用于光学系统中的数据传输的系统技术方案

本发明专利技术涉及一种光学光导系统以及一种用于在光学系统中传送数据的方法，所述光学光导系统包括用于耦合输入数据的接口和/或用于解耦数据的接口和用于传送数据的至少第一数据通道，所述方法包括以下步骤：将数据耦合输入到光束引导元件的接口中；借助布置在光束引导元件(或壳体)内的第一和/或第二数据通道传输数据，其中，所述数据通道也可用于所述光束引导元件的部分监测；将所述数据与接口解耦。将所述数据与接口解耦。将所述数据与接口解耦。

【技术实现步骤摘要】
用于光学系统中的数据传输的系统
[0001]本申请是申请日为2019年2月15日、申请号为201910116291.3、专利技术名称为“用于光学系统中的数据传输的系统”的专利技术专利申请的分案申请。


[0002]本申请要求享有于2018年10月22日提交的卢森堡专利申请No.LU 100973和于2018年2月15日提交的卢森堡专利申请No.LU 100706的优先权。上述申请通过引用的方式整体上并入本文。
[0003]本专利技术涉及一种用于光学系统中的数据传输的光学光导元件和系统。

技术介绍

[0004]对于高性能光纤线缆，出于工作安全的原因，规定了以防不受控制的泄漏激光辐射的保护。因此，建议使用安全系统来监测光纤线缆的断裂，因为损坏(例如光纤断裂)释放可能对人体造成不可逆伤害的危险量的激光。因此，即使在光纤线缆损坏的情况下，也应触发安全系统并关闭激光器。
[0005]从现有技术中已知用于光纤线缆断裂监测的解决方案。例如，公开的德国专利申请DE 19806629 A1公开了一种用于监测弯曲半径和用于光缆断裂监测的方法以及用于应用所述方法的光导光缆。通过将至少一个附加的光纤引入主光纤成为光缆来进行监测，该光缆配备有接收系统。通过监测光纤传输的辐射变化用于探测过度的弯曲或断裂。当探测到危险情况时，产生警告信号，或关断功率传输。
[0006]公开的德国技术DE 20 2005 005 869 U1公开了一种供应线路、尤其是用于工业机器人的管包装，其具有多个线缆和/或线路以及用于监测供应线路变形的集成监测传感器并且具有评估设备，该供应线路包括无包层光纤，该无包层光纤由护套包围，使得其受力压在光纤上，其中，光纤连接到用于耦合输入光的馈送点。
[0007]公开的欧洲专利申请EP 1 662 288 A1(对应于公开的德国技术DE 20 2005 018 553 U1)公开了一种用于光纤的保护装置，其包括保护管，被引导通过保护管的至少一个电导体环，该至少一个电导体环具有导体环的限定的电阻抗和特定的电阻抗绝缘，其中，保护管具有双层式或多层式结构，其由光学透明的电绝缘材料的内层和非透明材料的至少一个上覆层构成，除了光纤之外，导体环还布设得穿过该管，导体环由两个相互绝缘的电导体构成，该两个电导体通过限定的电阻抗在管的一端连接并且在另一端连接到阻抗控制测量单元上，其中，选择该两个电导体的绝缘使得由在光纤断裂的情况下的泄漏光的热效应或由辐射导致影响所述电导体或者所述电导体的或所述电导体中的至少一个的直接接触被切断，最后由测量单元可探测到电阻的变化。
[0008]因此，当前通过监测集成到光导线缆中的元件——例如两个或三个电导体——基于电参数的探测来监测光纤线缆中的断裂，所述电导线通过绝缘来彼此分开，这在以激光照射时改变它们的性质。
[0009]除了监测功能之外，还期望沿着光导系统的数据传输。这些数据包括用于所耦合
的或所连接的系统的控制信号，以及由传感器传送的数据或包含所连接的系统的特性的数据。出于本专利技术的目的，这些数据也称为用户数据。
[0010]为了另外传输这样的数据，可以使用单独运行的数据线。这种解决方案的缺点是对于用户而言麻烦的处理。

技术实现思路

[0011]因此，本专利技术的目的是，提供一种光学系统，其中，可以在对于用户而言无额外设计努力的情况下传送用户数据。
[0012]本专利技术提供一种光学光导元件，其包括用于耦合输入数据的接口和/或用于解耦数据的接口和用于传送数据的至少第一数据通道。
[0013]在另一个实施例中，光导元件包括至少第一电通道和第二电通道或光学通道。
[0014]此外，光导元件还可以包括作为第二数据通道的光学通道。
[0015]根据本专利技术还规定，光导元件包括作为第一数据通道的用于驱动第二数据通道的源的电线和作为第二通道的布置在光导元件中的电线或光学控制光纤。
[0016]在本专利技术的另一实施例中，提供光导元件，第二数据通道可以将布置在光导元件的一端处的用于生成电信号、电磁波或光学信号的源与布置在光导元件的另一端处的探测器连接。
[0017]此外，光导元件可以包括至少一个插接式连接装置，所述至少一个插接式连接装置用于传送用户数据、与传感器和/或致动器的通信、对在所述光导元件的一端处的所述源的电控制和/或从所述源到所述探测器的信号和/或所述探测器的信号。
[0018]根据本专利技术，在另一方面规定，源布置在连接到光导元件的插头连接装置中或光导元件本身中。
[0019]本专利技术还包括一个实施例，在该实施例中，连接到光导元件的插头连接装置中断电通道和/或光学通道。
[0020]光导元件还可以包括在两端处的用于两个通道的插接式连接装置，用于连接到另外的光导元件上。
[0021]在另一实施例中，光导元件可以包括作为数据线的至少一个监测通道或沿系统的单独数据线。
[0022]本专利技术的另一个目的是一种光导系统，其由如上所述的至少两个互连的光导元件或包括如上所述的光导元件的互连的光导部件组成。
[0023]此外，本专利技术包括一种用于在光学系统中传送数据的方法，所述方法包括以下步骤：
[0024]a.将数据耦合输入到光导元件的接口中；
[0025]b.借助布置在光导元件内的第一和/或第二数据通道传输数据；
[0026]c.将数据与光导元件的接口解耦。
[0027]本专利技术的方法还包括使用电导体作为第一数据通道。
[0028]此外，在该方法中，第二数据通道可以是控制光纤或电线。
[0029]本专利技术的方法还规定，通过第一数据通道电地传送数据，并且，通过第二数据通道电地、光学地或电磁地传送数据。
[0030]此外，在根据本专利技术的方法中，可以在光导元件内和/或在光导元件外生成要传送的数据。
[0031]该方法还规定，在耦合输入到光导的连接器中生成要传送的数据。
[0032]本专利技术的另一个目的涉及前述方法在光导系统中的使用，该光导系统包括至少两个如上所述的互连的光导元件。
[0033]此外，本专利技术涉及使用如上所述的光导元件或根据上述实施例的光导元件来在光学系统中传送数据。
[0034]简单地通过示出优选的实施例和实施方式，依据以下详细说明，本专利技术的其他的方面、特征和优点将是显而易见的。本专利技术还能够具有其他的和不同的实施例，并且，其若干细节可以在各种明显的方面被修改，所有这些都不脱离本专利技术的精神和范围。因此，附图和说明本质上被认为是例证性的，而不是限制性的。本专利技术的另外的目的和优点将部分地在下面的说明中阐述，部分地将依据说明而显而易见，或者可以通过本专利技术的实践来学习。
附图说明
[0035]将基于附图描述本专利技术。应当理解，附图中描述的本专利技术的实施例和方面仅是示例并且不以任何方式限制权利要求的保护范围。本专利技术由权利要求及其等同物来限定。应当理解，本专利技术的一个方面的或实施例的特征可以与本专利技术的其他实施例的不同方面或多本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于在高功率激光系统中传输高功率激光以进行激光加工操作的设备，所述设备包括：具有第一端和第二端的线缆；功率光纤，其设置在所述线缆内且被配置成能够在所述线缆的第一端与第二端之间传输高功率激光；第一监测通道，其设置在所述线缆内且被配置成能够在所述线缆的第一端与第二端之间传导第一监测信号；第二监测通道，其设置在所述线缆内且被配置成能够在所述线缆的第一端与第二端之间传导第二监测信号；和评估单元，其设置成能够与第一监测通道和第二监测通道通信，所述评估单元被配置成能够基于第一监测信号和第二监测信号冗余地监测功率光纤的高功率激光的传输的中断，所述评估单元与与高功率激光系统相关联的用户数据交互，且所述评估单元被配置成能够在第一监测通道和第二监测通道中的至少一个中将具有用户数据的用户数据信号作为监测信号传送，其中，在第一监测通道和第二监测通道中的所述至少一个中作为监测信号传输的用户数据信号既用于监测高功率激光的传输的中断，又传输用户数据。2.根据权利要求1所述的设备，其中，用户数据信号中传送的用户数据选自由控制信号、传感器数据、数据传输、数据流、模块间通信、序列号、类型组成的组。3.根据权利要求1或2所述的设备，其中，用户数据信号通过第一监测通道电地传输，用户数据信号通过第二监测通道电地、光学地或电磁地传输。4.根据权利要求1
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3中任一项所述的设备，其中，用户数据信号在所述线缆内、所述线缆外和/或在耦合到所述线缆的连接器中产生。5.根据权利要求1
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4中任一项所述的设备，其中，所述设备还包括属于所述高功率激光系统的至少两个子系统，每个子系统均具有被配置成耦合到所述线缆的第一端和第二端中的一个的连接，每个所述连接均被配置成能够与功率光纤、第一监测通道和第二监测通道通信地连接。6.根据权利要求5所述的设备，其中，为了在所述至少两个子系统之间传输用户数据信号，评估单元被配置成能够将用户数据以数据流从所述至少两个子系统中的第一子系统传送到所述至少两个子系统中的第二子系统，所述第一子系统被配置成能够被动地执行所述传送，而不操纵所述数据流；或为了在所述至少两个子系统之间传输用户数据信号，评估单元被配置成能够将用户数据以数据流从所述至少两个子系统中的第一子系统交换到所述至少两个子系统中的第二子系统，所述第一子系统被配置成能够主动地执行所述交换；或为了在所述至少两个子系统之间传输用户数据信号，评估单元被配置成能够执行以下中的至少一种：在用户数据信号中传输被配置成能够操作所述至少两个子系统中的一个的控制数据；和在所述至少两个子系统之间在用户数据信号中传输传感器数据；或所述至少两个子系统中的至少一个包括用于用户数据信号传输的有源部件，第一监测通道和第二检测通道中的至少一个被配置成向所述有源部件供电。7.根据权利要求5所述的设备，其中，所述至少两个子系统中的至少一个包括主动参与者，所述主动参与者被配置成在第一监测通道和第二监测通道中的至少一个中传输用户数
据信号，所述用户数据信号具有所述至少两个子系统中的至少一个能够使用的有效载荷数据，所述有效载荷数据用作第一监测信号和第二监测信号中的至少一个，以用于冗余地监测所述中断。8.根据权利要求7所述的设备，其中，所述有效载荷数据包括以下中的一个或多个：用户数据、序列号、类型、传感器数据、控制信号、非安全功能数据、与所述至少两个子系统中的至少一个相关联的数据和与所述至少两个子系统的外围设备相关联的数据。9.根据权利要求5所述的设备，其中，所述线缆的第一端和第二端中的每一个均包括设置在所述线缆的相应端上的线缆插头，所述线缆插头被配置成能够连接到所述至少两个子系统中的一个的插座，所述线缆插头具有用于功率光纤、第一监测通道和第二监测通道的传输点，所述传输点被配置成连接到插座。10.根据权利要求1
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9中任一项所述的设备，其中，评估单元被配置成能够监测第一监测信号和第二监测信号以下至少一项：安全功能、循环时间、传输短路和传输中断。11.根据权利要求1
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10中任一项所述的设备，其中，为了基于第一监测信号和第二监测信号冗余地监测功率光纤的高功率激光的传输中断，评估单元被配置成能够将所述中断检测为功率光纤的插接连接中断、功率光纤的断裂损坏或第一监测通道和第二监测通道中任一者的错误连接，其中，评估单元被配置成能够响应于检测到的中断关闭高功率激光系统。12.根据权利要求11所述的设备，其中，第一监测通道和第二监测通道中的至少一个包括光纤，其中，光纤的材料的吸收位于在功率光纤中传输的激光功率的波长范围内。13.根据权利要求1
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12中任一项所述的设备，其中，第一监测通道是被配置成能够传导用于第一监测信号的电监测信号的电线，所述第二监测通道是被配置成能够传导用于第二监测信号的光学监测信号的光纤。14.根据权利要求13所述的设备，其中，评估单元包括设置成能够与光纤和电线通信的源，所述源至少部分通过电线的电监测信号驱动，并且被配置成能够产生用于光纤的光学监测信号。15.根据权利要求14所述的设备，其中，所述源布置在线缆的第一...

【专利技术属性】
技术研发人员：E，
申请(专利权)人：HIGHYAG激光技术公司，
类型：发明
国别省市：