专利名称：用于平整地面的系统、设备和方法
技术领域：
本发明涉及一种用于通过研磨来平整(level)地面的系统、设备和方法。
背景技术：
当前存在用于研磨地面的机器和工具，该地面包括譬如天然石的石头，混凝土和木头。建筑工业当前使用这样的技术，其中，建筑物在工厂中以多种不同模块的形式生产。该建筑物仅仅是在其要坐落之处的混凝土板上组装。该系统需要非常平整的混凝土基部，即最高点和最低点之间的高度差为±1毫米。在市场上，当前没有机器能够在不重复人工测量且不进行逐步的中间研磨的情况下实现该要求。
建筑工业还使用这样的建筑技术，其甚至需要更加平整的混凝土基部，特别是在立体仓库(high-rise storage )的情况下，其中自动升降卡车移动并将托板等举到很高的高度并下降，而且同时通过沿混凝土地面移动的车辆来运输它们。这需要地面的平整度(levelness)具有非常细微的公差，因为托板可能位于空中几米高处，可能几十米高处，同时被垂直地和横向地多动，在地面平整度的较小异常可导致在该高度处非常大的偏差，而这种细微的公差不能在没有加工混凝土的情况下实现，而对混凝土的加工是既耗时又耗人力的。除了别的以外，当前的技术采用了在地面上研磨两条轨道，而卡车在该轨道中并沿着该轨道运动，该轨道需要非常的平整。然而，这些轨道使得地面更难以被使用，因为任何穿过这些轨道的车辆受到颠簸和振动的干扰并且甚至被卡在这些轨道中而变得难以操纵。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于通过研磨来平整地面的系统、设备和方法，在地面的研磨过程中，地面的高度被连续地测量并且地面研磨设备的去除速率^L连续地控制。
本发明涉及一种用于通过地面研磨机来平整地面表面的设备，包括提升设备，用于在平整地面表面时调整地面研磨机在地面表面上的高度。该设备包括在平整地面过程中与地面表面接触的感应设备，该感应设备以一方式连接到地面研磨机，其方式是感应设备可以基本垂直于要被平整的地面表面自由i也移动。
根据本发明的一个实施例涉及这样的设备，其中感应设备沿垂直方向的自由移动通过至少一个滑轨来实现，该滑轨基本垂直于要被平整的地面表面延伸。
本发明的又一个实施例涉及这样的设备，其中感应设备包括支座，该支座可以沿着滑轨移位并且具有第一自由下端，该第一自由下端在平整地面表面期间经由接触部件与地面表面4妄触。
又一个实施例涉及这样的设备，其中提升设备包括支撑轮，其经由至少一个可移动撑杆悬挂部分高度可调整地连接到地面研磨机。
又一个实施例涉及这样的设备，其中撑杆是平行撑杆。
又一个实施例涉及这样的设备，其中接触部件是至少一个球形滚子；在进一步的实施例中接触部件是至少一个PCD圓顶。
又一个实施例涉及这样的设备，其中至少一个激光接收器被布置在感症设备上，且又一个实施例涉及这样的设备，其中激光接收器被布置在支座的第二自由上端。
本发明还涉及一种用于通过地面研磨机来平整地面表面的系统，其中激光发射器被操作地连接到至少一个激光接收器，其中激光接收器被布置在4应设备上。
本发明进一步涉及一种用于通过地面研磨机来平整地面表面的方法，其中激光发射器发射信号，该信号被布置在如前述任一权利要求的感应设备上的激光接收器接收，由此该激光接收器的高度被检测并转换为地面表面水平高度中的可能的偏差，在地面表面的平整期间，地面研磨机的高度相对于该水平高度中的可能的偏差而被调整。
根据本发明，高度被旋转激光器和研磨机上的激光接收器测量，接收器坐落在与要被研磨的表面接触的感应设备上，且感应设备通过滑动连接件连接到研磨机，这使得感应设备可以相对于研磨机和支撑轮大致垂直地自由移动。高度偏差被记录并且混凝土表面的加工通过控制提升设备的系统来调节。在研磨机的前缘，提升设备连接到支撑研磨机的轮，所述提升设备由此通过抬升、降低或保持研磨机相对于要被研磨的表面和支撑轮的高度来调节研磨机的去除切削。
通过本发明，其连续地测量高度并由此控制机器，地面平整过程导致在地面研磨中明显地更高效并获得更好的平整度，研磨过程也被合理化。本发明提供一种功能良好的地面平整系统，其在研磨中实现良好平整度。本发明减少了所需的人手数量以及大部分耗时的测量，特别是人工测量，并降低了地面平整的成本及其所需的时间。本发明的目的是提供一种当前市场上缺乏的新的测量系统。其目标是改进目前已有的地面研磨机使之还包含测量系统。研磨测试的结果显示根据本发明的测量系统发挥了作用。在研磨之前的测量中高出太多的点-故加工，而那些过^f氐的点没有净皮加工。由于测量在研磨头的前缘执行，在较短空间内存在较大水平高度差异的地方， 一些较低的点
被研磨头的后缘加工。根据本发明的系统存在多个优点它比较容易移动和
组装，且由于较小数量的测量而节约了时间并且还提高了精度，也就是说，研磨之后的平整度。根据本发明的设计构造和方法在需要高精度研磨时给操作者带来很大的益处，并且由于低材料成本而具有经济的优点。这意味着旋转激光器的使用对产生平整研磨结果是较好的问题解决方案，并且给出了更加均匀的结果。旋转激光器和至少一个激光接收器的使用提供了实现精度要求的方案并且该方案可靠且价格合理。
本发明将在下文中参考附图进行详细地描述，在附图中图1示出了研磨机的一个实例；
图2示出了图1中的研磨机的研磨工具保持器的一个实例；图3示出了可以用于根据本发明的研磨机的测量设备的一个实例；图4示出了根据本发明的角度调整如何产生垂直调整；图5更详细地示出了根据图4的高度调整；
图6示出了可以用于根据本发明的测量设备中的接收器的范围和灵敏
图7示出了根据本发明可以使用的接收器的一个实例；
图8示出了根据本发明的提升/测量设备的实施例的侧视图9和图10示出了图8中的提升/测量设备从不同角度的透视6图11示出了提升/测量设备的另一实施例的侧视图12示出了图11中的提升/测量设备的另一部分；
图13更详细地示出了图12中的部分；
图14示出了用于控制根据本发明的研磨机的方法的一部分；
图15示出了用于控制根据本发明的研磨机的方法的另一部分；
图16示出了用于控制根据本发明的研磨机的方法的又一部分；
图17示出了用于控制根据本发明的研磨机的方法的再一部分；
图18示出了在研磨之前的地面测量；
图19示出了在研磨之后的地面测量；
图20示出了用于控制根据本发明的研磨机的方法的流程图21示出了根据本发明的电气设计的电路图22示出了来自本发明测试的测量结果(测量Strandgatan混凝土板； 与理论的差异；+=高出的地板；单位mm,比例1: 75)。
具体实施例方式
本发明涉及一种用于通过研磨来平整地面的系统、控制系统、设备以及 方法。根据本发明的控制和测量系统被设计用于研磨机10 (图1)，该研磨 机被无线电控制以便使操作者的工作更加简单且该研磨机经由两个无刷DC 伺服电机控制，每一个电机都被安装到轮20。该机器搁置在这两个轮20和 一个或多个研磨盘30上(图4)。动摩擦显著低于静摩擦，这意味着在操作 中，该机器相对容易操纵，尽管其重量为600kg。
驱动研磨盘30的电机是具有15kW功率输出的三相异步电机31。该电 机经由变频器而被控制，该变频器馈送30-90Hz的频率，具有齿轮传动装置 的带驱动系统输送450到1350rpm的速度。研磨由金刚石工具来执行，该金 刚石工具被固定到四个工具保持器40,这些工具保持器40安装在更大的旋 转研磨盘30上。图2示出了带有六个工具50的其中一个工具保持器40。这 些工具易于更换并且操作者可以取决于地面类型和所期望的去除速率来方 便地选择是否使用一个、两个、三个或六个工具。研磨机10还配备有"雾 冷系统(mist cooler system)",其意p未着细樣t的水雾^皮喷洒到地面上，这于 是冷却金刚石工具50。这导致更高效的研磨以及更长的工具服务寿命。
旋转激光器60 (图3 )是一种旋转激光平整仪器，其与至少一个或多个激光接收器61 (例如两个或三个) 一起测量高度差异。大部分旋转激光器具
有的一个功能是自调平(self-leveling),这允许它在被激活的时候自动自调 平。该功能允许激光器在士10度的倾斜下不会影响精度。另一功能是自动水 平高度监测(level monitoring),这会在支座70开始要掉落或该仪器离开其 原始位置时给出警告。该旋转激光器具有坚固的(robust)设计并且转动头 (rotor head)由激光器壳体外罩保护，该外罩能抵抗从lm的高度落到混凝 土表面上。它还是防尘并且水密的，这允许其在户外使用。所使用的旋转激 光器60是激光等级1、 2、 3A或3R,等级3A和3R允许的功率输出或脉冲 能量比等级2大五倍，但是当光束通过光学系统传播时，从风险角度看其变 得与等级2相同。
激光接收器61 (图7)是接收由旋转激光器60发射的信号并且相应地 指示出接收器处在何种高度的单元。要考虑接收器61的精度，因为它可能 取决于所选的单元而从土0.05mm变化到士12mm。还需要考虑的其它问题是单 元的接收角度，该角度也可以从士45度显著地变化到360度。接收器61在下 文中更力口详纟田地描述。
为了建立测量系统，旋转激光器60被设置在要被加工的表面的边缘上 的支座上，这是因为旋转激光器不能被影响以致移动离开其位置。被用于接 收激光信号的接收器61在支座70顶部被安置在研磨机10上，如图8-10和 11所示。
激光接收器61的放置对测量的精度具有很大关系。因为机器10—直处 于运动中并且在加工过程中条件会改变，在放置接收器61时需要考虑几个 因素。
工具磨损-工具磨损影响机器相对于地面的高度。在全新的工具和 磨坏的工具之间的差异可以高至15mm。
-距下方表面的相同距离-在测量中对精度的一个要求是接收器61必 须总是处于距地面的特定距离处。这是为了便于通过测量相对于参考点的高 度差异来评价地面的平整度。
-来自下方表面的热干扰-根据NCC Construction Sverige AB的 GunillaBlomkvist (他是在混凝土板构造方面的测量工程师)，相对于地面的 测量点扮演一个重要角色。测量点应该位于地面表面上方半米处以便避免从 下方表面辐射的热的影响。这对于激光测量而言非常正确并且在暖和的环境中这种影响尤其明显，特别是在沥青上，尽管混凝土也发散能够导致干扰的 热。
-振动-在研磨期间，机器10中发生振动。振动根据一些因素而变化， 这些因素譬如工具50的类型、研磨速度以及要被加工的材料。在正在进行 的研磨过程中观察机器，可以注意到相对较小的振动，这被认为不会妨碍测量。
由于这些原因，将传感器放置在机器10的现有部分上的方案由于不能 补偿工具磨损而被排除。这是因为机器将其大部分重量作用在研磨头上，且 构造的其它部分随着工具的磨损而随动.，从而研磨头总是压靠在地面上。结 果是具有研磨头和电机的机器随着工具不断磨损而沉降，并且取决于工具的 状态而沿着垂直方向变化15mm。
独立感应设备70采取接收器支座的形式，其具有抵靠地面的参考轮/球 或耐磨表面(wearing surface),该独立感应设备固定到研磨才几10的前缘， 导致要被研磨的表面的精确测量。在新工具和被磨损工具之间的差异导致角 度的变化，这致使表面和接收器61之间的距离的变化。该角度变化可以被 计算，使得还可以计算垂直误差。接收器支座70位于机器10的前方(图 8-10)。工具磨损在一半长度后为15mm,在整个长度后为30mm,如图4所 示。
工具磨损所引起的角度变化以与轮子轴线的变化相同的角度影响机器 IO的前部。该角度引起垂直方向的变化，如图5所示。在该实施例中，测量 支座70的高度是500mm,但是在其它实施例中它可以更短或更长，以便避 免如前所述的热辐射问题。图5中的符号X是相对于地/地面的新高度。
通过使用各三角关系的计算，可以计算x,且沿垂直方向的变化为
《=500 —义=500 * (1 — cos(a))
这给出结果
X' = 500 * (卜cos(l .3429)) = 0.1386画
从新工具到完全磨坏的工具产生的垂直误差相对较小，并被认为不会引 起系统精度的较大误差。考虑到此处所述的这些问题，位于机器前缘的测量 支座70是一个较好的解决方案。
目前市场上没有带信号拾取器的接收器满足所寻求的精度要求。该便于 获取可用信号的接收器是被设计为放置在具有较低精度要求的挖掘机、道路平地机或类似机器上。这些接收器具有大约10mm的精度，并且不能为本应 用所接受。具有足够高精度的接收器是所谓的手持式接收器61。它们不便于 传输可用电信号，因为测量结果仅仅在接收器上的发光二极管和LCD屏上 示出，给出接收器相对于激光器的位置的指示。
手持式接收器61具有带光电二极管的倾斜表面，其被激光照射。接收 器61于是具有激光视为存在的不同范围。这些范围在图6中示出。由于接 收器61具有对零水平高度(level)的感应范围，并且下一区域较大，因此 仅可能使用接收器如何相对于激光器60定位的指示。这导致三种信号高、 一般、低。没有制造者愿意泄漏它们的产品是如何设计的信息或讨论如何将 信号容易地耦合出来。在基本上仅具有三个信号的情况下，决定在接收器61 上使用已有的光电二极管62，如图7所示。
如果接收器定位为与激光器齐平，则接收器61使得两个二极管62都发 光，如果接收器太高或太低，则只有一个二极管发光。被选择用于处理来自 发光二极管的已有信号的方案是光电晶体管。这样的有利之处是信号可以被 使用而无需介入接收器61。根据本发明的测量系统，机器10根据由接收器 发射的信号被控制。
为了制造根据本发明的控制系统，其中测量结果被解译并且信息于是被 用于确定地面是否需要被加工，必须控制研磨机10的去除速率。研磨机被 配备有这样的系统，其中操作者便于通过调整研磨速度、前进速率和改变研 磨压力来改变去除速率，其中改变研磨压力通过人工地利用在机器侧上的可 调整重量实现。
通过调整工具的旋转速度来改变研磨速度是复杂的操作。最高速度并不 总是提供最快的去除，还存在很多起作用的其它因素，譬如所使用的工具、 被研磨的材料和材料的含湿量。去除速率不正比于研磨速度的事实并不是调 整研磨速度所引起的唯一问题。还产生各种问题，因为机器的设计基于动摩 擦低于静摩擦的事实并且调整研磨速度引起前进速率的不同前提。
在研磨期间的一般前进速率是0.2m/s。该速度可以一皮调整以便增加地面 加工时间并由此通过相对简单的介入(intervention)增加去除。
控制驱动电机的信号是0-5V,其中2,500V是静态的(stationary )。信号 可以在去除发生的情况下容易地连接到PLC并被衰减(damped),在去除不 发生时避开(bypass)该PLC而不操作以便更快速地前进。这样做存在的一个问题是，这会在操作者认为合适(see fit)的时候干扰他或她驱动地面研 磨机的范围。
调节去除速率的另一方法是调整研磨压力。该方法当前通过改变可调重 量和通过将外部重量放置到机器10上以便增加研磨压力而在一定程度上被 使用。该方法可以在提升/抬升设备将机器10提升/抬升时而被应用，以这样 的方法可以移除机器的较大比例重量和将重量重新分配到位于机器前缘的 支撑轮80。这将意味着作用到地面的接触压力降低并导致较慢的去除。
用于调节去除速率的优选方法是改变研磨压力，涉及在去除材料时的一 般研磨压力，如果一区域不需要被加工，研磨压力可以被降低。这使得可以 非常简便地改变去除速率。
研磨机10 (在本实施例中为HTC 950 RX型)具有支撑/运输轮80这样 形式的附件，类似于安装到拖车上的支撑轮。地面研磨机10于是搁置在两 个驱动轮20和安装到前缘的支撑轮80上。这允许研磨机被移动，由通常操 纵机器10的DC电机驱动或允许机器被人工滚动，这在静止工具接触地面 时是不可能的。
运输轮80是根据本发明的两个实施例的出发点。这可以从图8到11看 出。运输轮构造的改进意味着根据本发明的系统可以被容易地转移到另 一机 器10。使用已知支撑轮构造的部件，以便降低成本并改善与已知研磨机的兼 容性。，为了当机器向旁边转动时不在转向或研磨中产生任何问题，来自原有 构造的轮80被使用。主要的差异在于，人工抬升被包括调整固定装置91的 提升设备90替代。调整固定装置的功能是抬升或降低机器IO并由此调整研 磨头压靠地面的力。调整固定装置91的最大能力(capacity)是6800N,其 足以用于提升整个机器的重量。
所使用的轮80要求悬挂部分(suspension)总是垂直于地面从而高度不 会被改变的轮子角度影响。因为提升设备90还包括负载传感器(loadcell) 92用于感应轮80正经受何种负载，故该问题得以解决。图11和12示出了 在第一实施例中安装好的负载传感器92。通过负载传感器92得知轮80上的 负载，由此可以评估研磨压力。取决于表面的水平高度，调整固定装置91 将机器10调整到给定水平的研磨压力。这导致距地面的恒定高度，'而无论 轮80的位置。
才艮据本发明的该系统所基于的事实是，给出地面水平高度的测量被连续
ii地执行。为了实现这个目的，测量支座70必须与下方表面接触，也就是说
和地面接触，并且必须在连接到研磨机10时可以自由地滑动。测量支座70 被设计为具有接触部件73,该接触部件73为在端部/底部上的至少一个球形 滚子或至少 一 个多晶或复合金刚石(polycrystalline or compact diamond ) (PCD)圆顶(图11和12中的一个实施例中具有一个PCD圓顶，而图8-10 中的第二实施例具有两个PCD圓顶作为接触部件并且#1布置在平行撑杆 100上以便确保轮80垂直于地面)，其接触地面表面并允许沿所有方向的移 动。由于测量支座70仅需要承载其自身的重量，球形滚子/PCD圆顶可以顺 利地以大的限度(margin)处理负载。
到研磨机10的固定包括安装到支座70的两个滑轨71以及到改进的支 撑轮构造和平行撑杆构造100的连接件72。使用两个轨的原因是，响应沿所 有水平方向的运动，其还提供更好的稳定性。根据本发明的构造允许支座沿 垂直方向自由地移动并且意味着每一个球形滚子/PCD圓顶在支座自身重量 的作用下一直压靠下方表面。
对于控制系统，独立的电开关盒被使用并具有函数继电器(function relay)作为中央单元。在图21中示出了电气设计的电路图。Zelio逻辑电路 (Zelio logic )是由Telemecanique制造的一种数字函数继电器，其被用于控 制系统中。函数继电器供应有24V DC并被安装到35mm导轨电源(DIN rail), 这提供了安装在电，关盒中的良好前提。Zelio逻辑电路具有八个用于24V DC的数字输入端，其中四个可以被用于0-10V范围的模拟信号。内部A/D 转换器使用8位，其给出了可接受的分辨率。所提供的输出端是四个继电器 输出端，其可以用于8A。
在本发明中使用的负载传感器92 (图11-13)是TB型的。弯曲梁被用 于测量压力并能够测量0-500kg且具有750kg的安全过载，这意味着它可以 承受机器10的全部重量。最大电源是15V DC且输出信号是2mV/V，这意 味着在供应电压为10V时全负载下最大输出信号为20mV。应变测量仪安装 在负载传感器92中的腔体内。两个测量仪测量纵向延伸并且两个测量横向 延伸。这四个应变测量仪被联接到惠斯登电桥(Wheatstone bridge )。与四个 测量仪的电桥连接意味着负载传感器92不会变得对由温度变化导致的电阻 变化敏感。
在如图8-10所示的第一实施例中，负载传感器92被定位为使得它感应调整固定装置90所经受的力。在根据图11-13的第二实施例中，负载传感器 测量轮80所经受的压力，根据它可以计算研磨头的接触压力。这些实施例 意味着通过负载传感器92可以检测研磨机10的研磨头施加到下方表面(也 就是地面)的力，从而允许研磨机的表面去除被自动地控制。
为了放大来自负载传感器92的信号，负载传感器放大器被用于将来自 负载传感器的信号转换为模拟电压或电流信号。放大器允许从负载传感器92 到PLC的连接而无需使用独立的平衡仪器(balancing instrument )。放大器通 过安装在研磨^L 10前部的+反式电位计(panel potentiometer)来调整。
根据本发明所使用的程序具有三个信号。其中两个是从光电晶体管发出 的离散信号，其在接收器61上的发光二极管62发光时为高。第三输入信号 从负载传感器发出并且是模拟信号，该模拟信号被8位A/D转换器转换。该 两个离散信号也进入计时器电路，其将这些信号转换为脉冲。该步骤使得可 以通过简单的方式来处理由发光二极管产生的信号。并且该步骤跟随有处理 器步骤，以便防止系统在评估表面是否要被研磨时仅^又对一个测量作出反应 而不利用平均值。该步骤具有四个处理器，当两个输入端同时被激活时其计 算来自每一个输入端的脉沖以及脉冲总数。图14示出了输入端所通向的计 时器电路并示出了信号如何被传递到处理器步骤。
在处理器步骤之后的是比较器步骤(图15),其通过随后的门逻辑电路 解译在处理器中的信息并确定表面是否要被加工。来自该步骤的输出信号包 括离散信号，其中高指示该表面高于参考值并且要被加工。
为了提供保留表面是否要被加工的信息的存储器，处理器被使用。该存 储器被运行为使得，如果要执行研磨，处理器内容为数字0，且如果表面不 要被加工，则处理器内容为数字零。图16示出了处理器以及用于存储操作 的其它电路。来自存储器的信息用于选择负载传感器92必须承受的压力。 来自负载传感器的信号与针对不同水平高度的预先编制值进行比较。预先编 制的水平高度还包括公差限制，从而振动以及其它干扰将会具有较'J、的彰 响。取决于来自存储器的信号，负载传感器上的压力被调整，这意味着对表 面的加工总是在相同的压力下执行且在不要执行研磨时研磨头总是被抬升 相同的高度。图17示出了比较器，其确定负载传感器92上的压力是否处于 正确水平中。根据比较器，存储器确定何种信号将要被使用并被传递到控制 调整固定装置91的输出端。在建筑场所中，当前测量以大约一米的间隔手动执行，并且测量干扰研
磨地进行多次以便满足精度要求，该精度要求往往是士lmm。来自建筑工程 的测量结果在图19中示出。为了模拟在建筑工程上在外部执行的测量，在 测得为3.5 x lm的矩形区域内在混凝土板上进行了高度测量。在该区域上， 相对于参考点进行了 24个高度的测量，从而测量以半米的间隔执行。来自 Leica的DNA 03仪器被用于测量。该仪器被制造用于工业测量并具有较高 的精度，具有0.3mm每千米的标准偏差。图18示出了在研磨之前测得的水 平高度，其中所有测量结果都以O.lmm为单位给出。在本说明书中示出的 来自测量的所有结果都是以O.lmm为单位并且所有测量都具有相同的固定 参考点，以便容易地比较这些结果。
为了使表面平整，大于实际测量区域的区域被加工。短侧上的测量点导 致复杂情况，因为研磨机10不能加工这些点。该问题由于被测量表面的布 置且研磨所执4亍的地方的混凝土基部使用两种级别的混凝土灌注引起， 一种 较硬而另一种较软。为了将整个测量表面定位在同一类型的混凝土上，不得 不采用这样的方式从而不能研磨到外侧的点。由此，来自上部短侧上的外部 测量点的测量结杲不应该在解译结果时被评价。
用于测量系统的零水平高度，即机器10所期望实现的水平高度，被设 置为0.3mm,其对应于在示出了各测量结果的图中的值3。研磨之后的测量 结果在图19中示出。如测量所示，获得了士2.2mm的精度。在研磨中的误差 意味着机器是静止的且对同一点加工了较长的时间，这反映在结果中为该点 具有-1的值。该点并不具有重要意义。
可以设想本发明的其他实施例，其具有譬如更好的激光器60或接收器 61这样的其它设备以及对指示水平高度与参考值之间差异的更好信号进行 获取的能力。具有更高精度的激光器60和具有更高灵敏度的接收器61 —起 能影响总精度而给出更好的结果。使用更精确地描述距离参考值的偏差的信 号，可以实现研磨压力的改善的调整。在另一实施例中，构造可以被修改， 从而提升设备90在第二实施例中更加稳定地固定到顶部而不连接到负载传 感器92，其于是锚定到机器10。在具有平行撑杆100的第一实施例中，该 平行撑杆更稳定地锚定到轮80，并且对倾斜角度具有较小的依赖性，调整固 定装置卯被布置在撑杆100内部。
可想象到的未来实施例可以涉及^f吏用具有更好精度的激光器和接收器，其可以在整体上提高系统的精度。具有良好精度且其中水平高度的差异表示 为模拟输出信号的接收器可以为适当研磨压力的更精确选择提供好得多的 范围。还期望接收器能够接收来自所有方向的激光信号。在第二实施例中，
用于检测研磨压力的专门制造的负载传感器92与提升设备90的更稳定构造
结合可以被期望利于研磨头抬升的更精确控制。第一实施例更稳定。测量支
座70可以具有到该构造的更稳定连接件，以便避免位置变化并抵消在研磨 过程中产生的振动作用。接收器61可以固定到测量支座70从而它不会离开 其位置。在连续使用具有球形滚子73的实施例时，系统应该^皮i殳计为在5求 形滚子经过表面之前自动清洁该表面。实施该系统的一个变式是压缩空气。 然而，使用具有一个、两个或更多PCD圓顶73的实施例消除了对清洁的需 要，因为不会有移动部件被污物弄脏。还应使用一些形式的显示装置以便向 操作者提供高度相比于参考点的信息。该功能意味着操作者可以进一步操纵 机器10使之移向需要加工的点并可以避免经过那些已经获得正确水平高度 的点，因为这些点反正不需要加工。
测量系统的另 一可行但是当前太过昂贵的实施例涉及激光跟踪器的使 用，其主要用于在飞机制造、造船或汽车工业中确定较大物体的坐标，因为 该技术结合了激光干涉和角度测定。该测量系统在100m的距离具有0.1mm 的精度，其中测量以高至1000点每秒的速度执行。
图20示出了通过研磨机IO对地面表面的平整进行控制的一个方法。该 方法分阶段执行，旋转激光器60发射光信号，该光信号被接收器61接收、 其高度被读出/检测并转换，其中旋转激光器(激光接收器61总是处于距地 面x毫米处，参见图5,并且该距离x经由调整接收器或升高/降低激光器来 设定)在空间中展示出(layout) —平面且接收器61通过信号感应出其位置 相对于地面平面的任何偏差，该信号^^艮据本发明的控制系统处理(其由短 距离上的大量点形成平均值)，并且如果地面表面相对于参考值太低，研磨 压力被降低，而如果地面表面太高，则研磨压力增加。该参考值为激光器平 面的高度减去测量支座70到激光接收器61的零点位置的长度。然而，用于 激光发射器60和激光接收器61的参考点的校准不是必须的。这意味着研磨 压力调整通过将来自研磨头的压力成分施加到在机器前缘处的轮80上来执 行。这给出了降低的研磨压力，从而研磨压力可以通过从前轮80收回压力 而得到增加，以使得整个机器的重量再次搁置/压在研磨头上，该研磨头之下是研磨盘30和研磨工具50(
权利要求
1、一种用于通过地面研磨机(10)来平整地面表面的设备，包括提升设备(90)，用于在平整地面表面时调整地面研磨机在地面表面上的高度，其中，在地面表面的平整过程中与地面表面接触的感应设备(70)以一方式连接到地面研磨机(10)，其方式是感应设备可以基本垂直于要被平整的地面表面自由地移动并感应地面的平整度，以用于在根据感应结果调整地面研磨机在地面表面上的高度时与提升装置(90)相互作用。
2、 如权利要求1所述的设备，其中，感应设备(70)沿垂直方向的自 由移动通过至少一个滑轨(71 )来实现，该滑轨基本垂直于要被平整的地面 表面延伸。
3、如权利要求1所述的设备，其中，感应设备(70)包括支座，该支 座可以沿着滑轨(71 )移位并且具有第一自由下端(70a),该第一自由下端 在平整地面表面期间经由接触部件(73)与地面表面接触。
4、 如前述任一权利要求所述的设备，其中，提升设备(90)包括支撑 轮(SO)，该轮经由至少一个可移动撑杆悬挂部分(100)高度可调整地连接 到地面研磨冲几(10)。
5、 如权利要求4所述的设备，其中，所述撑杆(100)是平行撑杆。.
6、 如权利要求3所述的设备，其中，所述接触部件是至少一个球形率 子(73 )。
7、 如权利要求3所述的设备，其中，所述接触部件是至少一个PCD圆 顶(73 )。
8、 如权利要求1所述的设备，其中，至少一个激光接收器(61)以一 方式布置在感应设备(70)上，其方式是激光接收器总是处于距地面的特定 距离处。
9、 如权利要求3所述的设备，其中，激光接收器(61)被布置在支座 的第二自由上端(70b)处。
10、 一种用于通过地面研磨^L ( 10)来平整地面表面的系统，其中，激 光发射器(60)被搡作地连接到至少一个激光接收器(61)，所述激光接收 器(61 )被布置在如前述任一权利要求所述的感应设备(70)上。
11、 一种用于通过地面研磨机(10)来平整地面表面的方法，其中，激光发射器(60)发射信号，该信号^f皮布置在如前述任一权利要求所述的感应 设备(70 )上的激光接收器(61)接收，由此该激光接收器(61)在地面上 的特定高度被检测并转换为地面表面水平高度中的可能的偏差，在地面表面 的平整期间，地面研磨机(10)的高度通过如前述任一权利要求所述的提升 设备(90)相对于该可能的偏差而被调整。
全文摘要
本发明涉及一种通过地面研磨机(10)来平整地面表面的系统、设备和方法，其中，所述设备包括提升设备(90)，用于在平整地面表面的过程中调整地面研磨机在地面表面上的高度。通过地面研磨机来平整地面表面的系统包括激光发射器(60)，其操作地连接到布置在感应设备(70)上的至少一个激光接收器(61)，且通过地面研磨机来平整地面表面的方法如此被执行，激光发射器(60)发射信号，该信号被布置在感应设备(70)上的激光接收器(61)接收，由此该激光接收器(61)在地面上的高度被检测并转换为地面表面水平高度中的可能的偏差，在地面表面的平整期间，地面研磨机(10)的高度以及由此地面表面的去除相对于该可能的偏差而被调整。
文档编号B24B7/18GK101657296SQ200880012108
公开日2010年2月24日 申请日期2008年2月7日 优先权日2007年2月15日
发明者卡雷·基尔格伦, 哈肯·锡塞尔 申请人:Htc瑞典公司