用于焊接系统的焊接台架的制作方法
【专利摘要】一种焊接系统包括运动跟踪系统，所述运动跟踪系统包括具有透镜(606)的相机(604)。所述焊接系统还包括安置在相机(604)的透镜(606)之上的罩(592)。所述罩被配置成用于使红外光能够从中穿过并且阻止环境元素与相机的透镜接触。罩(592)相对于相机的面以一定角度安置在相机的透镜(606)之上，并且所述角度在大致10度与60度之间。
【专利说明】
用于焊接系统的焊接台架
【背景技术】
[0001]本发明总体上涉及焊接，并且更具体地涉及一种可以用于训练的焊接系统。
[0002]焊接是一种越来越多地用于各种行业和应用的工艺。这样的工艺在某些情况下是自动化的，尽管用于手动焊接操作的大量应用继续存在。在这两种情况下，这样的焊接操作依赖于各种类型的设备来确保焊接耗材的供应(例如，送丝、保护气体等)在期望的时间以适当的量被提供给焊接。
[0003]在准备进行手动焊接操作时，可以使用焊接系统(例如，焊接训练系统)训练焊接操作者。焊接系统可以被设计用于训练具有进行各种焊接操作的适合技术的焊接操纵员。某些焊接系统可以使用各种训练方法。如可以认识到的，获取和操作这些训练系统可能是昂贵的。相应地，焊接训练机构可以仅获取有限数量这样的训练系统。另外，某些焊接系统可能不充分地训练焊接操作者以使其执行高品质焊接。
【发明内容】
[0004]在一个实施例中，一种焊接系统包括运动跟踪系统，所述运动跟踪系统包括具有透镜的相机。所述焊接系统还包括安置在所述相机的所述透镜之上的罩。所述罩被配置成用于使红外光能够从中穿过并且阻止环境元素与相机的透镜接触。所述罩相对于相机的面以一定角度安置在相机的透镜之上，并且所述角度在大致10度与60度之间。
[0005]在另一个实施例中，一种焊接系统包括具有桌面的焊接台架。所述桌面包括第一平面。所述焊接系统还包括安置在所述第一平面下方的第一标志。所述第一标志被配置成由所述焊接系统的定位在所述第一平面上方的运动跟踪系统检测。
[0006]在另外一个实施例中，一种焊接系统包括具有支撑结构的焊接台架，所述支撑结构被配置成用于支撑运动跟踪系统。所述焊接台架包括联接至所述支撑结构上并且被配置成方便立焊、仰焊、水平焊、或以上的某个组合的第一旋转臂。
[0007]在另外一个实施例中，一种焊接系统包括焊接台架。所述焊接台架包括被配置成用于支撑运动跟踪系统的支撑结构。所述焊接台架还包括联接至所述支撑结构上并且被配置成方便立焊、仰焊、水平焊、或以上的某个组合的臂。所述焊接台架包括联接至所述臂上的板、夹具、或以上的某个组合。所述立焊、所述仰焊、所述水平焊、或以上的某个组合被配置成在联接至所述板、所述夹具、或以上的某个组合上的工件上进行。所述板、所述夹具、或以上的某个组合包括被配置成由运动跟踪系统检测的标志。
【附图说明】
[0008]当参照附图阅读以下详细说明时，将会更好地理解本发明的这些和其他特征、方面和优势，其中，贯穿附图，相同的文字表示相同的零件，在附图中:
[0009]图1是根据本公开的多个方面的焊接系统的实施例的框图；
[0010]图2是根据本公开的多个方面的图1中的焊接系统的各部分的实施例的框图；
[0011]图2A是根据本公开的多个方面的图1中的焊炬的电路的实施例的示意图；
[0012]图3是根据本公开的多个方面的图1中的焊炬的实施例的立体图；
[0013]图4是根据本公开的多个方面的图1中的焊接台架的实施例的立体图；
[0014]图5是根据本公开的多个方面的校准装置的实施例的立体图；
[0015]图6是根据本公开的多个方面的夹具组件的实施例的立体图；
[0016]图7是根据本公开的多个方面的焊丝伸出长度校准工具的立体图；
[0017]图8是根据本公开的多个方面的图7中焊丝伸出长度校准工具的俯视图；
[0018]图9是根据本公开的多个方面的用于校准焊丝从焊炬的伸出长度的方法的实施例；
[0019]图10是根据本公开的多个方面的具有物理标记的焊接耗材的实施例的立体图；
[0020]图11是根据本公开的多个方面的具有物理标记的焊丝的实施例的立体图；
[0021]图12是根据本公开的多个方面的图1中的焊接台架的垂直臂组件的实施例的立体图；
[0022]图13是根据本公开的多个方面的仰焊臂组件的实施例的立体图；
[0023]图14是根据本公开的多个方面的具有多个训练模式的焊接软件的实施例的框图；
[0024]图15是根据本公开的多个方面的焊接软件的虚拟现实模式的实施例的框图；
[0025]图16是根据本公开的多个方面的用于整合训练结果数据的方法的实施例；
[0026]图17是根据本公开的多个方面示出焊接操作者的多组焊接数据的图表的实施例；
[0027]图18是根据本公开的多个方面示出与班级的焊接数据相比焊接者的焊接数据的图表的实施例；
[0028]图19是根据本公开的多个方面的用于存储认证状态数据的数据存储系统的实施例的框图；
[0029]图20是根据本公开的多个方面示出与焊接相对应的数据的屏幕的实施例；
[0030]图21是根据本公开的多个方面示出焊接的不连续性分析的屏幕的实施例；
[0031]图22是根据本公开的多个方面的焊接软件的焊接教员屏幕的实施例的框图；
[0032]图23是根据本公开的多个方面的使用增强现实的焊接训练的方法的实施例；
[0033]图24是根据本公开的多个方面的使用增强现实的焊接训练的另一方法的实施例；
[0034]图25是根据本公开的多个方面的焊炬的实施例的框图；
[0035]图26是根据本公开的多个方面的使用焊炬向焊接操作者提供振动反馈的方法的实施例；
[0036]图27是根据本公开的多个方面的两种模式的实施例的曲线图，这两种模式中的每个模式包括向焊接操作者提供振动反馈的不同频率；
[0037]图28是根据本公开的多个方面的两种模式的实施例的曲线图，这两种模式中的每个模式包括向焊接操作者提供振动反馈的不同调制；
[0038]图29是根据本公开的多个方面的两种模式的实施例的曲线图，这两种模式中的每个模式包括向焊接操作者提供振动反馈的不同振幅；
[0039]图30是根据本公开的多个方面的具有可以用于跟踪焊炬的球形标志的焊炬的实施例的立体图；
[0040]图31是根据本公开的多个方面的用于在焊炬的显示器上显示与阈值相关的焊接参数的方法的实施例；
[0041]图32是根据本公开的多个方面的焊炬的显示器的一组屏幕截图的实施例，用于显示与阈值相关的焊接参数；
[0042]图33是根据本公开的多个方面的使用至少四个标志跟踪焊炬系统中的焊炬的方法的实施例；
[0043]图34是根据本公开的多个方面的用于检测处理器与焊炬通信的能力的方法的实施例；
[0044]图35是根据本公开的多个方面的焊接系统可以使用的用于校准弯曲焊接接头的方法的实施例；
[0045]图36是根据本公开的多个方面的弯曲焊接接头的实施例的图解；
[0046]图37是根据本公开的多个方面的用于跟踪多道焊接操作的方法的实施例；
[0047]图38是根据本公开的多个方面的焊接台架的实施例的立体图；
[0048]图39是根据本公开的多个方面的图38中的焊接台架的焊接表面的实施例的横截面图；
[0049]图40是根据本公开的多个方面的具有可移除罩的感测装置的实施例的横截面图；
[0050]图41是根据本公开的多个方面的校准工具的实施例的立体图；
[0051]图42是根据本公开的多个方面的图41中的外罩已经被移除的校准工具的立体图；
[0052]图43是根据本公开的多个方面的校准工具的尖形顶端的实施例的侧视图；
[0053]图44是根据本公开的多个方面的校准工具的圆形顶端的实施例的侧视图；
[0054]图45是根据本公开的多个方面的校准工具的具有小的尖形顶端的圆形顶端的实施例的侧视图；
[0055]图46是根据本公开的多个方面的用于检测校准点的方法的实施例；
[0056]图47是根据本公开的多个方面的用于基于焊接路线确定焊接分数的方法的实施例；以及
[0057]图48是根据本公开的多个方面的用于使用焊炬的用户界面在焊接模式之间转变的方法的实施例。
【具体实施方式】
[0058]图1是焊接系统10的实施例的框图。如本文中使用的，焊接系统可以包括任何合适的焊接相关系统，包括但不限于焊接训练系统、真实焊接系统、模拟焊接系统、虚拟现实焊接系统、等等。焊接系统10包括用于为各种训练装置提供支撑的焊接台架12。例如，台架12可以被配置成用于支撑焊接表面、工件、夹具、一个或多个训练臂等等。焊接系统10还包括可由焊接操作者(例如，焊接学员)使用以进行焊接操作(例如，训练操作)的焊炬14。如以下更详细描述的，焊炬14可以配置有被配置成用于接收来自焊接操作者的输入的用户界面、被配置成用于处理这些输入的控制电路和被配置成用于向另一个装置提供这些输入的通信接口。此外，焊炬14可以包括一个或多个显示器和/或指示器来向焊接操作者提供数据。而且，焊接系统10包括用于感测一个或多个焊接装置的位置和/或感测一个或多个焊接装置的取向的感测装置16(例如，传感器、感测组件等等)。例如，感测装置16可以用于感测台架12、焊炬14、焊接表面、工件、夹具、一个或多个训练臂等的位置和/或取向。感测装置16可以包括任何合适的感测装置，如运动感测装置或运动跟踪装置。另外，感测装置16可以包括一个或多个相机，如一个或多个红外相机、一个或多个可见光谱相机、一个或多个高动态范围(HDR)相机等等。
[0059]感测装置16通信地联接至计算机18。感测装置16被配置成用于向计算机18提供数据(例如，图像数据、感测的数据、六个自由度(6D0F)数据等)。另外，感测装置16可以被配置成用于从计算机18接收数据(例如，配置数据、设置数据、命令、寄存器设置等)。计算机18包括一个或多个处理器20、存储器装置22、和存储装置24。处理器20可以用于执行软件，如焊接软件、图像处理软件、感测装置软件等等。而且，处理器20可以包括一个或多个微处理器，如一个或多个“通用”微处理器、一个或多个专用微处理器和/或专用集成电路(ASICS)、或以上的某个组合。例如，处理器20可以包括一个或多个精简指令集(RISC)处理器。
[0060]存储装置24(例如，非易失性存储器)可以包括R0M、闪存、硬盘驱动器、或任何其他合适的光存储介质、磁存储介质、或固态存储介质、或以上的组合。存储装置24可以存储数据(例如，与焊接操作相对应的数据、与焊接操作相对应的视频和/或参数数据等)、指令(例如，用于焊接系统、感测装置16等的软件或固件)、和任何其他合适的数据。如将认识到的，与焊接操作相对应的数据可以包括焊接操作的视频录像、模拟视频、焊炬14的取向、焊炬14的位置、作业角、行进角、焊炬14的接触焊嘴与工件之间的距离、行进速度、接近度、电压、电流、经过路线、不连续性分析、焊接装置设置等等。
[0061]存储器装置22可以包括易失性存储器(如随机存取存储器(RAM))和/或非易失存储器(如只读存储器(ROM))。存储器装置22可以存储各种信息并且可以用于各种用途。例如，存储器装置22可以存储处理器20的处理器可执行指令(例如，固件或软件)来执行如焊接训练模拟的和/或感测装置16的指令。此外，不同焊接工艺的各种控制制度与相关联的设置和参数可以与被配置成用于在操作过程中提供特定输出(例如，开始送丝、启用气体流、捕获焊接电流数据、检测短路参数、确定飞溅量等)的代码一起存储在存储装置24和/或存储器装置22中。焊接电源28可以用于为真实电弧焊接操作提供焊接电力，并且送丝器30可以用于向真实电弧焊接操作提供焊丝。
[0062]焊接系统10包括用于显示与焊接相关联的数据和/或屏幕的显示器32(例如，显示与焊接软件相对应的数据)。例如，显示器32可以向焊接操作者(例如，焊接教员、焊接学员)提供图形用户界面。图形用户界面可以提供不同的屏幕来使焊接教员能够组织班级、向班级提供任务、分析班级进行的任务、向个人提供任务、分析个人进行的任务、添加、改变、和/或删除焊接任务的参数等等。另外，图形用户界面可以提供不同的屏幕来使焊接操作者(例如，焊接学员)能够进行焊接任务、查看之前的焊接任务的结果等等。在某些实施例中，显示器32可以是被配置成用于接收触摸输入、并且向计算机18提供与触摸输入相对应的数据的触摸屏显示器。
[0063]外部显示器34联接至计算机18，从而使位置远离焊接系统10的个人能够查看与焊接系统10相对应的数据。另外，网络装置36联接至计算机18从而使计算机18能够与连接至互联网或另一个网络38的其他装置通信(例如，用于向另一个装置提供测试结果和/或用于从另一个装置接收测试结果)。例如，网络装置36可以使计算机18能够与外部焊接系统40、生产焊接系统42、和/或远程计算机44通信。如可以认识到的，本文中所描述的焊接系统10可以用于以节约成本的方式训练焊接学员。另外，焊接系统10被配置成用于以为焊接学员预备高品质生产焊接的方式使现实焊接与模拟焊接整合在一起。
[0064]图2是图1中的焊接系统10的各部分的实施例的框图。如图所示，配电组件46向焊炬14和计算机18提供电力。而且，焊炬14包括被配置成用于控制焊炬14的操作的控制电路52 ο在所示实施例中，控制电路52包括一个或多个处理器54、存储器装置56、和存储装置58。在其他实施例中，控制电路52可能不包括处理器54、存储器装置56、和/或存储装置58。处理器54可以用于执行软件，如焊炬软件。而且，处理器54可以与之前描述的处理器20类似。另夕卜，存储器装置56可以与存储器装置22类似，并且存储装置58可以与存储装置24类似。
[0065]焊炬14包括使焊接操作者(例如，焊接学员、焊接教员等)能够与焊炬14交互和/或向焊炬14提供输入的用户界面60。例如，用户界面60可以包括按钮、开关、触摸屏、触摸垫等等。焊接操作者提供给焊炬14的输入可以提供给计算机18。例如，提供给焊炬14的输入可以用于控制计算机18正在执行的焊接软件。如此，焊接操作者可以使用焊炬14上的用户界面60操控焊接软件屏幕、设置工序、数据分析、焊接课程、在焊接软件内进行选择、配置焊接软件等等。因此，焊接操作者可以使用焊炬14控制焊接软件(例如，焊接操作员不必放下焊炬14来使用不同的输入装置)。焊炬14还包括视觉指示器61，如显示器62和LED 64。视觉指示器61可以被配置成用于指示或显示与焊接、焊接训练和/或焊接软件相对应的数据和/或图像。例如，视觉指示器61可以被配置成用于指示焊矩取向、焊炬行进速度、焊炬位置、接触焊嘴至工件的距离、焊炬14相对于工件的接近度、焊炬14的目标(例如，焊炬14指向什么点)、焊接操作者的训练信息等等。而且，视觉指示器61可以被配置成用于在焊接之前、在焊接过程中和/或在焊接之后提供视觉指示。在某些实施例中，LED 64可以发光以方便其由感测装置16进行检测到。在这样的实施例中，LED 64可以被定位成使感测装置16能够基于LED 64的空间位置确定焊炬14的位置和/或取向。
[0066]在某些实施例中，焊炬14包括被配置成用于从数据报告装置26(例如，或另一个装置)接收电力并且变换所接收到的电力以为焊炬14供电的变换电力变换电路66。在某些实施例中，焊炬14可以接收已经被变换和/或没有利用电力变换的电力。而且，在某些实施例中，可以由电池或任何合适的供电机构为焊炬14供电。焊炬14还包括通信接口 68(例如，RS-232驱动器)以方便焊炬14与数据报告装置26(或另一个装置)之间的通信。在所示实施例中，焊炬14可以通过使用通信接口 50和68向数据报告装置26提供数据来与计算机18通信，然后数据报告装置26将数据传递至计算机18。相应地，提供给焊炬14的输入可以提供给计算机18。在某些实施例中，焊炬14可以通过直接与计算机18通信来向计算机18提供输入。
[0067]焊炬14包括被配置成用于在断开位置(如图所示)与闭合位置之间以机械方式致动触发器开关72的扳机70。扳机70提供导线71来将信号携带至控制电路52，从而指示触发器开关72是处于断开位置还是处于闭合位置。送丝器30、焊接电源28、计算机18、和/或数据报告装置26可以确定穿过焊炬14在第一触发器导线74与第二触发器导线76上是否存在连续性。触发器开关72电联接在第一触发器导线74与第二触发器导线76之间。第一触发器导线74与第二触发器导线76上的连续性可以通过在导线74和76上施加电压、在导线74和76上施加电流、测量导线74和76上的电阻等等来确定。在某些实施例中，第一触发器导线74的一些部分和/或第二触发器导线76的一些部分可以安置在焊炬14的连接器内。另外，在某些实施例中，焊炬14内的开关和/或导线的布置可以与图2中所示的不同。
[0068]焊接电源28可以基于导线74和76上是否存在连续性确定焊接电力是否能够流过焊炬14。例如，当导线74和76上存在连续性时，焊接电源28可以使焊接电力能够流过焊炬14，并且当导线74和76上存在开路时，焊接电源28可以阻止焊接电力流过焊炬14。另外，当导线74和76上存在连续性时，送丝器30可以向焊炬14提供焊丝，并且当导线74和76上存在开路时，可以阻止将焊丝提供给焊炬14。而且，计算机18可以使用导线74和76上的连续性和/或扳机70或触发器开关72的位置来开始和/或停止焊接操作、焊接模拟、数据记录等等。
[0069]在触发器开关72处于断开位置上时，导线74和76上存在开路，因此触发器开关72的断开位置阻止导线74与76之间的电子流动。相应地，焊接电源28可以阻止焊接电力流过焊炬14，并且送丝器30可以阻止将焊丝提供给焊炬14。按下扳机70将触发器开关72引导至闭合位置，只要扳机70被按下，触发器开关72就保持在该闭合位置上。当触发器开关72处于闭合位置上时，第一触发器导线74与电连接至触发器开关72和训练开关78的导线77之间存在连续性。
[0070]训练开关78电联接在第一触发器导线74与第二触发器导线76之间。而且，训练开关78由控制电路52电控制至断开位置或至闭合位置。在某些实施例中，训练开关78可以是任何合适的电控制开关，如晶体管、继电器等。控制电路52可以选择性地控制训练开关78至断开位置或至闭合位置。例如，当焊接系统10的焊接软件在真实电弧模式下操作时，控制电路52可以被配置成用于在按下扳机70时控制训练开关78至闭合位置从而启用真实焊接电弧。相反，当焊接系统10的焊接软件在除了真实电弧模式以外的任何模式(例如，模拟、虚拟现实、增强现实等)下操作时，控制电路52可以被配置成用于控制训练开关78至断开位置从而阻止真实焊接电弧(通过阻止导线74和76之间的电子流动)。
[0071]在某些实施例中，训练开关78可以默认设置至断开位置，由此在导线74和76上建立开路。如可以认识到的，当训练开关78处于断开位置上时，导线74和76上将存在开路，不管触发器开关72的位置如何(例如，训练开关78的断开位置阻止导线74和76之间的电子流动)。然而，当训练开关78被控制到闭合位置并且触发器开关72处于闭合位置时，导线74和76之间建立导电路径(例如，电子能够在导线74和76之间流动)。相应地，仅在训练开关78处于闭合位置时并且当触发器开关72处于闭合位置时，焊接电源28才可以使焊接电力能够流过焊炬14。例如，焊接电力可以从焊接电源28流过焊接电缆80、焊炬14、工件82，并经由作业电缆84(例如，焊条负、或正极性)返回到焊接电源28。相反，焊接电力可以从焊接电源28流过作业电缆84、工件82、焊炬14，并经由焊接电缆80(例如，焊条正极性、或相反极性)返回到焊接电源28。
[0072]如可以认识到，训练开关78可以在物理上位于焊接系统10的任何合适的部分，如数据报告装置26、计算机18等等。另外，在某些实施例中，训练开关78的功能可以被焊接系统10中的任何合适的硬件和/或软件替换。
[0073]图2A是图1中的焊炬14的电路的实施例的示意图。在所示实施例中，触发器开关72选择性将供电导线(例如，电压源等)连接至导线71。相应地，当触发器开关72断开时，没有电压施加于导线71，并且当触发器开关72闭合时，来自供电导线的电压提供给导线71。触发器使能信号(例如，TRIGGER_EN)可以由控制电路52提供以选择性地控制训练开关78，并且由此控制送丝器使能开关85。例如，当触发器使能信号控制训练开关78至断开位置时，没有电压施加于送丝器使能开关85(例如，经由FEEDER_EN连接)，由此将送丝器使能开关85维持在断开位置上。相反，当触发器使能信号控制训练开关78至闭合位置时，电压施加于送丝器使能开关85，由此将送丝器使能开关85控制到闭合位置。在送丝器使能开关85处于闭合位置上时，建立导线74和76之间的导电性。虽然提供了焊炬14电路的一个实例，但焊炬14内可以使用任何合适的电路。控制电路52的微处理器可以以预定间隔脉冲发送触发器使能信号以向控制电路52的检测电路提供触发器使能信号正在正确作业的指示。如果检测电路没有检测到触发器使能信号，则可以不启用触发器。
[0074]图3是图1和图2中的焊炬14的实施例的立体图。如图所示，用户界面60包括可以用于向焊炬14提供输入的多个按钮86。例如，按钮86可以使焊接操作者能够通过焊接软件进行操控。另外，焊炬14包括可以显示与焊接软件相对应的焊接操作者数据、与焊接操作相对应的数据等等的显示器62。如图所示，LED 64可以定位在焊炬14上的不同位置处。相应地，LED 64可以发光以方便其由感测装置16检测到。
[0075]图4是图1中的台架12的实施例的立体图。台架12包括焊接表面88，在该焊接表面上，可以进行真实焊接(例如，现实焊接、实际焊接)和/或模拟焊接。支腿90为焊接表面88提供支撑。在某些实施例中，焊接表面88可以包括狭槽91以帮助焊接操作者定位和定向工件84。在某些实施例中，工件84的位置和取向可以提供给焊接系统10的焊接软件以校准焊接系统10。例如，焊接操作者可以向焊接软件提供指示，从而识别工件84与焊接表面88的哪个狭槽91对准。另外，预定义的焊接任务可以指导焊接操作者将工件84与特定狭槽91对准。在某些实施例中，工件84可以包括伸出部分92，该伸出部分被配置成伸入一个或多个狭槽91以便使工件84与一个或多个狭槽91对准。如可以认识到的，每个狭槽91可以定位在与焊接软件中定义的各自位置相对应的位置。
[0076]焊接表面88包括第一孔口 93和第二孔口 94。第一和第二孔口 93和94可以一起用于确定焊接表面88的位置和/或取向。如可以认识到的，在某些实施例中，至少三个孔口可以用于确定焊接表面88的位置和/或取向。在一些实施例中，三个以上的孔口可以用于确定焊接表面88的位置和/或取向。第一和第二孔口93和94可以定位在焊接表面88上的任何合适的位置处，并且可以是任何合适的大小。在某些实施例中，可以使用第一和第二孔口93和94校准焊接表面88相对于感测装置16的位置和/或取向。例如，如以下更详细描述的，被配置成由感测装置16感测的校准装置可以插入第一孔口 93中、或接触到第一孔口 93。当校准装置插入到第一孔口93中、或接触该孔口时，提供给焊接软件(或其他校准软件)的用户输入可以指示校准装置已插入到第一孔口93中。因此，焊接软件可以在从感测装置16在第一时间接收的第一数据组(例如，校准数据)(例如，位置和/或取向数据)与第一孔口 93的位置之间建立关联。校准装置接下来可以插入第二孔口94中、或接触到第二孔口94。当校准装置插入到第二孔口94中、或接触到该孔口时，提供给焊接软件的用户输入可以指示校准装置已插入到第二孔口94中。因此，焊接软件可以在从感测装置16在第二时间接收的第二数据组(例如，校准数据)与第二孔口 94的位置之间建立关联。因此，焊接软件能够使用在第一时间接收到的第一数据组和在第二时间接收到的第二数据组校准焊接表面88相对于感测装置16的位置和/或取向。
[0077]焊接表面88还包括第一标志95和第二标志96。第一和第二标志95和96可以一起用于确定焊接表面88的位置和/或取向。如可以认识到的，在某些实施例中，至少三个标志可以用于确定焊接表面88的位置和/或取向。在一些实施例中，三个以上的标志可以用于确定焊接表面88的位置和/或取向。第一和第二标志95和96可以由任何合适的材料形成。而且，在某些实施例中，第一和第二标志95和96可以内建在焊接表面88中，而在其他实施例中，第一和第二标志95和96可以附接至焊接表面88。例如，第一和第二标志95和96可以使用粘合剂和/或附接至焊接表面88，和/或第一和第二标志95和96可以是贴纸。第一和第二标志95和96可以具有任何合适的形状、大小、和/或颜色。另外，在某些实施例中，第一和第二标志95和96可以是由反射性材料形成的反射体。焊接系统10可以在没有单独校准装置的情况下使用第一和第二标志95和96校准焊接表面88相对于感测装置16的位置和/或取向。相应地，第一和第二标志95和96被配置成由感测装置16检测。在某些实施例中，第一和第二标志95和96可以定位在焊接表面88上的预定位置处。另外，焊接软件可以被编程为使用预定位置来确定焊接表面88的位置和/或取向。在其他实施例中，在校准过程中，第一和第二标志95和96的位置可以提供给焊接软件。在第一和第二标志95和96在焊接表面88上时，感测装置16可以感测第一和第二标志95和96相对于感测装置16的位置和/或取向。结合第一和第二标志95和96在焊接表面88上的位置使用该感测到的数据，焊接软件能够校准焊接表面88相对于感测装置16的位置和/或取向。在一些实施例中，焊接表面88可以是可移除的和/或可颠倒的。在这样的实施例中，焊接表面88可以翻转，例如如果焊接表面88变得磨损的话。
[0078]在所示实施例中，工件84包括第一标志98和第二标志99。第一和第二标志98和99可以一起用于确定工件84的位置和/或取向。如可以认识到的，至少两个标志用于确定工件84的位置和/或取向。在某些实施例中，两个以上的标志可以用于确定工件84的位置和/或取向。第一和第二标志98和99可以由任何合适的材料形成。而且，在某些实施例中，第一和第二标志98和99可以内建在工件84中，而在其他实施例中，第一和第二标志98和99可以附接至工件84。例如，可以使用粘合剂将第一和第二标志98和99附接至工件84上，和/或第一和第二标志98和99可以是贴纸。作为另外一个实例，第一和第二标志98和99可以卡在或夹在工件84上。第一和第二标志98和99可以具有任何合适的形状、大小、和/或颜色。另外，在某些实施例中，第一和第二标志98和99可以是由反射性材料形成的反射体。焊接系统10可以在没有单独校准装置的情况下使用第一和第二标志98和99校准工件84相对于感测装置16的位置和/或取向。相应地，第一和第二标志98和99被配置成由感测装置16检测。在某些实施例中，第一和第二标志98和99可以定位在工件84上的预定位置处。另外，焊接软件可以被编程为使用预定位置来确定工件84的位置和/或取向。在其他实施例中，在校准过程中，第一和第二标志98和99的位置可以提供给焊接软件。在第一和第二标志98和99在工件84上时，感测装置16可以感测第一和第二标志98和99相对于感测装置16的位置和/或取向。结合第一和第二标志98和99在工件84上的位置使用该感测到的数据，焊接软件能够校准工件84相对于感测装置16的位置和/或取向。虽然标志95、96、98和99在本文中被描述为由感测装置16检测，但在某些实施例中，标志95、96、98和99可以指示为了使用校准装置进行校准而接触校准装置的位置，如之前所描述的。
[0079]台架12包括从焊接表面88垂直延伸并且被配置成用于为感测装置16和显示器32提供支撑的第一臂100。旋钮101附接至第一臂100并且可以用于调整感测装置16相对于第一臂100的取向。例如，当调整旋钮101时，延伸通过第一臂100的机械组件可以调整感测装置16的角。显示器32包括罩102以保护显示器32免受在真实焊接操作过程中可能产生的焊接排放物的影响。罩102可以由任何适合的材料制成，如透明材料、聚合物等等。通过使用透明材料，焊接操作者可以在罩102定位在显示器32前面的同时观察显示器32，例如在焊接操作之前、过程中、和/或之后观察。相机104可以联接至第一臂100上以便记录焊接操作。在某些实施例中，相机104可以是高动态范围(HDR)相机。另外，发射器105可以联接至第一臂100。发射器105可以用于校准焊接表面88相对于感测装置16的位置和/或取向。例如，发射器105可以被配置成用于向焊接表面88发射可见图案。可见图案可以显示到焊接表面88上。另外，感测装置16可以检测可见图案以校准焊接表面88相对于感测装置16的位置和/或取向。例如，基于可见图案的具体特征，感测装置16和/或焊接软件可以确定对准和/或取向。而且，发射器105发射的可见图案可以用于方便将工件84定位在焊接表面88上。
[0080]台架12还包括从焊接表面88垂直延伸并且被配置成用于为焊接板108(例如，立焊板、水平焊板、仰焊板等)提供支撑的第二臂106。第二臂106可以是可调整的，以方便在不同高度的仰焊。而且，第二臂106可以用多种不同的方式制造，以方便在不同高度的仰焊。焊接板108使用安装组件110联接至第二臂106。安装组件110方便焊接板108的转动，如箭头111所示。例如，可以转动焊接板108，使其如图所示地从总体上在水平平面上延伸(例如，用于仰焊)转变至总体上在垂直平面上延伸(例如，用于立焊)。焊接板108包括焊接表面112。焊接表面112包括可以帮助焊接操作者将工件84定位在焊接表面112上的狭槽114，类似于焊接表面88上的狭槽91。在某些实施例中，工件84的位置可以提供给焊接系统10的焊接软件以校准焊接系统10。例如，焊接操作者可以向焊接软件提供指示，从而识别工件84与焊接表面112的哪个狭槽114对准。另外，预定义的焊接任务可以指导焊接操作者将工件84与具体狭槽114对准。在某些实施例中，工件84可以包括伸出部分，该伸出部分被配置成伸入一个或多个狭槽114以便使工件84与一个或多个狭槽114对准。如可以认识到的，每个狭槽114可以定位在与焊接软件中定义的各自位置相对应的位置处。
[0081 ] 焊接表面112还包括第一标志116和第二标志118。第一和第二标志116和118可以一起用于确定焊接表面112的位置和/或取向。如可以认识到的，至少两个标志用于确定焊接表面112的位置和/或取向。在某些实施例中，两个以上的标志可以用于确定焊接表面112的位置和/或取向。第一和第二标志116和118可以由任何合适的材料形成。而且，在某些实施例中，第一和第二标志116和118可以内建到焊接表面112 (或焊接板108的另一部分)中，而在其他实施例中，第一和第二标志116和118可以附接至焊接表面112(或焊接板108的另一部分)。例如，可以使用粘合剂将第一和第二标志116和118附接至焊接表面112上，和/或第一和第二标志116和118可以是贴纸。作为另外一个实例，第一和第二标志116和118可以卡在或夹在焊接表面112上。在一些实施例中，第一和第二标志116和118可以整合到夹在焊接试件上的固持夹子中。第一和第二标志116和118可以具有任何合适的形状、大小、和/或颜色。另外，在某些实施例中，第一和第二标志116和118可以是由反射性材料形成的反射体。
[0082]焊接系统10可以在没有单独校准装置的情况下使用第一和第二标志116和118校准焊接表面112相对于感测装置16的位置和/或取向。相应地，第一和第二标志116和118被配置成由感测装置16检测。在某些实施例中，第一和第二标志116和118可以定位在焊接表面112上的预定位置处。另外，焊接软件可以被编程为使用预定位置来确定焊接表面112的位置和/或取向。在其他实施例中，在校准过程中，第一和第二标志116和118的位置可以提供给焊接软件。在第一和第二标志116和118在焊接表面112上时，感测装置16可以感测第一和第二标志116和118相对于感测装置16的位置和/或取向。结合第一和第二标志116和118在焊接表面112上的位置使用该感测到的数据，焊接软件能够校准焊接表面112相对于感测装置16的位置和/或取向。另外，感测装置16可以在焊接过程中感测和/或跟踪第一和第二标志116和118以将焊接过程中焊接板108可能发生的任何移动考虑在内。虽然标志116和118在本文中被描述为由感测装置16检测，但在某些实施例中，标志116和118可以指示为了使用校准装置进行校准而要接触或插入到校准装置的位置，如之前所描述的。
[0083]图5是校准装置120的实施例的立体图。在一些实施例中，校准装置120形状像火炬一样并且可以用于校准焊接表面88和112相对于感测装置16的位置和/或取向。在其他实施例中，校准装置120可以用于校准焊接接头的位置和/或取向。校准装置120包括把手122和喷嘴124。喷嘴124包括可以用于接触校准位置和/或插入到校准孔口中的尖端126。校准装置120还包括使焊接操作者能够提供与校准装置120接触校准位置和/或插入校准孔口中的时间相对应的输入的用户界面128。而且，在某些实施例中，校准装置120包括被配置成由感测装置16感测的标志130。如图所示，标志130从校准装置120延伸出来。然而，在其他实施例中，标志130可能不从校准装置120延伸出来。标志130可以是被配置成由感测装置16检测的任何合适的标志。而且，标志130可以是任何合适的大小、形状、和/或颜色。
[0084]在校准过程中，感测装置16可以感测校准装置120的位置和/或校准装置120的取向。校准装置120的位置和/或取向可以由焊接软件用于确定焊接表面88和112中的一个或多个焊接表面相对于感测装置16的位置和/或取向、工件84相对于感测装置16的位置和/或取向、夹具相对于感测装置I6的位置和/或取向等等。因此，校准装置120可以方便校准焊接系统10。在一些实施例中，托盘可以定位在焊接表面88下面用于储存校准装置120。而且，在某些实施例中，如果感测装置16能够被校准装置120跟踪，则可以禁用真实焊接(例如，用以阻止飞溅物与校准装置120接触)。
[0085]图6是夹具组件132的实施例的立体图。夹具组件132可以定位在焊接表面88和/或焊接表面112上，并且可以将工件84固定在其上。在某些实施例中，夹具组件132可以被配置成与狭槽92和114中的一个或多个狭槽对准。在其他实施例中，夹具组件132可以放置在焊接表面88和/或焊接表面122上的任何位置处。夹具组件132还包括第一标志134和第二标志136。第一和第二标志134和136可以一起用于确定夹具组件132的位置和/或取向。如可以认识到的，至少两个标志用于确定夹具组件132的位置和/或取向。第一和第二标志134和136可以由任何合适的材料形成。而且，在某些实施例中，第一和第二标志134和136可以内建在夹具组件132中，而在其他实施例中，第一和第二标志134和136可以附接至夹具组件132。例如，可以使用粘合剂将第一和第二标志134和136附接至夹具组件132上，和/或第一和第二标志134和136可以是贴纸。第一和第二标志134和136可以具有任何合适的形状、大小、和/或颜色。另外，在某些实施例中，第一和第二标志134和136可以是由反射性材料形成的反射体。焊接系统10可以在没有单独校准装置的情况下使用第一和第二标志134和136校准夹具组件132相对于感测装置16的位置和/或取向。相应地，第一和第二标志134和136被配置成由感测装置16检测。在某些实施例中，第一和第二标志134和136可以定位在夹具组件132上的预定位置处。另外，焊接软件可以被编程为使用预定位置来确定夹具组件132的位置和/或取向。在其他实施例中，在校准过程中，第一和第二标志134和136的位置可以提供给焊接软件。在第一和第二标志134和136在夹具组件132上时，感测装置16可以感测第一和第二标志134和136相对于感测装置16的位置和/或取向。结合第一和第二标志134和136在夹具组件132上的位置使用该感测到的数据，焊接软件能够校准夹具组件132相对于感测装置16的位置和/或取向。虽然第一和第二标志134和136在本文中被描述为由感测装置16检测，但在某些实施例中，第一和第二标志134和136可以指示为了使用校准装置120进行校准，校准装置要被接触或插入的位置，如之前所描述的。
[0086]在所示实施例中，夹具组件132被配置成用于将工件84的下部138固定到工件84的上部140上以便进行搭焊。在其他实施例中，夹具组件132可以被配置成用于将工件84的各部分固定以便进行对接焊、填角焊等等，从而帮助焊接操作者进行焊接。夹具组件132包括从底座143延伸出来的垂直臂142。横杆144在垂直臂142之间延伸，并且固定到垂直臂142。可以将调整机构146(例如，旋钮)调整为将锁紧装置148引向工件84以便将工件84固定在锁紧装置148与夹具组件132的底座143之间。相反，可以将调整机构146调整为将锁紧装置148引离工件84以便将工件84从锁紧装置148与底座143之间移除。相应地，工件84可以选择性地固定到夹具组件132上。
[0087]图7是焊丝伸出长度校准工具150的实施例的立体图。工具150被配置成用于将焊丝从焊炬喷嘴伸出的长度校准到可选择的长度。相应地，工具150包括第一把手152和第二把手154。工具150还包括附接至工具150的中央部分157并且从中央部分157向外延伸选择的距离的焊炬喷嘴固持器156。在所示实施例中，焊炬喷嘴固持器156具有总体上圆柱形的本体158(例如，杯子状)；然而，在其他实施例中，焊炬喷嘴固持器156的本体158可以具有任何合适的形状。而且，焊炬喷嘴固持器被配置成用于通过喷嘴入口 160接纳焊炬喷嘴，使得焊炬喷嘴延伸到本体158中。另外，焊炬喷嘴固持器156包括开口 162，其被配置成用于使焊丝能够伸出焊炬喷嘴固持器156的末端并且防止焊炬喷嘴延伸通过开口 162。当焊炬喷嘴伸入焊炬喷嘴固持器156，焊丝朝向工具150的刀具组件164伸出喷嘴固持器156的开口 162。刀具组件164包括被配置成与焊丝接触的一个或多个侧面165和166。在某些实施例中，侧面165和166均包括用于切割焊丝的相反侧的刀刃，而在其他实施例中，侧面165和166中只有一个侧面包括用于切割焊丝的一侧的刀刃，而另一侧面包括朝向其引导刀刃的表面。为了校准焊丝的长度，焊丝可以延伸通过开口 162并伸入刀具组件164。通过将第一把手152和第二把手154朝彼此按压，焊丝可以被切割成可选择的长度，由此校准焊丝从焊炬喷嘴伸出的长度。可以使用调整机构167选择校准长度，从而调整刀具组件164与焊炬喷嘴固持器156的开口 162之间的距离168。因此，使用工具150，可以校准焊丝从焊炬喷嘴伸出的长度。
[0088]图8是图7中的焊丝伸出长度校准工具150的实施例的俯视图。如图所示，焊炬14可以与工具150—起使用。具体地，焊炬14的喷嘴170可以沿方向172插入焊炬喷嘴固持器156中。引导焊丝174通过喷嘴入口 160、开口 162、和刀具组件164，该焊丝174从焊炬14伸出。相应地，第一和第二把手152和154可以按压在一起来将焊丝174切割到由调整机构167设置的距离168 (例如，校准长度)。
[0089]图9是用于校准焊丝从焊炬14的伸出长度的方法176的实施例。工具150可以用于使用各种方法校准焊丝174从喷嘴170伸出的长度。在方法176中，可以针对所选择的焊丝174长度调整焊丝伸出长度校准工具150的调整机构167(框178)。例如，焊炬喷嘴固持器156距离工具150的距离168可以设置在大致0.5至2.0cm、1.0至3.0cm等等之间的范围。焊炬14可以插入工具150的焊炬喷嘴固持器156，使得焊炬14的喷嘴170与焊炬喷嘴固持器156抵接，并且使得焊丝174延伸通过焊炬喷嘴固持器156的开口 162(框180)。在某些实施例中，焊丝174可以足够长到延伸通过刀具组件164。然而，如果焊丝174没有延伸通过刀具组件164，则焊接操作者可以致动焊炬14的扳机70来进给焊丝174，使得焊丝174延伸通过刀具组件164(框182)。相应地，焊接操作者可以按压工具150的把手152和154来切割延伸通过刀具组件164的焊丝174并且由此校准焊丝174的长度(框184)。
[0090]图10是具有物理标记的焊接耗材186的实施例的立体图。焊接耗材186可以是任何合适的焊接耗材，如焊棒、焊条、或焊接电极。焊接耗材186包括物理标记188、190、192、194、196、198、200、202和204。物理标记188、190、192、194、196、198、200、202和204可以是任何合适的物理标记。例如，物理标记188、190、192、194、196、198、200、202和204可以包括条形码、图像、形状、颜色、文本、数据集等等。在某些实施例中，物理标记188、190、192、194、196、198、200、202和204可以激光蚀刻的。另外，在某些实施例中，物理标记188、190、192、194、196、198、200、202和204可以用自然眼睛看到(例如，在可见光谱内)，而在其他实施例中，物理标记188、190、192、194、196、198、200、202和204用自然眼睛可能是不可见的(例如，不在可见光谱内)。
[0091]物理标记188、190、192、194、196、198、200、202和204中的每个物理标记指示焊接耗材186上相对于焊接耗材186的第一末端206或第二末端208的位置。例如，物理标记188可以指示距离第一末端206的距离、距离第二末端208的距离、或相对于焊接耗材186的某个其他位置。在某些实施例中，物理标记188、190、192、194、196、198、200、202和204可以指示与第一末端206和/或第二末端208相对应的数字。例如，物理标记188可以指示数字“I”，这指示该物理标记是从第一末端206起的第一个物理标记；和/或物理标记188可以指示数字“9”，这指示该物理标记是从第二末端208起的第九个物理标记。处理装置可以使用查找表来基于物理标记指示的数字确定距离第一末端206或第二末端208的距离。
[0092]可以包括感测装置16的基于相机的检测系统、或另一种类型的系统被配置成用于在真实电弧焊接或焊接模拟过程中检测物理标记188、190、192、194、196、198、200、202和204。而且，基于相机的检测系统被配置成基于所检测到的物理标记确定焊接耗材186的剩余长度、焊接耗材186已消耗的长度、焊接耗材186的使用速率、焊接耗材186的浸渍速率等等。相应地，与焊接耗材186的使用相对应的数据可以由焊接系统10跟踪以进行训练和/或分析。
[0093]图11是具有物理标记212、214、216和218的焊丝210的实施例的立体图。物理标记212、214、216和218可以是任何合适的物理标记。例如，物理标记212、214、216和218可以包括条形码、图像、形状、文本、数据集等等。在某些实施例中，物理标记212、214、216和218可以是激光蚀刻的。另外，在某些实施例中，物理标记212、214、216和218可以用自然眼睛看到(例如，在可见光谱内)，而在其他实施例中，物理标记212、214、216和218用自然眼睛不可以看到(例如，不在可见光谱内)。
[0094]物理标记212、214、216和218中的每个物理标记指示焊丝210上相对于焊丝210的第一末端220或第二末端222的位置。例如，物理标记212可以指示距离第一末端220的距离、距离第二末端222的距离、或相对于焊丝210的某个其他位置。在某些实施例中，物理标记212、214、216和218可以指示与第一末端220和/或第二末端222相对应的数字。例如，物理标记212可以指示数字“I”，这指示该物理标记是从第一末端220起的第一个物理标记和/或物理标记212可以指示数字“4”，这指示该物理标记是从第二末端222起的第四个物理标记。处理装置可以使用查找表来基于物理标记指示的数字确定距离第一末端220或第二末端222的距离。
[0095]可以包括感测装置16的基于相机的检测系统、或另一种类型的系统被配置成用于在真实电弧焊接或焊接模拟过程中检测物理标记212、214、216和218。而且，基于相机的检测系统被配置成基于所检测到的物理标记确定焊丝210的剩余长度、焊丝210已消耗的长度、焊丝210的使用速率、焊丝210的浸渍速率等等。相应地，与焊丝210的使用相对应的数据可以由焊接系统10跟踪以供训练和/或分析。
[0096]图12是图4中的台架12的垂直臂组件223的实施例的立体图。如图所示，感测装置16附接至第一臂100上。另外，感测装置16包括相机224和红外线发射器226。然而，在其他实施例中，感测装置16可以包括任意合适数量的相机、发射器、和/或感测装置。枢轴组件228联接至第一臂100以及感测装置16，并且能够在感测装置16如箭头229所示地转动时调整感测装置16的角。如可以认识到的，调整感测装置16相对于第一臂100的角改变感测装置16的视野(例如，改变感测装置16感测到的焊接表面88和/或焊接表面112的部分)。
[0097]绳索230在旋钮101与感测装置16之间延伸。绳索230的路线通过滑轮232以方便感测装置16转动。因此，焊接操作者可以转动旋钮101来手动地调整感测装置16的角。如可以认识到的，绳索230与滑轮232的组合是用于转动感测装置16的系统的一个实例。应注意的是，任何合适的系统可以用于方便感测装置16的转动。虽然图示了旋钮101的一个实施例，但可以认识到任何合适的旋钮可以用于调整感测装置16的角。另外，可以使用联接至绳索230的电机234调整感测装置16的角。相应地，焊接操作者可以操作电机234来调整感测装置16的角。而且，在某些实施例中，控制电路可以联接至电机234并且可以基于期望的感测装置16的视野和/或基于对感测装置16视野内的物体的跟踪来控制感测装置16的角。
[0098]图13是仰焊臂组件235的实施例的立体图。仰焊臂组件235图示了使第二臂106具有可调高度的制造设计的一个实施例。相应地，如可以认识到的，第二臂106可以用多种方式被制造成具有可调高度。如图所示，仰焊组件235包括用于如箭头238所示垂直升起和/或降低第二臂106的把手236。仰焊臂组件235包括用于将第二臂106锁紧在期望高度的锁紧装置240。例如，锁紧装置240可以包括按钮，按压该按钮以使被配置成伸入开口 242中的闩锁脱离，从而将第二臂106从被固定到侧轨243的状态解锁。在第二臂106从侧轨243上解锁时，把手236可以垂直调整到期望的高度，由此将板112调整到期望的高度。如可以认识到的，释放按钮可以导致闩锁伸入开口 242中并且将第二臂106锁紧到侧轨243上。如可以认识到的，锁紧装置240可以如所描述地手动操作和/或锁紧装置240可以由控制系统控制(例如，自动控制)。另外，使用控制系统，可以垂直升起和/或降低第二臂106。例如，在某些实施例中，焊接软件可以控制第二臂106以使其自动地移动到期望的位置。因此，板112可以调整到期望的高度以便进行仰焊。
[0099]图14是具有多个模式的焊接系统10的焊接软件244(例如，焊接训练软件)的实施例的框图。如图所示，焊接软件244可以包括真实电弧模式246和模拟模式248、虚拟现实(VR)模式250、和/或增强现实模式252中的一项或多项，该真实焊接模式被配置成能够使用真实(例如，实际)焊接电弧进行训练，该模拟模式被配置成能够使用焊接模拟进行训练，该虚拟现实模式被配置成能够使用VR模拟进行训练，该增强现实模式被配置成能能够使用增强现实模拟进行训练。
[0100]焊接软件244可以从音频输入254接收信号。音频输入254可以被配置成使焊接操作者能够使用听觉命令(例如，话音激活)操作焊接软件244。另外，焊接软件244可以被配置成用于提供音频输出256和/或视频输出258。例如，焊接软件244可以使用音频输出256向焊接操作者提供听觉信息。这样的听觉信息可以包括配置(设置)焊接系统10的指令、在焊接操作过程中提供给焊接操作者的实时反馈、在进行焊接操作之前给焊接操作者的指令、在进行焊接操作之后给焊接操作者的指令、警告等等。
[0101]图15是焊接软件244的VR模式250的实施例的框图。VR模式250被配置成用于为焊接操作者提供VR模拟260 JR模拟260可以通过VR头戴式耳机、VR眼镜、VR显示器、或任何合适的VR装置显示给焊接操作者。VR模拟260可以被配置成包括各种虚拟物体，如图15中图示的物体，这些物体能够实现焊接操作者与VR模拟260内的各种虚拟物体中的被选择虚拟物体之间的交互。例如，虚拟物体可以包括虚拟工件262、虚拟焊接台架264、虚拟焊炬266、虚拟剪丝钳268、虚拟软件配置270、虚拟训练数据结果272、和/或虚拟手套274。
[0102]在某些实施例中，焊接操作者可以与在不触摸物理物体的情况下与虚拟物体交互。例如，感测装置16可以检测焊接操作者的移动并且可以基于焊接者焊接操作者在现实世界的移动引起在VR模拟260中发生的相似移动。在其他实施例中，焊接操作者可以使用手套或焊炬14与虚拟物体交互。例如，手套或焊炬14可以由感测装置16检测，和/或手套或焊炬14可以与VR模拟260中的虚拟物体相对应。另外，焊接操作者能够使用虚拟软件配置270和/或虚拟训练数据结果272在VR模拟260中操作焊接软件244。例如，焊接操作者可以使用他们的手、手套、或焊炬14选择焊接软件244内的项，这些项在VR模拟260中被虚拟地显示。而且，焊接操作者可以进行其他动作，如挑选剪丝钳和剪切从虚拟焊炬266伸出的虚拟焊丝，所有这些都落在VR模拟260的范围内。
[0103]图16是用于整合训练结果数据的方法276的实施例。方法276包括计算机18的焊接软件244从存储装置(例如，存储装置24)接收第一组焊接数据(框278)。第一组焊接数据可以包括与第一焊接任务相对应的焊接数据。方法276还包括焊接软件244从存储装置接收第二组焊接数据(框280)。在某些实施例中，可以从网络存储装置接收第一组和/或第二组焊接数据。该网络存储装置可以被配置成用于从焊接系统10和/或外部焊接系统40接收焊接数据和/或向其提供焊接数据。焊接软件244可以将第一组和第二组焊接数据整合到图表中以便能够将第一组焊接数据与第二组焊接数据进行视觉比较(框282)。如可以认识到的，图表可以是柱状图、饼形图、线形图、直方图等等。在某些实施例中，将第一组焊接数据与第二组焊接数据整合包括过滤第一组焊接数据和第二组焊接数据以显示第一组焊接数据的子集和第二组焊接数据的子集。焊接软件244可以向显示装置提供图表(例如，显示器32)(框284)。在某些实施例中，向显示装置提供图表包括在选择的显示数据与可选择的元素中的相应选择的元素相对应时在图表上提供可选择元素(例如，从图表中选择焊丝速度可以改变屏幕以显示具体焊接任务的焊丝速度历史记录)。
[0104]第一组焊接数据和/或第二组焊接数据可以包括焊炬取向、焊炬行进速度、焊炬位置、接触焊嘴到工件的距离、焊炬相对于工件的接近度、焊炬的目标、焊接分数、焊接等级等等。而且，第一组焊接数据和第二组焊接数据可以与由一个焊接操作者和/或由焊接操作者班级进行的训练相对应。另外，第一焊接任务和第二焊接任务可以与由一个焊接操作者和/或由焊接操作者班级进行的训练相对应。在某些实施例中，第一焊接任务可以与第一焊接操作者进行的训练相对应，而第二焊接任务可以与第二焊接操作者进行的焊接相对应。而且，第一焊接任务和第二焊接任务可以与同一焊接场景相对应。
[0105]图17是图表285的实施例，图表285示出了焊接操作者的多组焊接数据。图表285可以由焊接软件244产生并且可以提供给显示器32以供焊接教员用来回顾焊接学员进行的焊接操作，和/或可以提供给显示器32以供焊接学员用来回顾该焊接学员进行的焊接操作。图表285图示了焊接操作者进行的第一组焊接任务中的不同任务之间的柱状图比较。第一组焊接任务包括任务286、288、290、292和294。图表285还图示了焊接操作者进行的第二组焊接任务中的不同任务之间的柱状图比较。第二组焊接任务包括任务296、298、300、302和304。相应地，焊接任务可以彼此进行比较用于分析、指导、认证、和/或训练目的。如图所示，焊接任务可以使用任意数量的标准之一彼此进行比较，所述标准例如为总分数、作业角、行进角、行进速度、触点到作业的距离、接近度、模式(例如，真实电弧模式、模拟模式等)、完成状态(例如，完成、未完成、部分完成等)、接头类型(例如，圆角、对接、T型、搭接等)、焊接位置(例如，平焊、立焊、仰焊)、所使用的金属类型、填料金属的类型等等。
[0106]图18是图表305的实施例，图表305图示了与班级的焊接数据相比某一焊接者的焊接数据。例如，图表305图示了对于第一任务与班级的分数308(例如，平均分数、中间分数、或某个其他分数)相比焊接操作者的分数306。另外，对于第二任务，将焊接操作者的分数310与班级的分数312(例如，平均分数、中间分数、或某个其他分数)作比较。而且，对于第三任务，将焊接操作者的分数314与班级的分数316(例如，平均分数、中间分数、或某个其他分数)作比较。如可以认识到的，来自一个或多个焊接操作者的分数可以与整个班级的分数作比较。这样的比较使焊接教员能够根据与焊接学员所在的班级比较来评估该焊接学员的进步。另外，来自一个或多个焊接操作者的分数可以与一个或多个其他焊接操作者的分数作比较。在某些实施例中，来自一个班级的分数可以与另一个班级的分数作比较。而且，可以选择来自第一任务、第二任务、和/或第三任务的分数以供比较。
[0107]图19是用于存储认证状态数据的数据存储系统318的实施例的框图。当焊接操作者在焊接系统10中完成各种任务时，产生认证状态数据。例如，一组预定的任务可以认证具体焊接装置和/或焊接过程的焊接操作者。数据存储系统318包括控制电路320、一个或多个存储器装置322、和一个或多个存储装置324。控制电路320可以包括一个或多个处理器，所述处理器与处理器20类似。另外，存储器装置322可以与存储器装置22类似，并且存储装置324可以与存储装置24类似。存储器装置322和/或存储装置324可以被配置成用于存储与焊接操作者的焊接认证(例如，焊接训练认证)相对应的认证状态数据326。
[0108]认证状态数据326可以包括焊接操作者的焊接数据(例如，与任务相关的用于认证焊接操作者的任何数据)、与实际认证相关的任何数据(例如，已认证、未认证、有资质、无资质等)、焊接操作者进行的一次或多次焊接的品质、焊接操作者进行的一次或多次焊接的时戳、焊接操作者进行的一次或多次焊接的焊接参数数据、焊接操作者的品质排名、焊接操作者的品质水平、焊接操作者进行的焊接的历史记录、焊接操作者进行的生产焊接的历史记录、第一焊接工艺(例如，金属惰性气体(MIG)焊接工艺、钨极惰性气体(TIG)焊接工艺、粘焊工艺等)、认证状态(例如，针对第一焊接工艺认证焊接操作者，针对第一焊接工艺对焊接操作者不予认证)、第二焊接工艺认证状态(例如，针对第二焊接工艺认证焊接操作者，针对第二焊接工艺对焊接操作者不予以认证)、第一焊接装置(例如，送丝器、电源、型号等)认证状态(例如，针对第一焊接装置认证焊接操作者，针对第一焊接装置未对焊接操作者不予认证)、和/或第二焊接装置认证状态(例如，针对第二焊接装置认证焊接操作者，针对第二焊接装置对焊接操作者不予认证)。
[0109]控制电路320可以被配置成用于接收对焊接操作者的第一焊接工艺认证状态、第二焊接工艺认证状态、第一焊接装置认证状态、和/或第二焊接装置认证状态的请求。另外，控制电路320可以被配置成用于提供对该请求的响应。对该请求的响应可以包括焊接操作者的第一焊接工艺认证状态、第二焊接工艺认证状态、第一焊接装置认证状态、和/或第二焊接装置认证状态。在某些实施例中，可以至少部分地基于该响应来授权焊接操作者使用第一焊接工艺、第二焊接工艺、第一焊接装置和/或第二焊接装置。另外，在一些实施例中，可以至少部分基于该响应来启用或禁用焊接系统的第一焊接工艺、第二焊接工艺、第一焊接装置和/或第二焊接装置。而且，在某些实施例中，可以自动启用或禁用焊接系统的第一焊接工艺、第二焊接工艺、第一焊接装置和/或第二焊接装置。因此，焊接操作者的认证数据可以用于允许和/或禁止该焊接操作者使用具体焊接系统、焊接装置、和/或焊接工艺的能力。例如，焊接操作者可能具有第一焊接工艺的认证、但没有第二焊接工艺的认证。相应地，在某些实施例中，焊接操作者可以在焊接系统处验证其身份(例如，通过登录或某种其他形式的认证)。在验证了焊接操作者的身份之后，焊接系统可以检查焊接操作者的认证状态。焊接系统可以基于焊接操作者的认证状态使焊接操作者能够使用第一焊接工艺进行操作，但阻止焊接操作者进行第二焊接工艺。
[0110]图20是屏幕327的实施例，该屏幕327图示了与焊接相对应的数据。屏幕327可以由焊接软件244产生并且可以显示在显示器32上。屏幕327图示了在进行焊接操作之前、之中和/或之后可以以图形方式显示给焊接操作者的参数。例如，这些参数可以包括作业角328、行进角330、接触焊嘴至工件的距离332、焊炬行进速度334、焊炬相对于工件的接近度336、焊接电压337、焊接电流338、焊炬取向、焊炬位置、焊炬的目标等等。
[0111]如图所示，以图形方式图示的参数可以包括参数的当前值的指示339(例如，在进行焊接任务时)。另外，曲线图340可以示出参数值的历史记录，并且分数341可以示出在焊炬任务过程中焊接操作者在可接受的值范围内有多长时间相对应的总体百分比。在某些实施例中，焊接任务的视频回放342可以提供在屏幕327上。视频回放342可以示出焊接操作者进行现实焊接的真实视频、焊接操作者进行模拟焊接的真实视频、焊接操作者进行虚拟现实焊接的真实视频、焊接操作者进行增强现实焊接的真实视频、焊接电弧的真实视频、焊接熔池的真实视频、和/或焊接操作的模拟视频。
[0112]在某些实施例中，焊接系统10可以在焊接任务过程中捕获视频数据、并且将视频数据存储在存储装置24上。而且，焊接软件244可以被配置成用于从存储装置24检索视频数据、从存储装置24检索焊接参数数据、使视频数据与焊接参数数据同步、和向显示器32提供同步的视频和焊接参数数据。
[0113]焊接软件244可以分析焊接参数数据以确定可以显示在显示器32上的经过路线344。在一些实施例中，焊接操作者可以选择焊接过程中的时间346。通过选择时间346，焊接操作者可以结合照原样的焊接参数查看在所选择的时间346的视频回放342和/或经过路线344，以便在焊接参数、视频回放342、和/或经过路线344之间建立关联。焊接软件244可以被配置成用于至少部分地基于焊接参数数据重新创建焊接数据、使视频回放342与所重新创建的焊接数据同步、和向显示器32提供同步的视频回放342和重新创建的焊接数据。在某些实施例中，重新创建的焊接数据可以是焊接熔池数据和/或模拟焊接。
[0114]在某些实施例中，存储装置24可以被配置成用于存储与焊接操作者进行的多次焊接相对应的第一数据组、和存储与焊接操作者进行的多次非训练焊接相对应的第二数据组。另外，控制电路320可以被配置成用于从存储装置24检索第一数据组的至少一部分、从存储装置24检索第二数据组的至少一部分、使第一数据组的至少一部分与第二数据组的至少一部分同步、和向显示器32提供同步的第一数据组的至少一部分与第二数据组的至少一部分。
[0115]图21是屏幕347的实施例，屏幕347图示了焊接的不连续性分析348。不连续性分析348包括可以详细列举焊接操作的潜在问题的列表350。不连续性分析348向焊接操作者提供关于焊接操作中焊接不满足预定品质阈值的时间段的反馈。例如，在时间352与354之间，存在高度不连续性(例如，焊接品质较差、焊接存在高的失败概率、焊接有缺陷)。另外，在时间356与358之间，存在中等不连续性(例如，焊接品质一般、焊接存在中等失败概率、焊接部分地存在缺陷)。而且，在时间360与362之间，存在高度不连续性，在时间364与366之间，存在较低不连续性(例如，焊接品质良好、焊接存在低的失败概率、焊接无缺陷)。使用该信息，焊接操作者能够快速分析焊接操作的品质。
[0116]图22是焊接软件244的焊接教员屏幕368的实施例的框图。焊接软件244被配置成用于为许多不同的焊接配置提供训练模拟。例如，焊接配置可以包括MIG焊接工艺370、TIG焊接工艺372、粘焊接工艺374、真实电弧焊接模式346、模拟焊接模式248、虚拟现实焊接模式250、和/或增强现实焊接模式252。
[0117]焊接教员屏幕368可以被配置成用于使焊接教员能够限制焊接操作者376的训练(例如，限制于一个或多个选择的焊接配置)、限制焊接操作者班级378的训练(例如，限制于一个或多个选择的焊接配置)、和/或限制焊接操作者班级的一部分380的训练(例如，限制于一个或多个选择的焊接配置)。而且，焊接教员屏幕368可以被配置成用于使焊接教员能够给焊接操作者382分配选择的训练任务、给焊接操作者班级384分配选择的训练任务、给焊接操作者班级的一部分386分配选择的训练任务。另外，焊接教员屏幕368可以被配置成用于使焊接教员能够自动使焊接操作者(或焊接操作者班级)从第一任务前进到第二任务388。例如，焊接操作者可以至少部分地基于进行第一任务的品质从第一任务前进到第二任务。
[0118]图23是使用增强现实进行焊接训练的方法389的实施例。焊接操作者可以选择焊接软件244的模式(框390)。焊接软件244确定是否已经选择了增强现实模式252(框392)。如果已经选择了增强现实模式252，焊接软件244执行增强现实模拟。应注意的是，焊接操作者可以戴上焊接者帽罩和/或被配置成用于将显示装置定位在焊接操作者的视野前方的某种其他头帽。另外，显示装置通常可以是透明的，从而使焊接操作者能够查看实际物体;然而，可以在显示装置的多个部分上描绘虚拟焊接环境。作为这种增强现实模拟的一部分，焊接软件244例如从感测装置16接收焊炬14的位置和/或取向(框394)。焊接软件244将虚拟焊接环境与焊炬14的位置和/或取向整合(框396)。而且，焊接软件244向显示装置提供整合的虚拟焊接环境(框398)。例如，焊接软件244可以确定焊珠应位于焊接操作者的视野内的哪里，并且焊接软件244可以在显示装置上显示焊珠，使得焊珠看上去像是在工件上。在焊接完成之后，增强现实模拟可以使焊接操作者能够擦除虚拟焊接环境的一部分(例如，焊珠)(框400)，并且焊接软件244返回到框390。
[0119]如果没有选择增强现实模式252，则焊接软件244确定是否已经选择了真实电弧模式246(框402)。如果已经选择了真实电弧模式246，则焊接软件244进入真实电弧模式246并且焊接操作者可以进行真实焊接(框404)。如果没有选择真实电弧模式246和/或在执行框404之后，焊接软件244返回到框390。相应地，焊接软件244被配置成用于使焊接操作者能够在增强现实模式252下实行焊接、从实际焊接中擦除虚拟焊接环境的至少一部分、和在真实电弧模式246下进行真实焊接。在某些实施例中，焊接操作者可以在增强现实模式252下连续多次实行焊接。
[0120]图24是使用增强现实进行焊接训练的另一种方法406的实施例。焊接操作者可以选择焊接软件244的模式(框408)。焊接软件244确定是否已经选择了增强现实模式252(框410)。如果已经选择了增强现实模式252，焊接软件244执行增强现实模拟。应注意的是，焊接操作者可以戴上焊接者帽罩和/或被配置成用于将显示装置定位在焊接操作者的视野前方的某种其他头帽。另外，显示装置可以完全阻挡焊接操作者的视野，使得焊接操作者观察到的图像已经被相机捕获并且显示在显示装置上。作为这种增强现实模拟的一部分，焊接软件244例如从感测装置16接收焊炬14的图像(框412)。焊接软件244将虚拟焊接环境与焊炬14的图像整合(框414)。而且，焊接软件244向显示装置提供与焊炬14的图像整合的虚拟焊接环境(框416)。例如，焊接软件244可以确定焊珠应位于焊接操作者的视野内的哪里，并且焊接软件244在显示装置上显示焊珠连同焊接环境中的焊炬14和其他物体的图像。在焊接完成之后，增强现实模拟可以使焊接操作者能够擦除虚拟焊接环境的一部分(例如，焊珠)(框418 )，并且焊接软件244返回到框408。
[0121]如果没有选择增强现实模式252，则焊接软件244确定是否已经选择了真实电弧模式246(框420)。如果已经选择了真实电弧模式246，则焊接软件244进入真实电弧模式246并且焊接操作者可以进行真实电弧焊接(框422)。如果没有选择真实电弧模式246和/或在执行框422之后，焊接软件244返回到框408。相应地，焊接软件244被配置成用于使焊接操作者能够在增强现实模式252下实行焊接、从实际焊接擦除虚拟焊接环境的至少一部分、和在真实电弧模式246下进行真实焊接。在某些实施例中，焊接操作者可以在增强现实模式252下连续多次实行焊接。
[0122]图25是焊炬14的实施例的框图。焊炬14包括之前描述的控制电路52、用户界面60、和显示器62。另外，焊炬14包括各种传感器和其他装置。具体而言，焊炬14包括温度传感器424(例如，热电偶、热敏电阻器等)、运动传感器426(例如，加速度计、陀螺仪、磁强计等)、和振动装置428(例如，振动电机)。在某些实施例中，焊炬14可以包括一个以上温度传感器424、运动传感器426和/或振动装置428。
[0123]在操作过程中，焊炬14可以被配置成使用温度传感器424检测与焊炬14相关联的温度(例如，焊炬14的电子部件的温度、显示器62的温度、发光装置的温度、振动装置的温度、焊炬14的本体部分的温度等)。控制电路52(或另一个装置的控制电路)可以使用检测到的温度进行各种事件。例如，控制电路52可以被配置成用于在检测到的温度达到和/或超过预定阈值(例如，如85°C)时禁止焊炬14使用真实电弧模式246(例如，真实焊接)。而且，控制电路52还可以被配置成用于禁用焊炬14的各种热产生装置，例如振动装置428、发光装置等等。控制电路52还可以被配置成用于在显示器62上显示消息，如“等待焊炬冷却，抱歉给您带来不便”。在某些实施例中，控制电路52可以被配置成用于在检测到的温度达到第一阈值时禁用某些部件或特征并且在检测到的温度达到第二阈值时禁用额外的部件或特征。
[0124]而且，在操作过程中，焊炬14可以被配置成用于使用运动传感器426检测与焊炬14相关联的运动(例如，加速度等)。控制电路52(或另一个装置的控制电路)可以使用检测到的加速度进行各种事件。例如，控制电路52可以被配置成用于在运动传感器426检测到焊炬14已经移动之后激活显示器62(或另一个显示器)。相应地，控制电路52可以将显示器62例如从睡眠模式引向“唤醒”和/或退出屏保模式以方便焊炬14的焊接操作者使用显示器62上的图形用户界面(GUI)。
[0125]在某些实施例中，控制电路52可以被配置成用于至少部分地基于所检测到的运动确定对焊炬14的高冲击事件(例如，下降，用作锤子等)已经发生。当确定高冲击事件已经发生，则控制电路52可以存储(例如，记录)焊炬14已经受到冲击的指示。连同该指示，控制电路52可以存储其他相应的数据，如日期、时间、加速度、用户名、焊炬识别数据等等。控制电路52还可以被配置成用于在显示器62上给焊接操作者示出通知，该通知请求操作者制止冲击焊炬14。在一些实施例中，控制电路52可以被配置成使用由运动传感器426检测到的运动来使焊接操作者能够在软件用户界面(例如，焊接软件、焊接训练软件等)内进行操控和/或选择。例如，控制电路52可以被配置成用于接收加速度且如果该加速度与预定模式匹配(例如，加速度指示朝某一方向的突然运动，加速度指示焊炬14正在摇晃等)则进行软件选择。
[0126]振动装置428被配置成用于通过引导焊炬14振动和/或摇晃来向焊接操作者提供反馈(例如，提供振动或触觉反馈)。振动装置428可以在真实焊接过程中和/或模拟焊接过程中提供振动反馈。如可以认识到的，真实焊接过程中的振动反馈可以被调谐到特定频率以使焊接操作者能够在由于真实焊接发生的振动与振动反馈之间作出区别。例如，在真实焊接过程中，可以在大致3.5Hz下提供振动反馈。使用这样的频率可以使焊接操作者能够在由于真实焊接发生自然振动的同时检测何时发生振动反馈。相反，在真实焊接过程中，可以在大致9Hz下提供振动反馈。然而，9Hz频率可能与由于真实焊接发生的自然振动形成混淆。
[0127]图26是用于使用焊炬14向焊接操作者提供振动反馈的方法430的实施例。控制电路52(或另一个装置的控制电路)检测与焊接操作相对应的参数(例如，作业角、行进角、行进速度、焊嘴至作业的距离、目标等)(框432)。如可以认识到的，焊接操作可以是真实焊接操作、模拟焊接操作、虚拟现实焊接操作、和/或增强现实焊接操作。控制电路52确定参数是否在第一预定范围内(框434)。如可以认识到的，第一预定范围可以是刚好在可接受范围之外的范围。例如，参数可以是作业角，可接受的范围可以是45到50度，并且第一预定范围可以是50到55度。相应地，在这样的实例中，控制电路52确定作业角是否在50到55度的第一预定范围内。
[0128]如果参数在第一预定范围内，则控制电路52使焊炬在第一模式下振动(框436)。第一模式可以是第一频率、第一调频、第一振幅等等。而且，如果参数没有在第一预定范围内，则控制电路52确定该参数是否在第二预定范围内(框438)。第二预定范围可以是刚好在第一预定范围之外的范围。例如，继续以上讨论的实例，第二预定范围可以是55到60度。相应地，在这样的实例中，控制电路52确定作业角是否在55到60度的第二预定范围内。如果参数在第二预定范围内，则控制电路52使焊炬在第二模式下振动(框440)。第二模式可以是第二频率、第二调频、第二振幅等等。应注意的是，第二模式通常与第一模式不同。在某些实施例中，第一和第二模式可以相同。另外，可听指示可以提供给焊接操作者以指示参数在第一预定范围内还是在第二预定范围内。此外，可听指示可以用于指示参数不在可接受的范围内。在这样的实施例中，振动可以用于指示焊接操作者正在做错误的事情，而可听指示可以用于指示焊接操作者做错了什么和/或如何弥补。该参数可以是任何合适的参数，如作业角、行进角、行进速度、焊嘴至作业距离、和/或目标。图27至图29图示了各种模式的实施例。
[0129]图27是两种模式的实施例的曲线图442，每个模式包括用于向焊接操作者提供振动反馈的不同频率。第一模式444与第二模式446错开时间448。在所示实施例中，第一模式444是第一频率，而第二模式446是不同于第一频率的第二频率。第一和第二频率可与是任何合适的频率。如可以认识到的，第一和第二频率可以被配置成不同于在真实焊接过程中产生的自然频率以方便焊接操作者在自然频率与第一和第二频率之间进行区分。尽管所示实施例示出了第一频率低于第二频率，但在其他实施例中，第二频率可以低于第一频率。
[0130]图28是两种模式的实施例的曲线图450，每个模式包括用于向焊接操作者提供振动反馈的不同调制。第一模式452与第二模式454错开时间456。在所示实施例中，第一模式452是第一调制，而第二模式454是不同于第一调制的第二调制。第一和第二调制可以是任何合适的调制。例如，第一调制可以包括第一数量的振动脉冲(例如，两个脉冲)，而第二调制可以包括第二数量的振动脉冲(例如，三个脉冲)。而且，该调制可以改变多个脉冲、脉冲之间的时间等。在某些实施例中，多个振动脉冲和/或脉冲之间的时间可以被配置成随着参数移向或远离可接受的参数值而逐渐增加或减少。尽管所示实施例示出了第一调制相比第二调制具有更少的脉冲，但在其他实施例中，第二调制可以具有比第一调制更少的脉冲。
[0131]图29是两种模式的实施例的曲线图458，每个模式包括用于向焊接操作者提供振动反馈的不同振幅。第一模式460与第二模式462错开时间464。在所不实施例中，第一模式460是第一振幅，而第二模式462是不同于第一振幅的第二振幅。第一和第二振幅可以是任何合适的振幅。尽管所示实施例示出了第一振幅低于第二振幅，但在其他实施例中，第二振幅可以低于第一振幅。
[0132]图30是焊炬14的实施例的立体图，该焊炬具有可以用于跟踪焊炬14的球形标志。焊炬14包括围住焊炬14的控制电路52和/或焊炬14的任何其他部件的壳体466。显示器62和用户界面60纳入到壳体466的顶部。
[0133]如图所示，颈部470从焊炬14的壳体466伸出。用于跟踪焊炬14的标志可以安置在颈部470上。具体地，安装杆472用于将标志474联接至颈部470。在所示实施例中，标志474是球形标志;然而，在其他实施例中，标志474可以是任何合适的形状(例如，如LED的形状)。感测装置16使用标志474以跟踪焊炬14的位置和/或取向。如可以认识到的，标志474中的三个标志用于限定第一平面。而且，标志474被布置成使得第四个标志474在不同于第一平面的第二平面中。相应地，感测装置16可以使用四个标志474跟踪焊炬14的位置和/或取向。应注意的是，虽然所示实施例示出了四个标志474，但安装杆472可以具有任意合适数量的标志474。
[0134]在某些实施例中，标志474可以是反射性标志，而在其他实施例中，标志474可以是发光标志(例如，发光二极管LED) ο在标志474是发光标志的实施例中，标志474可以由焊炬14的壳体466内的电气部件供电。例如，标志474可以由安装杆472与壳体466之间的连接476供电。另外，控制电路52(或另一个装置的控制电路)可以用于控制标志474的通电和/或断电(例如，点亮)。在某些实施例中，标志474可以基于焊炬14的位置和/或取向而单独通电和/或断电。在其他实施例中，标志474可以基于焊炬14的位置和/或取向而成组地通电和/或断电。应注意的是，在不包括安装杆472的实施例中，可以用单独平面上与所示标志468不同的另一个标志468来取代连接476。
[0135]图31是用于在焊炬的显示器上显示与阈值相关的焊接参数的方法478的实施例。在所示实施例中，控制电路52(或另一个装置的控制电路)接收焊接操作者对与焊炬14的位置、取向、和/或移动相关联的焊接参数作出的选择(框480)。例如，焊接操作者可以选择焊炬14的用户界面60上的按钮来选择焊接参数。焊接参数可以是任何合适的焊接参数，如作业角、行进角、行进速度、焊嘴至作业距离、目标等等。如可以认识到的，焊接系统10可以自动选择焊接参数而无需来自焊接操作者的输入。在作出选择之后，焊炬14的显示器62与焊接参数的预定阈值范围和/或目标值关联地显示或示出焊接参数的表示(框482)。所显示的焊接参数被配置成用于随着焊炬14的位置变化而变化、随着焊炬14的取向变化而变化、和/或随着焊炬14的移动变化而变化。因此，焊接操作者可以在进行(例如，在开始、启动、停止等之前)焊接操作的同时使用焊炬14对焊炬14正确地进行定位和/或定向，由此使焊接操作者能够使用预定阈值范围内的或在目标值下的焊接参数进行焊接操作。
[0136]例如，焊接操作者可能期望以适当的作业角开始焊接操作。相应地，焊接操作者可以选择焊炬14上的“作业角”。在选择了“作业角”之后，焊接操作者可以将焊炬14定位在期望的作业角。当焊接操作者移动焊炬14时，相对于期望的作业角显示当前的作业角。因此，焊接操作者可以来回移动焊炬14，直到当前的作业角与期望的作业角匹配和/或在期望的作业角范围内。如可以认识到的，显示器62可以关闭和/或变暗，使得在焊接操作过程中其是空白的。然而，焊接操作者可以在进行焊接操作之前选择期望的焊接参数。甚至在显示器62是空白的时，控制电路52也可以被配置成用于在焊接操作过程中监测焊接参数并向焊接操作者提供反馈(例如，振动反馈、音响反馈等)。
[0137]图32是焊炬14的显示器62的一组屏幕截图的实施例，用于显示与阈值相关的焊接参数。这组屏幕截图图示了为执行焊接操作向焊接操作者显示焊接参数的各种方式。如可以认识到的，在某些实施例中，焊接参数可以在焊接操作之前、之中、和/或之后显示给焊接操作者。屏幕484图示了不在预定阈值范围内的作业角。显示器62的参数部分486指示所选择的参数。而且，范围区间488指示所选择的参数是否在预定阈值范围内。另外，参数值区间490指示所选择的参数值。在屏幕484上，38的作业角在范围之外，如从中央圆向外伸出的箭头所指示的。屏幕492图示了45的作业角在预定阈值范围内，如没有从中央圆伸出的箭头所指示的。
[0138]如可以认识到的，感测装置16可以被配置成用于检测行进角是拖曳角(dragangle)(例如，行进角在焊接电弧前面)还是推动角(push angle)(例如，行进角跟在焊接电弧后面)。相应地，屏幕494图示了在预定阈值范围之外的23的拖拽行进角，如从中央圆伸出的箭头所指示的。相反，屏幕496图示了在预定阈值范围内的15的推动行进角，如没有从中央圆伸出的箭头所指示的。另外，屏幕498图示了在预定阈值范围内的12的行进速度，如与中央圆对准的垂直线所指示的。相反，屏幕500图示了在预定阈值范围之外的18的行进速度，如在中央圆右侧的垂直线所指示的。
[0139]屏幕502图示了大于预定阈值范围的1.5的焊嘴到作业的距离，如在外环内的小圆所指示的。而且，屏幕504图示了小于预定阈值范围的0.4的焊嘴到作业的距离，如外环之外的圆所指示的。另外，屏幕506图示了在预定阈值范围内的1.1的焊嘴到作业的距离，如基本上填满外环内的区域的圆所指示的。而且，屏幕508图示了0.02的在预定阈值范围内的目标，如与中央圆对准的水平线所指示的。相反，屏幕510图示了 0.08的不在预定阈值范围内的目标，如朝向中央圆的顶部的水平线所指示的。虽然在所示实施例中在显示器62上示出了特定的图形表示从而与阈值关联地示出焊接参数，但其他实施例可以使用任何合适的图形表示来与阈值关联地示出焊接参数。而且，在某些实施例中，各个参数视觉引导可以被组合，从而可以在视觉上一起显示多个参数。
[0140]另外，在某些实施例中，焊接系统10可以检测焊炬14在焊点附近还是远离该焊点。在焊点附近是根据接触焊嘴到作业的距离(CTWD)和目标参数来确定的。当CTWD和目标参数均在合适的预定范围内时，焊接系统10可以认为焊炬14在焊接接头附近。而且，当焊炬14在焊接接头附近时，可以在焊炬14上显示视觉引导。当焊炬14在焊接接头附近并且处于真实焊接模式时，可以在显示器上显示消息(例如，警告消息)，该消息指示适当的焊接设备(例如，焊接者帽罩)应就位，作为旁观者的安全预防措施。然而，外部显示器可以继续在距离焊接操作安全距离处显示实时数据。而且，在一些实施例中，当焊炬14在焊接接头附近并且处于真实焊接模式时，焊炬14的显示器可以在焊接操作者致动焊炬14的扳机时改变(例如，变成基本上空白的和/或透明的、变成不令人分心的视图、变成预定的图像等)。当焊炬14远离焊接接头时，致动焊炬14的扳机将不会进行(例如，开始)试运行。另外，当焊炬14远离焊接接头时，致动焊炬14在非真实焊接模式下不起作用，并且可以在真实焊接模式下进给焊丝，而不需要开始试运行。
[0141]图33是用于使用至少四个标志跟踪焊接系统10中的焊炬14的方法512的实施例。一个或多个相机(例如，如感测系统16的一个或多个相机)用于检测焊炬14的标志(框514)。如以上讨论的，标志可以是反射性标志和/或发光标志。另外，这些标志可以包括四个或更多个标志以方便确定焊炬14的精确位置和/或取向。计算机18的一个或多个处理器20(或其他处理器)可与感测系统16—起使用来基于检测到的标志跟踪焊炬14的位置和/或焊炬14的取向(框516)。如果一个或多个相机不能够用于检测一个或多个标志，则一个或多个处理器20(或控制电路，例如控制电路52)可以被配置成用于在一个或多个相机不能够检测标志时阻止真实焊接(框518)。而且，在一个或多个相机不能够检测焊炬14的标志时，焊炬14的显示器62可以被配置成用于显示消息，该消息指示没有检测到这些标志(框520)。相应地，如果焊炬14不能够被感测系统16跟踪，则可以阻止使用焊炬14的真实焊接。
[0142]图34是用于检测处理器20(或任何其他处理器)与焊炬14通信的能力的方法522的实施例。焊炬14被配置成用于检测来自处理器20的信号(框524)。信号以预定的间隔从处理器20提供给焊炬14。在某些实施例中，该信号可以是以预定的间隔从处理器20提供给焊炬14的脉冲信号。而且，将该信号提供给焊炬14，使得焊炬14能够确定它能与处理器20通信。如果焊炬14在预定间隔内没有从处理器20接收到信号，则控制电路52(或另一个装置的控制电路)被配置成用于在没有检测到信号时阻止使用焊炬14进行真实焊接(框526)。而且，在阻止真实焊接的同时，显示器62可以被配置成用于显示消息，该消息指示没有检测到来自处理器20的信号(框528)。相应地，焊炬14可以检测处理器20与焊炬14通信的能力。
[0143]图35是可以与焊接系统10—起使用的用于校准弯曲焊接接头的方法530的实施例。一个或多个相机(例如，感测系统16的一个或多个相机)用于检测弯曲焊接接头的第一位置(例如，第一校准点)(框532)。例如，校准工具和/或焊炬14可以用于向一个或多个相机识别弯曲焊接接头的第一位置(例如，如通过使校准工具的顶端和/或焊炬14接触第一位置)。此外，该一个或多个相机可以用于跟踪校准工具和/或焊炬14以确定校准工具和/或焊炬14的位置和/或取向以便检测弯曲焊接接头的第一位置。
[0144]而且，该一个或多个相机用于检测弯曲焊接接头的第二位置(例如，第二校准点)(框534)。例如，校准工具和/或焊炬14可以用于向该一个或多个相机识别弯曲焊接接头的第二位置。此外，该一个或多个相机可以用于跟踪校准工具和/或焊炬14以确定校准工具和/或焊炬14的位置和/或取向以便检测弯曲焊接接头的第二位置。另外，该一个或多个相机用于检测弯曲焊接接头的在弯曲焊接接头的第一与第二位置之间的弯曲部分(框536)。例如，校准工具和/或焊炬14可以用于识别弯曲焊接接头的第一与第二位置之间的弯曲焊接接头。此外，该一个或多个相机可以用于跟踪校准工具和/或焊炬14以确定校准工具和/或焊炬14的位置和/或取向以便检测弯曲焊接接头的弯曲部分。如可以认识到的，在操作过程中，可以检测第一位置，然后可以检测弯曲焊接接头，并且然后可以检测第二位置。然而，第一位置、第二位置、弯曲焊接接头的检测可以按任何合适的顺序进行。在某些实施例中，可以存储弯曲焊接接头的弯曲部分的表示以便通过将焊接操作过程中焊炬14的位置和/或取向与弯曲焊接接头的弯曲部分的所存储的表示进行比较来确定焊接操作的品质。如可以认识到的，在某些实施例中，焊接操作可以是多道焊接操作。
[0145]而且，对一些接头(如圆形焊接接头(例如，管接头))的校准可以通过使校准工具接触到圆形焊接接头的圆周周围的三个不同点来进行。然后，可以通过计算与所有三个点相交的最佳拟合圆来确定圆形焊接接头的路线。圆形焊接接头的路线可以被存储并且用于评估训练焊接的焊接参数。针对更复杂的几何结构，可能沿着整个接头拖动校准工具以便向系统指示接头，由此可以计算所有参数。
[0146]图36是弯曲焊接接头538的实施例的图解。可以使用图35中所描绘的方法530校准这样的弯曲焊接接头538 ο弯曲焊接接头538在工件540上。具体地，弯曲焊接接头538包括第一位置542、第二位置544、和弯曲部分546。使用方法530，可以确定和/或存储弯曲焊接接头538的形状以便评估在弯曲焊接接头538上进行焊接操作的焊接操作者。
[0147]图37是用于跟踪多道焊接操作的方法548的实施例。一个或多个相机(例如，如感测系统16的一个或多个相机)用于检测在多道焊接操作过程中焊炬14沿着焊接接头的第一道(框550)。而且，该一个或多个相机用于检测在多道焊接操作过程中焊炬14沿着焊接接头的第二道(框552)。另外，该一个或多个相机用于检测在多道焊接操作过程中焊炬14沿着焊接接头的第三道(框554)。控制电路52(或另一个装置的控制电路)可以被配置成用于将第一道、第二道、和/或第三道的表示存储在一起作为单个焊接操作用于确定多道焊接操作的品质。如可以认识到的，多道焊接操作可以是真实焊接操作、训练焊接操作、虚拟现实焊接操作、和/或增强现实焊接操作。
[0148]图38是焊接台架12的实施例的立体图。焊接台架12包括由支腿90支撑的焊接表面88。而且，焊接表面88包括一个或多个狭槽91以方便将工件定位在焊接表面88上。另外，焊接表面88包括多个延伸通过焊接表面88的孔口 556(例如，孔或开口)。这些孔口 556可以用于使感测装置16能够确定焊接表面88的位置和/或取向。具体地，标志可以布置在孔口556下方，还在感测装置16的视野内以使感测装置16能够确定焊接表面88的位置和/或取向。这些标志可以布置在焊接表面88下方以方便更持续的标志和/或阻止碎肩覆盖住这些标志，如关于图39更详细解释的。
[0149]抽屉558附接至焊接台架12上从而能够使用焊接台架12储存各种部件。而且，轮子560联接至焊接台架12上以方便容易地移动焊接台架12。与抽屉558相邻地，校准工具固持器562和焊矩固持器564能够储存校准工具和焊炬14。在某些实施例中，焊接系统10可以被配置成用于在不同的时间(例如在执行焊接操作之前)检测校准工具在校准工具固持器562中。从焊接表面88垂直延伸的支撑结构566用于为感测装置16和显示器32提供结构支撑。而且，托盘568联接至支撑结构566以方便储存各种部件。
[0150]防护罩102定位在显示器32之上以阻止某些环境元素与显示器32接触(例如，焊接飞溅物、烟雾、火花、热量等)。把手570联接至防护罩102上以方便防护罩102从用于阻止某些环境元素与显示器32接触的第一位置(如图所示)转动到远离显示器32的第二升高位置，如箭头572所示。第二位置没有被配置成阻止环境元素与显示器32接触。在某些实施例中，防护罩102可以通过闩锁装置、缓冲件、致动器、止动件等等固持在第一和/或第二位置上。
[0151]开关573用于检测防护罩102处于第一位置上还是处于第二位置上。而且，开关573可以联接至控制电路52(或另一个装置的控制电路)上并且被配置成用于检测防护罩102处于第一位置上还是第二位置上并且在开关573检测到检测防护罩102处于第一位置和/或第二位置上时阻止或能够实现各项操作(例如，真实焊接、辅助电源等)。例如，如果开关573检测到防护罩102处于第二位置上(例如，没有正确覆盖住显示器32)，则控制电路52可以阻止真实焊接和/或模拟焊接(其中防护罩102处于第二位置上时，感测装置16可能不能够准确地检测标志)。作为另一个实例，如果开关573检测到防护罩102处于第二位置上，则焊接台架12的控制电路可以阻止提供给焊接台架12的出口 574的电力可用性。在某些实施例中，显示器32可以示出防护罩102处于第一位置和/或第二位置上的指示。例如，当防护罩102处于第二位置上时，显示器32可以向焊接操作者提供真实焊接和/或在出口 574处的电力不可用的指示。焊接台架12包括能够向使用焊接台架12的焊接操作者提供音响反馈的扬声器575。另外，在某些实施例中，如果在防护罩102处于第二位置上时致动焊炬14的扳机，则焊接系统10可以向操作者提供视觉反馈和/或音响反馈(例如，焊接系统10可以提供视觉消息和可听见的声音效果)。
[0152]如图所示，支撑结构566包括第一臂576和第二臂578。第一和第二臂576和578可围绕支撑结构566转动以使第一和第二臂576和578能够定位在选择的高度以用于立焊和/或仰焊。在所示实施例中，第一和第二臂576和578可相对于彼此独立(例如，单独)转动，使得第一臂576可以定位在第一垂直位置上，而第二臂578可以定位在与第一垂直位置不同的第二垂直位置处。在其他实施例中，第一和第二臂576和578被配置成一起转动。而且，在某些实施例中，第一和第二臂576和578可以基于焊接操作者的选择独立地和/或一起转动。如可以认识到的，在其他实施例中，臂可能没有联接至支撑结构566，而是可能定位在其他位置处，如定位成在一个或多个前侧支腿等上方垂直延伸。另外，在一些实施例中，结构可以联接至焊接台架12以方便焊接操作者斜靠在其上和/或在其上休息(例如，倚栏)。
[0153]第一和第二臂576和578中的每一者包括缓冲器580(或另一个支撑装置)，该缓冲器方便将第一和第二臂576和578固持在所选择的垂直位置上。而且，第一和第二臂576和578中的每一者包括制动系统582，该制动系统被配置成用于将第一和第二臂576和578单独锁紧在所选择的位置上。在某些实施例中，通过向把手、开关、踏板、和/或另一个装置施加力来解锁制动系统582。
[0154]工件84联接至第二臂578以便进行仰焊和/或立焊。而且，第一臂576包括用于仰焊、水平焊、和/或立焊的焊接板108。如可以认识到的，工件84、焊接板108、和/或用于固持焊接板108的夹具可以包括多个标志(例如，反射性标志和/或发光标志)以方便由感测装置16进行跟踪。例如，在某些实施例中，工件84、焊接板108、和/或夹具可以包括位于一个表面上的三个标志(例如，在一个平面中)、和位于另一个表面上的第四标志(例如，在不同的平面中)以方便由感测装置16进行跟踪。如图所示，制动器释放件584附接至第一和第二臂576和578中的每一者以便将每个制动系统582解锁。在某些实施例中，牵引链可以从每个制动器释放件584向下延伸以方便解锁和/或降低第一和第二臂576和578，例如当第一和第二臂576和578的制动器释放件584垂直地位于焊接操作者够不到的上方时。因此，焊接操作者可以拉动牵引链的把手来解锁制动系统582和/或降低第一和第二臂576和578。
[0155]如图所示，第二臂578包括用于将工件84联接至第二臂578上的夹具组件588。而且，夹具组件588包括多个T型把手590用于调整、拧紧、固定、和/或松开夹具组件588的夹具和其他部分。在某些实施例中，第一臂576还可以包括各种T型把手590用于调整、拧紧、固定、和/或松开焊接板108。如可以认识到的，夹子组件588可以包括多个标志(例如，反射性标志和/或发光标志)以方便由感测装置16进行跟踪。例如，在某些实施例中，夹具组件588可以包括位于一个表面上的三个标志(例如，在一个平面中)、和位于另一个表面上的第四标志(例如，在不同的平面中)以方便由感测装置16进行跟踪。应注意的是，焊接系统10可以在第一和第二臂576和578中的一者或两者上包括夹具组件588。
[0156]感测装置16包括安置在感测装置16的一个或多个相机前面的可移除罩592以阻止环境元素(例如，飞溅物、烟雾、热量等)或其他物体与感测装置16相接触。可移除罩592安置在狭槽594中，这些狭槽被配置成用于将可移除罩592保持在感测装置16前面。在某些实施例中，可以在不使用工具的情况下插入、移除、和/或更换可移除罩592。如以下详细解释的，可移除罩592可以以一定角安置在感测装置16前面以方便红外光从中穿过。
[0157]如图所示，联系组件596可以联接在第一和/或第二臂576和578与感测装置16之间以方便在转动第一和/或第二臂576和578时转动感测装置16。相应地，当转动第一和/或第二臂576和578时，感测装置16也可以转动，使得感测装置16的一个或多个相机被定位来跟踪所选择的焊接表面。例如，如果第一和/或第二臂576和578定位在降低的位置上，感测装置16可以被配置成用于跟踪在焊接表面88上发生的焊接操作。另一方面，如果第一和/或第二臂576和578定位在升高的位置上，则感测装置16可以被配置成用于跟踪立焊、水平焊、和/或仰焊操作。在一些实施例中，第一和/或第二臂576和578及感测装置16可以不机械联系，而第一和/或第二臂576和578的转动仍然可以方便感测装置16的转动。例如，第一和/或第二臂576和578上的标志可以由感测装置16检测，并且感测装置16可以基于感测到的第一和/或第二臂576和578的位置来移动(例如，使用电机)。
[0158]图39是图38中的焊接台架12的焊接表面88的实施例的横截面图。如图所示，焊接表面88包括多个在焊接表面88的上平面597与焊接表面88的下平面598之间贯穿延伸的孔口 556。支架599定位在每个孔口 556下面。支架599可以使用任何合适的紧固件或固定装置联接至焊接表面88。在所示实施例中，支架599使用紧固件600(例如，螺栓、螺钉等)联接至焊接表面88。在其他实施例中，支架599可以焊接、粘结、或以其他方式固定到焊接表面88上。而且，在某些实施例中，支架599可以安装到焊接台架12的侧面而不是焊接表面88上。标志602联接至支架599上并且垂直定位在孔口 556下方，但标志602与孔口 556水平地错开以阻止灰尘和/或飞溅物与标志602相接触和使感测装置16能够感测到标志602。在一些实施例中，标志602可以定位在孔口556内和/或在任何位置处，使得运动跟踪系统定位在上平面597的一侧上，而标志602定位在上平面597的相反侧上。如可以认识到的，标志602可以是光反射性的和/或发光的。例如，在某些实施例中，标志602可以由反光胶带形成。在一些实施例中，标志602可以是球形标志。相应地，感测装置16可以检测标志602以确定焊接表面88的位置和/或取向。
[0159]图40是具有可移除罩592的感测装置16的实施例的横截面图。如图所示，可移除罩592安置在狭槽594中。感测装置16包括相机604(例如，红外相机)，在所述相机604的一侧具有面605，所述面605具有透镜606。可移除罩592被配置成用于使红外光能够从中穿过并且阻止环境元素(例如，飞溅物、烟雾、热量等)或其他物体与相机604的透镜606接触。如可以认识到的，相机604可以包括一个或多个被配置成用于发射红外光的红外线发射器607。如果可移除罩592直接定位在面605前面，则来自红外线发射器607的大量红外光可以通过可移除罩592向相机604的透镜606反射。相应地，可移除罩592相对于相机604的面605以角度608定位成引导绝大部分红外光朝向透镜606反射。具体地，在某些实施例中，可移除罩592可以相对于相机604的面605以大致10到60度之间的角度608定位。而且，在某些实施例中，可移除罩592可以相对于相机604的面605以大致40到50度之间的角度608(例如，大致45度)定位。可移除罩592可以由任何合适透光材料制造而成。例如，在某些实施例中，可移除罩592可以由聚合物材料、或任何其他合适的材料制造而成。
[0160]图41是校准工具610的实施例的立体图。如可以认识到的，校准工具610可以用于为焊接操作校准工件、作业表面、焊接接头等等。校准工具610包括把手612以方便握紧校准工具610。而且，校准工具610被配置成用于由感测装置16检测以确定校准工具610的顶端614接触的空间位置。在某些实施例中，联接至感测装置16的计算机18可以被配置成用于仅通过接触特定表面的顶端614来确定校准点。在其他实施例中，计算机18被配置成用于通过焊接操作者提供指示顶端614正在接触校准点的输入来确定校准点。另外，在所示实施例中，计算机18被配置成用于通过当经由把手将向下的力施加于校准工具610时接触校准点的顶端614来检测校准点。向下的力引导两个相邻标志之间的距离以使其减小到低于预定阈值，由此指示所选择的校准点。感测装置16被配置成用于检测两个相邻标志之间的距离的变化并且计算机18被配置成用于使用距离的变化来识别校准点。
[0161]把手612联接到透光罩616上。而且，垫圈618联接至透光罩616的一端，而端帽620联接至透光罩616的相对端。在操作过程中，当使用把手612向校准工具610施加向下的力时，顶端613与垫圈618之间的距离622减小。
[0162]图42是图41中的移除了外罩616的校准工具610的立体图。校准工具610包括具有第一轴626的第一部分624。而且，第一轴626包括位于一端上的顶端614、和位于相对端上的轴承628(或安装结构)。在某些实施例中，轴承628具有被配置成装配在焊炬14的接触焊嘴周围的杯状结构。另外，第一轴626包括联接至其上的第一标志630和第二标志632。校准工具610还包括具有其上联接第三标志638的第二轴636的第二部分634。弹簧640安置在位于第三标志638与轴承628之间的第二轴636周围。如可以认识到的，弹簧640方便第三标志638被引导朝向第二标志632。例如，当使用把手612向校准工具610施加向下的力时，弹簧640被压缩以使第二与第三标志632和638之间的第一距离642减小。相反，当从校准工具610撤去向下的力时，弹簧640解除压缩以使第二与第三标志632和638之间的第一距离642增大。第一与第二标志630和632之间的第二距离644是固定的，并且第一标志630与顶端614之间的第三距离646也是固定的。
[0163]在某些实施例中，使用预定算法，焊接系统10使用校准工具610检测校准点。例如，测量顶端614与离顶端614最近的标志(例如，第一标志630)之间的第三距离646。第三距离646存储在存储器中。测量两个固定标志(例如，第一标志630和第二标志632)之间的第二距离644。第二距离644也存储在存储器中。另外，测量其间安置有弹簧640的标志(第二和第三标志632和638)之间的压缩距离。使用两个固定标志的x，y，z位置计算它们之间的线。该线用于使向量在离顶端614最近的第一标志630开始沿着那条线伸出第三距离646的长度。向量的方向可以被选择成背离压缩的标志。相应地，可以使用这些标志计算顶端的三维位置。在一些实施例中，校准工具610仅可以使用两个标志。在这样的实施例中，可以假设离顶端614最近的标志是离作业表面(例如，桌子或夹具)最近的标志。尽管所示实施例中的校准工具610使用压缩来指示校准点，但校准工具610可以用任何合适的方式指示校准点，如通过使标志露出、覆盖标志、打开LED (例如，IR LED )、关闭LED (例如，IR LED )、启用和/或禁用到计算机的无线传输等等。
[0164]如图所示，第一、第二、和第三标志630、632、和638是球形的；然而，在其他实施例中，第一、第二、和第三标志630、632、和638可以是任何合适的形状。而且，第一、第二、和第三标志630、632、和638具有反射性外表面和/或包括发光装置。相应地，第一、第二、和第三标志630、632、和638可以由感测装置16检测。因此，感测装置16被配置成用于检测第一、第二、和第三距离642、644和646。当第一距离642减小到低于预定阈值时，计算机18被配置成用于识别校准点。如可以认识到的，第一、第二、和第三距离642、644和646全都不同以使感测装置16和/或计算机18能够使用第一、第二、和第三标志630、632、和638的位置确定顶端614的位置。
[0165]为了校准工件，工件可以首先夹紧到焊接表面88上。在工件夹紧到焊接表面88上之后，焊接操作者可以给焊接系统10提供输入以表示工件准备好被校准。在某些实施例中，用于将工件固定到焊接表面88上的夹具可以包括方便焊接系统10检测到工件夹紧到焊接表面88的标志。在焊接系统10接收到工件夹紧到焊接表面88上的指示之后，焊接操作者使用校准工具610识别两个校准点。具体地，在所示实施例中，焊接操作者使顶端614接触到第一校准点并且使用把手612施加向下的力，直到焊接系统10检测到相邻标志之间足够的距离变化，由此指示第一校准点。另外，焊接操作者使顶端614接触到第二校准点并且使用把手612施加向下的力，直到焊接系统10检测到相邻标志之间足够的距离变化，由此指示第二校准点。在某些实施例中，如果按压校准工具610并将其保持在校准点预定时间段(例如，
0.1秒、0.3秒、0.5秒、1.0秒、2.0秒等等)，焊接系统10将仅检测该校准点。焊接系统10可以被配置成用于在预定时间段内捕获多个校准点(例如，50个、100个等)并将它们一起求平均。如果检测到多个校准点的移动大于预定阈值，则可以拒绝校准并且结束。另外，如果成功校准第一点，则可以要求第二点距离第一点最小距离(例如，2、4、6英寸等)。如果第二点不是距离第一点最小距离，则可以拒绝第二点的校准并且结束。焊接系统10使用这两个校准点校准工件。
[0166]在某些实施例中，焊接系统10可以确定第一与第二校准点之间的虚拟线。该虚拟线可以无限长并且延伸到第一和第二校准点之外。该虚拟线表示焊接接头。各种焊接参数(例如，作业角、行进角、接触焊嘴到作业的距离(CTWD)、目标、行进速度等)可能以这条虚拟线为参照。相应地，虚拟线对于计算各种焊接参数可能是重要的。
[0167]应注意的是，在某些实施例中，第一、第二、和第三标志630、632、和638全都垂直安置在把手612上方，而在其他实施例中，第一、第二、和第三标志630、632、和638中的一个或多个标志垂直安置在把手612下方从而能够在相邻标志之间实现更大的距离。在某些实施例中，可以从校准工具610移除第一部分624并将其联接至焊炬14的接触焊嘴上以便校准焊炬14。如可以认识到的，校准工具610的顶端614可以是任何合适的形状。图43至图45图示了顶端614可以具有的形状的几个实施例。
[0168]具体地，图43是校准工具610的尖形顶端648的实施例的侧视图。使用尖形顶端648，校准工具610可以用于校准工件84上的不同接头，例如如图所示的圆角接头、搭接接头、没有根部间隙的对接接头等等。而且，图44是校准工具610的圆形顶端650的实施例的侧视图。使用圆形顶端650，校准工具610可以用于校准工件84上的不同接头，例如如图所示圆角接头、搭接接头、没有根部间隙的对接接头等等。另外，图45是校准工具610的具有小尖形顶端652的圆形顶端650的实施例的侧视图。使用圆形顶端650的末端上的小尖形顶端652，校准工具610可以用于校准工件84上的不同接头，如图所示没有根部间隙的对接接头、填充接头、搭接接头等等。在某些实施例中，校准工具610的顶端可以是可移除的和/或可反转的，使得该顶端包括两种不同类型的顶端(例如，每个相反的末端上一种类型的顶端)。相应地，焊接操作者可以选择校准工具610使用的顶端类型。在某些实施例中，如果校准工具610是可反转的，则一个或多个标志可以联接至校准工具610。一个或多个标志可以用于指示正在使用顶端的哪一侧，使得焊接系统10可以使用合适的标志至顶端距离用于校准计算。
[0169]图46是用于检测校准点的方法654的实施例。感测装置16(或焊接系统10的另一个部件)检测校准工具610的第一标志、校准工具610的第二标志、和/或校准工具610的第三标志(框656)。而且，焊接系统10确定第一标志与第二标志之间的第一距离和/或第二标志与第三标志之间的第二距离(框658)。另外，焊接系统10检测第一距离或第二距离是否在预定距离范围内(例如，表示压缩距离)(框660)。
[0170]如果第一距离或第二距离在预定距离范围内(例如，表示压缩距离)，则焊接系统10确定校准点的位置(框662)。此外，焊接系统10确定校准工具610的校准顶端相对于第一、第二和第三标志中的至少一个标志的位置以确定校准点的空间位置(框664)。
[0171]图47是用于基于焊接路线确定焊接分数的方法666的实施例。相应地，方法666可以用于评估焊接操作。感测装置16(或任何合适的运动跟踪系统)检测焊接操作的初始位置(框668)。而且，感测装置16检测焊接操作的终点位置(框670)。此外，感测装置16检测焊接操作在初始位置与终点位置之间的空间路线(框672)。例如，感测装置16跟踪焊接操作的位置和/或取向。焊接系统10至少部分基于焊接操作的空间路线确定焊接操作的分数(例如，基于焊接操作的空间路线确定焊接操作是否接收及格分数)(框674)。例如，在某些实施例中，焊接操作的空间路线可以单独用于确定焊接分数是否不及格。在某些实施例中，感测装置16可以用于检测与初始位置相对应的校准点和/或与终点位置相对应的校准点。
[0172]例如，在某些实施例中，焊接系统10通过下列判断来确定焊接操作是否接收及格分数:焊接操作的路线的距离是否大于预定的下限阈值、焊接操作的路线的距离是否小于预定的下限阈值、焊接操作的路线的距离是否大于预定的上限阈值、焊接操作的路线的距离是否小于预定的上限阈值、焊接操作的路线是否显著地偏离焊接操作的路线的预定路线、焊接操作的路线是否指示沿着焊接接头在单个位置处发生多道焊接、沿着焊接操作的路线的焊接时间是否大于预定的下限阈值、沿着焊接操作的路线的焊接时间是否小于预定的下限阈值、沿着焊接操作的路线的焊接时间是否大于预定的上限阈值、和/或沿着焊接操作的路线的焊接时间是否小于预定的上限阈值。
[0173]而且，在一些实施例中，为了使焊接系统10确定分数，焊接系统10可以忽视路线的与初始位置相邻的第一部分和路线的与终点位置相邻的第二部分。例如，路线的第一部分和路线的第二部分可以包括大致0.5英寸的距离。而且，在其他实施例中，路线的第一部分和路线的第二部分可以包括在大致0.5秒的时间内形成的路线部分。
[0174]图48是用于使用焊炬14的用户界面在焊接模式之间转变的方法676的实施例。焊炬14的控制电路52(或另一个装置的控制电路)检测焊炬14的用户界面所产生的信号，该信号指示改变焊接模式(例如，焊接训练模式)的请求(框678)。而且，控制电路52确定信号被检测的时间长度(框680)。控制电路52被配置成用于当检测信号的时间长度大于预定阈值时使焊接模式从模拟模式(例如，虚拟现实模式、增强现实模式等)变为真实焊接模式(框682)。相反地，控制电路52被配置成用于仅当检测到信号时使焊接模式从真实焊接模式变为模拟模式(框684)(例如，在从真实焊接模式进行转变之前没有要检测信号所需的足够时间长度)。控制电路被配置成用于在变为真实焊接模式之后引导焊炬14振动(框686)。例如，控制电路52可以被配置成用于引导焊炬14振动两次或更多次(例如，振动脉冲)以指示至真实焊接模式的变化。
[0175]而且，控制电路52可以被配置成用于引导焊炬14振动任意合适的次数(例如，预定次数)以指示至真实焊接模式的变化。如可以认识到的，可以通过按压焊炬14的用户界面上的按钮产生信号，该信号指示改变焊接模式的请求。如此，可以通过按压和释放按钮(例如，按钮不必保持按下预定时间段)来使焊接模式从真实焊接模式改变。相比之下，通过按压并保持按钮预定时间段，可以使焊接模式从模拟模式变为真实焊接模式。在某些实施例中，在改变焊接模式之后，可以产生可听声音。另外，在一些实施例中，可听声音和振动可以伴随着焊接模式之间的任何变化。此外，焊炬14的显示器可以示出在改变焊接模式之后的焊接模式。在一些实施例中，显示器可以在显示器上闪烁焊接模式达预定次数。
[0176]如可以认识到的，使用本文中所描述的系统、装置、和技术，焊接系统10可用于训练焊接操作者。焊接系统10可以是成本高效的并且可以使焊接学员能够接收高品质实习训练。
[0177]如本文中使用的，术语“预定范围”可以指以下任何范围:由预定上限和预定下限限定的一组数字、大于预定限值的一组数字、和小于预定限值的一组数字。而且，该范围可以包括等于一个或多个预定限值的数字。
[0178]虽然本文中仅图示和描述了本发明的某些特征，但本领域的技术人员将会想到许多修改和变化。因此，应理解的是，所附权利要求书旨在涵盖落入本发明的实际精神内的所有这种修改和变化。
【主权项】
1.一种焊接系统，包括: 运动跟踪系统，所述运动跟踪系统包括具有透镜的相机；以及 安置在所述相机的所述透镜之上的罩，其中，所述罩被配置成使红外光能够从中穿过并且阻止环境元素与所述相机的所述透镜接触，并且其中，所述罩相对于所述相机的面以一定角度安置在所述相机的所述透镜之上，并且所述角度在大致10度与60度之间。2.如权利要求1所述的焊接系统，其中，所述相机包括红外相机。3.如权利要求1所述的焊接系统，其中，所述罩由聚合物材料形成。4.如权利要求1所述的焊接系统，包括用于以滑动方式将所述罩定位在所述相机的所述透镜之上的狭槽。5.如权利要求1所述的焊接系统，其中，所述罩由透光材料形成。6.如权利要求1所述的焊接系统，其中，所述角度在大致40度与50度之间。7.—种焊接系统，包括: 具有桌面的焊接台架，其中，所述桌面包括第一平面；以及 安置在所述第一平面下方的第一标志，其中，所述第一标志被配置成由所述焊接系统的位于所述第一平面上方的运动跟踪系统检测。8.如权利要求7所述的焊接系统，其中，所述桌面包括在所述第一平面与第二平面之间贯穿所述桌面延伸的第一孔口以及在所述第一平面与所述第二平面之间贯穿所述桌面延伸的第二孔口。9.如权利要求8所述的焊接系统，包括安置在所述第一孔口下方的第二标志和安置在所述第二孔口下方的第三标志，其中，所述第二和第三标志被配置成由所述焊接系统的所述运动跟踪系统检测。10.如权利要求9所述的焊接系统，包括运动跟踪系统，所述运动跟踪系统被配置成检测所述第一、第二、和第三标志和用于基于对所述第一、第二、和第三标志的检测确定所述桌面的位置、所述桌面的取向、或以上的某个组合。11.如权利要求7所述的焊接系统，包括其上安置有第一标志的支架。12.如权利要求7所述的焊接系统，其中，所述第一标志包括光反射性材料。13.如权利要求7所述的焊接系统，其中，所述第一标志包括球形标志。14.一种焊接系统，包括: 焊接台架，包括: 被配置成用于支撑运动跟踪系统的支撑结构；以及 联接至所述支撑结构并且被配置成方便立焊、仰焊、水平焊、或以上的某个组合的第一可旋转臂。15.如权利要求14所述的焊接系统，其中，所述焊接台架包括联接至所述支撑结构上的第二可旋转臂。16.如权利要求15所述的焊接系统，其中，所述第一和第二可旋转臂被配置成单独旋转。17.如权利要求15所述的焊接系统，其中，所述第一和第二可旋转臂被配置成一起旋转。18.如权利要求14所述的焊接系统，其中，所述第一可旋转臂被配置成当旋转时方便所述运动跟踪系统的旋转。19.如权利要求18所述的焊接系统，其中，所述第一可旋转臂机械联接至所述运动跟踪系统上。20.如权利要求14所述的焊接系统，其中，所述焊接系统包括用于将所述第一可旋转臂锁紧在所选择的位置上的制动器。21.如权利要求14所述的焊接系统，其中，所述第一可旋转臂包括焊接板、夹具、或以上的某个组合。22.—种焊接系统，包括: 焊接台架，包括: 被配置成用于支撑运动跟踪系统的支撑结构； 联接至所述支撑结构上并且被配置成方便立焊、仰焊、水平焊、或以上的某个组合的臂；以及 联接至所述臂上的板、夹具或以上的某个组合，其中，所述立焊、所述仰焊、所述水平焊、或以上的某个组合被配置成在联接至所述板、所述夹具、或以上的某个组合上的工件上进行，其中，所述板、所述夹具、或以上的某个组合包括被配置成由运动跟踪系统检测的多个标志。23.如权利要求22所述的焊接系统，包括所述运动跟踪系统，其中，所述运动跟踪系统被配置成使用所述多个标志跟踪所述板、所述夹具、或以上的某个组合的位置以补偿所述板、所述夹具、或以上的某个组合在焊接操作之前、所述焊接操作过程中、或以上的某个组合中发生的移动。24.如权利要求22所述的焊接系统，其中，所述焊接台架是焊接训练台架。
【文档编号】B23K9/127GK105960307SQ201480071483
【公开日】2016年9月21日
【申请日】2014年11月13日
【发明人】威廉·J·贝克尔, 大卫·P·马库森, 尼古拉斯·乔恩·彼得森, 马克·S·佩恩
【申请人】伊利诺斯工具制品有限公司