DE102015004482B4

DE102015004482B4 - Laserbearbeitungsvorrichtung mit betriebswechsel entsprechend der länge einer leistungsabschaltzeit

Info

Publication number: DE102015004482B4
Application number: DE102015004482.6A
Authority: DE
Inventors: Takeshi Watanabe
Original assignee: Fanuc Corp
Current assignee: Fanuc Corp
Priority date: 2014-04-11
Filing date: 2015-04-07
Publication date: 2021-08-12
Anticipated expiration: 2035-04-08
Also published as: US9620926B2; CN104979746A; CN104979746B; US20150290745A1; JP2015204341A; DE102015004482A1; JP5845307B2

Abstract

Laserbearbeitungsvorrichtung, folgendes aufweisend:
einen Laseroszillator (2);
eine Steuereinrichtung (1), die eingerichtet ist, den Laseroszillator zu steuern;
einen Inverter (25) im Laseroszillator;
eine Leistungsabfalldetektionseinheit (4), die eingerichtet ist, die an die Steuereinrichtung und den Laseroszillator von einer externen Leistungsquelle (3) gelieferte Versorgungsleistung zu überwachen und einen Abfall der von der externen Leistungsquelle der Steuereinrichtung und dem Laseroszillator zugeführten Leistung zu detektieren, wobei der Inverter (25) bei Abfall der Versorgungsleistung unter einen vorgegebenen Wert anormal arbeitet und sich von dem anormalen Betrieb erholt, wenn ein Zustand mit der Versorgungsleistung kleiner als der vorgegebene Wert über eine erste vorgegebene Zeitspanne oder länger anhält;
eine Zeitmesseinheit (11), die eingerichtet ist, eine Zeitspanne des Abfalls der von der externen Leistungsquelle der Steuereinrichtung und dem Laseroszillator zugeführten Leistung vom Zeitpunkt des Unterschreitens der Versorgungsleistung unter den vorgegebenen Wert bis zu einer Leistungserholung auf einen Wert, der gleich ist oder größer als der vorgegebene Wert zu messen; und
eine elektrische Speichereinheit (5), die eingerichtet ist, der Steuereinrichtung elektrische Leistung zuzuführen, wenn die von der externen Leistungsquelle der Steuereinrichtung und dem Laseroszillator zugeführte elektrische Leistung abfällt;
wobei die Steuereinrichtung (1) die Laserbearbeitungsvorrichtung oder den Inverter (25) stoppt, wenn die Zeitspanne des Abfalls in einem Fall, in dem die Versorgungsleistung zu dem Wert größer oder gleich dem vorgegebenen Wert zurückkehrt, kleiner ist als die erste vorgegebene Zeitspanne, und die Laserbearbeitungsvorrichtung oder den Inverter (25) nicht stoppt, wenn die Leistungsabfallzeit in einem Fall, in dem die Versorgungsleistung zu dem Wert größer oder gleich dem vorgegebenen Wert zurückkehrt, gleich oder größer ist als die erste vorgegebene Zeitspanne.

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Die Erfindung betrifft eine Bearbeitungsmaschine mit Einsatz eines Lasers (nachfolgend „Laserbearbeitungsmaschine“) und insbesondere eine Laserbearbeitungsmaschine, welche einen Betriebszustand ändert in Abhängigkeit davon, ob ein Laseroszillator gestoppt wird.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Häufig ist der Leistungsschaltkreis der Steuereinheit einer Laserbearbeitungsmaschine mit einer elektrischen Speichereinheit, wie einem Kondensator, verbunden und der Aufbau ist derart, dass die Versorgungsspannung der Steuereinheit aufrechterhalten bleibt, auch wenn für eine kurze Zeitspanne ein Abschaltzustand vorliegt. Wenn aber in der Ausrüstung ein Fehler auftritt, wie in einem Inverter und einer Leistungsquelle für die Anregung, wobei die in der Laserbearbeitungsmaschine enthaltene Ausrüstung durch eine externe Stromquelle betrieben wird, verlangt die Wiederherstellung des gleichen Zustandes wie vor dem Abschaltzustand eine längere Zeitspanne. Dadurch ergibt sich beim häufigen Auftreten von Abschaltzuständen ein Absinken der Betriebseffizienz der Laserbearbeitungsmaschine.
Es existieren unterschiedliche Verfahren zum Schutz der Vorrichtung bei einem Abschaltzustand der externen Stromquelle. Bei einem bekannten Verfahren wird beispielsweise bei einem Stromausfall ein Betrieb mit einer internen Stromquelle eingeleitet, sodann die Zeitspanne des Stromausfalles gemessen und nach Wiederherstellung der Stromversorgung der Betrieb fortgesetzt, wenn der Stromausfall kürzer ist als eine vorgegebene Zeitspanne, während der Betrieb gestoppt wird, wenn der Stromausfall länger ist als die vorgegebene Zeitspanne (z.B. japanische Patentveröffentlichung 5-000199 JP H05- 199 A. Bei diesem Stand der Technik sind vorgesehen: eine Speichereinrichtung zum Speichern des Status des Betriebs; eine Detektionseinrichtung zum Detektieren, ob elektrische Leistung durch eine externe Stromquelle geliefert wird; eine Zeitmesseinrichtung zum Messen der Ausfallzeit der externen Stromquelle; eine interne Stromquelle zur Unterstützung der Speichereinrichtung und der Zeitmesseinrichtung bei Auftreten eines Stromausfalls der externen Stromquelle; und eine Steuereinrichtung zum Fortsetzen des unterbrochenen Betriebs, wenn die Stromausfallzeit innerhalb einer vorgegebenen Zeitspanne liegt und zum Stoppen des Betriebs, wenn die vorgegebene Zeitspanne überschritten wird bei Unterbrechung des Betriebs aufgrund des Stromausfalls der externen Stromquelle und beim Wiederbeginn der Stromzufuhr. Dieser Stand der Technik betrifft elektrische Haushaltsgeräte und ist als solches nicht ohne weiteres einsetzbar im Zusammenhang mit Laserbearbeitungsmaschinen im Zusammenhang mit numerisch gesteuerten Maschinen (CNC), einem Gaslaseroszillator, einem Inverter und einer Laserleistungsquelle.
Ferner ist ein Verfahren zum Wiederherstellen der Stromversorgung für ein Datenverarbeitungssystem bekannt (z.B. japanische Patentveröffentlichung 7-095253 JP H07-95253 B2 . Bei diesem Stand der Technik sind vorgesehen: eine Stromquelleneinheit, eine Stromquellen-Steuereinheit und eine Datenverarbeitungseinheit, wobei eine Stromversorgungssteuereinheit die Zufuhr von Strom aus der Stromquelle zur Datenverarbeitungseinheit steuert und die Stromquellen-Steuereinheit folgendes aufweist: einen Zeitgeber zum Starten eines Stromausfallsignals; eine Stromausfall-Verarbeitungseinheit zum Speichern eines StromausfallZustandes in einer Speichereinrichtung entsprechend dem Stromausfallsignal; und eine Stromversorgungswiederherstellungseinheit zum Starten des Stromausfallsignals, welches im AUS-Zustand ist bei Ausgabe eines Ausfallsignals durch den Zeitgeber und zum Erzeugen eines Steuersignals zur Instruktion der Stromversorgungseinheit zum Umschalten der Stromquelle bei Auslesung eines Stromausfallzustandes der Speichereinrichtung beim Neustart. Dieser Stand der Technik betrifft eine Datenverarbeitungsanlage und ist als solches nicht ohne Weiteres anwendbar bei einer Laserbearbeitungsmaschine im Zusammenhang mit einer numerischen Steuerung (CNC), einem Gaslaseroszillator, einem Inverter und einer Laserversorgungsquelle. Dieser Stand der Technik stellt eine erneute Stromversorgung her, wenn die Ausfallzeit kürzer ist als eine bestimmte Abschaltzeit. Allerdings betrifft dieser Stand der Technik nicht die Situation, in der die Stromausfallzeit länger ist als der Abschaltzustand.
Beim Abschalten einer Laserbearbeitungsmaschine tritt in dem Inverter und der Leistungsquelle für das Lasergasgebläse im Oszillator eine Anormalität auf, wenn die Abschaltzeit sehr kurz ist und dieser anormale Zustand bleibt auch nach Wiederherstellung der Stromversorgung erhalten, es sei denn die Komponenten werden gestoppt. Tritt eine Anormalität in den Versorgungskomponenten der Laserbearbeitungsmaschine bei einem Strom- oder Leistungsabfall auf, beinhaltet das Verfahren zur Wiederherstellung des Zustandes vor dem Strom- oder Leistungsabfall zunächst die Beseitigung der Anormalität in den Versorgungskomponenten durch Stoppen der Laserbearbeitungsmaschine und Einleitung eines normalen Startvorganges, was arbeitsaufwändig ist und Zeit braucht.
Eine Laserbearbeitungsmaschine, die in jedem Falle gestoppt wird, unabhängig von der Zeitspanne des Stromabfalls, verlangt auch einen Neustart, wie oben beschrieben, um den Zustand vor dem Strom- oder Leistungsabfall wieder herzustellen, was ebenfalls arbeitsaufwändig ist und Zeit braucht.
Das Dokument US 2013 / 0 220 981 A1 offenbart eine Laserbearbeitungsmaschine mit einer Steuereinheit, die eine seit einem Beginn einer Nichtbenutzung der Laserbearbeitungsmaschine verstrichene Zeit ermittelt und bei einem Überschreiten verschiedener Grenzwerte einzelne Komponenten der Laserbearbeitungsmaschine stoppt, um Energie zu sparen.
Ferner ist aus JP H07-142 794 A ein Laseroszillator bekannt, bei dem im Fall eines Leistungseinbruchs, der durch eine Messeinheit erfasst wird, ein Schalter geschaltet wird, der durch einen Anwender erst wieder umgeschaltet werden muss, ehe ein Neustart erfolgen kann.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Laserbearbeitungsmaschine bereitzustellen, bei der ein Zustand vor einem Strom- oder Leistungsabfall in sehr kurzer Zeit wiederherstellbar ist, nachdem die Leistung einer externen Leistungsquelle wieder gegeben ist, die zeitweise in ihrer elektrischen Leistungsabgabe abgefallen war.
KURZBESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Weiterbildungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.
Die Erfindung geht aus von einer Laserbearbeitungsvorrichtung, die folgendes aufweist: einen Laseroszillator; eine Steuereinrichtung, die eingerichtet ist, den Laseroszillator zu steuern; und einen Inverter im Laseroszillator, der bei einem Abfall einer Versorgungsleistung unter einen vorgegebenen Wert anormal arbeitet und sich von einem anormalen Betrieb erholt, wenn ein Zustand mit einer Versorgungsleistung kleiner als der vorgegebene Wert über eine erste vorgegebene Zeitspanne oder länger anhält.
Erfindungsgemäß weist die Laserbearbeitungsvorrichtung ferner auf: eine Leistungsabfalldetektionseinheit, die eingerichtet ist, einen Abfall der von einer externen Leistungsquelle der Steuereinrichtung und dem Laseroszillator zugeführten Leistung zu detektieren; eine Zeitmesseinheit, die eingerichtet ist, eine Zeitspanne des Abfalls der von der externen Leistungsquelle der Steuereinrichtung und dem Laseroszillator zugeführten Leistung vom Zeitpunkt des Unterschreitens der Versorgungsleistung unter den vorgegebenen Wert bis zur Erholung der Versorgungsleistung auf einen vorgegebenen Wert zu messen; und eine elektrische Speichereinheit (5), die eingerichtet ist, der Steuereinrichtung elektrische Leistung zuzuführen, wenn die von der externen Leistungsquelle der Steuereinrichtung und dem Laseroszillator zugeführte elektrische Leistung abfällt. Ferner stoppt erfindungsgemäß die Steuereinrichtung die Laserbearbeitungsvorrichtung oder den Inverter, wenn die Leistungsabfallzeit in einem Fall, in dem die Versorgungsleistung zu dem Wert größer oder gleich dem vorbestimmten Wert zurückkehrt, kleiner ist als die erste vorgegebene Zeitspanne, und stoppt die Laserbearbeitungsvorrichtung oder den Inverter nicht, wenn die Leistungsabfallzeit in einem Fall, in dem die Versorgungsleistung zu dem Wert größer oder gleich dem vorbestimmten Wert zurückkehrt, gleich oder größer ist als die erste vorgegebene Zeitspanne.
Figurenliste
Diese sowie weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden noch deutlicher aus der nachfolgenden Beschreibung von Einzelheiten mit Blick auf die Figuren:

1 ist ein Blockdiagramm einer Laserbearbeitungsmaschine gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung;
2 erläutert den zeitlichen Zusammenhang zwischen einem Abfall der Versorgungsspannung und der Spannungserholung bei einer Laserbearbeitungsvorrichtung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel sowie einen Betriebszustand der Ausrüstung der Laserbearbeitungsmaschine;
3 erläutert als Flussdiagramm den Verfahrensablauf bei einer Laserbearbeitungsmaschine gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel;
4 ist ein Blockdiagramm einer Laserbearbeitungsmaschine gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung;
5 erläutert den zeitlichen Zusammenhang zwischen einem Spannungsabfall der Versorgungsspannung und der Spannungserholung bei einer Laserbearbeitungsmaschine gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel sowie den Betriebszustand der Ausrüstung der Laserbearbeitungsmaschine;
6 erläutert als Flussdiagramm den Verfahrensablauf bei einer Laserbearbeitungsmaschine gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel;
7 ist ein Blockdiagramm einer Laserbearbeitungsmaschine gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung;
8 erläutert als Flussdiagramm den Betriebsablauf bei einer Laserbearbeitungsmaschine gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel;
9 ist ein Blockdiagramm einer Laserbearbeitungsmaschine gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel der Erfindung;
10 erläutert als Blockdiagramm den Betriebsablauf bei einer Laserbearbeitungsmaschine gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel;
11 ist ein Blockdiagramm einer Laserbearbeitungsmaschine gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel der Erfindung; und
12 erläutert als Blockdiagramm den Betriebsablauf bei einer Laserbearbeitungsmaschine gemäß dem fünften Ausführungsbeispiel.

BESCHREIBUNG BEVORZUGTER AUSFÜHRUNGSBEISPIELE IM EINZELNEN
Laserbearbeitungsmaschinen gemäß der Erfindung werden nachfolgend mit Blick auf die Figuren beschrieben. Anzumerken ist jedoch, dass der technische Bereich der Erfindung nicht durch die Ausführungsbeispiele beschränkt ist und auch Erfindungen erfasst innerhalb des Rahmens der Ansprüche und äquivalente Ausführungsformen.
[Erstes Ausführungsbeispiel]
Nunmehr wird eine Laserbearbeitungsmaschine gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel beschrieben. 1 zeigt ein Blockdiagramm der Laserbearbeitungsmaschine. Die Laserbearbeitungsmaschine 101 enthält folgendes: einen Laseroszillator 2; eine Steuereinrichtung 1, die eingerichtet ist, den Laseroszillator 2 zu steuern; eine Stromausfalldetektionseinheit 4, die eingerichtet ist, einen Abfall in der elektrischen Leistung zu detektieren, die von einer externen Spannungsquelle 3 zur Steuereinrichtung 1 und zum Laseroszillator 2 geliefert wird; eine Zeitmesseinheit 11, die eingerichtet ist, eine Stromabfallzeitspanne zu messen von einem Zeitpunkt, zu dem die Versorgungsspannung unter einen Pegel abfällt, der kleiner ist als ein vorgegebener Wert, bis zu einem Zeitpunkt, zu dem sich die Versorgungsspannung auf einen Pegel erhöht, der gleich ist oder größer als ein vorgegebener Wert; eine elektrische Speichereinheit (nicht dargestellt), die eingerichtet ist, die Steuereinrichtung 1 mit elektrischer Leistung zu versorgen, wenn die elektrische Spannung abfällt; und einen Inverter 25 im Laseroszillator 2, dessen Betrieb einen anormalen Zustand annimmt, wenn die Versorgungsleistung unter einen vorgegebenen Wert abfällt, und der sich von einem anormalen Betrieb erholt, wenn der Zustand der Versorgungsleistung kleiner als der vorgegebene Wert für eine erste vorgegebene Zeitspanne oder länger anhält, wobei die Steuereinrichtung dadurch gekennzeichnet ist, dass die Laserbearbeitungsmaschine 101 oder die Ausrüstung, wie der Inverter 25, gestoppt werden, wenn die Stromausfallzeitspanne kleiner ist als die erste vorgegebene Zeitspanne, während die Laserbearbeitungsmaschine 101 oder die Ausrüstung, wie der Inverter 25, nicht gestoppt werden, wenn die Stromausfallzeit gleich ist oder größer als die vorgegebene erste Zeitspanne.
Der Laseroszillator 2 hat eine elektrische Entladungsröhre 22 zur Anregung des Lasergases, reflektierende Spiegel 201 an beiden Enden der elektrischen Entladungsröhre 22, und einen Ausgangsspiegel 202, wobei über den Ausgangsspiegel 202 eine optische Auskoppelung erfolgt durch mehrfache verstärkende Rückkopplung von Strahlung zwischen den reflektierenden Spiegeln 201 und dem Ausgangsspiegel 202. Die Intensität des optischen Ausgangssignals wird durch einen Leistungssensor 292 detektiert. Die Laserversorgungsquelle 21 versorgt die elektrische Entladungsröhre 22 mit Energie. Ein Luftgebläse 24 verursacht eine Strömung des Lasergases über einen Strömungsweg 24 durch zwei Wärmetauscher 23, 26 in Richtung des Pfeiles gemäß 1. Druck des Lasergases im Strömungsweg 20 wird durch einen Drucksensor 291 detektiert. Das Lasergas wird in den Strömungsweg 20 durch Öffnen bzw. Schließen eines Ventils 28 eingeführt. Das Lasergas wird aus dem Strömungsweg 20 über eine Vakuumpumpe 27 abgeführt. Das Luftgebläse 24 wird durch den Inverter 25 angetrieben.
Die Komponenten (Ausrüstungskomponenten) im Laseroszillator 2 haben die Eigenschaft, dass ihr Betrieb einen anormalen Zustand annimmt, wenn die Versorgungsspannung (Versorgungsleistung; die Begriffe „Strom“, „Spannung“, „Leistung“ sind hier, je nach Kontext, austauschbar) unter einen vorgegebenen Wert abfällt und der anormale Zustand in diesem Sinne wird aufgehoben, wenn der Zustand der Versorgungsspannung kleiner als der vorgegebene Wert für eine erste vorgegebenen Zeitspanne oder länger anhält.
Die externe Stromquelle 3 liefert elektrische Leistung an die Steuereinrichtung 1 und den Laseroszillator 2. Im Einzelnen: die externe Stromquelle 3 liefert elektrische Leistung an die Laserleistungsquelle 21, den Inverter 25 und die Vakuumpumpe 27 im Laseroszillator 2.
Die Steuereinrichtung 1 empfängt Detektionsdaten vom Drucksensor 291 und vom Leistungssensor 292. Die Steuereinrichtung 1 steuert die Laserleistungsquelle 21, die Vakuumpumpe 27 und das Ventil 28.
Die Stromabfalldetektionseinheit 4 überwacht dauernd die an die Steuereinrichtung 1 und den Laseroszillator 2 von der externen Stromquelle 3 gelieferte Versorgungsleistung und detektiert einen Abfall der Versorgungsleistung.
Die Steuereinrichtung 1 ist mit der Zeitmesseinheit 11 versehen. Die Zeitmesseinheit 11 misst die Zeitspanne von dem Zeitpunkt, zu dem die Versorgungsleistung unter einen vorgegebenen Wert abfällt, bis zu dem Zeitpunkt, zu dem die Versorgungsleistung sich wieder auf einen vorgegebenen Wert oder größer erholt.
Die Laserbearbeitungsmaschine gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel hat den obigen Aufbau und ist insbesondere dadurch ausgezeichnet, dass die Steuereinrichtung 1 die Laserbearbeitungsmaschine oder die Ausrüstung stoppt, wenn die Leistungsabfallzeit kürzer ist als die erste vorgegebene Zeitspanne, wohingegen die Laserbearbeitungsvorrichtung oder die Ausrüstung nicht gestoppt werden, wenn die Leistungsabfallzeitspanne gleich ist oder länger als die erste vorgegebene Zeitspanne. Nunmehr soll der Betrieb der Laserbearbeitungsmaschine gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel näher beschrieben werden.
2 zeigt den zeitlichen Zusammenhang zwischen einem Abfall der Versorgungsleistung und der Leistungserholung bei einer Laserbearbeitungsmaschine gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel sowie die entsprechenden Betriebszustände der zugehörigen Ausrüstung.
Die zeitliche Veränderung der von der externen Stromquelle 3 gelieferten Versorgungsleistung ist im oberen Bereich der 2 dargestellt. Die durchgezogene Linie L1 und die gestrichelte Linie L2 repräsentieren, wie unten noch näher erläutert werden wird, wie die Zeitfolge bei der Leistungserholung sich unterscheidet; die Zeitfolge stellt also dar, wie sich die zunächst auf einen vorgegebenen Wert oder tiefer abfallende elektrische Leistung auf einen vorgegebenen Wert oder höher wieder erholt. Zunächst sei angenommen, dass ein Leistungsausfall (Stromausfall) zur Zeit t₀ erfolgt und die Versorgungsleistung vor dem Auftreten des Stromausfalles gleich ist oder größer als ein vorgegebener Wert. Die Leistung erholt sich nach Ablauf einer bestimmten Zeitspanne im Anschluss an das Auftreten des Leistungsausfalles zur Zeit t₀; zwei Fälle sind exemplarisch dargestellt. Bei einem ersten Leistungserholungsfall (1) wird angenommen, dass sich die Leistung zur Zeit t₁ erholt. Andererseits wird für einen zweiten Leistungserholungsfall (2) angenommen, dass sich die Leistung zur einem Zeitpunkt t₂ erholt (t₂ > t₁).
Wie oben bereits erwähnt, nimmt der Betriebszustand der Ausrüstung des Laseroszillators 2 einen „anormalen Zustand“ an, wenn die Versorgungsspannung unter einen vorgegebenen Wert abfällt, und der anormale Betriebszustand wird aufgehoben, wenn der Zustand der Versorgungsspannung kleiner als der vorgegebene Wert für eine erste vorgegebene Zeitspanne t_a - t₀ oder länger anhält. 2 illustriert die Zeitfolge ab t₀, wenn der Spannungsabfall auftritt, und die Zeit t_a, wenn die erste vorgegebene Zeitspanne abläuft.
Die Leistungserholung (1) ist, wie in 2 dargestellt, derart, dass der Zeitpunkt t₁ der Leistungserholung früher liegt als der Zeitpunkt t_a, zu dem die erste vorgegebene Zeitspanne abläuft (t₁ < t_a). In dieser Zeit, wenn die Versorgungsleistung unter den vorgegebenen Wert abfällt, nimmt der Betrieb der Ausrüstung des Laseroszillators 2 den anormalen Zustand an und der anormale Zustand wird aufgehoben, wenn der Zustand mit einer Versorgungsleistung kleiner als der vorgegebene Wert über die erste vorgegebene Zeitspanne (t_a - t₀) oder länger anhält. Wenn also die Leistung zum Zeitpunkt t₁ sich wieder erholt hat, bedeutet dies, dass der Zustand der Versorgungsleistung (Versorgungsspannung) kleiner als der vorgegebene Wert sich nicht über die erste vorgegebene Zeitspanne (t_a - t₀) oder länger erstreckt und die Ausrüstung verbleibt im anormalen Zustand. Dementsprechend wird in diesem Fall der Laseroszillator oder die entsprechende Ausrüstung gestoppt. Das bedeutet, dass dann, wenn sich die Ausrüstung bei Erholung der Leistung im anormalen Zustand befindet, die Laserbearbeitungsvorrichtung bzw. die Ausrüstung gestoppt werden. Für eine laufende Prozedur ist es dann möglich, den von der Ausrüstung der Laserbearbeitungsvorrichtung eingenommenen anormalen Zustand aufzuheben und die Laserbearbeitungsvorrichtung kann in den gleichen Zustand wie vor dem Leistungsabfall durch neuen Start der Vorrichtung gebracht werden.
Im zweiten Fall der Leistungserholung (2) gemäß 2 liegt der Zeitpunkt t₂ der Leistungserholung später als der Zeitpunkt t_a, zu dem die erste vorgegebene Zeitspanne abläuft (t₂ > t_a). Der Betrieb der Ausrüstung des Laseroszillators 2 nimmt dabei den anormalen Zustand an, wenn die Versorgungsleistung (Versorgungsspannung) unter den vorgegebenen Wert abfällt, und der anormale Zustand wird aufgehoben, wenn der Zustand mit einer Versorgungsleistung kleiner als der vorgegebene Wert über die erste vorgegebene Zeitspanne t_a - t₀ oder länger anhält. Wenn also die Leistung zum Zeitpunkt t₂ sich wieder erholt hat, dann dauert der Zustand der Versorgungsleistung mit einem Wert kleiner als der vorgegebene Wert über die erste vorgegebene Zeitspanne (t_a - t₀) oder länger an bis zur Zeit t₂ und deshalb wird der anormale Zustand der Ausrüstung aufgehoben. Dementsprechend kann in diesem Fall die Laserbearbeitungsvorrichtung in den gleichen Zustand wie vor dem Leistungsabfall zurückkehren durch automatische Aufhebung des von der Ausrüstung eingenommenen anormalen Zustandes, ohne dass die Laserbearbeitungsmaschine gestoppt werden müsste. Mit anderen Worten: befindet sich die Ausrüstung nicht im anormalen Zustand bei Erholung der Leistung, wird weder die Laserbearbeitungsmaschine noch die Ausrüstung gestoppt.
Wie oben beschrieben, erfolgt die Bestimmung, ob die Ausrüstung gestoppt wird, in Abhängigkeit vom Zustand der Ausrüstung zu dem Zeitpunkt, an dem sich die externe Leistungsquelle (Spannungsquelle) erholt und damit ist es möglich, eine passende Maßnahme zu ergreifen entsprechend dem Zustand der Ausrüstung und nach Wiedergewinnung der Leistung schnell in einem Arbeitszustand zu kommen.
Nunmehr soll der Betriebsablauf der Laserbearbeitungsmaschine gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel mit Blick auf das Flussdiagramm gemäß 3 näher erläutert werden.
Es sei angenommen, dass der Leistungsabfall in Schritt S101 erfolgt. Sodann wird in Schritt S102 geprüft, ob der Leistungsabfall andauert. Die Leistungsabfalldetektionseinheit 4 detektiert die aus der externen Leistungsquelle in die Laserbearbeitungsmaschine eingespeiste Leistung und ermittelt so, ob der Leistungsabfall andauert. Dauert der Leistungsabfall an, geht das Verfahren in einer Schleife zurück zu Schritt S102, um weiterhin zu prüfen, ob der Leistungsabfall andauert. Dabei, also bei andauerndem Leistungsabfall, misst die Zeitmesseinheit 11 die Zeit, in welcher die von der externen Stromquelle 3 gelieferte Leistung gleich oder kleiner ist als ein vorgegebener Wert.
In Schritt S103 wird ermittelt, ob eine Leistungsabfallzeitspanne, d.h. eine Zeitspanne, in welcher die von der externen Stromquelle gelieferte Leistung gleich oder kleiner ist als der vorgegebene Wert, gleich ist oder größer als eine erste vorgegebene Zeitspanne.
Ist die Leistungsabfallzeitspanne gleich oder länger als die erste vorgegebene Zeitspanne - wenn also die Zeit, in welcher die von der externen Spannungsquelle eingespeiste Leistung gleich oder kleiner ist als ein vorgegebener Wert, größer oder gleich ist als die erste vorgegebene Zeitspanne - wird in Schritt S104 der Laseroszillator oder seine Ausrüstung nicht gestoppt.
Ist hingegen die Leistungsabfallzeitspanne kleiner als die erste vorgegebene Zeitspanne - wenn also die Zeitspanne, in welcher die von externen Leistungsquelle gelieferte Leistung gleich oder kleiner ist als der vorgegebene Wert, kürzer ist als die erste vorgegebene Zeitspanne - werden der Laseroszillator oder seine Ausrüstung in Schritt S105 gestoppt.
Wie oben erläutert, ergibt sich nach einem Leistungsabfall bei Verwendung von Ausrüstung, bei der ein anormaler Zustand nach Ablauf einer ersten vorgegebenen Zeitspanne aufgehoben wird, der Zustand der Ausrüstung zu einem Zeitpunkt, zu dem sich die Leistungsversorgung erholt, aus einem Größenvergleich zwischen der Leistungsabfallzeitspanne und der ersten vorgegebenen Zeitspanne. Sodann wird ermittelt, ob die Ausrüstung in Abhängigkeit von ihrem Zustand gestartet wird und somit kann eine passende Maßnahme ergriffen werden für die Wiedergewinnung der Leistung.
Die obige Beschreibung erläutert beispielhaft den Fall, in dem ein Stoppen des Laseroszillators oder von dessen Ausrüstung erfolgt in Abhängigkeit davon, ob die Leistungsabfallzeitspanne gleich ist oder länger als eine erste vorgegebene Zeitspanne. Die Bestimmung, ob der Laseroszillator oder die zugehörige Ausrüstung gestoppt werden, kann aber auch erfolgen in Abhängigkeit davon, ob sich die Ausrüstung bei Erholung der Leistung im anormalen Zustand befindet. Mit anderen Worten: die Laserbearbeitungsmaschine oder die Ausrüstung können gestoppt werden, wenn sich die Ausrüstung im anormalen Zustand befindet bei der Leistungserholung, und sie können hingegen nicht gestoppt werden, wenn sich die Ausrüstung nicht im anormalen Zustand befindet bei der Leistungserholung. Weiterhin wurde das erste Ausführungsbeispiel beschrieben anhand des Stoppens des Laseroszillators durch das Beispiel des Stoppens der Laserbearbeitungsmaschine, jedoch ist es auch möglich, die Steuervorrichtung zu stoppen und die Möglichkeiten sind nicht hierauf eingeschränkt.
[Zweites Ausführungsbeispiel]
Nunmehr wird eine Laserbearbeitungsmaschine gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben. 4 zeigt ein Blockdiagramm hierfür. Eine Laserbearbeitungsvorrichtung 102 gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel weist auf: eine elektrische Speichereinheit 5, die eingerichtet ist, von einer externen Leistungsquelle 3 gelieferte Leistung zu speichern und Leistung zu liefern mit einem Wert gleich oder größer als ein vorgegebener Wert während einer Zeitspanne vom Abfall der Versorgungsleistung unter den vorgegebenen Wert bis zum Ablauf einer zweiten vorgegebenen Zeitspanne; und eine Steuerungsleistungsquelle 6 zum Empfang der Leistung von der elektrischen Speichereinheit 5 und zum Zuführen der Leistung zum Laseroszillator 2 und zur Steuereinrichtung 1, wobei die Vorrichtung dadurch gekennzeichnet ist, dass die Steuerungsleistungsquelle 6 den Laseroszillator stoppt, wenn die Leistungsabfallzeitspanne gleich oder länger wird als die zweite vorgegebene Zeitspanne. Ansonsten ist der Aufbau der gleiche wie beim ersten Ausführungsbeispiel und insoweit erübrigt sich dann eine wiederholte Beschreibung. Insbesondere hat der Laseroszillator 2 eine zugehörige Ausrüstung 200, wie einen Inverter 25 und eine Laserleistungsquelle 21 entsprechend 1.
Die elektrische Speichereinheit 5 hat eine Speicherkomponente wie einen Kondensator und ist in der Lage, Leistung abzugeben, die gleich ist oder größer als ein vorgegebener Wert, wobei die Leistung ausreicht zum Betreiben der Laserbearbeitungsmaschine über eine bestimmte Zeitspanne (die zweite vorgegebene Zeitspanne) ab dem Auftreten des Leistungsabfalles der externen Leistungsquelle 3.
Die Steuerungsleistungsquelle 6 erhält elektrische Leistung von der elektrischen Speichereinheit 5 und liefert die Leistung an die Steuereinrichtung 1 des Laseroszillators 2.
Die Leistungsabfalldetektionseinheit 4 überwacht die von der externen Leistungsquelle 3 an die elektrische Speichereinheit 5 gelieferte Leistung und ermittelt somit, ob die Versorgungsleistung gleich ist oder kleiner als ein vorgegebener Wert, entsprechend einem Leistungsabfall der externen Leistungsquelle 3, und die detektierten Daten werden zur Steuereinrichtung 1 übertragen.
Die Laserbearbeitungsmaschine gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel hat den oben beschriebenen Aufbau und ist dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerungsleistungsquelle 6 den Laseroszillator 2 stoppt, wenn die Leistungsabfallzeit gleich oder größer wird als die zweite vorgegebene Zeitspanne. Der Betrieb der Laserbearbeitungsmaschine 102 gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel wird nunmehr beschrieben.
5 zeigt den zeitlichen Zusammenhang zwischen dem Aball der Versorgungsleistung und der Leistungserholung in einer Laserbearbeitungsvorrichtung gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel sowie die Betriebszustände der Ausrüstung 200 der Laserbearbeitungsmaschine. Eine zeitliche Änderung der Versorgungsleistung von der externen Leistungsquelle 3 ist im oberen Bereich der 5 dargestellt. Eine durchgezogene Linie L3 und eine gestrichelte Linie L4 zeigen, wie weiter unten noch näher ausgeführt wird, wie sich die Zeitfolge der Leistungserholung unterscheidet, wobei die Leistung zeitweise auf bzw. unter einen vorgegebenen Wert abfällt und auf einen vorgegebenen Wert oder darüber ansteigt. Es wird davon ausgegangen, dass zum Zeitpunkt t₀ der Leistungsabfall (Spannungsabfall) auftritt und dass zuvor die Leistungsabgabe gleich oder größer war als der vorgegebene Wert. Nach Abfall der Versorgungsleistung unter den vorgegebenen Wert zum Zeitpunkt t₀ erholt sich die Leistung (Spannung) wieder nach einer gewissen Zeitspanne. Dabei werden zwei Fälle für die Leistungserholung beispielhaft betrachtet. In einem ersten Fall einer Leistungserholung (3) erholt sich die Leistung wieder zur Zeit t₃. In einem zweiten Fall einer Leistungserholung (4) erholt sich die Leistung wieder zur Zeit t₄ (t₄ > t₃).
Die elektrische Speichereinheit 5 enthält zum Beispiel einen Kondensator und liefert Leistung gleich oder größer als der vorgegebene Wert, wobei die Leistung ausreicht, die Laserbearbeitungsmaschine für eine bestimmte feste Zeitspanne (die zweite vorgegebene Zeitspanne (t_b - t₀)) ab Auftreten des Leistungsabfalles der externen Leistungsquelle 4 anzutreiben. 5 zeigt die Zeit t₀, zu der der Leistungsabfall auftritt, und die Zeit t_b, zu der die zweite vorgegebene Zeitspanne abläuft.
Im obigen Fall der Leistungserholung (3), liegt der Zeitpunkt t₃ der Leistungserholung gemäß 5 früher als der Zeitpunkt t_b (t₃ < t_b), zu der die zweite vorgegebene Zeitspanne abläuft. Mit anderen Worten: Leistung (Spannung) wird von der elektrischen Speichereinheit 5 zum Zeitpunkt t₃ der Leistungserholung zugeführt und somit arbeiten der Laseroszillator und seine Ausrüstung 200 normal.
Andererseits ist im Falle der Leistungserholung (4) gemäß 5 der Zeitpunkt t₄ der Leistungserholung später als der Zeitpunkt t_b (t₄ > t_b), zu dem die zweite vorgegebene Zeitspanne abläuft. Die elektrische Speichereinheit 5 liefert also keine hinreichende Leistung zum Betrieb des Laseroszillators zum Zeitpunkt t₄ der Leistungserholung und somit wird die Laserbearbeitungsmaschine gestoppt zur Zeit des Ablaufes der zweiten vorgegebenen Zeitspanne. Unter diesen Umständen wird die Laserbearbeitungsmaschine gestoppt, bevor die Zeit abläuft, in welcher die elektrische Speichereinheit 5 hinreichende Leistung liefern kann, um so den Fall zu vermeiden, in dem die Steuereinrichtung 1 nicht normal rückgesetzt wird, wenn die Leistung unmittelbar nach Ende der Leistungsversorgung durch die Speichereinheit 5 wiederherstellt wird.
Wie oben beschrieben, erfolgt die Entscheidung darüber, ob der Laseroszillator gestoppt wird, derart, dass die Leistungsversorgung durch die elektrische Speichereinheit zum Zeitpunkt der Leistungserholung der externen Leistungsquelle berücksichtigt wird, sodass nach Erholung der Leistungsversorgung der wirksame Arbeitszustand schnell erreicht werden kann.
Nunmehr wird der Arbeitsablauf der Laserbearbeitungsmaschine gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel anhand des Flussdiagrammes nach 6 näher beschrieben.
In Schritt S201 tritt der Leistungsabfall auf. Sodann wird in Schritt S202 ermittelt, ob der Leistungsabfall andauert. Die LeistungsabfallDetektionseinheit 4 detektiert die von der externen Leistungsquelle 3 der Laserbearbeitungsvorrichtung 102 zugeführte Leistung und damit, ob der Leistungsabfall andauert. Dauert der Leistungsabfall an, wird in Schritt S203 ermittelt, ob die Leistungsabfallzeit die zweite vorgegebene Zeitspanne überschreitet.
In einem Zustand mit nicht andauerndem Leistungsabfall, d.h. bei Leistungserholung, wird in Schritt S204 ermittelt, ob die Leistungsausfallzeitspanne, d.h. die Zeit, in welcher die von der externen Leistungsquelle zugeführte Leistung gleich oder kleiner ist als der vorgegebene Wert, gleich oder länger ist als die erste vorgegebene Zeitspanne.
Ist die Leistungsabfallzeitspanne gleich oder größer als die erste vorgegebene Zeitspanne, d.h. ist die Zeit, in der die von der externen Leistungsquelle zugeführte Leistung gleich oder kleiner ist als der vorgegebene Wert, gleich oder größer als die erste vorgegebene Zeitspanne, werden weder die Laserbearbeitungsmaschine noch der Inverter noch die Laserleistungsquelle gestoppt (Schritt S205).
Ist hingegen die Leistungsabfallzeit kürzer als die erste vorgegebene Zeitspanne, d.h. ist die Zeit, in welcher die von der externen Leistungsquelle zugeführte Leistung gleich oder kleiner ist als der vorgegebene Wert, kürzer als die erste vorgegebene Zeitspanne, und ist weiterhin die Leistungsabfallzeit länger als die zweite vorgegebene Zeitspanne gemäß Schritt S203, wird in Schritt S206 zumindest eine der nachfolgenden Einrichtungen gestoppt: die Laserbearbeitungsmaschine, der Inverter oder die Laserleistungsquelle.
Wie oben beschrieben, wird in dem Fall, in dem die elektrische Speichereinheit in der Lage ist, Leistung zu liefern gleich oder größer als der vorgegebene Wert bis zum Ablauf der zweiten vorgegebenen Zeitspanne nach dem Leistungsabfall und, wenn die Leistungsabfallzeit die zweite vorgegebene Zeitspanne überschreitet, die Laserbearbeitungsmaschine etc. vorab gestoppt, wenn die zweite vorgegebene Zeitspanne abläuft bevor die Spannungserholung erfolgt, wodurch es möglich wird, eine Situation zu vermeiden, in der die Steuereinrichtung über die Leistungserholung nicht normal rückgesetzt wird.
[Drittes Ausführungsbeispiel]
Nunmehr wird eine Laserbearbeitungsmaschine gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert. 7 zeigt ein Blockdiagramm dieser Laserbearbeitungsmaschine. Eine Laserbearbeitungsvorrichtung 103 gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel weist folgendes auf: einen Lasergasbehälter 20, der im Laseroszillator 2 vorgesehen und mit einem Lasergas gefüllt ist; eine Speichereinheit 12 für die Leistungsabfallzeit, die eingerichtet ist, die Zeit des Auftretens eines Leistungsabfalles zu speichern, wenn die Versorgungsleistung unter den vorgegebenen Wert abfällt, bis zum Zeitpunkt der Leistungserholung, wenn die Versorgungsleistung sich auf einen Wert gleich oder größer als der vorgegebene Wert erholt, wobei die Vorrichtung 103 dadurch gekennzeichnet ist, dass die Steuereinrichtung 1 dann, wenn die Leistungsabfallzeit, definiert als Zeitspanne vom Auftreten des Leistungsabfalles bis zur Leistungserholung, kürzer ist als eine dritte vorgegebene Zeitspanne, zumindest eine der nachfolgenden Operationen auslässt: Evakuieren des Lasergasbehälters 20, Auffüllen des Lasergasbehälters mit Lasergas und Aufwärmen des Laseroszillators 2 bei dessen Start. Ansonsten ist der Aufbau entsprechend dem zweiten Ausführungsbeispiel, sodass insoweit sich eine Beschreibung erübrigt.
Bei der Laserbearbeitungsmaschine gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel wird die Zustandsvariation bezüglich des Laseroszillators bei kurzer Leistungsausfallzeitspanne verringert. Die Zeitspanne, in welcher die Zustandsvariation im Laseroszillator klein gehalten wird, ist hier die dritte vorgegebene Zeitspanne. Ist die Leistungsabfallzeit, definiert als die Zeitspanne vom Auftreten des Leistungsabfalles bis zur Leistungserholung, kleiner ist als die dritte vorgegebene Zeitspanne, ist die Zustandsvariation im Laseroszillator klein, wodurch ein für die Laserbearbeitung geeigneter Zustand erreicht werden kann, ohne dass ein Austausch des Lasergases und ein Aufwärmbetrieb erforderlich sind, welche bei Durchführung eines normalen Startes erforderlich wären.
Nunmehr wird der Betriebsablauf bei einer Laserbearbeitungsmaschine gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel mit Blick auf das Flussdiagramm nach 8 näher erläutert.
Zunächst tritt in Schritt S301 der Leistungsabfall auf. Sodann speichert in Schritt S302 die Leistungsabfallzeit-Speichereinheit 12 die Zeit des Auftretens des Leistungsabfalles. Sodann wird in Schritt S302 ermittelt, ob der Leistungsabfall andauert. Wird festgestellt, dass der Leistungsabfall andauert, geht das Verfahren in einer Schleife zurück zu Schritt S303 und es wird weiter überwacht, ob der Leistungsabfall andauert.
Wird hingegen festgestellt, dass bei Ende des Leistungsabfalls die Leistung sich erholt, speichert in Schritt S304 die Speichereinheit 12 für die Leistungsabfallzeit die Leistungserholungszeit, und die Zeitmesseinheit 11 berechnet die Leistungsabfallzeitspanne, definiert als die Zeit vom Auftreten des Leistungsabfalles bis zur Leistungserholung unter Verwendung der Leistungsabfall-Auftrittszeit und der Leistungserholungszeit, welche in der Speichereinheit 12 für die Leistungsabfallzeit gespeichert sind.
Sodann ermittelt in Schritt S305 die Steuereinrichtung 1, ob die Leistungsabfallzeit kleiner ist als die dritte vorgegebene Zeitspanne. Ist die Leistungsabfallzeit kleiner als die dritte vorgegebene Zeitspanne wird in Schritt S306 zumindest eine der nachfolgenden Operationen weggelassen: Evakuierung des Lasergasbehälters 20, Auffüllen des Lasergasbehälters 20 mit Lasergas und Aufwärmen des Laseroszillators bei dessen Start. Ist hingegen die Leistungsabfallzeit gleich oder länger als die dritte vorgegebene Zeitspanne, werden diese Operationen ausgeführt, also die Evakuierung der Lasergaskammer 20, Auffüllen der Lasergaskammer 20 mit Gas und Aufwärmen des Laseroszillators 2 bei dessen Start.
[Viertes Ausführungsbeispiel]
Nunmehr wird eine Laserbearbeitungsmaschine gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben. 9 ist ein Blockdiagramm einer solchen Laserbearbeitungsmaschine. Eine Laserbearbeitungsmaschine 104 gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel hat weiterhin eine Speichereinheit 13 für ein Leistungsabfallsignal, die eingerichtet ist, ein Leistungsabfallsignal zu speichern, welches anzeigt, dass die Versorgungsleistung unter den vorgegebenen Wert abfällt, und ein Leistungserholungssignal, welches anzeigt, dass die Versorgungsleistung auf den vorgegebenen Wert oder darüber ansteigt, wobei die Vorrichtung dadurch gekennzeichnet ist, dass die Steuereinrichtung 1 den Laseroszillator 2 auf Basis des Leistungserholungssignals startet, wenn der Laseroszillator 2 auf Basis des Leistungsabfallsignals gestoppt ist. Ansonsten ist der Aufbau entsprechend dem zweiten Ausführungsbeispiel, sodass eine wiederholte Beschreibung weggelassen wird.
Die Laserbearbeitungsmaschine gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel ist in der Lage, die Betriebseffektivität der Laserbearbeitungsmaschine zu verbessern durch Einsparen von Arbeit und Zeit bei Wiederherstellung der Laserbearbeitungsmaschine in den Zustand vor dem Leistungsabfall.
Nunmehr wird der Betrieb der Laserbearbeitungsmaschine gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel mit Blick auf das Flussdiagramm gemäß 10 näher erläutert.
In Schritt S401 tritt der Leistungsabfall auf. Sodann speichert in Schritt S402 die Leistungsabfall-Signalspeichereinheit 13 das Leistungsabfall-Signal. Anschließend wird in Schritt S403 ermittelt, ob der Leistungsabfall andauert. Wird festgestellt, dass der Leistungsabfall andauert, geht das Verfahren in einer Schleife zurück zu Schritt S403 und prüft, ob der Leistungsabfall andauert.
Wird festgestellt, dass bei Ende des Leistungsabfalles die Leistung sich erholt, speichert die Leistungsabfall-Signalspeichereinheit 13 das Leistungserholungssignal in Schritt S404.
Sodann wird in Schritt S405 geprüft, ob die Steuereinrichtung 1 entsprechend dem Leistungsabfallsignal den Laseroszillator 2 stoppt. Stoppt die Steuereinrichtung 1 den Laseroszillator 2 auf Basis des Leistungsabfallsignals, wird in Schritt S406 der Laseroszillator 2 auf Basis des Leistungserholungssignals gestartet. Wird hingegen der Laseroszillator 2 aus anderen Ursachen gestoppt als dem Leistungsabfallsignal, wird der Laseroszillator 2 mit Mitteln gestartet, welche das Leistungserholungssignal nicht beinhalten (Schritt S407).
Wie oben beschrieben, kann dann, wenn vorab festgestellt wird, dass die Laserbearbeitungsvorrichtung aufgrund eines Abfalls der Versorgungsleistung aus der externen Leistungsquelle gestoppt wird, der Arbeitsaufwand dadurch vermindert werden, dass die Laserbearbeitungsmaschine automatisch bei Erholung der Versorgungsleistung aus der externen Leistungsquelle gestartet wird. Wird hingegen die Laserbearbeitungsmaschine aus einem anderen Grund als einem Abfall der Versorgungsleistung aus der externen Leistungsquelle gestoppt, dann wird in diesem Falle davon ausgegangen, dass die Laserbearbeitungsmaschine aus einem Grund gestoppt wurde, bei dem ein Leistungsabfall ausgeschlossen ist und somit eine andere Situation gegeben ist, in welcher es nicht erwünscht ist, die Laserbearbeitungsvorrichtung simultan mit der Leistungserholung zu starten. Deshalb ist die Laserbearbeitungsmaschine gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel so eingerichtet, dass die Steuereinrichtung 1 bei Stoppen des Laseroszillators 2 aus anderen Gründen als dem Leistungsabfallsignal, die Laserbearbeitungsmaschine mit Mitteln startet, in denen das Leistungserholungssignal nicht enthalten ist.
[Fünftes Ausführungsbeispiel]
Nunmehr wird eine Laserbearbeitungsvorrichtung gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben. 11 ist ein Blockdiagramm einer entsprechenden Laserbearbeitungsmaschine. Eine Laserbearbeitungsmaschine 105 gemäß dem fünften Ausführungsbeispiel hat weiterhin eine Start-Auswahleinheit 7, welche auswählt, wie der Laseroszillator 2 zu starten ist, wobei die Vorrichtung 105 dadurch gekennzeichnet ist, dass dann, wenn die Steuereinrichtung 1 den Laseroszillator 2 aufgrund eines Abfalls der Versorgungsleistung unter den vorgegebenen Wert stoppt, ermittelt wird, ob der Laseroszillator 2 durch die Start-Auswahleinheit 7 gestartet wird, wenn die Leistung sich auf einen Wert gleich oder größer als der vorgegebene Wert erholt. Ansonsten ist der Aufbau der gleich wie beim dritten Ausführungsbeispiel, sodass auf eine wiederholte Beschreibung verzichtet werden kann.
Der Laseroszillator 2 wird gestoppt, wenn die ihm zugeführte Versorgungsspannung unter den vorgegebenen Wert abfällt, jedoch treten Fälle auf, bei denen der zeitweise gestoppte Laseroszillator spontan startet, wenn die Versorgungsspannung bei der Leistungserholung gleich oder größer wird als der vorgegebene Wert. In einer solchen Situation kann ein Laserstrahl aus dem Laseroszillator emittiert werden, wobei davon ausgegangen wird, dass aufgrund des Leistungsabfalles der Oszillator gestoppt ist, und dies kann ein Problem hinsichtlich der Sicherheit verursachen. Deshalb liegt der Laserbearbeitungsmaschine 105 gemäß dem fünften Ausführungsbeispiel eine Start-Auswahleinheit 7 zugrunde, um zu entscheiden, ob der Laseroszillator 2 gestartet wird, wobei die Anordnung so ist, dass die Start-Auswahleinheit 7 bestimmt, dass der Laseroszillator 2 bei Erholung der Versorgungsleistung auf den vorgegebenen Wert gestartet wird, wenn die Steuereinrichtung 1 den Laseroszillator 2 gestoppt hat aufgrund eines Abfalls der Versorgungsleistung unter den vorgegebenen Wert. Deshalb ist es möglich, einen ungewollten Start der Laserbearbeitungsvorrichtung nach einer Leistungserholung zu verhindern.
Nunmehr wird der Arbeitsablauf bei einer Laserbearbeitungsvorrichtung gemäß dem fünften Ausführungsbeispiel mit Bezug auf das Flussdiagramm nach 12 näher beschrieben.
Es sei angenommen, dass der Leistungsabfall in Schritt 501 auftritt. Sodann stoppt im Schritt S502 die Steuereinrichtung 1 den Laseroszillator 2. Anschließend wird in Schritt 503 geprüft, ob der Leistungsabfall anhält. Wird festgestellt, dass der Leistungsabfall anhält, geht das Verfahren in einer Schleife zurück zu Schritt S503 und es wird die Überwachung fortgesetzt, ob der Leistungsabfall anhält.
Wird festgestellt, dass bei Ende des Leistungsabfalles die Leistung sich erholt, wählt die Start-Auswahleinheit 7 des Laseroszillators in Schritt S504, ob der Laseroszillator gestartet werden soll. Bestimmt die Start-Auswahleinheit 7, dass der Laseroszillator 2 gestartet werden soll, veranlasst die Start-Auswahleinheit 7 den Laseroszillator 2 zum Start (Schritt S505). Bestimmt die Start-Auswahleinheit 7 hingegen, dass der Laseroszillator 2 nicht gestartet werden soll, veranlasst die den Laseroszillator 2 in Schritt S105 nicht zu einem Start.
Wie oben beschrieben, kann bei dem fünften Ausführungsbeispiel einer Laserbearbeitungsvorrichtung eine geeignete Maßnahme getroffen werden für den Fall, dass die Leistung sich nach einem Leistungsabfall erholt, weil der Laseroszillator nach einer Leistungserholung nicht in allen Fällen automatisch neu gestartet wird; vielmehr wird über einen Start des Laseroszillators zur Erhöhung der Sicherheit nach obigen Kriterien entschieden.
Die vorstehenden Erläuterungen nehmen Bezug auf einen Abfall der Versorgungsleitung aufgrund eines Stromausfalls, jedoch ist die hier offenbarte Lehre nicht auf diesen Fall beschränkt sondern auch anwendbar bei einem Leistungsabfall aus anderen Gründen.
Es kann eine Anormalität in der Ausrüstung auftreten, wie bei einem Inverter oder der Leistungsquelle für die Anregung, welche in der Laserbearbeitungsvorrichtung eingeschlossen sind und von der externen Leitungsquelle betrieben werden, wenn die Leitungsabfallzeit kurz ist und der anormale Zustand anhält nach der Erholung. Ist die Leistungsabfallzeit länger als ein vorgegebener Wert, wird der anormale Zustand gelöscht und die Ausrüstung kann gleichzeitig mit der Leistungserholung verwendet werden. Aufgrund einer solchen Anordnung gemäß der Erfindung kann der Start im Falle eines Leistungsabfalls für eine Zeit kürzer als eine vorgegebene Zeitspanne oder im Falle einer Anormalität in der Ausrüstung bei Erholung sofort eingeleitet werden durch Löschen der Anormalität in der Ausrüstung während die Laserbearbeitungsvorrichtung oder die Ausrüstung gestoppt sind. Ist hingegen die Leistungsabfallzeit länger als eine vorgegebene Zeitspanne oder tritt die Anormalität in der Ausrüstung nicht auf bei Leistungserholung, kann die Laserbearbeitungsvorrichtung innerhalb einer sehr kurzen Zeit in den Zustand vor dem Leistungsabfall gebracht werden, indem weder die Laserbearbeitungsvorrichtung noch die Ausrüstung gestoppt werden.

Claims

Laserbearbeitungsvorrichtung, folgendes aufweisend: einen Laseroszillator (2); eine Steuereinrichtung (1), die eingerichtet ist, den Laseroszillator zu steuern; einen Inverter (25) im Laseroszillator; eine Leistungsabfalldetektionseinheit (4), die eingerichtet ist, die an die Steuereinrichtung und den Laseroszillator von einer externen Leistungsquelle (3) gelieferte Versorgungsleistung zu überwachen und einen Abfall der von der externen Leistungsquelle der Steuereinrichtung und dem Laseroszillator zugeführten Leistung zu detektieren, wobei der Inverter (25) bei Abfall der Versorgungsleistung unter einen vorgegebenen Wert anormal arbeitet und sich von dem anormalen Betrieb erholt, wenn ein Zustand mit der Versorgungsleistung kleiner als der vorgegebene Wert über eine erste vorgegebene Zeitspanne oder länger anhält; eine Zeitmesseinheit (11), die eingerichtet ist, eine Zeitspanne des Abfalls der von der externen Leistungsquelle der Steuereinrichtung und dem Laseroszillator zugeführten Leistung vom Zeitpunkt des Unterschreitens der Versorgungsleistung unter den vorgegebenen Wert bis zu einer Leistungserholung auf einen Wert, der gleich ist oder größer als der vorgegebene Wert zu messen; und eine elektrische Speichereinheit (5), die eingerichtet ist, der Steuereinrichtung elektrische Leistung zuzuführen, wenn die von der externen Leistungsquelle der Steuereinrichtung und dem Laseroszillator zugeführte elektrische Leistung abfällt; wobei die Steuereinrichtung (1) die Laserbearbeitungsvorrichtung oder den Inverter (25) stoppt, wenn die Zeitspanne des Abfalls in einem Fall, in dem die Versorgungsleistung zu dem Wert größer oder gleich dem vorgegebenen Wert zurückkehrt, kleiner ist als die erste vorgegebene Zeitspanne, und die Laserbearbeitungsvorrichtung oder den Inverter (25) nicht stoppt, wenn die Leistungsabfallzeit in einem Fall, in dem die Versorgungsleistung zu dem Wert größer oder gleich dem vorgegebenen Wert zurückkehrt, gleich oder größer ist als die erste vorgegebene Zeitspanne.
Laserbearbeitungsvorrichtung gemäß Anspruch 1, weiterhin aufweisend eine Steuerungsleistungsquelle (6), die eingerichtet ist, die elektrische Leistung von der elektrischen Speichereinheit (5) zu empfangen und elektrische Leistung dem Laseroszillator und der Steuereinrichtung zuzuführen, wobei die elektrische Speichereinheit (5) die Versorgungsleistung von der externen Leistungsquelle (3) speichert und elektrische Leistung gleich oder größer als der vorgegebene Wert über eine Zeitspanne liefert bis zum Ablauf einer zweiten vorgegebenen Zeitspanne ab dem Abfall der Versorgungsleistung unter den vorgegebenen Wert, und wobei die Steuerungsleistungsquelle (6) den Laseroszillator stoppt, wenn die Leistungsabfallzeit gleich ist oder länger als die zweite vorgegebene Zeitspanne.
Laserbearbeitungsvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 oder 2, weiterhin folgendes aufweisend: einen Lasergasbehälter im Laseroszillator (2), der mit Gas gefüllt ist; und eine Leistungsabfallzeitspeichereinheit (12), die eingerichtet ist, die Zeit des Auftretens des Leistungsabfalles zu speichern, wenn die Versorgungsleistung unter den vorgegebenen Wert abfällt, sowie die Leistungserholungszeit, wenn die Versorgungsleistung auf einen Wert zurückkehrt, der gleich ist oder größer als der vorgegebene Wert, wobei die Steuereinrichtung (1) zumindest eine der nachfolgenden Operationen unterlässt: Evakuierung des Lasergasbehälters, Füllung des Lasergasbehälters mit Lasergas oder Aufwärmen des Laseroszillators beim Start, wenn die Leistungsabfallzeit kleiner ist als eine vorgegebene Zeitspanne, wobei die Leistungsabfallzeit definiert ist als eine Zeitspanne vom Auftreten des Leistungsabfalles bis zu der Leistungserholung.
Laserbearbeitung gemäß einem der Ansprüche 1 oder 2, weiterhin aufweisend eine Leistungsabfallsignalspeichereinheit (17), die eingerichtet ist, ein Leistungsabfallsignal zu speichern, welches anzeigt, dass die Versorgungsleistung unter den vorgegebenen Wert abfällt, und ein Leistungsrückkehrsignal zu speichern, welches anzeigt, dass die Versorgungsleistung auf einen Wert gleich oder größer als der vorgegebene Wert zurückkehrt, wobei die Steuereinrichtung (1) den Laseroszillator auf Basis des Leistungsabfallsignals oder mittels eines anderen Signals als das Leistungsabfallsignal stoppt, wobei die Steuereinrichtung (1) den Laseroszillator auf Basis des Leistungsrückkehrsignals startet, wenn das Stoppen des Laseroszillators auf dem Leistungsabfallsignal basiert ist, und wobei die Steuereinrichtung (1) den Laseroszillator exklusiv mittels des Leistungsrückkehrsignals startet, wenn der Laseroszillator mittels eines anderen Signals als das Leistungsabfallsignal gestoppt wurde.
Laserbearbeitungsvorrichtung gemäß Anspruch 4, weiterhin aufweisend eine Start-Auswahleinheit (7), die eingerichtet ist, einen Start des Laseroszillators zu bestimmen, wobei die Start-Auswahleinheit den Start des Laseroszillators bei Rückkehr der Versorgungsleistung auf einen Wert gleich oder größer als der vorgegebene Wert auswählt, wenn die Steuereinrichtung den Laseroszillator aufgrund eines Abfalls der Versorgungsleistung unter den vorgegebenen Wert gestoppt hat.