DE102016221950A1

DE102016221950A1 - Maschine mit Einrichtung zum Reduzieren einer unerwünschten Rotation eines Maschinenteils

Info

Publication number: DE102016221950A1
Application number: DE102016221950.2A
Authority: DE
Inventors: Dominik Seitz; Malte Langmack; Michael Wenk
Original assignee: Carl Zeiss Industrielle Messtechnik GmbH
Current assignee: Carl Zeiss Industrielle Messtechnik GmbH
Priority date: 2016-11-09
Filing date: 2016-11-09
Publication date: 2018-05-09
Anticipated expiration: 2036-11-10
Also published as: JP2018077226A; JP6506370B2; DE102016221950B4

Abstract

Maschine (1), aufweisend zumindest ein erstes, translatorisches bewegliches Verfahrteil (3), und eine Antriebseinrichtung, wobei die Maschine so ausgestaltet ist, dass eine Einleitung einer Kraft (F) von der Antriebseinrichtung in das Verfahrteil an einem Angriffspunkt abseits des Schwerpunktes (S) des ersten Verfahrteils erfolgt oder erfolgen kann, sodass durch die Kraft eine unerwünschte Rotation des ersten Verfahrteils und ein erstes Drehmoment (M) erzeugt werden oder erzeugbar sind,wobei zumindest eine erste rotierbare Masse (10) und zumindest einen ersten Antriebsmotor (12) für die erste Masse, wobei der erste Antriebsmotor an das erste Verfahrteil (3) starr angekoppelt oder daran bewegungsfest angebracht ist, wobei die erste Masse (10) durch den Antriebsmotor (12) derart antreibbar ist, dass ein auf das erste Verfahrteil einwirkendes erstes Gegendrehmoment (M) erzeugbar ist, das dem ersten Drehmoment (M) entgegengesetzt ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Maschine mit einer Einrichtung zum Reduzieren einer unerwünschten Rotation eines Maschinenteils und ein Verfahren zum Reduzieren einer unerwünschten Rotation eines Maschinenteils.
Will man eine Masse linear mittels eines Antriebs bewegen, so sollte der auf die zu bewegende Masse wirkende Kraftvektor idealerweise durch den Schwerpunkt der Masse, zumindest in der Nähe des Schwerpunktes, verlaufen. Ist dies nicht möglich, so leitet man ein zusätzlich wirkendes Drehmoment in die zu beschleunigende Masse ein, die in einer Rotation der Masse resultiert. Beim Translatorischen Bewegen von Maschinenteilen greift eine Kraft, durch welche die Translationsbewegung bewirkt werden soll, häufig außerhalb des Schwerpunktes, also exzentrisch, an. Durch eine solch exzentrisch einwirkende Kraft wird häufig eine unerwünschte Rotation des Maschinenteils bewirkt, die der gewollten Translation überlagert ist. Die Rotation wird durch einen Hebelarm bewirkt, der sich durch den Angriff der Kraft außerhalb des Schwerpunktes des starren Maschinenteils ergibt. Diese Problematik ist bei Koordinatenmessgeräten (nachfolgend auch KMG) und Werkzeugmaschinen, insbesondere solchen in Portalbauweise, schwer zu umgehen. Typischerweise befindet sich der Antrieb und der Krafteinleitungspunkt zur Bewegung weit entfernt vom Schwerpunkt des beweglichen Teils, insbesondere des Portals. Dies hat zur Folge, dass das bei Beschleunigung des Portals eingeleitete Drehmoment im Falle eines luftgelagerten Portals durch die Luftlager abgefangen werden muss. Dadurch verringert sich der Luftspalt im Luftlager und gegeneinander gelagerte Teile können sich berühren, wodurch die Lagerung beschädigt werden kann.
Man kann versuchen, die Stabilität des translatorisch zu bewegenden Teils über eine Erhöhung der Stabilität der Struktur oder eine Verringerung des Spiels in einer Führung zu realisieren. Leider lässt sich diese nicht oder nicht trivial ohne eine Erhöhung von Kosten und/oder Gewicht realisieren.
Eine Schadensminimierung an Luftlagern kann prinzipiell durch eine Verringerung einer Beschleunigung des zu bewegenden Teils erreicht werden. Dieser Lösungsansatz stellt jedoch keine wirkliche Option dar, da diese Maßnahme eine Einschränkung der Maschinendynamik und damit der Wirtschaftlichkeit bewirkt.
Aufgabe der Erfindung ist es, unerwünschte Rotationsbewegungen von translatorisch bewegten Maschinenteilen oder dabei entstehende Drehmomente zu verringern. Insbesondere soll eine Rotation eines Maschinenteils bei einer exzentrisch angreifenden Kraft, die einer Translationsbewegung dient, minimiert werden.
Nach einer grundlegenden Idee der Erfindung wird ein an einem Verfahrteil einer Maschine erzeugte unerwünschtes Drehmoment mit einem entgegengerichteten Drehmoment vollständig oder teilweise kompensiert. Die Erzeugung eines entgegengerichteten Drehmoments erfolgt vorzugsweise durch eine rotatorische Beschleunigung einer mit dem beweglichen Verfahrteil über einen Antriebsmotor gekoppelte Schwungmasse.
Angeben wird insbesondere eine Maschine, und ein Verfahren nach den unabhängigen Patentansprüchen. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den abhängigen Ansprüchen und dieser Beschreibung angegeben.
Insbesondere wird von der Erfindung eine Maschine angegeben, aufweisend zumindest ein erstes, translatorisches bewegliches Verfahrteil, und eine Antriebseinrichtung, wobei die Maschine so ausgestaltet ist, dass eine Einleitung einer Kraft von der Antriebseinrichtung in das Verfahrteil an einem Angriffspunkt abseits des Schwerpunktes des ersten Verfahrteils erfolgt oder erfolgen kann, sodass durch die Kraft eine unerwünschte Rotation des ersten Verfahrteils und ein erstes Drehmoment erzeugt werden oder erzeugbar sind, wobei zumindest eine erste rotierbare Masse und zumindest einen ersten Antriebsmotor für die erste Masse, wobei der erste Antriebsmotor an das erste Verfahrteil starr angekoppelt oder daran bewegungsfest angebracht ist, wobei die erste rotierbare Masse durch den Antriebsmotor derart antreibbar ist, dass ein auf das erste Verfahrteil einwirkendes erstes Gegendrehmoment erzeugbar ist, das dem ersten Drehmoment entgegengesetzt ist.
Die Maschine kann mehrere translatorisch bewegliche Verfahrteile aufweisen, bei denen jeweils eine Drehmomentkompensation erfolgen kann.
Der Begriff „erste Masse“ bezieht sich auf erstes Verfahrteil bzw. darauf, dass mit einer ersten Masse ein auf das erste Verfahrteil einwirkendes Gegendrehmoment erzeugbar ist.
An einem Verfahrteil können mehrere erste rotierbare Massen und jeweils zugeordnete ersten Antriebsmotoren für die erste Masse vorhanden sein, wobei der jeweilige einer ersten Masse zugeordnete erste Antriebsmotor an das erste Verfahrteil starr angekoppelt oder daran bewegungsfest angebracht ist. Es können mehrere unerwünschte Rotationen des ersten Verfahrteils um unterschiedliche Rotationsachsen auftreten, und entsprechend mehrere zugeordnete erste Drehmomente. Mit mehreren angetriebenen ersten Massen sind mehrere auf das erste Verfahrteil einwirkende erste Gegendrehmomente erzeugbar, die das dem ersten Drehmoment entgegengesetzt sind.
Die (unerwünschte) Rotation eines Verfahrteils erfolgt um eine Rotationsachse, die erfindungsgemäß auch als Maschinenteil-Drehachse bezeichnet wird. Eine rotierbare Masse (erste, zweite ...rotierbare Masse) ist um eine Rotationsachse rotierbar, die erfindungsgemäß auch als Masse-Drehachse bezeichnet wird. Vorzugsweise ist die Masse-Drehachse einer rotierbare Masse parallel oder fluchtend zu einer Maschinenteil-Drehachse. Mit der Rotation der Masse um eine solche Masse-Drehachse kann ein Gegendrehmoment erzeugt werden, das einem Drehmoment entgegengesetzt ist, welches bei Rotation des Verfahrteils um die parallele oder fluchtende Maschinenteil-Drehachse auftritt.
Der Antriebsmotor ist, wie erwähnt, starr an das Verfahrteil angekoppelt oder daran bewegungsfest angebracht. Insbesondere ist ein Stator oder Gehäuse des Motors derart angekoppelt oder angebracht. Wird dieser Motor zur Beschleunigung der Schwungmasse verwendet, so wirkt auf das Verfahrteil ein Gegendrehmoment, das dem Drehmoment der Schwungmasse entgegengerichtet und betragsmäßig gleich groß ist. Durch dieses Gegendrehmoment, das auf das Verfahrteil übertragen wird, wird einer unerwünschten Rotation entgegengewirkt oder ein (unerwünschtes, erstes, oder nachfolgend genanntes zweites, drittes...) Drehmoment, welches durch die Krafteinleitung abseits des Schwerpunktes erfolgt, ganz oder teilweise kompensiert oder diesem entgegengewirkt.
Ein Gegendrehmoment geht einher mit einer zumindest versuchten Gegenrotation, die der unerwünschten Rotation entgegengesetzt ist. Somit wird die unerwünschte Rotation teilweise oder vollständig kompensiert.
Zur Rotation einer rotierbaren Masse, bzw. zur Bewirkung der Rotation, wird ein Drehmoment aufgebracht. Auf den Motor wirkt ein gleich großes Gegendrehmoment, nach dem Prinzip actio = reactio, welches das Gegendrehmoment gemäß der vorliegenden Erfindung ist.
Das Gegendrehmoment wird durch die starre Kopplung des Motors an das Verfahrteil übertragen. Die starre Kopplung kann über ein Teil des Motors erfolgen, das bei einem Betreib des Motors nicht bewegt wird. Beispielsweise kann ein Motor-Stator oder ein Motorgehäuse mit dem Verfahrteil bewegungsfest gekoppelt sein. Ein Motor-Rotor kann die Masse zur Rotation antreiben.
Eine rotierbare Masse wird auch als Schwungmasse bezeichnet und ist vorzugsweise rotationssymmetrisch, insbesondere zylinderförmig oder scheibenförmig.
Beispielhafte Maschinen, die erfindungsgemäß ausgestaltet sein können, sind Werkzeugmaschinen und Koordinatenmessgeräte, wobei ein Koordinatenmessgerät besonders vorteilhaft ist. In einer speziellen Variante ist das Koordinatenmessgerät ein Koordinatenmessgerät in Portalbauweise.
Das erwähnte erste Verfahrteil ist beispielsweise ein Portal.
Die Maschine kann ein zweites Verfahrteil aufweisen, das an dem ersten Verfahrteil beweglich gelagert und relativ zu dem ersten Verfahrteil verfahrbar ist, wobei durch Verfahren des zweiten Verfahrteils an den ersten Verfahrteil die Lage des Schwerpunkts des ersten Verfahrteils (bzw. des Zusammenbaus aus erstem Verfahrteil und zweitem Verfahrteil, auch bezeichnet als erster Zusammenbau) geändert wird. Das erste Verfahrteil ist vorzugsweise ein erwähntes Portal und das zweite Verfahrteil vorzugsweise ein Zusammenbau aus einem Schlitten und einer in dem Schlitten verfahrbaren Pinole (auch bezeichnet als zweiter Zusammenbau).
Die Änderung des Schwerpunktes kann durch Anpassung der Winkelgeschwindigkeit/Winkelbeschleunigung (dem Betrage nach) und/oder der Richtung der Winkelgeschwindigkeit/Winkelbeschleunigung der ersten rotierbaren Masse berücksichtigt werden. Je weiter der Schwerpunkt von dem Angriffspunkt der eingeleiteten Kraft entfernt ist, desto höher wird ein erzeugtes Drehmoment sein und je höher ist eine Winkelbeschleunigung zu wählen.
Mit einer nachfolgend noch beschriebenen Steuerungs- oder Regelungseinrichtung kann eine Steuerung/Regelung der Winkelgeschwindigkeit/Winkelbeschleunigung (dem Betrage nach) und/oder der Richtung der Winkelgeschwindigkeit/Winkelbeschleunigung der ersten rotierbaren Masse erfolgen.
Ein zweites Verfahrteil ist in einer bevorzugten Ausführungsform ein Zusammenbau aus einem Schlitten und einer in dem Schlitten verfahrbaren Pinole, wobei der Schlitten entlang eines Querträgers des Portals verfahrbar ist, wobei eine Krafteinleitung zum Verfahren des Zusammenbaus an einem Angriffspunkt abseits des Schwerpunktes des Zusammenbaus erfolgt oder erfolgen kann, sodass durch die Kraft eine unerwünschte Rotation des Zusammenbaus und ein zweites Drehmoment erzeugt werden oder erzeugbar sind, und aufweisend eine zweite rotierbare Masse und einen zweiten Antriebsmotor für die zweite Masse, wobei der zweite Antriebsmotor an dem Schlitten starr angekoppelt oder daran bewegungsfest angebracht ist, wobei die zweite Masse durch den zweiten Antriebsmotor derart antreibbar ist, dass ein auf den Schlitten einwirkendes zweites Gegendrehmoment erzeugbar ist, das dem zweiten Drehmoment entgegengesetzt ist.
Das Prinzip des einwirkenden Gegendrehmoments ist hier das gleiche wie bereits zuvor erläutert. Bei dem Zusammenbau aus Schlitten und darin verfahrbarer Pinole kann der Schwerpunkt dieses Zusammenbaus durch Verfahren der Pinole in Z-Richtung im Betrieb des Koordinatenmessgeräts geändert werden. So ist die Drehgeschwindigkeit der Schwungmasse nicht nur von der Bewegungsgeschwindigkeit des Schlittens, der in X-Richtung verfahren wird, abhängig, sondern auch von der Z-Position der Pinole. Je nach Schwerpunktlage kann es erforderlich sein, bei der zweiten rotierbaren Masse die Winkelgeschwindigkeit/Winkelbeschleunigung (dem Betrage nach) und/oder der Richtung der Winkelgeschwindigkeit/Winkelbeschleunigung zu ändern, was anhand nachfolgender Beispiele noch erläutert wird. Mit einer nachfolgend noch beschriebenen Steuerungs- oder Regelungseinrichtung kann eine Steuerung/Regelung der Winkelgeschwindigkeit/Winkelbeschleunigung (dem Betrage nach) und/oder der Richtung der Winkelgeschwindigkeit/Winkelbeschleunigung der zweiten rotierbaren Masse erfolgen, wie nachfolgend noch erläutert.
In einer weiteren Ausführungsform weist die Maschine als drittes Verfahrteil, einen Sensor auf, insbesondere im Fall eines Koordinatenmessgeräts, wobei eine Krafteinleitung zum Verfahren des Sensors an einem Angriffspunkt abseits eines Schwerpunktes des Sensors oder eines Teiles des Sensors erfolgt oder erfolgen kann, sodass durch die Kraft eine unerwünschte Rotation des Sensors oder des Teiles des Sensors und ein drittes Drehmoment erzeugt werden oder erzeugbar sind, und aufweisend eine dritte rotierbare Masse und einen dritten Antriebsmotor für die dritte Masse, wobei der dritte Antriebsmotor an dem Sensor oder einem Teil davon starr angekoppelt oder daran bewegungsfest angebracht ist, wobei die dritte Masse durch den dritten Antriebsmotor derart antreibbar ist, dass ein auf den Sensor einwirkendes drittes Gegendrehmoment erzeugbar ist, das dem dritten Drehmoment entgegengesetzt ist.
Der Sensor kann mehrere Teile aufweisen, insbesondere einen Messkopf und/oder einen Taster und/oder ein Tastersystem. Als Tastersystem wird eine System aus mehreren Tastern bezeichnet. Soeben erwähnter Schwerpunkt kann der Schwerpunkt eines Teils des Sensors sein, insbesondere eines Messkopfs, eines Tasters oder eines Tastersystems.
Das dritte Verfahrteil kann ein Sensor, insbesondere ein Messkopf, ein Taster, ein Tastersystem, oder eine Kombination davon sein, wenn Messkopf und Taster oder Tastersystem miteinander gekoppelt sind.
Der Sensor kann ein optischer oder taktiler Sensor sein. Der Taster oder das Tastersystem kann optisch oder taktiler sein. Auch im Fall eines optischen berührungslosen Sensors wird von einem „Taster“ oder von „Antasten“ gesprochen.
Eine Krafteinleitung in einen Sensor, insbesondere einen Messkopf als Teil davon, kann über eine Pinole erfolgen, an welche der Sensor, insbesondere der Messkopf, angekoppelt ist.
Eine Krafteinleitung in einen Taster oder ein Tastersystem, als Teil eines Sensors, kann über einen Antrieb erfolgen, der in einen Messkopf integriert ist, beispielweise einen Antrieb zur Drehung einer Kupplung in dem Messkopf, an welche ein Taster angekoppelt werden kann. Eine solche Kupplung wird auch als Teller des Messkopfes bezeichnet. In einer vorteilhaften Variante wird das Verfahren eingesetzt, um ein Drehmoment, das durch eine asymmetrische Krafteinleitung (Absatz des Schwerpunkts) in den Taster/das Tastersystem erzeugt ist, zu kompensieren. Werden an den Teller ein oder mehr seitlich auskragende Taster angekoppelt, die dann durch eine Antriebseinrichtung des KMG beschleunigt werden, treten hier ebenfalls interne Verbiegungen durch die Beschleunigung eines exzentrisch gelegenen Schwerpunktes des Tasters/Tastersystems, auf. Dies kann, je nach Messgeschwindigkeit und Bewegungsgeschwindigkeit, zu Messfehlern führen, z.B. beim kontinuierlichen Messpunkteerfassen von Vertiefungen.
Die Bezeichnung „erstes“, „zweites“, „drittes“ Teil dient dazu, Teile voneinander zu unterscheiden. Diese Nummerierung bedeutet aber keine Festlegung, dass weitere Teile vorhanden sein müssen, beispielsweise ist nicht gemeint, dass bei einem dritten Teil auch ein erstes und ein zweites Teil vorhanden sein müssen. Genannte Verfahrteile können isoliert voneinander vorliegen. Ebenso können eine rotierbare Schwungmasse und ein Antriebsmotor unabhängig voneinander für ein oder mehrere Verfahrteile vorliegen bzw. diesen zugeordnet sein.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung weist die Maschine eine Steuerungs- oder Regelungseinrichtung auf, mit der

- eine Winkelgeschwindigkeit der rotierbaren Masse(n) und/oder eine Richtung der Winkelgeschwindigkeit in Abhängigkeit einer Geschwindigkeit und/oder einer Schwerpunktlage des/der Verfahrteils/Verfahrteile steuerbar oder regelbar ist, und/oder
- eine Winkelbeschleunigung der Masse(n) und/oder eine Richtung der Winkelbeschleunigung in Abhängigkeit einer Beschleunigung und/oder einer Schwerpunktlage des/der Verfahrteils/Verfahrteile steuerbar oder regelbar ist.

Prinzipiell kann davon ausgegangen werden, dass eine benötigte Rotationsbeschleunigung oder Rotationsgeschwindigkeit einer Schwungmasse proportional zu der linearen Beschleunigung oder Geschwindigkeit des beweglichen Verfahrteils, beispielsweise eines Portals, der Maschine ist. Dies kann man sich wie folgt zunutze machen:

- Aus einer konstanten Beschleunigung des beweglichen Verfahrteils resultiert eine konstante Beschleunigung der Schwungmasse.
- Bei einer konstanten Geschwindigkeit des beweglichen Verfahrteils resultiert eine konstante Geschwindigkeit der Schwungmasse.
- Bei Stillstand des beweglichen Verfahrteils folgt ein Stillstand der Schwungmasse (da keine Kompensation eines Drehmoments erfolgen muss).

Die Steuerungs- und Regelungseinrichtung kann so eingerichtet sein, dass der Antriebsmotor der Schwungmasse dieselben Fahrbefehle erhält, wie ein translatorisch bewegliches Verfahrteil, gegebenenfalls korrigiert um einen Proportionalitätsfaktor. Sofern die Steuerung- oder Regelungseinrichtung nicht selbst auch die Bewegung eines beweglichen Verfahrteils steuert oder regelt, können Bewegungsinformationen über das bewegliche Verfahrteil an die Steuerungs- oder Regelungseinrichtung übermittelt werden, sodass diese eine Bewegung der Schwungmasse steuern/regeln kann.
Wie oben bereits erwähnt, ist bei einem Verfahrteil, das ein Zusammenbau aus einem Schlitten und einer Pinole bei einem Portal-KMG ist, der Schwerpunkt veränderlich. In diesem Fall kann die Steuerungs- oder Regelungseinrichtung dazu eingerichtet sein, die Winkelgeschwindigkeit und/oder die Winkelbeschleunigung und/oder die Richtung der Winkelgeschwindigkeit und/oder der Winkelbeschleunigung, in Abhängigkeit der Verfahrposition der Pinole zu steuern/regeln. Der Schwerpunkt des Zusammenbaus ist grundsätzlich bekannt, wenn die Verfahrposition der Pinole bekannt ist, was im Betrieb eines KMG der Fall ist. Informationen über die Schwerpunktlage können, auch in Echtzeit, an die Steuerungs- und Regelungseinrichtung übermittelt werden, sodass diese Winkelgeschwindigkeit, Winkelbeschleunigung oder deren Richtung entsprechend steuern kann, was anhand von Beispielen noch illustriert wird.
In einem weiteren Aspekt betrifft die Erfindung ein Verfahren zur vollständigen oder teilweisen Kompensation eines unerwünschten Drehmoments, das auf zumindest ein translatorisches bewegliches Verfahrteil einer Maschine aufgebracht wird, wobei bei dem Verfahren eine Maschine wie vorangehend beschrieben eingesetzt wird, und das Verfahren die Schritte aufweist:

- Einleiten einer Kraft in das Verfahrteil an einem Angriffspunkt abseits des Schwerpunktes des Verfahrteils, sodass durch die Kraft eine unerwünschte Rotation des ersten Verfahrteils und ein Drehmoment erzeugt werden,
- Antreiben der Masse durch den an dem Verfahrteil angekoppelten oder daran angebrachten Antriebsmotor derart, dass ein auf das Verfahrteil einwirkendes Gegendrehmoment erzeugt wird, das dem Drehmoment entgegengesetzt ist.

In dem Verfahren können einzeln oder in Kombination gegenständliche Merkmale verwirklicht sein, die vorangehend beschrieben wurden oder vorangehend bereits beschriebene verfahrensmäßige Merkmale. Solche verfahrensmäßigen Merkmale sind unter anderem der Funktionsbeschreibung gegenständlicher Merkmale beschrieben. Das Verfahren kann auf ein oder mehrere bewegliche Verfahrteile angewandt werden, also zur vollständigen oder teilweisen Kompensation mehrerer unerwünschter Drehmomente, die durch verschiedene Verfahrteile erzeugt werden, eingesetzt werden.
Das Verfahren kann ferner aufweisen:
das Steuern oder Regeln

- einer Winkelgeschwindigkeit der rotierbaren Masse(n) und/oder eine Richtung der Winkelgeschwindigkeit in Abhängigkeit einer Geschwindigkeit und/oder einer Schwerpunktlage des/der Verfahrteils/Verfahrteile
- einer Winkelbeschleunigung der Masse(n) und/oder eine Richtung der Winkelbeschleunigung in Abhängigkeit einer Beschleunigung und/oder einer Schwerpunktlage des/der Verfahrteils/Verfahrteile.

In einer speziellen Variante eines Verfahrens vollzieht das Verfahrteil eine rotatorische Schwingung, sodass die Richtung des Drehmoments periodisch geändert wird, wobei das Antreiben der Masse derart erfolgt, dass ein Gegendrehmoment erzeugt wird, dessen Richtung derart periodisch geändert wird, dass das Gegendrehmoment dem Drehmoment entgegengesetzt ist.
In letzterer Verfahrensvariante wird zusätzlich zur aktiven Verhinderung von unerwünschten Rotationsbewegungen eines Verfahrteils die Maschine und das Verfahren dafür eingesetzt, rotative Schwingungen zu kompensieren. Bei der Kompensation einer rotatorischen Schwingung wird ähnlich vorgegangen wie vorangehend beschrieben. Eine rotative Oszillation eines Verfahrteils kann nach doppelter zeitlicher Differenzierung durch eine rotative Oszillation einer Winkelbeschleunigung beschrieben werden. Gesetz den Fall der Erfassung dieser rotativen Oszillation durch Messung der Winkelposition, -geschwindigkeit oder -beschleunigung kann dann diese Schwingung durch die Schwungmasse kompensiert oder verringert werden. Dazu kann die Schwungmasse proportional zu der oszillierenden Winkelbeschleunigung der schwingenden Struktur, also des schwingenden Verfahrteils, beschleunigt werden. Die Richtung der proportionalen Ansteuerung, also die Rotationsrichtung, wird so gewählt, dass durch ein entsprechendes Gegenmoment die Schwingung unterdrückt und nicht verstärkt wird. Bei dieser Verfahrensvariante wird die Schwungmasse ebenfalls in eine rotatorische Schwingung versetzt, die der rotatorischen Schwingung des Verfahrteils entgegengesetzt ist, sodass letztere ausgelöscht oder verringert wird.
Die zuletzt beschriebene Verfahrensvariante der (teilweisen) Kompensation einer rotatorischen Schwingung kann auch bei einem Sensor, insbesondere bei einem Messkopf oder einem Taster(system) angewandt werden. Taster haben bei seitlich auskragenden Tastern ihren Schwerpunkt bauartbedingt abseits eines Krafteinleitungspunktes, wie beispielsweise des Tastertellers. Somit werden beim linearen Beschleunigen des Taster(system)s Momente erzeugt, die von der Kinematik des Messkopfes aufgenommen werden müssen. Dies kann insbesondere bei weit auskragenden Tastern und hohen linearen Beschleunigungen zu einem schnellen Verschleiß von Lagern im Inneren des Messkopfes führen. Solche Effekte können durch eine Schwungmasse, vorzugsweise in miniaturisierter Ausführung und vorzugsweise angebracht am Taster(system), kompensiert werden. Somit kann durch eine spezielle Verfahrensvariante, wenn das Verfahrteil ein Sensor, insbesondere ein Messkopf oder Taster(system) ist, eine Schwingungstilgung in dem Messkopf oder Taster(system) realisieren.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen beschrieben. Es zeigen:

1 ein Koordinatenmessgerät in Portalbauweise mit möglichen rotatorischen Bewegungsfehlern des Portals und einer ersten rotierbaren Masse,
2 das Prinzip der rotierten Masse und Erzeugung eines Gegendrehmoments,
3a, b ein Koordinatenmessgerät in Portalbauweise Schlitten und Pinole und dort erzeugten rotatorischen Bewegungsfehlern und einer zweiten rotierbaren Masse;
4 Rotation eines Tasters bei Krafteinleitung exzentrisch zum Schwerpunkt in Z-Richtung;
5 Rotation eines Tasters bei Krafteinleitung exzentrisch zum Schwerpunkt in Y-Richtung;
6 Rotation eines Tasters bei Krafteinleitung exzentrisch zum Schwerpunkt in X-Richtung;
7 Messkopf und Tasters mit dritter rotierbarer Masse nach einer ersten Ausführungsform;
8 Messkopf und Taster mit dritter rotierbarer Masse nach einer zweiten Ausführungsform.

Das in 1 gezeigte Koordinatenmessgerät 1 ist in Portalbauweise ausgeführt. Vorhanden sind die Basis 2 und das entlang der Basis verfahrbare Portal 3, welches in Y-Richtung verfahrbar ist (siehe Koordinatensystem oben rechts). Das Portal 3 weist die Säulen 4, 5 und die Traverse 6 auf. Der nicht näher dargestellte Antrieb für das Portal befindet sich innerhalb der Führung 7. An der Traverse 6 ist der Schlitten 14 angebracht, der in X-Richtung entlang der Traverse 6 verfahrbar ist. An dem Schlitten 14 ist die Pinole 8 angebracht, die in Z-Richtung entlang der Traverse 6 verfahrbar ist. Das an der Pinole angebrachte Taster 9 ist in Z-Richtung verfahrbar.
Zum Verfahren des Portals 3 in Y-Richtung wird durch den nicht näher dargestellten Antrieb eine Kraft F₁ , die in Form eines Pfeils eingezeichnet ist, in den Fuß der Säule 4 eingeleitet. Der Schwerpunkt S₁ des Portals 3 liegt höher als der Angriffspunkt der Kraft F₁₅ betrachtet in Z-Richtung. Hierdurch entstehen zumindest zwei Bewegungsfehler des Portals. Zum einen wird das Portal um die Maschinenteil-Drehachse MD_X verkippt. Eine Verkippung um die Maschinenteil-Drehachse MD_X wird auch als Nicken bezeichnet. Weiterhin wird das Portal um die Maschinenteil-Drehachse MD_Z verdreht, wobei die Drehrichtung, wie auch bei der Drehung um MD_X durch einen Pfeil dargestellt ist. Die Rotation um MD_Z wird auch als Gierbewegung bezeichnet. Beide unerwünschten Rotationen resultieren dadurch, dass die Kraft F₁ exzentrisch zum Schwerpunkt S an dem Portal angreift. Die Verschiebung des Portals in Y-Richtung ist gewünscht. Sie ist die gewollte Bewegung des Portals. Eine Rotation des Portals um die Maschinenteil-Drehachse MD_Y findet in diesem Fall nicht statt, da sie durch die angreifende Kraft F₁₅ welche hier angewandt wird, nicht erzeugt wird. Prinzipiell ist aber eine Rotation um MD_Y durch anderweitige Einflüsse möglich. Die Rotation um MD_Y wird auch als Rollbewegung bezeichnet.
2 zeigt das Prinzip der Erzeugung eines Gegendrehmoments an einem Motor bzw. einem Motorgehäuse. Die rotierbare Masse 10 ist über die gegenständliche Achse 11 mit dem Motor 12 verbunden, der innerhalb des Motorgehäuses 13 untergebracht ist. Über die Achse 11, die die Welle des Motors ist, ist die Masse 10 antreibbar. Soll die Masse 10, hier in Form eines zylindrischen Körpers, mit dem Massenträgheitsmoment I und der Winkelbeschleunigung α beschleunigt werden, wird der Motor 12 in Gang gesetzt. Die Drehrichtung der Masse ist in dieser Perspektive im Uhrzeigersinn. Es wird das erste Drehmoment M₁ erzeugt. Auf den Motor 12 bzw. das Motorgehäuse 13 wirkt das gleich große erste Gegendrehmoment M₂ , nach dem Prinzip actio = reactio.
In 1 ist gezeigt, wie man sich dieses Prinzip für die vorliegende Erfindung zunutze macht. Der Antriebsmotor 12 weist einen nicht näher dargestellten Rotor und einen Stator auf. Der Stator ist wiederum mit dem Gehäuse 13 fest verbunden. Das Gehäuse 13 ist drehfest an das Portal 3, hier an die Säule 4, gekoppelt.
Die Motorwelle 11 ist axial fluchtend zu der Maschinenteilachse MD_x. Somit ist auch die Rotationsachse (Masse-Drehachse) der ersten rotierbaren Masse 10 axial fluchtend zu der Maschinenteil-Drehachse MD_x. Statt dieser Anordnung ist auch eine parallele Anordnung der Motorwelle 11 zu der Maschinenteilachse MD_x denkbar. Die Motorwelle 11 muss nicht auf den Schwerpunkt S1 zeigen. Wird nun die erste rotierbare Masse 10 in der Ansicht der 1 gegen den Uhrzeigersinn bewegt (genauso wie in 2 in anderer Ansicht), wird das erste Drehmoment M₁ erzeugt, das vom Portal 3 weggerichtet ist. Das Gegendrehmoment M₂ ist in entgegengesetzte Richtung, nämlich Richtung Portalinneres, gerichtet. Das erste Gegendrehmoment M₂ bewirkt durch die starre Kopplung des Motorgehäuses 13 und des Motorstators an das Portal 3 eine Gegendrehbewegung auf das Portal 3, die der Drehung um die Maschinenteil-Drehachse MD_x, welche durch den Einfluss der Antriebskraft F bewirkt wird, entgegengesetzt ist. Dadurch kann der rotatorische Fehler der Nickbewegung des Portals 3 ganz oder teilweise kompensiert werden, je nachdem wie hoch das Gegendrehmoment M₂ ist.
In 1 ist weiterhin gezeigt, dass an der Traverse 6 eine weitere erste rotierbare Masse 18 vorgesehen ist, welche über die Achse 21 von dem Motor 19 angetrieben wird. Der Motor 19 ist in dem Motorgehäuse untergebracht, das drehfest mit der Traverse 6 verbunden ist. Wird durch Einleiten der Kraft F₁ abseits des Schwerpunktes S₁ das Portal 3 um die Maschinenteildrehachse MD_Z gedreht, so kann ein Drehmoment erzeugt werden, das in diesem Fall in Z-Richtung ausgerichtet ist und ein entsprechendes Gegendrehmoment. Das Wirkprinzip ist das gleiche wie bei der rotierbaren ersten Masse 10. Beide rotierbare Massen 10, 18 werden als erste rotierbare Massen bezeichnet, da sie auf das erste Verfahrteil 3 einwirken.
Der Motor 19 ist mit der Steuerungs- und Regelungseinrichtung 17 verbunden, mit welcher die Winkelgeschwindigkeit und Winkelbeschleunigung sowie die Richtung der Winkelgeschwindigkeit oder Winkelbeschleunigung der ersten Masse 18 gesteuert werden können. Wie aus 1 ersichtlich ist, kann durch Verschieben des Schlittens 14 und damit der Pinole 8 in X-Richtung die Lage des Schwerpunktes S₁ geändert werden, also die relative Lage des Schwerpunktes S₁ zu dem Angriffspunkt der eingeleiteten Kraft F₁ . Dies hat eine Auswirkung auf das auf das Portal 3 einwirkende Drehmoment und damit die Größe der erforderlichen Gegendrehmoments, welches parallel zur Maschinenteildrehachse MD_Z auszuüben ist, um das eingeleitete Drehmoment zu kompensieren. Durch die Steuerung- und Regelungseinrichtung 17 wird die Größe des Gegendrehmoments M₂ an der Traverse 6 gesteuert/geregelt. In ähnlicher Weise kann auch der Motor 12 mit einer Steuerungs- und Regelungseinrichtung 17 verbunden sein, was hier nicht dargestellt ist.
In 3a ist eine veränderliche Schwerpunktlage des Schwerpunkts S₂ eines Zusammenbaus aus Schlitten 14 (der in 1 nicht dargestellt ist) und der in dem Schlitten 14 verfahrbaren Pinole 8 gezeigt. Der Schlitten 14 ist in X-Richtung verfahrbar, die Pinole 8 in Z-Richtung. In 3a ist die Pinole 8 nach oben gefahren und die Lage des Schwerpunkts S₂ ist oberhalb des Schlittens 14. Umgekehrt ist die Situation in 3b, wo die Pinole 8 nach unten gefahren ist und sich die Lage des Schwerpunktes des Zusammenbaus aus Schlitten 14 und Pinole 8 nach unten, unterhalb des Schlittens 14, verschoben hat. Diese veränderte Schwerpunktlage hat einen Einfluss auf einen rotatorischen Fehler bei Angreifen einer Kraft F₂ . Die Kraft F₂ wirkt in etwa auf Höhe der Traverse 6. Im Fall der 3a bewirkt die exzentrisch zur Lage des Schwerpunkts S₂ angreifende Kraft (Kraft greift unterhalb an) eine Drehung des Zusammenbaus aus Schlitten 14 und Pinole 8 im Uhrzeigersinn, wie durch den Pfeil neben der Pinole 8 dargestellt. Im umgekehrten Fall der 3b wird eine Drehung gegen den Uhrzeigersinn, in Perspektive des Betrachters, bewirkt. Liegt in einem nicht dargestellten Fall die Höhe des Kraftangriffspunktes auf der Höhe des Schwerpunktes S₂ , wird keine Verdrehung von Schlitte 14 und Pinole 8 bewirkt.
Dem in 3a dargestellten rotatorischen Fehler kann mit einer zweiten rotierbaren Masse 15 entgegengetreten werden. Aus Blickrichtung des Betrachters ist der hinter der rotierbaren Masse angeordnete Antriebsmotor 16 verdeckt. Im Fall der 3a wird die Masse 15 im Uhrzeigersinn rotiert und es folgt ein Drehmoment, das vom Betrachter weggerichtet ist. Der Motor 16 ist mit seinem Stator und Gehäuse drehfest mit dem Schlitten 14 verbunden. An dem Motor 16 wird ein Gegendrehmoment erzeugt, welches dem Schlitten 14 eine Drehbewegung aufzwingt, die dem im Uhrzeigersinn gerichteten Drehfehler entgegengerichtet ist, sodass dieser Drehfehler ganz oder Teilweise kompensiert wird, je nach Höhe des Gegendrehmoments. In 3b sind die Verhältnisse genau umgekehrt wie in 3a.
Es ist aus 3a und 3b klar, dass abhängig von der Lage des Schwerpunkts S₂ die Rotationsrichtung der Masse 15 sowie die Winkelgeschwindigkeit der Masse 15 geändert werden müssen, um das erzeugte Gegendrehmoment an die vorhandenen Verhältnisse anzupassen. Dazu ist die Steuerungs- und Regelungseinrichtung 17 vorgesehen, die die Drehrichtung und Drehgeschwindigkeit des Motors (genau genommen des Rotors des Motors 16) regelt. Grundsätzlich ist die Benötigte Rotationsbeschleunigung einer Masse 15 oder 10 proportional zur linearen Beschleunigung des bewegten Teils, wie des Portals 3 oder des Zusammenbaus aus Schlitten 14 und Pinole 8. Somit ist auch die Winkelgeschwindigkeit bzw. Winkelposition der Masse 10, 15 proportional zur Geschwindigkeit des Portals 3 oder des Zusammenbaus. Somit resultiert aus einer konstanten Beschleunigung eines Verfahrteils eine konstante Beschleunigung der Masse 10, 15 und bei einer konstanten Geschwindigkeit des Verfahrteils resultiert eine konstante Geschwindigkeit der Masse 10, 15. Bei Stillstand des Verfahrteils 3 oder 14/8 folgt ein Stillstand der Masse 10, 15. Steuerungstechnisch bedeutet dies, dass ein Motor 12, 16 abgesehen von einem Proportionalitätsfaktor dieselben Fahrbefehle erhält, wie das Verfahrteil 3 oder 14/8. Dies kann mit einer softwaretechnischen Übersetzung (Proportionalitätsfaktor) und einer geeigneten Endstufe für den Motor realisiert werden. Bei der Ansteuerung der Masse 15 in 3a und 3b wird prinzipiell genauso vorgegangen, jedoch muss aufgrund des sich ändernden Schwerpunktes S₂ die Z-Position der Pinole 8 mit in Betracht gezogen werden, von welcher die Winkelgeschwindigkeit und Drehrichtung der Masse 15 ebenfalls abhängig ist. Nimmt man bei 3a und 3b an, dass während der Fahrt des Schlittens 14 nach links die Pinole bewegt wird, dann muss während der Fahrt des Schlittens 14 die Richtung des Gegendrehmoments geändert werden, wie zuvor beschrieben. Die Lage des Schwerpunktes S₂ ist aber aus der momentanen Z-Position der Pinole ermittelbar. Entsprechend kann diese Information an die Steuerungs- und Regelungseinrichtung 17 gegeben werden, beispielsweise von einer Steuerungseinrichtung des KMG-Verfahrsystems oder einem Messrechner, die hier nicht im Einzelnen dargestellt sind.
Möglich ist auch das Auftreten einer rotatorischen Schwingung an einem Verfahrteil. Beispielsweise könnte der Zusammenbau aus Schlitten 14 und Pinole 8 während des Verfahrens von links nach rechts entlang der Traverse 6 rotatorisch schwingen, d.h. in schneller Frequenz in und dann wieder gegen den Uhrzeigersinn rotieren, auch ohne dass die Lage des Schwerpunkts S₂ geändert wird. Solche rotatorischen Schwingungen sind beispielsweise durch die Beschaffenheit eines Lagers möglich. Um eine solche Schwingung zu kompensieren, wird die Schwungmasse 15 mit entsprechender Phasenverschiebung ebenfalls hin und her rotiert, also in eine rotatorische Schwingung versetzt, die derart ausgestaltet ist, dass sie die rotatorische Schwingung des Zusammenbaus aus Pinole 8 und Schlitte 14 kompensiert. Durch die rotatorische Oszillation der Masse 15 wird ein oszillierendes Gegendrehmoment erzeugt, das einem oszillierenden Drehmoment des Zusammenbaus aus Pinole 8 und Schlitten 14 entgegengesetzt ist. Auf gleiche Art und Weise kann ein Portal 3 in rotatorische Schwingung geraten, beispielsweise in ein Hin- und Hernicken, um die Maschineneildrehachse MD_x. Eine solche rotatorische Schwingung kann ebenfalls kompensiert werden, indem die Masse 10 in rotatorische Schwingung versetzt wird und ein entsprechend schwingendes Gegendrehmoment M₂ aufgebracht wird. Genauso wird die Phase der rotatorischen Schwingung der Masse 10 zur rotatorischen Schwingung des Portals 3 so gewählt, dass das momentane Gegendrehmoment M₂ , das die Nickbewegung des Portals 3 kompensiert.
In 1 sowie 3a und 3b ist ferner ein Tastersystem 9' gezeigt. Das Tastersystem 9' ist seitlich auskragend und wird durch Krafteinleitung in das Verfahrsystem beschleunigt. Es können interne Verbiegungen durch die Beschleunigung des Tasters auftreten, wenn der Schwerpunkt des Tastersystems 9' abseits des Krafteinleitungspunktes liegt. Ein Kraftangriffspunkt in das Tastersystem 9' ist beispielsweise an einem Drehteller eines Messkopfes vorhanden, an welchen das Tastersystem 9' beispielsweise durch eine Dreipunktlagerung angekoppelt ist. Seitlich auskragende Taster haben ihren Schwerpunkt bauartbedingt fernab des Krafteinleitungspunktes. Erfindungsgemäß kann in miniaturisierter Ausführung in dem Tastersystem 9' eine rotierbare Masse angebracht sein, die in gleicher Weise ein Gegendrehmoment aufbringt, wie die rotierbare Masse 10 und die rotierbare Masse 15 auf das Portal 3 bzw. auf den Zusammenbau aus Pinole 8 und Schlitten 14. Dies ist in nachfolgenden Figuren anhand eines einzelnen Tatsters gezeigt.
In den 4, 5 und 6 sind anhand des Tasters 9 mit dem Schwerpunkt S₃ die Auswirkungen der Krafteinleitung in verschiedene Richtungen dargestellt. In 4 wird die Kraft F₃ in Z-Richtung eingeleitet, beispielsweise wenn der Taster 9 in Z-Richtung bewegt werden soll. Durch die Lage des Schwerpunkts S₃ ergibt sich eine Rotation um die Maschinenteildrehachse MD_Y . In analoger Weise ergibt sich in 5 durch die Einleitung der Kraft F₄ in Y-Richtung eine Rotation um die Maschinenteildrehachse MD_X und MD_Z . Bei Einleitung einer Kraft F₅ in X-Richtung erfolgt eine Rotation um die Maschinenteildrehachse MD_Y .
In 7 und 8 sind an verschiedenen Orten angebrachte dritte rotierbare Massen 21 dargestellt. Ein Sensor wird aus dem Messkopf 28 und dem Taster 9 gebildet. 7 zeigt den Taster 9 aus 4 bis 6, das über den Tasterteller 22 an die Telleraufnahme 23 angekoppelt ist. Hierzu dienen übliche Lager 24. An der Aufnahme 23 des Tastertellers 22 ist der Motor 24 mit dem Motorgehäuse 25 angebracht. Über die Achse 26 wird die dritte rotierbare Masse 21 angetrieben. Der gesamte Aufbau ist von dem Gehäuse 27 umschlossen. Das Gehäuse 27 ist das Gehäuse des Messkopfes 28. Die Aufhängung 29 ist schematisch dargestellt.
Wird nun durch Bewegung des Tasters in Y-Richtung, wie in 5, eine Drehung auf den Taster aufgebracht, die anhand der Maschinenteildrehachse MD_Z mit dem Pfeil und die Achse MD_Z dargestellt ist, kann durch geeignete Rotation der dritten rotierbaren Masse 21 ein auf den Taster 9 einwirkendes drittes Gegendrehmoment erzeugt werden. Das Prinzip ist analog wie bei dem Drehmoment M₁ und dem Gegendrehmoment M₂ , die in 1 erläutert wurden.
In 8 ist die Anordnung der Schwungmasse 21 anders als in 7, nämlich statt innerhalb des Gehäuses 27 des Messkopfes 28 in diesem Fall am Taster 9 selbst. Vorteil der Ausführungsform der 7 ist eine Entlastung der Aufhängung des Tastertellers 22 an den Lagern 24.
Bezugszeichenliste

1: Maschine, Koordinatenmessgerät
2: Basis
3: erstes Verfahrteil, Portal
4,5: Säulen
6: Traverse
7: Führung
8: Pinole
9: Taster
9': Tastersystem
10: rotierbare Masse
11: Achse
12: Motor
13: Motorgehäuse
14: Schlitten
15: rotierbare Masse
16: Motor
17: Steuerungs- und Regelungseinrichtung
18: rotierbare Masse
19: Motor
20: Motorgehäuse
21: dritte rotierbare Masse
22: Tasterteller
23: Telleraufnahme
24: Lager/Motor
25: Motorgehäuse
26: Achse
27: Gehäuse
28: Messkopf
29: Aufhängung
F₁: Kraft
F₂: Kraft
F₃: Kraft
F₄: Kraft
F₅: Kraft
M₁: erster Drehmoment
M₂: Gegendrehmoment
MD_X, MD_Y, MD_Z: Maschinenteil-Drehachse
S₁: Schwerpunkt Portal
S₂: Schwerpunkt Zusammenbau aus Schlitten und Pinole
S₃: Schwerpunkt Taster

Claims

Maschine (1), aufweisend zumindest ein erstes, translatorisches bewegliches Verfahrteil (3), und eine Antriebseinrichtung, wobei die Maschine so ausgestaltet ist, dass eine Einleitung einer Kraft (F₁) von der Antriebseinrichtung in das Verfahrteil an einem Angriffspunkt abseits des Schwerpunktes (S₁) des ersten Verfahrteils erfolgt oder erfolgen kann, sodass durch die Kraft eine unerwünschte Rotation des ersten Verfahrteils und ein erstes Drehmoment (M₁) erzeugt werden oder erzeugbar sind, gekennzeichnet durch zumindest eine erste rotierbare Masse (10, 18) und zumindest einen ersten Antriebsmotor (12, 19) für die erste Masse, wobei der erste Antriebsmotor an das erste Verfahrteil (3) starr angekoppelt oder daran bewegungsfest angebracht ist, wobei die erste Masse (10, 18) durch den Antriebsmotor (12, 19) derart antreibbar ist, dass ein auf das erste Verfahrteil einwirkendes erstes Gegendrehmoment (M₂) erzeugbar ist, das dem ersten Drehmoment (M₁) entgegengesetzt ist.
Maschine (1) nach Anspruch 1, die ein Koordinatenmessgerät ist.
Maschine nach Anspruch 2, wobei das Koordinatenmessgerät ein Koordinatenmessgerät in Portalbauweise ist und das erste Verfahrteil (3), an dem der Antriebsmotor angebracht ist, ein Portal ist.
Maschine nach Anspruch 2 oder 3, aufweisend, als zweites Verfahrteil (8, 14), einen Zusammenbau (8, 14) aus einem Schlitten (14) und einer in dem Schlitten verfahrbaren Pinole (8), wobei der Schlitten entlang eines Querträgers (6) des Portals (3) verfahrbar ist,
Maschine nach Anspruch 4,wobei eine Krafteinleitung zum Verfahren des Zusammenbaus an einem Angriffspunkt abseits des Schwerpunktes (S₂) des Zusammenbaus (8, 14) erfolgt oder erfolgen kann, sodass durch die Kraft eine unerwünschte Rotation des Zusammenbaus und ein zweites Drehmoment erzeugt werden oder erzeugbar sind, und aufweisend eine zweite rotierbare Masse (15) und einen zweiten Antriebsmotor (16) für die zweite Masse, wobei der zweite Antriebsmotor an dem Schlitten (14) starr angekoppelt oder daran bewegungsfest angebracht ist, wobei die zweite rotierbare Masse (15) durch den zweiten Antriebsmotor (16) derart antreibbar ist, dass ein auf den Schlitten (14) einwirkendes zweites Gegendrehmoment erzeugbar ist, das dem zweiten Drehmoment entgegengesetzt ist.
Maschine nach einem der Ansprüche 2-5, aufweisend, als drittes Verfahrteil, einen Sensor (9, 28), wobei eine Krafteinleitung zum Verfahren des Sensors (9, 28) an einem Angriffspunkt abseits eines Schwerpunktes Sensors (9, 28) oder eines Teiles (9) des Sensors erfolgt oder erfolgen kann, sodass durch die Kraft eine unerwünschte Rotation des Sensors oder des Teiles (9) des Sensors und ein drittes Drehmoment erzeugt werden oder erzeugbar sind, und aufweisend eine dritte rotierbare Masse (21) und einen dritten Antriebsmotor (24) für die dritte rotierbare Masse, wobei der dritte Antriebsmotor an dem Sensor (9, 28) oder dem Teil davon starr angekoppelt oder daran bewegungsfest angebracht ist, wobei die dritte Masse (21) durch den dritten Antriebsmotor (24) derart antreibbar ist, dass ein auf den Sensor (9, 29) einwirkendes drittes Gegendrehmoment erzeugbar ist, das dem dritten Drehmoment entgegengesetzt ist.
Maschine nach einem der vorangehenden Ansprüche, aufweisend eine Steuerungs- oder Regelungseinrichtung (17), mit der - eine Winkelgeschwindigkeit der rotierbaren Masse(n) (10; 15) und/oder eine Richtung der Winkelgeschwindigkeit in Abhängigkeit einer Geschwindigkeit und/oder einer Lage des Schwerpunkts des/der Verfahrteils/Verfahrteile (3; 8, 14) steuerbar oder regelbar ist, und/oder - eine Winkelbeschleunigung der Masse(n) (10; 15) und/oder eine Richtung der Winkelbeschleunigung in Abhängigkeit einer Beschleunigung und/oder einer Lage des Schwerpunkts des/der Verfahrteils/Verfahrteile steuerbar oder regelbar ist.
Maschine nach Anspruch 7 und 4, wobei der Schwerpunkt (S₁) des ersten Verfahrteils durch eine Änderung der Verfahrposition des zweiten Verfahrteils (8, 14) an dem ersten Verfahrteil (3) veränderlich ist, wobei die Steuerungs- oder Regelungseinrichtung (17) dazu eingerichtet ist, die Winkelgeschwindigkeit und/oder die Winkelbeschleunigung, und/oder die Richtung der Winkelgeschwindigkeit und/oder der Winkelbeschleunigung der zumindest einen ersten rotierbaren Masse (10, 18), in Abhängigkeit der Verfahrposition des zweiten Verfahrteils (8, 14) an dem ersten Verfahrteil (3) zu steuern/regeln.
Maschine nach Anspruch 7 und 5, wobei der Schwerpunkt (S₂) eines Zusammenbaus aus Schlitten (14) und Pinole (8) durch eine Änderung der Verfahrposition (Z) der Pinole (8) an dem Schlitten (14) veränderlich ist, wobei die Steuerungs- oder Regelungseinrichtung (17) dazu eingerichtet ist, die Winkelgeschwindigkeit und/oder die Winkelbeschleunigung, und/oder die Richtung der Winkelgeschwindigkeit und/oder der Winkelbeschleunigung der zweiten rotierbaren Masse (15) in Abhängigkeit der Verfahrposition (Z) der Pinole (8) an dem Schlitten zu steuern/regeln.
Verfahren zur vollständigen oder teilweisen Kompensation eines unerwünschten Drehmoments, das auf zumindest ein translatorisches bewegliches Verfahrteil (3; 8, 14) einer Maschine (1) aufgebracht wird, wobei bei dem Verfahren eine Maschine nach einem der Ansprüche 1-7 eingesetzt wird, und das Verfahren die Schritte aufweist: - Einleiten einer Kraft (F_1; F₂) in das Verfahrteil (3; 8, 14) an einem Angriffspunkt abseits des Schwerpunktes (S₁; S₂) des Verfahrteils, sodass durch die Kraft eine unerwünschte Rotation des ersten Verfahrteils und ein Drehmoment (M₁) erzeugt werden, - Antreiben der Masse (10; 15) durch den an dem Verfahrteil (3; 8, 14) angekoppelten oder daran angebrachten Antriebsmotor (12; 16) derart, dass ein auf das Verfahrteil einwirkendes Gegendrehmoment (M₂) erzeugt wird, das dem Drehmoment (M₁) entgegengesetzt ist.
Verfahren nach Anspruch 10, wobei das Verfahrteil (3; 8, 14) eine rotatorische Schwingung vollzieht, sodass die Richtung des Drehmoments (M₁) periodisch geändert wird, wobei das Antreiben der Masse (10; 15) derart erfolgt, dass ein Gegendrehmoment (M₂) erzeugt wird, dessen Richtung derart periodisch geändert wird, dass das Gegendrehmoment (M₂) dem Drehmoment (M₁) entgegengesetzt ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 10-11, aufweisend das Steuern oder Regeln - einer Winkelgeschwindigkeit der rotierbaren Masse(n) (10; 15) und/oder eine Richtung der Winkelgeschwindigkeit in Abhängigkeit einer Geschwindigkeit und/oder einer Lage des Schwerpunkts des/der Verfahrteils/Verfahrteile (3; 8, 14) - einer Winkelbeschleunigung der Masse(n) (10; 15) und/oder eine Richtung der Winkelbeschleunigung in Abhängigkeit einer Beschleunigung und/oder einer Lage des Schwerpunkts des/der Verfahrteils/Verfahrteile.