用于虚拟现实焊接仿真器的通用试样制造技术

一种用于虚拟焊接系统的模拟焊接通用试样(22，...)，包括第一外表面以及垂直于该第一外表面的第二外表面。该第一外表面和该第二外表面一起提供多个凹槽(36，38，48，...)，这些凹槽被构造成用于在该模拟焊接通用试样上仿真多种不同类型的坡口焊。弯曲外表面(42，...)被构造成用于在该模拟焊接通用试样上仿真管角焊。磁源(46)被构造成在该模拟焊接通用试样周围产生磁场以用于追踪模拟焊接工具相对于该模拟焊接通用试样的运动。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
技术介绍
披露领域本披露涉及用于在虚拟焊接环境中仿真焊接的系统以及用于与这类系统一起使用的焊接试样。相关技术的说明数十年来，公司一直教导焊接技能。传统上，在现实世界设置中教导焊接，也就是说通过用焊条将电弧真实地打击在金属件上来教导焊接。本领域的技术指导者监督训练过程，从而在受训者执行焊接时在一些情况下进行校正。通过指导和重复，新的受训者学会如何使用一种或多种工艺来焊接。然而，每次执行焊接都招致根据所教导的焊接工艺而变化的成本。在最近一段时间，已经采用了用于训练焊工的成本节约系统。一些系统合并了运动分析器。该分析器包括焊接件的物理模型、模拟焊条、以及追踪模拟焊条移动的感测装置。生成一份指示焊条端在可以接受的运动范围之外行进到何种程度的报告。更高级的系统合并虚拟现实的使用，该虚拟现实在可由焊工实时观察(例如，在视觉上、在听觉上等)的虚拟设置中仿真模拟焊条的操作以及所得到的焊缝。虚拟现实焊接仿真器通常包括焊接件的若干不同的物理模型(例如，模拟焊接试样)，其中，每个物理模型允许焊工实施某种类型的焊接。例如，一个模拟焊接试样可以具有允许焊工练习填角焊的两个垂直表面，而另一个模拟焊接试样可以具有允许焊工练习坡口焊的开槽表面。为了在不同类型的仿真焊接之间进行切换，焊工必须重新定位或更换模拟焊接试样。这不仅对于焊工是不方便的而使其中断训练以重新定位或更换模拟焊接试样，而且重新定位或更换模拟焊接试样可导致不正确地安装焊接试样。例如，如果该虚拟现实焊接仿真器被编程为期望模拟焊接试样位于某个固定位置，而焊工将焊接试样安装在另一个不正确的位置，则将得到不正确的仿真焊接数据。简要概述下面的概述呈现了简化的总结，以提供对本文所讨论的装置和系统的某些方面的基本理解。此概述不是本文讨论的装置和系统的广泛的综述。这并不旨在确定关键的元素或限定这样的装置和系统的范围。其唯一的目的是以简化的形式呈现一些概念，作为稍后呈现的更详细的说明的序言。特别地，本专利技术提出了根据权利要求1所述的模拟焊接通用试样以及根据权利要求6或12所述的虚拟焊接系统。在说明书中、在从属权利要求中和/或在附图中披露了多个优选实施例。这样，可能首选的是，该多个凹槽包括被构造成用于仿真竖直坡口焊的竖直凹槽、以及被构造成用于仿真水平坡口焊或平坡口焊的水平凹槽、和/或首选的是该弯曲外表面包括被构造成用于仿真管道坡口焊的凹槽。根据一个方面，提供一种用于虚拟焊接系统的模拟焊接通用试样。该模拟焊接通用试样包括第一外表面以及垂直于该第一外表面的第二外表面。该第一外表面和该第二外表面一起提供多个凹槽，这些凹槽被构造成用于在该模拟焊接通用试样上仿真多种不同类型的坡口焊。弯曲外表面被构造成用于在该模拟焊接通用试样上仿真管角焊(pipefilletweld)。磁源被构造成在该模拟焊接通用试样周围产生磁场以用于追踪模拟焊接工具相对于该模拟焊接通用试样的运动。根据另一方面，提供一种虚拟焊接系统。该虚拟焊接系统包括用于进行仿真焊接的模拟焊接工具。模拟焊接通用试样被构造成用于使用该模拟焊接工具接受多种不同类型的仿真焊接。该模拟焊接通用试样包括至少一个开槽的竖直表面、至少一个开槽的水平表面以及至少一个弯曲表面。该多种不同类型的仿真焊接包括管角焊、竖直坡口焊、水平坡口焊或平坡口焊、以及水平填角焊。基于可编程处理器的子系统可操作来执行用于生成交互式虚拟现实焊接环境的编码指令，该交互式虚拟现实焊接环境仿真对应于该模拟焊接通用试样的虚拟焊接通用试样上的焊接活动。该交互式虚拟现实焊接环境包括响应于该模拟焊接通用试样上的仿真焊接而实时产生的该虚拟焊接通用试样上的虚拟焊接熔池。显示装置可操作地连接到该基于可编程处理器的子系统，并且被构造成实时地可视地描绘包括该虚拟焊接通用试样上的虚拟焊接熔池的交互式虚拟现实焊接环境。根据另一方面，提供一种虚拟焊接系统。该虚拟焊接系统包括用于进行仿真焊接的模拟焊接工具。该模拟焊接工具包括磁场传感器。模拟焊接通用试样被构造成用于使用该模拟焊接工具接受多种不同类型的仿真焊接。该模拟焊接通用试样包括磁源，该磁源被构造成在该模拟焊接通用试样周围产生磁场以用于追踪该模拟焊接工具相对于该模拟焊接通用试样的运动。该模拟焊接通用试样还包括至少一个开槽的竖直表面、至少一个开槽的水平表面以及至少一个弯曲表面。该多种不同类型的仿真焊接包括管角焊、竖直坡口焊、水平坡口焊、平坡口焊、水平填角焊、管道坡口焊或仰角焊。基于可编程处理器的子系统可操作来执行用于生成交互式虚拟现实焊接环境的编码指令，该交互式虚拟现实焊接环境仿真对应于该模拟焊接通用试样的虚拟焊接通用试样上的焊接活动。该交互式虚拟现实焊接环境包括响应于该模拟焊接通用试样上的仿真焊接而实时产生的该虚拟焊接通用试样上的虚拟焊接熔池。该虚拟焊接熔池包括动态的实时熔融金属流动性和散热特性。显示装置可操作地连接到该基于可编程处理器的子系统，并且被构造成实时地可视地描绘包括该虚拟焊接通用试样上的虚拟焊接熔池的交互式虚拟现实焊接环境。附图简要说明图1是使用虚拟焊接系统的焊工的透视图；图2是使用虚拟焊接系统的焊工的透视图；图3是虚拟焊接系统的透视图；图4是虚拟焊接系统的示意性框图；图5是模拟焊接通用试样的透视图；图6是模拟焊接通用试样的透视图；图7是模拟焊接通用试样的透视图；图8是模拟焊接通用试样的透视图；图9是模拟焊接通用试样的透视图；图10是模拟焊接通用试样的透视图；图11是模拟焊接通用试样的透视图；图12是模拟焊接通用试样的透视图；图13是模拟焊接通用试样的透视图；图14是模拟焊接通用试样的透视图；图15是模拟焊接通用试样的透视图；图16是模拟焊接通用试样的透视图；并且图17A-C示意性地展示用于对虚拟现实空间中的模拟焊接通用试样的表面进行仿真的示例双移置层。详细说明本主题针对用于训练或演示焊接操作的虚拟焊接系统，并且针对在这类系统中使用的模拟焊接试样。虚拟焊接系统的细节可以在2012年7月26日公开的题为“虚拟焊接系统(VIRTUALWELDINGSYSTEM)”的美国专利申请公开号2012/0189993A1(金迪格(Kindig)等人)中找到，该申请通过引用以其全文结合在此，并且虚拟焊接系统的细节可以在2013年7月25日公开的题为“虚拟现实GTAW以及管道焊接仿真器和设置(VIRTUALREALITYGTAWANDPIPEWELDINGSIMULATORANDSETUP)”的美国专利申请公开号2013/1089657A1(华莱士(Wallace)等人)中找到，该申请通过引用以其全文结合在此。现在将参照附图描述本主题，其中相同的参考编号在通篇中被用来指代相同的要素。将理解的是，各种附图不必以彼此按比例的方式来绘制，在给定的附图内也同样是这样，并且特别地，部件的尺寸被任意地绘制，以便于对附图的理解。在以下描述中，出于解释的目的，阐述了多个具体的细节以便提供对本主题的全面理解。然而，可以为明显的是，本主题可以被实践而不需要这些具体的细节。附加地，本主题的其他实施例是可能的并且本主题能够以除了如所描述的方式之外的方式来实践和实施。在描述本主题中所使用的术语和短语是出于促进对本主题的理解的目的而被采用，并且不应该被认为是限制性的。图1至图3示出本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于虚拟焊接系统的模拟焊接通用试样(22，...)，包括：第一外表面；垂直于该第一外表面的第二外表面，其中，该第一外表面和该第二外表面一起提供多个凹槽(36，38，40，...)，这些凹槽被构造成用于在该模拟焊接通用试样上仿真多种不同类型的坡口焊；弯曲外表面(42，...)，该弯曲外表面被构造成用于在该模拟焊接通用试样上仿真管角焊；以及磁源(46)，该磁源被构造成在该模拟焊接通用试样(22，...)周围产生磁场以用于追踪模拟焊接工具相对于该模拟焊接通用试样的运动。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.07.15 US 14/331,4021.一种用于虚拟焊接系统的模拟焊接通用试样(22，...)，包括：第一外表面；垂直于该第一外表面的第二外表面，其中，该第一外表面和该第二外表面一起提供多个凹槽(36，38，40，...)，这些凹槽被构造成用于在该模拟焊接通用试样上仿真多种不同类型的坡口焊；弯曲外表面(42，...)，该弯曲外表面被构造成用于在该模拟焊接通用试样上仿真管角焊；以及磁源(46)，该磁源被构造成在该模拟焊接通用试样(22，...)周围产生磁场以用于追踪模拟焊接工具相对于该模拟焊接通用试样的运动。2.如权利要求1所述的模拟焊接通用试样，其中，该磁源是用于该模拟焊接通用试样的基座，并且在该基座顶上支撑该第一外表面和第二外表面。3.如权利要求1所述的模拟焊接通用试样，其中，该磁源附接到该模拟焊接通用试样的一个或多个外表面上。4.如权利要求1至3中任一项所述的模拟焊接通用试样，其中，该模拟焊接通用试样的所述的和/或附加的表面一起被构造成利于竖直坡口焊、水平坡口焊、平坡口焊、水平填角焊以及竖直填角焊中的每一个的仿真。5.如权利要求1至3中任一项所述的模拟焊接通用试样，其中，该模拟焊接通用试样的所述的和/或附加的表面一起被构造成利于竖直坡口焊、平坡口焊以及仰角焊中的每一个的仿真。6.一种虚拟焊接系统，包括：用于进行仿真焊接的模拟焊接工具(20)；模拟焊接通用试样(22，...)，该模拟焊接通用试样被构造成用于使用该模拟焊接工具接受多种不同类型的仿真焊接，该模拟焊接通用试样包括至少一个开槽表面和至少一个弯曲表面，其中，该多种不同类型的仿真焊接包括：管角焊；坡口焊；以及线性填角焊；基于可编程处理器的子系统，该基于可编程处理器的子系统可操作来执行用于生成交互式虚拟现实焊接环境的编码指令，该交互式虚拟现实焊接环境仿真对应于该模拟焊接通用试样的虚拟焊接通用试样上的焊接活动，其中，该交互式虚拟现实焊接环境包括响应于该模拟焊接通用试样上的仿真焊接而实时产生的虚拟焊接通用试样上的虚拟焊接熔池；以及显示装置(18)，该显示装置可操作地连接到该基于可编程处理器的子系统，并且被构造成实时地可视地描绘包括该虚拟焊接通用试样上的虚拟焊接熔池的交互式虚拟现实焊接环境。7.如权利要求6所述的虚拟焊接系统，其中，该模拟焊接通用试样包括磁源(46)，该磁源附接到该模拟焊接试样上并且被构造成在该模拟焊接通用试样周围产生磁场以用于追踪该模拟焊接工具在仿真焊接过程中相对于该模拟焊接通用试样的运动。8.如权利要求6或7所述的虚拟焊接系统，其中，该磁源是该模拟焊接通用试样的基座，该基...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·利奇，A·阿代蒂安德拉，D·波斯尔思韦特，
申请(专利权)人：林肯环球股份有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US