铣削深度补偿系统和方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN109511270A(43)申请公布日2019.03.22(21)申请号201780043051.4B·杜普邦B·D·洛克伍德(22)申请日2017.06.19B-A·胡恩O·科特曼(30)优先权数据(74)专利代理机构北京市中咨律师事务所15/2177432016.07.22US11247代理人吴鹏马江立(85)PCT国际申请进入国家阶段日2019.01.10(51)Int.Cl.E21C31/02(2006.01)(86)PCT国际申请的申请数据E21C25/10(2006.01)PCT/US2017/0380782017.06.19E21C25/08(2006.01)(87)PCT国际申请的公布数据E21D9/10(2006.01)WO2018/017229EN2018.01.25(71)申请人卡特彼勒公司地址美国伊利诺伊州(72)发明人C·J·莫伯格T·坦曼尼F·库恩涅蒙德M·坦纳P·科尔涅夫R·比尔辛权利要求书1页说明书10页附图7页(54)发明名称铣削深度补偿系统和方法(57)摘要用于铣削岩石的铣削深度补偿系统基于机器的目标位置和工作面的初始位置确定机器(10)的目标位置、工作面(101)的初始位置和机器的目标姿态。确定机器的实际姿态，并且使用实际姿态和目标姿态之间的差异来确定铣削刀具的动态铣削路径。动态铣削路径包括铣削刀具沿着第一路径、第二路径和第三路径的运动。产生指令信号以沿着动态铣削路径移动铣削刀具。CN109511270ACN109511270A权利要求书1/1页1.一种用于沿着工作面(101)铣削材料的系统，包括：铣削刀具，其安装在机器(10)上用于沿着所述工作面(101)移除所述材料，所述铣削刀具围绕轴线可旋转并且沿着第一路径、第二路径以及第三路径相对于所述机器可移动，所述第一路径与所述第二路径以及所述第三路径正交；位置传感器(40)，其与所述机器(10)相关联用于产生指示所述机器的姿态的位置信号；以及控制器(41)，其被配置为：存储所述机器(10)的期望机器路径；基于所述期望机器路径确定所述机器(10)的目标位置；确定所述工作面(101)的初始位置；基于所述机器的所述目标位置和所述工作面(101)的所述初始位置确定所述机器(10)的目标姿态；基于来自所述位置传感器(46)的所述位置信号来确定所述机器(10)的实际姿态；确定所述机器(10)的所述实际姿态与所述机器的所述目标姿态之间的差异；基于所述实际姿态与所述目标姿态之间的所述差异来确定所述铣削刀具的动态铣削路径，所述动态铣削路径包括所述铣削刀具沿着所述第一路径、所述第二路径和所述第三路径的运动；以及产生指令信号以沿着所述动态铣削路径移动所述铣削刀具。2.根据权利要求1所述的系统，其中所述控制器(41)进一步被配置成确定多个动态铣削路径，所述多个动态铣削路径中的每一个基于所述机器的所述实际姿态与所述机器(10)的所述目标姿态之间的所述差异，所述多个动态铣削路径限定铣削循环。3.根据权利要求2所述的系统，其中所述控制器进一步被配置成用于确定多个铣削循环，所述多个铣削循环中的每一个通过所述铣削刀具沿着所述第三路径的进给运动来区分。4.根据权利要求3所述的系统，其中所述第三路径是线性的并且所述铣削刀具在所述多个铣削循环的每个之间沿着所述第三路径的所述进给运动是等量的。5.根据权利要求2-4中任一项所述的系统，其中所述铣削循环包括多个相邻弧形。6.根据权利要求1-5中任一项所述的系统，其中所述第一路径是弧形，并且所述第三路径是线性的。7.根据权利要求1-6中任一项所述的系统，其中所述铣削刀具包括可旋转的切削头，所述切削头上设置有多个刀架，其中所述多个刀架可旋转地安装在所述可旋转的切削头上。8.根据权利要求1-8中任一项所述的系统，其中所述位置传感器包括至少一个棱镜。9.一种沿工作面铣削材料的方法，包括由权利要求1-8中任一项所述的系统执行的步骤。10.一种机器(10)，包括根据权利要求1-8中任一项所述的系统。2CN109511270A说明书1/10页铣削深度补偿系统和方法技术领域[0001]本发明总体上涉及一种铣削系统，并且更具体地涉及一种用于动态地修改铣削刀具的路径以补偿其上安装该刀具的机器的未对准的系统和方法。背景技术[0002]在岩石中生成或形成隧道的一种方式是钻洞，将炸药插入洞中，并使炸药起爆。这些炸药操作需要大量的计划，并且炸药的使用可能增加与这些操作相关的风险。[0003]作为替代方案，已经开发了用于在地下切削或铣削隧道和孔的移动式采矿机。在相对软的材料例如煤中使用这种机器是常见的。然而，由于岩石的性质，在比煤更硬的材料例如用于采矿和道路施工的岩石隧道中切削或铣削隧道和