DE10208990A1

DE10208990A1 - Verfahren zum Messen und/oder Überwachen von Prozeßschritten beim Bearbeiten von Werkstücken sowie Vorrichtung zur Durchführung eines solchen Verfahrens

Info

Publication number: DE10208990A1
Application number: DE10208990A
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Bertschinger; Stephan Bayha
Original assignee: Gebrueder Heller Maschinenfabrik GmbH
Current assignee: Gebrueder Heller Maschinenfabrik GmbH
Priority date: 2002-02-28
Filing date: 2002-02-28
Publication date: 2003-09-18

Abstract

Um Prozeßschritte zu messen und/oder zu überwachen, sind Maschinen mit Werkstücktyperkennung, Luftauflagenkontrollen an Auflageflächen in Spannfuttern, Dehnmeßstreifen an Spannbacken und dergleichen bekannt. DOLLAR A Um eine einfache, rasche und zuverlässige Messeung und/oder Überwachung von Prozeßschritten zu ermöglichen, wird zum Messen und/oder Überwachen wenigstens eines der Prozeßschritte, die innerhalb einer Bearbeitungsmaschine ablaufen, wenigstens ein Bildverarbeitungssystem herangezogen. In seinem Erfassungsbereich liegt die Meß- und/oder Überwachungsstelle. Das Bildverarbeitungssystem erzeugt entsprechende Signale, die einer Einrichtung zugeführt werden können. DOLLAR A Das Verfahren und die Vorrichtung werden vorteilhaft bei Maschinen zur Bearbeitung von Kurbelwellen, Nockenwellen oder ähnlichen Werkstücken eingesetzt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Messen und/oder Überwachen von Prozeßschritten beim Bearbeiten von Werkstücken nach dem Oberbegriff des Anspruches 1 sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach dem Oberbegriff des Anspruches 56.

Bei der Bearbeitung von Werkstücken mit geometrisch bestimmter Schneide werden Verfahren wie Fräsen, Drehen, Drehräumen, Dreh- Drehräumen, Schälen und dergleichen eingesetzt. Bei der Bearbeitung mit geometrisch unbestimmter Schneide werden Verfahren wie Schleifen, Bandfinishen, Läppen, Rollieren und dergleichen angewandt. Die Maschinen zum Bearbeiten der Werkstücke weisen aufgrund der geforderten Stückzahlen einen hohen Automatisierungsgrad auf. Diese Maschinen werden mit entsprechenden Einrichtungen meist automatisch be- und entladen. Die Fertigungsprozesse laufen selbständig programmgesteuert ab. Bei Funktionsstörungen oder bei verschlissenen Werkzeugen muß das Bedienungspersonal eingreifen.

Im folgenden wird der Stand der Technik am Beispiel der Kurbelwellenbearbeitung dargestellt. Sinngemäß gelten die Ausführungen aber auch für die Bearbeitung von Nockenwellen oder ähnlichen Werkstücken.

Der Fertigungsprozeß enthält neben dem eigentlichen Zerspanungsprozeß eine Reihe von Verfahren, die häufig eingesetzt werden, um einen automatischen Fertigungsablauf sicherzustellen. Diese Verfahren beruhen auf elektromechanisch, hydraulisch oder pneumatisch angetriebenen Einrichtungen, die über Schnittstellen mit der Maschinensteuerung verbunden sind.

Bei einem typischen Verfahren zur Bearbeitung von Kurbel- oder Nockenwellen werden die Werkstücke von Hand oder über eine automatische Beladeeinrichtung einer Spannvorrichtung zugeführt. Sie ist meist ein Spannfutter, das die Aufgabe der Ausrichtung des Werkstückes im Raum, der sicheren Spannung sowie der Werkstückdrehung übernimmt. Die erzielbare Fertigungsgenauigkeit hängt in hohem Maße von der zentrischen Einspannung des Werkstückes im Spannfutter ab. Die zentrische Einspannung kann aber nur bedingt beeinflußt werden. Ein Einflußfaktor ist durch die Genauigkeit des Spannfutters selbst gegeben. Weitgehend unbeeinflußbar sind maßliche Streuungen, die durch Reibungskräfte beim Einspannen entstehen. Es erfolgt vielfach ein sogenanntes "Vorhalten", bei dem gemessene Abweichungen, die systematisch auftreten, im Bearbeitungsprogramm berücksichtigt werden. Die Istlage der Werkstückachse zur Spannfutterachse wird nach dem Einspannen aber nicht mehr gemessen, bleibt also unbekannt. Eine Korrektur oder eine steuerungstechnische Berücksichtigung der Spannlage kann mit dem bekannten Spannfutter nicht durchgeführt werden.

Eine weitere Funktion ist das radiale Ausrichten der Kurbelwelle im Spannfutter. Dies ist erforderlich, wenn die Hublagerzapfen der Kurbelwelle bei zentrischer Spannung bearbeitet werden. Die kreisförmige Geometrie des Hublagerzapfens wird dann durch eine Interpolation zwischen einer rotatorischen und einer linearen Achse erzeugt. Geringe Abweichungen von der Soll-Radialposition können zu Maßabweichungen führen, die außerhalb der Toleranzen liegen. Die radiale Ausrichtung der Kurbelwelle erfolgt meist mittels einer gefrästen Fläche an der Kurbelwange, die an einer Referenzfläche im Spannfutter angeschlagen wird. Das Verfahren kann zu fehlerhaften Ergebnissen führen, wenn Partikel, wie Späne, zwischen die Auflageflächen gelangen. Fehlerhaft ausgerichtete Werkstücke werden bei diesen Verfahren erst bei einer sich an die Bearbeitung anschließenden Messung erkannt, d. h. das Werkstück wird vollständig bearbeitet, obwohl es nicht maßhaltig werden kann. Neben der Störanfälligkeit ist der Ausrichtvorgang bei diesem Verfahren langsam, wodurch die Taktzeit verlängert und die Stückkosten erhöht werden.

Die Ermittlung der axialen Werkstückposition erfolgt bei bekannten Verfahren mittels eines Meßtasters, der eine bereits bearbeitete Fläche am Werkstück abtastet. Das Meßergebnis wird durch eine Nullpunktverschiebung im Bearbeitungsprogramm berücksichtigt. Ein solches Verfahren ist aufwendig und störanfällig.

Wenn aufgrund des Bearbeitungsprozesses eine Werkstückausrichtung nicht notwendig ist, kann mit einem einfachen Sensor berührungslos geprüft werden, ob ein Werkstück tatsächlich vorhanden ist. Dann wird das Werkstück bearbeitet. Nach der Bearbeitung wird es der Maschine entnommen, in einer externen Meßeinrichtung vermessen und der nächsten Bearbeitungsstation zugeführt.

Es sind auch Maschinen bekannt, die mit einer Werkstücktypenerkennung ausgerüstet sind. Derartige Einrichtungen werden vorzugsweise in solchen Maschinen eingesetzt, die verschiedene Werkstücktypen bearbeiten. Für jedes Werkstück werden ein Bearbeitungsprogramm und Werkzeuge bereit gehalten. Die unterschiedlichen Werkstücktypen können in beliebiger Reihenfolge zur Bearbeitung gelangen, wobei mittels der automatisch arbeitenden Werkstücktyperkennung das entsprechende Programm zugeordnet wird. Zur Erkennung des Kurbelwellen- oder Nockenwellentyps verfügt die Einrichtung über Sensoren, die in definierten Positionen charakteristische Werkstückmerkmale abtasten. Dies geschieht im Anschluß an das radiale Ausrichten des Werkstückes. Die Einrichtung wird hierzu von einer Ausgangsposition in eine Prüfposition verstellt. Die mechanische Integration der Einrichtung in das Spannfutter ist aufwendig, weil auch die Sensoren räumlich angeordnet werden müssen. Eine hohe Störanfälligkeit ergibt sich durch Maßunterschiede oder Verunreinigungen an den Werkstücken, die zu fehlerhaften Sensorsignalen führen können. Wird aufgrund der fehlerhaften Werkstücktyperkennung ein falsches Bearbeitungsprogramm ausgewählt, kann dies zu Beschädigungen an der Maschine und/oder am Werkzeug führen.

Bei verschiedenen Maschinen zur Bearbeitung von Kurbel- und Nockenwellen wird eine Überwachung der Position von beweglichen Maschinenbauteilen durchgeführt. Diese Funktion wird eingesetzt, um beispielsweise drohende Kollisionen erkennen und gegebenenfalls Gegenmaßnahmen einleiten zu können. Bei lagegeregelten Achsen sind die Achspositionen bekannt, so daß bei entsprechender Programmierung Kollisionen erkannt werden können. Die Programmierung ist jedoch sehr aufwendig und muß individuell angepaßt werden. Bei nicht numerisch gesteuerten Achsen, beispielsweise bei Spannstöcken, können Positionen zwischen Start- und Endposition nicht überwacht werden. Die Programmierung kann in einem solchen Fall Kollisionen nicht sicher verhindern.

Für die Überwachung von Veränderungen der axialen Werkstückposition während der Bearbeitung werden indirekte Verfahren eingesetzt. Ein gängiges Verfahren arbeitet mit einer Luftauflagenkontrolle an Auflageflächen im Spannfutter. Andere Verfahren sehen Dehnmeßstreifen an den Spannbacken vor.

Die Überwachung des Zerspanungsprozesses erfolgt, um Schneidenbruch oder Schneidenabnutzung erkennen zu können. Bekannte Verfahren messen dazu die Antriebsleistung, die Vorschubkraft oder Schwingungen und vergleichen sie mit Schwellwerten. Diese Analyseverfahren sind kompliziert und störanfällig.

Um die hohen Anforderungen an die Maß- und Oberflächengenauigkeit bei der Bearbeitung von Kurbel- und Nockenwellen zu erreichen, müssen neben einer hochgenauen Maschine Bearbeitungswerkzeuge zur Verfügung stehen, die eine möglichst geringe Rund- oder Planlaufabweichung aufweisen. Werkzeuge zur Bearbeitung von Kurbel- und Nockenwellen mit geometrisch bestimmten Schneiden, beispielsweise Scheibenfräser, bestehen im wesentlichen aus einem Werkzeugkörper und Schneideinsätzen. Die Schneideinsätze müssen aufgrund der geringen Fertigungstoleranzen nach dem Sintern geschliffen werden und sind deshalb sehr teuer. Die im Werkzeugkörper vorgesehenen Aufnahmeflächen für die Schneideinsätze müssen ebenfalls sehr genau bearbeitet werden. Nach der Bestückung des Werkzeugkörpers mit den Schneideinsätzen wird die Rund- und Planlaufabweichung gemessen, die einen bestimmten Wert nicht überschreiten darf.

Bei einem anderen Verfahren kann die Position der Schneideinsätze im Werkzeugkörper justiert werden. Die Plan- und Rundlaufabweichungen werden bereits während des Justiervorganges ermittelt. Die Genauigkeitsanforderungen an den Werkzeuggrundkörper und an die Schneideinsätze sind geringer, wodurch geringere Kosten entstehen. Dieser Kostenvorteil wird durch den aufwendigen Einstellvorgang jedoch wieder aufgehoben.

Die Bestückung und die Messung erfolgt in beiden Fällen außerhalb der Maschine. Durch den Einbau des Fräsers in die Bearbeitungsmaschine können neue, zusätzliche Plan- und Rundlauffehler entstehen, beispielsweise durch Spiel oder Verschmutzung in der Schnittstelle. Ausrichten oder Nachjustieren des Werkzeuges ist technisch nur mit hohem Aufwand möglich und unter wirtschaftlichen Gesichtspunkten nicht lohnend, weil die Maschine während dieser Einstellarbeiten stillstehen würde. Dies hat zur Folge, daß der zusätzliche Rund- und Planlauffehler nicht mehr kompensiert wird und die Bearbeitungsergebnisse entsprechend schlechter werden.

Die Vermessung der bearbeiteten Werkstückflächen der Kurbel- und Nockenwellen erfolgt bei bekannten Verfahren mit taktilen und/oder optischen Sensoren. Sie sind außerhalb der Bearbeitungsmaschine auf meist aufwendigen Einrichtungen vorgesehen. Zur Messung müssen die Sensoren zunächst in die Meßposition gebracht werden, wozu lange Verfahrwege und somit viel Zeit benötigt wird. Eine In- Prozeß-Messung ist mit diesen Systemen technisch nicht durchführbar.

Merkmalsanalysen der Werkstückoberflächen werden bei bekannten Verfahren in speziellen Prüfvorrichtungen im Anschluß an die Bearbeitung durchgeführt.

Spannfutter zum Einspannen von Kurbel- und Nockenwellen weisen üblicherweise Funktionsträger, wie Spannbacken, Ausrichtbacken und eine Zentrierspitze, auf, die hydraulisch betätigt werden. Die jeweilige mechanische Bewegung eines dieser Funktionsträger ist an eine Kontrollstange gekoppelt, an deren Ende Einstellnocken angeordnet sind. Berührungslose Sensoren werden bei Erreichen einer bestimmten Position der Funktionsträger von den Einstellnocken gedämpft. Nachteilig ist der hohe Einstellaufwand, da jede Einzelposition über die Einstellnocken justiert werden muß. Für jede einzelne Position ist ein Näherungsschalter notwendig. Ein weiterer Nachteil ist, daß die üblicherweise eingesetzten berührungslosen Näherungsschalter mit einer relativ hohen Genauigkeit eingestellt werden müssen. Diese hohe Einstellempfindlichkeit kann bei auftretenden Bearbeitungsschwingungen oder aufgrund von unvermeidlichen Rundlaufabweichungen der Einstellnocken zu Fehlmeldungen führen.

Ein weiteres Problem tritt auf, wenn sich die zu kontrollierenden Positionen aufgrund von zum Beispiel nicht konstanten Werkstückabmessungen oder durch einen anderen Werkstücktyp ändern. Hierbei müssen die Schaltpositionen manuell korrigiert bzw. angepaßt werden, was zu kostenintensiven Maschinenstillständen, Instandhaltungen, Instandsetzungen und Justierarbeiten führt.

Ein weiterer Nachteil der üblicherweise eingesetzten Kontrolleinrichtung eines Spannfutters ist, daß ein sicherer Funktionsablauf in der Regel seriell und folglich taktzeitintensiv abläuft. So wird erst nach Überprüfung des Erreichens der Soll-Position einer Funktion die nächste Funktion eingeleitet. Mit dieser Vorgehensweise wird vermieden, daß beispielsweise während einer ungewollt verzögerten Ausrichtbewegung die Werkstückspannung einsetzt. Die mechanische Position einer Spannfutterfunktion ist der Steuerung nur in den Positionen bekannt, in denen sich auch Näherungsendschalter befinden. Zwischenpositionen werden also nicht erkannt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das gattungsgemäße Verfahren und die gattungsgemäße Vorrichtung so auszubilden, daß eine einfache, rasche und zuverlässige Messung und/oder Überwachung von Prozeßschritten möglich ist.

Diese Aufgabe wird beim gattungsgemäßen Verfahren erfindungsgemäß mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruches 1 und bei der gattungsgemäßen Vorrichtung erfindungsgemäß mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruches 56 gelöst.

Mit der Meßeinrichtung und dem Bildverarbeitungssystam können, Prozeßschritte einfach, genau und in kurzer Zeit gemessen und/oder überwacht werden. Das Bildverarbeitungssystem weist vorteilhaft wenigstens eine digitale Kamera auf, mit der Messungen durchgeführt oder auch Aufnahmen beispielsweise zur Bildanalyse gemacht werden können. Das Bildverarbeitungssystem enthält vorteilhaft wenigstens eine hochauflösende Digitalkamera, die mit wenigstens einer Auswertelogik und der Maschinensteuerung verbunden ist. Die Digitalkamera kann mit CCD-Bildsensoren oder ähnlichen Sensoren ausgestattet sein.

Das Bildverarbeitungssystem wird bevorzugt im Arbeitsraum der Vorrichtung an einer zweckmäßigen Position angeordnet und fest mit der Vorrichtung verbunden. Es ist auch möglich, das Bildverarbeitungssystem außerhalb des Arbeitsraumes mit der Vorrichtung fest zu verbinden. Das Bildverarbeitungssystem kann schließlich auch unabhängig von der Vorrichtung angebracht sein.

Es ist möglich, das Bildverarbeitungssystem beweglich anzuordnen, wobei die Bewegungen dann in wenigstens einer Achse erfolgen. Dadurch kann das Bildverarbeitungssystem innerhalb des Bewegungsbereiches beliebige Positionen anfahren.

Vorteilhaft kann die Kamera des Bildverarbeitungssystems durch Referenzpunkte im Bildausschnitt zu einem Maßbezugssystem der Vorrichtung kalibriert werden. Dadurch können Werkstückmaße in bezug zur Maschinengeometrie ermittelt werden, zum Beispiel Abweichungen der Werkstückachse von der Spannfutterachse.

Die Kamera kann durch die Wahl entsprechender Objektive an unterschiedliche Aufgaben angepaßt werden. Für Präzisionsmessungen beispielsweise werden Objektive eingesetzt, die nur einen engen Bildausschnitt erfassen und somit einen großen Abbildungsmaßstab aufweisen. Eine hochgenaue Meßauflösung beträgt zum Beispiel etwa 0,001 mm. Sollen hingegen Bewegungen überwacht werden, werden Objektive eingesetzt, die einen großen Bildausschnitt erfassen.

Die Verschmutzungsgefahr der Kamera und damit die Gefährdung der Prozeßsicherheit wird vorteilhaft durch eine Schutzabdeckung, durch Sperrluft, Spülluft oder Spülwasser mit rotierenden Sichtfenstern mit und ohne Abstreifer oder durch eine Befestigung hinter einer Schutzverkleidung wirksam verhindert. Die rotierenden Sichtfenster können außer der Schleudereinwirkung zusätzlich den Schmutz durch einen Abstreifer entfernen. Eine weitere Möglichkeit besteht im Aufbringen eines Spülwasserstroms auf einem Schutzglas vor der Kamera, der durch seine langsame Fließgeschwindigkeit eine laminare Strömung und somit optisch neutrale Eigenschaften aufweist.

Die Werkstücke können vor, während und nach der Bearbeitung vermessen und entsprechende Daten an die Maschinensteuerung übermittelt werden.

Wird das Werkstück vor der Bearbeitung gemessen, kann eine optimale Werkstückausrichtung erreicht werden. Eine Vermessung des Werkstückes während der Bearbeitung ermöglicht ein sofortiges korrigierendes Eingreifen. Damit ist eine In-Prozeß-Messung realisierbar. Bei Messung nach Beendigung der Bearbeitung können die Meßdaten nachfolgenden Bearbeitungen zur Verfügung gestellt und dort gegebenenfalls Korrekturmaßnahmen eingeleitet werden. Intelligente Bildanalyseverfahren ermöglichen eine präzise Vermessung auch bei Verschmutzung.

Infolge der erfindungsgemäßen Ausbildung können verschiedene elektromechanische, hydraulische oder pneumatische Einrichtungen ersetzt werden. Dies führt zu Kosteneinsparungen und zu einer erheblichen Verringerung von Maschinenstörungen. Dabei wird die Flexibilität bei unterschiedlichen Werkstücktypen wesentlich verbessert.

Infolge der Verwendung eines Bildverarbeitungssystems entfällt beispielsweise eine Einrichtung, um das Werkstück in der Vorrichtung auszurichten. Durch das Bildverarbeitungssystem wird die radiale Position einer Nocken- oder Kurbelwelle erfaßt, ausgewertet und an die Maschinensteuerung übermittelt. Dies kann bei stillstehendem Werkstück erfolgen, vorzugsweise aber bei rotierendem Werkstück, so daß das Werkstück sofort nach dem Einspannen in das Spannfutter in Rotation versetzt werden kann. Dadurch entstehen keine Wartezeiten, und der Zerspanungsprozeß kann sofort nach Erreichen der notwendigen Drehzahlen beginnen. Durch leistungsfähige Berechnungsalgorithmen und Rechensysteme können die Meßwerte in Echtzeit ausgewertet werden, so daß die Berechnungsergebnisse hauptzeitparallel zur Verfügung stehen. Alle mit einer elektromechanischen Einrichtung verbundenen Nachteile werden durch das erfindungsgemäße Verfahren vermieden.

Vorteilhaft ist die Möglichkeit, die Abweichung der Werkstückachse von der Spannfutterachse vektoriell in der Steuerung berücksichtigen zu können. Hierbei wird die Abweichung der Werkstückachse von der Spannfutterachse von dem Bildverarbeitungssystem erfaßt, gemessen und in Signalform der Maschinensteuerung zugeführt.

Die axiale Werkstückposition kann mit dem Bildverarbeitungssystem ebenso einfach ermittelt werden. Je nach Werkstücklage wird ein Korrekturwert an die Maschinensteuerung übermittelt. Aufwendige Meßsysteme an der Zentrierspitze eines Backenfutters können entfallen.

Auch die Werkstücktyperkennung wird durch das Bildverarbeitungssystem erheblich vereinfacht. So können Konturdaten verschiedener Werkstücktypen in der Maschinensteuerung abgelegt und mit den Meßdaten des Bildverarbeitungssystems verglichen werden. Hierbei können sogar Toleranzfelder definiert werden, die die in der Praxis auftretenden Maßabweichungen am Werkstück berücksichtigen. Im Gegensatz zu den herkömmlichen Verfahren mit wenigen Sensoren können mit dem erfindungsgemäßen Verfahren nahezu beliebig viele Identifikationsmerkmale eines Werkstückes definiert werden. Dadurch wird die Sicherheit der korrekten Zuordnung eines Bearbeitungsprogramms zu einem Werkstück erhöht. Vor allem im Hinblick auf flexible Fertigungsstrategien (chaotische Fertigung) ist dies von hoher Bedeutung. Selbstverständlich dient die Werkstücktyperkennung auch der Prüfung, ob ein Werkstück überhaupt vorhanden ist.

Während bei zusätzlichen Werkstücktypen bei konventionellen Verfahren zusätzliche Meßsensoren an einer Einrichtung angebracht werden müssen, muß mit dem erfindungsgemäßen Verfahren lediglich ein Datensatz der Werkstückkontur mit entsprechenden Identifikationsmerkmalen in die Maschinensteuerung eingelesen und dort abgelegt werden.

Die Überwachung der Bewegung von Maschinenbauteilen ist ein weiteres Verfahren, das mit dem Bildverarbeitungssystem durchgeführt werden kann. An den Bauteilen können hierzu Referenzpunkte definiert werden, beispielsweise eine Ecke eines Spindelgehäuses, deren Bewegung dann durch die Kamera überwacht wird. Die Sollbewegung dieses Bauteiles, die sich aus dem NC-Programm ergibt, kann mit der durch das Bildverarbeitungssystem ermittelten Istbewegung verglichen werden. Treten Abweichungen auf, werden der Maschinenablauf unterbrochen oder Warnhinweise auf dem Bildschirm der Maschinensteuerung angezeigt. Vorteilhaft ist dabei, daß die Überwachung kontinuierlich erfolgt, also auch Positionen zwischen Start- und Endposition einer Bewegung erfaßt werden. Weitere Beispiele für Baugruppen, deren Bewegung überwacht werden kann, sind Lünetten, Ladeluken, die Schiebetüren der Maschinenverkleidung und dergleichen.

Besonders vorteilhaft ist die Überwachung der Spannfutterfunktionen, die durch die Elemente Spannbacken, Ausrichtelemente und Zentrierspitze realisiert werden. Beispielsweise kann geprüft werden, ob eine Spannbacke ihre Soll-Spannposition erreicht hat. Bei einer weiteren Ausführungsform kann der gesamte Spannfutterablauf durch eine Kamera gesteuert werden. Dadurch können die bisher hierfür vorgesehenen Sensoren entfallen.

Die Überwachung einzelner Spannfunktionen kann direkt oder indirekt erfolgen; beispielsweise kann die Funktion der Zentrierspitze über Meßstößel überwacht werden.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann auch eingesetzt werden, um radiale und/oder axiale Verschiebungen des Werkstückes im Spannfutter während der Bearbeitung zu erkennen. Solche Bewegungen können zum Beispiel aus zu hohen Bearbeitungskräften resultieren und sind nicht zulässig. Wird eine derartige Verschiebung erkannt, kann die Maschinensteuerung den Vorschub verringern oder den Maschinenablauf ganz unterbrechen.

Durch das Bildverarbeitungssystem werden völlig neue Verfahren bei der Kompensation von Rund- und/oder Planlauffehlern des Bearbeitungswerkzeuges ermöglicht. Das Bildverarbeitungssystem erfaßt die Kanten der Schneidplatten und berechnet daraus die Rund- und/oder Planlaufabweichungen. Aus diesen Daten werden in der Maschinensteuerung Korrekturfaktoren errechnet, die vom NC-Programm in einer Weise berücksichtigt werden, daß sich durch entsprechende An- Steuerung der NC-Achsen eine ideale Kreisform und/oder ein idealer Planlauf ergibt.

Neben der reinen Vermessung der Werkstücke können auch Oberflächeneigenschaften mit dem Bildverarbeitungssystem ermittelt werden. Außer der Oberflächenrauheit können beispielsweise auch Risse ermittelt werden. Dies ist besonders bei Kurbelwellen wichtig, da sie im späteren Betrieb hohen Belastungen ausgesetzt sind. Es ist denkbar, spezielle Lichtquellen, wie etwa Infrarot-, UV- oder Röntgenstrahlung einzusetzen, um Risse mit hoher Sicherheit nachweisen zu können.

Ein Werkzeugverschleiß kann mit dem Bildverarbeitungssystem in einfacher und zuverlässiger Weise an den Farbabweichungen an der Schneidplatte erkannt werden.

Beim erfindungsgemäßen Verfahren können weitere, durch Beugung und/oder Brechung von Lichtstrahlen gewonnene Informationen ausgewertet werden. Durch Triangulationsverfahren können Informationen, wie räumliche Tiefe, mit in die Abbildinformationen aufgenommen werden. Die Oberflächenbeschaffenheit des zu messenden Körpers kann durch das Reflexionsverhalten von Licht unterschiedlicher Wellenlänge bestimmt werden. Durch rechnergestützte Analysen des Abbildes des an der Körperoberfläche reflektierten und gestreuten Lichts können die Informationen gewonnen werden.

Es ist auch möglich, weitere, durch Interferenz von Lichtstrahlen und/oder durch die Analyse von Interferenzmustern gewonnene Informationen auszuwerten. So wird beispielsweise paralleles polychromes Licht beim Durchtritt durch ein Prisma in seine Farbbestandteile aufgespalten. Der so aufgefächerte konvergierende Lichtstrahl wird auf die zu messenden Kanten geleitet. Anhand der Farbanalyse des Restlichtstrahls, d. h. der nicht auf die messende Körperkante gefallenen Lichtstrahlen, kann über eine geometrische Beziehung auf die Lage der zu messenden Körperkante geschlossen werden.

Die Bildinformation kann auch durch einen ein- oder mehrachsig abgelenkten Einzellichtstrahl zusammengesetzt werden, wobei ein Rasterbild entsteht. Paralleles, monochromes und kohärentes Licht wird durch eine Blende mit fester Öffnungsgröße, zum Beispiel wenige 0,1 mm größer als der zu bestimmende Werkstückdurchmesser, auf den zu bestimmenden Werkstückdurchmesser emittiert. Abhängig von dem zu bestimmenden Werkstückdurchmesser ergeben sich damit zwei Einzelspaltsysteme und ein Doppelspaltsystem. Über die Auswertung des Interferenzmusters des Einzelspaltes, d. h. die optische Kante der Blende des zu bestimmenden Werkstückdurchmessers, und dem Abstand der Projektionsfläche zur Werkstückfläche kann auf die Größe des Einzelspaltes geschlossen werden. Durch die Verrechnung der beiden Einzelspaltgrößen wird der zu bestimmende Werkstückdurchmesser ermittelt.

Es ist ferner möglich, mit der Kamera für den Bediener der Vorrichtung schwer zugängliche Wartungs-, Prüf- und Inspektionsstellen auf einem leicht zugänglichen Display anzuzeigen. Hierbei kann durch Ablenkung eines Einzellichtstrahles in horizontaler und vertikaler Richtung und die Zuordnung der jeweils gewonnenen Information zu einer Matrix ein mehrdimensionales Abbild erzeugt werden.

Es ist vorteilhaft, Bilder und/oder Meßdaten von Bildern für die Dokumentation eines katastrophalen Ereignisses (Crash-Situation) in einem Loopspeicher zu speichern. Der Loopspeicher zeichnet kontinuierlich die Kameradaten auf und verfügt über eine bestimmte Datenmenge. Ist die Kapazitätsgrenze des Speichers erreicht, so werden die jeweils ältesten Daten gelöscht. Somit können die Vorgänge im Arbeitsraum bis zu einem bestimmten Zeitraum zurückverfolgt werden.

Es ist ferner möglich, Bilder und/oder Meßdaten von Bildern für die Datensicherung von Qualitätsmerkmalen zu speichern, wie die Oberflächenbeschaffenheit oder Meßergebnisse. Eine solche Speicherung ist zum Beispiel zur Nachweisführung oder zur Erkennung vorteilhaft, wann bestimmte Verschleißgrenzen bei Werkzeugen auftreten.

Zur Abspeicherung von beispielsweise statistischen Auswertungen ist es auch vorteilhaft Bilder und/oder Meßdaten von Bildern für die Ereignisfortschreibung zu speichern.

Die Signale, die beim erfindungsgemäßen Verfahren und bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Einsatz kommen, unterscheiden sich in Analog- und Digitalsignale. Die Bildinformation wird mit Signalen vom Sensor zur Bildauswertung übertragen. Meßwerte, Bildinformationen und/oder Verarbeitungsergebnisse werden mit Signalen an die Bildweiterverarbeitung übertragen.

Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den weiteren Ansprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen.

Die Erfindung wird anhand einiger in den Zeichnungen dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen
Fig. 1 in Seitenansicht eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Bearbeitung von Werkstücken,
Fig. 2 in vergrößerter Darstellung das in der Vorrichtung gemäß Fig. 1 eingespannte Werkstück mit Meßstellen,
Fig. 3 in Draufsicht und teilweise im Schnitt ein Spannfutter mit einem Meßstößel zum indirekten Messen von Spannfehlern,
Fig. 4 teilweise im Radialschnitt und teilweise in Stirnansicht das Spannfutter gemäß Fig. 3,
Fig. 5 in schematischer Darstellung Vektoren der Abweichung der Werkstückmittelachse von der Maschinenmittelachse,
Fig. 6 in schematischer Darstellung das Meßprinzip mit Auflicht,
Fig. 7 im schematischer Darstellung das Meßprinzip unter Verwendung von Auflicht und einem Reflektor,
Fig. 8 in schematischer Darstellung das Meßprinzip mit Durchlicht mit einem Lampenprojektionssystem,
Fig. 9 in schematischer Darstellung das Meßprinzip mit Durchlicht mit Hilfe eines Lichtleiters,
Fig. 10 eine erfindungsgemäße Vorrichtung mit einer schwenkbaren Kameraanordnung,
Fig. 11 eine erfindungsgemäße Vorrichtung mit einer festen Kameraanordnung,
Fig. 12 in schematischer Darstellung das Prinzip einer Kollisionserkennung mit einer Meßeinrichtung der erfindungsgemäßen Vorrichtung,
Fig. 13 in schematischer Darstellung die Erkennung durch rechnerische Elimination von Partikeln,
Fig. 14 in vergrößerter Darstellung Meßstellen an einem Hauptlager einer Kurbelwelle.
Fig. 1 zeigt eine Vorrichtung 1 zur Bearbeitung von Werkstücken 33, insbesondere von Kurbelwellen, Nockenwellen oder ähnlichen Werkstücken. Die Vorrichtung hat ein Gestell 2 mit Linearführungen 7, die in Z-Richtung verlaufen. Auf den Linearführungen 7 sind zwei unabhängig voneinander verfahrbare Kreuzschlitten 4 geführt. Sie tragen Linearführungen 8, die sich in X-Richtung erstrecken und einen Spindelkasten 5 tragen, der mit dem jeweiligen Kreuzschlitten 4 in X-Richtung verfahren werden kann. In jedem Spindelkasten 5 befindet sich eine Spindel 6, auf der drehfest ein Bearbeitungswerkzeug 31 sitzt. Zur Aufnahme des zu bearbeitenden Werkstückes 33 sind zwei Spannfutter 22 vorgesehen, die jeweils auf einem Schlitten 3 längs einer Linearführung 9 in Z-Richtung verfahrbar sind. Dadurch können Werkstücke unterschiedlicher Länge gespannt werden. Im Ausführungsbeispiel ist das Werkstück 33 eine Kurbelwelle, die an ihren beiden Flanschen 36 in den Spannfuttern 22 fest aufgenommen ist. Beide Spannfutter 22 sind um eine C-Achse 23 drehbar gelagert und können NC-gesteuert jede beliebige Drehwinkelposition einnehmen. Die Bearbeitung der Kurbelwelle 33 erfolgt mit bekannten Verfahren, wie zum Beispiel Außenfräsen oder Drehräumen. Mit den Werkzeugen 31 werden Hauptlager 34 und Hublager 35 der Kurbelwelle 33 bearbeitet. Beide Werkzeuge 31 bearbeiten gleichzeitig jeweils eine Lagerstelle 34 bzw. 35.
Im Bereich zwischen den Werkzeugen 31 wird ein Arbeitsraum 10 gebildet, in dessen oberen Bereich ein Kamerasystem 43 als Bildverarbeitungs- und als Meßeinrichtung vorgesehen ist. Das Kamerasystem 43 hat zwei Videokameras 46 mit Objektiven 47. Das Kamerasystem 43 kann ortsfest, aber auch beweglich, insbesondere schwenkbar oder verschieblich, an der Vorrichtung 1 vorgesehen sein. Wenn das Kamerasystem 43 verschiebbar ist, dann sind zwei Führungsschienen 44 und 45 vorgesehen, mit denen das Kamerasystem 43 in Z-Richtung und in X-Richtung bewegt werden kann, also in Werkstücklängs- und -querrichtung.
Außerhalb des Arbeitsraumes 10 der Vorrichtung 1 befindet sich ein Maschinenbedienfeld 14, das wenigstens ein integriertes Display 15aufweist. Eine Maschinenverkleidung 11 weist auf der in Fig. 1 rechten Seite wenigstens ein großformatiges Display 16 auf. Auf den beiden Displays 15, 16 können die vom Kamerasystem 43 aufgenommenen Bilder aus dem Innenraum der Vorrichtung 1 bzw. aus dem Arbeitsraum 10 dargestellt werden. In diesem Falle ist ein Sichtfenster in der Maschinenverkleidung 11 nicht notwendig, da auf den Displays 15, 16 das Innere der Vorrichtung dargestellt wird. Selbstverständlich kann zusätzlich ein solches Sichtfenster in der Maschinenverkleidung 11 vorgesehen sein. Die Abbildung auf wenigstens einem Display, vorzugsweise auf beiden Displays 15, 16, läßt sich vorteilhaft zoomen, so daß der Bediener der Vorrichtung 1 optimal den ihn interessierenden Bereich im Arbeitsraum 10 überwachen kann. Das Öffnen einer Schutztür 12, um Einsicht in den Arbeitsraum 10 zu erhalten, ist darum nicht erforderlich.
Fig. 2 zeigt beispielhaft an der Kurbelwelle 33 vorgesehene Meßstellen 73 bis 83, die mit dem Kamerasystem 43 erfaßt werden können, um eine Prozeßoptimierung und/oder ein In-Prozeß-Messung vornehmen zu können. Die Meßstellen 73, 74 befinden sich an den Flanschen 36 der Kurbelwelle 33 und dienen zur Bestimmung der axialen Einspannposition der Kurbelwelle 33 im Spannfutter 22. Die Meßstellen 75 bis 78 dienen zur Bestimmung der Istlage der Werkstückachse 37 nach dem Einspannen der Kurbelwelle 33 in den beiden Spannfuttern 22. Die Meßstellen 79, 80 zeigen Meßstellen an, anhand derer beispielsweise der Durchmesser des Hublagerzapfens 35 bestimmt werden kann. An den Meßstellen 81 und 82 wird die axiale Breite des Hublagerzapfens 35 zwischen den Wangen 88, 89 der Kurbelwelle 33 ermittelt. Um die radiale Ausrichtung der Kurbelwelle 33 zu Erfassen, ist die Meßstelle 83 vorgesehen.
Fig. 3 zeigt eines der Spannfutter 22, das mit zwei Meßstößeln 24 versehen ist. Sie liegen, wie Fig. 4 zeigt, rechtwinklig zueinander und werden jeweils durch eine sie umgebende Schraubendruckfeder 25radial nach innen belastet, so daß sie mit einer kolbenförmigen Verbreiterung 90 an der Mantelfläche einer Zentrierspitze 27 anliegen. Die Meßstößel 24 sind in Radialbohrungen 91 im Spannfutter 22 geführt, die in einen im Durchmesser erweiterten Bohrungsabschnitt 92 übergehen, der die Schraubendruckfedern 25 aufnimmt. Die Druckfedern 25 stützen sich an den Verbreiterungen 90 der Meßstößel 24 sowie am Boden 93 der Bohrungsabschnitte 92 ab.
Die beiden Meßstößel 24 liegen mit ihren Verbreiterungen 90 an zwei rechtwinklig zueinander liegenden Stellen an der Mantelfläche der Zentrierspitzen 26 an, die in bekannter Weise die Kurbelwelle 33 zentrieren. Die tage der beiden Meßstößel 24 wird durch das Kamerasystem in noch zu beschreibender Weise erfaßt und daraus indirekt die Istlage der Werkstückachse 37 nach dem Einspannen ermittelt. Eine solche Erfassung der Istlage der Werkstückachse 37 mit den beiden Meßstößeln 24 jedes Spannfutters 22 wird dann vorgenommen, wenn eine direkte Messung an den Meßstellen 75 bis 78 (Fig. 2) nicht möglich ist, weil beispielsweise die Sicht auf die Flansche 36 der Kurbelwelle 33 durch Spannbacken 26 versperrt ist, mit denen die Flansche 36 in den Spannfuttern 22 gespannt werden.
Die Zentrierspitze 27 liegt in einer axialen Führungsbohrung 28, in der die Zentrierspitze 27 geringfügig radial beweglich ist. Die Zentrierspitze 27 folgt beim Einspannvorgang der Bewegung des Werkstückes 33 und liegt dadurch immer auf der Werkstückachse 37. Eine radiale Auslenkung der Zentrierspitze 27 wird auf die Meßstößel 24 übertragen, die entsprechend radial in ihren Bohrungen 91 verschoben werden. Die Meßstößel 24 ragen in jeder Lage aus dem Spannfutter 22 heraus, so daß sie vom Kamerasystem 43 erfaßt werden können. Eine Abweichung der Werkstückachse 37 von der Maschinenachse äußert sich in einer Auslenkung zumindest eines der Meßstößel 24, so daß über die radiale Lage des Meßstößels 24 auf die Istlage der Werkstückachse 37 nach dem Einspannen der Kurbelwelle geschlossen werden kann.
Fig. 5 zeigt schematisch die Maschinenachse 38, in welcher bei idealer Einspannung der Kurbelwelle 33 die Werkstückachse 37 liegen sollte. In Fig. 5 ist der Fall dargestellt, daß die Werkstückachse 37 nach dem Einspannen der Kurbelwelle 33 in den beiden Spannfuttern 37 von der Maschinenachse 38 abweicht. Die Abweichung kann in einem X-Y-Koordinatensystem in zwei Meßebenen 94, 95 in einfacher Weise ermittelt werden, die in Richtung der Maschinenachse 38 Abstand voneinander haben. Die Maschinenachse 38 geht durch den Mittelpunkt der beiden X-Y-Koordinatensysteme in den Meßebenen 94, 95. Da die Werkstückachse 37 von der Maschinenachse 38 abweicht, kann die Abweichung der Werkstückachse 37 von der Maschinenachse 38 in den beiden Meßebenen 94, 95 durch Angabe der jeweiligen Komponenten in X- und Y-Richtung angegeben werden. In der Meßebene 94 kann die Abweichung der Werkstückachse 37 von der Maschinenachse 38 durch die beiden Komponenten ΔX_L und ΔY_L angegeben werden. In der Meßebene 95 beträgt diese Abweichung ΔX_R und ΔY_R.
Das Kamerasystem 43 kann diese Abweichungen ΔX_L, ΔY_L sowie ΔXR, ΔX_R in den Meßebenen 94, 95 erfassen und als Signal der Maschinensteuerung zuführen. Mit ihr können diese Abweichungen rechnerisch kompensiert werden, so daß die Werkzeuge 31 unter Berücksichtigung dieser Korrekturwerte so bei der Bearbeitung der Kurbelwelle 33 in Vorschubrichtung X zugeführt werden, daß die Abweichung der Werkstückachse 37 von der Maschinenachse 38 kompensiert wird. Dadurch sind hochgenaue Bearbeitungsergebnisse erreichbar, obwohl die Achse 37 der Kurbelwelle 33 nicht in der Maschinenachse 38 liegt.
Fig. 6 zeigt beispielhaft eine prinzipielle Meßanordnung zwischen dem Kamerasystem 43 und dem Werkstück 33 nach dem Auflichtverfahren. Das Kamerasystem 43 hat die Videokamera 46 sowie eine Lichtquelle 48, die einen so großen Strahlkegel 49 hat, daß das Werkstück 33 im beleuchteten Bereich vollständig innerhalb dieses Strahlkegels liegt. Im dargestellten Ausführungsbeispiel werden vom Kamerasystem 43 die Meßstellen 101, 102 am Werkstück 33 erfaßt, mit denen beispielsweise eine Nutbreite einer Nut 100 des Werkstückes 33 ermittelt wird. Das Objektiv 47 der Videokamera 46 des Kamerasystems 43 erfaßt diese beiden Meßstellen 101, 102 als Hell- Dunkel-Übergang. Eine Bildauswertung des digitalen Bildes ergibt die Nutbreite. Die Kamerasignale werden der Maschinensteuerung zugeführt, die entsprechende Korrekturen durchführen kann.
Die Meßeinrichtung gemäß Fig. 7 arbeitet ebenfalls nach dem Durchlichtverfahren. Die Meßeinrichtung hat das Kamerasystem 43, das zwei mit festem Abstand nebeneinander liegende Videokameras 46 aufweist. Beide Videokameras 46 haben die interne Lichtquelle 48, die im Unterschied zur vorigen Ausführungsform keinen Strahlkegel erzeugen, sondern parallele Strahlen. Die Strahlen gelangen zu einem in Strahlrichtung mit Abstand hinter dem Werkstück 33 angeordneten Reflektor 50, dessen Reflektorfläche senkrecht zur Strahlrichtung liegt. Dadurch werden die parallelen Lichtstrahlen 56 am Reflektor 50 zurück zum Objektiv 47 reflektiert und vom Kamerasystem 43 bzw. dessen Videokameras 46 erfaßt. Die beiden Videokameras 46 sind wiederum so in bezug auf den zu messenden Bereich des Werkstückes 33 ausgerichtet, daß die Kameraachse senkrecht oder unter einem beliebigen Winkel zur Werkstückachse 37 liegt. Die beiden Videokameras 46 sind außerdem so gegenüber dem zu messenden Werkstückbereich ausgerichtet, daß die parallelen reflektierten Lichtstrahlen die Meßstellen 79, 80 am Umfang des zu messenden Bereiches des Werkstückes 33 erfassen. Die beiden Videokameras 46 werden so ausgerichtet, daß die reflektierten Lichtstrahlen 56 u. a. den Werkstückbereich an den Meßstellen 79, 80 tangential berühren. Durch die Bildauswertung wird ein entsprechendes Signal der Maschinensteuerung zugeführt. Sie kann dann den Vorschub der Werkzeuge 31 so korrigieren, daß das Werkstück 33 im Meßbereich den Soll-Durchmesser erhält.
Mit den parallelen Strahlen 56 ist eine hohe Meßgenauigkeit gewährleistet, so daß auch kleinste Durchmesserabweichungen des Werkstückes 33 einwandfrei erfaßt werden können.
Die Meßgenauigkeit wird insbesondere durch die hohe Vergrößerung der Kameraobjektive 47 erreicht, wodurch sich auf dem Bildsensor ein großer Abbildungsmaßstab ergibt. Weil jeweils eine Kamera zur Messung einer Meßstelle eingesetzt wird, kann beispielsweise ein Meßbereich von 1 mm auf dem Bildsensor in 10 mm Größe abgebildet werden. Durch die hohe Anzahl von Bildpunkten des Bildsensors kann eine sehr hohe Meßauflösung erzielt werden. Bei 100 Bildpunkten pro mm beträgt die Meßauflösung mit dem genannten Abbildungsmaßstab dann 0,001 mm. Besonders vorteilhaft ist, daß diese Meßauflösung bei beliebigen Meßlängen erreicht wird. Zur Messung großer Durchmesser muß lediglich der Abstand der zwei Kameras entsprechend gewählt werden.
Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 8 arbeitet die Meßeinrichtung nach dem Durchlichtverfahren. Das Kamerasystem 43 hat entsprechend der Ausführungsform gemäß Fig. 7 die beiden parallel nebeneinander liegenden Videokameras 46 mit den Objektiven 47. Die Meßeinrichtung arbeitet nach dem Durchlichtverfahren; die Videokameras 46 sind nicht mit einer internen Lichtquelle ausgestattet. Dafür befindet sich auf der vom Kamerasystem 43 abgewandten Seite des Werkstückes 33 wenigstens ein Lichtstrahler 51. Er hat ein Gehäuse 52, in dem eine Lichtquelle 53 untergebracht ist. Das von ihr ausgesandte Licht gelangt durch ein Linsensystem 54 nach außen. Es ist so ausgebildet, daß die von der Lichtquelle 53 ausgesandten Strahlen 55 zum parallelen Lichtstrahlenbündel 56 umgeformt werden. Die parallelen Lichtstrahlen 56 sind so angeordnet, daß sie entsprechend der Ausführungsform nach Fig. 7 die Meßstellen 79, 80 berührend erfassen und in die Objektive 47 der Videokameras 46 gelangen. Wie bei der Ausführungsform nach Fig. 7 sind die Lichtstrahlen 56 so ausgerichtet, daß sie durch die Soll-Lagen der Meßstellen 79, 80 verlaufen. Ist der zu messende Werkstückbereich innerhalb der Meßtoleranz, dann berühren die parallelen Lichtstrahlen 56 den Werkstückbereich an den Meßstellen 79, 80 und erzeugen auf dem Bildsensor einen Hell-Dunkel-Übergang. Die im Kamerasystem aufgenommenen Hell-Dunkel-Übergänge werden mit einem Algorithmus verarbeitet, der die Lage der Werkstückkante ermittelt und daraus das Absolutmaß errechnet. Das Bildverarbeitungssystem sendet entsprechende Signale an die Maschinensteuerung, die diese Signale auswertet und entsprechende Korrekturen vornimmt. Das Kamerasystem 43 kann einen größeren Abstand vom Werkstück 33 haben, so daß die Verschmutzungsgefahr durch die Bearbeitung des Werkstückes 33 im Arbeitsraum 10 der Vorrichtung 1 verringert wird. Dadurch kann die Anwendung des Meßverfahrens sehr flexibel gestaltet werden.
Fig. 9 zeigt in schematischer Darstellung die Bearbeitung des Werkstückes 33 durch das Bearbeitungswerkzeug 31. Im Ausführungsbeispiel ist das Werkstück 33 eine Kurbelwelle, deren Hauptlager 34 durch das Werkzeug 31 bearbeitet wird. Die Meßeinrichtung hat das Kamerasystem 43 mit den beiden Videokameras 46, die bei diesem Ausführungsbeispiel aneinanderliegen. Der Lichtstrahler 51 liegt im Unterschied zur vorigen Ausführungsform nicht auf der von den Videokameras abgewandten Seite des Werkstückes 33, sondern auf der gleichen Seite des Werkstückes, jedoch winkelversetzt. Die vom Lichtstrahler 51 ausgehenden parallelen Lichtstrahlen 56 fallen auf einen Umlenkspiegel 57, an dem die Strahlen in das jeweilige Objektiv 47 der Videokameras 46 umgelenkt werden. Der Umlenkspiegel 57ist so angeordnet, daß die an ihm reflektierten Strahlen 56 die Meßstellen 79, 80 am Umfang des Hauptlagers 34 tangential berühren.
Es ist auch möglich, den Lichtstrahler 51 auf einem Schlitten anzuordnen, der in Y-Richtung verfahren werden kann. Dann wird mit dem einzigen Lichtstrahler 51 zunächst die Meßstelle 80, wie in Fig. 9 dargestellt, gemessen und anschließend durch Verfahren in die gegenüberliegende Position gebracht, um die Meßstelle 79 am Hauptlager 34 messen zu können. Der Lichtstrahler 51 und der Umlenkspiegel 57 sind dabei schwenkbar auf dem entsprechenden Schlitten gelagert, so daß der Lichtstrahler und der Umlenkspiegel in die entsprechende Meßlage verstellt werden können.
Fig. 10 zeigt eine weitere Ausführungsform der Meßeinrichtung, mit der im Durchlichtverfahren gearbeitet werden kann. Anstelle des Lichtstrahlers 51 ist die Meßeinrichtung mit einem Lichtwellenleiter 58 versehen, der schwenkbar gelagert sein kann und dessen Lichtaustrittsende 96 so angeordnet ist, daß die aus diesem Lichtleiterende austretenden parallelen Lichtstrahlen 56 die Meßstelle 79 am Umfang des Hauptlagers 34 tangential berühren. Diese Lichtstrahlen 56 gelangen in das jeweilige Objektiv 47 der Videokamera 46.
Die durch das Objektiv 47 der Videokamera 46 eintretenden Lichtstrahlen 56 werden ausgewertet und als Signale der Maschinensteuerung zugeführt. Sie sorgt dafür, daß bei Abweichungen des gemessenen Ist-Durchmessers des Hauptlagers 34 entsprechende Korrekturen durchgeführt werden.
Fig. 11 zeigt das Kamerasystem 43, das auf einer Konsole 61 angeordnet ist, die um eine Achse 59 schwenkbar am Gestell 2 der Vorrichtung 1 gelagert ist. Die Konsole 61 trägt einen Schwenkmotor 60, mit dem sie und damit auch das Kamerasystem 43 in die gewünschte Meßposition geschwenkt werden kann. Die Schwenkachse 59 liegt in Z-Richtung, d. h. parallel zur Achse 37 des Werkstückes 33. Das Kamerasystem 43 hat wiederum zwei nebeneinander liegende Videokameras 46 mit Objektiven 47. Es ist vorteilhaft, die beiden Videokameras 46 senkrecht zur Schwenkachse 59 sowie zur Strahlrichtung verschiebbar auf der Konsole 61 anzuordnen. Dies hat den Vorteil, daß die parallelen Lichtstrahlen 56 genau auf die jeweiligen Meßstellen eingestellt werden können. Eine solche Verstellung der Videokameras 46 senkrecht zu ihrer Strahlrichtung ist selbstverständlich auch bei den zuvor beschriebenen Kamerasystemen 43 vorteilhaft möglich.
Fig. 11 zeigt beispielhaft, daß die Messung im Durchlichtverfahren erfolgt, bei dem auf der vom Kamerasystem 43 abgewandten Seite des Werkstückes 33 der Lichtstrahler 51 angeordnet ist. Auch er ist vorteilhaft um eine parallel zur Achse 59 liegende Achse schwenkbar, so daß er einfach an die jeweilige Schwenkposition der Konsole 61 und damit des Kamerasystems 43 angepaßt werden kann. Da das Kamerasystem 43 in beliebige Positionen geschwenkt werden kann, können verschiedene Meßaufgaben mit nur einem Kamerasystem 43 durchgeführt werden.
Fig. 12 zeigt eine Vorrichtung 1, die zwei Kamerasysteme 43 aufweist. Sie sind über jeweils eine Konsole 62, 63 fest mit dem Gestell 2 verbunden. Die beiden Konsolen 62, 63 liegen an einander gegenüberliegenden Seiten der Vorrichtung 1. Mit dem Kamerasystem 43 an der Konsole 63 kann beispielsweise ein Schneideinsatz 32 des Werkzeuges 31 im Auflichtverfahren vermessen werden. Die Videokamera 46 weist wiederum eine interne Lichtquelle 48 auf, deren parallele Lichtstrahlen auf den zu vermessenden Schneideinsatz 32 fallen, der mit der Videokamera 46 damit einfach gemessen werden kann.
Das an der Konsole 62 vorgesehene Kamerasystem 43 dient dazu, das Werkstück 33 an den Meßstellen 79, 80 im Durchlichtverfahren zu vermessen, wie zuvor erläutert worden ist. Hierzu ist der Lichtstrahler 51 auf der vom Kamerasystem 43 abgewandten Seite des Werkstückes 33 vorgesehen, der die parallelen Lichtstrahlen 56 aussendet, die die Meßstellen 79, 80 am Umfang des Werkstückes 33 tangential berühren. Die Lichtstrahlen 56 gelangen durch das Objektiv 47 in die Videokameras 46. Sie liefern entsprechende Signale an die Maschinensteuerung, um bei Bedarf die Vorschubbewegung des Werkzeuges 31 zu korrigieren.
Mit der Meßeinrichtung ist auch eine einfache Kollisionsüberwachung möglich, wie beispielhaft anhand von Fig. 13 erläutert werden soll. Das Kamerasystem 43 hat wenigstens eine Videokamera 46 mit der internen Lichtquelle 48 und dem Objektiv 47. Die Videokamera 46 ist über eine Halterung 64 mit einem Schlitten 65 verbunden, der verfahrbar in der Vorrichtung 1 angeordnet ist. Die Lichtquelle 48 sendet einen Lichtkegel 97 aus, dessen Streuwinkel einen Erfassungsbereich 84 definiert, der so groß ist, daß ein im Verfahrweg des Schlittens 65 befindlicher Gegenstand 85 in einer Entfernung 86 vom Schlitten 65 so rechtzeitig erfaßt werden kann, daß er, wenn er den Bremsweg 87 aufweist, rechtzeitig vor dem Gegenstand 85 zum Stehen kommt. Auf diese Weise ist sichergestellt, daß der Schlitten 65 oder eine sonstige bewegliche Einheit nicht mit dem im Bewegungsweg befindlichen Gegenstand 85 kollidiert.
Eine solche Kollision kann bei der Vorrichtung gemäß Fig. 1 beispielsweise zwischen den beiden Werkzeugen 31 auftreten, die unabhängig voneinander in Z-Richtung mittels der Kreuzschlitten 4 verfahrbar sind. Außerdem können die Werkzeuge 31 auch in X- Richtung verfahren werden und hierbei mit dem eingespannten Werkstück 33 kollidieren. Auf der Z-Achse überschneidet sich der Bewegungsbereich der beiden Bearbeitungswerkzeuge 31, so daß Kollisionen aufgrund von Programmier- oder Bedienungsfehlern oder ähnlichem möglich sind. Das Kamerasystem 43 kann nun auf einem der beiden Spindelkästen 5 über die Halterung 65 befestigt sein. Der von der Lichtquelle 48 ausgesandte Lichtkegel ist so angeordnet, daß er gegen das jeweils gegenüberliegende Werkzeug 31 gerichtet ist. Der Lichtkegel 97 hat einen solchen Erfassungsbereich, daß das andere Werkzeug 31 so rechtzeitig erfaßt wird, daß das sich bewegende Werkzeug 31 rechtzeitig vor einer Kollision zum Stillstand gebracht werden kann. Das Abschalten des entsprechenden Antriebs erfolgt vorteilhaft automatisch, indem das Kamerasystem 43 dann ein Signal an die Maschinensteuerung liefert, sobald der Kollisionsgegenstand in den Lichtkegel 97 bzw. in den Erfassungsbereich 84 des Kamerasystems 43 gelangt.
Als Anwendung ist es denkbar, Kollisionen zwischen den beiden Werkzeugen 31 und dem Werkstück 33 zu verhindern. Das Kamerasystem 43 ist dann so ausgerichtet, daß sein Lichtkegel 97 das Werkstück 33 rechtzeitig erfaßt, bevor das Werkzeug 31 auf das Werkstück 33 trifft. Da das Werkzeug 31 für die Bearbeitung mit dem Werkstück 33 in Kontakt gebracht werden muß, wird als zusätzliches Kriterium für eine mögliche Kollision die Zustellgeschwindigkeit des Werkzeuges 31 herangezogen. Da das Werkzeug 31 im letzten Bereich seines Zustellweges nur noch mit geringer Geschwindigkeit an das Werkstück 33 herangeführt wird, wird unter Berücksichtigung der Zustellgeschwindigkeit die Zustellbewegung sofort gestoppt, wenn nicht rechtzeitig vor dem Werkstück 33 von Eil- auf Zustellgeschwindigkeit umgeschaltet wird.
Bei einem weiteren Anwendungsfall können auch Kollisionen zwischen dem Werkzeug 31 und einer Lünette überwacht werden, welche das Werkstück 33 beispielsweise in halber Länge unterstützt. Diese Anwendung ist besonders vorteilhaft, weil die Lünetten oder ihre Spannstücke üblicherweise nicht mit numerisch gesteuerten Achsen versehen sind und Kollisionen darum programmtechnisch nicht abgefangen werden können.
Fig. 14 zeigt den Hauptlagerzapfen einer Kurbelwelle, auf dem sich ein Partikel 100 abgelagert hat. Das Partikel 100 kann ein Span, Kühlschmierstoff oder dergleichen sein. Die Messung des Durchmessers mit konventionellen Bildauswerteverfahren funktioniert bei Verunreinigungen nicht mehr störungsfrei. Durch spezielle Algorithmen erkennt die Berechnungssoftware solche Verunreinigungen und läßt sie entsprechend unberücksichtigt. Gegebenenfalls kann über den Bildschirm der Maschinensteuerung ein Hinweis an den Maschinenbediener gegeben werden, die Flächen zu reinigen. Aufgrund der Leistungsfähigkeit der Berechnungssoftware ist dies aber nur bei extremen Verunreinigungen erforderlich.

Claims

1. Verfahren zum Messen und/oder Überwachen von Prozeßschritten beim Bearbeiten von Werkstücken, insbesondere von Kurbelwellen und Nockenwellen, dadurch gekennzeichnet, daß zum Messen und/oder Überwachen wenigstens eines der Prozeßschritte, die innerhalb der Bearbeitungsmaschine ablaufen, wenigstens ein Bildverarbeitungssystem (43) vorgesehen ist, in dessen Erfassungsbereich die Meß- und/oder Überwachungsstelle (73 bis 83) liegt und die Signale erzeugt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Signale ausgewertet werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Signale weiterverarbeitet werden.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Signale gespeichert werden.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Signale des Bildverarbeitungssystems (43) einer Steuerung einer Bearbeitungsmaschine (1) zugeführt werden.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß mit dem Bildverarbeitungssystem (43) die Ist-Position des Werkstückes (33) erfaßt wird.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Erkennung der Ist-Position des Werkstückes (33) zur Ausrichtung des Werkstückes in einem Spannmittel (22) eingesetzt wird.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerung der Bearbeitungsmaschine (1) die Zustellbewegung des Werkzeuges (31) regelt.

9. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß bei Abweichung der Werkstückachse (37) von der Achse (38) des Spannmittels (22) ein Korrekturwert errechnet und von der Steuerung der Bearbeitungsmaschine (1) verarbeitet wird.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß bei Abweichung der Werkstückachse (37) von der Achse (38) des Spannmittels (22) eine mechanische Korrekturbewegung durchgeführt wird, welche die Werkstückachse (37) in eine Soll-Spannposition bringt.

11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Erkennung der Ist-Position zur Erkennung von unzulässigen Werkstückbewegungen, insbesondere während der Bearbeitung, eingesetzt wird.

12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Bildverarbeitungssystem (43) zur Erkennung des Werkstücktyps eingesetzt wird.

13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Erkennung des Werkstücktyps die automatische Auswahl eines erforderlichen NC-Programmes auslöst.

14. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Erkennung des Werkstücktyps eine Funktion zur Erkennung des Nichtvorhandenseins des Werkstückes (33) enthält.

15. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Bildverarbeitungssystem (43) zur Steuerung, Regelung oder Überwachung der Position und/oder Bewegung von Maschinenelementen eingesetzt wird.

16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß mit dem Bildverarbeitungssystem (43) Spannfutterbewegungen auf Erreichen des Sollmaßes überprüft werden.

17. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Bewegung einer Zentrierspitze (27) des Spannmittels (22) überwacht wird.

18. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Position der Zentrierspitze (27) indirekt ermittelt wird durch Messen der Position von wenigstens zwei gefederten Meßstößeln (24).

19. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Bewegung der Spannbacke (26) des Spannmittels (22) überwacht wird.

20. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Bewegung eines radialen Ausrichtelementes (24) überwacht wird.

21. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß das bewegliche Bauteil eine Vorschubeinheit/Bewegungseinheit (5, 65) der Bearbeitungsmaschine (1) ist.

22. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß mit dem Bildverarbeitungssystem (43) Lünettenbewegungen erfaßt werden.

23. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß mit dem Bildverarbeitungssystem (43) Bewegungen einer Meßeinrichtung erfaßt werden.

24. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß mit dem Bildverarbeitungssystem (43) Bewegungen einer Ladeluke erfaßt werden.

25. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß mit dem Bildverarbeitungssystem (43) Bewegungen einer Schiebetür (12) einer Umkleidung (11) der Bearbeitungsmaschine (1) überwacht werden.

26. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Bildverarbeitungssystem (43) zur Ermittlung des Verschleißes wenigstens einer Werkzeugschneide eingesetzt wird.

27. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Bildverarbeitungssystem (43) zur Ermittlung der Rund- und/oder Planlaufabweichung des Werkzeuges (31) eingesetzt wird.

28. Verfahren nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, daß ermittelte Rund- und/oder Planlauffehler von der Steuerung verarbeitet und antriebstechnisch kompensiert werden.

29. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Bildverarbeitungssystem (43) zur Messung des Werkstückes (33) eingesetzt wird.

30. Verfahren nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, daß die Werkstückmessung vor der Bearbeitung des Werkstückes (33) erfolgt.

31. Verfahren nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, daß die Werkstückmessung nach der Bearbeitung des Werkstückes (33) erfolgt.

32. Verfahren nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, daß die Werkstückmessung eine In- Prozeß-Messung ist.

33. Verfahren nach Anspruch 32, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßdaten der In-Prozeß- Messung einer statistischen Auswertung zugeführt und nach Verarbeitung in der Maschinensteuerung gegebenenfalls automatische Korrekturen durchgeführt werden.

34. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Bildverarbeitungssystem (43) zur Merkmalsanalyse der Werkstückoberfläche eingesetzt wird.

35. Verfahren nach Anspruch 34, dadurch gekennzeichnet, daß die Merkmalsanalyse eine Rauheitsmessung ist.

36. Verfahren nach Anspruch 34, dadurch gekennzeichnet, daß die Merkmalsanalyse eine Rißprüfung ist.

37. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß mit dem Bildverarbeitungssystem (43) eine Strahlung erfaßt wird.

38. Verfahren nach Anspruch 37, dadurch gekennzeichnet, daß die Strahlung eine UV-Strahlung ist.

39. Verfahren nach Anspruch 37, dadurch gekennzeichnet, daß die Strahlung eine IR-Strahlung ist.

40. Verfahren nach Anspruch 37, dadurch gekennzeichnet, daß als Strahlung sichtbares Licht verwendet wird.

41. Verfahren nach Anspruch 37, dadurch gekennzeichnet, daß als Strahlung Laserlicht verwendet wird.

42. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Bildverarbeitungssystem (43) zur Kollisionsüberwachung eingesetzt wird.

43. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Bildverarbeitungssystem (43) zur Dokumentation von Crash-Situationen eingesetzt wird.

44. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Bildverarbeitungssystem (43) Bildsignale aus dem Maschinenraum (10) an wenigstens einen Monitor (15, 16) der Maschinensteuerung liefert.

45. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Bildverarbeitungssystem (43) zur Erkennung von optischen Referenzpunkten eingesetzt wird.

46. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß Verunreinigungen an den Meßstellen durch eine Berechnungssoftware erkannt und im Meßergebnis nicht berücksichtigt werden.

47. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 46, dadurch gekennzeichnet, daß die Bearbeitungsmaschine eine Bearbeitung mit geometrisch bestimmter Schneide durchführt.

48. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 47, dadurch gekennzeichnet, daß die Bearbeitungsmaschine eine Bearbeitung an Kurbelwellen und/oder Nockenwellen durchführt.

49. Verfahren nach einem der Ansprüche 37 bis 48, dadurch gekennzeichnet, daß weitere mit der Strahlung transportierte Informationen ausgewertet werden, wobei ein mehrdimensionales Abbild des Objektes entstehen kann.

50. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 49, dadurch gekennzeichnet, daß weitere, durch Beugung und/oder Berechnung von Lichtstrahlen gewonnene Informationen ausgewertet werden.

51. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 50, dadurch gekennzeichnet, daß weitere, durch Interferenz von Lichtstrahlen und/oder durch die Analyse von Interferenzmustern gewonnene Informationen ausgewertet werden.

52. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 51, dadurch gekennzeichnet, daß eine Bildinformation durch einen ein- oder mehrachsig abgelenkten Einzellichtstrahl zusammengesetzt wird, wobei ein Rasterbild entsteht.

53. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 52, dadurch gekennzeichnet, daß Bilder und/oder Meßdaten von Bildern in einem Loopspeicher für die Dokumentation eines katastrophalen Ereignisses (Crash-Situation) gespeichert werden.

54. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 53, dadurch gekennzeichnet, daß Bilder und/oder Meßdaten von Bildern für die Datensicherung von Qualitätsmerkmalen, wie Oberflächengüte oder Meßergebnisse, gespeichert werden.

55. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 54, dadurch gekennzeichnet, daß Bilder und/oder Meßdaten von Bildern für die Ereignisfortschreibung gespeichert werden.

56. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 55, mit wenigstens einem Werkzeug zur Bearbeitung von Werkstücken, insbesondere von Kurbelwellen und Nockenwellen, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung (1) wenigstens eine Meßeinrichtung mit wenigstens einem Bildverarbeitungssystem (43) aufweist, dessen Ausgangssignale einer Einrichtung zuführbar sind.

57. Vorrichtung nach Anspruch 56, dadurch gekennzeichnet, daß das Bildverarbeitungssystem (43) wenigstens eine Kamera (46) aufweist.

58. Vorrichtung nach Anspruch 56 oder 57, dadurch gekennzeichnet, daß das Bildverarbeitungssystem (43) fest mil: der Vorrichtung (1) verbunden ist.

59. Vorrichtung nach Anspruch 56 oder 57, dadurch gekennzeichnet, daß das Bildverarbeitungssystem (43) beweglich in der Vorrichtung (1) angeordnet ist.

60. Vorrichtung nach Anspruch 59, dadurch gekennzeichnet, daß das Bildverarbeitungssystem (43) in mehreren Achsen beweglich in der Vorrichtung (1) angeordnet ist.

61. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 56 bis 60, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung (1) mit wenigstens einem Referenzpunkt zur Kalibrierung des Bildverarbeitungssystems (43) versehen ist.

62. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 56 bis 61, dadurch gekennzeichnet, daß das Bildverarbeitungssystem (43) vor Verschmutzung durch eine Schutzabdeckung, durch Sperrluft, durch Spülluft oder durch Sperrwasser geschützt ist.

63. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 56 bis 62, dadurch gekennzeichnet, daß das Bildverarbeitungssystem (43) zum Schutz vor Verschmutzung hinter einer Schutzverkleidung angeordnet ist.

64. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 56 bis 63, dadurch gekennzeichnet, daß das Bildverarbeitungssystem (43) durch Abstreifer oder durch Abschleudern sauber gehalten wird.

65. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 56 bis 64, dadurch gekennzeichnet, daß das Bildverarbeitungssystem (43) wenigstens eine interne Lichtquelle (48) aufweist.

66. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 56 bis 65, dadurch gekennzeichnet, daß das Bildverarbeitungssystem (43) zwei nebeneinander liegende Videokameras (46) aufweist.

67. Vorrichtung nach Anspruch 66, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Videokameras (46) quer zu ihrer Aufnahmerichtung verstellbar sind.

68. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 56 bis 67, dadurch gekennzeichnet, daß das Bildverarbeitungssystem (43) aus einer geschützten Anordnung hinter einer Schutzverkleidung zur Messung in den Arbeitsraum eingeschwenkt wird.

69. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 56 bis 68, dadurch gekennzeichnet, daß im Strahlweg der internen Lichtquelle (48) wenigstens ein Reflektor (50) liegt.

70. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 56 bis 69, dadurch gekennzeichnet, daß dem Bildverarbeitungssystem (43) wenigstens ein Lichtstrahler (51) zugeordnet ist.

71. Vorrichtung nach Anspruch 70, dadurch gekennzeichnet, daß der Lichtstrahler (51) und das Bildverarbeitungssystem (46) auf einander gegenüberliegenden Seiten des Werkstückes (33) liegen.

72. Vorrichtung nach Anspruch 70, dadurch gekennzeichnet, daß der Lichtstrahler (51) und das Bildverarbeitungssystem (43) auf der gleichen Seite des Werkstückes (33) liegen.

73. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 70 bis 72, dadurch gekennzeichnet, daß der Lichtstrahler (51) wenigstens eine in einem Gehäuse (52) untergebrachte Lichtquelle (53) aufweist.

74. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 70 bis 72, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtstrahler durch wenigstens einen Lichtleiter (58) geleitet werden.

75. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 56 bis 74, dadurch gekennzeichnet, daß das Bildverarbeitungssystem (43) auf einer Konsole (61) gelagert ist, die um eine Achse (59) schwenkbar ist.

76. Vorrichtung nach Anspruch 75, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwenkachse (59) parallel zur Werkstückachse (37) liegt.

77. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 56 bis 76, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßeinrichtung zwei Bildverarbeitungssysteme (43) aufweist.

78. Vorrichtung nach Anspruch 77, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Bildverarbeitungssysteme (43) unterschiedliche Bereiche der Vorrichtung (1) erfassen.

79. Vorrichtung nach Anspruch 77 oder 78, dadurch gekennzeichnet, daß das eine Bildverarbeitungssystem (43) das Werkstück (33) und das andere Bildverarbeitungssystem (43) das Werkzeug (31) erfaßt.

80. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 56 bis 79, dadurch gekennzeichnet, daß das Bildverarbeitungssystem (43) an einem Halter (64) vorgesehen ist, der an einer verfahrbaren Einheit (65) angeordnet ist.

81. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 56 bis 80, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung wenigstens zwei Bildverarbeitungssysteme (43) aufweist, die wenigstens zwei unterschiedliche Prozeßschritte messen oder überwachen.

82. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 56 bis 81, dadurch gekennzeichnet, daß mit der Kamera (46) für den Bediener der Vorrichtung schwer zugängliche Wartungs-, Prüf- und Inspektionsstellen auf einem leicht zugänglichen Display anzeigbar sind.