用于表征在管道和其他弯曲结构上的人工焊接操作的系统技术方案

一种用于表征人工焊接练习并且给焊工提供有价值的训练的系统(10)，该系统包括用于生成、捕捉和处理数据的部件。该数据生成部件还包括固定装置、工件、具有与其整合的至少两个点标记的至少一个校准装置以及焊接工具。该数据捕捉部件还包括用于捕捉这些点标记的图像的成像系统，并且该图像处理部件可操作来接收来自该图像捕捉部件的信息并且执行不同的位置和取向计算。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于表征在管道和其他弯曲结构上的人工焊接操作的系统相关申请的交叉引用本申请作为非临时专利申请提交，要求在35U.S.C.§119(e)下于2014年9月26日提交的美国临时专利申请号62/055,724的优先权以及任何其他权益，其全部披露内容通过引用结合在此。以下共同转让的、共同待决的美国专利申请也通过引用以其全文结合在此：于2012年7月6日提交的并且标题为“SystemforCharacterizingManualWeldingOperations(用于表征人工焊接操作的系统)”的美国非临时专利申请号13/543,240。领域总体专利技术概念，除其他事项之外，涉及用于远程控制焊接装置的运行的方法、设备、系统、程序和技术。背景所描述的专利技术总体上涉及一种用于表征人工焊接操作的系统，并且更具体地涉及一种用于通过捕捉、处理并且以用可见的格式来呈现由焊接受训者在人工执行实际焊接时实时产生的数据的方式将有用的信息提供给焊接受训者的系统。制造业对高效且经济的焊工培训的期望在过去的十年一直是在文档中充分记录的主题，因为在今天的工厂、造船厂和建筑工地，技术焊工严重短缺的现状正变得惊人地明显。迅速本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于表征焊接操作的系统(10)，包括：(a)数据生成部件(100)，其中该数据生成部件(100)还包括：(i)固定装置，其中该固定装置的几何特征是预先确定的；(ii)被适配成安装在该固定装置上的工件，其中该工件包括有待焊接的至少一个接头，其中沿有待焊接的该接头延伸的矢量限定操作路径，并且其中该操作路径是直线的、曲线的、圆形的或其组合；(iii)至少一个校准装置(93)，其中每个校准装置(93)还包括与其整合的至少两个点标记，并且其中在这些点标记与该操作路径之间的几何关系是预先确定的；以及(iv)焊接工具，其中该焊接工具可操作来在有待焊接的该接头处形成焊接，其中该焊接工具限定工具点和工具矢量...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.09.26 US 62/055,724;2015.08.17 US 14/827,6571.一种用于表征焊接操作的系统(10)，包括：(a)数据生成部件(100)，其中该数据生成部件(100)还包括：(i)固定装置，其中该固定装置的几何特征是预先确定的；(ii)被适配成安装在该固定装置上的工件，其中该工件包括有待焊接的至少一个接头，其中沿有待焊接的该接头延伸的矢量限定操作路径，并且其中该操作路径是直线的、曲线的、圆形的或其组合；(iii)至少一个校准装置(93)，其中每个校准装置(93)还包括与其整合的至少两个点标记，并且其中在这些点标记与该操作路径之间的几何关系是预先确定的；以及(iv)焊接工具，其中该焊接工具可操作来在有待焊接的该接头处形成焊接，其中该焊接工具限定工具点和工具矢量，并且其中该焊接工具还包括被附接到该焊接工具的目标，其中该目标还包括以预先确定的图案安装在其上的多个点标记，并且其中点标记的该预先确定的图案可操作来限定刚体；以及(b)数据捕捉部件(200)，其中该数据捕捉部件(200)还包括用于捕捉这些点标记的图像的成像系统；以及(c)数据处理部件(300)，其中该数据处理部件(300)可操作来接收来自该数据捕捉部件(200)的信息并且然后计算：(i)该操作路径相对于通过该成像系统可见的三维空间的位置和取向；(ii)该工具点相对于该刚体的位置以及该工具矢量相对于该刚体的取向；以及(iii)该工具点相对于该操作路径的位置以及该工具矢量相对于该操作路径的取向。2.如权利要求1所述的系统，其中该成像系统还包括多个数字相机(1306)。3.如权利要求2所述的系统，其中至少一个滤波器结合到用于该多个数字相机中的每一者的光学序列中，以用于仅允许从这些点标记反射或发射的波长的光，从而用于改善图像的信噪比。4.如权利要求2或3所述的系统，其中该成像系统还包括通过该多个数字相机可见的至少一个动态兴趣区域，其中该动态兴趣区域通过使用该刚体的预先已知的位置来确定，并且其中仅从该动态兴趣区域内收集并处理图像信息。5.如权利要求2至4之一所述的系统，其中该多个数字相机包括定位在该工件上方的至少一个数字相机和定位在该工件下方的至少一个数字相机。6.如权利要求1至5之一所述的系统，其中该工件包括管道。7.如权利要求1至6之一所述的系统，其中该操作路径的位置和取向使用整合到校准装置的至少两个点标记来校准，该校准装置被放置在距该固定装置的已知平移和旋转偏移处，并且其中该固定装置将该工件保持在距该操作路径的已知平移和旋转偏移处。8.如权利要求1至7之一所述的系统，其中该操作路径的位置和取向使用位于固定装置上的至少两个点标记来校准，该固定装置将该工件保持在距该操作路径的已知平移和旋转偏移处。9.如权利要求1至8之一所述的系统，其中该操作路径是非直线的，其中该操作路径在三维空间中的位置和取向能够使用校准装置来映射，该校准装置包括至少两个点标记，并且其中该操作路径指示该校准装置的在其上的多个不同点处的布置。10.如权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：C·C·康拉迪，P·C·博尔韦尔，道格拉斯·A·克拉克，杰里米·迈克尔·格林，
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