DE102020101669A1

DE102020101669A1 - Lasersteuervorrichtung, lasersteuersystem, und laservorrichtung sowie lasersteuerverfahren

Info

Publication number: DE102020101669A1
Application number: DE102020101669.7A
Authority: DE
Inventors: Ryusuke Miyata; Hiroshi Takigawa
Original assignee: Fanuc Corp
Current assignee: Fanuc Corp
Priority date: 2019-01-31
Filing date: 2020-01-24
Publication date: 2020-08-06
Also published as: CN111496374A; JP6975187B2; JP2020123704A; CN111496374B; US20200249120A1; US11293835B2

Abstract

Es wird eine Lasersteuervorrichtung bereitgestellt, die dann, wenn bei einer Laservorrichtung, die für die Übertragung von Laserlicht eine optische Faser benutzt, detektiert wurde, dass eine Anomalie aufgetreten ist, und die Laserlichtausgabe angehalten wurde, bestimmen kann, ob das Laserlicht erneut ausgestrahlt werden darf oder nicht, ohne Licht durch die optische Faser zu führen.Die Lasersteuervorrichtung 1 weist eine Bestimmungseinheit (133, 232) auf, die eine Steuerschaltung 25 der Laservorrichtung 2 dann, wenn die Steuerschaltung das Auftreten einer Anomalie bei einem Laseroszillator 21 oder einem laseroptischen System (22, 3) erkennt und die Laserausgabe von dem Laseroszillator anhält, auf Basis des Ergebnisses einer Bestimmung der Möglichkeit/Unmöglichkeit einer erneuten Ausgabe von Laserlicht von dem Laseroszillator durch Eingeben von Eingabedaten, bei denen es sich um wenigstens einen Teil von Zustandsdaten und Umgebungsdaten der Laservorrichtung in einem bestimmten Zeitraum, der den Zeitpunkt des Anhaltens der Laserausgabe enthält, handelt, in einen Bestimmer steuert. Die Zustandsdaten des bestimmten Zeitraums und die Eingabedaten enthalten wenigstens eines aus Zeitreihendaten der Lichtmenge des Laserlichts und Zeitreihendaten der Lichtmenge des Rückkehrlichts in diesem bestimmten Zeitraum.

Description

Allgemeiner Stand der Technik
Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft zum Beispiel eine Lasersteuervorrichtung, ein Lasersteuersystem, und eine Laservorrichtung sowie ein Lasersteuerverfahren.
Beschreibung des Stands der Technik
Bei den aktuellen Hochausgangsleistungs-Laservorrichtungen für die Laserbearbeitung werden Untersuchungen angestellt, um zu verhindern, dass das laseroptische System oder der Laseroszillator durch Laserlicht, das durch ein zu bearbeitendes Objekt (Werkstück) reflektiert wurde, (nachstehend auch einfach als Reflexionslicht bezeichnet) oder dergleichen beschädigt wird. Beispielsweise detektiert eine Hochausgangsleistungs-Laservorrichtung für die Laserbearbeitung die Lichtmenge des von dem Laseroszillator ausgestrahlten Laserausgangslichts oder des Rückkehrlichts, das Reflexionslicht von dem Werkstück enthält und in der zu der Ausbreitungsrichtung des Laserausgangslichts entgegengesetzten Richtung zu dem laseroptischen System übertragen wird, mit einem in kurzen Zeiträumen detektionsfähigen Lichtdetektor, und beobachtet die detektierte Lichtmenge in äußerst kurzen Zeitabständen. Wenn die so detektierte Lichtmenge von einem bestimmten Bereich abweicht, wird die Hochausgangsleistungs-Laservorrichtung für die Laserbearbeitung so gesteuert, dass die Laserlichtausgabe sofort angehalten wird. Nicht selten beträgt die Zeit von dem Auftreten einer Anomalie wie dem Abweichen der Lichtmenge des Rückkehrlichts von dem bestimmten Bereich bis zum Anhalten der Laserlichtausgabe beispielsweise höchstens einige zehn µs. Da die Zeit von dem Auftreten der Anomalie bis zum Anhalten der Laserlichtausgabe somit äußerst kurz festgelegt ist, erleiden der Laseroszillator und das laseroptische System sehr oft keine Beschädigung, wenn bei der Hochausgangsleistungs-Laservorrichtung für die Laserbearbeitung das Auftreten einer Anomalie detektiert wird und die Laserlichtausgabe angehalten wird, und bestehen auch bei einer erneuten Ausgabe von Laserlicht keine Probleme.
Es kann jedoch vorkommen, dass der Laseroszillator oder das laseroptische System geringfügig beschädigt wird. Zum Beispiel wird in dem laseroptischen System der Hochausgangsleistungs-Laservorrichtung für die Laserbearbeitung eine optische Faser verwendet, um das Laserausgangslicht zu einem Bearbeitungskopf zu übertragen. Wenn diese optische Faser auch nur eine geringfügige Beschädigung erleidet, kann es dann, wenn die Hochausgangsleistungs-Laservorrichtung für die Laserbearbeitung erneut Laserlicht ausstrahlt, durch eine Wärmeentwicklung aufgrund eines Verlusts von Laserlicht in dem beschädigten Bereich dazu kommen, dass die Temperatur des Kerns der optischen Faser ansteigt. In diesem Fall kommt es zu einem sogenannten Faserschmelzen und der beschädigte Bereich dehnt sich rasch in die Richtung zu dem Laseroszillator hin aus. Insbesondere, wenn die Laservorrichtung eine bei Hochausgangsleistungs-Laservorrichtungen für die Laserbearbeitung häufig verwendete Faserlaservorrichtung ist, kann es dazu kommen, dass sich das Faserschmelzen bis zu dem Laseroszillator fortsetzt, da auch der Laseroszillator durch eine optische Faser gebildet ist, und auch der teure Faserlaseroszillator eine Beschädigung erleidet. Folglich ist es dann, wenn auf Basis des Ergebnisses der Detektion der Lichtmenge durch einen Lichtdetektor das Auftreten einer Anomalie detektiert wurde und die Laservorrichtung die Laserlichtausgabe angehalten hat, äußerst wichtig, sich zu vergewissern, ob die Laservorrichtung erneut Laserlicht ausgeben darf oder ob die Laservorrichtung nicht erneut Laserlicht ausgeben darf, da sich die Beschädigung ausdehnt.
Da, wie oben erwähnt wurde, auch im Fall einer Detektion des Auftretens einer Anomalie und eines Anhaltens der Laserlichtausgabe durch die Laservorrichtung in vielen Fällen eine erneute Laserlichtausgabe vorgenommen werden kann, ist es äußerst zeitaufwändig und unverhältnismäßig, die Laservorrichtung jedes Mal zu zerlegen und zu untersuchen. Außerdem besteht auch das Problem, dass es bei einem Zerlegen und Untersuchen der Laservorrichtung im Fall einer geringfügigen Beschädigung nicht leicht ist, die beschädigte Stelle zu finden.
Um eine Beschädigung der optischen Faser zu detektieren, wurden Techniken vorgeschlagen, bei denen die Prüfung durch das Führen von Licht durch die optische Faser erfolgt (siehe zum Beispiel die japanische Patentoffenlegungsschrift H10-38751, die japanische Patentoffenlegungsschrift 2000-221108, die japanische Patentoffenlegungsschrift 2000-314673, die japanische Patentoffenlegungsschrift 2006-292424 und die Internationale Veröffentlichung Nr. 2010/041564). Beispielsweise ist in der japanischen Patentoffenlegungsschrift H10-38751 eine Vorrichtung zur Detektion des Bruchs einer optischen Faser offenbart, die dadurch gekennzeichnet ist, dass an einem Einstrahlungsende einer optischen Faser, die Hochenergielicht überträgt, ein Linsensystem ausgebildet ist, das Licht von einer Lichtquelle zu der optischen Fasern bündelt und an einem Ausstrahlungssende ein Linsensystem ausgebildet ist, das Licht zu einem Übertragungsziel ausstrahlt/bündelt, jeweils in der Nähe des Linsensystems an dem Einstrahlungsende und des Linsensystems an dem Ausstrahlungsende ein Photodetektor ausgebildet ist, der Streulicht in dem Linsensystem empfängt, und eine Detektionseinheit ausgebildet ist, die durch Vergleichen der Ausgänge dieser Photodetektoren einen Bruch der optischen Faser detektiert.
In der japanischen Patentoffenlegungsschrift 2000-221108 ist eine Vorrichtung zur Detektion der Unversehrtheit einer optischen Faser offenbart. Diese Vorrichtung zur Detektion der Unversehrtheit einer optischen Faser wird bei einer Laserbearbeitungsvorrichtung, die einen Bearbeitungs-Laseroszillator, der Laserlicht zur Bearbeitung erzeugt, eine optische Faser, die das Laserlicht zur Bearbeitung überträgt, und einen Laserbearbeitungskopf, der das von der optischen Faser ausgestrahlte Laserlicht zur Bearbeitung bündelt und auf ein zu bearbeitendes Objekt strahlt, umfasst, angewendet. Diese Vorrichtung zur Detektion der Gesundheit einer optischen Faser umfasst einen Prüf-Laseroszillator, der Laserlicht zur Prüfung mit einer zu dem Laserlicht zur Bearbeitung unterschiedlichen Wellenlänge erzeugt, und einen Lichtdetektor, der das Laserlicht zur Prüfung detektiert, wobei das Laserlicht zur Prüfung in die optische Faser geleitet wird und das von dem Laserbearbeitungskopf zurückkehrende Laserlicht zur Prüfung durch den Lichtdetektor an einer Position neben dem Laserlichtausstrahlungsende der optischen Faser gemessen wird und eine Anomalie der optischen Faser detektiert wird.
Ein in der japanischen Patentoffenlegungsschrift 2000-314673 offenbartes Verfahren zur Detektion des Bruchs einer Faser für einen YAG-Laser detektiert den Bruch der Faser durch Vergleichen des Vorhandenseins oder Nichtvorhandenseins eines in die Faser für den YAG-Laser einstrahlenden Laserausgangssignals und des Vorhandenseins oder Nichtvorhandenseins eines von der Faser ausstrahlenden Laserdetektionssignals. Dieses Verfahren führt das Rückkehrlicht von der Ausstrahlungsseite bis in die Nähe der Einstrahlungsseite und detektiert es an seinem Ende und hält das detektierte Signal für eine bestimmte Zeit. Dann vergleicht dieses Verfahren das gehaltene Rückkehrlichtdetektionssignal mit einem Ausgangsbefehlssignal von einer Laserausgangs-Steuereinheit und bestimmt, dass die Faser gebrochen ist, wenn trotz des Vorhandenseins eines Ausgangsbefehlssignals kein Rückkehrlichtdetektionssignal vorhanden ist.
Ferner umfasst eine in der japanischen Patentoffenlegungsschrift 2006-292424 offenbarte Vorrichtung zur Überwachung einer optischen Faser einen Laseroszillator, der Laserlicht mit einer bestimmten Frequenz ausstrahlt, ein bündelndes optisches System, das das Reflexionslicht einer optischen Faser, in die das Laserlicht eingestrahlt wurde, bündelt, und einen Lichtdetektor, in den das Reflexionslicht von dem bündelnden optischen System eingestrahlt wird und der die Lichtmenge des Reflexionslichts misst.
In der Internationalen Veröffentlichung Nr. 2010/041564 ist eine Vorrichtung zur Erkennung eines Faserschmelzens offenbart, die ein Faserschmelzen bei einer optischen Faser, die Laserlicht überträgt, erkennt. Diese Vorrichtung zur Erkennung eines Faserschmelzens umfasst ein Lichteinbringungsmittel, das an einer Laserlichteinstrahlungsseite einer optischen Faser angeordnet ist und wenigstens einen Teil von in die Gegenrichtung übertragenem Licht, das sich in Bezug auf das in die optische Faser eingestrahlte Licht in die entgegengesetzte Richtung ausbreitet, einbringt, ein Lichtempfangsmittel, das das durch das Lichteinbringungsmittel eingebrachte Licht photoelektrisch umwandelt, ein elektrisches Filtermittel, das aus dem Ausgangssignal des Lichtempfangsmittels eine bestimmte Frequenzbandkomponente, die ein periodisches Signal durch ein Faserschmelzen enthält, extrahiert, ein Erkennungsmittel, das eine über einen bestimmten Wert hinausgehende Änderung des Ausgangspegels des elektrischen Filtermittels erkannt, und ein Warnmittel, das je nach dem Erkennungsausgang des Erkennungsmittels ein Warnsignal erzeugt.
Kurzdarstellung der Erfindung
Bei allen oben beschriebenen Techniken, die eine Beschädigung einer optischen Faser detektieren, wird die Beschädigung der optischen Faser durch das Führen von Laserlicht durch die optische Faser detektiert. Doch wenn Laserlicht durch die optische Faser geführt wird, nachdem das Auftreten einer Anomalie erkannt wurde, besteht trotz des Umstands, dass das Auftreten der Anomalie rasch detektiert wurde und die Laserlichtausgabe angehalten wurde, damit sich die Beschädigung nicht ausdehnt, die Gefahr einer Ausdehnung der Beschädigung der optischen Faser und fallweise auch einer Beschädigung des Laseroszillators. Damit sich die Beschädigung nicht ausdehnt, ist denkbar, die Beschädigung durch Führen eines sehr schwachen Lichts durch die optische Faser zu detektieren. Doch in einem solchen Fall wird das Verhältnis des Messfehlers in Bezug auf den Absolutwert der Lichtmenge, die bei einem sehr schwachen Licht durch den Detektor gemessen wurde, groß. Daher kann eine leichte Beschädigung der optischen Faser nicht mit einer guten Genauigkeit detektiert werden. Als Folge kommt es vor, dass trotz des tatsächlichen Vorhandenseins einer Beschädigung der optischen Faser fälschlich bestimmt wird, dass keine Beschädigung vorliegt. In einem solchen Fall besteht die Gefahr, dass sich die Beschädigung der optischen Faser bei einer erneuten Aufnahme der Laserlichtausgabe durch die Laservorrichtung sofort ausdehnt.
Nach einem Aspekt besteht die Aufgabe in der Bereitstellung einer Lasersteuervorrichtung, die dann, wenn bei einer Laservorrichtung, die für die Übertragung von Laserlicht eine optische Faser benutzt, detektiert wurde, dass eine Anomalie aufgetreten ist, und die Laserlichtausgabe angehalten wurde, bestimmen kann, ob das Laserlicht erneut ausgestrahlt werden darf oder nicht, ohne Licht durch die optische Faser zu führen.
Nach einer Ausführungsform wird eine Lasersteuervorrichtung (1) bereitgestellt, die eine Laservorrichtung (2, 20), welche einen Laseroszillator (21), der Laserlicht ausgibt; einen Ausgangslichtdetektor (23), der die Lichtmenge des von dem Laseroszillator ausgegebenen Laserlichts detektiert; einen Rückkehrlichtdetektor (24), der die Lichtmenge eines Rückkehrlichts, das sich in einem laseroptischen System (22), das eine das Laserlicht übertragende optische Faser enthält, zu der Ausbreitungsrichtung des Laserlichts entgegengesetzt gerichtet ausbreitet, detektiert; und eine Steuerschaltung (25), die den Laseroszillator steuert, aufweist, steuert. Diese Lasersteuervorrichtung weist eine Bestimmungseinheit (133) auf, die dann, wenn die Steuerschaltung der Laservorrichtung das Auftreten einer Anomalie bei dem Laseroszillator oder dem laseroptischen System erkennt und die Laserausgabe von dem Laseroszillator anhält, durch Eingeben von Eingabedaten, bei denen es sich um wenigstens einen Teil von Zustandsdaten, die den Zustand der Laservorrichtung angeben, und Umgebungsdaten, die den Zustand der Umgebung, in dem die Laservorrichtung und die optische Faser eingerichtet sind, angeben, in einem bestimmten Zeitraum, der den Zeitpunkt des Anhaltens der Laserausgabe enthält, handelt, in einen Bestimmer, der auf Basis dieser Eingabedaten bestimmt, ob eine erneute Ausgabe von Laserlicht von dem Laseroszillator möglich ist oder nicht, die Möglichkeit/Unmöglichkeit einer erneuten Ausgabe von Laserlicht von dem Laseroszillator bestimmt und die Steuerschaltung gemäß dem Bestimmungsergebnis steuert. Die Zustandsdaten des bestimmten Zeitraums und die Eingabedaten enthalten wenigstens eines aus Zeitreihendaten der Lichtmenge des Laserlichts und Zeitreihendaten der Lichtmenge des Rückkehrlichts in diesem bestimmten Zeitraum.
Nach einer anderen Ausführungsform wird ein Lasersteuersystem (200) bereitgestellt, das eine Laservorrichtung (201) und eine Lasersteuervorrichtung (1), die über ein Kommunikationsnetzwerk (202 bis 204) mit der Laservorrichtung kommunizieren kann, aufweist. Bei diesem Lasersteuersystem verfügt die Laservorrichtung über einen Laseroszillator (21), der Laserlicht ausgibt; einen Ausgangslichtdetektor (23), der die Lichtmenge des von dem Laseroszillator ausgegebenen Laserlichts detektiert; einen Rückkehrlichtdetektor (24), der die Lichtmenge eines Rückkehrlichts, das sich in einem laseroptischen System (22), das eine das Laserlicht übertragende optische Faser enthält, zu der Ausbreitungsrichtung des Laserlichts entgegengesetzt gerichtet ausbreitet, detektiert; eine Steuerschaltung (25), die den Laseroszillator steuert; und eine Zustandsdatenspeichereinheit (30), die dann, wenn die Steuerschaltung das Auftreten einer Anomalie bei dem Laseroszillator oder dem laseroptischen System erkennt und die Laserausgabe von dem Laseroszillator anhält, Eingabedaten, bei denen es sich um wenigstens einen Teil von Zustandsdaten, die den Zustand der Laservorrichtung angeben, und Umgebungsdaten, die den Zustand der Umgebung, in dem die Laservorrichtung und die optische Faser eingerichtet sind, angeben, in einem bestimmten Zeitraum, der den Zeitpunkt des Anhaltens ihrer Laserausgabe enthält, handelt, speichert, wobei die Steuerschaltung die in der Zustandsdatenspeichereinheit gespeicherten Eingabedaten an die Lasersteuervorrichtung sendet, wenn über das Kommunikationsnetzwerk eine Kommunikation zwischen der Laservorrichtung und der Lasersteuervorrichtung hergestellt wird. Außerdem weist die Lasersteuervorrichtung (1) eine Bestimmungseinheit (133) auf, die durch Eingeben der Eingabedaten in einen Bestimmer, der bestimmt, ob eine erneute Ausgabe von Laserlicht von dem Laseroszillator möglich ist oder nicht, die Möglichkeit/Unmöglichkeit einer erneuten Ausgabe von Laserlicht von dem Laseroszillator bestimmt und die Steuerschaltung gemäß dem Bestimmungsergebnis steuert. Die Zustandsdaten des bestimmten Zeitraums und die Eingabedaten enthalten wenigstens eines aus Zeitreihendaten der Lichtmenge des Laserlichts und Zeitreihendaten der Lichtmenge des Rückkehrlichts in diesem bestimmten Zeitraum.
Nach einer anderen Ausführungsform wird eine Laservorrichtung bereitgestellt. Diese Laservorrichtung weist einen Laseroszillator (21), der Laserlicht ausgibt; einen Ausgangslichtdetektor (23), der die Lichtmenge des von dem Laseroszillator ausgegebenen Laserlichts detektiert; einen Rückkehrlichtdetektor (24), der die Lichtmenge eines Rückkehrlichts, das sich in einem laseroptischen System (22), das eine das Laserlicht übertragende optische Faser enthält, zu der Ausbreitungsrichtung des Laserlichts entgegengesetzt gerichtet ausbreitet, detektiert; und eine Steuerschaltung (25), die dann, wenn sie das Auftreten einer Anomalie bei dem Laseroszillator oder dem laseroptischen System erkennt, die Laserausgabe von dem Laseroszillator anhält, durch Eingeben von Eingabedaten, bei denen es sich um wenigstens einen Teil von Zustandsdaten, die den Zustand der Laservorrichtung angeben, und Umgebungsdaten, die den Zustand der Umgebung, in dem die Laservorrichtung und die optische Faser eingerichtet sind, angeben, in einem bestimmten Zeitraum, der den Zeitpunkt des Anhaltens der Laserausgabe enthält, handelt, in einen Bestimmer, der auf Basis dieser Eingabedaten bestimmt, ob eine erneute Ausgabe von Laserlicht von dem Laseroszillator möglich ist oder nicht, die Möglichkeit/Unmöglichkeit einer erneuten Ausgabe von Laserlicht von dem Laseroszillator bestimmt, und gemäß dem Bestimmungsergebnis steuert, ob der Laseroszillator zur erneuten Ausgabe von Laserlicht gebracht wird oder nicht, auf. Die Zustandsdaten des bestimmten Zeitraums und die Eingabedaten enthalten wenigstens eines aus Zeitreihendaten der Lichtmenge des Laserlichts und Zeitreihendaten der Lichtmenge des Rückkehrlichts in diesem bestimmten Zeitraum.
Nach noch einer anderen Ausführungsform wird ein Lasersteuerverfahren bereitgestellt, das eine Laservorrichtung (2, 20), welche einen Laseroszillator (21), der Laserlicht ausgibt; einen Ausgangslichtdetektor (23), der die Lichtmenge des von dem Laseroszillator ausgegebenen Laserlichts detektiert; einen Rückkehrlichtdetektor (24), der die Lichtmenge eines Rückkehrlichts, das sich in einem laseroptischen System (22), das eine das Laserlicht übertragende optische Faser enthält, zu der Ausbreitungsrichtung des Laserlichts entgegengesetzt gerichtet ausbreitet, detektiert; und eine Steuerschaltung (25), die den Laseroszillator steuert, aufweist, steuert. Dieses Lasersteuerverfahren umfasst dann, wenn die Steuerschaltung der Laservorrichtung das Auftreten einer Anomalie bei dem Laseroszillator oder dem laseroptischen System erkennt und die Laserausgabe von dem Laseroszillator anhält, das Bestimmen der Möglichkeit/Unmöglichkeit einer erneuten Ausgabe von Laserlicht von dem Laseroszillator durch Eingeben von Eingabedaten, bei denen es sich um wenigstens einen Teil von Zustandsdaten, die den Zustand der Laservorrichtung angeben, und Umgebungsdaten, die den Zustand der Umgebung, in dem die Laservorrichtung und die optische Faser eingerichtet sind, angeben, in einem bestimmten Zeitraum, der den Zeitpunkt des Anhaltens ihrer Laserausgabe enthält, handelt, in einen Bestimmer, der auf Basis dieser Eingabedaten bestimmt, ob eine erneute Ausgabe von Laserlicht von dem Laseroszillator möglich ist oder nicht, und das Steuern der Steuerschaltung der Laservorrichtung gemäß dem Bestimmungsergebnis. Die Zustandsdaten des bestimmten Zeitraums und die Eingabedaten enthalten wenigstens eines aus Zeitreihendaten der Lichtmenge des Laserlichts und Zeitreihendaten der Lichtmenge des Rückkehrlichts in diesem bestimmten Zeitraum.
Nach dem einen Aspekt kann dann, wenn bei einer Laservorrichtung, die für die Übertragung von Laserlicht eine optische Faser benutzt, detektiert wurde, dass eine Anomalie aufgetreten ist, und die Laserlichtausgabe angehalten wurde, bestimmt werden, ob erneut Laserlicht ausgestrahlt werden darf oder nicht, ohne Licht durch die optische Faser zu führen.
Figurenliste

1 ist eine schematische Aufbauansicht einer Lasersteuervorrichtung nach einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung und einer durch diese Lasersteuervorrichtung gesteuerten Laservorrichtung.
2A bis 2C sind jeweils Ablaufdiagramme, die ein Beispiel für den Prozess des Lernens eines Lernmodells und die Bestimmung der Möglichkeit/Unmöglichkeit einer erneuten Ausgabe von Laserlicht unter Verwendung des Lernmodells nach dem Abschluss des Lernens nach der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigen.
3 ist eine schematische Aufbauansicht einer Lasersteuervorrichtung nach einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung und einer durch diese Lasersteuervorrichtung gesteuerten Laservorrichtung.
4 ist eine Ansicht, die ein Beispiel für den Aufbau einer Faserbrechvorrichtung zeigt.
5 ist eine Ansicht, die ein anderes Beispiel für den Aufbau einer Faserbrechvorrichtung zeigt.
6 ist eine Ansicht, die noch ein anderes Beispiel für den Aufbau einer Faserbrechvorrichtung zeigt.
7 ist ein Ablaufdiagramm, das ein Beispiel für den Lernprozess der Lasersteuervorrichtung der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
8 ist ein Funktionsblockdiagramm des Prozessors einer Lasersteuervorrichtung nach einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
9A und 9B sind jeweils Ablaufdiagramme, die ein Beispiel für den Prozess des Lernens einer Wertfunktion durch die Lasersteuervorrichtung nach der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigen.
10 ist ein Ablaufdiagramm, das ein anderes Beispiel für den Prozess des Lernens einer Wertfunktion durch die Lasersteuervorrichtung nach der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
11 ist eine schematische Aufbauansicht eines Lasersteuersystems, das eine Lasersteuervorrichtung nach einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung enthält.
12 ist eine schematische Aufbauansicht einer Laservorrichtung nach einer fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
13A bis 13C sind jeweils Ablaufdiagramme, die ein Beispiel für den Prozess des Lernens einer Wertfunktion bei einer Steuerung der Laservorrichtung nach der fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigen.
14 ist eine schematische Aufbauansicht eines Lasersteuersystems, das eine Laservorrichtung nach einer sechsten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung enthält.
15 ist eine schematische Aufbauansicht einer Laservorrichtung nach einer siebenten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.

Ausführliche Erklärung
Unter Bezugnahme auf die Zeichnungen werden nachstehend Lasersteuervorrichtungen und durch diese Lasersteuervorrichtungen gesteuerte Laservorrichtungen erklärt. In den einzelnen Zeichnungen sind gleiche Aufbauelemente mit gleichen Bezugszeichen versehen. Um die Zeichnungen leicht verständlich zu machen, ist der Maßstab passend verändert.
Der Erfinder der vorliegenden Anmeldung hat herausgefunden, dass dann, wenn bei einer Laservorrichtung, die für die Übertragung des Laserlichts eine optische Faser verwendet, irgendeine Anomalie erkannt wurde, Daten, die den Betriebszustand der Laservorrichtung angeben, für einen bestimmten Zeitraum vor und nach der Erkennung der Anomalie, und insbesondere Zeitreihendaten der Lichtmenge des Laserlichts (nachstehend auch einfach als Laserausgangslicht bezeichnet), das von der Laservorrichtung ausgegeben wurde, und Zeitreihendaten der Lichtmenge des Rückkehrlichts (nachstehend auch einfach als Rückkehrlicht bezeichnet), das die optische Faser zu der Übertragungsrichtung des Laserlichts entgegengesetzt gerichtet überträgt, in einem bestimmten Zeitraum vor und nach der Erkennung der Anomalie in einem engen Zusammenhang mit dem Vorhandensein oder Nichtvorhandensein einer Beschädigung des Laseroszillators oder des laseroptischen Systems, das die optische Faser enthält, stehen. Nun bestimmt die Lasersteuervorrichtung durch Eingeben dieser Daten, die den Betriebszustand der Laservorrichtung angeben, für den bestimmten Zeitraum vor und nach der Erkennung irgendeiner Anomalie bei der Laservorrichtung und insbesondere der Zeitreihendaten für wenigstens eines aus dem Ausgangslicht und dem Rückkehrlicht in diesem bestimmen Zeitraum in eine Bestimmungseinheit, die vorab so ausgebildet wurde, dass sie bestimmt, ob eine erneute Ausgabe von Laserlicht möglich ist oder nicht, die Möglichkeit/Unmöglichkeit einer erneuten Ausgabe von Laserlicht durch die Laservorrichtung.
Zuerst wird eine Lasersteuervorrichtung nach einer ersten Ausführungsform erklärt.
1 ist eine schematische Aufbauansicht einer Lasersteuervorrichtung nach einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung und einer durch diese Lasersteuervorrichtung gesteuerten Laservorrichtung. In 1 zeigt ein umrandeter weißer Pfeil schematisch Laserlicht, das durch die Luft oder in einer optischen Faser übertragen wird. Die mit einer durchgehenden Linie gezeichneten Pfeile zeigen schematisch Signalleitungen und dergleichen und die Richtung ihrer Signale. Dies gilt auch für alle anderen Figuren als 1, die konzeptionelle Aufbauten zeigen.
Die Lasersteuervorrichtung 1 nach der vorliegenden Ausführungsform steuert eine Laservorrichtung 2. Die Laservorrichtung 2 weist wenigstens einen Laseroszillator 21, ein laseroptisches System 22, einen Ausgangslichtdetektor 23, einen Rückkehrlichtdetektor 24, eine Steuerschaltung 25, eine Eingabevorrichtung 26, und eine Anzeigevorrichtung 27 auf. Das von der Laservorrichtung 2 ausgegebene Laserlicht wird über eine optische Faser 3 übertragen und von einem Bearbeitungskopf 4 zu einem Werkstück (einem zu bearbeitenden Objekt) 5 ausgestrahlt und zur Bearbeitung des Werkstücks 5 verwendet.
Der Laseroszillator 21 gibt durch eine Laseroszillation gemäß einer Steuerung durch die Steuerschaltung 25 Laserlicht aus. Für den Laseroszillator 21 nach der vorliegenden Ausführungsform bestehen im Wesentlichen keine Beschränkungen, der Laseroszillator 21 kann zum Beispiel als Laseroszillator vom Festkörperlasertyp wie ein Faserlaser oder ein YAG-Laser oder als Laseroszillator wie ein Direkt-Diodenlaser ausgeführt werden.
Das laseroptische System 22 ist zwischen dem Laseroszillator 21 und der optischen Faser 3 ausgebildet und bündelt das von dem Laseroszillator 21 ausgegebene Laserlicht an einer Endfläche der optischen Faser 3 so, dass dieses Laserlicht in die optische Faser 3 einstrahlt. Zu diesem Zweck weist das laseroptische System 22 wenigstens eine Linse auf, die entlang einer optischen Achse, die den Laseroszillator 21 und die eine Endfläche der optischen Faser 3 verbindet, angeordnet ist. Wenn der Laseroszillator 21 und die optische Faser 3 direkt verbunden werden, kann auf das laseroptische System 22 verzichtet werden. Da die optische Faser 3 selbst als Teil des laseroptischen Systems vorstellbar ist, werden das laseroptische System 22 und die optische Faser 3 gemeinsam in der Folge auch als laseroptisches System bezeichnet.
Der Ausgangslichtdetektor 23 detektiert die Lichtmenge des Laserausgangslichts. Zu diesem Zweck weist der Ausgangslichtdetektor 23 zum Beispiel wenigstens ein Lichtempfangselement mit Empfindlichkeit gegenüber dem Laserausgangslicht wie etwa eine Photodiode auf. Der Ausgangslichtdetektor 23 wird zum Beispiel so angeordnet, dass er das Laserausgangslicht, das von einem Bereich der optischen Faser 3, in dem der Schutzüberzug entfernt wurde, in einem Verschmelzungsbereich (nicht dargestellt) der optischen Faser 3 oder in dessen Nähe austritt, empfängt. Oder der Ausgangslichtdetektor 23 kann auch in der Nähe der an dem Laseroszillator 21 gelegenen Seite des laseroptischen Systems 22 so angeordnet werden, dass er Streulicht empfängt, das durch die Reflexion eines Teils des Laserausgangslichts an der Linsenfläche, die das laseroptische System 22 aufweist, entsteht. Oder der Ausgangslichtdetektor 23 kann auch so angeordnet werden, dass er einen durch einen Strahlteiler (nicht dargestellt) zwischen dem Laseroszillator 21 und dem laseroptischen System 22 abgetrennten Teil des Laserausgangslichts empfängt. Oder der Ausgangslichtdetektor 23 kann auch in der Nähe des Bearbeitungskopfs 4 der optischen Faser 3 so angeordnet werden, dass er einen Teil des Ausgangslichts oder das Streulicht, das durch das Laserausgangslicht entstanden ist, empfängt. Der Ausgangslichtdetektor 23 gibt den Messwert der Lichtmenge des Laserausgangslichts an die Steuerschaltung 25 aus.
Der Rückkehrlichtdetektor 24 detektiert die Lichtmenge des Rückkehrlichts, das im Inneren der optischen Faser zu der Übertragungsrichtung des Laserausgangslichts entgegengesetzt gerichtet übertragen wird und von der einen Endfläche der optischen Faser 3 zu dem Laseroszillator 21 hin ausgestrahlt wird. Zu diesem Zweck weist der Rückkehrlichtdetektor 24 zum Beispiel wenigstens ein Lichtempfangselement mit Empfindlichkeit gegenüber dem Rückkehrlicht wie etwa eine Photodiode auf. Der Rückkehrlichtdetektor 24 wird zum Beispiel so wie der Ausgangslichtdetektor 23 so angeordnet, dass er das Rückkehrlicht, das von einem Abschnitt der optischen Faser 3, von dem der Schutzüberzug entfernt wurde, in einem Verschmelzungsbereich der optischen Faser 3 oder in dessen Nähe austritt, empfängt. Oder der Rückkehrlichtdetektor 24 kann auch so angeordnet werden, dass er das Rückkehrlicht, das einen hochreflektierenden Spiegel (nicht dargestellt, im Fall eines Faserlasers ein HRFBG (hochreflektierendes Faser-Bragg-Gitter) passiert, empfängt. Oder der Rückkehrlichtdetektor 24 kann auch in der Nähe der an der optischen Faser 3 gelegenen Seite des laseroptischen Systems 22 so angeordnet werden, dass er Streulicht empfängt, das durch die Reflexion eines Teils des Rückkehrlichts an der Linsenfläche, die das laseroptische System 22 aufweist, entsteht. Oder der Rückkehrlichtdetektor 24 kann auch so angeordnet werden, dass er einen durch einen Strahlteiler (nicht dargestellt) zwischen dem laseroptischen System 22 und der optischen Faser 3 abgetrennten Teil des Rückkehrlichts empfängt. Der Rückkehrlichtdetektor 24 gibt den Messwert der Lichtmenge des Rückkehrlichts an die Steuerschaltung 25 aus.
Die Steuerschaltung 25 gibt Steuersignalen von der Lasersteuervorrichtung 1, dem Messwert der Lichtmenge des Ausgangslichts, dem Messwert der Lichtmenge des Rückkehrlichts oder Bedienungssignalen von der Eingabevorrichtung 26 folgend einen Lichtausgabebefehl zur Ausgabe von Laserlicht oder einen Ausgabeanhaltebefehl zum Anhalten der Ausgabe des Laserlichts an den Laseroszillator 21 aus. Der Ausdruck, dass „die Steuerschaltung 25 einen Lichtausgabebefehl an den Laseroszillator 21 ausgibt“, ist unter Verzicht auf die Bedeutung, dass ein Stromausgabebefehl an eine Stromquelle (nicht dargestellt) ausgegeben wird, die so ausgeführt ist, dass sie dem Laseroszillator 21 einen Antriebsstrom liefert, formuliert. Dies gilt auch für die folgenden einzelnen Ausführungsformen und Abwandlungen.
Die Steuerschaltung 25 kann zum Beispiel eine Rechenschaltung wie eine zentrale Verarbeitungseinheit (CPU), eine Speicherschaltung, eine Antriebsschaltung, die die Stromquelle (nicht dargestellt), welche dem Laseroszillator 21 einen Antriebsstrom liefert, antreibt, sowie eine Kommunikationsschaltung für die Kommunikation zwischen den einzelnen Teilen der Laservorrichtung 2 und der Lasersteuervorrichtung 1, und dergleichen aufweisen. Die Steuerschaltung 25 kann durch eine feldprogrammierbare Gatteranordnung aufgebaut werden. Wenn die Steuerschaltung 25 zum Beispiel von der Eingabevorrichtung 26 ein Bedienungssignal zum Starten der Laservorrichtung 2 erhält, gibt sie einen Lichtausgabebefehl an den Laseroszillator 21 aus. Wenn die Steuerschaltung 25 von der Eingabevorrichtung 26 ein Bedienungssignal zum Anhalten der Laservorrichtung 2 erhält, gibt sie einen Ausgabeanhaltebefehl an den Laseroszillator 21 aus. Außerdem bestimmt die Steuerschaltung 25, dass bei der Laservorrichtung 2 oder der optischen Faser 3 irgendeine Anomalie aufgetreten ist, wenn der Messwert der Lichtmenge des Laserausgangslichts oder der Messwert der Lichtmenge des Rückkehrlichts von einem bestimmten zulässigen Bereich abweicht. Beispielsweise bestimmt die Steuerschaltung 25, dass bei der Laservorrichtung 2 oder der optischen Faser 3 irgendeine Anomalie aufgetreten ist, wenn der Messwert der Lichtmenge des Laserausgangslichts kleiner als ein bestimmter unterer Grenzwert ist, oder wenn der Messwert der Lichtmenge des Rückkehrlichts größer als ein bestimmter oberer Grenzwert ist. Der bestimmte untere Grenzwert kann als Funktion des Lichtausgabebefehls festgelegt werden. Der Ausdruck, dass „eine Anomalie aufgetreten ist“, bedeutet nicht, dass bei der Laservorrichtung eine irreversible Beschädigung aufgetreten ist, sondern wird in dem Sinn verwendet, dass die Laservorrichtung in einen abnormalen Zustand gelangt ist. Wenn die Steuerschaltung 25 das Auftreten einer Anomalie erkennt, gibt sie einen Ausgabeanhaltebefehl an den Laseroszillator 21 aus und meldet der Lasersteuervorrichtung 1, dass das Auftreten einer Anomalie erkannt wurde. Außerdem kann die Steuerschaltung 25 während der Vornahme des Lernens eines Lernmodells, nachdem das Auftreten einer Anomalie erkannt wurde, erneut einen Lichtausgabebefehl an den Laseroszillator 21 ausgeben. Wenn dann während des Ablaufs eines bestimmten Zeitraums ab der erneuten Ausgabe des Lichtausgabebefehls kein Auftreten einer Anomalie erkannt wird, gibt die Steuerschaltung 25 ein „Lichtausgabemöglich“-Label, das diesen Umstand angibt, an die Lasersteuervorrichtung 1 aus. Wenn andererseits in dem bestimmten Zeitraum ab der erneuten Ausgabe des Lichtausgabebefehls das Auftreten einer Anomalie erkannt wird, gibt die Steuerschaltung 25 ein „Lichtausgabeunmöglich“-Label, das diesen Umstand angibt, an die Lasersteuervorrichtung 1 aus.
Außerdem gibt die Steuerschaltung 25 fortlaufend Daten, die den Zustand der einzelnen Teile der Laservorrichtung 2 angeben, (nachstehend auch als Zustandsdaten bezeichnet) an die Lasersteuervorrichtung 1 aus. In den Zustandsdaten sind zum Beispiel der Messwert der Lichtmenge des Laserausgangslichts, der Messwert der Lichtmenge des Rückkehrlichts, Steuerdaten der Steuerschaltung 25 wie der Wert, der die Menge des Antriebsstroms, der dem Laseroszillator 21 geliefert wird, bestimmt, oder Messwerte von anderen Sensoren (zum Beispiel einem Strommesser, einem Spannungsmesser oder einem Thermometer), die in der Laservorrichtung 2 eingerichtet sind, enthalten.
Wenn das Lernen des Lernmodells abgeschlossen ist, gibt die Steuerschaltung 25 nach dem Erkennen des Auftretens einer Anomalie und dem Anhalten der Laserlichtausgabe von dem Laseroszillator 21 ein Abfragesignal, ob eine Wiederaufnahme der Laserlichtausgabe möglich ist oder nicht, an die Lasersteuervorrichtung 1 aus. Wenn die Steuerschaltung 25 von der Lasersteuervorrichtung 1 ein Steuersignal erhält, das angibt, dass eine Widderaufnahme der Laserlichtausgabe erlaubt ist, gibt sie einen Lichtausgabebefehl an den Laseroszillator 21 aus. Wenn die Steuerschaltung 25 von der Lasersteuervorrichtung 1 andererseits ein Steuersignal erhält, das angibt, dass die Wiederaufnahme der Laserlichtausgabe nicht erlaubt ist, behält sie den angehaltenen Zustand der Ausgabe von Laserlicht durch den Laseroszillator 21 bei.
Die Eingabevorrichtung 26 weist zum Beispiel mehrere Bedientasten auf. Die Eingabevorrichtung 26 erzeugt ein Bedienungssignal, das der durch einen Betreiber betätigten Bedientaste unter den mehreren Bedientasten entspricht (zum Beispiel ein Bedienungssignal zum Starten der Laservorrichtung 2, ein Bedienungssignal zum Anhalten der Ausgabe des Laserlichts durch die Laservorrichtung 2, ein Bedienungssignal zum Festlegen der Ausgangsstärke des Laserlichts, oder dergleichen), und gibt es an die Steuerschaltung 25 aus.
Die Anzeigevorrichtung 27 ist zum Beispiel eine Flüssigkristallanzeige und zeigt verschiedene Daten, die von der Steuerschaltung 25 erhalten wurden, wie zum Beispiel Daten, die den Zustand der Laservorrichtung 2 angeben, zur Anzeige an. Die Eingabevorrichtung 26 und die Anzeigevorrichtung 27 können etwa als Touch-Panel-Anzeige einstückig ausgeführt werden. Die Eingabevorrichtung 26 und die Anzeigevorrichtung 27 können auch an der Lasersteuervorrichtung 1 ausgebildet werden.
Die Lasersteuervorrichtung 1 weist eine Kommunikationsschnittstelle 11, einen Speicher 12 und einen Prozessor 13 auf.
Die Kommunikationsschnittstelle 11 stellt ein Beispiel für die Kommunikationseinheit dar und weist eine Kommunikationsschaltung für die Kommunikation mit der Laservorrichtung 2 und dergleichen auf. Außerdem gibt die Kommunikationsschnittstelle 11 die von der Laservorrichtung 2 erhaltenen verschiedenen Arten von Daten und Signalen an den Prozessor 13 weiter. Ferner gibt die Kommunikationsschnittstelle 11 von dem Prozessor 13 erhaltene Steuersignale für die Laservorrichtung 2 an die Laservorrichtung 2 aus. Außerdem kann die Kommunikationsschnittstelle 11 kommunikationsfähig an wenigstens einen Sensor (zum Beispiel ein in der Nähe des Bearbeitungskopfs 4 oder des Werkstücks 5 eingerichtetes Thermometer oder Hygrometer), der Daten, die den Zustand der Umgebung um die Laservorrichtung 2 und die optische Faser 3 angeben (nachstehend als Zustandsdaten bezeichnet), misst, angeschlossen sein und die von diesem Sensor erhaltenen Zustandsdaten an den Prozessor 13 weitergeben. Es ist auch möglich, dass die Kommunikationsschnittstelle 11 die Zustandsdaten auch über die Steuerschaltung 25 der Laservorrichtung 2 erhält. In den Zustandsdaten sind zum Beispiel die Temperatur oder die Feuchtigkeit in der Nähe des Bearbeitungskopfs 4 oder des Werkstücks 5, oder interne Daten einer Antriebsvorrichtung (nicht dargestellt), die die relative Positionsbeziehung zwischen dem Bearbeitungskopf 4 und dem Werkstück 5 steuert, enthalten.
Der Speicher 12 stellt ein Beispiel für die Speichereinheit dar und speichert verschiedene Arten von Daten, die die Lasersteuervorrichtung 1 zur Steuerung der Laservorrichtung 2 verwendet, und Betriebsprogramme, die an dem Prozessor 13 ausgeführt werden. Beispielsweise speichert der Speicher 12 eine Parametergruppe, die ein Lernmodell zur Verwendung bei der Bestimmung der Möglichkeit/Unmöglichkeit einer Wiederaufnahme der Laserlichtausgabe nach einem einstweiligen Anhalten der Laserlichtausgabe darstellt, sowie die für das Lernen eines solchen Lernmodells verwendeten Zustandsdaten und Umgebungsdaten der Laservorrichtung. Zu diesem Zweck weist der Speicher 12 zum Beispiel einen nichtflüchtigen Festwert-Halbleiterspeicher und einen flüchtigen Lese/Schreib-Halbleiterspeicher auf. Außerdem kann der Speicher 12 einen Ringpuffer aufweisen. Und ferner kann der Speicher 12 eine Speichervorrichtung wie ein magnetisches Aufzeichnungsmedium oder ein optisches Aufzeichnungsmedium und seine Zugangsvorrichtung aufweisen.
Der Prozessor 13 stellt ein Beispiel für eine Steuereinheit dar und weist zum Beispiel eine zentrale Verarbeitungseinheit (CPU) und ihre peripheren Schaltungen auf. Außerdem kann der Prozessor 13 auch einen Prozessor für logische Operationen und einen Prozessor für arithmetische Operationen aufweisen. Ferner kann der Prozessor 13 eine durch eine feldprogrammierbare Gatteranordnung gebildete Rechenschaltung aufweisen. Der Prozessor 13 führt die Verarbeitungen im Zusammenhang mit der Steuerung der Laservorrichtung 2 aus. Zu diesem Zweck weist der Prozessor 13 eine Zustandsbeobachtungseinheit 131, eine Labelerlangungseinheit 132, eine Bestimmungseinheit 133, eine Lerneinheit 134 und eine Lernsteuereinheit 135 auf. Diese einzelnen Einheiten, die der Prozessor 13 aufweist, sind zum Beispiel Funktionsmodule, die durch Computerprogramme, welche an dem Prozessor 13 ausgeführt werden, implementiert werden. Oder diese einzelnen Einheiten können auch als spezielle Rechenschaltungen, die in einem Teil des Prozessors 13 implementiert werden, ausgeführt werden. Außerdem ist es nicht nötig, dass der Prozessor 13 durch einen einzelnen Prozessor aufgebaut wird, es kann auch ein anderer spezieller Prozessor zur Ausführung der Verarbeitungen durch die Lerneinheit 134 oder dergleichen, deren Rechenbelastung besonders groß ist, ausgebildet werden.
Die Zustandsbeobachtungseinheit 131 beobachtet die Zustandsdaten und die Umgebungsdaten. Bei der vorliegenden Ausführungsform erlangt die Zustandsbeobachtungseinheit 131 die Zustandsdaten und die Umgebungsdaten fortlaufend über die Kommunikationsschnittstelle 11 und speichert sie in dem Speicher 12. Dabei kann die Zustandsbeobachtungseinheit 131 die Zustandsdaten und Umgebungsdaten auch in den in dem Speicher 12 enthaltenen Ringpuffer schreiben. In diesem Fall werden in dem Ringpuffer die Zustandsdaten und Umgebungsdaten des jüngsten bestimmten Zeitraums gespeichert.
Die Labelerlangungseinheit 132 erlangt die Möglichkeit/Unmöglichkeit, dass die Steuerschaltung 25 einen Befehl zur erneuten Lichtausgabe ausgibt, nachdem die Steuerschaltung 25 der Laservorrichtung 2 eine Anomalie erkannt hat und von der Steuerschaltung 25 ein Ausgabeanhaltebefehl ausgegeben wurde, als ein aus einem „Lichtausgabe-möglich“-Label oder einem „Lichtausgabeunmöglich“-Label bestehendes Label. Zum Beispiel kann die Labelerlangungseinheit 132 über die Kommunikationsschnittstelle 11 ein „Lichtausgabe-möglich“-Label mit der Bedeutung, dass von der Steuerschaltung 25 bei einer erneuten Ausgabe des Lichtausgabebefehls nach dem Erkennen des Auftretens einer Anomalie kein erneutes Auftreten der Anomalie erkannt wurde, und ein „Lichtausgabe-unmöglich“-Label mit der Bedeutung, dass bei einer Ausgabe des Lichtausgabebefehls nach dem Erkennen des Auftretens einer Anomalie erneut das Auftreten einer Anomalie erkannt wurde und die Lichtausgabe sofort erneut angehalten wurde, erlangen. Vorzugsweise ist bei der Erlangung dieser Labels keine Person involviert, doch wenn als Ergebnis eines Zerlegens und Untersuchens der Laservorrichtung 2 eine Beschädigung gefunden wurde, die nach dem Erkennen des Auftretens einer Anomalie eine erneute Ausgabe eines Lichtausgabebefehls unmöglich macht, oder dergleichen, kann eine Person die Eingabevorrichtung 26 betätigen und das „Lichtausgabe-unmöglich“-Label an die Steuerschaltung 25 ausgeben.
Wenn die Steuerschaltung 25 der Laservorrichtung 2 aufgrund des Umstands, dass das Auftreten einer Anomalie erkannt wurde, einen Ausgabeanhaltebefehl an den Laseroszillator 21 ausgegeben hat, gibt die Bestimmungseinheit 133 Eingabedaten, bei denen es sich um wenigstens einen Teil der Zustandsdaten und der Umgebungsdaten in einem bestimmten Zeitraum, der den Zeitpunkt des Anhaltens der Ausgabe, zu dem die Steuerschaltung 25 den Ausgabeanhaltebefehl ausgegeben hat (das heißt, den Zeitpunkt, zu dem die Laserlichtausgabe angehalten wurde), enthält, handelt, in das Lernmodell, das die Möglichkeit/Unmöglichkeit einer Wiederaufnahme der Laserlichtausgabe bestimmt, ein. Dadurch bestimmt die Bestimmungseinheit 133 die Möglichkeit/Unmöglichkeit der Wiederaufnahme der Laserlichtausgabe. Außerdem steuert die Bestimmungseinheit 133 die Steuerschaltung 25 der Laservorrichtung 2 im Zusammenhang mit der Möglichkeit/Unmöglichkeit der Wiederaufnahme der Laserlichtausgabe gemäß dem Bestimmungsergebnis. Das Lernmodell stellt ein Beispiel für den Bestimmer dar.
Der bestimmte Zeitraum kann als Zeitraum von einem Zeitpunkt, für den von dem Zeitpunkt des Anhaltens der Ausgabe für eine erste bestimmte Zeit zurückgegangen wurde, bis zu einem Zeitpunkt, zu dem nach dem Zeitpunkt des Anhaltens eine zweite bestimmte Zeit vergangen ist, eingerichtet werden. Da für die erste bestimmte Zeit das Problem besteht, dass die Datenmenge zu groß wird oder wirksame Daten in unwirksamen Daten begraben werden, wenn die Zeit lang festgelegt wird, wird sie vorzugsweise größer als null und typischerweise in einer Größenordnung von 10 ms eingerichtet. Bei der zweiten bestimmten Zeit besteht das gleiche Problem; da vor dem Zeitpunkt des Anhaltens der Ausgabe viele wirksame Daten vorhanden sind, wird die zweite bestimmten Zeit der ersten bestimmten Zeit gleich oder kürzer als die erste bestimmte Zeit eingerichtet. Außerdem kann die zweite bestimmte Zeit auch auf null eingerichtet werden. Das heißt, der Zeitpunkt des Anhaltens der Ausgabe kann auch auf das Ende des bestimmten Zeitraums gesetzt werden.
Bei der vorliegenden Ausführungsform kann das Lernmodell zum Beispiel als neuronales Netzwerk vom mehrschichtigen Perzeptron-Typ oder als Support-Vector-Machine ausgeführt werden. Es ist günstig, wenn in den Eingabedaten, die in das Lernmodell eingegeben werden, insbesondere wenigstens eines aus Zeitreihendaten des Messwerts der Lichtmenge des Laserausgangslichts und Zeitreihendaten des Messwerts der Lichtmenge des Rückkehrlichts in dem bestimmten Zeitraum enthalten sind, und noch günstiger, wenn beide aus den Zeitreihendaten des Messwerts der Lichtmenge des Laserausgangslichts und den Zeitreihendaten des Messwerts der Lichtmenge des Rückkehrlichts in dem bestimmten Zeitraum enthalten sind. Die Zeitreihendaten des Messwerts der Lichtmenge des Laserausgangslichts und die Zeitreihendaten des Messwerts der Lichtmenge des Rückkehrlichts in dem bestimmten Zeitraum weisen eine hohe Korrelation mit einer Anomalie, die bei irgendeinem aus dem Laseroszillator 21 und der optischen Faser 3 aufgetreten sind, auf; und daher kann das Lernmodell die Möglichkeit/Unmöglichkeit einer Wiederaufnahme der Laserlichtausgabe mit einer hohen Genauigkeit bestimmen, wenn diese Zeitreihendaten als Eingabedaten des Lernmodells verwendet werden. Als Ergebnis kann eine Wiederaufnahme der Laserlichtausgabe unterdrückt werden, wenn bei irgendeinem aus dem Laseroszillator 21 und der optischen Faser 3 eine solche Anomalie besteht, dass sich die Beschädigung ausdehnt, wenn die Laserlichtausgabe wieder aufgenommen wird.
Als ein Eingabedatenpunkt können unter den Zustandsdaten auch Steuerdaten durch die Steuerschaltung 25, die einen Zielwert für den Antriebsstrom, der dem Laseroszillator 21 geliefert wird, darstellen, benutzt werden. Da sich solche Steuerdaten nicht innerhalb einer kurzen Zeit verändern, kann der Wert zu einem bestimmten Zeitpunkt innerhalb des bestimmten Zeitraums verwendet werden. Als ein anderer Eingabedatenpunkt können unter den Zustandsdaten oder den Umgebungsdaten Daten, die durch Sensoren wie einen Strommesser, einen Spannungsmesser oder einen Lichtdetektor gemessen werden, benutzt werden. Da bei derartigen Messdaten die Wahrscheinlichkeit besteht, dass sie sich vor und nach dem Auftreten der Anomalie verändern, ist eine Verwendung von Messdaten einer Zeitreihe während des bestimmten Zeitraums als Eingabedaten günstig.
Die Lerneinheit 134 lernt das Lernmodell. Bei der vorliegenden Ausführungsform verwendet die Lerneinheit 134 mehrere Eingabedaten aus den Zustandsdaten und den Umgebungsdaten des bestimmten Zeitraums, als die Steuerschaltung 25 der Laservorrichtung 2 das Auftreten einer Anomalie erkannt hat, und Lehrdaten, die mit den diesen Eingabedaten entsprechenden Labeln Paare bilden, und lernt das Lernmodell gemäß dem bestimmten überwachten Lernverfahren der Fehlerrückführung.
Die Lernsteuereinheit 135 steuert den Lernprozess des Lernmodells durch die Lerneinheit 134. Zu diesem Zweck nimmt die Lernsteuereinheit 135 Verarbeitungen wie das Erstellen von Lehrdaten durch das Korrelieren von Zustandsdaten und dergleichen, die durch die Zustandsbeobachtungseinheit 131 erhalten wurden, und Labeln, die durch die Labelerlangungseinheit 132 erlangt wurden, und das Schreiben der Lehrdaten in den Speicher 12 sowie das Lesen der Lehrdaten aus dem Speicher 12 und das Übermitteln der Lehrdaten an die Lerneinheit 134 vor. Beispielsweise liest die Lernsteuereinheit 135 dann, wenn sie die Information erhält, dass von der Steuerschaltung 25 das Auftreten einer Anomalie erkannt wurde, die Zustandsdaten und dergleichen des oben beschriebenen bestimmten Zeitraums aus dem Speicher 12, korreliert sie mit durch die Labelerlangungseinheit 132 erlangten Labeln, und speichert sie gesondert als Lehrdaten in dem Speicher 12. Außerdem bestimmt die Lernsteuereinheit 135, ob das Lernen des Lernmodells durch die Lerneinheit 134 abgeschlossen ist oder nicht; und wenn das Lernen des Lernmodells abgeschlossen ist, meldet sie der Steuerschaltung 25 der Laservorrichtung 2 über die Kommunikationsschnittstelle 11 den Abschluss des Lernens.
2A bis 2C sind jeweils Ablaufdiagramme, die ein Beispiel für den Prozess des Lernens eines Lernmodells und die Bestimmung der Möglichkeit/Unmöglichkeit einer erneuen Ausgabe von Laserlicht unter Verwendung des Lernmodells nach dem Abschluss des Lernens nach der ersten Ausführungsform zeigen.
Wenn der Betrieb durch die Lasersteuervorrichtung 1 begonnen wird, wird zunächst eine Lernstufe, die eine interne Variable der Lernsteuereinheit 135 ist, auf 0 gesetzt, um klarzustellen, dass die erreichte Stufe des Lernmodells noch nicht bis zu einer festgelegten Stufe gelangt ist (Schritt S101). Anschließend bestimmt die Lernsteuereinheit 135, ob von der Steuerschaltung 25 der Laservorrichtung 2 die Ausgabe eines Lichtausgabebefehls verlangt wird oder nicht (Schritt S102). Wenn die Ausgabe eines Lichtausgabebefehls verlangt wird (ja in Schritt S102), gibt die Lernsteuereinheit 135 über die Kommunikationsschnittstelle 11 ein Steuersignal an die Steuerschaltung 25 aus, das die Ausgabe von Laserlicht gemäß dem Lichtausgabebefehl erlaubt. Dann gibt die Steuerschaltung 25 den Lichtausgabebefehl an den Laseroszillator 21 aus und wird dadurch von dem Laseroszillator 21 Laserlicht ausgegeben (Schritt S103).
Die Zustandsbeobachtungseinheit 131 erlangt von der Steuerschaltung 25 ständig Zustandsdaten und Umgebungsdaten der Laservorrichtung 2, die einen Messwert der Lichtmenge des Laserausgangslichts und einen Messwert der Lichtmenge des Rückkehrlichts enthalten, und beobachtet auch ständig, ob die Steuerschaltung 25 das Auftreten einer Anomalie erkannt hat und einen Ausgabeanhaltebefehl ausgegeben hat oder nicht, und erlangt dann, wenn das Auftreten einer Anomalie erkannt wurde, über die Kommunikationsschnittstelle 11 ein Signal, das angibt, dass das Auftreten einer Anomalie erkannt wurde, von der Steuerschaltung 25 (Schritt S104).
Die Lernsteuereinheit 135 erkennt über die Zustandsbeobachtungseinheit 131, ob die Steuerschaltung 25 das Auftreten einer Anomalie erkannt hat oder nicht, das heißt, bestimmt, ob ein Ausgabeanhaltebefehl ausgegeben wurde oder nicht (Schritt S105). Wenn ein Ausgabeanhaltebefehl ausgegeben wurde (ja in Schritt S105), liest die Lernsteuereinheit 135 wenigstens irgendetwas aus den Zustandsdaten und den Umgebungsdaten in dem oben beschriebenen Zeitraum als Eingabedaten aus dem Speicher 12 (zum Beispiel dem Ringpuffer) (Schritt S106). Dann bestimmt die Lernsteuereinheit 135 zur Überprüfung der Lernstufe, ob die Lernstufe als interne Variable der Lernsteuereinheit 135 0 lautet oder nicht (Schritt S107). Wenn die Lernstufe 0 lautet (ja in Schritt S107), bedeutet dies, dass ein Lernen stattfindet, und bestimmt die Lernsteuereinheit 135, ob ein eingestellter Lernmodus der automatische Wiederausgabemodus ist oder nicht (Schritt S108).
Der automatische Wiederausgabemodus ist ein Lernmodus, in dem die Lernsteuereinheit 135 dann, wenn durch die Steuerschaltung 25 das Auftreten einer Anomalie erkannt wurde, ein Lichtausgabeanhaltebefehl ausgegeben wurde und die Laserlichtausgabe angehalten wurde, die Steuerschaltung 25 zum Beispiel nach einem Zurückziehen des Bearbeitungskopfs an eine Position, an der kein Reflexionslicht von dem Werkstück 5 aufgetreten ist, automatisch anweist, erneut einen Lichtausgabebefehl auszugeben. Hier besteht der Vorteil, dass das Lernen ohne menschliche Intervention voranschreitet, doch kann es auch dazu kommen, dass sich eine Beschädigung der optischen Faser 3 oder des laseroptischen Systems 22 ausbreitet und sich die Beschädigung fallweise bis zu dem Laseroszillator 21 ausbreitet und eine Reparatur der Laservorrichtung 2 erforderlich wird. Doch selbst wenn die Steuerschaltung 25 das Auftreten einer Anomalie erkannt hat, hat häufig lediglich das Reflexionslicht von dem Werkstück 5 vorübergehend einen Standard überschritten. Da in einem solchen Fall die Laserlichtausgabe durch den Lichtausgabeanhaltebefehl augenblicklich angehalten wird, erfährt die optische Faser 3 oder dergleichen keinerlei Beschädigung. Wenn gelegentlich vorkommende sich ausbreitende Beschädigungen und erforderliche Reparaturen als erforderliche Kosten für die Entwicklung einer benutzerfreundlichen und hochverlässlichen Laservorrichtung angesehen werden, sollte dieser Modus eingesetzt werden, da automatisch bestimmt wird, ob die Steuerschaltung 25 erneut einen Lichtausgabebefehl ausgibt oder nicht, nachdem die Laservorrichtung 2 die Laserlichtausgabe durch den Ausgabeanhaltebefehl von der Steuerschaltung 25 angehalten hat.
Wenn in Schritt S108 bestimmt wird, dass der automatische Wiederausgabemodus eingestellt ist (ja in Schritt S108), weist die Lernsteuereinheit 135 die Steuerschaltung 35 über die Kommunikationsschnittstelle 11 an, einen Lichtausgabebefehl an den Laseroszillator 21 auszugeben, und wird erneut Laserlicht ausgegeben (Schritt S109). Als Ergebnis der erneuten Ausgabe von Laserlicht bestimmt die Lernsteuereinheit 135 über die Zustandsbeobachtungseinheit 131, ob von der Steuerschaltung 25 erneut ein Ausgabeanhaltebefehl ausgegeben wurde oder nicht (Schritt S110). Da es im Fall einer Bestimmung, dass von der Steuerschaltung 25 erneut ein Ausgabeanhaltebefehl ausgegeben wurde (ja in Schritt S110), denkbar ist, dass bei der Laservorrichtung 2 oder der optischen Faser 3 ein beschädigter Bereich vorhanden ist und ein Zustand besteht, in dem eine Reparatur erforderlich ist, gibt die Lernsteuerschaltung 135 über die Kommunikationsschnittstelle 11 einen Befehl, den Zustand einer erforderlichen Reparatur an der Anzeigevorrichtung 27 oder dergleichen anzuzeigen, an die Steuerschaltung 25 aus (Schritt S112). In diesem Fall wird die Reparatur des beschädigten Bereichs durch eine Person vorgenommen (Schritt S113), doch aufgrund der Tatsache, dass keine erneute Laserlichtausgabe vorgenommen werden konnte, erlangt die Labelerlangungseinheit 132 den Umstand, dass von der Steuerschaltung 25 erneut ein Ausgabeanhaltebefehl ausgegeben wurde, als „Lichtausgabe-unmöglich“-Label (Schritt S114). Dann bildet die Lernsteuereinheit 135 durch Korrelieren der in Schritt S106 erlangten Eingabedaten und des „Lichtausgabe-unmöglich“-Labels einen Satz aus den Eingabedaten und dem „Lichtausgabe-unmöglich“-Label als ein Lehrdatenelement (Schritt S115).
Wenn in Schritt S110 bestimmt wurde, dass von der Steuerschaltung 25 trotz des Ablaufs einer bestimmten Zeit nicht erneut ein Ausgabeanhaltebefehl ausgegeben wurde (nein in Schritt S110), wird vermutet, dass die Laservorrichtung 2 oder die optische Faser 3 keine Beschädigung, die ein Problem darstellt, erlitten hat. Da daher der Zustand besteht, dass eine erneute Ausgabe von Laserlicht möglich war, erlangt die Labelerlangungseinheit 135 den Umstand, dass von der Steuerschaltung 25 nicht erneut ein Ausgabeanhaltebefehl ausgegeben wurde, als „Lichtausgabe-möglich“-Label (Schritt S111). In Schritt S115 bildet die Lernsteuereinheit 135 durch Korrelieren der in Schritt S106 erlangten Eingabedaten und des „Lichtausgabe-möglich“-Label einen Satz aus den Eingabedaten und dem „Lichtausgabe-möglich“-Label als ein Lehrdatenelement.
Nach Schritt S115 bestimmt die Lernsteuereinheit 135, ob die nach der letzten Aktualisierung des Lernmodells angesammelte Anzahl der Lehrdaten eine bestimmte Anzahl (zum Beispiel 1000) erreicht hat oder nicht (Schritt S116). Wenn die Anzahl der Lehrdaten die bestimmte Anzahl nicht erreicht hat (nein in Schritt S116), bestimmt die Lernsteuereinheit 135, ob an die Lasersteuervorrichtung 1 ein Betriebsendbefehl ausgegeben wurde oder nicht (Schritt S131). Wenn ein Betriebsendbefehl ausgegeben wurde (ja in Schritt S131) beendet die Lasersteuervorrichtung 1 den Betrieb. Wenn andererseits kein Betriebsendbefehl ausgegeben wurde (nein in Schritt S131), wiederholt die Lernsteuereinheit 135 die Verarbeitungen ab Schritt S102.
Wenn die Anzahl der Lehrdaten andererseits die bestimmte Anzahl erreicht hat (ja in Schritt S116), bestimmt die Lernsteuereinheit 135 für die einzelnen nach der diesmaligen Aktualisierung des Lernmodells gesammelten Lehrdaten, ob ein Bestimmungsergebnis, das durch Eingeben der in diesen Lehrdaten enthaltenen Eingabedaten in das Lernmodell erhalten wird, und ein Bestimmungsergebnis, das durch Kollationieren des in diesen Lehrdaten enthaltenen Labels durch das Lernmodell erhalten wird, richtig ist oder nicht. Dann ermittelt die Lernsteuereinheit 135 aus dem Bestimmungsergebnis für die einzelnen Lehrdaten die Fehlerrate des Bestimmungsergebnisses durch das Lernmodell (Schritt S117). Es ist auch möglich, dass die Lernsteuereinheit 135 nicht das wie oben beschriebene Batch-Learning vornimmt, sondern durch ein Online-Lernen während des Lernens eine Bestimmung in Bezug auf Echtzeit-Eingabedaten vornimmt
Die Lernsteuereinheit 135 bestimmt, ob die Fehlerrate höchstens einen bestimmten Einstellwert beträgt oder nicht (Schritt S118), und wenn die Fehlerrate größer als der bestimmte Einstellwert ist (nein in Schritt S118), reicht das Lernen des Lernmodells nicht aus und ist daher die Genauigkeit für eine Bestimmung der Möglichkeit/Unmöglichkeit einer erneuten Laserlichtausgabe unzureichend. Dann aktualisiert die Lernsteuereinheit 135 das Lernmodell, indem sie die Lerneinheit 134 dazu bringt, das Lernmodell unter Verwendung aller in dem Speicher 12 gespeicherten Lehrdaten zu lernen (Schritt S119). Danach wiederholt die Lernsteuereinheit 135 die Verarbeitungen ab Schritt S102, sofern nicht bei Schritt S131 ein Betriebsendbefehl ausgegeben wurde.
Wenn die Fehlerrate höchstens den Einstellwert beträgt (ja in Schritt S118), reicht das Lernen aus und wird als Ergebnis eine ausreichende Genauigkeit für eine Bestimmung der Möglichkeit/Unmöglichkeit einer erneuten Laserlichtausgabe erhalten. Dann setzt die Lernsteuereinheit 135 die Lernstufe auf 1, was angibt, dass das Lernen abgeschlossen ist (Schritt S120). Außerdem meldet die Lernsteuereinheit 135 der Steuerschaltung 25 über die Kommunikationsschnittstelle 11, dass das Lernen des Lernmodells abgeschlossen ist, und bringt die Anzeigevorrichtung 27 dazu, den Umstand, dass das Lernen des Lernmodells abgeschlossen ist, anzuzeigen (Schritt S121) .
Nach Schritt S121, und auch, wenn in Schritt S102 keine Ausgabe eines Lichtausgabebefehls verlangt wird (nein in Schritt S102), oder wenn in Schritt S105 bestimmt wird, dass von der Steuerschaltung 25 kein Ausgabeanhaltebefehl ausgegeben wurde (nein in Schritt S105), bestimmt die Lernsteuereinheit 135, ob ein Betriebsendbefehl an die Lasersteuervorrichtung 1 ausgegeben wurde oder nicht (Schritt S131). Wenn ein Betriebsendbefehl ausgegeben wurde (ja in Schritt S131), beendet die Lasersteuervorrichtung 1 den Betrieb. Wenn andererseits kein Betriebsendbefehl ausgegeben wurde (nein in Schritt S131), wiederholt die Lernsteuervorrichtung 135 die Verarbeitungen ab Schritt S102. Wenn in Schritt S102 kein Lichtausgabebefehl an die Laservorrichtung 2 ausgegeben wird und in Schritt S131 kein Betriebsendbefehl ausgegeben wurde, wartet die Lernsteuereinheit 135, bis eines aus dem Lichtausgabebefehl und dem Betriebsendbefehl ausgegeben wird.
Der Zeitzyklus für die Ausführung der Verarbeitungen in der Reihenfolge Schritt S104, Schritt S105, Schritt S131, Schritt S102, Schritt S103 und eine erneute Ausführung der Verarbeitung von Schritt S104 liegt vorzugsweise in einer Größenordnung von 10 µm oder weniger.
Wenn in Schritt S108 bestimmt wird, dass der automatische Wiederausgabemodus nicht eingestellt ist (nein in Schritt S108), wird an der Anzeigevorrichtung 27 angezeigt, dass sich die Laservorrichtung 2 im Anhaltezustand befindet (Schritt S122), da von der Steuerschaltung 25 der Ausgabeanhaltebefehl ausgegeben wurde. Damit eine Person (ein Verantwortlicher) rasch bemerkt, dass sich die Laservorrichtung 2 im Anhaltezustand befindet, kann die Steuerschaltung 25 gleichzeitig einen Summer (nicht dargestellt) oder dergleichen ertönen lassen. In diesem Fall nimmt die Person (der Verantwortliche) eine zerlegende Untersuchung des Bereichs der Laservorrichtung 2 oder der optischen Faser 3, für den der Verdacht einer Beschädigung besteht, vor und überprüft das Vorhandensein oder Nichtvorhandensein einer Beschädigung oder des Zustands der Laservorrichtung 2 oder der optischen Faser 3, da sich die Laservorrichtung 2 im Anhaltezustand befindet. Dann wird das Untersuchungsergebnis über die Eingabevorrichtung 26 eingegeben (Schritt S123). Die Lernsteuereinheit 135 erhält das eingegebene Untersuchungsergebnis von der Steuerschaltung 25 und bestimmt unter Bezugnahme auf dieses Untersuchungsergebnis, ob eine erneute Ausgabe von Laserlicht möglich oder unmöglich ist (Schritt S124). Wenn bestimmt wird, dass eine erneute Ausgabe von Laserlicht möglich ist (ja in Schritt S124), führt die Lernsteuereinheit 135 die Verarbeitungen ab dem oben beschriebenen Schritt S109 aus.
Wenn die Lernsteuereinheit 135 andererseits in Schritt S124 bestimmt, dass eine erneute Ausgabe von Laserlicht unmöglich ist (nein in Schritt S124), ist eine Reparatur des beschädigten Bereichs erforderlich. Nun nimmt die Person die Reparatur des beschädigten Bereichs der Laservorrichtung 2 oder der der optischen Faser 3 vor (Schritt 125) und kann die Lernsteuereinheit 135 die Verarbeitungen ab dem oben beschriebenen Schritt S114 ausführen.
Wenn in dem oben beschriebenen Schritt S120 1 in die Lernstufe eingesetzt wird, endet das Lernen des Lernmodells. Daher wird es möglich, dass die Bestimmungseinheit 133 dann, wenn ein neues Auftreten einer Anomalie erkannt wird, die Möglichkeit/Unmöglichkeit einer erneuten Ausgabe von Laserlicht, das heißt, die Möglichkeit/Unmöglichkeit einer erneuten Ausgabe eines Lichtausgabebefehls von der Steuerschaltung 25 an den Laseroszillator 21 unter Verwendung des Lernmodells, das das Lernergebnis darstellt, für die Eingabedaten zu dem Zeitpunkt dieses Erkennens passend beurteilen kann. Das heißt, wenn in Schritt S107 bestimmt wird, dass die Lernstufe 1 lautet (nein in Schritt S107), gibt die Bestimmungseinheit 133 die in Schritt S106 erlangten Eingabedaten in das Lernmodell ein (Schritt S126). Dann erhält die Bestimmungseinheit von dem Lernmodell ein Bestimmungsergebnis, ob eine erneute Ausgabe von Laserlicht möglich ist oder nicht (Schritt S127). Die Bestimmungseinheit 133 bestimmt, ob dieses Bestimmungsergebnis angibt, dass eine erneute Ausgabe von Laserlicht möglich ist, oder nicht (Schritt S128); und wenn eine erneute Ausgabe von Laserlicht möglich ist (ja in Schritt S128), gibt die Bestimmungseinheit 133 über die Kommunikationsschnittstelle 11 ein Steuersignal, das im Hinblick auf eine Anfrage bezüglich einer erneuten Ausgabe von Laserlicht von der Steuerschaltung 25 die Erlaubnis zu einer erneuten Ausgabe erteilt, an die Steuerschaltung 25 aus (Schritt S129).
Wenn andererseits eine erneute Ausgabe von Laserlicht unmöglich ist (nein in Schritt S128), gibt die Bestimmungseinheit 133 über die Kommunikationsschnittstelle 11 ein Steuersignal, das im Hinblick auf eine Anfrage bezüglich einer erneuten Ausgabe von Laserlicht von der Steuerschaltung 25 keine erneute Ausgabe erlaubt, an die Steuerschaltung 25 aus, und wird an der Anzeigevorrichtung 27 angezeigt, dass ein Defekt erkannt wurde. Dann wird eine Reparatur der Beschädigung der Laservorrichtung 2 oder der optischen Faser 3 vorgenommen (Schritt S130).
Nach Schritt S129 oder Schritt S130 kann die Bestimmungseinheit 133 die Verarbeitung von Schritt S131 ausführen.
Wie oben erklärt wurde, kann es beim Erkennen des Auftretens einer Anomalie der Laservorrichtung oder der optischen Faser vorkommen, dass erneut ein Lichtausgabebefehl ausgegeben werden kann, wenn es sich bei der Ursache für die Anomalie um eine Fehldetektion durch vorübergehendes Rauschen oder um einen normalen Betrieb zur Verhinderung einer Beschädigung im Hinblick auf den Umstand, dass das Rückkehrlicht durch Laserlicht, das an einer Werkstückfläche reflektiert wurde, einen bestimmten Pegel überschritten hat, handelt. Andererseits kann es vorkommen, dass der Lichtausgabebefehl nicht ausgegeben werden darf, da sich ein beschädigter Bereich bei einer erneuten Ausgabe des Lichtausgabebefehls ausdehnt, wenn die Ursache für die Anomalie eine Beschädigung ist, die aus irgendeinem Grund an dem Laseroszillator oder der optischen Faser oder dergleichen aufgetreten ist oder gerade auftritt. Doch die Lasersteuervorrichtung der vorliegenden Ausführungsform kann nach dem Erkennen des Auftretens einer Anomalie und dem Anhalten der Laserlichtausgabe durch das Eingeben von Eingabedaten, die aus Zustandsdaten und Umgebungsdaten eines bestimmten Zeitraums, der die Zeit, zu der das Auftreten der Anomalie erkannt wurde und die Laserlichtausgabe angehalten wurde, enthält, gewählt werden, in ein Lernmodell sofort und richtig bestimmen, ob erneut ein Lichtausgabebefehl ausgegeben darf oder nicht, ohne neuerlich Licht in die optische Faser oder dergleichen einzustrahlen.
Als nächstes wird eine zweite Ausführungsform erklärt. Eine Lasersteuervorrichtung nach der zweiten Ausführungsform ist so ausgeführt, dass sie leicht Lehrdaten erlangen kann, wenn eine optische Faser durch eine Vorrichtung zum Brechen der optischen Faser, über die die Lasersteuervorrichtung verfügt, beschädigt wurde, das heißt, wenn ein erneuter Lichtausgabebefehl abgelehnt wurde.
3 ist eine schematische Aufbauansicht einer Lasersteuervorrichtung nach der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung und einer durch diese Lasersteuervorrichtung gesteuerten Laservorrichtung. Der Unterschied zwischen der zweiten Ausführungsform und der in 1 gezeigten ersten Ausführungsform besteht darin, dass die Lasersteuervorrichtung 1 ferner eine Faserbrechvorrichtung 28 aufweist.
Bei der vorliegenden Ausführungsform ist die Faserbrechvorrichtung 28 ein Teil des Aufbaus der Lasersteuervorrichtung 1, doch ist sie in der Laservorrichtung 2 eingerichtet und bricht sie die optische Faser auf einen Befehl von der Lernsteuereinheit 135 hin. Die Faserbrechvorrichtung 28 kann auch so eingerichtet sein, dass sie einen außerhalb der Laservorrichtung 2 positionierten Bereich der optischen Faser 3 bricht. Die Faserbrechvorrichtung 28 ist so aufgebaut, dass sie die optische Faser 3 während der Ausgabe von Laserlicht durch die Laservorrichtung 2 in einem prinzipiell bestimmten Bereich an wenigstens einer Stelle der optischen Faser 3 brechen kann. Der bestimmte Bereich ist vorzugsweise ein Bereich, in dem es möglich ist, die Laservorrichtung 2 zum Beispiel durch ein erneutes Verschmelzen der gebrochenen optischen Faser 3 funktionell wiederherzustellen. Nachdem die optische Faser 3 durch einen Befehl von der Lernsteuereinheit 135 gebrochen wurde, gibt die Faserbrechvorrichtung 28 über die Kommunikationsschnittstelle 11 ein Bruchereignissignal an die Labelerlangungseinheit 132 des Prozessors 13 aus; und die Labelerlangungseinheit 132 kann wenigstens dieses Bruchereignissignal als „Lichtausgabe-unmöglich“-Label erlangen.
4 ist eine Ansicht, die ein Beispiel für den Aufbau der Faserbrechvorrichtung 28 zeigt. Bei diesem Beispiel weist die Faserbrechvorrichtung 28 wie in 4 gezeigt einen Aufbau auf, der die optische Faser 3 allmählich biegt, wobei die optische Faser wortwörtlich gebrochen wird, wenn die Krümmung des Biegebereichs 3a eine Grenze überschritten hat. Die Faserbrechvorrichtung 28 hält eine Endseite des Bereichs 3a, in dem der Schutzüberzug der optischen Faser 3 beseitigt wurde, durch einen die optische Faser fixierenden Halter 281a, der die optische Faser 3 stationär hält, und die andere Endseite dieses Bereichs 3a durch einen die optische Faser bewegenden Halter 281b, damit die Krümmung des Bereichs (des Biegebereichs) 3a, in dem der Schutzüberzug der optischen Faser 3 beseitigt wurde, allmählich größer wird. Dann bewegt die Faserbrechvorrichtung 28 den die optische Faser bewegenden Halter 281b zum Beispiel durch eine Kreisbogenantriebsvorrichtung 281c, die einen Motor und ein durch den Motor angetriebenes Rad aufweist, entlang einer Kreisbogenantriebs-Führungsschiene 281d in die in der Figur gezeigte Antriebsrichtung. Um die Stelle, an der der Bruch auftritt, eindeutig festzulegen, oder um das Brechen leicht zu gestalten, kann an der Außenfläche einer Verkleidung des Biegebereichs 3a vorab eine winzige Beschädigung vorgenommen werden. Alle Teile der Faserbrechvorrichtung 28 sind in einem Lichtabschirmgehäuse 281e untergebracht. Dadurch kann verhindert werden, dass nach dem Bruch der optischen Faser 3 Laserlicht nach außen austritt. In dem Lichtabschirmgehäuse 281e kann auch ein Streulichtdetektor 281f wie eine Photodiode angeordnet sein. Dann kann die Faserbrechvorrichtung 28 das Streulicht im Inneren des Lichtabschirmgehäuses 281e, das nach dem Bruch der optischen Faser 3 entsteht, durch eine Detektion mittels des Streulichtdetektors 281f als Bruchereignissignal verwenden. Zu diesem Zweck können Signalleitungen der Kreisbogenantriebsvorrichtung 281c und des Streulichtdetektors 281f an die Kommunikationsschnittstelle 11 der Lasersteuervorrichtung 11 angeschlossen sein.
5 ist eine Ansicht, die ein anderes Beispiel für den Aufbau der Faserbrechvorrichtung 28 zeigt. Bei diesem Beispiel schiebt die Faserbrechvorrichtung 28 wie in 5 gezeigt eine Kante 282c durch Bewegen einer Linearantriebsvorrichtung 282b entlang einer Linearantriebs-Führungsschiene 282a in eine in der Figur gezeigte Antriebsrichtung gegen die optische Faser 3, und wird zwischen dieser Kante und einer Kantenaufnahme 282d ein Druck auf den Bereich 3a, in dem der Schutzüberzug der optischen Faser 3 beseitigt wurde, ausgeübt, wodurch dieser Bereich 3a in einem spitzen Winkel gebogen wird. Die Faserbrechvorrichtung 28 kann auch so ausgeführt sein, dass durch eine plötzliche Zunahme eines Biegeverlusts ein Faserschmelzen mit dem in diesem Bereich 3a auftretenden Verlustbereich als Ausgangspunkt hervorgerufen wird und die optische Faser 3 effektiv gebrochen wird. Es kann auch ein Ausgangslichtdetektor 282e wie etwa eine Photodiode eingerichtet sein, der das Ausgangslicht, das sich durch das Auftreten des Faserschmelzens in die Richtung, die zu der zu dem Laseroszillator 21 gewandten Richtung entgegengesetzt ist, ausbreitet, detektiert. Diese Faserbrechvorrichtung 28 kann eine starke Abnahme der Lichtmenge des durch den Ausgangslichtdetektor 282e detektierten Ausgangslichts, das sich in die Richtung, die zu der zu dem Laseroszillator 21 gewandten Richtung entgegengesetzt ist, ausbreitet, (zum Beispiel den Umstand, dass das Ausmaß der Abnahme dieser Lichtmenge in einem jüngsten bestimmten Zeitraum wenigstens einen bestimmten Schwellenwert erreicht hat) als Bruchereignissignal benutzen. Im Fall von 5 wird ein Teil des Bereichs 3a, in dem der Schutzüberzug der optischen Faser 3 beseitigt wurde, locker gebogen und das durch den Biegeverlust aus dem Kern austretende Ausgangslicht durch den Ausgangslichtdetektor 282e detektiert. Die Signalleitungen der Linearantriebsvorrichtung 282b und des Ausgangslichtdetektors 282e können an die Kommunikationsschnittstelle 11 der Lasersteuervorrichtung 1 angeschlossen sein. Auch bei diesem Beispiel sind alle Teile der Faserbrechvorrichtung 28 in einem Lichtabschirmgehäuse 282f untergebracht.
6 ist eine Ansicht, die noch ein anderes Beispiel für den Aufbau der Faserbrechvorrichtung 28 zeigt. Bei diesem Beispiel weist die Faserbrechvorrichtung 28 wie in 6 gezeigt einen Laseroszillator 283a auf, der Laserlicht mit einer Wellenlänge, die sich von der Wellenlänge des Ausgangslaserlichts des Laseroszillators 21 der Laservorrichtung und der Wellenlänge, die durch den Ausgangslichtdetektor 23 und den Rückkehrlichtdetektor 24 detektierbar ist, unterscheidet, ausstrahlt, um die Detektionsergebnisse des Ausgangslichtdetektors 23 und des Rückkehrlichtdetektors 24 nicht direkt zu beeinflussen. Die Faserbrechvorrichtung 28 bündelt das von dem Laseroszillator 283a ausgestrahlte Laserlicht durch ein bündelndes optisches System 283b und strahlt es auf einen Bereich 3a, in dem der Schutzüberzug der optischen Faser 3 beseitigt wurde, wodurch die optische Faser 3 lokal auf eine hohe Temperatur erhitzt wird. Dadurch ruft diese Faserbrechvorrichtung 28 in dem Bereich 3a ein Faserschmelzen hervor, wodurch die optische Faser effektiv gebrochen wird. In diesem Fall kann wie bei dem Beispiel, das in 5 gezeigt ist, auch ein Ausgangslichtdetektor 283c wie etwa eine Photodiode eingerichtet sein, der das Ausgangslicht, das sich durch das Auftreten des Faserschmelzens in die Richtung, die zu der zu dem Laseroszillator 21 gewandten Richtung entgegengesetzt ist, ausbreitet, detektiert. Diese Faserbrechvorrichtung 28 kann eine starke Abnahme der Lichtmenge des durch den Ausgangslichtdetektor 283c detektierten Ausgangslichts, das sich in die Richtung, die zu der zu dem Laseroszillator 21 gewandten Richtung entgegengesetzt ist, ausbreitet, (zum Beispiel den Umstand, dass das Ausmaß der Abnahme dieser Lichtmenge in einem jüngsten bestimmten Zeitraum wenigstens einen bestimmten Schwellenwert erreicht hat) als Bruchereignissignal benutzen. Wie bei dem Beispiel, das in 5 gezeigt ist, wird ein Teil des Bereichs 3a, in dem der Schutzüberzug der optischen Faser 3 beseitigt wurde, locker gebogen und das durch den Biegeverlust aus dem Kern austretende Ausgangslicht durch den Ausgangslichtdetektor 282e detektiert. Die Signalleitungen des Laseroszillators 283a und des Ausgangslichtdetektors 283c können an die Kommunikationsschnittstelle 11 der Lasersteuervorrichtung 1 angeschlossen sein. Auch bei diesem Beispiel sind alle Teile der Faserbrechvorrichtung 28 in einem Lichtabschirmgehäuse 283d untergebracht.
Wie oben beschrieben wird bei den Faserbrechvorrichtungen 28, die in 4 bis 6 gezeigt sind, die Veränderung der Lichtmenge, die durch einen Streulichtdetektor oder einen Ausgangslichtdetektor detektiert wird, als Bruchereignissignal verwendet. Doch es kann auch das von der Lernsteuereinheit 135 an die Faserbrechvorrichtung 28 ausgegebene Faserbrechsignal als Bruchereignissignal verwendet werden. In diesem Fall kann in der Faserbrechvorrichtung auf den Streulichtdetektor und den Ausgangslichtdetektor verzichtet werden.
7 ist ein Ablaufdiagramm, das ein Beispiel für den Lernprozess der Lasersteuervorrichtung 1 der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt, und auch ein Beispiel für den Lernprozess bei dem Lasersteuerverfahren der vorliegenden Erfindung.
Bei dem Lernprozess nach der vorliegenden Ausführungsform werden dann, wenn bei der Bestimmung des Vorhandenseins eines Lichtausgabesignals von Schritt S102 in den Ablaufdiagrammen, die in 2A bis 2C gezeigt sind, ein Lichtausgabebefehl vorliegt, die Verarbeitung von Schritt S201, bei der bestimmt wird, ob ein absichtlicher Brechmodus als aktiv eingestellt ist oder nicht, und die Verarbeitungen von Schritt S202 bis S212, die zur Anwendung kommen, wenn bestimmt wird, dass der absichtliche Brechmodus als aktiv eingestellt ist, hinzugefügt. In dem Ablaufdiagramm, das in 7 gezeigt ist, sind die Verarbeitungen der Schritte S201 bis S212 dargestellt. Für Einzelheiten zu den Verarbeitungen der anderen Schritte wird auf die Ablaufdiagramme von 2A bis 2C und die damit zusammenhängenden Erklärungen verwiesen.
Wenn die Lasersteuervorrichtung 1 das Lernen des Lernmodells beginnt, bestimmt die Lernsteuervorrichtung 135, ob von der Steuerschaltung 25 der Laservorrichtung 2 die Ausgabe eines Lichtausgabebefehls verlangt wird oder nicht. Wenn die Ausgabe eines Lichtausgabebefehls verlangt wird (ja in Schritt S102), das heißt, wenn der Lichtausgabebefehl neu ausgegeben wird, oder wenn die Ausführung eines früher ausgegebenen Lichtausgabefehls noch nicht abgeschlossen verblieben ist, bestimmt die Lernsteuereinheit 135, ob der absichtliche Brechmodus als aktiv eingestellt ist oder nicht (Schritt S201). Der absichtliche Brechmodus ist ein Modus, der die Faserbrechvorrichtung 28 verwendet und die optische Faser 3 absichtlich bricht. Wenn der absichtliche Brechmodus nicht als aktiv eingestellt ist (nein in Schritt S201), führt die Lernsteuereinheit 135 die Verarbeitungen ab Schritt S103 in den in 2A bis 2C gezeigten Ablaufdiagrammen aus.
Wenn der absichtliche Brechmodus anderseits als aktiv eingestellt ist (ja in Figur S201), gibt die Lernsteuereinheit 135 über die Kommunikationsschnittstelle 1 ein Steuersignal an die Steuerschaltung 25 aus, das die Ausgabe von Laserlicht gemäß dem Lichtausgabebefehl gestattet. Dann gibt die Steuerschaltung 25 den Lichtausgabebefehl an den Laseroszillator 21 aus, wodurch von dem Laseroszillator 21 Laserlicht ausgegeben wird (Schritt S202). Außerdem beginnt die Lernsteuereinheit 135 mit einer Zeitmessung, bis das absichtliche Brechen der optischen Faser 3 vorgenommen wird (Schritt S203). Die Zustandsbeobachtungseinheit 131 erlangt von der Steuerschaltung 25 ständig Zustandsdaten der Laservorrichtung 2 und Umgebungsdaten, die einen Messwert der Lichtmenge des Laserausgangslichts und einen Messwert der Lichtmenge des Rückkehrlichts enthalten, und beobachtet auch ständig, ob durch die Steuerschaltung 25 das Auftreten einer Anomalie erkannt wurde und ein Ausgabeanhaltebefehl ausgegeben wurde oder nicht, und erlangt dann, wenn das Auftreten einer Anomalie erkannt wurde, von der Steuerschaltung 25 über die Kommunikationsschnittstelle 11 ein Signal, das angibt, dass das Auftreten einer Anomalie erkannt wurde (Schritt S204).
Die Lernsteuereinheit 135 bestimmt über die Zustandsbeobachtungseinheit 131, ob die Steuerschaltung 25 das Auftreten einer Anomalie erkannt hat oder nicht, das heißt, ob ein Ausgabeanhaltebefehl ausgegeben wurde oder nicht (Schritt S205). Wenn ein Ausgabeanhaltebefehl ausgegeben wurde (ja in Schritt S205), ergibt sich, dass der Ausgabeanhaltebefehl ausgegeben wurde, bevor wie später beschrieben eine bestimmte Zeit bis zur Vornahme eines absichtlihen Brechens der optischen Faser 3 durch die Faserbrechvorrichtung 28 infolge eines Befehls von der Lernsteuereinheit 135 vergangen ist. Das heißt, es wird kein absichtliches Brechen der optischen Faser 3 vorgenommen. Daher führt die Lernsteuereinheit 135 die Verarbeitungen ab Schritt S106 in den Ablaufdiagrammen von 2A bis 2C aus.
Wenn andererseits bestimmt wird, dass von der Steuerschaltung 25 kein Ausgabeanhaltebefehl ausgegeben wurde (nein in Schritt S205), bestimmt die Lernsteuereinheit 135, ob die seit dem Beginn der Zeitmessung in Schritt S204 vergangene Zeit eine Zeit erreicht hat, die als Zeit bis zu der Vornahme eines absichtlichen Brechens festgelegt wurde, oder nicht (Schritt S206). Wenn bestimmt wird, dass die vergangene Zeit die festgelegte Zeit nicht erreicht hat (nein in Schritt S206), führt die Lernsteuereinheit 135 die Verarbeitungen ab Schritt S131 in den Ablaufdiagrammen von 2A bis 2C aus.
Wenn andererseits bestimmt wird, dass die vergangene Zeit die festgelegte Zeit erreicht hat (ja in Schritt S206), setzt die Lernsteuereinheit 135 die gemessene vergangene Zeit zurück (Schritt S207). Dann gibt die Lernsteuereinheit 135 einen Faserbrechbefehl an die Faserbrechvorrichtung 28 aus (Schritt S208) . Dadurch wird das Brechen der optischen Faser 3 vorgenommen. Da die optische Faser 3 gebrochen wurde, erkennt die Steuerschaltung 25 aus dem Detektionsergebnis der Lichtmenge des Laserausgangslichts von dem Ausgangslichtdetektor 23 oder dem Detektionsergebnis der Lichtmenge des Rückkehrlichts von dem Rückkehrlichtdetektor 24 oder dergleichen, dass eine Anomalie aufgetreten ist, und gibt sie ein Ausgabeanhaltebefehl aus (Schritt S209). Danach liest die Lernsteuerschaltung 135 wenigstens irgendetwas aus den Zustandsdaten und den Umgebungsdaten in dem bestimmten Zeitraum während der Zeit von dem Zeitpunkt, für den von dem Anhaltebefehlszeitpunkt, zu dem die Steuerschaltung 25 den Ausgabeanhaltebefehl ausgegeben hat, für die erste bestimmte Zeit zurückgegangen wurde, bis zu dem Zeitpunkt, zu dem nach dem Anhaltebefehlszeitpunkt die zweite bestimmte Zeit vergangen ist, als Eingabedaten aus dem Speicher 12 (Schritt S210). Dann wird der beschädigte Bereich der optischen Faser 3, das heißt, die Bruchstelle der optischen Faser 3, nach dem Beseitigen der Umgebung dieser Bruchstelle durch erneutes Verschmelzen repariert (Schritt S211). Da durch den Umstand, dass die optische Faser 3 gebrochen wurde, klar ist, dass die Laservorrichtung 2 in einen Zustand gelangt ist, in dem die Steuerschaltung 25 den Lichtausgabebefehl nicht erneut ausgeben darf, erlangt die Labelerlangungseinheit 132 das Bruchereignissignal als „Lichtausgabe-unmöglich“-Label Schritt S212). Danach führt die Lernsteuereinheit 135 die Verarbeitungen ab Schritt S115 in den Ablaufdiagrammen von 2A bis 2C aus.
Wie oben erklärt wurde, zeigt der Lernprozess, der durch das Ablaufdiagramm von 7 gezeigt wurde, ein Beispiel für das Verfahren zum Lernen eines Lernmodells als ein Beispiel für einen Bestimmer, der dann, wenn bei einer Laservorrichtung, die einen Laseroszillator und ein laseroptisches System mit einer optischen Faser, die das von dem Laseroszillator ausgestrahlte Laserausgangslicht überträgt, aufweist, das Auftreten einer Anomalie erkannt wurde, mit wenigstens einem aus Zustandsdaten und Umgebungsdaten in einem bestimmten Zeitraum, der den Zeitpunkt des Anhaltens der Laserausgabe enthält, als Eingabe bestimmt, ob eine erneute Ausgabe eines Lichtausgabebefehls möglich ist oder nicht.
Um das Lernmodell derart passend zu lernen, dass die Genauigkeit für die Bestimmung der erneuten Ausgabe eines Lichtausgabebefehls gut wird, ist auch eine Vielzahl von Lehrdaten, die mit Eingabedaten, welche dem „Lichtausgabe-unmöglich“-Label entsprechen, ein Paar bilden, erforderlich, doch für die Erlangung des „Lichtausgabe-unmöglich“-Labels ist es nötig, einen Zustand, in dem die optische Faser oder dergleichen eine Beschädigung erlitten hat, herbeizuführen. Da eine Laservorrichtung aber im Allgemeinen teuer ist, und eine Beschädigung einer nicht leicht zu reparierenden Stelle mit hohen Reparaturkosten verbunden ist, besteht das Problem, dass die Kosten für die Erlangung von Lehrdaten, die mit Eingabedaten, welche dem „Lichtausgabe-unmöglich“-Label entsprechen, ein Paar bilden, sehr hoch werden. Außerdem ist für die Erlangung einer großen Anzahl von Lehrdaten auch viel Zeit erforderlich. Wenn nun die optische Faser wie bei der vorliegenden Ausführungsform an einer Stelle (oder in einem Bereich), an der (an dem) die Laservorrichtung durch erneutes Verschmelzen der optischen Faser funktionell wiederherstellbar ist, absichtlich gebrochen wird, wird es möglich, für ein passendes Lernmodell unerlässliche Lehrdaten, die mit Eingabedaten, welche dem „Lichtausgabe-unmöglich“-Label entsprechen, ein Paar bilden, bei vergleichsweise geringen Kosten zu erlangen. Da die optische Faser nach der vorliegenden Ausführungsform absichtlich gebrochen wird, können zudem viele Lehrdaten in einer vergleichsweise kurzen Zeit erlangt werden, wodurch es auch möglich wird, die Geschwindigkeit für den Fortschritt des Lernens zu erhöhen.
Nach einer Abwandlung der vorliegenden Ausführungsform können in dem „Lichtausgabe-unmöglich“-Label auch Informationen im Zusammenhang mit der beschädigten Stelle und dem Beschädigungszustand, die den Grund für die Unmöglichkeit einer erneuten Ausgabe eines Lichtausgabebefehls von der Steuerschaltung der Laservorrichtung darstellen, (nachstehend auch als Beschädigungsinformationen bezeichnet) enthalten sein. In diesem Fall kann die Lerneinheit 134 das Lernmodell so lernen, dass in Bezug auf die Eingabedaten nicht nur die Möglichkeit/Unmöglichkeit einer erneuten Ausgabe eines Lichtausgabebefehls ausgegeben wird, sondern bei der Ausgabe eines Bestimmungsergebnisses, dass eine erneute Ausgabe eines Lichtausgabebefehls unmöglich ist, auch Informationen, die die vermutete beschädigte Stelle und den vermuteten Beschädigungszustand angeben, (nachstehend auch als Informationen zu der vermuteten Beschädigung bezeichnet), ausgegeben werden. Auch in diesem Fall kann die Lerneinheit 134 das Lernmodell durch Anwenden des bestimmten Lernverfahrens der Fehlerrückführung auf das Lernen des Lernmodells unter Verwendung von Lehrdaten, die Paare mit Eingabedaten, welche Beschädigungsinformationen enthaltenden „Lichtausgabe-unmöglich“-Labeln entsprechen, bilden, so lernen, dass Informationen zu der vermuteten Beschädigung ausgegeben werden. In diesem Fall ist es günstig, wenn die Faserbrechvorrichtung 28 so ausgeführt wird, dass die Position, an der die Faserbrechvorrichtung 28 die optische Faser 3 bricht, veränderbar ist, damit die beschädigte Stelle verändert werden kann.
Konkret können bei dem Ablaufdiagramm von 7 in das in Schritt S212 erlangte „Lichtausgabe-unmöglich“-Label zusätzlich zu der Information, dass die Lichtausgabe unmöglich ist, auch Beschädigungsinformationen, das heißt, Informationen hinsichtlich der Position der absichtlichen Beschädigung der optischen Faser 3 (das heißt, der beschädigten Stelle) und des Beschädigungszustands, die zur Zeit der Reparatur des beschädigten Bereichs von Figur S211 klar wurden, aufgenommen werden. Ebenso können auch in das „Lichtausgabe-unmöglich“-Label, das in Schritt S114 der in 2A bis 2C gezeigten Ablaufdiagramme erlangt wird, zusätzlich zu der Information, dass eine Lichtausgabe unmöglich ist, ebenfalls Beschädigungsinformationen, das heißt, die beschädigte Stelle und der Beschädigungszustand, die zur Zeit der Reparatur des beschädigten Bereichs von Schritt S113 oder Schritt S125 klar wurden, aufgenommen werden. Die Beschädigungsinformationen können zum Beispiel über die Eingabevorrichtung 26 eingegeben werden. Zum Beispiel wird die gesamte optische Faser 3 in mehrere Bereiche unterteilt, den einzelnen Bereichen ein Label zugewiesen, und die beschädigte Stelle durch das Label des Bereichs, in dem die beschädigte Stelle enthalten ist, angegeben. Der Beschädigungszustand kann zum Beispiel als eine von mehreren Einstufungen, die dem Grad der Beschädigung entsprechen, angegeben werden. Daraus ergibt sich, dass das Lernmodell mit dem Fortschritt des Lernens dann, wenn von der Steuerschaltung 25 ein Ausgabeanhaltebefehl ausgegeben wurde und neue Eingabedaten erlangt wurden, nicht nur die Möglichkeit/Unmöglichkeit einer erneuten Ausgabe eines Lichtausgabebefehls, sondern im Fall der Ausgabe eines Bestimmungsergebnisses, das angibt, dass eine erneute Ausgabe eines Lichtausgabebefehls von der Steuerschaltung 25 unmöglich ist, auch Informationen zu der vermuteten Beschädigung als Grund für diese Bestimmung ausgeben kann.
Wenn das Lernmodell ein Bestimmungsergebnis, das angibt, dass die erneute Ausgabe eines Lichtausgabebefehls von der Steuerschaltung 25 unmöglich ist, ausgegeben hat, ist es nötig, die beschädigte Stelle zu spezifizieren und eine Reparatur der Laservorrichtung 2 oder der optischen Faser 3 zu versuchen. Wenn das Lernmodell wie bei dieser Abwandlung Informationen zu der vermuteten Beschädigung ausgibt, kann die Zeit, die für die Reparatur der Laservorrichtung 2 oder der optischen Faser 3 erforderlich ist, verkürzt werden. Bei Lehrdaten von Paaren, die sich durch eine absichtliche Beschädigung der optischen Faser 3 in einem Bereich der optischen Faser 3, in dem die Laservorrichtung 2 durch Wiederverschmelzen der optischen Faser 3 funktionell wiederherstellbar ist, ergeben, unter den Lehrdaten, die Paare aus Eingabedaten und „Lichtausgabe-unmöglich“-Labeln bilden, ist es besonders leicht, Beschädigungsinformationen, die den Grund für die Angabe der Unmöglichkeit einer erneuten Ausgabe des Lichtausgabebefehls darstellen, in das „Lichtausgabe-unmöglich“-Label aufzunehmen.
Auch bei der ersten Ausführungsform können die beschädigte Stelle und der Beschädigungszustand, die zur Zeit der Reparatur des beschädigten Bereichs von Schritt S113 oder Schritt S125 klar wurden, in das in Schritt S114 erlangte „Lichtausgabe-unmöglich“-Label aufgenommen werden. Dadurch ergibt sich, dass das Lernmodell mit dem Fortschritt des Lernens dann, wenn von der Steuerschaltung 25 ein Ausgabeanhaltebefehl ausgegeben wurde und neue Eingabedaten erlangt wurden, nicht nur die Möglichkeit/Unmöglichkeit einer erneuten Ausgabe eines Lichtausgabebefehls, sondern im Fall der Ausgabe eines Bestimmungsergebnisses, das angibt, dass eine erneute Ausgabe eines Lichtausgabebefehls von der Steuerschaltung 25 unmöglich ist, Informationen zu der vermuteten Beschädigung, die die beschädigte Stelle und den Beschädigungszustand angeben, als Grund für dieses Bestimmungsergebnis ausgeben kann, und wird so wie bei der vorliegenden Ausführungsform die Wirkung erhalten, dass die für die Reparatur erforderliche Zeit verkürzt werden kann. In die Informationen zu der vermuteten Beschädigung kann auch nur eines aus der beschädigten Stelle und dem Beschädigungszustand aufgenommen werden.
Als nächstes wird eine Lasersteuervorrichtung nach einer dritten Ausführungsform erklärt. Die Lasersteuervorrichtung nach der dritten Ausführungsform verbessert die Genauigkeit der Bestimmung der Möglichkeit/Unmöglichkeit der erneuten Ausgabe eines Lichtausgabebefehls von der Steuerschaltung noch weiter, indem der Bestimmer jedes Mal, wenn die Steuerschaltung irgendeine Anomalie erkennt und ein Ausgabeanhaltebefehl ausgibt, unter Verwendung der Zustandsdaten und der Umgebungsdaten der Laservorrichtung zu dieser Zeit gemäß einem bestimmten bestärkenden Lernverfahren aktualisiert wird.
Verglichen mit der Lasersteuervorrichtung nach der ersten Ausführungsform unterscheidet sich die Lasersteuervorrichtung nach der dritten Ausführungsform hinsichtlich der durch den Prozessor ausgeführten Verarbeitungen, insbesondere der Verarbeitungen im Zusammenhang mit dem Lernen des Bestimmers. Nachstehend werden die durch den Prozessor der Lasersteuervorrichtung ausgeführten Verarbeitungen erklärt. Was Einzelheiten zu der Laservorrichtung, die den Gegenstand der Steuerung durch die Lasersteuervorrichtung darstellt, und die sonstigen Aufbauelemente neben dem Prozessor der Lasersteuervorrichtung betrifft, wird auf die Erklärung der entsprechenden Aufbauelemente bei der ersten Ausführungsform verwiesen.
8 ist ein Funktionsblockdiagramm des Prozessors der Lasersteuervorrichtung der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Der Prozessor 13 der Lasersteuervorrichtung 1 der vorliegenden Ausführungsform weist eine Zustandsbeobachtungseinheit 231, eine Entscheidungsfindungseinheit 132, eine Bestimmungsdatenerlangungseinheit 233, eine Lerneinheit 234 und eine Lernsteuereinheit 237 auf. Außerdem weist die Lerneinheit 234 eine Belohnungsberechnungseinheit 235 und eine Wertfunktionsaktualisierungseinheit 236 auf. Diese einzelnen Einheiten, über die der Prozessor 13 verfügt, sind zum Beispiel Funktionsmodule, die durch Ausführen von Computerprogrammen an dem Prozessor 13 implementiert werden. Oder diese einzelnen Einheiten können auch als spezielle Rechenschaltungen, die in einem Teil des Prozessors 13 implementiert werden, ausgeführt werden. Wie bei der ersten Ausführungsform ist es nicht nötig, dass der Prozessor 13 durch einen einzelnen Prozessor aufgebaut wird, es kann auch ein anderer spezieller Prozessor zur Ausführung der Verarbeitungen durch die Lerneinheit 234 oder dergleichen, deren Rechenbelastung besonders groß ist, ausgebildet werden.
Die Zustandsbeobachtungseinheit 231 beobachtet so wie die Zustandsbeobachtungseinheit 131 bei der ersten Ausführungsform die Zustandsdaten und Umgebungsdaten der Laservorrichtung 2, die als Eingabedaten in den Bestimmer verwendet werden. Die Zustandsbeobachtungseinheit 231 erlangt die Zustandsdaten und die Umgebungsdaten fortlaufend über die Kommunikationsschnittstelle 11 und speichert sie in dem Speicher 12. Auch für die Zustandsdaten und die Umgebungsdaten können die gleichen Daten wie die Zustandsdaten und die Umgebungsdaten bei der oben beschriebenen Ausführungsform eingesetzt werden. Auch für das wenigstens eine Eingabedatenelement unter den in den Zustandsdaten und den Umgebungsdaten enthaltenen Daten, das für die Bestimmung der Möglichkeit/Unmöglichkeit einer erneuten Ausgabe eines Lichtausgabebefehls verwendet wird, können die gleichen Daten wie die Eingabedaten bei der oben beschriebenen Ausführungsform verwendet werden.
Die Entscheidungsfindungseinheit 232 ist ein anderes Beispiel für den Bestimmer und bestimmt auf Basis einer Wertfunktion, die eine Gewichtung in Bezug auf wenigstens ein Datenelement vornimmt, Handlungsdaten und gibt die bestimmten Handlungsdaten über die Kommunikationsschnittstelle 11 an die Laservorrichtung 2 aus. Die Wertfunktion ist ein anderes Beispiel für den Bestimmer. Die Handlungsdaten geben dann, wenn die Steuerschaltung 25 auf Basis des Messergebnisses der Lichtmenge des Laserausgangslichts von dem Ausgangslichtdetektor 23 und des Messergebnisses der Lichtmenge des Rückkehrlichts von dem Rückkehrlichtdetektor 25 bestimmt hat, das eine Anomalie aufgetreten ist, und die Steuerschaltung 25 einen Ausgabeanhaltebefehl an den Laseroszillator 21 ausgegeben hat, eines aus der Möglichkeit und der Unmöglichkeit, dass die Steuerschaltung erneut einen Lichtausgabebefehl ausgibt, an. Bei der vorliegenden Ausführungsform bestimmt die Entscheidungsfindungseinheit 232 eine Wertfunktion in Bezug auf wenigstens irgendetwas aus den Zustandsdaten und den Umgebungsdaten in einem bestimmten Zeitraum zwischen dem Zeitpunkt, für den von dem Zeitpunkt des Anhaltens der Ausgabe für eine erste bestimmte Zeit zurückgegangen wurde, und dem Zeitpunkt, zu dem nach dem Zeitpunkt des Anhaltens eine zweite bestimmte Zeit vergangen ist, (das heißt, die Eingabedaten), und bestimmt auf der Grundlage der Wertfunktion Handlungsdaten hinsichtlich eines aus der Möglichkeit und der Unmöglichkeit, dass die Steuerschaltung erneut einen Lichtausgabebefehl ausgibt, und gibt die bestimmten Handlungsdaten an die Steuerschaltung 25 aus. Die erste bestimmte Zeit und die zweite bestimmte Zeit können so wie die erste bestimmte Zeit und die zweite bestimmte Zeit bei der ersten Ausführungsform festgelegt werden.
Wenn die Steuerschaltung 25 eine Handlung gemäß den von der Entscheidungsfindungseinheit 232 ausgegebenen Handlungsdaten im Hinblick auf eine erneute Ausgabe eines Lichtausgabebefehls vorgenommen hat, erlangt die Bestimmungsdatenerlangungseinheit 233 Bestimmungsdaten zur Bestimmung, ob diese Handlungsdaten richtig oder unrichtig waren.
Die Lerneinheit 234 lernt die Wertfunktion gemäß dem Q-Lernen als bestimmtes bestärkendes Lernverfahren. Zu diesem Zweck weist die Lerneinheit die Belohnungsberechnungseinheit 235 und die Wertfunktionsaktualisierungseinheit 236 auf.
Die Belohnungsberechnungseinheit 235 berechnet aus den Bestimmungsdaten gemäß einem bestimmten bestärkenden Lernverfahren einen Belohnungswert (z.B. einen Q-Wert). Zu diesem Zweck bestimmt die Belohnungsberechnungseinheit 235 auf Basis der Bestimmungsdaten, ob die Handlungsdaten richtig waren oder nicht. Wenn die Handlungsdaten richtig waren, berechnet sie den Belohnungswert so, dass der Belohnungswert positiv wird. Andererseits berechnet die Belohnungswertberechnungseinheit 235 den Belohnungswert so, das er negativ wird, wenn die Handlungsdaten unrichtig waren. Zum Beispiel berechnet die Belohnungswertberechnungseinheit 235 den Belohnungswert wenigstens dann, wenn sich eine Beschädigung bei der Laservorrichtung 2 als Ergebnis einer Ausgabe von Handlungsdaten, die eine erneute Ausgabe des Laserlichtbefehls ermöglichen, von der Entscheidungsfindungseinheit 232 und einer dieser Ausgabe von der Entscheidungsfindungseinheit 232 folgenden erneuten Ausgabe eines Lichtausgabebefehls durch die Steuerschaltung 25 an den Laseroszillator 21 nicht ausgedehnt hat, so, dass der Belohnungswert positiv wird, da die Handlungsdaten richtig sind. Wenn sich eine Beschädigung bei der Laservorrichtung 2, das heißt eine Beschädigung bei dem Laseroszillator 21, dem laseroptischen System 22 oder der optischen Faser 3 andererseits auf Handlungsdaten, die eine erneute Ausgabe des Laserlichtsbefehls ermöglichen, hin ausgedehnt hat, berechnet die Belohnungswertberechnungseinheit 232 den Belohnungswert so, dass er negativ wird, da die Handlungsdaten unrichtig sind.
Die Wertfunktionsaktualisierungseinheit 236 lernt die Wertfunktion durch sequentielles Aktualisieren der Wertfunktion gemäß einem bestimmten bestärkenden Lernverfahren in Bezug auf den durch die Belohnungsberechnungseinheit 232 ermittelten Belohnungswert durch Ausprobieren so, dass auf der Grundlage der Bestimmungsdaten ideale Handlungsdaten in Bezug auf Eingabedaten erhalten werden. Für den Anfangswert der Wertfunktion kann das Lernmodell bei der ersten Ausführungsform oder der zweiten Ausführungsform als Lernergebnis eines überwachten Lernens benutzt werden.
Es ist günstig, wenn die Erlangung der Bestimmungsdaten, die für die Bestimmung, ob die von der Entscheidungsfindungseinheit 232 ausgegebenen Handlungsdaten, die die Möglichkeit/Unmöglichkeit einer erneuten Ausgabe eines Lichtausgabebefehls von der Steuerschaltung 25 angeben, richtig oder unrichtig waren, verwendet werden, ohne menschliche Intervention erfolgt. Doch wenn als Ergebnis eines Zerlegens und Untersuchens der Laservorrichtung 2 durch eine Person eine Beschädigung gefunden wurde, die nach der Erkennung des Auftretens einer Anomalie eine erneute Ausgabe des Lichtausgabebefehls unmöglich macht, oder dergleichen, kann die Person Bestimmungsdaten über die Eingabevorrichtung 26 eingeben. Die Bestimmungsdatenerlangungseinheit 233 kann die von der Eingabevorrichtung 26 eingegebenen Bestimmungsdaten zum Beispiel über die Steuerschaltung 25 und die Kommunikationsschnittstelle 11 erlangen.
Die Lernsteuereinheit 237 steuert wie bei den obigen Ausführungsformen den Lernprozess. Zu diesem Zweck steuert die Lernsteuereinheit 237 die Kommunikation mit der Steuerschaltung 25 der Laservorrichtung 2 über die Kommunikationsschnittstelle 11 zur Erlangung der Zustandsdaten und dergleichen durch die Zustandsbeobachtungseinheit 231 und zur Erlangung der Bestimmungsdaten und dergleichen durch die Bestimmungsdatenerlangungseinheit 233. Außerdem steuert die Lernsteuereinheit 237 die Übergabe von verschiedenen Arten von Daten zwischen den einzelnen Einheiten in dem Prozessor 13, das Lesen von verschiedenen Arten von Daten aus dem Speicher 12, und das Schreiben von verschiedenen Arten von Daten in den Speicher 12. Wenn zum Beispiel von der Steuerschaltung 25 gemeldet wird, dass das Auftreten einer Anomalie erkannt wurde, liest die Lernsteuereinheit 231 die Zustandsdaten und dergleichen für den oben beschriebenen Zeitraum aus dem Speicher (zum Beispiel dem Ringpuffer) und gibt sie diese an die Entscheidungsfindungseinheit 232 weiter.
9A und 9B sind jeweils Ablaufdiagramme, die ein Beispiel für den Prozess des Lernens einer Wertfunktion durch die Lasersteuervorrichtung 1 nach der vorliegenden Ausführungsform zeigen.
Wenn die Lasersteuervorrichtung 1 den Betrieb beginnt, setzt zunächst die Lernsteuereinheit 135 den Ausführungsmodus auf eines aus einem automatischem Ausführungsmodus oder einem nicht automatischen Ausführungsmodus (Schritt S301), was jedoch bei dem Prozess des Lernens einer Wertfunktion nach der vorliegenden Erfindung keine unbedingt erforderliche Verarbeitung darstellt. Der automatische Ausführungsmodus ist ein Ausführungsmodus, der dann, wenn die Steuerschaltung 25 der Laservorrichtung 2 das Auftreten einer Anomalie erkannt hat und einen Ausgabeanhaltebefehl ausgegeben hat und die Laserlichtausgabe angehalten wurde, ermöglicht, dass automatisch eine erneute Ausgabe eines Lichtausgabebefehls von der Steuerschaltung 25 erlaubt wird, falls die Lasersteuervorrichtung 1 gemäß der Wertfunktion als Lernergebnis Handlungsdaten ausgegeben hat, die eine erneute Ausgabe eines Lichtausgabebefehls von der Steuerschaltung 25 ermöglichen. Andererseits ist der nicht automatische Ausführungsmodus ein Ausführungsmodus, in dem auch dann nicht erlaubt wird, dass die Steuerschaltung 25 automatisch erneut einen Lichtausgabebefehl ausgibt, wenn die Lasersteuervorrichtung 1 Handlungsdaten ausgegeben hat, die eine erneute Ausgabe eines Lichtausgabebefehls von der Steuerschaltung 25 ermöglichen. Der Sinn der Ausbildung dieses Schritts liegt darin, dass ermöglicht wird, eine Verarbeitung einzubringen, bei der auch dann, wenn die Lasersteuereinheit 1 gemäß der Wertfunktion Handlungsdaten ausgegeben hat, die eine erneute Ausgabe eines Lichtausgabebefehls von der Steuerschaltung 25 ermöglichen, zur Sicherheit durch eine Person überprüft wird, ob ein Zustand besteht, in die Bestimmung, dass erneut ein Lichtausgabebefehl ausgegeben werden darf, möglich ist, bis die Lernstufe der Wertfunktion so weit entwickelt wurde, dass sie eine Zielstufe erreicht. Dadurch wird dann, wenn die Lernstufe der Wertfunktion noch nicht hoch ist und bei einer Festlegung des automatischen Ausführungsmodus die Wahrscheinlichkeit einer ernsten Beschädigung der optischen Faser 3, des laseroptischen Systems 22 oder des Laseroszillators 21 hoch ist, eine derartige Beschädigung der optischen Faser 3, des laseroptischen Systems 22 oder des Laseroszillators 21 unterdrückt.
Als nächstes bestimmt die Lernsteuereinheit 237, ob von der Steuerschaltung 25 die Ausgabe eines Lichtausgabebefehls verlangt wird oder nicht (Schritt S302). Wenn die Ausgabe eines Lichtausgabebefehls verlangt wird (ja in Schritt S302), gibt die Lernsteuereinheit 237 über die Kommunikationsschnittstelle 11 ein Steuersignal an die Steuerschaltung 25 aus, das die Ausgabe von Laserlicht gemäß dem Lichtausgabebefehl erlaubt. Dann gibt die Steuerschaltung 25 den Lichtausgabebefehl an den Laseroszillator 21 aus und wird dadurch von dem Laseroszillator 21 Laserlicht ausgegeben (Schritt S303).
Die Zustandsbeobachtungseinheit 231 erlangt von der Steuerschaltung 25 ständig Zustandsdaten und Umgebungsdaten der Laservorrichtung 2, die einen Messwert der Lichtmenge des Laserausgangslichts und einen Messwert der Lichtmenge des Rückkehrlichts enthalten. Außerdem beobachtet die Zustandsbeobachtungseinheit 231 auch ständig, ob die Steuerschaltung 25 das Auftreten einer Anomalie erkannt hat und einen Ausgabeanhaltebefehl ausgegeben hat oder nicht, und erlangt dann, wenn das Auftreten einer Anomalie erkannt wurde, über die Kommunikationsschnittstelle 11 ein Signal, das angibt, dass das Auftreten einer Anomalie erkannt wurde, von der Steuerschaltung 25 (Schritt S304).
Die Lernsteuereinheit 237 erkennt über die Zustandsbeobachtungseinheit 231, ob die Steuerschaltung 25 das Auftreten einer Anomalie erkannt hat oder nicht, das heißt, bestimmt, ob ein Ausgabeanhaltebefehl ausgegeben wurde oder nicht (Schritt S305). Wenn ein Ausgabeanhaltebefehl ausgegeben wurde (ja in Schritt S305), liest die Lernsteuereinheit 237 wenigstens irgendetwas aus den Zustandsdaten und den Umgebungsdaten in dem oben beschriebenen Zeitraum, der den Anhaltebefehlszeitpunkt, zu dem die Steuerschaltung 25 den Ausgabeanhaltebefehl ausgegeben hat, enthält, als Eingabedaten aus dem Speicher 12 (zum Beispiel dem Ringpuffer) (Schritt S306).
Die Entscheidungsfindungseinheit 232 bestimmt durch Eingeben der gelesenen Eingabedaten in die Wertfunktion Handlungsdaten (Schritt S307). Wie oben beschrieben sind die Handlungsdaten in diesem Lernprozess Daten, die in dem Zustand, in dem von der Steuerschaltung 25 ein Ausgabeanhaltebefehl an den Laseroszillator 21 ausgegeben wurde und die Laserausgabe angehalten wurde, die Handlung angeben, dass eine erneute Ausgabe des Lichtausgabebefehls von der Lasersteuerschaltung 25 möglich ist („erneute-Lichtausgabe-möglich“-Daten), oder die Handlung angeben, dass sie unmöglich ist („erneute-Lichtausgabe-unmöglich“-Daten).
Als nächstes bestimmt die Lernsteuereinheit, ob die von der Entscheidungsfindungseinheit 232 ausgegebenen Handlungsdaten „erneute-Lichtausgabe-möglich“-Daten oder „erneute-Lichtausgabe-unmöglich“-Daten sind (Schritt S308). Wenn bestimmt wird, dass die Handlungsdaten „erneute-Lichtausgabe-möglich“-Daten sind (ja in Schritt S308), bestimmt die Lernsteuereinheit 237, auf welches aus dem automatischen Ausführungsmodus und dem nichtautomatischen Ausführungsmodus der Ausführungsmodus gesetzt ist (Schritt S309). Wenn der Ausführungsmodus auf den automatischen Ausführungsmodus gesetzt ist (ja in Schritt S309), befiehlt die Lernsteuereinheit 237 der Steuerschaltung 25 über die Kommunikationsschnittstelle 11, erneut einen Lichtausgabebefehl an den Laseroszillator 21 auszugeben, wodurch erneut Laserlicht ausgegeben wird (Schritt S310).
Wenn der Ausführungsmodus andererseits wie etwa im Fall einer unzureichenden Lernstufe auf den nicht automatischen Ausführungsmodus gesetzt ist (nein in Schritt S309), wird an der Anzeigevorrichtung 27 angezeigt, dass sich die Laservorrichtung 2 im Anhaltezustand befindet, da von der Steuerschaltung 25 ein Ausgabeanhaltebefehl ausgegeben wurde (Schritt S311). Damit eine Person (ein Verantwortlicher) rasch bemerkt, dass sich die Laservorrichtung 2 im Anhaltezustand befindet, kann die Steuerschaltung 25 gleichzeitig einen Summer (nicht dargestellt) oder dergleichen ertönen lassen. In diesem Fall nimmt die Person (der Verantwortliche) ab dem Eintreten des Anhaltezustands der Laservorrichtung 2 eine zerlegende Untersuchung des Bereichs der Laservorrichtung 2 oder der optischen Faser 3, für den der Verdacht einer Beschädigung besteht, vor und überprüft das Vorhandensein oder Nichtvorhandensein einer Beschädigung oder des Zustands der Laservorrichtung 2 oder der optischen Faser 3, da sich die Laservorrichtung 2 im Anhaltezustand befindet. Dann wird das Untersuchungsergebnis über die Eingabevorrichtung 26 eingegeben (Schritt S312). In das Untersuchungsergebnis wird auch die Schlussfolgerung aufgenommen, ob eine erneute Ausgabe von Laserlicht möglich oder unmöglich ist. Dann bestimmt die Lernsteuereinheit 237, ob bei dem eingegebenen Untersuchungsergebnis eine erneute Ausgabe von Laserlicht möglich oder unmöglich ist (Schritt S313). Wenn eine erneute Ausgabe von Laserlicht möglich ist (ja in Schritt S313), führt die Lernsteuereinheit 237 die Verarbeitungen ab Schritt S310 aus. Dadurch wird erneut Laserlicht ausgegeben.
Als Resultat der erneuten Lichtausgabe von Laserlicht in Schritt S310 bestimmt die Lernsteuereinheit 237 über die Zustandsbeobachtungseinheit 231, ob von der Steuerschaltung 25 erneut ein Ausgabeanhaltebefehl ausgegeben wurde oder nicht (Schritt S314). Wenn bestimmt wird, dass von der Steuerschaltung 25 erneut ein Ausgabeanhaltebefehl ausgegeben wurde (ja in Schritt S314), ist bei der Laservorrichtung 2 oder der optischen Faser ein beschädigter Bereich vorhanden, und da denkbar ist, dass ein Zustand besteht, der eine Reparatur erfordert, weist die Lernsteuereinheit 237 die Steuerschaltung 25 über die Kommunikationsschnittstelle 11 an, an der Anzeigevorrichtung 27 oder dergleichen den Zustand einer erforderlichen Reparatur anzuzeigen (Schritt S315). Dann wird zum Beispiel von einer Person eine Reparatur des beschädigten Bereichs der Laservorrichtung 2 oder der optischen Faser 3 vorgenommen (Schritt S316). Das Reparaturergebnis wird über die Eingabevorrichtung 26 eingegeben (Schritt S317).
Wenn in Schritt S313 eine erneute Ausgabe von Laserlicht unmöglich ist (nein in Schritt S313), können die Verarbeitungen ab Schritt S316 ausgeführt werden.
Auch wenn in Schritt S308 bestimmt wurde, dass die von der Entscheidungsfindungseinheit 323 ausgegebenen Handlungsdaten „erneute-Lichtausgabe-unmöglich“-Daten sind (nein in Schritt S308), sollte die Lernsteuereinheit 237 die Verarbeitungen ab Schritt S311 ausführen.
Nach der Eingabe des Reparaturergebnisses in Schritt S317 erlangt die Bestimmungsdatenerlangungseinheit 233 die von der Entscheidungsfindungseinheit 232 ausgegebenen Handlungsdaten und das von der Eingabevorrichtung 26 eingegebene Reparaturergebnis als Bestimmungsdaten (Schritt S318). Dann bestimmt die Belohnungsberechnungseinheit 235 ob die von der Entscheidungsfindungseinheit 232 ausgegebenen Handlungsdaten „erneute-Lichtausgabe-möglich“-Daten oder „erneute-Lichtausgabe-unmöglich“-Daten waren (Schritt S319). Wenn bestimmt wird, dass die Handlungsdaten, die in Schritt S307 von der Entscheidungsfindungseinheit 232 ausgegeben wurden, „erneute-Lichtausgabe-möglich“-Daten waren (ja in Schritt S319), ergibt sich, dass die von der Entscheidungsfindungseinheit 232 ausgegebenen Handlungsdaten unrichtig waren, da sich die Laservorrichtung 2 oder die optische Faser 3 trotz des Umstands, dass die Handlungsdaten „erneute-Lichtausgabe-möglich“-Daten waren, tatsächlich in einem Zustand befand, in dem eine erneute Lichtausgabe unmöglich war, und eine Reparatur erforderlich war. Daher berechnet die Belohnungsberechnungseinheit 235 den Belohnungswert so, dass der Belohnungswert negativ wird (Schritt S320). Wenn die Handlungsdaten, die in Schritt S307 von der Entscheidungsfindungseinheit 232 ausgegeben wurden, andererseits „erneute-Lichtausgabe-unmöglich“-Daten waren (nein in Schritt S319), ergibt sich, dass die von der Entscheidungsfindungseinheit 232 ausgegebenen Handlungsdaten richtig waren, da die Handlungsdaten „erneute-Lichtausgabe-unmöglich“-Daten waren und sich die Laservorrichtung 2 oder die optische Faser 3 tatsächlich in einem Zustand befand, in dem eine erneute Lichtausgabe unmöglich war, und eine Reparatur erforderlich war. Daher berechnet die Belohnungsberechnungseinheit 235 den Belohnungswert so, dass der Belohnungswert positiv wird (Schritt S321).
Wenn in Schritt S314 bestimmt wurde, dass von der Steuerschaltung 25 auch nach Ablauf einer bestimmten Zeit nicht erneut ein Ausgabeanhaltebefehl ausgegeben wurde (nein in Schritt S314), wird vermutet, dass die Laservorrichtung 2 oder die optische Faser 3 keine Beschädigung erlitten hat, die ein Problem darstellt. Daher ergibt sich, dass eine erneute Ausgabe von Laserlicht möglich ist. Nun erlangt die Bestimmungsdatenerlangungseinheit 233 die von der Entscheidungsfindungseinheit 232 ausgegebenen Handlungsdaten und den Umstand, dass eine erneute Ausgabe von Laserlicht möglich war, als Bestimmungsdaten (Schritt S322). Dann bestimmt die Belohnungsberechnungseinheit 235, ob die von der Entscheidungsfindungseinheit 232 ausgegebenen Handlungsdaten „erneute-Lichtausgabe-möglich“-Daten oder „erneute-Lichtausgabe-unmöglich“-Daten waren (Schritt S323). Wenn bestimmt wird, dass die in Schritt S307 von der Entscheidungsfindungseinheit 232 ausgegebenen Handlungsdaten „erneute-Lichtausgabe-möglich“-Daten waren (ja in Schritt S323), ergibt sich, dass die von der Entscheidungsfindungseinheit 232 ausgegebenen Handlungsdaten richtig waren, da die Handlungsdaten „erneute-Lichtausgabe-möglich“-Daten waren und tatsächlich eine erneute Ausgabe von Laserlicht möglich war. Daher berechnet die Belohnungsberechnungseinheit 235 den Belohnungswert so, dass der Belohnungswert positiv wird (Schritt S324).
Wenn andererseits bestimmt wird, dass die von der Entscheidungsfindungseinheit 232 ausgegebenen Handlungsdaten „erneute-Lichtausgabe-unmöglich“-Daten waren (nein in Schritt S323), ergibt sich, dass die von der Entscheidungsfindungseinheit 232 ausgegebenen Handlungsdaten unrichtig waren, da die Handlungsdaten „erneute-Lichtausgabe-unmöglich“-Daten waren, aber tatsächlich eine erneute Ausgabe von Laserlicht möglich war. Daher berechnet die Belohnungsberechnungseinheit 235 den Belohnungswert so, dass der Belohnungswert negativ wird (Schritt S325).
Nach Schritt S321, S322, S324 oder S325 aktualisiert die Wertfunktionsaktualisierungseinheit 236 die Wertfunktion auf Basis des berechneten Belohnungswerts (Schritt S326) . Dabei kann die Wertfunktionsaktualisierungseinheit 236 die Wertfunktion wie oben beschrieben gemäß dem Q-Lernen als bestimmtes bestärkendes Lernverfahren aktualisieren.
Danach bestimmt die Lernsteuereinheit 237, ob der gleitende Durchschnitt der Belohnungswerte größer als ein Zielwert geworden ist oder nicht (Schritt S327). Der gleitende Durchschnitt der Belohnungswerte ist beispielsweise der Wert des gleitenden Durchschnitts der Belohnungswerte der jüngsten 1000 Male. Wenn der gleitende Durchschnitt der Belohnungswerte größer als der Zielwert wird (ja in Schritt S327), ist vorstellbar, dass die Lernstufe der Wertfunktion die Zielstufe erreicht hat. Wenn der oben beschriebene Ausführungsmodus nicht auf den automatischen Ausführungsmodus eingerichtet ist, setzt die Lernsteuereinheit 237 den Ausführungsmodus nun auf den automatischen Ausführungsmodus (Schritt S328). Die Lernsteuereinheit 237 kann auch die Anzeigevorrichtung 27 über die Kommunikationsschnittstelle 11 anzeigen lassen, dass die Lernstufe die Zielstufe erreicht hat. Und da die Lernstufe die Zielstufe erreicht hat, kann die Lernsteuereinheit 237 auch einen Betriebsendbefehl als interne Daten ausgeben. Der Betriebsendbefehl kann auch von der Eingabevorrichtung 26 eingegeben und über die Steuerschaltung und die Kommunikationsschnittstelle 11 erlangt werden.
Danach bestimmt die Lernsteuerschaltung 237, ob ein Betriebsendbefehl an die Laservorrichtung 2 ausgegeben wurde oder nicht (Schritt S329). Wenn ein Betriebsendbefehl ausgegeben wurde (ja in Schritt S329), beendet die Lasersteuervorrichtung 1 den Betrieb.
Wenn andererseits kein Betriebsendbefehl ausgegeben wurde (nein in Schritt S329), wiederholt die Lernsteuereinheit 237 die Verarbeitungen ab Schritt S302.
Wenn in Schritt S327 bestimmt wird, dass der gleitende Durchschnitt der Belohnungswerte in Schritt S327 kleiner als der Zielwert ist (nein in Schritt S327), wenn in Schritt S302 keine Ausgabe eines Lichtausgabebefehls verlangt wurde (nein in Schritt S302), oder wenn in Schritt S305 kein Ausgabeanhaltebefehl von der Steuerschaltung 25 ausgegeben wurde (nein in Schritt S305), kann die Lernsteuereinheit 237 die Verarbeitung von Schritt S329 ausführen. Wenn in Schritt S302 kein Lichtausgabebefehl an die Laservorrichtung 2 ausgegeben wurde und in Schritt S329 kein Betriebsendbefehl ausgegeben wurde, wartet die Lernsteuereinheit 237 auf die Ausgabe irgendeines aus dem Lichtausgabebefehl und dem Betriebsendbefehl.
Wie oben beschrieben wurde, kann die Lasersteuervorrichtung bei der vorliegenden Ausführungsform das bestärkende Lernen der Wertfunktion durch Wiederholen der Verarbeitungen von Schritt S302 bis Schritt S329, bis ein Betriebsendbefehl gemeldet wird, unter fortgesetzter Aktualisierung der Wertfunktion vorantreiben. Diese Lasersteuervorrichtung legt das Lernmodell, das als Lernergebnis des überwachten Lernens bei der Lasersteuervorrichtung der ersten Ausführungsform oder der zweiten Ausführungsform erhalten wurde, als Anfangswert der Wertfunktion fest und kann durch Fortsetzen eines bestärkenden Lernens der Wertfunktion noch verlässlicher ein richtiges Bestimmungsergebnis (Handlungsdaten) in Bezug auf die Möglichkeit einer erneuten Ausgabe eines Lichtausgabebefehls durch die Steuerschaltung ausgeben.
Wenn die Lernstufe der Wertfunktion die Zielstufe erreicht, ist es nicht nötig, dass die Lernsteuereinheit 237 das Lernen der Wertfunktion noch weiter fortsetzt. In diesem Fall genügt es, wenn die Entscheidungsfindungseinheit 232 bei Ausgabe eines Ausgabeanhaltebefehls von der Steuerschaltung 25 der Laservorrichtung 2 Handlungsdaten ausgibt, die durch Einsetzen der Eingabedaten unter den Zustandsdaten und Umgebungsdaten, welche in dem bestimmten Zeitraum, der den Zeitpunkt der Ausgabe des Ausgabeanhaltebefehls enthält, durch die Zustandsbeobachtungseinheit 231 beobachtet wurden, in die Wertfunktion erhalten werden. Daher kann auf die Verarbeitungen der Bestimmungsdatenerlangungseinheit 233 und der Lerneinheit 234 verzichtet werden. Es werden auch keine Bestimmungsdaten erforderlich.
Nach einer Abwandlung können in den Handlungsdaten, die eine erneute Ausgabe eines Lichtausgabebefehls unmöglich machen, auch den Grund dafür darstellende Informationen zu der vermuteten Beschädigung, die die vermutete beschädigte Stelle und den Beschädigungszustand angeben, enthalten sein. In diesem Fall können in den Bestimmungsdaten, die diese Handlungsdaten, die eine erneute Ausgabe eines Lichtausgabebefehls unmöglich machen, betreffen, auch Informationen enthalten sein, die angeben, ob die beschädigte Stelle und der Beschädigungszustand, die durch die Informationen zu der vermuteten Beschädigung in diesen Handlungsdaten angegeben werden, richtig sind oder nicht. Dann kann die Belohnungswertberechnungseinheit 235 im Fall einer Ausgabe von Handlungsdaten, die eine erneute Ausgabe eines Lichtausgabebefehls unmöglich machen, auf Basis der Bestimmungsdaten einen zusätzlichen Belohnungswert so berechnen, dass der zusätzliche Belohnungswert positiv wird, wenn die beschädigte Stelle und der Beschädigungszustand, die durch die Informationen zu der vermuteten Beschädigung angegeben werden, richtig waren, und der zusätzliche Belohnungswert negativ wird, wenn die beschädigte Stelle und der Beschädigungszustand, die durch die Informationen zu der vermuteten Beschädigung angegeben werden, unrichtig waren. Dann kann die Belohnungswertberechnungseinheit 235 den zusätzlichen Belohnungswert in Bezug auf die Richtigkeit/Unrichtigkeit der beschädigten Stelle und des Beschädigungszustands, die durch die Informationen zu der vermuteten Beschädigung angegeben werden, und den Belohnungswert in Bezug auf die Möglichkeit/Unmöglichkeit einer erneuten Ausgabe eines Lichtausgabebefehls zusammengerechnet ausgeben. Die Wertfunktionsaktualisierungseinheit 236 kann die Wertfunktion gemäß dem zusammengerechneten Aktualisierungswert aktualisieren.
In diesem Fall werden bei der Ausgabe von Handlungsdaten, die eine erneute Ausgabe eines Lichtausgabebefehls von der Steuereinheit 25 unmöglich machen, durch die Entscheidungsfindungseinheit 232 in Schritt S307 der Ablaufdiagramme von 9A und 9B auch Informationen zu der vermuteten Beschädigung in die Handlungsdaten aufgenommen. Bei der Eingabe des Reparaturergebnisses in Schritt S317 werden Beschädigungsinformationen eingegeben, die die beschädigte Stelle und den Beschädigungszustand, die als Ergebnis der Reparatur klar wurden, angeben. Was die beschädigte Stelle betrifft, können bei der zweiten Ausführungsform zum Beispiel der Laseroszillator 21, das laseroptischen System 22 und die optische Faser 3 in mehrere Bereiche unterteilt werden, kann jedem Bereich ein Label zugewiesen werden, und kann die Stelle durch jenen Bereich unter den mehreren Bereichen, der die beschädigte Stelle enthält, angegeben werden. Der Beschädigungszustand kann zum Beispiel als eine von mehreren Einstufungen, die dem Grad der Beschädigung entsprechen, ausgedrückt werden.
In Schritt S318 kann auch der Grad des Unterschieds zwischen der beschädigten Stelle und dem Beschädigungszustand, die durch die Informationen zu der vermuteten Beschädigung, welche in den von der Entscheidungsfindungseinheit 232 ausgegebenen Handlungsdaten enthalten sind, angegeben werden, und der beschädigten Stelle und dem Beschädigungszustand, die als Reparaturergebnis eingegeben werden, als Bestimmungsdaten erlangt werden. Dann kann die Belohnungsberechnungseinheit 235 in Schritt S321 während der positiven Gestaltung des zusammengerechneten Werts des zusätzlichen Belohnungswerts in Bezug auf die Richtigkeit/Unrichtigkeit der beschädigten Stelle und des Beschädigungszustands, die durch die Informationen zu der vermuteten Beschädigung angegeben werden, und des Belohnungswerts in Bezug auf die Richtigkeit/Unrichtigkeit der Möglichkeit/Unmöglichkeit einer erneuten Ausgabe eines Lichtausgabebefehls den zusätzlichen Belohnungswert so berechnen, dass der zusätzliche Belohnungswert kleiner wird, je größer der Grad des Unterschieds ist, und der zusätzliche Belohnungswert andererseits größer wird, je kleiner der Grad des Unterschieds ist. Auch bei dieser Ausführungsform kann in den Informationen zu der vermuteten Beschädigung nur eines aus der beschädigten Stelle und dem Beschädigungszustand enthalten sein. In diesem Fall kann der zusätzliche Belohnungswert wie oben beschrieben nur auf Basis des einen aus der beschädigten Stelle und dem Beschädigungszustand, das in den Informationen zu der vermuteten Beschädigung enthalten ist, berechnet werden.
Da gemäß dieser Abwandlung dann, wenn die Entscheidungsfindungseinheit 232 Handlungsdaten ausgegeben hat, die eine erneute Ausgabe eines Lichtausgabebefehls durch die Steuerschaltung 25 unmöglich machen, auch ein vermutetes Ergebnis hinsichtlich der beschädigten Stelle und des Beschädigungszustands ausgegeben wird, kann die Lasersteuervorrichtung die Zeit, die für die Reparatur der Laservorrichtung 2 nötig ist, verringern.
Nach einer anderen Abwandlung kann die Entscheidungsfindungseinheit 232 ferner eine Notstoppfunktion aufweisen, die der Steuerschaltung 25 über die Kommunikationsschnittstelle 11 den Befehl erteilt, sofort einen Lichtausgabeanhaltebefehl auszugeben, wenn durch das Eingeben der Eingabedaten für den jüngsten bestimmten Zeitraum aus den durch die Zustandsbeobachtungseinheit 231 beobachteten Zustandsdaten und Umgebungsdaten in die Wertfunktion Handlungsdaten erhalten werden, die eine erneute Ausgabe eines Lichtausgabebefehls unmöglich machen. Es kann auch ein Umschalten zwischen einem Aktivieren und einem Deaktivieren dieser Notstoppfunktion möglich sein. Die Länge dieses bestimmten Zeitraums kann so eingerichtet werden, dass sie der Länge von einem Zeitpunkt, für den von dem Zeitpunkt des Anhaltens der Ausgabe für eine erste bestimmte Zeit zurückgegangen wurde, bis zu einem Zeitpunkt, zu dem nach dem Zeitpunkt des Anhaltens eine zweite bestimmte Zeit vergangen ist, gleich ist.
10 ist ein Ablaufdiagramm, das ein anderes Beispiel für den Prozess des Lernens einer Wertfunktion im Fall der Aufnahme einer Notstoppfunktion zeigt. Bei dem Prozess des Lernens nach dieser Abwandlung wird nach der Ausführung der Verarbeitung von Schritt S303 in den Ablaufdiagrammen, die in 9A und 9B gezeigt sind, eine Verarbeitung bezüglich der Bestimmung der Aktivierung/Deaktivierung der Notstoppfunktion und, falls die Notstoppfunktion aktiv ist, eine Verarbeitung zur Ausführung der Notstoppfunktion hinzugefügt. Was die Verarbeitungen der einzelnen Schritte neben diesen Verarbeitungen betrifft, wird auf die Ablaufdiagramme von 9A und 9B verwiesen.
Wenn in Schritt S303 Laserlicht von dem Laseroszillator 21 ausgegeben wird, bestimmt die Lernsteuereinheit 237, ob die Notstoppfunktion aktiv ist oder nicht (Schritt S330). Wenn die Notstoppfunktion nicht aktiv ist (nein in Schritt S330), führt die Lernsteuereinheit 237 die Verarbeitungen ab Schritt S304 aus. Das heißt, das Lernen der Wertfunktion wird gemäß den Ablaufdiagrammen, die in 9A und 9B gezeigt sind, vorangetrieben. Wenn die Notstoppfunktion andererseits aktiv ist (ja in Schritt S330), erlangt die Zustandsbeobachtungseinheit 231 von der Steuerschaltung 25 ständig Zustandsdaten und Umgebungsdaten der Laservorrichtung 2, die einen Messwert der Lichtmenge des Laserausgangslichts und einen Messwert der Lichtmenge des Rückkehrlichts enthalten (Schritt S331) . Dann bestimmt die Entscheidungsfindungseinheit 232, ob durch das Eingeben der Eingabedaten für den jüngsten bestimmten Zeitraum aus den durch die Zustandsbeobachtungseinheit 231 beobachteten Zustandsdaten und Umgebungsdaten in die Wertfunktion Handlungsdaten erhalten werden, die eine erneute Ausgabe eines Lichtausgabebefehls unmöglich machen, das heißt, ob ein Vorzeichen für das Auftreten einer Anomalie vorhanden ist oder nicht (Schritt S332). Wenn keine Handlungsdaten erhalten werden, die eine erneute Ausgabe eines Lichtausgabebefehls unmöglich machen (nein in Schritt S332), das heißt, wenn kein Vorzeichen für das Auftreten einer Anomalie vorhanden ist, kann die Lernsteuereinheit 237 die Verarbeitungen ab Schritt S305 ausführen. Wenn andererseits Handlungsdaten ausgegeben werden, die eine erneute Ausgabe eines Lichtausgabebefehls unmöglich machen (ja in Schritt S332), das heißt, wenn ein Vorzeichen für das Auftreten einer Anomalie vorhanden ist, gibt die Entscheidungsfindungseinheit 232 über die Kommunikationsschnittstelle 11 ein Signal, das die sofortige Ausgabe eines Lichtausgabeanhaltebefehls befiehlt, das heißt, einen Lichtausgabenotstoppbefehl, an die Steuerschaltung 25 aus (Schritt S333). Dann gibt die Steuerschaltung 25 den Lichtausgabenotstoppbefehl an den Laseroszillator 21 aus und wird die Laserlichtausgabe angehalten. Danach kann die Lernsteuereinheit 237 die Verarbeitungen ab Schritt S306 ausführen.
Wenn das Lernen der Wertfunktion voranschreitet, kann es vorkommen, dass durch Verwenden der Wertfunktion noch vor dem Erkennen des Auftretens einer Anomalie und dem Ausgeben eines Lichtausgabeanhaltebefehls durch die Steuerschaltung 25 auf Basis der durch die Zustandsbeobachtungseinheit 231 beobachteten Zustandsdaten und Umgebungsdaten erkannt wird, dass bei einem Fortsetzen der Laserausgabe im bestehenden Zustand die Wahrscheinlichkeit hoch ist, dass es bei der optischen Faser 3 oder dergleichen zu einer Beschädigung kommt, bei der eine erneute Ausgabe eines Lichtausgabebefehls unmöglich wird. Durch das Hinzufügen der oben beschriebenen Funktion gibt die Lasersteuervorrichtung 1 vor dem tatsächlichen Auftreten einer Anomalie einen Lichtausgabeanhaltebefehl an die Steuerschaltung aus und wird die Laserlichtausgabe angehalten, wodurch die Wahrscheinlichkeit, dass das Auftreten einer Beschädigung, bei der eine erneute Ausgabe eines Lichtausgabebefehl unmöglich wird, verhindert werden kann, ansteigt.
Die oben beschriebene Notstoppfunktion kann auch bei den Laservorrichtungen nach der ersten und der zweiten Ausführungsform und der Abwandlung angewendet werden. In diesem Fall kann dann, wenn bei Eingeben der Eingabedaten des jüngsten bestimmten Zeitraums in das Lernmodell durch die Bestimmungseinheit ein Bestimmungsergebnis, das eine erneute Ausgabe eines Lichtausgabebefehls unmöglich macht, erhalten wird, über die Kommunikationsschnittstelle 11 ein Lichtausgabenotstoppbefehl an die Steuerschaltung 25 ausgegeben werden.
Der Grund, warum das Aktivieren und Deaktivieren der Notstoppfunktion umschaltbar gestaltet wird, ist, dass der Fortschritt des Lernens durch das Deaktivieren der Notstoppfunktion in einem Stadium, in dem die Lernstufe der Wertfunktion noch nicht allzu hoch ist, nicht behindert wird. Wenn die Notstoppfunktion zum Beispiel bei der zweiten Ausführungsform angewendet wurde, kann durch das Deaktivieren der Notstoppfunktion dann, wenn die optische Faser 3 an einer bestimmten Stelle absichtlich gebrochen wird und Paarsätze aus Eingabedaten und „Lichtausgabe-unmöglich“-Labeln erstellt werden, eine Behinderung des Lernens durch Behindern der Bildung derartiger Paarsätze verhindert werden.
Als nächstes wird eine vierte Ausführungsform erklärt. Die Lasersteuervorrichtung nach der vierten Ausführungsform ist über ein LAN an mehrere Laservorrichtungen angeschlossen und lernt den Bestimmer auf Basis von Zustandsdaten und Umgebungsdaten, die jeweils von den mehreren Laservorrichtungen erhalten wurden. Außerdem ermöglicht diese Lasersteuervorrichtung, dass der gelernte Bestimmer von anderen Laservorrichtungen, die über ein WAN angeschlossen werden, gemeinsam genutzt wird.
11 ist eine schematische Aufbauansicht eines Lasersteuersystems, das eine Lasersteuervorrichtung nach der vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung enthält. Das Lasersteuersystem 100 nach der vorliegenden Ausführungsform weist mehrere Laserbearbeitungszellen 101 auf. Die mehreren Laserbearbeitungszellen 101 sind über ein WAN 102 kommunikationsfähig miteinander verbunden.
Jede der mehreren Laserbearbeitungszellen 101 umfasst eine Lasersteuervorrichtung 1 und mehrere Laservorrichtungen 2. In jeder Laserbearbeitungszelle 101 kann die Lasersteuervorrichtung 1 eine beliebige aus einer Lasersteuervorrichtung nach der ersten Ausführungsform oder der zweiten Ausführungsform und einer Lasersteuervorrichtung nach der dritten Ausführungsform sein. Außerdem sind die Lasersteuervorrichtung 1 und die mehreren Laservorrichtungen 2 in jeder Laserbearbeitungszelle 101 über ein LAN 103 kommunikationsfähig miteinander verbunden. Beispielsweise kann die Kommunikationsschnittstelle 11 (siehe etwa 1) der Lasersteuervorrichtung 1 eine Kommunikationsschaltung zur Verbindung mit dem LAN 103 aufweisen. Das LAN 103 kann zum Beispiel als Netzwerk ausgeführt werden, das unter einer Vermittlungsvorrichtung wie etwa einem Router oder einem Switching Hub, die über die Funktion verfügt, das Ausgabeziel eines über das Netzwerk empfangenen Signals gemäß der Weiterleitungsadresse dieses Signals zu bestimmen, ausgeführt werden. Das WAN 102 wiederum kann als Netzwerk ausgeführt werden, das zum Beispiel die einzelnen LANs 103 miteinander verbindet.
Bei den einzelnen Laserbearbeitungszellen 101 lernt die Lasersteuervorrichtung 1 den Bestimmer (das Lernmodell bei der ersten und zweiten Ausführungsform, die Wertfunktion bei der dritten Ausführungsform, und dergleichen) auf der Basis von Signalen oder dergleichen, die über das LAN 103 von irgendeiner der mehreren Laservorrichtungen 2 erlangt wurden und Zustandsdaten, Umgebungsdaten und das Erkennen des Auftretens einer Anomalie bei dieser Laservorrichtung 2 angeben. Außerdem steuert die Lasersteuervorrichtung 1 jede der mehreren Laservorrichtungen 2 durch Ausgeben von Signalen oder dergleichen, die die Möglichkeit/Unmöglichkeit einer erneuten Ausgabe eines Lichtausgabebefehls angeben, über das LAN 103 an jede der mehreren Laservorrichtungen 2.
Die Lasersteuervorrichtungen 1 der einzelnen Laserbearbeitungszellen 101 können gelernte Bestimmer oder Bestimmer während des Lernens über das WAN 102 auch gemeinsam nutzen. Wenn Bestimmer während des Lernens gemeinsam genutzt werden, kann auch die Anzahl der für das Lernen verwendeten Lehrdaten, die Anzahl der Aktualisierungen des Bestimmers oder der jüngste gleitende Durchschnittswert der Belohnungswerte über das WAN 102 gemeinsam genutzt werden. In diesem Fall kann irgendeine Lasersteuervorrichtung 1 von den mehreren Laserbearbeitungszellen 101 den Fortschrittszustand des Lernens des Bestimmers, den sie selbst aufweist, und den Fortschrittszustand des Lernens des Bestimmers, den eine andere Laserbearbeitungszelle der mehreren Laserbearbeitungszellen 101 aufweist, vergleichen und den Bestimmer, bei dem das Lernen weiter fortgeschritten ist, dann anschließend als Bestimmer des Lernobjekts einsetzen. In diesem Fall kann bestimmt werden, dass das Lernen des Bestimmers umso weiter fortgeschritten ist, je größer die Anzahl der für das Lernen verwendeten Lehrdaten ist, je höher die Anzahl der Aktualisierungen des Bestimmers ist, oder je größer der jüngste gleitende Durchschnittswert der Belohnungswerte ist.
Es ist nötig, dass die Zustandsbeobachtungseinheit der Lasersteuervorrichtung 1 Zustandsdaten und Umgebungsdaten in einem bestimmten Zeitraum in der Größenordnung von 10 ms zwischen einem Zeitpunkt, für von dem Anhaltebefehlszeitpunkt, zu dem die Steuerschaltung 25 der Laservorrichtung 2 einen Ausgabeanhaltebefehl ausgegeben hat, für eine bestimmte Zeit zurückgegangen wurde, und einem Zeitpunkt, zu dem ab dem Anhaltebefehlszeitpunkt eine zweite bestimmte Zeit vergangen ist, beobachtet, und als Folge sind für die Übertragung der Zustandsdaten und der Umgebungsdaten Echtzeiteigenschaften erforderlich. Nun können bei der vorliegenden Ausführungsform die Lasersteuervorrichtung und die mehreren (einige bis einige hundert) Laservorrichtungen, die das Steuerobjekt der Lasersteuervorrichtung darstellen, in den einzelnen Laserbearbeitungszellen die verlangten Echtzeiteigenschaften erfüllen, da sie durch ein wie oben beschriebenes LAN verbunden sind. Was das gemeinsame Nutzen der Bestimmer, von dem keine Echtzeiteigenschaften verlangt werden, betrifft, kann dieses Lasersteuersystem den Fortschritt des Lernens der Bestimmer in den einzelnen Lasersteuervorrichtungen beschleunigen, da die Bestimmer und Informationen, die den Zustand des Fortschritts des Lernens angeben, über das WAN von den mehreren Lasersteuervorrichtungen gemeinsam genutzt werden. Außerdem kann bei diesem Lasersteuersystem ein Bestimmer in der Lasersteuervorrichtung irgendeiner der Laserbearbeitungszellen, dessen Lernen abgeschlossen wurde, über das WAN für die Lasersteuervorrichtungen der anderen Laserbearbeitungszellen nutzbar gemacht werden.
Als nächstes wird eine fünfte Ausführungsform erklärt. Bei der fünften Ausführungsform kommt es dann, wenn die Steuerschaltung der Laservorrichtung das Auftreten einer Anomalie erkennt und die Laserlichtausgabe anhält, zu einem Anhaltezustand, in dem auch dann kein Lichtausgabebefehl an den Laseroszillator ausgegeben wird, wenn ein Befehl, die Laserlichtausgabe erneut zu beginnen, erhalten wird.
12 ist eine schematische Aufbauansicht einer Laservorrichtung nach der vorliegenden Ausführungsform. Die in 12 gezeigte Laservorrichtung 20 unterscheidet sich verglichen mit der Laservorrichtung 2, die in 1 gezeigt ist, durch den Umstand, dass sie eine Anhaltezustandsaufhebeeingabeeinheit 29 aufweist, und im Betrieb eines Teils der Steuerschaltung 25. Nachstehend werden die Steuerschaltung 25, die Anhaltezustandsaufhebeeingabeeinheit 29 und die damit verbundenen Teile erklärt. Was die weiteren Aufbauelemente der Laservorrichtung 20 und die Lasersteuervorrichtung 1 betrifft, wird auf die Erklärung der entsprechenden Aufbauelemente bei den oben beschriebenen Ausführungsformen verwiesen. Die Lasersteuervorrichtung 1 nach der vorliegenden Ausführungsform kann eine beliebige Lasersteuervorrichtung nach der ersten Ausführungsform bis dritten Ausführungsform oder den Abwandlungen sein.
Die Steuerschaltung 25 gibt so wie bei den einzelnen oben beschriebenen Ausführungsformen einen Ausgabeanhaltebefehl an den Laseroszillator 21 aus und hält die Ausgabe des Laserlichts an, wenn sie auf Basis des Messwerts der Lichtmenge des Laserausgangslichts durch den Ausgangslichtdetektor 23 oder des Messwerts der Lichtmenge des Rückkehrlichts durch den Rückkehrlichtdetektor 24 eine bei dem Laseroszillator 21, dem laseroptischen System 2 oder der optischen Faser 3 aufgetretene Anomalie erkennt. Ferner setzt die Steuerschaltung 25 zum Beispiel eine Anhaltezustandsmarkierung, die als interner Parameter gehalten wird, auf EIN und geht zu einem Anhaltezustand über. Auch wenn die Steuerschaltung 25 in dem Anhaltezustand von der Eingabevorrichtung 26 einen Befehl zum erneuten Beginn einer Laserlichtausgabe erhält, oder wenn sie von der Lasersteuervorrichtung 1 die Erlaubnis zu einer erneuten Ausgabe eines Lichtausgabebefehls oder Handlungsdaten, die eine erneute Ausgabe ermöglichen, erhält, gibt sie keinen Lichtausgabebefehl an den Laseroszillator 21 aus. Wenn die Steuerschaltung 25 dann von der Anhaltezustandsaufhebeeingabeeinheit 29 ein Signal, das das Aufheben des Anhaltezustands befiehlt, erhält, setzt sie die Anhaltezustandsmarkierung auf AUS und hebt sie den Anhaltezustand auf. Wenn der Anhaltezustand aufgehoben ist und die Steuerschaltung 25 von der Eingabevorrichtung 26 einen Befehl zum erneuten Beginn einer Laserlichtausgabe erhält oder von der Lasersteuervorrichtung 1 die Erlaubnis zu einer erneuten Ausgabe des Lichtausgabebefehls oder von Handlungsdaten, die eine erneute Ausgabe ermöglichen, erhält, gibt sie einen Lichtausgabebefehl an den Laseroszillator 21 aus.
Die Anhaltezustandsaufhebeeingabeeinheit 29 ist zum Beispiel ein Tastenschalter, der von der Eingabevorrichtung 26 gesondert an einer von der Eingabevorrichtung 26 verschiedenen Position ausgebildet ist. Die Anhaltezustandsaufhebeeingabeeinheit 29 erzeugt durch eine Betätigung durch eine Person ein Signal, das das Aufheben des Anhaltezustands befiehlt, und gibt dieses Signal an die Steuerschaltung 25 aus. Dadurch wird der Anhaltezustand der Laservorrichtung 20 aufgehoben. Die Eingabeeinheit 1 und die Anhaltezustandsaufhebeeingabeeinheit 29 können auch an der Lasersteuervorrichtung 1 ausgebildet werden.
Durch das Festlegen des Anhaltezustands kann in einem Fall, in dem kein Laserlicht ausgegeben werden sollte, zum Beispiel, wenn eine Ausdehnung der Beschädigung der optischen Faser 3 oder dergleichen erwartet wird, eine Ausweitung der Beschädigung verhindert werden, falls über die Eingabevorrichtung 26 versehentlich eine Ausgabe von Laserlicht befohlen wird. Durch die von der Eingabevorrichtung 26 zur Eingabe von normalen Befehlen gesonderte Ausbildung der Anhaltezustandsaufhebeeingabeeinheit 29 wird eine versehentliche Betätigung der Anhaltezustandsaufhebeeingabeeinheit 29 verhindert und wird als Folge verhindert, dass der Anhaltezustand aufgehoben wird, wenn der Anhaltezustand nicht aufgehoben werden sollte.
Wenn von der Anhaltezustandsaufhebeeingabeeinheit 29 ein Signal, das das Aufheben des Anhaltezustands befiehlt, eingegeben wird, kann die Steuerschaltung 25 die Anzeigeeinheit 27 vor dem Aufheben des Anhaltezustands eine Nachricht mit einem Inhalt, der zu einer letzten Überprüfung auffordert, wie etwa, ob die erforderlichen Überprüfungen vorgenommen wurden, oder dergleichen, anzeigen lassen. Oder wenn die Steuerschaltung 25 von der Lasersteuervorrichtung 1 ein Bestimmungsergebnis oder Handlungsdaten, das oder die eine erneute Ausgabe von Laserlicht unmöglich machen, zusammen mit Informationen zu der vermuteten Beschädigung erhalten hat, kann sie die Anzeigeeinheit 27 die beschädigte Stelle und den Beschädigungszustand, die durch die Informationen zu der vermuteten Beschädigung angegeben werden, anzeigen lassen. Wenn die Lasersteuervorrichtung 1 ein Bestimmungsergebnis oder Handlungsdaten, das oder die eine erneute Ausgabe von Laserlicht unmöglich machen, ausgegeben hat, wird angenommen, dass eine Reparatur der Laservorrichtung 2 nötig ist. Doch wenn an der Anzeigeeinheit 27 die vermutete beschädigte Stelle und der Beschädigungszustand angezeigt werden, wird das Bestimmen der beschädigten Stelle leicht und kann die Zeit, die für die Wiederherstellung der Laservorrichtung erforderlich ist, verkürzt werden.
Nach einer Abwandlung kann die Steuerschaltung 25 dann, wenn die Lasersteuervorrichtung 1 nach dem Anhalten der Laserlichtausgabe von der Laservorrichtung 20, da die Steuerschaltung 25 das Auftreten eine Anomalie erkannt hat, ein Bestimmungsergebnis oder Handlungsdaten, das oder die eine erneute Ausgabe eines Lichtausgabebefehls ermöglichen, ausgegeben hat, vor der Ausgabe eines Lichtausgabebefehls an den Laseroszillator 21, der die Nennausgangsleistung oder die maximale Ausgangsleistung befiehlt, einen Lichtausgabebefehl an den Laseroszillator 21 ausgeben, der eine geringere Ausgangsleistung als die Nennausgangsleistung oder die maximale Ausgangsleistung befiehlt. Die Steuerschaltung 25 kann den Laseroszillator 21 danach so steuern, dass die Laserlichtausgangsleistung allmählich bis zu der Nennausgangsleistung oder der maximalen Ausgangsleistung angehoben wird. Auch wenn die Lasersteuervorrichtung 1 ein Bestimmungsergebnis oder Handlungsdaten, das oder die eine erneute Ausgabe eines Lichtausgabebefehls ermöglichen, ausgegeben hat, besteht die Möglichkeit, dass an der optischen Faser 3 oder dergleichen eine geringfügige Beschädigung auftritt. Doch nach dieser Abwandlung kann die Steuerschaltung 25 selbst dann, wenn an der optischen Faser 3 oder dergleichen eine geringfügige Beschädigung auftritt, durch das allmähliche Anheben der Stärke der Laserlichtausgangsleistung verhindern, dass sich die Beschädigung des Laseroszillators 21, des laseroptischen Systems 22 oder der optischen Faser 3 oder dergleichen auf einen Schlag ausdehnt. Daher kann die Ausdehnung einer Beschädigung des Laseroszillators 21, des laseroptischen Systems 22 oder der optischen Faser 3 oder dergleichen auf ein Mindestmaß gedrückt werden.
13A bis 13C sind jeweils Ablaufdiagramme, die ein Beispiel für den Prozess des Lernens einer Wertfunktion bei einer Steuerung der Laservorrichtung nach der fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigen. Bei den Ablaufdiagrammen von 13A bis 13C wird angenommen, dass eine Lasersteuervorrichtung 1 nach der dritten Ausführungsform die Laservorrichtung 20 steuert.
Wenn der Betrieb der Laservorrichtung 20 begonnen wird, bestimmt die Lernsteuereinheit 237, ob von der Steuerschaltung 25 die Ausgabe eines Lichtausgabebefehls verlangt wird oder nicht (Schritt S401). Wenn die Ausgabe eines Lichtausgabebefehls verlangt wird (ja in Schritt S401), gibt die Lernsteuerschaltung 237 über die Kommunikationsschnittstelle 11 ein Steuersignal an die Steuerschaltung 25 aus, das eine Ausgabe von Laserlicht gemäß dem Lichtausgabebefehl erlaubt. Dann gibt die Steuerschaltung 25 den Lichtausgabebefehl an den Laseroszillator 21 aus, wodurch von dem Laseroszillator 21 Laserlicht ausgegeben wird (Schritt S402).
Die Zustandsbeobachtungseinheit 231 erlangt von der Steuerschaltung 25 ständig Zustandsdaten und Umgebungsdaten der Laservorrichtung 2, die einen Messwert der Lichtmenge des Laserausgangslichts und einen Messwert der Lichtmenge des Rückkehrlichts enthalten, und beobachtet auch ständig, ob durch die Steuerschaltung 25 das Auftreten einer Anomalie erkannt wurde und ein Ausgabeanhaltebefehl ausgegeben wurde oder nicht, und erlangt dann, wenn das Auftreten einer Anomalie erkannt wurde, von der Steuerschaltung 25 über die Kommunikationsschnittstelle 11 ein Signal, das angibt, dass das Auftreten einer Anomalie erkannt wurde (Schritt S403).
Die Lernsteuereinheit 237 bestimmt über die Zustandsbeobachtungseinheit 231, ob die Steuerschaltung 25 das Auftreten einer Anomalie erkannt hat oder nicht, das heißt, ob ein Ausgabeanhaltebefehl ausgegeben wurde oder nicht (Schritt S404). Wenn ein Ausgabeanhaltebefehl ausgegeben wurde (ja in Schritt S404), liest die Lernsteuereinheit 237 wenigstens irgendetwas aus den Zustandsdaten und den Umgebungsdaten in einem bestimmten Zeitraum von einem Zeitpunkt, für den von dem Zeitpunkt des Anhaltebefehls, zu dem die Steuerschaltung 25 den Ausgabeanhaltebefehl ausgegeben hat, für eine erste bestimmte Zeit zurückgegangen wurde, bis zu einem Zeitpunkt, zu dem nach dem Zeitpunkt des Anhaltebefehls eine zweite bestimmte Zeit vergangen ist, als Eingabedaten aus dem Speicher 12 (zum Beispiel dem Ringpuffer) (Schritt S405).
Die Entscheidungsfindungseinheit 232 bestimmt durch Eingeben der gelesenen Eingabedaten in die Wertfunktion die Handlungsdaten (Schritt S406). Dann gibt die Entscheidungsfindungseinheit 232 diese Handlungsdaten über die Kommunikationsschnittstelle 11 an die Steuerschaltung 25 aus. Die Steuerschaltung 25 bestimmt, ob die erhaltenen Handlungsdaten „erneute-Lichtausgabe-möglich“-Daten oder „erneute-Lichtausgabe-unmöglich“-Daten sind (Schritt S407).
Wenn bestimmt wird, dass die Handlungsdaten „erneute-Lichtausgabe-möglich“-Daten sind (ja in Schritt S407), legt die Steuerschaltung 25 für einen in dem Lichtausgabebefehl enthaltenen Ausgangsleistungseinstellwert P einen winzigen Ausgangsleistungswert ΔP wie zum Beispiel etwa 1 % der maximalen Ausgangsleistung Pmax fest (Schritt S408). Dann wird durch die Ausgabe des Lichtausgabebefehls von der Steuerschaltung 25 an den Laseroszillator 21 Laserlicht ausgegeben (Schritt S409). Die Zustandsbeobachtungseinheit 231 erlangt so wie in Schritt S403 ständig Zustandsdaten und Umgebungsdaten der Laservorrichtung 2 von der Steuerschaltung 25 und beobachtet auch ständig, ob durch die Steuerschaltung 25 das Auftreten einer Anomalie erkannt wurde und ein Ausgabeanhaltebefehl ausgegeben wurde oder nicht, und erlangt dann, wenn das Auftreten einer Anomalie erkannt wurde, von der Steuerschaltung 25 über die Kommunikationsschnittstelle 11 ein Signal, das angibt, dass das Auftreten einer Anomalie erkannt wurde (Schritt S410). Dann bestimmt die Lernsteuereinheit 237 wie in Schritt S404, ob ein Ausgabeanhaltebefehl ausgegeben wurde oder nicht (Schritt S411). Wenn ein Ausgabeanhaltebefehl ausgegeben wurde (ja in Schritt S411), liest die Lernsteuereinheit 237 wie in Schritt S405 wenigstens irgendetwas aus den Zustandsdaten und den Umgebungsdaten in dem bestimmten Zeitraum, der den Zeitpunkt des Anhaltebefehls enthält, aus dem Speicher 12 (Schritt S412). Dann bestimmt die Entscheidungsfindungseinheit 232 wie in Schritt S406 durch Eingeben der gelesenen Eingabedaten in die Wertfunktion die Handlungsdaten (Schritt S413). Dann gibt die Entscheidungsfindungseinheit 232 diese Handlungsdaten über die Kommunikationsschnittstelle 11 an die Steuerschaltung 25 aus. Die Steuerschaltung 25 bestimmt wie in Schritt S407, ob die erhaltenen Handlungsdaten „erneute-Lichtausgabe-möglich“-Daten oder „erneute-Lichtausgabe-unmöglich“-Daten sind (Schritt S414). Wenn bestimmt wird, dass die erhaltenen Handlungsdaten „erneute-Lichtausgabe-möglich“-Daten sind (ja in Schritt S414), bestimmt die Steuerschaltung 25, ob der in dem Lichtausgabebefehl enthaltene Ausgangsleistungseinstellwert P größer als die maximale Ausgangsleistung Pmax ist oder nicht (Schritt S415). Wenn bestimmt wird, dass der Ausgangsleistungseinstellwert kleiner als die maximale Ausgangsleistung Pmax ist (nein in Figur S415), wird neu ein Wert, für den der winzige Ausgangsleistungswert ΔP zu dem Ausgangsleistungseinstellwert P addiert wurde, als Ausgangsleistungseinstellwert P festgelegt (Schritt S416). Dann wiederholt die Steuerschaltung 25 die Verarbeitung ab Schritt S409 mit dem neuen Ausgangsleistungseinstellwert P.
Wenn in Schritt S411 bestimmt wurde, dass ein Ausgabeanhaltebefehl ausgegeben wurde, werden die Verarbeitungen von Schritt S412 und Schritt S412 ausgeführt, und wenn die erhaltenen Handlungsdaten in Schritt S414 „erneute-Lichtausgabe-möglich“-Daten waren, kann die Steuerschaltung 25 sicherheitshalber anstelle der Verarbeitung von Schritt S415 die Verarbeitung von Schritt S408 ausführen und den Ausgangsleistungseinstellwert auf den winzigen Ausgangsleistungswert ΔP zurücksetzen.
Wie oben beschrieben werden trotz einer Ausgabe des Ausgabeanhaltebefehls von der Steuerschaltung 25 durch die Entscheidungsfindungseinheit 232 Handlungsdaten („erneue-Lichtausgabe-möglich“-Daten), die eine erneute Ausgabe eines Lichtausgabebefehls von der Steuerschaltung 25 ermöglichen, ausgegeben, und wird der Ausgangsleistungseinstellwert P durch Wiederholen der Verarbeitungen von Schritt S409 bis Schritt S416 allmählich auf einen hohen Wert gebracht. Wenn dann in Schritt S415 bestimmt wird, dass der Ausgangsleistungseinstellwert P die maximale Ausgangsleistung Pmax erreicht hat (ja in Schritt S415), erlangt die Bestimmungsdatenerlangungseinheit 233 Bestimmungsdaten, ob tatsächlich eine erneute Ausgabe von Laserlicht mit dem Pegel der maximalen Ausgangsleistung Pmax möglich war (Schritt S417).
Die Belohnungsberechnungseinheit 235 bestimmt, ob die von der Entscheidungsfindungseinheit 232 ausgegebenen Handlungsdaten „erneute-Lichtausgabe-möglich“-Daten oder „erneute-Lichtausgabe-unmöglich“-Daten waren (Schritt S418). Wenn die Handlungsdaten bei dem oben beschriebenen Steuerablauf „erneute-Lichtausgabe-möglich“-Daten waren (ja in Schritt S418), wird durch die in Schritt S417 erhaltenen Bestimmungsdaten erkannt, dass die Handlungsdaten richtig sind. Dann berechnet die Belohnungsberechnungseinheit 235 den Belohnungswert so, dass der Belohnungswert positiv wird (Schritt S419). Dann aktualisiert die Wertfunktionsaktualisierungseinheit 236 die Wertfunktion auf Basis des berechneten Belohnungswerts (Schritt S421).
Wenn die Lernsteuereinheit 237 in Schritt S411 bestimmt hat, dass von der Steuerschaltung 25 kein Ausgabeanhaltebefehl ausgegeben wird (nein in Schritt S411), werden die Verarbeitungen ab Schritt S415 ausgeführt, ohne die Verarbeitungen der Schritte S412 bis S414 auszuführen.
Wenn in Schritt S407 oder in Schritt S414 bestimmt wurde, dass die erhaltenen Handlungsdaten „erneue-Lichtausgabe-unmöglich“-Daten sind (nein in Schritt S407 oder nein in Schritt S414), geht die Steuerschaltung 25 zu dem Anhaltezustand über (Schritt S422). Die Steuerschaltung 25 kann den Übergang zu dem Anhaltezustand auch an die Lasersteuervorrichtung 1 melden. Dann bringt die Steuerschaltung 25 die Anzeigevorrichtung 27 dazu, eine Meldung anzuzeigen, die angibt, dass sich die Laservorrichtung 20 im Anhaltezustand befindet und eine Überprüfung erforderlich ist. Wenn eine Person (ein Verantwortlicher) die Information erlangt, dass sich die Laservorrichtung 20 im Anhaltezustand befindet, wird eine zerlegende Untersuchung von dem Bereich der Laservorrichtung 20, für den der Verdacht einer Beschädigung besteht, her vorgenommen und das Vorhandensein oder Nichtvorhandensein einer beschädigten Stelle und der Beschädigungszustand untersucht und das Untersuchungsergebnis über die Eingabevorrichtung 26 eingegeben (Schritt S424). In das Untersuchungsergebnis wird auch die Schlussfolgerung aufgenommen, ob eine erneute Ausgabe von Laserlicht möglich oder unmöglich ist. Dann bestimmt die Lernsteuereinheit 237, ob bei dem eingegebenen Untersuchungsergebnis eine erneute Ausgabe von Laserlicht möglich oder unmöglich ist (Schritt S425). Wenn eine erneute Ausgabe von Laserlicht möglich ist (ja in Schritt S425), meldet die Lernsteuereinheit 237 diesen Umstand an die Steuerschaltung 25. Die Steuerschaltung 25 nimmt auf die Anhaltezustandsmarkierung Bezug und bestimmt, ob der Anhaltezustand aufgehoben ist oder nicht (Schritt S426), und wenn der Anhaltezustand aufgehoben ist (ja in Schritt S426), führen die Steuerschaltung 25 und die Lasersteuervorrichtung 1 die Verarbeitungen ab Schritt S408 aus.
Wenn der Anhaltezustand nicht aufgehoben ist (nein in Schritt S426), lässt die Steuerschaltung 25 die Anzeigevorrichtung 27 eine Meldung anzeigen, die angibt, dass sich die Laservorrichtung 20 im Anhaltezustand befindet und es für eine erneute Ausgabe von Laserlicht nötig ist, den Anhaltezustand aufzuheben (Schritt S427). Wenn dann von der Anhaltezustandsaufhebeeingabeeinheit 29 ein Befehl, der den Anhaltezustand aufhebt, eingegeben wird, hebt die Steuerschaltung 25 den Anhaltezustand auf (Schritt S428) .
Danach werden bei einer Bestimmung in Schritt S426, dass der Anhaltezustand aufgehoben ist, die Verarbeitungen ab Schritt S408 ausgeführt. Auch bei diesem Ablauf der Steuerung werden in Schritt S417 Bestimmungsdaten, dass Laserlicht mit der maximalen Ausgangsleistung Pmax ausgegeben werden konnte, erlangt, doch wird in Schritt S418 bestimmt, dass die von der Entscheidungsfindungseinheit 232 ausgegebenen Handlungsdaten „erneute-Lichtausgabe-unmöglich“-Daten sind (nein in Schritt S418). Daher wird erkannt, dass diese Handlungsdaten von den Bestimmungsdaten her unrichtig sind. Dann berechnet die Belohnungsberechnungseinheit 235 den Belohnungswert so, dass der Belohnungswert negativ wird (Schritt S420) . Dann aktualisiert die Wertfunktionsaktualisierungseinheit 236 die Wertfunktion gemäß dem berechneten Belohnungswert (Schritt S421).
Wenn in Schritt S425 als Ergebnis der Untersuchung bestimmt wurde, dass eine erneute Ausgabe von Laserlicht unmöglich ist (nein in Schritt S425), wird durch den Verantwortlichen eine Reparatur des beschädigten Bereichs der Laservorrichtung 20 oder der optischen Faser 3 vorgenommen (Schritt S429). Dann wird das Ergebnis der Reparatur über die Eingabevorrichtung 26 eingegeben (Schritt S430). Und da die Reparatur abgeschlossen wurde, wird über die Anhaltezustandsaufhebeeingabeeinheit 29 ein Befehl zur Aufhebung des Anhaltezustands ausgegeben (S431). Anschließend erlangt die Bestimmungsdatenerlangungseinheit 233 die von der Entscheidungsfindungseinheit 232 ausgegebenen Handlungsdaten und das von der Eingabevorrichtung 26 eingegebene Ergebnis der Reparatur als Bestimmungsdaten (Schritt S432). Dann bestimmt die Belohnungsberechnungseinheit 235, ob die von der Entscheidungsfindungseinheit 232 ausgegebenen Handlungsdaten „erneute-Lichtausgabe-möglich“-Daten waren oder „erneute-Lichtausgabe-unmöglich“-Daten waren (Schritt S433) .
Wenn bestimmt wird, dass die in Schritt S407 von der Entscheidungsfindungseinheit 232 ausgegebenen Handlungsdaten „erneute-Lichtausgabe-möglich“-Daten waren (ja in Schritt S433), ergibt sich, dass die von der Entscheidungsfindungseinheit 232 ausgegebenen Handlungsdaten unrichtig sind, da die Handlungsdaten „erneute-Lichtausgabe-möglich“-Daten waren, aber sich die Laservorrichtung 20 oder die optische Faser 3 tatsächlich in einem Zustand befand, in dem eine erneue Lichtausgabe unmöglich war, und daher eine Reparatur erforderlich war. Daher berechnet die Belohnungsberechnungseinheit 235 den Belohnungswert so, dass der Belohnungswert negativ wird (Schritt S434) .
Wenn bestimmt wird, dass die in Schritt S407 von der Entscheidungsfindungseinheit 232 ausgegebenen Handlungsdaten „erneute-Lichtausgabe-unmöglich“-Daten waren (nein in Schritt S433), ergibt sich, dass die von der Entscheidungsfindungseinheit 232 ausgegebenen Handlungsdaten richtig sind, da die Handlungsdaten „erneute-Lichtausgabe-unmöglich“-Daten waren und sich die Laservorrichtung 20 oder die optische Faser 3 tatsächlich in einem Zustand befand, in dem eine erneute Lichtausgabe unmöglich war, und daher eine Reparatur erforderlich war. Daher berechnet die Belohnungsberechnungseinheit 235 den Belohnungswert so, dass der Belohnungswert positiv wird (Schritt S435). Nach Schritt S434 oder Schritt S435 aktualisiert die Wertfunktionsaktualisierungseinheit 236 die Wertfunktion gemäß dem berechneten Belohnungswert (Schritt S421) .
Im Anschluss an Schritt S421 bestimmt die Lernsteuereinheit 237, ob der gleitende Durchschnitt der Belohnungswerte größer als ein Zielwert geworden ist oder nicht (Schritt S436) . Wenn der gleitende Durchschnittswert der Belohnung größer als der Zielwert wird (ja in Schritt S436), ist denkbar, dass die Lernstufe der Wertfunktion die Zielstufe erreicht hat. Dann bringt die Lernsteuereinheit 237 die Anzeigevorrichtung 27 über die Kommunikationsschnittstelle 11 dazu, den Umstand anzuzeigen, dass die Lernstufe die Zielstufe erreicht hat (Schritt S437) . Danach kann auf die Schritte zur Erlangung der Bestimmungsdaten und zur Berechnung der Belohnung verzichtet werden.
Danach bestimmt die Lernsteuereinheit 237, ob ein Betriebsendbefehl an die Lasersteuervorrichtung 20 ausgegeben wurde oder nicht (Schritt S438). Auch wenn in Schritt S401 keine Ausgabe eines Lichtausgabebefehls verlangt wurde (nein in Schritt S401), kann die Lernsteuereinheit 237 die Verarbeitung von Schritt S438 ausführen. Wenn ein Betriebsendbefehl ausgegeben wurde (ja in Schritt S438), beendet die Lasersteuervorrichtung 1 den Betrieb.
Wenn kein Betriebsendbefehl ausgegeben wurde (nein in Schritt S438), wiederholen die Lernsteuereinheit 237 und die Steuerschaltung 25 die Verarbeitungen ab Schritt S401. Wenn in Schritt S401 kein Lichtausgabebefehl an die Laservorrichtung 20 ausgegeben wurde, und in Schritt S438 kein Betriebsendbefehl ausgegeben wurde, warten die Lasersteuereinheit 1 und die Steuerschaltung 25, bis eines aus dem Lichtausgabebefehl und dem Betriebsendbefehl ausgegeben wird.
Die Steuerschaltung der Laservorrichtung nach der vorliegenden Ausführungsform steuert wie oben beschrieben die Laservorrichtung so, dass die Laserausgangsleistung im Fall eines Erhalts von Bestimmungsdaten oder Handlungsdaten, die eine erneute Ausgabe eines Lichtausgabebefehls von der Lasersteuervorrichtung ermöglichen, nachdem das Auftreten einer Anomalie erkannt wurde und die Lichtausgabe von dem Laseroszillator angehalten wurde, von einer winzigen Ausgangsleistung allmählich auf die Nennausgangsleistung oder die maximale Ausgangsleistung angehoben wird. Da die Laserausgangsleistung bei einer Ausgabe von Bestimmungsdaten oder Handlungsdaten, die eine erneute Ausgabe eines Lichtausgabebefehls von der Lasersteuervorrichtung ermöglichen, allmählich angehoben wird, kann daher im Fall einer geringfügigen Beschädigung der optischen Faser oder dergleichen verhindert werden, dass sich die Beschädigung der optischen Faser oder dergleichen durch die Wiederaufnahme der Laserlichtausgabe auf einen Schlag ausweitet. Als Folge kann eine Ausweitung der Beschädigung der optischen Faser oder dergleichen auf ein Mindestmaß gedrückt werden.
Durch den Umstand, dass die Anhaltezustandsaufhebeeingabeeinheit von der Eingabeeinheit für die Eingabe von normalen Befehlen gesondert ausgebildet ist, wird verhindert, dass die Anhaltezustandsaufhebeeingabeeinheit 29 irrtümlich betätigt wird, und wird als Folge ein Aufheben des Anhaltezustands, wenn der Anhaltezustand nicht aufgehoben werden sollte, verhindert.
Als nächstes wird eine sechste Ausführungsform erklärt. Die Laservorrichtung nach der sechsten Ausführungsform weist ferner eine Zustandsdatenspeichereinheit auf, die Zustandsdaten und Umgebungsdaten eines jüngsten bestimmten Zeitraums speichert. Und wenn das Auftreten einer Anomalie erkannt wurde und die Laserlichtausgabe angehalten wurde, sendet diese Laservorrichtung die in der Zustandsdatenspeichereinheit gespeicherten Zustandsdaten und Umgebungsdaten für den Zeitraum, der den Zeitpunkt des Anhaltens dieser Laserlichtausgabe enthält, an die Lasersteuervorrichtung.
14 ist eine schematische Aufbauansicht eines Lasersteuersystems, das die Laservorrichtung nach einer sechsten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung enthält. Das Lasersteuersystem 200 nach der vorliegenden Ausführungsform weist zumindest eine Laservorrichtung 201 und die Lasersteuervorrichtung 1 auf. Jede Laservorrichtung 201 ist über LANs 202, 203 und ein WAN 204 kommunikationsfähig an die Lasersteuervorrichtung 1 angeschlossen. Die Lasersteuervorrichtung 1 kann als eine beliebige der Lasersteuervorrichtungen nach den einzelnen oben beschriebenen Ausführungsformen ausgeführt werden. Die LANs 202, 203 können so wie das in 11 gezeigte LAN 103 ausgeführt werden. Ebenso kann das WAN 204 so wie das in 11 gezeigte WAN 102 ausgeführt werden. In 14 zeigen gestrichelte Verbindungssignalleitungen, dass die Verbindung nicht stets hergestellt ist, sondern nur dann hergestellt wird, wenn dies erforderlich ist.
Die Laservorrichtung 201 der vorliegenden Ausführungsform unterscheidet sich verglichen mit der in 1 gezeigten Laservorrichtung 2 durch den Umstand, dass sie die Zustandsdatenspeichereinheit 30 aufweist. Nachstehend werden die Zustandsdatenspeichereinheit 30 und die damit verbundenen Teile erklärt. Was die weiteren Aufbauelemente der Laservorrichtung 201 und die einzelnen Aufbauelemente der Lasersteuervorrichtung betrifft, wird auf die Erklärung der entsprechenden Aufbauelemente bei den oben beschriebenen einzelnen Ausführungsformen verwiesen.
Die Zustandsdatenspeichereinheit 30 ist zum Beispiel ein Ringpuffer. Jedes Mal, wenn die Steuerschaltung 25 Zustandsdaten und Umgebungsdaten erlangt, schreibt sie diese Zustandsdaten und Umgebungsdaten in die Zustandsdatenspeichereinheit 30. Das heißt, die neuesten Zustandsdaten und Umgebungsdaten werden in Echtzeit in die Zustandsdatenspeichereinheit 30 geschrieben. Wenn das Volumen der in die Zustandsdatenspeichereinheit 30 geschriebenen Zustandsdaten und Umgebungsdaten die Speicherkapazität der Zustandsdatenspeichereinheit 30 übersteigt, werden sie von den ältesten Zustandsdaten und Umgebungsdaten her der Reihe nach überschrieben. Dadurch werden die Zustandsdaten und Umgebungsdaten des jüngsten Zeitraums in der Zustandsdatenspeichereinheit 30 gespeichert. Der bestimmte Zeitraum wird auf wenigstens den bestimmten Zeitraum von einem Zeitpunkt, für den von dem Zeitpunkt des Anhaltebefehls, zu dem die Steuerschaltung 25 das Auftreten einer Anomalie erkannt hat und den Ausgabeanhaltebefehl ausgegeben hat, für eine erste bestimmte Zeit zurückgegangen wurde, bis zu einem Zeitpunkt, zu dem nach dem Zeitpunkt des Anhaltebefehls eine zweite bestimmte Zeit vergangen ist, eingerichtet.
Wenn die zweite bestimmte Zeit vergangen ist, nachdem die Steuerschaltung 25 so wie bei den oben beschriebenen einzelnen Ausführungsformen das Auftreten einer Anomalie erkannt hat und einen Ausgabeanhaltebefehl an den Laseroszillator 21 ausgegeben hat, stellt sie das Schreiben der Zustandsdaten und der Umgebungsdaten in die Zustandsdatenspeichereinheit 30 ein. Dadurch kommt es dazu, dass in der Zustandsdatenspeichereinheit 30 die Zustandsdaten und Umgebungsdaten des oben beschriebenen bestimmten Zeitraums gespeichert sind.
Wenn zu der Zeit, zu der die Laservorrichtung 201 die Laserlichtausgabe angehalten hat und die Zustandsdaten und Umgebungsdaten des oben beschriebenen bestimmten Zeitraums in der Zustandsdatenspeichereinheit 30 gespeichert wurden, keine Verbindung zwischen der Laservorrichtung 201 und der Laserspeichervorrichtung 1 hergestellt ist, führt die Steuerschaltung 25 eine Verarbeitung aus, um die Verbindung zwischen der Laservorrichtung 201 und der Lasersteuervorrichtung 1 herzustellen, und stellt sie die Verbindung zwischen der Laservorrichtung 201 und der Lasersteuervorrichtung 1 her. Wenn die Signalleitung, die die Laservorrichtung 201 und das LAN 202 verbindet, physikalisch gelöst ist, kann die Steuerschaltung 25 die obige Verarbeitung zur Herstellung der Verbindung auch nach dem Anschließen dieser Signalleitung vornehmen. Wenn die Verbindung hergestellt wird, sendet die Steuerschaltung 25 die aus der Zustandsdatenspeichereinheit 30 gelesenen Zustandsdaten und Umgebungsdaten des bestimmten Zeitraums an die Lasersteuervorrichtung 1. Wenn zu der Zeit, zu der die Zustandsdaten und Umgebungsdaten des oben beschriebenen bestimmten Zeitraums in der Zustandsdatenspeichereinheit 30 gespeichert wurden, eine Verbindung zwischen der Laservorrichtung 201 und der Laserspeichervorrichtung 1 hergestellt ist, kann die Steuerschaltung 25 die aus der Zustandsdatenspeichereinheit 30 gelesenen Zustandsdaten und Umgebungsdaten des bestimmten Zeitraums sofort an die Lasersteuervorrichtung 1 senden. Dann verwendet die Lasersteuervorrichtung 1 die erhaltenen Zustandsdaten und Umgebungsdaten des bestimmten Zeitraums und lernt den Bestimmer oder bestimmt die Möglichkeit/Unmöglichkeit einer erneuten Ausgabe eines Lichtausgabebefehls.
Nach der vorliegenden Ausführungsform kann die Laservorrichtung 201 die Zustandsdaten und Umgebungsdaten um den Zeitpunkt des Erkennens einer Anomalie bei der Laservorrichtung 201 und des Anhaltens der Laserlichtausgabe auch dann an die Lasersteuervorrichtung senden, wenn zwischen der Laservorrichtung und der Lasersteuervorrichtung keine Verbindung hergestellt ist und die Laservorrichtung die Zustandsdaten und Umgebungsdaten nicht in Echtzeit an die Lasersteuervorrichtung senden kann.
Es ist auch möglich, von den Zustandsdaten und Umgebungsdaten des bestimmten Zeitraums nur die zur Eingabe in den Bestimmer verwendeten Eingabedaten in der Zustandsdatenspeichereinheit 30 zu speichern. In diesem Fall kann die Steuerschaltung 25 bei Herstellung der Verbindung zwischen der Laservorrichtung 201 und der Lasersteuervorrichtung 1 die aus der Zustandsdatenspeichereinheit 30 gelesenen Eingabedaten des bestimmten Zeitraums an die Lasersteuervorrichtung 1 senden.
Als nächstes wird eine siebente Ausführungsform erklärt. Eine Laservorrichtung nach der siebenden Ausführungsform speichert Daten, die den durch eine Lasersteuervorrichtung nach irgendeiner der oben beschriebenen Ausführungsformen gelernten Bestimmer angeben. Die Steuerschaltung der Laservorrichtung verwendet diese Daten und bestimmt durch Ausführen der Verarbeitungen des Bestimmers oder der Entscheidungsfindungseinheit die Möglichkeit/Unmöglichkeit einer erneuten Ausgabe eines Lichtausgabebefehls, nachdem das Auftreten einer Anomalie erkannt wurde und die Laserlichtausgabe angehalten wurde.
15 ist eine schematische Aufbauansicht der Laservorrichtung nach der siebenten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Die Laservorrichtung 210 nach der vorliegenden Ausführungsform weist den Laseroszillator 21, das laseroptische System 22, den Ausgangslichtdetektor 23, den Rückkehrlichtdetektor 24, die Steuerschaltung 25, die Eingabevorrichtung 26, die Anzeigevorrichtung 27 und eine Lernergebnisspeichereinheit 31 auf. Das von dem Laseroszillator 21 ausgegebene Laserlicht breitet sich durch das laseroptische System 22 und die optische Faser 3 aus und wird von dem Bearbeitungskopf 4 auf ein Werkstück (ein zu bearbeitendes Objekt) 5 gestrahlt. Die Laservorrichtung 210 kann ferner von der Eingabevorrichtung 26 gesondert über die bei der fünften Ausführungsform gezeigte Anhaltezustandsaufhebeeingabeeinheit verfügen. Die Laservorrichtung 210 nach der vorliegenden Ausführungsform unterscheidet sich verglichen mit der in 1 gezeigten Laservorrichtung 2 durch den Umstand, dass sie die Lernergebnisspeichereinheit 31 aufweist, und durch einen Teil der Verarbeitungen durch die Steuerschaltung 25. Nachstehend werden die Lernergebnisspeichereinheit 31 und die Verarbeitungen der Steuerschaltung 25 erklärt. Was die weiteren Aufbauelemente der Laservorrichtung 210 betrifft, wird auf die Erklärung der entsprechenden Aufbauelemente bei den oben beschriebenen einzelnen Ausführungsformen verwiesen.
Die Lernergebnisspeichereinheit 31 weist zum Beispiel eine nichtflüchtige Halbleiterspeicherschaltung oder ein magnetisches Speichermedium und die Zugangsvorrichtung dazu auf. Die Lernergebnisspeichereinheit 31 speichert Daten, die den durch die Laserspeichervorrichtung nach irgendeiner der oben beschriebenen Ausführungsformen gelernten Bestimmer angeben. Zum Beispiel speichert die Lernergebnisspeichereinheit 31 Daten, die das in der Lasersteuervorrichtung nach der ersten oder zweiten Ausführungsform gelernte Lernmodell angeben, oder Daten, die die in der Lasersteuervorrichtung nach der dritten Ausführungsform gelernte Wertfunktion angeben. In den Daten, die den Bestimmer angeben, sind nicht nur Daten, die den Aufbau dieses Bestimmers angeben (zum Beispiel Daten zur Bestimmung der Operationen, die durch die Neuronen der einzelnen Schichten eines neuronalen Netzwerks ausgeführt werden, oder Daten, die einen Support-Vektor einer Support-Vektor-Maschine angeben, oder dergleichen), sondern auch Anwendungsprogramme zur Ausführung der Verarbeitungen im Zusammenhang mit dem Bestimmer enthalten.
Die Steuerschaltung 25 bestimmt nach dem Erkennen des Auftretens einer Anomalie, dem Ausgaben eines Lichtausgabeanhaltebefehls an den Laseroszillator 21 und dem Anhalten der Laserlichtausgabe unter Verwendung der Daten, die in der Lernergebnisspeichereinheit 31 gespeichert sind und den Bestimmer angeben, und der Eingabedaten unter den Zustandsdaten und Umgebungsdaten des oben beschriebenen bestimmten Zeitraums die Möglichkeit/Unmöglichkeit einer erneuten Ausgabe eines Lichtausgabefehls. Das heißt, wenn in der Lernergebnisspeichereinheit 31 Daten, die ein Lernmodell angeben, gespeichert sind, führt die Steuerschaltung 25 unter Verwendung dieser Daten die Verarbeitungen der Zustandsbeobachtungseinheit und der Bestimmungseinheit des Prozessors der Lasersteuervorrichtung bei der ersten oder zweiten Ausführungsform aus. Wenn in der Lernergebnisspeichereinheit 31 Daten, die eine Wertfunktion angeben, gespeichert sind, kann die Steuerschaltung unter Verwendung dieser Daten die Verarbeitungen der Zustandsbeobachtungseinheit und der Entscheidungsfindungseinheit des Prozessors der Lasersteuervorrichtung bei der dritten Ausführungsform ausführen. Wenn die Laservorrichtung 210 eine Anhaltezustandsaufhebeeingabeeinheit aufweist, kann die Steuerschaltung 25 wie bei der fünften Ausführungsform bei Erkennen des Auftretens einer Anomalie zum Beispiel eine Anhaltezustandsmarkierung, die als interner Parameter gehalten wird, auf EIN setzen und die Laservorrichtung 210 in den Anhaltezustand versetzen. Wenn dann über die Anhaltezustandsaufhebeeingabeeinheit eine Betätigung zur Aufhebung des Anhaltezustands vorgenommen wird, kann die Steuerschaltung 25 die Anhaltezustandsmarkierung auf AUS setzen und den Anhaltezustand der Laservorrichtung 210 aufheben.
Da die Laservorrichtung selbst auf diese Weise die Daten des gelernten Bestimmers verwendbar hält, kann die Laservorrichtung selbst die Möglichkeit/Unmöglichkeit einer erneuten Ausgabe eines Lichtausgabebefehls passend bestimmen. Folglich kann die Laservorrichtung eine Ausdehnung der Beschädigung der optischen Faser oder dergleichen auch dann unterdrücken, wenn keine Lasersteuervorrichtung nach den einzelnen oben beschriebenen Ausführungsformen vorhanden ist oder die Netzwerkumgebung unzulänglich ist und die Laservorrichtung an einer Stelle, an der sie nicht mit der Lasersteuervorrichtung kommunizieren kann, eingerichtet ist.
Die Daten, die den gelernten Bestimmer angeben, können auch vorab in dem Speicher 12 der Lasersteuervorrichtung bei der ersten bis sechsten Ausführungsform gespeichert werden. In diesem Fall kann der Bestimmer zum Beispiel vorab durch eine andere Lasersteuervorrichtung gelernt werden. Dann kann in diesem Fall in dem Prozessor 13 der Lasersteuervorrichtung auf die Verarbeitung im Zusammenhang mit dem Lernen des Bestimmers verzichtet werden. Das heißt, wenn wie bei der ersten Ausführungsform oder der zweiten Ausführungsform ein Lernmodell als Bestimmer verwendet wird, genügt es, wenn der Prozessor 13 die Verarbeitungen der Zustandsbeobachtungseinheit und der Bestimmungseinheit ausführt. Wenn wie bei der dritten Ausführungsform eine Wertfunktion als Bestimmer verwendet wird, genügt es, wenn der Prozessor 13 die Verarbeitungen der Zustandsbeobachtungseinheit und der Entscheidungsfindungseinheit ausführt.
Bei den einzelnen oben beschriebenen Ausführungsformen und Abwandlungen kann der Bestimmer in Bezug auf die Eingabedaten auch ein dahingehendes Vorhersageergebnis ausgeben, ob sich eine Beschädigung des Laseroszillators oder des laseroptischen Systems, das eine optische Faser enthält, durch eine erneute Ausgabe von Laserlicht ausdehnt oder nicht. Die Ausgabe eines Vorhersageergebnisses, dass sich die Beschädigung des Laseroszillators oder des laseroptischen Systems, das die optische Faser enthält, ausdehnt, ist der Ausgabe eines Bestimmungsergebnisses, das eine erneute Ausgabe von Laserlicht unmöglich macht, faktisch gleich. Die Ausgabe eines Vorhersageergebnisses, dass sich die Beschädigung des Laseroszillators oder des laseroptischen Systems, das die optische Faser enthält, nicht ausdehnt, ist der Ausgabe eines Bestimmungsergebnisses, das eine erneute Ausgabe von Laserlicht ermöglicht, faktisch gleich.
Alle hier angegebenen Beispiele und bestimmten Fachausdrücke sollen dem Leser in einem belehrenden Sinn dabei helfen, die vorliegende Erfindung und das Konzept, das der vorliegende Erfinder zur Förderung der betreffenden Technik beiträgt, zu verstehen, und sollen nicht als Beschränkung auf den Aufbau beliebiger Beispiele in der vorliegenden Beschreibung im Zusammenhang mit der Darlegung der Vorteile und Nachteile der vorliegenden Erfindung sowie auf Beispiele und Bedingungen, die zu deren Beschreibung gegeben wurden, interpretiert werden. Obwohl eine ausführliche Erklärung von Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung vorgenommen wurde, versteht sich, dass diesen verschiedene Änderungen, Ersetzungen und Verbesserungen hinzugefügt werden können, ohne von dem Geist und dem Umfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen.

Claims

Lasersteuervorrichtung (1), die eine Laservorrichtung (2, 20), welche einen Laseroszillator (21), der Laserlicht ausgibt; einen Ausgangslichtdetektor (23), der die Lichtmenge des von dem Laseroszillator ausgegebenen Laserlichts detektiert; einen Rückkehrlichtdetektor (24), der die Lichtmenge eines Rückkehrlichts, das sich in einem laseroptischen System (22), das eine das Laserlicht übertragende optische Faser enthält, zu der Ausbreitungsrichtung des Laserlichts entgegengesetzt gerichtet ausbreitet, detektiert; und eine Steuerschaltung (25), die den Laseroszillator steuert, aufweist, steuert, aufweisend eine Bestimmungseinheit (133), die dann, wenn die Steuerschaltung das Auftreten einer Anomalie bei dem Laseroszillator oder dem laseroptischen System erkennt und die Laserausgabe von dem Laseroszillator anhält, durch Eingeben von Eingabedaten, bei denen es sich um wenigstens einen Teil von Zustandsdaten, die den Zustand der Laservorrichtung angeben, und Umgebungsdaten, die den Zustand der Umgebung, in dem die Laservorrichtung und die optische Faser eingerichtet sind, angeben, in einem bestimmten Zeitraum, der den Zeitpunkt des Anhaltens der Laserausgabe enthält, handelt, in einen Bestimmer, der auf Basis dieser Eingabedaten bestimmt, ob eine erneute Ausgabe von Laserlicht von dem Laseroszillator möglich ist oder nicht, die Möglichkeit/Unmöglichkeit einer erneuten Ausgabe von Laserlicht von dem Laseroszillator bestimmt und die Steuerschaltung gemäß dem Bestimmungsergebnis steuert, wobei die Zustandsdaten des bestimmten Zeitraums und die Eingabedaten wenigstens eines aus Zeitreihendaten der Lichtmenge des Laserlichts und Zeitreihendaten der Lichtmenge des Rückkehrlichts in diesem bestimmten Zeitraum enthalten.
Lasersteuervorrichtung nach Anspruch 1, ferner aufweisend eine Lerneinheit (134, 234), die den Bestimmer auf Basis der Eingabedaten bei jedem von mehreren Anhaltezeitpunkten lernt.
Lasersteuervorrichtung nach Anspruch 2, ferner aufweisend eine Labelerlangungseinheit (132), die Labeldaten erlangt, die bei jedem der mehreren Anhaltezeitpunkte die Unmöglichkeit einer erneuten Ausgabe von Laserlicht angeben, wenn sich die Beschädigung bei dem Laseroszillator oder dem laseroptischen System bei einer erneuten Ausgabe von Laserlicht durch den Laseroszillator nach dem Anhaltezeitpunkt ausdehnt, und die Möglichkeit einer erneuten Ausgabe von Laserlicht angeben, wenn sich die Beschädigung bei dem Laseroszillator oder dem laseroptischen System trotz einer erneuten Ausgabe von Laserlicht durch den Laseroszillator nach dem Anhaltezeitpunkt nicht ausdehnt, wobei die Lerneinheit (134) den Bestimmer gemäß einem überwachten Lernverfahren auf Basis einer Kombination der Eingabedaten und der Labeldaten bei jedem der mehreren Anhaltezeitpunkte lernt.
Lasersteuervorrichtung nach Anspruch 3, ferner aufweisend eine Faserbrechvorrichtung (28), die die optische Faser in einem bestimmten Bereich der optischen Faser brechen kann, wobei die Labelerlangungseinheit (132) Labeldaten zu Anhaltezeitpunkten, zu denen bei einem Brechen der optischen Faser durch die Brechvorrichtung das Auftreten einer Anomalie erkannt wurde, unter den mehreren Anhaltezeitpunkten als Labeldaten, die die Unmöglichkeit einer erneuten Ausgabe von Laserlicht angeben, erlangt.
Laservorrichtung nach Anspruch 2, ferner aufweisend eine Bestimmungsdatenerlangungseinheit (232), die für jeden der mehreren Anhaltezeitpunkte Bestimmungsdaten erlangt, die angeben, ob die Steuerung des Laseroszillators durch die Steuerschaltung gemäß dem Bestimmungsergebnis der Möglichkeit/Unmöglichkeit einer erneuten Ausgabe von Laserlicht, das der Bestimmer durch das Eingeben der Eingabedaten des bestimmten Zeitraums, der den Anhaltezeitpunkt enthält, ausgegeben hat, richtig war oder nicht, wobei die Lerneinheit (234) den Bestimmer gemäß einem bestärkenden Lernverfahren je nach den Bestimmungsdaten bei dem betreffenden Anhaltezeitpunkt für jeden der mehreren Anhaltezeitpunkte lernt, und die Bestimmungsdaten „richtig“ angeben, wenn das Bestimmungsergebnis bestimmt, dass eine erneute Ausgabe von Laserlicht möglich ist, und sich eine Beschädigung des Laseroszillators und des laseroptischen Systems trotz einer erneuten Ausgabe von Laserlicht von dem Laseroszillator nicht ausdehnt, oder wenn das Bestimmungsergebnis bestimmt, dass eine erneute Ausgabe von Laserlicht unmöglich ist, und sich eine Beschädigung des Laseroszillators und des laseroptischen Systems bei einer erneuten Ausgabe von Laserlicht von dem Laseroszillator ausdehnt.
Lasersteuervorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, ferner aufweisend eine Kommunikationseinheit (11), die mehrere Laservorrichtungen, die über ein erstes Kommunikationsnetzwerk (103) angeschlossen sind, mit einer anderen Lasersteuervorrichtung, die über ein zweites Kommunikationsnetzwerk (102) angeschlossen ist, welches das erste Kommunikationsnetzwerk und ein anderes Kommunikationsnetzwerk, an das die andere Lasersteuervorrichtung angeschlossen ist, verbindet, kommunikationsfähig gestaltet, wobei die Lerneinheit (134) den Bestimmer auf Basis der Eingabedaten, die über die Kommunikationseinheit von wenigstens irgendeiner der mehreren Laservorrichtungen, die über das erste Kommunikationsnetzwerk angeschlossen sind, erhalten wurden, lernt, und die Bestimmungseinheit (133) für jede der mehreren Laservorrichtungen, die über das erste Kommunikationsnetzwerk angeschlossen sind, die Möglichkeit/Unmöglichkeit einer erneuten Ausgabe von Laserlicht von dem Laseroszillator der betreffenden Laservorrichtung durch Eingeben der Eingabedaten, die von der betreffenden Laservorrichtung erhalten wurden, in den Bestimmer bestimmt, wobei der Bestimmer mit der anderen Lasersteuervorrichtung gemeinsam genutzt wird.
Lasersteuervorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Bestimmer bei der Ausgabe eines Bestimmungsergebnisses, das eine erneute Ausgabe von Laserlicht unmöglich macht, ferner wenigstens eines aus einer beschädigten Stelle und einem Beschädigungszustand, die oder der bei dem Laseroszillator oder dem laseroptischen System vermutet wird, ausgibt, und der Bestimmer (133) eine Anzeigevorrichtung das wenigstens eine aus der beschädigten Stelle und dem Beschädigungszustand, die oder der vermutet wird, anzeigen lässt.
Lasersteuervorrichtung nach Anspruch 7, ferner aufweisend eine Lerneinheit (234), die den Bestimmer auf Basis der Eingabedaten und wenigstens einem aus einer beschädigten Stelle und einem Beschädigungszustand bei jedem von mehreren Anhaltezeitpunkten lernt.
Lasersteuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei der Bestimmer (133) dann, wenn der Bestimmer durch Eingeben der Eingabedaten in einem jüngsten bestimmten Zeitraum mit der gleichen Länge wie jener des bestimmten Zeitraums ein Bestimmungsergebnis ausgibt, das die erneute Ausgabe von Laserlicht unmöglich macht, eine derartige Steuerung der Steuerschaltung vornimmt, dass die Ausgabe des Laserlichts angehalten wird.
Lasersteuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei die Laservorrichtung (20) dann, wenn die Steuerschaltung die Ausgabe von Laserlicht von dem Laseroszillator anhält, in einen Anhaltezustand, in dem die Laserausgabe nicht wieder aufgenommen wird, übergeht, ferner aufweisend eine Eingabeeinheit (26) zum Betreiben der Laservorrichtung; und eine Anhaltezustandsaufhebeeingabeeinheit (29), die von der Eingabeeinheit (26) gesondert ausgebildet ist und, nachdem die Steuerschaltung die Laserausgabe von dem Laseroszillator angehalten hat, eine Bedienung zum Aufheben des Anhaltezustands entgegennimmt.
Lasersteuersystem (200), aufweisend eine Laservorrichtung (201) und eine Lasersteuervorrichtung (1), die über ein Kommunikationsnetzwerk (202 bis 204) mit der Laservorrichtung kommunizieren kann, wobei die Laservorrichtung (201) einen Laseroszillator (21), der Laserlicht ausgibt; einen Ausgangslichtdetektor (23), der die Lichtmenge des von dem Laseroszillator ausgegebenen Laserlichts detektiert; einen Rückkehrlichtdetektor (24), der die Lichtmenge eines Rückkehrlichts, das sich in einem laseroptischen System (22), das eine das Laserlicht übertragende optische Faser enthält, zu der Ausbreitungsrichtung des Laserlichts entgegengesetzt gerichtet ausbreitet, detektiert; eine Steuerschaltung (25), die den Laseroszillator steuert; und eine Zustandsdatenspeichereinheit (30), die dann, wenn die Steuerschaltung das Auftreten einer Anomalie bei dem Laseroszillator oder dem laseroptischen System erkennt und die Laserausgabe von dem Laseroszillator anhält, Eingabedaten, bei denen es sich um wenigstens einen Teil von Zustandsdaten, die den Zustand der Laservorrichtung angeben, und Umgebungsdaten, die den Zustand der Umgebung, in dem die Laservorrichtung und die optische Faser eingerichtet sind, angeben, in einem bestimmten Zeitraum, der den Zeitpunkt des Anhaltens ihrer Laserausgabe enthält, handelt, speichert, aufweist, wobei die Steuerschaltung die in der Zustandsdatenspeichereinheit gespeicherten Eingabedaten an die Lasersteuervorrichtung sendet, wenn über das Kommunikationsnetzwerk eine Kommunikation zwischen der Laservorrichtung und der Lasersteuervorrichtung hergestellt wird, wobei die Lasersteuervorrichtung (1) eine Bestimmungseinheit (133) aufweist, die durch Eingeben der Eingabedaten in einen Bestimmer, der bestimmt, ob eine erneute Ausgabe von Laserlicht von dem Laseroszillator möglich ist oder nicht, die Möglichkeit/Unmöglichkeit einer erneuten Ausgabe von Laserlicht von dem Laseroszillator bestimmt und die Steuerschaltung gemäß dem Bestimmungsergebnis steuert, wobei die Zustandsdaten des bestimmten Zeitraums und die Eingabedaten wenigstens eines aus Zeitreihendaten der Lichtmenge des Laserlichts und Zeitreihendaten der Lichtmenge des Rückkehrlichts in diesem bestimmten Zeitraum enthalten.
Laservorrichtung, aufweisend einen Laseroszillator (21), der Laserlicht ausgibt; einen Ausgangslichtdetektor (23), der die Lichtmenge des von dem Laseroszillator ausgegebenen Laserlichts detektiert; einen Rückkehrlichtdetektor (24), der die Lichtmenge eines Rückkehrlichts, das sich in einem laseroptischen System (22), das eine das Laserlicht übertragende optische Faser enthält, zu der Ausbreitungsrichtung des Laserlichts entgegengesetzt gerichtet ausbreitet, detektiert; und eine Steuerschaltung (25), die dann, wenn sie das Auftreten einer Anomalie bei dem Laseroszillator oder dem laseroptischen System erkennt, die Laserausgabe von dem Laseroszillator anhält, durch Eingeben von Eingabedaten, bei denen es sich um wenigstens einen Teil von Zustandsdaten, die den Zustand der Laservorrichtung angeben, und Umgebungsdaten, die den Zustand der Umgebung, in dem die Laservorrichtung und die optische Faser eingerichtet sind, angeben, in einem bestimmten Zeitraum, der den Zeitpunkt des Anhaltens der Laserausgabe enthält, handelt, in einen Bestimmer, der auf Basis dieser Eingabedaten bestimmt, ob eine erneute Ausgabe von Laserlicht von dem Laseroszillator möglich ist oder nicht, die Möglichkeit/Unmöglichkeit einer erneuten Ausgabe von Laserlicht von dem Laseroszillator bestimmt, und gemäß dem Bestimmungsergebnis steuert, ob der Laseroszillator zur erneuten Ausgabe von Laserlicht gebracht wird oder nicht, wobei die Zustandsdaten des bestimmten Zeitraums und die Eingabedaten wenigstens eines aus Zeitreihendaten der Lichtmenge des Laserlichts und Zeitreihendaten der Lichtmenge des Rückkehrlichts in diesem bestimmten Zeitraum enthalten.
Laservorrichtung nach Anspruch 12, wobei die Laservorrichtung dann, wenn die Steuerschaltung die Ausgabe von Laserlicht von dem Laseroszillator anhält, in einen Anhaltezustand, in dem die Laserausgabe nicht wieder aufgenommen wird, übergeht, ferner aufweisend eine Eingabeeinheit (26) zum Betreiben der Laservorrichtung; und eine Anhaltezustandsaufhebeeingabeeinheit (29), die von der Eingabeeinheit (26) gesondert ausgebildet ist und, nachdem die Steuerschaltung die Laserausgabe von dem Laseroszillator angehalten hat, eine Bedienung zum Aufheben des Anhaltezustands entgegennimmt.
Lasersteuerverfahren, das eine Laservorrichtung (2, 20), welche einen Laseroszillator (21), der Laserlicht ausgibt; einen Ausgangslichtdetektor (23), der die Lichtmenge des von dem Laseroszillator ausgegebenen Laserlichts detektiert; einen Rückkehrlichtdetektor (24), der die Lichtmenge eines Rückkehrlichts, das sich in einem laseroptischen System (22), das eine das Laserlicht übertragende optische Faser enthält, zu der Ausbreitungsrichtung des Laserlichts entgegengesetzt gerichtet ausbreitet, detektiert; und eine Steuerschaltung (25), die den Laseroszillator steuert, aufweist, steuert, umfassend, wenn die Steuerschaltung der Laservorrichtung das Auftreten einer Anomalie bei dem Laseroszillator oder dem laseroptischen System erkennt und die Laserausgabe von dem Laseroszillator anhält, das Bestimmen der Möglichkeit/Unmöglichkeit einer erneuten Ausgabe von Laserlicht von dem Laseroszillator durch Eingeben von Eingabedaten, bei denen es sich um wenigstens einen Teil von Zustandsdaten, die den Zustand der Laservorrichtung angeben, und Umgebungsdaten, die den Zustand der Umgebung, in dem die Laservorrichtung und die optische Faser eingerichtet sind, angeben, in einem bestimmten Zeitraum, der den Zeitpunkt des Anhaltens ihrer Laserausgabe enthält, handelt, in einen Bestimmer, der auf Basis dieser Eingabedaten bestimmt, ob eine erneute Ausgabe von Laserlicht von dem Laseroszillator möglich ist oder nicht, und das Steuern der Steuerschaltung der Laservorrichtung gemäß dem Bestimmungsergebnis, wobei die Zustandsdaten des bestimmten Zeitraums und die Eingabedaten wenigstens eines aus Zeitreihendaten der Lichtmenge des Laserlichts und Zeitreihendaten der Lichtmenge des Rückkehrlichts in diesem bestimmten Zeitraum enthalten.
Lasersteuerverfahren nach Anspruch 14, ferner umfassend das Lernen des Bestimmers auf Basis der Eingabedaten bei jedem von mehreren Anhaltezeitpunkten.