DE102021107756A1

DE102021107756A1 - Maschine, system und verfahren für automatisierten frästrennschnittvorgang

Info

Publication number: DE102021107756A1
Application number: DE102021107756.7A
Authority: DE
Inventors: Nathaniel Doy; Jason W. Muir; Lee M. HOGAN
Original assignee: Caterpillar Paving Products Inc
Current assignee: Caterpillar Paving Products Inc
Priority date: 2020-04-01
Filing date: 2021-03-26
Publication date: 2021-10-07
Also published as: US11203841B2; US20210310201A1

Abstract

Eine Fräsmaschine, ein System und ein Verfahren zum Implementieren eines Trennschnittvorgangs hebt einen Rotor aus einem Zustand an, in dem der Rotor das Bodenflächenmaterial berührt, in Reaktion auf eine Steuereingabe an einer Bedienersteuerschnittstelle der Fräsmaschine. Die Geschwindigkeit, mit der der Rotor angehoben wird, kann sich beim Anheben des Rotors erhöhen. Wenn ermittelt wird, dass der Rotor eine oberste Fläche des Bodenflächenmaterials erreicht hat, kann der Rotor mit einer maximalen Geschwindigkeit angehoben werden.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf automatisierte Vorgänge für eine Fräsmaschine, und insbesondere auf einen automatisierten Trennschnittvorgang für die Fräsmaschine.
Stand der Technik
Herkömmlicherweise kann eine Fräsmaschine, wie beispielsweise ein Rotationsmischer oder eine Kaltfräse, am Ende eines Schneiddurchgangs eine unerwünschte Aushöhlung oder eine Anhäufung von Material hinterlassen.
Das US-Patent Nr. 8,485,755 („das '755-Patent“) beschreibt, dass eine Steuerung zur Beendigung des Fräsvorgangs die Frästiefe einer Fräsvorrichtung entlang einer vorgegebenen Bewegungsbahn in Verbindung mit gleichzeitiger Vorwärts- und Rückwärtsfahrt steuert. Gemäß dem '755-Patent ermöglicht eine solche Steuerung das Anheben der Fräsvorrichtung in eine obere, vom Boden gelöste Position, ohne dass eine durch das Anheben der Fräsvorrichtung entstehende Vertiefung in der bearbeiteten Bodenfläche verbleibt. Das '755-Patent ist jedoch nicht so zu verstehen, dass es die Änderung der Geschwindigkeit, mit der die Fräsvorrichtung angehoben wird, in Abhängigkeit von der Position der Fräsvorrichtung relativ zur bearbeiteten Bodenfläche beschreibt.
Kurzdarstellung der Offenbarung
In einem Aspekt beschreibt die vorliegende Offenbarung ein Verfahren. Das Verfahren, das in einer Fräsmaschine wie einem Rotationsmischer oder einer Kaltfräse implementiert werden kann, kann umfassen: Anheben eines Rotors einer Fräsmaschine unter Kontrolle einer Steuerschaltung aus einem Zustand, in dem der Rotor Bodenflächenmaterial berührt, in Reaktion auf eine Steuereingabe an einer Bedienersteuerschnittstelle der Fräsmaschine; Ermitteln, unter Verwendung der Steuerschaltung, wann ein unterer Teil des Rotors eine oberste Fläche des Bodenflächenmaterials erreicht hat, basierend auf Signalen von zumindest einem Sensor; und Steuern, unter Verwendung der Steuerschaltung, des Anhebens des Rotors, sodass eine Geschwindigkeit, mit der der Rotor angehoben wird, zunimmt, während der Rotor angehoben wird. Die Geschwindigkeit, mit der der Rotor angehoben wird, kann auf eine maximale Geschwindigkeit ansteigen, wenn die Ermittlung ergibt, dass der untere Teil des Rotors die oberste Fläche des Bodenflächenmaterials erreicht hat.
In einem anderen Aspekt implementiert oder sieht die vorliegende Offenbarung ein Frässystem vor. Das Frässystem kann einen Rotor einer Fräsmaschine umfassen, die zur Verarbeitung von Bodenflächenmaterial ausgebildet ist; eine Mischkammer der Fräsmaschine, wobei der Rotor zumindest teilweise in der Mischkammer vorgesehen ist; und eine Steuerung der Fräsmaschine, die zur Steuerung eines automatisierten Trennschnittvorgangs ausgebildet ist. Die Steuerung kann ausgebildet sein zum: Steuern des Trennschnittvorgangs in Reaktion auf eine Steuereingabe an einer Bedienersteuerschnittstelle der Fräsmaschine, wobei der Trennschnittvorgang das Anheben des Rotors aus einem Zustand, in dem der Rotor das Bodenflächenmaterial berührt, in einen Zustand, in dem der Rotor das Bodenflächenmaterial nicht berührt, beinhaltet, Ermitteln, wann der Rotor eine oberste Fläche des Bodenflächenmaterials erreicht hat, basierend auf Signalen von zumindest einem Sensor, und Steuern des Anhebens des Rotors derart, dass eine Geschwindigkeit, mit der der Rotor angehoben wird, zunimmt, wenn der Rotor angehoben wird, wobei der Rotor mit einer maximalen Geschwindigkeit angehoben wird, wenn die Steuerung ermittelt, dass der Rotor die oberste Fläche des Bodenflächenmaterials erreicht hat.
In einem weiteren Aspekt kann eine Fräsmaschine vorgesehen oder implementiert sein. Die Fräsmaschine kann eine Bedienersteuerschnittstelle, einen Rahmen, eine Mischkammer, einen Rotor, der zur Verarbeitung von Bodenflächenmaterial ausgebildet ist, wobei der Rotor zumindest teilweise in der Mischkammer vorgesehen ist, eine Vielzahl von Sensoren und eine Steuerung umfassen, die zur Steuerung einer Vielzahl von Schenkeln der Fräsmaschine und des Rotors entsprechend den Einstellungen für einen automatisierten Trennschnittvorgang ausgebildet ist. Die Steuerung kann ausgebildet sein für: eine Steuerung, die ausgebildet ist, eine Vielzahl von Schenkeln der Fräsmaschine und den Rotor entsprechend den Einstellungen für einen automatischen Trennschnittvorgang zu steuern, den automatisierten Trennschnittvorgang in Reaktion auf eine Steuereingabe an der Bedienersteuerschnittstelle zu steuern, wobei der automatisierte Trennschnittvorgang das Anheben des Rotors, sodass er sich vollständig in der Mischkammer befindet, basierend auf einer Geschwindigkeit der Fräsmaschine beinhaltet, Ermitteln, wann der Rotor eine oberste Fläche des Bodenflächenmaterials erreicht hat, basierend auf Signalen von zumindest einem Sensor der Vielzahl von Sensoren und das Anheben des Rotors so zu steuern, dass der Rotor mit einer Geschwindigkeit angehoben wird, die proportional zur Geschwindigkeit der Fräsmaschine ist, wobei die Geschwindigkeit, mit der der Rotor angehoben wird, zunimmt, wenn der Rotor angehoben wird, und der Rotor mit einer maximalen Geschwindigkeit angehoben wird, wenn die Steuerung ermittelt, dass der Rotor die oberste Fläche des Bodenflächenmaterials erreicht hat.
Andere Merkmale und Aspekte dieser Offenbarung werden aus der folgenden Beschreibung und den beigefügten Zeichnungen ersichtlich.
Figurenliste

1 ist eine perspektivische Seitenansicht einer Fräsmaschine gemäß einer oder mehrerer Ausführungsformen des offenbarten Gegenstandes.
2 ist eine Vorderansicht eines Abschnitts der Fräsmaschine von 1.
3 ist eine Rückansicht eines Abschnitts der Fräsmaschine von 1.
4 ist eine Rückansicht einer Mischkammer der Fräsmaschine von 1.
5 ist eine Vorderansicht der Mischkammer der Fräsmaschine von 1.
6 zeigt ein Beispiel einer Mischkammer einer Fräsmaschine in einem ersten Betriebszustand der Fräsmaschine gemäß einer oder mehrerer Ausführungsformen des offenbarten Gegenstandes.
7 zeigt ein Beispiel der Mischkammer von 6 in einem zweiten Betriebszustand der Fräsmaschine gemäß einer oder mehrerer Ausführungsformen des offenbarten Gegenstandes.
8 veranschaulicht ein Steuersystem gemäß einer oder mehrerer Ausführungsformen des offenbarten Gegenstandes.
9 ist ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens für einen Trennschnittvorgang gemäß einer oder mehrerer Ausführungsformen des offenbarten Gegenstandes.
10 ist ein Diagramm der Rotorhöhe gegenüber der Rotorhubgeschwindigkeit während eines Trennschnittvorgangs gemäß einer oder mehrerer Ausführungsformen des offenbarten Gegenstandes.
11 ist ein weiteres Diagramm der Rotorhöhe gegenüber der Rotorhubgeschwindigkeit während eines Trennschnittvorgangs gemäß einer oder mehrerer Ausführungsformen des offenbarten Gegenstandes.

Ausführliche Beschreibung
Die vorliegende Offenbarung betrifft automatisierte Vorgänge für eine Fräsmaschine, insbesondere einen automatisierten Trennschnittvorgang der Fräsmaschine.
Mit Bezug auf die Zeichnungen ist 1 eine perspektivische Seitenansicht einer Fräsmaschine 100 gemäß einer oder mehrerer Ausführungsformen des offenbarten Gegenstandes. Die Fräsmaschine 100 von 1 ist ein Rotationsmischer. Generell können Rotationsmischer verwendet werden, um eine Bodenoberfläche, wie z. B. Fahrbahnen auf Asphaltbasis, zu zerkleinern und eine resultierende zerkleinerte Schicht mit einer darunter liegenden Basis zu mischen, um die Bodenoberfläche zu stabilisieren. Rotationsmischer können auch als Bodenstabilisierer eingesetzt werden, um eine Bodenoberfläche zu schneiden, zu mischen, zu zerkleinern und zu stabilisieren, beispielsweise, um eine verstärkte Bodenbasis zu erreichen. Optional können Rotationsmischer während der Zerkleinerung Asphaltemulsionen oder andere Bindemittel hinzufügen, um eine rückgewonnene Oberfläche zu erzeugen. Obwohl die Fräsmaschine 100 als Rotationsmischer dargestellt ist, können auch andere Maschinen für die Straßenrückgewinnung, Bodenstabilisierung, Oberflächenzerkleinerung oder andere Anwendungen gemäß den Ausführungsformen des offenbarten Gegenstands, wie beispielsweise Kaltfräsen, implementiert werden.
Die Fräsmaschine 100 kann einen Rahmen 102, einen auf dem Rahmen 102 abgestützten Motor 104 und eine oder mehrere Bodeneingriffseinheiten oder Traktionsvorrichtungen 106 umfassen. Die Traktionsvorrichtungen 106 können über einen Getriebemechanismus (nicht dargestellt) mit dem Motor 104 funktionsfähig gekoppelt sein, um die Traktionsvorrichtungen 106 anzutreiben und die Fräsmaschine 100 vorwärts zu bewegen. Obwohl die Traktionsvorrichtungen 106 als Räder (mit Reifen) dargestellt sind, können die Traktionsvorrichtungen 106 gemäß den Ausführungsformen des offenbarten Gegenstands alternativ auch Ketten oder eine Kombination von sowohl Ketten als auch Rädern sein.
Der Rahmen 102 kann einen vorderen Abschnitt 108 und einen hinteren Abschnitt 110 beinhalten, wobei an dem vorderen Abschnitt 108 und dem hinteren Abschnitt 110 Hubsäulen 112 vorgesehen sein können, wie in 1 dargestellt. Im Allgemeinen können die Hubsäulen 112, die hierin auch als Schenkel 112 der Fräsmaschine 100 bezeichnet werden können, die Traktionsvorrichtungen 106 mit dem Rahmen 102 koppeln.
Die Schenkel 112 können gesteuert werden, um beispielsweise eine Anpassung der Höhe, des Gefälles und/oder der Neigung des Rahmens 102 relativ zu einer Bodenfläche zu ermöglichen. Das heißt, die Schenkel 112 können unabhängig voneinander oder gemeinsam (z. B. paarweise oder alle zusammen) mithilfe entsprechender Aktoren nach oben oder unten bewegt werden, um die Höhe, das Gefälle und/oder die Neigung des Rahmens 102 anzupassen. Entsprechend kann der Rahmen 102 relativ zur Bodenoberfläche angepasst werden. In einer Ausführungsform können die Schenkel 112 hydraulisch betätigt werden. Optional kann jeder Schenkel 112 einen Sensor zur Erfassung seiner Höhe (und damit der zugehörigen Höhe des entsprechenden Abschnitts des Rahmens 102) beinhalten. Beispielsweise kann jeder Schenkel 112 einen zylinderinternen Positionssensor beinhalten, um die höhenbezogene Positionierung des Schenkels 112 zu erfassen oder zu erkennen.
Die Fräsmaschine 100 kann auch aus einer Fräs- oder Mischkammer 116 bestehen. Optional kann die Mischkammer 116 als Teil des Rahmens 102 betrachtet werden, da die Mischkammer 116 und der Rahmen 102 gemeinsam auf der Grundlage der Auf-/Abbewegung der Schenkel 112 angepasst werden können. Die Mischkammer 116 kann, wie in 1 dargestellt, in der Nähe oder in einem mittleren Abschnitt der Fräsmaschine 100 angeordnet sein. Wie in 1 bis 7 dargestellt, kann die Mischkammer 116 ein Paar gegenüberliegender Seitenplatten 122, eine vordere Tür 124 (in 5) und eine hintere Tür 126 (in 4) aufweisen. Während eines Arbeitsvorgangs (z. B. Schneiden, Fräsen, Mischen usw.) kann die Fräsmaschine 100 Material bearbeiten und die Seitenplatten 122 können sich ausdehnen und zusammenziehen und als auf und in dem Material fließend angesehen werden. In der Mischkammer 116 kann ein Rotor 118 vorgesehen sein, je nach Betriebsart der Fräsmaschine 100 entweder teilweise oder vollständig.
Der Rotor 118 kann zur Drehung gesteuert werden, um eine Oberflächenschicht 400 der Bodenoberfläche zu brechen und zu zerkleinern, wie in 7 diagrammatisch dargestellt.
Optional kann das Beschickungsmaterial 404 zum Mischen mit der zerkleinerten Oberflächenschicht 400 bereitgestellt werden. Der Rotor 118 kann auch vertikal (d. h. nach oben und unten) innerhalb der Mischkammer 116 über einen oder mehrere Aktoren (nicht ausdrücklich dargestellt) zwischen einer vollständig ausgefahrenen Position und einer vollständig eingefahrenen Position bewegt werden. Der Rotor 118 kann unabhängig von der Bewegung der Schenkel 112 vertikal bewegt werden. Das heißt, gemäß Ausführungsformen des offenbarten Gegenstandes kann der Rotor 118 so gesteuert werden, dass er sich vertikal bewegt, ohne dass einige, alle oder einige der Schenkel 112 bewegt werden, einige oder alle der Schenkel 112 können so gesteuert werden, dass sie sich ohne vertikale Bewegung des Rotors 118 bewegen, oder der Rotor 118 kann so gesteuert werden, dass er sich gleichzeitig mit der Bewegung einiger oder aller Schenkel 112 vertikal bewegt.
6 zeigt den Rotor 118 in der vollständig eingefahrenen Position, und 7 zeigt den Rotor 118 in der vollständig ausgefahrenen Position. Optional kann die vollständig eingefahrene Position als Fahr- oder Stauposition und die vollständig ausgefahrene Position als Arbeitsposition (oder Schneid- oder Misch- oder Fräsposition) bezeichnet oder charakterisiert werden. Daher kann 7 den Rotor 118 auch in einer Schneidposition darstellen, obwohl sich die Schneidposition nicht unbedingt immer in der vollständig ausgefahrenen Position befindet. In der Schneidposition kann sich der Rotor 118 unter die Oberflächenschicht 400 erstrecken, um die Oberflächenschicht 400 entsprechend einer vorgegebenen Frästiefe zu schneiden. Wie vorstehend erwähnt, kann der Rotor 118 auch das Beschickungsmaterial 404 mit der zerkleinerten Oberflächenschicht 400 mischen. In jedem Fall kann der Betrieb des Rotors 118 mit oder ohne das Beschickungsmaterial 404 ein resultierendes Material 406 erzeugen.
Ein Sensor kann in Verbindung mit dem Rotor 118 oder einem Teil davon (z. B. jedem seiner Aktoren) vorgesehen sein, um die vertikale Positionierung oder Höhe des Rotors 118 zu ermitteln. Eine solche vertikale Positionierung oder Höhe des Rotors 118 kann sich auf eine Eigenschaft der Fräsmaschine 100 beziehen, z. B. auf einen Betrag, um den der Rotor 118 über den Boden der Mischkammer 116 hinausragt. Eine solche vertikale Positionierung oder Höhe des Rotors 118 kann auch relativ zur Bodenoberfläche erfolgen, beispielsweise zur Oberflächenschicht 400 der Bodenoberfläche.
Die vordere Tür 124 kann an einem vorderen Ende der Mischkammer 116 angeordnet sein, und die hintere Tür 126 kann an einem hinteren Ende der Mischkammer 116 angeordnet sein. Zum Öffnen und Schließen der ersten Tür 124 kann ein Aktor 125 funktionsfähig mit der ersten Tür 124 gekoppelt sein. Der Aktor 125 kann angesteuert werden, um die vordere Tür 124 in einen verriegelten Zustand oder in einen schwimmenden Zustand zu versetzen. Ebenso kann ein Aktor 127 mit der hinteren Tür 126 funktionsfähig gekoppelt sein, um die hintere Tür 126 zu öffnen und zu schließen. Der Aktor 127 kann angesteuert werden, um die hintere Tür 126 in einen verriegelten Zustand oder in einen schwimmenden Zustand zu versetzen.
Die vordere Tür 124 kann im geöffneten Zustand den Eintritt von Beschickungsmaterial 404 in die Mischkammer 116 ermöglichen (in einem Fall, in dem sich die Fräsmaschine 100 vorwärts bewegt). Die Positionierung der vorderen Tür 124 kann den Zerkleinerungs- und/oder Mischungsgrad beeinflussen, indem Menge, Richtung und Geschwindigkeit eines Materialflusses des Beschickungsmaterials 404 in die Mischkammer 116 reguliert werden. Die hintere Tür 126 kann, ob im verriegelten Zustand oder im schwimmenden Zustand geöffnet (auch für den Fall, dass sich die Fräsmaschine 100 vorwärts bewegt), den Austritt von zerkleinertem und/oder vermischtem resultierenden Material 406 ermöglichen, um eine zerkleinerte Oberfläche zu formen. Die Positionierung der hinteren Tür 126 kann den Zerkleinerungs- und/oder Kompaktheitsgrad beeinflussen, indem sie die Menge und Richtung des Materialflusses durch die Mischkammer 116 reguliert.
Ein Bedienersteuerstand 132 kann ebenfalls auf dem Rahmen 102 getragen werden. Der Bedienersteuerstand 132 kann eine Vielzahl von Komponenten und Bedienelementen zur Bedienung der Fräsmaschine 100 beinhalten, die in 1 allgemein als Bedienersteuerschnittstelle 134 bezeichnet werden. Die Bedienersteuerschnittstelle 134 kann ein Lenksystem (z. B. ein Lenkrad, einen Joystick, einen Hebel usw.), ein Getriebesteuersystem, ein Drehzahlregelsystem für die Fräsmaschine 100, ein oder mehrere Anzeigen und eine Frässteuerschnittstelle umfassen. Die Frässteuerschnittstelle kann einen oder mehrere Bedienelemente für die Bedienperson, einen Kippschalter, ein Berührungsfeld (z. B. eine oder mehrere Anzeigen), einen Drehschalter, ein Radialrad, einen Schalter usw. aufweisen.
Die Bedienersteuerschnittstelle 134 kann Eingaben von einer Bedienperson der Fräsmaschine 100 empfangen, um verschiedene Vorgänge der Fräsmaschine 100 zu steuern.
Solche Vorgänge können die Steuerung einer Geschwindigkeit der Fräsmaschine 100, einer Richtung der Fräsmaschine 100 (d. h. vorwärts oder rückwärts) und fräsbezogene Vorgänge umfassen, wie z. B. eine Rückkehr zum Schneidvorgang, einen Schneidvorgang und/oder einen Trennschnittvorgang.
Die Bedienersteuerschnittstelle 134, beispielsweise die Frässteuerschnittstelle, kann auch verwendet werden, um Einstellungen von der Bedienperson für die fräsbezogenen Vorgänge, wie sie vorstehend beschrieben wurden, zu empfangen. Beispielsweise kann die Bedienersteuerschnittstelle 134 Eingaben zur Steuerung oder Einstellung der Motordrehzahl, der Rotordrehzahl, der Rahmenhöhe (über die Schenkel 112), der Rotorhöhe des Rotors 118 (über die vertikale Bewegung des Rotors 118 und/oder die Bewegung der Schenkel 112), der Positionierung und/oder des Zustands der vorderen Tür 124, der Positionierung und/oder des Zustands der hinteren Tür 126, des Anhebens oder Absenkens der Rotordrehzahl des Rotors 118, die Anhebe- oder Absenkgeschwindigkeit des Rahmens 102 usw. empfangen, die als nicht einschränkende Beispiele von Einstellungen für fräsbezogene Vorgänge aufgeführt sind.
Die Bedienersteuerschnittstelle 134 kann auch eine Eingabe von der Bedienperson empfangen, um aktuelle Einstellungen für einen fräsbezogenen Vorgang, wie z. B. aktuelle Schneideinstellungen, zu erfassen und zu speichern (nachfolgend ausführlicher erläutert), um sie später abzurufen, sodass die Fräsmaschine 100 auf die gleichen Einstellungen wie zuvor eingestellt werden kann oder einen Vorgang auf die gleiche Weise wie zuvor ausführen kann. Optional kann die Bedienersteuerschnittstelle 134 eine Einzeleingabe von der Bedienperson empfangen, um die aktuellen Einstellungen zu erfassen und zu speichern. Optional können solche Einstellungen der Bedienperson zur Verfügung gestellt (z. B. angezeigt) werden und über die Bedienersteuerschnittstelle 134 als Liste von „Favoriten“ in Verbindung mit bestimmten fräsbezogenen Vorgängen auswählbar sein.
Wie in 1 bis 5 dargestellt, kann die Fräsmaschine 100 auch eine Vielzahl von Sensoren beinhalten (obwohl eine oder mehrere Ausführungsformen nur einen, einige oder mehr als die dargestellten Sensoren beinhalten können). Ein oder mehrere der Sensoren können in Form von Bildsensoren (z. B. Kameras) 140 vorliegen. Zusätzlich oder alternativ können ein oder mehrere Sensoren in Form von Schallsensoren 142 vorliegen. Die Fräsmaschine 100 von 1 bis 5 zeigt beispielsweise eine Kombination aus mehreren Bildsensoren 140 und mehreren Schallsensoren 142. Optional können Sensoren in Form von Lasern vorgesehen oder ersetzt werden, beispielsweise für einige oder alle Schallsensoren 142.
Als nicht einschränkendes Beispiel kann die Fräsmaschine 100 an einer oder mehreren ihrer Seiten einen seitlichen Bildsensor 140, wie in 1 dargestellt, einen vorderen Bildsensor 140, wie in 2 dargestellt, einen hinteren Bildsensor 140, wie in 3 dargestellt, den an einer Rückseite der Mischkammer 116 vorgesehenen Bildsensor 140, wie in 4 dargestellt, und den an der Vorderseite der Mischkammer 116 vorgesehenen Bildsensor 140, wie in 5 dargestellt, aufweisen. Jeder der Bildsensoren 140 kann zur Erfassung von Bildern ausgelegt sein, beispielsweise von Bildern, die der Bodenoberfläche (z. B. einer obersten Fläche davon) entsprechen und/oder von Bildern, die Teilen der Fräsmaschine 100 entsprechen. Die Bilder können verarbeitet werden, um verschiedene Höhen der Fräsmaschine 100 zu ermitteln, wie zum Beispiel die Höhe des Rahmens 102, die Höhe der Mischkammer 116, den Zustand oder die Position der vorderen Tür 124 und/oder der hinteren Tür 126 und/oder die Höhe des Rotors 118, relativ zur Bodenoberfläche oder zu anderen Teilen der Fräsmaschine 100 (z. B. der Boden der Mischkammer 116 relativ zur Höhe des Rotors 118). Mit solchen Ermittlungen können verschiedene Komponenten der Fräsmaschine 100, wie beispielsweise die vorstehend besprochenen, entsprechend den gewählten Einstellungen für die Fräsmaschine 100 gesteuert werden.
Beispielsweise kann der seitliche Bildsensor 140 von 1 Bilder der Unterseite der Seitenplatte 122 und der Bodenoberfläche aufnehmen, wobei solche Bilder verarbeitet werden können (nachstehend ausführlicher erörtert), um die Höhe des Bodens der Mischkammer 116 relativ zur Bodenoberfläche zu ermitteln. Der seitliche Bildsensor 140 kann alternativ auch auf der anderen Seite der Fräsmaschine 100 vorgesehen sein, oder es können seitliche Bildsensoren 140 auf jeder Seite der Fräsmaschine 100 vorgesehen sein. Wie vorstehend erwähnt, kann die Mischkammer 116 als Teil des Rahmens 102 betrachtet werden. Daher kann der Abstand von der Unterseite der Seitenplatte 122 zur Bodenoberfläche als Höhe des Rahmens 102 bezeichnet werden. Solche Daten können verwendet werden, ohne dass Positionssensoren in den Schenkeln 112 vorgesehen werden müssen oder ohne dass Daten von Positionssensoren in den Schenkeln 112 in Kombination mit den Daten der Schallsensoren 142 verarbeitet werden müssen, um höhenbezogene Informationen für verschiedene Bereiche des Rahmens 102 zu ermitteln.
Als weiteres Beispiel können die jeweils an der vorderen und hinteren Seite der Mischkammer 116 vorgesehenen Bildsensoren 140 Bilder der vorderen Tür 124 und der hinteren Tür 126 erfassen, wobei solche Bilder verarbeitet werden können, um Zustände der vorderen Tür 124 und der hinteren Tür 126 zu ermitteln oder zu steuern. Solche Bildsensoren 140 können auch Bilder von der oder im Inneren der Mischkammer 116 erfassen (je nach Zustand und Ausgestaltung der vorderen Tür 124 und der hinteren Tür 126). Solche Bilder können zur Ermittlung des Abstands des Bodens der Mischkammer 116 und von Eigenschaften der Bodenoberfläche, wie der Oberflächenschicht 400 und/oder des resultierenden Materials 406, verarbeitet werden. Bilder aus dem Inneren der Mischkammer 116 können zudem die Positionierung des Rotors 118 relativ zur Oberflächenschicht 400 und/oder einem Boden der Mischkammer 116 erfassen.
Als weiteres Beispiel können der vordere Bildsensor 140 und der hintere Bildsensor 140 Bilder der Bodenoberfläche am vorderen Abschnitt 108 bzw. am hinteren Abschnitt 110 des Rahmens 102 und optional Bereiche der Fräsmaschine 100 am vorderen Abschnitt 108 und am hinteren Abschnitt 110 erfassen. Solche Bilder können zur Ermittlung der Höhe (oder Höhen) des Rahmens 102 relativ zur Bodenoberfläche verarbeitet werden.
Die Fräsmaschine 100 kann, als nicht einschränkendes Beispiel, wie in 4 dargestellt, eine Vielzahl von Schallsensoren 142 an der Rückseite der Mischkammer 116, und, wie in 5 dargestellt, eine Vielzahl von Schallsensoren 142 an der Vorderseite der Mischkammer 116, aufweisen. Es können jedoch auch mehr oder weniger als die in 4 und 5 dargestellte Anzahl von Schallsensoren 142 implementiert werden. Solche Schallsensoren 142, die am Rahmen 102 vorgesehen sein können, können den Abstand zur Bodenoberfläche erfassen. Daher können die Daten von den Schallsensoren 142 zur Ermittlung einer Höhe des Rahmens 102 (oder von Höhen verschiedener Bereiche des Rahmens) relativ zur Bodenoberfläche verarbeitet werden. Solche Daten können verwendet werden, ohne dass Positionssensoren in den Schenkeln 112 vorgesehen werden müssen oder ohne dass Daten von Positionssensoren in den Schenkeln 112 in Kombination mit den Daten der Schallsensoren 142 verarbeitet werden müssen, um höhenbezogene Informationen für verschiedene Bereiche des Rahmens 102 zu ermitteln.
8 veranschaulicht ein Steuersystem 150 gemäß einer oder mehreren Ausführungsformen des offenbarten Gegenstandes. Das Steuersystem 150 kann auf der Fräsmaschine 100 implementiert werden, um den Betrieb der Fräsmaschine 100 zu steuern.
Das Steuersystem 150 kann eine Steuerung oder Steuerschaltung 152 beinhalten, die ein Mikroprozessor oder ein anderer Prozessor oder eine Verarbeitungsvorrichtung sein oder beinhalten kann, die zur Steuerung einer Vielzahl von Vorrichtungen oder Systemen der Fräsmaschine 100 ausgelegt ist. In einer Ausführungsform kann die Steuerung 152 zum Beispiel ein elektronisches Steuermodul (ECM) oder mehrere ECMs sein.
Die Steuerung 152 kann mit verschiedenen Komponenten der Fräsmaschine 100 in Verbindung stehen. Beispielsweise zeigt 8, dass die Steuerung 152 Steuersignale zur Steuerung der Schenkel 112, des Rotors 118, der vorderen Tür 124 der Mischkammer 116 und der hinteren Tür 126 der Mischkammer 116 senden kann. Je nachdem, ob die jeweiligen Aktoren der vorgenannten Komponenten über eigene Positionssensoren oder dergleichen verfügen, kann die Steuerung 152 auch Signale von den vorgenannten Komponenten empfangen. Zusätzlich oder alternativ kann die Steuerung 152 Signale von einem oder mehreren Bildsensoren 140 und dem einen oder den mehreren Schallsensoren 142 empfangen. Diese Rückmeldungen von dem einen oder den mehreren Bildsensoren 140 und dem einen oder den mehreren Schallsensoren 142 können zur Steuerung der Schenkel 112, des Rotors 118, der vorderen Tür 124 der Mischkammer 116 und der hinteren Tür 126 der Mischkammer 116 verwendet werden.
Die Steuerung 152 kann auch Signale von der Bedienersteuerschnittstelle 134 empfangen. Solche Signale können den Bedienersteuereingaben zur Steuerung der Fräsmaschine 100, den Eingabeeinstellungen zur Steuerung der Fräsmaschine 100 und der Erfassung und Aufzeichnung der aktuellen Einstellungen der Fräsmaschine 100 während fräsbezogener Vorgänge, wie z. B. einem Schneidvorgang, einer Rückkehr zum Schneidvorgang und einem Trennschnittvorgang, entsprechen.
Beispielsweise kann die Steuerung 152 Steuersignale von der Bedienersteuerschnittstelle 134 in Reaktion auf eine oder mehrere Bedienersteuereingaben in die Bedienersteuerschnittstelle 134 empfangen, um eine Rückkehr zum Schneidvorgang oder einen Trennschnittvorgang durchzuführen. Optional kann sowohl die Rückkehr zum Schneidvorgang als auch der Trennschnittvorgang über eine vorgegebene Anzahl von Bedienersteuereingaben an der Bedienersteuerschnittstelle 134 eingeleitet und ausgeführt werden. Beispielsweise können Ausführungsformen des offenbarten Gegenstands eine einzige Bedienersteuereingabe an der Bedienersteuerschnittstelle 134 implementieren (z. B. muss die Bedienperson nur eine Taste, einen Hebel usw. betätigen), um entweder die Rückkehr zum Schneidvorgang oder den Trennschnittvorgang durchzuführen. Als weiteres Beispiel können mehrere Bedienersteuereingaben (z. B. zwei) an der Bedienersteuerschnittstelle 134 für die Rückkehr zum Schneidvorgang und den Trennschnittvorgang implementiert werden, um beispielsweise verschiedene Phasen des bestimmten Vorgangs einzuleiten.
Ein Speicher 154 kann vorgesehen sein, auf den die Steuerung 152 zugreifen kann. Obwohl der Speicher 154 in 8 als von der Steuerung 152 getrennt dargestellt ist, kann gemäß einer oder mehrerer Ausführungsformen ein Teil des Speichers oder der gesamte Speicher 154 innerhalb der Steuerung 152 implementiert sein. Der Speicher 154 kann eine oder mehrere Speichervorrichtungen beinhalten, die zur Speicherung von Informationen konfiguriert sind, die von der Steuerung 152 zur Durchführung von Vorgängen zur Steuerung der Fräsmaschine 100 verwendet werden. So kann beispielsweise der Speicher 154 ein oder mehrere Betriebsprogramme für die Steuerung 152 speichern. Somit kann der Speicher 154 oder Teile davon als ein nicht-transitorisches, computerlesbares Speichermedium charakterisiert werden, das computerlesbare Anweisungen speichert, die bei ihrer Ausführung durch einen Computer (z. B. einen Mikroprozessor der Steuerung 152) den Computer veranlassen können, Vorgänge zur Steuerung der Fräsmaschine 100 zu steuern, wie z. B. die Durchführung der Rückkehr zum Schneidvorgang, des Schneidvorgangs oder des Trennschnittvorgangs.
Optional kann der Speicher 154 Einstellungen für die Fräsmaschine 100 speichern. Beispielsweise kann der Speicher 154 Einstellungen speichern, um Komponenten der Fräsmaschine 100, wie die Schenkel 112, den Rotor 118, die vordere Tür 124 und/oder die hintere Tür 126 für die Durchführung bestimmter Vorgänge zu konfigurieren, einschließlich der Rückkehr zum Schneidvorgang und/oder des Trennschnittvorgangs. Solche Einstellungen können von der Bedienperson, wie vorstehend beschrieben, über die Bedienersteuerschnittstelle 134 eingegeben (d. h. eingestellt) werden.
Gewerbliche Anwendbarkeit
Wie vorstehend erwähnt, bezieht sich die vorliegende Offenbarung auf einen automatisierten Trennschnittvorgang einer Fräsmaschine, wie der Fräsmaschine 100.
Im Allgemeinen kann die Geschwindigkeit, mit der der Rotor 118 der Fräsmaschine 100 angehoben wird, Auswirkungen auf die materialbezogenen Eigenschaften haben, wenn der Rotor 118 angehoben wird, z. B. am Ende des Schneiddurchgangs. Dementsprechend können Ausführungsformen des offenbarten Gegenstandes die Geschwindigkeit steuern, mit der der Rotor 118 während eines Trennschnittvorgangs angehoben wird, um die Auswirkungen zu verhindern oder zu minimieren, die der sich hebende Rotor 118 auf materialbezogene Eigenschaften haben kann. Zu den materialbezogenen Merkmalen kann eine unerwünschte Aushöhlung und/oder Anhäufung von Material gehören (z. B. eine unerwünscht große Aushöhlung und/oder Anhäufung von Material).
Gemäß den Ausführungsformen des offenbarten Gegenstandes können bestimmte Einstellungskonfigurationen für die Fräsmaschine 100 automatisch in Reaktion auf eine oder mehrere Steuereingaben an der Bedienersteuerschnittstelle 134 implementiert werden, wenn ein bestimmter Auftrag, eine bestimmte Baustelle oder eine bestimmte Präferenz der Bedienperson vorliegt. Darüber hinaus können solche Einstellungen zuvor von der Bedienperson im Speicher 154 gespeichert werden, um sie später abzurufen und unter Kontrolle der Steuerung 152 für einen späteren (z. B. nächsten oder nachfolgenden) gleichen Vorgang, wie z. B. den Trennschnittvorgang, zu implementieren. Dadurch kann die Fräsmaschine 100 für den späteren Betrieb automatisch, unter Kontrolle der Steuerung 152, konfiguriert werden, ohne dass die Bedienperson die Einstellungen erneut (z. B. individuell) eingeben muss, um die Konfiguration der Fräsmaschine 100 auf vorherige Einstellungen zurückzusetzen. Optional können Ausführungsformen des offenbarten Gegenstandes eine Speicherfunktion implementieren, wobei die Bedienperson die Bedienersteuerschnittstelle 134 bedienen kann, um aktuelle Einstellungen für einen aktuellen fräsbezogenen Vorgang, wie z. B. einen Trennschnittvorgang, zu erfassen und aufzuzeichnen. Über die Bedienersteuerschnittstelle 134 kann die Bedienperson die aufgezeichneten Einstellungen abrufen, um die Einstellungen der Fräsmaschine 100 automatisch auf die gleichen Einstellungen zu setzen, wenn die Bedienperson den gleichen entsprechenden Fräsvorgang durchführen möchte, um das gleiche oder ein im Wesentlichen ähnliches Ergebnis wie bei dem nun vorangegangenen fräsbezogenen Vorgang zu erzielen.
9 ist ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens 200 für einen Trennschnittvorgang gemäß einer oder mehrerer Ausführungsformen des offenbarten Gegenstandes. Wie vorstehend erwähnt, kann die Steuerung 152 die Schenkel 112, den Rotor 116, die vordere Tür 124 und die hintere Tür 126 steuern, um den Trennschnittvorgang durchzuführen. Und eine solche Steuerung kann auf Daten von einem oder mehreren Sensoren basieren, wie z. B. Daten von dem Bildsensor/den Bildsensoren 140 und/oder dem Schallsensor/den Schallsensoren 142.
Bei Vorgang 202 kann das Verfahren 200 die Ermittlung beinhalten, ob eine Steuereingabe (bzw. -eingaben) empfangen wurde (bzw. wurden), um den Trennschnittvorgang durchzuführen. Eine solche Steuereingabe kann an der Bedienersteuerschnittstelle 134 empfangen werden, und die Steuerung 152 kann überwachen, ob ein der Steuereingabe entsprechendes Steuersignal empfangen wird. Die Steuereingabe zum Auslösen des Trennschnittvorgangs bei Vorgang 202 kann am Ende eines Schneiddurchgangs der Fräsmaschine 100 oder zwischen einem Anfang und einem Ende des Schneiddurchgangs der Fräsmaschine 100 empfangen werden. Somit kann der Trennschnittvorgang gemäß den Ausführungsformen des offenbarten Gegenstandes zwei aufeinanderfolgende Rückkehrschritte zum Schneidvorgang desselben Schneiddurchgangs trennen oder kann aufeinanderfolgende Rückkehrschritte zum Schneidvorgang von aufeinanderfolgenden Schneiddurchgängen der Fräsmaschine 100 trennen.
Bei Vorgang 204 kann das Verfahren 200 auf Einstellungen für die Fräsmaschine 100 zugreifen, um den Trennschnittvorgang durchzuführen. Wie vorstehend erwähnt, können solche Einstellungen im Speicher 154 gespeichert und von der Steuerung 152 abgerufen werden. Da der Trennschnittvorgang auf einer Rückkehr zum Schneidvorgang folgen kann, kann der Trennschnittvorgang mit den Einstellungen beginnen, die für die letzte Rückkehr zum Schneidvorgang festgelegt wurden.
Bei Vorgang 206 kann die Höhe des Rotors 118 angepasst werden. Die Höhe des Rotors 118 kann beispielsweise durch die Steuerung eines oder mehrerer (nicht ausdrücklich dargestellter) Aktoren erhöht werden, die mit dem Rotor 118 funktionsfähig gekoppelt sind. Diese Anpassung kann relativ zum Boden erfolgen und kann von einer Schneidhöhe für den Rotor 118 in Richtung einer Stau- oder Fahrhöhe erfolgen, wie in 6 dargestellt. Die Höhe des Rotors 118 kann unabhängig von der Anpassung des Rahmens 102 angepasst werden. Die Anpassung der Höhe des Rotors 118 kann auf Signalen eines dem Rotor 118 zugeordneten Positionssensors basieren, beispielsweise eines Positionssensors des entsprechenden Aktors. Optional kann die Anpassung der Höhe des Rotors 118 auf der Verarbeitung von Daten von einem oder mehreren der Bildsensoren 140 basieren.
Gemäß einer oder mehreren Ausführungsformen kann die Geschwindigkeit, mit der der Rotor 118 angehoben wird, von der Fahrgeschwindigkeit der Fräsmaschine 100 abhängen. Beispielsweise kann die Geschwindigkeit, mit der der Rotor 118 angehoben wird, proportional zur Fahrgeschwindigkeit der Fräsmaschine 100 sein, d. h. allgemein gesagt, je schneller die Fräsmaschine 100 während des Trennschnittvorgangs fährt, desto schneller kann der Rotor 118 angehoben werden.
Optional kann gemäß Ausführungsformen des offenbarten Gegenstandes die Geschwindigkeit, mit der der Rotor 118 angehoben wird, in Abhängigkeit von der Höhe des Rotors 118 und/oder der Tiefe des Rotors 118 in der Oberflächenschicht 400 variieren. Beispielsweise kann die Geschwindigkeit, mit der der Rotor 118 angehoben wird, mit dem Anheben des Rotors 118 zunehmen. Optional kann die Geschwindigkeit, mit der der Rotor 118 angehoben wird, maximal sein, wenn der Rotor 118 die oberste Fläche der Oberflächenschicht 400 erreicht (oder ermittelt oder geschätzt hat, dass er die oberste Fläche erreicht hat). Alternativ kann die Geschwindigkeit, mit der der Rotor 118 angehoben wird, auf die maximale Geschwindigkeit erhöht werden, wenn ermittelt oder geschätzt wird, dass der Boden des Rotors 118 (oder ein anderer Teil davon) die oberste Fläche der Oberflächenschicht 400 erreicht hat. Und gemäß einer oder mehreren Ausführungsformen kann die Geschwindigkeit, mit der der Rotor 118, beispielsweise anfänglich aus der Schneidposition, angehoben wird, von der Tiefe des Rotors 118 in der Oberflächenschicht 400 abhängig sein.
Ein oder mehrere Sensoren, wie beispielsweise ein oder mehrere der Bildsensoren 140, können verwendet werden, um höhen- und/oder tiefenbezogene Informationen des Rotors 118 zu ermitteln, wie beispielsweise die Tiefe des Rotors 118 in der Oberflächenschicht 400 und/oder wann der Rotor 118 die oberste Fläche der Oberflächenschicht 400 erreicht hat. Beispielsweise können Bilddaten von dem einen oder mehreren der Bildsensoren 140, die eine oder mehrere Schnittstellen mit dem Rotor 118 und der Oberflächenschicht 400 darstellen können, von der Steuerung 152 verarbeitet werden, um die Tiefe des Rotors 118 in der Oberflächenschicht 400 zu ermitteln und/oder wann der Rotor 118 die oberste Fläche der Oberflächenschicht 400 erreicht hat.
10 ist beispielsweise ein Diagramm, das die Höhe des Rotors 118 gegenüber der Rotorhubgeschwindigkeit während eines Trennschnittvorgangs gemäß Ausführungsformen des offenbarten Gegenstandes zeigt. Optional kann die Höhe des Rotors 118 durch die inverse Tiefe des Rotors 118 relativ zur Oberflächenschicht 400 ersetzt werden. Die Rotorhöhe oder Rotortiefe kann so interpretiert werden, dass von einer aktuellen Schneidhöhe oder -tiefe des Rotors 118 ausgegangen wird, wie sie in einem aktuellen Schneidvorgang oder bei einer vorherigen Rückkehr zum Schneidvorgang festgelegt wurde.
Wie in 10 dargestellt, kann der Rotor 118 bei Einleitung des Trennschnittvorgangs (an der y-Achse) nach einem anfänglichen Anstieg beim Start beispielsweise im Wesentlichen mit einer konstanten Geschwindigkeit angehoben werden, bis der Rotor 118 die oberste Fläche der Oberflächenschicht 400 erreicht. Sobald der Rotor 118 die oberste Fläche der Oberflächenschicht 400 erreicht hat (z. B. der Rotor 118 sich zuerst vollständig über der obersten Fläche der Oberflächenschicht 400 befindet), kann die Geschwindigkeit, mit der der Rotor 118 angehoben wird, auf einen Maximalwert erhöht werden. Der Rotor 118 kann weiterhin mit der maximalen Geschwindigkeit angehoben werden, bis der Rotor eine vorbestimmte Höhe, wie z. B. eine Fahr- oder Stauhöhe des Rotors 118, erreicht. Obwohl 10 zeigt, dass die Rotorhubgeschwindigkeit ausgehend von der maximalen Hubgeschwindigkeit sehr schnell reduziert wird, beispielsweise in der Fahr- oder Stauhöhe, kann sich die Hubgeschwindigkeit optional auch allmählich verringern oder weniger drastisch sein, wenn sich der Rotor 118 der Fahr- oder Stauhöhe nähert.
11 zeigt ein weiteres Diagramm der Höhe des Rotors 118 gegenüber der Rotorhubgeschwindigkeit während eines Trennschnittvorgangs gemäß Ausführungsformen des offenbarten Gegenstandes. Wie vorstehend erwähnt, kann die Höhe des Rotors 118 durch die inverse Tiefe des Rotors 118 relativ zur Oberflächenschicht 400 ersetzt werden.
Gemäß 11 kann der Rotor 118 bei Einleitung des Trennschnittvorgangs (an der y-Achse) beispielsweise mit einer linear ansteigenden Geschwindigkeit angehoben werden. Bei Erreichen der obersten Fläche der Oberflächenschicht 400 (z. B. wenn sich der Rotor 118 zunächst vollständig über der obersten Fläche der Oberflächenschicht 400 befindet) kann die Geschwindigkeit, mit der der Rotor 118 angehoben wird, auf einen Maximalwert erhöht werden. Der Rotor 118 kann weiterhin mit der maximalen Geschwindigkeit angehoben werden, bis der Rotor eine vorbestimmte Höhe, wie z. B. eine Fahr- oder Stauhöhe des Rotors 118, erreicht. Obwohl 11 zeigt, dass die Rotorhubgeschwindigkeit ausgehend von der maximalen Hubgeschwindigkeit sehr schnell reduziert wird, beispielsweise in der Fahr- oder Stauhöhe, kann sich die Hubgeschwindigkeit optional auch allmählich verringern oder weniger drastisch sein, wenn sich der Rotor 118 der Fahr- oder Stauhöhe nähert.
Obwohl beispielsweise 11 zeigt, dass die Hubgeschwindigkeit des Rotors 118 vor und nach Erreichen der obersten Fläche der Oberflächenschicht 400 linear ansteigt, sind Ausführungsformen des offenbarten Gegenstandes nicht derart beschränkt. Daher kann die Geschwindigkeit, mit der der Rotor 118 angehoben wird, vor und/oder nach Erreichen der obersten Fläche der Oberflächenschicht 400 nicht-linear sein. Darüber hinaus kann gemäß einer oder mehreren Ausführungsformen die Geschwindigkeit, mit der der Rotor 118 angehoben wird, so gesteuert werden, dass sie anfänglich bei der maximalen Hubgeschwindigkeit liegt, wenn der Rotor 118 (z. B. der untere Abschnitt des Rotors 118) zuerst die oberste Fläche der Oberflächenschicht 400 erreicht. Eine solche Steuerung kann auf einer Vorhersage basieren, die unter Verwendung der Steuerung 152 und von Daten von einem oder mehreren Sensoren der Fräsmaschine 100, wie einem oder mehreren Sensoren 140 und/oder einem oder mehreren Sensoren 142, erstellt wird.
Bei Vorgang 208 kann die vordere Tür 124 und/oder die hintere Tür 126 angepasst werden. Optional kann die vordere Tür 124 und/oder die hintere Tür 126 während des Anhebens des Rotors 118 angepasst werden. Darüber hinaus kann die Anpassung der vorderen Tür 124 und/oder der hinteren Tür 126 von den jeweiligen Zuständen aus erfolgen, die während der vorangegangenen Rückschnittvorgänge oder während des Schneidvorgangs eingestellt wurden, und kann darüber hinaus von der Fahrtrichtung der Fräsmaschine 100 abhängig sein. Somit können die vordere Tür 124 und die hintere Tür 126 aus den jeweiligen offenen Positionen heraus angepasst werden (obwohl sie nicht unbedingt um den gleichen Betrag geöffnet sein müssen).
Die Anpassung der vorderen Tür 124 und/oder der hinteren Tür 126 des Vorgangs 308 kann optional dazu dienen, einen Materialhohlraum 402 aufzufüllen, der durch das Anheben des Rotors 118 verursacht, erzeugt oder hinterlassen werden kann. Zur Verdeutlichung sei gesagt, dass das Auffüllen des Materialhohlraums 402 entfallen kann, da der Materialhohlraum 402 möglicherweise nicht aufgefüllt werden muss, weil der Materialhohlraum 402 nicht problematisch ist, akzeptable Eigenschaften aufweist oder insofern nicht vorhanden ist, als die Oberflächengeometrie des Bodenmaterials nicht als Materialhohlraum charakterisiert werden kann.
Wie vorstehend erwähnt, kann die Anpassung der vorderen Tür 124 und/oder der hinteren Tür 126 auf der Fahrtrichtung der Fräsmaschine 100 basieren. Beispielsweise kann bei der Vorwärtsbewegung der Fräsmaschine 100 die vordere Tür 124 so gesteuert werden, dass sie offen bleibt oder sich weiter öffnet und die hintere Tür 126 kann in den schwimmenden Zustand versetzt werden (wenn sie sich nicht schon im schwimmenden Zustand befindet) oder um einen bestimmten Betrag geschlossen (z. B. aber nicht ganz geschlossen) werden. Somit kann die hintere Tür 126 zum Auffüllen des Materialhohlraums 402 verwendet werden, wenn sich die Fräsmaschine 100 vorwärts bewegt. Und wenn die Fräsmaschine 100 rückwärtsfahrt, kann die hintere Tür 126 so gesteuert werden, dass sie offen bleibt oder sich weiter öffnet und die vordere Tür 124 in den schwimmenden Zustand versetzt wird oder sich um ein bestimmtes Maß schließt (z. B. aber nicht ganz geschlossen wird). Somit kann die vordere Tür 124 zum Auffüllen des Materialhohlraums 402 verwendet werden, wenn sich die Fräsmaschine 100 rückwärts bewegt. Wie vorstehend erwähnt, kann die schwimmende Tür, entweder die vordere Tür 124 oder die hintere Tür 126, im schwimmenden Zustand einen Abwärtsdruck erzeugen. Im Fall der hinteren Tür 126 kann sich dieser Abwärtsdruck von dem Abwärtsdruck unterscheiden, der für die Rückschnittvorgänge eingestellt ist.
Die Anpassung der vorderen Tür 124 und/oder der hinteren Tür 126 kann basierend auf Signalen von einem oder mehreren der Bildsensoren 140 und/oder einem oder mehreren der Schallsensoren 142 erfolgen. Beispielsweise können die Daten des Bildsensors/der Bildsensoren 140 und/oder des Schallsensors/der Schallsensoren 142, insbesondere an der Vorder- und Rückseite der Mischkammer 116, mithilfe der Steuerung 152 verarbeitet werden, um die Positionierung der vorderen Tür 124 und/oder der hinteren Tür 126 zu ermitteln (z. B. offen, geschlossen, offener Betrag, sich bewegend, usw.). Die Verarbeitung kann auch die Ermittlung beinhalten, wann die vordere Tür 124 und/oder die hintere Tür 126 den gewünschten Zustand erreicht haben.
Der Vorgang 210 kann einen Prozess zum Auffüllen des Materialhohlraums 402 darstellen. Dieser Vorgang 210 kann basierend auf den Einstellungen der vorderen Tür 124 und der hinteren Tür 126, sowie basierend auf der Fahrgeschwindigkeit der Fräsmaschine 100 und der Hubgeschwindigkeit des Rotors 118 durchgeführt werden. Allgemein kann das Ausfüllen des Materialhohlraums 402 beinhalten, dass, je nachdem, ob die vordere Tür 124 oder die hintere Tür 126 den Materialhohlraum 402 ausfüllen soll, je nach Fahrtrichtung der Fräsmaschine 100 das resultierende Material 406 so gelenkt werden kann, dass es den Materialhohlraum 402 auffüllt, während sich die Fräse 100 in Vorwärts- oder Rückwärtsfahrtrichtung bewegt. Wie vorstehend erwähnt, kann der Vorgang 210 in einer oder mehreren Ausführungsformen des offenbarten Gegenstandes optional oder nicht implementiert sein.
Bei Vorgang 212 kann das Verfahren 200 ermitteln, ob der Materialhohlraum 402 zufriedenstellend aufgefüllt wurde. Eine solche Ermittlung kann auf Daten von einem oder mehreren der Bildsensoren 140 und/oder einem oder mehreren der Schallsensoren 142 basieren. Diese Daten können beispielsweise automatisch mit der Steuerung 152 verarbeitet werden, um zu ermitteln, ob der Materialhohlraum 402 zufriedenstellend aufgefüllt wurde. Ähnlich wie vorstehend kann der Vorgang 212 in einer oder mehreren Ausführungsformen des offenbarten Gegenstandes optional oder nicht implementiert sein.
Als nur ein Beispiel kann der Bildsensor bzw. können die Bildsensoren 140 verwendet werden, um Daten zu erfassen, die dem Beginn eines Trennschnittvorgangs und der aktuellen Position der Fräsmaschine 100 entsprechen, wobei diese Daten von der Steuerung 152 verwendet werden können, um eine seit Beginn des Trennschnittvorgangs zurückgelegte Strecke zu berechnen. Basierend auf den Einstellungen der Fräsmaschine 100 kann ein bestimmter Abstand ein Indikator dafür sein, dass der Materialhohlraum 402 aufgefüllt worden ist. Somit kann die Ermittlung, dass die Fräsmaschine 100 eine bestimmte Strecke zurückgelegt hat, als Indiz dafür verwendet werden, dass der Materialhohlraum 402 aufgefüllt wurde.
Gemäß einem weiteren Beispiel können Bilddaten von dem Bildsensor bzw. den Bildsensoren 140 an der Vorder- und/oder Rückseite der Mischkammer 116, je nach Fahrtrichtung und -strecke, mithilfe der Steuerung 152 verarbeitet werden, um zu ermitteln, ob der Materialhohlraum 402 aufgefüllt wurde. Optional kann eine solche Ermittlung auf maschinellem Lernen und Training unter Verwendung von Bildern von geeignet aufgefüllten Materialhohlräumen 402 basieren. Ebenso kann der Schallsensor bzw. können die Schallsensoren 142 an der Vorderseite der Mischkammer 116 und/oder an der Rückseite der Mischkammer 116 repräsentativ dafür sein, ob der Materialhohlraum 402 aufgefüllt wurde und können mithilfe der Steuerung 152 verarbeitet werden, um zu ermitteln, ob und wann der Materialhohlraum 402 aufgefüllt wurde.
Optional können der Bedienperson Bilddaten von dem Bildsensor/den Bildsensoren 140, beispielsweise einem Bildsensor 140 an der Rückseite der Mischkammer 116, über eine oder mehrere Anzeigen der Bedienersteuerschnittstelle 134 zur Verfügung gestellt werden, damit die Bedienperson visuell ermitteln kann, ob der Materialhohlraum 402 zufriedenstellend aufgefüllt wurde.
Bei Vorgang 214 kann die Höhe des Rahmens 102 angepasst werden. Obwohl 9 zeigt, dass die Höhe des Rahmens 102 nach dem Vorgang 212 zur Ermittlung, ob der Materialhohlraum 402 aufgefüllt ist, angepasst wird, kann optional die Anpassung der Höhe des Rahmens 102 vor der endgültigen Ermittlung, dass der Materialhohlraum 402 aufgefüllt ist, beginnen, wenngleich normalerweise nach einer vorbestimmten Zeitspanne nach dem Auslösen des Vorgangs 210 zum Auffüllen des Materialhohlraums 402.
Optional kann die Anpassung der Höhe des Rahmens 102 beginnen, sobald die Höhe des Rotors 118 die oberste Fläche der Oberflächenschicht 400 erreicht, wie vorstehend für Vorgang 206 beschrieben. Zur Verdeutlichung sei gesagt, dass gemäß Ausführungsformen des offenbarten Gegenstandes die Vorgänge 210 und 212 optional sein können, was bedeutet, dass der Vorgang 206 zur Anpassung der Höhe des Rotors 118 durchgeführt werden kann, ohne dass die Vorgänge 210 und 212 zum Auffüllen des Materialhohlraums 402 durchgeführt werden. Gemäß einer oder mehreren Ausführungsformen kann der Vorgang 214 durch eine Steuereingabe eingeleitet werden, die an der Bedienersteuerschnittstelle 134 bereitgestellt wird.
Alternativ kann der Vorgang 214 automatisch ausgeführt werden, beispielsweise in Reaktion auf die Ermittlung, dass der Rotor 118 eine vorgegebene Höhe erreicht hat, wie das Erreichen der obersten Fläche der Oberflächenschicht 400.
Die Höhe des Rahmens 102 kann durch Steuerung eines oder mehrerer Schenkel 112, z. B. aller Schenkel 112, angehoben werden. Diese Höhenanpassung kann relativ zur Bodenoberfläche erfolgen, und zwar auf eine Fahr- oder Nicht-Schneidhöhe. Eine solche Anpassung kann auch die Höhe des Rotors 118 anpassen (z. B. ihn anheben). Die Anpassung der Höhe des Rahmens 102 kann basierend auf Signalen von einem oder mehreren der Bildsensoren 140 und/oder einem oder mehreren der Schallsensoren 142 erfolgen. Beispielsweise können Daten von dem Bildsensor/den Bildsensoren 140 und/oder dem Schallsensor/den Schallsensoren 142 verarbeitet werden, um die Höhe des Rahmens 102 relativ zur Bodenoberfläche und/oder die Höhe der Mischkammer 116 relativ zur Bodenoberfläche zu ermitteln. Da die vordere Tür 124 und die hintere Tür 126 funktionsfähig mit der Mischkammer 116 gekoppelt sein können, kann die Geschwindigkeit, mit der der Rahmen 102 (und damit die Mischkammer 116) angehoben wird, bestimmen, wie der Materialhohlraum 402 aufgefüllt wird (z. B. wie schnell, wie viel, Musterung usw.). Optional kann die Geschwindigkeit, mit der der Rahmen 102 angehoben wird, gleichmäßig oder linear sein, wodurch besser sichergestellt werden kann, dass der Materialhohlraum 402 mit Material mit einer geeigneten Oberfläche (z. B. Güte, Gleichmäßigkeit usw.) aufgefüllt wird.
Bei Vorgang 216 kann die vordere Tür 124 und/oder die hintere Tür 126 angepasst werden, insbesondere in einem Fall, in dem die Vorgänge 210 und 212 durchgeführt wurden, um den Materialhohlraum 402 aufzufüllen. Diese Anpassung kann in eine Fahr- oder Stauposition erfolgen, die ganz oder teilweise geschlossen sein kann. Obwohl der Vorgang 216 nach dem Vorgang 214 gezeigt ist, kann der Vorgang 216 während des Vorgangs 214 beginnen, beispielsweise zur gleichen Zeit, zu der der Vorgang 214 beginnt, oder nach einer vorbestimmten Zeitspanne nach dem Beginn des Vorgangs 214.
Bei Vorgang 218 kann das Verfahren 200 ermitteln, ob eine weitere Steuereingabe empfangen wird, z. B. eine Steuereingabe zur Durchführung einer Rückkehr zum Schneidvorgang 300. Wenn eine weitere Steuereingabe zur Durchführung der Rückschnittvorgänge empfangen wird, kann das Verfahren 200 mit dem Verfahren 300 fortfahren, andernfalls kann der Trennschnittvorgang beendet werden.
Während Aspekte der vorliegenden Offenbarung insbesondere unter Bezugnahme auf die vorstehenden Ausführungsformen gezeigt und beschrieben wurden, ist es für Fachleute auf dem Gebiet offensichtlich, dass durch die Modifikation der offenbarten Maschinen, Systeme und Verfahren verschiedene zusätzliche Ausführungsformen erwogen werden können, ohne vom Sinn und Umfang des Offenbarten abzuweichen. Diese Ausführungsformen sollen als in den Umfang der vorliegenden Offenbarung fallend verstanden werden, wie sie basierend auf den Ansprüchen und jeglichen Entsprechungen davon bestimmt wird.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

US 8485755 [0003]

Claims

Fräsmaschine, umfassend: eine Bedienersteuerschnittstelle, einen Rahmen; eine Mischkammer; einen Rotor, der zur Verarbeitung von Bodenflächenmaterial ausgelegt ist, wobei der Rotor zumindest teilweise in der Mischkammer vorgesehen ist; eine Vielzahl von Sensoren; und eine Steuerung, die zur Steuerung einer Vielzahl von Schenkeln der Fräsmaschine und des Rotors gemäß den Einstellungen für einen automatischen Trennschnittvorgang ausgebildet ist, wobei die Steuerung ausgebildet ist zum: Steuern des automatisierten Trennschnittvorgangs in Reaktion auf eine Steuereingabe an der Bedienersteuerschnittstelle, wobei der automatisierte Trennschnittvorgang das Anheben des Rotors, sodass er sich vollständig in der Mischkammer befindet, basierend auf einer Geschwindigkeit der Fräsmaschine beinhaltet; Ermitteln, wann der Rotor eine oberste Fläche des Bodenflächenmaterials erreicht hat, basierend auf Signalen von zumindest einem Sensor der Vielzahl von Sensoren; und Steuern des Anhebens des Rotors, sodass der Rotor mit einer Geschwindigkeit angehoben wird, die proportional zur Geschwindigkeit der Fräsmaschine ist, wobei die Geschwindigkeit, mit der der Rotor angehoben wird, mit dem Anheben des Rotors zunimmt und der Rotor mit einer maximalen Geschwindigkeit angehoben wird, wenn die Steuerung ermittelt, dass der Rotor die oberste Fläche des Bodenflächenmaterials erreicht hat.
Fräsmaschine nach Anspruch 1, wobei die Vielzahl von Sensoren eine Vielzahl von Schallsensoren und/oder eine Vielzahl von Bildsensoren beinhaltet.
Fräsmaschine nach Anspruch 1, wobei die Vielzahl von Sensoren zumindest einen Sensor zum Erfassen einer Höhe von einer oder mehreren Seitenplatten der Mischkammer oder zumindest einen Sensor zum Erfassen einer Höhe des Rahmens beinhaltet.
Fräsmaschine nach Anspruch 1, wobei die Steuerung ausgebildet ist, das Anheben der Schenkel der Fräsmaschine als Teil des automatischen Trennschnittvorgangs einzuleiten, wenn die Steuerung ermittelt, dass der Rotor die oberste Fläche des Bodenflächenmaterials erreicht hat.
Fräsmaschine nach Anspruch 4, wobei die Steuereingabe an der Bedienersteuerschnittstelle ein einzelner Druckknopf zum Auslösen des Trennschnittvorgangs ist.
Fräsmaschine nach Anspruch 1, wobei die Steuerung ausgebildet ist, entsprechende Zustände einer vorderen Tür und einer hinteren Tür der Mischkammer der Fräsmaschine als Teil des automatisierten Trennschnittvorgangs basierend auf der Fahrtrichtung der Fräsmaschine zu konfigurieren, um einen mit dem Anheben des Rotors verbundenen Materialhohlraum in einer Bodenoberfläche aufzufüllen, und wobei bei der Vorwärtsbewegung der Fräsmaschine die vordere Tür gesteuert wird, um offen zu sein, und die hintere Tür in einen schwimmenden Zustand versetzt wird, und bei der Rückwärtsbewegung der Fräsmaschine die hintere Tür gesteuert wird, um offen zu sein, und die vordere Tür in den schwimmenden Zustand versetzt wird.
Frässystem, umfassend: einen Rotor einer Fräsmaschine, der für die Verarbeitung von Bodenflächenmaterial ausgebildet ist; eine Mischkammer der Fräsmaschine, wobei der Rotor zumindest teilweise in der Mischkammer vorgesehen ist; und eine Steuerung der Fräsmaschine, die ausgebildet ist, einen automatisierten Trennschnittvorgang zu steuern, wobei die Steuerung ausgebildet ist zum: Steuern des Trennschnittvorgangs in Reaktion auf eine Steuereingabe an einer Bedienersteuerschnittstelle der Fräsmaschine, wobei der Trennschnittvorgang das Anheben des Rotors aus einem Zustand, in dem der Rotor das Bodenflächenmaterial berührt, in einen Zustand beinhaltet, in dem der Rotor das Bodenflächenmaterial nicht berührt; Ermitteln, wann der Rotor eine oberste Fläche des Bodenflächenmaterials erreicht hat, basierend auf Signalen von zumindest einem Sensor; und Steuern des Anhebens des Rotors derart, dass eine Geschwindigkeit, mit der der Rotor angehoben wird, zunimmt, während der Rotor angehoben wird, wobei der Rotor mit einer maximalen Geschwindigkeit angehoben wird, wenn die Steuerung ermittelt, dass der Rotor die oberste Fläche des Bodenflächenmaterials erreicht hat.
Frässystem nach Anspruch 7, wobei die Geschwindigkeit, mit der die Steuerung den Rotor anhebt, auf einer Geschwindigkeit der Fräsmaschine basiert.
Frässystem nach Anspruch 7, wobei jeder der zumindest einen Sensoren entweder ein Schallsensor oder eine Kamera ist.
Frässystem nach Anspruch 7, wobei die Steuerung ausgebildet ist, das Anheben der Schenkel der Fräsmaschine als Teil des Trennschnittvorgangs einzuleiten, wenn die Steuerung ermittelt, dass der Rotor die oberste Fläche des Bodenflächenmaterials erreicht hat.
Frässystem nach Anspruch 10, wobei die Auslösung des Anhebens der Schenkel in Reaktion auf eine zweite Steuereingabe an der Bedienersteuerschnittstelle erfolgt.
Frässystem nach Anspruch 7, wobei die Steuerung ausgebildet ist, entsprechende Zustände einer vorderen Tür und einer hinteren Tür der Mischkammer der Fräsmaschine als Teil des Trennschnittvorgangs basierend auf der Fahrtrichtung der Fräsmaschine zu konfigurieren, um einen mit dem Anheben des Rotors verbundenen Materialhohlraum aufzufüllen, und wobei bei der Vorwärtsbewegung der Fräsmaschine die vordere Tür gesteuert wird, um offen zu sein, und die hintere Tür in einen schwimmenden Zustand versetzt wird, und bei der Rückwärtsbewegung der Fräsmaschine die hintere Tür gesteuert wird, um offen zu sein, und die vordere Tür in den schwimmenden Zustand versetzt wird.
Frässystem nach Anspruch 7, wobei die Steuerung ausgebildet ist, um anhand von Daten des zumindest einen Sensors zu ermitteln, ob ein Materialhohlraum in der Bodenfläche aufgefüllt wurde.
Verfahren, umfassend: Anheben eines Rotors einer Fräsmaschine unter Kontrolle einer Steuerschaltung aus einem Zustand, in dem der Rotor das Bodenflächenmaterial berührt, in Reaktion auf eine Steuereingabe an einer Bedienersteuerschnittstelle der Fräsmaschine; Ermitteln, unter Verwendung der Steuerschaltung, wann ein unterer Teil des Rotors eine oberste Fläche des Bodenflächenmaterials erreicht hat, basierend auf Signalen von zumindest einem Sensor; und Steuern des Anhebens des Rotors unter Verwendung der Steuerschaltung, sodass eine Geschwindigkeit, mit der der Rotor angehoben wird, zunimmt, wenn der Rotor angehoben wird, wobei die Geschwindigkeit, mit der der Rotor angehoben wird, auf eine maximale Geschwindigkeit ansteigt, wenn die Ermittlung ergibt, dass der untere Teil des Rotors die oberste Fläche des Bodenflächenmaterials erreicht hat.
Verfahren nach Anspruch 14, wobei die Geschwindigkeit, mit der der Rotor angehoben wird, wenn der untere Teil des Rotors die oberste Fläche des Bodenflächenmaterials erreicht, auf einer Geschwindigkeit der Fräsmaschine basiert.
Verfahren nach Anspruch 14, wobei jeder der zumindest einen Sensoren entweder ein Schallsensor oder eine Kamera ist.
Verfahren nach Anspruch 14, ferner umfassend das Einleiten des Anhebens von Schenkeln der Fräsmaschine unter Verwendung der Steuerschaltung in Reaktion darauf, wenn die Ermittlung ergibt, dass der untere Teil des Rotors die oberste Fläche des Bodenflächenmaterials erreicht hat.
Verfahren nach Anspruch 17, wobei das Einleiten des Anhebens der Schenkel in Reaktion auf eine zweite Steuereingabe an der Bedienersteuerschnittstelle durchgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 14, ferner umfassend das Konfigurieren jeweiliger Zustände einer vorderen Tür und einer hinteren Tür einer Mischkammer der Fräsmaschine unter Verwendung der Steuerschaltung, basierend auf der Fahrtrichtung der Fräsmaschine, um einen mit dem Anheben des Rotors verbundene Materialhohlraum in der Bodenfläche aufzufüllen.
Verfahren nach Anspruch 14, ferner umfassend das Ermitteln, ob ein Materialhohlraum in der Bodenoberfläche aufgefüllt wurde, basierend auf Daten von dem zumindest einen Sensor.