DE102019217515A1

DE102019217515A1 - Sensorabhängige Festlegung von Winkelgeschwindigkeiten und -beschleunigungen bei Koordinatenmessgeräten

Info

Publication number: DE102019217515A1
Application number: DE102019217515.5A
Authority: DE
Inventors: Andreas Fuchs; Tobias Held; Claus-Peter Walny; Dominik Seitz; Kai Schäffauer; Michael Höll; Ralph Drescher
Original assignee: Carl Zeiss Industrielle Messtechnik GmbH
Current assignee: Carl Zeiss Industrielle Messtechnik GmbH
Priority date: 2019-11-13
Filing date: 2019-11-13
Publication date: 2020-09-03

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Koordinatenmessgeräts (10), wobei das Koordinatenmessgerät (10) ein Drehgelenk (5) aufweist, das dazu eingerichtet ist, eine Sensorschnittstelle (6) um wenigstens eine Drehachse zu verdrehen, wobei das Verfahren umfasst:- Festlegen einer maximal zulässigen Winkelgeschwindigkeit (ωA, ωB) und/oder Winkelbeschleunigung, mit der die Sensorschnittstelle um die Drehachse (D1, D2) verdrehbar ist, in Abhängigkeit von einem mit der Sensorschnittstelle (6) gekoppelten oder zu koppelnden Sensor (7).Ferner betrifft die Erfindung ein Koordinatenmessgerät (10) und ein Verfahren zum Begrenzen des beim Verschwenken eines Koordinatenmessgerät-Sensors (7) erzeugten Trägheitsmoments.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Koordinatenmessgeräts, ein Koordinatenmessgerät und ein Verfahren zum Begrenzen des beim Verschwenken eines Koordinatenmessgerät-Sensors erzeugten Trägheitsmoments.
Das Verwenden von Koordinatenmessgeräten zum Erfassen von Oberflächenkoordinaten (in der Regel dreidimensionalen räumlichen Koordinaten) ist bekannt. Beispielsweise kann die Oberfläche eines zu vermessenden Objekts (in der Regel ein industriell gefertigtes Werkstück) durch Berührung (d.h. taktil) oder optisch (z.B. mittels Lasertriangulation oder Weißlichtsensoren) erfasst werden. Darauf basierend können dann Koordinaten der optisch oder taktil angetasteten Punkte ermittelt werden.
Die Erfindung richtet sich prinzipiell auf jegliches Koordinatenmessgerät mit jeglichem Sensortyp (d.h. optisch oder taktil), bei denen die Sensoren verschwenkbar sind.
Beispielsweise ist es bekannt, mittels in der Regel linearer Bewegungsachsen, die z.B. paarweise orthogonal zueinander verlaufen können, einen Sensor in einem Arbeitsraum des Koordinatenmessgeräts zu positionieren. Ebenso ist es aber bekannt, den Sensor zusätzlich um wenigstens eine Drehachse zu verschwenken. Hierfür kommen Drehgelenke (alternativ als Rotationsgelenke oder Rotationsachsen bezeichnet) zum Einsatz. Diese sind dazu eingerichtet, den Sensor um wenigstens eine Drehachse (oder z.B. zwei, die dann bevorzugt orthogonal zueinander verlaufen) zu verdrehen. Hierfür umfassen sie typischerweise wenigstens eine Antriebseinheit (z.B. einen elektrischen Servomotor) und/oder sind dazu eingerichtet, von einer Steuereinrichtung von vorzugsweise dem Koordinatenmessgerät zur Einnahme entsprechender Drehstellungen angesteuert zu werden.
Ein Beispiel eines solchen Drehgelenks sind sogenannte Dreh-Schwenk-Gelenke, die an eine von den linearen Bewegungsachsen des Koordinatenmessgeräts im Arbeitsraum positionierte Schnittstellen angekoppelt werden und einen angekoppelten Sensor relativ zu den Linearachsen verdrehen und verschwenken können.
Je nach Messaufgabe und/oder je nach verfügbaren Sensoren ist es ferner bekannt, dass verschiedenartigste Sensortypen mit einem Koordinatenmessgerät und insbesondere einem hiervon im Raum positionierten Drehgelenk koppelbar sind. Beispielsweise können verschiedenartigste Sensoren über standardisierte Sensorschnittstellen bedarfsweise eingewechselt (d.h. mit dem Drehgelenk verbunden) werden, um dann mit diesem relativ zu einem zu vermessenden Objekt ausgerichtet zu werden.
Die einwechselbaren Sensoren können sich hinsichtlich ihrer Eigenschaften erheblich voneinander unterscheiden. Beispielsweise können sie unterschiedliche Längen aufweisen, unterschiedliche Nachgiebigkeiten (d.h. weich oder steif sein), ein unterschiedliches Gewicht und/oder eine allgemein unterschiedliche Geometrie oder ein verschiedenartiges Material.
Allgemein ist es gewünscht, die Vermessung eines Werkstücks mit einem Koordinatenmessgerät möglichst schnell, aber auch möglichst präzise durchzuführen. Zudem sollen die Komponenten des Koordinatenmessgeräts derart betrieben werden, dass kein unnötiger Wartungsaufwand entsteht und/oder deren Genauigkeit und Funktionsfähigkeit möglichst lange aufrechterhalten werden kann.
Es hat sich gezeigt, dass dies bisher nicht immer in einem zufriedenstellenden Maß gelingt. Es besteht somit ein Bedarf dafür, den Betrieb von einem Koordinatenmessgerät, das mit mehreren verschiedenartigen Sensortypen verbindbar ist, zu verbessern.
Diese Aufgabe wird durch die Gegenstände der beigefügten unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben. Sämtliche der vorstehenden Ausführungen zu und Weiterbildungen von Merkmalen des Standes der Technik können auch bei der vorliegenden Lösung vorgesehen sein bzw. auf diese zutreffen, sofern nicht anders angegeben oder ersichtlich.
Erfindungsgemäß wurde erkannt, dass das Koordinatenmessgerät und insbesondere ein etwaiges Drehgelenk hiervon durch das Einwechseln unterschiedlicher Sensoren mit verschiedenartigen Eigenschaften unterschiedlich stark belastet wird. Ein Grundgedanke der vorliegenden Lösung besteht also darin, den Betrieb des Koordinatenmessgeräts unter Berücksichtigung der Eigenschaften eines eingewechselten Sensortyps geeignet anzupassen. Insbesondere soll dadurch Beschädigungen von Komponenten des Koordinatenmessgeräts und insbesondere einem etwaigen Drehgelenk hiervon vorgebeugt werden. Dies wirkt sich gleichzeitig positiv auf die Messgenauigkeit, aber auch die allgemeine Wartungsanfälligkeit sowie die Lebenszykluskosten aus.
Insbesondere wurde erkannt, dass sich je nach eingewechseltem Sensortyp ein Sensortyp-spezifischer Massenschwerpunkt ergibt. Dies führt dazu, dass bei einem Verschwenken des Sensors mit dem Drehgelenk um wenigstens eine Drehachse unterschiedlich starke Gegenmomente (d.h. Trägheitsmomente) entstehen. Anders ausgedrückt ergibt sich eine Sensortyp-spezifische Trägheitsreaktion beim Verdrehen des aktuellen Sensortyps durch das Drehgelenk. Fällt diese vergleichsweise stark aus, können z.B. Lager des Drehgelenks, aber auch allgemein eine Antriebseinheit hiervon, unzulässig stark belastet werden. Dies kann zumindest mittelfristig zu Beschädigungen und Genauigkeitsverlusten führen.
Insbesondere sieht die Erfindung daher vor, eine von dem Drehgelenk erzeugte Winkelgeschwindigkeit und/oder Winkelbeschleunigung beim Verdrehen eines aktuell gekoppelten Sensors sensorspezifisch zu wählen und insbesondere sensorspezifisch zu beschränken. Hierdurch kann der Gefahr vorgebeugt werden, dass z.B. ein Sensor mit einem vergleichsweise weit vom Drehgelenk entfernten Massenschwerpunkt aufgrund des entsprechend vergrößerten Hebelarms unzulässig hohe Trägheitsmomente erzeugt, die auf das Drehgelenk einwirken.
Je nach aktuell gekoppeltem Sensortyp kann also insbesondere die Winkelgeschwindigkeit und/oder Winkelbeschleunigung des Drehgelenks geeignet gewählt und insbesondere beschränkt werden, was von einer Steuereinrichtung des Drehgelenks und/oder des Koordinatenmessgeräts überwacht und/oder eingestellt werden kann.
Insbesondere schlägt die Erfindung ein Verfahren zum Betreiben eines Koordinatenmessgeräts vor, wobei das Koordinatenmessgerät ein Drehgelenk aufweist, das dazu eingerichtet ist, eine Sensorschnittstelle um wenigstens eine Drehachse zu verdrehen, wobei das Verfahren umfasst:

- Festlegen einer maximal zulässigen Winkelgeschwindigkeit und/oder Winkelbeschleunigung, mit der die Sensorschnittstelle um die Drehachse verdrehbar ist, in Abhängigkeit von einem mit der Sensorschnittstelle gekoppelten Sensor.

Das Drehgelenk kann ein Dreh-Schwenk-Gelenk sein. Es kann wenigstens zwei Drehachsen umfassen, die bevorzugt orthogonal zueinander verlaufen. Als Antriebseinheit kann das Drehgelenk einen Elektromotor (z.B. einen Servomotor) umfassen. Das Drehgelenk kann durch eine Steuereinrichtung des Koordinatenmessgeräts ansteuerbar und hierfür z.B. mit einer Datenleitung des Koordinatenmessgeräts verbunden sein. Alternativ oder zusätzlich kann das Drehgelenk auch eine eigene Steuereinrichtung umfassen, um eine Verdrehung um die wenigstens eine Drehachse zu steuern.
Das Festlegen der zulässigen Winkelgeschwindigkeit und/oder Winkelbeschleunigung kann von einer Steuereinrichtung jeglicher hierin geschilderten Art vorgenommen werden. Beispielsweise kann die Festlegung basierend auf einer nachstehend erläuterten Ermittlung des Typs des eingewechselten Sensors oder aber basierend auf der Ermittlung von Eigenschaften eines aktuell gekoppelten Sensors stattfinden. Der entsprechend festgelegte Wert kann in einer Speichereinrichtung der Steuereinrichtung hinterlegt werden. Die Steuereinrichtung kann z.B. im Rahmen von Steuer- oder Regelalgorithmen auf diesen Wert zurückgreifen und die Geschwindigkeit bzw. Beschleunigung von Drehbewegungen dann entsprechend begrenzen.
Bei der Sensorschnittstelle kann es sich um eine standardisierte Schnittstelle handeln. Es kann sich um eine Schnittstelle zum Ausbilden eines Form- und/oder Reibschlusses handeln, also eine mechanische Schnittstelle. Zusätzlich oder alternativ kann die Sensorschnittstelle auch dazu eingerichtet sein, durch Auslesen von z.B. einem ID-Chip oder aber eines anderweitigen hierin geschilderten Informationsträgers den eingekoppelten Sensor zu identifizieren und/oder zumindest bestimmte Eigenschaften hiervon zu ermitteln. Gemäß einer Ausführungsform umfasst die Sensorschnittstelle wenigstens eine Ausnehmung, in die ein Endabschnitt des Sensors einführbar und vorzugsweise kraft- und/oder formschlüssig darin aufnehmbar ist.
Bei dem Sensor kann es sich um einen taktilen Messtaster handeln. Alternativ kann es sich um einen optischen Sensor handeln mitsamt einem hierfür vorgesehenen Träger. Der Träger kann einen Endabschnitt umfassen, um in der Sensorschnittstelle aufnehmbar zu sein. An einem vorzugsweise gegenüberliegenden Endabschnitt kann der optische Sensor (z.B. ein Lasersensor oder Weißlichtsensor) angeordnet sein.
Statt von einer maximal zulässigen Winkelgeschwindigkeit und/oder Winkelbeschleunigung (hierin auch als zulässige Winkelgeschwindigkeit und/oder Winkelbeschleunigung oder aber auch lediglich als zulässiger Wert bezeichnet) kann auch von einer spezifischen Winkelgeschwindigkeit und Winkelbeschleunigung gesprochen werden, sofern diese für einen Sensor spezifisch (d.h. individuell) festgelegt ist.
Gemäß einer Weiterbildung der hierin offenbarten Lösung (d.h. des vorstehenden Verfahrens, des Koordinatenmessgeräts oder aber des nachstehend erläuterten Verfahrens zum Begrenzen eines erzeugten Trägheitsmoments) kann die zulässige Winkelgeschwindigkeit und/oder Winkelbeschleunigung in Abhängigkeit von spezifischen Eigenschaften eines mit der Sensorschnittstelle gekoppelten Sensors festgelegt werden. Diese Eigenschaften können anhand eines Informationsträgers (ID-Chip) oder basierend auf hierin geschilderten Vermessungsvorgängen (insbesondere Einmessvorgängen) ermittelt werden.
Als Eigenschaften des Sensors können, allein oder in beliebiger Kombination, z.B. folgende betrachtet werden:

- ein Trägheitsmoment;
- ein Massenmittelpunkt;
- eine Masse;
- wenigstens eine Abmessung, insbesondere eine Sensorlänge;
- eine Sensornachgiebigkeit.

Bei der Sensorlänge kann es sich um die Abmessung entlang einer Längsachse des Sensors oder allgemein um eine längste Abmessung des Sensors handeln. Da die Sensoren in der Regel langgestreckte und insbesondere zylinderförmige Bauteile sind, ist diese Sensorlänge in der Regel eindeutig festgelegt und dem Fachmann geläufig.
Sämtliche Eigenschaften können, allein oder in beliebiger Kombination, Aufschluss darüber bieten, ob ein Sensor vergleichsweise schnell oder vergleichsweise langsam verschwenkt werden sollte (z.B. gegenüber einem neutralen mittleren Wert). Ein hohes Trägheitsmoment und eine hohe Masse sprechen für eine vergleichsweise geringe zulässige Winkelgeschwindigkeit und Winkelbeschleunigung, um Trägheitskräfte (insbesondere Trägheits-Gegenmomente) beim Verdrehen zu begrenzen. Ein von der Sensorschnittstelle deutlich entfernter Massenmittelpunkt und eine große Länge sprechen aufgrund der damit verbundenen Hebelarme ebenfalls für eine vergleichsweise geringe zulässige Winkelgeschwindigkeit oder Winkelbeschleunigung.
Eine hohe Sensornachgiebigkeit (oder alternativ eine geringe Sensorsteifigkeit und/oder hohe elastische Deformierbarkeit) sprechen ebenfalls für eine vergleichsweise geringe zulässige Winkelgeschwindigkeit und/oder Winkelbeschleunigung. Beispielsweise kann auf diese Weise Schwingungen des Sensors (insbesondere Nachschwingungen) bei einer schnellen Verdrehung vorgebeugt werden.
In diesem Zusammenhang kann ferner vorgesehen sein, dass anhand der wenigstens einen Eigenschaft eine geschwindigkeits- und/oder beschleunigungsabhängige Rotationsenergie des Sensors ermittelt wird und die zulässige Winkelgeschwindigkeit und/oder Winkelbeschleunigung derart festgelegt wird, dass die Rotationsenergie einen zulässigen Grenzwert nicht überschreitet.
Beispielsweise kann die Rotationsenergie gemäß nachstehender Formel ermittelt werden: $E_{r o t} = \frac{1}{2} I ω^{2}$
Darin bezeichnet I das Trägheitsmoment, das sich aus der Masse m und einem Ortsvektor r_S zusammensetzt, der sich von dem Massenmittelpunkt des Sensors zum Drehgelenk und bevorzugt zu dessen geometrischen Zentrum erstreckt, siehe auch nachstehende Gleichungen (2) und (3): $I = m \cdot {\vec{r_{s}}}^{2}$
$\vec{r_{s}} = \frac{1}{m} \sum_{i} m_{i} \cdot \vec{r_{l}} = \frac{1}{m} \sum_{i} \vec{r_{l}} \cdot p_{i} \cdot V_{i}$
In Gleichung (3) bezeichnet m die Summe aller Einzelmassen m_i (also die Gesamtmasse des Sensors, der z.B. aus einem Schaft, einer Tastkugel und etwaigen weiteren Komponenten mit der Masse m_i bestehen kann), p_i die Dichte der einzelnen SensorKomponenten und V_i das Volumen der einzelnen Sensorkomponenten.
Zurückkommend auf Gleichung (1) kann dieses Trägheitsmoment mit der Winkelgeschwindigkeit multipliziert werden, um die Rotationsenergie zu ermitteln. Die maximal zulässige Rotationsenergie, bei der noch eine ausreichende Messgenauigkeit gewährleistet ist und insbesondere ein Beschädigungsrisiko minimiert wird, kann experimentell und/oder per Simulation (insbesondere mittels der Finite-Elemente-Methode) bestimmt werden. Insbesondere können Deformationen und/oder Spannungen innerhalb des Sensors in Abhängigkeit von der Rotationsenergie ermittelt werden und kann ein entsprechend zulässiger Grenzwert bestimmt werden. Darauf basierend kann die obige Gleichung (1) wie nachstehend laut Gleichung (4) umgestellt werden: $ω = \sqrt{\frac{2 \cdot E_{r o t}}{I}}$
Setzt man dort den zulässigen Wert (Grenzwert) der Rotationsenergie E_rot ein, kann die zulässige Winkelgeschwindigkeit bestimmt werden. Die zulässige Winkelbeschleunigung ergibt sich dann als zeitliche Ableitung dieser Winkelgeschwindigkeit.
Darauf hinzuweisen ist, dass als Sensornachgiebigkeit beispielsweise eine statische oder dynamische Sensornachgiebigkeit ermittelt werden kann. Bei der statischen Sensornachgiebigkeit kann es sich um eine Nachgiebigkeit (insbesondere Durchbiegung) aufgrund einer Antastkraft handeln, die z.B. auch dann vorliegt, wenn der Sensor an sich unbewegt mit dieser Antastkraft gegen ein zu vermessendes Objekt gedrückt wird. Bei der dynamischen Sensornachgiebigkeit kann es sich um eine Nachgiebigkeit (insbesondere Durchbiegung und/oder Schwingung) bei sich ändernden Kräften und insbesondere Bewegungskräften handeln. Dies ist z.B. dann relevant, wenn im Rahmen einer scannenden Objektantastung die Vorschubgeschwindigkeit des Tasters geändert wird.
Gemäß einer Weiterbildung der hierin offenbarten Lösungen ist vorgesehen, dass anhand der wenigstens einen Sensor-Eigenschaft der vorstehend geschilderten Art ein Reduktionsfaktor ermittelt wird, mit dem eine theoretisch mögliche Winkelgeschwindigkeit und/oder Winkelbeschleunigung auf die maximal zulässige Winkelgeschwindigkeit und/oder Winkelbeschleunigung reduziert wird. Bei dem theoretischen Wert kann es sich z.B. um einen aufgrund einer verfügbaren Antriebsleistung theoretisch erzielbaren Wert handeln. Die maximal zulässige Winkelgeschwindigkeit und/oder Winkelbeschleunigung stellt entsprechend eine Begrenzung dieses theoretisch möglichen Wertes dar.
Der Reduktionsfaktor kann vorab in einer Datenbank hinterlegt werden und/oder vom Koordinatenmessgerät aus einer Datenbank (die z.B. auch in einem Online-Server gespeichert werden kann) bedarfsweise ausgelesen werden. Erneut können aber entsprechende Reduktionsfaktoren auch in Informationsträgern eines Sensors hinterlegt bzw. codiert sein.
Je nach z.B. festgestelltem Trägheitsmoment, Masse oder dergleichen kann also ein dazugehöriger Reduktionsfaktor ermittelt, übermittelt und/oder ausgelesen werden und kann das Koordinatenmessgerät anschließend mit einer geeignet begrenzten Geschwindigkeit und/oder Beschleunigung betrieben werden.
In den nachstehenden vier Tabellen sind beispielhaft Reduktionsfaktoren in Abhängigkeit der lediglich beispielhaft gewählten Eigenschaften einer Masse (Gewicht in Gramm), einer Sensorlänge (Länge in Millimeter) sowie einer statischen und dynamischen Sensornachgiebigkeit enthalten. Die dort eingetragenen Werte für Reduktionsfaktoren haben sich als besonders vorteilhaft zum Erzielen einer hohen Messgenauigkeit und Lebensdauer von Drehgelenken bei dennoch möglichst hoher Dynamik erwiesen. Sie werden zum Erhalten zulässiger Werte mit den o.g. theoretisch möglichen Werten multipliziert. Tabelle 1: Reduktionsfaktor Gewicht

Gewicht [g] 100 200 300 400

Reduktionsfaktor R_LS 1 0,9 0,7 0,5

Tabelle 2: Reduktionsfaktor Sensorlänge

Sensorlänge [mm] 50 150 300 450

Reduktionsfaktor R_LS 1 0,8 0,6 0,4

Tabelle 3: Reduktionsfaktor Nachgiebigkeit statisch

Nachgiebigkeit statisch [µm/N] 30 90 150 210

Reduktionsfaktor R_SN-st 1 0,9 0,8 0,7

Tabelle 4: Reduktionsfaktor Nachgiebigkeit dynamisch

Nachgiebigkeit dyn. [µm/(mm/s²)] 10 20 30 40

Reduktionsfaktor R_NS-dy 1 0,7 0,4 0,1
Sind derartige Tabellen oder allgemein ausgewählte Reduktionsfaktoren für bestimmte Eigenschaftswerte hinterlegt, kann auch zwischen den hinterlegten Zuständen bzw. Wertepaaren interpoliert werden. Beispielsweise würde sich bei einem Sensorgewicht von 150 g ein Reduktionsfaktor von 0,95 ergeben. Erneut ist darauf hinzuweisen, dass der Ablageort entsprechender Zusammenhänge und insbesondere Wertetabellen (und/oder Datenbanken) eine Steuereinrichtung des Koordinatenmessgeräts oder des Drehgelenks und/oder eine Bediensoftware sein kann, mit der ein Bediener den Betrieb eines Koordinatenmessgeräts einrichtet, überprüft und/oder steuert.
Wie erwähnt, kann die wenigstens eine Eigenschaft durch Auslesen eines Informationsträgers (insbesondere ID-Chips) des Sensors ermittelt werden. Alternativ käme das optische Erfassen von codierten Markern (z.B. einem Barcode oder einem Strichcode) in Betracht. Auch können Zeichenfolgen optisch erkannt werden oder können elektrische Eigenschaften eines Sensors oder Informationsträgers ausgelesen werden, beispielsweise wenn ein sogenannter RFID-TAG als Informationsträger verwendet wird.
Das Auslesen eines solchen Informationsträgers kann bevorzugt bei oder unmittelbar vor dem Einkoppeln des Sensors in die Sensorschnittstelle erfolgen. Anschließend kann z.B. basierend auf dem vorstehenden Berechnungsweg der Gleichungen (1) bis (4) und den im Informationsträger codierten Eigenschaften bzw. Eigenschaftswerten die zulässige Winkelgeschwindigkeit und/oder Winkelbeschleunigung berechnet werden. Es wäre auch möglich, dass der Informationsträger direkt eine zulässige Winkelgeschwindigkeit und/oder Winkelbeschleunigung benennt. Insbesondere könnte dann auch für ein jedes aus einer Mehrzahl möglicher Drehgelenke durch den Informationsträger ein entsprechender Wert drehgelenksspezifisch vorgegeben bzw. codiert werden. Das Drehgelenk kann z.B. aufgrund seiner geometrischen Abmessungen und insbesondere einer Position der Sensorschnittstelle mit beeinflussen, ob eine Winkelgeschwindigkeit und/oder Winkelbeschleunigung vergleichsweise hoch oder vergleichsweise gering ausfallen darf.
Alternativ ist es möglich, jegliche der vorstehend erläuterten Eigenschaften eines Sensors, allein oder in Kombination, sozusagen messtechnisch zu ermitteln. Insbesondere kann hierfür der Sensor mit dem Koordinatenmessgerät gekoppelt werden und kann dann das Koordinatenmessgerät einen geeigneten Betrieb und insbesondere Messvorgang durchführen, um die gewünschten Eigenschaften des Sensors zu ermitteln. Prinzipiell kann das Koordinatenmessgerät, sofern es über geeignete Sensorik verfügt, dabei auch das Gewicht (also die Masse) des Sensors ermitteln. Es wäre aber auch möglich, dass das Koordinatenmessgerät hierfür den Sensor auf einer im Arbeitsraum positionierten Waage positioniert bzw. anordnet.
Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass eine Messsensorik und insbesondere ein Messkopf des Koordinatenmessgeräts bei Einkoppeln des Sensors das aufgenommene Gewicht (also die Sensormasse) über eine Tarierung bestimmen kann. Insbesondere kann dann eine Gewichtsänderung ermittelt werden und/oder kann ein Differenzgewicht aus einem insgesamt gemessenen Gewicht und bekannten Gewichten weiterer Komponenten, die vom Messkopf getragen werden, gebildet werden (z.B. das Gewicht eines als Sensorschnittstelle dienenden Wechseltellers und/oder das Gewicht des Drehgelenks). Es ist auch möglich, das Sensorgewicht manuell zu ermitteln und dann z.B. über eine Softwareschnittstelle einzutragen. Auch kann der Sensor durch Auswählen hiervon umfasster vorbekannter Komponenten (z.B. Schnittstelle bzw. Wechselteller, Würfel, Verlängerung, Gelenk, Taststift, Antastkugel etc.) sozusagen virtuell zusammengesetzt und kann aus den Gewichten dieser Einzelkomponenten ein Sensorgewicht berechnet werden. Die entsprechenden Komponenten können z.B. als CAD-Komponenten bereitgestellt werden und/oder über digitale Datenblätter definiert sein. Die Datenblätter können zusätzlich oder alternativ Eigenschaften wie eine Geometrie, Nachgiebigkeit, einen Temperaturausdehnungskoeffizienten, ein E-Modul oder dergleichen angeben.
Insbesondere sieht aber eine Ausführungsform der hierin vorgestellten Lösungen vor, die wenigstens eigene Eigenschaft (dann aber mit Ausnahme der Masse) auf Basis eines Einmessvorgangs an einem Kalibriernormal (z.B. einer Einmesskugel) zu ermitteln. In an sich bekannter Weise können mit Einmessvorgängen Abmessungen eines Sensors insbesondere relativ zu einem sogenannten Referenztaster und/oder in einem Koordinatensystem des Koordinatenmessgeräts ermittelt werden. Hierbei kann es sich insbesondere um die Sensorlänge handeln. Da ein solches Vorgehen prinzipiell bekannt ist (z.B. im Rahmen von Kalibriervorgängen oder von Einmessvorgängen beim Benutzer), wird an dieser Stelle nicht näher darauf eingegangen. Der Vollständigkeit halber sei aber angemerkt, dass z.B. eine Einmesskugel mit einem taktilen Messtaster in Schaftrichtung eines Taststiftes dieses Messtasters angetastet werde kann. Da der Ort der Einmesskugel im Messbereich bzw. Arbeitsraum des Koordinatenmessgeräts bekannt ist, aber auch deren Durchmesser, kann dann die Sensorlänge zumindest grob bestimmt werden und kann durch weitere Einmessvorgänge die Bestimmung noch verfeinert werden. Erneut kann die Sensorlänge aber auch manuell ermittelt werden oder aber mittels eines virtuellen Zusammensetzens von vom Sensor umfassten Komponenten. Anhand der auf diese Weise ermittelten z.B. Sensorlänge kann dann auch (sofern die Masse bekannt ist oder ebenfalls ermittelt wird) das Trägheitsmoment berechnet werden.
Auch das Bestimmen einer statischen oder dynamischen Sensornachgiebigkeit an einem Kalibriernormal ist bekannt. Hierfür kann z.B. der Sensor mit dann einer bevorzugt bereits ermittelten Sensorlänge mit vorbestimmten Antastkräften gegen das Kalibriernormal gedrückt werden und kann aufgrund einer dabei auftretenden Positionsänderung auf eine statische Nachgiebigkeit geschlossen werden. Zum Ermitteln einer dynamischen Sensornachgiebigkeit kann in an sich bekannter Weise eine Kugel (als Kalibriernormal) mit verschiedenen Antastgeschwindigkeiten abgefahren werden. Erneut können Daten manuell eingegeben werden oder aus virtuellen Datenblättern oder basierend auf einer virtuellen Auswahl von Sensorkomponenten bestimmt werden.
Diese mechanischen Eigenschaftsermittlungen zeichnen sich vorteilhafterweise dadurch aus, dass die Sensoren nicht zwingend über Informationsträger und insbesondere nicht über Informationsträger verfügen müssen, in denen die für den vorliegenden Zweck spezifisch benötigten Eigenschaften hinterlegt sind. Hierdurch kann der Nachrüstaufwand bei einem Benutzer begrenzt werden, der dann die Sensoren nicht um entsprechende Informationsträger ergänzen muss oder bestehende Informationsträger nicht entsprechend erweitern muss. Sobald eine Eigenschaft auf jegliche hierin geschilderte Weise bestimmt wurde, kann dann z.B. ein dazugehöriger Reduktionsfaktor ausgewählt und sozusagen scharf geschaltet werden.
Wie vorstehend bereits angedeutet, wird bei einer bevorzugten Variante die zulässige Winkelgeschwindigkeit und/oder Winkelbeschleunigung in Abhängigkeit der Sensornachgiebigkeit (insbesondere der statischen oder dynamischen Sensornachgiebigkeit) festgelegt und fällt mit zunehmender Sensornachgiebigkeit bevorzugt geringer aus. Hierdurch kann dem Risiko von unerwünschten Schwingungen (bzw. allgemein einem Nachschwingen) bei einem zu schnellen Verdrehen und somit Anregen des Sensors vorgebeugt werden.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der hierin vorgestellten Lösungen ist vorgesehen, dass eine maximal zulässige Geschwindigkeit und/oder Beschleunigung von wenigstens einer weiteren Bewegungsachse des Koordinatenmessgeräts (insbesondere außerhalb des Drehgelenks und ferner insbesondere eine Linearachse) nach Maßgabe der zulässigen Winkelgeschwindigkeit und/oder Winkelbeschleunigung (des Drehgelenks) festgelegt wird. Auf diese Weise wird zusätzlich sichergestellt, dass dynamische Gegenkräfte (insbesondere Gegenmomente oder allgemeine Trägheitskräfte) aufgrund von Bewegungen des Sensors durch das Koordinatenmessgerät innerhalb zulässiger Spezifikationen liegen.
Allgemein kann vorgesehen sein, dass die zulässige Winkelgeschwindigkeit und/oder Winkelbeschleunigung für einen automatischen Messbetrieb des Koordinatenmessgeräts gelten. Es kann aber zusätzlich oder alternativ auch vorgesehen sein, dass diese für einen manuellen Betrieb gelten bzw. festgelegt werden, bei denen ein Bediener z.B. über einen Steuerknüppel oder eine anderweitige Eingabevorrichtung das Koordinatenmessgerät und insbesondere den Sensor manuell verfährt. Für den automatischen oder manuellen Betrieb können auch unterschiedliche zulässige Werte vorgegeben werden, insbesondere niedrigere für den manuellen Betrieb, da der Bediener eventuell weniger gut vorhersehbare Bewegungsabfolgen vorgibt.
Die Erfindung betrifft auch ein Koordinatenmessgerät, das ein Drehgelenk aufweist, das dazu eingerichtet ist, eine Sensorschnittstelle um wenigstens eine Drehachse zu verdrehen, wobei eine maximal zulässige Winkelgeschwindigkeit und/oder Winkelbeschleunigung, mit der die Sensorschnittstelle um die Drehachse verdrehbar ist, in Abhängigkeit von einem mit der Sensorschnittstelle gekoppelten oder zu koppelnden Sensor festlegbar ist.
Das Koordinatenmessgerät kann sämtliche weiteren Merkmale, Funktionen und Komponenten umfassen, um sämtliche der hierin geschilderten Betriebszustände, Effekte und Wechselwirkungen bereitzustellen. Insbesondere kann das Koordinatenmessverfahren dazu eingerichtet sein, ein Verfahren gemäß jeglichen der hierin geschilderten Aspekte auszuführen. Sämtliche vorstehenden Erläuterungen von und Weiterbildungen zu Verfahrensmerkmalen können bei den gleichlautenden Koordinatenmessgerät-Merkmalen ebenso vorgesehen sein bzw. auf diese zutreffen.
Insbesondere kann das Koordinatenmessgerät eine Steuereinrichtung umfassen, mit der das Drehgelenk in jeglicher hierin geschilderten Weise betreibbar ist und/oder bei der ein Verfahren gemäß jeglichem hierin geschilderten Aspekt ausführbar ist. Bei der Steuereinrichtung kann es sich um eine zentrale Steuereinrichtung und/oder Hauptsteuereinrichtung des Koordinatenmessgeräts handeln oder aber um eine Steuereinrichtung des Drehgelenks.
Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum Begrenzen des beim Verschwenken eines Koordinatenmessgerät-Sensors erzeugten Trägheitsmoments, wobei der Sensor einen ersten Endbereich und einen zweiten Endbereich aufweist, die über einen Verbindungsabschnitt miteinander verbunden sind, wobei der Sensor in (oder auch an oder mit) einem Kopplungsbereich des Verbindungsabschnitts mit einem Drehgelenk des Koordinatenmessgeräts verbunden ist, umfassend:

- Anbringen einer Ausgleichsmasse an einem der Endbereiche, wobei die Ausgleichsmasse derart gewählt ist, dass ein Massenschwerpunkt des Sensors einen maximal zulässigen Abstand zu dem Kopplungsbereich nicht überschreitet.

Die Ausgleichsmasse kann in einem an das Koordinatenmessgerät gekoppelten Zustand oder auch in einem hiervon losgelösten Zustand angebracht werden (beispielsweise bei erstmaliger Herstellung des Sensors). Die beiden Endbereiche können einander gegenüberliegen. Es kann sich um Endbereiche eines schaftartigen und/oder zylindrischen Sensors handeln, wobei der Verbindungsabschnitt dann vorzugsweise langgesteckt ist und die Endbereiche miteinander verbindet. Der Kopplungsbereich kann mit einer Sensorschnittstelle des Koordinatenmessgeräts verbindbar sein, z.B. darin aufnehmbar und/oder hiermit mechanisch koppelbar sein. Insbesondere kann der Kopplungsbereich hierfür eine Ausnehmung und/oder einen Vorsprung umfassen, mit der er in eine korrespondierende Ausnehmung einsetzbar ist oder einen korrespondierenden Vorsprung der Sensorschnittstelle aufnehmen kann.
Die Ausgleichsmasse kann lösbar mit dem entsprechenden Endbereich verbunden sein. Es kann sich aber auch um eine einstückig mit dem Sensor und insbesondere Endbereich verbundene Masse handeln, z.B. in Form eines Durchmesser-vergrößerten Endbereichs und/oder eines gegenüber dem Verbindungsbereich lokal größer dimensionierten Abschnitts. Die Ausgleichsmasse kann von einem bevorzugt am anderen Endbereich angebrachten Antastelement (Kugel) oder optischen Sensor verschieden sein. Sie kann in einem Abstand von beispielhaft wenigstens 5 cm oder mehr zum Kopplungsbereich angeordnet sein.
Durch Vorsehen einer entsprechenden Ausgleichsmasse nahezu bzw. innerhalb eines zulässigen Abstands zum Kopplungsbereich kann der Massenschwerpunkt des Sensors geeignet positioniert werden. Insbesondere kann dieser näher zu dem Kopplungsbereich positioniert werden, als wenn die Ausgleichsmasse nicht vorhanden wäre. Hierdurch wird ein Hebelarm relativ zum Drehgelenk bzw. dessen Drehachse reduziert, sodass erzeugte Gegenmomente aufgrund von Trägheit bei einem Verschwenken des Sensors entsprechend begrenzt werden können. Der maximal zulässige Abstand kann z.B. weniger als 10 cm und vorzugsweise weniger als 5 cm betragen.
Prinzipiell betrifft die Erfindung auch einen Sensor für ein Koordinatenmessgerät, der an ein Drehgelenk des Koordinatenmessgeräts anbringbar ist. Der Sensor kann einen ersten Endbereich und einen zweiten Endbereich aufweisen, die über einen Verbindungsabschnitt miteinander verbunden sind, wobei der Sensor in einem Kopplungsbereich des Verbindungsabschnitts mit einem Drehgelenk eines Koordinatenmessgeräts verbindbar ist. Der Sensor weist vorzugsweise ferner eine Ausgleichsmasse gemäß jeglicher der vorstehend erläuterten Varianten an einem der Endbereiche auf. Die Ausgleichsmasse ist vorzugsweise derart gewählt, dass ein Massenschwerpunkt des Sensors einen maximal zulässigen Abstand zu dem Kopplungsbereich nicht überschreitet.
Allgemein ist darauf hinzuweisen, dass an dem entsprechend anderen Endbereich, an dem die Ausgleichsmasse nicht angeordnet ist, ein optischer Sensor und/oder eine Antastkugel oder ein anderer Antastkörper (z.B. eine Scheibe) angebracht sein kann. Der Kopplungsbereich ist vorzugsweise allgemein zwischen dem ersten und zweiten Endbereich positioniert. Um die Dimensionen des Sensors zu begrenzen, fällt der Abstand desjenigen Endbereichs, der die Ausgleichsmasse aufweist, zum Kopplungsbereich vorzugsweise geringer aus als derjenige Abstand zum entsprechenden anderen Endbereich, der den optischen Sensor und/oder Antastkörper umfasst.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand der beigefügten schematischen Figuren erläutert.

1 zeigt ein schematisch vereinfacht abgebildetes Koordinatenmessgerät mit einer daran angeordneten Pinole samt Drehgelenk und Sensor,
2a - 2c zeigen jeweils verschiedenartige Sensortypen, die an dem Koordinatenmessgerät aus 1 anbringbar sind,
3 zeigt das Verschwenken eines Sensors mit dem Koordinatenmessgerät aus 1,
4 zeigt ein weiteres erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel, bei dem der Sensor eine Ausgleichsmasse umfasst.

In 1 ist die Achskonfiguration eines Koordinatenmessgeräts 10 gemäß einer bekannten Bauart schematisch angedeutet. Gezeigt sind eine x-, y- und z-Achse, die jeweils als Linearachsen ausgebildet sind. Die x-Achse steht dabei auf einem nicht gesondert dargestellten Messtisch und kann die vertikal abgebildete z-Achse verfahren.
Die z-Achse trägt die y-Achse, die in 1 horizontal verläuft und eine Pinole 1 in horizontaler Richtung relativ zu den weiteren Achsen verschieben kann (in 1 von links nach rechts). Lediglich beispielhaft sind die x-Achse und die z-Achse als Paar von entsprechenden Linearachsen realisiert. Die Bauart dieses Koordinatenmessgeräts 10 ist prinzipiell bekannt und wird daher im Folgenden nicht näher erläutert.
An der Pinole 1 ist ein optionaler Adapter 2 angebracht, an dem ein an sich bekannter Messkopf 3 positioniert ist (z.B. ein Messkopf der Baureihe VAST der Anmelderin). Dieser umfasst eine Sensorik zum Erzeugen von Messsignalen für die Koordinatenermittlung bei taktilen Sensoren (auch als Messtaster bezeichnet). Bei einem optischen Sensor kann der Messkopf 3 entfallen.
Weiter gezeigt ist ein sogenannter Wechselteller 4, der prinzipiell ebenfalls optional ist und der zum flexiblen Verbinden mit z.B. verschiedenartigen Drehgelenken 5 vorgesehen ist. Das Drehgelenk 5 ist im gezeigten Fall als Drehschwenkgelenk ausgebildet. Es weist eine Sensorschnittstelle 6 auf, an der ein Messtaster 7 angeordnet und mechanisch hiermit verbunden ist. Die Drehachsen D1, D2 des Drehgelenks 5 sind schematisch angedeutet und stehen orthogonal zueinander. Erfindungsgemäß kann auch lediglich eine der Drehachsen D1, D2 vorgesehen sein. Die Drehachse D1 steht orthogonal auf der Blattebene.
Im gezeigten Beispiel ist der Sensor 7 ein taktiler Messtaster. Er umfasst einen ersten oberen Endbereich, der mit der Schnittstelle 6 verbunden ist, und einen zweiten gegenüberliegenden Endbereich, an dem ein Antastelement in Form einer Antastkugel 10 vorgesehen ist. Alternativ könnte auch ein sogenannter Scheibentaster bzw. ein scheibenförmiges Antastelement dort angebracht sein.
Der Taster 7 ist schaftartig bzw. stiftförmig ausgebildet und/oder bildet ein zylindrisches Bauteil. Angedeutet ist auch, dass der Taster 7 eine Verlängerung 8 aufweisen kann, an der ein eigentlicher Taststift, der mit der Kugel 10 verbunden ist, angeordnet werden kann. Derartige Konfigurationen sind im Stand der Technik bekannt.
Ebenso ist es bekannt, dass verschiedenartige Taster 7 mit der Sensorschnittstelle 6 verbindbar sind. In den 2a - 2c sind Beispiele unterschiedlicher Sensoren 7 gezeigt. Diese weisen unterschiedlich dimensionierte Verlängerungen 8, Taststifte 9 und Antastkugeln 10 auf. Im Ergebnis zeichnet sich der Sensor 7 aus 2b durch eine deutlich größere Länge L2 entlang dessen nicht gesondert eingezeichneter Längsachse aus als der Sensor 2a, der eine geringere Länge L1 aufweist.
In 2c ist als ein noch weiteres Beispiel ein Mehrfachtaster 7 gezeigt, an dem mehrere Taststifte 9 an einer gemeinsamen Verlängerung 8 über ein Verbindungsstück 11 angebracht sind, sodass auch eine Mehrzahl von Tastkugeln 10 vorhanden ist.
Jegliche der Taster 7 aus den 2a - 2c sind im Stand der Technik geläufig und für verschiedene Messaufgaben einsetzbar. Je nach der sich stellenden Messaufgabe wird ein bevorzugter Messtaster 7 über die Schnittstelle 6 mit dem Koordinatenmessgerät 10 verbunden, d.h. in das Koordinatenmessgerät 10 eingewechselt bzw. mit diesem gekoppelt. Es versteht sich aber, dass aufgrund der unterschiedlichen Abmessungen, Materialien, Gewichtsverteilungen etc. entsprechend unterschiedliche dynamische Gegenkräfte bei einem Verschwenken eines Sensortyps aus den 2a - 2c erzeugt werden und auf das Drehgelenk 5 und beispielsweise auch mittelbar auf den Messkopf 3 einwirken.
Insbesondere zeichnen sich die Sensoren der 2a - 2c durch jeweils unterschiedliche Massenschwerpunkte 12 aus. Dieser ist beispielhaft in 3 für einen Sensor 7 gezeigt, der analog zu den Sensoren 7 aus 1 bzw. 2a - 2b ausgebildet ist. In diesem Fall sind lediglich die am Messkopf angeordneten Komponenten aus 1 dargestellt, einschließlich des Messkopfes 3 selbst. Angedeutet ist auch eine Verschwenkung des Messtasters 7 in eine strichlierte Position um die senkrecht auf der Blattebene stehende Drehachse D1.
Man erkennt einen Ortsvektor rs zwischen dem Massenschwerpunkt 12 des Tasters 7 und dem Drehgelenk 5 bzw. der Drehachse D1. Möglichkeiten zum Ermitteln dieses Vektors rs wurden vorstehend im allgemeinen Beschreibungsteil unter Rückgriff auf die dortige Gleichung 3 diskutiert. Bildlich gesprochen können die Positionen jeglicher Komponenten (z.B. Verlängerung 8, Taststift 9, Antastkugel 10) sowie dazugehörigen Massen dieser Komponenten relativ zum Drehgelenk 5 bzw. der Drehachse D1 bestimmt und gemittelt werden, um zu dem Ortsvektor r_S und den Koordinaten des Massenschwerpunkts 12 zu gelangen. Der Ortsvektor r_S bildet einen Hebelarm des Massenschwerpunkts 12 um das Drehgelenk 5.
Gemäß den vorstehend diskutierten weiteren Gleichungen 1, 2 und 4 kann dann ein Trägheitsmoment des Sensors 7 sowie eine winkelgeschwindigkeitsabhängige Rotationsenergie E_rot ermittelt werden. Die Winkelgeschwindigkeit ist in 3 mit ωB bezeichnet. Lediglich beispielhaft ist auch die weitere mögliche Winkelgeschwindigkeit ωA um die zweite Drehachse D2 eingetragen.
Man erkennt also, dass die Massenträgheit bzw. ein erzeugtes Gegenmoment bei der Verschwenkung um die D1-Achse aufgrund der Trägheit des Sensors 7 von dessen spezifischer Massenmittelpunktsposition 12 abhängt, d.h. allgemein sensorspezifisch ist.
Erfindungsgemäß wird deshalb je Sensor 7 in der vorstehend erläuterten Weise individuell eine maximal zulässige Winkelgeschwindigkeit bestimmt sowie zusätzlich oder alternativ eine maximal zulässige Winkelbeschleunigung.
Nicht gesondert in den Figuren gezeigt ist das Merkmal eines Informationsträgers, mit dem Eigenschaften des Sensors 7 und insbesondere die zum Ermitteln des Ortsvektors r_'S aus 3 benötigten Informationen (z.B. Abmessungen und/oder Masse bzw. Dichte der Komponenten 8, 9, 10) ausgelesen werden können. Hierfür kann auf im Stand der Technik bereits vorhandene ID-Chips von Sensoren 7 zurückgegriffen werden, die dann um die erfindungsgemäß zusätzlich vorgesehenen Informationen ergänzt werden können.
Ebenfalls nicht gesondert gezeigt sind die im allgemeinen Beschreibungsteil erläuterten Möglichkeiten zum zusätzlich oder alternativ durchgeführten messtechnischen Ermitteln dieser Informationen bzw. Eigenschaften z.B. an einem Kalibriernormal oder Einmessnormal.
In 4 ist abschließend eine weitere Ausführungsform gezeigt, wobei die Darstellung auf derjenigen von 3 aufbaut. In diesem Fall ist der Sensor 7 jedoch andersartig aufgebaut. Er umfasst wiederum an seinem einen Endbereich 106 eine Antastkugel 10. Dazwischen liegt ein langgestreckter Verbindungsabschnitt 100, umfassend den Taststift 9 sowie die Verlängerung 8. Die Verlängerung 8 endet jedoch nicht an der Schnittstelle 6 zum Drehgelenk 5. Stattdessen erstreckt sie sich geradlinig darüber hinaus zu einer Ausgleichsmasse 16. Zwischen der Ausgleichsmasse 16 (bzw. dem dortigen Endbereich 108 des Tasters 7) und der Antastkugel 10 befindet sich ein Kopplungsabschnitt 102, der z.B. eine Ausnehmung und/oder einen Vorsprung zum Verbinden mit einer entsprechenden Gegenstruktur innerhalb der Schnittstelle 6 aufweisen kann. Anders ausgedrückt ist der Kopplungsbereich 102 also zwischen der Ausgleichsmasse 16 und der Antastkugel 10 bzw. den dazugehörigen Endbereichen 106, 108 positioniert, sodass die Ausgleichsmasse 16 und Antastkugel 10 (bzw. dazugehörigen Endbereiche 106, 108) beidseits des Kopplungsbereichs 102 angeordnet, aber durch den geradlinigen Verbindungsabschnitt 100 miteinander verbunden sind.
Gezeigt ist zunächst, dass ohne die Ausgleichsmasse 16 eine Position des Massenmittelpunkts 12 deutlich von der Schnittstelle 6 bzw. dem Kopplungsbereich 102 beabstandet wäre (nämlich um die Länge des eingetragenen Vektors rs). Bei einem Verschwenken um die Drehachse D1 würde dies zu erheblichen Gegenmomenten führen.
Durch Vorsehen der Ausgleichsmasse kann jedoch (wie wiederum anhand der vorstehenden Gleichungen (1) - (4) nachvollziehbar) die Position des Massenmittelpunkts 12 geändert werden. Insbesondere kann diese in der Nähe zu und vorzugsweise im Bereich bzw. überlappend mit dem Kopplungsbereich 102 positioniert werden. Dies führt zu einem sehr geringen Abstand des Massenmittelpunkts 12 zum Rotationszentrum, also einem entsprechend geringen Wert des Vektors rs. Wie insbesondere anhand der vorstehenden Gleichung (2) ersichtlich, verringert sich dann das Trägheitsmoment I des Sensors 7 entsprechend und die Rotationsenergie E_rot fällt dann auch bei hohen Geschwindigkeiten vergleichsweise gering aus.
Die von den Endbereichen 106, 108 des Sensors 7 erzeugten Trägheitsmomente gleichen sich dann sozusagen im Wesentlichen aus.
Darauf hinzuweisen ist, dass die Ausgleichsmasse 16 optional auch mit einem eindeutigen ID-Chip oder anderweitigen Informationsträgern versehen werden kann.

Claims

Verfahren zum Betreiben eines Koordinatenmessgeräts (10), wobei das Koordinatenmessgerät (10) ein Drehgelenk (5) aufweist, das dazu eingerichtet ist, eine Sensorschnittstelle (6) um wenigstens eine Drehachse (D1, D2) zu verdrehen, wobei das Verfahren umfasst: - Festlegen einer maximal zulässigen Winkelgeschwindigkeit (ωA, ωB) und/oder Winkelbeschleunigung, mit der die Sensorschnittstelle (6) um die Drehachse (D1, D2) verdrehbar ist, in Abhängigkeit von einem mit der Sensorschnittstelle (6) gekoppelten oder zu koppelnden Sensor (7).
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die zulässige Winkelgeschwindigkeit (ωA, ωB) und/oder Winkelbeschleunigung in Abhängigkeit von wenigstens einer der folgenden Eigenschaften des Sensors (7) festgelegt wird: - einem Trägheitsmoment (I); - einem Massenmittelpunkt (12); - einer Masse (m); - wenigstens einer Abmessung, insbesondere einer Sensorlänge (L1, L2); - einer Sensornachgiebigkeit.
Verfahren nach Anspruch 2, wobei anhand der wenigstens einen Eigenschaft eine geschwindigkeits- und/oder beschleunigungsabhängige Rotationsenergie (E_rot) des Sensors (7) ermittelt wird und die zulässige Winkelgeschwindigkeit (ωA, ωB) und/oder Winkelbeschleunigung derart festgelegt wird, dass die Rotationsenergie (E_rot) einen zulässigen Grenzwert nicht überschreitet.
Verfahren nach Anspruch 2, wobei anhand der wenigstens eine Eigenschaft ein Reduktionsfaktor (R) ermittelt wird, mit dem eine theoretisch mögliche Winkelgeschwindigkeit (ωA, ωB) und/oder Winkelbeschleunigung auf die maximal zulässige Winkelgeschwindigkeit (ωA, ωB) und/oder Winkelbeschleunigung reduziert wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 4, wobei die wenigstens eine Eigenschaft durch Auslesen eines Informationsträgers des Sensors (7) ermittelt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 5, wobei die wenigstens eine Eigenschaft, mit Ausnahme der Masse (m), auf Basis eines Einmessvorgangs an einem Kalibriernormal ermittelt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 6, wobei die zulässige Winkelgeschwindigkeit (ωA, ωB) und/oder Winkelbeschleunigung in Abhängigkeit der Sensornachgiebigkeit festgelegt wird und mit zunehmender Sensornachgiebigkeit geringer ausfällt.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei eine maximal zulässige Geschwindigkeit und/oder Beschleunigung von wenigstens einer weiteren Bewegungsachse (X, Y, Z) des Koordinatenmessgeräts (10) nach Maßgabe der zulässigen Winkelgeschwindigkeit (ωA, ωB) und/oder Winkelbeschleunigung festgelegt wird.
Koordinatenmessgerät (10), das ein Drehgelenk (5) aufweist, das dazu eingerichtet ist, eine Sensorschnittstelle (6) um wenigstens eine Drehachse zu verdrehen, wobei eine maximal zulässige Winkelgeschwindigkeit (ωA, ωB) und/oder Winkelbeschleunigung, mit der die Sensorschnittstelle um die Drehachse (D1, D2) verdrehbar ist, in Abhängigkeit von einem mit der Sensorschnittstelle (6) gekoppelten oder zu koppelnden Sensor (7) festlegbar ist.
Verfahren zum Begrenzen des beim Verschwenken eines Koordinatenmessgerät-Sensors (7) erzeugten Trägheitsmoments, wobei der Sensor (7) einen ersten Endbereich (106) und einen zweiten Endbereich (108) aufweist, die über einen Verbindungsabschnitt (120) miteinander verbunden sind, wobei der Sensor (7) in einem Kopplungsbereich (102) des Verbindungsabschnitts (120) mit einem Drehgelenk (5) des Koordinatenmessgeräts (10) verbunden ist, umfassend: - Anordnen einer Ausgleichsmasse (16) an einem der Endbereiche (108), wobei die Ausgleichsmasse (16) derart gewählt ist, dass ein Massenschwerpunkt (12) des Sensors (7) einen maximal zulässigen Abstand (rs) zu dem Kopplungsbereich (102) nicht überschreitet.