(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
制御装置と、走査ヘッド（１）と、該走査ヘッドに結合されているフィーラー（３）とを有しており、前記走査ヘッドまたはフィーラーから制御装置に信号を送る座標測定機の、前記フィーラーの重量を測定する方法において、制御装置（５１）によりフィーラー（３）を初期位置（２）から偏位させ、前記フィーラーに導入された力と検出した偏位との比からフィーラー（３）の重量を決定することを特徴とする方法。
【請求項２】
前記フィーラー（３）に導入された力を、フィーラー（３）に付設された素子（６１）により測定し、前記素子は前記力を電気信号に変換し、その信号を制御装置（５１）に送ることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
変換素子（６１）が圧電素子（６３）であることを特徴とする請求項２に記載の方法。
【請求項４】
フィーラー（３）が変換素子（６１）を中間接続して走査ヘッド（１）と結合されていることを特徴とする請求項２に記載の方法。
【請求項５】
フィーラー（３）を初期位置（２）から偏位させるため、フィーラー（３）を所定の力で付勢することを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項６】
フィーラー（３）を偏位させるために設けられている駆動部（３１）を制御することにより、フィーラー（３）を、該フィーラー（３）を受容する前に走査ヘッドが占めていたゼロ位置（６０）に位置決めし、その際フィーラー（３）に導入された力からフィーラーの重量を決定することを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項７】
フィーラー（３）を、該フィーラー（３）がないときに走査ヘッド（１）が占めていたゼロ位置（６０）に位置決めし、その際走査ヘッド（１）は、固有重量を補正するための補正ばね（４１）を備えており、補正ばね（４１）が、フィーラー（３）と結合されない懸架点（４５）であってフィーラー（３）の受容後再びゼロ位置（６０）を占めさせるために鉛直方向に移動する前記懸架点（４５）と、フィーラー（３）と作用結合している懸架点（４３）とを有し、この場合懸架点（４５）の移動がフィーラー（３）の偏位（５）に対応していることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項８】
初期位置から偏位可能で、走査ヘッドと結合され、制御装置が付設されているフィーラーの重量を測定する方法において、フィーラー（３）を、初期位置（２）から偏位した位置を起点に自由運動させ、この自由振動系の固有振動数を測定するために制御装置（５１）に信号を送り、その際自由振動系の固有振動数からフィーラー（３）の重量を測定することを特徴とする方法。
【請求項９】
自由振動系がばね定数Ｃを持った系であり、Ｃ＝Ｃ０±１０％であり、ここでＣ０＝２ｇ０／ｌ、ｌ＝自由振動系の長さ、ｇ０＝フィーラーのない振動系の重量であることを特徴とする請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
ばね定数Ｃがフィーラー（３）の推定重量（ｇＴ）を含んでおり、
ｇ＝ｇ０＋ｇＴ、かつ、
Ｃ０＝２（ｇ０＋ｇＴ）／ｌ
であることを特徴とする請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
フィーラー（３）の重量測定を、少なくともフィーラーを交換するたびに行い、有利には座標測定機を始動するたびに行なうことを特徴とする、請求項１〜１０のいずれか１つに記載の方法。
【請求項１２】
制御装置（５１）と、走査ヘッド（１）と、該走査ヘッドに結合されているフィーラー（３）と、該制御装置（５１）に制御され、フィーラー（３）に付勢力を導入する手段と、該走査ヘッド（１）内に設けられ、フィーラー（３）の運動を検知するセンサ（５３）とを有し、請求項１〜７のいずれか１つに記載の方法を実施して、前記フィーラーの重量を測定する座標測定機において、前記制御装置はフィーラー（３）を初期位置（２）から偏位させるよう構成されており、前記フィーラーの重量を前記フィーラーに導入された力と検出した偏位との比から決定することを特徴とする座標測定機。
【請求項１３】
制御装置（５１）と、走査ヘッド（１）と、該走査ヘッドに結合されているフィーラー（３）と、該制御装置（５１）に制御され、フィーラー（３）に付勢力を導入する手段と、該走査ヘッド（１）内に設けられ、フィーラー（３）の運動を検知するセンサ（５３）とを有し、請求項８〜１０のいずれか１つに記載の方法を実施して、前記フィーラーの重量を測定する座標測定機において、前記制御装置は、フィーラー（３）を初期位置（２）から偏位した位置を起点に自由運動させ、この自由振動系の固有振動数を測定するよう構成されており、前記フィーラーの重量を自由振動系の固有振動数から決定することを特徴とする座標測定機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、走査ヘッドに結合されている座標測定機のフィーラーの重量を測定するための方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
たとえばドイツ連邦共和国特許公開第１９７５３３０３Ａ号公報から、フィーラーの重量を考慮して座標測定機を制御するための方法が知られている。フィーラーの重量を測定するため、走査ヘッドの軌道加速度が求められる。走査ヘッドの軌道加速度は、測定された走査ヘッドの位置の時間的変化を導出することから求められ、或いは目標値を導出することから求められる。
【０００３】
この文献からは、フィーラーの重量を測定するための別の動力学的方法が知られている。その方法では、フィーラーが円軌道上を案内され、その際フィーラーを力で付勢することにより、フィーラーが静止状態で占める静止位置でフィーラーは水平方向に関して保持される。フィーラーを静止位置で保持するために必要な力から、フィーラーの重量が測定される。
【０００４】
すでに前記ドイツ連邦共和国特許公開第１９７５３３０３Ａ号公報に記載されているように、フィーラーの重量の測定は取り付け状態で行なうのが有利である。なぜなら、取り付け状態では一定の重量がすでに系内に存在し、したがって利用者側の入力ミスが阻止されているからである。他方フィーラーの重量は、作動のために設定された構成において決定される。しかし動力学的方法の欠点は、検出された値に大きな測定ミスが伴うことである。
【０００５】
通常、座標測定機は、被測定物に依存して選定される種々のフィーラーを使って作動させることができる。座標測定機の操作者自身はその必要性に適合するようにフィーラーを構成することが多い。座標測定機または座標測定器の提供者の立場にたてば、座標測定機を制御する時点ですでにフィーラーの重量を考慮することは原理的には可能であるが、これは操作者にとってはかなりの制限を意味することになる。操作者は、座標測定機の製造者から提供された限られた数量のフィーラーを使用するしかない。しかしこのようなかなりの制限は決して望ましいものではない。
【０００６】
座標測定器の操作者の立場にたてば、自分固有のフィーラーを使用できる自由があるのが望ましい。しかしながら、座標測定機の高い測定精度を保証できるようにするには、特に被測定表面の発進速度が高速の場合に高い測定精度を保証できるようにするには、現在使用しているフィーラーの重量を可能な限り正確に検知して、発進速度に応じて発生する遠心力を補正できるようにする必要がある。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、走査ヘッドと結合されているフィーラーの重量を測定するための他の簡潔な方法を提供することである。
【０００８】
さらに本発明の課題は、フィーラーの重量を検出する際の精度を向上させることである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記本発明の課題は、制御装制御装置と、走査ヘッドと、走査ヘッドに結合されているフィーラーとを有しており、走査ヘッドまたはフィーラーから制御装置に信号を送る座標測定機の、フィーラーの重量を測定する方法において、制御装置によりフィーラーを初期位置から偏位させ、フィーラーに導入された力と検出した偏位との比からフィーラーの重量を決定することを特徴とする方法により解決される。
【００１０】
フィーラーまたは走査ヘッドから制御装置に供給される信号を用いてフィーラーの重量を測定するという手段により、測定精度を向上させることができた。この場合、制御装置にフィーラーまたは走査ヘッドから信号が送られ、重量を測定している間、フィーラーは座標測定機により制御されて運動を実施することはない。
【００１１】
高精度のフィーラー重量測定を保証できるようにするためには、フィーラーの重量を静力学的にまたは自由動力学的に測定するのが有利であることが明らかとなった。静力学的な測定の場合、フィーラーは測定中１つの位置に留まり、自由動力学的測定の場合には、フィーラーは偏位位置から初期位置へ戻り、外部の力、すなわち走査ヘッドによる力がフィーラーに作用することはない。
【００１２】
フィーラーの重量を静力学的に測定する場合、経時的に検出した値を考慮することができ、これにより測定精度が向上する。また静力学的測定の場合、走査ヘッドの構成に起因するような、温度に依存した緩衝作用が発生することはない。
【００１３】
走査ヘッドにより導入される力と初期位置とは異なる占有位置（偏位とも呼ばれる）とを簡単に関係づけることにより、力と距離の比からフィーラーの重量を求めることができる。個々の有利な実施の形態では、フィーラーは所定の力で付勢され、これにより、占有していた偏位位置から、校正曲線に関連して直接フィーラーの重量を求めることができる。
【００１４】
フィーラーに、付勢力を電気信号に変換する素子を付設するのが有利であることが明らかとなった。これに適切な素子としては、特に、安価で信頼性のある圧電素子であることが判明した。この圧電素子は内部剛性が大きく、これにより、Ｚ成分に関する測定値の望ましくない変造が生じることはない。
【００１５】
前記変換素子を中間接続してフィーラーを走査ヘッドと結合させるのが有利であることが明らかとなった。このようにすると、フィーラーの取り付けの終了とともにフィーラーの重量を特徴づける信号を制御装置に送ることができる。この場合、変換素子は走査ヘッドと走査ヘッド秤量ユニットの間に配置される。この変換素子は、境界を接している構成部材とたとえば接着、ねじ止め等により固定連結されているロードセルに付設されている。
【００１６】
フィーラーの重量を測定するためのゼロ位置からの偏位が、フィーラーの重量に対する信号値の適当な校正曲線を備えた制御装置にファイルされていると、送られてくる信号に依存して直接フィーラーの重量を求めることができる。なおゼロ位置とは、フィーラーが受容されていないときに走査ヘッドが占める位置である。
【００１７】
フィーラーの固有重量を補正するための補正ばねを備えた走査ヘッドの場合には、フィーラーの重量を測定するために補正ばねの偏位量を考慮するのが有利であることが判明した。この種の補正ばねは第１の懸架点を有し、この第１の懸架点はたとえば付設の電動機を制御することにより鉛直方向に移動可能であり、その際、第２の懸架点はフィーラーと作用結合している。特に、標準部品として入手可能な、増分検出器を備えた電動機を設けることができるので、フィーラーの固有重量を補正するために電動機を制御する際に検出される増分によりフィーラーの重量が測定される。
【００１８】
或いは、電動機が調整距離を検知するセンサ装置を有していない場合には、フィーラーの重量を測定するため、フィーラーの重力によるｚ方向の偏位を検知し、フィーラーの重力によるｚ方向の偏位を、設けられた位置調整装置を電流で付勢することによって短時間補正し、これにより、偏位を特徴づける電流が検出される。校正曲線があれば、電流からフィーラーの重量を求めることができる。
【００１９】
ｚ方向に関する走査ヘッドのばね定数が既知であれば、すなわち重力の作用方向が既知であれば、フィーラー受容後の走査ヘッドの偏位を検知することにより直接フィーラーの重量を求めることができる。
【００２０】
フィーラーの重量を自由動力学的に測定する場合には、まずフィーラーは初期位置またはゼロ位置から偏位し、この場合フィーラーはこの偏位位置から解放されて初期位置へ戻り、すなわち座標測定機側からの作用なしに戻り振動する。制御装置には、自由振動系の固有振動数を特徴づける信号が送られる。検出した固有振動数からフィーラーの重量を導出することができる。これにより、フィーラーの重量を測定するための極めて簡潔な方法が提供される。この方法では、占有された偏位位置が既知である必要はなく、偏位に必要な力を検知することが必要である。偏位の大きさは、自由振動系の振動時間を所要の精度で決定できる程度で、場合によってはいくつかの振動時間を検出することにより所要の精度で決定できる程度で十分である。
【００２１】
この振動系においては、フィーラーを設けていない振動系の固有振動数を考慮し、フィーラーを取り付けたときの固有振動数の変化からフィーラーの重量を推定することにより、フィーラーの重量を求めるのが有利であることが判明した。固有振動数の変化から、有利には制御装置に付設されたデータメモリにファイルされている校正曲線を用いて、フィーラーの重量を決定する。校正曲線がファイルされていることにより、特に、重量測定に必要な演算コストを削減できる。
【００２２】
フィーラーの重量を可能な限り正確に測定できるようにするには、固有振動数における振動時間Ｔがフィーラーの重量に依存して可能な限り大きく変化する必要がある。適当なばね定数はＣ＝Ｃ0±１０％であることが明らかとなった。ここでＣ0＝２ｇ0／ｌ、ｌ＝自由振動系の長さ、ｇ0＝フィーラーのない振動系の重量である。
【００２３】
有利な実施の形態では、振動系のばね定数を選定するにあたって、フィーラーの評価重量ｇTが算入される。したがってｇ＝ｇ0＋ｇTであり、
【００２４】
【数２】
0004743940.tif 000002
および
Ｃ＝Ｃ0±１０％
である。
【００２５】
走査ヘッドを９０゜水平位置へ回動させることにより走査ヘッドのばね定数を決定するのが有利であることが明らかとなった。この場合走査ヘッドは水平面内を偏位し、その際偏位と必要な力との比からばね定数が明らかになる。
【００２６】
重量を測定するための優れた方法とは別に他の利点もあり、すなわち使用されるフィーラーの重量が既知である場合は、フィーラーの重量が最大値を越えれば座標測定機による測定作業を行なわないようにすることによって、特に走査ヘッド内のばねシステムの過負荷も阻止されるという利点もある。これにより同時に、使用しているフィーラーがこの座標測定機の作業には適していないことが利用者に知らされる。
【００２７】
他の有利な処置は他の従属項に記載されている。
【００２８】
【発明の実施の形態】
次に、本発明を実施の形態を用いて詳細に説明する。
【００２９】
まず図１を用いて、フィーラー３と固定連結されている走査ヘッド１の基本構成を詳細に説明する。フィーラー３は、たとえば星形に配置される一連のフィーラーピン５を有しており、４つの板ばね１３を有しているばね平行四辺形部１５を介して板１１と結合されている。板１１は、他の側で別のばね平行四辺形部９を介してアングル部材１７に固定されており、前記別のばね平行四辺形部９の板ばね７は板ばね１３に対し９０゜ずれて板１１に係合している。
【００３０】
アングル部材１７は、水平方向に位置する板ばね１９を有する第３のばね平行四辺形部２１を介して結合部材２３に懸架されている。結合部材２３は上部部分２５に固定連結され、またはアングル部材１７に係合している。遊びのない且つ摩擦のない３つの直線ガイドシステムをこのようにねじれがないように連設することにより、デカルト座標系ｘ,ｙ,ｚが形成される。この場合、たとえばアングル部材１７はｚ方向に平行に可動で、板１１はｚ方向およびｘ方向に平行に可動であり、フィーラー３を含めたフィーラーピックアップ４はｘ方向、ｙ方向およびｚ方向に平行に可動である。
【００３１】
走査ヘッド１の上部部分２５にはたとえば３つの可動コイルシステム２８,３０,３２が配置され、その環状隙間型磁石２７,２９,３１は上部部分で位置固定して支持され、その可動コイル２８,３０,３２は中央のゼロ位置から、可動コイル２８,３０,３２に供給される電流の電流方向に応じて磁石２７,２９,３１の環状隙間内へ引き込まれ、或いはそこから引き出される。個々の可動コイル２８,３０,３２への電流供給は選択的にオンオフされ、或いは適宜電子的に制御装置５１により制御され、付勢力を目的に応じて導入できるようになっている。可動コイル２８,３０,３２の運動は、上部部分２５内で軸線３５のまわりに回転可能に支持されているレバー３３と、互いに弾性的に結合されている他の伝動要素３７とを用いてフィーラーピックアップ４へ伝えられる。符号２７ないし３７で示した構成要素により、可動コイルシステム３９が形成される。この可動コイルシステム３９により、コイル２８,３０,３２のうちの少なくとも１つのコイルを予め決定される電流で付勢することによって、フィーラー３の付勢力を目的に応じてて導入することができる。
【００３２】
フィーラー３の運動は、走査ヘッド１内に設けられているセンサ５３によって検知される。この実施の形態では、センサとして、フィーラー３の運動を導入するための可動コイルシステム３９に対応して、コイル５５と磁石５７とを含む誘導性システムがセンサ５３として設けられている。
【００３３】
走査ヘッド１には、被測定対象物に整合させて選定される種々のフィーラー３を使用できる。これらのフィーラー３は、通常重量が異なっている。この重量により生じるｚ方向への偏位を補正するため、走査ヘッド１は補正ばね４１を備えている。補正ばね４１は、フィーラーピックアップ４に係合している第１の懸架点４３を有している。反対側の第２の懸架点４５は、鉛直方向に移動可能な構成部材４４に係合している。図示した実施の形態では、この第２の懸架点４５は、走査ヘッド１の上部部分２５内に位置固定して配置されるモータ４７により駆動可能なねじスピンドル４９と作用結合している。このねじスピンドル４９の回転運動から懸架点４５の鉛直方向（ここではｚ方向）の運動が生じる。この補正ばね４１はばね平行四辺形部２１に平行に接続されている。
【００３４】
次に図２を用いて、その都度使用されるフィーラー３の重量を測定するための方法について詳細に説明する。
【００３５】
図示していない座標測定機が始動すると、コイル２８,３０,３２の１つを制御または電流付勢することにより、所定の力が導入され、この力によりフィーラー３が初期位置２から偏位する。この偏位はセンサ５３により検知される。各運動方向に対して設けられているばね平行四辺形部９,１５,２１により、フィーラー３を設置する前の走査ヘッド１の重心ＣＭは、偏位の際に図２に示すような半径Ｒの円弧を描く。フィーラー３を設置する前の走査ヘッド１を通じて作用する重力ＣＭは、垂直な成分Ｇと、ｘ,ｙ方向により形成される面で延びる成分Ｆ１とに分解することができる。小さな偏位角λに対しては、ｔａｎλ≒λ＝Ｓ／Ｒが適用される。ここでＲは、フィーラー３が偏位する円弧の半径である。走査ヘッド１の重量から生じる復帰力Ｆ１は、Ｆ１＝Ｇ＊ｔａｎλ＝Ｇ＊Ｓ／Ｒである。走査ヘッド１はばね平行四辺形部９,１５の１つまたはいくつかのばね力に抗して偏位するので、さらに、これらばね平行四辺形部９,１５の少なくとも１つの板ばね７,１３による弾性復帰力も作用する。この弾性復帰力はＦｃ＝Ｃ＊Ｓである。全復帰力は、Ｆ＝Ｆ１＋Ｆｃ＝Ｇ＊Ｓ／Ｒ＋Ｃ＊Ｓである。フィーラー３を設置することにより走査ヘッド１に掛かる重量がΔＧだけ増大する。偏位Ｓを一定に保持するには、力をΔＦだけ増大させねばならない。
【数３】
0004743940.tif 000003
及び
【数４】
0004743940.tif 000004
したがって
【数５】
0004743940.tif 000005
である。
【００３６】
可動コイルを使用することにより、導入される力は、可動コイル２７がｘ方向に偏位するときに付勢される電流Ｉまたは電圧Ｕに比例する。
ΔＦ＝Ｋ＊ΔＵここでＫは比例定数であり、よってΔＧ＝Ｋ＊ΔＵ＊Ｒ／Ｓである。Ｒは走査ヘッドの構成から既知であるので、一定に偏位するように予め設定すると距離Ｓも定数であり、その結果、積Ｋ＊Ｒ／Ｓを１つの定数ｇにまとめることができる。すなわちΔＧ＝ｇ＊ΔＵである。
【００３７】
既知の重量をフィーラーピンピックアップ４によって測定させるようにした校正測定により、この定数ｇを決定することができる。したがって、測定される任意のフィーラー３による重量変化により、所定の偏位点を維持させるために必要な電圧の変化に依存して、直接フィーラー３の重量を求めることができる。
【００３８】
初期位置２からの偏位を、所定の力を導入することにより求めるようにしてもよい。この場合には、偏位量Ｓが測定される。この測定量に基づいて、以下に詳細に説明するようにフィーラーの重量ΔＧを決定する。まず、１回の校正測定により、すべて同一に構成され、空間的な調整方向だけが異なっているばね平行四辺形部２１,１５,９のばね定数Ｃを決定する。特に、ばね平行四辺形部９のばね定数Ｃは簡単に決定でき、すなわち走査ヘッド１を水平状態にし、１つの面または板上で支持させて、たとえば可動コイル３２を電流で付勢することによりｘ−ｙ平面に平行に偏位させれば前記ばね定数Ｃを簡単に決定することができる。別のばね平行四辺形部２１または１５のばね定数Ｃを決定するために、水平面に平行な方向で偏位させてもよい。この場合、ばね平行四辺形部９,１５,２１に対するＣの値は、図示した実施の形態の場合、走査ヘッド１の構成によりすべての方向に対し同じ値であり、したがってばね定数の決定は１つのばね平行四辺形部に関して行なえば十分である。走査ヘッド１は水平面内を運動するので、フィーラー３と走査ヘッド５の重量により水平支持面とフィーラー３との間に生じる摩擦力を無視すれば、導入された力に電流が比例しているので、可動コイル３１の電流付勢から直接ばね定数を求めることができる。
【００３９】
フィーラー３を取り付ければばね平行四辺形部のばね定数が既知であるので、ｚ方向において検知した偏位に依存して直接フィーラー３の質量または重量を求めることができる。可動コイル３１を電流付勢することによりフィーラー３を短時間所定のゼロ位置６０に位置決めするようにしてもよい。ゼロ位置６０は、フィーラー３が受容されていなければ、フィーラーピックアップ４が占めるようにするのが有利である。このときに必要な電流に依存してフィーラー３の重量を求めることができる。また、モータ４７を制御することによりフィーラー３を所定のゼロ位置６０に位置決めするようにしてもよい。この場合には、懸架点４５が移動した距離が検出される。この距離を測定するため、増分検出器（図示せず）を備えたモータを使用することができる。増分検出器を備えたこの種のモータは標準部品として入手できる。
【００４０】
図３は、初期位置からの偏位と、これに必要な力との関係を、重量の異なるフィーラー３に対し図示したものである。
【００４１】
図４は、フィーラーの重量と必要な力との関係を、偏位が一定（ここでは１．５ｍｍ）の場合に対し図示したものである。
【００４２】
次に、図２と図５を参照して、システムの固有振動数を用いてフィーラー３の重量を自由動力学的に測定するための方法を詳細に説明する。
【００４３】
走査ヘッド１は複数のばね平行四辺形部９,１５,２１を有しており、その際このようなばね平行四辺形部に対しては、図５に図示した簡単な系を想定することができる。ばね平行四辺形部の個々の構成要素の質量を無視すると、水平運動方向に関しばね力が付加的に作用する、図示したような振動系が得られる。この近似系は、少なくとも偏位角αが小さければ十分正確なものであり、したがってｓｉｎα＝Ｓ／Ｒと想定することができる。よって全系の作用力Ｆは
Ｆ＝Ｆ１＋Ｆc＝Ｇ＊Ｓ／Ｒ＋Ｃ＊Ｓ
と表わされ、したがって全系のばね定数Ｄは
Ｄ＝Ｇ／Ｒ＋Ｃ
と表わされる。ここでＣはばね平行四辺形部のばね定数である。
【００４４】
したがって自由振動系の振動時間は、
Ｔ＝２πｍ／（Ｇ／Ｒ＋Ｃ）      Ｇ＝ｍ＊ｇ
で表わされる。ここでｍは質量で、ｇは重力であり、よってＧは重量である。
【００４５】
自由振動系の振動時間からフィーラーの重量を測定するため、
Ｇ／Ｒ≪Ｃ
が適用されるべきである。ここでＣは
Ｃ≒２Ｇ／Ｒ
である。
【００４６】
このような条件のもとでは、測定される重量に依存する振動時間の変化は最大である。
【００４７】
使用されたフィーラー３の重量を測定するため、求めた振動時間を、フィーラー３とフィーラーピックアップ４とが設けられていない系の振動時間に関連づける。この場合、フィーラーピックアップ４の重量は重量の差を増大させるためだけに用い、よって測定精度を向上させるためだけに寄与する。
【００４８】
ファイルされている校正曲線に基づいて、求めた自由振動系の振動時間から直接フィーラーの質量が得られる。
【００４９】
次に、自由振動系の振動時間を測定するための可能な方法を詳細に説明する。
【００５０】
フィーラーは初期位置２から偏位する。この偏位のために作用した力は急激に消失し、次にフィーラー３は初期位置へ戻るために自由振動する。フィーラー３の運動を特徴づける信号がセンサ５３から制御装置へ送られ、特にフィーラー３の運動の逆転を特徴づける信号が送られる。
【００５１】
運動の逆転時点の時間差から、すでに述べたように、使用されたフィーラーの重量を導出または決定するための振動時間が得られる。
【００５２】
図６に図示した走査ヘッド１は、フィーラーの重量を測定するために設けられているロードセル６５を有している。このロードセル６５は走査ヘッド１とフィーラー交換ユニット６７の間に配置されている。ロードセル６５は走査ヘッド１の構成部材と固定連結されているとともに、フィーラー交換ユニット６７とも、たとえば接着、ねじ止め等により固定連結されている。ロードセル６５は、変換素子６１としてたとえば圧電素子６３を有している。圧電素子６３は、使用されたフィーラーの重量に依存して電圧値を送る。その都度一緒に測定されるフィーラー交換ユニット６７の重量は、オフセット値として減算される。
【００５３】
フィーラー交換ユニット６７と、３点支持部を介してフィーラー交換ユニット６７に結合しているフィーラーピンディスク６とにより、１つのユニットが形成される。
【００５４】
以上説明した、使用されたフィーラー３の重量を測定するための方法にすべて共通していることは、フィーラー３が座標測定機側に設けられた運動軌道上を能動的に案内されないことである。
【図面の簡単な説明】
【図１】座標測定機の走査ヘッドを示す図である。
【図２】振動系の概略図である。
【図３】重量の異なるフィーラーに対する、作用した力とその結果生じる偏位との関係を示すグラフである。
【図４】所定の偏位に必要な力とフィーラーの重量との関係を示すグラフである。
【図５】ばね系の概略図である。
【図６】ロードセルを備えた走査ヘッドの概略図である。
【符号の説明】
１  走査ヘッド
２  静止位置
３  フィーラー
４  フィーラーピックアップ
５  フィーラーピン
６  フィーラーピンディスク
７  板ばね
９  ばね平行四辺形部
１１  板
１３  板ばね
１５  ばね平行四辺形部
１７  アングル部材
１９  板ばね
２１  ばね平行四辺形部
２３  結合部材
２５  上部部分
２７  環状隙間型磁石
２８  可動コイル
２９  環状隙間型磁石
３０  可動コイル
３１  環状隙間型磁石
３２  可動コイル
３３  レバー
３５  軸線
３７  伝動要素
３９  可動コイルシステム
４１  補正ばね
４３  第１の懸架点
４４  鉛直方向に移動可能な構成部材
４５  第２の懸架点
４７  モータ
４９  ねじスピンドル
５１  制御装置
５３  センサ
５５  コイル
５７  磁石
６０  ゼロ位置
６１  変換素子
６３  圧電素子
６５  ロードセル
６７  フィーラー交換ユニット
【図１】
0004743940.tif 000006
【図３】
0004743940.tif 000007
【図４】
0004743940.tif 000008
【図５】
0004743940.tif 000009
【図６】
0004743940.tif 000010
【図２】
0004743940.tif 000011