用于仿真焊接训练的模块化且可重新配置的机箱制造技术

一种模块化且可重新配置的机器使得能够将库存极小化，同时促进易于转换为焊接仿真器的多种配置。所述模块化且可重新配置的机箱允许与硬件和软件两者相关的系统配置。所述机箱被适配成接纳用于单用户配置和多用户配置的硬件接口。

【技术实现步骤摘要】
用于仿真焊接训练的模块化且可重新配置的机箱相关申请本申请作为非临时专利申请提交，要求在35U.S.C.§119(e)下于2018年4月19日提交的美国临时专利申请号62/659,729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。
本专利技术涉及使用仿真焊接环境训练焊工的系统，更具体地涉及系统机箱，所述系统机箱是模块化且可重新配置的，以允许库存系统中保持数目减少的库存物品和更小数量的零件，从而减少由于零件短缺造成的生产成本和交货时间长。
技术介绍
直到最近，焊接在真实世界背景下被教导，也就是说，通过使用真实世界的焊枪和金属件来教导焊接，所述金属件被定位成形成焊接学员旨在学习的类型的焊接接头。指导员经常会在进行焊接的过程中指导学员。此过程需要安全设备、合适的工作环境、和诸如焊条/焊丝等消耗性材料、工件、以及焊机消耗的电能。另外，由于真实世界焊接所涉及到的电弧和其他危险，指导员和其他学员容易因焊接闪光、火花和热工件烧伤而受伤。学员通过指导和重复来进行学习，需要潜在的大量工件和消耗性材料。在最近一段时间，已经采用了对焊接接头进行仿真的系统(仿真器)。这些系统结合有运动和位置传感器，所述传感器接收模拟焊接工具(焊枪)和由该工具承载的仿真电极的位置和运动。示例性系统可以结合虚拟现实(VR)的使用，所述虚拟现实对学员在虚拟背景下对模拟电极和模拟工件的操纵进行仿真。这些系统追踪模拟电极和模拟工件的位置和取向。使用这种类型的系统使得学员能够学习如何操纵焊接工具(开发肌肉记忆)。除了VR之外，仿真器还可以使用其他仿真技术，例如增强现实(AR)。AR与VR的不同之处在于AR一般向用户提供用户与之交互的真实世界工件的视图。例如，图像可以由相机捕获并实时显示给用户。然后将附加信息添加至此图像。例如，在仿真焊接环境中，用户可以观看两个真实世界工件、以及当用户沿着焊接路径移动模拟电极时连接工件的仿真焊缝。替代性地，用户可以通过将附加信息投影到用户的视野中的透明显示设备来观看真实世界工件。由于这种类型的指导在许多不同类型的位置提供并且可以提供给不同需求的学员，所以焊接仿真器在能力和物理结构方面应当是灵活的。已知的焊接仿真器一般提供在制造过程中必须定制的不同配置，并且通常需要基于不同的配置来选择特定的机箱。为了减少库存、制造过程的复杂性、以及交货时间，模块化且可重新配置的机箱是所期望的。仿真焊接训练和焊接仿真器是已知的，如在以下文件中所描述的：于2009年7月10日提交并于2015年6月10日发布的名称为“SystemAndMethodProvidingArcWeldingTrainingInAReal-TimeSimulatedVirtualRealityEnvironmentUsingReal-TimeWeldPuddleFeedback(使用实时熔池反馈在实时仿真虚拟现实环境下提供电弧焊训练的系统和方法)”的美国专利8,747,116；于2009年7月17日提交并于2016年11月1日发布的名称为“WeldingSimulator(焊接仿真器)”的美国专利9,483,959；以及于2012年2月2日提交并于2015年4月21日发布的名称为“VirtualWeldingSystem(虚拟焊接系统)”的美国专利9,011,154；所述专利各自通过援引以其全部内容并入本文。
技术实现思路
在示例性实施例中，一种焊接仿真器包括机箱，所述机箱具有预定形状因子(即，尺寸和形状)，所述机箱能操作以与多个外部部件接口连接，所述多个外部部件包括至少一个模拟焊接工具和安装于面罩的显示器。所述焊接仿真器在使用之前被配置成第一配置、第二配置、以及第三配置中的一种。所述第一配置对应于包括第一部件、第二部件、以及第三部件的所述机箱。所述第二配置对应于包括所述第一部件、所述第二部件、但不包括所述第三部件的所述机箱。所述第三配置对应于包括所述第一部件、但不包括所述第二部件或所述第三部件的所述机箱。所述第一配置的机箱、所述第二配置的机箱以及所述第三配置的机箱是相同的(即，具有相同的形状因子)。所述第一配置、所述第二配置、以及所述第三配置中的至少一者是移动配置。所述第一配置、所述第二配置、以及所述第三配置中的至少一者是单用户配置。所述第一配置、所述第二配置、以及所述第三配置中的至少一者是多用户配置。在一些示例性实施例中，所述焊接仿真器具有多用户配置，所述多用户配置支持两个用户同时在分开的仿真环境中执行焊接训练。在一些示例性实施例中，所述焊接仿真器具有单用户配置，所述单用户配置被限制为在仿真环境中每次一个用户执行焊接训练。在一些示例性实施例中，所述焊接仿真器被配置成使得所述第一部件是与模拟焊接工具的接口。在一些示例性实施例中，所述第一配置包括所述第二配置中不可用的第一功能。在示例性实施例中，一种焊接仿真器包括机箱，所述机箱具有预定形状因子(即，尺寸和形状)，所述机箱能操作以与多个外部部件接口连接，所述多个外部部件包括至少一个模拟焊接工具和安装于面罩的显示器。所述机箱进一步包括用于处理机器可读指令以执行某些功能的装置。所述焊接仿真器在使用之前被配置成第一配置、第二配置、以及第三配置中的一种。所述第一配置对应于包括第一部件、第二部件、以及第三部件的所述机箱。所述第二配置对应于包括所述第一部件、所述第二部件、第四部件、但不包括所述第三部件的所述机箱。所述第三配置对应于包括所述第一部件、第四部件、第五部件、但不包括所述第二部件或所述第三部件的所述机箱。所述第一配置的机箱、所述第二配置的机箱以及所述第三配置的机箱是相同的(即，具有相同的形状因子)。在一些示例性实施例中，所述焊接仿真器被配置成使得所述部件中的至少一个部件是与外部模拟焊接工具的接口。在一些示例性实施例中，所述接口被适配成接收来自所述模拟焊接工具的电子信号，其中，所述焊接仿真器进一步包括用于处理电子信号并生成与所述模拟焊接工具相对应的焊接工具的图形表示的装置。在一些示例性实施例中，第一配置包括所述第二配置中不可用的第一功能。在示例性实施例中，一种焊接仿真器包括机箱，所述机箱能操作以与多个外部部件接口连接，所述多个外部部件包括至少一个模拟焊接工具和安装于面罩的显示器。所述焊接仿真器在使用之前被配置成第一配置、第二配置、以及第三配置中的一种。所述第一配置对应于包括第一部件、第二部件、以及第三部件的所述机箱。所述第二配置对应于包括第四部件、第五部件、第六部件但不包括所述第一部件、所述第二部件、或所述第三部件的所述机箱。所述第三配置对应于包括第七部件、第八部件、第九部件、但不包括所述第一部件、所述第二部件、所述第三部件、所述第四部件、所述第五部件、或所述第六部件的所述机箱。所述第一配置的机箱、所述第二配置的机箱，以及所述第三配置的机箱是相同的(即，具有相同的尺寸和形状)。在一些示例性实施例中，所述焊接仿真器被配置成使得所述部件中的至少一个部件是与外部模拟焊接工具的接口。在一些示例性实施例中，所述第一配置包括所述第二配置中不可用的第一功能。在示例性实施例中，一种生产焊接仿真器的方法包括提供具有预定形状因子(即，尺寸和形状)的机箱，其中，所述机箱具有用于容纳多个部件的内腔和用于执行机器可读指令的逻辑部。在所本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种焊接仿真器，包括：机箱，所述机箱具有预定形状因子，所述机箱能操作以与多个外部部件接口连接，所述多个外部部件包括至少一个模拟焊接工具和安装于面罩的显示器；其中，所述焊接仿真器在使用之前被配置成第一配置、第二配置、以及第三配置中的一种；其中，所述第一配置对应于包括第一部件、第二部件、以及第三部件的所述机箱；其中，所述第二配置对应于包括所述第一部件、所述第二部件、但不包括所述第三部件的所述机箱；其中，所述第三配置对应于包括所述第一部件、但不包括所述第二部件或所述第三部件的所述机箱；并且其中，所述第一配置的机箱、所述第二配置的机箱以及所述第三配置的机箱具有相同的形状因子。

【技术特征摘要】
2018.04.19 US 62/659,729;2019.03.27 US 16/366,3781.一种焊接仿真器，包括：机箱，所述机箱具有预定形状因子，所述机箱能操作以与多个外部部件接口连接，所述多个外部部件包括至少一个模拟焊接工具和安装于面罩的显示器；其中，所述焊接仿真器在使用之前被配置成第一配置、第二配置、以及第三配置中的一种；其中，所述第一配置对应于包括第一部件、第二部件、以及第三部件的所述机箱；其中，所述第二配置对应于包括所述第一部件、所述第二部件、但不包括所述第三部件的所述机箱；其中，所述第三配置对应于包括所述第一部件、但不包括所述第二部件或所述第三部件的所述机箱；并且其中，所述第一配置的机箱、所述第二配置的机箱以及所述第三配置的机箱具有相同的形状因子。2.如权利要求1所述的焊接仿真器，其中，所述第一配置是多用户配置，所述第二配置是单用户配置，并且第三配置是移动配置。3.如权利要求2所述的焊接仿真器，其中，所述多用户配置支持两个用户同时在分开的仿真环境中执行焊接训练。4.如权利要求2所述的焊接仿真器，其中，所述单用户配置被限制为在仿真环境中每次一个用户。5.如权利要求1所述的焊接仿真器，其中，所述第一部件是与模拟焊接工具的接口。6.如权利要求1所述的焊接仿真器，其中，所述第一配置包括所述第二配置中不可用的第一功能。7.一种焊接仿真器，包括：机箱，所述机箱具有预定形状因子，所述机箱能操作以与多个外部部件接口连接，所述多个外部部件包括至少一个模拟焊接工具和安装于面罩的显示器；所述机箱进一步包括用于处理机器可读指令以执行某些功能的装置；其中，所述焊接仿真器在使用之前被配置成第一配置、第二配置、以及第三配置中的一种；其中，所述第一配置对应于包括第一部件、第二部件、以及第三部件的所述机箱；其中，所述第二配置对应于包括所述第一部件、所述第二部件、第四部件、但不包括所述第三部件的所述机箱；其中，所述第三配置对应于包括所述第一部件、第四部件、第五部件、但不包括所述第二部件或所述第三部件的所述机箱；并且其中，所述第一配置的机箱、所述第二配置的机箱以及所述第三配置的机箱具有相同的形状因子。8.如权利要求7所述的焊接仿真器，其中，所述部件中的至少一个部件是与外部模拟焊接工具的接口。9.如权利要求8所述的焊接仿真器，其中，所述接口被适配成接收来自所述模拟焊接工具的电子信号，其中，所述焊接仿真器进一步包括用于处理所述电子信号并生成与所述模拟焊接工具相对应的焊接工具的图形表示的装置。10.如权利要求7所述的焊接仿真器，其中，所述第一配置包括所述第二配置中不可用的第一功能。11.一种焊接仿真器，包括：机箱，所述机箱能操作以与多个外部部件接口连接，所述多个外部部件包括至少一个模拟焊接工具和安装于面罩的显示器；其中，所述焊接仿真器在使用之前被配置成第一配置、第二配置、以及第三配置中的一种；其中，所述第一配置对应于包括第一部件、第二部件、以及...

【专利技术属性】
技术研发人员：约翰·T·布龙斯特鲁普，詹森·A·斯凯尔斯，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