一种焊接训练系统的系统和方法技术方案

本发明专利技术提供一种焊接训练系统。该焊接训练系统包括被配置成执行焊接作业的焊枪和耦合在焊枪上的移动设备。该移动设备被配置成通过一个或多个传感器探测在焊接作业过程中的焊枪的动态位置或方向信息以确定焊接作业的一个或多个操作参数。该移动设备也被配置成至少部分地基于一个或多个焊接参数显示焊接环境。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】相关专利申请的交叉引用本申请要求于2013年12月3日提交的美国临时专利申请No.61/911,321，题目为“使用便携式智能设备的训练系统”，本申请参考引用了该专利的全部内容。
技术介绍
本公开总体涉及一种焊接系统，更具体地涉及，为了训练和/或招聘的目的，作为焊接训练工具使用的移动设备。焊接是一种被越来越多地应用到各种工业和应用的工艺。虽然很多的工业应用继续延续着手动的焊接作业，但在某些情况下，这些工艺是可以自动化作业的。在这两种情况中，这些焊接作业依赖各种类型的设备以确保焊接消耗品(例如送丝、保护气等)能够在预定的时间以适当的量提供到焊缝。为了准备手动焊接作业，焊接作业员可能使用焊接训练系统作训练。该焊接训练系统可被设计为训练焊接作业员掌握适当的技术以便完成多种的焊接作业。很多训练方法和系统被利用到该训练系统中，但是，通常这些方法和系统是大的且笨重的，并且过于昂贵而不能被大规模地制造和使用。因此，提供一种低成本的焊接训练方法和系统将会是有益的，该焊接训练方法和系统比较容易被大规模地制造和使用。简要说明在一个实施例中，提供一种焊接训练系统。该焊接训练系统包括：焊枪，被配置成执行焊接程序；以及移动设备，其耦合到所述焊枪上。该移动设备被配置成通过一个或多个传感器探测焊枪在焊接过程中焊枪的动态位置或者定向信息以确定焊接过程的一个或者多个操作参数。该移动设备也被配置成至少部分地基于一个或多个操作参数显示其焊接环境。在另一实施例中，提供一种焊接训练系统。该焊接训练系统包括焊枪，其被配置成在方向设备上对一个模拟焊缝执行模拟的焊接作业。该焊接训练系统也包括移动设备，其耦合到焊枪上。该移动设备包括照相机，用于探测布置在方向设备上多个标识符中的一个或多个。该移动设备也包括处理器，该处理器至少部分基于该照相机探测到的多个标识符中的一个或多个而生成焊枪的动态位置或定向信息。在另一实施例中，提供了一种储存计算机指令的永久性计算机可读介质。该计算机指令被配置成控制焊接训练系统中的焊枪相对于方向设备对模拟焊缝执行虚拟的焊接作业。该方向设备是一个模拟的工作表面。该计算机指令通过装在移动设备上的一个或多个传感器接收焊枪的动态位置或者定位信息，该移动设备耦合于焊枪。该计算机指令被配置成：至少部分地基于接收到的位置或定向信息，通过布置在移动设备中的处理电路确定焊枪更新的动态位置或者定向信息。利用这些更新的动态位置或者定向信息确定虚拟焊接过程的一个或者多个操作参数。附图说明当参照附图阅读下面的详细描述时，可以更好地理解本公开的这些和其它的特征、方面和优点，贯穿附图中相同的附图标记表示相同的部件，其中：图1是根据本公开的一些方面利用耦合到焊枪上的移动设备的焊接训练系统的实施例的方框图。图2是根据本公开的一些方面的图1中的耦合到焊枪的移动设备的实施例。图3是根据本公开的一些方面的图1中的装配到焊枪的移动设备的实施例，其中该移动设备使用了方向设备。图4是根据本公开的一些方面的示出对应于模拟的、增强的、或虚拟的真实焊接环境的数据的屏幕的实施例。
技术实现思路
本文描述的系统和方法的实施例涉及使用移动设备的焊接训练系统。在某些实施例中，该移动设备可耦合到焊接训练系统的焊枪，并且作业员可以接合焊枪和移动设备以执行模拟焊接体验，以达到训练或者招聘的目的。特别是，移动设备可被配置成将与模拟焊接体验相关的传感器反馈信息提供给焊接训练系统和/或作业员。例如，布置在移动设备里的一个或者多个传感器可被配置成在模拟焊接体验过程中探测焊枪的位置或者定向信息。进一步，基于探测到的位置或者定向信息，该移动设备能被配置成将虚拟焊接环境的可视表示形式显示到移动设备或者外部设备的显示器上。另外，该移动设备可被配置成在模拟焊接体验过程中确定模拟焊接的一个或者多个操作参数，并且在某些实施例中，也可将一个或多个操作参数显示到移动设备或者外部设备的显示器上。在某些实施例中，该焊枪和移动设备可被配置成使用方向设备执行模拟焊接体验。例如，该方向设备可以是带有一系列标识符(例如，多种图案的点、纹理、凸面、条形码、QR条码等等)的预制的二维或三维材料，这些标识符定向焊枪并且引导作业员执行模拟焊接。在某些情况下，该方向设备是针对特殊类型或特殊系列的模拟焊缝配置的。在某些实施例中，该移动设备利用一个或多个照相机或者光学传感器探测方向设备上的标识符来定向焊枪，同时相对于方向设备执行特殊类型或系列的模拟焊接。某些实施例中，焊接训练系统的移动设备可耦合到焊枪上，该焊枪执行真实的焊接过程(例如，现场焊弧，真弧模形)。在这种情况下，该焊接训练系统能够实现增强的焊接体验，其被配置成允许使用增强的现实模拟的训练。例如，该移动设备可被配置成提供焊接作业员执行增强的真实焊接的视频直播、焊弧的视频直播、焊接溶池的视频直播，和/或焊接作业的模拟视频。此外，在某些实施例中，该移动设备可对增强焊接工艺中的相关增强工艺参数提供实时反馈信息，所述实时反馈信息在增强焊接体验过程中对作业员作出指导。以这种方式，为了达到训练或招聘的目的，作业员可利用低成本的焊接训练系统从事实时模拟焊接体验或实时增强焊接体验。特别地，本文描述的低成本焊接训练系统能够被大规模地使用和复制。应当指出，该移动设备也可被配置成提供焊后反馈，该焊后反馈提供模拟或增强的焊接体验的相关工艺参数的汇总，包括作业员的动作。如本文中使用的，该焊接训练系统可包括任一适当的焊接相关系统，包括但不限于，焊接训练系统、实时焊接系统、模拟焊接系统、虚拟现实焊接系统、焊接训练应用(例如，被利用移动设备上)、应用在游戏平台的焊接训练系统，如此等等。在某些实施例中，该焊接训练系统可被配置成执行虚拟的焊接作业、保护金属极电弧焊(SMAW)工艺、气体保护电弧焊(GMAW)工艺、钨极隋性气体(TIG)焊接工艺，等离子切割工艺，或任何其他类型的焊接工艺。图1是根据本公开的一些方面的焊接训练系统10的实施例的方框图。如上所述，该焊接训练系统10的实施例包括任何适当的焊接相关系统，包括使用焊接训练系统10执行焊接应用的焊接相关系统，该焊接训练系统10实现模拟或增强的焊接体验。在某些实施例中，该焊接训练系统10包括移动设备12，它可以是任何个人移动设备和/或便携式移动设备。例如，该移动设备12可以是蜂窝电话(例如，智能电话、电话,电话,本文档来自技高网...

【技术保护点】
一个焊接训练系统，包括：焊枪，被配置成执行焊接作业；和移动设备，其耦合在所述的焊枪上，其中所述的移动设备被配置成：通过一个或者多个传感器探测所述的焊枪在焊接作业过程中的动态位置或者定向信息以确定焊接作业的一个或者多个操作参数；以及至少部分地基于所述的一个或者多个操作参数通过显示器显示焊接环境。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.12.03 US 61/911,321;2014.11.26 US 14/554,6931.一个焊接训练系统，包括：
焊枪，被配置成执行焊接作业；和
移动设备，其耦合在所述的焊枪上，其中所述的移动设备被配
置成：
通过一个或者多个传感器探测所述的焊枪在焊接作业过程中的
动态位置或者定向信息以确定焊接作业的一个或者多个操作参数；
以及
至少部分地基于所述的一个或者多个操作参数通过显示器显示
焊接环境。
2.如权利要求1所述的焊接训练系统，其特征在于，所述的
焊枪被配置成在模拟的工作表面上对模拟的焊缝执行模拟的焊接作
业，并且所述的移动设备至少部分地基于所述的一个或者多个操作
参数显示模拟的焊接环境。
3.如权利要求1所述的焊接训练系统，其特征在于，所述的
焊枪被配置成用真弧对真实的焊缝执行真实的焊接作业；并且所述
的移动设备至少部分地基于所述的一个或者多个操作参数示增强的
焊接环境。
4.如权利要求3所述的焊接训练系统，其特征在于，所述的
增强的焊接环境的显示器包括现场直播，所述的现场直播是对应用
于真实焊接作业的真实物体的现场直播，一个或多个虚拟物体叠加
在所述真实物体上。
5.如权利要求1所述的焊接训练系统，其特征在于，所述的
一个或者多个操作参数包括焊枪的工作角、焊枪的行进角、焊枪的
行进速度、触尖到工件的距离,焊枪相对于焊缝的接近度、焊接电
压、焊接电流、焊枪的定向、焊枪的位置或者他们的组合。
6.如权利要求1所述的焊接训练系统，其特征在于，所述的
移动设备耦合在所述的焊枪的颈部。
7.如权利要求6所述的焊接训练系统，其特征在于，所述的
移动设备以引导作业员相对于焊缝遵循焊接程序的方式耦合到颈
部。
8.如权利要求1所述的焊接训练系统，其特征在于，所述的
移动设备被配置成将动态位置或者定向信息或者一个或者多个操作
参数传送到外部设备上。
9.如权利要求8所述的焊接训练系统，其特征在于，所述的
外部设备是焊接头盔、外部显示器、远程计算系统、云储存或者处
理或者他们的组合。
10.一种焊接训练系统，包括：
焊枪，被配置成对在方向设备上的模拟焊缝执行模拟的焊接作
业；和
移动设备，其耦合在焊枪上，其中所述的移动设备包括：
照相机，被配置成探测被布置在所述的方向设备上的多个标识
符中的一...

【专利技术属性】
技术研发人员：安东尼·范·卑尔根·萨尔辛施，威廉·约书亚·贝克尔，布鲁斯·帕特里克·阿尔布雷克特，
申请(专利权)人：伊利诺斯工具制品有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US