ES2205809T3 - Procedimiento y dispositivo para la medicion de estructuras de un objeto. - Google Patents
Procedimiento y dispositivo para la medicion de estructuras de un objeto.Info
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Abstract
Procedimiento para la medición de estructuras de un objeto por medio de un elemento de exploración (10) que está asociado a un aparato de medición de coordenadas y que parte desde un árbol elástico flexible (12), donde el elemento de exploración se pone en contacto con el objeto y a continuación se determina directa o indirectamente su posición con un sensor óptico a través de al menos una marca de destino asociada al elemento de exploración, caracterizado porque el árbol (12) se extiende, con la excepción de una longitud de flexión (16) libre, que comprende el elemento de exploración (10) y/o la marca de destino, dentro de una guía (30) rígida o esencialmente rígida y porque la fuerza de exploración que se produce entre el elemento de exploración y el objeto en contacto con éste, se ajusta a un valor adaptado a las particularidades del objeto a través de la previsión de la longitud de flexión (16).
Description
Procedimiento y disposición para la medición de
estructuras de un objeto.
La invención se refiere a un procedimiento y una
disposición para la medición de estructuras de un objeto por medio
de un elemento de exploración que está asociado a un aparato de
medición de coordenadas y que parte desde un árbol elástico
flexible, donde el elemento de exploración se pone en contacto con
el objeto y a continuación se determina directa o indirectamente su
posición con un sensor óptico a través de al menos una marca de
destino asociada al elemento de exploración.
Ya se conoce (DE 297 10 242 U1) una disposición
del tipo descrito al principio. En esta disposición conocida, se
mide la topografía de la superficie de un objeto con un sistema de
fotogrametría y con el elemento de exploración. El elemento de
exploración, por ejemplo una bola, está dispuesto en el extremo de
un árbol elástico. En el árbol pueden estar aplicadas marcas de
destino, cuyas posiciones con respecto a un sistema de referencia
de exploración son detectadas por el sistema de fotogrametría. La
posición del elemento de exploración se determina, por ejemplo, a
partir de las posiciones de las marcas de destino.
Se conoce también un sistema de medición para la
detección de la topografía de la superficie de objetos con un
sensor del valor de medición, que está constituido por un lápiz d
exploración y una fuente de luz de forma definida en su extremo. La
fuente de luz es guiada a lo largo del contorno a registrar. En
este procedimiento, un receptor óptico detecta la posición
respectiva de la fuente de luz, que forma un foco de luz o punto
luminoso, en un sistema de coordenadas cartesiano tridimensional. Un
ordenador evalúa los resultados de la medición. La fuente de luz
tiene, como prolongación del lápiz de exploración, por ejemplo, la
forma de una fibra de vidrio engastada concéntricamente (DE 40 02
043 C2).
Se conoce, además, un sistema de exploración para
la medición de estructuras pequeñas, que se basa en un cuarzo
oscilante, que excita una fibra de vidrio con elemento de
exploración. Al entrar en contacto con la superficie de la pieza de
trabajo, se evalúa la atenuación del sistema. Esta técnica
posibilita, en efecto, fuerzas de exploración pequeñas, pero adolece
de una inexactitud relativamente grande (error de medición
5 \mum).
5 \mum).
Por último, se conoce determinar por medio de un
microscopio la posición de un elemento de exploración para la
medición de estructuras, donde, condicionado por los aparatos, hay
que trabajar en el procedimiento al trasluz, de manera que solamente
se pueden medir taladros u otras aberturas que atraviesan las
estructuras.
La presente invención se basa en el problema de
desarrollar un procedimiento y un dispositivo para la medición de
la topografía de la superficie de objetos, con los que se pueden
determinar estructuras y objetos discrecionales con diferentes
durezas de la superficie con una exactitud alta de la medición.
El problema se soluciona en un procedimiento para
la medición de estructuras de un objeto por medio de un elemento de
exploración que está asociado a un aparato de medición de
coordenadas y que parte desde un árbol elástico flexible, que se
pone en contacto con el objeto y a continuación se determina
directa o indirectamente su posición con un sensor óptico a través
de al menos una marca de destino asociada al elemento de
exploración, con las características de la reivindicación 1.
La fuerza de exploración se puede ajustar a
través del desplazamiento del árbol dentro de la guía.
La fuerza de exploración tiene en muchos objetos
una influencia esencial sobre los resultados de la medición. Con el
procedimiento según la invención es posible adaptar la fuerza de
exploración como parámetro de la medición a las particularidades del
objeto como la topografía de la superficie y la dureza de la
superficie.
En una forma de realización preferida, se
determina la fuerza de exploración del elemento de exploración
según la ecuación siguiente:
F = \frac{3 \cdot E \cdot f
\cdot
l}{I^{3}}
en la que con F se designa la fuerza de
exploración, con E el módulo de elasticidad del árbol (12), con l
la longitud de flexión activa libre del árbol entre una guía rígida
y el elemento de exploración, con I el par de la superficie axial
del árbol y con f la desviación del elemento de exploración fuera
de su posición de reposo. El módulo de elasticidad, el par de la
superficie axial o par de inercia y la longitud están
predeterminados a través de las propiedades constructivas o bien del
material del dispositivo y se pueden agrupar en una constante. De
esta manera, la fuerza de exploración es proporcional a la
desviación y se puede determinar rápidamente y sin operaciones y
tiempos de cálculo
costosos.
Dado el caso, el árbol se puede desplazar dentro
de la guía para modificar la longitud de flexión efectiva.
Independientemente de ello, a través del alojamiento rígido del
árbol está siempre asegurado de una manera reproducible que el
árbol presenta una longitud de flexión definida.
En una forma de realización conveniente, la
fuerza de exploración es ajustada como variable de regulación en un
circuito de regulación a un valor predeterminable, constante o casi
constante, donde el soporte de fijación puede ser movido por al
menos un accionamiento motor como miembro de ajuste. La fuerza de
exploración se puede mantener en esta forma de realización en un
valor predeterminado durante toda la medición de una estructura.
Para la medición de la topografía de la superficie es a veces
favorable que el soporte de fijación se pueda mover con el árbol
elástico que parte desde el mismo a través de accionamientos en
cinco grados de libertad. A tal fin son adecuados circuitos de
regulación numéricos. El soporte de fijación está conectado
especialmente con el mecanismo de ajuste para el sistema óptico
para formar una unidad, que se puede desplazar a motor en cinco
grados de libertad.
Además, es ventajoso que la desviación del
elemento de exploración sea medida por medio de un sensor óptico,
que detecta la diferencia entre la posición del elemento de
exploración en su posición de reposo y la posición del elemento de
exploración al entrar en contacto con la superficie del objeto. El
sensor, que es el mismo que para la medición de la estructura, se
mueve en este caso de una manera más conveniente junto con el
soporte de fijación.
La posición del elemento de exploración y/o de la
al menos una marca de destino se determinan ópticamente por medio
de radiación reflexiva y/o por radiación que proyecta una sombra
sobre el elemento o la marca y/o por radiación que se refleja desde
el elemento de exploración y desde la marca de destino,
respectivamente. De manera más conveniente, la prolongación del
dispositivo de exploración o bien el árbol están configurados como
conductores de luz o comprenden un conductor de luz de este tipo,
para alimentar a través de éste la necesaria al elemento de
exploración o bien a la marca de destino.
También existe la posibilidad de que el elemento
de exploración y/o la marca de destino estén configurados como
elemento electrónico autoluminoso, tal como LED, o comprendan un
elemento de este tipo.
En particular, la invención se caracteriza
también por una disposición para la medición de estructuras de un
objeto por medio de un elemento de exploración que está asociado a
un aparato de medición de coordenadas y que parte desde un árbol
elástico flexible, que se puede poner en contacto con el objeto y
cuya posición se puede determinar a continuación directa o
indirectamente con un sensor óptico a través de al menos una marca
de destino asociada al elemento de exploración, donde la
disposición se caracteriza porque el árbol se extiende, con la
excepción de una longitud de flexión libre, que presenta el
elemento de exploración y/o la marca de destino, dentro de una guía
rígida o esencialmente rígida. De esta manera, definida a través de
la longitud de flexión efectiva, se predetermina la fuerza de
exploración, con lo que la disposición se puede adaptar a las
particularidades de las propiedades de la superficie del objeto a
medir.
En particular, la disposición se caracteriza
porque está previsto un sensor para la medición de la desviación
del elemento de exploración y/o de la marca de destino a partir de
una posición de reposo, porque el árbol se extiende, con la
excepción de una longitud de flexión libre, que comprende el
elemento de exploración y/o la marca de destino, dentro de una guía
rígida o esencialmente rígida y porque la guía se puede mover junto
con el árbol con al menos un accionamiento motor con respecto a la
superficie del objeto y porque se puede determinar la fuerza de
exploración con una instalación de evaluación a partir de la
desviación del elemento de exploración y/o de la marca de destino
desde la posición de reposo. Con este dispositivo se puede adaptar
la fuerza de exploración del elemento de exploración a las
particularidades de las propiedades de la superficie del objeto. Por
ejemplo, la fuerza de exploración se puede adaptar a las
propiedades de dureza de tal forma que se consigue una exactitud de
medición lo más alta posible. En este caso, existe la posibilidad
de que el árbol esté dispuesto de forma desplazable dentro de la
guía.
En particular, la disposición determina la fuerza
de exploración a partir del valor de medición de la desviación del
elemento de exploración según la siguiente ecuación:
F = \frac{3 \cdot E \cdot f
\cdot
l}{I^{3}}
en la que con F se designa la fuerza de
exploración, con f la desviación, con l la longitud del árbol en su
longitud de flexión efectiva, con E el módulo de elasticidad del
árbol y con I el par de la superficie axial del árbol. Puesto que
en esta ecuación, excepto la desviación f y la fuerza de
exploración, todas las magnitudes son constantes, se puede calibrar
la desviación teniendo en cuenta las constantes en la unidad de la
fuerza de
exploración.
En una forma de realización conveniente, está
previsto un sistema óptico para la detección de la desviación del
elemento de exploración o de la marca de destino a partir de la
posición de reposo y se puede mover al menos con el elemento de
exploración y el árbol como unidad. Con el sistema, con el que se
determina especialmente también la topografía de la superficie, se
puede determinar la posición de reposo del elemento de exploración
o bien de la al menos una marca de destino o varias marcas de
destino, cuando no tiene lugar ningún contacto con un objeto. La
posición geométrica correspondiente del elemento de exploración o
de la al menos una marca de destino se puede memorizar y se puede
adaptar de una manera correspondiente en el caso de modificación de
la posición del sistema. Al entrar en contacto el elemento de
exploración con la superficie del objeto, se detecta la diferencia
entre la posición de reposo y la posición durante el contacto, por
ejemplo a partir de la posición del elemento de exploración y la
posición de reposo asociada. El sistema óptico para la detección de
la desviación del sistema de exploración o de la marca de destino
está dispuesto especialmente como transmisor del valor real en un
circuito de regulación, cuya variable de regulación es la fuerza de
exploración y que presenta como miembro de ajuste al menos un
accionamiento motor para el movimiento de la unidad que contiene el
elemento de exploración, el árbol y el sensor. El elemento de
exploración puede estar colocado en el árbol a través de encolado,
soldadura u otros tipos de unión adecuados. El elemento de
exploración y/o la marca de destino pueden ser también una sección
de la prolongación de exploración propiamente dicha.
El árbol propiamente dicho puede estar
configurado en el lado extremo como palpador o puede comprender un
palpador de este tipo. En particular, el elemento de exploración
y/o la marca de destino pueden estar conectados de forma
substituible con la prolongación de exploración como árbol.
Para poder determinas estructuras casi
discrecionales, está previsto, por otro lado, que el elemento de
exploración con el árbol y el sistema óptico sea regulable por un
soporte de fijación que se puede ajustar en cinco grados de
libertad. El soporte de fijación propiamente dicho puede formar de
nuevo con el sensor una unidad o bien puede estar conectado con el
sensor. Con preferencia, el elemento de exploración y el árbol son
un conductor de luz, donde se puede alimentar luz al elemento de
exploración a través del conductor de luz. En este caso, se ilumina
el elemento de exploración, que es detectado como foco de luz o
punto de luz por el sistema óptico. El elemento de exploración y/o
la al menos una marca de destino pueden estar configurados también
como elementos de reflexión de luz. Pero existe también la
posibilidad de configurar el elemento de exploración y/o la marca de
destino como elemento autoluminoso, tal como LED.
El sistema óptico, que se utiliza para la
determinación de la desviación del elemento de exploración a partir
de su posición de reposo y para la medición de la estructura, es
especialmente una cámara electrónica. La medición de la desviación
se realiza especialmente también con un sistema de enfoque, como se
conoce ya en la técnica de medición óptica de coordenadas durante el
enfoque sobre la superficie de la pieza de trabajo. En este caso,
la función de contraste de la imagen es evaluada en la
cámara
electrónica.
electrónica.
Para la determinación de la estructura de los
objetos se utiliza la medición directa de la posición del elemento
de exploración. En principio, para esta medición directa se
contemplan muchos principios físicos diferentes. Puesto que la
medición de la desviación del elemento de exploración debe
realizarse muy exactamente en una región de medición grande en el
espacio, por ejemplo para posibilitar procesos de escaneo continuo,
y para registrar una sobrecarrera grande durante la exploración de
objetos (por ejemplo, por razones de seguridad, pero también para
reducir el gasto para una determinación exacta de la posición, se
puede emplear también un procedimiento fotogramétrico. Se podrían
utilizar dos sistemas de cámaras con ejes inclinados entre sí. Se
pueden emplear esencialmente las técnicas de evaluación conocidas a
partir de la fotogrametría industrial.
Con dos cámaras "intermitentes" inclinadas,
por ejemplo, con respecto a la dirección longitudinal del elemento
de exploración o bien con respecto a los extremos dirigidos hacia
éste de una prolongación de palpador, tal como árbol, se pueden
solucionar todos los cometidos de medición, en los que el elemento
de exploración no "desaparece" detrás de recesos. La
utilización de un número redundante de cámaras (por ejemplo, tres)
posibilita también medir en objetos con contornos empinados. En el
caso de medición en taladros pequeños, se puede utilizar una cámara
que está dispuesta de tal forma que "mira" en la dirección
longitudinal del elemento de exploración o bien de la prolongación
del palpador sobre el elemento de exploración. En principio, en las
mediciones bidimensionales (es decir, por ejemplo, en mediciones en
taladros) es suficiente una única cámara, que está alineada sobre la
dirección longitudinal de la prolongación del palpador que retiene
el elemento de exploración.
También es posible según la invención colocar
sobre el árbol, configurado como guía de ondas de fibra óptica,
otras bolas iluminadas u otras marcas de destino, detecta la
posición de estas marcas de destino especialmente
fotogramétricamente y calcular de una manera correspondiente la
desviación del elemento de exploración. Las bolas representan en
este caso marcas de destino claras, comparativamente ideales, que
no existen, por lo demás, sobre la fibra. Se consigue un buen
acoplamiento de la luz en las bolas a través de la interferencia de
las propiedades de los conductores de luz, por ejemplo acoplando
las bolas perforadas de dispersión del volumen sobre el árbol, es
decir, la prolongación del palpador, y encolándolas con éste. Las
bolas de dispersión del volumen pueden estar adheridas también
lateralmente en el árbol, siendo posible también un acoplamiento de
la luz en el supuesto de que el árbol conduzca luz hasta su
superficie, por lo tanto no presente una envolvente en el punto de
adhesión. Se consigue una exactitud especialmente alta cuando la
posición del elemento de exploración es detectada (calibrada)
experimentalmente como función de la posición de la fibra y de la
curvatura de la fibra (zonas de la fibra a distancia íntima del
elemento de exploración). También aquí de nuevo es posible la
medición de marcas de destino colocadas a lo largo de la fibra en
lugar de la medición de la fibra propiamente dicha.
Otros detalles, ventajas y características de la
invención se deducen no sólo de las reivindicaciones, de las
características que se deducen de éstas !0L!por sí y/o en
combinación-, sino también a partir de la descripción siguiente de
ejemplos de realización preferidos que se deducen del dibujo.
En el dibujo se representa de forma esquemática
una disposición para la detección de la topografía de la superficie
o bien de la estructura de la superficie o bien de la geometría de
objetos.
La disposición contiene un elemento de
exploración 10, especialmente una bola transparente a la luz. El
elemento de exploración 10 está conectado con un árbol 12, un
conductor de luz, en forma de guía de ondas de fibra óptica. El
árbol 12 está guiado en una funda rígida 14 o casquillo con una
primera sección no representada en detalle. El casquillo 14 fija la
posición de esta sección. Una segunda sección 16 del árbol elástico
flexible 12 se proyecta más allá del casquillo 14 y lleva en su
extremo el elemento de exploración 10. A través de la posición de
la sección 16 se determina la longitud de flexión efectiva del
árbol 12. En este caso, a través del desplazamiento del árbol dentro
del casquillo 14 se puede modificar de una manera selectiva la
longitud de flexión. Evidentemente, la longitud de la sección 16 se
puede predeterminar, por ejemplo a través de la técnica de medición
o condicionada por el aparato, de manera que un es necesaria una
regulación.
El casquillo 14 está fijado en su extremo alejado
de la sección 16 en un soporte 18, que está conectado con una
carcasa 20. En la carcasa 20 se encuentra, delante del extremo no
representado del árbol 18, una óptica 22, con la que la luz emitida
por una fuente de luz 24 es alimentada al árbol 12. Con la carcasa
120 está conectada una unidad 26, que contiene un sistema óptico no
representado en detalle para la medición de la posición del
elemento de exploración 10. Para la detección de la posición del
elemento de exploración 10 se puede utilizar una instalación que es
conocida en sí y se emplea también para la medición de la
estructura. La posición del elemento de exploración 10 se puede
fijar con un sensor, por ejemplo, con un sistema electrónico de
procesamiento de imágenes, tal como una cámara electrónica. También
se puede detectar la posición del elemento de exploración 10 durante
su contacto con el objeto de medición a través de la evaluación de
una función de contraste de la imagen por medio de una cámara
electrónica. Otra posibilidad consiste en determinar la posición del
elemento de exploración 10 en contacto con el objeto de medición a
partir de la modificación del tamaño de la imagen al menos de una
marca de destino, que está dispuesta en el árbol 12. La modificación
del tamaño resulta a partir de la relación óptica de los rayos
entre la distancia del objeto y el aumento.
La posición del elemento de exploración 10 se
puede determinar también a partir de la modificación aparente el
tamaño de la marca de destino, que se produce a partir de la pérdida
de contraste debido a desenfoque. En este caso se determina la
posición durante el contacto del elemento de exploración y del
objeto en comparación con el eje óptico 28 del sistema de
procesamiento de imágenes o bien de la cámara electrónica o de
manera alternativa con un sistema de fotogrametría.
Durante el contacto entre el elemento de
exploración 10 y el objeto actúa entre ambos una fuerza que tiene
una influencia sobre los resultados de la medición. Para conseguir
una medición exacta se adapta esta fuerza de exploración a las
particularidades del objeto, por ejemplo a la dureza de la
superficie, a la rugosidad de la superficie, etc. A tal fin, se mide
en primer lugar la fuerza de exploración. La medición de la fuerza
de exploración se realiza a través de la detección de la desviación
o bien de la flexión de la sección 16 del árbol 12. La magnitud de
la desviación se determina a través de la diferencia entre la
posición del elemento de exploración 10 en la posición de reposo,
que se representa en el dibujo, y la posición durante el contacto
entre el elemento de exploración y el objeto. En este caso, se
utiliza la idea de la invención en el sentido de que el árbol 12
solamente es flexible sobre una longitud definida, a saber, la
sección 16, que sobresale sobre el casquillo 14.
La fuerza de exploración se determina en este
caso según la siguiente ecuación:
F = \frac{3 \cdot E \cdot f
\cdot
l}{I^{3}}
Con l = longitud de la sección 16, es decir, de
la fibra libre, f = flexión (desviación del elemento de exploración
10 desde la posición de reposo), E = módulo de elasticidad del árbol
12 o bien de la sección 16 e I = par de la superficie axial del
árbol 12 o bien de la sección 16.
La posición de reposo del elemento de exploración
10 se mide con el sistema óptico de la unidad 26. La sección 16 y
una parte 30 de la funda rígida 14 se extienden a lo largo del eje
óptico 28. La funda 14 está acodada o bien doblada. La otra parte
acodada, no representada en detalle, de la funda 14 está fijada con
su extremo en el casquillo 18.
La carcasa 20 con la fuente de luz 24 y la óptica
22 está dispuesta sobre un soporte común 32, que solamente se
representa de forma esquemática. El soporte 32 es desplazable con
motor al menos en las tres direcciones del sistema de coordenadas
cartesianas. Con preferencia, el soporte es desplazable en cinco
grados de libertad.
Durante el desplazamiento del soporte 32 en el
espacio; es decir, en el caso de la modificación de la orientación
del eje óptico 28 se determina por cálculo la posición del elemento
de exploración 10 en la posición de reposo, que corresponde a esta
posición del eje en el espacio.
Si el elemento de exploración 10 toca una
superficie de un objeto, entonces se determina con el sistema
óptico de la unidad 26, a partir de la magnitud de la desviación del
elemento de exploración 10, la fuerza de exploración según la
ecuación anterior.
Puesto que, a excepción de la fuerza de
exploración y la desviación, todas las variables de la ecuación son
constantes, a fuerza de exploración es proporcional a la desviación,
con lo que se puede determinar de una manera rápida y sencilla la
fuerza de exploración. La desviación del elemento de exploración 10
no sólo se utiliza en combinación con la posición espacial del
soporte 32 para la medición de la topología de la superficie, sino
también para la medición de la fuerza de exploración.
La fuerza de exploración se puede representar en
una pantalla. A través de una modificación de la posición del
soporte 32 por medio de uno o varios accionamientos a motor, que
están representados en el dibujo de forma simbólica a través de un
único motor 34, se puede ajustar la fuerza de ajuste a valores
deseados.
La fuerza de exploración medida es alimentada,
como valor real de la magnitud de regulación, a un comparador en un
circuito de regulación, cuyo valor teórico se ajusta por medio de
una unidad de entrada 36. Componente del circuito de regulación es
un ordenador 38, que determina el valor real de la magnitud de
regulación a partir de la posición de reposo calculada del elemento
de exploración 10 en el espacio con respecto a la posición
respectiva del eje óptico en el espacio y a partir de la desviación
medida y con la ayuda del valor teórico se determina la desviación
de la regulación. El ordenador 38 emite señales de ajuste al motor
34 a través de un circuito de activación 40. A través de la
regulación se mantiene la fuerza de exploración en un valor
constante o casi constante. Éste depende del algoritmo de
regulación seleccionado. De esta manera se adapta la fuerza de
exploración a las particularidades del objeto de medición y se
mantiene durante la medición de la estructura. Para la altura
seleccionada de la fuerza de exploración es determinante la
topología de la superficie y la dureza de la superficie del objeto
de medición.
El elemento de exploración 10 utilizado para la
determinación de la fuerza de exploración es el mismo que para la
medición de la topografía de la superficie.
La funda rígida 14 o bien el casquillo son con
preferencia de metal.
La fuerza de exploración se ajusta a valores
reducidos durante la medición de estructuras en objetos, que tienen
durezas reducidas del material o bien propiedades elásticas de la
superficie, con lo que la influencia de la fuerza de exploración
sobre la exactitud de la medición es sólo reducida.
Claims (19)
1. Procedimiento para la medición de estructuras
de un objeto por medio de un elemento de exploración (10) que está
asociado a un aparato de medición de coordenadas y que parte desde
un árbol elástico flexible (12), donde el elemento de exploración se
pone en contacto con el objeto y a continuación se determina
directa o indirectamente su posición con un sensor óptico a través
de al menos una marca de destino asociada al elemento de
exploración, caracterizado porque el árbol (12) se extiende,
con la excepción de una longitud de flexión (16) libre, que
comprende el elemento de exploración (10) y/o la marca de destino,
dentro de una guía (30) rígida o esencialmente rígida y porque la
fuerza de exploración que se produce entre el elemento de
exploración y el objeto en contacto con éste, se ajusta a un valor
adaptado a las particularidades del objeto a través de la previsión
de la longitud de flexión (16).
2. Procedimiento según la reivindicación 1,
caracterizado porque el árbol (12) se dispone de forma
desplazable dentro de la guía (30).
3. Procedimiento según al menos una de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la fuerza
de exploración del elemento de exploración (10) se determina según
la siguiente ecuación:
F = \frac{3 \cdot E \cdot f
\cdot
l}{I^{3}}
en la que con F se designa la fuerza de
exploración, con E el módulo de elasticidad del árbol (12), con l
la longitud de flexión activa libre (16) del árbol fuera de la guía,
con I el par de la superficie axial del árbol y con f la desviación
del elemento de exploración fuera de su posición de
reposo.
4. Procedimiento según al menos una de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la fuerza
de exploración se ajusta como variable de regulación en un circuito
de regulación a un valor predeterminable, constante o casi
constante, y porque un soporte de fijación, desde el que parte el
árbol (12), es movimiento por al menos un accionamiento motor como
miembro de ajuste.
5. Procedimiento según al menos una de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la
desviación del elemento de exploración (10) es medida por medio de
un sensor óptico, que detecta la posición del elemento de
exploración en su posición de reposo y la posición del elemento de
exploración al entrar en contacto con la superficie de un
objeto.
6. Procedimiento según al menos una de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la
posición del elemento de exploración (10) y/o la al menos una marca
de destino se determinan por medio de radiación reflexiva y/o
radiación que proyecta una sombra sobre el elemento o la marca y/o
radiación que se refleja desde el elemento de exploración.
7. Procedimiento según al menos una de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la
posición de reposo del elemento de exploración (10) es medida en una
posición predeterminada del sensor óptico, porque las posiciones de
reposo del elemento de exploración en posiciones, que se desvían de
estas posiciones del sensor óptico, son determinadas a partir de la
posición predeterminada y a partir de la posición de la
modificación del sensor óptico y porque la posición del elemento de
exploración se mide con el sensor óptico al entrar en contacto con
el objeto y son procesados los valores de medición para la
estructura del objeto y para la determinación y la desviación de la
fuerza de exploración.
8. Disposición para la medición de estructuras de
un objeto por medio de un elemento de exploración (10) que está
asociado a un aparato de medición de coordenadas y que parte desde
un árbol elástico flexible (12), que se puede poner en contacto con
el objeto y cuya posición se puede determinar a continuación
directa o indirectamente con un sensor óptico a través de al menos
una marca de destino asociada al elemento de exploración,
caracterizada porque el árbol (12) se extiende, con la
excepción de una longitud de flexión (16) libre, que presenta el
elemento de exploración (10) y/o la marca de destino, dentro de una
guía (30) rígida o esencialmente rígida.
9. Disposición según la reivindicación 8,
caracterizada porque está previsto un sensor para la
medición de la desviación del elemento de exploración y/o de la
marca de destino a partir de una posición de reposo, porque el
elemento de exploración y el árbol elástico se pueden mover junto
con la guía (30) con al menos un accionamiento motor (34) con
relación a la superficie del objeto a medir y porque se puede
determinar la fuerza de exploración con una unidad de evaluación, a
partir de la magnitud de la desviación del elemento de exploración
y/o de la marca de destino desde la posición de reposo.
10. Disposición según al menos la reivindicación
9, caracterizada porque la fuerza de exploración se
determina a partir del valor de la magnitud de la desviación según
la siguiente ecuación:
F = \frac{3 \cdot E \cdot f
\cdot
l}{I^{3}}
en la que con F se designa la fuerza de
exploración, con f la magnitud de la desviación desde la posición
de reposo, con l la longitud del árbol elástico (12) entre el
elemento de exploración (10) y un casquillo rígido (30), con E el
módulo de elasticidad del árbol (12) y con I el par de la
superficie axial del árbol
(12).
11. Disposición según al menos una de las
reivindicaciones 8 a 10, caracterizada porque está previsto
un sistema óptico para la detección de la desviación del elemento de
exploración (10) o de la al menos una marca de destino desde la
posición de reposo y se puede mover como unidad al menos con el
elemento de exploración (10) y el árbol (12).
12. Disposición según al menos una de las
reivindicaciones 8 a 11, caracterizada porque el sistema
óptico está dispuesto para la detección de la desviación del
elemento de exploración en un circuito de regulación, cuya variable
de regulación es la fuerza de exploración y que presenta como
miembro de ajuste al menos un accionamiento motor para el movimiento
de la unidad que contiene el elemento de exploración, el árbol y el
sensor.
13. Disposición según al menos una de las
reivindicaciones 11 y 12, caracterizada porque el elemento
de exploración (10) es desplazable con el árbol (12) y con el
sistema óptico por un soporte de fijación que se puede mover en
cinco grados de libertad.
14. Disposición según al menos una de las
reivindicaciones 8 a 13, caracterizada porque el elemento de
exploración (10) y el árbol (12) son conductores de luz y porque se
puede alimentar luz al elemento de exploración (10) a través de los
conductores de luz.
15. Disposición según al menos una de las
reivindicaciones 11 a 14, caracterizada porque el sistema
óptico para la determinación de la desviación del elemento de
exploración (10) es una cámara electrónica o un sistema de
enfoque.
16. Disposición según al menos una de las
reivindicaciones 11 a 15, caracterizada porque el sistema
óptico para la detección de la desviación del elemento de
exploración (10) desde la posición de reposo está previsto también
para la medición de la estructura del objeto.
17. Disposición según al menos una de las
reivindicaciones 11 a 15, caracterizada porque está previsto
un ordenador para el cálculo de la posición del elemento de
exploración y cuando se cambia la posición del sistema óptico en el
espacio.
18. Disposición según al menos una de las
reivindicaciones 11 a 17, caracterizada porque la longitud
de flexión efectiva del árbol (12) guiado o bien recibido en una
guía, tal como un casquillo (14), está determinada a través de su
sección (16) que se extiende fuera de la guía y que presenta el
elemento de exploración (10).
19. Disposición según al menos una de las
reivindicaciones 8 a 18, caracterizada porque el árbol (12)
está dispuesto desplazable dentro de la guía (14).
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