Koordinaten-Messvorrichtung zur Durchführung des Verfahrens

B E S C H R E I B U N G

Die Erfindung geht aus von einem Verfahren zur Vermessung eines Schneidwerkzeugs, welches einen Schneidwerkzeugkörper und mindestens einen an dem Schneidwerkzeugkörper befestigten Schneideinsatz mit mindestens einer Schneidkante aufweist, sowie von einer Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.

Schneidwerkzeuge umfassen Zerspanungswerkzeuge für spanabhebende Fertigungsverfahren und Werkzeuge für das Zerteilen. Sie weisen in der Regel einen Schaft und einen Schneidteil auf. Dabei dient der Schaft dem Halten des Schneidwerkzeugs, beispielsweise in einer Maschinenschnittstelle bei Maschinenbearbeitungswerkzeugen. Der Schaft ist mit dem Schneidteil ausgestattet. Der Schneidteil weist mindestens eine Schneidkante auf, mit der das Schneidwerkzeug in Wechselwirkung mit einem zu bearbeitenden Werkstück tritt und dabei von dem Werkstück Material abträgt. Zu derartigen Schneidwerkzeugen zählen beispielweise Fräser, Bohrer, Reibahlen, Meißel, Schaber, Hobel und Sägen. Dabei kann das Schneidwerkzeug ein Massiv- Werkzeug sein, welches durchgängig aus einem einzigen Material besteht. Alternativ dazu kann das Schneidteil auch einen die Schneidkante umfassenden Einsatz aufweisen, wobei der Einsatz aus einem anderen Material besteht als der Schaft. Schneidwerkzeuge unterliegen an ihrem Einsatzort aufgrund der auf sie wirkenden Kräfte und der entstehenden Temperaturen erheblichen mechanischen und thermischen Belastungen. Hierzu zählen mechanische Reibung, Oxidation und Abrieb sowie vor allem bei hohen Bearbeitungsgeschwindigkeiten Diffusion und Verzunderung. Dies führt zu einem Verschleiß des Schneidwerkzeugs im Bereich der Schneidkante.

Um die Verschleißfestigkeit von Schneidwerkzeugen zu verbessern und die Standzeit zu erhöhen, werden Schneidwerkzeuge im Bereich der Schneidkante mit einem Material ausgestattet, das härter ist als der übrige Schneidwerkzeugkörper. Hierzu kann bei einem Schneidwerkzeug mit Schneideinsatz entweder der Schneideinsatz mit einer Hartbeschichtung ausgestattet sein oder der komplette Schneideinsatz kann aus einem Hartmaterial bestehen. Zu derartigen Hartmaterialien oder ultraharten Materialien zählen beispielsweise Diamant, wie polykristalliner Diamant PCD, einkristalliner Diamant, kristalliner Diamant oder Diamant aus der Gasphasenabscheidung CVD, amorpher Kohlenstoff, der in der englischen Sprache als Diamond like Carbon DLC bezeichnet wird, kubisches Bornitrid CBN, Titan oder Keramik. Ist der Schneideinsatz mit einer Beschichtung aus Hartmaterial ausgestattet, so kann diese beispielsweise mittels chemischer Gasphasenabscheidung, englisch Chemical Vapour Deposition, CVD auf den Schneideinsatz aufgebracht sein.

Schneideinsätze werden zur Befestigung an dem Werkzeugkörper in der Regel direkt auf diesen gelötet. Diese Verbindung zeichnet sich zwar durch eine hohe Festigkeit aus, jedoch sind Lötverfahren nicht präzise genug, um eine exakte Positionierung der Schneideinsätze auf dem Schneidwerkzeugkörper zu gewährleisten. Hinzu kommt, dass die Schneideinsätze gewisse Ungenauigkeiten hinsichtlich ihrer Form, ihrer Länge, Breite, Tiefe oder eine eventuelle Krümmung ihrer Oberflächen aufweisen können. Diese Ungenauigkeiten der Schneideinsätze und eine ungenaue Positionierung der Schneideinsätze auf dem Schneidwerkzeugkörper führen dazu, dass das zugehörige Schneidwerkzeug nicht die vorgegebenen Toleranzen erfüllt und eine schlechte Qualität aufweist. Für die Schneidkante sind Schneidkanten-Zieldaten vorgegebenen. Diese umfassen beispielsweise die Position der Schneidkante bezogen auf ein Schneidwerkzeug-gebundenes Koordinatensystem, die Geometrie der Schneidkante oder den Verlauf der Schneidkante bezogen auf das Schneidkanten-gebundene Koordinatensystem. Um herauszufinden, ob die Schneidkante des Schneideinsatzes nach dem Auflöten des Schneideinsatzes auf den Schneidwerkzeugkörper diese Schneidkanten-Zieldaten aufweist und wie groß gegebenenfalls eine Abweichung der tatsächlichen Schneidkante von den Schneidkanten-Zieldaten ist, müssen Schneidkanten-Realdaten erfasst werden. Aus einem Vergleich der Schneidkanten-Realdaten mit den Schneidkanten-Zieldaten wird bestimmt, wieviel Material an welcher Stelle des Schneideinsatzes abgetragen werden muss, damit die Schneidkante nach dem Materialabtrag die vorgegebenen Schneidkanten-Zieldaten innerhalb vorgegebener Toleranzen erfüllt. Der gezielte Materialabtrag erfolgt mit einer Bearbeitungsvorrichtung. Diese kann beispielsweise mit einer Schleifscheibe, einem Laser zur Erzeugung eines Laserstrahls oder mit einer Einrichtung zum Electrical Discharge Machining EDM ausgestattet sein.

Bevor die Nachbearbeitung der auf den Schneidwerkzeugkörper gelöteten Schneideinsätze mit der Bearbeitungsvorrichtung erfolgen kann, muss die genaue Position jedes Schneideinsatzes in drei Dimensionen in Bezug auf die bekannten Referenzen des Schneidwerkzeugs bestimmt werden. Darüber hinaus muss bestimmt werden, ob die Oberflächen eben oder gekrümmt sind. Wenn das Schneidwerkzeug als Rotationswerkzeug ausgebildet ist, das bei seinem Einsatz um eine geometrische Schneidwerkzeug-Rotationsachse gedreht wird, kann die geometrische Schneidwerkzeug-Rotationsachse beispielsweise eine Bezugsgröße sein. Eine weitere Bezugsgröße kann eine Oberseite des Schneidwerkzeugs oder eine Unterseite des Schneidwerkzeugs sein. Aus der erfassten Position, Ausrichtung und Form der Schneideinsätze und aus dem Vergleich der Schneidkanten-Realdaten mit den Schneidkanten-Zieldaten wird die Bahn bestimmt, entlang der die Materialabtragseinrichtung relativ zu dem Schneidwerkzeug bewegt werden muss, um den für die Nachbearbeitung notwendigen Materialabtrag an den Schneideinsätzen zu erzielen.

Es ist bekannt, die Position der aufgelöteten Schneideinsätze an einem Schneidwerkzeug mit einem mechanischen, elektrischen oder optischen Messtaster oder Messkopf zu erfassen. Die Erfassung kann taktil, also mit Berührung der Oberfläche des Schneideinsatzes durch den Messkopf, oder berührungsfrei erfolgen. Der Messkopf ist hierzu an der Bearbeitungsvorrichtung oder an einer Koordinaten-Messvorrichtung angeordnet. Der Messkopf wird relativ zu dem Schneidwerkzeug bewegt, um die Koordinaten von Messpunkten an der Oberfläche des Schneideinsatzes zu bestimmen. Anhand der Art und der Form des Schneidwerkzeugs und der Art und Anzahl der Schneideinsätze an dem Schneidwerkzeug muss der Messkopf so relativ zu dem Schneidwerkzeug bewegt werden, dass er an jedem Schneideinsatz an mindestens drei Messpunkten die Position der Oberfläche relativ zu einer Bezugsgröße, wie beispielsweise die geometrische Schneidwerkzeug-Rotationsachse, erfasst. Hierzu wird ein Koordinatensystem definiert. Die Koordinaten der Messpunkte werden mit dem Messkopf bestimmt. Die Steuerung der Relativbewegung des Messkopfs in Bezug auf das Schneidwerkzeug erfolgt in der Regel anhand eines Computers, beispielsweise CNC. Die Software muss durch den zuständigen Bearbeiter anhand der Art, der Anzahl und der ungefähren Position der Schneideinsätze erstellt und vorgegeben werden. Der Bearbeiter kann sich hierbei zwar auf technische Vorgaben und Zeichnungen des Schneidwerkzeugs stützen, jedoch enthalten diese Vorgaben nicht die sich aus dem Löten der Schneideinsätze ergebenden Ungenauigkeiten. Die Details müssen daher von dem Bearbeiter in die Steuerung eingegeben werden, damit der Messtaster an die Messpunkte der Schneideinsätze herangeführt wird. Dies ist insbesondere bei Schneidwerkzeugen mit einer großen Anzahl an Schneideinsätzen mit einem erheblichen Aufwand verbunden. Außerdem besteht die Gefahr, dass bei der Eingabe der Details in die Steuerung Fehler gemacht werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Koordinaten- Messvorrichtung zur Verfügung zu stellen, mit denen die Vermessung von Schneideinsätzen nach dem Auflöten auf ein Schneidwerkzeug erleichtert wird, wobei die Vermessung automatisiert erfolgt und eine Kollision der Koordinaten- Messvorrichtung mit dem Schneidwerkzeug vermieden wird.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und durch eine Koordinaten-Messvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 15 gelöst. Die Koordinaten-Messvorrichtung ist ausgestattet mit

- einer das Schneidwerkzeug aufnehmenden und fixierenden Fixiereinrichtung,

- einem Messkopf, welcher die Oberfläche des in der Fixiereinrichtung angeordneten Schneidwerkzeugs mit Berührung oder berührungslos antastet, wobei der Messkopf relativ zu der Fixiereinrichtung beweglich ist, und

- einer Bewegungseinrichtung, welche das in der Fixiereinrichtung aufgenommene Schneidwerkzeug und den Messkopf relativ zueinander bewegt.

Das Verfahren zeichnet sich durch folgende Verfahrensschritte aus: a) Es werden geometrische Messkopf-Daten, welche die Form und die Größe des Messkopfs umfassen, vorgegeben. b) Das Schneidwerkzeug wird in der Fixiereinrichtung fixiert. c) Es wird ein dreidimensionales Koordinatensystem mit einem Nullpunkt und Koordinatenachsen festgelegt. d) Es wird eine 3-dimensionalen Oberfläche des in der Fixiereinrichtung angeordneten Schneidwerkzeugs zumindest in denjenigen Abschnitten des Schneidwerkzeugs vorgegeben, die den Schneideinsatz umfassen, wobei diese Oberfläche als 3-dimensionale Schneidwerkzeug-Oberfläche definiert wird. Die Oberfläche kann in dem dreidimensionalen Koordinatensystem vorgegeben werden. e) Es werden diejenigen Teilbereiche der 3-dimensionalen Schneidwerkzeug- Oberfläche bestimmt, die eine Oberfläche des Schneideinsatzes bilden und benachbart zu der Schneidkante des Schneideinsatzes angeordnet sind, wobei diese Teilbereiche als Schneidkantenbegrenzungsoberflächen definiert werden. f) Es werden Messpunkte an den Schneidkantenbegrenzungsoberflächen bestimmt. g) Es wird eine Bewegungsbahn der Bewegungseinrichtung für eine Relativbewegung des Messkopfs und des Schneidwerkzeugs bestimmt, wobei die Bewegungsbahn aus den geometrischen Messkopf-Daten, den Schneidkantenbegrenzungsoberflächen und den Messpunkten bestimmt wird, derart dass bei einer Relativbewegung des Messkopfs und des Schneidwerkzeugs entlang der Bewegungsbahn die Koordinaten des Schneidwerkzeugs an den Messpunkten mit der Koordinaten- Messvorrichtung erfasst werden und eine Kollision zwischen dem Schneidwerkzeug und dem Messkopf bei der Relativbewegung ausgeschlossen wird. h) Der Messkopf wird relativ zu dem Schneidwerkzeug entlang der Bewegungsbahn bewegt. i) Dabei werden die Koordinaten der Messpunkte der Schneidkantenbegrenzungsoberflächen in Bezug auf das Koordinatensystem mit der Koordinaten-Messvorrichtung erfasst. j) Schließlich werden die Schneidkantenbegrenzungsoberflächen an die erfassten Koordinaten der Messpunkte angepasst, derart, dass die erfassten Koordinaten auf den angepassten Schneidkantenbegrenzungsoberflächen liegen.

Die Messpunkte werden beispielsweise derart vorgegeben, dass eine Koordinate oder zwei Koordinaten der Messpunkte festgelegt werden und dass die Bewegungseinrichtung den Messkopf in Bezug auf diese vorgegebene Koordinate oder diese vorgegebenen Koordinaten relativ zu der Schneidkantenbegrenzungsoberfläche positioniert. Anschließend erfasst der Messkopf die fehlende Koordinate oder die fehlenden Koordinaten der Schneidkantenbegrenzungsoberfläche.

Die Koordinaten beziehen sich auf ein vorgegebenes Koordinatensystem. Vorteilhafterweise handelt es sich um ein Schneidwerkzeug-gebundenes Koordinatensystem. Dieses umfasst Koordinatenachsen, die sich durch das Schneidwerkzeug erstrecken sowie einen Nullpunkt im oder am Schneidwerkzeug. Bei einer Bewegung des Schneidwerkzeugs wird das Schneidwerkzeug-gebundene Koordinatensystem mitbewegt. Bei einer Bewegung des Schneidwerkzeugs ändern sich daher die Koordinaten der Schneidkanten-Position und die Koordinaten des Schneidkantenverlaufs in diesem Schneidwerkzeug-gebundenen Koordinatensystem nicht.

Grundsätzlich weist der Schneideinsatz nicht nur Oberflächen auf, die Teil der Oberfläche des Schneidwerkzeugs sind und benachbart zur Schneidkante des Schneideinsatzes angeordnet sind. Beispielsweise gehören zum Schneideinsatz auch diejenigen Oberflächen, an denen der Schneideinsatz auf den Schneidwerkzeugkörper aufgelötet ist. Es wird davon ausgegangen, dass diejenigen Oberflächen des Schneideinsatzes, die Teil der Oberfläche des Schneidwerkzeugs sind und die benachbart zur Schneidkante des Schneideinsatzes sind, für die Qualität des Schneidwerkzeugs besonders wichtig sind, weshalb eine Überprüfung und Nachbearbeitung in diesem Bereich von besonderer Bedeutung ist. Sofern notwendig kann selbstverständlich auch eine Vermessung an Oberflächen des Schneideinsatzes erfolgen, die nicht benachbart zur Schneidkante sind. In der Regel findet keine Vermessung in denjenigen Abschnitten des Schneideinsatzes statt, in denen der Schneideinsatz auf den Schneidwerkzeugkörper aufgelötet ist, da diese Abschnitte nicht exponiert sind und daher die Eigenschaft der Schneidkante zumindest nicht direkt beeinflussen und da eine Bearbeitung in diesen Abschnitten zu einem Lösen des Schneideinsatzes von dem Schneidwerkzeugkörper führen könnte. Neben diesen Befestigungsabschnitten und den Oberflächen, die die Schneidkante begrenzen, kann der Schneideinsatz weitere Oberflächen aufweisen, an denen eine Vermessung erfolgen kann.

Die 3-dimensionale Schneidwerkzeug-Oberfläche wird so vorgegeben, dass keine Daten von Hand in die Koordinaten-Messvorrichtung eingegeben werden müssen. Die 3-dimensionale Schneidwerkzeug-Oberfläche kann beispielsweise mittels bereits bekannter CAD-Daten des Schneidwerkzeugs generiert und vorgegeben werden. Diese CAD-Daten können die Oberfläche des Schneidwerkzeugs in zwei Dimensionen oder in drei Dimensionen enthalten. Beispielsweise kann die Oberfläche des Schneidwerkzeugkörpers in drei Dimensionen und die Oberfläche des Schneideinsatz in zwei Dimensionen vorgegeben werden. Aus diesen Daten wird anschließend die dreidimensionale Oberfläche des Schneidwerkzeugs bestimmt. Die 3-dimensionale Schneidwerkzeug-Oberfläche entspricht in diesem Fall der aus der CAD- Konstruktion des Schneidwerkzeugs generierten theoretischen geometrischen Oberfläche des Schneidwerkzeugs oder ist Teil derselben. Alternativ dazu kann die 3-dimensionale Oberfläche mittels eines Oberflächen-Scanners anhand des in die Fixiereinrichtung eingespannten Schneidwerkzeugs erzeugt und in die Vorrichtung eingegeben werden. In diesem Fall entspricht die 3-dimensionale Schneidwerkzeug-Oberfläche der tatsächlichen Oberfläche des Schneidwerkzeugs nach dem Auflöten der Schneideinsätze. In beiden Fällen müssen die Oberflächen-Daten nicht von Hand in das System eingetragen werden. Das Verfahren ist daher für den Benutzer wesentlich weniger aufwändig und weniger fehleranfällig.

Durch eine Auswertung der 3-dimensionalen Schneidwerkzeug-Oberfläche werden diejenigen Teilbereiche bestimmt, die eine Oberfläche des Schneideinsatzes bilden und benachbart zu einer Schneidkante angeordnet sind. Diese Teilbereiche zeichnen sich dadurch aus, dass sie eine bestimmte Ausrichtung relativ zu einer Bezugsgröße des Schneidwerkzeugs, beispielsweise zu der geometrischen Schneidwerkzeug-Rotationsachse, zu der Unterseite oder der Oberseite des Schneidwerkzeugs aufweisen. Diese Eigenschaft der Oberflächen der Schneideinsätze wird bei deren Bestimmung ausgenutzt. Anhand des erfindungsgemäßen Verfahrens werden unabhängig davon, wie und in welcher Art und Weise die 3-dimensionale Schneidwerkzeug-Oberfläche vorgegebenen wird, die Schneidkantenbegrenzungsoberflächen bestimmt. Hierzu müssen keine Daten oder Informationen durch den Benutzer eingegeben werden.

Dank der Auswertung der 3-dimensionalen Schneidwerkzeug-Oberfläche und der Bestimmung der Schneidkantenbegrenzungsoberflächen hieraus ergeben sich die Position, die Ausrichtung, eine eventuelle Krümmung der Oberfläche und die Länge, Breite oder Tiefe der Schneideinsätze.

Die aus der 3-dimensionalen Schneidwerkzeug-Oberfläche bestimmten Schneidkantenbegrenzungsoberflächen werden an die bei der Antastung mit dem Messkopf gewonnenen Koordinaten angepasst. Liegen die Messpunkte mit den erfassten Koordinaten bereits auf den Schneidkantenbegrenzungsoberflächen, müssen die

Schneidkantenbegrenzungsoberflächen nicht geändert werden. Liegen die Messpunkte mit den erfassten Koordinaten nicht auf den Schneidkantenbegrenzungsoberflächen, müssen die

Schneidkantenbegrenzungsoberflächen derart geändert werden, dass die Messpunkte auf den geänderten Schneidkantenbegrenzungsoberflächen liegen. Aus den Schneidkantenbegrenzungsoberflächen, gegebenenfalls mit der Anpassung durch Daten aus der Antastung, kann beispielsweise bestimmt werden, wie eine Materialabtragseinrichtung relativ zu dem Schneidwerkzeug bewegt werden muss, um gezielt Material an den Schneideinsätzen abzutragen, so dass eine Nachbearbeitung der aufgelöteten Schneideinsätze erfolgt und das Schneidwerkzeug anschließend die Vorgaben hinsichtlich der Position, der Ausrichtung und dem Verlauf der Schneidkante und der Oberflächen, welche durch die Schneidkante begrenzt werden, innerhalb bestimmter Toleranzen erfüllt. Bei der Bestimmung der Bewegungsbahn für die Relativbewegung von Messkopf und Schneidwerkzeug werden die Geometrie und die Abmessungen des Messkopfs und des Schneidwerkzeugs berücksichtigt, so dass die Relativbewegung kollisionsfrei erfolgt.

Dem Schneidwerkzeug können folgende Oberflächen zugeordnet werden:

1. Eine theoretische geometrische 3-dimensionale Oberfläche des Schneidwerkzeugs, die sich aus seiner Konstruktion ergibt; sofern das Schneidwerkzeug mittels CAD konstruiert wird, kann die theoretische geometrische 3-dimensionale Oberfläche des Schneidwerkzeugs aus den CAD-Daten abgeleitet werden. Diese Oberfläche enthält gegebenenfalls nicht die Ungenauigkeiten, die sich aus der Herstellung des Schneideinsatzes und dem Auflöten des Schneideinsatzes ergeben.

2. Tatsächliche 3-dimensionale Oberfläche des Schneidwerkzeugs nach dem Auflöten des Schneideinsatzes; Diese Oberfläche enthält die Ungenauigkeiten, die sich aus der Herstellung des Schneideinsatzes und dem Auflöten des Schneideinsatzes ergeben; Diese Oberfläche kann beispielsweise mittels eines Oberflächen-Scanners ermittelt werden, der die gesamte Oberfläche des Schneidwerkzeugs erfasst. Mittels einer Antastung mit einem Messkopf wird die mit dem Oberflächen-Scanner ermittelte Oberfläche an vorgegebenen Messpunkten überprüft. Alternativ kann diese Oberfläche mittels der aus Abschnitt 1 ergebenden Daten und einer anschließenden Antastung der Oberflächen des Schneideinsatzes an vorgegebenen Messpunkten mit dem Messkopf überprüft werden. In beiden Fällen werden die vorgegebenen Oberflächen des Schneideinsatzes derart korrigiert, dass die aus der Antastung ermittelten Koordinaten der Messpunkte auf den Oberflächen der Schneideinsätze liegen. Die Anzahl der Messpunkte hängt von der Genauigkeit der vorgegebenen 3-dimensionalen Oberfläche ab. Je höher die Genauigkeit der vorgegebenen Oberfläche ist, umso weniger Messpunkte sind notwendig. Die 3-dimensionale Schneidwerkzeug-Oberfläche gemäß Anspruch 1 kann aus der theoretischen 3-dimensionalen Oberfläche nach Ziffer 1 oder aus der tatsächlichen 3-dimensionalen Oberfläche gemäß Ziffer 2 abgeleitet werden.

3. Aus der 3-dimensionalen Oberfläche des Schneidwerkzeugs bestimmte Schneidkantenbegrenzungsoberflächen: die Schneidkantenbegrenzungsoberflächen können aus der theoretischen geometrischen 3-dimensionale Oberfläche des Schneidwerkzeugs gemäß Abschnitt 1 oben oder aus der tatsächlichen 3-dimensionalen Oberfläche des Schneidwerkzeugs nach dem Auflöten des Schneideinsatzes gemäß Abschnitt 2 oben bestimmt werden.

4. An den Schneidkantenbegrenzungsoberflächen werden Messpunkte bestimmt. Die Oberfläche des in der Fixiereinrichtung angeordneten Schneidwerkzeugs wird an diesen Messpunkten mittels des Messkopfs erfasst. Dies dient der Anpassung der theoretischen Schneidkantenbegrenzungsoberflächen an die Realität. Die Schneidkantenbegrenzungsoberflächen werden derart angepasst, dass die mit dem Messkopf erfassten Koordinaten der Messpunkte auf den Schneidkantenbegrenzungsoberflächen liegen. Diese

Schneidkantenbegrenzungsoberflächen weisen die Schneidkanten-

Realdaten auf.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird die 3-dimensionale

Schneidwerkzeug-Oberfläche gemäß Abschnitt 1 oben oder gemäß Abschnitt 2 oben vorgegeben und es werden daraus die Schneidkantenbegrenzungsoberflächen gemäß Abschnitt 3 oben bestimmt. Es wird davon ausgegangen, dass die angepassten Schneidkantenbegrenzungsoberflächen gemäß Abschnitt 4 den zugehörigen realen Oberflächen an dem in die Fixiereinrichtung eingespannten und zu bearbeitenden Schneidwerkzeug entsprechen und die Schneidkanten-Realdaten aufweisen. Ausgehend von diesen Schneidkantenbegrenzungsoberflächen kann gegebenenfalls ein Materialabtrag erfolgen, um die Schneidkanten an vorgegebene Schneidkanten-Zieldaten anzupassen. Die für die Vermessung der Schneideinsätze an dem Schneidwerkzeug notwendigen Daten werden automatisch aus der Schneidwerkzeug-Oberfläche bestimmt, ohne dass der Bearbeiter hierzu manuell Eingaben tätigen muss und ohne dass der Bearbeiter Messdaten bestimmen muss. Die Vermessung wird dadurch erheblich vereinfacht. Da keine Eingabefehler auftreten können, wird die Vermessung auch exakter.

Der Messbereich und ein Geräte-Koordinatensystem werden durch Verfahrachsen und deren Führungen, Antriebe und inkrementale Messsysteme der Bewegungseinrichtung festgelegt. Das Geräte-Koordiantensystem stimmt nicht mit einem Schneidwerkzeug-gebundenen Koordinatensystem überein. Eine Transformation der Koordinaten des Geräte-Koordinatensystems in das Schneidwerkzeug-gebundene Koordinatensystem ist jedoch möglich. Eine Bewegungseinrichtung mit x-, y- und z-Achsen führt typischerweise zu einem kartesischen Geräte-Koordinatensystem. Bewegungseinrichtungen, deren Führungen ein Zylinder- oder Kugel-Koordinatensystem aufspannen, sind aber ebenfalls verbreitet. Sie arbeiten mit einer Kombination aus inkrementaler Weg- und Winkelsensorik.

Der Messkopf kann mit schaltenden und messenden Sensoren ausgestattet sein. Schaltende Sensoren liefern beim Aufnehmen eines Messpunktes lediglich ein Triggersignal, welches das Auslesen der Längenmesssysteme initiiert. Messende Sensoren haben hingegen intern einen eigenen Messbereich von wenigen Millimetern. Der intern gemessene Sensorwert wird dabei mit der von den Längenmesssystemen bestimmten Position des Sensors überlagert.

Zur Vermeidung von unerwünschten Kollisionen der Materialabtragseinrichtung mit dem Schneidwerkzeug werden die geometrischen Messkopf-Daten, welche die Form und die Größe des Messkopfs umfassen, bei der Bestimmung der Bewegungsbahn berücksichtigt. Dies kann anhand bekannter Berechnungsmethoden zur Kollisionsvermeidung erfolgen. Dabei werden die vorgegebenen Daten des Schneidwerkzeugs und des Messkopfs berücksichtigt. Es können bekannte Berechnungsmethoden zur Kollisionsvermeidung berücksichtigt werden. Hierzu dient beispielsweise eine Minkowski-Addition. Andere Berechnungsmethoden sind darüber hinaus möglich.

Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist das Koordinatensystem ein Schneidwerkzeug-gebundenes Koordinatensystem.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist das Schneidwerkzeug ein Rotationsschneidwerkzeug, welches bei seiner Benutzung um eine geometrische Schneidwerkzeug-Rotationsachse gedreht wird. Die geometrische Schneidwerkzeug-Rotationsachse entspricht derjenigen Achse, um die das Schneidwerkzeug an seinem späteren Einsatzort gedreht wird. Vorteilhafterweise wird das als Rotationswerkzeug ausgebildete Schneidwerkzeug derart in der Fixierungseinrichtung aufgenommen, dass es mit der Bewegungseinrichtung um die geometrische Schneidwerkzeug- Rotationsachse gedreht wird. Eine der Koordinatenachsen des Koordinatensystems fällt mit der Schneidwerkzeug-Rotationsachse zusammen.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird die Ausrichtung der Schneidkantenbegrenzungsoberflächen relativ zu der geometrischen Schneidwerkzeug-Rotationsachse bestimmt. Hierbei wird ausgenutzt, dass die Schneidsätze in der Regel eine bestimmte Ausrichtung relativ zu der geometrischen Schneidwerkzeug-Rotationsachse aufweisen. Diese Ausrichtung ist Voraussetzung dafür, dass die Schneideinsätze am späteren Einsatzort des Schneidwerkzeugs den gewünschten spanenden Materialabtrag bewirken.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird die Position der Schneidkantenbegrenzungsoberflächen relativ zu der geometrischen Schneidwerkzeug-Rotationsachse bestimmt. Hierbei wird ausgenutzt, dass die Schneidsätze in der Regel eine bestimmte Position bezogen auf die geometrische Schneidwerkzeug-Rotationsachse aufweisen.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird die Position der Schneidkantenbegrenzungsoberfläche relativ zu einer Stirnseite des Schneidwerkzeugs bestimmt. Ist das Schneidwerkzeug als Rotationswerkzeug ausgebildet, das am Einsatzort um eine Schneidwerkzeug-Rotationsachse gedreht wird und das sich entlang der Schneidwerkzeug-Rotationsachse von einem ersten Ende bis zu einem zweiten Ende erstreckt, so handelt es sich bei der Stirnseite bevorzugt um eine zur Schneidwerkzeug-Rotationsachse senkrechte Oberfläche des Schneidwerkzeugs an dem ersten Ende oder an dem zweiten Ende.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird anhand der an den Messpunkten erfassten Koordinaten überprüft, ob die Schneidkantenbegrenzungsoberflächen gekrümmt oder eben sind. Sollte beispielsweise festgestellt werden, dass eine der Schneidkantenbegrenzungsoberflächen eine Krümmung aufweist, die zu einer unerwünschten Krümmung der Schneidkante führt, so kann die entsprechende Schneidkantenbegrenzungsoberfläche durch die Nachbearbeitung geglättet und in eine ebene Oberfläche überführt werden, so dass die Schneidkante einen vorgegebenen geradlinigen Verlauf aufweist. Wenn die Schneidkantenbegrenzungsflächen gemäß Vorgabe eine Krümmung aufweisen, sind vorteilhafterweise mehr als drei Messpunkte vorzugeben.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung besteht der Schneideinsatz aus einem ultraharten Material wie polykristalliner Diamant (PCD), kubisches Bornitrid (CBN), Diamant aus der Gasphasenabscheidung (CVD), einkristalliner Diamant oder Keramik. Im Falle einer Beschichtung kann diese durch CVD aufgetragen sein. Alternativ dazu kann auch diamantähnlicher amorpher Kohlenstoff DLC eingesetzt werden. Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird die 3- dimensionale Schneidwerkzeug-Oberfläche aus den vorgegebenen CAD-Daten des Schneidwerkzeugs bestimmt. Durch das rechnergestützte Konstruieren und Herstellen des Schneidwerkzeugs mit mindestens einem Schneideinsatz ist ein geometrisches Modell des Schneidwerkzeugs als digitaler Datensatz vorhanden. Die CAD-Daten enthalten diesen digitalen Datensatz. Durch Berechnung kann aus den CAD-Daten die theoretische geometrische 3-dimensionale Schneidwerkzeug-Oberfläche bestimmt werden. Da die CAD-Daten von dem geometrischen Modell stammen, enthalten sie nicht die Ungenauigkeiten, die aus der Herstellung der Schneideinsätze und aus dem Auflöten der Schneideinsätze auf den Schneidwerkzeugkörper resultieren. Sie geben daher nicht in identischer Weise die Realität wieder. Aus diesem Grund kann es vorteilhaft sein, Messpunkte an der Oberfläche der Schneideinsätze zu bestimmen, die die tatsächlichen realen Schneidkantenbegrenzungsoberflächen durch Abtastung an den Messpunkten mittels eines Messkopfs zu erfassen und die Schneidkantenbegrenzungsoberflächen an die Abtastdaten anzupassen.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird die 3- dimensionale Schneidwerkzeug-Oberfläche mittels eines Oberflächen-Scanners erzeugt. Der Oberflächen-Scanner ist mit einem oder mehreren Sensoren ausgestattet, die das Schneidwerkzeug auf systematische und regelmäßige Weise abtasten oder vermessen. Durch eine Vielzahl von Einzelmessungen wird ein Gesamtbild des Schneidwerkzeugs erzeugt. Die von den Sensoren erfassten Messwerte werden in digitale Daten umgewandelt und mittels eines Computers verarbeitet. Aus diesen Daten kann durch Berechnung die 3-dimensionale Schneidwerkzeug-Oberfläche bestimmt werden. Es kann sein, dass die mit dem Oberflächen-Scanner erfasste 3-dimensionale Schneidwerkzeug-Oberfläche die reale Oberfläche des Schneidwerkzeugs sehr gut wiedergibt. In diesem Fall werden an der Oberfläche des Schneideinsatzes Messpunkte festgelegt und die Oberfläche an diesen Messpunkten mit einem Messkopf vermessen, um die Qualität der mit dem Scanner erfassten Oberfläche zu überprüfen. Die Antastung dient einem Kontrollzeck. Wird beispielsweise bei einer derartigen Kontrolle an einer Oberfläche des Schneideinsatzes festgestellt, dass die mit dem Messkopf erfassten Koordinaten Teil der 3-dimensionalen Schneidwerkzeug-Oberfläche sind, die mit dem Oberflächen-Scanner erfasst wurde, so braucht gegebenenfalls keine weitere Kontrolle an den übrigen Oberflächen den Schneideinsatzes durchgeführt werden. Werden dagegen Abweichungen festgestellt, kann die Kontrolle fortgesetzt werden.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird über die 3- dimensionale Schneidwerkzeug-Oberfläche ein Gitter aus Teilflächen gelegt. Zu jeder Teilfläche wird die Ausrichtung relativ zu einer Bezugsgröße, beispielsweise zu der geometrischen Schneidwerkzeug-Rotationsachse, bestimmt. Hieraus werden die Schneidkantenbegrenzungsoberflächen bestimmt.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind die Teilflächen Dreiecke. Alternativ dazu können die Teilflächen auch Vierecke oder sonstige Polygone sein.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird die Ausrichtung je zweier benachbarter Teilflächen miteinander verglichen. Hieraus werden die Schneidkantenbegrenzungsoberflächen bestimmt. Dabei wird ausgenutzt, dass benachbarte Teilflächen, welche die gleiche oder eine ähnliche Ausrichtung aufweisen, zu derselben Schneidkantenbegrenzungsoberfläche gehören.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung Koordinaten der Messpunkte der Schneidkantenbegrenzungsoberflächen durch Berührung mit einem taktilen Sensor des Messkopfs erfasst. Derartige Sensoren werden auch als mechanische Sensoren bezeichnet.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung die Koordinaten der Messpunkte der Schneidkantenbegrenzungsoberflächen berührungsfrei mit einem optischen oder elektrischen Sensor des Messkopfs erfasst. Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird die kollisionsfreie Bewegungsbahn mit Hilfe einer Minkowski-Addition bestimmt. Andere Berechnungsmethoden der kollisionsfreien Bewegungsbahn sind außerdem möglich.

Die erfindungsgemäße Koordinaten-Messvorrichtung zeichnet sich dadurch aus, dass sie mit einer Steuerungseinrichtung ausgestattet ist, die die Fixiereinrichtung, den Messkopf und die Bewegungseinrichtung derart steuert, dass sie das erfindungsgemäße Verfahren durchführen.

Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind der nachfolgenden Beschreibung, der Zeichnung und den Ansprüchen entnehmbar.

Zeichnung

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes dargestellt. Es zeigen:

Figur 1 perspektivische Darstellung eines ersten Ausführungsbeispiels eines Schneidwerkzeugs, welches mit dem erfindungsgemäßen Verfahren vermessen wird, Darstellung auf der Basis von CAD-Daten,

Figur 2 perspektivische Darstellung des Schneidwerkzeugs gemäß Figur 1 auf der Basis von Daten, welche mittels eines Oberflächen-Scanners ermittelt wurden, Darstellung anhand von Dreiecken,

Figur 3 Darstellung gemäß Figur 2 anhand von unterschiedlichen Graustufen, Figur 4 perspektivische Darstellung des Schneidwerkzeugs gemäß Figuren 1 , 2 und 3 nach Abschluss einer Nachbearbeitung,

Figur 5 Darstellung des Schneidwerkzeugs gemäß Figur 1 , wobei die äußere Schneidwerkzeug-Geometrie markiert ist,

Figur 6 Darstellung des Schneidwerkzeugs gemäß Figur 1 mit der Bewegungsbahn eines Messkopfs,

Figur 7 Darstellung des Schneidwerkzeugs gemäß Figur 1 mit Markierung der Messpunkte, an denen die Oberfläche eines Schneideinsatzes mit dem Messkopf angetastet wird,

Figur 8 Vergleich der CAD-Daten und der mit dem Oberflächen-Scanner ermittelten Daten zu dem Schneidwerkzeug gemäß Figuren 1 bis 7,

Figur 9 perspektivische Darstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels eines Schneidwerkzeugs, welches mit dem erfindungsgemäßen Verfahren vermessen wird, Darstellung auf der Basis von CAD-Daten,

Figur 10 perspektivische Darstellung des Schneidwerkzeugs gemäß Figur 9 auf der Basis von Daten, welche mittels eines Oberflächen-Scanners ermittelt wurden,

Figur 11 Ausschnitt aus Figur 9,

Figur 12 Ausschnitt aus Figur 11 ,

Figur 13 Teil des Schneidwerkzeugs gemäß Figuren 9 und 10 nach Abschluss einer Nachbearbeitung,

Figur 14 Koordinaten-Messvorrichtung zur Durchführung des Verfahrens. Beschreibung der Ausführungsbeispiele

In den Figuren 1 bis 8 ist ein erstes Schneidwerkzeug dargestellt, das mit dem erfindungsgemäßen Verfahren vermessen wird. Die Koordinaten- Messvorrichtung, mit der die Vermessung durchgeführt wird, ist in Figur 14 dargestellt. Figuren 1 und 2 zeigen das Schneidwerkzeug vor der Vermessung. Dabei entspricht Figur 1 einer Darstellung der CAD-Daten des Schneidwerkzeugs, die durch die Konstruktion des Schneidwerkzeugs mittels CAD vorgegeben sind. Figur 2 entspricht einer Darstellung von Daten, die anhand eines Oberflächen-Scanners ermittelt wurden. Das Schneidwerkzeug 1 umfasst einen Schneidwerkzeugkörper 2, an dem insgesamt sechs Schneideinsätze 3, 4, 5 angeordnet sind. Bei dem Schneidwerkzeug handelt es sich um ein Rotationswerkzeug, das an seinem Einsatzort um eine geometrische Schneidwerkzeug-Rotationsachse 6 gedreht wird. Das Schneidwerkzeug ist in der Zeichnung nicht vollständig dargestellt. Ein Schaft 7, der der Aufnahme des Schneidwerkzeugs 1 in eine nicht dargestellte Maschine dient, ist aus Gründen der Übersichtlichkeit nur teilweise dargestellt. In dem nicht dargestellten Teil des Schneidwerkzeugs sind keine Schneideinsätze angeordnet. Daher findet in dem nicht dargestellten Teil des Schneidwerkzeugs keine Vermessung mit dem Verfahren statt. Der Abschnitt des Schneidwerkzeugs 1 , in dem die Schneideinsätze 3, 4, 5 am Schneidwerkzeugkörper 2 angeordnet sind, ist als 3- dimensionale Schneidwerkzeug-Oberfläche definiert. Diese 3-dimensionale Schneidwerkzeug-Oberfläche ist in den Figuren 1 und 2 zumindest insoweit erkennbar, wie sie dem Betrachter zugewandt ist. Die dem Betrachter abgewandten Teile der 3-dimensionalen Schneidwerkzeug-Oberfläche sind in den Figuren 1 und 2 durch den Schneidwerkzeugkörper 2 verdeckt.

Die Schneideinsätze 3, 4, 5 sind bezogen auf die Schneidwerkzeug- Rotationsachse versetzt angeordnet. Die beiden ersten Schneideinsätze 3 befinden sich an einem Ende 8 des Schneidwerkzeugs. Sie sind um 180° versetzt zueinander am Schneidwerkzeugkörper 2 angeordnet und gegenüber der Schneidwerkzeug-Rotationsachse um einen Winkel a geneigt. Die beiden zweiten Schneideinsätze 4 sind in axialer Richtung bezogen auf die Schneidwerkzeug-Rotationsachse 6 mit einem Abstand zu dem Ende 8 und zu den beiden ersten Schneideinsätzen 3 angeordnet. Sie sind in axialer Richtung versetzt zu den ersten Schneideinsätzen 3 an dem Schneidwerkzeugkörper aufgenommen. Der Winkelabstand zwischen den beiden zweiten Schneideinsätzen beträgt ebenfalls 180°. Die beiden dritten Schneideinsätze 5 befinden sich bezogen auf ihre axiale Position und bezogen auf ihre Winkelposition zwischen den beiden ersten und zweiten Schneideinsätzen 3, 4. In der Zeichnung ist nur einer der beiden dritten Schneideinsätze 5 erkennbar, da der andere dritte Schneideinsatz 5 durch den Schneidwerkzeugkörper 2 verdeckt ist.

Die ersten, zweiten und dritten Schneideinsätze 3, 4, 5 werden auf den Schneidwerkzeugkörper 2 aufgelötet. Nach dem Auflöten stehen die Schneideinsätze 3, 4, 5 zunächst radial nach außen über den Schneidwerkzeugkörper 2 über. Die Figuren 1 und 2 zeigen das Schneidwerkzeug nach dem Auflöten der Schneideinsätze 3, 4, 5. Insbesondere bei den ersten Schneideinsätzen 3 und bei den zweiten Schneideinsätzen 4 ist der radial über den Schneidwerkzeugkörper überstehende Abschnitt deutlich sichtbar.

Figur 1 zeigt eine Darstellung des Schneidwerkzeugs 1 , welche auf CAD-Daten beruht. Diese CAD-Daten ergeben sich aus dem rechnergestützten Konstruieren des Schneidwerkzeugs. Dargestellt ist die 3-dimensionale Schneidwerkzeug- Oberfläche, welche die Schneideinsätze 3, 4, 5 umfasst.

Figur 2 zeigt eine Darstellung des Schneidwerkzeugs 1 , welche auf Daten beruht, die mittels eines Oberflächen-Scanners ermittelt wurden. Dieser Oberflächen Scanner ist in Figur 14 mit der Bezugszahl 59 dargestellt. Mit dem Oberflächen- Scanner wird die Oberfläche des Schneidwerkzeugs 1 von allen Seiten in den Abschnitten erfasst, in denen die Schneideinsätze 3, 4, 5 angeordnet sind. Daraus ergibt sich die 3-dimensionale Schneidwerkzeug-Oberfläche, die für die Durchführung des Verfahrens wesentlich ist. Gemäß Figur 2 wurde die Oberfläche des Schneidwerkzeugs 1 in genau dem Abschnitt des Schneidwerkzeugs 1 erfasst, der auch in Figur 1 auf der Grundlage der CAD- Daten dargestellt ist. Durch den Oberflächen-Scanner ergibt sich eine Menge an Oberflächenpunkten. Diese sind in Figur 2 durch Striche derart miteinander verbunden, dass sich Dreiecke ergeben. Figur 3 zeigt eine alternative Darstellung, die auf der gleichen Menge an Oberflächenpunkten beruht wie Figur 2, jedoch sind anstelle von Dreiecken unterschiedliche Graustufen gezeigt. Die Form des Schneidwerkzeugs 1 ist in dieser Darstellung besser erkennbar als in Figur 2.

Figur 4 zeigt das Schneidwerkzeug 1 mit den Schneideinsätzen 3, 4, 5, wobei die Schneideinsätze hinsichtlich der Position und des Verlaufs ihrer Schneidkanten 10 vorgegebene Kriterien erfüllen. Hierbei handelt es sich insbesondere um vorgegebene Schneidkanten-Zieldaten, wie die Position und den Verlauf der Schneidkante bezogen auf die Schneidwerkzeug-Rotationsachse. Die Schneideinsätze 3, 4, 5 stehen deutlich weniger über den

Schneidwerkzeugkörper 2 radial nach außen über. Beispielhaft ist anhand des zweiten Schneideinsatzes 4 dargestellt, dass die Schneidkante 10 eine erste Schneidkantenbegrenzungsoberfläche 11 und eine zweite Schneidkantenbegrenzungsoberfläche 12 begrenzt. Entsprechendes gilt für die ersten Schneideinsätze 3 und die dritten Schneideinsätze 5.

Figur 5 zeigt das Schneidwerkzeug 1 gemäß Figur 1 und Figur 2, wobei die äußere Geometrie 13 des Schneidwerkzeugs, welche durch den vorgegebenen Verlauf der Schneidkanten 10 der Schneideinsätze 3, 4, 5 definiert ist, anhand einer Linie im Bereich des ersten Schneideinsatzes 3 und des zweiten Schneideinsatzes markiert ist. Die Darstellung veranschaulicht damit die Schneidkanten-Realdaten und die Schneidkanten-Zieldaten. Aus dem Vergleich dieser Daten ergibt sich anhand der Darstellung, dass der über die äußere Geometrie 13 des Schneidwerkzeugs 1 überstehende Bereich der Schneideinsätze 3, 4, 5 entfernt werden muss. Insbesondere muss eine Nachbearbeitung an einer ersten Schneidkantenbegrenzungsoberfläche 11 a und/ oder einer zweiten Schneidkantenbegrenzungsoberfläche 12a erfolgen, so dass diese innerhalb von Toleranzen mit der ersten Schneidkantenbegrenzungsoberfläche 11 und der zweiten Schneidkantenbegrenzungsoberfläche 12 gemäß Figur 4 übereinstimmen und die Schneidkante 10 dadurch den vorgegebenen Verlauf aufweist.

Um eine Bearbeitung der Schneideinsätze 3, 4, 5 im Bereich der Schneidkantenbegrenzungsoberflächen 11a, 12a zu ermöglichen, wird die 3- dimensionale Oberfläche des Schneidwerkzeugs 1 anhand der CAD-Daten gemäß Figur 1 oder anhand der Daten, die der Oberflächen-Scanner gemäß Figur 2 ermittelt hat, vorgegeben. Die Gesamtheit dieser vorgegebenen Daten wird als 3-dimensionale Schneidwerkzeug-Oberfläche bezeichnet. Aus dieser 3- dimensionalen Schneidwerkzeug-Oberfläche werden diejenigen Teilbereiche bestimmt, die eine Oberfläche eines Schneideinsatzes 3, 4, 5 bilden und benachbart zu einer Schneidkante angeordnet sind. Diese werden als Schneidkantenbegrenzungsoberflächen 11 a, 12a bezeichnet. Sie ergeben sich durch einen Vergleich der Ausrichtung oder der Position der Oberflächen mit der Schneidwerkzeug-Rotationsachse 6 oder einer Stirnseite 9 des Schneidwerkzeugs. Hierzu wird die 3-dimensionale Schneidwerkzeug- Oberfläche in ein Gitter aus Teilflächen 14 zerlegt. In der Darstellung gemäß Figur 2 entspricht das Gitter mit den Teilflächen 14 den Dreiecken, die sich aus der Verbindung der Oberflächenpunkte ergeben. Zu jeder Teilfläche 14 wird die Ausrichtung relativ zu der geometrischen Schneidwerkzeug-Rotationsachse 6 bestimmt. Alternativ oder kumulativ kann auch zu jeder Teilfläche 14 die Ausrichtung relativ zu der Stirnseite 9 des Schneidwerkzeugs bestimmt werden. Benachbarte Teilflächen 14, die die gleiche Ausrichtung aufweisen, werden einer gemeinsamen Oberfläche zugeordnet. Schneidkantenbegrenzungsoberflächen 11 a, 12a zeichnen sich gegenüber anderen Oberflächen des Schneidwerkzeugs 1 dadurch aus, dass sie eine ganz bestimmte vorgegebene Ausrichtung relativ zu der Schneidwerkzeug-Rotationsachse 6 oder zu der Stirnseite 9 aufweisen.

Aus den Schneidkantenbegrenzungsoberflächen werden die Schneidkanten- Realdaten bestimmt. Sie beziehen sich auf mindestens eine Eigenschaft der Schneidkante, nämlich auf die Schneidkanten-Position bezogen auf ein Schneidwerkzeug-gebundenes Koordinatensystem, auf die Schneidkanten- Geometrie oder auf den Schneidkanten-Verlauf bezogen auf das Schneidkantengebundene Koordinatensystem.

Zu dem Schneidwerkzeug sind Schneidkanten-Zieldaten vorgegeben, die die entsprechende Eigenschaft aus der Menge der oben genannten Eigenschaften betreffen: Schneidkanten-Position bezogen auf ein Schneidwerkzeuggebundenes Koordinatensystem, Schneidkanten-Geometrie, Schneidkanten- Verlauf bezogen auf das Schneidkanten-gebundene Koordinatensystem. Das in Figur 4 dargestellte Schneidwerkzeug weist diese Schneidkanten-Zieldaten auf.

Die Schneidkanten-Realdaten werden mit den Schneidkanten-Zieldaten verglichen. Aus diesem Vergleich ergibt sich, ob und wieviel Material an den erfassten Schneidkantenbegrenzungsoberflächen 11 a, 12a abgetragen werden muss, damit die Schneidkante 10 die Schneidkanten-Zieldaten aufweist und den vorgegebenen Verlauf mit der vorgegebenen äußeren Geometrie 13 aufweist.

Aus den geometrischen Messkopf-Daten, den Schneidkantenbegrenzungsoberflächen 11 a, 12a, 31 a, 32a und den in Figur 7 dargestellten Messpunkten 16 wird eine Bewegungsbahn 15 bestimmt, entlang der der Messkopf mittels der Bewegungseinrichtung relativ zu dem Schneidwerkzeug bewegt wird, um an den Messpunkten 16 die Koordinaten der Schneidkantenbegrenzungsoberflächen zu bestimmen. In Figur 6 ist diese Bewegungsbahn 15 an den ersten, zweiten und dritten Schneideinsätzen 3, 4, 5 dargestellt. Die Bewegungsbahn 15 erstreckt sich über die Schneidkantenbegrenzungsoberflächen 11 a, 12a hinaus, so dass gewährleistet ist, dass die gesamte Schneidkantenoberfläche 11 a, 12a gegebenenfalls angetastet wird. Die Bewegungsbahn wird derart vorgegeben, dass die Koordinaten aller vorgegebener Messpunkte erfasst werden, ohne dass der Messkopf mit dem Schneidwerkzeug kollidiert.

Wenn die sich aus den CAD-Daten gemäß Figur 1 ergebende 3-dimensionale Schneidwerkzeug-Oberfläche die Realität nicht ausreichend gut abbildet oder eine Überprüfung der 3-dimensionalen Schneidwerkzeug-Oberfläche gemäß Figur 1 , 2 oder 3 gewünscht ist, werden an mindestens einer Schneidkantenbegrenzungsoberfläche 11 a Messpunkte bestimmt, an denen die Koordinaten der Schneidkantenbegrenzungsoberfläche mit einer Koordinaten- Messvorrichtung erfasst werden. Im vorliegenden Fall werden drei Messpunkte 16 an der ersten Schneidkantenbegrenzungsoberfläche 11 a vorgegeben. Anschließend werden mittels der Koordinaten-Messvorrichtung die Koordinaten der Schneidkantenbegrenzungsoberfläche an diesen drei Messpunkten 16 erfasst. Die sich daraus ergebenden Messdaten werden mit der Schneidkantenbegrenzungsoberfläche 11a an diesen Messpunkten 16 verglichen. Im Falle einer Abweichung wird die Schneidkantenbegrenzungsoberfläche 11 a entsprechend korrigiert und angepasst, so dass die Koordinaten der Messpunkte auf der Schneidkantenbegrenzungsoberfläche 11 a liegen. Eine derartige Überprüfung des Schneidkantenbegrenzungsflächen 11 a, 12a kann auch dann durchgeführt werden, wenn die 3-dimensionale Schneidwerkzeug-Oberfläche mittels eines Oberflächen-Scanners gemäß Figur 2 oder 3 bestimmt wird. Da der Oberflächen- Scanner bereits die Oberfläche des realen Schneidwerkzeugs erfasst, wird davon ausgegangen, dass in diesem Fall eine Überprüfung zu Kontrollzwecken notwendig ist.

Figur 8 zeigt einen Vergleich der mittels CAD-Daten bestimmten 3-dimensionalen Schneidwerkzeug-Oberfläche 17 mit der 3-dimensionalen Schneidwerkzeug- Oberfläche 18, welche mittels eines Oberflächen-Scanners ermittelt wurde. In den hellgrauen Bereichen steht die mit dem Oberflächen-Scanner ermittelte 3- dimensionale Schneidwerkzeug-Oberfläche 18 über die mit CAD-Daten bestimmte 3-dimensionale Schneidwerkzeug-Oberfläche 17 über. In den dunkelgrauen Bereich ist es genau umgekehrt.

In den Figuren 9 bis 13 ist ein zweites Ausführungsbeispiel eines Schneidwerkzeugs 21 dargestellt, das mit dem erfindungsgemäßen Verfahren vermessen wird. Die Figuren 9 und 10 zeigen das Schneidwerkzeug 21. Dabei entspricht Figur 9 einer Darstellung der CAD-Daten des Schneidwerkzeugs 21 , die durch die Konstruktion des Schneidwerkzeugs mittels CAD vorgegeben sind. Figur 10 entspricht einer Darstellung von Daten, die anhand eines Oberflächen- Scanners ermittelt wurden. Das Schneidwerkzeug 21 umfasst einen Schneidwerkzeugkörper 22, an dem eine Vielzahl von Schneideinsätzen 23 angeordnet sind. Bei dem Schneidwerkzeug handelt es sich um ein Rotationswerkzeug, das an seinem Einsatzort um eine geometrische Schneidwerkzeug-Rotationsachse 26 gedreht wird. Im Unterschied zu dem ersten Ausführungsbeispiel eines Schneidwerkzeugs gemäß Figuren 1 bis 8 sind bei dem Schneidwerkzeug 21 gemäß zweitem Ausführungsbeispiel alle Schneideinsätze 23 an der gleichen axialen Position bezogen auf die Schneidwerkzeug-Rotationsachse 26 und mit der gleichen Ausrichtung bezogen auf die Schneidwerkzeug-Rotationsachse 26 an dem Schneidwerkzeugkörper 22 angeordnet.

Zu jedem an dem Schneidwerkzeugkörper 22 angeordneten Schneideinsatz 23 sind Kriterien für den Verlauf und die Position einer Schneidkante 30 des Schneideinsatzes 23 bezogen auf die Schneidwerkzeug-Rotationsachse 26 des Schneidwerkzeugs als Schneidkanten-Zieldaten vorgegeben. Diese vorgegebene Schneidkante 30 ist in Figur 13 dargestellt. Die vorgegebene Schneidkante 30 begrenzt eine erste Schneidkantenbegrenzungsoberfläche 31 und eine zweite Schneidkantenbegrenzungsfläche 32. Durch den Verlauf und die Position der Schneidkanten 30 aller Schneideinsätze 23 des Schneidwerkzeugs 21 ist eine äußere Geometrie 33 des Schneidwerkzeugs 21 vorgegeben. Diese äußere Geometrie 33 ist anhand einer Linie in den Figuren 9 und 10 markiert. Zur Durchführung des Verfahrens werden aus der 3-dimensionalen Schneidwerkzeug-Oberfläche der CAD-Daten gemäß Figur 9 oder der mit einem Oberflächen-Scanner ermittelten Daten gemäß Figur 10 die Schneidkantenbegrenzungsoberflächen 31a, 32a der Schneideinsätze 23 bestimmt und daraus Schneidkanten-Realdaten abgeleitet. Diese werden mit vorgegebenen Schneidkanten-Zieldaten verglichen. Die Figuren 11 und 12 zeigen exemplarisch an einem Schneideinsatz 23 die beiden Schneidkantenbegrenzungsflächen 31a und 32a. Aus dem Vergleich mit den Vorgaben für die Schneidkante 30, die erste Schneidkantenbegrenzungsoberfläche 31 und die zweite Schneidkantenbegrenzungsoberfläche 32 ergibt sich, dass ein Materialabtrag erfolgen muss und in welchem Umfang der Materialabtrag erfolgen muss. Eine Bearbeitungsvorrichtung kann anhand der dabei ermittelten Daten gesteuert werden, so dass das entsprechende Material abgetragen wird und die Schneidkante 30 die in Figur 13 dargestellten Vorgaben erfüllt.

Die Bestimmung der Position und der Ausrichtung der Schneidkantenbegrenzungsoberflächen 31a, 32a aus der 3-dimensionalen Schneidwerkzeug-Oberfläche erfolgt entsprechend zu dem ersten Ausführungsbeispiel gemäß den Figuren 1 bis 8.

In Figur 14 ist eine Koordinaten-Messvorrichtung 50 zur Durchführung des Verfahrens dargestellt. Die Koordinaten-Messvorrichtung ist mit einem Laser 56 für den Materialabtrag kombiniert. Die Koordinaten-Messvorrichtung umfasst eine Fixiereinrichtung 51 , welche ein Schneidwerkzeug 1 aufnimmt und fixiert, eine Bewegungseinrichtung 53, welche das in der Fixiereinrichtung angeordnete Schneidwerkzeug 1 relativ zu einer Vorrichtungsbasis 55 bewegt, einen Laser 56, der einen Laserstrahl 52 erzeugt und eine Laserstrahl-Ablenkeinrichtung 57, welche den Laserstrahl 52 führt. Die Bewegungseinrichtung 53 weist im vorliegenden Fall drei lineare Achsen X, Y, Z und zwei Rotationsachsen B und C auf. Die Rotationsachse C sorgt dabei für eine Rotation des in der Werkstück- Fixiereinrichtung 51 angeordneten Schneidwerkzeugs 1 um eine geometrische Schneidwerkzeug-Rotationsachse, welche sich durch das Schneidwerkzeug hindurch erstreckt.

Die Koordinaten-Messvorrichtung 50 ist ferner mit einem Oberflächen-Scanner 59 ausgestattet, der die Oberfläche des in der Fixiereinrichtung 51 angeordneten Schneidwerkzeugs 1 erfasst und die dabei bestimmte 3-dimensionale Schneidwerkzeug-Oberfläche abspeichert. Diese 3-dimensionale Schneidwerkzeug-Oberfläche wird an die Steuerungseinrichtung 58 ausgegeben, die daraus die Schneidkantenbegrenzungsoberflächen der Schneideinsätze bestimmt.

Die Koordinaten-Messvorrichtung 50 ist mit einem Messkopf 60 ausgestattet, um an den vorgegebenen Messpunkten die Oberfläche des in der Fixiereinrichtung angeordneten Schneidwerkzeugs 1 zu erfassen und Koordinaten eines Koordinatensystems zuzuordnen. Anschließend wird überprüft, ob diese erfassten Koordinaten auf der vorgegebenen Schneidkantenbegrenzungsfläche liegen. Ist dies nicht der Fall, wird die Schneidkantenbegrenzungsoberfläche so korrigiert, dass die Koordinaten der Messpunkte auf der angepassten Schneidkantenbegrenzungsoberfläche liegen. Der Messkopf 60 wird dabei so gesteuert und bewegt, dass eine Kollision zwischen des Schneidwerkzeug und dem Messkopf vermieden wird. Eine Relativbewegung zwischen der Schneidwerkzeug 1 und dem Messkopf wird mit der Bewegungseinrichtung 53 ausgeführt.

Wenn sich aus der Vermessung des Schneidwerkzeugs ergibt, dass an dem Schneideinsatz Material abgetragen werden muss, kann dieser Materialabtrag mit dem Laser erfolgen. Die Laserstrahl-Ablenkeinrichtung 57 bewegt und führt den Laserstrahl 52 in drei verschiedene Richtungen im Raum. Dabei wird der Laserstrahl 52 entlang eines nicht dargestellten Laserpfads relativ zum Schneidwerkzeug 1 bewegt. Die Steuerungseinrichtung 58 steuert die Fixiereinrichtung 51 , die Bewegungseinrichtung 53 und die Laserstrahl- Ablenkeinrichtung 57, um an dem Schneidwerkzeug gezielt Material abzutragen.

Die Steuerungseinrichtung 58 steuert damit nicht nur die Bewegungseinrichtung 53 und den Messkopf 60, sondern auch den Laser 56. Aus den Schneidkanten-

Realdaten und den Schneidkanten-Zieldaten wird das abzutragende Material ermittelt. Der Laser und die Bewegungseinrichtung werden so gesteuert, dass gezielt dieses Material von den Schneideinsätzen des Schneidwerkzeugs 1 abgetragen wird.

Sämtliche Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination miteinander erfindungswesentlich sein.

Bezugszahlen

1 Schneidwerkzeug

2 Schneidwerkzeugkörper

3 Erster Schneideinsatz

4 Zweiter Schneideinsatz

5 Dritter Schneideinsatz

6 Schneidwerkzeug-Rotationsachse

7 Schaft

8 Ende

9 Stirnseite

10 Schneidkante

11 Erste Schneidkantenbegrenzungsoberfläche nach der Bearbeitung

11 a Erste Schneidkantenbegrenzungsoberfläche vor der Bearbeitung

12 Zweite Schneidkantenbegrenzungsoberfläche nach der Bearbeitung

12a Zweite Schneidkantenbegrenzungsoberfläche vor der Bearbeitung

13 Äußere Geometrie des Schneidwerkzeugs

14 Teilfläche

15 Bewegungsbahn des Messkopfs

16 Messpunkt

17 Mittels CAD-Daten bestimmte 3-dimensionale Schneidwerkzeug- Oberfläche

18 Mittels Oberflächen-Scanner bestimmte 3-dimensionale

Schneidwerkzeug-Oberfläche

21 Schneidwerkzeug

22 Schneidwerkzeugkörper

23 Schneideinsatz

26 Schneidwerkzeug-Rotationsachse

30 Schneidkante

31 Erste Schneidkantenbegrenzungsoberfläche nach der Bearbeitung

31 a Erste Schneidkantenbegrenzungsoberfläche vor der Bearbeitung

32 Zweite Schneidkantenbegrenzungsoberfläche nach der Bearbeitung 32a Zweite Schneidkantenbegrenzungsoberfläche vor der Bearbeitung

33 Äußere Geometrie des Schneidwerkzeugs

50 Koordinaten-Messvorrichtung

51 Fixiereinrichtung 52 Laserstrahl

53 Bewegungseinrichtung

55 Vorrichtungsbasis

56 Laser

57 Laserstrahl-Ablenkeinrichtung 58 Steuerungseinrichtung

59 Oberflächen-Scanner

60 Messkopf