CN113227919A - 材料去除系统的移动控制 - Google Patents

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Abstract

公开了用于材料去除系统和/或组件的移动控制的系统和/或方法，材料去除系统和/或组件比如例如为锯、研磨机、抛光机和/或更一般的材料制备和/或测试机。材料去除系统可以包括材料去除机，该材料去除机被配置为在一个或多个致动器的推动下移动。该系统可以进一步包括控制电路系统，该控制电路系统被配置为基于指示材料去除工具是否与样本接触的一个或多个电力参数、热参数、位置参数和/或其他参数(例如，经由致动器)来控制材料去除组件的移动(和/或速度、加速度等)。

Description

材料去除系统的移动控制
相关申请的交叉引用
本申请要求2018年8月29日提交的名称为“MOVEMENT CONTROL OF MATERIALREMOVAL SYSTEMS[材料去除系统的移动控制]”的美国临时申请序列号62/724,140和2019年7月22日提交的名称为“MOVEMENT CONTROL OF MATERIAL REMOVAL SYSTEMS[材料去除系统的移动控制]”的美国专利申请号16/518,160的优先权和权益，这些申请的全部内容通过引用并入本文。
技术领域
本公开内容总体上涉及材料去除系统，并且更具体地涉及材料去除系统的移动控制。
背景技术
常规的材料去除机(例如，锯、研磨机和/或抛光机)是静止的或被配置为由人的手移动和/或操纵。一些更复杂的材料去除机被配置为经由机器组件来移动。然而，机器组件的移动控制可能是粗略的和/或不精确的。
通过将这类系统与在本申请的其余部分参照附图阐述的本公开内容相比较，常规方法和传统方法的局限性和缺点对本领域技术人员而言将变得显而易见。
发明内容
本披露涉及例如基本上如至少一个附图所展示的和/或结合至少一个附图所描述的并且如权利要求中更完整地阐述的材料去除系统的移动控制。
从以下描述和附图，将更加充分地理解本公开内容的这些和其他优点、方面和新颖特征以及本公开内容的所展示示例的细节。
附图说明
图1是根据本公开内容的各方面的示例材料去除系统的立体图。
图2a是根据本公开内容的各方面的图1的材料去除系统的示例材料去除组件的后视立体图。
图2b是根据本公开内容的各方面的图2a的示例材料去除组件以及工作台的前视图。
图3a是根据本公开内容的各方面的图2a的材料去除组件的示例材料去除机的放大的后视立体图。
图3b是根据本公开内容的各方面的图2的材料去除组件的示例材料去除机的侧视图。
图3c是根据本公开内容的各方面的图3b的示例材料去除机的相反侧视图。
图3d是根据本公开内容的各方面的图3a的示例材料去除机的一部分沿图3c中的线3d-3d截取的横截面视图。
图4至图6展示了根据本公开内容的各方面的图3的材料去除机的旋转移动。
图7是根据本公开内容的各方面的图1的示例材料去除系统的控制电路系统的框图。
图8是根据本公开内容的各方面的图7的控制电路系统的示例触摸检测马达控制的流程图。
图9是根据本公开内容的各方面的另一个示例材料去除系统的立体图。
附图不一定按比例绘制。在适当情况下，相同或相似的附图标记用于在附图中指代相似或相同的要素。例如，利用字母的附图标记(例如，上支撑轨道202a、下支撑轨道202b)指代没有该字母的相同附图标记(例如，支撑轨道202)的实例。
具体实施方式
下文可以参照附图描述本公开内容的优选示例。在以下描述中，没有详细描述众所周知的功能或构造，因为众所周知的功能或构造可能以不必要的细节混淆本公开内容。对于本公开内容，以下术语和定义将适用。
如本文所使用的，术语“大约”和/或“近似”当用于修饰或描述某一值(或值的范围)、位置、取向、和/或动作时意指相当接近这个值、值的范围、位置、取向、和/或动作。因此，本文所描述的示例不限于仅列举的值、值的范围、位置、取向、和/或动作，而是应当包括合理可行的偏差。
如本文所使用的，“和/或”是指列表中由“和/或”连接的多个项中的任何一项或多项。例如，“x和/或y”是指三元素集合{(x),(y),(x,y)}中的任何元素。换言之，“x和/或y”是指“x和y中的一个或两个”。作为另一个示例，“x、y和/或z”是指七元素集合{(x),(y),(z),(x,y),(x,z),(y,z),(x,y,z)}中的任何元素。换言之，“x、y和/或z”是指“x、y和z中的一个或多个”。
如本文所使用的，术语“例如(e.g.)”和“例如(for example)”引出一个或多个非限制性示例、实例、或图示的列表。
如本文所使用的，术语“电路”和“电路系统”是指物理电子部件(即，硬件)以及可以配置硬件、由硬件执行、和/或以其他方式与硬件相关联的任何软件和/或固件(“代码”)。如本文所使用的，例如，特定的处理器和存储器在执行第一一行或多行代码时可以构成第一“电路”，而在执行第二一行或多行代码时可以构成第二“电路”。如本文所使用的，当电路系统包括执行某项功能所必需的硬件和/或代码(如果有必要)时，电路系统“可操作”和/或“被配置”用于执行该功能，而不管该功能的执行是被禁用还是被启用(例如，通过用户可配置的设置，出厂调整等)。
如本文所使用的，控制电路和/或控制器可以包括数字和/或模拟电路系统、分立和/或集成电路系统、微处理器、DSP等，位于形成控制器的一部分或全部的一个或多个板上和/或用于控制材料去除组件的软件、硬件和/或固件。
如本文所使用的，术语“处理器”是指处理装置、设备、程序、电路、部件、系统和子系统，无论是以硬件、有形形式的软件或这两者来实施、以及无论其是否是可编程的。如本文使用的术语“处理器”包括但不限于一个或多个计算装置、硬连线电路、信号修改装置和系统、用于控制系统的装置和机器、中央处理单元、可编程装置和系统、现场可编程门阵列、专用集成电路、芯片上系统、包括分立元件和/或电路的系统、状态机、虚拟机、数据处理器、处理设施、以及前述各者的任意组合。处理器可以例如是任何类型的通用微处理器或微控制器、数字信号处理(DSP)处理器、专用集成电路(ASIC)。处理器可以耦接到存储器装置和/或与存储器装置整合在一起。
如本文所使用的，术语“存储器”和/或“存储器装置”是指用于存储信息以供处理器和/或其他数字装置使用的计算机硬件或电路系统。存储器和/或存储器装置可以是任何合适类型的计算机存储器或任何其他类型的电子存储介质，例如只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)、高速缓存存储器、光盘只读存储器(CDROM)、电光存储器、磁光存储器、可编程只读存储器(PROM)、可擦除可编程只读存储器(EPROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、计算机可读介质等。
为了方便起见，贯穿本说明书使用术语“电力”，但是“电力”也包括相关的量度，比如能量、电磁场、电流、电压和/或焓。例如，测量和/或控制“电力”可以涉及测量和/或控制能量、电磁场、电压、电流、能量和/或焓。
本公开内容的一些示例涉及一种材料去除系统，包括：材料去除机，该材料去除机包括材料去除工具；驱动组件，该驱动组件被配置为将该材料去除工具朝向或远离样本移动；以及控制电路系统，该控制电路系统被配置为基于材料去除机的参数经由驱动组件来调整材料去除机的移动，其中，该参数包括电力参数、位置参数和热参数中的一者或多者。
在一些示例中，电力参数包括与材料去除工具的致动相关的电力，热参数包括通过致动材料去除工具的产生的热能，并且空间参数包括材料去除工具相对于样本的位置和材料去除工具的速度中的一者或多者。在一些示例中，控制电路系统被配置为：当该参数或该参数的变化低于阀值时，在第一模式下移动材料去除工具，当该参数或该参数的变化高于阀值时，在第二模式下移动材料去除工具。在一些示例中，控制电路系统被配置为：在第一模式下以第一速度移动材料去除工具，并且在第二模式下以第二速度移动材料去除工具。在一些示例中，第二速度大于第一速度。在一些示例中，第二速度小于第一速度。在一些示例中，阀值由用户设置或由控制电路系统确定。在一些示例中，控制电路系统基于材料去除工具的一个或多个性质来确定阀值。
本发明内容的一些示例涉及一种材料去除系统，该材料去除系统包括：材料去除机，该材料去除机包括材料去除工具；驱动组件，该驱动组件被配置为将材料去除机沿着或围绕轴线移动；工具致动器，该工具致动器被配置为使用电流致动材料去除工具；工具致动器控制器，该工具致动器控制器被配置为控制工具致动器，该工具致动器包括传感器，该传感器被配置为测量该电流；以及控制电路系统，该控制电路系统被配置为：当该电流或该电流的变化低于阀值时，在第一模式下经由驱动组件移动材料去除机，并且当该电流或该电流的变化高于该阀值时，在第二模式下经由驱动组件移动材料去除机。
在一些示例中，控制电路系统被配置为：在第一模式下以第一速度移动材料去除工具，并且在第二模式下以第二速度移动材料去除工具。在一些示例中，阀值由用户经由用户界面设置。在一些示例中，控制电路系统基于材料去除工具的一个或多个性质来确定阀值。在一些示例中，轴线由驱动组件限定。
本公开内容的一些示例涉及一种移动材料去除机的方法，该方法包括：经由驱动组件移动材料去除机，该材料去除机包括材料去除工具；以及响应于材料去除机的参数的变化而修改材料去除机的移动，该参数包括电力参数、位置参数和热参数中的一者或多者。
在一些示例中，电力参数包括与材料去除工具的致动相关的电力，热参数包括通过致动材料去除工具产生的热能，并且空间参数包括材料去除机的位置和材料去除工具的速度中的一者或多者。在一些示例中，当该参数低于阀值时，在第一模式下经由驱动组件移动材料去除机，并且当该参数高于该阀值时，在第二模式下经由驱动组件移动材料去除机。在一些示例中，在第一模式下以第一速度移动材料去除机，并且在第二模式下以第二速度移动材料去除机。在一些示例中，阀值由用户设置。在一些示例中，控制电路系统基于材料去除机的一个或多个性质来确定阀值。在一些示例中，沿着或围绕由驱动组件限定的轴线移动材料去除机。
在一些材料去除系统中，材料去除工具(例如，锯片)从非接触(和/或原始)位置移动到与被操作的物品(例如，材料样本)接触的接触(和/或操作)位置。一旦处于接触位置，该工具就可能需要改变其移动以便恰当地操作(例如，切削、研磨、抛光等)样本。例如，该工具可以被快速地从非接触位置移动到接触位置，并且在到达接触位置之后缓慢移动。常规的材料去除机使用了皮带张力作为工具处于接触位置还是非接触位置的指示。然而，使用皮带张力已经被证明是无效的，这导致对接触的响应相对较慢。使用工具致动器所汲取的电流(和/或其他电力参数)作为工具处于接触位置还是非接触位置的指示已被证明是更精确、有效和/或响应迅速的。另外，将电力传感器整合到工具致动器的控制器中减少了可能与使用单独的一个或多个电力传感器相关联的成本、信号延迟、噪声等问题。
因此，本公开内容的一些示例涉及材料去除系统的移动控制，这些材料去除系统为比如例如锯、研磨机、抛光机和/或更一般的材料制备和/或测试机。在一些示例中，材料去除系统包括材料去除机，该材料去除机被配置为在一个或多个致动器的推动下沿着和/或围绕一条或多条轴线移动。材料去除机包括材料去除工具，该材料去除工具被配置为在工具致动器的推动下在主轴上旋转。工具致动器从电源汲取电流。控制电路系统被配置为基于工具致动器所汲取的电流(和/或其他相关的电力参数)(例如，经由致动器)来控制材料去除组件的移动(例如，速度、加速度、方向等)。
在操作中，当工具致动器处于非接触位置时(此时没有必须要克服的来自样本的阻力和/或摩擦)工具致动器所汲取的电流(和/或其他相关的电力参数)倾向于比当工具致动器处于接触位置时(此时存在必须要克服的来自样本的阻力和/或摩擦)更小。在处于接触位置时使用的附加电流被用来生成更大的力(和/或扭矩)以旋转该工具，从而克服材料样本的反向摩擦力(和/或阻力)。所公开的示例监测工具致动器所汲取的电流(和/或所汲取的电流的变化)，并基于该电流来控制材料去除组件的移动。
图1示出了示例材料去除系统100的简化图示。如图所示，材料去除系统100包括材料去除组件200和基本上封围在箱体104(和/或壳体)内的工作台102。工作台102被配置为固位材料样本(未示出)，材料去除组件200可以对该材料样本进行操作。在图1的示例中，材料去除组件200进一步包括用户界面(UI)106、控制电路系统700和电源108。尽管在图1中示出在箱体外部，但是在一些示例中，UI 106、控制电路系统700和/或电源108可以定位在箱体104内。
在一些示例中，UI 106可以包括用户可访问的输入和/或输出。例如，UI 106可以包括一个或多个视觉输出(例如，触摸显示屏、视频监测器、发光二极管、白炽灯和/或其他灯等)和/或一个或多个音频输出(例如，音频扬声器)。在一些示例中，UI 106可以进一步包括一个或多个视觉输入(例如，触摸显示屏、按钮、旋钮、开关等)和/或一个或多个音频输入(例如，麦克风)。在一些示例中，UI 106可以进一步包括一个或多个输入和/或输出端口和/或装置(例如，通用串行总线(USB)端口、音频端口、HDMI端口、网络端口、磁盘驱动器、光盘驱动器、数字视频盘驱动器等)。在一些示例中，UI 106可以进一步包括一个或多个无线通信装置(例如，短距离通信装置、无线电装置、无线网络装置等)，这些无线通信装置被配置为启用第三方装置与用户界面106之间的无线通信。
图2a和图2b分别示出了示例材料去除组件200的后视立体图和前视图。如图所示，材料去除组件200包括材料去除机300，该材料去除机被固位在第一端板204a与第二端板204b之间的上支撑轨道202a和下支撑轨道202b上。在图2b的示例中，工作台102也定位在第一端板204a与第二端板204b之间。支撑轨道202延伸穿过材料去除机300，并且由端板204固位。更具体地，支撑轨道202延伸穿过材料去除机的套筒308，例如，如图3a所示。
在图2a和图2b的示例中，致动轴206在端板204之间延伸并且延伸穿过材料去除机300。更具体地，致动轴206延伸穿过材料去除机300的螺母302(例如，参见图3b)。致动轴206可以包括接合特征，比如例如螺纹。接合特征可以与材料去除机300的螺母32的互补接合特征(例如，螺纹凹槽)接合。如图所示，致动轴206竖直地定位在支撑轨道202之间并且可旋转地附接到第二端板204b。更具体地，致动轴206在轴承208处附接到第二端板204b。轴承208被配置为将致动轴206的一端固位到第二端板204b，同时允许致动轴206在轴承208内旋转。致动轴206的另一端可旋转地附接到第一端板204a。
在图2a和图2b的示例中，致动壳体210也靠近致动轴206的附接点附接至第一端板204。与致动轴206机械连通的轴致动器212(例如，马达)位于致动壳体210内。如图所示，轴致动器212与轴致动器控制器214电连通。轴致动器212被配置为响应于来自轴致动器控制器212的输入(例如，一个或多个控制信号)而转动致动轴206。当转动时，致动轴206的接合特征与螺母302的互补接合特征接合，以沿着支撑轨道202朝向和/或远离第一端板204a、第二端板204b和/或工作台102移动(例如，推动和/或拉动)材料去除机300。这样，支撑轨道202限定了材料去除机300被配置为沿其线性移动的轴线。在一些示例中，轴致动器212和/或轴致动器控制器212可以另外定位。
在图2a的示例中，材料去除组件200进一步包括被配置为使下支撑轨道202转动的轨道致动器单元216。如图所示，轨道致动器单元216包括轨道致动器218(例如，伺服马达和/或其他马达)和轨道致动器控制器220。轨道致动器218被配置为响应于来自轨道致动器控制器220的输入(例如，一个或多个控制信号)来转动下支撑轨道202。
在图2a的示例中，轨道致动器单元216是线性致动器。更具体地，轨道致动器单元216的轨道致动器218通过齿轮箱224与致动杆222机械连通，使得齿轮箱224将轨道致动器218的致动转换成致动杆222的线性(和/或线性往复)移动。致动杆222的一端附接到联接器224，该联接器联接到下支撑轨道202b的电枢226。联接器224和/或电枢226将致动杆222的线性移动转换成下支撑轨道202b的旋转移动。当下支撑轨道202b转动时，下支撑轨道202b使端板204绕下支撑轨道202b移动。端板204继而使上引导轨道202a和致动轴206绕下支撑轨道202b移动。上引导轨道202a的移动迫使材料去除机300也围绕下支撑轨道202b移动。因此，下支撑轨道202b的旋转引起材料去除机300绕下支撑轨道202b所限定的轴线旋转。
图4至图6从材料去除机300的侧视图展示了材料去除机300经由轨道致动器218的示例旋转移动。在图4的示例中，材料去除机300处于缩回位置，向后旋转。在一些示例中，图4中材料去除机300的旋转位置可能是非接触位置。在图5的示例中，材料去除机300已经略微向前旋转到如图3a至图3c所示的位置。在一些示例中，图4中材料去除机300的旋转位置可能是原始和/或非接触位置，这取决于样本的大小和/或材料去除机300与样本的线性对齐。在图6的示例中，材料去除机300已经向前旋转得更远。在一些示例中，图6中材料去除机300的旋转位置可能是样本接触位置，这取决于样本的大小和/或材料去除机300与样本的线性对齐。
图3a至图3c示出了材料去除机300的各种视图。图3a是放大的后视立体图，而图3b和图3c示出了材料去除机300的侧视图，为了清楚起见，去除了材料去除组件200的一些其他元件。如图所示，材料去除机300包括联接到支撑件306的材料去除工具304(例如，锯片、研磨锯、研磨机、抛光机等)。
在图3a至图3d的示例中，支撑件306包括两个基本上平行的支撑板：第一支撑板307a和第二支撑板307b。支撑板307通过套筒308(上套筒308a和下套筒308b)、主轴壳体330和工具致动器壳体322连接。工具致动器壳体322封围工具致动器320和/或工具致动器控制器324，如下文进一步讨论的。主轴壳体330封围主轴310的至少一部分，材料去除工具300固定在主轴上。套筒308附接到支撑板307和/或延伸穿过支撑板。套筒308进一步环绕支撑轨道202的各部分。这使得当致动轴206线性地移动材料去除机时，套筒308沿着支撑轨道202引导材料去除机300，并且当支撑轨道202可旋转地移动时，进一步将材料去除机300固位在支撑轨道上。
在图3a至图3d的示例中，材料去除机300进一步包括连接至支撑板307a的护罩332。护罩332部分地封围(和/或包围)材料去除工具300。冷却剂歧管334附接到护罩332的上部部分。如图所示，冷却剂歧管334包括与若干冷却剂出口338流体连通的冷却剂入口336。支撑板307a还包括螺母302。例如，如图3d所示，材料去除工具304经由主轴310联接至支撑件306。
如图3至图5的示例中所示，主轴310延伸穿过材料去除工具304的中心(和/或中心孔)。如图所示，主轴310是基本上圆柱形的和/或被包围在支撑件的臂340和基本上圆柱形的主轴壳体330内。主轴壳体330在支撑板307之间延伸和/或附接到支撑板。附接到主轴310的一端的紧固件312将材料去除工具304固定在主轴310上。如图所示，紧固件312是螺母，但是在其他示例中，紧固件312可以是螺母、螺栓、螺钉、钉子和/或任何其他类型的适当紧固件。在图5的示例中，主轴310还从紧固件312延伸穿过主轴310的另一端处的主轴带轮314的中心(和/或中心孔)。当主轴带轮314转动时，主轴带轮314接合(和/或推动、移动、迫使、作用于等)主轴310，以使主轴310和材料去除工具304转动。
在图4的示例中，致动器带轮316经由带318机械地连接至主轴带轮314，使得带318将致动器带轮316的旋转转换成主轴带轮314的旋转。如图所示，致动器带轮316机械地连接到被配置成使致动器带轮转动的工具致动器320(例如，电动马达)。在图3的示例中，工具致动器320被包围在支撑件306的工具致动器壳体322中。如图所示，工具致动器控制器324也被包围在致动器壳体322内。在一些示例中，工具致动器320和/或工具致动器控制器324可以另外定位。工具致动器控制器324与工具致动器320电通信。工具致动器320被配置为响应于来自工具致动器控制器324的输入(例如，一个或多个控制信号)来转动致动器带轮316。当转动时，带318将致动器带轮316的旋转转换成主轴带轮314的旋转，并且主轴310将主轴带轮314的旋转转换成材料去除工具304的旋转。
图7是示出了图1和图2的材料去除组件200的控制电路系统700的框图。在图7的示例中，控制电路系统700包括一个或多个处理器702和存储器704。一个或多个处理器702可以使用存储在存储器中的数据来执行控制算法(和/或功能、过程、操作、例程等)。存储在存储器704中的数据可以经由UI 106来接收和/或预加载。
在图7的示例中，控制电路系统700连接至UI 106、轴致动器控制器214、轨道致动器控制器220、和工具致动器控制器324(和/或与这些控制器电通信)。控制电路系统700被配置为接收来自UI 106、轴致动器控制器214、轨道致动器控制器220、和/或工具致动器控制器324的一个或多个输入信号。控制电路系统被进一步配置为向UI 106、轴致动器控制器214、轨道致动器控制器220、和/或工具致动器控制器324输出一个或多个控制(和/或命令)信号。在图7的示例中，轴致动器控制器214、轨道致动器控制器220、和/或工具致动器控制器324各自包括传感器99，这些传感器与相应的控制器214、220、324整合在一起和/或被配置为分别测量(和/或检测、感测、确定等)轴致动器212、轨道致动器218、和/或工具致动器320所使用的电力量。
在一些示例中，传感器99可以与轴致动器控制器214、轨道致动器控制器220、和/或工具致动器控制器324分开。在一些示例中，传感器99可以附加地或可替代地被配置为测量(和/或检测、感测、确定等)相应的控制器214、220、324和/或相关的致动器212、218、320的其他参数，比如例如热量。在一些示例中，工具致动器控制器传感器99c可以附加地或可替代地被配置为测量(和/或检测、感测、确定等)材料去除工具304的旋转速度(和/或加速度)。在一些示例中，控制电路系统700也可以连接至实际轴致动器212、轨道致动器218、和/或工具致动器320，与这些致动器电通信，从这些致动器接收输入信号，和/或将输出信号发送至这些致动器。在一些示例中，电源108可以被配置为向轴致动器控制器214、轨道致动器控制器220、工具致动器控制器324、轴致动器212、轨道致动器218、工具致动器320、控制电路系统700、传感器99、和/或UI 106提供电力。在一些示例中，轴致动器控制器214、轨道致动器控制器220、和/或工具致动器控制器324可以分别包括被配置为向其自身和/或轴致动器212、轨道致动器218、和/或工具致动器320提供电力的一个或多个电源。
在图7的示例中，控制电路系统700进一步包括移动控制程序800。在一些示例中，移动控制程序800可以包括一个或多个模拟和/或分立电路。在一些示例中，移动控制程序800可以包括存储在存储器704中和/或由一个或多个处理器702执行的编程指令。控制电路系统700被配置为比如例如在移动材料去除组件时执行移动控制电路系统700。在一些示例中，控制电路系统700在每次移动材料去除组件200时都执行移动控制程序800。在一些示例中，控制电路系统700仅在某几次移动材料去除组件200时执行移动控制程序800。在一些示例中，控制电路系统700响应于通过UI106接收到的输入而执行移动控制程序800。在一些示例中，控制电路系统700响应于一些其他程序(和/或例程、功能、操作、电路系统、信号等)而执行移动控制程序800。
图8是展示移动控制程序800的示例的框图。如图所示，移动控制程序800包括停止材料去除组件框802和移动材料去除组件框803。在一些示例中，移动控制程序800基于一个或多个确定、信号、其他控制程序、和/或经由UI 106接收到的输入而在停止材料去除组件框802与移动材料去除组件框803之间切换。
在停止框802期间，控制电路系统700将一个或多个停止信号发送至轴致动器控制器214和/或轨道致动器控制器220(和/或轴致动器212和/或轨道致动器218)。响应于停止信号，轴致动器控制器214和/或轨道致动器控制器220可以将一个或多个其自己的对应的停止信号发送至轴制动器212和/或轨道致动器218。响应于停止信号，轴致动器212和/或轨道致动器218可以终止对材料去除组件200的任何致动，从而停止材料去除组件200的移动(其中，经由工具致动器320的材料去除工具304的移动可能除外)。在一些示例中，停止框802可以被认为是除了移动控制程序800以外的程序的一部分。
移动控制程序800的移动框803包括几个其他框。移动框802的开始是发送(多个)移动信号框804。在发送(多个)移动信号框804期间，控制电路系统700将一个或多个移动(和/或致动)信号发送至轴致动器控制器214和/或轨道致动器控制器220(和/或轴致动器212和/或轨道致动器218)。响应于移动信号，轴致动器控制器214和/或轨道致动器控制器220可以将一个或多个其自己的对应的移动信号发送至轴制动器212和/或轨道致动器218。响应于移动信号，轴致动器212和/或轨道致动器218可以开始致动材料去除组件200，从而使材料去除组件200沿着和/或围绕支撑轨道202移动。
在一些示例中，移动信号可以表示一个或多个移动参数(例如，移动方向、加速度、速度等)和/或致动参数(例如，要使用的电力量)。在一些示例中，移动参数和/或致动参数向轴致动器212(和/或轴致动器控制器214)和/或轨道致动器218(和/或轨道致动器控制器220)提供关于其对材料去除组件200的移动(和/或致动、操作等)的指令。在一些示例中，移动参数和/或致动参数可以在移动框804的剩余框期间确定。更特别地，在一些示例中，移动框804的剩余框确定移动参数和/或致动参数应该是接触移动参数和/或致动参数还是非接触移动参数和/或致动参数。
在发送(多个)移动信号框804之后(和/或同时)，在框806处，移动控制程序800测量由工具致动器320汲取的电力。更特别地，在框806期间，控制电路系统700从工具致动器控制器324(和/或工具致动器320)接收表示工具致动器320所使用的电流的量(和/或大小)的一个或多个信号。在一些示例中，在框806期间，控制电路系统700接收从工具致动器控制器324(和/或工具致动器320)接收表示不同的电力参数(例如，电压、焓、能量、电磁场等)、热参数、速度参数、位置参数、接近度参数、和/或一些其他系统参数的一个或多个信号。在一些示例中，移动控制程序800在框806处测量由工具致动器320汲取的电力的变化，比如通过测量工具致动器320在不同时间所使用(和/或汲取、消耗、传导等)的电流的差异(和/或其他系统参数)。
在框808处，将测得的电流(和/或电流的变化、其他系统参数、和/或其他系统参数的变化)与阀值电流(和/或阀值电流变化、其他系统参数阀值、和/或其他系统参数变化阀值)进行比较。阀值可以被预加载(和/或预定、预编程等)、(例如通过控制电路系统700)以编程方式确定、和/或通过UI 106输入。例如，控制电路系统700可以基于一个或多个检测到的、用户输入的和/或以其他方式确定的变量(例如，材料去除工具304的实际旋转和/或表面速度、材料去除工具304的目标旋转和/或表面速度、材料去除工具304的半径和/或直径、材料去除工具304的厚度、材料去除工具304的重量和/或质量、样本大小、样本质量、样本重量、工作台大小等)来确定阀值。
如果测得的电流(和/或电流变化、其他系统参数、和/或其他系统参数变化)高于阀值，则在框810处将移动参数和/或致动参数设置为接触移动参数和/或接触致动参数。如果测得的电流(和/或电流变化、其他系统参数、和/或其他系统参数变化)低于阀值，则在框812处将移动参数和/或致动参数设置为非接触移动参数和/或非接触致动参数。在一些示例中，如果测得的电流(和/或电流的变化、其他系统参数和/或其他系统参数的变化)等于阀值，则在框810在将移动和/或致动参数设置为接触移动参数和/或接触致动参数。在一些示例中，如果测得的电流(和/或电流的变化、其他系统参数和/或其他系统参数的变化)等于阀值，则在框812处将移动和/或致动参数设置为非接触移动参数和/或非接触致动参数。在一些示例中，当测得的电流(和/或电流变化)等于阀值时是执行框810还是执行框812可以通过UI 106接收到的输入来确定。
在一些示例中，阀值可以基于移动控制程序800正在(和/或先前)使用接触移动参数和/或接触致动参数还是或非接触移动参数和/或非接触致动参数操作而改变。例如，在阈值是电流变化阈值的情况下，当移动控制程序800正在(和/或先前)使用非接触移动操作时，阀值可以是大于零的正值。在这样的示例中，略大于零的阀值将确保只有在所汲取的电力(例如，电流)的正变化(和/或增加)高于一定可忽略的量时才使用接触移动参数和/或接触致动参数。同样，当移动控制程序800正在(和/或先前)使用非接触移动操作时，阀值可以是小于零的负值。在这样的示例中，略小于零的阀值将确保只有在所汲取的电力(例如，电流)的负变化(和/或减少)低于一定可忽略的量时才使用非接触移动参数和/或非接触致动参数。在一些示例中，阀值可以近似为零。
在设置移动和/或致动参数之后，移动控制程序800返回到框804，程序800在该框处进行重复。在一些示例中，移动控制程序800可以以预加载(和/或预存储、预编程等)的频率、以编程方式确定的频率、和/或通过UI 106输入的频率来重复。在一些示例中，频率可以在微秒和/或毫秒级上。当考虑到进行电通信进行的速度时，程序800的重复速度可能会使材料去除组件200对材料去除工具304的接触状态与非接触状态的变化的响应非常快速。在一些示例中，接触和/或非接触移动参数和/或致动参数可以被设置成使得程序800在返回到框804之后继续进行到停止框802。
在一些示例中，移动控制程序800可以是更大的程序(和/或操作、功能、例程、电路系统等)的一部分。例如，可以根据某一其他程序移动材料去除组件200，并且该其他程序可以将移动控制程序800用于进行该其他程序的某些部分。例如，移动控制程序800可以用于进行将材料去除组件从原始(和/或非接触)位置移动到接触位置的操作的部分。在一些示例中，移动控制程序800使用的(多个)相关参数(例如，电流、电压、焓、能量、电磁场、热量、速度、位置、接近度等)可以以编程方式确定和/或经由用户界面700设置。
图9示出了另一个示例材料去除系统900。如图所示，材料去除系统900与材料去除系统100相似。然而，在图9的示例中，材料去除系统900包括一个或多个相机902和/或装置904。相机902和装置904可以与彼此一起和/或独立使用以检测、感测和/或测量材料去除组件200的位置和/或接近度。在一些示例中，装置904可以是传感器，比如接近度传感器、声学传感器、热传感器、位置传感器、和/或其他适当的传感器。在一些示例中，装置904可以是被配置为帮助相机检测和/或跟踪材料去除机200的信标。在一些示例中，相机902中的一个或多个可以是图像和/或视频相机、紫外相机、红外相机、微波相机、声学相机、激光相机和/或其他类型的相机。在相机902中的一个或多个是红外相机的示例中，相机902中的一个或多个可以使用材料去除组件200相对于周围环境的升高的温度(例如，由致动器212、218、320，致动器控制器214、220、324，材料去除工具304的致动、移动、和/或做功等生成)来区分材料去除组件200。尽管相机902被示出为安装在箱体104内，但是在一些示例中，相机902可以安装在箱体104外，和/或安装到材料去除机200。
在图8和图9的示例中，控制电路系统700的移动控制程序800可以使用位置和/或接近度(例如，相对于工作台102和/或样本)、和/或位置和/或接近度的变化来确定是使用接触移动参数和/或接触致动参数还是非接触移动参数和/或非接触致动参数。例如，移动控制程序800的框806可以测量位置和/或接近度(和/或位置和/或接近度的变化)而不是电力。同样，框808可以将位置和/或接近度(和/或位置和/或接近度的变化)与阀值进行比较，以便确定是使用接触移动参数和/或接触致动参数(框810)还是非接触移动参数和/或非接触致动参数(框812)。
虽然已经参考某些实施方式描述了本发明的设备、系统、和/或方法，但是本领域的技术人员应当理解的是，在不脱离本发明的设备、系统、和/或方法的范围的情况下，可以进行各种改变并且可以替换等效物。另外，在不脱离本公开内容范围的情况下，可以做出许多修改以使特定情况或材料适应于本公开内容的教导。因此，本发明的设备、系统、和/或方法不旨在局限于所公开的特定实施方式，而是本发明的设备、系统、和/或方法将包括落在所附权利要求的范围内的所有实施方式。

Claims (20)

1.一种材料去除系统，包括：
材料去除机，所述材料去除机包括材料去除工具；
驱动组件，所述驱动组件被配置为将所述材料去除工具朝向或远离样本移动；以及
控制电路系统，所述控制电路系统被配置为基于所述材料去除机的参数经由所述驱动组件来调整所述材料去除机的移动，其中，所述参数包括电力参数、位置参数和热参数中的一者或多者。
2.如权利要求1所述的系统，其中，所述电力参数包括与所述材料去除工具的致动相关的电力，所述热参数包括通过致动所述材料去除工具产生的热能，并且所述空间参数包括所述材料去除工具相对于所述样本的位置和所述材料去除工具的速度中一者或多者。
3.如权利要求1所述的系统，其中，所述控制电路系统被配置为：当所述参数或所述参数的变化低于阀值时，在第一模式下移动所述材料去除工具，当所述参数或所述参数的变化高于所述阀值时，在第二模式下移动所述材料去除工具。
4.如权利要求3所述的系统，其中，所述控制电路系统被配置为：在所述第一模式下以第一速度移动所述材料去除工具，并且在所述第二模式下以第二速度移动所述材料去除工具。
5.如权利要求4所述的系统，其中，所述第二速度大于所述第一速度。
6.如权利要求4所述的系统，其中，所述第二速度小于所述第一速度。
7.如权利要求3所述的系统，其中，所述阀值由用户设置或由所述控制电路系统确定。
8.如权利要求3所述的系统，其中，所述控制电路系统基于所述材料去除工具的一个或多个性质来确定所述阀值。
9.一种材料去除系统，包括：
材料去除机，所述材料去除机包括材料去除工具；
驱动组件，所述驱动组件被配置为将所述材料去除机沿着或围绕轴线移动；
工具致动器，所述工具致动器被配置为使用电流致动所述材料去除工具；
工具致动器控制器，所述工具致动器控制器被配置为控制所述工具致动器，所述工具致动器包括传感器，所述传感器被配置为测量所述电流；以及
控制电路系统，所述控制电路系统被配置为：当所述电流或所述电流的变化低于阀值时，在第一模式下经由所述驱动组件移动所述材料去除机，并且当所述电流或所述电流的变化高于所述阀值时，在第二模式下经由所述驱动组件移动所述材料去除机。
10.如权利要求9所述的系统，其中，所述控制电路系统被配置为：在所述第一模式下以第一速度移动所述材料去除工具，并且在所述第二模式下以第二速度移动所述材料去除工具。
11.如权利要求9所述的系统，其中，所述阀值由用户经由用户界面设置。
12.如权利要求9所述的系统，其中，所述控制电路系统基于所述材料去除工具的一个或多个性质来确定所述阀值。
13.如权利要求9所述的系统，其中，所述轴线由所述驱动组件限定。
14.一种移动材料去除机的方法，所述方法包括：
经由驱动组件移动所述材料去除机，所述材料去除机包括材料去除工具；以及
响应于所述材料去除机的参数的变化而修改所述材料去除机的移动，所述参数包括电力参数、位置参数和热参数中的一者或多者。
15.如权利要求14所述的方法，其中，所述电力参数包括与所述材料去除工具的致动相关的电力，所述热参数包括通过致动所述材料去除工具产生的热能，并且所述空间参数包括所述材料去除机的位置和所述材料去除工具的速度中的一者或多者。
16.如权利要求14所述的方法，其中，当所述参数低于阀值时，在第一模式下经由所述驱动组件移动所述材料去除机，并且当所述参数高于所述阀值时，在第二模式下经由所述驱动组件移动所述材料去除机。
17.如权利要求16所述的方法，其中，在所述第一模式下以第一速度移动所述材料去除机，并且在所述第二模式下以第二速度移动所述材料去除机。
18.如权利要求17所述的方法，其中，所述阀值由用户设置。
19.如权利要求17所述的方法，其中，控制电路系统基于所述材料去除机的一个或多个性质来确定所述阀值。
20.如权利要求11所述的方法，其中，沿着或围绕由所述驱动组件限定的轴线移动所述材料去除机。
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