双用户配置式焊接仿真器制造技术

焊接训练系统和方法利用焊接仿真器，其中多个用户可以同时与不同仿真环境或与同一仿真环境进行交互。

【技术实现步骤摘要】
双用户配置式焊接仿真器相关申请的交叉引用本美国专利申请要求2018年4月19日提交的美国临时专利申请序列号62/659,729的权益和优先权，所述临时专利申请的全部披露内容通过援引全部并入本文。
总体专利技术构思涉及仿真焊接训练，更具体地涉及仿真焊接训练的系统和方法，其中多个用户可以同时与不同仿真环境或与同一仿真环境进行交互。
技术介绍
学习如何弧焊传统上需要很长时间的指导、训练和实习。存在许多不同类型的弧焊和弧焊工艺可以学习。通常，学员使用真实的焊接系统对真实的金属件执行焊接操作来学习焊接。这种真实世界训练可能会占用稀缺的焊接资源，耗尽有限的和/或昂贵的焊接材料，并且存在安全问题。然而近来，使用焊接仿真器进行训练的想法已经变得越来越普遍。例如，在虚拟现实(VR)焊接环境或增强现实(AR)焊接环境中的训练可以避免真实世界焊接训练的许多缺点。典型地，焊接仿真器将与外部部件接口连接以每次支持单一用户。因此，对于可以支持多个用户同时与不同仿真环境或与同一仿真环境进行交互的焊接仿真器存在尚未满足的需求。
技术实现思路
本文提出了提供一种能够支持多个用户同时与不同仿真环境或与同一仿真环境进行交互的焊接仿真器。因此，总体专利技术构思涉及并考虑了执行仿真焊接训练的系统和方法，其中两个或更多个用户可以同时与不同仿真环境或与同一仿真环境进行交互。以这种方式，创新的焊接仿真器可以为广泛的用户(例如，学员、指导员、合作者)提供新的训练机会。在一个示例性实施例中，一种焊接仿真器包括：第一显示器，所述第一显示器与第一用户相关联；第二显示器，所述第二显示器与第二用户相关联；第一模拟焊接工具，所述第一模拟焊接工具与所述第一用户相关联；第二模拟焊接工具，所述第二模拟焊接工具与所述第二用户相关联；第一支架，所述第一支架能操作以固持第一试样；第二支架，所述第二支架能操作以固持第二试样；第一空间追踪器，所述第一空间追踪器用于追踪由所述第一用户使所述第一模拟焊接工具相对于所述第一试样的第一移动；第二空间追踪器，所述第二空间追踪器用于追踪由所述第二用户使所述第二模拟焊接工具相对于所述第二试样的第二移动；以及壳体，所述壳体固持逻辑部，所述逻辑部包括存储器和处理器，所述存储器存储机器可读指令，所述处理器用于执行所述指令以：生成仿真环境；以及在所述第一显示器和所述第二显示器上同时显示所述仿真环境，包含所述第一移动和所述第二移动中的至少一者。在一些示例性实施例中，所述第一显示器是焊接面罩的一部分。在一些示例性实施例中，所述第二显示器是焊接面罩的一部分。在一些示例性实施例中，所述焊接仿真器进一步包括第三显示器。在一些示例性实施例中，所述第三显示器安装在所述壳体上。在一些示例性实施例中，所述焊接仿真器进一步包括第四显示器。在一些示例性实施例中，所述第四显示器安装在所述壳体上。在一些示例性实施例中，所述逻辑部将所述第一试样和所述第二试样显示为同一部分。在一些示例性实施例中，焊接路径被限定在所述部分上，所述第一移动对应于所述焊接路径的第一遍历，并且所述第二运动对应于所述焊接路径的第二遍历。在一些示例性实施例中，所述逻辑部将所述第一试样和所述第二试样显示为同一组件的多个部分。在一个示例性实施例中，一种焊接仿真器包括：第一显示器，所述第一显示器与第一用户相关联；第二显示器，所述第二显示器与第二用户相关联；第一模拟焊接工具，所述第一模拟焊接工具与所述第一用户相关联；第二模拟焊接工具，所述第二模拟焊接工具与所述第二用户相关联；第一支架，所述第一支架能操作以固持第一试样；第二支架，所述第二支架能操作以固持第二试样；第一空间追踪器，所述第一空间追踪器用于追踪由所述第一用户使所述第一模拟焊接工具相对于所述第一试样的第一移动；第二空间追踪器，所述第二空间追踪器用于追踪由所述第二用户使所述第二模拟焊接工具相对于所述第二试样的第二移动；以及壳体，所述壳体固持第一逻辑部和第二逻辑部，其中，所述第一逻辑包括第一存储器和第一处理器，所述第一存储器存储第一机器可读指令，所述第一处理器用于执行所述第一机器可读指令以：生成第一仿真环境；以及在所述第一显示器上显示所述第一仿真环境和所述第一移动；并且其中，所述第二逻辑部包括第二存储器和第二处理器，所述第二存储器存储第二机器可读指令，所述第二处理器用于执行所述第二机器可读指令以：生成第二仿真环境；以及在所述第二显示器上显示所述第二仿真环境和所述第二移动。在一些示例性实施例中，所述第一显示器是焊接面罩的一部分。在一些示例性实施例中，所述第二显示器是焊接面罩的一部分。在一些示例性实施例中，所述焊接仿真器进一步包括第三显示器。在一些示例性实施例中，所述第三显示器安装在所述壳体上。在一些示例性实施例中，所述第一逻辑部使所述第一仿真环境和所述第一移动显示在所述第三显示器上。在一些示例性实施例中，所述焊接仿真器进一步包括第四显示器。在一些示例性实施例中，所述第四显示器安装在所述壳体上。在一些示例性实施例中，所述第二逻辑部使所述第二仿真环境和所述第二移动显示在所述第四显示器上。在一些示例性实施例中，所述第一逻辑部将所述第一试样显示为第一部分，并且所述第二逻辑部将所述第二试样显示为第二部分。在一些示例性实施例中，所述第一部分和所述第二部分是相同的。在一些示例性实施例中，所述第一部分和所述第二部分是组件的不同部分。根据以下对示例性实施例的详细描述、根据权利要求并且根据随附的附图，总体专利技术构思的许多其他方面、优点、和/或特征将变得清楚。附图说明图1展示了在实时虚拟现实环境中提供弧焊训练的系统的系统框图的示例性实施例；图2展示了图1的系统的仿真焊接控制台与观察者显示设备(ODD)的组合的示例性实施例；图3展示了图2的观察者显示设备(ODD)的示例性实施例；图4展示了图2的仿真焊接控制台的前部的示例性实施例，示出了物理焊接用户接口(WUI)；图5展示了图1的系统的模拟焊接工具(MWT)的示例性实施例；图6展示了图1的系统的桌台/支架(T/S)的示例性实施例；图7A展示了图1的系统的管焊接试样(WC)的示例性实施例；图7B展示了安装在图6的桌台/支架(TS)的臂上的图7A的管WC；图8展示了图1的空间追踪器(ST)的示例性实施例的各种元件；图9A展示了图1的系统的戴于面部的显示设备(FMDD)的示例性实施例；图9B是图9A的FMDD如何紧固在用户的头部的图示；图9C展示了安装在焊接面罩内的图9A的FMDD的示例性实施例；图10展示了图1的系统的基于可编程处理器的子系统(PPS)的子系统框图的示例性实施例；图11展示了图10的PPS的图形处理单元(GPU)的框图的示例性实施例；图12展示了图1的系统的功能框图的示例性实施例；图13是使用图1的虚拟现实训练系统的训练方法的实施例的流程图；图14A和图14B展示了焊接像元(焊元)移置图(displacementmap)的构思；图15展示了在仿真器中仿真的平坦焊接试样的试样空间(couponspace)和焊缝空间(weldspace)的示例性实施例；图16展示了在仿真器中仿真的拐角焊接试样的试样空间和焊缝空间的示例性实施例；图17展示了在仿真器中仿真的管焊接试样的试样空间和焊缝空间的示例性实施例；图18展示了管焊接试样的示例性本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种焊接仿真器，包括：第一显示器，所述第一显示器与第一用户相关联；第二显示器，所述第二显示器与第二用户相关联；第一模拟焊接工具，所述第一模拟焊接工具与所述第一用户相关联；第二模拟焊接工具，所述第二模拟焊接工具与所述第二用户相关联；第一支架，所述第一支架能操作以固持第一试样；第二支架，所述第二支架能操作以固持第二试样；第一空间追踪器，所述第一空间追踪器用于追踪由所述第一用户使所述第一模拟焊接工具相对于所述第一试样的第一移动；第二空间追踪器，所述第二空间追踪器用于追踪由所述第二用户使所述第二模拟焊接工具相对于所述第二试样的第二移动；以及壳体，所述壳体固持逻辑部，所述逻辑部包括存储器和处理器，所述存储器存储机器可读指令，所述处理器用于执行所述指令以：生成仿真环境；以及在所述第一显示器和所述第二显示器上同时显示所述仿真环境，包含所述第一移动和所述第二移动中的至少一者。

【技术特征摘要】
2018.04.19 US 62/659,729;2019.03.27 US 16/366,2751.一种焊接仿真器，包括：第一显示器，所述第一显示器与第一用户相关联；第二显示器，所述第二显示器与第二用户相关联；第一模拟焊接工具，所述第一模拟焊接工具与所述第一用户相关联；第二模拟焊接工具，所述第二模拟焊接工具与所述第二用户相关联；第一支架，所述第一支架能操作以固持第一试样；第二支架，所述第二支架能操作以固持第二试样；第一空间追踪器，所述第一空间追踪器用于追踪由所述第一用户使所述第一模拟焊接工具相对于所述第一试样的第一移动；第二空间追踪器，所述第二空间追踪器用于追踪由所述第二用户使所述第二模拟焊接工具相对于所述第二试样的第二移动；以及壳体，所述壳体固持逻辑部，所述逻辑部包括存储器和处理器，所述存储器存储机器可读指令，所述处理器用于执行所述指令以：生成仿真环境；以及在所述第一显示器和所述第二显示器上同时显示所述仿真环境，包含所述第一移动和所述第二移动中的至少一者。2.如权利要求1所述的焊接仿真器，其中，所述第一显示器是焊接面罩的一部分。3.如权利要求1所述的焊接仿真器，其中，所述第二显示器是焊接面罩的一部分。4.如权利要求1所述的焊接仿真器，进一步包括第三显示器。5.如权利要求4所述的焊接仿真器，其中，所述第三显示器安装在所述壳体上。6.如权利要求4所述的焊接仿真器，进一步包括第四显示器。7.如权利要求6所述的焊接仿真器，其中，所述第四显示器安装在所述壳体上。8.如权利要求1所述的焊接仿真器，其中，所述逻辑部将所述第一试样和所述第二试样显示为同一部分。9.如权利要求8所述的焊接仿真器，其中，焊接路径被限定在所述部分上，其中，所述第一移动对应于所述焊接路径的第一遍历，并且其中，所述第二运动对应于所述焊接路径的第二遍历。10.如权利要求1所述的焊接仿真器，其中，所述逻辑部将所述第一试样和所述第二试样显示为同一组件的多个部分。11.一种焊接仿真器，包括：第一显示器，所述第一显示器与第一用户相关联；第二显示器，所述第二显示器与第二用户相...

【专利技术属性】
技术研发人员：布莱恩·梅斯，安德鲁·S·沙姆罗克，
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