DE19626140A1 - Verfahren zum Einstellen und Messen von Schneidwerkzeugen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren sowie eine Einrichtung zum Einstellen und Messen von rotierenden Schneidwerkzeugen, insbesondere von zylin­ drischen oder kegeligen ein- oder mehrstufigen Einschneiden-Reibahlen, bei dem das Werkzeug in einer auf einem Einstell- und Meßgerät montierten Werkzeugaufnahme eingespannt und mit Hilfe von zwei verfahrbaren Ko­ ordinatenschlitten, von denen einer eine Kamera und Lichtquelle trägt, über einen CNC-gesteuerten Ablauf eingestellt und vermessen wird.

Stand der Technik

In der zerspanenden Metall-Bearbeitung werden zur Herstellung präziser Bohrungen oder zylindrischer Teile (Wellen), die sehr enge Fertigungstole­ ranzen aufweisen und an deren Oberflächengüte, Kreisform sowie Steige­ rungsgenauigkeit hohe Ansprüche gestellt werden, was gleichzeitig eine ho­ he Standzeit der Werkzeuge voraussetzt, einstellbare Einschneiden-Reibah­ len eingesetzt.

Die Schneide dieser Werkzeuge ist austauschbar, kann unterschiedliche Geometrien aufweisen und aus unterschiedlichen, speziellen Materialien bestehen. Für den jeweiligen Anwendungsfall müssen Einschneiden-Reib­ ahlen nach Vorgaben des Werkzeugherstellers µ-genau eingestellt und zur Kontrolle gemessen werden. Dabei wird die Einstellung der verstell- und klemmbaren Schneide in den meisten Fällen auf am Werkzeugschaft fest eingebrachte Stützleisten (auch Führungsleisten genannt) bezogen.

Bei allen Werkzeugen dieser Art mit ein, zwei oder mehr Stützleisten kön­ nen drei grundsätzliche Einstellarten angewandt werden: Zum einen das "Rachenlehrenprinzip", bei dem die Schneide auf den Bearbeitungsdurch­ messer, bezogen auf die der Schneide gegenüberliegenden Stützleiste, ein­ gestellt wird. Zinn zweiten das "Übermaßprinzip", bei dem die Schneide um einen bestimmten, vom Werkzeughersteller vorgegebenen Überstand, bezo­ gen auf die Stützleiste(n), eingestellt wird. Und zum dritten werden Ein­ schneiden-Reibahlen, die keine Stützleiste enthalten, mit automatischem Schlagausgleich eingestellt. Bei zylindrischen Einschneiden-Reibahlen muß die Einstellung eine bestimmte Verjüngung der Schneide berücksichtigen, die für eine exakte Bearbeitung, Oberflächengüte und Standzeit Vorausset­ zung ist. Bei kegeligen Einschneiden-Reibahlen wird die Schneide auf einen bestimmten Kegelwinkel, parallel zu dem der Stützleiste, und teilweise zu­ sätzlich ballig eingestellt. Bei Stufenwerkzeugen, die in Kombination aus mehreren verschiedenen Einschneiden-Reibahlen-Typen mit unterschiedli­ chen Durchmessern bestehen können, sind die Schneiden zusätzlich auf be­ stimmte radiale Abstände zueinander einzustellen, wobei die Schneiden am Umfang in verschiedenen Winkelteilungen liegen können.

Herkömmliche Vorrichtungen zum Einstellen von Einschneiden-Reibahlen umfassen in der Regel eine Art Reitstock, in dem das Werkzeug zwischen Spitzen aufgenommen wird, sowie spezielle Meßtaster mit Meßuhren. Mit einer solchen Vorrichtung läßt sich der Bearbeitungsdurchmesser, die Ver­ jüngung oder der Überstand in der gewünschten Genauigkeit einstellen. Da es sich hierbei jedoch um ein mechanisches System handelt, bei dem die Schneide berührend gemessen bzw. eingestellt wird, kann dies zur Folge haben, daß sie beim Einstellen beschädigt wird. Außerdem erweist sich das Justieren der benötigten Meßtaster und Meßuhren als umständlich und zeit­ aufwendig. Die Präsenz von Meßtastern ist unter Umständen derart störend beim Einstellvorgang, daß bestimmte Einstellschrauben für den Bediener nicht mehr zugänglich sind. Desweiteren sind teilweise zusätzliche Eichleh­ ren für jeden Werkzeugtyp notwendig, die zum Justieren der Meßtaster und Meßuhren genutzt werden.

Ein anderes bekanntes Verfahren zum Einstellen und Messen von Einschnei­ den-Reibahlen verwendet eine Vorrichtung mit zwei Koordinatenschlitten, auf denen das Werkzeug aufgenommen bzw. eine CCD-Kamera mit dazu­ gehöriger Lichtquelle montiert ist. Im folgenden ist dies Verfahren anhand von Fig. 1 näher erläutert, welche die Erfassung eines Teils der Schneide einer in Fig. 2 dargestellten Reibahle durch die CCD-Kamera in vergrößer­ tem Maßstab zeigt.

Durch Verstellung der Koordinatenschlitten wird zuerst die Schneide 3 und danach die dieser auf dem Werkzeugumfang gegenüberliegende Stützleiste 13 in das Blickfeld 1 der Kamera positioniert und fokussiert. Die Stützleiste wird durch die Kamera erfaßt, und ausgehend von der Messung an der Stützleiste bezüglich des Einstelldurchinessers D, wird die Schneide 3 posi­ tioniert. Bei diesem Verfahren werden der relevante Durchmesser D1 und die Schneiden-Neigung 8 (auch Verjüngung genannt) an P1 und P2 gleich­ zeitig eingestellt bzw. erfaßt. Der maximal von der Kamera erfaßbare Län­ genbereich L1 der Werkzeugschneide 3 wird beim Einstellen beobachtet und auf D sowie auf die Verjüngung 8 eingestellt.

Obwohl dies Verfahren als einfach und schnell durchführbar erscheint, ist es jedoch mit dem Nachteil der Ungenauigkeit bei der Einstellung des Durch­ messers D1 und der Neigung 8 der Schneide behaftet. Der für die Einstel­ lung der Neigung 8 der Schneide 3 bei zylindrischen Reibahlen relevante Punkt P3 ist in üblichen praktischen Fällen mindestens 10 mm vom Einstell­ punkt P1 entfernt. Begrenzt durch das Blickfeld einer üblichen CCD-Kamera steht zum gleichzeitigen Einstellen beider Punkte P1 und P2 nur ein relativ kleiner Abstand L1 von ca. 6 mm zur Verfügung. Gleiches gilt für die Messung an der der Schneide gegenüberliegenden Stützleiste, an der bei Bedarf zusätzlich eine Neigung dieser und demnach des Werkzeugschaftes 4 in Bezug auf den Koordinatenschlitten, zur weiteren Berechnung ermittelt werden sollte.

Das bekannte Verfahren ist ferner an die auf dem CCD-Chip der Kamera verfügbare Anzahl Pixel gebunden, aus der sich der Abstand der Pixel zu­ einander ergibt. Zusätzlich liegen die zum Einstellen verwendeten Schnei­ den- Punkte P1 und P2 am Rand des Bildfeldes 1 der Kamera-Optik, also in dem der größten Verzerrung unterliegenden Randbereich 2 der Linse. Schon allein dadurch entstehen Einstell- und Meßfehler F1/F2/F3 in einem Grö­ ßenbereich, der die für die beschriebenen Einschneiden-Reibahlen geltende Toleranzgrenze häufig überschreitet. Die bezüglich der Verjüngung 8 der Schneide 3 auftretenden Einstellfehler F2/F3 werden dadurch noch erhöht, da der relevante Punkt P3 der Schneide außerhalb des Blickfeldes 1 der Kamera liegt, wobei sich der Fehler unter Berücksichtigung des Abstandes L2 zu F4/F5 erhöht. Bei kegeligen Einschneiden-Reibahlen, deren Schnei­ denlänge größer ist, wirkt sich diese Fehlerursache besonders aus, da die relevanten Einstellpunkte mindestens 30 mm voneinander entfernt sind.

Dadurch, daß die Neigung/Verjüngung 8 der Schneide 3 gleichzeitig an zwei Punkten innerhalb des Blickfeldes der Kamera eingestellt wird, ist das be­ kannte Verfahren außerdem von der 100%igen Parallelität des theoretischen Koordinatenkreuzes der Kamera zu dem der Koordinatenschlitten abhängig. Durch einen auch noch so geringfügigen Schrägstand der Kamera mit der daraus resultierenden Abweichung des theoretischen Fadenkreuzes der Ka­ mera vom Koordinatensystem der Meßschlitten, wird dementsprechend das Einstell- und Meßergebnis verfälscht. Die Gefahr für das Auftreten dieser Fehlerursache ist in der Praxis durch die Umstände der Anwendung oftmals leicht gegeben. Diesbezügliche Überprüfungen und Korrekturen sind mit sehr hohem Aufwand verbunden. Ein bei diesem Verfahren daraus entste­ hender eventueller Zeitvorteil, daß mit dem Einstell- und Meßgerät lediglich ein Längenbereich der Werkzeugschneide angefahren zu werden braucht, kann demnach leicht durch fehlerhaft eingespannte bzw. aufgenommene Werkzeuge und nachträglich notwendige Korrekturen zu unverhältnismäßig größeren Zeitverlusten führen.

Schließlich ist das vorbeschriebene Verfahren dann nicht anwendbar, wenn an Werkzeugen der Meßpunkt an der Stützleiste nicht dem Einstellpunkt der Schneide gegenüberliegt, d. h. wenn der Anschnitt der Schneide kleiner ist als der der Stützleiste. Es handelt sich somit um ein Verfahren, bei dem im Hinblick auf Gesetzmäßigkeiten der Optik Kompromisse zu Lasten der Ge­ nauigkeit und der Sicherheit der Einstellergebnisse in Kauf genommen wer­ den müssen; somit um ein Verfahren, das den Eindruck der Einfachheit vermittelt und technisch relativ einfach umsetzbar ist, jedoch den Ansprü­ chen komplexer und hochwertiger Werkzeuge nicht gerecht wird.

Darstellung der Erfindung

Die Erfindung hat deshalb zum Ziel, ein verbessertes Meß- und Einstellver­ fahren anzugeben, das höchsten Ansprüchen an Genauigkeit genügt und gleichzeitig ein Optimum an Bedienkomfort gewährleistet, so daß das Ein­ stellen und Messen von Einschneiden-Reibahlen entsprechend den Genauig­ keitsanforderungen und der Forderung nach Bedienkomfort und Einstellsi­ cherheit mit Bildverarbeitung ermöglicht wird.

Dieses Ziel wird durch die Merkmale des in den Ansprüchen gekennzeich­ neten Verfahrens erreicht.

Durch Anwendung der Erfindung können Einschneiden-Reibahlen berüh­ rungslos eingestellt und zur Kontrolle gemessen werden. Es werden alle re­ levanten Punkte der Schneide sowie der Stützleiste CNC-gesteuert und µ-genau in das Zentrum der Kamera positioniert, gemessen bzw. eingestellt. Durch das CNC-gesteuerte und u-genaue Positionieren aller Meß- und Ein­ stellpunkte genau in das Zentrum des Blickfeldes der Kamera werden Lin­ senfehler, Verzerrungen, Schrägstand der Kamera usw. eliminiert. Falsche Meß- und Einstellergebnisse werden vermieden.

Da ein berührungsloses Einstellen und Messen erfolgt, werden Beschädi­ gungen der Werkzeugschneide ausgeschlossen. Der Bediener erhält durch fehlende Meßtaster eine optimale Arbeitsfreiheit beim Einstellen am Werk­ zeug, was ein bequemes Verstellen der Werkzeugschneide ermöglicht. Es erübrigen sich speziell angefertigte Eichlehren, die bei mehrstufigen Sonder­ reibahlen notwendig sind und auch zum Einstellen von Meßtastern verwen­ det werden. Die Einstell- und Meßdaten werden in der zum Einstellgerät gehörenden PC-Elektronik abgespeichert. Diese steuert den vollautomati­ schen Meß- und Einstellablauf und ermöglicht das Erfassen von technologi­ schen Erfahrungswerten. Die in der Werkzeugaufnahme fest montierte Ein­ schneiden-Reibahlen braucht für den Einstell- und Meßvorgang nicht de­ montiert zu werden. Am Einstellgerät, auf dem die Erfindung zum Einsatz kommt, wird das Komplettwerkzeug zum Einstellen aufgenommen. Dies spart Montagezeit und ermöglicht die Überprüfung und Gewährleistung des Werkzeugzustandes hinsichtlich Rundlauf und Taumelschlag, - Eigenschaf­ ten, die somit auch in der Werkzeugmaschine für den Arbeitseinsatz wichtig sind. Bei extrem langen und dünnen Werkzeugen, wo die Gefahr des Ver­ drückens des Werkzeuges beim Einstellen besteht, kann am Einstell- und Meßgerät eine Gegenspitze montiert werden. Rundlauf, Parallelität der Stützleisten, Taumelschlag, Verschleiß der Stützleisten sowie der Schräg­ stand des Werkzeuges zur Koordinatenachse können vollautomatisch ohne weitere Zusatzvorrichtungen kontrolliert und gemessen werden. Die ermittel­ ten Werte können bei Bedarf rechnerisch für die Einstellung der Werkzeug­ schneide verwendet werden.

Bei mehrstufigen Einschneiden-Reibahlen werden alle Schneiden automa­ tisch angefahren. Bei am Umfang versetzt angeordneten Schneiden ermög­ licht die CNC-gesteuerte Werkzeugaufnahme und das Eingeben eines Posi­ tionierwinkels in die PC-Elektronik ein vollautomatisches Einschwenken der einzustellenden Schneide in das Blickfeld der Kamera. Dadurch wird ge­ währleistet, daß nicht fehlerhafterweise eine Schneide ähnlicher Lage oder der Werkzeugschaft zur Fokussierung bzw. vom Bediener versehentlich zum Einstellen verwendet wird.

Indem ein Einstellbalken im Monitor der Bildverarbeitung die noch zu ver­ stellende Differenz zum Sollmaß in µ-Schritten anzeigt, werden fehlerhafte Einstellungen vom menschlichen Auge leichter erfaßt als z. B. durch einen Zähler, der sich beim Einstellen der Schneide ständig ändert und die Gefahr falsch abgelesener Zahlen mit sich bringt. Besonders dieses Merkmal führt zu einem bequemen und sicheren Einstellvorgang. Des weiteren steht ständig eine Kontrollmessung und Protokollierungsmöglichkeit der Einstellergebnis­ se zur Verfügung.

Ausführungsbeispiele der Erfindung

Nachfolgend sind Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeich­ nungen näher erläutert. Es zeigen

Fig. 3 eine Ansicht einer erfindungsgemäß eingestellten Ein­ schneiden-Reibahle zylindrischer Form mit einem Schaft, einer Schneide, Stützleisten, einer Klemm- und zwei Stell­ schrauben,

Fig. 4 eine Draufsicht auf das Werkzeug nach Fig. 3,

Fig. 5 bis 8 Kamerabilder der Schneide am Einstellpunkt P1 mit Ein­ stellbalken und µ-Skalierung, der Stützleiste am Meßpunkt P2, der Schneide am Einstellpunkt P4 mit Einstellbalken und µ-Skalierung bzw. der Stützleiste am Meßpunkt 3,

Fig. 9 eine Ansicht einer erfindungsgemäß eingestellten Ein­ schneiden-Reibahle kegeliger Form mit einem Schaft, ei­ ner Schneide, Stützleisten, drei Klemm- und drei Stell­ schrauben,

Fig. 10 bis 12 Kamerabilder mit Einstellbalken und µ-Skalierung der Schneide am Einstellpunkt P6, am P7 bzw. am P8,

Fig. 13 bis 15 Kamerabilder der Stützleiste am Meßpunkt P9, P10 bzw. P11,

Fig. 16 eine Ansicht einer erfindungsgemäß eingestellten mehr­ stufigen Einschneiden-Reibahle zylindrischer Form mit ei­ ner Planschneide und

Fig. 17 eine Draufsicht auf die Reibahle in Fig. 16.

Fig. 3 zeigt den Schaft 4 einer einzustellenden zylindrischen Einschneiden-Reibahle, an dem eine wechselbare Schneide 3 eingespannt ist. Die Schnei­ de 3 wird durch eine Klemmplatte 5 und eine Klemmschraube 12 gehalten. Durch Stellschrauben 11 und 14 kann die Lage der Schneide 3, auch im ge­ klemmten Zustand, radial verändert werden. Am Umfang verteilte und fest im Schaft eingebrachte Stützleisten, z. B. 13, dienen zum Abstützen und Füh­ ren der Einschneiden-Reibahle beim Bearbeiten einer Bohrung und bewirken ein Glätten der bearbeiteten Werkstückoberfläche.

Die erfindungsgemäße Einstellung beginnt mit dem Start des Meßpro­ gramms eines Einstell- und Meßgerätes, dessen angeschlossener Rechner die beiden Meßschlitten sowie die daran angebrachte Kamera bezüglich des ersten Einstellpunktes P1 an der Schneide 3 positioniert. Die Schneide wird dabei automatisch auf den radialen Umkehrpunkt gebracht (auch Fokussie­ rung genannt), wobei dieser Vorgang nicht zwingend auf die Fokussier-Ebene der Kamera bezogen zu sein braucht, sondern die durch den Punkt P1 und den Achsmittelpunkt des Werkzeuges verlaufende Tangente zur Quer­ achse des Einstell- und Meßgerätes parallel gestellt werden kann.

Danach wird die Schneide 3 und damit die dem Programmablauf zugrunde­ gelegte Länge des Werkzeuges gemessen. Ausgehend von der gemessenen Position wird um L1 und L3 sowie um D1 auf die der Schneide 3 gegen­ überliegende Stützleiste 13, auf den Meßpunkt P2, verfahren, wobei auf dem Bildschirm ein Kamerabild gemäß Fig. 6 erscheint. Die Stützleiste wird au­ tomatisch an P2 gemessen, und danach wird um die Länge L4 auf den Meß­ punkt P3 verfahren (Fig. 8), dieser gemessen und zurück auf die Schneide 3 an den Einstellpunkt P1 positioniert. Auf dem Bildverarbeitungsmonitor sind ein Einstellbalken 6 und eine µ-Skalierung 7 sichtbar. Der gemäß Fig. 5 von der Fadenkreuz-Ordinate ausgehende Einstellbalken 6 zeigt durch seine sich ändernde Länge die Differenz der Schneide 3 an P1 zum Einstelldurchmes­ ser D1 an, der sich auf die vorangegangene Messung für P2 auf der Stütz­ leiste 13 bezieht. Diese Anzeige stellt sicher, daß keine evtl. vorhandenen Rundlauffehler des Werkzeuges in das Einstellergebnis eingehen.

Mit Hilfe der Stellschraube 11 wird nun die Schneide an P1 auf Differenz gleich Null zum Sollmaß D1 eingestellt, d. h. bis der Einstellbalken 6 auf dem Bildschirm verschwindet. Der Bediener bestätigt dies der PC-Elektro­ nik durch Eingabe am Bedienfeld, und es wird dann automatisch um L2 und ΔD (Verjüngung) auf den zweiten Einstellpunkt P4 positioniert, wobei die Differenz zum Sollmaß D2 anhand des Einstellbalkens 6 und der µ-Skalierung eingeblendet wird (Fig. 7). Dies Einstellmaß bezieht sich auf die vorangegangene Messung an der Stutzleiste 13 an P3. Somit können Rund­ lauf- oder Winkelfehler nicht in das Einstellergebnis eingehen.

Nach Einstellung der Schneide 3 einschließlich ihrer Neigung zwischen P1 und P4 wird automatisch auf P1 zurückpositioniert. Der wiederum automa­ tisch aktivierte Einstellbalken 6 zeigt eine evtl. notwendige Korrektur am Einstellpunkt P1 an. Gleichzeitig steht ab diesem Zeitpunkt eine Kontroll­ messung zur Verfügung. Der Bediener kann die Einstellpunkte P1 und P4 beliebig oft automatisch anfahren lassen und einstellen sowie messen. Eben­ so kann ab diesem Zeitpunkt das Programm beendet werden.

Beim vorbeschriebenen Ablauf wurde die der Schneide 3 gegenüberliegende Stützleiste 13 zur Messung und Aufnahme der Lage der Einschneiden-Reibahle benutzt. Für die erfindungsgemäße Einstellung kann auch eine der weiteren am Schaft 4 eingebrachten Stützleisten herangezogen werden. Die Wahl der zur Einstellung verwendeten Stützleiste obliegt dann dem jeweili­ gen Anwendungsfall.

Entsprechend Fig. 9 ist ein Schaft 16 einer unter der Anwendung der Erfin­ dung einzustellenden Einschneiden-Reibahle kegeliger Form dargestellt, an dem eine wechselbare Schneide 23 eingespannt ist. Die Schneide 23 wird durch Klemmplatten 17, 18 und 19 gehalten. Mit Stellschrauben 20, 21 und 22 kann die Lage der Schneide, auch in geklemmten Zustand, radial verän­ dert werden. Im Schaft 16 fest eingebrachte Stützleisten, z. B. 24, dienen zum Abstützen und Führen der Einschneiden-Reibahle bei der Bearbeitung am Werkstück. Die Neigung W2 dieser Stützleisten entspricht dem zu ferti­ genden Kegelwinkel am Werkstück. Die Stützleisten bewirken zusätzlich ein Glätten der bearbeiteten Werkstoffoberfläche.

Die erfindungsgemäße Einstellung beginnt durch automatisches Positionie­ ren der auf dem Meßschlitten montierten Kamera auf den vorderen End­ punkt PS der Schneide 23. Danach erfolgt ein automatisches Drehen der Schneide 23 auf den radialen Umkehrpunkt (auch Fokussierung genannt), wie bereits in Verbindung mit Fig. 3 beschrieben. Die Länge des Werkzeu­ ges wird von P5 an gemessen, und ausgehend von der ermittelten Position wird um die Länge L6 und den aus D3 und W2 ermittelten Wert auf den Meßpunkt P9 der Stützleiste 24 automatisch verfahren und P9 gemessen, so daß auf dem Bildschirm ein Kamerabild entsprechend Fig. 13 erscheint. Da­ nach wird um L7 auf P10 verfahren, P10 gemessen (Fig. 14), und schließlich um L8 auf P11 verfahren und P11 gemessen (Fig. 15). Aus den Messungen an P9/P10/P11 wird der Kegelwinkel W2 der Stützleiste 24 und ein even­ tueller Winkelfehler, welcher als Korrekturwert für die Einstellung der Schneide 23 verwendet werden kann, bestimmt.

Anschließend wird automatisch auf den Einstellpunkt P6 der Schneide 23 positioniert, wobei der die Differenz zum Sollmaß an P6 anzeigende Ein­ stellbalken 6 mit µ-Skalierung 7 auf dem Kamerabild entsprechend Fig. 10 erscheint. Mit Hilfe der Einstellsehraube 20 stellt der Bediener die Schneide 23 am Einstellpunkt P6 auf Differenz gleich Null zum Sollmaß ein, das sich auf vorgegebene Einstellmaße, die Messung auf der Stützleiste 24 sowie die daraus ermittelte Lage der Stützleiste bezieht. Nach Bestätigung der korrek­ ten Einstellung bei P6 an die PC-Elektronik wird automatisch um die Längen L7 und L8 auf den Einstellpunkt P8 verfahren. Unter Beobachtung des Ka­ merabilds von Fig. 12 erfolgt die Einstellung der Schneide 23 an P8 auf glei­ che Art, wie zuvor für P6 beschrieben. Die Schneide 23 ist in der Regel nunmehr auf die vorgegebenen Parameter wie Überstand und Kegelwinkel eingestellt. Die Einstellpunkte P6 und P8 können beliebig oft automatisch angefahren und in der Einstellung korrigiert werden. Ist die Einstellung der Schneide 23 in der geforderten Genauigkeit vollendet, so kann an P7 die Schneide 23 um einen bestimmten Wert ballig eingestellt werden (Fig. 11). Für alle Einstellpunkte stehen automatische Kontrollmessungen zur Verfü­ gung, um eine korrekte Einstellung der Einschneiden-Reibahle zu überprüfen oder z. B. durch einen Ausdruck zu dokumentieren.

Bei vorbeschriebenem Ablauf wurde eine der Schneide 23 gegenüberliegen­ de Stützleiste 24 zur Messung und zur Aufnahme der Lage der Einschneiden-Reibahle verwendet. Erfindungsgemäße Einstellungen können auch unter Verwendung einer anderen am Schaft 16 eingebrachten Stützleiste vor­ genommen werden. Die Wahl der zum Einstellen verwendeten Stützleiste erfolgt nach Zweckmäßigkeit.

Die erfindungsgemäße Einstellung zielt prinzipiell darauf ab, die Schneide 23 um einen vorgegebenen Überstand zur Stützleiste 24 und auf ein für den entsprechenden Werkzeugtyp vorgeschriebenen Kegelwinkel oder parallel zu den am Schaft eingebrachten Stützleisten einzustellen.

Fig. 16, 17 zeigen eine erfindungsgemäße einzustellende mehrstufige Rei­ bahle mit zwei zylindrischen Einschneiden-Reibstufen verschiedener Durch­ messer und einer Planschneide. Die obere Schneide 24 wird, wie zu Fig. 3 beschrieben, eingestellt. Danach werden die Meßschlitten und die darauf montierte Kamera automatisch auf die Position der Schneide 25 verfahren. Die Schneide 25 wird, wie zu Fig. 3 beschrieben, eingestellt. Da die Schnei­ de 26 um den Winkel W3 umfangsmäßig versetzt angeordnet ist, wird bei der automatischen Positionierung auf die Schneide 26 die Werkzeugaufnah­ me und somit auch das Werkzeug automatisch, motorisch oder CNC-betrieben, um W3 verdreht. Damit wird die Schneide 26 in das Blickfeld der Kamera positioniert und der Einstell- oder Meßvorgang kann automatisch fortgesetzt werden, ohne daß fehlerhafte Schneiden oder Schaftkanten ähnli­ cher Lage gemessen oder eingestellt werden.

Ein besonderer Vorteil liegt im µ-genauen, automatischen Anfahren der ein­ zelnen Meß- und Einstellpunkte. Die Messung und Einstellung der einzelnen Punkte erfolgt genau im Zentrum der Kamera. Dadurch wird die geforderte Genauigkeit, absolute Sicherheit und Komfort durch Vollautomatik beim Messen von Einschneiden-Reibahlen erzielt. Wie erkennbar, kann die Erfin­ dung bei allen Typen von Einschneiden-Reibahlen der Innenbearbeitung an­ gewendet werden.

Claims (9)

1. Verfahren zum Messen und Einstellen von Werkzeugen, insbesondere von Schneiden an Einschneiden-Reibahlen, bei dem Verlauf und Lage der Schneide geräteoptisch mittels einer Video-Kamera erfaßt und in einem Rechner zur Bestimmung von z. B. auf ein Koordinatensystem bezogenen spezifischen Kennmaßen wie Durchmesser, Überstand, Verjüngung oder Kegelwinkel o. dgl. verarbeitet und auf einem an den Rechner angeschlosse­ nen Monitor abgebildet werden, dadurch gekennzeichnet, daß einzelne Einstellpunkte der Werkzeugschneide, die für deren Lage und Verlauf bestimmend oder wesentlich sind, durch Relativbewegung der Ka­ mera oder einer das Werkzeug tragenden Werkzeugaufnahme automatisch nacheinander in das Zentrum des Kamerabildfeldes gebracht werden, wobei die Schneide im Bereich jedes Einstellpunktes auf dem Monitor abgebildet und gleichzeitig eine aus im Rechner für den jeweiligen Einstellpunkt ge­ speicherten Sollwertdaten errechnete Differenz zum Istwert angezeigt wird, und daß nach maschineller oder manueller Beseitigung der Maßdifferenz der Schneide am Einstellpunkt die Kamera entsprechend einem für den Werk­ zeugtyp gespeicherten Meßprogramm automatisch auf den nächstfolgenden Einstellpunkt ausgerichtet wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die am Schnei­ den-Einstellpunkt errechnete Differenz zwischen Ist- und Sollwert auf dem Monitor durch einen in seiner Länge dem Differenzmaß entsprechenden Einstellbalken (6) zusammen mit einem auf das Zentrum des Kamera-Bildfeldes ausgerichteten Fadenkreuz sowie einer µ-Skalierung vergrößert abgebildet wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß beim Messen und Einstellen einer ein- oder mehrstufigen Einschneiden-Reibahle für Zylinderbohrungen zunächst an wenigstens zwei unter Längsabstand lie­ genden Meßpunkten der Stützleiste die Einstelldurchmesser gemessen und gespeichert und anschließend nacheinander Einstellpunkte der Werkzeug­ schneide von der Kamera einzeln erfaßt werden, wobei deren axiale Lage und Abstand im wesentlichen denjenigen der Meßpunkte auf der Stützleiste entsprechen,
und daß die Schneide an jedem Einstellpunkt zur Beseitigung etwaiger Dif­ ferenzen zwischen Ist- und Sollwert, die unter Bezug auf den am gegenüber­ liegenden Meßpunkt der Stützleiste gemessenen Einstelldurchmesser er­ rechnet und auf dem Monitor abgebildet werden, manuell oder maschinell auf ein vorgegebenes Sollmaß eingestellt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß beim optischen Anfahren und Abbilden jedes Einstellpunktes der Schneide ein vorgegebener Überstand und/oder ein vorgegebener Verjüngungswinkel (W1) bezüglich des an den Meßpunkten der Stützleiste ermittelten Einstelldurchmessers au­ tomatisch berücksichtigt wird.

5. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß durch Aufnahme der Daten von mehreren unter Abständen auf der Stützleiste lie­ gender Meßpunkte eine automatische Kompensation von Rundlauf- oder Winkelfehlern durchgeführt wird.

6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Werkzeugschneide motorisch, insbesondere durch eine CNC-gesteuerte Werkzeugaufnahme automatisch in das Bildfeldzentrum der Kamera gebracht wird.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß beim Einstellen von auf der Schneide liegenden Meßpunkten jeder Meßpunkt in der Kamera durch automatisch wiederholtes Annähern und Entfernen bezüglich des sog. radialen Umkehrpunktes fokussiert wird.

8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn­ zeichnet, daß beim Einstellen einer kegeligen Einschneiden-Reibahle zu­ nächst aus nacheinander erfolgenden Messungen an unter axialen Abständen zueinander liegenden Meßpunkten der Stützleiste der Kegelwinkel bestimmt wird, der als Bezugs- oder Korrekturwert für die Einstellung der Schneide dient, und daß anschließend auf gleicher Höhe wie die Meßpunkte der Stützleiste liegende Einstellpunkte der Schneide nacheinander gemessen, auf dem Bildschirm mit einem etwaigen Differenzmaß abgebildet und jeweils einzeln bis zum Abgleich mit dem Sollmaß eingestellt werden.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß beim Einstellen der Schneide an den einzelnen Einstellpunkte vorgegebene Parameter wie Überstand, Kegelwinkel sowie Balligkeit berücksichtigt werden.