsstrom Iist dargestellt ist. Wie man hieraus ersehen kann, weicht der tatsächlich gemessene Antriebsstrom Iist von dem erwarteten Antriebsstrom Ierw-prior-art aufgrund der Schwingungen meist relativ stark ab. Dies ist zwar insoweit unproblematisch, als der obere und der untere Stromgrenzwert einfach entsprechend weit vom erwarteten Antriebsstrom Ierw-prior-art beabstandet werden können. Durch die erfindungsgemäße Ermittlung des erwarteten Antriebsstroms Ierw auf Basis der tatsächlich gemessenen Ist-Geschwindigkeit und/oder der Ist-Beschleunigung stimmt der erwartete Antriebsstrom Ierw wesentlich genauer mit dem tatsächlich gemessenen Motorstrom Iist überein, so dass der obere Stromgrenzwert und der untere Stromgrenzwert näher an den erwarteten Antriebsstrom Ierw herangebracht werden können und eine Kollision dadurch frühzeitiger erkannt werden kann. 11 corresponds to the presentation 10 , wherein additionally the actually measured drive current I ist is shown. As can be seen from this, the actually measured drive current I ist deviates relatively strongly from the expected drive current I erw-prior-art due to the oscillations. Although this is unproblematic insofar as the upper and lower current limit can simply be spaced far enough from the expected drive current I erw-prior art . By the inventive determination of the expected drive current I erw based on the actual measured actual speed and / or the actual acceleration of the expected drive current I erw much more accurate with the actual measured motor current I is equal, so that the upper current limit and the lower current limit closer to the expected drive current I erw can be brought closer and a collision can be detected earlier.

Hinsichtlich des Verlaufes des gemessenen Antriebsstroms Iist in 9 und 11 sind noch folgende Anmerkungen zu machen. Im Zeitintervall [te0; te1] steigt der Antriebsstrom Iist zunächst sprunghaft auf ein relativ hohes Niveau und steigt danach noch mit einer geringeren Steigung bis zum Ende dieses Zeitintervalls. Der Grund dafür ist, dass zur Erzeugung der konstanten Beschleunigung in diesem Intervall aufgrund der dabei steigenden Geschwindigkeit und der dadurch steigenden Reibungskräfte der Kraftaufwand steigt. Im Zeitintervall [te1; te2] wird der gemessene Antriebsstrom Iist auf ein niedrigeres Niveau gesenkt, wobei dieser Antriebsstrom erforderlich ist, um die bei der betreffenden konstanten Geschwindigkeit auftretenden Reibungskräfte zu überwinden. Im Zeitintervall [te2; te3] wird der gemessene Antriebsstrom Iist dann sogar negativ, um die notwendige konstante, negative Bremsbeschleunigung zu erzielen. Der Betrag des Antriebsstroms Iist nimmt im Zeitintervall [te2; te3] deshalb zu, weil mit geringer werdender Geschwindigkeit die Reibungskräfte im Querschlitten 7 abnehmen und daher die Bremsbeschleunigung zunehmend durch den Elektromotor 7 erzeugt werden muss. Im Zeitintervall [te3; te4] steht dann der Querschlitten 7 aus 2 wieder still. Der insbesondere aus 9 gut sichtbare relativ hohe Antriebsstrom kurz nach dem Erreichen des Stillstandes rührt daher, weil der Querschlitten 7 sich bereits im Stillstand befindet, und zwischen der vom Splineinterpolator 25 vorgegebenen Soll-Position xsoll und der tatsächlich gemessenen Ist-Position xist eine Regelabweichung vorliegt, die der Lageregler 14 aus 2 in Form einer Stellgröße vsteuer an den Geschwindigkeitsregler 18 übergibt. Dieser verursacht daraufhin eine Stellgröße Ia für den Antriebsstrom, die relativ hoch ist, weil zum Bewegen des Querschlittens 7 die Reibung überwunden werden muss. Die gemachten Bemerkungen treffen dann analog auf die folgenden Zeitintervalle zu, die praktisch dasselbe Geschwindigkeitsprofil nur in umgekehrter Fahrtrichtung (also in negativer x-Richtung) zeigen.With regard to the course of the measured drive current I is in nine and 11 the following comments have to be made. In the time interval [t e0 ; t e1 ] increases the drive current I is initially jumped to a relatively high level and then increases with a lower slope until the end of this time interval. The reason for this is that to generate the constant acceleration in this interval due to the increasing speed and thereby increasing friction forces of the effort increases. In the time interval [t e1 ; t e2 ] the measured drive current I ist is lowered to a lower level, which drive current is required to overcome the frictional forces occurring at the respective constant speed. In the time interval [t e2 ; t e3 ], the measured drive current I is then even negative in order to achieve the necessary constant, negative deceleration. The amount of drive current I is increasing in the time interval [t e2 ; t e3 ] because the friction forces in the cross slide are slowing down at a slowing speed 7 decrease and therefore the braking acceleration increasingly by the electric motor 7 must be generated. In the time interval [t e3 ; t e4 ] is then the cross slide 7 out 2 quiet again. The particular from nine good visible relatively high drive current shortly after reaching standstill stems, therefore, because of the cross slide 7 is already at a standstill and between the spline interpolator 25 predetermined target position x soll and the actually measured actual position x is a control deviation is present, the position controller 14 out 2 in the form of a manipulated variable v control to the speed controller 18 passes. This then causes a manipulated variable I a for the drive current, which is relatively high, because to move the cross slide 7 the friction must be overcome. The remarks made then apply analogously to the following time intervals, which show practically the same velocity profile only in the opposite direction of travel (ie in the negative x-direction).

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • US 7627957 B2 [0002, 0005, 0118, 0118, 0124] US 7627957 B2 [0002, 0005, 0118, 0118, 0124]
  • US 2011/0192044 A1 [0005] US 2011/0192044 A1 [0005]
  • DE 10024976 A1 [0006] DE 10024976 A1 [0006]

Claims (19)

Verfahren zum Betreiben eines Koordinatenmessgeräts (11), wobei eine Mechanik (3) zum Verstellen eines Sensors (9) relativ zu einer Werkstückauflage (1) in zumindest einer Richtung (x) vorgesehen ist und diese Mechanik (3) wenigstens einen Elektromotor (M) aufweist, über den die Verstellung des Sensors (9) oder der Werkstückauflage (1) in dieser Richtung angetrieben wird und wobei das Verfahren folgende Schritte aufweist: a) ein elektrischer Antriebstrom (Iist), der durch den Elektromotor (M) fließt, um eine Bewegung des Elektromotors (M) und auf diese Weise eine Bewegung des Sensors (9) oder der Werkstückauflage (1) zu bewirken, wird gemessen, b) eine Ist-Geschwindigkeit (vist) und/oder eine Ist-Beschleunigung (aist) des Sensors (9) oder der Werkstückauflage (1) in der durch den Elektromotor (M) angetriebenen Richtung (x) wird gemessen c) abhängig von der gemessenen Ist-Geschwindigkeit (vist) und/oder abhängig von der gemessenen Ist-Beschleunigung (aist) wird ein Stromgrenzwert (Imax) oder ein Stromgrenzwertband (d. h. ein Bereich von Werten für den Antriebstrom, der durch einen unteren Stromgrenzwert Imin und einen oberen Stromgrenzwert Imax definiert ist) für den elektrischen Antriebstrom ermittelt, und d) wenn der elektrische Antriebstrom den in Schritt (c) ermittelten Stromgrenzwert (Imax) erreicht und/oder wenn der elektrische Antriebstrom den ermittelten Stromgrenzwert (Imax) überschreitet oder wenn das Stromgrenzwertband (Imin, Imax) verlassen wird, wird die Bewegung der Mechanik (3) zumindest in der durch den Elektromotor angetriebenen Richtung angehalten.Method for operating a coordinate measuring machine ( 11 ), whereby a mechanism ( 3 ) for adjusting a sensor ( nine ) relative to a workpiece support ( 1 ) is provided in at least one direction (x) and this mechanism ( 3 ) has at least one electric motor (M) via which the adjustment of the sensor ( nine ) or the workpiece support ( 1 ) is driven in this direction and wherein the method comprises the following steps: a) an electrical drive current (I is ) flowing through the electric motor (M) to a movement of the electric motor (M) and in this way a movement of the sensor ( nine ) or the workpiece support ( 1 ) is measured, b) an actual speed (v ist ) and / or an actual acceleration (a ist ) of the sensor ( nine ) or the workpiece support ( 1 ) in the direction (x) driven by the electric motor (M) is measured c) depending on the measured actual speed (v ist ) and / or depending on the measured actual acceleration (a is ) is a current limit (I max ) or a current limit band (ie, a range of values for the drive current defined by a lower current limit I min and an upper current limit I max ) for the drive electric current, and d) if the drive electric current is the current limit determined in step (c) (I max ) reached and / or if the electric drive current exceeds the determined current limit (I max ) or if the current limit band (I min , I max ) is left, the movement of the mechanism ( 3 ) stopped at least in the direction driven by the electric motor. Verfahren nach Anspruch 1, wobei zur Ermittlung des Stromgrenzwertes oder des Stromgrenzwertbandes aus der Ist-Geschwindigkeit (vist) und/oder aus der Ist-Beschleunigung (aist) ein erwarteter Antriebsstrom (Ierw) ermittelt wird, der einem erwarteten Wert für den tatsächlichen elektrischen Antriebsstrom entspricht, der für die aktuelle Ist-Geschwindigkeit (vist) und/oder die aktuelle Ist-Beschleunigung (aist) erwartet wird.A method according to claim 1, wherein an expected drive current (I erw ) is determined for determining the current limit value or the current limit band from the actual speed (v ist ) and / or from the actual acceleration (a ist ), which corresponds to an expected value for the Actual electric drive current that is expected for the current actual speed (v is ) and / or the current actual acceleration (a is ). Verfahren nach Anspruch 2, wobei bei der Ermittlung des erwarteten Antriebsstroms (Ierw) ein variabler Geschwindigkeitsanteil (Kv·vist) berücksichtigt wird, der proportional zur gemessenen Ist-Geschwindigkeit (vist) ist.The method of claim 2, wherein in determining the expected drive current (I erw ) a variable speed component (K v · v is ) is taken into account, which is proportional to the measured actual speed (v is ). Verfahren nach einem der Ansprüche 2 oder 3, wobei bei der Ermittlung des erwarteten Antriebsstroms (Ierw) ein variabler Beschleunigungsanteil (Ka·aist) berücksichtigt wird, der proportional zur gemessenen Ist-Beschleunigung (aist) ist.Method according to one of claims 2 or 3, wherein in determining the expected drive current (I erw ) a variable acceleration component (K a · a is ) is taken into account, which is proportional to the measured actual acceleration (a is ). Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 4, wobei bei der Ermittlung des erwarteten Antriebsstroms (Ierw) zusätzlich ein Grundanteil (R) berücksichtigt wird, der einem Antriebsstrom entspricht, welcher bei Bewegung des Sensors (9) oder der Werkstückauflage (1) in der durch den Elektromotor angetriebenen Richtung bei einer niedrigen konstanten Geschwindigkeit entspricht.Method according to one of claims 2 to 4, wherein in the determination of the expected drive current (I erw ) additionally a basic component (R) is taken into account, which corresponds to a drive current, which upon movement of the sensor ( nine ) or the workpiece support ( 1 ) in the direction driven by the electric motor at a low constant speed. Verfahren nach Anspruch 5, wobei als Grundanteil entweder ein von der Geschwindigkeitsrichtung der Ist-Geschwindigkeit unabhängiger konstanter Grundanteil (R*) verwendet wird oder ein von der Geschwindigkeitsrichtung der Ist-Geschwindigkeit (vist) abhängiger Grundanteil (R±) verwendet wird, und wobei dieser richtungsabhängige Grundanteil (R±) einen ersten konstanten Wert (R+) annimmt, wenn die gemessene Ist-Geschwindigkeit (vist) positiv ist und einen zweiten konstanten Wert (R) annimmt, wenn die gemessene Ist-Geschwindigkeit (vist) negativ ist.Method according to Claim 5, in which the basic component is either a constant fundamental component (R *) independent of the direction of velocity of the actual velocity, or a fundamental component (R ± ) dependent on the velocity direction of the actual velocity (v ist ), and this direction-dependent background component (R ±) takes a first constant value (R +) if the measured actual speed (v ist) is positive and a second constant value (R -) assumes when the measured actual speed (v ist) is negative. Verfahren nach Anspruch 3, 4 und 6, wobei der erwartete Antriebsstrom (Ierw) mit folgender Funktion Ierw(vist, aist) ermittelt wird: Ierw(vist, aist) = R + vist·Kv + aist·Ka wobei hierin bedeuten: R = der konstante Grundanteil (R*) oder der richtungsabhängige Grundanteil (R±) Kv = Proportionalitätsfaktor für den variablen Geschwindigkeitsanteil vist = gemessene Ist-Geschwindigkeit Ka = Proportionalitätsfaktor für den variablen Beschleunigungsanteil aist = gemessene Ist-BeschleunigungThe method of claim 3, 4 and 6, wherein the expected drive current (I erw ) is determined with the following function I erw (v is , a is ): I erw (v is , a is ) = R + v is · K v + a is · K a where: R = the constant basic component (R *) or the directional basic component (R ± ) K v = proportionality factor for the variable speed component v ist = measured actual velocity K a = proportionality factor for the variable acceleration component a ist = measured actual acceleration Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 7, wobei bei der Ermittlung des Stromgrenzwertes (Imax) oder eines ersten Stromgrenzwertes des Stromgrenzwertbandes (Imax, Imin) der erwartete Antriebstrom (Ierw) um einen ersten Stromwert (d) derart erhöht wird, dass der Betrag des Stromgrenzwertes (Imax) oder der Betrag des ersten Stromgrenzwertes des Stromgrenzwertbandes (Imax, Imin) höher als der Betrag des erwarteten Antriebsstroms (Ierw) ist.Method according to one of claims 2 to 7, wherein in the determination of the current limit value (I max ) or a first current limit value of the current limit band (I max , I min ), the expected drive current (I erw ) is increased by a first current value (d), the amount of the current limit value (I max ) or the magnitude of the first current limit value of the current limit band (I max , I min ) is higher than the amount of the expected drive current (I erw ). Verfahren nach der Anspruch 8, wobei zur Ermittlung des zweiten Stromgrenzwertes des Stromgrenzwertbandes (Imax, Imin) der erwartete Antriebstrom (Ierw) zusätzlich um einen zweiten Stromwert (e) derart reduziert wird, so dass der Betrag des zweiten Stromgrenzwertes des Stromgrenzwertbandes (Imax, Imin) niedriger als der Betrag des erwarteten Antriebsstroms (Ierw) ist.Method according to Claim 8, in which, in order to determine the second current limit value of the current limit band (I max , I min ), the expected drive current (I erw ) is additionally reduced by a second current value (e) such that the magnitude of the second current limit value of the current limit band ( I max , I min ) is less than the amount of the expected drive current (I erw ). Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, wobei der erste Stromwert (d) und/oder der zweite Stromwert (e) konstant sind.Method according to claim 8 or 9, wherein the first current value (d) and / or the second current value (e) are constant. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüchen, wobei die gemessene Ist-Geschwindigkeit (vist) aus der zeitlichen Ableitung einer gemessenen Ist-Position (xist) ermittelt wird und/oder die gemessene Ist-Beschleunigung (aist) aus der zweifachen zeitlichen Ableitung einer gemessenen Ist-Position (xist) ermittelt wird. Method according to one of the preceding claims, wherein the measured actual speed (v ist ) is determined from the time derivative of a measured actual position (x ist ) and / or the measured actual acceleration (a is ) from twice the time derivative of a measured actual position (x is ) is determined. Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei der elektrische Antriebstrom abgeschaltet wird, wenn der elektrische Antriebstrom den ermittelten Stromgrenzwert (Imax) kontinuierlich über ein Zeitintervall vorgegebener Länge hinweg erreicht und/oder überschreitet oder das ermittelte Stromgrenzwertband (Imax, Imin) kontinuierlich über ein Zeitintervall vorgegebener Länge hinweg verlässt.Method according to the preceding claim, wherein the electric drive current is switched off when the electric drive current continuously reaches and / or exceeds the determined current limit value (I max ) over a time interval of predetermined length or the determined current limit band (I max , I min ) continuously via Time interval of predetermined length leaves. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei in Schritt (d) gemäß Anspruch 1 als elektrischer Antriebstrom ein Wert verwendet wird, der nach Glättung von zeitlichen Schwankungen des in Schritt (a) ermittelten Messwertes erhalten worden ist.Method according to one of the preceding claims, wherein in step (d) according to claim 1, a value is used as the electric drive current which has been obtained after smoothing of temporal fluctuations of the measured value determined in step (a). Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei ein funktionaler Zusammenhang zwischen der Ist-Geschwindigkeit (vist) und/oder der Ist-Beschleunigung (aist) einerseits und dem Stromgrenzwert (Imax) andererseits zusätzlich durch einen oder mehrere Parameter bestimmt wird, die durch einen oder mehrere der im Folgenden aufgezählten Faktoren eindeutig bestimmt sind: eine Umgebungstemperatur, eine Temperatur von Teilen des Koordinatenmessgeräts (11), eine Position des Sensors (9) und/oder der Werkstückauflage (1) in einem ortsfesten Koordinatensystem, eine relative Position der des Sensors (9) oder der Werkstückauflage (1) in Bezug auf das Werkstück (5) oder in Bezug auf andere Teile eines Messaufbaus und/oder ein Betriebszustand des Koordinatenmessgeräts (11).Method according to one of the preceding claims, wherein a functional relationship between the actual speed (v ist ) and / or the actual acceleration (a is ) on the one hand and the current limit value (I max ) on the other hand additionally determined by one or more parameters, the are uniquely determined by one or more of the factors listed below: an ambient temperature, a temperature of parts of the coordinate measuring machine ( 11 ), a position of the sensor ( nine ) and / or the workpiece support ( 1 ) in a fixed coordinate system, a relative position of the sensor ( nine ) or the workpiece support ( 1 ) with respect to the workpiece ( 5 ) or in relation to other parts of a measurement setup and / or an operating state of the coordinate measuring machine ( 11 ). Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei, bevor der elektrische Antriebstrom abgeschaltet wird, eine Stromrichtung des elektrischen Antriebstroms zunächst umgekehrt wird.Method according to one of the preceding claims, wherein, before the electric drive current is turned off, a current direction of the electric drive current is first reversed. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei eine Mehrzahl von Elektromotoren (M) vorgesehen ist, um die Bewegung des Sensors (9) relativ zur Werkstückauflage (1) zu bewirken, wobei die Bewegungen der Elektromotoren (M) eindeutig Bewegungskomponenten (x, y, z) der Bewegung des Sensors (9) und/oder der Werkstückauflage (1) zugeordnet werden können, wobei die Schritte (a) bis (d) gemäß Anspruch 1 für jeden der Mehrzahl von Elektromotoren (M) separat ausgeführt werden, wobei die Ist-Geschwindigkeit (vist) und/oder Ist-Beschleunigung (aist) in Schritten (b und c) jeweils für die Bewegungskomponenten (x, y, z) gemessen werden und wobei abhängig davon jeweils der Stromgrenzwert (Imax) oder das Stromgrenzwertband (Imax, Imin) ermittelt wird.Method according to one of the preceding claims, wherein a plurality of electric motors (M) is provided to control the movement of the sensor ( nine ) relative to the workpiece support ( 1 ), wherein the movements of the electric motors (M) clearly movement components (x, y, z) of the movement of the sensor ( nine ) and / or the workpiece support ( 1 ) Can be assigned, wherein the steps (be carried out separately to (d) of claim 1 for each of the plurality (of electric motors M) a), wherein the actual speed (v ist) and / or actual acceleration (a ist) in steps (b and c) in each case for the movement components (x, y, z) are measured and depending on which the current limit (I max ) or the current limit band (I max , I min ) is determined. Koordinatenmessgerät (11), mit einer Mechanik (3), einer Werkstückauflage (1) zur Aufnahme eines zu vermessenden Werkstückes (5) und einem Sensor (9), wobei der Sensor (9) und die Werkstückaufnahme (1) von der Mechanik (3) relativ zueinander in zumindest einer Richtung (x) verstellbar ist, wobei die Mechanik (3) wenigstens einen Elektromotor (M) aufweist, über den die Verstellung des Sensors (9) oder der Werkstückauflage (1) in dieser Richtung (x) angetrieben wird, und wobei das Koordinatenmessgerät (11) folgendes aufweist: (a) eine Strom-Messeinrichtung (IM), die ausgestaltet ist, einen elektrischen Antriebstrom (Iist), der durch den Elektromotor (M) fließt, um eine Bewegung des Elektromotors (M) und auf diese Weise eine Bewegung des Sensors (9) oder der Werkstückauflage (1) zu bewirken, zu messen, (b) eine Ist-Geschwindigkeitsmesseinrichtung (20, 15, Schritt 30), die dazu ausgestaltet ist, die Ist-Geschwindigkeit (vist) des Sensors (9) oder der Messauflage in der durch den Elektromotor angetriebenen Richtung zu messen und/oder eine Ist-Beschleunigungsmesseinrichtung (20, 15, Schritte 30, 31), die dazu ausgestaltet ist, die Ist-Beschleunigung (aist) des Sensors (9) oder der Messauflage (1) in der durch den Elektromotor (M) angetriebenen Richtung zu messen (c) eine Stromgrenzwert-Ermittlungseinrichtung (15, Schritte 32, 33), die ausgestaltet ist, abhängig von einer gemessenen Ist-Geschwindigkeit (vist) und/oder abhängig von einer gemessenen Ist-Beschleunigung (aist), einen Stromgrenzwert (Imax) oder ein Stromgrenzwertband (d. h. ein Bereich von Werten für den Antriebstrom, der durch einen unteren Stromgrenzwert Imin und einen oberen Stromgrenzwert Imax definiert ist) für den elektrischen Antriebstrom zu ermitteln, und (d) eine Betätigungseinrichtung (16, R1, R2, R3), die mit der Strom-Messeinrichtung (IM) und mit der Stromgrenzwert-Ermittlungseinrichtung (15) verbunden ist und die ausgestaltet ist, die Bewegung der Mechanik (3) zumindest in der durch den Elektromotor angetriebenen Richtung anzuhalten, wenn der elektrische Antriebstrom (Iist) den von der Stromgrenzwert-Ermittlungseinrichtung (15) ermittelten Stromgrenzwert (Imax) erreicht und/oder wenn der elektrische Antriebstrom den von der Stromgrenzwert-Ermittlungseinrichtung (15) ermittelten Stromgrenzwert (Imax) überschreitet oder wenn der Antriebstrom das Stromgrenzwertband (Imin, Imax) verlässt.Coordinate measuring machine ( 11 ), with a mechanism ( 3 ), a workpiece support ( 1 ) for receiving a workpiece to be measured ( 5 ) and a sensor ( nine ), whereby the sensor ( nine ) and the workpiece holder ( 1 ) of mechanics ( 3 ) relative to each other in at least one direction (x) is adjustable, wherein the mechanics ( 3 ) has at least one electric motor (M) via which the adjustment of the sensor ( nine ) or the workpiece support ( 1 ) is driven in this direction (x), and wherein the coordinate measuring machine ( 11 Comprising): (a) a current measuring device (IM), which is designed to provide an electrical drive current (I ist) flowing through the electric motor (M) to a movement of the electric motor (M) and in this way a movement of the sensor ( nine ) or the workpiece support ( 1 ), (b) an actual speed measuring device ( 20 . 15 , Step 30 ), which is designed to be the actual speed (v ist ) of the sensor ( nine ) or the measuring support in the direction driven by the electric motor and / or an actual acceleration measuring device ( 20 . 15 , Steps 30 . 31 ), which is designed to be the actual acceleration (a ist ) of the sensor ( nine ) or the measuring pad ( 1 ) in the direction driven by the electric motor (M), (c) a current limit detecting means (Fig. 15 , Steps 32 . 33 ) configured depending on a measured actual speed (v ist ) and / or dependent on a measured actual acceleration (a is ), a current limit (I max ) or a current limit band (ie a range of values for the drive current , which is defined by a lower current limit I min and an upper current limit I max ) for the electric drive current, and (d) an actuator ( 16 , R1, R2, R3), which are connected to the current measuring device (IM) and to the current limit value determination device (FIG. 15 ) connected and which is designed, the movement of mechanics ( 3 ) stop, at least in the direction driven by the electric motor, when the electric drive current (I is ) exceeds that of the current limit detection device ( 15 ) Determined current threshold (I max) and / or if the electrical drive current to (from the current limit determination means 15 ) Determined current threshold (I max), or if the drive current, the current limit value band (I min, I max) leaves. Koordinatenmessgerät nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei die Betätigungseinrichtung eine Abschalteinrichtung (16, R1, R2, R3) aufweist, die mit der Strom-Messeinrichtung (IM) und mit der Stromgrenzwert-Ermittlungseinrichtung (15) verbunden ist und die ausgestaltet ist, den elektrischen Antriebstrom abzuschalten, wenn der elektrische Antriebstrom den ermittelten Stromgrenzwert (Imax) erreicht und/oder wenn der elektrische Antriebstrom den ermittelten Stromgrenzwert (Imax) überschreitet oder wenn der Antriebstrom das Stromgrenzwertband (Imax, Imin) verlässt.Coordinate measuring machine according to the preceding claim, wherein the actuating device comprises a switch-off device ( 16 , R1, R2, R3) connected to the current measuring device (IM) and to the current limit value determination device ( 15 ) and which is configured to switch off the electrical drive current when the electric drive current reaches the determined current limit value (I max ) and / or when the electric drive current exceeds the determined current limit value (I max ) or if the drive current exceeds the current limit band (I max , I min ) leaves. Koordinatenmessgerät nach Anspruch 13 oder 14, wobei die Stromgrenzwert-Ermittlungseinrichtung (15) ausgestaltet ist, das Verfahren gemäß einem der Ansprüche 2 bis 11 auszuführen.Coordinate measuring machine according to claim 13 or 14, wherein the current limit value determining device ( 15 ) is configured to carry out the method according to one of claims 2 to 11.
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