(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
１つまたは複数の走査ヘッド（１０）を有し、該走査ヘッドに、交換可能な走査器（１５，６１−６４）と、走査過程の際に発生される走査信号（ａ，ｂ，ｃ，ｋ）を処理するための電子装置（２０）が設けられており、
該電子装置（２０）によって信号処理の形式および特性を定めるパラメータの設定が行なわれ、該パラメータはディジタル形式で設定可能であり、相異なるパラメータの値の少なくとも１つのセットがいっしょに１つのデータファイル（＊．ＳＴ３）の中に記憶されており、該データファイルは、選択された測定目的に応じて呼び出されることを特徴とする、
走査ヘッドと走査信号を処理するための電子装置を有する座標測定装置。
【請求項２】
複数の相異なるパラメータセットがデータファイル（＊．ＳＴ３）として記憶されている、請求項１記載の座標測定装置。
【請求項３】
データファイル（＊．ＳＴ３）が、選択された走査ピン（６１−６４）または選択された走査器構成または種々の走査ヘッド形式に割り当てられており、該当するデータファイル（＊．ＳＴ３）の中に記憶されているパラメータ値は、当該の走査ピン（６１−６４）による触知走査の際または選定された走査器構成の交換の際に設定可能である、請求項２記載の座標測定装置。
【請求項４】
データファイル（＊．ＳＴ３）が、座標測定装置の選定された装置機種または所定の測定目的に割り当てられていて、該装置機種の交換または測定目的の変更の際にアクティブにされ、これにより前記データファイル中に記憶されているパラメータの値が設定される、請求項１から３までのいずれか１項記載の座標測定装置。
【請求項５】
相異なる測定目的が次の複数の尺度のうちの少なくとも１つにもとづいて選定される、即ち
測定速度
達成されるべき測定精度ないし測定誤差
測定されるべき加工物の機種または加工物にもとづいて選定される、
請求項１から４までのいずれか１項記載の座標測定装置。
【請求項６】
ソフトウエアモジュールまたはファームウエアモジュールが設けられており、該モジュールは走査ピンのための前記電子装置中の種々の個所での走査信号の経過を分析し、該分析にもとづいてパラメータを設定し、あるいは該当するパラメータデータファイルを呼びだすかまたは提示する、請求項１から５までのいずれか１項記載の座標測定装置。
【請求項７】
ソフトウエアモジュールまたはファームウエアモジュールが設けられており、該モジュールは、加工物の接触走査を複数回試行する試験走査中に種々のパラメータの組み合わせを設定し、この際に得られた測定結果にもとづいてパラメータを設定するか、あるいは該当するパラメータデータファイルを呼び出すかまたは提供する、請求項１から５までのいずれか１項記載の座標測定装置。
【請求項８】
次のパラメータのうち少なくとも２つが設定され、即ち
走査信号のための１つまたは複数の増幅器の感度；
走査信号のための１つまたは複数の周波数フィルタ（３１，４１）の特性；
走査信号のための１つまたは複数のトリガ回路（３５，３８，４５，４８）の閾値；
走査信号の許容期間（Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３）；
複数の相互関連する走査信号パルス（５１−５４）の間の許容の時間順序または許容の時間間隔；
複数の走査信号（５１−５４）によりさらに処理される選択（作動モード）
のうち少なくとも２つが設定される、請求項１から７までのいずれか１項記載の座標測定装置。
【請求項９】
周波数フィルタ（１１）が、マイクロプロセッサ端子と接続された容量フィルタの形式の帯域通過フィルタおよび／または高域通過フィルタ（４１）である、請求項８記載の座標測定装置。
【請求項１０】
交換されるべき走査ヘッド（１０）、走査ピンまたは交換されるべき走査器構成に、識別用の符号（６１）が割り当てられており、当該のパラメータデータファイルの選択が該符号により制御されて行なわれる、請求項３又は４記載の座標測定装置。
【請求項１１】
電子装置（２０）が、直列のバス（ＣＡＮ）または直列のインターフェースを介して、制御装置（２１）へ接続されており、該制御装置（２１）は座標測定装置の計算器へ接続されている、請求項１から１０までのいずれか１項記載の座標測定装置。
【請求項１２】
電子装置が、複数のアナログ入力側（Ａ１−Ａ８）を有するマイクロプロセッサを含み、該電子装置は走査信号処理装置の種々の点（Ａ１−Ａ８）と接続されており、接触走査過程中にこれらの点（Ａ１−Ａ８）に現われる信号の時間経過がマイクロプロセッサ（２３）のメモリ（２６）ＲＡＭの中に記憶される、請求項１から１１までのいずれか１項記載の座標測定装置。
【請求項１３】
電子装置（２０）がモデムと接続されており、該モデムを介して、記憶されている信号経過（Ａ１−Ａ８）が遠隔伝送される、請求項１２記載の座標測定装置。
【請求項１４】
マイクロプロセッサのメモリ（２６）ＲＡＭの中に格納された信号経過が直列バス（ＣＡＮ）を介して伝送される、請求項１１又は１２記載の座標測定装置。
【請求項１５】
電子装置（２０）により設定されたパラメータ値が不揮発性メモリ（２５）の中に格納されている、請求項１から１４までのいずれか１項記載の座標測定装置。
【請求項１６】
走査ヘッドが少なくとも２つの相異なる接触走査信号（ａ，ｂ，ｃ，ｋ）を供給し、電子装置が両方の信号（ａ，ｂ，ｃ）のうちの少なくとも１つを複数の信号分岐（ＮＩＭ１，ＮＩＭ２，ＭＥＳＫ）において並列に処理する、請求項１から１５までのいずれか１項記載の座標測定装置。
【請求項１７】
走査ヘッドにより加工物における座標を測定する方法であって、該走査ヘッドに交換可能な走査器（６１−６４）と、走査過程の際に発生される走査信号（ａ−ｃ，ｋ）を処理する電子装置（２０）とが設けられており、該電子装置は、信号処理の形式および特性を定める少なくとも２つの相異なるパラメータの設定を行ない、
その都度の測定目的または使用される走査器のために、特別に適切なパラメータが設定され、このようにして定められたパラメータセットが相異なるデータファイルの中に記憶され；
測定目的の変更の際に相応のデータファイルが呼び出され、記憶されているパラメータセットが入力されて電子装置に新たに設定され；
続いて信号処理が、該新たに入力されたパラメータセットにより行なわれることを特徴とする、
走査ヘッドにより加工物における座標を測定する方法。
【請求項１８】
前記電子装置におけるパラメータセットの入力と設定が自動的に、接触走査過程の際に得られる走査信号をプログラム制御により分析することにより行なわれる、請求項１７記載の方法。
【請求項１９】
試験走査における最適のパラメータの選択のために、複数回の接触走査過程を、相異なるパラメータまたはパラメータの組み合わせにより行なう、請求項１７記載の方法。
【請求項２０】
前記電子装置におけるパラメータセットのロードと設定を、走査ヘッドまたは走査ピンまたは走査器組み合わせの交換による制御の下に自動的に行なう、請求項１７記載の方法。
【請求項２１】
前記電子装置が直列のバスまたは直列のインターフェースを介して、座標測定装置の計算器（２２）へ接続されている、請求項１から１０までのいずれか１項記載の座標測定装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は座標測定装置に関する。この座標測定装置は、走査ヘッド１０を有し、この走査ヘッドに、走査過程の際に発生される信号を処理するための電子装置が配属されており、この電子装置は信号処理の形式を定めるパラメータの設定を行なわせる。
【０００２】
【従来技術】
この種の座標測定装置は本出願人により商品名ＭＣの下で市販されている。この座標測定装置は、接触走査過程の際に２つの信号を発生するいわゆるスイッチング形走査ヘッドを有する。１つの信号はいわゆる圧電信号であり、これは走査ピンの中に設けられているセンサが加工物と接触した際に発生される。接触走査過程中の変位運動中にさらに第２の、いわゆる接触信号が次の時に発生される。即ちフレキシブルに支承された走査ピン支持体がその休止位置から変位されて、走査ピン支持体の支承部の中へ一体化された電気的機械的スイッチの接点が開く時に、前記の第２の信号が発生される。
【０００３】
このスイッチング形走査ヘッドの信号はこれまでは実質的に固定のパターンにより評価された。変化される周囲条件への適合化により評価を可能にするという、制限された使用法だけしかない。操作者は例えば走査ヘッドのケーシングにおけるねじを旋回することにより、圧電信号用の増幅器の感度を設定調整できる。しかしこれにより、自動的なＣＡＮシーケンスの場合は、測定シーケンス中に交換された全部の走査器構成体または測定目的に対してこの感度が必ずしも最適でないにもかかわらず、評価の感度が固定されてしまう。座標測定装置の相異なる適用領域への適合化の目的で、例えば製造中の乱暴な周囲条件の下で使用するために特別なプリント配線板が設けられている。このプリント配線板がこの使用形式に最適に整合された、走査信号用のフィルタを含んでいた。新たな装置が開発されると、評価電子装置の装備も適合させる必要がある。そのため、新たな変形機種毎に在庫管理費が増加する。
【０００４】
さらにこの構成にもかかわらず、次のような場合または測定目的がある。即ち走査ヘッド電子装置が、例えば著しく低い接触走査速度でソフトな加工物を接触走査すべき時に、一義的な即ち適切な走査信号を供給しない場合がある。
【０００５】
国際特許出願公開公報第ＷＯ８７／０１７９８号に、交換可能な種々の機種の走査ヘッドを有する座標測定装置が示されている。この場合、走査ヘッドは、走査器機種の符号を検出する電子装置により、走査ヘッドに所属するインターフェースへ接触される。即ち複数個のインターフェースが設けられており、それらの間で切り換えが行なわれる。インターフェースは、走査ヘッド信号を後続処理するための電子装置を含む。しかし配線された完全なインターフェース間で切り換えが行なわれる際に、相異なる測定目的または周囲条件への、その都度に交換された同じ走査ヘッドの走査信号処理の適合化は、この公報には開示されていない。
【０００６】
ヨーロッパ特許第０５０１６８０号に示されている、走査ヘッドの信号を処理する電子装置は、機械的接点−その開放が走査信号を発生する−の内部抵抗を監視する回路を有する。この回路は、老化または消もうにより増加する接触抵抗を自動的に、信号用の固定的に設定されたトリガ閾値へ適合化する。しかし別のパラメータにより外部から制御されるトリガ閾値の設定は開示されていない。
【０００７】
ヨーロッパ特許第０３８８９９３号に、相異なる機種の走査ヘッドの交換を自動的に検出する電子装置が示されている。この回路は、高い操作速度の際に走査信号のための窓比較器ないしそのトリガ閾値を上昇させ、これによりこの回路の感度を低下させる。この刊行物にも、別のパラメータにより外部から制御される設定調整は開示されていない。
【０００８】
【発明の解決すべき課題】
本発明の課題は、冒頭に述べた形式の座標測定装置において、走査ヘッド信号を処理する電子装置を、これができるだけ簡単な手段で常に当該の測定目的へ最適に適合化されるように、構成することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
この課題は請求項１の構成により解決されている。
【００１０】
【発明の効果】
本発明による解決手段は多くの利点を有する：所望の測定目的に最適なパラメータ組み合わせが記憶され、パラメータないし構成素子がこの電子装置においてディジタル形式で設定されるため、パラメータと構成素子は簡単かつ迅速に設定できる。このことは自動測定シーケンスにおいて著しく有利に作用する。例えば、選定された走査ピン、走査器構成体のための、または走査ヘッド全体が交換される場合のための、パラメータデータファイルがその都度の走査ヘッドに配属されている時は、交換の際に座標測定装置の計算器により自動的にこの測定手段に最適のパラメータ組が入力されて電子装置の中で設定される。
【００１１】
当該の例えば走査ピンへのデータファイルの対応付け、割付けは例えば次のようにして行なわれる。即ち操作者は操作ピンの較正過程の際に計算器において当該のデータが選定され走査ピンアドレスと結合することにより、行なわれる。
【００１２】
この装置はさらに著しく使いやすい。何故ならば操作者により多数の種々のパラメータを個別に設定する必要がなく、操作者は例えば工場側で所定の測定目的または走査器のために前もって定められた少数のデータファイル−この中にパラメータの最適な値組み合わせが既に形成されている−を用いて動作できる。例えば種々のデータファイルが、一方では、著しく低い操作−および接触走査速度の際の著しく正確な測定のために、他方では高い接触操作速度の際のそれほど正確でない測定の際に設けることができる。両方の場合のために接触走査信号の相異なる信号波形が形成され、その都度に別のパラメータが信号評価に最適になる、ないし別の作動形式の接触走査信号が評価される。
【００１３】
例えば交換されるべき走査器構成体または走査ヘッド（センサ）に識別可能な符号が配属されている時は、全自動でパラメータの設定が、使用される走査器構成体または使用される走査ヘッドの機種に関連づけて行なわれる。適切なパラメータデータファイルの選択または予備選択および必要に応じて電子回路における記憶されている値の後続の設定は、符号により制御できる。
【００１４】
さらに適切なパラメータの選択と、必要に応じて個々のパラメータの設定は、加工物に関連づけて試験走査走行を介して次のようにして自動化できる。即ち走査ヘッドの信号が試験走査過程中に記録され、当該のプロセッサの適切なプログラムモジュールまたはファームウエアモジュールにより評価されることにより、自動化される。このことは例えば次のようにして行なわれる。即ちプログラムモジュールまたはファームウエアモジュールが周波数，振幅，時間順序等により分析され、さらに操作者に適切なパラメータ組み合わせを提示するかまたは自動的に設定することにより、行なわれる。別の構成はモジュールを次のように構成する点にある。即ち種々のパラメータ設定の際に加工物表面を複数回、接触操作し、次に最良の結果を供給する設定を選択する点にある。両方の場合において自動的に、その都度の測定目的に関連づけて最適のパラメータ組み合わせが選択される。所定の加工物の型式（タイプ）測定は測定目的の一部である。
【００１５】
さらに走査信号の設定の感度が例えばトリガ回路の閾値を介してだけ変化されるのではなく、一連の別のパラメータが、例えば周波数フィルタの特性または個々の走査信号パルスの許容の信号期間ないし時間間隔を変化可能である。そのため不利な周囲条件の下でも、および特殊な測定目的の場合に確実に走査信号を発生される。
【００１６】
本発明の別の利点を実施例の次の説明を図面の１〜６を用いて説明する。
【００１７】
【実施例】
図１に示されている基本図において、１０で座標測定装置の走査ヘッドが示されている。走査ヘッドはシリンダ状のケーシング１１を有し、このケーシングの中で検出ピン１５のための可動の支持体１２ａ／１２ｂが、３つの１２０°だけずらされたシリンダピン１３ａ，１３ｂ，１３ｃを介して球の対１４ａ，１４ｂ，１４ｃの上に載置されている。図には２つのシリンダピン１３ａ，ｂと球の対１４ａ，ｂだけがそれぞれ示されている。ばね９は可動の支持体１２ａ，ｂを、球の対１４ａ，１４ｂ，１４ｃにより構成される３点支承体へ押圧する。この支承体から支持体は接触走査過程中に、走査ピン１５に取り付けられた走査球が、測定されるべき加工物に接触する時に、少なくとも１つの個所において持ち上げられる。球の対１４ａ−ｃは電流回路に接続されており、シリンダピン１３ａ−ｃと共に電気スイッチを構成する。この電気スイッチは接触走査の際に開かれる。
【００１８】
フレキシブルないし可動の走査ピン支持体は２分割されており、２つの部材１２ａと１２ｂの間に、同じく１２０°だけ互いにずらされて３つの圧電センサ１８ａ，ｂ，ｃが設けられている。これらのセンサは走査球１６の最小の接触の際も電気信号を発生する。これまで説明した走査ヘッドはそれ自体は公知であり、本出願人により、その座標測定装置における“スイッチング形走査ヘッドＳＴ”という名称で市販されている。
【００１９】
シリンダピン１３と球の対１４から構成される電磁スイッチの信号線路は、信号線路Ｋにより走査ヘッド電子装置２０へ接続されている。この電子装置は、ここには図示されていない座標測定装置の滑動式測定台の上に設けられている。この走査ヘッド電子装置へさらに信号線路Ｓを介して符号読み取り器６２が接続されている。この符号読み取り器は、座標測定装置に用いられる走査ヘッドないしセンサの機種を、符号発信器６１において走査ヘッド１０に配属されている符号を用いて検出する。
【００２０】
３つの感応形圧電センサ１８ａ−１８ｃの信号は相応の線路を用いて３つのドライバ段１７ａ，１７ｂ，１７ｃへ導びかれる。これらのドライバ段は、同様に走査ヘッドケーシングの中に設けられている。ドライバ段の出力側はアースされないプッシュプル信号を送出する。この信号は差動測定値伝送用の信号線路対ａ，ｂ，ｃを介して、同じく走査ヘッド電子装置２０へ接続されている。
【００２１】
走査ヘッド電子装置２０は、迅速な双方向の直列の２線バスである例えばいわゆるＣＡＮバスを介して、座標測定装置の制御装置２１と接続されている。このバスを介して、走査ヘッド電子装置２０と制御装置２１の中の両方のマイクロプロセッサは互いに両方の方向へ通信できる。さらに制御装置２１は、座標測定装置の測定台のリニヤ測定装置からの測定信号を入力されて、その駆動装置を制御する。電子装置のこの部分へは、走査ヘッド電子装置２０により処理ないし供給される走査信号への接続が形成されることだけしか立ち入って説明はしない。これらはＮＩＭとＭＥＣＨＫで示されている２つの信号線路である。後述の様にまず最初に圧電センサ１４から導出され信号線路ＮＩＭにおいて制御装置２１へ送出される信号は本来の接触走査信号を形成し、リニヤ測定装置の計数状態を設定するために用いられる。他方、信号線路ＭＥＣＨＫにおいて制御装置２１へ与えられる後述の様にスイッチング接点１３／１４の開放から得られる信号は、接触走査過程の妥当性を確認するために、ないし加工物または衝突における走査ピンの変位を通報するために、および座標測定装置の駆動を停止または逆転制御して走査ヘッドを再び自由に走行させるために用いられる。
【００２２】
制御装置２１は座標測定装置の計算器と、例えば長い並列のいわゆるＩＥＥＥバスを介して接続されている。このバスを介して制御装置は、測定シーケンスのために必要とされるデータを計算器から入力されてこの計算器へ、例えば長さ測定装置から供給される測定値を転送する。
【００２３】
図２における走査ヘッド電子装置２０の詳細な図に示されている様に、信号線路対ａ，ｂ，ｃは、走査ヘッド電子装置２０のプリント配線板における３つの入力増幅器２７ａ，ｂ，ｃへ導びかれる。それらの出力側はそれぞれ整流器２８ａ，２８ｂ，２８ｃと同時にマルチプレクサ５８ならびに加算器３０へ接続されている。加算器３０は、圧電センサ１８ａ−ｃから発生される３つの信号をまとめる。その結果、和信号が形成される。この和信号の振幅は接触走査方向に実質的に依存しない。この和信号はスイッチ３３を介して高域通過フィルタ３１へ導びかれる。この高域通過フィルタは、マイクロプロセッサ端子を有するスイッチングされる容量式フィルタである。その特性曲線は即ち第一にその下側遮断周波数は、斜めの矢印で示されているようにディジタル形式で同じくプリント配線板の上に設けられているマイクロプロセッサ２３により、制御される。この高域通過フィルタはディジタル形式で、接触走査過程において最初の接触の際に発生される音響信号の周波数へ同調される。この種のフィルタは例えば、Ｆａ．ＭＡＸＩＭ，Ｉｎｃ．ｉｎ  Ｓｕｎｎｙｖａｌｅ，１２０  Ｓｔ．Ｇａｂｒｉｅｌ  Ｄｒｉｖｅ，Ｋａｌｉｆｏｒｎｉｅｎ，ＵＳＡによりＭＡＸ  ２６１という名称で提供される。
【００２４】
高域通過フィルタ３１に、この交流信号（音響信号）を整流する整流器３２が後置接続されている。整流された信号は２つの比較器３５と３８へ導びかれる。これらの比較器のトリガ閾値はそれぞれのディジタル／アナログ変換器３４，３７により制御される。Ｄ／Ａ変換器３４と３７における相応の矢印により示されている様に、比較器３５と３８もマイクロプロセッサ２３を介してセットされる。
【００２５】
接触走査過程をできるだけ一義的に検出可能にする目的で、比較器３５のトリガ閾値は比較器３８のそれよりも低い。それに応じて、比較器３５と３８の出力側における走査信号の前縁は、時間的に相続く２つの方形波信号を信号線路ＮＩＭ１とＮＩＭ２に発生する。両方の信号はそれぞれ１つのフリップフロップユニット３６，３９を介して、論理回路４０へ導びかれる。その作用は図３を用いて後述する。
【００２６】
比較器３５と３８のトリガ閾値は互いに独立に設定できるため、走査信号識別の感度も、信号線路ＮＩＭ１とＮＩＭ２における両方の方形波信号の間の時間間隔も、マイクロプロセッサ２３を介して設定される。
【００２７】
３つの整流器２８ａ，２８ｂ，２８ｃの出力側はさらに加算器２９へ導びかれる。この加算器に帯域通過フィルタ４１が後置接続されている。この帯域通過フィルタは高域通過フィルタ３１と同様に構成されており、そのフィルタ特性に関しては即ち両側の遮断周波数に関しては、同じくディジタル形式でマイクロプロセッサ２３により設定される。帯域通過フィルタ４１に、可変の増幅度を有する増幅器ユニット４２が後置接続されている。この増幅器は、別の遮断周波数の選択の際の、帯域通過フィルタの調整中の信号強度の変化を、または別の遮断周波数の選択の際のそのＱを補償する。
【００２８】
帯域通過フィルタ４１は著しく低い周波数へ設定されている。そのため増幅器４２の出力側に、圧電センサ１８ａ−ｃへ、したがって走査球１６へ作用する力の著しく緩慢な変化を特徴づける信号が送出される。この信号が、比較器４５において別のディジタル／アナログ変換器４４の出力信号と比較される閾値を上回わると、比較器４５はいわゆる“測定力信号”ＭＥＳＫを送出する。この信号は、走査球へ作用する力が次の値に達したことを、例えば走査球１６が加工物に接触した際に生ずる値に達したことを示す。この信号ＭＥＳＫは同じくフリップフロップユニット４６を介して論理回路４０へ導びかれる。
【００２９】
電気機械的スイッチング接点１３ａ／１４ａから導出されたスイッチング信号Ｋは、走査ヘッド電子装置２０の案内カードにおいて、比較器４８へ直接案内される。この比較器の閾値も再びディジタルアナログ変換器４７を介して設定される。このトリガ閾値の設定により、老化または焼損による接点個所の抵抗変化が自動的に補正される。この抵抗変化は補正しないと、極端な場合は、接点が持続的に開かれているものと誤まらせてしまう。この目的で信号線路Ｋは測定点Ａ３を介して、マイクロプロセッサのアナログ入力側と接続されている。マイクロプロセッサは、信号線路Ｋにおける、残留抵抗に依存するオフセット電圧を周期的に質問して、ディジタルアナログ変換器４７を介して比較器４８のトリガ閾値を相応に追従制御する。応答通報の目的で比較器４８のトリガ入力側も、測定点Ａ７を介してマイクロプロセッサ２３のアナログ入力側と接続されている。
【００３０】
比較器４８の出力側は信号ＭＥＣＨＫを供給する。この信号は、３点支承体１３／１４からの走査ピン１５ないしその支持体１２ａ／１２ｂの持ち上げの時点を特徴づける。この信号は同じくフリップフロップユニット４９を介して論理回路４０へ導びかれる。
【００３１】
設定されるべきパラメータすなわち高域通過フィルタ３１と帯域通過フィルタ４１の遮断周波数ならびに比較器３５，３８，４５，４８のトリガ閾値に関する情報をマイクロプロセッサ２３は、ＣＡＮバス２４を介して座標測定装置の制御装置２１から、または直接ＩＥＥＥバスを介して計算器２２から入力される。設定されるべきパラメータをマイクロプロセッサはＥＥＰＲＯＭ２５の中に記憶する。その結果、電流欠落ないし装置の遮断の際も値が維持される。
【００３２】
論理回路４０は例えばプログラミング可能な論理配列体の形式で、または個別のＮＡＮＤゲートから構成できるし、あるいはその機能はマイクロプロセッサ２３のファームウエアの中に記憶できる。この論理回路４０において時間窓Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３が設定される。この時間窓の中に、その都度に最初の最小の接触の際に発生される信号ＮＩＭＩに続いて後続の信号ＮＩＭ２，ＭＥＳＫおよびＭＥＣＨＫが、接触走査が有効であると検出されるべき時に、現れるようにする必要がある。この目的で論理回路４０において信号ＮＩＭ１のパルス期間が著しく短かい値にたとえば１００μ秒へセットされる。窓Ｆ２は、すなわち信号ＮＩＭ２のパルス期間は約１５ｍ秒の中間値へ設定され、時間窓Ｆ３すなわち信号ＭＥＳＫのパルス期間はさらに長い値たとえば２００ｍ秒へセットされる。次に作動モードスイッチ５５を介して、同じくマイクロプロセッサ２３により制御されて種々の作動モードが設定される。
【００３３】
第１の作動モード：
接触走査は次の時にだけ有効とされる、即ち全部の４つの信号ＮＩＭ１，ＮＩＭ２，ＭＥＳＫとＭＥＣＨＫが送出され、かつ信号線路ＮＩＭ２における方形波パルス５２がまだ信号ＮＩＭ１の方形波パルス５１の間中に現われ、信号線路ＭＥＳＫの方形波パルス５３がまだ信号線路ＮＩＭ２のパルス５２の間中に現われ、信号線路ＭＥＣＨＫの方形波パルス５４がまだ信号線路ＭＥＳＫの方形波パルス５３の間中に、即ちマイクロプロセッサにより設定された窓の列Ｆ１，Ｆ２およびＦ３の中に現われている時に、有効とされる。この作動モードにおいて接触走査時点は著しく高い精度と信頼度で形成される。何故ならば多重評価が障害を効果的に抑圧し、さらに既に著しく小さい音響出力の際に発生される線路ＮＩＭ１におけるパルス５１への設定が走査ボール１６と加工物との間の一番最初の接触の時点を確実に表わすからである。
【００３４】
第２の作動モード：
評価のために３つの信号ＮＩＭ２，ＭＥＳＫ，ＭＥＣＨＫだけが用いられ、信号ＮＩＭ１は用いられない。走査は次の時に有効と検出される、即ち信号線路ＭＥＳＫとＭＥＣＨＫの上の両方の信号５３と５４が、作動モード１において説明した様に、時間窓Ｆ２とＦ３以内に信号線路ＮＩＭ２におけるパルス５２に後続する時に有効と判定される。低いトリガ閾値において得られたいちばん最初の走査パルス５１の省略により、接触走査時点はそれほど正確には得られないが、しかしその代りこの回路は一層障害を受けないように動作する、何故ならば低い信号レベルを有する障害パルスは前もって走査信号から除去されるからである。
【００３５】
第３の作動モード：
両方の信号線路ＭＥＳＫとＭＥＣＨＫにおけるパルス５３と５４だけが接触走査信号のために評価される。パルス５４は窓Ｆ３の間中にパルス５３に接続しなければならない。この作動モードの場合、加工物における走査球の接触圧力が接触走査信号を発生する。このことは著しく高い障害防止作用を提供する。しかしこれにより求められた走査時点は作動モード２の場合よりもさらに遅れる。もちろんこの場合、所定の接触走査速度のために正確な接触走査時点を補外により求めることができる。この作動モードを設定することは特に次の時にすすめられる。即ち外乱が、例えば圧電素子へ接続されている信号線路ａ，ｂ，ｃにおける高いノズルレベル，強い障害信号が生ずる時、あるいは汚れたまたはソフトな加工物−これは十分に強い圧電信号を供給しない−の場合に、即ち特にこれらの信号線路におけるＳ／Ｎ比が低いすべての場合に、すすめられる。
【００３６】
第４の作動モード：
信号線路ＭＥＣＨＫＡにおける信号５４だけで測定がなされる。この信号５４は作動モードスイッチ５５を介して信号線路ＮＩＭへ接続される。そのため接触走査信号は走査ピン支持体１２ａ／１２ｂを３点支承体１３／１４から持ち上げた場合にだけ発生される。この走査モードは比較的に不正確な測定結果を供給し通常は次の場合においてだけ必要とされる：障害時の作動において即ち信号線路ａ，ｂ，ｃが例えば故障のために使用可能な信号を供給しない時、調整時の作動において即ちＣＮＣシーケンスのプログラミングおよびテストの際に加工物における走査されるべき点をできるだけ迅速に処理すべき時、またはいわゆるパラメータ試行走行の場合−この場合、最適に設定されるべきパラメータは前述の様に加工物における１回または複数回の試験走行を介してはじめて求められる−場合である（請求項１８と１９）。
【００３７】
論理ユニット４０において種々の作動モードに付加的に、時間窓Ｆ１，Ｆ２とＦ３もマイクロプロセッサ２３により制御されてディジタル形式で設定できる。このことは簡単化されて信号信号ｄにより示されている。別の値への時間窓の最後の設定は例えば次の時に必要とされる。即ち測定時間を短縮するためにまたはソフトな加工物の場合に走査球と加工物との間の強力な“衝突”にもとづく接触走査信号を維持するために、例えば別の接触走査速度で動作させるべき時に必要とされる。この場合、有効な走査の際に信号パルス５１〜５４が相続く時間が短縮される。接触走査速度のために最適な時間窓は、例えば比較器３５，３８，４５，４８のトリガ閾値、高域通過フィルタ３１および帯域通過フィルタ４１の遮断周波数のような別のパラメータと共に、データファイルの中に格納できる。このデータファイルは設定された接触走査速度と関連づけられている、ないし本発明により接触走査速度そのものが別のパラメータとして所定の測定目的のために呼び出されるべきデータファイルの中へ収容できる。最適の接触走査速度は走査球１６と測定されるべき加工物との材料の対に依存するため、走査信号の信号処理のためのパラメータを有するデータファイルを、加工物ないし加工物材料に関して作成されて記憶されているデータファイル中の走査速度パラメータと共に管理することもできる。
【００３８】
自動シーケンスにも関連づけたパラメータ切り換えの特別に有利な形式は、種々のパラメータのために記憶された値を有するデータファイルを、交換されるべき走査ピンないし走査器構成体に配属させることにある。図５に例えば５つの全く相異なる走査器構成体が示されている：多くの測定目的の際に用いられる長さ約６０ｍｍで直径８ｍｍの標準走査ピン６１、例えば変速機ケーシングの内部を測定する著しく長い星形走査器６２、多数の種々の個別走査器から成り種々の加工物の幾何学的形状を走査すべき重い特別走査器、金銀線細工部分を測定する細い走査ピン６４。
【００３９】
走査器の長さにもとづく相異なる音響走行時間、走査器の直径にもとづく相異なる柔軟性、これらの走査器の組み合わせの相異なる機械的固有周波数により、走査器により発生される接触走査信号は、強度，周波数スペクトル，信号波形等が互いに異なる。
【００４０】
そのため交換される走査器のための最適なパラメータ組み合わせが、相異なるデータファイルの中に一度作成されて例えば計算器２２に格納される。
【００４１】
図６は、計算器２２に格納されている種々のパラメータデータファイルのリストの一例を示す。これらのデータファイルはすべて拡張部分ＳＴ３を有する。これらのデータファイルの下に、キー６１〜６４に配属されているデータファイルと並んで、作動モード“正確な測定”および“迅速な測定”のために最適化されているデータファイルならびに、特別な測定目的たとえば塑像モデルの測定のための２つの特別データファイル１と２が設けられている。
【００４２】
データファイルの中に含まれているパラメータは全部のデータファイルに対して等しく例えば図４にはデータファイル標準ＳＴ３のために実施されている。この場合、データファイルに所定の走査器を配属し、その番号をこのデータファイルの中へ記入することもできる。
【００４３】
工場側でまたは操作者によりデータファイルの中に変更が可能であり、ここに示された９つまたは必要に応じてさらに別のパラメータが、測定目的に最適に適合化された値へ設定される。前述の３つのパラメータとして、ディジタル変換器３４，３７，４４を介して設定される、比較器３５，３８，４５のトリガ閾値が用いられる。“作動モード”として図３を用いて説明された４つの作動モードのうちの１つが用いられる。３つの次のパラメータとして図３にＦ１〜Ｆ３で示された、線路ＮＩＭ１，ＮＩＭ２，ＭＥＳＫにおける信号５１，５２，５３の窓の長さ即ちパルスの長さが用いられる。さらに高域通過フィルタ３１の下側遮断周波数と帯域通過フィルタ４４の中心周波数が用いられる。
【００４４】
このわくの中にこれらのパラメータの後に入力されるべき値は、データファイルの作成の際にここに手動で入力される経験値である。しかしさらにパラメータを、明細書の冒頭で述べた様にソフトウエアモデルまたはファームウエアモデルを介して自動的に決定して設定させることもできる。
【００４５】
１つまたは複数個の走査器アドレスと結合することにより、図６にリストで示されたデータファイルは、走査器交換の際に自動的に呼び出されて、この中に設定されているパラメータがＣＡＮバスを介してマイクロプロセッサ２３へ伝送される。マイクロプロセッサは、図２における走査ヘッド電子装置２０におけるユニットのために相応の値を設定する。
【００４６】
同様に、種々のパラメータの設定を、交換されるべき走査器または走査ヘッドと次のようにして一層強くむすびつけることもできる。即ちパラメータを有するデータファイルを、計算器２２の中にではなくマイクロプロセッサ２３のファームウエアの中に格納し、さらにデータファイルの選択を、符号読み取り装置６２から信号線路Ｓを介してマイクロプロセッサ２３へ伝送される符号を用いて直接行なうことにより強くむすびつけることもできる。
【００４７】
図２に示されている様に走査ヘッド電子装置のプリント配線板の上の相異なる個所にタップ点Ａ１−Ａ８が設けられており、これらのタップから種々の形式の走査信号が取り出されて、マイクロプロセッサ２３の相応のアナログ入力側へ導びかれる。マイクロプロセッサはこれらのタップ点の信号の時間経過を揮発性のメモリユニット２６ＲＡＭの中に記憶する。そのためここに各々の接触走査過程のために２次元のデータ領域が形成される。このデータ領域の中にタップで取り出された種々の信号が時間関係において、互いに次の接触走査過程まで保持される。同じことが信号線路ＮＩＭとＭＥＣＨＫにおける信号についても生ずる。これらの信号はＤ１とＤ２で示された個所から取り出されてマイクロプロセッサ２３の相応のディジタル入力側へ加えられている。
【００４８】
ＲＡＭ２６の内容はＣＡＮバス２４を介して計算器２２へ伝送できる。計算器はこれらの信号経過を例えば、種々の接触走査点のための測定シーケンス全体の記録化の目的でディスケットに記憶する。同様にこのようにして、記憶されている信号経過を以後の最適化のために分析することもできる。この目的でこの信号経過を、計算器２２からもデータインターフェースと付加接続されたモデムを介して遠隔伝送することもできる。その目的は、座標測定装置の顧客と使用者において測定の問題が生じた時に、製造会社の専門家により信号経過の分析を実施可能にするためである。
【００４９】
この場合、モデムを介して顧客のため特別に作成されたパラメータデータを座標測定装置の計算器２２へ伝送することもできる。ここでさらに付言すべきことは、データインターフェースは必ずしも計算器２２を介して案内する必要なく、例えばデータインターフェースを直接ＣＡＮバス２４へ接続することもできる。この場合、このデータインターフェースと前述のモデムは通信する。
【００５０】
図２に、いわゆるスイッチング形走査ヘッドのための走査ヘッド電子装置が示された。しかし本発明は、走査ピンの変位に比例するアナログ信号を発生する測定形走査ヘッドと共に用いることもできる。何故ならばこれらの信号は同じく所属の走査ヘッド電子装置において、図１に示されたスイッチング形走査器の接触走査信号の様に、測定目的に応じて相異なるように増幅され濾波されて論理結合されるからである。同じく、いわゆる水晶振動走査器の信号は測定目的に応じて種々の尺度により、ないし信号処理電子回路において種々に設定されるパラメータ値により処理することもできる。この種の水晶振動走査器は例えばドイツ連邦共和国実用新案第９２１３０６０号公報に示されている。
【図面の簡単な説明】
【図１】走査装置の主要な構成部とこれに接続されている、座標測定装置の電子装置の基本図である。
【図２】図１における走査信号を処理する電子装置２０のブロック図である。
【図３】図２に示された電子装置の論理回路部４０における信号経過図である。
【図４】電子回路２０において設定される種々のパラメータのリストである。
【図５】それぞれ相異なるパラメータデータファイルの配属されている各種の交換可能な走査ピンないし走査器構成体の図である。
【図６】相異なるパラメータデータファイルのリストである。
【符号の説明】
１０    走査ヘッド
１１    ケーシング
１２ａ，１２ｂ    支持体
１３ａ，１３ｂ，１３ｃ    シリンダピン
１４ａ，１４ｂ，１４ｃ    ボール対
１５    走査ピン
１６    走査球
１７ａ，１７ｂ，１７ｃ    ドライバ段
１８ａ〜１８ｃ    圧電センサ
２０    走査ヘッド電子装置
２１    制御装置
２２    計算器
２３    マイクロプロセッサ
２７ａ，ｂ，ｃ    入力増幅器
２８ａ，ｂ，ｃ    整流器
３０    加算器
３１    高域通過フィルタ
３２    整流器
３３    スイッチ
３４，３７，４４，４７    ディジタル／アナログ変換器
３５，３８，４５，４８    比較器
３６，３９，４６，４９    フリップフロップ
４０    論理回路
４１    帯域通過フィルタ
４２    増幅器ユニット
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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