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STAND DER TECHNIK
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Gebiet der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Steuergerät zum Steuern eines Laseroszillators, das mindestens eine Optikeinheit und eine Leistungseinheit aufweist.
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Beschreibung des Stands der Technik
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Im Allgemeinen ist ein Laseroszillator mit einer Laserverarbeitungsmaschine zum Verarbeiten eines Werkstücks verbunden. Wie in der
JP 2006-156 634 A offenbart, weist der Laseroszillator mindestens eine Optikeinheit und eine Leistungseinheit zum Treiben der mindestens einen Optikeinheit auf. Ferner, wenn der Laseroszillator mehrere Optikeinheiten aufweist, kann der Laseroszillator eine Kombinationseinheit zum Kombinieren von Laserstrahlen, die von den Optikeinheiten ausgegeben werden, aufweisen, um den kombinierten Strahl auszugeben. Kurz gesagt weist der Laseroszillator mehrere Einheiten auf.
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US 2006/0237402 A1 beschreibt einen gepulsten YAG-Laseroszillator mit einem Steuergerät für eine erste und zweite Laserlichtabgabeeinheit, einer Überwachungseinheit zum Überwachen der Laseroszillation und einer Befehlseinheit zum Einstellen einer Verzögerungszeit zwischen der Ausgabe der ersten und zweiten Laserlichtabgabeeinheit. Das abgegebene Laserlicht wird mit einer von dem Steuergerät vorgegebenen Referenzpulswellenform verglichen und die erste bzw. zweite Laserlichtabgabeeinheit wird so angesteuert, dass ihre Ausgabe die entsprechende Referenzpulswellenform imitiert.
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DE 102 96 374 B2 beschreibt eine Laservorrichtung, bei der in Abhängigkeit von einem Steuerwert für den Strom oder die Laserlichtabgabe eine Referenzwellenform für den Strom und die Laserlichtabgabe bestimmt wird. Wenn eine Abweichung des tatsächlichen, durch einen Sensor detektierten Werts des Stroms oder der Laserlichtabgabe von einem durch die betreffende Referenzwellenform definierten zulässigen Bereich detektiert wird, wird ein Fehlersignal zu einer Steuervorrichtung abgegeben, die daraufhin einen geeigneten Prozess zum Schutz der Laserdioden, z. B. eine Energieunterbrechung, durchführt.
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KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
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Falls eine Anormalität in irgendeiner der Einheiten auftritt, wenn ein solcher Laseroszillator einen Laserstrahl ausgibt, sollte ein Bediener das Gehäuse des Laseroszillators öffnen, um den Zustand jeder Einheit zu bestätigen. Der Laseroszillator weist mehrere Einheiten auf, in denen Leistungseinheit, eine Optikeinheit und eine Kombinationseinheit enthalten sind, und es erfordert folglich eine erhebliche Zeit, um zu bestimmen, welche Einheit eine Anormalität aufweist.
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Falls ein Alarm ausgegeben wird, um zu informieren, dass eine Anormalität aufgetreten ist, wenn ein Laserstrahl ausgegeben wird, und wenn dann das Innere des Laseroszillators geprüft wird, sollte der Laseroszillator elektrisch und physisch von dem Laserverarbeitungsmaschinensystem getrennt werden. In Abhängigkeit von den Umgebungsbedingungen, zum Beispiel von Temperatur und Feuchtigkeit um den Laseroszillator, kann Kondensation auftreten, wenn das Gehäuse des Laseroszillators offen steht. Solche Kondensation kann ein Versagen einer Einheit, die keine Anormalität aufweist, verursachen.
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Die vorliegende Erfindung erfolgte angesichts der oben beschriebenen Umstände und hat die Aufgabe, ein Steuergerät derart bereitzustellen, dass der Zustand usw. jeder Einheit des Laseroszillators geprüft werden kann, ohne das Innere des Laseroszillators zu öffnen.
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Um die oben stehende Aufgabe zu lösen, wird gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung ein Steuergerät zum Steuern eines Laseroszillators bereitgestellt, das eine erste Anordnung mit einer ersten Leistungseinheit und einer ersten Optikeinheit, die mindestens eine Lichtquelle aufweist, die von der ersten Leistungseinheit getrieben wird, und eine zweite Anordnung mit einer zweiten Leistungseinheit und einer zweiten Optikeinheit, die mindestens eine Lichtquelle aufweist, die von der zweiten Leistungseinheit getrieben wird, enthält. Das Steuergerät weist eine Laserstrahl-Ausgabesteuerbefehlseinheit, eine Überwachungseinheit, eine Anormalitätsbestimmungseinheit, eine Befehlseinheit, eine Anormalitätsbestimmungsstoppeinheit, eine Speichereinheit und eine Beurteilungseinheit auf. Die Laserstrahl-Ausgabesteuerbefehlseinheit steuert einen ersten Laserstrahlausgabebefehl für die erste Optikeinheit und einen zweiten Laserstrahlausgabebefehl für die zweite Optikeinheit. Die Überwachungseinheit überwacht eine erste Stromausgabe von der ersten Leistungseinheit, und eine zweite Stromausgabe von der zweiten Leistungseinheit, sowie eine erste Laserstrahlausgabe von der ersten Optikeinheit, und eine zweite Laserstrahlausgabe von der zweiten Optikeinheit. Die Anormalitätsbestimmungseinheit bestimmt eine Anormalität der ersten Anordnung basierend auf einer ersten Abweichung zwischen dem ersten Laserstrahlausgabebefehl und der ersten Laserstrahlausgabe, und bestimmt eine Anormalität der zweiten Anordnung basierend auf einer zweiten Abweichung zwischen dem zweiten Laserstrahlausgabebefehl und der zweiten Laserstrahlausgabe. Die Befehlseinheit gibt einen vorbestimmten Strombefehl zu der ersten Leistungseinheit und/oder der zweiten Leistungseinheit aus, wenn die Anormalitätsbestimmungseinheit bestimmt, dass die erste Anordnung und/oder die zweite Anordnung eine Anormalität aufweist. Die Anormalitätsbestimmungsstoppeinheit hindert die Anormalitätsbestimmungseinheit am Bestimmen einer Anormalität, wenn die erste Leistungseinheit und/oder die zweite Leistungseinheit basierend auf dem vorbestimmten Strombefehl getrieben wird. Wenn die erste Leistungseinheit und/oder die zweite Leistungseinheit basierend auf dem vorbestimmten Strombefehl getrieben wird, speichert die Speichervorrichtung zumindest eine der folgenden Bezeichnungen:
- eine erste Strombeziehung zwischen dem vorbestimmten Strombefehl und der ersten Stromausgabe, die von der Überwachungseinheit überwacht wird,
- eine zweite Strombeziehung zwischen dem vorbestimmten Strombefehl und der zweiten Stromausgabe, die von der Überwachungseinheit überwacht wird,
- eine erste Laserstrahlbeziehung zwischen dem ersten Laserstrahlausgabebefehl der ersten Optikeinheit, der dem vorbestimmten Strombefehl entspricht, und der ersten Laserstrahlausgabe, die von der Überwachungseinheit überwacht wird,
- eine zweite Laserstrahlbeziehung zwischen dem zweiten Laserstrahlausgabebefehl der zweiten Optikeinheit, der dem vorbestimmten Strombefehl entspricht, und der zweiten Laserstrahlausgabe, die von der Überwachungseinheit überwacht wird.
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Die Beurteilungseinheit beurteilt eine Anormalität in mindestens siner der folgenden Einheiten:
- erste Leistungseinheit,
- zweite Leistungseinheit,
- erste Optikeinheit,
- zweite Optikeinheit,
- basierend auf mindestens einer Beziehung aus der ersten Strombeziehung, der zweiten Strombeziehung, der ersten Laserstrahlbeziehung und der zweiten Laserstrahlbeziehung, die von der Speichereinheit gespeichert werden.
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Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung weist das Steuergerät gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung ferner eine Kombinationseinheit zum Kombinieren des ersten Laserstrahls, der von der ersten Optikeinheit ausgegeben wird, und des zweiten Laserstrahls, der von der zweiten Optikeinheit ausgegeben wird, um die kombinierte Ausgabe auszugeben, auf. Die Überwachungseinheit überwacht ferner eine Ausgabe des kombinierten Laserstrahls, der von der Kombinationseinheit kombiniert wurde. Die Beurteilungseinheit beurteilt ferner eine Anormalität der Kombinationseinheit, basierend auf der Ausgabe des kombinierten Laserstrahls.
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Gemäß einem dritten Aspekt der Erfindung, gibt bei dem Steuergerät gemäß dem ersten oder zweiten Aspekt der Erfindung, wenn die Anormalitätsbestimmungseinheit bestimmt, dass die erste Anordnung oder die zweite Anordnung eine Anormalität aufweist, die Steuereinheit den vorbestimmten Strombefehl zuerst zu einer Leistungseinheit für die andere der beiden Anordnungen (erste Anordnung, zweite Anordnung) aus, und gibt anschließend den vorbestimmten Strombefehl zu einer Leistungseinheit für diese Anordnung aus.
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Gemäß einem vierten Aspekt der Erfindung ist der vorbestimmte Strombefehl bei dem Steuergerät gemäß einem des ersten bis dritten Aspekts der Erfindung ein Simmerstrombefehl.
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Gemäß einem fünften Aspekt der Erfindung wird der vorbestimmte Strombefehl bei dem Steuergerät gemäß einem des ersten bis vierten Aspekts der Erfindung während einer vorbestimmten Zeitspanne ausgegeben.
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Gemäß einem sechsten Aspekt der Erfindung wird der vorbestimmte Strombefehl bei dem Steuergerät gemäß einem des ersten bis dritten Aspekts der Erfindung schrittweise von einem Simmerstrombefehl zu einem Befehl für maximale Nennausgabe geändert.
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Gemäß einem siebten Aspekt der Erfindung wird ein Steuergerät zum Steuern eines Laseroszillators bereitgestellt, das eine Anordnung mit einer Leistungseinheit und einer Optikeinheit enthält, die mindestens eine Lichtquelle, die von der Steuereinheit getrieben wird, aufweist. Das Steuergerät weist eine Laserstrahl-Ausgabesteuerbefehlseinheit, eine Überwachungseinheit, eine Anormalitätsbestimmungseinheit, eine Befehlseinheit, eine Anormalitätsbestimmungsstoppeinheit, eine Speichereinheit und eine Beurteilungseinheit auf. Die Laserstrahl-Ausgabesteuerbefehlseinheit steuert einen Laserstrahlausgabebefehl für die Optikeinheit. Die Überwachungseinheit überwacht eine Stromausgabe von der Leistungseinheit, und eine Laserstrahlausgabe von der Optikeinheit. Die Anormalitätsbestimmungseinheit bestimmt, dass die Anordnung eine Anormalität aufweist, wenn eine Abweichung zwischen dem Laserstrahlausgabebefehl und dem ausgegebenen Laserstrahl größer ist als ein vorbestimmter Schwellenwert. Die Befehlseinheit gibt einen vorbestimmten Strombefehl zu der Leistungseinheit aus, wenn die Anormalitätsbestimmungseinheit bestimmt, dass die Anordnung eine Anormalität aufweist. Die Anormalitätsbestimmungsstoppeinheit hindert die Anormalitätsbestimmungseinheit am Bestimmen einer Anormalität, wenn die Leistungseinheit basierend auf dem vorbestimmten Strombefehl getrieben wird. Wenn die Leistungseinheit basierend auf dem vorbestimmten Strombefehl getrieben wird, speichert die Speichereinheit eine Strombeziehung zwischen dem vorbestimmten Strombefehl und der Stromausgabe, die von der Überwachungseinheit überwacht wird, und eine Laserstrahlbeziehung zwischen einem Laserstrahlausgabebefehl der Optikeinheit, der dem vorbestimmten Strombefehl entspricht, und der Laserstrahlausgabe, die von der Überwachungseinheit überwacht wird. Die Beurteilungseinheit beurteilt eine Anormalität der Leistungseinheit und/oder der Optikeinheit basierend auf der Strombeziehung, die von der Speichereinheit gespeichert wird, und/oder der Laserstrahlbeziehung.
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Diese Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung sowie weitere Aufgaben, Merkmale und Vorteile ergeben sich klar aus der ausführlichen Beschreibung typischer Ausführungsformen, die in den anliegenden Zeichnungen beschrieben sind.
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Figurenliste
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- 1 ist ein Blockschaltbild der Funktion eines Steuergeräts gemäß der vorliegenden Erfindung.
- 2A ist ein erstes Flussdiagramm des Betriebs des Steuergeräts, das in 1 gezeigt ist.
- 2B ist ein erstes Flussdiagramm des Betriebs des Steuergeräts, das in 1 gezeigt ist.
- 3 ist ein Flussdiagramm der Bestimmung, die durch eine Beurteilungseinheit erfolgt, die eine Anormalität in einer ersten Leistungseinheit oder einer ersten Optikeinheit bestimmt.
- 4 ist ein Blockschaltbild der Funktion eines Steuergeräts gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
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Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden unten unter Verweis auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben. In den folgenden Figuren sind ähnliche Elemente mit gleichen Bezugszeichen benannt. Diese Figuren sind maßstabgerecht entsprechend modifiziert, um ihr Verstehen zu unterstützen.
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1 ist ein Blockschaltbild der Funktion eines Steuergeräts gemäß der vorliegenden Erfindung. Ein System 1, das in 1 gezeigt ist, weist im Wesentlichen einen Laseroszillator 5 und ein Steuergerät 30 zum Steuern des Laseroszillators 5 auf. Anzumerken ist, dass das System 1 eine Laserverarbeitungsmaschine zum Verarbeiten eines Werkstücks unter Verwenden eines Laserstrahls, der von dem Laseroszillator 5 abgegeben wird, aufweisen kann, obwohl die Laserverarbeitungsmaschine nicht dargestellt ist.
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Wie in 1 gezeigt, weist der Laseroszillator 5 eine erste Anordnung 10 mit einer ersten Leistungseinheit 11 und einer ersten Optikeinheit 12, und eine zweite Anordnung 20 mit einer zweiten Leistungseinheit 21 und einer zweiten Optikeinheit auf. Die erste Optikeinheit 12 weist mindestens eine Lichtquelle 12a und 12b auf, und die zweite Optikeinheit 22 weist mindestens eine Lichtquelle 22a und 22b auf.
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Zu bemerken ist, dass die erste Leistungseinheit 11 die Lichtquellen 12a und 12b der ersten Optikeinheit 12 treibt, und dass die zweite Leistungseinheit 21 die Lichtquellen 22a und 22b der zweiten Optikeinheit 22 treibt. Ferner weisen die erste Optikeinheit 12 und die zweite Optikeinheit 22 jeweils zum Beispiel eine Resonanzröhre oder Entladungselektroden auf, und geben einen Laserstrahl durch ein bekanntes Verfahren aus.
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Zu bemerken ist, dass die erste Anordnung 10 und die zweite Anordnung 20 dieselbe Konfiguration haben. Der Laseroszillator 5 kann auch mindestens eine zusätzliche Anordnung (nicht gezeigt), die aus einer Leistungseinheit und einer Optikeinheit besteht, aufweisen.
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Wie in 1 gezeigt kann der Laseroszillator 5, wenn der Laseroszillator 5 die Anordnungen 10 und 20 aufweist, ferner eine Kombinationseinheit 25 aufweisen, die diesen Anordnungen gemeinsam ist. Die Kombinationseinheit 25 kombiniert Laserstrahlen, die von der ersten Optikeinheit 12 der ersten Anordnung 10 und der zweiten Optikeinheit 22 der zweiten Anordnung 20 ausgegeben werden, um den kombinierten Strahl auszugeben.
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Wie aus 1 ersichtlich, sind die erste Leistungseinheit 11 und die zweite Leistungseinheit 21 jeweils mit einer ersten Stromerfassungseinheit 13 und einer zweiten Stromerfassungseinheit 23 zum Erfassen der Werte des elektrischen Stroms, der tatsächlich durch die erste Leistungseinheit 11 und die zweite Leistungseinheit 21 fließt, versehen.
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Ferner sind die erste Optikeinheit 12, die zweite Optikeinheit 22 und die Kombinationseinheit 25 jeweils mit Laserstrahlerfassungseinheiten 14, 24 und 26 versehen, um jeweils die Intensität der Laserstrahlen, die von den Einheiten 12, 22 und 25 ausgegeben werden, zu erfassen. Die Stromwerte, die von den Stromerfassungseinheiten 13 und 23 erfasst werden, und die Laserstrahlausgabe, die von den Laserstrahlerfassungseinheiten 14, 24 und 26 erfasst werden, werden zu einer Überwachungseinheit 32 geliefert, die später beschrieben wird.
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Das Steuergerät 30 ist ein digitaler Computer, der den Betrieb des Laseroszillators 5 steuert. Wie in 1 gezeigt, weist das Steuergerät 30 eine Laserstrahl-Ausgabesteuerbefehlseinheit 31 zum Steuern eines ersten Laserstrahlausgabesteuerbefehls für die erste Optikeinheit 12 und eines zweiten Laserstrahlausgabesteuerbefehls für die zweite Optikeinheit 22 auf.
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Das Steuergerät 30 weist auch eine erste Überwachungseinheit 32 zum Überwachen eines ersten Stroms, der von der ersten Leistungseinheit 11 ausgegeben wird, und eines zweiten Stroms, der von der zweiten Leistungseinheit 21 ausgegeben wird, und eines ersten Laserstrahls, der von der ersten Optikeinheit 12 ausgegeben wird, und eines zweiten Laserstrahls, der von der zweiten Optikeinheit 22 ausgegeben wird, auf.. Die Überwachungseinheit 32 überwacht ferner die Ausgabe des kombinierten Laserstrahls, der von der Kombinationseinheit 25 kombiniert wird.
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Das Steuergerät 30 weist auch eine Anormalitätsbestimmungseinheit 33 auf, die bestimmt, dass eine Anormalität in der ersten Anordnung aufgetreten ist, wenn eine erste Abweichung zwischen dem ersten Laserstrahlausgabebefehl und der ersten Laserstrahlausgabe außerhalb eines vorbestimmten ersten Bereichs liegt, und bestimmt, dass eine Anormalität in der zweiten Anordnung aufgetreten ist, wenn eine zweite Abweichung zwischen dem zweiten Laserstrahlausgabebefehl und der zweiten Laserstrahlausgabe außerhalb eines vorbestimmten ersten Bereichs liegt.
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Das Steuergerät 30 weist auch eine Befehlseinheit 34 zum Ausgeben eines vorbestimmten Strombefehls zu der ersten Leistungseinheit 11 und/oder der zweiten Leistungseinheit 21 auf, wenn die Anormalitätserfassungseinheit 33 bestimmt, dass eine Anormalität in der ersten Anordnung 10 und/oder der zweiten Anordnung 20 aufgetreten ist, sowie eine Anormalitätsbestimmungsstoppeinheit 37, um das Bestimmen der Anomalität durch die Anormalitätsbestimmungseinheit 33 zu stoppen, wenn die erste Leistungseinheit 11 und/oder die zweite Leistungseinheit 21 basierend auf dem vorbestimmten Strombefehl getrieben werden.
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Das Steuergerät 30 weist auch eine Speichereinheit 35 auf, um, wenn die erste Leistungseinheit 11 und/oder die zweite Leistungseinheit 21 basierend auf einem vorbestimmten Strombefehl getrieben wird, eine erste Strombeziehung zwischen dem vorbestimmten Strombefehl und der ersten Stromausgabe, die von der Überwachungseinheit 32 überwacht wird, und/oder eine zweite Strombeziehung zwischen dem vorbestimmten Strombefehl und der zweiten Stromausgabe, die von der Überwachungseinheit 32 überwacht wird, und/oder einer ersten Laserstrahlbeziehung zwischen dem ersten Laserstrahlausgabebefehl der ersten Optikeinheit, der dem vorbestimmten Strombefehl entspricht, und der ersten Laserstrahlausgabe, die von der Überwachungseinheit 32 überwacht wird, und/oder einer zweiten Laserstrahlbeziehung zwischen dem zweiten Laserstrahlausgabebefehl der zweiten Optikeinheit 22, der dem vorbestimmten Strombefehl entspricht, und der zweiten Laserstrahlausgabe, die von der Überwachungseinheit 32 überwacht wird. Zu bemerken ist, dass der erste Laserstrahlausgabebefehl der ersten Optikeinheit 12, der dem vorbestimmten Strombefehl entspricht, usw., durch die Laserstrahl-Ausgabesteuerbefehlseinhcit 31 erfolgen kann.
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Das Steuergerät 30 weist auch eine Beurteilungseinheit 36 zum Beurteilen einer Anormalität der ersten Leistungseinheit 11 und/oder der zweiten Leistungseinheit 21 und/oder der ersten Optikeinheit 12 und/oder der zweiten Optikeinheit 22, basierend auf der ersten Strombeziehung und/oder der zweiten Strombeziehung und/oder der ersten Laserstrahlbeziehung und/oder der zweiten Laserstrahlbeziehung, die von der Speichereinheit 35 gespeichert werden, auf. Zu bemerken ist, dass die Beurteilungseinheit 36 ferner eine Anormalität der Kombinationseinheit 25 basierend auf der Ausgabe des kombinierten Laserstrahls beurteilt.
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Die 2A und 2B sind Flussdiagramme des Betriebs eines Steuergeräts gemäß der vorliegenden Erfindung. Der Betrieb des Steuergeräts 30 gemäß der vorliegenden Erfindung wird unten unter Bezugnahme auf die 2A und 2B beschrieben.
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Zuerst gibt die Laserstrahl-Ausgabesteuerbefehlseinheit 31 den ersten Laserstrahlausgabebefehl für die erste Optikeinheit 12 und den zweiten Laserstrahlausgabebefehl für die zweite Optikeinheit 22 aus. Die erste Leistungseinheit 11 und die zweite Leistungseinheit 21 werden als Reaktion auf diese Befehle getrieben.
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Anschließend, bei Schritt S11, erfasst die Überwachungseinheit 32 die erste Stromausgabe, die der Wert des elektrischen Stroms ist, der zu der ersten Leistungseinheit 11 durch die erste Stromerfassungseinheit 13 fließt, und die zweite Stromausgabe, die der Wert des elektrischen Strom ist, der zu der zweiten Steuereinheit 21 durch die zweite Stromerfassungseinheit 23 fließt. Die Überwachungseinheit 32 erfasst auch die erste Laserstrahlausgabe von der ersten Optikeinheit 12 durch die Laserstrahlerfassungseinheit 14, und die zweite Laserstrahlausgabe von der zweiten Optikeinheit 22 durch die Laserstrahlerfassungseinheit 24. Die Überwachungseinheit 32 erfasst auch die kombinierte Laserstrahlausgabe von der Kombinationseinheit 25 durch die Laserstrahlerfassungseinheit 26.
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Anschließend bei Schritt S12, berechnet die Anormalitätsbestimmungseinheit 33 die erste Abweichung zwischen dem ersten Laserstrahlausgabebefehl und der ersten Laserstrahlausgabe, und die zweite Abweichung zwischen dem zweiten Laserstrahlausgabebefehl und der zweiten Laserstrahlausgabe. Die Anormalitätsbestimmungseinheit 33 bestimmt auch, ob die erste Abweichung und die zweite Abweichung außerhalb des vorbestimmten ersten Bereichs liegen. Zu bemerken ist, dass der vorbestimmte erste Bereich und die anderen Bereiche, die unten beschrieben werden, vorab zum Beispiel durch ein Experiment gewonnen werden.
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Wenn von der ersten Abweichung und der zweiten Abweichung zumindest eine außerhalb des ersten Bereichs liegt, geht das Verfahren zu Schritt S14 weiter. Wenn sowohl die erste Abweichung als auch die zweite Abweichung nicht außerhalb des ersten Bereichs liegen, bestimmt die Anormalitätsbestimmungseinheit 33 bei Schritt S18 der 28, dass weder in der ersten Anordnung 10 noch in der zweiten Anordnung 20 eine Anormalität aufgetreten ist.
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Die folgende Beschreibung geht davon aus, dass die erste Abweichung und die zweite Abweichung nicht außerhalb des ersten Bereichs liegen. Wenn die erste Abweichung außerhalb des ersten Bereichs liegt, bestimmt die Anormalitätsbestimmungseinheit 33, dass die erste Anordnung 10 eine Anormalität aufweist (Schritt S14a). Ebenso, wenn die zweite Abweichung außerhalb des ersten Bereichs liegt, bestimmt die Anormalitätsbestimmungseinheit 33, dass die zweite Anordnung 20 eine Anormalität aufweist (Schritt S14b). Zu bemerken ist, dass die Anormalitätsbestimmungseinheit 33 in einem solchen Fall einen Bediener in Form eines Alarms über die Tatsache informieren kann, dass die erste Anordnung 10 und die zweite Anordnung 20 Anormalitäten aufweisen.
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Anschließend geht das Verfahren zu Schritt S15 weiter, und dann stoppt die Anormalitätsbestimmungsstoppeinheit 37 vorübergehend das Bestimmen einer Anormalität durch die Anormalitätsbestimmungseinheit 33. Dann gibt Befehlseinheit 34 einen vorbestimmten Strombefehl zu der ersten Leistungseinheit 11 nur während einer vorbestimmten Zeitspanne aus (Schritt S15a). Ebenso gibt die Befehlseinheit 34 einen vorbestimmten Strombefehl zu der zweiten Leistungseinheit 21 während derselben Zeitspanne aus (Schritt S15b). Der vorbestimmte Strombefehl wird vorab zum Beispiel durch ein Experiment festgelegt.
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Die erste Leistungseinheit 11 und die zweite Leistungseinheit 23. werden daher basierend auf den vorbestimmten Strombefehlen getrieben. Anschließend, bei Schritt S16a, werden die erste Strombeziehung zwischen dem vorbestimmten Strombefehl und der ersten Stromausgabe, die von der Überwachungseinheit 32 überwacht wird, und die erste Laserstrahlbeziehung zwischen dem ersten Laserstrahlausgabebefehl der ersten Optikeinheit 12, der dem vorbestimmten Strombefehl entspricht, und die erste Laserstrahlausgabe, die von der Überwachungseinheit 32 überwacht wird, erfasst und in der Speichereinheit 35 gespeichert.
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Ebenso werden anschließend bei Schritt S16b, die zweite Strombeziehung zwischen dem vorbestimmten Strombefehl und der zweiten Stromausgabe, die von der Überwachungseinheit 32 überwacht wird, und die zweite Laserstrahlbeziehung zwischen dem zweiten Laserstrahlausgabebefehl der zweiten Optikeinheit 22, die dem vorbestimmten Strombefehl entspricht, und die zweite Laserstrahlausgabe, die von der Überwachungseinheit 32 überwacht wird, erfasst und in der Speichereinheit 35 gespeichert.
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Anschließend, bei Schritt S17a, beurteilt die Beurteilungseinheit 36 anhand eines Verfahrens, das unten beschrieben ist, ob die erste Leistungseinheit 11 oder die erste Optikeinheit 12 in der ersten Anordnung eine Anormalität aufweist. Ebenso beurteilt die Beurteilungseinheit 36 bei Schritt S17b, ob die zweite Leistungseinheit 21 oder die zweite Optikeinheit 22 in der zweiten Anordnung eine Anormalität aufweist.
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3 ist ein Flussdiagramm die Bestimmung, die durch eine Beurteilungseinheit erfolgt, die eine Anormalität in einer Leistungseinheit oder einer ersten Optikeinheit bestimmt. Der Vorgang des Schritts S17a wird ausführlich unter Bezugnahme auf 3 beschrieben. Zu bemerken ist, dass der Vorgang des Schritts S17b im Wesentlichen dem des Schritts S17a ähnlich ist, und dass die Beschreibung des Vorgangs des Schritts S17b folglich weggelassen wird.
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Zuerst wird bei Schritt S31 eine erste Stromabweichung zwischen dem vorbestimmten Strombefehl und der ersten Stromausgabe von der ersten Strombeziehung gewonnen. Dann, bei Schritt S32, wird bestimmt, ob die erste Stromabweichung außerhalb eines vorbestimmten Strombereichs liegt. Der vorbestimmte Strombefehl wird vorab zum Beispiel durch ein Experiment gewonnen. Wenn die erste Stromabweichung außerhalb des vorbestimmten Strombereichs liegt, urteilt die Beurteilungseinheit 36 bei Schritt S33, dass die erste Leistungseinheit 11 eine Anormalität aufweist. Wenn die erste Stromabweichung nicht außerhalb des vorbestimmten Strombereichs liegt, urteilt die Beurteilungseinheit 36 bei Schritt S34, dass die erste Leistungseinheit 11 normal ist.
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Anschließend, bei Schritt S35, wird eine erste Laserstrahlabweichung zwischen dem ersten Laserstrahlausgabebefehl und der ersten Laserstrahlausgabe von der ersten Laserstrahlbeziehung gewonnen. Dann, bei Schritt S36, wird bestimmt, ob die erste Laserstrahlabweichung außerhalb eines vorbestimmten Laserstrahlbereichs liegt. Der vorbestimmte Laserstrahlbereich wird vorab zum Beispiel durch ein Experiment gewonnen. Wenn die erste Laserstrahlabweichung außerhalb des vorbestimmten Laserstrahlbereichs liegt, urteilt die Beurteilungseinheit 36 bei Schritt S37, dass die erste Optikeinheit 12 eine Anormalität aufweist. Wenn die erste Laserstrahlabweichung nicht außerhalb des vorbestimmten Laserstrahlbereichs liegt, urteilt die Beurteilungseinheit 36 bei Schritt S38, dass die erste Optikeinheit 12 normal ist.
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Unter erneuter Bezugnahme auf 2B, wenn bei Schritt S18 bestimmt wird, dass die erste Anordnung 10 und die zweite Anordnung 20 normal sind, beurteilt die Beurteilungseinheit 36 bei den Schritten S19 bis S21, ob die Kombinationseinheit 25 eine Anormalität aufweist.
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Insbesondere bestimmt die Beurteilungseinheit 36 bei Schritt S19, ob die kombinierte Laserstrahlausgabe gleich der Summe der ersten Laserstrahlausgabe und der zweiten Laserstrahlausgabe ist. Wenn die kombinierte Laserstrahlausgabe der Summe der ersten Laserstrahlausgabe und der zweiten Laserstrahlausgabe entspricht oder im Rahmen der zulässigen Dämpfung liegt, wird bei Schritt S20 geurteilt, dass die Kombinationseinheit 25 normal ist. Wenn die kombinierte Laserstrahlausgabe niedriger ist als die zulässige Dämpfung für die Summe der ersten Laserstrahlausgabe und der zweiten Laserstrahlausgabe, wird bei Schritt S21 geurteilt, dass die Kombinationseinheit 25 eine Anormalität aufweist. In dieser Hinsicht kann die Beurteilungseinheit 36 einen Bediener in der Form eines Alarms über die Tatsache informieren, dass die Kombinationseinheit 25 eine Anormalität aufweist.
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Wenn bei Schritt S14 bestimmt wird, dass die erste Anordnung 10 und/oder die zweite Anordnung eine Anormalität aufweist, urteilt die Beurteilungseinheit 36 in den Schritten S22 bis S24, ob die Kombinationseinheit 25 eine Anormalität aufweist.
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Insbesondere bestimmt die Beurteilungseinheit 36, ob die kombinierte Laserstrahlausgabe innerhalb eines vorbestimmten zweiten Bereichs liegt. Wenn die kombinierte Laserstrahlausgabe innerhalb des vorbestimmten zweiten Bereichs liegt, wird bei Schritt S23 die Tatsache geurteilt, dass die Kombinationseinheit 25 normal ist. Ferner, wenn die kombinierte Laserstrahlausgabe nicht innerhalb des vorbestimmten zweiten Bereichs liegt, wird bei Schritt S24 geurteilt, dass die Kombinationseinheit 25 eine Anormalität aufweist.
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Wie man oben sieht, wird bei der vorliegenden Erfindung bei Schritt S15 zu der ersten Anordnung 10 und/oder der zweiten Anordnung 20, für die in Schritt S14 bestimmt wurde, dass sie eine Anormalität aufweisen, ein vorbestimmter Strombefehl nur während einer vorbestimmten Zeitspanne ausgegeben, und die Anormalitätsbestimmungseinheit 33 wird vorübergehend gestoppt. Während der vorbestimmte Strombefehl ausgegeben wird, werden die erste und die zweite Strombeziehung und die erste und die zweite Laserstrahlbeziehung erfasst und gespeichert, und basierend auf diesen Beziehungen wird beurteilt, welche Einheit oder Einheiten der Einheiten, die in der ersten Anordnung und/oder der zweiten Anordnung enthalten sind, eine Anormalität aufweisen.
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Ferner kann bei der vorliegenden Erfindung ungeachtet dessen, ob die erste Anordnung 10 und die zweite Anordnung 20 eine Anormalität haben, das Vorhandensein einer Anormalität in der Kombinationseinheit 25 basierend auf der kombinierten Laserstrahlausgabe beurteilt werden (Schritte S19, S22).
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Bei der vorliegenden Erfindung kann daher innerhalb kurzer Zeit ohne Erzeugen eines Alarms beurteilt werden, welche Einheit oder Einheiten in den Leistungseinheiten 11 und 21 und/oder Optikeinheiten 12 und 22 haben, und der Kombinationseinheit 25 in der ersten Anordnung 10 und/oder in der zweiten Anordnung 20 eine Anormalität aufweisen. Ein solcher Beurteilungsvorgang wird automatisch ausgeführt, und der Bediener kann folglich die Normalität oder Anormalität in jeder Einheit prüfen, ohne das Gehäuse des Laseroszillators 5 zu öffnen. Bei der vorliegenden Erfindung können daher die Mannstunden für die Wiederherstellung des Laseroszillators 5 drastisch verringert werden.
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Wenn bei Schritt S13 der 2A nur die erste Abweichung außerhalb des ersten Bereichs liegt, ist die zweite Anordnung 20 normal, und die Schritte S14b bis S17b können folglich weggelassen werden. Ebenso, wenn nur die zweite Abweichung außerhalb des ersten Bereichs liegt, ist die erste Anordnung 10 normal, und die Schritte S14a bis S17a können folglich weggelassen werden.
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Selbst wenn bestimmt wird, dass von der ersten Anordnung 10 und der zweiten Anordnung 20 nur eine eine Anormalität aufweist, ist es jedoch vorzuziehen, dass sowohl die Schritte S14a bis S17a als auch die Schritte S14b bis S17b ausgeführt werden. Angenommen, es wird zum Beispiel bestimmt, dass die erste Anordnung 10 eine Anormalität aufweist, und dass die zweite Anordnung 20 normal ist. In diesem Fall ist es vorzuziehen, dass die Schritte S15b bis S17b für die zweite Anordnung 20 zuerst ausgeführt werden, und die Schritte S15a bis S17a für die erste Anordnung 10 anschließend ausgeführt werden.
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Das ist darauf zurückzuführen, dass, selbst wenn ein vorbestimmter Strombefehl bei Schritt S15a ausgegeben wird, wenn die erste Anordnung 10 eine Anormalität aufweist, die erste Leistungseinheit 11 und/oder die erste Optikeinheit 1.2 eine Reaktion verweigern könnte. Wenn die Schritte S15b bis S17b für die zweite Anordnung 20, die als normal bestimmt wird, zuerst ausgeführt werden, können die zweite Strombeziehung und die zweite Laserstrahlbeziehung für die zweite Anordnung 20 gewonnen werden, selbst wenn der Prozess, der in den 2A und 2B gezeigt ist, in der Mitte des Prozesses gestoppt wird. Ferner, kann wieder durch die Beurteilungseinheit 36 beurteilt werden, ob die zweite Anordnung 20, die von der Anormalitätsbestimmungseinheit 33 als normal bestimmt wurde, tatsächlich normal ist. Die Zuverlässigkeit der Bestimmung, die durch die Anormalitätsbestimmungseinheit 33 erfolgt, kann daher verbessert werden.
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Im Übrigen kann der vorbestimmte Strombefehl, der in den Schritten S15a und S15b verwendet wird, ein Simmerstrombefehl sein. Der Simmerstrombefehl ist ein kleiner Strombefehl, auf dem basierend der Laser nicht oszilliert, das heißt, dass kein Laserstrahl ausgegeben wird. Das Erfassen der Strombeziehung usw. durch Verwenden des Simmerstrombefehls ermöglicht das Bestimmen, ob jede Einheit arbeiten kann, bis der Vorbereitungszustand für den Beginn der Laseroszillation hergestellt wurde, oder durch elektrisches Versagen isoliert wird.
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Wenn die Ausgangsmerkmale (Stromwert, Spannungswert usw.) der Leistungseinheiten 11 und 21 von denjenigen der Leistungseinheiten 11 und 21 in einem normalen Zustand unterschiedlich sind, wenn der Simmerstrombefehl befohlen wird, kann die Beurteilungseinheit 36 urteilen, dass die Leistungseinheiten 11 und 21 anormal sind (Schritt S33).
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Wenn bestimmt wird, dass die Leistungseinheiten 11 und 21 normal sind, treten elektrische Defekte in den Optikeinheiten 12 und 22 auf, wenn elektrische Reaktionen als Reaktion auf den Simmerstrombefehl von den Optikeinheiten 12 und 22 nicht gemessen werden, und die Beurteilungseinheit 36 kann folglich urteilen, dass die Optikeinheiten 12 und 22 anormal sind (Schritt S36).
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Zusätzlich kann bei den Schritten S15a und S15b der vorbestimmte Strombefehl in einer kurzen Zeit, zum Beispiel 20 Millisekunden, ausgegeben werden. In diesem Fall wird eventuell keine ausreichende Ausgabe erhalten. Solange jedoch ein bestimmtes Maß an Ausgabe erhalten wird, kann die Beurteilungseinheit 36 urteilen, dass die Optikeinheiten 12 und 22 anormal sind, basierend auf einen Defekt der Lichtquellen 12a, 12b, 22a und 22b innerhalb der Optikeinheiten 12 und 22.
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Alternativ kann der vorbestimmte Strombefehl in den Schritten S15a und S15b auf schrittweise Art von dem Simmerstrombefehl zu einem maximalen Nennausgangsbefehl geändert werden. In diesem Fall kann zum Beispiel die Größe einer Ausgabe, die als Reaktion auf einen bestimmten Befehlsstrompegel erhalten wird, festgestellt werden. Es kann daher geurteilt werden, ob ein Laservorgang durch Ändern des Strombefehls aufrechterhalten wird. Ferner können die Merkmale der Intensität eines tatsächlichen Laserstrahls als Reaktion auf den Strombefehl geprüft werden.
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Zu bemerken ist, dass bei einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, die nicht veranschaulicht ist, der Laseroszillator 5 keine Kombinationseinheit 25 aufweist. In einem solchen Fall wird die kombinierte Laserstrahlausgabe in Schritt S11 nicht erfasst, und die Schritte S19 bis S24, die in 213 gezeigt sind, werden weggelassen. Bei der nicht veranschaulichten Ausführungsform ist es offensichtlich, dass Effekte, die den oben erwähnten Effekten ähnlich sind, erhalten werden können.
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4 ist ein Blockschaltbild der Funktion eines Steuergeräts gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Wie in 4 gezeigt, weist ein Laseroszillator 5 bei einer anderen Ausführungsform nur eine einzige Anordnung 10 auf, die eine Leistungseinhcit 11. und eine Optikeinheit 12 aufweist und keine weitere Anordnung und keine Kombinationseinheit 25 aufweist.
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In diesem Fall ist es offensichtlich, dass nur die Stromausgabe usw. der Anordnung 10 bei Schritt S11 erfasst wird, und dass nur die erste Abweichung bei Schritt S12 erfasst wird. Ferner werden die Schritte S14b bis S17b, die in 2A gezeigt sind, sowie die Schritte S19 bis S24, die in 2B gezeigt sind, weggelassen, und es wird keine kombinierte Laserstrahlausgabe erfasst.
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Mit anderen Worten, wenn bei einer anderen Ausführungsform bei Schritt S14a bestimmt wird, dass die einzelne Anordnung 10 eine Anormalität aufweist, kann geurteilt werden, ob die Leistungseinheit 11 oder die Optikeinheit 12 eine Anormalität aufweist. Bei einer anderen Ausführungsform können daher Effekte erhalten werden, die den oben erwähnten ähnlich sind.
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AUSWIRKUNG DER ERFINDUNG
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Bei dem ersten Aspekt der Erfindung kann innerhalb einer kurzen Zeit ohne Erzeugen eines Alarms geurteilt werden, welche Einheit oder Einheiten eine Anormalität in der ersten Anordnung und/oder zweiten Anordnung haben.
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Ein solcher Beurteilungsvorgang wird automatisch ausgeführt, und der Bediener kann folglich die Normalität oder Anormalität in jeder Einheit prüfen, ohne das Gehäuse des Laseroszillators zu öffnen. Bei der vorliegenden Erfindung können daher die Mannstunden für die Wiederherstellung des Laseroszillators drastisch verringert werden.
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Bei dem zweiten Aspekt der Erfindung kann ferner geurteilt werden, ob die Kombinationseinheit eine Anormalität aufweist.
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Bei dem dritten Aspekt der Erfindung kann mindestens eine Beziehung in Zusammenhang mit einer Anordnung, die als normal bestimmt wird, erfasst werden, selbst wenn der Prozess in der Mitte des Prozesses gestoppt wird.
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Bei dem vierten Aspekt der Erfindung werden die Eigenschaften des Laseroszillators durch Ausgeben nur eines Simmerstrombefehls gemessen, und es kann daher bestimmt werden, ob jede Einheit arbeiten kann, bis der Vorbereitungszustand für den Beginn der Oszillation des Laseroszillators hergestellt wird, oder ob sie durch einen elektrischen Defekt isoliert wird. In einem Vergleich mit den Eigenschaften von Strom oder Spannung, die durch Ausgeben eines Simmerstrombefehls während eines normalen Betriebs erhalten werden, kann ferner ein Versagen jeder Leistungseinheit bestimmt werden. Wenn jede Leistungseinheit normal ist, kann geurteilt werden, dass elektrisches Versagen in den Optikeinheiten auftritt, wenn elektrische Reaktionen in Antwort auf den Simmerstrombefehl nicht von den Optikeinheiten gemessen werden, während der Simmerstrombefehl ausgegeben wird.
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Bei dem fünften Aspekt der Erfindung wird der vorbestimmte Strombefehl während einer vorbestimmten Zeitspanne von zum Beispiel 20 Millisekunden ausgegeben. Wenn ein bestimmter Ausgabewert, der einen vorbestimmten Ausgabewert nicht erreicht, in den Optikeinheiten bestätigt wird, kann auf ein elektrisches Versagen der Lichtquellen innerhalb der Optikeinheit geschlossen werden. Zu bemerken ist, dass der vorbestimmte Strombefehl während einer relativ kurzen Zeitspanne ausgegeben wird, und dass folglich ein einfacher Absorber für einen Laserstrahl verwendet werden kann.
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Bei dem sechsten Aspekt der Erfindung wird der vorbestimmte Strombefehl schrittweise geändert, und die Beziehung zwischen dem Strombefehl und dem erfassten Stromwert kann folglich multilateral beobachtet werden. Die Größe einer Ausgabe, die als Reaktion auf einen bestimmten Befehlsstrompegel erhalten wird, kann zum Beispiel festgestellt werden. Es kann daher geurteilt werden, ob ein Laserprozess durch Ändern des Strombefehls aufrechterhalten wird. Ferner können die Eigenschaften der Intensität eines tatsächlichen Laserstrahls als Reaktion auf den Strombefehl geprüft werden.
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Bei dem siebten Aspekt der Erfindung kann innerhalb einer kurzen Zeit ohne Erzeugen eines Alarms geurteilt werden, welche Einheit oder Einheiten eine Anormalität in der Leistungseinheit und der Optikeinheit in einer einzigen Anordnung haben. Ein solcher Beurteilungsvorgang wird automatisch ausgeführt, und der Bediener kann folglich die Normalität oder Anormalität in jeder Einheit prüfen, ohne das Gehäuse des Laseroszillators zu öffnen. Bei der vorliegenden Erfindung können daher die Mannstunden für die Wiederherstellung des Laseroszillators drastisch verringert werden.
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Die vorliegende Erfindung wurde vorangehend unter Heranziehung beispielhafter Ausführungsformen beschrieben. Ein Fachmann würde jedoch verstehen, dass die oben erwähnten Änderungen und diversen anderen Modifikationen, Weglassungen und Hinzufügungen ohne Abweichen von dem Bereich der vorliegenden Erfindung erfolgen können.
