[发明专利]确保电动机器的安全关键功能的方法

说明书

一种用于确保激光雕刻机的安全关键功能的方法，所述方法包括：从激光电机控制器获取命令；从多个传感器获取传感器数据，所述传感器数据与激光雕刻机的各个组件的操作状态相对应；确定每个组件的运转状态；作为确定所有组件的运转状态的结果，使电力供应到激光器，其中，所述方法由实施在与实施激光电机控制器的硬件完全分离的硬件中的安全控制器执行。一个示例要求运转状态为开机按钮已被快速连续选择两次。

技术领域

本发明总体涉及确保电动工具或机器、例如，激光雕刻机的安全关键功能的方法。

背景技术

激光雕刻机是利用高压电源和激光对各种材料执行各种功能的装置。例如，激光雕刻机的激光可被操作以对材料进行切割、蚀刻、漂白、固化和/或燃烧。激光雕刻工艺包括对选定的材料执行这些不同的功能，并由提供描述如何执行这些不同功能的规范的数字文件控制。指定设计的数字文件由用户提供并被传送到激光雕刻机，激光雕刻机将数字文件转换为用于激光雕刻机的各种组件的控制命令。

许多激光雕刻机通过建造保持架(build cage)来防止外部影响。可通过盖和/或开口进入建造保持架的内部。激光雕刻机通常包括：激光电源；在建造保持架内的至少一个激光器、构建平台和导轨系统；以及用于操纵所述至少一个激光器的至少一个电机。

发明内容

本发明的示例实施例提供用于确保激光雕刻机的安全关键功能的方法和系统。

由于与燃烧和切割材料有关的固有危险，激光雕刻机给用户带来极大的安全隐患。例如，当操作激光时，激光雕刻机可能导致材料起火，和/或当激光器操作时，雕刻工艺可能导致由于燃烧和/或切割材料而产生的有毒的烟雾或烟。此外，由于激光雕刻机的激光器的电压要求，相对高的电压经由激光电源被提供到激光器。在这个水平上提供电压造成发生电压电弧的风险，这除了对激光雕刻机本身造成损坏外，还可能对用户造成严重伤害。

因此，在激活激光器之前，期望确保激光雕刻装置的所有安全组件正常运转。为了进行此确定并在激光器的操作期间监测安全组件，将执行安全分析的硬件和/或软件与激光雕刻机的其余部分隔离开是有利的。例如，将安全分析和功能监测与激光控制软件(即，激光电机控制、输入/输出控制等)进行隔离和分离的优点包括：对激光控制软件的任何软件更新都不会导致对隔离的安全分析软件的更改，这可能折中安全功能的完整性。此外，安全分析软件的开发能够以集中方式完成，以确保和验证安全关键功能的设计意图。此外，可在无需审查不执行安全分析的硬件和软件的情况下，审查执行安全分析的硬件和软件来进行认证(例如，UL认证)。

因此，根据本发明，控制激光器的控制器是通过硬接线编程和/或使用软件编程的硬件组件，根据所述软件，控制器根据例如从操作计算机的用户接收到的指令操作激光器，其中，完全分离的安全控制器由硬件或硬件和软件的组合构成，其硬件、或如果加之与软件一起构成则其硬件和软件与控制激光器的控制器的硬件/软件和激光雕刻机的任何其他硬件/软件完全分开。例如，在一个示例实施例中，安全控制器在与激光控制器所在的芯片和/或电路板不同的芯片和/或电路板中实施，其具有与激光控制器所使用的或形成激光控制器的部分的存储器装置不同的存储器装置。在一个示例中，安全控制器从激光控制控制器接收指示待通过激光器的控制来执行的工作已就绪的信号，并且从传感器和/或电源按钮接收指示所有安全条件(例如，盖子是关闭的)针对待执行的激光器工作已满足的信号。响应于工作就绪信号结合对满足所有安全条件的确定，安全控制器输出启用信号，所述启用信号触发电源来以足够的电力对激光器供电以使其在激光控制器的控制下执行所述工作。仅当激光器在安全控制器的控制下被提供足够的电力时，激光控制器才能控制激光器执行所述工作。