[发明专利]测量台架及其电气控制的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种电气控制测量台架的方法，以提供至少一个测量探针从开始位置到测量位置行进的运动，特别是用于测量薄层的厚度，本发明还涉及一种用于执行所述方法的测量台架。

背景技术

DE102005034515A1公开了一种用于保持测量探针的测量台架，所述探针被设计用于测量薄层的厚度。该测量台架包括外壳，在该外壳中移位构件可被引导以使得其上下移动。在其面对被测量物的端部，提供有用于固定测量探针的保持器。移位构件的上下移动由电动机控制的驱动单元启动。移位构件的上下运动的上端位置和下端位置分别由探测器检测。上下运动由包括凸轮盘的驱动单元产生，所述凸轮盘能使回转杆上下运动。为达到此目的，在回转杆上设置有离开凸轮盘的滚轴。凸轮盘被配置成使得，测量探针从开始位置到测量位置的向下运动首先是以快速模式然后以缓行模式进行。该测量台架具有高重复精度且耐用。为了执行测量，并考虑到工作行程，必需使测量探针的高度相对于被测物的测量表面(在下文中称为“测量物表面”)相对精确的预先定位，以使得当向下触碰到测量物表面时，测量探针至少处于缓行模式。为了满足执行测量以及减少拆装次数的灵活性方面日益增长的需要，虽然在实际应用中这种类型的测量台架是行之有效的，但是还需要进一步的改进。

发明内容

本发明的目的是，提出一种用于保持至少一个测量探针的测量台架以及一种用于通过至少一个测量探针的行进运动致动测量探针的方法，特别是用于测量薄层的厚度，该方法使用灵活且能够快速适应于不同的测量任务，尤其是还能维持测量探针向下触碰在测量物表面上以实现精确的测量值以及高的重复精度。

本发明的目的通过一种测量台架的电气控制的方法来获得，其中，在第一次测量之前执行学习程序，用于检测相对于被测物测量探针在预定开始位置和测量位置之间的距离，在学习程序期间，以预定的、优选恒定的移动速度降低测量探针，直到测量探针靠在测量物表面上，并且在驱动单元与移位构件之间提供的飞轮机构被启动，在测量探针向下触碰到测量物表面后，飞轮机构断开驱动单元和移位部件之间的相互作用，并且经由开关装置检测到飞轮机构的启动，然后传送用于停止电动机的控制信号并最终结束学习程序。

该学习程序使得仅需要测量探针关于测量物的大致预先定位，该测量探针的大致预先定位必需位于测量探针的上下运动的行程或工作范围内。通过该学习程序，可以确定测量探针的开始位置与优选是位于测量物表面上的测量位置之间的当前距离。通过该学习程序，任何测量探针均可根据测量物调整成适应指定的测量任务，以使得测量探针以确定的方式相对于测量物表面定位。设置在驱动单元和移位构件之间的飞轮机构使得能灵活地适应测量探针从开始位置到各个测量位置的行进。唯一的必要条件在于测量物表面必需设置在移位构件的工作范围或行程内。由于开关装置发送控制信号的传递发生在测量探针向下触碰到测量物表面时或者在其之后，因此同时检测到开始位置和被测表面之间的行进，并且因此能确保测量探针实际向下触碰到被测表面以用于随后启动的行进。

而且，配置优选形成为要检测飞轮机构的启动后的进一步行进，以及要确定由于电动机静止中的延迟而引起的迟滞行进。在随后的行进中优选考虑该行进的距离，以为了执行在检测到的探针的向下触碰位置之前结合所述迟滞的测量，以致于在行进运动期间，结合由迟滞决定的在前的减速。这使得测量探针在测量位置能轻柔的向下触碰。

根据所述方法的一个优选配置，配置成在预定起始点和飞轮机构的启动之间的移动由位移传感器的若干脉冲确定，所述位移传感器特别可以是可编程旋转编码器。这使得能确定精确的行进距离，因为，在驱动单元的向下运动期间，若干脉冲的检测允许消除存在于驱动单元内以及驱动单元与电动机之间的机械游隙。通过精确地测定开始位置和测量位置之间的行进距离，可获得行进运动的最优化，因为移动运动首先以快速模式启动，随后转换到缓行模式。行进的完整距离包括直到测量探针向下触碰到测量物表面上是已知的，可以及时开始减速，以实现测量探针在测量物表面上轻柔的向下触碰。

优选的，配置形成为与电动机分离设置的位移传感器检测行进。另外，这允许消除当检测行进时电动机与驱动单元之间的游隙。通过上下运动的启动，在驱动方向改变的点可能出现游隙。通过独立的行进检测，而不考虑电动机的旋转方向，重复精度将由于保持完全相同的行进距离而有所提高。行进的驱动力优选由带驱动或皮带驱动产生，第一回转皮带轮由电动机驱动以及与第二回转皮带轮与位移传感器相连。由于位移传感器不与电动机的驱动轴接合，因此使得能形成用于测定行进而产生断开。优选是提供具有紧凑设计的旋转编码器。