焊接辅助方法及装置制造方法及图纸

提供一种用于提升焊接可视化的焊接辅助方法及装置。该焊接辅助方法包括如下步骤：使用至少一个分束器，将来自焊接环境的入射光分割成具有不同光度的至少第一光路以及第二光路。使用相应的摄像传感器来获得具有不同光度的分割后的光的多个图像。对来自相应的摄像传感器的多个图像进行融合，从而生成左眼用融合图像以及右眼用融合图像。将左眼用融合图像显示在用户的左眼的位置的显示器上，将右眼用融合图像显示在该用户的右眼的位置的显示器上，从而提供了关于焊接环境的无视差的高动态范围显示。

【技术实现步骤摘要】
焊接辅助方法及装置
本专利技术总体上涉及一种焊接辅助方法及装置，更具体而言，涉及一种针对焊接环境而用于提升实时焊接可视化和辅助的焊接辅助方法及装置。
技术介绍
迄今为止，许多焊接过程都是通过手工操作来进行的。然而，在制造业及建筑业等与焊接有关的产业中，经验丰富且熟练的焊工的短缺已日益显著。究其原因，像过去那样的由指导者对焊工进行的培训需要很长时间，并且引退的劳动人口急剧增加，可以视为是这种经验丰富且熟练的焊工短缺的原因。全自动化或机器人的措施是应对经验丰富且熟练的焊工短缺的一种方法。然而，自动化的设备或机器人型设备的费用可能比较高，设备的设定和分解可能变得复杂，因此效率可能会降低。此外，还存在自动化设备或机器人型设备不适合的领域。在当前的一些被设计成进行焊接辅助的系统中，使用滤光镜来提供例如焊接环境的具有各种动态范围的多个图像，但是，滤光镜并不那么耐用，或者并不那么准确，有可能很早发生损耗，因此需要频繁更换。此外，在这些系统以及其他的系统中，为了生成例如焊接环境的具有宽广动态范围的图像/视频，由相机捕获的多个图像仅被简单地合成。然而，如果只是简单地合成多个相机图像，则可能丢失每个图像中的细节。例如，在2018年3月13日发布的针对比森(Beeson)专利技术的美国专利第9918018号中，公开了一种用于焊接应用中使用的显示器的动态范围增强方法及系统，其使用滤光镜来提供例如焊接环境的具有各种动态范围的多个图像，并且在该专利中，仅仅公开了合成由各种相机捕获的多个图像以生成具有宽广动态范围的图像/视频。在美国专利第9918018号的专利技术中存在如上所述的缺陷。
技术实现思路
在本说明书中公开了用于提升实时焊接可视化和辅助的焊接辅助方法、装置以及系统的实施方式。在本专利技术的一些实施方式中，用于提升焊接环境中的实时焊接可视化的装置包括分束器。该分束器将来自焊接环境的入射光分割成具有不同光度的至少第一光路以及第二光路。该至少第一光路以及第二光路分别包括相应的摄像传感器。该装置还包括控制部。该控制部接收来自该至少第一光路以及第二光路中的该相应的摄像传感器的多个图像，将该多个图像融合，从而生成左眼用融合图像以及右眼用融合图像。该装置还包括显示器组件。该显示器组件在该装置的用户的左眼的位置显示该左眼用融合图像，在该装置的用户的右眼的位置显示该右眼用融合图像。在本专利技术的一些实施方式中，该装置还可以包括左眼用摄像组件以及右眼用摄像组件。该左眼用摄像组件以及该右眼用摄像组件分别包括至少一个分束器。该至少一个分束器将来自该焊接环境的入射光分割成具有不同光度的至少第一光路以及第二光路。该至少第一光路以及第二光路分别包括相应的摄像传感器。在该左眼用摄像组件中捕获的多个图像被融合并显示在该装置的用户的左眼的位置，在该右眼用摄像组件中捕获的多个图像被融合并显示在该装置的用户的右眼的位置，从而提供该焊接环境的三维显示。在本专利技术的一些实施方式中，用于提升焊接环境中的实时焊接可视化的方法，包括如下步骤：在可佩带焊接装置中，使用至少一个分束器，将来自该焊接环境的入射光分割成具有不同光度的至少第一光路以及第二光路；在该至少第一光路以及第二光路的每个光路中，使用摄像传感器获得相应的分割后的光的多个图像；对左眼用摄像组件以及右眼用摄像组件的来自该至少第一光路以及第二光路的该相应的摄像传感器的多个图像进行融合，从而生成左眼用融合图像以及右眼用融合图像；以及在该可佩带焊接装置的用户的左眼的位置的显示器上显示该左眼用融合图像，在该可佩带焊接装置的该用户的右眼的位置的显示器上显示该右眼用融合图像。在本专利技术的一些实施方式中，该方法还包括如下步骤：使用各个左眼用摄像组件以及右眼用摄像组件中的至少一个分束器，将来自该焊接环境的入射光分割成具有不同光度的至少第一光路以及第二光路；以及将在该左眼用摄像组件中捕获的多个图像融合并显示在该装置的用户的左眼的位置，将在该右眼用摄像组件中捕获的多个图像融合并显示在该用户的右眼的位置，从而提供焊接环境的三维显示。在本专利技术的一些实施方式中，用于提升焊接环境中的实时焊接可视化及辅助的方法包括使用分束器将入射光分割成第一光路和第二光路的步骤。该第一光路具有被分割的光的一小部分光，该第二光路具有被分割的光的大部分光。该方法还包括如下步骤：在该第一光路中，使用高f值镜头，对来自该分束器的该分割的光的该一小部分光进行会聚；使用中灰密度滤光镜，对来自高f值镜头的该会聚的光进行滤光；以及使用第一相机，获得来自该中灰密度滤光镜的该滤光后的光的多个图像。在一些实施方式中，该方法还包括如下步骤：在该第二光路中，使用低f值镜头，对来自该分束器的该分割的光的该大部分光的进行会聚；以及使用第二相机，获得来自该低f值镜头的该光的多个图像。该方法还包括如下步骤：对来自该第一相机的图像和来自该第二相机的图像进行融合；以及将该融合后的图像中的至少一部分显示为左眼用表示图像以及右眼用表示图像。下面描述本专利技术的其他实施方式以及进一步的实施方式。为了可以详细地理解关于本专利技术的上述特征，将通过参照实施方式，来对如上所述的简要概述的本专利技术进行更详细地说明。附图中示出了一些实施方式。然而，应注意，附图仅例示了本专利技术的代表性实施方式，因此，不应解释为对本专利技术的范围进行限定，本专利技术也可适用于同样有效的其他实施方式。通过以下结合附图所理解的本专利技术的详细说明，本专利技术的上述及其他目的、特征、方面以及优点将显而易见。附图说明图1A是示出本专利技术的第一实施方式的用于提升实时焊接可视化和辅助的先进的(advanced)焊接面罩/安全帽系统的框图(highlevelblockdiagram，高级框图)。图1B是示出本专利技术的第二实施方式的用于提升具有三维摄像能力的实时焊接可视化和辅助的先进的焊接面罩/安全帽系统的框图。图2是示出本专利技术的一实施方式的图1的先进的焊接面罩/安全帽系统的面罩/安全帽的内部的示意图。图3是示出本专利技术的一实施方式的适于在图1的焊接面罩/安全帽系统中使用的摄像组件的示意图。图4是示出本专利技术的一实施方式的描绘出由先进的焊接面罩/安全帽系统捕获的焊接环境的图像的图。图5A是示出本专利技术的一实施方式的包括例如在焊接面罩/安全帽系统的左眼用摄像组件及右眼用摄像组件中的至少一者的第一光路中由第一摄像传感器捕获的焊接火花的焊接环境的源图像的图。图5B是示出本专利技术的一实施方式的从图5A的源图像生成的二值化饱和掩膜的图。图6是示出本专利技术的一实施方式的用于容纳控制部的带组件(Beltassembly)和用于向控制单元供给电力的电池的示意图。图7是示出本专利技术的一实施方式的适合于在图1A及图1B的焊接面罩/安全帽系统中使用的控制部的框图。图8是示出本专利技术的一实施方式的用于提升实时焊接可视化的方法的流程图。图9是示出本专利技术的立体/三维实施方式的用于提升实时焊接可视化的方法900的流程图。具体实施方式为了易于理解，尽可能使用相同的参考编本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种焊接辅助装置，用于提升焊接环境中的实时焊接可视化效果，其特征在于，具有：/n分束器，至少将来自所述焊接环境的入射光分割成具有不同光度的至少第一光路以及第二光路，所述至少第一光路以及第二光路各自包括摄像传感器，/n控制部，从所述至少第一光路以及第二光路中各自的所述摄像传感器接收多个图像，将所述多个图像进行融合，来生成左眼用融合图像以及右眼用融合图像，/n显示器组件，在所述焊接辅助装置的用户的左眼的位置显示所述左眼用融合图像，在所述焊接辅助装置的所述用户的右眼的位置显示所述右眼用融合图像。/n

【技术特征摘要】
20190801 JP 2019-142413;20190523 US 16/421,0221.一种焊接辅助装置，用于提升焊接环境中的实时焊接可视化效果，其特征在于，具有：
分束器，至少将来自所述焊接环境的入射光分割成具有不同光度的至少第一光路以及第二光路，所述至少第一光路以及第二光路各自包括摄像传感器，
控制部，从所述至少第一光路以及第二光路中各自的所述摄像传感器接收多个图像，将所述多个图像进行融合，来生成左眼用融合图像以及右眼用融合图像，
显示器组件，在所述焊接辅助装置的用户的左眼的位置显示所述左眼用融合图像，在所述焊接辅助装置的所述用户的右眼的位置显示所述右眼用融合图像。


2.根据权利要求1所述的焊接辅助装置，其特征在于，
还具有左眼用摄像组件以及右眼用摄像组件，
所述左眼用摄像组件以及所述右眼用摄像组件各自包括至少一个所述分束器，
在所述左眼用摄像组件中捕获的多个图像，被融合并显示在所述焊接辅助装置的所述用户的所述左眼的所述位置，在所述右眼用摄像组件中捕获的多个图像，被融合并显示在所述焊接辅助装置的所述用户的所述右眼的所述位置，从而提供所述焊接环境的三维显示。


3.根据权利要求1所述的焊接辅助装置，其特征在于，
还具有至少一个光电传感器，其用于检测所述焊接环境中的光度，
所述控制部，基于从所述至少一个光电传感器以及所述摄像传感器中的至少一个接收的信号，判断应该显示来自哪个摄像传感器的图像，所述信号表示检测到的所述焊接环境中的光度。


4.根据权利要求1所述的焊接辅助装置，其特征在于，
还具有至少一个温度传感器，其用于检测所述焊接环境中的温度。


5.根据权利要求4所述的焊接辅助装置，其特征在于，
所述控制部，根据从所述至少一个温度传感器传递来的表示检测到的所述焊接环境中的温度的信号，在所述显示器组件上显示表示检测到的所述焊接环境中的温度的消息。


6.根据权利要求1所述的焊接辅助装置，其特征在于，
显示所述焊接环境的所述多个图像是指，针对如下内容同时显示多个图像，这些内容包括：进行中的焊接的电弧、焊丝、焊枪、刚刚焊接的熔融金属的熔池、刚刚凝固的焊接的白热的焊珠、冷却后不再白热的焊接的焊珠、应该焊接的样品的区域以及包围焊接区域的背景区域；
所述同时显示，包括如下显示如下内容的图像的全部细节，这些内容包括：进行中的焊接的所述电弧、所述焊丝、所述焊枪的前端、刚刚焊接的熔融金属的所述熔池、刚刚凝固的所述焊接的所述白热的焊珠、冷却后不再白热的所述焊接的所述焊珠、应该焊接的所述样品的所述区域、包围所述焊接区域的所述背景区域。


7.根据权利要求1所述的焊接辅助装置，其特征在于，
所述控制部，在所述显示器组件上显示用于辅助焊接实施的信息。


8.根据权利要求7所述的焊接辅助装置，其特征在于，
用于辅助焊接实施的所述信息包括，由所述控制部生成的图像以及所述焊接环境的焊接参数中的至少一者。


9.根据权利要求1所述的焊接辅助装置，其特征在于，
所述控制部，具有用于记录所述焊接环境中的焊接过程的存储器。<...

【专利技术属性】
技术研发人员：金平德之，山冈千春，津山忠久，布施直彦，本摩敦，大卫·贝伦茨，迈克尔·皮亚琴蒂诺，霍伊森·戴尔·瓦尔，张超，
申请(专利权)人：川田科技株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP