Werkzeugen

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und Verfahren zum Messen und Überwachen von Werkzeugen nach dem Oberbegriff der Ansprüche 1, 9, 13 und 15.

Es ist aus der WO2006/128892 AI ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Brucherkennung von Werkzeugen einer Werkzeugmaschine mit einem Mess- und Überwachungssystem für die Brucherkennung bekannt, wobei die Werkzeugma ^¬ schine eine Spindelwelle für das Werkzeug aufweist, die Werkstücke mit guter elektrischer Leitfähigkeit spanabhebend bearbeitet. Das Mess- und Überwachungssystem misst mindestens eine von dem Kontaktzustand zwischen Werkzeug und Werkstück abhängige elektrische Messgröße, wobei Hybridlager die Spindelwelle tragen und gegenüber der Werkzeugmaschine elektrisch isolieren, wobei ein Kontaktelement zum Messen der zwischen Werkzeug und Werkstück erfassbaren Messgröße die sich drehende Spindelwelle kontaktiert.

Es ist jedoch sehr aufwendig, Kontaktelemente zum Messen der zwischen dem Werkzeug und dem Werkstück erfassbaren Messgröße vorzusehen.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Messen und Überwachen von Werkzeugen zu vereinfachen. Zur Lösung dieser Aufgabe dienen die Merkmale der Ansprüche 1, 9, 13 und 15.

Gemäß der vorliegenden Erfindung ist eine Vorrichtung zum Messen und Überwachen von Werkzeugen einer Werkzeugmaschine vorgesehen, wobei ein Drehübertrager zum Messen der zwischen dem Werkzeug und dem Werkstück erfass ^¬ baren Messgröße die sich drehende Spindelwelle kontaktiert, wobei der Drehübertrager elektrisch isoliert mit dem Spindelgehäuse verbunden ist.

Zwischen dem Drehübertrager und dem Spindelgehäuse ist zur Isolierung vorzugsweise eine Keramikschicht vorgesehen. Eine mit der Spindelwelle elektrisch und mechanisch verbundene Welle im Drehübertrager wird vorzugsweise über mindestens ein elektrisch leitendes Stahllager getragen, während weitere Lager durchaus Hybridlager sein können.

Dies hat den Vorteil, dass die Spindelwelle über das Gehäuse des Drehübertragers auf eine einfache Art und Weise elektrisch kontaktiert werden kann und trotzdem die Spindelwelle gegenüber dem Spindelgehäuse elektrisch isoliert ist.

Das Mess- und Überwachungssystem kann zumindest einen ersten Ableitwiderstand aufweisen, der in einem Zustand, in dem das Mess- und Überwachungssystem nicht misst, zuschaltbar ist, so dass elektrostatische Aufladungen von der Spindelwelle ableitbar sind.

Dadurch, dass die Spindelwelle und das Spindelgehäuse elektrisch voneinander isoliert sind, besteht der Nachteil, dass elektrostatische Aufladungen der Spindelwelle nicht an das Spindelgehäuse bzw. die dort aufgelegte elektrische Erde abgeleitet werden können. Dies kann jedoch dazu führen, dass es zu Funkenüberschlag in der Maschine bzw. zwischen dem Werkzeug und dem Werkstück bzw. auch in der Spindel, z. B. in oder an den Lagerungen kommen kann . Diese Funken können zu Explosionen, Bränden oder Verpuffungen in den Maschinen und/oder zu signifikanten Lagerungsschäden führen . Dadurch, dass das Mess- und Überwachungssystem einen ersten Ableitwiderstand aufweist, der in einem Zustand, in dem das Mess- und Überwachungssys ^¬ tem nicht misst, zuschaltbar ist, kann die elektrostatische Aufladung von der Spindelwelle abgeleitet werden. Auf diese Weise kann ein Funkenüberschlag und auch eine Funkenbildung verhindert werden.

Ein Zustand, in dem das Mess- und Überwachungssystem nicht misst bedeutet, dass in diesem Zustand die elektrische Messgröße nicht erfasst wird oder nicht verwendet bzw. ausgewertet wird.

Die Höhe des ersten Ableitwiderstandes ist derart zu wählen, dass er unter Be ^¬ rücksichtigung des mit ihm in Reihe geschalteten elektrischen Widerstandes des elektrisch leitenden Lagers ausreichend klein ist, um die Menge einer maximal möglichen elektrischen Ladung auf der Spindelwelle schnell und ausreichend an die Erde abzuleiten. Er sollte den elektrischen Widerstand des Stahllagers (ca. 10 bis 80 Ohm bei Fettdauerschmierung) durch die Reihenschaltung mit ihm nicht nennenswert erhöhen, womit der erste Ableitwiderstand deutlich kleiner als dieser und somit beispielsweise mit kleiner als 10 Ohm zu dimensionieren ist.

Der erste Ableitwiderstand wird immer dann zugeschaltet, wenn kein Kontakt zwischen Werkzeug und Werkstück erwartet werden kann, um statische Aufladungen der Spindel schnell, sicher und ausreichend abzuführen . Damit wird die Gefahr eines elektrischen Schlages beim Arbeiten von Maschinenbedienern im Arbeitsraum der Maschine und dem Berühren der Spindelwelle oder dem Werkzeug ausgeschlossen.

Der erste Ableitwiderstand ist in einem Zustand, in dem das Mess- und Überwachungssystem misst, also dann, wenn ein Kontakt zwischen Werkzeug und Werkstück gegeben oder zu erwarten ist, nicht zugeschaltet, um den Messvorgang zu ermöglichen.

Das Mess- und Überwachungssystem kann zumindest einen zweiten Ableitwiderstand aufweisen, der in einem Betriebszustand, in dem das Mess- und Überwachungssystem misst, zuschaltbar ist. Dies erfolgt in Zeiten, in denen ein Kontakt zwischen dem Werkzeug und dem Werkstück zu erwarten ist, das Werkzeug also auf das Werkstück zufährt bis der Werkstück-/Werkzeugkontakt entsteht. Die während dieses Zufahrprozesses maximal zufließbaren elektrischen Aufladungen der Spindelwelle müssen über den zweiten Ableitwiderstand unmittelbar und sicher abgeführt werden können, so dass elektrostatische Aufladungen der Spindelwelle während dieser Zeit nicht entstehen können.

Da die maximal zufließbaren Ladungen in dieser kurzen Zeit des Messvorganges deutlich kleiner sind als die über eine längere Zeit maximal auf der Spindelwelle ladbaren elektrostatischen Aufladungen, die mit dem sehr kleinen ersten Ableitwiderstand sicher abgeleitet werden, kann der zweite Ableitwiderstand deutlich größer als der erste Ableitwiderstand bemessen sein. Er muss auch deutlich größer als die Summe der Widerstände der Reihenschaltung des Messkreises im Falle eines Werkzeug-Werkstück-Kontaktes bestehend aus den Widerständen der Bauteile bzw. Komponenten Drehübertragergehäuse, Stahllager und Welle im Drehübertrager, Spindelwelle, Werkzeug, Werkstück und Schlitten mit Bett sein, da er parallel zu diesem liegt.

Die Höhe des zweiten Ableitwiderstands muss auch derart gewählt sein, dass er klein genug ist, dass die zuvor genannten elektrostatischen Aufladungen wäh ^¬ rend der Messung sicher abgeführt werden. Anderseits muss er deutlich größer sein als der Gesamtwiderstand des zuvor genannten Messkreises im Falle eines Werkzeug-Werkstück-Kontaktes, so dass die zwischen dem Werkzeug und dem Werkstück zu messende Messgrößen noch erfassbar sind.

Der Messkreiswiderstand beträgt für den Fall des Kontaktes zwischen Werkzeug und Werkstück weniger als 150 Ohm. Somit sollte der zweite Ableitwiderstand größer als 1 Kiloohm, besser größer als 1,5 Kiloohm sein.

Die Spindelwelle und das Spindelgehäuse sind elektrisch voneinander isoliert und im Normalzustand beträgt der Isolationswiderstand der Luftstrecke dazwischen mehr als 1 Megaohm. Wenn durch Leckage oder andere Umstände Kühlschmier ^¬ mittel in den Raum zwischen Spindelgehäuse und Spindelwelle gelangt, setzt dies den elektrischen Widerstand zwischen der Spindelwelle und dem Spindelgehäuse deutlich herab. Der Widerstand zwischen der Spindelwelle und dem Spindelge- häuse ist, falls Kühischmiermittel in den Raum zwischen der Spindelwelle und Spindelgehäuse gelangt ist, kleiner als 50 Kiloohm.

Auch dieser dritte Zustand ist mit dem Mess- und Überwachungssystem erfassbar, indem in Zeiten in denen das Werkzeug nicht mit dem Werkstück in Kontakt steht, für sehr kurze Zeit die beiden Äbleitwiderstände weggeschaltet werden, um die elektrische Messgröße unbeeinflusst von Ableitwiderständen zu erfassen. Eine solche Messung kann beispielsweise bei kurzen Bearbeitungsunterbrechungen einmal am Tag oder einmal in der Woche vorgenommen werden und dauert jeweils weniger als eine Sekunde. Hierdurch lassen sich anbahnende Spindelschäden aufgrund von Leckage rechtzeitig erkennen und damit tatsächliche Spindelschäden mindern oder verhindern.

Die von dem Kontaktzustand zwischen dem Werkzeug und dem Werkstück abhängige und erfassbare elektrische Messgröße kann der elektrische Widerstand, die elektrische Leitfähigkeit, die elektrische Induktivität, die elektrische Kapazität oder die elektrische Impedanz sein.

Mittels der zwischen dem Werkzeug und dem Werkstück abhängigen, erfassbaren elektrische Messgröße kann beispielsweise ein Werkzeugbruch, ein fehlendes Werkzeug oder der Werkstück-Werkzeug-Kontakt detektiert werden.

Es kann eine Werkzeugmaschine mit einem Mess- und Überwachungssystem mit einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 - 8 vorgesehen sein.

Gemäß der vorliegenden Erfindung kann ein Verfahren zum Messen und Überwachen von Werkzeugen einer Werkzeugmaschine, mit einer in einem Spindelgehäuse angeordneten Spindelwelle für das Werkzeug und mit einem Mess- und Überwachungssystem vorgesehen sein. Mit dem Mess- und Überwachungssystem wird mindestens eine von dem Kontaktzustand zwischen Werkzeug und Werkstück abhängige elektrische Messgröße gemessen, wobei Werkstücke mit guter elektrischer Leitfähigkeit, wie z. B. Metalle, spanabhebend bearbeitet werden, wobei das Spindelgehäuse gegenüber der Spindelwelle isoliert wird. Ein Drehübertrager kontaktiert zum Messen der zwischen dem Werkzeug und dem Werkstück erfassbaren Messgröße die sich drehende Spindelwelle, wobei der Dreh- Übertrager elektrisch isoliert mit dem Spindelgehäuse verbunden wird und zwischen seiner Welle und seinem Gehäuse über mindestens ein elektrisch leitfähiges Lager verfügt.

In dem Mess- und Überwachungssystem kann zumindest ein erster Ableitwiderstand zur Ableitung von elektrostatischer Aufladung zugeschaltet werden, wenn das Mess- und Überwachungssystem wie oben beschrieben nicht misst.

Wenn das Mess- und Überwachungssystem wie oben beschrieben misst, kann ein zweiter Ableitwiderstand anstelle des ersten Ableitwiderstand es zugeschaltet werden, der größer ist als der erste Ableitwiderstand ist, so dass auch während der Messung neu entstehende elektrostatische Aufladungen abgeleitet werden können.

Wenn das Werkzeug mit dem Werkstück nicht in Kontakt ist, kann kurzzeitig der erste Ableitwiderstand und, wenn vorhanden, gleichzeitig auch der zweite Ableitwiderstand weggeschaltet werden, so dass das Mess- und Überwachungssystem mittels der elektrischen Messgröße die Messgröße zwischen der Spindelwelle und dem Spindelgehäuse messen kann, um festzustellen, ob Kühlschmiermittel zwischen Spindelwelle und Spindelgehäuse gelangt ist.

Gemäß der vorliegenden Erfindung kann ferner eine Vorrichtung zum Messen und Überwachen von Werkzeugen einer Werkzeugmaschine vorgesehen sein, die dadurch gekennzeichnet ist, dass zur Ermittlung der Lage des Werkstücks relativ zu der Werkzeugmaschine das Werkstück mittels des Werkzeugs berührt oder angebohrt wird (tool touch) und das Mess- und Überwachungssystem zu dem Zeitpunkt, an dem das Werkzeug das Werkstück berührt, dies mittels der elektrischen Messgröße erfasst und die dazugehörige Position des Werkstücks speichert oder in der Maschinensteuerung speichern lässt. Der für beide Fälle erforderliche Datenaustausch mit der Maschinensteuerung erfolgt vorzugsweise über einen Feldbus.

Auf diese Weise kann die Lage des Werkstücks relativ zu der Werkzeugmaschine einfach und schnell ermittelt werden. Es bedarf keiner zusätzlichen mechanischen oder optischen Tasteinrichtung, um die Lage des Werkstücks zu ermitteln. Die Tasteinrichtung und die dafür notwendige drahtlose Datenübertragungseinrichtung im Arbeitsraum der Werkzeugmaschine sowie die mit einer solchen Einrichtung verbundenen Werkzeugwechselzeiten können mit der Erfindung über ^¬ flüssig werden.

Zum Anbohren des Werkstücks mittels des Werkzeugs kann die Werkzeugspitze in eine definierte Endposition verfahrbar sein.

Zur Ermittlung der Lage des Werkstücks, kann das Werkstück mittels des Werk ^¬ zeugs durch Berühren oder Anbohren des Werkstückes an einer oder an mehreren Stellen so erfolgen, wie dies gemäß dem Stand der Technik mit den heute in Spindelnasen verwendeten mechanischen Tastern erfolgt, die anstatt eines Werkzeuges dort eingesetzt werden.

Ferner kann gemäß der vorliegenden Erfindung ein Verfahren zum Messen und Überwachen von Werkstücken einer Werkzeugmaschine vorgesehen sein, mit einer in einem Spindelgehäuse angeordneten Spindelwelle für das Werkzeug und mit einem Mess- und Überwachungssystem, mit dem mindestens eine von dem Kontaktzustand zwischen dem Werkzeug und dem Werkstück abhängige elektri ^¬ sche Messgröße gemessen wird, wobei Werkstücke mit guter elektrischer Leitfähigkeit spanabhebend bearbeitet werden, wobei die das Spindelgehäuse gegenüber der Spindelwelle isoliert wird, dadurch gekennzeichnet, dass zur Ermittlung der Lage des Werkstücks relativ zu der Werkzeugmaschine das Werkstück mittels des Werkzeugs berührt bzw. angebohrt wird (tool touch) und der Zeitpunkt, an dem das Werkzeug das Werkstück erstmalig berührt, mittels der elektrischen Messgröße erfasst wird und die dazugehörige Position des Werkzeugs gespeichert wird.

Anhand der Zeichnungen werden Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung näher erläutert.

Fig. 1 zeigt eine Vorrichtung zum Messen und Überwachen von Werkzeugen einer Werkzeugmaschine und die Werkzeugmaschine,

Fig. 2 zeigt das Mess- und Überwachungssystem in einem ersten Zustand, Fig. 3 zeigt das Mess - und Überwachungssystem in einem zweiten Zustand,

Fig. 4 zeigt das Mess- und Überwachungssystem in einem dritten Zustand,

Fig. 5 zeigt eine von einem Werkzeug angebohrtes Werkstück und der dazugehörige Verlauf der gemessenen elektrischen Messgröße.

Fig. 1 zeigt eine Werkzeugmaschine 2 und eine Vorrichtung 1 zum Messen und Überwachen. Die Werkzeugmaschine 2 weist eine Spindel 8 auf. Die Spindel 8 weist ein Spindelgehäuse 18 und eine in dem Spindelgehäuse 18 angeordnete Spindelwelle 32 für das Werkzeug 6 auf. Mittels des Werkzeugs 6 kann ein Werkstück 4 mit guter elektrischer Leitfähigkeit spanabhebend bearbeitet werden. Die Spindelwelle 32 ist gegenüber dem Spindelgehäuse 18 elektrisch isoliert. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Spindelwelle 32 gegenüber dem Spindelgehäuse 18 mittels keramischer Lager 10 elektrisch isoliert.

Mittels eines Mess- und Überwachungssystems 14 kann mindestens eine von dem Kontaktzustand zwischen dem Werkzeug 6 und dem Werkstück 4 abhängige elektrische Messgröße gemessen werden. Eine solche elektrische Messgröße kann der elektrische Widerstand, die elektrische Leitfähigkeit, die elektrische Induktivität, die elektrische Kapazität oder die elektrische Impedanz sein. Auf diese Weise kann der Kontaktzustand zwischen dem Werkzeug 6 und dem Werkstück 4 bestimmt werden. Das Mess- und Überwachungssystem 14 ermöglicht es, die elektrische Messgröße zwischen Werkzeug und Werkstück zu Beginn, während oder zum Ende eines Bearbeitungszyklus bzw. Bearbeitungsabschnitts bzw. in einem Prüfzyklus zu messen und mit Schwellenwerten zu vergleichen, um bei Abweichung vom normalen Signalverlauf außerhalb der festgelegten Schwellenwertgrenzen bzw. bei Verletzung der Schwellenwertgrenzen durch den Signalverlauf auf ein abgebrochenes oder fehlendes Werkzeug bzw. einfach nur auf die Position oder den Zeitpunkt der Kontaktierung zwischen Werkzeug und Werkstück zu schließen. Über eine elektrische Maschinenschnittstelle 40, vorzugsweise ein Feldbus, kann die Maschinensteuerung 39 der Werkzeugmaschine 2 dazu veranlasst werden, den Bearbeitungsvorgang oder den Prüfzyklus zu unterbrechen bzw. zu stoppen.

Wie aus Fig. 1 zu entnehmen ist, ist die Welle 33 des Drehübertragers 16 zum Messen der zwischen dem Werkzeug 6 und dem Werkstück 4 erfassbaren Messgröße mit der sich drehenden Spindelwelle 32 mechanisch und elektrisch verbunden, wobei das Gehäuse 35 des Drehübertragers 16 elektrisch isoliert mit dem Spindelgehäuse 18 verbunden ist. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist eine elektrische Isolierung 20 zwischen dem Drehübertragergehäuse 35 und dem Spindelgehäuse 18 vorgesehen, die vorzugsweise aus keramischem Material besteht. Sowohl die Spindelwelle 32 als auch die Welle 33 des Drehübertragers 16 sind vorzugsweise zur Einleitung von Kühlschmiermittel hohl.

Die Welle 33 des Drehübertragers 16 ist mit dessen Gehäuse 35 zumindest über ein elektrisch leitendes Lager 22, das vorzugsweise ein Stahllager ist, elektrisch kontaktiert bzw. verbunden.

Somit wird ein elektrischer Signalfluss vom Mess- und Überwachungssystems 14 ermöglicht, der über die Komponenten Drehübertragergehäuse 35, elektrisch leitendes Lager 22, Welle 33 des Drehübertragers, Spindelwelle 32, Werkzeug 6, Werkstück 4 und die geerdeten Schlitten bzw. das geerdete Bett 12 an das Spindelgehäuse 18 verläuft, an die auch das Mess- und Überwachungssystems 14 angeschlossen ist. Der Signalfluss ändert sich natürlich drastisch zwischen den beiden Zuständen, in denen das Werkzeug 6 in elektrischem Kontakt mit dem Werkstück 4 steht bzw. nicht steht.

Die erfindungsgemäße Ausführungsform des Mess- und Überwachungssystems 14 ist in den Figuren 2 bis 4 näher dargestellt. In Fig. 2 ist zu erkennen, dass das Mess- und Überwachungssystem vorzugsweise zumindest einen ersten Ableitwiderstand 24 aufweist, der mittels eines steuerbaren Schalters 28 zuschaltbar ist. Der erste Ableitwiderstand 24 wird in einem Zustand zugeschaltet, in dem das Mess- und Überwachungssystem 14 bestimmungsgemäß keine Messvorgänge ausführt, so dass in diesem Fall elektrostatische Aufladungen von der Spindelwelle 32 über das Mess- und Überwachungssystems 14 gegen Erde bzw. Masse über das elektrisch leitende Lager 22 und den Ableitwiderstand 24 ableitbar sind . Die Höhe des ersten Ableitwiderstandes 24 ist derart zu wählen, dass er unter Berücksichtigung des mit ihm in Reihe geschalteten elektrischen Widerstandes 22 des elektrisch leitenden Lagers ausreichend klein ist, um die Menge einer maximal möglichen elektrischen Ladung auf der Spindelwelle 32 schnell und ausreichend an die Erde abzuleiten. Er sollte den elektrischen Widerstand 22 des Stahllagers (ca. 10 bis 80 Ohm bei Fettdauerschmierung) durch die Reihenschaltung mit ihm nicht nennenswert erhöhen, womit der erste Ableitwiderstand 24 deutlich kleiner als der elektrische Widerstand 22 und somit beispielsweise mit kleiner als 10 Ohm zu dimensionieren ist.

Der erste Ableitwiderstand 24 wird immer dann zugeschaltet, wenn kein Kontakt zwischen Werkzeug und Werkstück erwartet werden kann, um statische Aufladungen der Spindel schnell, sicher und ausreichend abzuführen. Damit wird die Gefahr eines elektrischen Schlages beim Arbeiten von Maschinenbedienern im Arbeitsraum der Maschine und dem Berühren der Spindelwelle 32 oder dem Werkzeug 6 ausgeschlossen.

Der erste Ableitwiderstand 24 ist in einem Zustand, in dem das Mess- und Überwachungssystem 14 misst, also dann, wenn ein Kontakt zwischen Werkzeug und Werkstück gegeben oder zu erwarten ist, nicht zugeschaltet, um den Messvorgang zu ermöglichen.

Wie Fig. 2 zu entnehmen ist, weist das Mess- und Überwachungssystem 14 zumindest einen zweiten Ableitwiderstand 26 auf. In Fig. 3 ist ein Zustand dargestellt, bei dem nicht der erste Ableitwiderstand 24 sondern der zweite Ableitwiderstand 26 mittels eines steuerbaren Schalters 30 zugeschaltet ist. Dieser Ableitwiderstandes 26 dient dazu, in Zeiten, in denen ein Kontakt zwischen dem Werkzeug und dem Werkstück zu erwarten ist, das Werkzeug 6 also auf das Werkstück 4 zufährt bis der Werkstück-/Werkzeugkontakt entsteht, die während dieses Zufahrprozesses maximal zufließbaren elektrischen Aufladungen der Spindelwelle 32 unmittelbar abzuführen.

Da die maximal zufließbaren Ladungen in dieser kurzen Zeit deutlich kleiner sind als die über längere Zeit maximal auf der Spindelwelle 32 ladbaren elektrostati- sehen Aufladungen, die mit dem sehr kleinen Ableitwiderstand 24 sicher abgeleitet werden, kann der Ableitwiderstand 26 deutlich größer als der Ableitwiderstand 24 bemessen sein. Er muss auch deutlich größer als die Summe der Widerstände der Reihenschaltung des Messkreises bestehend aus den Widerständen der Bauteile bzw. Komponenten 35, 22, 32, 33, 6, 4 und 12 sein, welches er ^¬ satzweise in der Fig. 3 mit dem Messkreiswiderstand 25 kenntlich gemacht ist. Da der Abieitwiderstand 26 mit dem Messkreiswiderstand 25 parallel geschaltet ist, ist dieser deutlich größer zu bemessen als der Messkreiswiderstand 25 für den Fall, bei dem das Werkzeug mit dem Werkstück in Kontakt ist. Der zweite Ableitwiderstand 26 ist auch unter dem Zustand zu wählen, dass, falls der Kontakt zwischen Werkstück 4 und Werkzeug 6 während der Messung wegbricht, eine deutliche Veränderung der gemessenen elektrischen Messgröße zu erkennen ist.

Der Messkreiswiderstand 25 beträgt für den Fall des Kontaktes zwischen Werkzeug und Werkstück weniger als 150 Ohm. Somit sollte der Ableitwiderstand 26 mit größer als 1 kOhm, besser mit größer als 1,5 Kiloohm bemessen werden.

Der zweite Ableitwiderstand 26 wird in einem Betriebszustand zugeschaltet, in dem das Mess- und Überwachungssystem 14 misst. Also der Kontakt zwischen Werkzeug und Werkstück besteht oder erwartet werden kann.

In Fig. 4 ist ein dritter Zustand dargestellt, bei dem beide parallel zum Messwiderstand 25 liegenden Ableitwiderstände 24 und 26 kurzzeitig und zusammen über die beiden steuerbaren Schalter 28 und 30 weggeschaltet sind. In diesem Zustand prüft das Mess- und Überwachungssystem 14 die Spindel 8 auf das ungewollte Vorhandensein von Leckagen in Form von Kühlschmiermittel zwischen Spindelwelle 32 und Spindelgehäuse 18, wobei das Werkzeug 6 und das Werkstück 4 in dieser kurzen Zeit nicht miteinander in Kontakt sein dürfen. Eine solche Messung kann beispielsweise bei kurzen Bearbeitungsunterbrechungen einmal am Tag oder einmal in der Woche vorgenommen werden und dauert jeweils weniger als eine Sekunde. Hierdurch lassen sich anbahnende Spindelschäden aufgrund von Leckage rechtzeitig erkennen und damit tatsächliche Spindelschäden mindern oder verhindern. Eine Vorrichtung zum Messen und Überwachen von Werkzeugen gemäß Fig . 1 kann zusätzlich oder alternativ zur Ermittlung der Lage des Werkstücks 4 relativ zu der Werkzeugmaschine 2 verwendet werden. Dafür wird das Werkstück 4 mittels des Werkzeugs 6 langsam berührt bzw. angebohrt (tool touch) und das Mess- und Überwachungssystem 14 kann den Zeitpunkt, bei dem das Werkzeug 6 das Werkstück 4 berührt mittels der elektrischen Messgröße erfassen und sich die dazugehörige Position des Werkzeugs 6 über einen schnellen Datenaustausch mit der Maschinensteuerung bzw. NC-Steuerung 39 der Werkzeugmaschine 2 holen und selbst speichern. Oder das Mess- und Überwachungssystem 14 sendet zum Zeitpunkt der Berührung einen schnellen Kontaktbefehl an die Maschinensteuerung bzw. NC-Steuerung 39, der dazu führt, dass die zu diesem Zeitpunkt von der Maschinensteuerung bzw. NC-Steuerung gemessene Position in der Maschinensteuerung bzw. NC Steuerung gespeichert wird. Für den Datenaustausch zwischen dem Mess- und Überwachungssystem 14 und der Maschinensteuerung 39 wird vorzugsweise ein Feldbus 40 verwendet.

In Fig. 5 ist ein Werkstück 4 dargestellt, in das ein Werkzeug 6 hineingebohrt ist. Unter dem Werkstück ist der Verlauf einer Messgröße dargestellt. Die Messgröße ist im Koordinatensystem auf der Y-Achse aufgetragen und auf der X-Achse ist die dazugehörige Position der Spitze des Werkzeugs 6 dargestellt. Zu dem Zeitpunkt, zu dem die Spitze des Werkzeugs 6 das Werkstück 4 berührt, verändert sich die Messgröße Y sprungartig auf ein anderes Niveau. Die dazugehörige Position des Werkzeugs 6 kann gespeichert werden.

Zur Ermittlung der Lage des Werkstücks 4, kann das Werkstück 4 mittels des Werkzeugs 6 durch berühren oder anbohren des Werkstückes 4 an einer oder an mehreren Stellen so erfolgen, wie dies gemäß dem Stand der Technik mit den heute in Spindelnasen verwendeten mechanischen Tastern erfolgt, die anstatt eines Werkzeuges 6 dort eingesetzt werden.. Das Werkzeug 6 wird in eine vordefinierte Endposition verfahren. Die Punkte, an denen das Werkstück angebohrt wird, werden derart gewählt, dass es für die weitere Funktion des Werkstücks irrelevant ist, dass in den Werkstück an diesen Stellen kleine Löcher bzw. Körnermarken verbleiben.