DE19629616A1 - Vorrichtung und Verfahren zum manuellen Einstellen, Messen, ggf. Prüfen von Werkzeugen für Bearbeitungsmaschinen - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum manuellen Einstellen, Mes­ sen, ggf. Prüfen von Werkzeugen für Bearbeitungsmaschinen, insbesondere von Werkzeug- oder Schärfmaschinen oder dgl., mit einem Werkzeughalter für das Werkzeug und mit einer Einstell- und Meßeinrichtung, wobei die Einstell- und Meßeinrichtung optische und elektronische Bauteile zur Erfassung des Werkzeuges aufweist, wobei die optischen und elektronischen Bauteile eine Sichtanzeige mit ei­ nem zur Einstellung der Werkzeugschneide dienenden Koordinatenkreuz sowie eine mit der Sichtanzeige zusammenwirkende Auswerteeinheit umfassen und wobei der Werkzeughalter und die Einstell- und Meßeinrichtung zumindest in zwei Koordinate­ nebenen relativ zueinander bewegbar und einstellbar sind. Außerdem betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren, welches unter Verwendung der Vorrichtung durchgeführt wird.

Das Einstellen, Messen und ggf. Prüfen von Werkzeugen dient dazu, Werkzeuge für Bearbeitungsmaschinen wie Werkzeugmaschinen oder Schärfmaschinen, CNC- Maschinen optimal voreinzustellen. Die Werkzeugeinstellung während des Ferti­ gungsablaufes einer CNC-Maschine wird aus Kostengründen vermieden, so daß eine Messung und Einstellung an einer in Rede stehenden Vorrichtung erfolgt. Bspw. muß ein Bohrwerkzeug so vermessen werden, daß beim späteren Bearbeiten die vorgeschriebene Bohrtiefe genau eingehalten wird. Hierzu ist die Position der Werkzeugspitze in Bezug auf den Werkzeughalter zu bestimmen. Die mit der Vor­ richtung und insbesondere mit der Einstell- und Meßeinrichtung ermittelten und op­ timal eingestellten Koordinaten können bei einem späteren Einsatz des Werkzeuges in den Werkzeugspeicher der CNC-Maschine eingelesen werden.

Vorrichtungen zum manuellen Voreinstellen und Messen von Werkzeugen der in Rede stehenden Art sind aus der Praxis bekannt und in verschiedenen Prospekten, bspw. in dem Prospekt "bravo" der Fa. Zoller, dokumentiert. Die aus der Praxis be­ kannten Vorrichtungen umfassen einen Werkzeughalter, in dem das Werkzeug ein­ gespannt ist, sowie eine Einstell- und Meßeinrichtung, welche mit optischen und elektronischen Bauteilen ausgestattet ist. Die Einstell- und Meßeinrichtung und der Werkzeughalter sind in zwei Koordinatenebenen relativ zueinander bewegbar und einstellbar. Die optischen und elektronischen Bauteile der bekannten Vorrichtung umfassen eine Sichtanzeige in Form eines Projektors mit einem Koordinatenkreuz, ein Betrachterobjektiv sowie eine Auswerteeinheit.

In der Handhabung ist die bekannte Vorrichtung im Hinblick auf die zwischen erfor­ derlicher Qualifikation des Bedieners und Zeitaufwand sowie Einstellgenauigkeit bestehende Korrelation nachteilig. Nach dem Festlegen des Werkzeuges im Werk­ zeughalter erfolgt eine Grobeinstellung durch Heranfahren der Einstell- und Meßein­ richtung mit dem Projektor in den Werkzeugbereich, danach wird das Werkzeug in die Koordinatenebene gedreht, um das Bild scharf zu stellen. Schließlich erfolgt die Feineinstellung, wobei solange eingestellt wird, bis die Werkzeugschneide im Koor­ dinatenkreuz des Projektors erscheint. Während dieser drei grundsätzlichen Vor­ gänge kommt es darauf an, jeweils die beste Näherung an das Koordinatensystem bzw. die schärfste Einstellung der Werkzeugschneide zu realisieren. Eine weniger qualifizierte Bedienperson wird eine hohe Anzahl von Einstellvorgängen benötigen, um die Einstell- und Meßeinrichtung und den Werkzeughalter in die richtige Position zueinander zu bewegen und den Abstand zwischen abgebildeter Werkzeugschneide und den Achsen des Koordinatenkreuzes auf Null zu reduzieren. Die Beurteilung, ob eine optimale Einstellung vorliegt, verbleibt im Bereich der subjektiven Einschät­ zung. Die hierbei erreichbare Reproduzierbarkeit liegt zwischen 0,005 und 0,01 mm.

Aus dem Bereich der automatischen Einstellung bzw. Vermessung von Werkzeu­ gen, insbesondere aus der EP 0520 396 A1, ist - für sich gesehen - eine Vorrichtung bekannt, welche auf eine Kamera und einen Monitor sowie einen Bildverarbeitungs­ rechner als optische und elektronische Bauteile der Einstell- und Meßeinrichtung zurückgreift. Die Bewegung der Einstell- und Meßeinrichtung und des Werkzeughal­ ters in die gewünschte Position wird automatisch über Motoren realisiert, deren Tä­ tigkeit durch Impulse des Bildverarbeitungsrechners ausgelöst wird. Angesichts der automatischen, motorischen Einstellung stellt sich das eingangs genannte Problem hinsichtlich des Zeitaufwandes und der Einstellgenauigkeit in Abhängigkeit von der Qualifikation der Bedienperson nicht. Mit der automatisch arbeitenden Vorrichtung kann eine Reproduzierbarkeit +/- 0,001 mm erzielt werden. Die in der zitierten Druckschrift beschriebenen, zusätzlich zu dem Koordinatenkreuz auf dem Monitor aufscheinenden LED-Anzeigen dienen lediglich zur Überwachung und Signalisierung des Zeitpunktes, wann die genauen Meßergebnisse vorliegen. Als konstruktiv be­ sonders aufwendig stellt sich bei der automatischen Werkzeugeinstellung und -vermessung die Ausrüstung der Vorrichtung mit Motoren und die damit verbundene Ansteuerung.

Ausgehend von diesen, unterschiedliche Ziele verfolgenden Vorrichtungen und den mit Hilfe der Vorrichtungen durchgeführten Verfahren - manuelles Einstellen und Messen einerseits, automatisches Einstellen und Messen andererseits - liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der in Rede stehenden Art anzu­ geben, die einen relativ geringen technischen Aufwand erfordert, eine einfache Handhabbarkeit gewährleistet und eine geringe Einstellzeit sowie eine hohe Meßge­ nauigkeit unabhängig von der Qualifikation der Bedienperson erzielt. Außerdem soll ein mittels der Vorrichtung realisierbares Verfahren angegeben werden.

Die voranstehende Aufgabe wird im Hinblick auf die Vorrichtung durch die Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst. Danach ist eine Vorrichtung der in Rede stehenden Art derart ausgestaltet und weitergebildet, daß die optischen und elektronischen Bauteile eine vorzugsweise mit einem Objektiv ausgestattete Kamera umfassen, daß die Auswerteeinheit als Bildverarbeitungsrechner ausgeführt ist, daß der Bild­ verarbeitungsrechner mit der Kamera zusammenwirkt, daß die Sichtanzeige als Monitor ausgeführt ist und daß der Monitor zusätzlich zum Koordinatenkreuz Hilfs­ marken aufweist, die die Abweichungen der Werkzeugschneide zum Koordinaten­ kreuz anzeigen und die Einstellung des Werkzeughalters und/oder der Einstell- und Meßeinrichtung vorgeben.

Erfindungsgemäß ist zunächst erkannt worden, daß die optischen und elektroni­ schen Bauteile der bekannten manuellen Vorrichtung einen geringen technisch­ konstruktiven Aufwand erfordern und daß die optischen und elektronischen Bauteile der bekannten automatischen Vorrichtung einerseits grundsätzlich geeignet sind, für den manuellen Gebrauch angewendet zu werden und andererseits eine Erleichte­ rung der Handhabung und eine Erhöhung der Meßgenauigkeit der Vorrichtung un­ abhängig von der Qualifikation der Bedienperson ermöglichen. Weiter ist erkannt worden, die Vorteile der beiden bekannten - manuellen und automatischen - Vorrich­ tungen zu verknüpfen und als optische und elektronische Bauteile eine Kamera, ei­ nen Monitor und einen Bildverarbeitungsrechner einzusetzen, wobei auf dem Moni­ tor Hilfsmarken aufscheinen, nach denen sich die Bedienperson beim Einstellen des Werkzeuges bzw. der Werkzeugschneide durch Verstellen der Einstell- und Meßeinrichtung und/oder des Werkzeughalters richten kann. Auf diese Weise ist einerseits ein geringer technisch-konstruktiver Aufwand gewährleistet und anderer­ seits ein Hilfsmittel an die Hand gegeben, das es jeder Bedienperson unabhängig von ihrer Qualifikation ermöglicht, das Werkzeug bzw. die Werkzeugschneide unter Orientierung an den Hilfsmarken schnell und mit optimaler Genauigkeit im Koordina­ tenkreuz einzustellen. Durch die Vorgabe der Einstellung mittels der Hilfsmarken wird eine subjektive Beurteilung durch die Bedienperson wirksam ausgeschlossen und eine exaktere Relativbewegung ermöglicht. Eine einfache Handhabbarkeit der erfindungsgemäßen Vorrichtung, insbesondere unter ergonomischem Gesichts­ punkt, ist auch dadurch realisierbar, daß der Monitor nach Bedarf in Sitzhöhe ange­ ordnet werden könnte oder auf die Augenhöhe der Bedienperson eingestellt werden kann. Die Einstellung auf die Augenhöhe der Bedienperson trägt zur Erhöhung der Meßgenauigkeit bei. Der Einsatz eines variabel anorden- und einstellbaren Monitors ist gegenüber einem fix installierten Projektor somit äußerst vorteilhaft.

Weiterführend lassen sich die erfindungsgemäß verwendeten optischen und elek­ tronischen Bauteile auch zu Prüfzwecken verwenden, bspw. dann, wenn bereits be­ nutzte Werkzeuge im Hinblick auf ihre Qualität vermessen werden und die Intensität eines Nachschärfens durch die Vorgabe der Werkzeugposition im Werkzeughalter der Schärfmaschine festgelegt wird. Außer den hier zumeist beschriebenen Werk­ zeugschneiden können auch andersartige Werkzeugwirkbereiche eingestellt, ver­ messen und ggf. geprüft werden, bspw. Prägestrukturen von Prägewerkzeugen oder Werkzeuge, die zum Aufweiten von Werkstücken dienen.

Die Hilfsmarken werden zweckmäßigerweise durch den Bildverarbeitungsrechner erstellt, welcher die von der Kamera kommenden Daten in Echtzeit auswertet, die Abweichungen der Werkzeugschneide vom Koordinatensystem mittels eines Ar­ beitsprogrammes errechnet und Impulse an den Monitor weitergibt. Die an den Monitor weitergeleiteten Impulse dienen zur Erzeugung der auf dem Monitor erkenn­ baren Hilfsmarken, welche der Bedienperson genauestens vorschreiben, auf welche Weise die Einstell- und Meßeinrichtung bewegt werden soll. Durch die sofortige An­ zeige der Hilfsmarken und damit der Abstandsänderung in Echtzeit wird der Verfah­ renshergang des Einstellens und Messens für die Bedienperson enorm vereinfacht. Von besonderem Vorteil ist, daß allein aufgrund der von der Kamera abgehenden Signale die Hilfsmarken auf dem Monitor durch das Arbeitsprogramm des Bildverar­ beitungsrechners erstellt werden. Auf diese Weise entfallen zusätzliche Eingaben und es sind keine Bedienelemente am Bildverarbeitungsrechner notwendig.

Nach einer ganz besonders bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind die Hilfsmarken derart ausgestaltet, daß sie im Sinne einer Lupe wirken und das Einstellraster vergrößern. Die infolge der relativ niedrigen Auflösung der von Koordinatenkreuz definierten Bildfläche des Monitors entstehenden Einstel­ lungenauigkeiten werden beseitigt, indem in vorteilhafter Weise im Bereich der Hilfsmarken durch das Arbeitsprogramm des Bildverarbeitungsrechners eine höhere Auflösung erzeugt wird.

Die Anordnung der Hilfsmarken erfolgt zweckmäßigerweise am Bildrand des Moni­ tors, außerhalb des Koordinatenkreuzes, so daß keine Überschneidung mit der Werkzeugschneidenabbildung erfolgt. In beiden Koordinatenebenen wird genau an­ gezeigt, wie weit eine Einstellung noch erfolgen muß, bis der Einstellvorgang in Be­ zug auf das Koordinatenkreuz abgeschlossen ist. Die Hilfsmarken könnten sich beidseitig von der jeweiligen Koordinatenachse erstrecken oder sind durch den Bild­ verarbeitungsrechner befähigt, nach Bedarf entsprechend zu variieren, so daß jeder Quadrant des Koordinatenkreuzes hilfsmarkenmäßig überblickbar ist.

Die Hilfsmarken könnten in Form von Einstellbalken vorliegen, welche zumindest in zwei Koordinaten-Ebenen die Bedienperson beim Einstellen der Kamera bzw. der Einstell- und Meßeinrichtung und der Werkzeugschneide bzw. des Werkzeughalters relativ zueinander unterstützen. Die Bedienperson betätigt unter Beobachtung der Einstellbalken manuell die Einstell- und Meßeinrichtung translatorisch und/oder den Werkzeughalter bzw. die Werkzeugaufnahme rotatorisch, wobei auch anderweitige Relativbewegungen zwischen der Einstell- und Meßeinrichtung und dem Werkzeug­ halter in Betracht kommen könnten.

Zusätzlich zu den Hilfsmarken könnten geometrischen Hilfslinien vorgesehen sein, welche vor allem bei komplizierten Werkzeugschneiden von Vorteil sind. Die geome­ trischen Hilfslinien ermöglichen alternativ oder zusätzlich zur Punktmessung, wobei die Koordinatenachsen tangential an der äußeren Begrenzung der Werkzeug­ schneidenabbildung anliegen, auch einen Linienmessung, wobei gerade Abschnitte der Werkzeugschneidenabbildung in Deckung mit der geometrischen Hilfslinie ge­ bracht werden.

Damit nun die Bedienperson anhand der Hilfsmarken eine Anleitung zur Betätigung der Einstell- und Meßeinrichtung und des Werkzeughalters erhält, könnte sich bspw. die Abmessung der Hilfsmarken mit fortschreitender Einstellung der Werkzeug­ schneide in Bezug zum Koordinatenkreuz verringern. Des weiteren könnte in einem unveränderlichen Rahmen je einer Hilfsmarke eine gesonderte pfeil- oder punktför­ miger oder dgl. Markierung vorgesehen sein, die ihre Position während der Einstel­ lung innerhalb des Rahmens verändert und eine optimale Einstellung anzeigt, indem sie mit der jeweiligen Achse des Koordinatenkreuzes fluchtet.

Im Hinblick auf die grundsätzlich vor der Feineinstellung erfolgende Scharfstellung der Werkzeugschneide in der Bildschärfeebene und der entsprechenden Visualisie­ rung auf dem Monitor könnte mindestens einer Hilfsmarke eine Doppelfunktion zu­ gewiesen werden. Solange die Scharfstellung nicht abgeschlossen ist₁ bleibt die Werkzeugschneide von einem farbigen "Unschärferand" umgeben. Die ausgewählte Hilfsmarke veranschaulicht zunächst die Einstellung der Werkzeugschneide in der Bildschärfeebene und zeigt den Verlauf des Erreichens der optimalen Schärfe, wel­ che allein durch Beobachtung des "Unschärferandes" nur ungenau erfolgen würde. Die Bedienperson dreht das Handrad des Werkzeughalters unter Beobachtung der sich ändernden Hilfsmarke oder der dortigen ihre Position ändernden Markierung so lange, bis das Ende des Einstellvorgangs angezeigt wird. Während der nachfolgen­ den Feineinstellung gibt dieselbe Hilfsmarke die Einstellung der Werkzeugschneide bezüglich des x- oder z-Wertes der anderen Koordinatenebene vor. Zusätzlich oder alternativ zur Hilfsmarke könnte auch eine Texteinblendung zur Anzeige des Verlau­ fes der Scharfstellung, bspw. Befehle wie "Vor", "Weiter", "Stop", "Zurück", erfolgen.

Eine weitere Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung könnte dahinge­ hend erfolgen, daß die Hilfsmarken farbig dargestellt werden. Das Ende des Ein­ stellvorgangs könnte bspw. auch dadurch angezeigt werden, daß ein Farbwechsel der Hilfsmarke erfolgt. Mit der Farbgebung der Einstellbalken ist für die Bedienper­ son neben der mit fortschreitender Einstellung veränderlichen Abmessung der Hilfsmarken oder Positionsverschiebung der gesonderten Markierungen der Hilfs­ marken ein optischer Reiz gegeben, der einer Ermüdung des Auges entgegenwirkt.

Als erfindungswesentlich wird des weiteren hervorgehoben, daß das Arbeitspro­ gramm des Bildverarbeitungsrechners gemäß einer besonders bevorzugten Ausge­ staltung der Erfindung Auswahl- und/oder Kombinationsmöglichkeiten im Hinblick auf Mittel zur Einstellung und Messung der Werkzeugschneide bereitstellt. Der Bild­ verarbeitungsrechner stellt der Bedienperson Punkt- und/oder Linienmeßmöglichkei­ ten zur Verfügung, mit denen jede beliebige Werkzeugschneide vermessen werden kann. Trotzdem die eingangs erwähnte automatische Vorrichtung bereits auf die Bildverarbeitungstechnik zurückgreift, werden dort Werkzeugkennungen vorpro­ grammiert, so daß nur im Rahmen des vorprogrammierten Fundus eingestellt und vermessen werden kann. Dagegen kann mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung durch die Anwendung der Hilfsmarken in Kombination mit den zur Verfügung gestell­ ten auswählbaren Punkt- und/oder Linienmeßmöglichkeiten eine exakte Einstellung und Vermessung unbekannter, komplizierter Werkzeugschneiden erfolgen, welche sich bspw. auch in mehr als einem Quadranten des Koordinatenkreuzes erstrecken können. Gewissermaßen macht der Bildverarbeitungsrechner mit der Vorgabe der geometrischen Hilfsmeßlinien der Bedienperson die Einstellung der Werkzeug­ schneide plausibel und führt diese zwingend zu einer geeigneten Auswahl der Meß­ möglichkeiten. Wird die Annäherung an das Koordinatensystem und an die Hilfslini­ en bei einer sich in zwei Quadranten erstreckenden Werkzeugschneidenabbildung fortgesetzt, wird zumeist eine der Hilfslinien geschnitten, welche dann zur Linien­ messung nicht mehr benutzbar ist und vom Bildverarbeitungsrechner als irrelevant erkannt wird.

Wird bspw. aus einem Angebot von zwei Linienmeßmöglichkeiten und einer Punkt­ meßmöglichkeit eine Linien- und eine Punktmeßmöglichkeit ausgewählt, deaktiviert oder eliminiert der Bildverarbeitungsrechner die nicht gewählte geometrische Hilfsli­ nie. Die Erkennung, welche Meßmöglichkeit aussortiert wird, könnte einerseits durch den Bildverarbeitungsrechner selbst erfolgen oder durch die Bedienperson per Zei­ gerinstrument und Datenübertragung zum Bildverarbeitungsrechner realisiert wer­ den. Das Zeigerinstrument wirkt insbesondere über den Monitor mit dem Bildverar­ beitungsrechner zusammen, grenzt Meßbereiche ein, gibt Meßfenster vor und könnte als Lightpen, als Taste, als Maus oder als Touchscreen ausgeführt sein.

Im Hinblick auf eine kompakte Bauausführung der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird gemäß einer Ausführungsform vorgeschlagen, die Kamera, den Monitor und den Bildverarbeitungsrechner als eine bauliche Einheit auszuführen. Hierdurch wird eine platz - und zeitsparende Installation der optischen und elektronischen Bauteile in oder an der Einstell- und Meßeinrichtung ermöglicht. Unter dem Aspekt der Zei­ tersparnis während der Installation ist weiter wesentlich, daß die Verbindungen vom Bildverarbeitungsrechner zum Monitor einerseits und zur Kamera andererseits be­ reits in der Einheit vorkonfektioniert sind.

Eine konkrete Bauausführung der erfindungsgemäßen Vorrichtung sieht nun vor, die Einstell- und Meßeinrichtung mit einem Koordinatenschlitten auszustatten, der deren Bewegung bzw. Positionierung in zwei Richtungen einer Ebene (x- und z-Werte) ermöglicht. Des weiteren weist der Werkzeughalter zur Lagerung der Werkzeug­ schneide zweckmäßigerweise eine Werkzeugaufnahme auf und ist in die Bildschär­ feebene bewegbar. Hierzu kann ein Handrad verwendet werden, das koaxial zur Werkzeugachse angeordnet ist.

Wie bereits erwähnt, soll das Werkzeug bzw. die Werkzugschneide in mindestens zwei Koordinatenebenen erfaßt werden. Hierzu könnte eine Koordinatenebene ei­ nerseits durch den radialen Abstand der Werkzeugschneide von der Werkzeugach­ se vorgegeben sein (x-Werte) und andererseits durch den Längsabstand zwischen Werkzeugschneide und Werkzeugaufnahme vorgegeben sein (z-Werte). Die andere Koordinatenebene könnte die Bildschärfeebene definieren.

Von besonderem Vorteil ist es im Hinblick auf den späteren Einsatz des Werkzeu­ ges in einer Bearbeitungsmaschine, wenn der Werkzeughalter in seiner Ausbildung dem Werkzeughalter einer Bearbeitungsmaschine entspricht, an der das Werkzeug zum Einsatz kommt. Der Werkzeughalter könnte ein identisches Spannfutter auf­ weisen oder aber als adaptermäßige Einspannvorrichtung ausgeführt sein, welche mit dem Spannfutter der Bearbeitungsmaschine kompatibel ist.

Zur Registrierung der eingestellten Position der Einstell- und Meßeinrichtung und des Werkzeughalters relativ zueinander könnte der erfindungsgemäßen Vorrichtung ein Digitalzähler zugeordnet sein, der die eingestellten Meßwerte anzeigt. Die Übermittlung der eingestellten Meßwerte könnte über ein bekanntes, der Vorrichtung zugeordnetes Wegmeßsystem erfolgen.

Damit eine exakte optische Erfassung des Werkzeuges und eine möglichst genaue Abbildung erzielt werden kann, ist es von Vorteil, beabstandet zur Kamera eine Lichtquelle zur Beleuchtung der zwischen Kamera und Lichtquelle angeordneten Werkzeugschneide vorzusehen. Die Lichtquelle könnte zweckmäßigerweise der Einstell- und Meßeinrichtung zugeordnet sein und ist gegenüber der Kamera lagefi­ xiert. Zudem könnte die Kamera ein Objektiv zur qualitativen Verbesserung und/oder Vergrößerung der Werkzeugschneidenaufnahme aufweisen.

Als besonders vorteilhaft wurde die Verwendung einer Leuchtdiode als Lichtquelle erkannt. Die geringe Leistung der LED reicht zur Erzeugung des benötigten Durch­ lichts aus und bringt den Vorteil mit sich, die erfindungsgemäße Vorrichtung weniger aufzuheizen, was sich wiederum positiv auf die Meßergebnisse auswirkt.

Des weiteren wird die voranstehende Aufgabe im Hinblick auf das Verfahren durch die Merkmale des Patentanspruches 22 gelöst. Danach wird ein Verfahren der in Rede stehenden Art unter Verwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung durch­ geführt, indem das Werkzeug in dem Werkzeughalter festgelegt wird, indem die Einstell- und Meßeinrichtung und der Werkzeughalter derart relativ zueinander posi­ tioniert werden bis die Abbildung der Werkzeugschneide in der Bildschärfeebene und in der durch die x- und z- Werte definierten Koordinatenebene eingestellt ist und indem der Vorgang des Einstellens der Werkzeugschneide unter Zuhilfenahme von auf dem Monitor angezeigten Hilfsmarken erfolgt.

Im einzelnen wird das Verfahren in drei grundsätzlichen, aus dem Stand der Technik bekannten Stufen - nämlich Grobeinstellung, Scharfstellung, Feineinstellung - durchgeführt. Während der Grobeinstellung wird die Kamera in den Bereich der Werkzeugschneide verbracht. Hilfsmarken spielen zu diesem Zeitpunkt noch keine Rolle. Es erscheint lediglich eine unscharfe Abbildung auf dem Monitor. Die Un­ schärfe wird in vorteilhafter Weise durch einen farbigen Rand um die Abbildung der Werkzeugschneide veranschaulicht.

Nach der Grobeinstellung wird die Abbildung durch Drehung des Werkzeughalters scharfgestellt, wobei mit zunehmender Annäherung der Abbildung an das Koordina­ tenkreuz zunächst geometrische Hilfslinien parallel zu geraden Abschnitten der Werkzeugschneide auf dem Monitor aufscheinen. Nach Eintreten der Abbildung in einen definierten, näheren Bereich zum Koordinatenkreuz erfolgt die Erstellung der Hilfsmarken am Rand des Monitors, welche die Lageveränderung der Werkzeug­ schneide vergrößernd erfassen und in Lage oder Abmessung veränderlich sind. In Abhängigkeit von der Formgebung der Werkzeugschneide kann sich diese nicht nur in einem sondern auch in mehreren, bspw. zwei, Quadranten des Koordinatenkreu­ zes erstrecken. Im letzteren Beispielfall würde eine Annäherung nur an eine Koordi­ natenachse in Betracht kommen, was eine genaue Einstellung jedoch unmöglich macht. Hier kommen die durch das Arbeitsprogramm des Bildverarbeitungsrechners in vorteilhafter Weise erstellten geometrische Hilfslinien zur Anwendung. Je nach Bedarf kann die Bedienperson eine Auswahl und/oder Kombination der Meßmög­ lichkeiten treffen und von Punktmeßmöglichkeiten durch Tangieren der Koordina­ tenachsen - bei Abschluß der Feineinstellung - und/oder Linienmeßmöglichkeiten durch Liniendeckung mit den geometrischen Hilfslinien - ebenfalls bei Abschluß der Feineinstellung - Gebrauch machen. Zum Abschluß der Scharfstellung könnte eine Hilfsmarke zu einer Achse des Koordinatenkreuzes fluchten und ggf. einem Farb­ wechsel unterliegen und/oder es könnte ein akustischer und/oder ein per Sichtblen­ de auf dem Monitor lesbarer Befehl erfolgen. Der die Unschärfe signalisierende far­ bige Rand um die Abbildung der Werkzeugschneide gerät nach erfolgter Scharfstel­ lung in Wegfall.

Nach der Scharfstellung erfolgt nun eine Feineinstellung in zwei Richtungen der an­ deren Koordinatenebene, wobei die Abbildung der Werkzeugschneide punktuell mit den Koordinatenachsen oder linear mit den geometrischen Hilfslinien oder punktuell mit einer Koordinatenachse und linear mit einer geometrischen Hilfslinie zur Dec­ kungsgleichheit gebracht wird. Eine Hilfsmarke veranschaulicht dabei den Abstand der Werkzeugschneide von einem Bezugspunkt des Werkzeughalters (z-Werte) und eine andere Hilfsmarke veranschaulicht dabei den Abstand der Werkzeugschneide von der Werkzeugachse, wobei eine der Hilfsmarken eine Doppelfunktion im Hin­ blick auf die Vorgabe der Scharfstellung aufweist.

Zum Abschluß der Feineinstellung fluchten die Hilfsmarken zu je einer Achse des Koordinatenkreuzes und unterliegen ggf. einem Farbwechsel.

Als erfindungswesentlich ist hervorzuheben, daß während der gesamten Einstellung anhand der Hilfsmarken ständig der Verlauf der errechneten Abstandsreduktion zwi­ schen der Werkzeugschneide und der jeweiligen Achse des Koordinatenkreuzes und/oder den geometrischen Hilfslinien angezeigt wird und daß die Bedienperson - nachdem sie sich dem Koordinatenkreuz und/oder der geometrischen Hilfslinie wei­ ter annähert und quasi automatisch eine Einstell- und Meßstrategie entwickelt - sich lediglich nach den Hilfsmarken richten muß, ohne selbst Erfahrungswerte beim An­ nähern an das Koordinatenkreuz vorweisen zu müssen.

Die Erkennung des Abschlusses der Scharfstellung und der Feineinstellung erfolgt vorzugsweise über die Hilfsmarken. Zusätzlich könnten auch LED-Anzeigen vorge­ sehen sein. Der Vielfalt der Anzeigemöglichkeiten sind hier keine Grenzen gesetzt, so kämen bspw. auch akustische Indikatoren in Betracht.

Im Hinblick auf weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Ver­ fahrens wird auf die allgemeine Beschreibung der erfindungsgemäßen Vorrichtung verwiesen, zumal dort Merkmale erläutert sind, die für das Verfahren auch relevant sind.

Es gibt nun verschiedene Möglichkeiten, die Lehre der vorliegenden Erfindung in vorteilhafter Weise auszugestalten und weiterzubilden. Dazu ist einerseits auf die den Patentansprüchen 1 und 22 nachgeordneten Ansprüche, andererseits auf die nachfolgende Erläuterung eines Ausführungsbeispiels der Erfindung anhand der Zeichnung zu verweisen. In Verbindung mit der Erläuterung des angeführten Aus­ führungsbeispiels der Erfindung anhand der Zeichnung werden im allgemeinen be­ vorzugte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Lehre erläutert. In der Zeich­ nung zeigen

Fig. 1 in schematischer Darstellung eine Vorderansicht eines Ausführungs­ beispiels der erfindungsgemäßen Vorrichtung im Ruhezustand,

Fig. 2 in schematischer Darstellung, vergrößert, der Monitor aus Fig. 1 zu Beginn der Scharfstellung einer sich in einem einzigen Quadranten erstreckenden ersten Werkzeugschneide,

Fig. 3 in schematischer Darstellung, der Monitor aus Fig. 2 während des Ab­ schlusses der Feineinstellung,

Fig. 4 in schematischer Darstellung, vergrößert, der Monitor aus Fig. 1 zu Beginn der Scharfstellung einer sich in zwei Quadranten erstreckenden zweiten Werkzeugschneide, jedoch geringfügig fortgeschrittener als in Fig. 2 und

Fig. 5 in schematischer Darstellung, vergrößert, der Monitor aus Fig. 4 wäh­ rend der des Abschlusses der Feineinstellung.

Die Fig. 1 zeigt eine Vorrichtung zum manuellen Einstellen, Messen, ggf. Prüfen von Werkzeugen für Bearbeitungsmaschinen, insbesondere von Werkzeug- oder Schärfmaschinen oder dgl., mit einem Werkzeughalter 1 für das Werkzeug und mit einer Einstell- und Meßeinrichtung 2. Die Einstell- und Meßeinrichtung 2 weist opti­ sche und elektronische Bauteile zur Erfassung des Werkzeuges auf, welche eine Sichtanzeige mit einem zur Einstellung der Werkzeugschneide 3 dienenden Koordi­ natenkreuz 4 sowie eine mit der Sichtanzeige über eine Schnittstelle 5 zusammen­ wirkende Auswerteeinheit umfassen. Der Werkzeughalter 1 und die Einstell- und Meßeinrichtung 2 sind in zwei Koordinatenebenen relativ zueinander bewegbar und einstellbar.

Erfindungsgemäß umfassen die optischen und elektronischen Bauteile eine Kamera 6 und als Auswerteeinheit einen Bildverarbeitungsrechner 7. Der Bildverarbeitungs­ rechner 7 wirkt mit der Kamera 6 über eine Schnittstelle 8 zusammen. Die Sichtan­ zeige ist als Monitor 9 ausgeführt, welcher zusätzlich zum Koordinatenkreuz 4 Hilfs­ marken 10, 11 aufweist. Die Hilfsmarken sind hier im Ruhezustand gezeigt, zeigen im Betriebszustand die Abweichungen der Werkzeugschneide 3 zum Koordinaten­ kreuz 4 an und geben die Einstellung des Werkzeughalters 1 und/oder der Einstell- und Meßeinrichtung 2 vor.

Zur Erstellung der Hilfsmarken 10, 11 auf dem Monitor 9 weist der Bildverarbei­ tungsrechner 7 ein Arbeitsprogramm auf, mit dem die Abstandswerte der Werk­ zeugschneide 3 zum Koordinatenkreuz 4 ermittelt werden. Die von der Kamera 6 erfaßten Werte werden zum Bildverarbeitungsrechner 7 weitergeleitet, so daß die Abstandswertermittlung und die Erstellung der Hilfsmarken 10, 11 in Echtzeit erfol­ gen kann.

Zur Erhöhung der Meßgenauigkeit weisen die Hilfsmarken 10, 11 eine höhere Auflö­ sung auf als die vom Koordinatenkreuz 4 definierte Bildfläche und bewirken im Sin­ ne einer Lupe eine Einstellrastervergrößerung. Aus den Fig. 1, 3 und 5 ist ersicht­ lich, daß die Hilfsmarken 10, 11 am Bildrand des Monitors 9 aufscheinen. In Fig. 1 wurde lediglich eine symbolische Darstellung der Hilfsmarken 10, 11 gewählt. Die Hilfsmarken 10, 11 veranschaulichen in den Fig. 3 und 5 zwei Richtungen einer Ko­ ordinatenebene (x,- und z-Werte). Während des Scharfstellens veranschaulicht hier eine Hilfsmarke eine zweite Koordinatenebene, nämlich die Bildschärfeebene, wobei das Aufscheinen dieser Hilfsmarke während der Scharfstellung in den Fig. 2 und 4 noch nicht erfolgt und daher auch nicht dargestellt ist.

Aus den Fig. 1, 3 und 5 geht weiter hervor, daß die Hilfsmarken 10, 11 in Form von Einstellbalken vorliegen. Die Fig. 2, 4 und 5 zeigen, daß zusätzlich zu den Hilfsmar­ ken 10, 11 geometrische Hilfslinien 22, 23, 24 vorgesehen sind, wobei lediglich die geometrische Hilfslinie 24 zur Realisierung einer Linienmessung beiträgt.

Im hier vorgestellten Ausführungsbeispiel weist jede Hilfsmarke 10, 11 eine lagever­ änderliche dreieck- bzw. pfeilförmige Markierung 25 innerhalb ihres unveränderli­ chen Rahmens auf. Ist die Abbildung der Werkzeugschneide 3 nicht in Deckung mit dem Koordinatenkreuz 4 (Fig. 3) oder - wie in Fig. 5 gezeigt - mit einer Achse des Koordinatenkreuzes 4 und einer geometrischen Hilfslinie 24, so befindet sich die Markierung 25 nicht fluchtend zur jeweiligen Koordinatenachse, sondern im be­ nachbarten Bereich der Hilfsmarke 10, 11. Die Fig. 3 und 5 zeigen eine optimale Einstellung, wobei je eine Markierung 25 der Hilfsmarken 10, 11 mit der jeweiligen Achse des Koordinatenkreuzes 4 fluchtet.

Eine der beiden Hilfsmarken 10,11 weist eine Doppelfunktion auf und gibt zeitlich aufeinanderfolgend einerseits die Einstellung der Werkzeugschneide in der Bild­ schärfeebene (hier nicht dargestellt) und andererseits die Einstellung der Werk­ zeugschneide bezüglich des x- oder z-Wertes der anderen Koordinatenebene vor, wie in den Fig. 3 und 5 dargestellt.

Das Arbeitsprogramm des Bildverarbeitungsrechners 7 stellt Auswahl- und/oder Kombinationsmöglichkeiten zur Einstellung und Messung der Werkzeugschneide 3, in Form von Punkt- und/oder Linienmeßmöglichkeiten, bereit.

In den Fig. 2 und 3 erstreckt sich eine erste Werkzeugschneide 3 in einem einzigen Quadranten des Koordinatenkreuzes 4. Es werden geometrische Hilfslinien 22 er­ stellt, welche durch den Koordinatenursprung und weitgehend parallel zu geradlini­ gen Abschnitten der Abbildung der Werkzeugschneide 3 verlaufen. Die Annäherung der ersten Werkzeugschneide 3 an das Koordinatenkreuz führt zur Überschneidung der geometrischen Hilfslinien 22 und deren in Fig. 3 verdeutlichten Deaktivierung. Es kommt zu einer Zweipunktmessung, wobei eine punktuelle Deckungsgleichheit der Abbildung zu den Koordinatenachsen hergestellt wird und die beiden Punkte in Fig. 3 nicht näher bezeichnet sind.

Die Fig. 4 und 5 beziehen sich auf eine zweite Werkzeugschneide 3, welche sich in zwei Quadranten des Koordinatenkreuzes 4 erstreckt. Es werden geometrische Hilfslinien 23, 24 erstellt, welche durch den Koordinatenursprung und weitgehend parallel zu geradlinigen Abschnitten der Abbildung der Werkzeugschneide 3 verlau­ fen. Ohne daß eine weitere Annäherung der zweiten Werkzeugschneide 3 an das Koordinatenkreuz 4 erfolgen muß, ist ersichtlich, daß nur eine Punktmessung an einer Koordinatenachse möglich ist und daß die geometrische Hilfslinie 23 im gestri­ chelt dargestellten Abschnitt bereits überschnitten ist und für eine Linienmessung ausscheidet und somit eliminiert werden kann, wie in Fig. 5 veranschaulicht. Es wird bei dieser zweiten Werkzeugschneide aus dem Angebot von zwei Linienmeßmög­ lichkeiten und einer Punktmeßmöglichkeit eine Linien- und eine Punktmeßmöglich­ keit ausgewählt, wobei der mit der Koordinatenachse z kontaktierende Punkt und die mit der geometrischen Hilfslinie 24 kontaktierende Linie nicht näher bezeichnet sind.

Die in Fig. 1 dargestellte spezifische Bauausführung der erfindungsgemäßen Vor­ richtung zeigt einen Koordinatenschlitten 12 mit einem oberen und einem unteren Schlitten 13, 14. Der Koordinatenschlitten 12 ist ein Bestandteil der Einstell- und Meßeinrichtung 2 und ist über den unteren Schlitten 14 und den oberen Schlitten 13 in zwei Richtungen einer Ebene verstellbar. Am oberen Schlitten 13 des Koordina­ tenschlittens 12 kragt ein Arm 15 aus, an dem die Kamera 6 befestigt ist.

Der Koordinatenschlitten 12 ist auf einem Gerätebett 16 angeordnet, das hier nicht gezeigte Führungen für den unteren Schlitten 14 aufweist und durch einen sich beidseitig vom unteren Schlitten 14 erstreckenden und in Anlage zu angrenzenden Bauteilen kommenden Balg 17 abgedeckt ist.

Der Werkzeughalter 1 ist in einem Aufnahmegehäuse 18 beweglich gelagert, wel­ ches seinerseits auf einem nicht näher bezeichneten Basisteil lagert. Das Basisteil könnte als Schlitten ausgeführt sein, ist jedoch in diesem Ausführungsbeispiel als fast auf dem Gerätebett 16 angeordnetes Trägerbauteil für das Aufnahmegehäuse 18 ausgebildet. Über ein Handrad 19 ist der Werkzeughalter 1 mitsamt der Werk­ zeugschneide 3 in die Bildschärfeebene um die Werkzeugachse A rotierbar.

Des weiteren ist ein Digitalzähler 20 vorgesehen, der die eingestellten Meßwerte in der jeweiligen Koordinatenebene anzeigt. Dabei werden insbesondere die beiden Richtungen einer Koordinatenebene des Koordinatenkreuzes 4 berücksichtigt, wo­ bei eine Richtung durch den radialen Abstand der Werkzeugschneide 3 von der Werkzeugachse A (x-Werte) definiert ist und die andere Richtung durch den Längs­ abstand zwischen Werkzeugschneide 3 und Werkzeughalter 1 (z-Werte) definiert ist.

Schließlich ist am unteren Ende des oberen Schlittens 13 des Koordinatenschlittens 12, genau gegenüber der Kamera 6, deren Objektiv senkrecht nach unten orientiert ist, eine Lichtquelle 21 angeordnet. Die Lichtquelle 21 dient zur Ausleuchtung der sich zwischen Kamera 6 und Lichtquelle 21 erstreckenden Werkzeugschneide 3 und ist hier als Leuchtdiode ausgeführt.

Der Verfahrensablauf unter Einsatz der erfindungsgemäßen Vorrichtung umfaßt bei diesem Ausführungsbeispiel folgende Schritte:

• - Festlegen des Werkzeuges im Werkzeughalter 1
• - Verfahren des Koordinatenschlittens 12 in den Bereich der Werkzeugschneide 3 (Grobeinstellung)
• - Abbildung der Werkzeugschneide auf dem Monitor 9
• - Erzeugung der Hilfslinien 22, 23, 24 durch das Arbeitsprogramm des Bildverarbei­ tungsrechners 7
• - Scharfstellen der Werkzeugschneide in der Bildschärfeebene durch Drehen des Handrades 19 und bei ausreichender Annäherung an das Koordinatenkreuz 4 - Anzeige der Hilfsmarken 10, 11, wobei der nicht näher bezeichnete, punktiert dargestellte "Unschärferand" allmählich durch Abstandsreduktion zur Abbildung der Werkzeugschneide 3, konkret bis zur Deckungsgleichheit mit der Abbildung des Werkzeugschneidenrandes und damit zum Abschluß der Scharfstellung, in Wegfall gerät (Scharfstellung)
• - Verfahren des Koordinatenschlittens 12 (Längenabstandseinstellung der Werk­ zeugschneide 3 zu einem Bezugspunkt des Werkzeughalters 1 - z-Werte) und (Abstandseinstellung der Werkzeugschneide 3 zur Werkzeugachse A - x-Werte) unter Beobachtung der Hilfsmarken 10,11 bis die Abbildung der Werkzeug­ schneide 3 einen auf Null reduzierten Abstand zu den beiden Achsen des Koordi­ natenkreuzes 4 auf dem Monitor 9 aufweist (Fig. 3) oder bis die Abbildung der Werkzeugschneide 3 einen auf Null reduzierten Abstand zu einer Achse des Ko­ ordinatenkreuzes 4 auf dem Monitor 9 und zur Hilfslinie 24 aufweist (Fig. 5) (Feineinstellung)

Während des Einstellens zeigen die Hilfsmarken 10,11 genau den noch verbleiben­ den Abstand zwischen Werkzeugschneide 3 und der jeweiligen Achse des Koordina­ tenkreuzes 4 bzw. und der Hilfslinie 24 an. Die Einstell- und Meßeinrichtung 2 und/oder der Werkzeughalter 1 werden solange bewegt, bis erkennbar ist, daß der Abstand zwischen Werkzeugschneide 3 und der jeweiligen Achse des Koordinaten­ kreuzes 4 bzw. und der Hilfslinie 24 auf Null reduziert ist. Eine Bedienperson braucht sich also lediglich an den Hilfsmarken 10,12 zu orientieren, während sie den Koor­ dinatenschlitten 12 in x- und z-Richtung verschiebt und/oder den Werkzeughalter 1 über das Handrad 19 verdreht. Eine subjektive Einschätzung entfällt und die Repro­ duzierbarkeit läßt sich dank der Hilfsmeßmarken 10,11 mit der Markierung 25 auch bei einem manuellen Verfahren unter Anwendung der erfindungsgemäßen Vorrich­ tung auf Werte von +/-0,001 mm steigern.

Im Hinblick auf die erste und zweite Werkzeugschneide 3 in den Fig. 2 und 3 einer­ seits und in den Fig, 4 und 5 andererseits wird die unterschiedliche Strategieverfol­ gung durch Auswahl der vom Bildverarbeitungsrechner bereitgestellten Einstell- und Meßmöglichkeiten veranschaulicht. In Fig. 2 liegen die Hilfslinien 22 an den geraden Abschnitten der Abbildung der Werkzeugschneide 3 an und werden mit zunehmender Annäherung an das Koordinatekreuz 4 überschnitten. Es wird eine reine Punktmes­ sung realisiert, wobei die beiden Koordinatenachsen die Abbildung der Werkzeug­ schneide in zwei Punkten tangieren (Fig. 3). In Fig. 4 ist die Hilfslinie 23 bereits überfahren und es erfolgt eine Kombination aus Punkt- und Linienmessung an der Koordinatenachse z und an der Hilfslinie 24 (Fig. 5). Die nicht relevanten Hilfslinien 22, 23 werden im hier beschriebenen Ausführungsbeispiel nach der Erkennung de­ ren Irrelevanz durch den Bildverarbeitungsrechner 7 ausgeblendet.

Hinsichtlich weiterer, in den Figuren nicht gezeigter Merkmale wird auf den allge­ meinen Teil der Beschreibung verwiesen.

Abschließend sei darauf hingewiesen, daß die erfindungsgemäße Lehre nicht auf das voranstehend erörterte Ausführungsbeispiel eingeschränkt ist. Vielmehr sind die unterschiedlichsten Ausführungsformen der Hilfsmarken, verschiedene Bauformen der Vorrichtung, Verfahrensabwandlungen, insbesondere bei festgelegten Sollposi­ tionen, und Anwendungsbereiche möglich. Bspw. kann die erfindungsgemäße Vor­ richtung an bereits vorhandene Voreinstellgeräte angebaut werden.

Bezugszeichenliste

1 Werkzeughalter
2 Einstell- und Meßeinrichtung
3 Werkzeugschneide
4 Koordinatenkreuz
5 Schnittstelle
6 Kamera
7 Bildverarbeitungsrechner
8 Schnittstelle
9 Monitor
10 Hilfsmarke
11 Hilfsmarke
12 Koordinatenschlitten
13 oberer Schlitten von 12
14 unterer Schlitten von 12
15 auskragender Arm von 13
16 Gerätebett
17 Balg
18 Aufnahmegehäuse für 1
19 Handrad
20 Digitalzähler
21 Lichtquelle an 13
22 geometrische Hilfslinien (Fig. 2)
23 geometrische Hilfslinie (Fig. 4)
24 geometrische Hilfslinie (Fig. 4 und 5)
25 lageveränderliche Markierung von 10 und 11
A Werkzeugachse

Claims (29)

1. Vorrichtung zum manuellen Einstellen, Messen, ggf. Prüfen von Werkzeugen für Bearbeitungsmaschinen, insbesondere von Werkzeug- oder Schärfmaschinen oder dgl., mit einem Werkzeughalter (1) für das Werkzeug und mit einer Einstell- und Meßeinrichtung (2), wobei die Einstell- und Meßeinrichtung (2) optische und elektronische Bauteile zur Erfassung des Werkzeuges aufweist, wobei die optischen und elektronischen Bauteile eine Sichtanzeige mit einem zur Einstellung der Werk­ zeugschneide (3) dienenden Koordinatenkreuz (4) sowie eine mit der Sichtanzeige zusammenwirkende Auswerteeinheit umfassen und wobei der Werkzeughalter (1) und die Einstell- und Meßeinrichtung (2) zumindest in zwei Koordinatenebenen rela­ tiv zueinander bewegbar und einstellbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß die optischen und elektronischen Bauteile eine vorzugsweise mit einem Objektiv ausgestattete Kamera (6) umfassen, daß die Auswerteeinheit als Bildverarbeitungs­ rechner (7) vorliegt, daß der Bildverarbeitungsrechner (7) mit der Kamera (6) zu­ sammenwirkt, daß die Sichtanzeige als Monitor (9) ausgeführt ist und daß der Moni­ tor (9) zusätzlich zum Koordinatenkreuz (4) Hilfsmarken (10, 11) aufweist, die die Abweichungen der Werkzeugschneide (3) zum Koordinatenkreuz (4) anzeigen und die Einstellung des Werkzeughalters (1) und/oder der Einstell- und Meßeinrichtung (2) vorgeben.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Bildverarbei­ tungsrechner (7) ein Arbeitsprogramm zur Ermittlung der Abstandswerte der Werk­ zeugschneide (1) zum Koordinatenkreuz (4) und zur Erstellung Hilfsmarken (10, 11) auf dem Monitor (9) aufweist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Bildverarbei­ tungsrechner (7) aufgrund der von der Kamera (6) abgehenden Signale mittels Ar­ beitsprogramm die Hilfsmarken (10, 11) erstellt.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Hilfsmarken (10, 11) eine höhere Auflösung aufweisen als die vom Koordinaten­ kreuz (4) definierte Biidfläche und im Sinne einer Lupe eine Einstellrastervergröße­ rung bewirken.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Hilfsmarken (10, 11) am Bildrand des Monitors (9), in zwei Koordinatenebenen aufscheinen.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 51 dadurch gekennzeichnet, daß als Hilfsmarken (10, 11) Einstellbalken vorgesehen sind.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich zu den Hilfsmarken (10, 11) geometrische Hilfslinien (22, 23, 24) zur Rea­ lisierung einer Linienmessung vorgesehen sind, welche sich vorzugsweise parallel zu geraden Abschnitten der Abbildung der Werkzeugschneide (3) erstrecken.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Abmessung der Hilfsmarken mit fortschreitender Einstellung der Werkzeug­ schneide in Bezug zum Koordinatenkreuz verringert.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß je eine lageveränderliche Markierung (25) der Hilfsmarken (10, 11) dann mit der je­ weiligen Achse des Koordinatenkreuzes (4) fluchtet, wenn die optimale Einstellung erreicht ist.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine Hilfsmarke eine Doppelfunktion aufweist und zeitlich aufeinander­ folgend einerseits die Einstellung der Werkzeugschneide in der Bildschärfeebene und andererseits die Einstellung der Werkzeugschneide bezüglich des x- oder z- Wertes der anderen Koordinatenebene vorgibt.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Hilfsmarken auf dem Monitor farbig dargestellt sind und bei Erreichens der optimalen Einstellung vorzugsweise einem Farbwechsel unterliegen.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Arbeitsprogramm des Bildverarbeitungsrechners (7) Auswahl- und/oder Kombinationsmöglichkeiten zur Einstellung und Messung der Werkzeugschneide (3), insbesondere in Form von Punkt- und!oder Linienmeßmöglichkeiten, bereitstellt.

13. Vorrichtung nach Anspruch 12 in Verbindung mit Anspruch 7, wobei aus ei­ nem Angebot von zwei Linienmeßmöglichkeiten und einer Punktmeßmöglichkeit eine Linien- und eine Punktmeßmöglichkeit ausgewählt wird, dadurch gekennzeich­ net, daß der Bildverarbeitungsrechner (7) die Auswahl erkennt und die nicht gewähl­ te geometrische Hilfslinie (23) deaktiviert oder gänzlich eliminiert.

14. Vorrichtung nach Anspruch 12 in Verbindung mit Anspruch 7, wobei aus ei­ nem Angebot von zwei Linienmeßmöglichkeiten und einer Punktmeßmöglichkeit eine Linien- und eine Punktmeßmöglichkeit ausgewählt wird, dadurch gekennzeich­ net, daß ein Zeigerinstrument vorgesehen ist, welches dem Bildverarbeitungsrech­ ner Daten über die Auswahl und die nichtgewählte geometrische Hilfslinie übermittelt und daß der Bildverarbeitungsrechner daraufhin die nicht gewählte geometrische Hilfslinie deaktiviert oder gänzlich eliminiert.

15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Bildverarbeitungsrechner, der Monitor und die Kamera zu einer baulichen Einheit zusammengefaßt sind.

16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Einstell- und Meßeinrichtung (2) einen in zwei Richtungen (x- und z-Werte) einer Koordinatenebene verstellbaren Koordinatenschlitten (12) aufweist, auf dem die Kamera (6) befestigt ist.

17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Werkzeughalter (1) in einem Aufnahmegehäuse (18) beweglich gelagert ist und mitsamt der Werkzeugschneide (3) in die Bildschärfeebene bewegbar, insbe­ sondere über ein Handrad (19) rotierbar, ist.

18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß der Werkzeughalter in seiner Ausbildung auf den Werkzeughalter einer Bear­ beitungsmaschine abgestimmt ist, an der das Werkzeug zum Einsatz kommt.

19. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß ein Digitalzähler (20) vorgesehen ist, der die eingestellten Meßwerte zumindest in einer Koordinatenebene anzeigt.

20. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß beabstandet zur Kamera (6) eine Lichtquelle (21) zur Beleuchtung der zwischen Kamera (6) und Lichtquelle (21) angeordneten Werkzeugschneide (3) vorgesehen ist, welche vorzugsweise der Einstell- und Meßeinrichtung (2) zugeordnet ist.

21. Vorrichtung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß als Lichtquelle eine Halbleiterlichtquelle in Form einer lichtemittierenden Diode (LED) eingesetzt ist.

22. Verfahren zum manuellen Einstellen, Messen, ggf. Prüfen von Werkzeugen für Bearbeitungsmaschinen, insbesondere von Werkzeug- oder Schärfmaschinen oder dgl., unter Verwendung einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 21, dadurch gekennzeichnet,
daß das Werkzeug in dem Werkzeughalter (1) festgelegt wird,
daß die Einstell- und Meßeinrichtung (2) und der Werkzeughalter (1) derart relativ zueinander positioniert werden bis die Abbildung der Werkzeugschneide (3) in der Bildschärfeebene und in der durch die x- und z- Werte definierten Koordinate­ nebene eingestellt ist,
daß der Vorgang des Einstellens der Werkzeugschneide (3) unter Zuhilfe­ nahme von auf dem Monitor (9) angezeigten Hilfsmarken (10, 11) erfolgt.

23. Verfahren nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß eine Grobeinstel­ lung, eine Scharfstellung und eine Feineinstellung durchgeführt werden und daß die Hilfsmarken (10, 11) während der Scharfeinstellung und der Feineinstellung den Einstell- und Meßvorgang vorgeben.

24. Verfahren nach Anspruch 22 oder 23, dadurch gekennzeichnet, daß während der Grobeinstellung die Kamera (6) in den Bereich der Werkzeugschneide (3) ver­ bracht wird und eine unscharfe Abbildung auf dem Monitor (9) erscheint, wobei die Unschärfe durch einen insbesondere farbigen Rand um die Abbildung der Werk­ zeugschneide (3) signalisiert wird.

25. Verfahren nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet,
daß die Abbildung nach der Grobeinstellung durch Drehung des Werkzeug­ halters (1) scharfgestellt wird,
daß mit zunehmender Annäherung der Abbildung an das Koordinatenkreuz (4) während der Scharfstellung zunächst geometrische Hilfslinien (22, 23, 24) paral­ lel zu geraden Abschnitten der Werkzeugschneide auf dem Monitor (9) aufscheinen und anschließend den näheren Bereich zum Koordinatenkreuz (4) vergrößernd er­ fassende, zumindest eine Hilfsmarke am Rand des Monitors (9) aufscheint und
daß während des Scharfstellens eine Auswahl und/oder Kombination der Meßmöglichkeiten, insbesondere Punktmeßmöglichkeiten durch Tangieren der Ko­ ordinatenachsen und/oder Linienmeßmöglichkeiten durch Liniendeckung mit den geometrischen Hilfslinien (24), in Abhängigkeit von der Formgebung der Werkzeug­ schneide (3) getroffen wird.

26. Verfahren nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erkennung des Abschlusses der Scharfstellung eine Hilfsmarke zu einer Achse des Koordina­ tenkreuzes fluchtet und ggf. einem Farbwechsel unterliegt und daß der die Unschär­ fe signalisierende Rand um die Abbildung der Werkzeugschneide in Wegfall gerät.

27. Verfahren nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, daß nach der Scharfstellung eine Feineinstellung in zwei Richtungen (x- und z-Werte) der anderen Koordinatenebene erfolgt, wobei die Abbildung der Werk­ zeugschneide zumindest

• - punktuell mit den Koordinatenachsen oder
• - linear mit den geometrischen Hilfslinien oder
• - punktuell mit einer Koordinatenachse und linear mit einer geometrischen Hilfslinie zur Deckungsgleichheit gebracht wird,

wobei eine Hilfsmarke (10) den Abstand der Werkzeugschneide (3) von ei­ nem Bezugspunkt des Werkzeughalters (1) (z-Werte) veranschaulicht und wobei die andere Hilfsmarke (11) den Abstand der Werkzeugschneide (3) von der Werkzeugachse (A) (x-Werte) veranschaulicht.

28. Verfahren nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erkennung des Abschlusses der Feineinstellung die Hilfsmarken (10, 11) zu je einer Achse des Koordinatenkreuzes (4) fluchten und ggf. einem Farbwechsel unterliegen.