BESCHREIBUNG

Technisches Gebiet

[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ermitteln einer Position eines lichtwellenleitenden Kernkörpers eines Lichtwellenleiters für eine Bearbeitung an einer numerisch gesteuerten Werkzeugmaschine, ein Verfahren zum Bearbeiten eines Lichtwellenleiters an einer numerisch gesteuerten Werkzeugmaschine, eine Werkzeugmaschine zum Bearbeiten eines Lichtwellenleiters sowie eine Steuervorrichtung zum Einsatz an einer Werkzeugmaschine.

Hintergrund der Erfindung

[0002] Aus dem Stand der Technik ist der Einsatz von Lichtwellenleitern bekannt, die in zahlreichen Bereichen zu Zwecken der Energieübertragung, der Nachrichtentechnik mit Daten- und Signalübertragung, der Beleuchtung u.v.a.m eingesetzt werden. Derartige Lichtwellenleiter, die häufig auch als Lichtleitkabel, Glasfaserkabel o.Ä. bezeichnet werden, sind zur Übertragung von elektromagnetischer Strahlung, vor allem von Licht, eingerichtet und umfassen dazu zumindest einen lichtwellenleitenden Kernkörper (auch optische Faser genannt) und einen diesen umgebenden Mantelköper, wobei die zu übertragende elektromagnetische Strahlung bzw. das Licht entlang einer Längsrichtung des Kernkörpers geleitet wird.

[0003] Auf dem Gebiet der Nachrichtentechnik bieten Lichtwellenleiter im beispielhaften Vergleich zu elektrischen Leitern wesentlich höhere Übertragungsraten und -reichweiten, sodass nahezu eine verlustfreie Kommunikation ohne nennenswerte Zeitverzögerung zwischen Sender und Empfänger ermöglicht wird.

[0004] Im Zuge der Fertigung derartiger Lichtwellenleiter wird ein anfänglicher Lichtwellenleiter bzw. ein Lichtwellenleiterrohling erhitzt und in einem anschließenden verformenden Ziehprozess entlang der Längsrichtung des Kernkörpers bzw. des Lichtwellenleiters in die Länge gezogen. Je nach Umsetzung des Ziehprozesses können bezogen auf die Längsrichtung Längenänderungen von etwa 1/40000 erreicht werden, sodass beispielsweise aus einem Lichtwellenleiterrohling mit einer Länge von einem Meter ein 40 Kilometer langer Lichtwellenleiter gezogen werden kann.

[0005] In Vorfeld für derartige Ziehprozesse findet üblicherweise eine vorbereitende Bearbeitung des Lichtwellenleiters bzw. des Lichtwellenleiterrohlings auf einer Werkzeugmaschine statt. So werden beispielsweise im Zuge einer solchen Vorbereitung für einen aus dem Stand der Technik bekannten Ziehprozesses Bohrungen in den Mantelkörper eingebracht, die möglichst parallel zu dem vom Mantelkörper umschlossenen Kernkörper verlaufen. Besagte Bohrungen werden für den thermischen Ziehprozess mit einem heißen Fluid durchspült, um den Lichtwellenleiter verformbar zu machen und in die Länge ziehen zu können.

[0006] Die vorbereitenden Bearbeitungen sind dabei mit hoher Genauigkeit und unter Einhaltung verhältnismäßig kleinbemessener Toleranzen durchzuführen und werden durch fertigungsbedingte Abweichungen beim Urformen des zu bearbeitenden Lichtwellenleiters bzw. des Lichtwellenleiterrohlings zusätzlich erschwert, in Folge derer der Kernkörper in der Regel nicht exakt mittig im Mantelkörper verläuft

[0007] Zur Kompensation besagter Abweichungen sind aus dem Stand der Technik Verfahren bekannt, im Zuge derer ein zu bearbeitender Lichtwellenleiter bzw. ein Lichtwellenleiterrohling mit Hilfe eines optischen Mikroskops vermessen wird, um so die Position des Kernkörpers im Lichtwellenleiter zu bestimmen. Im Anschluss wird der vermessene und noch zu bearbeitende Lichtwellenleiter bzw. der Lichtwellenleiterrohling in eine Werkzeugmaschine eingespannt und dort unter Berücksichtigung der Vermessungsergebnisse bearbeitet.

Zusammenfassung der Erfindung

[0008] Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine gegenüber dem Stand der Technik verbesserte und vor allem präzisere Möglichkeit zur Bearbeitung eines Lichtwellenleiters an einer Werkzeugmaschine bereitzustellen.

[0009] Zur Lösung dieser Aufgabe wird ein Verfahren zum Ermitteln einer Position eines lichtwellenleitenden Kernkörpers eines Lichtwellenleiters nach Anspruch 1, ein Verfahren zum Bearbeiten eines Lichtwellenleiters nach Anspruch 14, eine Werkzeugmaschine zur Bearbeitung eines Lichtwellenleiters nach Anspruch 20 sowie eine Steuervorrichtung nach Anspruch 29 bereitgestellt

[0010] Die jeweiligen abhängigen Ansprüche beziehen sich dabei auf bevorzugte Ausführungsformen, die jeweils für sich genommen oder in Kombination bereitgestellt werden können.

[0011] Gemäß eines ersten Aspekts wird ein Verfahren zum Ermitteln einer Position eines lichtwellenleitenden Kernkörpers eines Lichtwellenleiters für eine Bearbeitung an einer numerisch gesteuerten Werkzeugmaschine bereitgestellt, wobei der Lichtwellenleiter zumindest den Kernkörper und einen diesen umschließenden Mantelkörper aufweist, die sich beide von einer ersten Endfläche des Lichtwellenleiters bis zu einer zweiten Endfläche des Lichtwellenleiters erstrecken. Das Verfahren umfasst ein Bereitstellen eines optischen Messsystems, das zumindest eine Lichtquellenvorrichtung und eine Detektionsvorrichtung umfasst, und ein Vermessen der ersten Endfläche des Lichtwellenleiters mittels des optischen Messsystems, welches ein Bestrahlen des Lichtwellenleiters mittels der Lichtquellenvorrichtung, ein Erfassen einer von durch das Bestrahlen des Lichtwellenleiters bedingten, von der ersten Endfläche ausgehenden Abstrahlung mittels der Detektionsvorrichtung und ein Ermitteln einer bezüglich des Mantelkörpers relativen Position eines Mittelpunkts des Kernkörpers auf der ersten Endfläche auf Basis der erfassten Abstrahlung umfasst Das Verfahren wird an einer numerisch gesteuerten Werkzeugmaschine durchgeführt und umfasst dabei ferner ein Aufspannen des Lichtwellenleiters auf einen Maschinentisch der numerisch gesteuerten Werkzeugmaschine. Das optische Messsystem ist an der numerisch gesteuerten Werkzeugmaschine angeordnet und das Vermessen der ersten Endfläche erfolgt an dem auf dem Maschinentisch aufgespannten Lichtwellenleiter mittels des an der numerisch gesteuerten Werkzeugmaschine angeordneten optischen Messsystems.

[0012] Das Verfahren bricht mit dem aus dem Stand der Technik bekannten separiertem Vorgehen und ermöglicht ein Vermessen des zu bearbeitenden Lichtwellenleiters zwecks Positionsermittlung des lichtwellenleitenden Kernkörpers während dieser auf der Werkzeugmaschine für die anschließende Bearbeitung aufgespannt ist Unter einem Lichtwellenleiter ist dabei auch ein Lichtwellenleiterrohling zu verstehen, da jeder Lichtwellenleiterrohling selbst auch ein Lichtwellenleiter ist

[0013] Im Vergleich zum Stand der Technik können mittels des bereitgestellten Verfahrens Abweichungen zwischen einer tatsächlichen Geometrie des Lichtwellenleiters im aufgespannten Zustand, insbesondere einer Position des Kernkörpers bezüglich des Mantelkörpers, und den Vermessungsergebnissen erheblich reduziert oder kompensiert werden.

[0014] Bei dem aus dem Stand der Technik bekannten Vorgehen können sich derartige Abweichungen unter anderem durch ein Einbringen des außerhalb der Werkzeugmaschine vermessenen Lichtwellenleiters in einen Arbeitsraum der Werkzeugmaschine und ein dortiges Aufspannen ergeben. Ursache hierfür können beispielsweise unterschiedliche Bedingungen in einer Vermessungsumgebung außerhalb der Werkzeugmaschine und im Arbeitsraum sein, sodass ein vorliegender Temperaturunterschied zum Beispiel zu einer thermisch bedingten Verformung des Lichtwellenleiters und damit zu Abweichungen von den Vermessungsergebnissen und einer entsprechend ungenaueren anschließenden Bearbeitung führen kann. Ebenso kann es auch zu durch mechanisch bedingten Verformungen (u.a. elastische Verformungen) kommen, die durch das Aufbringen von Kräften zum Aufspannen in der Werkzeugmaschine verursacht werden.

[0015] Durch das erfindungsgemäße Vermessen des bereits für eine anschließende Bearbeitung aufgespannten Lichtwellenleiters in der Werkzeugmaschine entspricht eine Vermessungsumgebung nicht nur zeitgleich einer Bearbeitungsumgebung, sondern das Vermessen und das auf den daraus gewonnenen Vermessungsergebnissen beruhende Bearbeiten erfolgen bei im Wesentlichen gleichen Randbedingungen für den Lichtwellenleiter. Infolgedessen ergeben sich keine der zuvor genannten, im Stand der Technik auftretenden Abweichungen, sodass eine besonders genaue Bearbeitung auf Basis der weitestgehend unverfälschten Vermessungsergebnisse vorgenommen werden kann.

[0016] In diesem Sinne wird bereits durch Kenntnis der Position des Mittelpunkts des Kernkörpers auf der ersten Endfläche des aufgespannten Lichtwellenleiters bezüglich des Mantelkörpers die Genauigkeit der anschließenden Bearbeitung durch die Werkzeugmaschine erhöht. So kann beispielsweise sichergestellt werden, dass bei einer Bearbeitung des Mantelkörpers an der ersten Endfläche ein Werkzeug am Mantelkörper und eben nicht am Kernkörper angesetzt wird. Weiterhin kann besagter Ansetzpunkt für das Werkzeug besonders genau in Relation zum Kernköper positioniert werden, um so beispielsweise einen vorbestimmten Abstand einzuhalten.

[0017] Gegebenenfalls ist ein vor dem Vermessen der ersten Endfläche erfolgendes relatives Ausrichten des optischen Messsystems gegenüber dem aufgespannten Lichtwellenleiter bzw. dessen erster Endfläche, z.B. durch Verfahrbewegungen des Maschinentischs oder des Messsystems selbst, erforderlich, um überhaupt eine Abstrahlung erfassen zu können oder das Bestrahlen zu ermöglichen.

[0018] Das im Zuge des Vermessens der ersten Endfläche durchgeführte Bestrahlen des Lichtwellenleiters erfolgt vorzugsweise mit durch die Lichtquellenvorrichtung bereitgestellter elektromagnetischer Strahlung aus dem optischen Frequenzbereich, der ultraviolette Strahlung, sichtbares Licht und Infrarot- Strahlung umfasst, soll aber nicht darauf beschränkt sein, so lange die Detektionsvorrichtung geeignet ist, zumindest einen Teil des Frequenzbereichs der durch die Lichtquellenvorrichtung bereitgestellten elektromagnetischen Strahlung zu erfassen. Vorzugsweise handelt sich bei der Detektionsvorrichtung um eine Kamera und besonders bevorzugt um eine Mikroskopkamera, die aus der erfassten Abstrahlung Bilddaten für den anschließenden Ermittlungsschritt des Mittelpunkts ableiten. Im Vergleich zu einer normalen Kamera kann durch eine Mikroskopkamera dabei eine höhere Bildauflösung und damit eine höhere Messgenauigkeit erreicht werden.

[0019] Unter der von der ersten Endfläche ausgehenden Abstrahlung ist dabei jedwede durch die Bestrahlung des Lichtwellenleiters bedingte elektromagnetische Strahlung zu verstehen, die beispielsweise durch Emissions-, Transmissions- oder Reflexionsvorgänge von der ersten Endfläche aus in die Detektionsvorrichtung einfallen.

[0020] Bedingt durch die typischerweise unterschiedlichen optischen Leifähigkeitseigenschaften von Mantelkörper und Kernkörper kann durch das gezielte Bestrahlen des Lichtwellenleiters beim Erfassen der von der ersten Endfläche ausgehenden Abstrahlung mittels der Detektionsvorrichtung ein Unterschied, z.B. ein Intensitätsunterschied oder ein Frequenzunterschied, in der vom Kernkörper ausgehenden und in der vom Mantelkörper ausgehenden Abstrahlung (im Vergleich zum Erfassen bei reinem Umgebungslicht) verstärkt werden. Die daraus ableitbaren Bilddaten weisen somit einen höheren Kontrast zwischen den besagten Körpern auf, was wiederum die Genauigkeit beim Ermitteln der Position des Mittelpunkts des Kernkörpers verbessert Die vereinfachte Aussage, dass ein Kontrast in der erfassten Abstrahlung erhöht wird, soll nachfolgend den zuvor beschriebenen Umstand eines stärker ausfallenden Unterschieds zwischen den Abstrahlungsanteilen von Mantel- und Kernkörper beschreiben, auf Basis dessen Bilddaten mit erhöhtem Kontrast zwischen besagten Körpern auf der Endfläche ableitbar sind.

[0021] Besonders bevorzugt erfolgt beim Bestrahlen des Lichtwellenleiters ein mehrheitliches Bestrahlen des Kernkörpers, derart, dass ein Anteil der in den Kernkörper eindringenden Bestrahlung größer ist als ein Anteil der in den Mantelkörper eindringenden Bestrahlung der Lichtquellenvorrichtung. Aufgrund der für den Einsatz als Lichtwellenleiter bedingten, sehr guten Leitfähigkeitseigenschaften des Kernkörpers wird dadurch der Kontrast in der erfassten Abstrahlung weiter erhöht

[0022] Unter dem Begriff Position ist allgemein ein Zusammenschluss von zur räumlichen Beschreibung geeigneten Informationen zu verstehen, mit dem eine Lage und auch wahlweise eine Orientierung eines zu beschreibenden Objekts relativ zu einem gewählten Bezugssystem eindeutig angegeben werden kann. Das Bezugsystem definiert hierbei die Referenz zur Angabe der Position und entspricht im Bereich der Maschinenkinematik üblicherweise einem physischen Körper, insbesondere einem Maschinenteil. So können z.B. ein Maschinengestell der Werkzeugmaschine, der Maschinentisch der Werkzeugmaschine oder der Lichtwellenleiter selbst als Bezugssystem definiert werden. Zur mathematischen Beschreibung wird einem Bezugssystem in der Regel ein körperfestes bzw. bezugssystemfestes Koordinatensystem zugeordnet. Unter der Lage eines Objekts bzw. Körpers soll dabei lediglich ein Ort eines objektfesten Punktes in Bezug auf das gewählte Bezugssystem verstanden werden. Dieser kann beispielsweise durch einen Ortsvektor des objektfesten Punktes in einem (bezugssystemfesten) Koordinatensystem des Bezugssystems angeben werden. Unter der Orientierung ist hingegen eine Ausrichtung oder Neigung des Objekts in Bezug auf das gewählte Bezugssystem zu verstehen. Diese kann beispielsweise durch Verdrehwinkel eines objektfesten Koordinatensystems gegenüber dem Koordinatensystem des Bezugssystems angegeben werden kann.

[0023] Die Angabe des jeweiligen Bezugssystems gegenüber dem eine relative Position angeben wird, erfolgt nachfolgend üblicherweise über die Präposition „bezüglich". Jedem einzelnen Bezugssystem kann dabei eine beliebige Menge an Koordinatensystemen zugeordnet werden. Es wird dabei angemerkt, dass die Wahl von Ursprung und Basisvektoren eines zu einem Bezugssystem zugehörigen Koordinatensystems in keiner Weise vorgeschrieben ist, sondern diese beliebig gewählt werden können. Ferner können Koordinatensysteme unterschiedlicher aber auch gleicher Bezugssysteme auch ineinander umgerechnet werden, z.B. durch Verschiebung und/oder Verdrehung.

[0024] Die ermittelte relative Position des Mittelpunkts des Kernkörpers bezüglich des Mantelkörpers wird vorzugsweise in einem lichtwellenleiterfesten und damit auch in einem mantelkörperfesten Koordinatensystem angegeben, welches vorzugsweise seinen Ursprung auf der ersten oder der zweiten Endfläche hat, wobei vorzugsweise zwei seiner Basisvektoren in einer Ebene der ersten oder der zweiten Endfläche liegen. Auf diese Weise kann besonders einfach durch Angabe eines Ortsvektors in besagtem Koordinatensystem die Position des Mittelpunkts des Kernkörpers auf der ersten Endfläche bezüglich des Mantelkörpers (als Bezugssystem) angegeben werden.

[0025] Die Position eines Punktes an sich, wie hier des Mittelpunkts auf der ersten Endfläche, erfordert dabei keine die Orientierung betreffenden Informationen, wohingegen beispielsweise eine Mittelinie des Kernkörpers durch einen die Lage beschreibenden Ortsvektor, z.B. zum Mittelpunkt auf der ersten Endfläche, und einen die Orientierung der Mittelinie beschreibenden Richtungsvektor beschrieben werden kann.

[0026] Eine Positionsermittlung besagten Mittelpunkts ist für eine anschließende Bearbeitung unabdingbar, da dieser einem Durchstoßpunkt der Mittellinie des Kernkörpers auf der ersten Endfläche entspricht und fertigungs- bzw. urformungsbedingt in der Regel nicht dem geometrischen Mittelpunkt der ersten Endfläche übereinstimmt und sich ebenfalls von Lichtwellenleiter zu Lichtwellenleiter unterscheidet.

[0027] Vorzugsweise kann das Verfahren um einen vorgelagerten Schritt eines außerhalb der Werkzeugmaschine erfolgenden Vermessens und einer darauf basierenden Positionsermittlung des lichtwellenleitenden Kernkörpers ergänzt werden. Die in diesem dem Stand der Technik entsprechenden Schritt ermittelte Position kann durch die am aufgespannten Lichtwellenleiter ermittelte Position, in diesem Fall zumindest des Mittelpunkts des Kernkörpers auf der ersten Endfläche, ergänzt werden. Hierzu umfasst das Verfahren vorzugsweise ein Bestimmen von einem oder mehreren durch eine Steuervorrichtung der Werkzeugmaschine verwertbaren Kompensationsparametern, die eine durch das Aufspannen bedingte Abweichung der Position des lichtwellenleitenden Kernkörpers betreffen, auf Basis der Vermessungsergebnisse aus dem vorgelagerten Schritt und zumindest der bezüglich des Mantelkörpers ermittelten Position des Mittelpunkts des Kernkörpers auf der ersten Endfläche bei aufgespanntem Lichtwellenleiter.

[0028] Der vorgenannte Schritt ist dabei nicht auf die bezüglich des Mantelkörpers ermittelte Position auf der ersten Endfläche beschränkt, sondern kann wahlweise zusätzlich auf Basis der in den nachfolgenden bevorzugten Ausführungsformen des Verfahrens ermittelten Positionen (Mittelpunkt auf zweiter Endfläche, Mittellinie des Kernkörpers, etc.) erfolgen. Die auf diese Weise bestimmten Kompensationsparameter dienen der Kompensation besagter Abweichungen und erhöhen somit die Genauigkeit bei der anschließenden Bearbeitung des Lichtwellenleiters.

[0029] In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst das Bestrahlen des aufgespannten Lichtwellenleiters zum Vermessen der ersten Endfläche des aufgespannten Lichtwellenleiters ein Bestrahlen zumindest eines Teilbereichs der zweiten Endfläche des aufgespannten Lichtwellenleiters mittels der Lichtquellenvorrichtung.

[0030] Die von der ersten Endfläche ausgehende Abstrahlung weist dabei im Wesentlichen einen ausgehend von der zweiten Endfläche durch den Lichtwellenleiter, insbesondere durch den Kernkörper, transmittierten Anteil der Bestrahlung durch die Lichtquellenvorrichtung auf.

[0031] Vorzugsweise liegt eine Endfläche des Kernkörpers auf der zweiten Endfläche vollständig im bestrahlten Teilbereich und besonders bevorzugt fällt ein Flächenanteil der Endfläche des Kernkörpers am Teilbereich auf der zweiten Endfläche größer aus als ein auf den Teilbereich bezogener Flächenanteil einer Endfläche des Mantelkörpers auf der zweiten Endfläche. Dadurch wird mehrheitlich die Bestrahlung durch den Kernkörper transmittiert, was den Kontrast in der erfassten Abstrahlung zusätzlich erhöht und die Positionsermittlung verbessert

[0032] In einer bevorzugten Ausfuhrungsform umfasst das Bestrahlen des aufgespannten Lichtwellenleiters zum Vermessen der ersten Endfläche des aufgespannten Lichtwellenleiters ein Bestrahlen zumindest eines Teilbereichs der ersten Endfläche des aufgespannten Lichtwellenleiters mittels der Lichtquellenvorrichtung.

[0033] Die von der ersten Endfläche ausgehende Abstrahlung setzt sich in diesem Fall im Wesentlichen aus einem durch die erste Endfläche reflektierten Anteil und aus einem an der zweiten Endfläche reflektierten Anteil eines durch den Lichtwellenleiter, insbesondere durch den Kernkörper, transmittierten Anteils der Bestrahlung durch die Lichtquellenvorrichtung zusammen.

[0034] Durch den Umstand das das Bestrahlen und das Erfassen bezüglich der gleichen Endfläche, hier der ersten Endfläche, erfolgen, kann in vorteilhafter Weise ein im Vergleich zur vorstehend beschriebenen Ausführungsform besonders kompaktes optisches Messsystem bereitgestellt werden, wobei die Lichtquellenvorrichtung und die Detektionsvorrichtung örtlich nah beieinander und vorzugsweise innerhalb eines gemeinsamen Gehäuses angeordnet sind, was beispielsweise eine Handhabung des optischen Messsystems an der Werkzeugmaschine (z.B. in Form einer Aufnahme aus einer Werkzeugablage oder einem Verfahren des Messsystems) erheblich vereinfacht.

[0035] So können besagte Vorrichtungen zum Vermessen in einem Schritt gemeinsam gegenüber dem Lichtwellenleiter bzw. der ersten Endfläche positioniert werden, wohingegen eine örtliche getrennte Ausführung ein zeitaufwändigeres Positionieren der Detektionsvorrichtung und der Lichtquellenvorrichtung erfordert [0036] Um den Unterschied in der erfassten Abstrahlung des Mantelkörpers und des Kernkörpers und damit den Kontrast weiter zu erhöhen, bietet es sich insbesondere an, eine reflektierende Vorrichtung an der zweiten Endfläche, z.B. in Form eines Spiegels, anzuordnen, um so einen größeren Anteil der durch den Lichtwellenleiter ausgehend von der ersten Endfläche transmittierten Strahlung zurück zur ersten Endfläche zu leiten.

[0037] In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst das optische Messsystems hierfür weiterhin eine Reflexionsvorrichtung zum Reflektieren der von der Lichtquellenvorrichtung bereitgestellten Bestrahlung, wobei das Vermessen der ersten Endfläche des aufgespannten Lichtwellenleiters weiterhin ein Anordnen der Reflexionsvorrichtung gegenüber der zweiten Endfläche des aufgespannten Lichtwellenleiters und dieser zugewandt umfasst, derart, dass die Reflexionsvorrichtung zumindest einen Anteil der ausgehend von der bestrahlten ersten Endfläche durch den Lichtwellenleiter geleiteten und anschließend von der zweiten Endfläche ausgehenden Strahlung zurück auf die zweite Endfläche reflektiert.

[0038] Vorzugsweise liegt eine Endfläche des Kernkörpers auf der ersten Endfläche vollständig im bestrahlten Teilbereich und besonders bevorzugt fällt ein Flächenanteil der Endfläche des Kernkörpers am Teilbereich auf der ersten Endfläche größer aus als ein auf den Teilbereich bezogener Flächenanteil einer Endfläche des Mantelkörpers auf der ersten Endfläche. Dadurch wird der Kontrast in der erfassten Abstrahlung zusätzlich erhöht und die Positionsermittlung verbessert.

[0039] In einer bevorzugten Ausführungsform sind die Detektionsvorrichtung und die Lichtquellenvorrichtung des optischen Messsystems als eine einheitliche Messvorrichtung ausgeführt, derart, dass diese stets eine konstante relative Positionierung zueinander aufweisen. Dadurch wird eine Platzierung des optischen Messsystems gegenüber dem aufgespannten Lichtwellenleiter vereinfacht, da lediglich die Messvorrichtung und nicht zwei separat ausgeführte Vorrichtungen positioniert und ausgerichtet werden müssen.

[0040] In einer bevorzugten Ausführungsform sind zumindest ein Teil des optischen Messsystems, insbesondere die Detektionsvorrichtung, und der Maschinentisch durch zumindest eine numerisch steuerbare Achse der Werkzeugmaschine relativ zueinander verfahrbar.

[0041] Auf diese Weise wird eine über eine steuerbare Achse der Werkzeugmaschine umgesetzte Möglichkeit zur relativen Ausrichtung des aufgespannten Lichtwellenleiters und des optischen Messsystems vor allem im Vorfeld zum Vermessen der ersten Endfläche bereitgestellt, wodurch konzeptionell unterschiedliche Messanordnungen mit verschiedensten Vorteilen an der Werkzeugmaschine umgesetzt werden können. Beispielsweise können dadurch geometrisch unterschiedliche Lichtwellenleiter vermessen werden, ohne dass ein händisches Anpassen der Ausrichtung auf eine jeweils neue Geometrie erforderlich ist; dies kann durch die numerisch gesteuerte Werkzeugmaschine selbst durchgeführt werden. In einem weiteren Beispiel kann der Maschinentisch mit aufgespanntem Lichtwellenleiter in einen von einem Bearbeitungsbereich getrennten, zur Vermessung vorgesehenen Bereich im Arbeitsraum verfahren werden, in dem das optische Messsystem fest an einem Maschinengestell der Werkzeugmaschine angeordnet ist, wodurch das Messsystem einen möglichst großen Abstand zum Bearbeitungsbereich aufweist und so weitestgehend von dabei entstehenden Verunreinigungen geschützt ist. In einem weiteren Beispiel kann das Messsystem über die zumindest eine numerisch steuerbare Achse in und aus dem Arbeitsraum der Werkzeugmaschine hinein- bzw. hinausverfahren werden, wodurch das Messsystem bei Bearbeitungen im Arbeitsraum vollständig vor Verunreinigung geschützt werden kann.

[0042] Unter Verfahrbewegungen durch numerische steuerbare Achsen sind hier wie auch nachfolgend sowohl translatorische Bewegungen über Linearachsen entlang translatorischer Achse/Translationsachsen als auch drehende Bewegungen über Rundachsen um rotatorische Achsen/Rotationsachsen der Werkzeugmaschine zu verstehen.

[0043] In einer besonders bevorzugten Ausführungsform umfasst die Werkzeugmaschine eine Bearbeitungsvorrichtung mit einer zur Aufnahme eines Werkzeugs eingerichteten Arbeitsspindel, wobei zumindest die Detektionsvorrichtung des optischen Messsystems an der Bearbeitungsvorrichtung angeordnet ist Ferner ist die Werkzeugmaschine eingerichtet, den Maschinentisch und die Bearbeitungsvorrichtung relativ zueinander über eine Vielzahl numerisch steuerbarer Achsen zu verfahren, insbesondere über drei Linearachsen und zwei Rundachsen. Besonders bevorzugt ist die einheitliche Messvorrichtung mit Lichtquellenvorrichtung und Detektionsvorrichtung an der Bearbeitungsvorrichtung angeordnet

[0044] Auf diese Weise wird eine besonders flexible Möglichkeit zur relativen Positionierung des optischen Messsystems gegenüber dem auf dem Maschinentisch aufgespannten Lichtwellenleiter ermöglicht. Zeitgleich bietet die Werkzeugmaschine, die insbesondere als 5-Achs- Maschine ausgeführt ist, mit der Vielzahl an numerisch steuerbaren Achsen die Möglichkeit, im Anschluss an die Positionsermittlung verschiedenste Bearbeitungen in unterschiedlichsten Richtungen an dem aufgespannten Lichtwellenleiter durchzuführen. Gerade eine Ausführung als 5- Achs-Maschine, bei der die Bearbeitungsvorrichtung über drei Linearachsen und der Maschinentisch über zwei Rundachsen gegenüber einem Maschinengestell verfahrbar sind, gestattet eine Bearbeitung zum Erhalt einer nahezu beliebigen Endgeometrie, sodass an einer einzigen Werkzeugmaschine der dort aufgespannte Lichtwellenleiter nicht nur vermessen werden kann, sondern es können im Anschluss auch alle erforderlichen Bearbeitungsschritte durchgeführt werden, was nicht nur Zeit einspart, sondern auch andernfalls durch ein Umspannen zwischen mehreren Werkzeugmaschinen und/oder externen Messeinrichtungen bedingte Bearbeitungsfehler oder -ungenauigkeiten vermeidet. [0045] Ferner sind die Detektionsvorrichtung beim Vermessen und ein Werkzeug bei der anschließenden Bearbeitung am gleichen Maschinenteil angeordnet, sodass die bei der Bearbeitung mit dem Werkzeug verwerteten Ergebnisse der Positionsermittlung nicht durch Positionstoleranzen zwischen unterschiedlichen Maschinenteilen verfälscht werden, sodass eine besonders präzise Positionsermittlung im Hinblick auf die Bearbeitung ermöglicht wird.

[0046] Besonders bevorzugt sind in dieser Ausführungsform Detektionsvorrichtung und Lichtquellenvorrichtung als einheitliche Messvorrichtung ausgeführt, um ein kompaktes und damit unter Umständen einfach zu verfahrendes optisches Messsystem bereitzustellen.

[0047] In einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist zumindest die Detektionsvorrichtung des optischen Messsystems, bevorzugt die einheitliche Messvorrichtung, durch die Arbeitsspindel der Bearbeitungsvorrichtung aufgenommen.

[0048] Dadurch wird in vorteilhafter Weise eine Möglichkeit zum Ein- und Auswechseln des optischen Messsystems durch die als universelle Schnittstelle für das Messsystem und für Werkzeuge zur anschließenden Bearbeitung fungierende Arbeitsspindel ermöglicht So kann beispielsweise die Detektionsvorrichtung oder die gesamte Messvorrichtung vor Durchführung des Verfahrens aus einem Werkzeugmagazin oder Werkzeughalter entnommen werden und danach wieder dorthin verbracht werden. Ferner sind Werkzeug und Detektionsvorrichtung im Wesentlichen an der gleichen Position in Bezug auf die Bearbeitungsvorrichtung angeordnet, was die Genauigkeit der Positionsermittlung im Hinblick auf die anschließende Bearbeitung weiter erhöht

[0049] In einer besonders bevorzugten Ausführungsform umfasst das Verfahren weiterhin ein Ermitteln einer Position der ersten Endfläche des aufgespannten Lichtwellenleiters bezüglich der Werkzeugmaschine in einem ersten Koordinatensystem der Werkzeugmaschine, insbesondere bezüglich eines Maschinengestells der Werkzeugmaschine in einem gestelltesten Koordinatensystem oder bezüglich des Maschinentischs in einem maschinentischfesten Koordinatensystem, und ein Ermitteln einer Position des Mittelpunkts des Kernkörpers auf der ersten Endfläche des aufgespannten Lichtwellenleiters bezüglich der Werkzeugmaschine im ersten Koordinatensystem der Werkzeugmaschine, insbesondere bezüglich des Maschinengestells der Werkzeugmaschine im gestelltesten Koordinatensystem oder bezüglich des Maschinentischs im maschinentischfesten Koordinatensystem, auf Basis der ermittelten Position der ersten Endfläche des aufgespannten Lichtwellenleiters und der ermittelten relativen Position des Mittelpunkts des Kernkörpers auf der ersten Endfläche bezüglich des Mantelkörpers.

[0050] Dadurch wird auf besonders einfache Weise eine zur Verwertung durch eine Steuervorrichtung der Werkzeugmaschine geeignete Beschreibung der Position des Lichtwellenleiters bzw. der ersten Endfläche des Lichtwellenleiters bereitgestellt, die zusammen mit der im Vorfeld ermittelten Position des Mittelpunkts auf der ersten Endfläche bezüglich des Mantelkörpers auf eine ebenfalls durch die Steuervorrichtung verwertbare Beschreibung der Position des besagten Mittelpunkts führt

[0051] Unter Bezugssystemen der Werkzeugmaschine sind alle möglichen Bezugssysteme der Werkzeugmaschine zu verstehen, wobei jedes einzelne Maschinenteil als Bezugssystem aufgefasst werden kann. Die Wahl eines Bezugssystems zur Beschreibung der ermittelten Positionen ist hierbei beliebig, ebenso wie die Wahl des Koordinatensystems des ausgewählten Bezugssystems, wobei das zur Beschreibung gewählte Koordinatensystem als erstes Koordinatensystem bezeichnet werden soll. Wie aus dem Stand der Technik bekannt, kann die Kinematik einer Werkzeugmaschine über mehrere, jeweils unterschiedlichen Bezugsystemen (also den Maschinenteilen) zugeordneten Koordinatensystemen beschrieben werden, die ineinander auf Basis von Positionsparametern für die numerisch steuerbaren Achsen umgerechnet werden können. Je nachdem in welchem Bezugssystem der Werkzeugmaschine die Steuervorrichtung die Steuerung der selbigen durchführt, erfolgt zwecks Verwertung durch die Steuervorrichtung ein Umrechnen der ermittelten, den Lichtwellenleiter betreffenden Positionen in ein Koordinatensystem des zur Steuerung verwendeten Bezugssystems. Bei einer Beschreibung bezüglich des Maschinentischs als Bezugssystem mit maschinentischfesten Koordinatensystem bietet sich der Vorteil, dass es sich bei den bezüglich des Maschinentischs ermittelten Positionen des Lichtwellenleiters um konstante Positionen handelt (Lichtwellenleiter ist am Maschinentisch fixiert), die verhältnismäßig einfach in jedes andere Bezugsystem der Werkzeugmaschine umgerechnet werden können.

[0052] In einer bevorzugten Ausführungsform erfolgt das Ermitteln der Position der ersten Endfläche des aufgespannten Lichtwellenleiters bezüglich der Werkzeugmaschine über ein an der Werkzeugmaschine angeordnetes taktiles Messsystem mit einer Antastvorrichtung.

[0053] Vorzugsweise umfasst dabei das Ermitteln der Position der ersten Endfläche des aufgespannten Lichtwellenleiters bezüglich der Werkzeugmaschine mittels des taktilen Messsystems ein Erfassen von ein oder mehreren Positionen von Oberflächenpunkten des aufgespannten Lichtwellenleiters bezüglich der Werkzeugmaschine mittels der Antastvorrichtung des taktilen Messsystems und ein Bestimmen der Position der ersten Endfläche des aufgespannten Lichtwellenleiters bezüglich der Werkzeugmaschine auf Basis der ein oder mehreren erfassten Positionen.

[0054] Vorzugsweise umfasst das Ermitteln der Position der ersten Endfläche des aufgespannten Lichtwellenleiters bezüglich der Werkzeugmaschine mittels des taktilen Messsystems weiterhin ein Bereitstellen von zumindest einem die Geometrie des aufgespannten Lichtwellenleiters betreffenden Geometrieparameters, insbesondere in Form von CAD-Daten, wobei das Bestimmen der Position der ersten Endfläche des aufgespannten Lichtwellenleiters bezüglich der Werkzeugmaschine zusätzlich auf Basis des zumindest einen bereitgestellten Geometrieparameters erfolgt. [0055] Durch den Einsatz eines taktilen Messsystems mit Antastvorrichtung kann eine Positionsbestimmung des Lichtwellenleiters bezüglich der Werkzeugmaschine auf möglichst einfache und im Stand der Technik etablierte Art und Weise bereitgestellt werden.

[0056] In einer besonders bevorzugten Ausführungsform umfasst das Verfahren weiterhin ein Ermitteln einer Position einer Mittellinie des Kernkörpers bezüglich der Werkzeugmaschine auf Basis der bezüglich der Werkzeugmaschine ermittelten Position des Mittelpunkts des Kernkörpers auf der ersten Endfläche des aufgespannten Lichtwellenleiters und der bezüglich der Werkzeugmaschine ermittelten Position der ersten Endfläche des aufgespannten Lichtwellenleiters. Die Position kann dabei im ersten oder in jedem beliebigen weiteren Koordinatensystem der Werkzeugmaschine angegeben werden, gegebenenfalls mit vorheriger Umrechnung.

[0057] Auf diese Weise wird ein erster Ansatz zum Ermitteln einer Position der Mittellinie des Kernkörpers bereitgestellt, der sich der vereinfachenden Annahme einer orthogonal zu ersten Endfläche verlaufenden Mittellinie bedient Sind die Position der ersten Endfläche sowie der dortige Mittelpunkt des Kernkörpers bekannt, kann in Anbetracht der vereinfachenden Annahme die Position der Mittellinie bezüglich der Werkzeugmaschine, z.B. im ersten Koordinatensystem, in kurzer Zeit angegeben werden.

[0058] In einer besonders bevorzugten Ausführungsform umfasst das Verfahren weiterhin ein Vermessen der zweiten Endfläche des aufgespannten Lichtwellenleiters mittels des an der numerisch gesteuerten Werkzeugmaschine angeordneten optischen Messsystems, ein Ermitteln einer Position der zweiten Endfläche des aufgespannten Lichtwellenleiters bezüglich der Werkzeugmaschine und ein Ermitteln einer Position des Mittelpunkts des Kernkörpers auf der zweiten Endfläche des aufgespannten Lichtwellenleiters bezüglich der Werkzeugmaschine, wobei die zuvor genannten Schritte analog zu jeder bereits im Kontext einer Positionsermittlung des Mittelpunkts auf der ersten Endfläche beschriebenen vorteilhaften oder bevorzugten Ausführungsform durchgeführt werden können.

[0059] Auf diese Weise kann ebenso auch die Position des Mittelpunkts des Kernkörpers auf der zweiten Endfläche in einer für die Steuervorrichtung verwertbaren Form bereitgestellt werden.

[0060] In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst das Verfahren zusätzlich ein Ermitteln einer Position einer Mittellinie des Kernkörpers bezüglich der Werkzeugmaschine auf Basis der bezüglich der Werkzeugmaschine ermittelten Positionen der Mittelpunkte des Kernkörpers auf der ersten und der zweiten Endfläche des aufgespannten Lichtwellenleiters. Die Position kann dabei im ersten oder in jedem beliebigen weiteren Koordinatensystem der Werkzeugmaschine angegeben werden, gegebenenfalls mit vorheriger Umrechnung

[0061] Auf diese Weise wird basierend auf den durch die Steuervorrichtung verwertbaren Beschreibungen der Positionen der Mittelpunkte des Kernkörpers auf der erste und der zweiten Endfläche in vorteilhafter Weise eine besonders präzise, ebenfalls durch die Steuervorrichtung verwertbare Beschreibung der Position der Mittellinie des Kernkörpers bezüglich der Werkzeugmaschine ermöglicht, die im Gegensatz zur vereinfachenden Annahme eines orthogonal zur Endfläche verlaufenden Kernkörpers auch fertigungsbedingte, winkelmäßige Fehlstellungen des Kernkörpers innerhalb des Mantelkörpers (siehe auch Fig. 1b) mit hoher Präzision erfasst und die bei einer anschließenden Bearbeitung entsprechend berücksichtigt werden können.

[0062] Gemäß eines zweiten Aspekts der Erfindung wird ein Verfahren zum Bearbeiten eines Lichtwellenleiters an einer numerisch gesteuerten Werkzeugmaschine bereitgestellt, wobei der Lichtwellenleiter den bereits im Zuge der Beschreibung des ersten Aspekts der Erfindung beschriebenen Aufbau aufweist Das Verfahren umfasst dabei ein Bereitstellen einer numerisch gesteuerten Werkzeugmaschine mit einem Maschinentisch und einer Bearbeitungsvorrichtung mit einer zur Aufnahme eines Werkzeugs eingerichteten Arbeitsspindel, wobei die Werkzeugmaschine eingerichtet ist, den Maschinentisch und die Bearbeitungsvorrichtung relativ zueinander über eine Vielzahl numerisch steuerbarer Achsen zu verfahren, insbesondere über drei Linearachsen und zwei Rundachsen, ein Aufspannen des Lichtwellenleiters auf den Maschinentisch der Werkzeugmaschine, ein Ermitteln einer Position des lichtwellenleitenden Kernkörpers des auf dem Maschinentisch aufgespannten Lichtwellenleiters nach einem Verfahren gemäß des ersten Aspekts der Erfindung, ein Bereitstellen der ermittelten Position an einer zum Steuern der Werkzeugmaschine eingerichteten Steuervorrichtung und ein Bearbeiten des aufgespannten Lichtwellenleiters mittels eines durch die Arbeitsspindel aufgenommenen Werkzeugs zumindest in Abhängigkeit der der Steuervorrichtung bereitgestellten ermittelten Position.

[0063] Das Verfahren gemäß des zweiten Aspekts bezieht sich auf eine Bearbeitung des durch das vorteilhafte Verfahren gemäß des ersten Aspekts vermessenen Lichtwellenkörpers und gestattet aufbauend auf der zuvor beschriebenen präzisen Positionsermittlung des lichtwellenleitenden Kernkörpers eine besonders genaue Bearbeitung des aufgespannten Lichtwellenleiters.

[0064] Bei der bereitgestellten numerischen Werkzeugmaschine handelt es sich dabei vorzugsweise um eine 5-Achs-Maschine, bei der der Maschinentisch über zwei Rundachsen gegenüber einem Maschinengestell verfahrbar ist und die Bearbeitungsvorrichtung über drei Linearachsen gegenüber dem Maschinengestell verfahrbar ist Dadurch wird eine besonders flexible und nahezu unbeschränkte Positionierung von dem aufgespannten Lichtwellenleiter und der Arbeitsspindel ermöglicht, die entsprechend nahezu unbeschränkte Bearbeitungsmöglichkeiten mit sich bringt

[0065] In einer bevorzugten Ausführungsform erfolgt zum Ermitteln der Position des lichtwellenleitenden Kernkörpers ein Aufnehmen der Detektionsvorrichtung und wahlweise der Lichtquellenvorrichtung des optischen Messsystems, die insbesondere als einheitliche Messvorrichtung ausgebildet sein können, durch die Arbeitsspindel der Werkzeugmaschine und zum Bearbeiten des aufgespannten Lichtwellenleiters erfolgt ein Aufnehmen des Werkzeugs durch die Arbeitsspindel der Werkzeugmaschine.

[0066] Dadurch fungiert die Arbeitsspindel in vorteilhafter Weise sowohl als Schnittstelle für das optische Messsystem als auch für das Werkzeug, wodurch Fehler bei der Positionsermittlung im Hinblick auf die anschließende Bearbeitung besonders gering ausfallen.

[0067] In einer bevorzugten Ausführungsform ist das Bearbeiten des aufgespannten Lichtwellenleiters ein materialabtragendes Bearbeiten. Der Materialabtrag kann vorzugsweise durch ein zerspanendes Werkzeug oder durch ein laserbasiertes Werkzeug mittels Laserstrahlung erfolgen.

[0068] Zur Vorbereitung eines thermischen Ziehprozesses erfolgt so ein Materialabtrag um beispielsweise Einspannabschnitte auf dem Mantelkörper oder Bohrungen/Kanäle für ein fluidbasiertes Erhitzen zu schaffen. Durch Kenntnis der Position des Kernkörpers kann dabei in vorteilhafter Weise eine Beschädigung desselbigen bei der Bearbeitung vermeiden werden. Vielmehr kann der Materialabtrag in einer vorgegebenen Relation zum Kernkörper unter Einhaltung besonders niedriger Toleranzen erfolgen.

[0069] In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst das von der Arbeitsspindel zum Bearbeiten des Lichtwellenleiters aufgenommene Werkzeug einen Schwingungserzeuger, der eingerichtet ist, einen zum Materialabtrag vorgesehenen Teil des Werkzeugs während des Bearbeitens des aufgespannten Lichtwellenleiters zu Schwingungen anzuregen, insbesondere mit einer Schwingungsfrequenz im Ultraschallbereich.

[0070] Dadurch werden nicht nur die für die Bearbeitung notwendigen Prozesskräfte erheblich reduziert, sondern es wird auch eine Bearbeitung des üblicherweise aus einem hartspröden Material bestehenden Mantelkörpers mit vergleichsweiser hoher Oberflächengüte, z.B. mit geringer Rauigkeit und unter Einhaltung niedriger Fertigungstoleranzen, ermöglicht

[0071] Insbesondere im Hinblick auf einzubringende Kanäle zum späteren Durchleiten eines erhitzenden Fluids im Zuge des thermischen Ziehprozesses ist eine derartig hohe Oberflächengüte von Vorteil, da so eine weitestgehend laminare Strömung ohne Turbulenzen in einem Grenzbereich zu den Kanalwänden umgesetzt werden kann.

[0072] In einer bevorzugten Ausführungsform erfolgt zum Bereitstellen einer Position einer Mittellinie des Kernkörpers des aufgespannten Lichtwellenleiters an der Steuervorrichtung das Ermitteln der Position des lichtwellenleitenden Kernkörpers des aufgespannten Lichtwellenleiters gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens gemäß des ersten Aspekts, bei der eine Position besagter Mittellinie des aufgespannten Lichtwellenleiters bezüglich der Werkzeugmaschine ermittelt wird. Das Bearbeiten des aufgespannten Lichtwellenleiters umfasst hierbei ein Einbringen zumindest eines Kanals, vorzugsweise ein Einbringen von zumindest zwei Kanälen, in den Mantelkörper des aufgespannten Lichtwellenleiters, wobei der einzubringende Kanal oder die einzubringenden Kanäle von der ersten Endfläche aus im Wesentlichen parallel zur Mittellinie des Kernkörpers zumindest teilweise durch den Mantelkörper verlaufen, insbesondere durchgängig bis hin zur zweiten Endfläche.

[0073] Durch das parallele Einbringen des Kanals bzw. der Kanäle wird der Lichtwellenleiter optimal für einen thermischen Ziehprozess vorbereitet, da auf diese Weise insbesondere eine Wärmeübertragung zwischen dem in dem Kanal strömenden Fluid und dem parallel dazu verlaufenden Kernkörper konstant bleibt und nicht durch einen veränderlichen Abstand bedingt schwankt. Auf diese Weise kann ein besonders geleichmäßiger thermischer Ziehprozess ermöglicht werden mit einer gleichmäßigen Verformung des Kernkörpers. Das Einbringen kann hierbei durchgehend von einer Endfläche aus erfolgen oder aber jeweils nur teilweise von der ersten Endfläche aus und anschließend von der zweiten Endfläche aus, wobei sich die beiden Teilkanäle vereinen.

[0074] Unter im Wesentlichen parallel ist hierbei zu verstehen, dass trotz präziser Positionsermittlung der Mittellinie Abweichungen bei der Fertigung nicht vollends vermieden werden können. Im Wesentlichen parallel ist daher als parallel im Rahmen der durch die Werkzeugmaschine einhaltbaren Genauigkeit zu verstehen.

[0075] In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst das Einbringen des zumindest einen Kanals in den Mantelkörper dabei ein Ausrichten des Maschinentischs und der Bearbeitungsvorrichtung durch Ansteuern von ein oder mehreren Achsen der Vielzahl numerisch steuerbarer Achsen in Abhängigkeit der der Steuervorrichtung bereitgestellten Position der Mittellinie des Kernkörpers, derart, dass die Mittellinie des Kernkörpers im Wesentlichen parallel zu einer Verlängerung einer Spindelachse der werkzeugtragenden Arbeitsspindel verläuft, und ein relatives Verfahren der werkzeugtragenden Arbeitsspindel und des Maschinentischs in eine Vorschubrichtung entlang der Spindelachse.

[0076] Auf diese Weise wird die Mittellinie des Kernkörpers exakt parallel zur Vorschubrichtung der Spindelachse ausgerichtet, sodass beim Einbringen des Kanals lediglich die für die Vorschubbewegung entlang der Spindelachse eingerichtete numerisch steuerbare Achse angesteuert werden muss. Die eigentliche Bearbeitungsbewegung wird somit steuerungstechnisch besonders einfach gehalten.

[0077] Gemäß eines dritten Aspekts der Erfindung wird eine Werkzeugmaschine zum Bearbeiten eines Lichtwellenleiters bereitgestellt, der zumindest einen lichtwellenleitenden Kernkörper und einen diesen umschließenden Mantelkörper aufweist, die sich von einer ersten Endfläche des Lichtwellenleiters bis zu einer zweiten Endfläche des Lichtwellenleiters erstrecken. Die Werkzeugmaschine ist als eine numerische gesteuerte Werkzeugmaschine ausgeführt und umfasst zumindest einen Maschinentisch, eine Bearbeitungsvorrichtung mit einer zur Aufnahme eines Werkzeugs eingerichteten Arbeitsspindel, eine zum Steuern der Werkzeugmaschine eingerichtete Steuervorrichtung und eine Vielzahl über die Steuervorrichtung numerisch steuerbarer Achsen zum relativen Verfahren von Maschinentisch und Bearbeitungsvorrichtung. Ein optisches Messsystem ist an der Werkzeugmaschine anordenbar, das eine Lichtquellenvorrichtung und eine Detektionsvorrichtung umfasst und mit der Steuervorrichtung koppelbar ist. Die Steuervorrichtung ist dabei bei an der Werkzeugmaschine angeordnetem optischen Messsystem dazu eingerichtet ist, mittels des optischen Messsystems eine erste Endfläche eines auf dem Maschinentisch aufgespannten Lichtwellenleiters zu vermessen, wobei die Steuervorrichtung zumindest eingerichtet ist, die Lichtquellenvorrichtung derart anzusteuern, dass diese den aufgespannten Lichtwellenleiter bestrahlt, die Detektionsvorrichtung eingerichtet ist, eine von der ersten Endfläche des bestrahlten aufgespannten Lichtwellenleiters ausgehende Abstrahlung zu erfassen und diese beschreibende Erfassungsdaten an eine Auswertungseinheit der Steuervorrichtung zu übermitteln. Die Auswertungseinheit ist dabei dazu eingerichtet ist, auf Basis der übermittelten Erfassungsdaten eine bezüglich des Mantelkörpers relative Position eines Mittelpunkts des Kernkörpers auf der ersten Endfläche des aufgespannten Lichtwellenleiters zu ermitteln.

[0078] Die Werkzeugmaschine ist somit zur Durchführung von Verfahren gemäß des ersten und des zweiten Aspekts der Erfindung eingerichtet, mit allen diesbezüglich bereits erläuterten Vorteilen sowie den bevorzugten Ausführungsformen.

[0079] Vorzugsweise ist das optische Messsystems dabei als Teil der Werkzeugmaschine ausgeführt.

[0080] In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Auswertungseinheit der Steuervorrichtung eingerichtet, eine Position der ersten Endfläche des aufgespannten Lichtwellenleiters bezüglich der Werkzeugmaschine, insbesondere bezüglich des Maschinentischs, zu ermitteln, insbesondere mittels eines taktilen Messsystems, und ferner eingerichtet ist, eine Position des Mittelpunkts des Kernkörpers auf der ersten Endfläche des aufgespannten Lichtwellenleiters bezüglich der Werkzeugmaschine, insbesondere bezüglich des Maschinentischs, auf Basis der bezüglich der Werkzeugmaschine ermittelten Position der ersten Endfläche des aufgespannten Lichtwellenleiters und der bezüglich des Mantelkörpers ermittelten relativen Position des Mittelpunkts des Kernkörpers auf der ersten Endfläche zu ermitteln.

[0081] In einer bevorzugten Ausführungsform ist das optische Messsystem derart ausgeführt, dass beim Vermessen der ersten Endfläche die Lichtquellenvorrichtung die zweite Endfläche des aufgespannten Lichtwellenleiters bestrahlt [0082] In einer bevorzugten Ausführungsform ist das optische Messsystem derart ausgeführt, dass beim Vermessen der ersten Endfläche die Lichtquellenvorrichtung die erste Endfläche des aufgespannten Lichtwellenleiters bestrahlt

[0083] In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst das optische Messsystem das optische Messsystem weiterhin eine Reflexionsvorrichtung zum Reflektieren der von der Lichtquellenvorrichtung bereitgestellten Bestrahlung, die beim Vermessen der ersten Endfläche gegenüber der zweiten Endfläche des aufgespannten Lichtwellenleiters angeordnet und dieser zugewandt ist

[0084] In einer bevorzugten Ausführungsform ist bei angeordnetem optischen Messsystem zumindest die Detektionsvorrichtung an einem gegenüber einem Maschinengestell der Werkzeugmaschine beweglichen Maschinenteil angeordnet, insbesondere an einer gegenüber dem Maschinengestell verfahrbaren Bearbeitungsvorrichtung.

[0085] In einer bevorzugten Ausführungsform ist bei angeordnetem optischen Messsystem zumindest die Detektionsvorrichtung durch die Arbeitsspindel der Bearbeitungsvorrichtung aufgenommen.

[0086] Vorzugsweise sind Lichtquellenvorrichtung und Detektionsvorrichtung als einheitliche Messvorrichtung ausgeführt.

[0087] In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Steuervorrichtung eingerichtet, zum Bearbeiten des aufgespannten Lichtwellenleiters zumindest ein der Vielzahl von numerisch steuerbaren Achsen in Abhängigkeit eines oder mehrerer Ermittlungsergebnisse der Auswertungseinheit der Steuervorrichtung anzusteuern.

[0088] Unter den Ermittlungsergebnissen sind dabei jedwede im Zuge des Vermessens der ersten und/oder der zweiten Endfläche des aufgespannten Lichtwellenleiters ermittelten Positionen zu verstehen.

[0089] In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst die Werkzeugmaschine zur materialabtragenden Bearbeitung des aufgespannten Lichtwellenleiters ein von der Arbeitsspindel aufgenommenes Werkzeug mit einem Schwingungserzeuger, der eingerichtet ist, einen zum Materialabtrag vorgesehenen Teil des Werkzeugs während des Bearbeitens des aufgespannten Lichtwellenleiters zu Schwingungen anzuregen, insbesondere mit einer Schwingungsfrequenz im Ultraschallbereich.

[0090] Gemäß eines vierten Aspekts wird eine Steuervorrichtung zum Einsatz an einer Werkzeugmaschine gemäß des dritten Aspekts der Erfindung bereitgestellt

[0091] Auf diese Weise kann eine bestehende Werkzeugmaschine verhältnismäßig einfach um die Funktionalitäten der erfindungsgemäßen Werkzeugmaschine gemäß des dritten Aspekts erweitert werden, insbesondere um die durch die Auswertungseinheit bereitgestellten Möglichkeiten zur Positionsermittlung des lichtwellenleitenden Kernkörpers.

[0092] Weitere bevorzugte Ausführungsformen und deren Vorteile als auch speziellere Ausführungsbeispiele der zuvor genannten Aspekte und Merkmale werden im Folgenden unter Zuhilfenahme der in den beigefügten Figuren gezeigten Zeichnungen beschrieben:

■ Fig. la und 1b zeigen perspektivische Ansichten schematisch beispielhafter Lichtwellenleiter vor einer Bearbeitung.

■ Fig. 2a und 2b zeigen jeweils einen schematischen Aufbau zur Durchführung des Verfahrens gemäß eines ersten und eines zweiten Ausführungsbeispiels des ersten Aspekts der Erfindung.

■ Fig. 3 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Teils des Aufbaus aus Fig. 2a und 2b mit Maschinentisch, Einspannvorrichtung und Lichtwellenleiter.

■ Fig. 4 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Teils einer Werkzeugmaschine gemäß eines Ausführungsbeispiels des dritten Aspekts der Erfindung.

■ Fig. 5a zeigt ein Ablaufdiagramm eines beispielhaften Ablaufs eines Verfahrens gemäß eines Ausführungsbeispiels des ersten Aspekts der Erfindung.

■ Fig. 5b zeigt ein auf dem Ablaufdiagramm aus Fig. 5a aufbauendes Ablaufdiagramm eines beispielhaften Ablaufs eines Verfahrens gemäß eines Ausführungsbeispiels des zweiten Aspekts der Erfindung.

[0093] Es wird hervorgehoben, dass die vorliegende Erfindung in keiner Weise auf die nachfolgend beschriebenen Ausführungsbeispiele und deren Ausführungsmerkmale begrenzt ist. Die Erfindung umfasst weiterhin Modifikationen der genannten Ausführungsbeispiele, insbesondere diejenigen, die aus Modifikationen und/oder Kombinationen einzelner oder mehrerer Merkmale der beschriebenen Ausführungsbeispiele im Rahmen des Schutzumfanges der unabhängigen Ansprüche hervorgehen.

Ausführliche Figurenbeschreibung

[0094] Fig. la und 1b zeigen perspektivische Ansichten schematisch beispielhafter

Lichtwellenleiter vor einer Bearbeitung.

[0095] Fig. la zeigt einen zylindrisch geformten Lichtwellenleiter 10, der einen lichtwellenleitenden Kernkörper 1 und einen diesen umschließenden Mantelkörper 2 umfasst. Kernkörper 1 und Mantelkörper 2 erstrecken sich bezogen auf eine Längsachse des Lichtwellenleiters 10 von einer ersten Endfläche 3 bis zu einer zweiten Endfläche 4 des Lichtwellenleiters 10. Zur Beschreibung der Position des Kernkörpers 1 bezüglich des Mantelkörpers 2 als Bezugsystem ist ein exemplarisches lichtwellenleiterfestes bzw. mantelkörperfestes Koordinatensystem 11 gezeigt, dessen Ursprung im Mittelpunkt der ersten Endfläche 3 liegt, wobei die Basisvektoren x _L und y _L in der Ebene der ersten Endfläche 3 liegen und der Basisvektor z _L entlang einer Mittellinie 9 des Lichtwellenleiters 10 verläuft

[0096] Die zu vermessenden und anschließend zu bearbeitenden Lichtwellenleiter weisen üblicherweise, wie hier gezeigt, eine im Wesentlichen zylindrische Form auf, wobei auch der im Inneren des Mantelkörpers 2 verlaufende Kernkörper 1 im Wesentlichen zylindrisch ist. Die Erfindung soll aber nicht auf den Einsatz an lediglich derartig geformten Lichtwellenleiter beschränkt sein.

[0097] Fertigungsbedingt verläuft der Kernkörper 1 entlang einer einen Mittelpunkt 5 auf der ersten Endfläche 3 und einen Mittelpunkt 6 auf der zweiten Endfläche 4 verbindenden Mittellinie 7 in der Regel nicht exakt mittig im Mantelkörper 2. So verläuft im dargestellten Beispiel in Fig. la der Kernkörper 1 parallel und beabstandet zur Mittelinie 9 des Lichtwellenleiters 10.

[0098] Unter Mittelpunkten sind Flächenmittelpunkte der jeweiligen Querschnittflächen auf der ersten und zweiten Endfläche 3, 4 zu verstehen, wobei eine Querschnittfläche des Lichtwellenleiters gerade der ersten oder zweiten Endfläche 3, 4 selbst entspricht.

[0099] Zur Beschreibung der Position des Kernkörpers 1 können hierbei ein Ortsvektor Fi zum Mittelpunkt 5 auf der ersten Endfläche 3 oder zum Mittelpunkt 6 auf der zweiten Endfläche 4 sowie der eine Richtung der Mittellinie 7 des Kernkörpers 1 beschreibende Richtungsvektor 8 eingesetzt werden.

[0100] Im Gegensatz zu dem eher spezielleren Fall aus Fig. la zeigt Fig. 1b einen beispielhaften Lichtwellenleiter 10 mit einer allgemeineren Position des Kernkörpers 1 bezüglich des Mantelkörpers 2, bei der die Mittellinie 7 des Kernkörpers 1 eben nicht parallel zur Mittellinie 9 des Lichtwellenleiters 10 verläuft Ausgehend vom Mittelpunkt s auf der ersten Endfläche 3 steht der Richtungsvektor 8 der Mittellinie 7 des Kernkörpers 1 nicht orthogonal auf der ersten Endfläche 3, sondern weist entsprechende Neigungswinkel gegenüber einer Flächennormalen (die hier parallel zu z _L verläuft) der ersten Endfläche 3 auf (siehe auch Fig. 3).

[0101] Wie aus den Beispielen in den Fig. la und 1b hervorgeht, kann die Position des Kernkörpers 1 bezüglich des Mantelkörpers 2 fertigungsbedingt stark unterschiedlich ausfallen, sodass eine entsprechende Positionsermittlung erforderlich ist, um eine genaue Bearbeitung des Lichtwellenleiters 10 zu gewährleisten. Dies wird besonders vorteilhaft durch das Verfahren gemäß des ersten Aspekts der Erfindung gelöst, im Zuge dessen zumindest die Position des Mittelpunkts 5 auf der ersten Endfläche 3 bestimmt wird. Besonders vorteilhaft wird zusätzlich die Position des Mittelpunkts 6 auf der zweiten Endfläche 4 sowie der daraus ableitbare Richtungsvektor 8 der die Mittelpunkte 5 und 6 verbindenden Mittellinie 7 ermittelt. [0102] Im Folgenden werden basierend auf der vorstehenden Beschreibung des Lichtwellenleiters Ausführungsbeispiele der Verfahren sowie der Werkzeugmaschine erläutert

[0103] Fig. 2a zeigt einen schematischen Aufbau zur Durchführung des Verfahrens gemäß eines ersten Ausführungsbeispiels des ersten Aspekts der Erfindung zur Positionsermittlung des lichtwellenleitenden Kernkörpers 1 des aufgespannten Lichtwellenleiters 10 bei einem Vermessen der ersten Endfläche 3 mit einem Bestrahlen der selbigen an einer teilweise dargestellten Werkzeugmaschine gemäß des dritten Aspekts.

[0104] Der Lichtwellenleiter 10 ist über eine Einspannvorrichtung 30 auf einem Maschinentisch 20 der hier nicht vollständig dargestellten Werkzeugmaschine aufgespannt, wobei eine Befestigung der Einspannvorrichtung 30 auf einer Oberseite des Maschinentischs 20 über entsprechende Befestigungsbolzen 34 erfolgt Der Maschinentisch kann über eine Rundachse mit einem Antrieb 22 um die erste Rotationsachse Ri rotiert werden, z.B. relativ zu einem Maschinengestell oder einem Schwenkarm eines Drehschwenktisches (siehe auch Fig. 4).

[0105] Der Aufbau zur Positionsermittlung umfasst ein optisches Messsystems 200, das eine Lichtquelle 211 und eine Mikroskopkamera 212, die als einheitliche Messvorrichtung 210 innerhalb des gleichen Gehäuses ausgeführt sind, sowie einen Reflektor 220. Der Strahlengang von Lichtquelle 211 und Mikroskopkamera 212 erfolgt dabei durch die gleiche Öffnung im Gehäuse der Messvorrichtung 210 und bedient sich hierzu eines halbdurchlässigen Spiegels 213. Das optische Messsystem 200 ist dabei, auch wenn hier nicht explizit dargestellt, an der Werkzeugmaschine angeordnet und es sei angemerkt, dass der gezeigte Aufbau keinesfalls auf eine Mikroskopkamera beschränkt ist, sondern jedwede Detektionsvorrichtung eingesetzt werden kann, die zumindest einen Teil der von der Lichtquelle ausgehenden Strahlung erfassen kann.

[0106] Die Messvorrichtung 210 ist beim Vermessen der ersten Endfläche 3 der selbigen zugewandt, wobei eine von der Lichtquelle 211 ausgehende Bestrahlung über den halbdurchlässigen Spiegel 213 auf die erste Endfläche 3 trifft und dort teilweise transmittiert und reflektiert wird. Der bis zur zweiten Endfläche 4 geleitete transmittierte Anteil wird nach Austritt aus dem Lichtwellenleiter dabei größtenteils durch den der zweiten Endfläche 4 zugewandten Reflektor zurück auf die zweite Endfläche 4 reflektiert, derart, dass sich eine von der ersten Endfläche ausgehende Abstrahlung in Richtung Messvorrichtung 210 im Wesentlichen aus reflektierten Anteilen an der ersten Endfläche 3 und am Reflektor 220 reflektierten Anteilen der Bestrahlung zusammensetzt.

[0107] Die von der ersten Endfläche 3 ausgehende Bestrahlung tritt durch den halbdurchlässigen Spiegel 213 und wird von der dahinter angeordneten Mikroskopkamera 212 erfasst. [0108] Das optische Messsystem 200 ist mit einer Steuervorrichtung 50 der Werkzeugmaschine gekoppelt, die zumindest eine Auswertungseinheit 51 umfasst Vorzugsweise umfasst die Steuervorrichtung 50 ferner eine Steuereinheit 52 zur Steuerung der numerisch steuerbaren Achsen der Werkzeugmaschine sowie eine Speichereinheit 53, in der empfangene Daten als auch Steuerprogramme für die Werkzeugmaschine zur Abrufung speicherbar sind.

[0109] Die von der Mikroskopkamera 212 erfasste Abstrahlung wird entweder von der Mikroskopkamera 212 in entsprechende Bilddaten umgewandelt und an die Auswertungseinheit 51 der Steuervorrichtung 50 übermittelt, oder aber es werden direkt die erfassten Rohdaten (Erfassungsdaten) übermittelt.

[0110] Die Auswertungseinheit 51 ist eingerichtet, auf Basis der übermittelten Daten eine Position eines Mittelpunkts des Kernkörpers 1 des aufgespannten Lichtwellenleiters 10 auf der ersten Endfläche 3 zu ermitteln. Hierzu können jedwede aus dem Stand der Technik gängige Verfahren im Rahmen der Bild- und Mustererkennung zum Einsatz kommen, die basierend auf den Unterschieden der Abstrahlungsanteile von Kern- und Mantelkörper 1, 2 die selbigen als unterschiedliche Objekte in den ausgewerteten Erfassungsdaten erkennen und über beliebige mathematische Verfahren, in der Regel Numerik basiert, den Mittelpunkt des Kernkörpers 1 sowie dessen Lage bezüglich des Mantelkörpers 2 auf der ersten Endfläche 3 bestimmen.

[0111] Die Ausgabe der durch die Auswertungseinheit 51 ermittelten Position erfolgt dabei in einer durch die Steuervorrichtung 50 verwertbaren Form, sodass eine anschließende Bearbeitung des aufgespannten Lichtwellenleiters 10 in Abhängigkeit besagter ermittelter Position erfolgen kann.

[0112] Vorzugsweise wird die bezüglich des Mantelkörpers 2 ermittelte Position des Mittelpunkts des Kernkörpers 1 direkt mit einer Position des Lichtwellenkörpers 10 bezüglich der Werkzeugmaschine, z.B. bezüglich des Maschinentischs 20, verrechnet, um so eine Position des Mittelpunkts bezüglich der Werkzeugmaschine zu erhalten. Die Position des Lichtwellenleiters kann beispielsweise durch einen Ortsvektor eines lichtwellenleiterfesten Punktes im maschinentischfesten Koordinatensystem 21 angegeben werden (siehe auch Fig. 3).

[0113] Nach erfolgtem Vermessen der ersten Endfläche 3 des Lichtwellenleiters 10 kann dieser durch eine Rotation des Maschinentischs 20 um die erste Rotationsachse Ri um 180° rotiert werden, sodass in analoger Weise ein Vermessen der zweiten Endfläche 4 erfolgen kann. In diesem Sinne erfolgt bevorzugt die Positionsermittlung vollständig automatisch durch die Steuervorrichtung 50, die nach Erhalt der Bild- oder Erfassungsdaten zur ersten Endfläche 3 selbstständig ein Neuausrichten zum Vermessen der zweiten Endfläche 4 instruiert und dabei (wie auch beim Vermessen der ersten Endfläche 3) auch Lichtquelle 211 und Mikroskopkamera 212 ansteuert. [0114] Fig. 2b zeigt einen schematischen Aufbau zur Durchführung des Verfahrens gemäß eines zweiten Ausführungsbeispiels des ersten Aspekts der Erfindung zur Positionsermittlung des lichtwellenleitenden Kernkörpers 1 des aufgespannten Lichtwellenleiters 10 bei einem Vermessen der ersten Endfläche 3 mit einem Bestrahlen der zweiten Endfläche 4 an einer teilweise dargestellten Werkzeugmaschine gemäß des dritten Aspekts.

[0115] Der in Fig. 2b gezeigte Aufbau entspricht weitestgehend dem aus Fig. 2a, wobei sich das optische Messsystem 200 und dementsprechend der Verfahrensablauf zur Positionsermittlung unterscheidet.

[0116] In Fig. 2b sind Leuchtquelle 211 und Detektionsvorrichtung ebenfalls als einheitlich Messvorrichtung 210 ausgeführt, allerdings wird im Gegensatz zum Aufbau aus Fig. 2a die zweite Endfläche 4 des aufgespannten Lichtwellenleiters 10 bestrahlt. Hierzu ist die Messvorrichtung 210 beispielhaft U-förmig ausgebildet mit einem den Lichtwellenleiter 10 überspannenden Steg 214, der eine Anordnung des Lichtwellenleiters 10 zwischen der Mikroskopkamera 212 und der Lichtquelle 211 gestattet.

[0117] In diesem Fall handelt es sich der von der ersten Endfläche 3 ausgehenden und von der Detektionsvorrichtung 212 erfassten Abstrahlung im Wesentlichen um durch den Lichtwellenleiter 10 transmittierte Anteile der durch die Lichtquelle 211 erfolgenden Bestrahlung der zweiten Endfläche 4. Die darauf aufbauende Auswertung durch die Auswertungseinheit 51 verläuft identisch zum Ablauf in Fig. 2a.

[0118] Fig. 3 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Teils des Aufbaus aus Fig. 2a und 2b mit Maschinentisch 20, Einspannvorrichtung 30 und aufgespanntem Lichtwellenleiter 10, wobei die vereinfachte Darstellung des Lichtwellenleiters 10 durch eine Darstellung gemäß Fig. 1b ersetzt wurde.

[0119] In Ergänzung zu den Darstellungen in Fig. 2a und 2b zeigt Fig. 3 einen detaillierten Aufbau der Einspannvorrichtung 30, die einen unteren Teil 31 sowie einen oberen Teil 32 umfasst, zwischen denen der Lichtwellenleiters 10 eingespannt ist. Die Einspannung erfolgt hierbei über entsprechende Spannbolzen (hier nicht dargestellt), die durch die oberseitigen Bohrungen 35 in den oberen Teil 32 eingeführt und mit einem passenden Gewindegegenstück im unteren Teil 31 verschraubt werden, um so den zwischen dem unteren und dem oberen Teil 31, 32 liegenden Lichtwellenleiter 10 zu fixieren.

[0120] Die Einspannvorrichtung 30 selbst wird über die Befestigungsbolzen (siehe Fig. 2a, 2b), die durch die Bohrungen 33 geführt werden, auf einer Oberseite des Maschinentischs 20 fixiert, wodurch der Lichtwellenleiters 10 auf dem Maschinentisch 20 aufgespannt ist [0121] In Ergänzung zu Fig. 2a und 2b weist der Maschinentisch 20 zudem eine zweite Rundachse auf, mit der dieser um eine zweite Rotationsachse R2, die in Fig. 3 orthogonal zur ersten Rotationsachse Ri verläuft, verdreht werden kann.

[0122] Es folgt eine beispielhafte Beschreibung einer Position der Mittellinie 7 des Kernkörpers 1 des aufgespannten Lichtwellenleiters 10 bezüglich der Werkzeugmaschine bzw. des Maschinentisches 20 der Werkzeugmaschine als entsprechend gewähltem Bezugssystem der Werkzeugmaschine.

[0123] Für die Beschreibung bezüglich des Maschinentischs 20 wurde ein orthonormales und maschinentischfestes Koordinatensystem 21 gewählt Der Ursprung des Koordinatensystems 21 wurde exemplarisch in den Mittelpunkt des Maschinentisches 20 gelegt, wobei Basisvektoren x _M und y _M parallel zur Oberseite des Maschinentischs 20 verlaufen und Basisvektor z _M orthogonal zu dieser steht.

[0124] Durch Vermessen der ersten Endfläche 3 und der zweiten Endfläche 4 im Sinne einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens gemäß des ersten Aspekts der Erfindung können sowohl der Mittelpunkt 5 auf der ersten Endfläche 3 als auch der Mittelpunkt 6 auf der zweiten Endfläche 4 bezüglich des Mantelkörpers 2 bzw. des Lichtwellenleiters 10 selbst angegeben werden. Exemplarisch ist hierzu lediglich der im lichtwellenleiterfesten Koordinatensystem 11 verlaufende Ortsvektor Fi dargestellt Durch Vektoraddition mit einem hier nicht dargestellten Äquivalent für den Mittelpunkt 6 auf der zweiten Endfläche 4 wird der Richtungsvektor 8 der Mittellinie 7 ermittelt, der beispielsweise über die dargestellten Neigungswinkel a und ß in Bezug auf di erste Endfläche 3 beschrieben werden kann.

[0125] Die Lage des Lichtwellenleiters 10 wird durch den Ortsvektor F _o vom Ursprung des maschinentischfesten Koordinatensystems 22 zum Ursprung des lichtwellenleiterfesten Koordinatensystems 11 beschrieben, woraus sich mit Hilfe des Ortsvektors Fi der Mittelpunkt 5 bezüglich des Maschinentischs 20 angeben lässt Der Ortsvektor F _o lässt sich beispielsweise mitHilfe eines taktilen Messsystem der Werkezugmaschine bestimmen, mit dem zumindest die erste Endfläche zwecks Positionsbestimmung angetastet wird. Die Orientierung der Mittellinie 7 bezüglich des Maschinentisch lässt sich analog über den Richtungsvektor 8 beschreiben.

[0126] Die Basisvektoren der in Fig. 3 gezeigten Koordinatensysteme 11 und 21 verlaufen jeweils paarweise parallel, sodass eine Beschreibung der Orientierung der ersten Endfläche 3 in Bezug auf den Maschinentisch 20, z.B. durch Neigungswinkel, nicht erforderlich bzw. trivial ist An dieser Stelle ist anzumerken das die erste Endfläche einspannungsbedingt oder auch fertigungsbedingt durchaus gegenüber dem Koordinatensystem 21 des Maschinentisches 20 geneigt sein kann und entsprechende Neigungswinkel zur Angabe einer Position der ersten Endfläche 3 bezüglich des Maschinentisches 20 zu ermitteln sind. Hierfür kommt beispielsweise ein Antasten mehrere Oberflächenpunkte des Lichtwellenleiters bzw. der ersten Endfläche 3 mit dem taktilen Messsystem in Frage, wodurch die Ebene der ersten Endfläche 3 unter anderem im maschinentischfesten Koordinatensystem 22 beschrieben werden kann.

[0127] Fig. 4 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Teils einer Werkzeugmaschine 100 gemäß eines Ausführungsbeispiels des dritten Aspekts der Erfindung mit einem im Wesentlichen dem in Fig. la entsprechenden Aufbau zum Vermessen einer ersten Endfläche 3 eines aufgespannten Lichtwellenleiters 10.

[0128] Die Werkzeugmaschine 100 ist als 5-Achs-Maschine ausgeführt und umfasst ein Maschinengestell 60, eine gegenüber diesem über drei Linearachsen entlang der Richtungen Li, L2 und L3 (jeweils vor und zurück) verfahrbare Bearbeitungsvorrichtung 40, die eine Arbeitsspindel 41 trägt, und einen relativ zum Maschinengestell 60 um zwei Rundachsen als Drehschwenktisch ausgeführten Maschinentisch 20, auf dessen Oberseite eine Einspannvorrichtung 30 mit einem darin eingespannten Lichtwellenleiter 10 befestigt ist. Die hier nicht dargestellte Rotationsachse der ersten Rundachse verläuft orthogonal zur Tischoberfläche auf der die Einspannvorrichtung 3 befestigt ist und die Rotationsachse R2 der zweiten Rundachse verläuft wiederum orthogonal zur Rotationsachse der ersten Rundachse.

[0129] In der dargestellten Konfiguration ist eine einheitliche Messvorrichtung 210 in der Arbeitsspindel 41 aufgenommen, wobei die Messvorrichtung im Wesentlichen der in Fig. la gezeigten Messvorrichtung entspricht und in deren Innerem eine Mikroskopkamera und eine Lichtquelle angeordnet sind.

[0130] Messvorrichtung 210 und Lichtwellenleiter 10 können durch Verfahrbewegungen relativ zueinander positioniert werden, wobei die dargestellte Ausrichtung zwecks Vermessen der ersten Endfläche 3 des aufgespannten Lichtwellenleiters 10 nach einem Verfahren gemäß des ersten Aspekts der Erfindung eingenommen wurde, im Zuge dessen der über Rotationsbewegungen des Maschinentischs 20 vertikal ausgerichtete Lichtwellenleiter 10 an seiner ersten Endfläche 3 bestrahlt wird.

[0131] Unterhalb des Maschinentischs 20 ist ein Reflektor 220 angeordnet, der die transmittierte Bestrahlung zurück auf die zweite Endfläche 4 des Lichtwellenleiters 10 reflektiert, sodass diese als Abstrahlung von der auf die ersten Endfläche 3 gerichteten Mikroskopkamera der Messvorrichtung 210 erfasst wird, um so den Kontrast zu erhöhen.

[0132] Die Werkzeugmaschine 100 umfasst eine hier nicht dargestellte Steuervorrichtung, die mit der in der Arbeitsspindel 41 aufgenommenen Messvorrichtung 210 gekoppelt ist und eine Auswertungseinheit zur Auswertung der von der Mikroskopkamera erfassten Abstrahlung zum Ermitteln einer relativen Position eines Mittelpunkts des Kernkörpers auf der ersten Endfläche 3 bezüglich des Mantelkörpers umfasst [0133] Fig. 5a zeigt ein Ablaufdiagramm eines beispielhaften Ablaufs eines Verfahrens gemäß eines Ausführungsbeispiels des ersten Aspekts der Erfindung.

[0134] In Schritt Sl erfolgt ein Aufspannen eines Lichtwellenleiters auf einem Maschinentisch einer numerisch gesteuerten Werkzeugmaschine, an der ein optisches Messsystem, das zumindest eine Lichtquellenvorrichtung und eine Detektionsvorrichtung umfasst, angeordnet ist Der Lichtwellenleiter weist zumindest einen lichtwellenleitenden Kernkörper und einen diesen umschließenden Mantelkörper auf, die sich von einer ersten Endfläche des Lichtwellenleiters bis zu einer zweiten Endfläche des Lichtwellenleiters erstrecken.

[0135] In den Schritten S2 bis S5 erfolgt ein Vermessen der ersten Endfläche des aufgespannten Lichtwellenleiters mittels des an der Werkzeugmaschine angeordneten optischen Messsystems.

[0136] In Schritt S2 erfolgt hierzu ein Ausrichten des aufgespannten Lichtwellenleiters gegenüber dem optischen Messsystem.

[0137] In Schritt S3 erfolgt ein Bestrahlen des aufgespannten Lichtwellenleiters mittels der Lichtquellenvorrichtung des optischen Messsystems, insbesondere der ersten oder der zweiten Endfläche des aufgespannten Lichtwellenleiters.

[0138] In Schritt S4 erfolgt ein Erfassen einer von durch das Bestrahlen des Lichtwellenleiters bedingten, von der ersten Endfläche des aufgespannten Lichtwellenleiters ausgehenden Abstrahlung mittels der Detektionsvorrichtung des optischen Messsystems.

[0139] In Schritt S5 erfolgt ein Ermitteln einer bezüglich des Mantelkörpers relativen Position eines Mittelpunkts des Kernkörpers auf der ersten Endfläche des aufgespannten Lichtwellenleiters auf Basis der in Schritt S4 erfassten Abstrahlung.

[0140] Fig. 5b zeigt ein Ablaufdiagramm eines beispielhaften Ablaufs eines Verfahrens gemäß eines Ausführungsbeispiels des zweiten Aspekts der Erfindung.

[0141] In einem ersten Schritt Sl* erfolgt eine Positionsermittlung eines lichtwellenleitenden Kernkörpers eines im Zuge des Verfahrens zu bearbeitenden Lichtwellenkörpers an einer numerisch gesteuerten Werkzeugmaschine mit einem Maschinentisch und einer Bearbeitungsvorrichtung mit einer zur Aufnahme eines Werkzeugs eingerichteten Arbeitsspindel, wobei die Werkzeugmaschine eingerichtet ist, den Maschinentisch und die Bearbeitungsvorrichtung relativ zueinander über eine Vielzahl numerisch steuerbarer Achsen zu verfahren. Die Positionsermittlung erfolgt dabei nach einem Verfahren gemäß des ersten Aspekts der Erfindung und entspricht in Fig. 5b gerade dem beschriebenen Ablauf aus Fig. 5a mit den analogen Schritten Sl bis S5. [0142] In Schritt S2* erfolgt ein Bereitstellen einer im Zuge der in Schritt Sl* ermittelten Position an einer zum Steuern der Werkzeugmaschine eingerichteten Steuervorrichtung der numerisch gesteuerten Werkzeugmaschine.

[0143] In Schritt S3* erfolgt letztlich ein Bearbeiten des in Schritt Sl aus Schritt Sl* (nach wie vor) aufgespannten Lichtwellenleiters mittels eines durch die Arbeitsspindel der Werkzeugmaschine aufgenommenen Werkzeugs zumindest in Abhängigkeit der der Steuervorrichtung bereitgestellten ermittelten Position aus Schritt S2*.

[0144] Vorstehend wurden Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung sowie deren Vorteile detailliert unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren beschrieben. [0145] Es wird erneut hervorgehoben, dass die vorliegende Erfindung in keiner Weise auf die vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele und deren Ausführungsmerkmale begrenzt ist Die Erfindung umfasst weiterhin Modifikationen der genannten Ausführungsbeispiele, insbesondere diejenigen, die aus Modifikationen und/oder Kombinationen einzelner oder mehrerer Merkmale der beschriebenen Ausführungsbeispiele im Rahmen des Schutzumfanges der unabhängigen Ansprüche hervorgehen.

Liste der Bezugszeichen

1 Kernkörper

2 Mantelkörper

3 erste Endfläche

4 zweite Endfläche

5 Mittelpunkt des Kernkörpers auf erster Endfläche

6 Mittelpunkt des Kernkörpers auf erster Endfläche

7 Mittelinie des Kernkörpers

8 Richtungsvektor der Mittellinie

9 Mittelinie des Lichtwellenleiters

10 Lichtwellenleiter

11 lichtwellenleiterfestes Koordinatensystem

20 Maschinentisch

21 maschinentischfestes Koordinatensystem

22 Antrieb für erste Rundachse

30 Einspannvorrichtung

31 untere Teil der Einspannvorrichtung

32 oberer Teil der Einspannvorrichtung

33 Bohrungen für Befestigungsbolzen

34 Befestigungsbolzen 35 Bohrungen für Spannbolzen

40 Bearbeitungsvorrichtung

41 Arbeitsspindel

50 Steuervorrichtung

51 Auswertungseinheit

52 Steuereinheit für steuerbare Achsen

53 Speichereinheit

60 Maschinengestell

100 Werkzeugmaschine

200 optisches Messsystem

210 Messvorrichtung

211 Lichtquelle

212 Mikroskopkamera

213 halbdurchlässiger Spiegel

214 Steg

220 Reflektor

Ri erste Rotationsachse

R ₂ zweite Rotationsachse

LI erste translatorische Richtung

L ₂ zweite translatorische Richtung

L ₃ dritte translatorische Richtung