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TECHNISCHES GEBIET
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf das technische Gebiet der Galvanometerlaser, und insbesondere auf eine Galvanometer-Lasersystem-Schutzvorrichtung.
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STAND DER TECHNIK
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Ein Galvanometersystem ist ein Servo-Steuerungssystem mit hoher Präzision und hoher Geschwindigkeit, das aus einer Treiberplatine und einem Hochgeschwindigkeits-Schwenkmotor besteht, und ist in Bereichen wie Lasermaterialbearbeitung, biomedizinische Tests, Bildgrafikverarbeitung und Bühnenbeleuchtung weit verbreitet. Eine bestehende Galvanometer-Laserlichtmaschine für Bühnenaufführungen umfasst hauptsächlich mehrere selbständige Komponenten wie Galvanometermotoren und Laser. Ein Betriebssignal eines vorhandenen Galvanometer-Lasersystems ist unabhängig von Betriebsbedingungen, was zu einem häufigen Auftreten von Ausbrennen aufgrund von Überlastung führt.
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Zur Lösung dieses Problems wird im vorliegenden Gebiet üblicherweise eine einfache analoge Schaltung verwendet, um einen einfachen Schutz bereitzustellen. Ihr Prinzip besteht darin, einen Motorstrom zu erfassen und dann einen festen Wert einzustellen, wobei im Fall, dass ein erfasster Strom den festen Wert überschreitet, die analoge Schaltung sofort ausgelöst wird, wobei die Aktion nach dem Auslösen es sein kann, dass die Ausgabe des Betriebssignals um 50 % reduziert wird oder ein erneuter Betrieb nach einer Verzögerung von einigen Sekunden erfolgt. Dies hat jedoch offensichtliche Nachteile, die spezifische umfassen: 1) es kann nur eine einfache Stromabtastung erreicht werden, deren Fehler groß ist und deren Genauigkeit gering ist; 2) es gibt nur eine einzelne Schutzaktion, die nach einer Stromüberlastung durchführbar ist; 3) die Aktionseinstellung des Überlastschutzes ist ein fester Wert und ist nicht einfach einzustellen; 4) es ist schwierig, unterschiedliche Überlaststromwerte für verschiedene Modelle von Galvanometermotoren einzustellen; 5) es ist zu empfindlich, die Schutzaktion auszulösen, wobei, weil für die Stromabtastung nur ein Wert eingestellt ist und das Betrieb des Galvanometers dynamisch ist und stark variiert, die Schutzaktion sofort ausgelöst wird, solange der eingestellte Wert überschritten wird, wobei bei einem zu großen eingestellten Wert die Schutzaktion langsam ausgelöst wird, wodurch die Schutzwirkung nicht erreichbar ist.
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INHALT DER VORLIEGENDEN ERFINDUNG
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Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, die im Stand der Technik bestehenden Mängel zu beseitigen. Dazu wird eine Galvanometer-Lasersystem-Schutzvorrichtung vorgeschlagen.
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Um die oben genannte Aufgabe zu lösen, wird bei der vorliegenden Erfindung folgende Lösung verwendet: eine Galvanometer-Lasersystem-Schutzvorrichtung, umfassend ein System aus einem Galvanometermotor und einem Laser, und ferner eine Schutzvorrichtung, wobei die Schutzvorrichtung ein Überwachungselement und ein Steuerelement umfasst, wobei das Überwachungselement ein Stromüberwachungsmodul zum Überwachen eines Betriebsstromwerts des Systems, ein Positionsüberwachungsmodul zum Überwachen einer Schwenkposition des Galvanometermotors und ein Temperaturüberwachungsmodul zum Überwachen einer Betriebstemperatur des Galvanometermotors umfasst, wobei das Steuerelement ein mit einem Signaleingang des Systems verbundenes Signalsteuermodul, ein mit dem Laser verbundenes Laserschaltmodul und ein mit dem Galvanometermotor verbundenes Galvanometer-Antriebsmodul umfasst, wobei ein voreingestelltes Ausgangssignal durch das Signalsteuermodul an das System übertragen wird, wobei abhängig von einzelnen Überwachungsdaten basierend auf dem Überwachungselement das Signalsteuermodul das Ein- und Ausschalten eines Ausgangssignals steuert, das Laserschaltmodul das Ein- und Ausschalten des Lasers steuert und das Galvanometer-Antriebsmodul das Ein- und Ausschalten des Galvanometermotors steuert.
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Weiter ist vorgesehen, dass das Steuerelement ein Anzeigemodul umfasst, das zur Anzeige einzelner Überwachungsdaten des Überwachungselements und einzelner Steueraktionen des Steuerelements verwendet ist.
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Weiter ist vorgesehen, dass die Schutzvorrichtung ferner einen Mikroprozessor umfasst, wobei ein Erfassungsende des Mikroprozessors mit dem Überwachungselement verbunden ist und ein Steuerende des Mikroprozessors mit dem Steuerelement verbunden ist.
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Weiter ist vorgesehen, dass in einem Normalbetrieb des Systems die Schutzvorrichtung mit einem Stromschutzmodus, einem Temperaturschutzmodus und einem Positionsschutzmodus versehen ist, wobei
der Stromschutzmodus ausgelöst wird, wenn das Stromüberwachungsmodul feststellt, dass der Betriebsstromwert anormal ist;
der Temperaturschutzmodus ausgelöst wird, wenn das Temperaturschutzmodus feststellt, dass die Betriebstemperatur anormal ist;
der Positionsschutzmodus ausgelöst wird, wenn das Positionsüberwachungsmodul feststellt, dass die Schwenkposition anormal ist;
wobei beim Auslösen eines beliebigen Schutzmodus durch das System das Steuerelement der Schutzvorrichtung entsprechende Steueraktionen durchführt. Weiter ist vorgesehen, dass im Stromschutzmodus drei Stufen von Stromüberwachungsbereichen, die sequentiell zunehmen, unterteilt sind, wobei: wenn sich der durch das Stromüberwachungsmodul innerhalb einer Einheitszeit überwachte Betriebsstromwert in einem Stromüberwachungsbereich zweiter Stufe befindet, ist der Betriebsstromwert anormal und wird der Stromschutzmodus ausgelöst, wobei innerhalb einer vorgegebenen Auslösezeit t1 das Signalsteuermodul das an das System übertragene Ausgangssignal auf einen vorgegebenen ersten Signalwert reduziert und weitere Steuerelemente in ihrem ursprünglichen Zustand gehalten sind;
wenn sich der durch das Stromüberwachungsmodul innerhalb einer Einheitszeit überwachte in einem Stromüberwachungsbereich dritter Stufe befindet, ist der Betriebsstromwert anormal und wird der Stromschutzmodus ausgelöst, wobei innerhalb einer vorgegebenen Auslösezeit t1 das Signalsteuermodul das an das System übertragene Ausgangssignal ausschaltet, das Laserschaltmodul den Laser ausschaltet und das Galvanometer-Antriebsmodul in seinem ursprünglichen Zustand gehalten ist;
wobei nach jedem Erreichen der Auslösezeit t1 der aktuelle Stromschutzmodus beendet ist, das Steuerelement der Schutzvorrichtung in seinen ursprünglichen zurückgestellt ist und das Stromüberwachungsmodul den Betriebsstromwert erneut überwacht.
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Weiter ist vorgesehen, dass die drei Stufen von Stromüberwachungsbereichen einen Stromüberwachungsbereich erster Stufe von (0, 100 %], einen Stromüberwachungsbereich zweiter Stufe von (100 %, 150 %] und einen Stromüberwachungsbereich dritter Stufe von (150 %, +∞) umfassen.
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Weiter ist vorgesehen, dass im Temperaturschutzmodus vier Stufen von Temperaturüberwachungsbereichen, die sequentiell zunehmen, unterteilt sind, wobei: wenn sich die durch das Temperaturüberwachungsmodul in Echtzeit überwachte Betriebstemperatur in einem Temperaturüberwachungsbereich zweiter Stufe befindet, ist die Betriebstemperatur anormal und wird der Temperaturschutzmodus ausgelöst, wobei innerhalb einer vorgegebenen Auslösezeit t2 das Signalsteuermodul das an das System übertragene Ausgangssignal auf den vorgegebenen ersten Signalwert reduziert und weitere Steuerelemente in ihrem ursprünglichen Zustand gehalten sind, und wobei die Betriebstemperatur stetig in Echtzeit überwacht wird;
wenn sich die durch das Temperaturüberwachungsmodul in Echtzeit überwachte Betriebstemperatur in einem Temperaturüberwachungsbereich dritter Stufe befindet, ist die Betriebstemperatur anormal und wird der Temperaturschutzmodus ausgelöst, wobei innerhalb einer vorgegebenen Auslösezeit t2 das Signalsteuermodul das an das System übertragene Ausgangssignal ausschaltet, das Laserschaltmodul den Laser ausschaltet und das Galvanometer-Antriebsmodul in seinem ursprünglichen Zustand gehalten ist, und wobei die Betriebstemperatur stetig in Echtzeit überwacht wird;
wenn sich die durch das Temperaturüberwachungsmodul in Echtzeit überwachte Betriebstemperatur in einem Temperaturüberwachungsbereich vierter Stufe befindet, ist die Betriebstemperatur anormal und wird der Temperaturschutzmodus ausgelöst, wobei das Signalsteuermodul das an das System übertragene Ausgangssignal ausschaltet, das Laserschaltmodul den Laser ausschaltet und das Galvanometer-Antriebsmodul den Galvanometermotor ausschaltet, wobei das System ausgeschaltet und erneut gestartet wird.
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Nach jedem Erreichen der Auslösezeit t2 ist der aktuelle Temperaturschutzmodus beendet, ist das Steuerelement der Schutzvorrichtung in seinen ursprünglichen zurückgestellt und überwacht das Temperaturüberwachungsmodul die Betriebstemperatur in Echtzeit.
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Weiter ist vorgesehen, dass im Positionsschutzmodus ein Soll-Schwenkbereich eingestellt ist, wobei, wenn die durch das Positionsüberwachungsmodul in Echtzeit überwachte Schwenkposition den Soll-Schwenkbereich überschreitet, die Schwenkposition anormal ist und der Positionsschutzmodus ausgelöst wird, wobei innerhalb einer vorgegebenen Auslösezeit t3 das Signalsteuermodul das an das System übertragene Ausgangssignal auf den vorgegebenen ersten Signalwert reduziert und weitere Steuerelemente in ihrem ursprünglichen Zustand gehalten sind, wobei nach jedem Erreichen der Auslösezeit t3 der aktuelle Positionsschutzmodus beendet ist, das Steuerelement der Schutzvorrichtung in seinen ursprünglichen zurückgestellt ist und das Positionsüberwachungsmodul die Schwenkposition erneut überwacht. Weiter ist vorgesehen, dass im Fall, dass das System zum ersten Mal gestartet wird, das Positionsüberwachungsmodul und das Temperaturüberwachungsmodul der Schutzvorrichtung vorbestimmen, ob Überwachungsdaten der Betriebstemperatur und der Schwenkposition gesammelt sind; wobei das Signalsteuermodul das Ausgangssignal normal an das System überträgt, das Laserschaltmodul den Laser einschaltet, und das Galvanometer-Antriebsmodul den Galvanometermotor einschaltet, und das System im normalen Betriebszustand umgeschaltet ist, wenn sowohl die Überwachungsdaten der Betriebstemperatur und die Überwachungsdaten der Schwenkposition normal erfassbar sind; wobei das Signalsteuermodul die Übertragung des Ausgangssignals an das System ausschaltet, das Laserschaltmodul den Laser ausschaltet, und das Galvanometer-Antriebsmodul den Galvanometermotor ausschaltet, wenn die Erfassung einer der Überwachungsdaten anormal ist.
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Weiter ist vorgesehen, dass das Signalsteuermodul die Übertragung des Ausgangssignals an das System ausschaltet, das Laserschaltmodul den Laser ausschaltet, und das Galvanometer-Antriebsmodul den Galvanometermotor ausschaltet, wenn sich das System im normalen Betriebszustand befindet und eine der Überwachungsdaten des Betriebsstromwerts, der Schwenkposition und der Betriebstemperatur nicht gesammelt werden kann.
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Die vorliegende Erfindung hat folgende vorteilhafte Wirkungen: das Überwachungselement überwacht die einzelnen Überwachungsdaten des Systems, damit beim anormalen System entsprechende Steueraktionen durch das Signalsteuermodul, das Laserschaltmodul und das Galvanometer-Antriebsmodul des Steuerelements durchgeführt sind, wodurch der Galvanometermotor und der Laser geschützt werden, die Fehlerrate weitgehend verringert ist und die Lebensdauer effektiv verlängert ist.
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Figurenliste
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- 1 zeigt eine schematische Strukturansicht einer Galvanometer-Lasersystem-Schutzvorrichtung.
- 2 zeigt ein schematisches Flussdiagramm von Schutzmodi der Schutzvorrichtung.
- 3 zeigt ein schematisches Flussdiagramm eines Stromschutzmodus.
- 4 zeigt ein schematisches Flussdiagramm eines Temperaturschutzmodus.
- 5 zeigt ein schematisches Flussdiagramm eines Positionsschutzmodus.
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Dabei:
- 1
- System,
- 11
- Galvanometermotor,
- 12
- Laser,
- 2
- Schutzvorrichtung,
- 21
- Überwachungselement,
- 211
- Stromüberwachungsmodul,
- 212
- Positionsüberwachungsmodul,
- 213
- Temperaturüberwachungsmodul,
- 22
- Steuerelement,
- 221
- Signalsteuermodul,
- 222
- Laserschaltmodul,
- 223
- Galvanometer-Antrieb smodul.
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AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
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Die technischen Ausgestaltungen in Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung werden im Folgenden unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen der Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung klar und vollständig beschrieben. Offensichtlich sind die beschriebenen Ausführungsbeispiele nur ein Teil der Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung und umfassen nicht alle Ausführungsbeispiele. Alle anderen Ausführungsbeispiele, die vom Durchschnittsfachmann auf der Grundlage der Ausführungsbeispiele in der vorliegenden Erfindung ohne erfinderische Arbeit erzielt werden, sollten in den Schutzumfang der vorliegenden Erfindung fallen.
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Wie in 1 gezeigt, ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel eine Galvanometer-Lasersystem-Schutzvorrichtung bereitgestellt, umfassend ein System 1 und eine Schutzvorrichtung 2, wobei das System 1 aus einem Galvanometermotor 11 und einem Laser 12 besteht. Die Schutzvorrichtung 2 umfasst ferner einen Mikroprozessor, ein Überwachungselement 21 und ein Steuerelement 22, wobei ein Erfassungsende des Mikroprozessors mit dem Überwachungselement 21 verbunden ist und ein Steuerende des Mikroprozessors mit dem Steuerelement 22 verbunden ist. Das Überwachungselement 21 umfasst ein Stromüberwachungsmodul 211 zum Überwachen eines Betriebsstromwerts des Systems 1, ein Positionsüberwachungsmodul 212 zum Überwachen einer Schwenkposition des Galvanometermotors 11 und ein Temperaturüberwachungsmodul 213 zum Überwachen einer Betriebstemperatur des Galvanometermotors 11.
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Insbesondere sammelt das Stromüberwachungsmodul 211 des vorliegenden Ausführungsbeispiels Stromüberwachungsdaten mittels eines Stromsensors (wie etwa eines elektromagnetischen Stromwandlers, eines elektronischen Stromwandlers usw.), der auf dem System 1 voreingestellt ist, um die Überwachung des Betriebsstromwerts des Systems 1 zu realisieren. Das Positionsüberwachungsmodul 212 des vorliegenden Ausführungsbeispiels sammelt die Positionsüberwachungsdaten des Galvanometermotors 11 (dessen Reflektorplatte) in Richtung der X- und Y-Achse mittels eines Positionssensors (wie etwa eines Kontakt-Positionssensors und eines Näherungs-Positionssensors usw.), der auf dem System 1 voreingestellt ist, um die Überwachung der Schwenkposition des Galvanometermotors 11 zu realisieren. Das Temperaturüberwachungsmodul 213 des vorliegenden Ausführungsbeispiels sammelt die Temperaturüberwachungsdaten des Galvanometermotors 11 mittels eines Temperatursensors (wie etwa eines wärmeempfindlichen Sensors), der auf dem System 1 voreingestellt ist, um die Überwachung der Betriebstemperatur des Galvanometermotors 11 zu realisieren. Dabei übertragen das Stromüberwachungsmodul 211, das Positionsüberwachungsmodul 212 und das Temperaturüberwachungsmodul 213 die von ihnen jeweils gesammelten Überwachungsdaten an den Mikroprozessor zur Datenverarbeitung. Der Mikroprozessor des vorliegenden Ausführungsbeispiels ist ein Computerprozessor wie etwa eine MCU, eine CPU und eine PLC; und seine Struktur sowie sein Prinzip gehören zu herkömmlichen technischen Maßnahmen, die hier nicht wiederholt werden.
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Im vorliegenden Ausführungsbeispiel umfasst das Steuerelement 22 ein mit einem Signaleingang des Systems 1 verbundenes Signalsteuermodul 221, ein mit dem Laser 12 verbundenes Laserschaltmodul 222 und ein mit dem Galvanometermotor 11 verbundenes Galvanometer-Antriebsmodul 223. Insbesondere wird ein von einer externen voreingestellten Signalquelle gesendete Ausgangssignal über das Signalsteuermodul 221 an den Signaleingang des Systems 1 übertragen, wobei nun der Galvanometermotor 11 und der Laser 12 in dem System 1 basierend auf dem Ausgangssignal entsprechende Aktionen durchführen, während das Signalsteuermodul 221 zum Steuern des Ein- und Ausschaltens des Ausgangssignals verwendet ist. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist das Laserschaltmodul 222 dazu verwendet, das Ein- und Ausschalten des Lasers 12 zu steuern, wobei das Galvanometer-Antriebsmodul 223 dazu verwendet, das Ein- und Ausschalten des Galvanometermotors zu steuern. Dabei kann der Mikroprozessor jeweils Steuerbefehle an das Signalsteuermodul 221, das Laserschaltmodul 222 und das Galvanometer-Antriebsmodul 223 ausgeben, wodurch abhängig von einzelnen Überwachungsdaten des Steuerelements 21 das Signalsteuermodul 221 das Ein- und Ausschalten des Ausgangssignals steuert, das Laserschaltmodul 222 das Ein- und Ausschalten des Lasers 12 steuert und das Galvanometer-Antriebsmodul 223 das Ein- und Ausschalten des Galvanometermotors 11 steuert. Weiter ist vorgesehen, dass der Mikroprozessor das Ein- und Ausschalten des Ausgangssignals realisiert, indem er entsprechende Steuerbefehle an das Signalsteuermodul 221 übertragt, und dass der Mikroprozessor das Ein- und Ausschalten des Laserschaltmoduls 222 bzw. des Galvanometer-Antriebsmoduls 223 realisiert, indem er entsprechende Signale mit hohem bzw. niedrigem Pegel an das Laserschaltmodul bzw. das Galvanometer-Antriebsmodul überträgt.
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Im vorliegenden Ausführungsbeispiel umfasst das Steuerelement 22 ein Anzeigemodul, das zur Anzeige einzelner Überwachungsdaten des Überwachungselements 21 und einzelner Steueraktionen des Steuerelements 22 verwendet ist. Insbesondere ist das Anzeigemodul vorzugsweise ein Anzeigebildschirm, um dem Benutzer intuitiv verschiedene Daten und Betriebsinformationen des Systems 1 und der Schutzvorrichtung anzuzeigen. Seine Struktur und sein Prinzip gehören zu bekannten Fachkenntnissen und werden hier nicht wiederholt.
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Um das Verständnis der vorstehend beschriebenen Galvanometer-Lasersystem-Schutzvorrichtung zu erleichtern, werden im Folgenden weitere Erläuterungen in Verbindung mit konkretem Betriebsverfahren angegeben. Wie in 2 gezeigt, ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel ein Betriebsverfahren für eine Galvanometer-Lasersystem-Schutzvorrichtung bereitgestellt, wobei in einem Normalbetrieb des Systems 1 die Schutzvorrichtung 2 mit einem Stromschutzmodus, einem Temperaturschutzmodus und einem Positionsschutzmodus versehen ist. Das heißt, der vorstehende Stromschutzmodus, Temperaturschutzmodus und Positionsschutzmodus sind für das im normalen Betriebszustand befindliche System 1 geeignet. Im Fall, dass das System 1 zum ersten Mal gestartet wird, bestimmen das Positionsüberwachungsmodul 212 und das Temperaturüberwachungsmodul 213 der Schutzvorrichtung 2 vor, ob Überwachungsdaten der Betriebstemperatur und der Schwenkposition gesammelt sind; wenn sowohl die Überwachungsdaten der Betriebstemperatur und die Überwachungsdaten der Schwenkposition normal erfassbar sind, überträgt das Signalsteuermodul 221 das Ausgangssignal normal an das System 1, schaltet das Laserschaltmodul 222 den Laser 12 ein, und schaltet das Galvanometer-Antriebsmodul 223 den Galvanometermotor 11 ein, wobei das System 1 im normalen Betriebszustand umgeschaltet ist, wobei nun der Galvanometermotor 11 und der Laser 12 normal betrieben werden können; wenn die Erfassung einer der Überwachungsdaten (Betriebstemperatur/Schwenkposition) anormal ist, schaltet das Signalsteuermodul 221 die Übertragung des Ausgangssignals an das System 1 aus, schaltet das Laserschaltmodul 222 den Laser 12 aus, und schaltet das Galvanometer-Antriebsmodul 223 den Galvanometermotor 11 ausschaltet, wobei das System 1 nicht betrieben ist, so dass das System 1 geschützt wird und es verhindert sind, dass der Laser 12 Menschen verletzt.
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Wie in 3 zeigt, wird im vorliegenden Ausführungsbeispiel der Stromschutzmodus ausgelöst, wenn das Stromüberwachungsmodul 211 feststellt, dass der Betriebsstromwert anormal ist. Insbesondere sind im Stromschutzmodus drei Stufen von Stromüberwachungsbereichen, die sequentiell zunehmen, unterteilt, wobei die drei Stufen von Stromüberwachungsbereichen einen Stromüberwachungsbereich erster Stufe von (0, 100 %], einen Stromüberwachungsbereich zweiter Stufe von (100 %, 150 %] und einen Stromüberwachungsbereich dritter Stufe von (150 %, +∞) umfassen. Der Stromüberwachungsbereich erster Stufe hier ist ein angemessener Bereich, wenn sich das System 1 in einem Betriebszustand befindet.
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Weiter ist vorgesehen: wenn sich der durch das Stromüberwachungsmodul 211 innerhalb einer Einheitszeit überwachte Betriebsstromwert im Stromüberwachungsbereich zweiter Stufe befindet, ist der Betriebsstromwert anormal und wird der Stromschutzmodus ausgelöst, wobei innerhalb einer vorgegebenen Auslösezeit t1 (11 hier beträgt vorzugsweise 10s) das Signalsteuermodul 221 das an das System 1 übertragene Ausgangssignal auf einen vorgegebenen ersten Signalwert (von vorzugsweise 50 % des Ausgangsbetrags) reduziert und weitere Steuerelemente 22 in ihrem ursprünglichen Zustand gehalten sind (d.h., das Laserschaltmodul 222 schaltet den Laser 12 ein, und das Galvanometer-Antriebsmodul 223 schaltet den Galvanometermotor 11 ein). Nun wird, nachdem die Auslösezeit t1 erreicht ist, der aktuelle Stromschutzmodus beendet, wobei das Steuerelement 22 der Schutzvorrichtung 2 in seinen ursprünglichen zurückgestellt ist (also, das Signalsteuermodul 221 steuert, dass das Ausgangssignal mit einem Ausgangsbetrag von 100 % an das System 1 übertragen ist) und das Stromüberwachungsmodul 211 den Betriebsstromwert erneut überwacht.
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Weiter ist vorgesehen: wenn sich der durch das Stromüberwachungsmodul 211 innerhalb einer Einheitszeit überwachte Betriebsstromwert im Stromüberwachungsbereich dritter Stufe befindet, ist der Betriebsstromwert anormal und wird der Stromschutzmodus ausgelöst, wobei innerhalb einer vorgegebenen Auslösezeit t1 (t1 hier beträgt vorzugsweise 10s) das Signalsteuermodul 221 das an das System 1 übertragene Ausgangssignal ausschaltet, das Laserschaltmodul 222 den Laser 12 ausschaltet und das Galvanometer-Antriebsmodul 223 in seinem ursprünglichen Zustand gehalten ist (d.h., das Galvanometer-Antriebsmodul 223 schaltet den Galvanometermotor 11 ein). Nun wird, nachdem die Auslösezeit t1 erreicht ist, der aktuelle Stromschutzmodus beendet, wobei das Steuerelement 22 der Schutzvorrichtung 2 in seinen ursprünglichen zurückgestellt ist (also, das Signalsteuermodul 221 steuert, dass das Ausgangssignal mit einem Ausgangsbetrag von 100 % an das System 1 übertragen ist, wobei das Laserschaltmodul 222 den Laser 12 einschaltet) und das Stromüberwachungsmodul 211 den Betriebsstromwert erneut überwacht.
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Durch die vorstehend beschriebenen Stromschutzfunktionen der zwei Stromschutzmodi für den Stromüberwachungsbereich zweiter Stufe und den Stromüberwachungsbereich dritter Stufe kann das System 1 in seinem normalen Betriebszustand zurückgestellt werden, d.h., dass der Betriebsstromwert im Stromüberwachungsbereich erster Stufe liegt, wodurch der Ausfall, der durch Stromüberlastung verursacht wird, effektiv vermieden wird.
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Zudem überwacht das Stromüberwachungsmodul 211 während des Auslösens des Stromschutzmodus den Betriebsstromwert nicht. Das Stromüberwachungsmodul überwacht den Betriebsstromwert erneut, bis die Auslösezeit t1 erreicht wird und der Stromschutzmodus beendet ist. Auf diese Weise kann die Überlastung der Schutzvorrichtung 2, die durch häufiges Auslösen des Stromschutzmodus verursacht wird, vermieden werden.
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Wie in 4 zeigt, sind beim vorliegenden Ausführungsbeispiel im Temperaturschutzmodus vier Stufen von Temperaturüberwachungsbereichen, die sequentiell zunehmen, unterteilt, wobei die vier Stufen von Temperaturüberwachungsbereichen einen Temperaturüberwachungsbereich erster Stufe von (0, 54,9], einen Temperaturüberwachungsbereich zweiter Stufe von [55, 57,9], einen Temperaturüberwachungsbereich dritter Stufe von [58, 61,9] und einen Temperaturüberwachungsbereich vierter Stufe von [62, +∞) umfassen. Der Temperaturüberwachungsbereich erster Stufe hier ist ein angemessener Bereich, wenn sich das System 1 in einem Betriebszustand befindet.
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Weiter ist vorgesehen: wenn sich die durch das Temperaturüberwachungsmodul 213 in Echtzeit überwachte Betriebstemperatur im Temperaturüberwachungsbereich zweiter Stufe befindet, ist die Betriebstemperatur anormal und wird der Temperaturschutzmodus ausgelöst, wobei innerhalb einer vorgegebenen Auslösezeit t2 (t2 hier beträgt vorzugsweise 30s) das Signalsteuermodul 221 das an das System 1 übertragene Ausgangssignal auf den vorgegebenen ersten Signalwert (von vorzugsweise 50 % des Ausgangsbetrags) reduziert und weitere Steuerelemente 22 in ihrem ursprünglichen Zustand gehalten sind (d.h., das Laserschaltmodul 222 schaltet den Laser 12 ein, und das Galvanometer-Antriebsmodul 223 schaltet den Galvanometermotor 11 ein), und wobei die Betriebstemperatur stetig in Echtzeit überwacht wird.
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Weiter ist vorgesehen: wenn sich die durch das Temperaturüberwachungsmodul 213 in Echtzeit überwachte Betriebstemperatur in einem Temperaturüberwachungsbereich dritter Stufe befindet, ist die Betriebstemperatur anormal und wird der Temperaturschutzmodus ausgelöst, wobei innerhalb einer vorgegebenen Auslösezeit t2 (t2 hier beträgt vorzugsweise 60s) das Signalsteuermodul 221 das an das System 1 übertragene Ausgangssignal ausschaltet, das Laserschaltmodul 222 den Laser 12 ausschaltet und das Galvanometer-Antriebsmodul 223 in seinem ursprünglichen Zustand gehalten ist (d.h., das Galvanometer-Antriebsmodul 223 schaltet den Galvanometermotor 11 ein), und wobei die Betriebstemperatur in stetig Echtzeit überwacht wird.
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Weiter ist vorgesehen: wenn sich die durch das Temperaturüberwachungsmodul 213 in Echtzeit überwachte Betriebstemperatur in einem Temperaturüberwachungsbereich vierter Stufe befindet, ist die Betriebstemperatur anormal und wird der Temperaturschutzmodus ausgelöst, wobei das Signalsteuermodul 221 das an das System 1 übertragene Ausgangssignal ausschaltet, das Laserschaltmodul 222 den Laser 12 ausschaltet und das Galvanometer-Antriebsmodul 223 den Galvanometermotor 11 ausschaltet, wobei das System 1 ausgeschaltet und erneut gestartet wird, beim Temperaturschutzmodus zu diesem Zeitpunkt wird keine Auslösezeit t2 eingestellt, wobei nun die Betriebstemperatur des Systems 1 sehr hoch ist, wobei das System 1 ausgeschaltet werden und erneut gestartet werden muss, damit der Galvanometermotor 11 wieder betrieben wird.
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Ferner wird nach dem Erreichen der Auslösezeit t2 der aktuelle Temperaturschutzmodus beendet, wobei das Steuerelement 22 der Schutzvorrichtung 2 in seinen ursprünglichen zurückgestellt ist (also, das Signalsteuermodul 221 steuert, dass das Ausgangssignal mit einem Ausgangsbetrag von 100 % an das System 1 übertragen ist, wobei das Laserschaltmodul 222 den Laser 12 einschaltet und das Galvanometer-Antriebsmodul 223 Galvanometermotor 11 einschaltet) und das Temperaturüberwachungsmodul (213) die Betriebstemperatur in Echtzeit überwacht. Durch die Temperaturschutzfunktionen der vorstehend beschriebenen drei Temperaturschutzmodi für den Temperaturüberwachungsbereich zweiter Stufe, den Temperaturüberwachungsbereich dritter Stufe und den Temperaturüberwachungsbereich vierter Stufe kann die Betriebstemperatur des Systems 1 so reduziert werden, dass sie innerhalb des Temperaturüberwachungsbereichs erster Stufe liegt, wodurch das System bei normaler Betriebstemperatur liegt, so dass das Ausbrennen aufgrund von zu hoher Temperatur effektiv vermieden wird.
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Wenn außerdem innerhalb der Auslösezeit t2 zum Auslösen des Temperaturschutzmodus es festgestellt wird, dass die Betriebstemperatur den vorliegenden Temperaturüberwachungsbereich überschreitet, wird die dem Temperaturüberwachungsbereich nächster Stufe entsprechende Steueraktion sofort ausgelöst, ohne dass die Auslösezeit t2 erreicht wird. Insbesondere wenn der Schutzmodus aufgrund einer Betriebstemperatur im Temperaturüberwachungsbereich zweiter Stufe ausgelöst wird, die entsprechende Steueraktion innerhalb der Auslösezeit t2 erfolgt und sich die nun überwachte Betriebstemperatur im Temperaturüberwachungsbereich dritter Stufe befindet, wird eine entsprechende Steueraktion sofort aktiviert und die Auslösezeit t2 neu getaktet. Wenn der Schutzmodus aufgrund einer Betriebstemperatur im Temperaturüberwachungsbereich dritter Stufe ausgelöst wird, die entsprechende Steueraktion innerhalb der Auslösezeit t2 erfolgt und sich die nun überwachte Betriebstemperatur im Temperaturüberwachungsbereich vierter Stufe befindet, wird eine entsprechende Steueraktion sofort aktiviert sowie das System 1 ausgeschaltet und dann erneut gestartet. Durch Echtzeit-Überwachung der Arbeitstemperatur und dynamische Steueraktionen kann die anormale Betriebstemperatur rechtzeitig erkannt und entsprechende Steueraktionen schnell durchgeführt werden, um das System 1 effektiv zu schützen.
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Wie in 5 gezeigt, ist beim vorliegenden Ausführungsbeispiel im Positionsschutzmodus ein Soll-Schwenkbereich eingestellt, wobei, wenn die durch das Positionsüberwachungsmodul 212 in Echtzeit überwachte Schwenkposition den Soll-Schwenkbereich überschreitet, die Schwenkposition anormal ist und der Positionsschutzmodus ausgelöst wird, wobei innerhalb einer vorgegebenen Auslösezeit t3 (t3 hier beträgt vorzugsweise 10s) das Signalsteuermodul 221 das an das System 1 übertragene Ausgangssignal auf den vorgegebenen ersten Signalwert (von vorzugsweise 50 % des Ausgangsbetrags) reduziert und weitere Steuerelemente 22 in ihrem ursprünglichen Zustand gehalten sind (d.h., das Laserschaltmodul 222 schaltet den Laser 12 ein, und das Galvanometer-Antriebsmodul 223 schaltet den Galvanometermotor 11 ein). Nun wird nach dem Erreichen der Auslösezeit t3 der aktuelle Positionsschutzmodus beendet, wobei das Steuerelement 22 der Schutzvorrichtung 2 in seinen ursprünglichen zurückgestellt ist (also, das Signalsteuermodul 221 steuert, dass das Ausgangssignal mit einem Ausgangsbetrag von 100 % an das System 1 übertragen ist, wobei das Laserschaltmodul 222 den Laser 12 einschaltet und das Galvanometer-Antriebsmodul 223 Galvanometermotor 11 einschaltet) und das Positionsüberwachungsmodul 212 die Schwenkposition erneut überwacht.
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Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, dass beim Auslösen eines beliebigen der vorstehend beschriebenen Schutzmodi durch das System 1 das Steuerelement 22 der Schutzvorrichtung 2 entsprechende Steueraktionen durchführt. Ferner wird dabei zur Vermeidung von Konflikten oder gegenseitiger Störung verschiedener Schutzmodi während eines tatsächlichen Betriebs vorgesehen, dass im Fall, dass während eines tatsächlichen Betriebs verschiedene Schutzmodi nacheinander ausgelöst werden sollen, der vorherige Schutzmodus beendet wird und dann ein neuer Schutzmodus ausgelöst wird und entsprechende neue Steueraktionen durchgeführt werden. Der Fachmann kann die Priorität der Schutzmodi gemäß den tatsächlichen Produktanforderungen einstellen, was hier nicht speziell beschränkt ist. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, dass das Signalsteuermodul 221 die Übertragung des Ausgangssignals an das System 1 ausschaltet, das Laserschaltmodul 222 den Laser 12 ausschaltet, und das Galvanometer-Antriebsmodul 223 den Galvanometermotor 11 ausschaltet, wenn eine der Überwachungsdaten des Betriebsstromwerts, der Schwenkposition und der Betriebstemperatur nicht gesammelt werden kann. Insbesondere wenn das Stromüberwachungsmodul 211 den Betriebsstromwert des Systems 1 nicht überwachen kann, bedeutet dies, dass das Kabel zwischen dem Stromüberwachungsmodul 211 und dem System 1 defekt ist oder der Stromsensor beschädigt ist. Dann werden entsprechende Steueraktionen durchgeführt, um das System 1 sofort auszuschalten. Wenn das Positionsüberwachungsmodul 212 die Schwenkposition des Galvanometermotors 11 nicht überwachen kann, bedeutet dies, dass das Kabel zwischen dem Positionsüberwachungsmodul 212 und dem System 1 defekt ist oder der Positionssensor beschädigt ist. Dann werden entsprechende Steueraktionen durchgeführt, um das System 1 sofort auszuschalten. Wenn das Temperaturüberwachungsmodul 213 die Betriebstemperatur des Systems 1 nicht überwachen kann, bedeutet dies, dass das Kabel zwischen dem Temperaturüberwachungsmodul 213 und dem System 1 defekt ist oder der Temperatursensor beschädigt ist. Dann werden entsprechende Steueraktionen durchgeführt, um das System 1 sofort auszuschalten.
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Sowohl Signalübertragungsschaltungen für Kommunikation und Übertragung zwischen den vorstehend beschriebenen Modulen und dem Mikroprozessor als auch Dateninteraktion wie Überwachung, Beurteilung, Steuerung und Anweisung einzelner Module fallen in die Kategorie der Computerprogramme und beziehen sich auf einen Prozessor sowie ein Softwareprogramm eines Computers, was hier nicht wiederholt und speziell eingeschränkt wird. Ihre Struktur und ihr Prinzip sind für den Fachmann nur fachübliche Maßnahmen. Zudem kann ein von den vorstehend beschriebenen einzelnen Modulen betroffener Prozessor eine der weiteren verschiedenen Technologien verwenden. Der Prozessor kann ein dedizierter Computer, ein Computersystem (einschließlich beispielsweise Mikrocomputer, Minicomputer oder Host, programmierter Mikroprozessor, Mikrocontroller), ein peripheres integriertes Schaltungselement, CSIC (kundenspezifische integrierte Schaltung) oder ASIC (anwendungsspezifische integrierte Schaltung) oder eine andere integrierte Schaltung, eine Logikschaltung, ein digitaler Signalprozessor, eine programmierbare Logikvorrichtung (wie etwa FPGA, PLD, PLA oder PAL) oder eine andere Einrichtung bzw. Anordnung, die alle Schritte des Verfahrens der vorliegenden Erfindung realisieren kann.
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Vorstehend sind lediglich spezifische Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung angegeben, aber der Schutzumfang der vorliegenden Erfindung ist nicht darauf beschränkt. Jeder Fachmann, der mit dem Fachgebiet vertraut ist, kann sich innerhalb des in der vorliegenden Erfindung offenbarten technischen Umfangs Änderungen oder Ersetzungen, die in den Schutzumfang der vorliegenden Erfindung fallen sollen, leicht vorstellen. Daher unterliegt der Schutzumfang der vorliegenden Erfindung dem Schutzumfang der Ansprüche.
