同步焊接数据以供呈现的焊接培训系统技术方案

公开了同步焊接培训系统。示例性系统包括显示设备；处理器，其执行指令以：在焊接式操作期间从焊接式设备收集描述该操作的数据；从一个或多个相机的组收集操作员的第一图像，第一图像描绘操作员的姿势或技术；从该相机组中收集焊炬的第二图像；收集焊缝的第三图像；同步数据、以及第一图像、第二图像和第三图像；显示数据以及第一图像、第二图像和第三图像；并且在焊接式操作之后响应于指定焊接式操作的部分的输入，显示数据、第一图像、第二图像和第三图像的对应的同步部分以呈现姿势、焊炬的位置以及焊缝的数据之间的关系。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】同步焊接数据以供呈现的焊接培训系统相关申请案本专利要求于2016年1月11日提交的标题为“SynchronizedWeldTrainingSystem”(同步焊接培训系统)的美国临时专利申请第62/277,307号和于2017年1月5日提交的标题为“WeldTrainingSystemstoSynchronizeWeldDataforPresentation”(同步焊接数据以供呈现的焊接培训系统)的美国专利申请第15/399,518号的优先权。美国临时专利申请第62/277,307号和美国专利申请第15/399,518号的全部内容通过引用并入本文。
技术介绍
本公开概括地涉及焊接培训，并且更具体地，涉及同步焊接数据以供呈现的焊接培训系统。焊接通常涉及多个因素的平衡以实现一致的焊接结果。在培训焊接操作员时，在焊接期间或之后通常难以向焊接操作员提供某些反馈信息。此外，经过培训的焊接操作员通常可以从影响焊接质量的特定因素的可视化中受益。通过将这些方法与本公开的其余部分中参考附图描述的方法和系统的一些方面进行比较，本领域技术人员将明白传统焊接方法的进一步限制和缺点。
技术实现思路
提供了用于同步焊接培训系统的方法和系统，基本上如由至少一幅附图所示和/或结合至少一幅附图所描述的，如权利要求中更完整地阐述的。附图说明图1示出了示例性焊接培训系统，其配置成在焊接操作之前、期间和之后收集和/或呈现焊接数据和/或图像。图2示出了图1的焊接培训系统的示例性实施方式。图3是说明机器可读指令的流程图，该机器可读指令可被执行以实施图1和/或2的焊接培训系统。图4A描绘了在焊接操作期间捕获的焊接数据和第一图像的示例性同步。图4B描绘了在焊接操作期间捕获的焊接数据和第一图像的另一示例性同步，包括对焊接数据偏差和/或焊缝缺陷的识别。图5描绘了在焊接操作期间来自已经同步的多个相机的焊接数据和图像的同步显示。图6A和6B示出了与焊接操作的图像同步的焊接数据的示例性焊接培训用户接口显示，其中选择焊接数据和/或图像的不同部分。具体实施方式允许焊接操作员在单个屏幕上查看曲线图和/或视频将提高焊接操作员的学习。还可以通过将视频(例如，也可以包括音频的图像序列)与相关数据的曲线图同步来显示同时发生的数据和视频来改进培训。示例性视频可以显示多个视点的焊炬角度、操作员姿势、接触尖端到工件距离和/或焊接速度。另外，在一些示例中，操作员的受监控表现的同步视频和/或曲线图可以覆盖有指示目标焊接操作的“正确”或“专家”表现的对照图像或视图。用户可以在整个焊接操作期间操纵视频和/或曲线图以查看和/或关注焊炬角度、操作员姿势、接触尖端到工件距离和/或焊接速度，和/或那些方面的效果。本公开的示例利用用户接口，所述用户接口显示和同步各种焊接操作数据(比如培训视图、焊接操作员的姿势以及焊接参数)与焊缝图像，以提供焊接操作和所得焊缝的增强的回放和分析，无论是现实世界还是模拟焊接操作。焊接操作数据可以与焊缝同步，以便用户可以沿着焊缝选择点以显示该时间点的各种焊接操作数据(即，当形成焊缝的选定部分时)。可以将焊接操作数据在焊接操作期间实时显示和/或记录以供稍后回放。本公开的焊接培训用户接口收集、显示和同步各种焊接操作数据(例如，培训视图、焊接操作员的姿势和焊接参数)与焊缝图像，以提供对焊接操作和焊缝的分析。焊接培训用户接口采用一个或多个传感器，所述传感器可以与头戴物集成一体或在焊接区域中的其他地方。可以将焊接操作数据在焊接操作期间实时显示和/或记录以供稍后回放。如本文使用的，术语焊接式设备是指能够执行实际焊接的焊接设备，已变得不能进行焊接的焊接设备，和/或模拟/非焊接设备，和/或其任何组合。如本文使用的，术语“焊接式操作”是指实际焊接、使用能够执行实际焊接的设备的焊接模拟，使用已变得不能执行焊接的焊接设备的焊接模拟，和/或使用模拟设备或非焊接设备的焊接模拟。如本文使用的，术语“姿势”是指焊接操作员身体的位置。如本文使用的，术语“技术”是指焊接操作员采取的主动动作，比如焊炬角度和行进速度，以及操作员采取的被动动作，比如操作员的动作的维持和稳定性。如本文使用的，术语焊炬位置信息包括相对于例如焊缝或工件的焊炬位置。可以使用任何已知的焊炬跟踪技术通过传感器、边缘检测、模式识别、头盔和焊炬传感器、相对测定、操作员前臂上的角度传感器等来确定焊炬位置。虽然下面参考焊接培训描述了一些示例，但是本公开的系统和方法也可以用于监视实际的焊接工作。例如，本公开的系统和方法可以用于捕获示例性焊接以供以后使用，用于提供文档以供在焊接产品失效的情况下用于稍后查看或根本原因故障分析，和/或用于任何其他监视目的。一些示例性焊接培训系统包括显示设备，处理器以及包括机器可读指令的机器可读存储设备。该指令在执行时使处理器在焊接式操作期间从焊接式设备收集描述焊接式操作的数据。该指令还使处理器从一个或多个相机的组收集执行焊接式操作的操作员的第一图像，该第一图像描绘操作员的姿势或操作员的技术，并从一个或多个相机的组中收集焊接式操作中使用的焊炬的第二图像。该指令还使处理器收集由焊接式操作产生的焊缝的第三图像，同步数据、第一图像、第二图像和第三图像，并显示数据、第一图像、第二图像和第三图像。该指令还使处理器在焊接式操作之后响应于指定焊接式操作的部分的输入而显示数据、第一图像、第二图像和第三图像的对应的同步部分，以呈现操作员的姿势、焊炬的位置和焊缝的数据之间的关系。在一些示例性焊接培训系统中，焊接式操作是模拟焊接，并且焊缝的第三图像是模拟图像。在一些示例中，焊接式操作是实际焊接。在一些这样的示例中，焊缝的第三图像是从一个或多个相机的组中收集的。在一些示例性焊接培训系统中，所述输入是对时间的选择、对数据的选择、对任何第一图像的选择、对任何第二图像的选择，或对任何第三图像的选择。在一些示例中，所述指令还使处理器从焊接式操作中捕获音频。在一些这样的示例中，输入包括对音频的部分的选择。在一些示例中，第一图像、第二图像或第三图像中的一个或多个展示可见波长光谱之外的光波长。在一些示例中，指令使处理器显示曲线图中的数据。在一些示例中，指令使得处理器通过在焊接式操作期间确定焊接熔池的位置并将焊接熔池的位置与焊接式操作期间捕获的数据点中的至少一个相关联来使数据与相应位置相关联。在一些示例性焊接培训系统中，描述焊接式操作的数据包括焊接变量、物理焊接参数或电焊参数中的至少一个。该指令使处理器显示数据的曲线图，该曲线图的至少一个轴线对应于焊缝。在一些这样的示例中，焊接变量是焊接电压、焊接电流、接触尖端到工件距离、电弧长度、能量输入、焊炬行进速度、焊炬取向或测量的焊缝宽度。在一些示例中，指令使处理器利用曲线图显示曲线图中的数据的可接受值的范围，并且曲线图可视地指示在可接受值的范围之外的任何数据点。在一些示例中，指令使处理器在显示设备上以分屏配置显示数据、第一图像、第二图像和第三图像的对应的同步部分。在一些示例中，焊接培训系统与焊接式设备集成一体。在一些示例中，焊接培训系统经由无线通信或有线通信中的至少一种从焊接式设备接收数据。在一些示例性焊接培训系统中，指令还使处理器：将数据、第一图像、第二图像和第三图像存储在存储设备中；将数据与第一图像、第二图本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种焊接培训系统，包括：显示设备；处理器；以及包括机器可读指令的机器可读存储设备，当所述机器可读指令被执行时，使所述处理器：在焊接式操作期间从焊接式设备收集描述所述焊接式操作的数据；从一个或多个相机的组收集执行所述焊接式操作的操作员的第一图像，所述第一图像描绘所述操作员的姿势或所述操作员的技术；从所述一个或多个相机的组收集在所述焊接式操作中使用的焊炬的第二图像；收集由所述焊接式操作产生的焊缝的第三图像；同步所述数据、所述第一图像、所述第二图像和所述第三图像；显示所述数据、所述第一图像、所述第二图像和所述第三图像；并且在所述焊接式操作之后响应于输入，显示所述数据、所述第一图像、所述第二图像和所述第三图像的对应的同步部分以呈现所述操作员的所述姿势、所述焊炬的位置以及所述焊缝的所述数据之间的关系，所述输入指定所述焊接式操作的部分。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.01.11 US 62/277,307;2017.01.05 US 15/399,5181.一种焊接培训系统，包括：显示设备；处理器；以及包括机器可读指令的机器可读存储设备，当所述机器可读指令被执行时，使所述处理器：在焊接式操作期间从焊接式设备收集描述所述焊接式操作的数据；从一个或多个相机的组收集执行所述焊接式操作的操作员的第一图像，所述第一图像描绘所述操作员的姿势或所述操作员的技术；从所述一个或多个相机的组收集在所述焊接式操作中使用的焊炬的第二图像；收集由所述焊接式操作产生的焊缝的第三图像；同步所述数据、所述第一图像、所述第二图像和所述第三图像；显示所述数据、所述第一图像、所述第二图像和所述第三图像；并且在所述焊接式操作之后响应于输入，显示所述数据、所述第一图像、所述第二图像和所述第三图像的对应的同步部分以呈现所述操作员的所述姿势、所述焊炬的位置以及所述焊缝的所述数据之间的关系，所述输入指定所述焊接式操作的部分。2.如权利要求1所述的焊接培训系统，其中所述焊接式操作是模拟焊接，并且所述焊缝的所述第三图像是模拟图像。3.如权利要求1所述的焊接培训系统，其中所述焊接式操作是实际焊接。4.如权利要求3所述的焊接培训系统，其中从所述一个或多个相机的组收集所述焊缝的所述第三图像。5.如权利要求1所述的焊接培训系统，其中所述输入包括对时间的选择、对所述数据的选择、对所述第一图像中的任一个的选择、对所述第二图像中的任一个的选择，或对所述第三图像中的任一个的选择。6.如权利要求1所述的焊接培训系统，其中所述指令还使所述处理器从所述焊接式操作中捕获音频。7.如权利要求6所述的焊接培训系统，其中所述输入包括选择所述音频的部分。8.如权利要求1所述的焊接培训系统，其中所述第一图像、所述第二图像或所述第三图像中的一个或多个图像展示可见波长光谱之外的光波长。9.如权利要求1所述的焊接培训系统，其中所述指令使所述处理器以曲线图显示所述数据。10.如权利要求1所述的焊接培训系统，其中所述指令使所述处理器通过在所述焊接式操作期间确定焊接熔池的位置并将所述焊接熔池的所述位置与在所述焊接式操作期间捕获的至少一个数据点相关联来将所述数据与相应位置相关联。11.如权利要求1所述的焊接培训系统，其中描述所述焊接式操作的所述数据包括焊接变量、物理焊接参数或电焊参数中的至少一个，所述指令使所述处理器显示所述数据的曲线图，所述曲线图的至少一个轴线对应于所述焊缝。12.如权利要求11所述的焊接培训系统，其中所述焊接变量是焊接电压、焊接电流、接触尖端到工件距离、电弧长度、能量输入、焊炬行进速度、焊炬取向或测量的焊缝宽度。13.如权利要求11所述的焊接培训系统，其中所述指令使所述处理器利用所述曲线图显示所述曲线图中的所述数据的可接受值的范围，所述曲线图可视地指示在所述可接受值范围之外的任何数据点。14.如权利要求1所述的焊接培训系统，其中所述指令使所述处理器在所述显示设备上以分屏配置显示所述数据、所述第一图像、所述第二图像和所述第三图像的所述对应的同步部分。15.如权利要求1所述的焊接培训系统，其中所述焊接培训系统与所述焊接式设备集成。16...

【专利技术属性】
技术研发人员：布鲁斯·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