相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用

本申請(qǐng)要求于2014年11月5日提交的標(biāo)題為“用于焊接系統(tǒng)夾具和臂組件的系統(tǒng)和方法(systemandmethodforweldingsystemclampandarmassembly)”的美國臨時(shí)申請(qǐng)no.62/075,705的優(yōu)先權(quán)和權(quán)益，該美國臨時(shí)申請(qǐng)的全文出于所有目的以引用方式并入本文。

背景技術(shù)：

本發(fā)明總的來說涉及焊接，并且更明確地說，涉及可用于監(jiān)視焊接環(huán)境并管理與焊接環(huán)境相關(guān)聯(lián)的焊接數(shù)據(jù)(例如，在焊接期間和/或焊接之前從焊接環(huán)境收集的焊接數(shù)據(jù))的焊接系統(tǒng)。

焊接是一種已在各種行業(yè)和應(yīng)用中越來越多地被使用的工藝。這些工藝在某些情形下可以是自動(dòng)化的，但是對(duì)手動(dòng)焊接操作來說，繼續(xù)存在大量應(yīng)用。在兩種狀況下，這些焊接操作依賴于各種類型的設(shè)備來確保在期望時(shí)間以適當(dāng)量將焊接耗材(例如，送絲、保護(hù)氣體等)的供應(yīng)品提供給焊接點(diǎn)。

在預(yù)備執(zhí)行手動(dòng)焊接操作的過程中，可使用焊接系統(tǒng)(例如，焊接訓(xùn)練系統(tǒng))來訓(xùn)練焊接操作員。焊接系統(tǒng)可被設(shè)計(jì)成用適當(dāng)?shù)募夹g(shù)訓(xùn)練焊接操作員以執(zhí)行各種焊接操作。某些焊接系統(tǒng)可使用各種訓(xùn)練方法。如可了解的是，這些訓(xùn)練系統(tǒng)的獲得和操作可能是昂貴的。因此，焊接訓(xùn)練機(jī)構(gòu)可能僅獲得有限數(shù)量的這些訓(xùn)練系統(tǒng)。此外，某些焊接系統(tǒng)可能無法充分地訓(xùn)練焊接操作員來執(zhí)行高質(zhì)量焊接。

附圖說明

當(dāng)參照附圖閱讀具體實(shí)施方式時(shí)，本發(fā)明的這些和其它特征、方面和優(yōu)點(diǎn)將變得更好理解，在各個(gè)附圖中，相同附圖標(biāo)記表示相同部分，其中：

圖1是根據(jù)本公開的方面的焊接系統(tǒng)的實(shí)施例的框圖；

圖2是根據(jù)本公開的方面的圖1的焊接系統(tǒng)的一些部分的實(shí)施例的框圖；

圖2a是根據(jù)本公開的方面的圖1的焊炬的電路的實(shí)施例的示意圖；

圖3是根據(jù)本公開的方面的圖1的焊炬的實(shí)施例的立體圖；

圖4是根據(jù)本公開的方面的圖1的焊接支架的實(shí)施例的立體圖；

圖5是根據(jù)本公開的方面的校準(zhǔn)裝置的實(shí)施例的立體圖；

圖6是根據(jù)本公開的方面的夾具組件的實(shí)施例的立體圖；

圖7是根據(jù)本公開的方面的焊絲伸出校準(zhǔn)工具的實(shí)施例的立體圖；

圖8是根據(jù)本公開的方面的圖7的焊絲伸出校準(zhǔn)工具的俯視圖；

圖9是根據(jù)本公開的方面的用于對(duì)焊絲從焊炬的伸出度進(jìn)行校準(zhǔn)的方法的實(shí)施例；

圖10是根據(jù)本公開的方面的具有物理標(biāo)記的焊接耗材的實(shí)施例的立體圖；

圖11是根據(jù)本公開的方面的具有物理標(biāo)記的焊絲的實(shí)施例的立體圖；

圖12是根據(jù)本公開的方面的圖1的焊接支架的垂直臂組件的實(shí)施例的立體圖；

圖13是根據(jù)本公開的方面的仰焊臂組件的實(shí)施例的立體圖；

圖14是根據(jù)本公開的方面的具有多種訓(xùn)練模式的焊接軟件的實(shí)施例的框圖；

圖15是根據(jù)本公開的方面的焊接軟件的虛擬現(xiàn)實(shí)模式的實(shí)施例的框圖；

圖16是根據(jù)本公開的方面的用于整合訓(xùn)練結(jié)果數(shù)據(jù)的方法的實(shí)施例；

圖17是根據(jù)本公開的方面的圖示焊接操作員的多組焊接數(shù)據(jù)的圖表的實(shí)施例；

圖18是根據(jù)本公開的方面的圖示焊工的焊接數(shù)據(jù)與一個(gè)班級(jí)的焊接數(shù)據(jù)相比的圖表的實(shí)施例；

圖19是根據(jù)本公開的方面的用于存儲(chǔ)認(rèn)證狀態(tài)數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)系統(tǒng)(例如，云存儲(chǔ)系統(tǒng))的實(shí)施例的框圖；

圖20是根據(jù)本公開的方面的圖示對(duì)應(yīng)于焊接的數(shù)據(jù)的屏幕的實(shí)施例；

圖21是根據(jù)本公開的方面的圖示焊接的不連續(xù)性分析的屏幕的實(shí)施例；

圖22是根據(jù)本公開的方面的焊接軟件的焊接教員屏幕的實(shí)施例的框圖；

圖23是根據(jù)本公開的方面的用于使用增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)進(jìn)行的焊接訓(xùn)練的方法的實(shí)施例；

圖24是根據(jù)本公開的方面的用于使用增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)進(jìn)行的焊接訓(xùn)練的另一方法的實(shí)施例；

圖25是根據(jù)本公開的方面的焊炬的實(shí)施例的框圖；

圖26是根據(jù)本公開的方面的使用焊炬將振動(dòng)反饋提供給焊接操作員的方法的實(shí)施例；

圖27是根據(jù)本公開的方面的各自包含用于將振動(dòng)反饋提供給焊接操作員的不同頻率的兩種樣式的實(shí)施例的圖形；

圖28是根據(jù)本公開的方面的各自包含用于將振動(dòng)反饋提供給焊接操作員的不同調(diào)制的兩種樣式的實(shí)施例的圖形；

圖29是根據(jù)本公開的方面的各自包含用于將振動(dòng)反饋提供給焊接操作員的不同振幅的兩種樣式的實(shí)施例的圖形；

圖30是根據(jù)本公開的方面的具有可用于追蹤焊炬的球形標(biāo)記物的焊炬的實(shí)施例的立體圖；

圖31是根據(jù)本公開的方面的沿著圖30的剖切線31-31截取的焊炬的實(shí)施例的立體圖；

圖32是根據(jù)本公開的方面的焊炬和視覺標(biāo)記物的實(shí)施例的俯視圖；

圖33是根據(jù)本公開的方面的用于在焊炬的顯示器上關(guān)聯(lián)于閾值而顯示焊接參數(shù)的方法的實(shí)施例；

圖34是根據(jù)本公開的方面的用于關(guān)聯(lián)于閾值而展示焊接參數(shù)的焊炬的顯示器的一組屏幕截圖的實(shí)施例；

圖35是根據(jù)本公開的方面的用于使用至少四個(gè)標(biāo)記物而在焊接系統(tǒng)中追蹤焊炬的方法的實(shí)施例；

圖36是根據(jù)本公開的方面的用于檢測(cè)處理器與焊炬通信的能力的方法的實(shí)施例；

圖37是根據(jù)本公開的方面的可與焊接系統(tǒng)一起使用的用于校準(zhǔn)彎曲焊接接頭的方法的實(shí)施例；

圖38是根據(jù)本公開的方面的彎曲焊接接頭的實(shí)施例的圖；

圖39是根據(jù)本公開的方面的彎曲焊接接頭和標(biāo)記工具的實(shí)施例的圖；

圖40是根據(jù)本公開的方面的用于追蹤多行程焊接操作的方法的實(shí)施例；

圖41是根據(jù)本公開的方面的焊接支架的實(shí)施例的立體圖；

圖42是根據(jù)本公開的方面的圖41的焊接支架的焊接表面的實(shí)施例的橫截面圖；

圖43是根據(jù)本公開的方面的具有可移除蓋的感測(cè)裝置的實(shí)施例的橫截面圖；

圖44是根據(jù)本公開的方面的校準(zhǔn)工具的實(shí)施例的立體圖；

圖45是根據(jù)本公開的方面的圖44的校準(zhǔn)工具的立體圖，其中外蓋被移除；

圖46是根據(jù)本公開的方面的校準(zhǔn)工具的尖末端的實(shí)施例的側(cè)視圖；

圖47是根據(jù)本公開的方面的校準(zhǔn)工具的圓末端的實(shí)施例的側(cè)視圖；

圖48是根據(jù)本公開的方面的校準(zhǔn)工具的具有較小尖末端的圓末端的實(shí)施例的側(cè)視圖；

圖49是根據(jù)本公開的方面的用于檢測(cè)校準(zhǔn)點(diǎn)的方法的實(shí)施例；

圖50是根據(jù)本公開的方面的用于基于焊接路徑來確定焊接得分的方法的實(shí)施例；

圖51是根據(jù)本公開的方面的使用焊炬的用戶接口而在焊接模式之間轉(zhuǎn)變的方法的實(shí)施例；

圖52是根據(jù)本公開的方面的遠(yuǎn)程焊接訓(xùn)練系統(tǒng)的實(shí)施例；

圖53是根據(jù)本公開的方面的具有來自不同操作員的焊接數(shù)據(jù)的控制面板頁面的實(shí)施例；

圖54是根據(jù)本公開的方面的具有深度傳感器和局部定位系統(tǒng)的焊接系統(tǒng)的實(shí)施例；

圖55是根據(jù)本發(fā)明的方面的控制焊炬的視覺標(biāo)記物以追蹤焊炬的移動(dòng)和位置的方法的實(shí)施例；

圖56是根據(jù)本公開的方面的具有視覺標(biāo)記物的基礎(chǔ)部件的橫截面圖；

圖57是根據(jù)本公開的方面的焊接支架的臂和夾持組件的實(shí)施例的立體圖；

圖58是根據(jù)本公開的方面的沿著剖切線58-58截取的圖57的夾持組件的底座的實(shí)施例的俯視圖；

圖59是根據(jù)本公開的方面的耦接到圖57的夾持組件的校準(zhǔn)塊的實(shí)施例的立體圖；

圖60是根據(jù)本發(fā)明的方面的用于針對(duì)焊位不當(dāng)?shù)暮附幼鳂I(yè)而設(shè)置訓(xùn)練支架的臂的方法的實(shí)施例；

圖61是根據(jù)本公開的方面的用于通過焊接系統(tǒng)來選擇并執(zhí)行多行程焊接作業(yè)的方法的實(shí)施例；

圖62是根據(jù)本公開的方面的圖示對(duì)應(yīng)于焊接的數(shù)據(jù)(包含電弧參數(shù))的屏幕的實(shí)施例；

圖63是根據(jù)本公開的方面的圖示對(duì)應(yīng)于未檢測(cè)到電弧的焊接測(cè)試的數(shù)據(jù)的屏幕的實(shí)施例；

圖64是根據(jù)本公開的方面的圖示作業(yè)開發(fā)例程的屏幕的實(shí)施例；

圖65是根據(jù)本公開的方面的圖示與焊接過程相關(guān)的性質(zhì)的屏幕的實(shí)施例；

圖66是根據(jù)本公開的方面的圖示對(duì)應(yīng)于模擬焊接的數(shù)據(jù)的屏幕的實(shí)施例；

圖67是根據(jù)本公開的方面的圖示在焊接的起始之前對(duì)應(yīng)于焊接的數(shù)據(jù)的屏幕的實(shí)施例；

圖68是根據(jù)本公開的方面的圖示焊接測(cè)試參數(shù)的匯總的屏幕的實(shí)施例；

圖69是根據(jù)本公開的方面的圖示在焊接測(cè)試期間對(duì)應(yīng)于焊接的數(shù)據(jù)(包含電弧參數(shù))的屏幕的實(shí)施例；

圖70是根據(jù)本公開的方面的圖示對(duì)應(yīng)于焊接的數(shù)據(jù)(包含熱輸入)的屏幕的實(shí)施例；

圖71是根據(jù)本公開的方面的焊炬相對(duì)于工件的朝向的實(shí)施例的圖；

圖72是根據(jù)本公開的方面的標(biāo)記物的實(shí)施例，該標(biāo)記物可通過標(biāo)記工具涂覆到工件；

圖73是根據(jù)本公開的方面的標(biāo)記物的實(shí)施例，該標(biāo)記物可通過標(biāo)記工具涂覆到工件；

圖74是根據(jù)本公開的方面的標(biāo)記物的實(shí)施例，該標(biāo)記物可通過標(biāo)記工具涂覆到工件；

圖75是根據(jù)本公開的方面的標(biāo)記物的實(shí)施例，該標(biāo)記物可通過標(biāo)記工具涂覆到工件；

圖76是根據(jù)本公開的方面的具有標(biāo)記工具和標(biāo)記物的焊接系統(tǒng)的實(shí)施例的立體圖，該標(biāo)記物利用標(biāo)記工具涂覆到工件的表面；以及

圖77是根據(jù)本公開的各個(gè)方面的校準(zhǔn)焊炬的多組視覺標(biāo)記物的方法的實(shí)施例。

具體實(shí)施方式

圖1是一個(gè)或更多個(gè)焊接系統(tǒng)10的實(shí)施例的框圖。如本文所使用，焊接系統(tǒng)可包含任何適當(dāng)焊接相關(guān)系統(tǒng)，包含(但不限于)焊接訓(xùn)練系統(tǒng)、實(shí)況焊接系統(tǒng)、遠(yuǎn)程焊接訓(xùn)練系統(tǒng)(例如，頭盔式訓(xùn)練系統(tǒng))、模擬焊接系統(tǒng)、虛擬現(xiàn)實(shí)焊接系統(tǒng)等。例如，焊接系統(tǒng)10可包含(但不限于)從威斯康星州阿普爾頓的米勒電氣公司(millerelectricofappleton,wi)購得的livearc^tm焊接表現(xiàn)管理系統(tǒng)。焊接系統(tǒng)10可包含用于為各種訓(xùn)練裝置提供支撐的焊接支架12。例如，支架12可被配置成支撐焊接表面、工件82、夾具、一個(gè)或更多個(gè)訓(xùn)練臂等。焊接系統(tǒng)10包含可由焊接操作員(例如，焊接學(xué)員)使用以執(zhí)行焊接操作(例如，訓(xùn)練操作)的焊炬14。如下文更詳細(xì)地描述，焊炬14可配置有用戶接口、控制電路和通信接口，其中所述用戶接口被配置成從焊接操作員接收輸入，所述控制電路被配置成處理輸入，并且所述通信接口被配置成將輸入提供給另一裝置。此外，焊炬14可包含一個(gè)或更多個(gè)顯示器和/或指示器以將數(shù)據(jù)提供給焊接操作員。

此外，焊接系統(tǒng)10包含用于感測(cè)一個(gè)或更多個(gè)焊接裝置的位置和/或感測(cè)一個(gè)或更多個(gè)焊接裝置的取向的一個(gè)或更多個(gè)感測(cè)裝置16(例如，傳感器、感測(cè)組件等)。例如，感測(cè)裝置16可用于感測(cè)支架12、焊炬14、焊接表面、工件82、夾具、一個(gè)或更多個(gè)訓(xùn)練臂、操作員、識(shí)別標(biāo)志等的位置和/或取向。一個(gè)或更多個(gè)感測(cè)裝置16可包含任何適當(dāng)感測(cè)裝置，例如，慣性感測(cè)裝置或運(yùn)動(dòng)追蹤裝置。此外，感測(cè)裝置16可包含一個(gè)或更多個(gè)相機(jī)，例如，一個(gè)或更多個(gè)紅外相機(jī)、一個(gè)或更多個(gè)可見光譜相機(jī)、一個(gè)或更多個(gè)高動(dòng)態(tài)范圍(hdr)相機(jī)等。作為附加或替代，感測(cè)裝置16可包含一個(gè)或更多個(gè)深度傳感器以確定相應(yīng)深度傳感器16與物體(例如，焊炬14、工件82、操作員等)之間的相對(duì)距離。感測(cè)裝置16可定位在在訓(xùn)練系統(tǒng)10的焊接環(huán)境周圍的各種位置中，因此使一些感測(cè)裝置16能夠在其它感測(cè)裝置16被遮擋時(shí)監(jiān)視焊接環(huán)境(例如，追蹤物體的移動(dòng))。例如，與焊接頭盔41集成的感測(cè)裝置16(例如，相機(jī)、深度傳感器)可在焊炬14因工件82或操作員而至少部分地對(duì)于其它感測(cè)裝置16不可見時(shí)便于追蹤焊炬14相對(duì)于工件82的位置、取向和/或移動(dòng)。例如，設(shè)置于焊炬14上的便于追蹤焊炬14的標(biāo)記物可部分地對(duì)于第一感測(cè)裝置16不可見，但可通過頭盔41的另一感測(cè)裝置16觀察到。頭盔41的其它感測(cè)裝置16可獨(dú)立于第一感測(cè)裝置16。此外，與焊炬14集成的感測(cè)裝置16(例如，加速度計(jì))可在焊炬14因工件82或操作員而至少部分地對(duì)其它感測(cè)裝置16(例如，相機(jī)，深度傳感器)不可見時(shí)便于追蹤焊炬14相對(duì)于工件82的位置、取向和/或移動(dòng)。

感測(cè)裝置16通信地耦接到計(jì)算機(jī)18。感測(cè)裝置16被配置成將數(shù)據(jù)(例如，圖像數(shù)據(jù)、聲學(xué)數(shù)據(jù)、感測(cè)數(shù)據(jù)、六自由度(6dof)數(shù)據(jù)等)提供給計(jì)算機(jī)18。此外，感測(cè)裝置16可被配置成從計(jì)算機(jī)18接收數(shù)據(jù)(例如，配置數(shù)據(jù)、設(shè)置數(shù)據(jù)、命令、寄存器設(shè)定等)。計(jì)算機(jī)18包含一個(gè)或更多個(gè)處理器20、存儲(chǔ)器裝置22和存儲(chǔ)裝置24。計(jì)算機(jī)18可包含(但不限于)臺(tái)式計(jì)算機(jī)、膝上型計(jì)算機(jī)、平板計(jì)算機(jī)、移動(dòng)裝置、可穿戴計(jì)算機(jī)或其任何組合。處理器20可用于執(zhí)行軟件，例如，焊接軟件、圖象處理軟件、感測(cè)裝置軟件等。此外，處理器20可包含一個(gè)或更多個(gè)微處理器，例如，一個(gè)或更多個(gè)“通用”微處理器、一個(gè)或更多個(gè)專用微處理器和/或?qū)Ｓ眉呻娐?asic)或其某一組合。例如，處理器20可包含一個(gè)或更多個(gè)精簡指令集(risc)處理器。

存儲(chǔ)裝置24(例如，非易失性存儲(chǔ)裝置)可包含rom、閃速存儲(chǔ)器、硬盤驅(qū)動(dòng)器或者任一其它適當(dāng)光學(xué)、磁性或固態(tài)存儲(chǔ)介質(zhì)或其組合。存儲(chǔ)裝置24可存儲(chǔ)數(shù)據(jù)(例如，對(duì)應(yīng)于焊接操作的數(shù)據(jù)、對(duì)應(yīng)于焊接操作的視頻和/或參數(shù)數(shù)據(jù)、對(duì)應(yīng)于操作員的身份和/或登記號(hào)的數(shù)據(jù)、對(duì)應(yīng)于過往操作員表現(xiàn)的數(shù)據(jù)等)、指令(例如，用于焊接系統(tǒng)、感測(cè)裝置16的軟件或固件等)以及任何其它適當(dāng)數(shù)據(jù)。如應(yīng)了解的是，對(duì)應(yīng)于焊接操作的數(shù)據(jù)可包含焊接操作的視頻記錄、模擬視頻、焊炬14的取向、焊炬14的位置、工作角度、行進(jìn)角度、焊炬14的接觸末端與工件之間的距離、行進(jìn)速度、朝向、電壓、電流、橫越路徑、不連續(xù)性分析、焊接裝置設(shè)定等。

存儲(chǔ)器裝置22可包含易失性存儲(chǔ)器(例如，隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(ram))和/或非易失性存儲(chǔ)器(例如，只讀存儲(chǔ)器(rom))。存儲(chǔ)器裝置22可存儲(chǔ)各種信息，并可用于各種目的。例如，存儲(chǔ)器裝置22可存儲(chǔ)供處理器20執(zhí)行的處理器可執(zhí)行指令(例如，固件或軟件)，例如，用于焊接訓(xùn)練模擬、用于感測(cè)裝置16和/或用于操作員識(shí)別系統(tǒng)43的指令。此外，用于各種焊接工藝的各種控制機(jī)制與相關(guān)聯(lián)的設(shè)定和參數(shù)可連同代碼一起存儲(chǔ)在存儲(chǔ)裝置24和/或存儲(chǔ)器裝置22中，其中所述代碼被配置成在操作期間提供具體輸出(例如，起始送絲、允許氣體流動(dòng)、捕獲焊接電流數(shù)據(jù)、檢測(cè)短路參數(shù)、確定飛濺物的量等)。焊接電力供應(yīng)器28可用于將焊接電力提供給實(shí)況電弧焊接操作，并且送絲機(jī)30可用于將焊絲提供給實(shí)況電弧焊接操作。

焊接系統(tǒng)10包含顯示與焊接相關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)和/或屏幕的顯示器32(例如，顯示對(duì)應(yīng)于焊接軟件的數(shù)據(jù))。例如，顯示器32可將圖形用戶界面提供給焊接操作員(例如，焊接教員、焊接學(xué)員)。圖形用戶界面可提供各種屏幕以使焊接教員能夠組織班級(jí)、將作業(yè)提供給班級(jí)、分析班級(jí)所執(zhí)行的作業(yè)、將作業(yè)提供給個(gè)人、分析個(gè)人所執(zhí)行的作業(yè)、添加、改變和/或刪除焊接作業(yè)的參數(shù)，等等。此外，圖形用戶界面可提供各種屏幕以使焊接操作員(例如，焊接學(xué)員)能夠執(zhí)行焊接作業(yè)，查看先前焊接作業(yè)的結(jié)果，等等。在某些實(shí)施例中，顯示器32可以是觸摸屏顯示器，其中所述觸摸屏顯示器被配置成接收觸摸輸入并將對(duì)應(yīng)于觸摸輸入的數(shù)據(jù)提供給計(jì)算機(jī)18。

外部顯示器34耦接到計(jì)算機(jī)18以使遠(yuǎn)離焊接系統(tǒng)10的個(gè)人能夠查看對(duì)應(yīng)于焊接系統(tǒng)10的數(shù)據(jù)。此外，網(wǎng)絡(luò)裝置36耦接到計(jì)算機(jī)18以使計(jì)算機(jī)18能夠與連接到因特網(wǎng)或另一網(wǎng)絡(luò)38的其它裝置通信(例如，將測(cè)試結(jié)果提供給另一裝置和/或從另一裝置接收測(cè)試結(jié)果)。例如，網(wǎng)絡(luò)裝置36可使計(jì)算機(jī)18能夠與外部焊接系統(tǒng)40、生產(chǎn)焊接系統(tǒng)42、遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)44和/或數(shù)據(jù)存儲(chǔ)系統(tǒng)(例如，云存儲(chǔ)系統(tǒng))318通信。如可了解的是，本文所述的焊接系統(tǒng)10可用于以節(jié)約成本的方式訓(xùn)練焊接學(xué)員。在一些實(shí)施例中，一個(gè)或更多個(gè)焊接系統(tǒng)10可包含頭盔41，其中頭盔41可包含顯示器32以及一個(gè)或更多個(gè)感測(cè)裝置16，例如，光學(xué)或聲學(xué)感測(cè)裝置。如下文更詳細(xì)地描述，頭盔41通信地耦接到計(jì)算機(jī)18，并且頭盔41可便于焊接訓(xùn)練和/或焊接監(jiān)視而無需訓(xùn)練支架12。在一些實(shí)施例中，與頭盔41集成的一個(gè)或更多個(gè)感測(cè)裝置16可便于焊接訓(xùn)練和/或焊接監(jiān)視而無需處于頭盔41的外部的獨(dú)立感測(cè)裝置16。此外，焊接系統(tǒng)10被配置成以為焊接學(xué)員預(yù)備高質(zhì)量生產(chǎn)焊接的方式將真實(shí)焊接與模擬焊接結(jié)合到一起。

操作員識(shí)別系統(tǒng)43耦接到計(jì)算機(jī)18以使利用焊接系統(tǒng)10的操作員能夠被識(shí)別。操作員識(shí)別系統(tǒng)43利用一種或更多種類型的操作員信息(例如，識(shí)別符)來識(shí)別操作員。操作員信息可包含(但不限于)可重置識(shí)別符45(例如，密碼、運(yùn)動(dòng)序列、操作員執(zhí)行的動(dòng)作)、生物特征識(shí)別符47(例如，視網(wǎng)膜掃描、指紋、掌紋、面部輪廓、語音輪廓、操作員天生的特點(diǎn))、至少部分基于生物特征識(shí)別符47的信息、標(biāo)志49(例如，密鑰、密鑰卡、射頻識(shí)別(rfid)標(biāo)簽、通行證、條碼、物理識(shí)別符)或其任何組合。作為附加或替代，教員或管理員可將輸入提供給操作員識(shí)別系統(tǒng)43以驗(yàn)證操作員的身份，由此針對(duì)焊接會(huì)話(例如，焊接作業(yè))和相關(guān)聯(lián)的焊接數(shù)據(jù)向操作員授權(quán)。也就是說，操作員的識(shí)別可涉及一個(gè)或更多個(gè)步驟，例如，經(jīng)由從操作員接收的信息而進(jìn)行的操作員識(shí)別以及經(jīng)由從操作員的教員和/或管理員接收的信息而進(jìn)行的操作員驗(yàn)證。在一些實(shí)施例中，操作員識(shí)別系統(tǒng)43可利用一個(gè)或更多個(gè)感測(cè)裝置16以便于操作員識(shí)別。例如，焊接系統(tǒng)10的相機(jī)或麥克風(fēng)可接收生物特征識(shí)別符47。此外，操作員識(shí)別系統(tǒng)43可具有被配置成接收一種或更多種類型的操作員識(shí)別信息的輸入裝置51(例如，小鍵盤、觸摸屏、視網(wǎng)膜掃描儀、指紋傳感器、相機(jī)、麥克風(fēng)、條碼掃描儀、無線電收發(fā)器等)。

操作員識(shí)別系統(tǒng)43可在執(zhí)行焊接工藝(例如，實(shí)況工藝、訓(xùn)練工藝、模擬工藝、虛擬現(xiàn)實(shí)工藝)之前或在執(zhí)行焊接工藝之后識(shí)別操作員。在一些實(shí)施例中，操作員識(shí)別系統(tǒng)43可基于輸入裝置51處所接收的一個(gè)或更多個(gè)識(shí)別符而使操作員能夠或不能夠利用焊接系統(tǒng)10。例如，操作員識(shí)別系統(tǒng)43可使第一操作員(例如，學(xué)員)不能夠利用焊接系統(tǒng)10，直到操作員識(shí)別系統(tǒng)43從第一操作員接收可識(shí)別第一操作員的第一輸入為止。在一些實(shí)施例中，焊接系統(tǒng)10可使第一操作員能夠執(zhí)行與焊接系統(tǒng)10的焊接會(huì)話而無需第一操作員的身份的驗(yàn)證；然而，焊接系統(tǒng)10可僅在至少部分基于來自第二操作員(例如，教員、管理員)的第二輸入而驗(yàn)證第一操作員的身份之后存儲(chǔ)和/或傳輸與此焊接會(huì)話相關(guān)聯(lián)的焊接數(shù)據(jù)。也就是說，操作員識(shí)別系統(tǒng)43可禁止與焊接會(huì)話相關(guān)聯(lián)的焊接數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)或傳輸，直到執(zhí)行焊接會(huì)話的第一操作員的身份被第二操作員驗(yàn)證為止。此外，焊接系統(tǒng)10的一些實(shí)施例可使第一操作員不能夠利用焊接系統(tǒng)，直到從第二操作員接收到驗(yàn)證第一操作員的身份的第二輸入為止，其中第一操作員的身份是基于來自第一操作員的第一輸入來初步確定的。在一些實(shí)施例中，操作員識(shí)別系統(tǒng)43可例如經(jīng)由焊接工藝期間對(duì)操作員的特性進(jìn)行識(shí)別而在焊接工藝期間識(shí)別操作員。例如，第一操作員可以不同于第二操作員的方式握持焊炬，并且耦接到操作員識(shí)別系統(tǒng)43的感測(cè)裝置16(例如，相機(jī))可便于區(qū)別第一操作員與第二操作員。作為附加或替代，操作員識(shí)別系統(tǒng)43可包含焊炬14或頭盔41上的傳感器(例如，指紋掃描儀、相機(jī)、麥克風(fēng))。在一些實(shí)施例中，教員和/或管理員可在焊接工藝的完成之后確認(rèn)是所識(shí)別的操作員執(zhí)行了焊接工藝。

操作員識(shí)別系統(tǒng)43可與計(jì)算機(jī)18通信以利用所接收的識(shí)別信息來確定操作員的身份。在一些實(shí)施例中，計(jì)算機(jī)18可與網(wǎng)絡(luò)38和/或遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)44通信以確定操作員的身份。計(jì)算機(jī)18可在識(shí)別操作員之后控制顯示器32以顯示與操作員相關(guān)聯(lián)的信息中的至少一些。例如，顯示器32可呈現(xiàn)姓名、照片、登記號(hào)、經(jīng)驗(yàn)水平或其任何組合。在一些實(shí)施例中，操作員識(shí)別系統(tǒng)43可與一個(gè)或更多個(gè)焊接系統(tǒng)10一起利用。

計(jì)算機(jī)18可在相應(yīng)焊接會(huì)話由操作員執(zhí)行期間和/或之后接收對(duì)應(yīng)于焊接會(huì)話(例如，焊接作業(yè))的焊接數(shù)據(jù)(例如，焊接參數(shù)、電弧參數(shù))。計(jì)算機(jī)18可從網(wǎng)絡(luò)38、一個(gè)或更多個(gè)感測(cè)裝置16、焊炬14、焊接電力供應(yīng)器28、送絲機(jī)30或頭盔41或其任何組合接收焊接數(shù)據(jù)。作為附加或替代，計(jì)算機(jī)18可例如經(jīng)由操作員特有的登記號(hào)、操作員的姓名和/或操作員的照片而將所接收的焊接數(shù)據(jù)與操作員的身份相關(guān)聯(lián)。此外，計(jì)算機(jī)18可將相關(guān)聯(lián)的焊接數(shù)據(jù)和操作員的身份(例如，登記號(hào))傳輸?shù)胶附酉到y(tǒng)10內(nèi)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)系統(tǒng)或經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)38傳輸?shù)轿挥谶h(yuǎn)處的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)系統(tǒng)。焊接數(shù)據(jù)與操作員的身份的關(guān)聯(lián)(例如，經(jīng)由登記號(hào))遠(yuǎn)不止能夠從操作員收集無關(guān)聯(lián)的焊接數(shù)據(jù)。即，焊接數(shù)據(jù)與操作員特有的登記號(hào)的關(guān)聯(lián)使靠近或遠(yuǎn)離操作員的某人(例如，操作員、教員、管理員)能夠經(jīng)由登記號(hào)長時(shí)間地追蹤操作員的表現(xiàn)、進(jìn)步和技術(shù)。

圖2是圖1的焊接系統(tǒng)10的一些部分的實(shí)施例的框圖。如圖示，電力分配組件46將電力提供給焊炬14和計(jì)算機(jī)18。此外，焊炬14包含控制電路52，其中控制電路52被配置成控制焊炬14的操作。在所圖示的實(shí)施例中，控制電路52包含一個(gè)或更多個(gè)處理器54、存儲(chǔ)器裝置56和存儲(chǔ)裝置58。在其它實(shí)施例中，控制電路52可不包含處理器54、存儲(chǔ)器裝置56和/或存儲(chǔ)裝置58。處理器54可用于執(zhí)行軟件，例如，焊炬軟件。此外，處理器54可類似于先前所述的處理器20。此外，存儲(chǔ)器裝置56可類似于存儲(chǔ)器裝置22，并且存儲(chǔ)裝置58可類似于存儲(chǔ)裝置24。

焊炬14包含用戶接口60以使焊接操作員(例如，焊接學(xué)員、焊接教員等)能夠與焊炬14交互和/或?qū)⑤斎胩峁┙o焊炬14。例如，用戶接口60可包含按鈕、開關(guān)、觸摸屏、觸摸板、掃描儀等。由焊接操作員提供給焊炬14的輸入可被提供給計(jì)算機(jī)18。例如，提供給焊炬14的輸入可用于控制正由計(jì)算機(jī)18執(zhí)行的焊接軟件。因此，焊接操作員可使用焊炬14上的用戶接口60以導(dǎo)航焊接軟件屏幕、設(shè)置過程、數(shù)據(jù)分析、焊接課程，在焊接軟件內(nèi)進(jìn)行選擇，配置焊接軟件，等等。因此，焊接操作員可使用焊炬14來控制焊接軟件(例如，焊接操作員不需要放下焊炬14來使用不同輸入裝置)。焊炬14還包含視覺指示器61，例如，顯示器62和led64。視覺指示器61可被配置成指示或顯示對(duì)應(yīng)于焊接、焊接訓(xùn)練和/或焊接軟件的數(shù)據(jù)和/或圖像。例如，視覺指示器61可被配置成指示焊炬取向、焊炬行進(jìn)速度、焊炬位置、接觸末端到工件距離、焊炬14的朝向、焊接操作員的訓(xùn)練信息等。此外，視覺指示器61可被配置成在焊接之前、在焊接期間和/或在焊接之后提供視覺指示。在某些實(shí)施例中，led64可發(fā)光以便于其被感測(cè)裝置16檢測(cè)。在這些實(shí)施例中，led64可被定位成使感測(cè)裝置16能夠基于led64的空間位置來確定焊炬14的位置和/或取向。每個(gè)led64可以可見、紅外或紫外光譜或其組合發(fā)射光。

如可了解的是，圖71圖示焊炬14的朝向的實(shí)施例。在焊絲電極174沿著焊炬14的軸線53延伸的情況下，從焊絲電極沿著軸線53延伸的投影線55在交點(diǎn)57處與工件82相交。如本文所利用，術(shù)語“朝向”可被定義為交點(diǎn)57與工件82的接頭67的中心63之間沿著工件82的最短距離59。

返回到圖2，在某些實(shí)施例中，焊炬14包含電力轉(zhuǎn)換電路66，其中電力轉(zhuǎn)換電路66被配置成從電力分配組件46、計(jì)算機(jī)18或另一裝置接收電力，并轉(zhuǎn)換所接收的電力以對(duì)焊炬14供電。在某些實(shí)施例中，焊炬14可接收已轉(zhuǎn)換的電力和/或不利用電力轉(zhuǎn)換。此外，在一些實(shí)施例中，焊炬14可由電池或任何適當(dāng)供電機(jī)構(gòu)供電。焊炬14還包含通信接口68(例如，rs-232驅(qū)動(dòng)器)以便于焊炬14和計(jì)算機(jī)18之間的通信。因此，提供給焊炬14的輸入可被提供給計(jì)算機(jī)18。

焊炬14包含扳機(jī)70，其中扳機(jī)70被配置成在斷開位置(如圖示)與閉合位置之間機(jī)械地致動(dòng)扳機(jī)開關(guān)72。扳機(jī)70提供導(dǎo)線71以將指示扳機(jī)開關(guān)72處于斷開位置還是閉合位置的信號(hào)攜載到控制電路52。送絲機(jī)30、焊接電力供應(yīng)器28和/或計(jì)算機(jī)18可確定是否存在跨越第一扳機(jī)導(dǎo)線74和第二扳機(jī)導(dǎo)線76貫穿焊炬14的連通性。扳機(jī)開關(guān)72電耦接在第一扳機(jī)導(dǎo)線74與第二扳機(jī)導(dǎo)線76之間。跨越第一扳機(jī)導(dǎo)線74和第二扳機(jī)導(dǎo)線76的連通性可以通過以下方式來確定：跨越導(dǎo)線74和76而施加電壓，跨越導(dǎo)線74和76而施加電流，跨越導(dǎo)線74和76而測(cè)量電阻，等等。在某些實(shí)施例中，第一扳機(jī)導(dǎo)線74的一些部分和/或第二扳機(jī)導(dǎo)線76的一些部分可設(shè)置在焊炬14的連接器內(nèi)。此外，在某些實(shí)施例中，開關(guān)和/或?qū)Ь€在焊炬14內(nèi)的布置可不同于圖2所圖示的情形。

焊接電力供應(yīng)器28可基于是否存在跨越導(dǎo)線74和76的連通性而確定是否允許焊接電力流經(jīng)焊炬14。例如，當(dāng)存在跨越導(dǎo)線74和76的連通性時(shí)，焊接電力供應(yīng)器28可允許焊接電力流經(jīng)焊炬14，并且當(dāng)存在跨越導(dǎo)線74和76的開路時(shí)，焊接電力供應(yīng)器28可阻斷焊接電力流經(jīng)焊炬14。此外，當(dāng)存在跨越導(dǎo)線74和76的連通性時(shí)，送絲機(jī)30可將焊絲提供給焊炬14，并且當(dāng)存在跨越導(dǎo)線74和76的開路時(shí)，送絲機(jī)30可阻斷將焊絲提供給焊炬14。此外，計(jì)算機(jī)18可使用跨越導(dǎo)線74和76的連通性和/或扳機(jī)70或扳機(jī)開關(guān)72的位置來開始和/或停止焊接操作、焊接模擬、數(shù)據(jù)記錄等。

在扳機(jī)開關(guān)72處于斷開位置時(shí)，存在跨越導(dǎo)線74和76的開路，因此，扳機(jī)開關(guān)72的斷開位置阻斷導(dǎo)線74與76之間的電子流動(dòng)。因此，焊接電力供應(yīng)器28可阻斷焊接電力流經(jīng)焊炬14，并且送絲機(jī)30可阻斷將焊絲提供給焊炬14。按壓扳機(jī)70將扳機(jī)開關(guān)72引導(dǎo)到閉合位置，只要扳機(jī)70被按壓，扳機(jī)開關(guān)72就保持在閉合位置。在扳機(jī)開關(guān)72處于閉合位置時(shí)，在第一扳機(jī)導(dǎo)線74與電連接到扳機(jī)開關(guān)72與訓(xùn)練開關(guān)78的導(dǎo)線77之間存在連通性。

訓(xùn)練開關(guān)78電耦接在第一扳機(jī)導(dǎo)線74與第二扳機(jī)導(dǎo)線76之間。此外，訓(xùn)練開關(guān)78由控制電路52電控制到斷開位置或閉合位置。在某些實(shí)施例中，訓(xùn)練開關(guān)78可以是任何適當(dāng)電控開關(guān)，例如，晶體管、繼電器等?？刂齐娐?2可將訓(xùn)練開關(guān)78選擇性地控制到斷開位置或閉合位置。例如，當(dāng)焊接系統(tǒng)10的焊接軟件在實(shí)況電弧模式中操作時(shí)，控制電路52可被配置成在扳機(jī)70被按壓時(shí)，將訓(xùn)練開關(guān)78控制到閉合位置以實(shí)現(xiàn)實(shí)況焊接電弧。相比之下，當(dāng)焊接系統(tǒng)10的焊接軟件在實(shí)況電弧模式以外的任何模式(例如，模擬、虛擬現(xiàn)實(shí)、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)等)中操作時(shí)，控制電路52可被配置成將訓(xùn)練開關(guān)78控制到斷開位置以阻斷實(shí)況焊接電弧(通過阻斷導(dǎo)線74與76之間的電子流動(dòng))。

在某些實(shí)施例中，訓(xùn)練開關(guān)78可默認(rèn)地處于斷開位置，因此跨越導(dǎo)線74和76而建立開路。如可了解的是，當(dāng)訓(xùn)練開關(guān)78處于斷開位置中時(shí)，不管扳機(jī)開關(guān)72的位置如何，將存在跨越導(dǎo)線74和76的開路(例如，導(dǎo)線74和76之間的電子流動(dòng)被訓(xùn)練開關(guān)78的斷開位置阻斷)。然而，當(dāng)訓(xùn)練開關(guān)78被控制到閉合位置并且扳機(jī)開關(guān)72處于閉合位置中時(shí)，在導(dǎo)線74和76之間建立傳導(dǎo)性(例如，實(shí)現(xiàn)導(dǎo)線74和76之間的電子流動(dòng))。因此，僅當(dāng)訓(xùn)練開關(guān)78處于閉合位置中并且扳機(jī)開關(guān)72處于閉合位置中時(shí)，焊接電力供應(yīng)器28可允許焊接電力流經(jīng)焊炬14。例如，焊接電力可從焊接電力供應(yīng)器28流經(jīng)焊接電纜80、焊炬14、工件82并經(jīng)由工作電纜84而返回到焊接電力供應(yīng)器28(例如，電極-負(fù)接或正極性)。相反，焊接電力可從焊接電力供應(yīng)器28流經(jīng)工作電纜84、工件82、焊炬14并經(jīng)由焊接電纜80而返回到焊接電力供應(yīng)器28(例如，電極-正接或反極性)。

如可了解的是，訓(xùn)練開關(guān)78可在物理上位于焊接系統(tǒng)10的任何適當(dāng)部分中，例如，位于計(jì)算機(jī)18等中。此外，在某些實(shí)施例中，訓(xùn)練開關(guān)78的功能可由焊接系統(tǒng)10中的任何適當(dāng)硬件和/或軟件替換。

圖2a是圖1的焊炬14的電路的實(shí)施例的示意圖。在所圖示的實(shí)施例中，扳機(jī)開關(guān)72將電力供應(yīng)導(dǎo)線(例如，電壓源等)選擇性地連接到導(dǎo)線71。因此，當(dāng)扳機(jī)開關(guān)72斷開時(shí)，沒有電壓被施加到導(dǎo)線71，并且扳機(jī)開關(guān)72閉合時(shí)，來自電力供應(yīng)導(dǎo)線的電壓被供應(yīng)到導(dǎo)線71。扳機(jī)啟用信號(hào)(例如，trigger_en)可由控制電路52提供以選擇性地控制訓(xùn)練開關(guān)78，并且因此控制送絲機(jī)啟用開關(guān)85。例如，當(dāng)扳機(jī)啟用信號(hào)將訓(xùn)練開關(guān)78控制到斷開位置時(shí)，沒有電壓被施加到送絲機(jī)啟用開關(guān)85(例如，經(jīng)由feeder_en連接)，因此將送絲機(jī)啟用開關(guān)85維持在斷開位置中。相反，當(dāng)扳機(jī)啟用信號(hào)將訓(xùn)練開關(guān)78控制到閉合位置時(shí)，電壓被施加到送絲機(jī)啟用開關(guān)85，因此將送絲機(jī)啟用開關(guān)85控制到閉合位置。在送絲機(jī)啟用開關(guān)85處于閉合位置時(shí)，在導(dǎo)線74和76之間建立傳導(dǎo)性。雖然提供了焊炬14電路的一個(gè)實(shí)例，但任何適當(dāng)電路可用在焊炬14內(nèi)。控制電路52的微處理器可使扳機(jī)啟用信號(hào)以預(yù)定間隔脈沖地發(fā)出以將扳機(jī)啟用信號(hào)正適當(dāng)?shù)毓ぷ鞯闹甘咎峁┙o控制電路52的檢測(cè)電路。如果檢測(cè)電路沒有檢測(cè)到扳機(jī)啟用信號(hào)，那么可以不啟用扳機(jī)。

圖3是圖1和圖2的焊炬14的實(shí)施例的立體圖。如圖示，用戶接口60包含多個(gè)按鈕86，其中按鈕86可用于將輸入提供給焊炬14。例如，按鈕86可使焊接操作員能夠遍閱焊接軟件。此外，焊炬14包含顯示器62，其中顯示器62可展示對(duì)應(yīng)于焊接軟件的焊接操作員數(shù)據(jù)、對(duì)應(yīng)于焊接操作的數(shù)據(jù)等。如圖示，led64可定位在焊炬14上的各種位置處。因此，led64可發(fā)光以便于由感測(cè)裝置16檢測(cè)。如下文更詳細(xì)地論述，一組或更多組led64可布置在焊炬14上以便于由感測(cè)裝置16檢測(cè)，而不管焊炬在焊接環(huán)境中的位置如何。例如，一組或更多組led64可布置在焊炬14周圍，并且取向(例如，居中)在使感測(cè)裝置16能夠檢測(cè)焊炬14在平焊位置、水平焊位置、垂直焊位置和仰焊位置中的位置和取向的方向上。此外，一組或更多組led64可使感測(cè)裝置16能夠?qū)嵸|(zhì)上連續(xù)地檢測(cè)焊炬14在起始焊接工藝之前在焊接環(huán)境中的各種焊接位置之間的移動(dòng)、焊炬在焊接工藝期間的移動(dòng)以及焊炬在完成焊接工藝之后的移動(dòng)或其任何組合。在一些實(shí)施例中，掃描裝置65(例如，指紋掃描儀)可布置在焊炬14上。掃描裝置65可以是操作員識(shí)別系統(tǒng)43的一部分。操作員可利用掃描裝置65以將識(shí)別信息提供給焊接系統(tǒng)10的操作員識(shí)別系統(tǒng)43。例如，操作員可在執(zhí)行焊接工藝之前和/或之后掃描手指以便于驗(yàn)證是所識(shí)別的操作員執(zhí)行了焊接工藝。在一些實(shí)施例中，操作員可在起始或結(jié)束焊接工藝的相對(duì)短暫的窗口(例如，約3秒、5秒、10秒或15秒)內(nèi)利用掃描裝置65以驗(yàn)證操作員的身份。也就是說，如果在操作員的身份的驗(yàn)證之后的短暫窗口內(nèi)未起始焊接工藝，那么焊接系統(tǒng)10和/或焊炬14可使操作員不能夠起始或結(jié)束焊接工藝。因此，操作員識(shí)別系統(tǒng)43可用于減少或消除如下情形：第二操作員所進(jìn)行的給定焊接工藝的表現(xiàn)和來自給定焊接工藝的相關(guān)聯(lián)的焊接數(shù)據(jù)被錯(cuò)誤地歸屬于未執(zhí)行給定焊接工藝的第一操作員。

圖4是圖1的支架12的實(shí)施例的立體圖。支架12包含焊接表面88，其中實(shí)況焊接(例如，真實(shí)焊接、實(shí)際焊接)和/或模擬焊接可以在焊接表面88上執(zhí)行。支腿90將為焊接表面88提供支撐。在某些實(shí)施例中，焊接表面88可包含狹槽91以輔助焊接操作員將工件82定位和取向。在某些實(shí)施例中，工件82的位置和取向可被提供給焊接系統(tǒng)10的焊接軟件以校準(zhǔn)焊接系統(tǒng)10。例如，焊接操作員可將指示提供給焊接軟件，所述指示識(shí)別工件82與焊接表面88的哪一個(gè)狹槽91對(duì)準(zhǔn)。此外，預(yù)定義的焊接作業(yè)可引導(dǎo)焊接操作員將工件82與特定狹槽91對(duì)準(zhǔn)。在某些實(shí)施例中，工件82可包含延伸部92，其中延伸部92被配置成延伸到一個(gè)或更多個(gè)狹槽91內(nèi)以將工件82與一個(gè)或更多個(gè)狹槽91對(duì)準(zhǔn)。如可了解的是，狹槽91中的每一個(gè)可定位在與焊接軟件中所定義的相應(yīng)位置對(duì)應(yīng)的位置處。

焊接表面88包含第一孔93和第二孔94。第一孔93和第二孔94可一起用于確定焊接表面88的位置和/或取向。如可了解的是，在某些實(shí)施例中，至少三個(gè)孔可用于確定焊接表面88的位置和/或取向。在一些實(shí)施例中，三個(gè)以上的孔可用于確定焊接表面88的位置和/或取向。第一孔93和第二孔94可定位在焊接表面88上的任何適當(dāng)位置處，并且可以是任何適當(dāng)大小。在某些實(shí)施例中，焊接表面88相對(duì)于感測(cè)裝置16的位置和/或取向可以使用第一孔93和第二孔94來校準(zhǔn)。例如，如下文更詳細(xì)地描述，被配置成由感測(cè)裝置16感測(cè)的校準(zhǔn)裝置可被插入到第一孔93中，或與第一孔93觸碰。當(dāng)校準(zhǔn)裝置插入到第一孔93中或觸碰第一孔93時(shí)，被提供給焊接軟件(或另一校準(zhǔn)軟件)的用戶輸入可指示校準(zhǔn)裝置被插入到第一孔93中。因此，焊接軟件可建立在第一時(shí)間從感測(cè)裝置16接收的第一數(shù)據(jù)組(例如，校準(zhǔn)數(shù)據(jù))(例如，位置和/或取向數(shù)據(jù))與第一孔93的位置之間的相關(guān)性。校準(zhǔn)裝置可接著被插入到第二孔94中或與第二孔94觸碰。當(dāng)校準(zhǔn)裝置插入到第二孔94中或觸碰第二孔94時(shí)，被提供給焊接軟件的用戶輸入可指示校準(zhǔn)裝置被插入到第二孔94中。因此，焊接軟件可建立在第二時(shí)間從感測(cè)裝置16接收的第二數(shù)據(jù)組(例如，校準(zhǔn)數(shù)據(jù))與第二孔94的位置之間的相關(guān)性。因此，焊接軟件可能夠使用在第一時(shí)間接收的第一數(shù)據(jù)組以及在第二時(shí)間接收的第二數(shù)據(jù)組而校準(zhǔn)焊接表面88相對(duì)于感測(cè)裝置16的位置和/或取向。

焊接表面88還包含第一標(biāo)記物95和第二標(biāo)記物96。第一標(biāo)記物95和第二標(biāo)記物96可一起用于確定焊接表面88的位置和/或取向。如可了解的是，在某些實(shí)施例中，至少三個(gè)標(biāo)記物可用于確定焊接表面88的位置和/或取向。在一些實(shí)施例中，三個(gè)以上的標(biāo)記物可用于確定焊接表面88的位置和/或取向。第一標(biāo)記物95和第二標(biāo)記物96可由任何適當(dāng)材料形成。此外，在某些實(shí)施例中，第一標(biāo)記物95和第二標(biāo)記物96可構(gòu)建到焊接表面88中，而在其它實(shí)施例中，第一標(biāo)記物95和第二標(biāo)記物96可附接到焊接表面88。例如，第一標(biāo)記物95和第二標(biāo)記物96可使用粘合劑而附接到焊接表面88，和/或第一標(biāo)記物95和第二標(biāo)記物96可以是貼紙(例如，膠帶)。第一標(biāo)記物95和第二標(biāo)記物96可具有任何適當(dāng)形狀、大小和/或顏色。此外，在某些實(shí)施例中，第一標(biāo)記物95和第二標(biāo)記物96可以是由反射性材料形成的反射體(例如，回射體)。第一標(biāo)記物95和第二標(biāo)記物96可由焊接系統(tǒng)10使用，以校準(zhǔn)焊接表面88相對(duì)于感測(cè)裝置16的位置和/或取向而無需獨(dú)立校準(zhǔn)裝置。因此，第一標(biāo)記物95和第二標(biāo)記物96被配置成由感測(cè)裝置16檢測(cè)。在某些實(shí)施例中，第一標(biāo)記物95和第二標(biāo)記物96可定位在焊接表面88上的預(yù)定位置處。此外，焊接軟件可被編程為使用預(yù)定位置來確定焊接表面88的位置和/或取向。在其它實(shí)施例中，第一標(biāo)記物95和第二標(biāo)記物96的位置可在校準(zhǔn)期間被提供給焊接軟件。在第一標(biāo)記物95和第二標(biāo)記物96處于焊接表面88上的情況下，感測(cè)裝置16可感測(cè)第一標(biāo)記物95和第二標(biāo)記物96相對(duì)于感測(cè)裝置16的位置和/或取向。結(jié)合第一標(biāo)記物95和第二標(biāo)記物96在焊接表面88上的位置使用此感測(cè)數(shù)據(jù)，焊接軟件可能夠校準(zhǔn)焊接表面88相對(duì)于感測(cè)裝置16的位置和/或取向。在一些實(shí)施例中，焊接表面88可以是可移除的和/或正反兩用的。在這些實(shí)施例中，例如如果焊接表面88變得磨損，那么焊接表面88可被翻轉(zhuǎn)。

在所圖示的實(shí)施例中，工件82包含第一標(biāo)記物98和第二標(biāo)記物99。第一標(biāo)記物98和第二標(biāo)記物99可一起用于確定工件82的位置和/或取向。如可了解的是，至少兩個(gè)標(biāo)記物用于確定工件82的位置和/或取向。在某些實(shí)施例中，兩個(gè)以上的標(biāo)記物可用于確定工件82的位置和/或取向。第一標(biāo)記物98和第二標(biāo)記物99可由任何適當(dāng)材料形成。此外，在某些實(shí)施例中，第一標(biāo)記物98和第二標(biāo)記物99可構(gòu)建到工件82中，而在其它實(shí)施例中，第一標(biāo)記物98和第二標(biāo)記物99可附接到工件82。例如，第一標(biāo)記物98和第二標(biāo)記物99可使用粘合劑而附接到工件82，和/或第一標(biāo)記物98和第二標(biāo)記物99可以是貼紙。作為另一實(shí)例，第一標(biāo)記物98和第二標(biāo)記物99可被夾緊或夾持到工件82上。第一標(biāo)記物98和第二標(biāo)記物99可具有任何適當(dāng)形狀、大小和/或顏色。此外，在某些實(shí)施例中，第一標(biāo)記物98和第二標(biāo)記物99可以是由反射性材料形成的反射體(例如，回射體)。第一標(biāo)記物98和第二標(biāo)記物99可由焊接系統(tǒng)10使用，以校準(zhǔn)工件82相對(duì)于感測(cè)裝置16的位置和/或取向而無需獨(dú)立校準(zhǔn)裝置。因此，第一標(biāo)記物98和第二標(biāo)記物99被配置成由感測(cè)裝置16檢測(cè)。在某些實(shí)施例中，第一標(biāo)記物98和第二標(biāo)記物99可定位在工件82上的預(yù)定位置處。此外，焊接軟件可被編程為使用預(yù)定位置來確定工件82的位置和/或取向。在其它實(shí)施例中，第一標(biāo)記物98和第二標(biāo)記物99的位置可在校準(zhǔn)期間被提供給焊接軟件。在第一標(biāo)記物98和第二標(biāo)記物99處于工件82上的情況下，感測(cè)裝置16可感測(cè)第一標(biāo)記物98和第二標(biāo)記物99相對(duì)于感測(cè)裝置16的位置和/或取向。結(jié)合第一標(biāo)記物98和第二標(biāo)記物99在工件82上的位置使用此感測(cè)數(shù)據(jù)，焊接軟件可能夠校準(zhǔn)工件82相對(duì)于感測(cè)裝置16的位置和/或取向。雖然標(biāo)記物95、96、98和99在本文中已被描述為由感測(cè)裝置16檢測(cè)，但在某些實(shí)施例中，標(biāo)記物95、96、98和99可指示校準(zhǔn)裝置將被觸碰以使用校準(zhǔn)裝置來校準(zhǔn)的位置，如先前所描述。

支架12包含第一臂100，其中第一臂100從焊接表面88垂直地延伸并被配置成對(duì)感測(cè)裝置16和顯示器32提供支撐。手柄101附接到第一臂100，并且可用于調(diào)整感測(cè)裝置16相對(duì)于第一臂100的取向。例如，隨著手柄101被調(diào)整，延伸穿過第一臂100的機(jī)械部件可調(diào)整感測(cè)裝置16的角度。顯示器32包含蓋102以保護(hù)顯示器32免受可能在實(shí)況焊接操作期間出現(xiàn)的焊接發(fā)射物的影響。蓋102可由任何適當(dāng)材料制成，例如，透明材料、聚合物等。通過使用透明材料的蓋，在蓋102定位在顯示器32之前時(shí)，焊接操作員可例如在焊接操作之前、期間和/或之后觀察顯示器32。感測(cè)裝置16可包含相機(jī)104，其中相機(jī)104耦接到第一臂100以記錄焊接操作。在某些實(shí)施例中，相機(jī)104可以是高動(dòng)態(tài)范圍(hdr)相機(jī)。此外，感測(cè)裝置16可包含耦接到第一臂100的發(fā)射器105。發(fā)射器105可用于校準(zhǔn)焊接表面88相對(duì)于感測(cè)裝置16的位置和/或取向。例如，發(fā)射器105可被配置成將可見圖案發(fā)射到焊接表面88、工件82、焊炬14或操作員或其任何組合上。也就是說，發(fā)射器105所發(fā)射的圖案對(duì)于相機(jī)104來說是可見的。發(fā)射器105可發(fā)射處于期望波長(例如，紅外光譜、可見光譜或紫外光譜中的波長(例如，約1mm到120nm))下的可見圖案?？梢妶D案可展示到焊接表面88和/或工件82上。此外，可見圖案可由感測(cè)裝置16檢測(cè)以校準(zhǔn)焊接表面88相對(duì)于感測(cè)裝置16的位置和/或取向。例如，基于可見圖案的特定特征，對(duì)準(zhǔn)和/或取向可由感測(cè)裝置16和/或焊接軟件確定。此外，發(fā)射器105所發(fā)射的可見圖案可用于便于將工件82定位在焊接表面88上。如下文更詳細(xì)地論述，可見圖案可由感測(cè)裝置16(例如，相機(jī)104)檢測(cè)以確定工件82的形狀(例如，管狀、s形、i形、u形)、操作員或焊炬14在焊接之前的位置。在一些實(shí)施例中，可見圖案可由感測(cè)裝置16在焊接期間檢測(cè)以檢測(cè)工件82、操作員、焊炬14或其任何組合。

在一些實(shí)施例中，支架12的一個(gè)或更多個(gè)感測(cè)裝置16可包含第二相機(jī)109，其中第二相機(jī)109耦接到第三臂107以按照與相機(jī)104類似的方式記錄焊接操作。此外，耦接到第三臂107的第二發(fā)射器113可將可見圖案發(fā)射到焊接表面88、工件82、焊炬14或操作員或其任何組合上。第二發(fā)射器113可發(fā)射處于期望波長(例如，紅外光譜、可見光譜或紫外光譜中的波長)下的可見圖案。從第二發(fā)射器113發(fā)射的可見圖案可以是與發(fā)射器105所發(fā)射的可見圖案大致上相同的波長或不同的波長。如可了解的是，第二相機(jī)109和第二發(fā)射器113可被定位成相對(duì)于工件82具有不同于相機(jī)104和發(fā)射器105的取向(例如，與之垂直，大于約5°、10°、20°、30°、45°、50°、60°、75°或80°或更大)，因此在任一臂100、107的感測(cè)裝置16從焊接環(huán)境的一部分的角度來看不可見的情形下，能夠確定工件82的形狀、操作員的位置或焊炬14的位置。在一些實(shí)施例中，感測(cè)裝置16可包含在支架12上或在支架12外而布置在焊接環(huán)境周圍各種點(diǎn)處的多組相機(jī)和發(fā)射器，以在一個(gè)或更多個(gè)感測(cè)裝置從焊接環(huán)境的角度來看不可見的情況下便于監(jiān)視物體在焊接環(huán)境中的位置和移動(dòng)。如下文更詳細(xì)地論述，接收器(例如，相機(jī)104)和發(fā)射器105可與焊接頭盔41集成，因此使訓(xùn)練系統(tǒng)10能夠監(jiān)視焊炬14和工件相對(duì)于焊接頭盔41的位置和/或取向。

支架12還包含第二臂106，其中第二臂106從焊接表面88垂直地延伸并被配置成對(duì)焊板108(例如，垂直焊板、水平焊板、仰焊板)提供支撐。第二臂106可以是可調(diào)整的，以便于在不同高度處進(jìn)行仰焊。此外，第二臂106可按許多不同方式來制造以便于在不同高度處進(jìn)行仰焊。焊板108使用安裝組件110而耦接到第二臂106。安裝組件110便于使焊板108旋轉(zhuǎn)，如箭頭111所圖示。例如，焊板108可從如圖示大體上在水平平面中延伸的狀態(tài)(例如，進(jìn)行仰焊)旋轉(zhuǎn)至大體上在垂直平面中延伸的狀態(tài)(例如，進(jìn)行垂直焊)。焊板108包含焊接表面112。焊接表面112包含狹槽114，類似于焊接表面88上的狹槽91，狹槽114可輔助焊接操作員將工件82定位焊接表面112上。在某些實(shí)施例中，工件82的位置可被提供給焊接系統(tǒng)10的焊接軟件以校準(zhǔn)焊接系統(tǒng)10。例如，焊接操作員可將識(shí)別工件82與焊接表面112的哪一狹槽114對(duì)準(zhǔn)的指示提供給焊接軟件。此外，預(yù)定義的焊接作業(yè)可引導(dǎo)焊接操作員將工件82與特定狹槽114對(duì)準(zhǔn)。在某些實(shí)施例中，工件82可包含延伸部，其中所述延伸部被配置成延伸到一個(gè)或更多個(gè)狹槽114內(nèi)以將工件82與一個(gè)或更多個(gè)狹槽114對(duì)準(zhǔn)。如可了解的是，狹槽114中的每一個(gè)可定位在與焊接軟件中所定義的相應(yīng)位置對(duì)應(yīng)的位置處。

焊接表面112還包含第一標(biāo)記物116和第二標(biāo)記物118。第一標(biāo)記物116和第二標(biāo)記物118可一起用于確定焊接表面112的位置和/或取向。如可了解的是，至少兩個(gè)標(biāo)記物用于確定焊接表面112的位置和/或取向。在某些實(shí)施例中，兩個(gè)以上的標(biāo)記物可用于確定焊接表面112的位置和/或取向。第一標(biāo)記物116和第二標(biāo)記物118可由任何適當(dāng)材料形成。此外，在某些實(shí)施例中，第一標(biāo)記物116和第二標(biāo)記物118可構(gòu)建到焊接表面112(或焊板108的另一部分)中，而在其它實(shí)施例中，第一標(biāo)記物116和第二標(biāo)記物118可附接到焊接表面112(或焊板108的另一部分)。例如，第一標(biāo)記物116和第二標(biāo)記物118可使用粘合劑而附接到焊接表面112，和/或第一標(biāo)記物116和第二標(biāo)記物118可以是貼紙(例如，膠帶)。作為另一實(shí)例，第一標(biāo)記物116和第二標(biāo)記物118可被夾緊或夾持到焊接表面112上。在一些實(shí)施例中，第一標(biāo)記物116和第二標(biāo)記物118可集成到固持夾中，所述固持夾被夾持到焊接試樣上。第一標(biāo)記物116和第二標(biāo)記物118可具有任何適當(dāng)形狀、大小和/或顏色。此外，在某些實(shí)施例中，第一標(biāo)記物116和第二標(biāo)記物118可以是由反射性材料形成的反射體(例如，回射體)。

第一標(biāo)記物116和第二標(biāo)記物118可由焊接系統(tǒng)10使用，以校準(zhǔn)焊接表面112相對(duì)于感測(cè)裝置16的位置和/或取向而無需獨(dú)立校準(zhǔn)裝置。因此，第一標(biāo)記物116和第二標(biāo)記物118被配置成由感測(cè)裝置16檢測(cè)。在某些實(shí)施例中，第一標(biāo)記物116和第二標(biāo)記物118可定位在焊接表面112上的預(yù)定位置處。此外，焊接軟件可被編程為使用預(yù)定位置來確定焊接表面112的位置和/或取向。在其它實(shí)施例中，第一標(biāo)記物116和第二標(biāo)記物118的位置可在校準(zhǔn)期間被提供給焊接軟件。在第一標(biāo)記物116和第二標(biāo)記物118處于焊接表面112上的情況下，感測(cè)裝置16可感測(cè)第一標(biāo)記物116和第二標(biāo)記物118相對(duì)于感測(cè)裝置16的位置和/或取向。結(jié)合第一標(biāo)記物116和第二標(biāo)記物118在焊接表面112上的位置使用此感測(cè)數(shù)據(jù)，焊接軟件可能夠校準(zhǔn)焊接表面112相對(duì)于感測(cè)裝置16的位置和/或取向。此外，感測(cè)裝置16可在焊接期間感測(cè)和/或追蹤第一標(biāo)記物116和第二標(biāo)記物118以將可能在焊接期間發(fā)生的焊板108的任何移動(dòng)考慮在內(nèi)。雖然標(biāo)記物116和118在本文中已被描述為由感測(cè)裝置16檢測(cè)，但在某些實(shí)施例中，標(biāo)記物116和118可指示校準(zhǔn)裝置將被觸碰或插入以使用校準(zhǔn)裝置來校準(zhǔn)的位置，如先前所描述。

圖5是校準(zhǔn)裝置120的實(shí)施例的立體圖。在一些實(shí)施例中，校準(zhǔn)裝置120形如焊炬，并且可用于校準(zhǔn)焊接表面88和112相對(duì)于感測(cè)裝置16的位置和/或取向。在其它實(shí)施例中，校準(zhǔn)裝置120可用于校準(zhǔn)焊接接頭的位置和/或取向。校準(zhǔn)裝置120包含把手122和噴嘴124。噴嘴124包含尖端部126，其中尖端部126可用于觸碰用于校準(zhǔn)的位置和/或插入到用于校準(zhǔn)的孔中。校準(zhǔn)裝置120還包含用戶接口128，其中用戶接口128使焊接操作員能夠提供輸入，所述輸入對(duì)應(yīng)于校準(zhǔn)裝置120觸碰用于校準(zhǔn)的位置和/或插入到用于校準(zhǔn)的孔中的時(shí)間。此外，在某些實(shí)施例中，校準(zhǔn)裝置120包含標(biāo)記物130，其中標(biāo)記物130被配置成由感測(cè)裝置16感測(cè)。如圖示，標(biāo)記物130從校準(zhǔn)裝置120延伸。如圖示，在其它實(shí)施例中，標(biāo)記物130可不從校準(zhǔn)裝置120延伸。標(biāo)記物130可以是被配置成由感測(cè)裝置16(例如，相機(jī))檢測(cè)的任何適當(dāng)標(biāo)記物。此外，標(biāo)記物130可以是任何適當(dāng)大小、形狀和/或顏色。

在校準(zhǔn)期間，感測(cè)裝置16可感測(cè)校準(zhǔn)裝置120的位置和/或校準(zhǔn)裝置120的取向。校準(zhǔn)裝置120的位置和/或取向可由焊接軟件使用，以確定焊接表面88和112中的一個(gè)或更多個(gè)相對(duì)于感測(cè)裝置16的位置和/或取向、工件82相對(duì)于感測(cè)裝置16的位置和/或取向、夾具相對(duì)于感測(cè)裝置16的位置和/或取向等。因此，校準(zhǔn)裝置120可便于校準(zhǔn)焊接系統(tǒng)10。在一些實(shí)施例中，托盤可定位在焊接表面88之下以存儲(chǔ)校準(zhǔn)裝置120。此外，在某些實(shí)施例中，如果校準(zhǔn)裝置120能夠由感測(cè)裝置16追蹤，那么可禁用實(shí)況焊接(例如，以阻斷飛濺物接觸校準(zhǔn)裝置120)。

圖6是夾具組件132的實(shí)施例的立體圖。夾具組件132可定位在焊接表面88和/或焊接表面112上，并且可將工件82固定在上面。在某些實(shí)施例中，夾具組件132可被配置成與狹槽92和114中的一個(gè)或更多個(gè)對(duì)準(zhǔn)。在其它實(shí)施例中，夾具組件132可布置在焊接表面88和/或焊接表面122上的任何位置處。夾具組件132還包含第一標(biāo)記物134和第二標(biāo)記物136。第一標(biāo)記物134和第二標(biāo)記物136可一起用于確定夾具組件132的位置和/或取向。如可了解的是，至少兩個(gè)標(biāo)記物用于確定夾具組件132的位置和/或取向。第一標(biāo)記物134和第二標(biāo)記物136可由任何適當(dāng)材料形成。此外，在某些實(shí)施例中，第一標(biāo)記物134和第二標(biāo)記物136可構(gòu)建到夾具組件132中，而在其它實(shí)施例中，第一標(biāo)記物134和第二標(biāo)記物136可附接到夾具組件132。例如，第一標(biāo)記物134和第二標(biāo)記物136可使用粘合劑而附接到夾具組件132，和/或第一標(biāo)記物134和第二標(biāo)記物136可以是貼紙(例如，膠帶)。第一標(biāo)記物134和第二標(biāo)記物136可具有任何適當(dāng)形狀、大小和/或顏色。此外，在某些實(shí)施例中，第一標(biāo)記物134和第二標(biāo)記物136可以是由反射性材料形成的反射體(例如，回射體)。第一標(biāo)記物134和第二標(biāo)記物136可由焊接系統(tǒng)10使用，以校準(zhǔn)夾具組件132相對(duì)于感測(cè)裝置16的位置和/或取向而無需獨(dú)立校準(zhǔn)裝置。因此，第一標(biāo)記物134和第二標(biāo)記物136被配置成由感測(cè)裝置16檢測(cè)。在某些實(shí)施例中，第一標(biāo)記物134和第二標(biāo)記物136可定位在夾具組件132上的預(yù)定位置處。此外，焊接軟件可被編程為使用預(yù)定位置來確定夾具組件132的位置和/或取向。在其它實(shí)施例中，第一標(biāo)記物134和第二標(biāo)記物136的位置可在校準(zhǔn)期間被提供給焊接軟件。在第一標(biāo)記物134和第二標(biāo)記物136處于夾具組件132上的情況下，感測(cè)裝置16可感測(cè)第一標(biāo)記物134和第二標(biāo)記物136相對(duì)于感測(cè)裝置16的位置和/或取向。結(jié)合第一標(biāo)記物134和第二標(biāo)記物136在夾具組件132上的位置使用此感測(cè)數(shù)據(jù)，焊接軟件可能夠校準(zhǔn)夾具組件132相對(duì)于感測(cè)裝置16的位置和/或取向。雖然第一標(biāo)記物134和第二標(biāo)記物136在本文中已被描述為由感測(cè)裝置16檢測(cè)，但在某些實(shí)施例中，第一標(biāo)記物134和第二標(biāo)記物136可指示校準(zhǔn)裝置將被觸碰或插入以使用校準(zhǔn)裝置120來校準(zhǔn)的位置，如先前所描述。

在所圖示的實(shí)施例中，夾具組件132被配置成將工件82的下部部分138固定到工件82的上部部分140以執(zhí)行搭焊。在其它實(shí)施例中，夾具組件132可被配置成固定工件82的一部分以執(zhí)行對(duì)焊、角焊等，以輔助焊接操作員執(zhí)行焊接。夾具組件132包含從基底143延伸的垂直臂142。橫桿144在垂直臂142之間延伸，并緊固到垂直臂142。調(diào)整機(jī)構(gòu)146(例如，手柄)可被調(diào)整以將鎖定裝置148朝向工件82引導(dǎo)，而將工件82固定在鎖定裝置148與夾具組件132的基底143之間。相反，調(diào)整機(jī)構(gòu)146可被調(diào)整以引導(dǎo)鎖定裝置148使其遠(yuǎn)離工件82，而從鎖定裝置148與基底143之間移除工件82。因此，工件82可選擇性地固定到夾具組件132。

圖7是焊絲伸出校準(zhǔn)工具150的立體圖。工具150被配置成將從焊炬噴嘴延伸出的焊絲的長度校準(zhǔn)為可選長度。因此，工具150包含第一把手152和第二把手154。工具150還包含焊炬噴嘴固持器156，其中焊炬噴嘴固持器156附接到工具150的中央部分157并以所選擇的距離從中央部分157向外延伸。在所圖示的實(shí)施例中，焊炬噴嘴固持器156具有大體上圓柱形的主體158(例如，杯形)；然而，在其它實(shí)施例中，焊炬噴嘴固持器156的主體158可具有任何適當(dāng)形狀。此外，焊炬噴嘴固持器156被配置成穿過噴嘴入口160而接納焊炬噴嘴，以使得焊炬噴嘴延伸到主體158中。此外，焊炬噴嘴固持器156包含開口162，其中開口162被配置成使焊絲能夠從焊炬噴嘴固持器156的端部延伸出，并阻斷焊炬噴嘴延伸穿過開口162。隨著焊炬噴嘴延伸到焊炬噴嘴固持器156中，焊絲從焊炬噴嘴固持器156的開口朝向工具150的刀片組件164延伸出。刀片組件164包含被配置成接觸焊絲的一個(gè)或更多個(gè)側(cè)部165和166。在某些實(shí)施例中，側(cè)部165與166兩者包含刀片以切割焊絲的相對(duì)兩側(cè)，而在其它實(shí)施例中，側(cè)部165和166中的僅一個(gè)側(cè)部包含刀片以切割焊絲的一側(cè)并且另一側(cè)部包含刀片所面對(duì)的表面。為了校準(zhǔn)焊絲的長度，焊絲可延伸穿過開口162并延伸到刀片組件164中。通過第一把手152和第二把手154朝向彼此按壓，焊絲可被切割成可選長度，因此校準(zhǔn)從焊炬噴嘴延伸的焊絲的長度。校準(zhǔn)長度可以使用調(diào)整機(jī)構(gòu)167來選擇，以調(diào)整刀片組件164與焊炬噴嘴固持器156的開口162之間的距離168。因此，使用工具150，可校準(zhǔn)從焊炬噴嘴延伸的焊絲的長度。

圖8是圖7的焊絲伸出校準(zhǔn)工具150的俯視圖。如圖示，焊炬14可與工具150一起使用。具體來說，焊炬14的噴嘴170可在方向172上插入到焊炬噴嘴固持器156中。從焊炬14延伸的焊絲174被引導(dǎo)穿過噴嘴入口160、開口162和刀片組件164。因此，可一起按壓第一把手152和第二把手154以將焊絲174切割至調(diào)整機(jī)構(gòu)167所設(shè)定的距離168(例如，校準(zhǔn)長度)。

圖9是用于校準(zhǔn)焊絲從焊炬14的伸出的方法176的實(shí)施例。工具150可用于使用各種方法來校準(zhǔn)從噴嘴170延伸的焊絲174的長度。在方法176中，焊絲伸出校準(zhǔn)工具150的調(diào)整機(jī)構(gòu)167可針對(duì)所選擇的焊絲174長度被調(diào)整(方框178)。例如，焊炬噴嘴固持器156與工具150相距的距離168可被設(shè)定為約0.5cm到2.0cm之間、1.0cm到3.0cm之間等的范圍。焊炬14可被插入到工具150的焊炬噴嘴固持器156中，以使得焊炬14的噴嘴170鄰接焊炬噴嘴固持器156并且焊絲174延伸穿過焊炬噴嘴固持器156的開口162(方框180)。在某些實(shí)施例中，焊絲174可足夠長而延伸穿過刀片組件164。然而，如果焊絲174不延伸穿過刀片組件164，那么焊接操作員可致動(dòng)焊炬14的扳機(jī)70以送給焊絲174，以使得焊絲174延伸穿過刀片組件164(方框182)。因此，焊接操作員可按壓工具150的把手152和154以切割延伸穿過刀片組件164的焊絲174，并因此校準(zhǔn)焊絲174的長度(方框184)。

圖10是具有物理標(biāo)記的焊接耗材186的實(shí)施例的立體圖。焊接耗材186可以是任何適當(dāng)焊接耗材，例如，焊條、焊棒或焊接電極。焊接耗材186包含物理標(biāo)記188、190、192、194、196、198、200、202和204。物理標(biāo)記188、190、192、194、196、198、200、202和204可以是任何適當(dāng)物理標(biāo)記。例如，物理標(biāo)記188、190、192、194、196、198、200、202和204可包含條形碼、圖像、形狀、顏色、文本、一組數(shù)據(jù)等。在某些實(shí)施例中，物理標(biāo)記188、190、192、194、196、198、200、202和204可以是激光蝕刻的。此外，在某些實(shí)施例中，物理標(biāo)記188、190、192、194、196、198、200、202和204可以是裸眼可見的(例如，在可見光譜內(nèi))，而在其它實(shí)施例中，物理標(biāo)記188、190、192、194、196、198、200、202和204可以不是裸眼可見的(例如，不在可視光譜內(nèi))。

物理標(biāo)記188、190、192、194、196、198、200、202和204中的每一個(gè)指示焊接耗材186上相對(duì)于焊接耗材186的第一端206或第二端208的位置。例如，物理標(biāo)記188可指示與第一端206相距的距離、與第二端208相距的距離，或相對(duì)于焊接耗材186的某一其它位置。在某些實(shí)施例中，物理標(biāo)記188、190、192、194、196、198、200、202和204可指示對(duì)應(yīng)于第一端206和/或第二端208的編號(hào)。例如，物理標(biāo)記188可指示編號(hào)“1”，以指示物理標(biāo)記188是從第一端206開始的第一個(gè)物理標(biāo)記，和/或物理標(biāo)記188可指示編號(hào)“9”，以指示物理標(biāo)記188是從第二端208開始的第九個(gè)物理標(biāo)記。處理裝置可基于物理標(biāo)記所指示的編號(hào)使用查找表來確定與第一端206或第二端208相距的距離。

可包含感測(cè)裝置16的基于相機(jī)的檢測(cè)系統(tǒng)或另一類型的系統(tǒng)被配置成在實(shí)況電弧焊接或焊接模擬期間檢測(cè)物理標(biāo)記188、190、192、194、196、198、200、202和204。此外，基于相機(jī)的檢測(cè)系統(tǒng)被配置成基于所檢測(cè)的物理標(biāo)記來確定焊接耗材186的剩余長度、焊接耗材186的已消耗長度、焊接耗材186的使用速率、焊接耗材186的浸漬速率等。因此，對(duì)應(yīng)于焊接耗材186的使用的數(shù)據(jù)可由焊接系統(tǒng)10追蹤以用于訓(xùn)練和/或分析。

圖11是具有物理標(biāo)記212、214、216和218的焊絲210的實(shí)施例的立體圖。物理標(biāo)記212、214、216和218可以是任何適當(dāng)物理標(biāo)記。例如，物理標(biāo)記212、214、216和218可包含條形碼、圖像、形狀、文本、一組數(shù)據(jù)等。在某些實(shí)施例中，物理標(biāo)記212、214、216和218可以是激光蝕刻的。此外，在某些實(shí)施例中，物理標(biāo)記212、214、216和218可以是裸眼可見的(例如，在可見光譜內(nèi))，而在其它實(shí)施例中，物理標(biāo)記212、214、216和218可不是裸眼可見的(例如，不在可視光譜內(nèi))。

物理標(biāo)記212、214、216和218中的每一個(gè)指示焊絲210上相對(duì)于焊絲210的第一端220或第二端222的位置。例如，物理標(biāo)記212可指示與第一端220相距的距離、與第二端222相距的距離，或相對(duì)于焊絲210的某一其它位置。在某些實(shí)施例中，物理標(biāo)記212、214、216和218可指示對(duì)應(yīng)于第一端222和/或第二端222的編號(hào)。例如，物理標(biāo)記212可指示編號(hào)“1”，以指示物理標(biāo)記212是從第一端220開始的第一個(gè)物理標(biāo)記，和/或物理標(biāo)記212可指示編號(hào)“4”，以指示物理標(biāo)記212是從第二端222開始的第四個(gè)物理標(biāo)記。處理裝置可基于物理標(biāo)記所指示的編號(hào)使用查找表來確定與第一端220或第二端222相距的距離。

可包含感測(cè)裝置16的基于相機(jī)的檢測(cè)系統(tǒng)或另一類型的系統(tǒng)被配置成在實(shí)況電弧焊接或焊接模擬期間檢測(cè)物理標(biāo)記212、214、216和218。此外，基于相機(jī)的檢測(cè)系統(tǒng)被配置成基于所檢測(cè)的物理標(biāo)記來確定焊絲210的剩余長度、焊絲210的已消耗長度、焊絲210的使用速率、焊絲210的浸漬速率等。因此，對(duì)應(yīng)于焊絲210的使用的數(shù)據(jù)可由焊接系統(tǒng)10追蹤以用于訓(xùn)練和/或分析。

圖12是圖4的支架12的垂直臂組件223的實(shí)施例的立體圖。如圖示，感測(cè)裝置16附接到第一臂100。此外，感測(cè)裝置16包含相機(jī)224和紅外發(fā)射器226。然而，在其它實(shí)施例中，感測(cè)裝置16可包含任何適當(dāng)數(shù)量的相機(jī)、發(fā)射器和/或其它感測(cè)裝置。樞轉(zhuǎn)組件228耦接到第一臂100并耦接到感測(cè)裝置16，并且使感測(cè)裝置16的角度能夠在感測(cè)裝置16如箭頭229所圖示而旋轉(zhuǎn)時(shí)被調(diào)整。如可了解的是，調(diào)整感測(cè)裝置16相對(duì)于第一臂100的角度會(huì)改變感測(cè)裝置16的視野(例如，以改變焊接表面88和/或焊接表面112由感測(cè)裝置16感測(cè)的部分)。在一些實(shí)施例中，感測(cè)裝置16被布置成在焊接工藝的完成之前和/或之后觀察操作員的至少一部分(例如，手、面部)。感測(cè)裝置16(例如，相機(jī))對(duì)操作員的觀察可便于操作員識(shí)別和驗(yàn)證是所識(shí)別的操作員執(zhí)行了所觀察的焊接工藝。

繩索230在手柄101與感測(cè)裝置16之間延伸。繩索230穿過滑輪232以便于使感測(cè)裝置16旋轉(zhuǎn)。因此，焊接操作員可旋轉(zhuǎn)手柄101以手動(dòng)地調(diào)整感測(cè)裝置16的角度。如可了解的是，繩索230和滑輪232的組合是用于旋轉(zhuǎn)感測(cè)裝置16的系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)例。應(yīng)注意，任何合適的系統(tǒng)可便于使感測(cè)裝置16旋轉(zhuǎn)。雖然圖示了手柄101的一個(gè)實(shí)施例，但應(yīng)了解，任何適當(dāng)手柄可用于調(diào)整感測(cè)裝置16的角度。此外，感測(cè)裝置16的角度可使用耦接到繩索230的電動(dòng)機(jī)234進(jìn)行調(diào)整。因此，焊接操作員可操作電動(dòng)機(jī)234以調(diào)整感測(cè)裝置16的角度。此外，在某些實(shí)施例中，控制電路可耦接到電動(dòng)機(jī)234并可基于對(duì)感測(cè)裝置16的期望視野和/或基于感測(cè)裝置16的視野內(nèi)的物體的追蹤來控制感測(cè)裝置16的角度。

圖13是仰焊臂組件235的實(shí)施例的立體圖。仰焊臂組件235圖示使第二臂106能夠具有可調(diào)整高度的制造設(shè)計(jì)的一個(gè)實(shí)施例。因此，如可了解的是，第二臂106可按照多種方式制造成具有可調(diào)整的高度。如圖示，仰焊組件235包含用于如箭頭238所圖示垂直地升高和/或降低第二臂106的把手236。仰焊臂組件235包含鎖定裝置240以將第二臂106鎖定在期望高度。例如，鎖定裝置240可包含按鈕，其中所述按鈕被按壓以解開配置成延伸到開口242中的鎖舌，因此將第二臂106解鎖以使其不固定到側(cè)軌243。在第二臂106從側(cè)軌243解鎖的情況下，把手236可垂直地調(diào)整到期望高度，因此將板112調(diào)整到期望高度。如可了解的是，釋放按鈕可導(dǎo)致鎖舌延伸到開口242中并且將第二臂106鎖定到側(cè)軌243。如可了解的是，鎖定裝置240可如所述般手動(dòng)地操作，和/或鎖定裝置240可由控制系統(tǒng)控制(例如，自動(dòng)地控制)。此外，第二臂106可以使用控制系統(tǒng)來垂直地升高和/或降低。例如，在某些實(shí)施例中，焊接軟件可控制第二臂106自動(dòng)地移動(dòng)到期望位置。因此，板112可調(diào)整到期望高度以進(jìn)行仰焊。

圖14是具有多種模式的焊接系統(tǒng)10的焊接軟件244(例如，焊接訓(xùn)練軟件)的實(shí)施例的框圖。如圖示，焊接軟件244可包含以下各者中的一種或更多種：實(shí)況電弧模式246，被配置成使用實(shí)況(例如，實(shí)際)焊接電弧而實(shí)現(xiàn)訓(xùn)練；模擬模式248，被配置成使用焊接模擬而實(shí)現(xiàn)訓(xùn)練；虛擬現(xiàn)實(shí)(vr)模式250，被配置成使用vr模擬而實(shí)現(xiàn)訓(xùn)練；和/或增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)模式252，被配置成使用增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)模擬而實(shí)現(xiàn)訓(xùn)練。

焊接軟件244可從音頻輸入254接收信號(hào)。音頻輸入254可被配置成使焊接操作員能夠使用可聽見的命令來操作焊接軟件244(例如，語音激活)。此外，焊接軟件244可被配置成提供音頻輸出256和/或視頻輸出258。例如，焊接軟件244可使用音頻輸出256將可聽見的信息提供給焊接操作員。此可聽見的信息可包含用于配置(例如，設(shè)置)焊接系統(tǒng)10的指令、在焊接操作期間提供給焊接操作員的實(shí)時(shí)反饋、在執(zhí)行焊接操作之前對(duì)焊接操作員的指令、在執(zhí)行焊接操作之后對(duì)焊接操作員的指令、警告等。

圖15是焊接軟件244的vr模式250的實(shí)施例的框圖。vr模式250被配置成向焊接操作員提供vr模擬260。vr模擬260可通過vr耳機(jī)、vr眼鏡、vr顯示器或任何適當(dāng)vr裝置而顯示給焊接操作員。在一些實(shí)施例中，焊接系統(tǒng)10的頭盔41的顯示器32可便于vr模擬260。vr模擬260可被配置成包含各種虛擬物體，例如，圖15所圖示的物體，其中所述虛擬物體實(shí)現(xiàn)焊接操作員與vr模擬260內(nèi)的各種虛擬物體中的所選擇的虛擬物體之間的互動(dòng)。例如，虛擬物體可包含虛擬工件262、虛擬焊接支架264、虛擬焊炬266、虛擬焊絲切割器268、虛擬軟件配置270、虛擬訓(xùn)練數(shù)據(jù)結(jié)果272和/或虛擬手套274。

在某些實(shí)施例中，焊接操作員可與虛擬物體互動(dòng)而無需觸碰實(shí)物。例如，感測(cè)裝置16可檢測(cè)焊接操作員的移動(dòng)，并且可基于焊接操作員在現(xiàn)實(shí)世界中的移動(dòng)而導(dǎo)致在vr模擬260中發(fā)生的類似移動(dòng)。在其它實(shí)施例中，焊接操作員可使用手套或焊炬14與虛擬物體互動(dòng)。例如，手套或焊炬14可由感測(cè)裝置16檢測(cè)，和/或手套或焊炬14可對(duì)應(yīng)于vr模擬260中的虛擬物體。此外，焊接操作員可能夠使用虛擬軟件配置270和/或虛擬訓(xùn)練數(shù)據(jù)結(jié)果272在vr模擬260內(nèi)運(yùn)行焊接軟件244。例如，焊接操作員可使用他們的手、手套或焊炬14在焊接軟件244內(nèi)選擇vr模擬260內(nèi)虛擬地顯示的項(xiàng)目。此外，焊接操作員可執(zhí)行其它動(dòng)作，例如，拿起焊絲切割器和切割從虛擬焊炬266延伸的虛擬焊絲，所有這些動(dòng)作都是在vr模擬260內(nèi)作出的。

圖16是用于整合訓(xùn)練結(jié)果數(shù)據(jù)、非訓(xùn)練結(jié)果數(shù)據(jù)、模擬結(jié)果數(shù)據(jù)等的方法276的實(shí)施例。方法276包含：計(jì)算機(jī)18的焊接軟件244從存儲(chǔ)裝置(例如，存儲(chǔ)裝置24)接收第一組焊接數(shù)據(jù)(方框278)。第一組焊接數(shù)據(jù)可包含對(duì)應(yīng)于第一焊接會(huì)話(例如，焊接作業(yè))的焊接數(shù)據(jù)。方法276還包含：焊接軟件244從存儲(chǔ)裝置接收第二組焊接數(shù)據(jù)(方框280)。在某些實(shí)施例中，第一組焊接數(shù)據(jù)和/或第二組焊接數(shù)據(jù)可以從網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)裝置接收。網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)裝置可被配置成從焊接系統(tǒng)10和/或外部焊接系統(tǒng)40接收焊接數(shù)據(jù)和/或?qū)⒑附訑?shù)據(jù)提供給焊接系統(tǒng)10和/或外部焊接系統(tǒng)40。焊接軟件244可將第一組焊接數(shù)據(jù)和第二組焊接數(shù)據(jù)整合成圖表以實(shí)現(xiàn)第一組焊接數(shù)據(jù)與第二組焊接數(shù)據(jù)的視覺比較(方框282)。如可了解的是，圖表可以是柱狀圖、餅形圖、線形圖、直方圖等。在某些實(shí)施例中，將第一組焊接數(shù)據(jù)與第二組焊接數(shù)據(jù)整合包含篩選第一組焊接數(shù)據(jù)和第二組焊接數(shù)據(jù)以顯示第一組焊接數(shù)據(jù)的子集和第二組焊接數(shù)據(jù)的子集。焊接軟件244可將圖表提供給顯示裝置(例如，顯示器32)(方框284)。在某些實(shí)施例中，將圖表提供給顯示裝置包含：在圖表上提供可選元素，其中當(dāng)所述可選元素在被選擇時(shí)，顯示與可選元素中的相應(yīng)所選擇的元素對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)(例如，從圖表選擇焊絲速度可改變屏幕以顯示用于具體焊接會(huì)話(例如，焊接作業(yè))的焊絲速度歷史)。

第一組焊接數(shù)據(jù)和/或第二組焊接數(shù)據(jù)可包含焊炬取向、焊炬行進(jìn)速度、焊炬位置、接觸末端到工件距離、焊炬的朝向、焊接得分、焊接級(jí)別等。此外，第一組焊接數(shù)據(jù)和第二組焊接數(shù)據(jù)可對(duì)應(yīng)于由一個(gè)焊接操作員和/或由焊接操作員的班級(jí)執(zhí)行的訓(xùn)練。此外，第一焊接會(huì)話(例如，焊接作業(yè))和第二焊接會(huì)話(例如，焊接作業(yè))可對(duì)應(yīng)于由一個(gè)焊接操作員和/或由焊接操作員的班級(jí)執(zhí)行的訓(xùn)練。在某些實(shí)施例中，第一焊接作業(yè)可對(duì)應(yīng)于由第一焊接操作員執(zhí)行的訓(xùn)練，并且第二焊接作業(yè)可對(duì)應(yīng)于由第二焊接操作員執(zhí)行的訓(xùn)練。此外，第一作業(yè)和第二作業(yè)可對(duì)應(yīng)于相同焊接情形。作為附加或替代，第一組焊接數(shù)據(jù)和第二組焊接數(shù)據(jù)可對(duì)應(yīng)于在訓(xùn)練環(huán)境(例如，生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng))外的一個(gè)焊接操作員和/或焊接操作員的班級(jí)執(zhí)行的焊接會(huì)話(例如，焊接作業(yè))。

圖17是圖示焊接操作員的多組焊接數(shù)據(jù)的圖表285的實(shí)施例。圖表285可由焊接軟件244產(chǎn)生，并且可被提供給顯示器32以由焊接教員使用以回顧由焊接學(xué)員執(zhí)行的焊接操作，和/或可提供給顯示器32以由焊接學(xué)員使用以回顧由此焊接學(xué)員執(zhí)行的焊接操作。圖表285圖示由焊接操作員執(zhí)行的第一組焊接作業(yè)的不同會(huì)話(例如，作業(yè))之間的柱狀圖比較。第一組焊接會(huì)話(例如，焊接作業(yè))包含會(huì)話(例如，作業(yè))286、288、290、292和294。圖表285還圖示由焊接操作員執(zhí)行的第二組焊接會(huì)話(例如，焊接作業(yè))的不同作業(yè)之間的柱狀圖比較。第二組焊接會(huì)話(例如，焊接作業(yè))包含會(huì)話(例如，作業(yè))296、298、300、302和304。因此，焊接會(huì)話(例如，焊接作業(yè))可相互比較以實(shí)現(xiàn)分析、指示、認(rèn)證和/或訓(xùn)練目的。如圖示，焊接會(huì)話(例如，焊接作業(yè))可使用任何數(shù)量的標(biāo)準(zhǔn)(例如，總分、工作角度、行進(jìn)角度、行進(jìn)速度、接觸點(diǎn)到工件的距離、朝向、模式(例如，實(shí)況電弧模式、模擬模式等)、完成狀態(tài)(例如，完成、未完成、部分完成等)、接合類型(例如，角焊、對(duì)焊、t型焊、搭焊等)、焊接位置(例如，平焊、垂焊、仰焊等)、所使用的金屬的類型、填料金屬的類型等)中的一種來相互比較。

焊接軟件244可將操作員與焊接會(huì)話(例如，實(shí)況電話焊接作業(yè)、模擬焊接作業(yè)等)期間所獲取的焊接數(shù)據(jù)(例如，電弧參數(shù)、焊接參數(shù))相關(guān)聯(lián)。例如，焊接軟件244可通過操作員姓名291、操作員登記號(hào)293、操作員照片295等來識(shí)別焊接操作員。例如，上文關(guān)于圖1所論述的操作員識(shí)別系統(tǒng)43可用于確定操作員登記號(hào)293。也就是說，每一操作員登記號(hào)293可對(duì)應(yīng)于操作員姓名291和一組識(shí)別信息(例如，可重置信息45、生物特征信息47、標(biāo)志49)。在一些實(shí)施例中，登記號(hào)293可在與該登記號(hào)293相關(guān)聯(lián)的一段時(shí)間(例如，1年、3年、5年、10年或更多年)的不活動(dòng)之后被重置或重新分派給另一操作員。登記號(hào)293對(duì)于每一操作員來說可以是唯一的。在一些實(shí)施例中，登記號(hào)293可被操作員保留持續(xù)延長的一段時(shí)間(例如，整個(gè)職業(yè)生涯、一輩子)，而不管與該登記號(hào)293相關(guān)聯(lián)的活動(dòng)程度如何。也就是說，登記號(hào)293可以是跨越一個(gè)焊接系統(tǒng)10或經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)38而耦接的焊接系統(tǒng)10的網(wǎng)絡(luò)與每一操作員相關(guān)聯(lián)的永久識(shí)別符。與登記號(hào)293相關(guān)聯(lián)的焊接數(shù)據(jù)可維持在本地或一個(gè)或更多個(gè)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)系統(tǒng)(例如，耦接到焊接系統(tǒng)10的網(wǎng)絡(luò)38的云存儲(chǔ)系統(tǒng)或數(shù)據(jù)庫)內(nèi)。網(wǎng)絡(luò)38的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)系統(tǒng)318(例如，云存儲(chǔ)系統(tǒng))可由制造商或另一方維護(hù)，因此使與某登記號(hào)293相關(guān)聯(lián)的焊接數(shù)據(jù)能夠保留，這無關(guān)于具有某登記號(hào)293的操作員的就業(yè)狀態(tài)。例如，操作員登記號(hào)293和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)系統(tǒng)(例如，云存儲(chǔ)系統(tǒng))可便于保留來自訓(xùn)練期間、模擬期間、首次就業(yè)期間、二次就業(yè)期間、私人時(shí)間期間或其任何組合期間所執(zhí)行的焊接工藝的、與操作員相關(guān)聯(lián)的焊接數(shù)據(jù)。在一些實(shí)施例中，焊接系統(tǒng)10的計(jì)算機(jī)18的存儲(chǔ)器22或存儲(chǔ)裝置24內(nèi)針對(duì)特定焊接操作員(例如，操作員登記號(hào)293)所存儲(chǔ)的焊接數(shù)據(jù)可選擇性地或自動(dòng)地與數(shù)據(jù)存儲(chǔ)系統(tǒng)(例如，云存儲(chǔ)系統(tǒng))同步。

焊接歷史數(shù)據(jù)(例如，圖表285的數(shù)據(jù))與每一登記號(hào)293相關(guān)聯(lián)。在一些實(shí)施例中，焊接歷史數(shù)據(jù)由焊接系統(tǒng)10的焊接軟件244自動(dòng)地獲取并存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)系統(tǒng)(例如，云存儲(chǔ)系統(tǒng))中。作為附加或替代，焊接歷史數(shù)據(jù)可經(jīng)由遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)44而直接加載到網(wǎng)絡(luò)38的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)系統(tǒng)(例如，云存儲(chǔ)系統(tǒng))。焊接軟件244可便于經(jīng)由焊接歷史控件297訪問焊接歷史數(shù)據(jù)。此外，焊接軟件244可使操作員能夠經(jīng)由個(gè)人用戶控件299而將個(gè)人信息與登記號(hào)293相關(guān)聯(lián)。與登記號(hào)293相關(guān)聯(lián)的操作員可輸入操作員所隸屬的一個(gè)或更多個(gè)組織(例如，訓(xùn)練中心、學(xué)校、雇主、行業(yè)組織)、經(jīng)驗(yàn)、各種焊接工藝和/或焊接位置的認(rèn)證、簡歷或其任何組合。此外，登記號(hào)293可保持與操作員相關(guān)聯(lián)，而不管其隸屬組織、經(jīng)驗(yàn)、認(rèn)證或其任何組合如何改變。

圖18是圖示焊工的焊接數(shù)據(jù)與一個(gè)班級(jí)的焊接數(shù)據(jù)相比的圖表305的實(shí)施例。例如，圖表305圖示針對(duì)第一作業(yè)與班級(jí)的得分308(例如，平均值、中值或某一其它得分)相比的焊接操作員的得分306。此外，針對(duì)第二作業(yè)，將焊接操作員的得分310與班級(jí)的得分312(例如，平均值、中值或某一其它得分)比較。此外，針對(duì)第三作業(yè)，將操作員的得分314與班級(jí)的得分316(例如，平均值、中值或某一其它得分)比較。如可了解的是，來自一個(gè)或更多個(gè)焊接操作員的得分可與整個(gè)班級(jí)的得分比較。此比較允許焊接教員評(píng)估個(gè)人焊接學(xué)員相比于焊接學(xué)員的班級(jí)的進(jìn)展。此外，來自一個(gè)或更多個(gè)焊接操作員的得分可與一個(gè)或更多個(gè)其它焊接操作員的得分比較。在某些實(shí)施例中，來自一個(gè)班級(jí)的得分可與另一班級(jí)的得分比較。此外，來自第一作業(yè)、第二作業(yè)和/或第三作業(yè)的得分可被選擇以進(jìn)行比較。

圖19是用于存儲(chǔ)焊接數(shù)據(jù)327(例如，認(rèn)證狀態(tài)數(shù)據(jù)326)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)系統(tǒng)318(例如，云存儲(chǔ)系統(tǒng))的實(shí)施例的框圖。數(shù)據(jù)存儲(chǔ)系統(tǒng)318可包含(但不限于)焊接系統(tǒng)10的計(jì)算機(jī)18、經(jīng)由因特網(wǎng)或網(wǎng)絡(luò)38而耦接到焊接系統(tǒng)10的遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)44(例如，服務(wù)器)或其任何組合。認(rèn)證狀態(tài)數(shù)據(jù)可隨著焊接操作員在焊接系統(tǒng)10中完成各種作業(yè)而產(chǎn)生。例如，預(yù)定的一組作業(yè)可針對(duì)特定焊接裝置和/或焊接工藝來認(rèn)證焊接操作員。數(shù)據(jù)存儲(chǔ)系統(tǒng)318(例如，云存儲(chǔ)系統(tǒng))包含控制電路320、一個(gè)或更多個(gè)存儲(chǔ)器裝置322以及一個(gè)或更多個(gè)存儲(chǔ)裝置324?？刂齐娐?20可包含一個(gè)或更多個(gè)處理器，其中所述處理器可類似于處理器20。此外，存儲(chǔ)器裝置322可類似于存儲(chǔ)器裝置22，并且存儲(chǔ)裝置324可類似于存儲(chǔ)裝置24。存儲(chǔ)器裝置322和/或存儲(chǔ)裝置324可被配置成存儲(chǔ)與焊接操作員的焊接認(rèn)證(例如，焊接訓(xùn)練認(rèn)證)對(duì)應(yīng)的認(rèn)證狀態(tài)數(shù)據(jù)326。

認(rèn)證狀態(tài)數(shù)據(jù)326可包含焊接系統(tǒng)10所獲取的與焊接操作員的登記號(hào)293相關(guān)聯(lián)的任何數(shù)據(jù)(例如，與認(rèn)證焊接操作員的作業(yè)相關(guān)的任何數(shù)據(jù)、訓(xùn)練焊接數(shù)據(jù)、模擬焊接數(shù)據(jù)、虛擬現(xiàn)實(shí)焊接數(shù)據(jù)、實(shí)況焊接數(shù)據(jù))、與實(shí)際認(rèn)證相關(guān)的任何數(shù)據(jù)(例如，已認(rèn)證、未認(rèn)證、合格、不合格等)、焊接操作員所執(zhí)行的一次或更多次焊接的量、焊接操作員所執(zhí)行的一次或更多次焊接的時(shí)戳、焊接操作員執(zhí)行一次或更多次焊接的位置和/或設(shè)施、焊接操作員針對(duì)一次或更多次焊接而利用的焊接系統(tǒng)的部件、焊接操作員所隸屬的組織、焊接操作員為哪一組織執(zhí)行一次或更多次焊接、焊接操作員所執(zhí)行的一次或更多次焊接的焊接參數(shù)數(shù)據(jù)、焊接操作員的質(zhì)量等級(jí)、焊接操作員的質(zhì)量水平、焊接操作員所執(zhí)行的焊接的歷史、焊接操作員所執(zhí)行的生產(chǎn)焊接的歷史、第一焊接工藝(例如，金屬惰性氣體(mig)焊接工藝、鎢極惰性氣體(tig)焊接工藝、焊條焊接工藝等)認(rèn)證狀態(tài)(例如，焊接操作員針對(duì)第一焊接工藝被認(rèn)證，焊接操作員針對(duì)第一焊接工藝未被認(rèn)證)、第二焊接工藝認(rèn)證狀態(tài)(例如，焊接操作員針對(duì)第二焊接工藝被認(rèn)證，焊接操作員針對(duì)第二焊接工藝未被認(rèn)證)、第一焊接裝置(例如，送絲機(jī)、電力供應(yīng)器、型號(hào)等)認(rèn)證狀態(tài)(例如，焊接操作員針對(duì)第一焊接裝置被認(rèn)證，焊接操作員針對(duì)第一焊接裝置未被認(rèn)證)和/或第二焊接裝置認(rèn)證狀態(tài)(例如，焊接操作員針對(duì)第二焊接裝置被認(rèn)證，焊接操作員針對(duì)第二焊接裝置未被認(rèn)證)。

控制電路320可被配置成接收對(duì)焊接操作員的第一焊接工藝認(rèn)證狀態(tài)、第二焊接工藝認(rèn)證狀態(tài)、第一焊接裝置認(rèn)證狀態(tài)和/或第二焊接裝置認(rèn)證狀態(tài)的請(qǐng)求。此外，控制電路320可被配置成提供對(duì)請(qǐng)求的響應(yīng)。對(duì)請(qǐng)求的響應(yīng)可包含焊接操作員的第一焊接工藝認(rèn)證狀態(tài)、第二焊接工藝認(rèn)證狀態(tài)、第一焊接裝置認(rèn)證狀態(tài)和/或第二焊接裝置認(rèn)證狀態(tài)。在某些實(shí)施例中，焊接操作員可至少部分地基于響應(yīng)而被授權(quán)使用第一焊接工藝、第二焊接工藝、第一焊接裝置和/或第二焊接裝置。此外，在一些實(shí)施例中，焊接系統(tǒng)的第一焊接工藝、第二焊接工藝、第一焊接裝置和/或第二焊接裝置可至少部分地基于響應(yīng)而被啟用或停用。此外，在某些實(shí)施例中，焊接系統(tǒng)的第一焊接工藝、第二焊接工藝、第一焊接裝置和/或第二焊接裝置可被自動(dòng)地啟用或停用。因此，焊接操作員的認(rèn)證數(shù)據(jù)可用于啟用和/或停用此焊接操作員使用特定焊接系統(tǒng)、焊接裝置和/或焊接工藝的能力。例如，焊接操作員可具有對(duì)第一焊接工藝的認(rèn)證，但不具有對(duì)第二焊接工藝的認(rèn)證。因此，在某些實(shí)施例中，焊接操作員可在焊接系統(tǒng)處驗(yàn)證他們的身份(例如，通過登錄、通過利用操作員識(shí)別系統(tǒng)43、提供登記號(hào)293或某一其它形式的鑒別)。在驗(yàn)證了焊接操作員的身份之后，焊接系統(tǒng)可檢查焊接操作員的認(rèn)證狀態(tài)。焊接系統(tǒng)可基于焊接操作員的認(rèn)證狀態(tài)而使焊接操作員能夠使用第一焊接工藝來執(zhí)行操作，但可基于焊接操作員的認(rèn)證狀態(tài)而阻斷焊接操作員執(zhí)行第二焊接工藝。

數(shù)據(jù)存儲(chǔ)系統(tǒng)318(例如，云存儲(chǔ)系統(tǒng))的存儲(chǔ)裝置324可具有多個(gè)操作員的焊接數(shù)據(jù)327。數(shù)據(jù)存儲(chǔ)系統(tǒng)318可以是數(shù)據(jù)庫，其中所述數(shù)據(jù)庫保留與登記號(hào)293相關(guān)聯(lián)的焊接數(shù)據(jù)327，以在延長的持續(xù)時(shí)間(例如，整個(gè)職業(yè)生涯、一輩子)內(nèi)甚至跨越一個(gè)或更多個(gè)組織而實(shí)現(xiàn)操作員的焊接歷史的分析和追蹤。如可了解的是，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)系統(tǒng)318(例如，云存儲(chǔ)系統(tǒng))可便于匯總認(rèn)證狀態(tài)數(shù)據(jù)326和/或焊接數(shù)據(jù)327，以識(shí)別使用趨勢(shì)，預(yù)見供應(yīng)或維護(hù)問題，等等。此外，將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)系統(tǒng)318耦接到因特網(wǎng)或其它網(wǎng)絡(luò)38使教員或管理員能夠遠(yuǎn)離操作員和相應(yīng)焊接系統(tǒng)10地監(jiān)視并分析焊接數(shù)據(jù)。

圖20是一個(gè)屏幕的實(shí)施例，其中所述屏幕圖示對(duì)應(yīng)于由登記號(hào)293在屏幕上識(shí)別的操作員進(jìn)行的焊接的數(shù)據(jù)。在一些實(shí)施例中，由操作員執(zhí)行并由焊接系統(tǒng)10監(jiān)視的每一焊接會(huì)話(例如，焊接測(cè)試、作業(yè))被分派唯一的序列號(hào)329。序列號(hào)329可與一個(gè)或更多個(gè)本地和/或遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)存儲(chǔ)系統(tǒng)(例如，耦接到焊接系統(tǒng)10的網(wǎng)絡(luò)38的云存儲(chǔ)系統(tǒng)或數(shù)據(jù)庫)內(nèi)的登記號(hào)293相關(guān)聯(lián)。序列號(hào)329可用于將物理焊接樣品與所捕獲的焊接測(cè)試結(jié)果相關(guān)聯(lián)。序列號(hào)329的格式可包含(但不限于)十進(jìn)制數(shù)、十六進(jìn)制數(shù)或字符串。此外，相同作業(yè)的序列號(hào)329對(duì)于每一操作員可以是不同的。在一些實(shí)施例中，至少一部分的序列號(hào)可至少部分地基于焊接系統(tǒng)10的具體部件。例如，以特定焊接系統(tǒng)完成的作業(yè)的序列號(hào)可具有與該焊接作業(yè)的特定電力供應(yīng)器28、特定送絲機(jī)30和/或特定焊炬14的序列號(hào)對(duì)應(yīng)的數(shù)字。在一些實(shí)施例中，序列號(hào)329被附加到工件82。例如，序列號(hào)329可附著到工件82、沖壓、蝕刻、雕刻、壓印或印刷在工件82上。在一些實(shí)施例中，序列號(hào)329被編碼為附加到工件82的條形碼。作為附加或替代，操作員可將序列號(hào)329寫在工件82上。

如下文所論述，搜索特征使教員能夠鍵入序列號(hào)329以調(diào)用相關(guān)聯(lián)的焊接會(huì)話(例如，焊接測(cè)試、作業(yè))的測(cè)試結(jié)果，而教員不需要知曉用戶(例如，登記號(hào)293)、作業(yè)或關(guān)于焊接的任何其它細(xì)節(jié)。因此，教員可審查對(duì)應(yīng)于每一序列號(hào)329的數(shù)據(jù)，接著將反饋提供給相應(yīng)操作員。對(duì)應(yīng)于每一序列號(hào)329的數(shù)據(jù)可經(jīng)由其上初始獲取該數(shù)據(jù)的焊接系統(tǒng)10來本地審查，或經(jīng)由耦接到數(shù)據(jù)存儲(chǔ)于其中的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)系統(tǒng)318的另一焊接系統(tǒng)10或計(jì)算機(jī)18來遠(yuǎn)程審查。此外，檢驗(yàn)員或技術(shù)員可審查工件82的序列號(hào)329以輔助所執(zhí)行的焊接相對(duì)于焊接過程規(guī)范(wps)的質(zhì)量審查和/或確定與工件82相關(guān)聯(lián)的維護(hù)計(jì)劃。也就是說，序列號(hào)329可對(duì)于相應(yīng)工件82終其一生地追蹤工件82、焊接數(shù)據(jù)、電弧數(shù)據(jù)和操作員(例如，登記號(hào)293)。在一些實(shí)施例中，序列號(hào)329可存儲(chǔ)在一個(gè)或更多個(gè)本地和/或遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)存儲(chǔ)系統(tǒng)(例如，耦接到焊接系統(tǒng)10的網(wǎng)絡(luò)38的云存儲(chǔ)系統(tǒng)或數(shù)據(jù)庫)內(nèi)。屏幕可由焊接軟件244產(chǎn)生并可顯示在顯示器32上。屏幕圖示可在執(zhí)行焊接操作之前、期間和/或之后用圖形顯示給焊接操作員的參數(shù)。例如，所述參數(shù)可包含工作角度328、行進(jìn)角度330、接觸末端到工件的距離332、焊炬行進(jìn)速度334、焊炬相對(duì)于工件的接頭的朝向336、焊接電壓337、焊接電流338、焊炬取向、焊炬位置等。

如圖示，用圖形圖示的參數(shù)可包含參數(shù)的當(dāng)前值的指示339(例如，在執(zhí)行焊接會(huì)話時(shí))。此外，圖形340可展示參數(shù)的值的歷史，并且得分341可展示對(duì)應(yīng)于焊接操作員在焊接會(huì)話期間處于可接受值的范圍內(nèi)的時(shí)間量的總百分比。在某些實(shí)施例中，焊接會(huì)話的視頻重播342可被提供在屏幕上。視頻重播342可展示焊接操作員執(zhí)行現(xiàn)實(shí)焊接的實(shí)況視頻、焊接操作員執(zhí)行模擬焊接的實(shí)況視頻、焊接操作員執(zhí)行虛擬現(xiàn)實(shí)焊接的實(shí)況視頻、焊接操作員執(zhí)行增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)焊接的實(shí)況視頻、焊接電弧的實(shí)況視頻、焊接熔池的實(shí)況視頻，和/或焊接操作的模擬視頻。

在某些實(shí)施例中，焊接系統(tǒng)10可在焊接會(huì)話(例如，焊接作業(yè))期間捕獲視頻數(shù)據(jù)，并且經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)38將視頻數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在存儲(chǔ)裝置24和/或數(shù)據(jù)存儲(chǔ)系統(tǒng)318(例如，云存儲(chǔ)系統(tǒng))上。此外，焊接軟件244可被配置成從存儲(chǔ)裝置24或數(shù)據(jù)存儲(chǔ)系統(tǒng)318檢索視頻數(shù)據(jù)，從存儲(chǔ)裝置24或數(shù)據(jù)存儲(chǔ)系統(tǒng)318檢索焊接參數(shù)數(shù)據(jù)，使視頻數(shù)據(jù)與焊接參數(shù)數(shù)據(jù)同步，并將同步的視頻數(shù)據(jù)和焊接參數(shù)數(shù)據(jù)提供給顯示器32。

在一些實(shí)施例中，焊接系統(tǒng)10可接收來自先前執(zhí)行的焊接的測(cè)試數(shù)據(jù)。至少部分基于測(cè)試數(shù)據(jù)的測(cè)試結(jié)果343可顯示在屏幕上。測(cè)試數(shù)據(jù)可包含所執(zhí)行的焊接會(huì)話(例如，焊接作業(yè))的性質(zhì)，例如，強(qiáng)度、孔隙度、滲透率、硬度、熱影響區(qū)大小、外觀和污染或其任何組合。測(cè)試數(shù)據(jù)可以經(jīng)由在焊接會(huì)話的完成之后執(zhí)行的破壞性或非破壞性測(cè)試而獲得。例如，焊接的強(qiáng)度可以經(jīng)由破壞性測(cè)試而確定，而孔隙度和滲透率可以經(jīng)由非破壞性測(cè)試(例如，x射線檢查或超聲檢查)而獲得。

在一些實(shí)施例中，焊接系統(tǒng)10可至少部分基于焊接參數(shù)數(shù)據(jù)來確定測(cè)試數(shù)據(jù)(例如，焊接作業(yè)的性質(zhì))。作為附加或替代，焊接系統(tǒng)10可利用電弧參數(shù)數(shù)據(jù)以確定測(cè)試數(shù)據(jù)。測(cè)試數(shù)據(jù)(例如，焊接作業(yè)的性質(zhì))可與焊接參數(shù)數(shù)據(jù)以及任何電弧參數(shù)數(shù)據(jù)相關(guān)聯(lián)，以使得對(duì)應(yīng)于相同焊接會(huì)話(例如，焊接作業(yè))的測(cè)試數(shù)據(jù)、焊接參數(shù)數(shù)據(jù)以及電弧參數(shù)數(shù)據(jù)被存儲(chǔ)在一起。當(dāng)焊接會(huì)話(例如，焊接作業(yè))是實(shí)況焊接作業(yè)時(shí)，電弧參數(shù)(例如，焊接電壓、焊接電流、送絲速度)可包含所測(cè)量的電弧參數(shù)和/或所設(shè)定的電弧參數(shù)。當(dāng)焊接會(huì)話是模擬、虛擬現(xiàn)實(shí)或增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)焊接作業(yè)時(shí)，電弧參數(shù)可包含模擬電弧參數(shù)。在一些實(shí)施例中，與非實(shí)況焊接會(huì)話(例如，模擬、虛擬現(xiàn)實(shí)、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí))相關(guān)聯(lián)的電弧參數(shù)可包含數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置中所存儲(chǔ)的空集。

在一些實(shí)施例中，焊接會(huì)話(例如，焊接作業(yè))的所確定的性質(zhì)至少部分基于與對(duì)應(yīng)于先前執(zhí)行的焊接會(huì)話的焊接數(shù)據(jù)(例如，焊接參數(shù)、電弧參數(shù))的比較。對(duì)應(yīng)于先前執(zhí)行的焊接會(huì)話的焊接數(shù)據(jù)可存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)系統(tǒng)318中。焊接系統(tǒng)10可通過與對(duì)應(yīng)于先前執(zhí)行的實(shí)況焊接會(huì)話(例如，實(shí)況焊接作業(yè))的焊接數(shù)據(jù)(例如，焊接參數(shù)、電弧參數(shù))和相關(guān)聯(lián)的測(cè)試數(shù)據(jù)的比較而確定(例如，估算、外插)模擬焊接作業(yè)、虛擬現(xiàn)實(shí)焊接作業(yè)或增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)焊接作業(yè)的性質(zhì)。例如，焊接系統(tǒng)10可通過虛擬現(xiàn)實(shí)焊接作業(yè)的焊接參數(shù)(例如，接觸末端到工件的距離、行進(jìn)速度)與相關(guān)聯(lián)于先前執(zhí)行的實(shí)況焊接作業(yè)的焊接參數(shù)的比較而確定虛擬現(xiàn)實(shí)焊接作業(yè)的滲透率。因此，焊接系統(tǒng)10可通過提供焊接作業(yè)的所確定的一種或更多種性質(zhì)來便于訓(xùn)練操作員，而不管所執(zhí)行的焊接作業(yè)(例如，模擬、虛擬現(xiàn)實(shí)、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí))為何，這無需生產(chǎn)有形的工件來進(jìn)行測(cè)試。

焊接系統(tǒng)10的計(jì)算機(jī)18可經(jīng)由執(zhí)行處理器可執(zhí)行指令以比較所接收的焊接數(shù)據(jù)與對(duì)應(yīng)于先前執(zhí)行的焊接作業(yè)的焊接數(shù)據(jù)，從而確定焊接會(huì)話(例如，焊接作業(yè))的一種或更多種性質(zhì)。在一些實(shí)施例中，焊接會(huì)話的一種或更多種性質(zhì)是在焊接系統(tǒng)10遠(yuǎn)處確定的，例如，在經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)38而耦接到焊接系統(tǒng)10的遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)44或數(shù)據(jù)存儲(chǔ)系統(tǒng)318上確定。作為附加或替代，一個(gè)或更多個(gè)所確定的性質(zhì)可例如經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)38而傳輸?shù)綌?shù)據(jù)存儲(chǔ)系統(tǒng)318。在一些實(shí)施例中，計(jì)算機(jī)18可在接收到與焊接會(huì)話(例如，焊接作業(yè))相關(guān)聯(lián)的焊接數(shù)據(jù)的同時(shí)確定焊接會(huì)話的性質(zhì)。也就是說，在操作員執(zhí)行焊接會(huì)話時(shí)，計(jì)算機(jī)18可至少部分地基于焊接參數(shù)基本上實(shí)時(shí)地確定性質(zhì)或質(zhì)量特性(例如，滲透率、孔隙度、強(qiáng)度、外觀)。所確定的性質(zhì)可經(jīng)由顯示器32作為測(cè)試結(jié)果而顯示。如可了解的是，可以在從焊接會(huì)話(例如，焊接作業(yè))的測(cè)試(例如，破壞性測(cè)試、非破壞性測(cè)試)獲得結(jié)果之后，調(diào)整所確定的性質(zhì)。

焊接軟件244可分析焊接參數(shù)數(shù)據(jù)以確定可展示在顯示器32上的橫越路徑344。在一些實(shí)施例中，可由焊接操作員選擇焊接期間內(nèi)的某一時(shí)間，如指示符346所示。通過調(diào)整所選擇的時(shí)間指示符346，焊接操作員可查看焊接操作員可查看視頻重播342和/或橫越路徑344以及在所選擇的時(shí)間所呈現(xiàn)的焊接參數(shù)以建立焊接參數(shù)、視頻重播342和/或橫越路徑344之間的相關(guān)性。作為附加或替代，焊接操作員可選擇(例如，經(jīng)由顯示器32上的光標(biāo)，經(jīng)由觸摸屏顯示器32進(jìn)行手動(dòng)選擇)所顯示的橫越路徑344的某一位置以審查對(duì)應(yīng)于焊炬14橫穿所選擇的位置的一個(gè)或更多個(gè)時(shí)間的焊接數(shù)據(jù)327。此外，視頻重播342可展示對(duì)應(yīng)于所選擇的時(shí)間346和/或所選擇的位置的視頻幀(例如，所捕獲的圖像、圖片)。如可了解的是，當(dāng)焊接操作員利用編織或抖動(dòng)技術(shù)時(shí)和/或當(dāng)焊接會(huì)話包含多行程時(shí)，所選擇的位置可對(duì)應(yīng)于多個(gè)幀或所捕獲的圖像。因此，顯示器32可展示多個(gè)幀(例如，所捕獲的圖像、圖片)，并且焊接操作員可選擇一個(gè)或更多個(gè)幀以進(jìn)行額外審查。在一些實(shí)施例中，所顯示的測(cè)試結(jié)果343(例如，焊接作業(yè)的一個(gè)或更多個(gè)所確定的性質(zhì))可對(duì)應(yīng)于指示符346所示的所選擇的時(shí)間和/或沿著橫越路徑344的一個(gè)或更多個(gè)位置。也就是說，測(cè)試結(jié)果343可顯示對(duì)應(yīng)于所選擇的時(shí)間指示符346和/或沿著橫越路徑344的所選擇的位置的焊接的測(cè)試特性(例如，孔隙度、滲透率)。焊接軟件244可被配置成至少部分基于焊接參數(shù)數(shù)據(jù)來重新創(chuàng)建焊接數(shù)據(jù)，將視頻重播342與重新創(chuàng)建的焊接數(shù)據(jù)同步，并將同步的視頻重播342和重新創(chuàng)建的焊接數(shù)據(jù)提供給顯示器32。在某些實(shí)施例中，重新創(chuàng)建的焊接數(shù)據(jù)可以是焊接熔池?cái)?shù)據(jù)和/或模擬焊接。在一些實(shí)施例中，焊接軟件244可將在焊接工藝期間針對(duì)沿著焊接的橫越路徑344的位置和/或針對(duì)焊接工藝期間的所選擇的時(shí)間而獲取的焊接數(shù)據(jù)的各個(gè)方面(例如，所確定的性質(zhì)、視頻、非破壞性測(cè)試結(jié)果、破壞性測(cè)試結(jié)果)關(guān)聯(lián)起來。焊接軟件244可便于將焊接參數(shù)(例如，工作角度328、行進(jìn)角度330、ctwd332、行進(jìn)速度334、以及焊炬相對(duì)于工件的接頭的朝向336、焊炬取向、焊炬位置)與電弧參數(shù)(例如，電壓337、電流338、送絲速度)、視頻重播342以及測(cè)試結(jié)果343或其任何組合關(guān)聯(lián)起來。與操作員的登記號(hào)293相關(guān)聯(lián)的焊接數(shù)據(jù)可使操作員、教員或管理員能夠?qū)彶閷?duì)應(yīng)于所選擇的時(shí)間指示符346和/或沿著焊接工藝的橫越路徑344的位置的焊接參數(shù)、電弧參數(shù)、視頻重播342和測(cè)試結(jié)果343(例如，所確定的性質(zhì))。例如，操作員可審查焊接數(shù)據(jù)以識(shí)別在指示符346所示的所選擇的時(shí)間或所選擇的位置處的焊接參數(shù)(例如，工作角度328、ctwd332)的改變與電弧參數(shù)(例如，電流、電壓)的改變之間的關(guān)系。此外，操作員可審查焊接數(shù)據(jù)以識(shí)別焊接參數(shù)的改變與焊接的測(cè)試結(jié)果343的改變之間的關(guān)系。

在一些實(shí)施例中，焊炬14(例如，mig焊炬、焊條電極固持器、tig焊炬)可用作指針，在將焊炬14朝向焊接的具體位置的情況下，在顯示器32上顯示對(duì)應(yīng)于該具體位置的焊接數(shù)據(jù)327。在一些實(shí)施例中，焊炬14可在該具體位置處接觸工件82。此外，焊接軟件244可基于沿著焊縫最接近操作員將焊炬14(例如，電極)朝向的地方的點(diǎn)而從操作員確定具體位置。焊接軟件244可產(chǎn)生將在焊炬14在會(huì)話的完成之后朝向沿著焊接的位置時(shí)與焊接數(shù)據(jù)327一起被顯示的位置條346(例如，指示符)。也就是說，位置條可按照與上文所述并且圖20所圖示的所選擇的時(shí)間線346類似的方式跨越焊接參數(shù)(例如，工作角度328、行進(jìn)角度330、ctwd332、行進(jìn)速度334以及焊炬相對(duì)于工件的接頭的目標(biāo)336)的圖形延伸。焊接軟件244可被配置成顯示在焊炬14處于具體位置處時(shí)捕獲的視頻重播342(例如，一個(gè)或更多個(gè)視頻幀、所捕獲的圖像)。例如，焊接軟件244可顯示在焊炬14處于具體位置處之前和/或之后的0到30幀。作為附加或替代，焊接軟件244可顯示具體位置處的焊接的橫截面圖。橫截面圖可基于一組或更多組數(shù)據(jù)，包含(但不限于)x光掃描、超聲掃描、至少部分基于焊接數(shù)據(jù)327的所產(chǎn)生的模型或其任何組合。此外，橫截面圖可使焊接操作員或教員能夠?qū)彶榫唧w位置處的焊接的各種確定的質(zhì)量特性，包含(但不限于)孔隙度、底切(undercut)、飛濺物、填充不足(underfill)和填充過量(overfill)。雖然焊炬14可容易地用于在會(huì)話的完成之后在工件82移動(dòng)之前朝向焊接的具體位置并選擇所述具體位置，但焊炬14可在相應(yīng)工件82的重新校準(zhǔn)之后用作與所移動(dòng)的工件82的先前完成的會(huì)話的指針。此外，在一些實(shí)施例中，校準(zhǔn)工具610或另一焊接裝置可用于朝向和選擇焊接的具體位置，可顯示對(duì)于這些具體位置的焊接的各種所確定質(zhì)量特性。

在某些實(shí)施例中，存儲(chǔ)裝置24可被配置成存儲(chǔ)對(duì)應(yīng)于焊接操作員所執(zhí)行的多次焊接的第一數(shù)據(jù)組并且存儲(chǔ)對(duì)應(yīng)于焊接操作員所執(zhí)行的多次非訓(xùn)練焊接的第二數(shù)據(jù)組。此外，控制電路320可被配置成從存儲(chǔ)裝置24檢索第一數(shù)據(jù)組中的至少部分，從存儲(chǔ)裝置24檢索第二數(shù)據(jù)組中的至少部分，使第一數(shù)據(jù)組中的至少部分與第二數(shù)據(jù)組中的至少部分同步并將同步的第一數(shù)據(jù)組中的至少部分和第二數(shù)據(jù)組中的至少部分提供給顯示器32。

圖21是圖示焊接的不連續(xù)性分析348的屏幕347的實(shí)施例。不連續(xù)性分析348包含列表350，其中列表350可列舉焊接操作的潛在問題。不連續(xù)性分析348將反饋提供給焊接操作員，該反饋關(guān)于焊接操作內(nèi)焊接不符合預(yù)定質(zhì)量閾值的時(shí)間段。例如，在時(shí)間352和354之間，存在高的不連續(xù)性(例如，焊接質(zhì)量差，焊接具有高故障概率，焊接有缺陷)。此外，在時(shí)間356和358之間，存在中等不連續(xù)性(例如，焊接質(zhì)量一般，焊接具有中等故障概率，焊接是部分有缺陷)。此外，在時(shí)間360和362之間，存在高不連續(xù)性，并且在時(shí)間364和366之間，存在低的不連續(xù)性(例如，焊接質(zhì)量好，焊接具有低故障概率，焊接不是有缺陷的)。通過此信息，焊接操作員可能夠快速分析焊接操作的質(zhì)量。

圖22是焊接軟件244的焊接教員屏幕368的實(shí)施例的框圖。焊接軟件244被配置成為許多不同焊接配置提供訓(xùn)練模擬。例如，焊接配置可包含mig焊接工藝370、tig焊接工藝372、焊條焊接工藝374、實(shí)況電弧焊接模式346、模擬焊接模式248、虛擬現(xiàn)實(shí)焊接模擬250和/或增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)焊接模式252。

焊接教員屏幕368可被配置成使焊接教員能夠限制焊接操作員的訓(xùn)練376(例如，限制到一個(gè)或更多個(gè)所選擇的焊接配置)、限制焊接操作員班級(jí)的訓(xùn)練378(例如，限制到一個(gè)或更多個(gè)所選擇的焊接配置)和/或限制焊接操作員的班級(jí)的一部分的訓(xùn)練380(例如，限制到一個(gè)或更多個(gè)所選擇的焊接配置)。此外，焊接教員屏幕368可被配置成使焊接教員能夠?qū)⑺x擇的訓(xùn)練作業(yè)分派給焊接操作員382、將所選擇的訓(xùn)練作業(yè)分配給焊接操作員的班級(jí)384和/或?qū)⑺x擇的訓(xùn)練作業(yè)分配給焊接操作員的班級(jí)的一部分386。此外，焊接教員屏幕368可被配置成使焊接教員能夠使焊接操作員(或焊接操作員班級(jí))從第一作業(yè)自動(dòng)地推進(jìn)到第二作業(yè)388。例如，焊接操作員可至少部分基于執(zhí)行第一作業(yè)的質(zhì)量而從第一作業(yè)推進(jìn)到第二作業(yè)。此外，焊接教員屏幕368可被配置成驗(yàn)證操作員的身份389(例如，以確保焊接數(shù)據(jù)與適當(dāng)?shù)怯浱?hào)293相關(guān)聯(lián))。在一些實(shí)施例中，操作員識(shí)別系統(tǒng)43識(shí)別操作員，并且教員經(jīng)由焊接教員屏幕368而驗(yàn)證操作員的身份。例如，教員可將驗(yàn)證輸入(例如，可重置識(shí)別符、生物特征識(shí)別符、物理識(shí)別符)提供給操作員識(shí)別系統(tǒng)43以授權(quán)操作員的身份被操作員識(shí)別系統(tǒng)43適當(dāng)?shù)乇孀R(shí)。在一些實(shí)施例中，教員(例如，第二操作員)例如經(jīng)由操作員識(shí)別系統(tǒng)43而將第二識(shí)別符輸入(例如，可重置識(shí)別符、生物特征識(shí)別符、物理識(shí)別符)提供給焊接系統(tǒng)10，因此驗(yàn)證將第一識(shí)別符輸入提供給操作員識(shí)別系統(tǒng)43的操作員的身份。第二識(shí)別符輸入可與焊接數(shù)據(jù)(例如，執(zhí)行焊接會(huì)話的操作員的身份)一起被存儲(chǔ)，例如，存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)18或數(shù)據(jù)存儲(chǔ)系統(tǒng)318的存儲(chǔ)器56中。作為附加或替代，焊接教員可經(jīng)由兩步識(shí)別過程來驗(yàn)證操作員的身份389，在所述兩步識(shí)別過程中，在確保焊接數(shù)據(jù)與適當(dāng)?shù)怯浱?hào)293相關(guān)聯(lián)之前，操作員識(shí)別系統(tǒng)43將分開地識(shí)別操作員與教員兩者。

圖23是用于使用增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)進(jìn)行的焊接訓(xùn)練的方法389的實(shí)施例。焊接操作員可選擇焊接軟件244的模式(方框390)。焊接軟件244確定是否已選擇了增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)模式252(方框392)。如果已選擇增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)模式252，那么焊接軟件244執(zhí)行增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)模擬。應(yīng)注意，焊接操作員可穿戴焊接頭盔和/或配置成將顯示裝置定位在焊接操作員視野之前的某一其它頭戴物。此外，顯示裝置可以是大體上透明的，以使焊接操作員能夠看到實(shí)際物體；然而，虛擬焊接環(huán)境可描繪在顯示裝置的一些部分上。作為此增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)模擬的一部分，焊接軟件244例如從感測(cè)裝置16接收焊炬14的位置和/或取向(方框394)。焊接軟件244整合虛擬焊接環(huán)境與焊炬14的位置和/或取向(方框396)。此外，焊接軟件244將整合的虛擬焊接環(huán)境提供給顯示裝置(方框398)。例如，焊接軟件244可確定焊珠應(yīng)處于焊接操作員的視野范圍內(nèi)的何處，并且焊接軟件244可在顯示裝置上顯示焊珠以使得焊珠看起來處于工件上。在完成焊接之后，增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)模擬可使焊接操作員能夠抹除虛擬焊接環(huán)境的一部分(例如，焊珠)(方框400)，并且焊接軟件244返回到方框390。

如果尚未選擇增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)模式252，那么焊接軟件244確定是否已選擇實(shí)況電弧模式246(方框402)。如果已選擇實(shí)況電弧模式246，那么焊接軟件244進(jìn)入實(shí)況電弧模式246并且焊接操作員可執(zhí)行實(shí)況電弧焊接(方框404)。如果尚未選擇實(shí)況電弧模式246和/或在執(zhí)行方框404之后，那么焊接軟件244返回到方框390。因此，焊接軟件244被配置成允許焊接操作員在增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)模式252中實(shí)踐焊接，以將虛擬焊接環(huán)境的至少一部分從實(shí)踐焊接抹除并在實(shí)況電弧模式246中執(zhí)行實(shí)況焊接。在某些實(shí)施例中，焊接操作員可多次在增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)模式252中連續(xù)地實(shí)踐焊接。

圖24是用于使用增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)進(jìn)行的焊接訓(xùn)練的另一方法406的實(shí)施例。焊接操作員可選擇焊接軟件244的一種模式(方框408)。焊接軟件244確定是否已選擇增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)模式252(方框410)。如果已選擇增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)模式252，那么焊接軟件244執(zhí)行增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)模擬。應(yīng)注意，焊接操作員可穿戴焊接頭盔和/或配置成將顯示裝置定位在焊接操作員視野之前的某一其它頭戴物。此外，顯示裝置可完全地阻斷焊接操作員的視野，以致于焊接操作員所觀察到的圖像已被相機(jī)捕獲并且顯示在顯示裝置上。作為此增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)模擬的一部分，焊接軟件244例如從感測(cè)裝置16接收焊炬14的圖像(方框412)。焊接軟件244整合虛擬焊接環(huán)境與焊炬14的圖像(方框414)。此外，焊接軟件244將整合的虛擬焊接環(huán)境與焊炬14的圖像提供給顯示裝置(方框416)。例如，焊接軟件244可確定焊珠應(yīng)位于焊接操作員的視野范圍內(nèi)的何處，并且焊接軟件244在顯示裝置上顯示焊珠與焊炬14的圖像以及焊接環(huán)境中的其它物體。在完成焊接之后，增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)模擬可使焊接操作員能夠抹除虛擬焊接環(huán)境的一部分(例如，焊珠)(方框418)，并且焊接軟件244返回到方框408。

如果尚未選擇增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)模式252，那么焊接軟件244確定是否已選擇實(shí)況電弧模式246(方框420)。如果已選擇實(shí)況電弧模式246，那么焊接軟件244進(jìn)入實(shí)況電弧模式246并且焊接操作員可執(zhí)行實(shí)況電弧焊接(方框422)。如果尚未選擇實(shí)況電弧模式246和/或在執(zhí)行方框422之后，那么焊接軟件244返回到方框408。因此，焊接軟件244被配置成允許焊接操作員在增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)模式252中實(shí)踐焊接，以將虛擬焊接環(huán)境的至少一部分從實(shí)踐焊接抹除并在實(shí)況電弧模式246中執(zhí)行實(shí)況焊接。在某些實(shí)施例中，焊接操作員可多次在增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)模式252中連續(xù)地實(shí)踐焊接。

圖25是焊炬14的實(shí)施例的框圖。焊炬14包含先前所述的控制電路52、用戶接口60和顯示器62。此外，焊炬14包含各種傳感器和其它裝置。焊炬14可包含溫度傳感器424(例如，熱電偶、熱敏電阻等)、慣性傳感器426(例如，加速度器、陀螺儀、磁力計(jì)等)、振動(dòng)裝置428(例如，振動(dòng)電動(dòng)機(jī))、麥克風(fēng)429、一個(gè)或更多個(gè)視覺指示器61(例如，led64)或其任何組合。此外，在某些實(shí)施例中，焊炬14可包含電壓傳感器425和/或電流傳感器427以分別感測(cè)焊炬14所產(chǎn)生的電弧的電壓和/或電流。如下文更詳細(xì)地論述，一組或更多組led64可布置在焊炬14周圍以使感測(cè)裝置16能夠檢測(cè)焊炬14相對(duì)于訓(xùn)練支架12和工件82的位置和取向。例如，多組led64可布置在焊炬14的頂側(cè)、左側(cè)和右側(cè)上，以使感測(cè)裝置16能夠檢測(cè)焊炬14的位置和取向，而不管焊炬14的哪一側(cè)面向感測(cè)裝置16。在某些實(shí)施例中，焊炬14可包含一個(gè)以上溫度傳感器424、慣性傳感器426、振動(dòng)裝置428、電壓傳感器425、電流傳感器427和/或麥克風(fēng)429。

在操作期間，焊炬14可被配置成使用溫度傳感器424以檢測(cè)與焊炬14相關(guān)聯(lián)的溫度(例如，焊炬14的電子部件的溫度、顯示器62的溫度、發(fā)光裝置的溫度、振動(dòng)裝置的溫度、焊炬14的主體部分的溫度等)。控制電路52(或另一裝置的控制電路)可使用所檢測(cè)的溫度來執(zhí)行各種事件。例如，控制電路52可被配置成如果所檢測(cè)的溫度達(dá)到和/或超過預(yù)定閾值(例如，85℃)，那么禁止焊炬14使用實(shí)況電弧模式246(例如，實(shí)況焊接)。此外，控制電路52也可被配置成停用焊炬14的各種生熱裝置，例如，振動(dòng)裝置428、發(fā)光裝置等?？刂齐娐?2可還被配置成在顯示器62上展示消息，例如“等待焊炬冷卻。給您帶來不便，敬請(qǐng)諒解。(waitingfortorchtocooldown.sorryfortheinconvenience.)”在某些實(shí)施例中，控制電路52可被配置成如果所檢測(cè)的溫度達(dá)到第一閾值，那么停用某些部件或特征，并且如果所檢測(cè)的溫度達(dá)到第二閾值，那么停用額外部件或特征。

此外，在操作期間，焊炬14可被配置成使用慣性傳感器426以檢測(cè)與焊炬14相關(guān)聯(lián)的運(yùn)動(dòng)(例如，加速度等)。控制電路52(或另一裝置的控制電路)可使用所檢測(cè)的加速度來執(zhí)行各種事件。例如，控制電路52可被配置成在慣性傳感器426檢測(cè)到已移動(dòng)焊炬14之后，激活顯示器62(或另一顯示器)。因此，控制電路52可引導(dǎo)顯示器62例如從休眠模式“喚醒”，和/或退出屏幕保護(hù)模式，以便于焊炬14的焊接操作員使用顯示器62上的圖形用戶界面(gui)。此外，控制電路52可利用來自一個(gè)或更多個(gè)慣性傳感器426的反饋，以確定焊炬14在焊接環(huán)境中的位置和/或焊炬14在焊接環(huán)境內(nèi)的移動(dòng)。如下文詳細(xì)地論述，感測(cè)裝置16(例如，相機(jī))可利用焊炬上的標(biāo)記物474，以確定焊炬14在焊接環(huán)境中的位置、取向和/或移動(dòng)。在一些實(shí)施例中，控制電路52(或另一裝置的控制電路)可利用來自一個(gè)或更多個(gè)慣性傳感器426的反饋以通過感測(cè)裝置16來增強(qiáng)焊炬14的位置、取向和/或移動(dòng)的確定。也就是說，當(dāng)工件82或操作員從感測(cè)裝置16的角度看使焊炬14的一個(gè)或更多個(gè)標(biāo)記物474不可見(例如視線受阻)時(shí)，控制電路52可基于來自一個(gè)或更多個(gè)慣性傳感器426的反饋來確定焊炬14的位置和取向。

返回到圖21，例如，當(dāng)其它感測(cè)裝置可出于任何原因而不能夠監(jiān)視焊炬14的位置和取向時(shí)(例如，用于光學(xué)地追蹤焊炬14的一組標(biāo)記物中的一個(gè)或更多個(gè)標(biāo)記物從相機(jī)的角度看被遮擋)，一個(gè)或更多個(gè)慣性傳感器426可使控制電路52能夠確定在時(shí)間360與362之間的間隔的工作角度328、行進(jìn)角度330和行進(jìn)速度334。一個(gè)或更多個(gè)慣性傳感器426可提供關(guān)于焊炬14的位置和/或取向的輸出，該輸出獨(dú)立于另一位置檢測(cè)系統(tǒng)(例如，光學(xué)檢測(cè)系統(tǒng)、磁性檢測(cè)系統(tǒng)、聲音檢測(cè)系統(tǒng))。假設(shè)ctwd332以及焊炬14相對(duì)于工件82接頭的朝向?qū)τ谒鰰r(shí)間間隔是大致上恒定的，那么控制電路52可至少部分基于來自焊炬14的一個(gè)或更多個(gè)慣性傳感器426的反饋而確定工作角度328、行進(jìn)角度330和行進(jìn)速度334。

返回到圖25，在某些實(shí)施例中，控制電路52可被配置成至少部分基于所檢測(cè)的運(yùn)動(dòng)而確定焊炬14已發(fā)生高程度的沖擊事件(例如，掉落，用作錘子等)。在確定已發(fā)生高程度的沖擊事件之后，控制電路52可存儲(chǔ)(例如，記錄)焊炬14已受到?jīng)_擊的指示?？刂齐娐?2可連同該指示地存儲(chǔ)其它對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)，例如，日期、當(dāng)日時(shí)間、加速度、用戶姓名、焊炬識(shí)別數(shù)據(jù)等?？刂齐娐?2可還被配置成在顯示器62上向焊接操作員顯示請(qǐng)求操作員避免使焊炬14受到?jīng)_擊的通知。在一些實(shí)施例中，控制電路52可被配置成使用慣性傳感器426所檢測(cè)的運(yùn)動(dòng)，以使焊接操作員能夠在軟件用戶接口(例如，焊接軟件、焊接訓(xùn)練軟件等)內(nèi)導(dǎo)航和/或做出選擇。例如，控制電路52可被配置成接收加速度，并且如果該加速度與預(yù)定樣式匹配(例如，加速度指示某方向上的急跳運(yùn)動(dòng)，加速度指示焊炬14正被抖動(dòng)，等等)，那么做出軟件選擇。

振動(dòng)裝置428被配置成通過引導(dǎo)焊炬14使其振動(dòng)和/或抖動(dòng)而將反饋提供給焊接操作員(例如，提供振動(dòng)或觸覺反饋)。振動(dòng)裝置428可在實(shí)況焊接期間和/或在模擬焊接期間提供振動(dòng)反饋。如可了解的是，實(shí)況焊接期間的振動(dòng)反饋可被調(diào)諧至具體頻率以使焊接操作員能夠在由于實(shí)況焊接而發(fā)生的振動(dòng)與振動(dòng)反饋之間進(jìn)行區(qū)分。例如，在實(shí)況焊接期間，振動(dòng)反饋可以在約3.5hz下提供。使用此頻率可使焊接操作員能夠在由于實(shí)況焊接而發(fā)生自然振動(dòng)的同時(shí)檢測(cè)何時(shí)發(fā)生振動(dòng)反饋。相反，在實(shí)況焊接期間，振動(dòng)反饋可以在約9hz下提供。然而，9hz頻率可能與由于實(shí)況焊接而發(fā)生的自然振動(dòng)相混淆。

一個(gè)或更多個(gè)麥克風(fēng)429被配置成便于通過局部定位系統(tǒng)來確定焊炬14的位置。焊炬14的一個(gè)或更多個(gè)麥克風(fēng)429從焊接環(huán)境周圍的已知位置處所設(shè)置的信標(biāo)接收所發(fā)射的信號(hào)(例如，超聲信號(hào)、rf信號(hào))。如可了解的是，局部定位系統(tǒng)在物體從已知位置處的三個(gè)或更多個(gè)信標(biāo)接收所發(fā)射的信號(hào)(即，經(jīng)由未被遮擋的視線)時(shí)實(shí)現(xiàn)物體的位置的確定?？刂齐娐?2(或另一裝置的控制電路)可經(jīng)由三角測(cè)量、三邊測(cè)量和多邊測(cè)量而從接收信號(hào)確定焊炬14的位置。在一些實(shí)施例中，在焊接期間，當(dāng)感測(cè)裝置16(例如，相機(jī))中的一個(gè)或更多個(gè)被工件82和/或操作員遮擋時(shí)，麥克風(fēng)429可便于確定焊炬14的位置。

圖26是使用焊炬14將振動(dòng)反饋提供給操作員的方法430的實(shí)施例?？刂齐娐?2(或另一裝置的控制電路)檢測(cè)對(duì)應(yīng)于焊接操作的參數(shù)(例如，工作角度、行進(jìn)角度、行進(jìn)速度、末端到工件的距離、朝向等)(方框432)。如可了解的是，焊接操作可以是實(shí)況焊接操作、模擬焊接操作、虛擬現(xiàn)實(shí)焊接操作和/或增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)焊接操作?？刂齐娐?2確定參數(shù)是否處于第一預(yù)定范圍內(nèi)(方框434)。如可了解的是，第一預(yù)定范圍可以是剛好處于可接受范圍外的范圍。例如，參數(shù)可以是工作角度，可接受范圍可以是45度到50度，并且第一預(yù)定范圍可以是50度到55度。因此，在此實(shí)例中，控制電路52確定工作角度是否處于50度到55度的第一預(yù)定范圍內(nèi)。

如果參數(shù)處于第一預(yù)定范圍內(nèi)，那么控制電路52使焊炬以第一樣式振動(dòng)(方框436)。第一樣式可以是第一頻率、第一頻率調(diào)制、第一振幅等。此外，如果參數(shù)不處于第一預(yù)定范圍內(nèi)，那么控制電路52確定參數(shù)是否處于第二預(yù)定范圍內(nèi)(方框438)。第二預(yù)定范圍可以是剛好處于第一預(yù)定范圍外的范圍。例如，繼續(xù)上文論述的實(shí)例，第二預(yù)定范圍可以是55度到60度。因此，在此實(shí)例中，控制電路52確定工作角度是否處于55度到60度的第二預(yù)定范圍內(nèi)。如果參數(shù)處于第二預(yù)定范圍內(nèi)，那么控制電路52使焊炬以第二樣式振動(dòng)(方框440)。第二樣式可以是第二頻率、第二頻率調(diào)制、第二振幅等。應(yīng)注意，第二樣式通常不同于第一樣式。在某些實(shí)施例中，第一樣式和第二樣式可以是相同的。此外，可聽見的指示可被提供給焊接操作員以指示參數(shù)是處于第一預(yù)定范圍內(nèi)還是第二預(yù)定范圍內(nèi)。此外，可聽見的指示可用于指示參數(shù)不處于可接受范圍內(nèi)。在這些實(shí)施例中，振動(dòng)可用于指示焊接操作員正做出錯(cuò)誤的舉動(dòng)，并且可聽見的指示可用于識(shí)別焊接操作員正做出什么錯(cuò)誤舉動(dòng)和/或如何進(jìn)行修正。參數(shù)可以是任何適當(dāng)參數(shù)，例如，工作角度、行進(jìn)角度、行進(jìn)速度、末端到工件的距離和/或朝向。圖27到圖29圖示各種樣式的實(shí)施例。

圖27是各自包含用于將振動(dòng)反饋提供給焊接操作員的不同頻率的兩種樣式的實(shí)施例的圖形442。第一樣式444以時(shí)間448與第二樣式446分開。在所圖示的實(shí)施例中，第一樣式444是第一頻率，并且第二樣式446是不同于第一頻率的第二頻率。第一頻率和第二頻率可以是任何適當(dāng)頻率。如可了解的是，第一頻率和第二頻率可被配置成不同于實(shí)況焊接期間所產(chǎn)生的自然頻率，以便于焊接操作員在自然頻率與第一頻率和第二頻率之間進(jìn)行區(qū)分。雖然所圖示的實(shí)施例示出第一頻率低于第二頻率，但在其它實(shí)施例中，第二頻率可低于第一頻率。

圖28是各自包含用于將振動(dòng)反饋提供給焊接操作員的不同調(diào)制的兩種樣式的實(shí)施例的圖形450。第一樣式452以時(shí)間456與第二樣式454分開。在所圖示的實(shí)施例中，第一樣式452是第一調(diào)制，并且第二樣式454是不同于第一調(diào)制的第二調(diào)制。第一調(diào)制和第二調(diào)制可以是任何適當(dāng)調(diào)制。例如，第一調(diào)制可包含第一數(shù)量的振動(dòng)脈沖(例如，兩個(gè)脈沖)，并且第二調(diào)制可包含第二數(shù)量的振動(dòng)脈沖(例如，三個(gè)脈沖)。此外，調(diào)制可改變脈沖的數(shù)量，脈沖之間的時(shí)間等。在某些實(shí)施例中，振動(dòng)脈沖的數(shù)量和/或脈沖之間的時(shí)間可被配置成隨著參數(shù)朝向或遠(yuǎn)離可接受參數(shù)值移動(dòng)而逐漸增加或減少。雖然所圖示的實(shí)施例示出第一調(diào)制具有比第二調(diào)制更少的脈沖，但在其它實(shí)施例中，第二調(diào)制可具有比第一調(diào)制更少的脈沖。

圖29是各自包含用于將振動(dòng)反饋提供給焊接操作員的不同振幅的兩種樣式的實(shí)施例的圖形458。第一樣式460以時(shí)間464與第二樣式462分開。在所圖示的實(shí)施例中，第一樣式460是第一振幅，并且第二樣式462是不同于第一振幅的第二振幅。第一振幅和第二振幅可以是任何適當(dāng)振幅。雖然所圖示的實(shí)施例示出第一振幅低于第二振幅，但在其它實(shí)施例中，第二振幅可低于第一振幅。

焊炬14可在模擬焊接或?qū)崨r焊接期間將不同程度的振動(dòng)和視覺反饋提供給操作員。例如，焊炬14的第一反饋模式可將視覺反饋(例如，經(jīng)由顯示器62)和振動(dòng)反饋提供給操作員，直到操作員起始模擬或?qū)崨r焊接工藝為止，并且焊炬14在模擬或?qū)崨r焊接工藝期間可以不提供視覺或振動(dòng)反饋。焊炬14的第二反饋模式在模擬或?qū)崨r焊接工藝之前和之中均可將視覺和振動(dòng)反饋兩者提供給操作員。焊炬的第三反饋模式可僅在模擬焊接工藝之前和之中將視覺和振動(dòng)反饋兩者提供給操作員。如可了解的是，一些模式可在模擬焊接工藝之前或期間僅提供視覺反饋，并且其它模式可在模擬焊接工藝之前或期間僅提供振動(dòng)反饋。在一些實(shí)施例中，教員可指定反饋水平，該反饋水平可在將被評(píng)估的模擬或?qū)崨r焊接會(huì)話期間提供給操作員。此外，操作員可在模擬或?qū)崨r焊接之前和之中選擇性地停用由焊炬提供的振動(dòng)和/或視覺反饋。

圖30是具有可用于追蹤焊炬14的標(biāo)記物的焊炬14的實(shí)施例的立體圖。雖然圖30和圖31圖示了焊炬14，但是其它焊接裝置(例如，焊接工具、托管架、校準(zhǔn)工具)可具有以指定模式布置于相應(yīng)焊接裝置周圍的標(biāo)記物474(例如，視覺標(biāo)記物802)，該指定模式對(duì)應(yīng)于焊接裝置的剛體模型。因此，耦接到感測(cè)裝置16的計(jì)算機(jī)18可從由感測(cè)裝置16檢測(cè)的一組標(biāo)記物474來確定焊接裝置的類型、焊接裝置的剛體模型、焊接裝置的位置和焊接裝置的取向。在一些實(shí)施例中，可以在實(shí)況焊接之前追蹤焊炬14的位置以確定(即，校準(zhǔn))焊接接頭的形狀。例如，焊炬14可用于在包含(但不限于)焊接位置1g、2g、3g、4g、5g、6g、1f、2f、3f、4f、5f或6f的各種位置中追蹤工件82的形狀。所確定的焊接接頭的形狀可被存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)系統(tǒng)318中，以與沿著焊接接頭的后續(xù)實(shí)況焊接工藝進(jìn)行比較。在一些實(shí)施例中，可以在實(shí)況焊接期間追蹤焊炬14的位置并將其與數(shù)據(jù)存儲(chǔ)系統(tǒng)318中所存儲(chǔ)的焊接接頭的形狀比較。焊炬14的控制電路52和/或訓(xùn)練系統(tǒng)10的任一其它部件可將關(guān)于焊炬14相對(duì)于焊接接頭的位置(例如地點(diǎn))和/或取向的大致上實(shí)時(shí)的反饋提供給操作員。焊炬14包含外殼466，其中外殼圍住焊炬14的控制電路52和/或焊炬14的任何其它部件。顯示器62和用戶接口60納入到外殼466的頂部部分中。

如圖示，頸部470從焊炬14的外殼466延伸。用于追蹤焊炬14的標(biāo)記物可設(shè)置在頸部470上。具體來說，安裝桿472用于將標(biāo)記物474耦接到頸部470。標(biāo)記物474在所圖示的實(shí)施例中是球形標(biāo)記物；然而在其它實(shí)施例中，標(biāo)記物474可以是任何適當(dāng)形狀(例如，led的形狀)。標(biāo)記物474由感測(cè)裝置16使用以追蹤焊炬14的位置和/或取向。如可了解的是，標(biāo)記物474中的三個(gè)標(biāo)記物用于限定第一平面。此外，標(biāo)記物474被布置成使得第四標(biāo)記物474處于不同于第一平面的第二平面中。因此，感測(cè)裝置16可使用四個(gè)標(biāo)記物474來追蹤焊炬14的位置和/或取向。應(yīng)注意，雖然所圖示的實(shí)施例示出四個(gè)標(biāo)記物474，但安裝桿472可具有任何適當(dāng)數(shù)量的標(biāo)記物474。

在某些實(shí)施例中，標(biāo)記物474可以是反射性標(biāo)記物(例如，回射體)，而在其它實(shí)施例中，標(biāo)記物474可以是發(fā)光標(biāo)記物(例如，發(fā)光二極管led64)。在標(biāo)記物474是發(fā)光標(biāo)記物的實(shí)施例中，標(biāo)記物474可以由焊炬14的外殼466內(nèi)的電氣部件供電。例如，標(biāo)記物474可由安裝桿472與外殼466之間的連接件476供電。此外，控制電路52(或另一裝置的控制電路)可用于控制對(duì)標(biāo)記物通電和/或斷電(例如，發(fā)光)。在某些實(shí)施例中，標(biāo)記物474可基于焊炬14的位置和/或取向來個(gè)別地通電和/或斷電。在其它實(shí)施例中，標(biāo)記物474可基于焊炬14的位置和/或取向來成組地通電和/或斷電。應(yīng)注意，在不包含安裝桿472的實(shí)施例中，連接件476可替換為與所圖示的標(biāo)記物468分開的平面上的另一標(biāo)記物468。焊炬14的實(shí)施例在本文中是相對(duì)于一致的一組坐標(biāo)軸780來描述。x軸782是沿著焊炬14的縱軸的水平方向，y軸784是相對(duì)于縱軸的垂直方向，并且z軸786是從焊炬14橫向延伸的水平方向。

圖31是沿著圖30的剖切線31-31截取的焊炬14的頸部800的實(shí)施例。視覺標(biāo)記物802布置在在頸部800上的預(yù)定義的位置處，以便于感測(cè)裝置16檢測(cè)焊炬14的位置和取向。在一些實(shí)施例中，視覺標(biāo)記物802是led64。作為附加或替代，視覺標(biāo)記物802是具有方向性的，以使得相比較少朝向感測(cè)裝置16取向的視覺標(biāo)記物802，感測(cè)裝置16較容易檢測(cè)到朝向感測(cè)裝置16(例如，一個(gè)或多個(gè)相機(jī))取向(例如，居中)的視覺標(biāo)記物802。例如，表面上所布置的led64可被引導(dǎo)以主要沿著實(shí)質(zhì)上垂直于該表面的軸線發(fā)射光(例如，可見光、紅外光、紫外光)。此外，一個(gè)或多個(gè)視覺標(biāo)記物802可為回射體，該回射體配置成實(shí)質(zhì)上朝向相應(yīng)視覺標(biāo)記物從其接收光(例如，來自位于相機(jī)感測(cè)裝置16附近的紅外燈)的方向反射光。在一些實(shí)施例中，多組視覺標(biāo)記物802布置在頸部800上。

每一組中的視覺標(biāo)記物802可取向(例如，居中)在實(shí)質(zhì)上與相應(yīng)組中的其它視覺標(biāo)記物802相同的方向上。在一些實(shí)施例中，第一組804視覺標(biāo)記物802沿著y軸784實(shí)質(zhì)上垂直地被引導(dǎo)，第二組806視覺標(biāo)記物802在第二方向808上被引導(dǎo)，并且第三組810視覺標(biāo)記物802在第三方向812上被引導(dǎo)。也就是說，每一組中的視覺標(biāo)記物802可如相應(yīng)組中的其它視覺標(biāo)記物802那樣被取向成在實(shí)質(zhì)上平行的方向上發(fā)射光。第二方向808實(shí)質(zhì)上垂直于沿著焊炬14的x軸782，并且相對(duì)于y軸784錯(cuò)開第二角度814。第三方向812實(shí)質(zhì)上垂直于沿著焊炬14的x軸782，并且相對(duì)于y軸784錯(cuò)開第三角度816。在一些實(shí)施例中，第二角度814和第三角度816具有大致上相同的量值。例如，第二組806視覺指示器802可相對(duì)于y軸784錯(cuò)開45°，并且第三組810視覺指示器802可相對(duì)于y軸784錯(cuò)開45°，以使得第二角度814實(shí)質(zhì)上垂直于第三角度816。第二角度814和第三角度816可各自是大約5°到180°、15°到135°、25°到90°或30°到75°。如可了解的是，頸部800可具有1組、2組、3組、4組、5組、6組、7組、8組、9組、10組或更多組視覺標(biāo)記物802，其中每一組取向在特定方向上以便于由感測(cè)裝置16檢測(cè)。

每一組中的視覺標(biāo)記物802可布置在相同或?qū)嵸|(zhì)上平行的平面上。例如，第一組804視覺標(biāo)記物802可布置在第一平面818或?qū)嵸|(zhì)上平行于第一平面818(其垂直于y軸784)的平面上。第二組806視覺標(biāo)記物802可布置在第二平面820或?qū)嵸|(zhì)上平行于第二平面820(其垂直于第二方向808)的平面上。第三組810視覺標(biāo)記物802可布置在第三平面822或?qū)嵸|(zhì)上平行于第三平面822(其垂直于第三方向812)的平面上。在一些實(shí)施例中，每一組的視覺標(biāo)記物802可在空間上分布于焊炬14周圍以使相應(yīng)組的視覺標(biāo)記物802之間的距離最大化，這可便于相對(duì)于較窄空間分布而確定焊炬14相對(duì)于感測(cè)裝置的位置和取向。如本文所使用，術(shù)語“實(shí)質(zhì)上平行”包含在平行的10度內(nèi)的取向，并且術(shù)語“實(shí)質(zhì)上垂直”包含在垂直的10度內(nèi)的取向。每一組中的視覺標(biāo)記物802的布置可便于在模擬的和/或?qū)崨r的不在適當(dāng)位置的焊接工藝(包含(但不限于)垂直焊位置或仰焊位置)期間追蹤焊炬14。

頸部800的結(jié)構(gòu)824可便于所述多組視覺標(biāo)記物802的取向。例如，每一結(jié)構(gòu)824的安裝表面可實(shí)質(zhì)上平行于對(duì)應(yīng)的一組視覺標(biāo)記物802的相應(yīng)平面。此外，當(dāng)相應(yīng)視覺標(biāo)記物802相對(duì)于感測(cè)裝置16以大于閾值角度的角度取向時(shí)，結(jié)構(gòu)824可減少或省去感測(cè)裝置16對(duì)相應(yīng)視覺標(biāo)記物802的檢測(cè)。例如，第二組806視覺標(biāo)記物802可被配置成當(dāng)操作員握持焊炬14而感測(cè)裝置16處于操作員的左側(cè)(即，慣用左手的操作員)時(shí)由感測(cè)裝置16檢測(cè)，并且第三組810視覺標(biāo)記物802可被配置成當(dāng)操作員握住焊炬14而感測(cè)裝置16處于操作員的右側(cè)(即，慣用右手的操作員)時(shí)由感測(cè)裝置16檢測(cè)。對(duì)于第二組806視覺標(biāo)記物802的頸部800和/或結(jié)構(gòu)824可在慣用右手的操作員使用焊炬14時(shí)減少或省去對(duì)第二組806視覺標(biāo)記物802的檢測(cè)，并且對(duì)于第三組810視覺標(biāo)記物，可在慣用左手的操作員使用焊炬14時(shí)減少或省去對(duì)第三組810視覺標(biāo)記物的檢測(cè)。

圖32是焊炬14的頸部800上的視覺標(biāo)記物80的布置的俯視圖，其類似于圖31所圖示的頸部800的實(shí)施例。第一組804視覺標(biāo)記物802(例如，“a”)、第二組806視覺標(biāo)記物802(例如，“b”)和第三組810視覺標(biāo)記物802(例如，“c”)布置在頸部800上的不同預(yù)定義位置處，這允許感測(cè)裝置16經(jīng)由檢測(cè)對(duì)應(yīng)于焊炬14的每一側(cè)(例如，頂側(cè)、左側(cè)826、右側(cè)828、底側(cè)、前側(cè))的不同圖案或布置而確定焊炬14的哪一側(cè)最朝向感測(cè)裝置16。作為附加或替代，每一組中的視覺標(biāo)記物802(例如，led64)可分別顯色，因此使感測(cè)裝置16能夠經(jīng)由顏色檢測(cè)來確定焊炬14的哪一側(cè)最朝向感測(cè)裝置16。也就是說，第一組804可發(fā)射第一光譜范圍內(nèi)的光(例如，約730nm紅外光)，第二組806可發(fā)射第二光譜范圍內(nèi)的光(例如，約850nm紅外光)，并且第三組810可發(fā)射第三光譜范圍內(nèi)的光(例如，約940nm)。每一組視覺標(biāo)記物802的不同波長可使得耦接到感測(cè)裝置16的控制器(例如，計(jì)算機(jī)18)能夠至少部分地基于檢測(cè)到哪些波長而容易地確定哪一組視覺標(biāo)記物802和焊炬14的哪一側(cè)對(duì)感測(cè)裝置16可見。

當(dāng)感測(cè)裝置16檢測(cè)一組中的視覺標(biāo)記物802的閾值量時(shí)，感測(cè)裝置16可追蹤焊炬14相對(duì)于訓(xùn)練支架12和工件82的位置和取向。一組視覺標(biāo)記物802的閾值量可為由感測(cè)裝置16一次可檢測(cè)到的至少三個(gè)、四個(gè)、五個(gè)或更多個(gè)視覺標(biāo)記物802。一組中的視覺標(biāo)記物802的閾值量可以小于或等于相應(yīng)組中的視覺標(biāo)記物802的量。例如，當(dāng)檢測(cè)到第三組810中的四個(gè)視覺標(biāo)記物802時(shí)，感測(cè)裝置16可檢測(cè)焊炬14的右側(cè)，當(dāng)檢測(cè)到第一組804中的五個(gè)視覺標(biāo)記物802時(shí)，感測(cè)裝置16可檢測(cè)焊炬14的頂側(cè)，并且當(dāng)檢測(cè)到第二組中的四個(gè)視覺標(biāo)記物802時(shí)，可檢測(cè)焊炬的左側(cè)。在一些實(shí)施例中，每一組視覺標(biāo)記物802可具有冗余視覺標(biāo)記物，以使得當(dāng)冗余視覺標(biāo)記物中的一個(gè)或更多個(gè)在視野上不可見時(shí)，感測(cè)裝置16可追蹤焊炬14的位置和取向。感測(cè)裝置16可按照實(shí)質(zhì)上相同的準(zhǔn)確性追蹤位置和取向，而不管哪一組視覺標(biāo)記物被感測(cè)裝置16檢測(cè)到。在一些實(shí)施例中，相應(yīng)組的視覺標(biāo)記物802的閾值量。

視覺標(biāo)記物802可相對(duì)于沿著焊炬14的x軸782并相對(duì)于基線830布置在焊炬14的頸部800上的多個(gè)適當(dāng)位置處。例如，第一組804可具有五個(gè)視覺標(biāo)記物802：接近頸部800的第一端832沿著基線830并相對(duì)于x軸782以第一偏移831間隔開的兩個(gè)視覺標(biāo)記物802、在頸部800的中段836中相對(duì)于基線830以第一距離834間隔開并在左側(cè)826相對(duì)于x軸782以第二偏移838間隔開的視覺標(biāo)記物802、在中段836中相對(duì)于基線830以第三距離840間隔開并在右側(cè)828以第二偏移838間隔開的視覺標(biāo)記物802以及沿著x軸782接近頸部800的第二端842并相對(duì)于基線830以第四距離844間隔開的視覺標(biāo)記物802。第二組806可具有四個(gè)視覺標(biāo)記物802：沿著基線830并在左側(cè)826相對(duì)于x軸782以第三偏移846間隔開的視覺標(biāo)記物802、在中段836中沿著x軸782相對(duì)于基線830以第五距離848間隔開的視覺標(biāo)記物802、在中段836中相對(duì)于基線830以第六距離850間隔開的視覺標(biāo)記物802以及相對(duì)于基線830以第四距離844間隔開并在左側(cè)826以第二偏移838間隔開的接近頸部800的第二端842的視覺標(biāo)記物802。第三組810可具有四個(gè)視覺標(biāo)記物802：沿著基線830并在右側(cè)828相對(duì)于x軸782以第三偏移846間隔開的視覺標(biāo)記物802、在中段836中沿著x軸782相對(duì)于基線830以第七距離852間隔開的視覺標(biāo)記物802、在中段836中相對(duì)于基線830以第八距離854間隔開并在左側(cè)826相對(duì)于x軸782以第二偏移838間隔開的視覺標(biāo)記物802以及相對(duì)于基線830以第四距離844間隔開并在右側(cè)828以第二偏移838間隔開的接近頸部800的第二端842的視覺標(biāo)記物802。

每一組804、806、810的視覺標(biāo)記物802的布置(例如，相對(duì)于基線830和x軸782的距離和偏移)可存儲(chǔ)在焊接系統(tǒng)10的存儲(chǔ)器中。例如，布置可作為對(duì)應(yīng)于耦接到焊接系統(tǒng)10的特定焊炬的校準(zhǔn)而存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中。如下文詳細(xì)地論述，焊接系統(tǒng)10可檢測(cè)視覺標(biāo)記物802針對(duì)于感測(cè)裝置16的布置，并至少部分基于所檢測(cè)的布置與存儲(chǔ)器中所存儲(chǔ)的布置的比較而確定焊炬14相對(duì)于訓(xùn)練支架12和工件82的位置和取向。每一組視覺標(biāo)記物802可以被校準(zhǔn)，例如，在初次使用之前，在重新連接焊炬14以后或以預(yù)定維護(hù)間隔校準(zhǔn)。為了校準(zhǔn)一組視覺標(biāo)記物802，焊炬14可按預(yù)定位置和取向而安裝到訓(xùn)練支架12，以使得相應(yīng)組的視覺標(biāo)記物802實(shí)質(zhì)上朝向感測(cè)裝置16。例如，第一組804可在焊炬14被安裝成使得焊炬14的y軸784大體上朝向感測(cè)裝置16時(shí)進(jìn)行校準(zhǔn)，第二組806可在焊炬14被安裝成使得第二方向808大體上朝向感測(cè)裝置16時(shí)進(jìn)行校準(zhǔn)，并且第三組810可在焊炬14被安裝成使得第三方向812大體上朝向感測(cè)裝置16時(shí)進(jìn)行校準(zhǔn)。在一些實(shí)施例中，所述多組視覺標(biāo)記物802是在校準(zhǔn)工具(例如，下文論述的校準(zhǔn)工具610)耦接到焊炬14時(shí)進(jìn)行校準(zhǔn)。操作員可通過相對(duì)于訓(xùn)練支架12和感測(cè)裝置16在焊接環(huán)境周圍移動(dòng)焊炬14而驗(yàn)證校準(zhǔn)。

圖33是用于在焊炬的顯示器上關(guān)聯(lián)于閾值而顯示焊接參數(shù)的方法478的實(shí)施例。在所圖示的實(shí)施例中，控制電路52(或另一裝置的控制電路)接收焊接操作員所做出的對(duì)與焊炬14的位置、取向和/或移動(dòng)相關(guān)聯(lián)的焊接參數(shù)的選擇(方框480)。例如，焊接操作員可選擇焊炬14的用戶接口60上的按鈕以選擇焊接參數(shù)。焊接參數(shù)可以是任何適當(dāng)焊接參數(shù)，例如，工作角度、行進(jìn)角度、行進(jìn)速度、末端到工件的距離、朝向等。如可了解的是，焊接系統(tǒng)10可自動(dòng)地選擇焊接參數(shù)，而無需來自焊接操作員的輸入。在做出選擇之后，焊炬14的顯示器62關(guān)聯(lián)于焊接參數(shù)的預(yù)定閾值范圍和/或目標(biāo)值而顯示或展示焊接參數(shù)的表示(方框482)。所顯示的焊接參數(shù)被配置成隨著焊炬14的位置改變、隨著焊炬14的取向改變和/或隨著焊炬14的移動(dòng)改變而改變。因此，焊接操作員可使用焊炬14以在執(zhí)行焊接操作的同時(shí)(例如，在開始、啟動(dòng)、停止焊接操作之前等)適當(dāng)?shù)貙?duì)焊炬14進(jìn)行定位和/取向，因此使焊接操作員能夠以處于預(yù)定閾值范圍內(nèi)或目標(biāo)值下的焊接參數(shù)來執(zhí)行焊接操作。

例如，焊接操作員可能想要以適當(dāng)工作角度開始焊接操作。因此，焊接操作員可在焊炬14上選擇“工作角度”。在選擇“工作角度”之后，焊接操作員可按照期望工作角度定位焊炬14。隨著焊接操作員移動(dòng)焊炬14，關(guān)聯(lián)于期望工作角度而顯示當(dāng)前工作角度。因此，焊接操作員可將焊炬14四處移動(dòng)，直到當(dāng)前工作角度匹配期望工作角度和/或處于工作角度的期望范圍內(nèi)為止。如可了解的是，顯示器62可被關(guān)斷和/或變暗，以使得其操作期間是空白的。然而，焊接操作員可在執(zhí)行焊接操作之前選擇期望焊接參數(shù)。即使在顯示器62空白的情況下，控制電路52也可被配置成在焊接操作期間監(jiān)視焊接參數(shù)并將反饋(例如，振動(dòng)反饋、音頻反饋等)提供給焊接操作員。

圖34是用于關(guān)聯(lián)于閾值而展示焊接參數(shù)的焊炬14的顯示器62的一組屏幕截圖的實(shí)施例。所述一組屏幕截圖圖示為執(zhí)行焊接操作的焊接操作員顯示焊接參數(shù)的各種方式。如可了解的是，在某些實(shí)施例中，焊接參數(shù)可以在焊接操作之前、期間和/或之后顯示給焊接操作員。屏幕484圖示不處于預(yù)定閾值范圍內(nèi)的工作角度。顯示器62的參數(shù)部分486指示所選擇的參數(shù)。此外，范圍區(qū)488指示所選擇的參數(shù)是否處于預(yù)定閾值范圍內(nèi)。此外，參數(shù)值區(qū)490指示所選擇的參數(shù)的值。在屏幕484上，工作角度38處于范圍之外，如從中央圓向外延伸的箭頭所指示。屏幕492圖示處于預(yù)定閾值范圍內(nèi)的45的工作角度，如通過沒有箭頭從中央圓延伸而指示。

如可了解的是，感測(cè)裝置16可被配置成檢測(cè)行進(jìn)角度是拖動(dòng)角度(例如，行進(jìn)角度在焊接電弧之前)還是推動(dòng)角度(例如，行進(jìn)角度在焊接電弧之后)。因此，屏幕494圖示處于預(yù)定閾值范圍外的23的拖動(dòng)行進(jìn)角度，如從中央圓向外延伸的箭頭所指示。相反，屏幕496圖示處于預(yù)定閾值范圍內(nèi)的15的推動(dòng)行進(jìn)角度，如通過沒有箭頭從中央圓延伸而指示。此外，屏幕498圖示處于預(yù)定閾值范圍內(nèi)的12的行進(jìn)速度，如與中央圓對(duì)準(zhǔn)的垂直線所指示。相反，屏幕500圖示處于預(yù)定閾值范圍外(即，大于預(yù)定閾值范圍)的焊炬14的行進(jìn)速度，如中央圓右側(cè)的垂直線所指示。如可了解的是，小于預(yù)定閾值范圍的行進(jìn)速度可由中央圓左側(cè)的垂直線所指示。行進(jìn)速度指示符可至少部分基于所確定的行進(jìn)速度而在焊接工藝期間相對(duì)于中央圓實(shí)時(shí)地移動(dòng)，因此指導(dǎo)操作員以預(yù)定閾值范圍內(nèi)的行進(jìn)速度執(zhí)行焊接工藝。

屏幕502圖示大于預(yù)定閾值范圍的末端到工件的距離1.5，如外環(huán)內(nèi)的小圓所指示。此外，屏幕504圖示小于預(yù)定閾值范圍的0.4的末端到工件的距離，如外環(huán)外的圓所指示。此外，屏幕506圖示處于預(yù)定閾值范圍內(nèi)的1.1的末端到工件的距離，如實(shí)質(zhì)上填滿外環(huán)內(nèi)的區(qū)域的圓所指示。此外，屏幕508圖示處于預(yù)定閾值范圍內(nèi)的0.02的朝向，如與中央圓對(duì)準(zhǔn)的行509所指示。相反，屏幕510圖示不處于預(yù)定閾值范圍內(nèi)的0.08的朝向，如朝向中央圓的頂部的行509所指示。在一些實(shí)施例中，屏幕508和510的行509表示相對(duì)于焊炬14的末端的接頭。例如，屏幕508和510圖示當(dāng)焊炬14實(shí)質(zhì)上垂直于接頭而取向時(shí)焊炬14的朝向(如行509所圖示)。

屏幕511圖示當(dāng)焊炬14相對(duì)于接頭至少部分成角度時(shí)焊炬14的朝向，如行509和焊炬14的傾斜取向所指示。也就是說，盡管對(duì)應(yīng)于屏幕508和511的焊炬14相對(duì)于接頭(例如，行509)的位置實(shí)質(zhì)上相同，但顯示器上的屏幕508的行509的取向?qū)?yīng)于焊炬14相對(duì)于接頭的垂直取向，而顯示器62上的屏幕511的行509的取向?qū)?yīng)于焊炬14相對(duì)于接頭的非垂直取向。范圍區(qū)488(例如，朝向指示符、角度指示符、ctwd指示符)的取向可在顯示器上轉(zhuǎn)過一旋轉(zhuǎn)角，該旋轉(zhuǎn)角被定義為顯示器62的前邊緣513與接頭之間的角度差。顯示器62上的圖形表示可對(duì)應(yīng)于焊炬14相對(duì)于接頭的取向，而不是對(duì)應(yīng)于顯示器62相對(duì)于操作員的取向。例如，當(dāng)焊炬14被定位在垂直接頭附近以使得焊炬14實(shí)質(zhì)上平行于接頭時(shí)，顯示器62上的行509可在顯示器62上垂直地取向。接頭指示行509可實(shí)質(zhì)上垂直于上文關(guān)于屏幕498和500而論述的行進(jìn)速度指示符。顯示器62上的圖形表示可在顯示器62上旋轉(zhuǎn)以至少部分地基于焊炬14的所確定取向(該取向是基于所檢測(cè)到的視覺標(biāo)記物802(例如，led64)、來自焊炬14的慣性傳感器426的反饋，或其任何組合確定的)而對(duì)應(yīng)于焊炬14相對(duì)于接頭的取向。在一些實(shí)施例中，焊炬14的顯示器62的默認(rèn)模式為顯示如屏幕484、492、494、496、498、500、502、504、506、508和510所圖示的圖形表示，其中焊炬14在焊接操作期間實(shí)質(zhì)上水平(例如，右至左、左至右)移動(dòng)。顯示器62可以旋轉(zhuǎn)模式進(jìn)行配置，如屏幕511所示，該旋轉(zhuǎn)模式實(shí)現(xiàn)了圖形表示在顯示器62上的旋轉(zhuǎn)。圖形表示在屏幕62上的旋轉(zhuǎn)可使操作員感覺到圖形表示隨著焊炬14和顯示器62周圍的外殼466相對(duì)于接頭移動(dòng)或旋轉(zhuǎn)而“浮動(dòng)”。也就是說，即便焊炬14相對(duì)于接頭具有傾斜或旋轉(zhuǎn)的位置，在顯示器62上的圖形表示的箭頭和行的布置相對(duì)于觀察顯示器62的操作員可不改變。

雖然已在所圖示的實(shí)施例中在顯示器62上展示具體圖形表示以關(guān)聯(lián)于閾值展示焊接參數(shù)，但其它實(shí)施例可使用任何適當(dāng)圖形表示以關(guān)聯(lián)于閾值展示焊接參數(shù)。此外，在某些實(shí)施例中，個(gè)別參數(shù)視覺指導(dǎo)可被組合以使得多個(gè)參數(shù)在視覺上一起顯示。例如，顯示器62上的屏幕511可經(jīng)由旋轉(zhuǎn)的圖形表示實(shí)質(zhì)上實(shí)時(shí)地圖示小于預(yù)定閾值工作角度范圍的工作角度的指示符(例如，范圍區(qū)488、箭頭、柱)、預(yù)定閾值行進(jìn)角度范圍之外的推動(dòng)行進(jìn)角度、預(yù)定末端到工件的距離閾值范圍內(nèi)的末端到工件的距離、預(yù)定朝向閾值范圍內(nèi)的朝向，和大于預(yù)定行進(jìn)速度閾值范圍的行進(jìn)速度。在一些實(shí)施例中，操作員可調(diào)整顯示器62以在實(shí)況或訓(xùn)練焊接操作期間僅實(shí)時(shí)地顯示所選指示符(例如，行進(jìn)速度、行進(jìn)角度、末端到工件的距離)。在一些實(shí)施例中，顯示器62在實(shí)況或訓(xùn)練焊接操作期間可循環(huán)顯示焊接參數(shù)的各個(gè)指示符，或顯示器62可實(shí)質(zhì)上僅實(shí)時(shí)地圖示相應(yīng)閾值范圍之外的參數(shù)的一個(gè)或多個(gè)指示符。

此外，在某些實(shí)施例中，焊接系統(tǒng)10可檢測(cè)焊炬14是否接近和/或遠(yuǎn)離焊接接頭。在接近的情況下，焊接接頭隨接觸末端到工件的距離(ctwd)與朝向參數(shù)而變化。當(dāng)ctwd與朝向參數(shù)兩者處于適當(dāng)預(yù)定范圍內(nèi)(例如，各自小于3.0英寸、2.0英寸、1.5英寸、1.0英寸或0.5英寸)時(shí)，焊接系統(tǒng)10可認(rèn)為焊炬14接近焊接接頭。此外，焊炬14的控制電路52或另一裝置可在ctwd和朝向沿著焊接接頭實(shí)質(zhì)上恒定時(shí)至少部分基于焊炬14相對(duì)于工件82的已知(例如，經(jīng)過校準(zhǔn)的)焊接接頭的位置而確定工作角度、行進(jìn)角度和行進(jìn)速度。如可了解的是，焊炬14的位置和取向可以經(jīng)由感測(cè)裝置16和焊炬14的標(biāo)記物474、一個(gè)或更多個(gè)慣性傳感器426和/或一個(gè)或更多個(gè)麥克風(fēng)429來確定。在一些實(shí)施例中，第二位置檢測(cè)系統(tǒng)(例如，焊炬14的慣性傳感器426、焊炬14的麥克風(fēng)429)可僅當(dāng)焊炬14位于焊接接頭附近時(shí)才被激活。第二位置檢測(cè)系統(tǒng)可當(dāng)焊炬14不靠近焊接接頭時(shí)被停止使用，使得感測(cè)裝置16和標(biāo)記物474可用于確定焊炬14在焊接環(huán)境內(nèi)的位置和/或取向。此外，當(dāng)焊炬14接近焊接接頭時(shí)，視覺指導(dǎo)可顯示在焊炬14上。當(dāng)焊炬14接近焊接接頭并且處于實(shí)況焊接模式中時(shí)，消息(例如，警告消息)可顯示在顯示器上，該消息指示適當(dāng)焊接設(shè)備(例如，焊接頭盔等)應(yīng)作為旁觀者的安全措施而就位。然而，外部顯示器可繼續(xù)在相對(duì)于焊接操作的安全距離處顯示實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。此外，在某些實(shí)施例中，當(dāng)焊炬14接近焊接接頭并且處于實(shí)況焊接模式時(shí)，焊炬14的顯示器可在焊接操作員致動(dòng)焊炬14的扳機(jī)時(shí)改變(例如，改變?yōu)閷?shí)質(zhì)上空白和/或透明、改變?yōu)椴粫?huì)分心的視圖或改變?yōu)轭A(yù)定圖像等)。當(dāng)焊炬14遠(yuǎn)離焊接接頭時(shí)，致動(dòng)焊炬14的扳機(jī)將不會(huì)執(zhí)行(例如，開始)測(cè)試運(yùn)行。此外，當(dāng)焊炬14遠(yuǎn)離焊接接頭時(shí)，致動(dòng)焊炬14在非實(shí)況焊接模式中將沒有任何效果，并且可在實(shí)況焊接模式中進(jìn)給焊絲而不開始測(cè)試運(yùn)行。

圖35是用于使用至少四個(gè)標(biāo)記物而在焊接系統(tǒng)10中追蹤焊炬14的方法512的實(shí)施例。一個(gè)或更多個(gè)相機(jī)(例如，感測(cè)系統(tǒng)16的一個(gè)或更多個(gè)相機(jī))用于檢測(cè)焊炬14的標(biāo)記物(方框514)。如上文所論述，標(biāo)記物可以是反射性標(biāo)記物(例如，回射體)和/或發(fā)光標(biāo)記物。此外，標(biāo)記物可包含四個(gè)或更多個(gè)標(biāo)記物以便于確定焊炬14的準(zhǔn)確位置和/或取向。計(jì)算機(jī)18的一個(gè)或更多個(gè)處理器20(或其它處理器)可與感測(cè)系統(tǒng)16一起使用，以基于所檢測(cè)的標(biāo)記物來追蹤焊炬14的位置和/或焊炬14的取向(方框516)。如果一個(gè)或更多個(gè)相機(jī)不能夠檢測(cè)標(biāo)記物中的一個(gè)或更多個(gè)，那么一個(gè)或更多個(gè)處理器20(或控制電路，例如，控制電路52)可被配置成在一個(gè)或更多個(gè)相機(jī)不能夠檢測(cè)標(biāo)記物時(shí)阻斷實(shí)況焊接(方框518)。然而，在焊接系統(tǒng)10的一些實(shí)施例中，與頭盔41集成的一個(gè)或更多個(gè)相機(jī)可實(shí)現(xiàn)四個(gè)或更多個(gè)標(biāo)記物的檢測(cè)，以便于確定焊炬14相對(duì)于焊接頭盔41的準(zhǔn)確位置和/或取向。因此，與一個(gè)或更多個(gè)頭盔41集成的一個(gè)或更多個(gè)相機(jī)可便于針對(duì)焊接工藝而檢測(cè)焊炬14的位置和/或取向，若非如此，從被安裝到支架12的相機(jī)來看一個(gè)或更多個(gè)標(biāo)記物是不可見的。如可了解的是，焊接頭盔41在焊接環(huán)境中的位置和/或取向可以按照與上文所述標(biāo)記物可被觀察到的焊炬14類似的方式經(jīng)由焊接系統(tǒng)10的一個(gè)或更多個(gè)感測(cè)裝置16來確定。在一些實(shí)施例中，焊炬14的顯示器62可被配置成在一個(gè)或更多個(gè)相機(jī)不能夠檢測(cè)焊炬14的標(biāo)記物時(shí)顯示消息，該消息指示未檢測(cè)到標(biāo)記物(方框520)。因此，如果焊炬14不能夠由感測(cè)系統(tǒng)16追蹤，那么可阻斷使用焊炬14進(jìn)行實(shí)況焊接。

焊接系統(tǒng)10的一些實(shí)施例可在標(biāo)記物474中的一個(gè)或更多個(gè)被遮擋并且不被檢測(cè)到的時(shí)段期間在焊接環(huán)境中追蹤焊炬14。一些實(shí)施例可利用位置檢測(cè)系統(tǒng)，該位置檢測(cè)系統(tǒng)直接地觀察焊炬14的一部分而不需要標(biāo)記物474。此外，焊接系統(tǒng)10可包括各種類型(例如，基于視線(即，紅外、可見光或聲學(xué))、基于電磁輻射、基于射頻信號(hào)、基于慣性)的位置檢測(cè)系統(tǒng)中的一種或更多種，所述位置檢測(cè)系統(tǒng)可獨(dú)立地或組合地使用以便于追蹤焊炬14相對(duì)于工件82的位置、取向和/或移動(dòng)。在一些實(shí)施例中，焊接系統(tǒng)10的控制電路(例如，計(jì)算機(jī)18)可獨(dú)立地存儲(chǔ)來自每個(gè)位置檢測(cè)系統(tǒng)的輸出，從而便于相應(yīng)輸出的單獨(dú)分析和/或加權(quán)以確定焊炬在焊接環(huán)境中的位置和取向。例如，來自不同位置檢測(cè)系統(tǒng)的輸出可以基于輸出的精度、輸出的可靠性、相應(yīng)位置檢測(cè)系統(tǒng)的校準(zhǔn)或其任何組合來加權(quán)。如上所述，焊接系統(tǒng)10可至少部分基于來自焊炬14的一個(gè)或更多個(gè)慣性傳感器426(例如，加速度計(jì)、陀螺儀)的反饋來追蹤焊炬14的位置和/或取向。此外，具有局部定位系統(tǒng)的信標(biāo)以及處于焊炬14上的一個(gè)或更多個(gè)麥克風(fēng)429的焊接系統(tǒng)10的實(shí)施例可在焊炬14的一些部分(例如，標(biāo)記物)從一些感測(cè)裝置16(例如，相機(jī))的視線來看不可見時(shí)，確定焊炬14在焊接環(huán)境內(nèi)的位置。因此，在控制電路52可用其它方式確定焊炬14在焊接環(huán)境內(nèi)的位置的間隔期間，方法512的方框518(在未檢測(cè)到標(biāo)記物時(shí)阻斷實(shí)況焊接)可以是可選的。作為附加或替代，當(dāng)焊炬14不具有如上所述的標(biāo)記物474,時(shí)，焊接系統(tǒng)10可追蹤在焊接環(huán)境中的焊炬14。因此，在一些實(shí)施例中，當(dāng)未檢測(cè)到標(biāo)記物或標(biāo)記物不存在于焊炬14上時(shí)，控制電路52允許進(jìn)行實(shí)況焊接。

圖36是用于檢測(cè)處理器20(或任一其它處理器)與焊炬14通信的能力的方法522的實(shí)施例。焊炬14被配置成檢測(cè)來自處理器20的信號(hào)(方框524)。信號(hào)是以預(yù)定間隔從處理器20提供給焊炬14。在某些實(shí)施例中，信號(hào)可以是以預(yù)定間隔從處理器20提供給焊炬14的脈沖信號(hào)。此外，信號(hào)被提供給焊炬14，以使得焊炬14能夠確定焊炬14能夠與處理器20通信。如果焊炬14在預(yù)定間隔內(nèi)未從處理器20接收到信號(hào)，那么控制電路52(或另一裝置的控制電路)被配置成當(dāng)未檢測(cè)到信號(hào)時(shí)阻斷使用焊炬14進(jìn)行實(shí)況焊接(方框526)。此外，顯示器62可被配置成當(dāng)實(shí)況焊接被阻斷時(shí)顯示消息，該消息指示未檢測(cè)到來自處理器20的信號(hào)(方框528)。因此，焊炬14可檢測(cè)處理器20與焊炬14通信的能力。

圖37是可與焊接系統(tǒng)10一起使用的用于校準(zhǔn)彎曲焊接接頭的方法530的實(shí)施例。一個(gè)或更多個(gè)相機(jī)(例如，感測(cè)系統(tǒng)16的一個(gè)或更多個(gè)相機(jī))用于檢測(cè)彎曲焊接接頭的第一位置(例如，第一校準(zhǔn)點(diǎn))(方框532)。例如，校準(zhǔn)工具和/或焊炬14可用于向一個(gè)或更多個(gè)相機(jī)識(shí)別彎曲焊接接頭的第一位置(例如，通過將校準(zhǔn)工具和/或焊炬14的末端觸碰到第一位置)。此外，一個(gè)或更多個(gè)相機(jī)可用于追蹤校準(zhǔn)工具和/或焊炬14以確定校準(zhǔn)工具和/或焊炬14的位置和/或取向，以用于檢測(cè)彎曲焊接接頭的第一位置。

此外，一個(gè)或更多個(gè)相機(jī)用于檢測(cè)彎曲焊接接頭的第二位置(例如，第二校準(zhǔn)點(diǎn))(方框534)。例如，校準(zhǔn)工具和/或焊炬14可用于向一個(gè)或更多個(gè)相機(jī)識(shí)別彎曲焊接接頭的第二位置。此外，一個(gè)或更多個(gè)相機(jī)可用于追蹤校準(zhǔn)工具和/或焊炬14以確定校準(zhǔn)工具和/或焊炬14的位置和/或取向，以用于檢測(cè)彎曲焊接接頭的第二位置。此外，一個(gè)或更多個(gè)相機(jī)用于檢測(cè)彎曲焊接接頭的第一位置與第二位置之間的彎曲焊接接頭的彎曲部分(方框536)。例如，校準(zhǔn)工具和/或焊炬14可用于識(shí)別在彎曲焊接接頭的第一位置與第二位置之間的彎曲焊接接頭。此外，一個(gè)或更多個(gè)相機(jī)可用于追蹤校準(zhǔn)工具和/或焊炬14以確定校準(zhǔn)工具和/或焊炬14的位置和/或取向，以用于檢測(cè)彎曲焊接接頭的彎曲部分。如可了解的是，在操作期間，可檢測(cè)第一位置，接著可檢測(cè)彎曲焊接接頭，并接著可檢測(cè)第二位置。然而，可按任何適當(dāng)次序發(fā)生對(duì)第一位置、第二位置和彎曲焊接接頭的檢測(cè)。在某些實(shí)施例中，可存儲(chǔ)彎曲焊接接頭的彎曲部分的表示，以通過比較焊接操作期間焊炬14的位置和/或取向與所存儲(chǔ)的彎曲焊接接頭的彎曲部分的表示而確定焊接操作的質(zhì)量。如可了解的是，在某些實(shí)施例中，焊接操作可以是多行程焊接操作。

此外，對(duì)一些接頭的校準(zhǔn)，例如，對(duì)圓形焊接接頭(例如，管道接頭)的校準(zhǔn)可以通過使校準(zhǔn)工具觸碰到圓形焊接接頭的圓周周圍的三個(gè)不同點(diǎn)來執(zhí)行。圓形焊接接頭的路徑可接著通過計(jì)算與所有三個(gè)點(diǎn)相交的最佳擬合圓來確定。圓形焊接接頭的路徑可被存儲(chǔ)并用于評(píng)估訓(xùn)練焊接的焊接參數(shù)。針對(duì)較復(fù)雜的幾何機(jī)構(gòu)，校準(zhǔn)工具和/或焊炬14可沿著整個(gè)接頭拖動(dòng)以便向系統(tǒng)指示接頭，以使得所有參數(shù)可被計(jì)算。

在一些實(shí)施例中，可與焊接系統(tǒng)10一起使用的用于校準(zhǔn)彎曲焊接接頭的方法530可不利用焊炬14或校準(zhǔn)工具來確定焊接接頭的路徑。也就是說，控制電路52可利用相機(jī)(例如，感測(cè)系統(tǒng)16的一個(gè)或更多個(gè)相機(jī))所捕獲的一個(gè)或更多個(gè)圖像以檢測(cè)焊接接頭的第一位置(方框532)、第二位置(方框534)和彎曲部分(方框536)。作為附加或替代，控制電路52可利用一個(gè)或更多個(gè)發(fā)射器(例如，發(fā)射器105、109)而將可見圖案(例如，柵格、點(diǎn)域)發(fā)射到工件82和焊接接頭上。被配置成檢測(cè)可見圖案的相機(jī)可基于可見圖案在工件82和焊接接頭上的形狀和取向的特定特征而確定工件82的形狀和/或焊接接頭的路徑。控制電路52可利用應(yīng)用到一個(gè)或更多個(gè)所捕獲的圖像或可見圖案的物體辨識(shí)算法(例如，邊緣檢測(cè))來確定焊接接頭和/或工件82的形狀。操作員可提供輸入以輔助物體辨識(shí)，例如，選擇接頭的類型(例如，對(duì)焊、t形焊、搭焊、角焊、邊緣焊)和/或工件82的形狀(例如，平坦、管狀、彎曲)。

圖38是彎曲焊接接頭538的實(shí)施例的圖。此彎曲焊接接頭538可使用圖37所述的方法530來校準(zhǔn)。彎曲焊接接頭538位于工件540上。具體來說，彎曲焊接接頭538包含第一位置542、第二位置544和彎曲部分546。使用方法530，可確定和/或存儲(chǔ)彎曲焊接接頭538的形狀以評(píng)估對(duì)彎曲焊接接頭538執(zhí)行焊接操作的焊接操作員。

圖39是具有彎曲焊接接頭541的復(fù)雜形狀工件539的實(shí)施例的圖。彎曲焊接接頭541可以經(jīng)由(例如，在彎曲焊接接頭541附近)添加到工件539的標(biāo)記物543來校準(zhǔn)。標(biāo)記工具545可將標(biāo)記物543涂覆到工件539。標(biāo)記工具545可為具有把手557的手動(dòng)標(biāo)記工具545。標(biāo)記物543可包含(但不限于)經(jīng)由標(biāo)記工具545涂覆到工件539的油漆、油墨、顏料、貼紙(例如，膠帶)或反射體。操作員可使標(biāo)記工具545的標(biāo)記輪547沿著彎曲焊接接頭541滾動(dòng)，從而將標(biāo)記物543沉積(例如，轉(zhuǎn)移)在工件539上以在實(shí)況焊接會(huì)話期間使用。例如，標(biāo)記輪547上的一個(gè)或更多個(gè)涂覆器549可將標(biāo)記物543涂覆到工件539。在一些實(shí)施例中，標(biāo)記物543(例如，油漆、油墨、顏料)在沿著焊接接頭541執(zhí)行焊接結(jié)束之后可從工件539移除。也就是說，標(biāo)記物543可從工件539洗掉或擦掉。一個(gè)或更多個(gè)涂覆器549布置于標(biāo)記工具545周圍以便于沿著工件的路徑以重復(fù)圖案布置一個(gè)或更多個(gè)標(biāo)記物。例如，一個(gè)或更多個(gè)涂覆器539可布置于標(biāo)記輪547的圓周551周圍，使得一個(gè)或更多個(gè)標(biāo)記物543的一個(gè)周期的圖案針對(duì)標(biāo)記輪547的每次旋轉(zhuǎn)被涂覆到工件。在一些實(shí)施例中，涂覆器549配置成隨著每個(gè)涂覆器549與工件539相互作用而涂覆來自標(biāo)記工具545的貯存器的油漆(例如，反射性油漆、熒光油漆)。此外，涂覆器549可為存儲(chǔ)油漆或油墨的吸附性材料。

位于支架12上和/或與焊接系統(tǒng)10的頭盔41集成的感測(cè)裝置16的相機(jī)可檢測(cè)標(biāo)記物543。焊接系統(tǒng)10的控制電路可確定復(fù)雜形狀工件539的形狀，和/或焊接系統(tǒng)10可至少部分基于所檢測(cè)的標(biāo)記物543而沿著彎曲焊接接頭541確定焊接路徑。可存儲(chǔ)復(fù)雜形狀工件539的形狀和/或彎曲焊接接頭541的焊接路徑以評(píng)估對(duì)彎曲焊接接頭541執(zhí)行焊接操作的焊接操作員。雖然圖39所示的標(biāo)記物543是不連續(xù)的，但標(biāo)記物543的一些實(shí)施例沿著彎曲焊接接頭541可以是連續(xù)的。

如可了解的是，一個(gè)或更多個(gè)標(biāo)記物543的實(shí)施例可包括各種幾何形狀、曲線、直線、圖片、文字、標(biāo)志或其任何組合。圖72至圖75圖示了標(biāo)記物543的實(shí)施例，標(biāo)記物543可由標(biāo)記工具545涂覆到工件539。圖72至圖75各自圖示了具有已知性質(zhì)(例如，長度561、寬度563、方向565、形狀、半徑)的標(biāo)記物543的相應(yīng)實(shí)施例。在一些實(shí)施例中，標(biāo)記物543關(guān)于方向565為非對(duì)稱的(例如，圖73至圖75的標(biāo)記物)，關(guān)于橫向方向593為非對(duì)稱的(例如，圖72的標(biāo)記物)，或關(guān)于方向565和593兩者均為非對(duì)稱的。例如，圖75的標(biāo)志標(biāo)記物實(shí)施例包括對(duì)應(yīng)于工具制造商和/或銷售商的圖片和文字。在一些實(shí)施例中，每個(gè)標(biāo)記物543具有端點(diǎn)567，端點(diǎn)567標(biāo)出相應(yīng)標(biāo)記物543的始點(diǎn)和/或終點(diǎn)。此外，標(biāo)記物543的特征(例如，箭頭569、文字方向、獨(dú)特部分)可便于標(biāo)記物543的已知性質(zhì)與由感測(cè)裝置16(例如，相機(jī))所捕獲的圖像的對(duì)應(yīng)。在一些實(shí)施例中，每個(gè)標(biāo)記物543的周期包括一個(gè)或更多個(gè)無標(biāo)記長度555(例如，間隙)，如由靠近圖39的接頭541的虛線標(biāo)記物543所示。如下文討論，所觀察到的標(biāo)記物543的圖案的的性質(zhì)與標(biāo)記物543的已知性質(zhì)的比較便于確定具有標(biāo)記物543的圖案的工件部件的形狀和確定工件部件之間的焊接接頭541。在一些實(shí)施例中，標(biāo)記物543的圖案可以是具有已知性質(zhì)(例如，長度、寬度)的連續(xù)線。

圖76圖示了焊接系統(tǒng)的實(shí)施例，其中工件部件569、571沿著焊接接頭573進(jìn)行接合。如本文討論，術(shù)語“工件”包括待焊接在一起的單獨(dú)件(例如，第一部件569、第二部件571)的實(shí)施例。第一部件569的第一表面575具有可由相機(jī)579觀察到的標(biāo)記物543的第一圖案577(例如，三角形)。如可了解的是，相機(jī)579可以是感測(cè)裝置16的相機(jī)，諸如耦接至焊接頭盔41和/或與之集成的相機(jī)579。在一些實(shí)施例中，相機(jī)579耦接到焊炬14。所捕獲的標(biāo)記物543的第一圖案577的圖像可用于確定第一表面575的平面。所觀察到的第一圖案577的標(biāo)記物543的性質(zhì)(例如，標(biāo)記物長度、標(biāo)記物寬度、標(biāo)記物半徑)與標(biāo)記物543的已知性質(zhì)的比較可用于確定標(biāo)記物543相對(duì)于相機(jī)579的位置(例如，徑向距離、高度、方位角)。在一些實(shí)施例中，標(biāo)記物543的已知性質(zhì)可包括沿著標(biāo)記物長度的每個(gè)點(diǎn)的標(biāo)記物寬度。所觀察到的某個(gè)點(diǎn)的標(biāo)記物寬度與該點(diǎn)處的已知標(biāo)記物寬度的比較可便于確定相應(yīng)標(biāo)記物543相對(duì)于相機(jī)579的位置和/或取向。第一圖案577的多個(gè)標(biāo)記物(或標(biāo)記物內(nèi)的點(diǎn))的確定的位置可便于第一表面575的平面的確定。以類似方式，在第二部件571的第二表面583上捕獲的標(biāo)記物543的第二圖案581的圖像可便于第二表面583的平面的確定。然后，接頭573的位置則可被確定為所確定的第一表面575的平面與所確定的第二表面583的平面的交匯處。雖然第一圖案577和第二圖案581的實(shí)施例各自具有多個(gè)(例如，三個(gè))完全長度的相鄰標(biāo)記物543，但是可以了解的是，具有標(biāo)記物543的周期的一些部分的標(biāo)記物543的圖案可用于確定接頭573的平面和位置。此外，標(biāo)記物543的位置、表面573和583的平面以及接頭573的位置可以通過由計(jì)算機(jī)18執(zhí)行一種或更多種算法來確定。

在一些實(shí)施例中，部件和接頭573的相應(yīng)表面可通過將標(biāo)記物543的所觀察性質(zhì)與標(biāo)記物543的已知性質(zhì)相比較來確定。例如，計(jì)算機(jī)18可通過將所觀察到的第一標(biāo)記物585的長度和寬度與第一標(biāo)記物585的已知長度561和寬度563相比較來確定第一標(biāo)記物585的位置。計(jì)算機(jī)18還可確定第一標(biāo)記物585的方向565，從而使計(jì)算機(jī)18能夠估算相鄰第二標(biāo)記物587的位置。也就是說，涂覆到工件部件的圖案(例如，第一圖案577)的標(biāo)記物543可在相對(duì)于接頭573的幾乎任何取向(例如，平行、垂直、歪斜取向)上由相機(jī)579檢測(cè)到。所觀察到的第二標(biāo)記物587的性質(zhì)與所估算或所觀察到的第二標(biāo)記物587的性質(zhì)的比較可便于確定第一表面575的形狀。例如，對(duì)于涂覆到平面部件(例如，第一表面575)的第一圖案577的多個(gè)標(biāo)記物543所觀察到的差異可辨別地不同于對(duì)涂覆到彎曲(例如，圓形)部件591的第三圖案589的多個(gè)標(biāo)記物543所觀察到的差異。所觀察到的多個(gè)標(biāo)記物543的性質(zhì)相對(duì)于多個(gè)標(biāo)記物543的已知性質(zhì)之間的差異(例如，變形)可用于確定標(biāo)記物543在工件的表面上的位置和/或取向。此外，所觀察到的相同表面上的重復(fù)圖案內(nèi)的多個(gè)標(biāo)記物543的性質(zhì)之間的差異(例如，變形)可用于確定工件的形狀。

圖40是用于追蹤多行程焊接操作的方法548的實(shí)施例。一個(gè)或更多個(gè)相機(jī)(例如，感測(cè)系統(tǒng)16的一個(gè)或更多個(gè)相機(jī))用于在多行程焊接操作期間沿著焊接接頭檢測(cè)焊炬14的第一行程(方框550)。此外，一個(gè)或更多個(gè)相機(jī)用于在多行程焊接操作期間沿著焊接接頭檢測(cè)焊炬14的第二行程(方框552)。此外，一個(gè)或更多個(gè)相機(jī)用于在多行程焊接操作期間沿著焊接接頭檢測(cè)焊炬14的第三行程(方框554)?？刂齐娐?2(或另一裝置的控制電路)可被配置成將第一行程、第二行程和/或第三行程的表示一起作為用于確定多行程焊接操作的質(zhì)量的單個(gè)焊接操作來存儲(chǔ)。如可了解的是，多行程焊接操作可以是實(shí)況焊接操作、訓(xùn)練焊接操作、虛擬現(xiàn)實(shí)焊接操作和/或增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)焊接操作。

圖41是焊接支架12的實(shí)施例的立體圖。焊接支架12包含由支腿90支撐的焊接表面88。此外，焊接表面88包含一個(gè)或更多個(gè)狹槽91以便于將工件定位在焊接表面88上。此外，焊接表面88包含延伸穿過焊接表面88的多個(gè)孔556(例如，孔口或開口)。孔556可用于使感測(cè)裝置16能夠確定焊接表面88的位置和/或取向。具體來說，標(biāo)記物可布置在孔556下方，但仍在感測(cè)裝置16的視野內(nèi)，以使感測(cè)裝置16能夠確定焊接表面88的位置和/或取向。標(biāo)記物可布置在焊接表面88下方以便于較長壽命的標(biāo)記物和/或阻斷碎屑覆蓋標(biāo)記物，如關(guān)于圖42而更詳細(xì)地解釋。

抽屜558附接到焊接支架12以通過焊接支架12實(shí)現(xiàn)各種部件的存放。此外，輪560耦接到焊接支架12以便于容易地移動(dòng)焊接支架12。鄰近于抽屜558，校準(zhǔn)工具固持器562和焊炬固持器564實(shí)現(xiàn)校準(zhǔn)工具和焊炬14的存放。在某些實(shí)施例中，焊接系統(tǒng)10可被配置成在各種時(shí)間(例如，在執(zhí)行焊接操作之前)檢測(cè)校準(zhǔn)工具位于校準(zhǔn)工具固持器562中。從焊接表面88垂直地延伸的支撐結(jié)構(gòu)566用于對(duì)感測(cè)裝置16和顯示器32提供結(jié)構(gòu)支撐。此外，托盤568耦接到支撐結(jié)構(gòu)566以便于存放各種部件。

保護(hù)蓋102定位在顯示器32上方，以阻斷某些環(huán)境元素接觸顯示器32(例如，焊接飛濺物、煙、火花、熱等)。把手570耦接到保護(hù)蓋102以便于保護(hù)蓋102從用于阻斷某些環(huán)境元素接觸顯示器32的第一位置(如圖示)旋轉(zhuǎn)到遠(yuǎn)離顯示器32的第二升起位置，如箭頭572所圖示。第二位置未被配置成阻斷環(huán)境元素接觸顯示器32。在某些實(shí)施例中，保護(hù)蓋102可由鎖舌裝置、減震器(shock)、致動(dòng)器、止擋等固持在第一位置和/或第二位置中。

開關(guān)573用于檢測(cè)保護(hù)蓋102處于第一位置中還是處于第二位置中。此外，開關(guān)573可耦接到控制電路52(或另一裝置的控制電路)并被配置成檢測(cè)保護(hù)蓋102處于第一位置中還是處于第二位置中并且在開關(guān)573檢測(cè)到保護(hù)蓋102處于第一位置和/或第二位置中時(shí)阻斷或允許各種操作(例如，實(shí)況焊接、輔助電力等)。例如，如果開關(guān)573檢測(cè)到保護(hù)蓋102處于第二位置中(例如，未適當(dāng)?shù)馗采w顯示器32)，那么控制電路52可阻斷實(shí)況焊接和/或模擬焊接(在保護(hù)蓋102處于第二位置中的情況下，感測(cè)裝置16可能無法準(zhǔn)確地檢測(cè)標(biāo)記物)。作為另一實(shí)例，如果開關(guān)573檢測(cè)到保護(hù)蓋102處于第二位置中，那么焊接支架12的控制電路可阻斷被提供給焊接支架12的插座574的電力的可用性。在某些實(shí)施例中，顯示器32可展示保護(hù)蓋102處于第一位置和/或第二位置中的指示。例如，當(dāng)保護(hù)蓋102處于第二位置中時(shí)，顯示器32可將實(shí)況焊接和/或插座574處的電力不可用的指示提供給焊接操作員。焊接支架12包含揚(yáng)聲器575以使得能夠使用焊接支架12將音頻反饋提供給焊接操作員。此外，在某些實(shí)施例中，如果焊炬14的扳機(jī)在保護(hù)蓋102處于第二位置中時(shí)被致動(dòng)，那么焊接系統(tǒng)10可將視覺和/或音頻反饋提供給操作員(例如，焊接系統(tǒng)10可提供視覺消息和可聽見的音效)。

如圖示，支撐結(jié)構(gòu)566包含第一臂576和第二臂578。第一臂576和第二臂578可圍繞支撐結(jié)構(gòu)566而旋轉(zhuǎn)，以使第一臂576和第二臂578能夠定位在所選擇的高度處以進(jìn)行垂直焊和/或仰焊。在所圖示的實(shí)施例中，第一臂576和第二臂578可相對(duì)于彼此獨(dú)立地(例如，分開地)旋轉(zhuǎn)，以使得第一臂576可定位在第一垂直位置處，而第二臂578可定位在不同于第一垂直位置的第二垂直位置處。在其它實(shí)施例中，第一臂576和第二臂578被配置成一起旋轉(zhuǎn)。此外，在某些實(shí)施例中，第一臂576和第二臂578可基于焊接操作員所做出的選擇而獨(dú)立地和/或一起地旋轉(zhuǎn)。如可了解的是，在其它實(shí)施例中，臂可不耦接到支撐結(jié)構(gòu)566，而是可定位在其它位置處，例如，被定位成在一個(gè)或更多個(gè)前支腿上方垂直地延伸，等等。此外，在一些實(shí)施例中，結(jié)構(gòu)可耦接到焊接支架12以便于焊接操作員斜靠和/或倚靠在上面(例如，斜靠桿)。

第一臂576和第二臂578中的每一個(gè)包含減震器580(或另一支撐裝置)，其中減震器580便于將第一臂576和第二臂578固持在所選擇的垂直位置中。此外，第一臂576和第二臂578中的每一個(gè)包含制動(dòng)系統(tǒng)582，其中制動(dòng)系統(tǒng)582被配置成將第一臂576和第二臂578各自鎖定在所選擇的位置中。在某些實(shí)施例中，制動(dòng)系統(tǒng)582通過將力施加到把手、開關(guān)、踏板和/或另一裝置而解鎖。

工件82耦接到第二臂578以進(jìn)行仰焊和/或垂直焊。此外，第一臂576包含焊板108以用于仰焊、水平焊和/或垂直焊。如可了解的是，工件82、焊板108和/或用于固持焊板108的夾具可包含多個(gè)標(biāo)記物(例如，反射性的和/或發(fā)光的)，以便于由感測(cè)裝置16追蹤。例如，在某些實(shí)施例中，工件82、焊板108和/或夾具可包括在一個(gè)表面上(例如，在一個(gè)平面內(nèi))的三個(gè)標(biāo)記物，以及在另一表面上(例如，在不同平面內(nèi))的第四標(biāo)記物以便于由感測(cè)裝置16追蹤。如圖示，制動(dòng)釋放器584附接到第一臂576和第二臂578中的每一個(gè)以用于解鎖每一制動(dòng)系統(tǒng)582。在某些實(shí)施例中，牽拉鏈可從每一制動(dòng)釋放器584向下延伸，以便于例如在第一臂576和第二臂578的制動(dòng)釋放器584在垂直方向上位于焊接操作員能夠到的范圍之上時(shí)，解鎖和/或降低第一臂576和第二臂578。因此，焊接操作員可拉動(dòng)牽拉鏈的把手以解鎖制動(dòng)系統(tǒng)582和/或降低第一臂576和第二臂578。

如圖示，第二臂578包含用于將工件82耦接到第二臂578的夾持組件588。此外，夾持組件588包含用于調(diào)整、收緊、固定和/或松開夾具以及夾持組件588的其它部分的多個(gè)t形把手590。在某些實(shí)施例中，第一臂576還可包含用于調(diào)整、收緊、固定和/或松開焊板108的各種t形把手590。如可了解的是，夾持組件588可包含多個(gè)標(biāo)記物(例如，反射性的和/或發(fā)光的)以便于由感測(cè)裝置16追蹤。例如，在某些實(shí)施例中，夾持組件588可包含在一個(gè)表面上(例如，在一個(gè)平面內(nèi))的三個(gè)標(biāo)記物，以及在另一表面上(例如，在不同平面內(nèi))的第四標(biāo)記物以便于由感測(cè)裝置16追蹤。應(yīng)注意，焊接系統(tǒng)10可在第一臂576和第二臂578中的一者或兩者上包含夾持組件588。

感測(cè)裝置16包含可移除蓋592，其中可移除蓋592設(shè)置在感測(cè)裝置16的一個(gè)或更多個(gè)相機(jī)前方以阻斷環(huán)境元素(例如，飛濺物、煙、熱等)或其它物體接觸感測(cè)裝置16。可移除蓋592設(shè)置在狹槽594中，其中狹槽594被配置成將可移除蓋592固持在感測(cè)裝置16前方。在某些實(shí)施例中，可移除蓋592可被插入、移除和/或替換，而無需使用工具。如下文詳細(xì)地解釋，可移除蓋592可按一定角度設(shè)置在感測(cè)裝置16前方以便于紅外光穿過其中。

如圖示，連桿組件596可耦接在第一臂576和/或第二臂578與感測(cè)裝置16之間以便于感測(cè)裝置16隨著第一臂576和/或第二臂578旋轉(zhuǎn)而旋轉(zhuǎn)。因此，隨著第一臂576和/或第二臂578旋轉(zhuǎn)，感測(cè)裝置16還可旋轉(zhuǎn)以使得感測(cè)裝置16的一個(gè)或更多個(gè)相機(jī)被定位成追蹤所選擇的焊接表面。例如，如果第一臂576和/或第二臂578定位在降低的位置中，那么感測(cè)裝置16可被配置成追蹤在焊接表面88上發(fā)生的焊接操作。另一方面，如果第一臂576和/或第二臂578定位在上升的位置中，那么感測(cè)裝置16可被配置成追蹤垂直焊操作、水平焊操作和/或仰焊操作。在一些實(shí)施例中，第一臂576和/或第二臂578以及感測(cè)裝置16可以不是機(jī)械聯(lián)系的，但第一臂576和/或第二臂578的旋轉(zhuǎn)仍可便于感測(cè)裝置16的旋轉(zhuǎn)。例如，第一臂576和/或第二臂578上的標(biāo)記物可由感測(cè)裝置16檢測(cè)，并且感測(cè)裝置16可基于第一臂576和/或第二臂578的所感測(cè)的位置來移動(dòng)(例如，使用電動(dòng)機(jī))。

在一些實(shí)施例中，第一臂576和/或第二臂578的移動(dòng)可至少部分使相對(duì)于訓(xùn)練支架12的部件對(duì)感測(cè)裝置16的先前校準(zhǔn)無效。例如，在通過訓(xùn)練支架12的主要(例如，水平)焊接表面88來校準(zhǔn)感測(cè)裝置16之后，第一臂576和第二臂578的后續(xù)移動(dòng)可至少部分基于感測(cè)裝置16的移動(dòng)使得對(duì)主焊接表面88的校準(zhǔn)無效。因此，在操作員執(zhí)行利用第一臂576和/或第二臂578的焊接會(huì)話之后，感測(cè)裝置16可通過主焊接表面88來重新校準(zhǔn)。在一些實(shí)施例中，當(dāng)將要基于所檢測(cè)到的感測(cè)裝置16相對(duì)于焊接表面88的移動(dòng)來重新校準(zhǔn)感測(cè)裝置16時(shí)，計(jì)算機(jī)經(jīng)由顯示器32和/或可聽見的通知來通知操作員。作為附加或替代，當(dāng)感測(cè)裝置16將要被重新校準(zhǔn)時(shí)，焊炬14的顯示器62可通知操作員。

圖42是圖41的焊接支架12的焊接表面88的實(shí)施例的橫截面圖。如圖示，焊接表面88包含貫穿焊接表面88在焊接表面88的上平面597與焊接表面88的下平面598之間延伸的多個(gè)孔556。托架599被定位在每一孔556下方。托架599可使用任何適當(dāng)緊固件或固定構(gòu)件而耦接到焊接表面88。在所圖示的實(shí)施例中，托架599使用緊固件600(例如，螺栓、螺釘?shù)?而耦接到焊接表面88。在其它實(shí)施例中，托架599可焊接、粘合或以其它方式固定到焊接表面88。此外，在某些實(shí)施例中，托架599可安裝到焊接支架12的側(cè)邊，而不是焊接表面88。標(biāo)記物602耦接到托架599并垂直地定位在孔556下方，但標(biāo)記物602相對(duì)于孔556水平地錯(cuò)開以阻斷灰塵和/或飛濺物接觸標(biāo)記物602，并使感測(cè)裝置16能夠感測(cè)標(biāo)記物602。在一些實(shí)施例中，標(biāo)記物602可定位在孔556內(nèi)和/或任何位置處，以使得運(yùn)動(dòng)追蹤系統(tǒng)定位在上平面597的一側(cè)上，并且標(biāo)記物602定位在上平面597的相對(duì)側(cè)上。如可了解的是，標(biāo)記物602可以是光反射性的和/或發(fā)光的(例如，led64)。例如，在某些實(shí)施例中，標(biāo)記物602可由反光膠帶和/或回射體形成。在一些實(shí)施例中，標(biāo)記物602可以是球形標(biāo)記物。因此，感測(cè)裝置16可檢測(cè)標(biāo)記物602以確定焊接表面88的位置和/或取向。

圖43是具有可移除蓋592的感測(cè)裝置16的實(shí)施例的橫截面圖。如圖示，可移除蓋592設(shè)置在狹槽594中。感測(cè)裝置16包含相機(jī)604(例如，紅外相機(jī))，其中相機(jī)604在相機(jī)604具有透鏡606的一側(cè)上具有面605。可移除蓋592被配置成使紅外光能夠穿過其中，并阻斷環(huán)境元素(例如，飛濺物、煙、熱等)或其它物體接觸相機(jī)604的透鏡606。如可了解的是，相機(jī)604可包含被配置成發(fā)射紅外光的一個(gè)或更多個(gè)紅外發(fā)射器607。如果可移除蓋592直接定位在面605之前，那么來自紅外發(fā)射器607的大量紅外光可被可移除蓋592反射向相機(jī)604的透鏡606。因此，可移除蓋592相對(duì)于相機(jī)604的面605以角度608定位，以引導(dǎo)大部分的紅外光使其不會(huì)向著透鏡606反射。具體來說，在某些實(shí)施例中，可移除蓋592可相對(duì)于相機(jī)604的面605以約10度到60度之間的角度608定位。此外，在其它實(shí)施例中，可移除蓋592可相對(duì)于相機(jī)604的面605以約40度到50度之間(例如，約45度)的角度608定位?？梢瞥w592可由任何適當(dāng)光透射性材料制成。例如，在某些實(shí)施例中，可移除蓋592可由聚合材料或任何其它適當(dāng)材料制成。

圖44是校準(zhǔn)工具610的實(shí)施例的立體圖。如可了解的是，校準(zhǔn)工具610可用于校準(zhǔn)工件、工作表面、焊接接頭等以進(jìn)行焊接操作。校準(zhǔn)工具610包含把手612以便于握住校準(zhǔn)工具610。此外，校準(zhǔn)工具610被配置成由感測(cè)裝置16檢測(cè)，以確定校準(zhǔn)工具610的末端614所接觸的空間位置。在某些實(shí)施例中，耦接到感測(cè)裝置16的計(jì)算機(jī)18可被配置成僅通過使末端614接觸具體表面來確定校準(zhǔn)點(diǎn)。在其它實(shí)施例中，計(jì)算機(jī)18被配置成通過焊接操作員提供指示末端614正接觸校準(zhǔn)點(diǎn)的輸入來確定校準(zhǔn)點(diǎn)。此外，在所圖示的實(shí)施例中，計(jì)算機(jī)18被配置成當(dāng)向下的力經(jīng)由把手而施加到校準(zhǔn)工具610時(shí)通過使末端614接觸校準(zhǔn)點(diǎn)來檢測(cè)校準(zhǔn)點(diǎn)。向下的力引導(dǎo)兩個(gè)鄰近標(biāo)記物之間的距離以使其減小到預(yù)定閾值以下，因此指示所選擇的校準(zhǔn)點(diǎn)。感測(cè)裝置16被配置成檢測(cè)兩個(gè)鄰近標(biāo)記物之間的距離的改變，并且計(jì)算機(jī)18被配置成使用距離的改變來識(shí)別校準(zhǔn)點(diǎn)。

把手612耦接到光透射性蓋616。此外，墊圈618耦接到光透射性蓋616的一端，而端帽620耦接到光透射性蓋616的相對(duì)端。在操作期間，隨著使用把手612將向下的力施加到校準(zhǔn)工具610，末端613與墊圈618之間的距離622減小。

圖45是圖43的校準(zhǔn)工具610的實(shí)施例的立體圖，其中外蓋616被移除。校準(zhǔn)工具610包含具有第一軸626的第一部分624。此外，第一軸626在一端上包含末端614并在相對(duì)端上包含軸承628(或安裝結(jié)構(gòu))。在某些實(shí)施例中，軸承628具有被配置成裝配在焊炬14的接觸末端周圍的杯狀結(jié)構(gòu)。此外，第一軸626包含與其耦接的第一標(biāo)記物630和第二標(biāo)記物632。校準(zhǔn)工具610還包含具有第二軸636的第二部分634，其中第二軸636具有與其耦接的第三標(biāo)記物638。彈簧640在第三標(biāo)記物638與軸承628之間設(shè)置在第二軸636周圍。如可了解的是，彈簧640便于第三標(biāo)記物638朝向第二標(biāo)記物632被引導(dǎo)。例如，隨著使用把手612將向下的力施加到校準(zhǔn)工具610，彈簧640被壓縮以減小第二標(biāo)記物632與第三標(biāo)記物638之間的第一距離642。相比之下，隨著從校準(zhǔn)工具610移除向下的力，彈簧640被釋放以增大第二標(biāo)記物632與第三標(biāo)記物638之間的第一距離642。第一標(biāo)記物630與第二標(biāo)記物632之間的第二距離644是固定的，并且第一標(biāo)記物630與末端614之間的第三距離646也是固定的。

在某些實(shí)施例中，焊接系統(tǒng)10使用校準(zhǔn)工具610以使用預(yù)定算法來檢測(cè)校準(zhǔn)點(diǎn)。例如，測(cè)量末端614與最接近末端614的標(biāo)記物(例如，第一標(biāo)記物630)之間的第三距離646。將第三距離646存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中。測(cè)量兩個(gè)固定標(biāo)記物(例如，第一標(biāo)記物630與第二標(biāo)記物632)之間的第二距離644。也將第二距離644存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中。此外，測(cè)量在彈簧640設(shè)置在標(biāo)記物(例如，第二標(biāo)記物632與第三標(biāo)記物638)之間的情況下所述標(biāo)記物之間的經(jīng)壓縮的距離。使用兩個(gè)固定標(biāo)記物的x、y、z位置而計(jì)算兩個(gè)固定標(biāo)記物之間的線。使用該線以沿著此線投影出一向量，該向量具有從最接近末端614的第一標(biāo)記物630開始延伸第三距離646的長度。向量的方向可被選擇成遠(yuǎn)離被壓縮的標(biāo)記物。因此，末端的三維位置可使用標(biāo)記物來計(jì)算。在一些實(shí)施例中，僅兩個(gè)標(biāo)記物可由校準(zhǔn)工具610使用。在這些實(shí)施例中，假設(shè)最接近末端614的標(biāo)記物是最接近工作表面(例如，工作臺(tái)或夾具)的標(biāo)記物。雖然在所圖示的實(shí)施例中，校準(zhǔn)工具610使用壓縮以指示校準(zhǔn)點(diǎn)，但校準(zhǔn)工具610可按照任何適當(dāng)方式指示校準(zhǔn)點(diǎn)，例如，通過露出標(biāo)記物、覆蓋標(biāo)記物、接通led(例如，irled)、切斷l(xiāng)ed(例如，irled)、啟用和/或停用到計(jì)算機(jī)的無線傳輸，等等。

如圖示，第一標(biāo)記物630、第二標(biāo)記物632和第三標(biāo)記物638是球形的；然而，在其它實(shí)施例中，第一標(biāo)記物630、第二標(biāo)記物632和第三標(biāo)記物638可以是任何適當(dāng)形狀。此外，第一標(biāo)記物630、第二標(biāo)記物632和第三標(biāo)記物638具有反射性外表面和/或包含發(fā)光裝置。因此，第一標(biāo)記物630、第二標(biāo)記物632和第三標(biāo)記物638可由感測(cè)裝置16檢測(cè)。因此，感測(cè)裝置16被配置成檢測(cè)第一距離642、第二距離644和第三距離646。隨著第一距離642減小到預(yù)定閾值以下，計(jì)算機(jī)18被配置成識(shí)別校準(zhǔn)點(diǎn)。如可了解的是，第一距離642、第二距離644和第三距離646全部是不同的，以使感測(cè)裝置16和/或計(jì)算機(jī)18能夠使用第一標(biāo)記物630、第二標(biāo)記物632和第三標(biāo)記物638的位置來確定末端614的位置。

為了校準(zhǔn)工件，工件可首先被夾緊到焊接表面88。在工件被夾緊到焊接表面88之后，焊接操作員可將輸入提供給焊接系統(tǒng)10以表示工件準(zhǔn)備好被校準(zhǔn)。在某些實(shí)施例中，用于將工件固定到焊接表面88的夾具可包含便于焊接系統(tǒng)10檢測(cè)到工件被夾緊到焊接表面88的標(biāo)記物。在焊接系統(tǒng)10接收到工件被夾緊到焊接表面88的指示之后，焊接操作員使用校準(zhǔn)工具610以識(shí)別工件82上的兩個(gè)校準(zhǔn)點(diǎn)。當(dāng)固定工件的夾持組件588具有標(biāo)記物(例如，視覺標(biāo)記物802)時(shí)，接頭校準(zhǔn)工具610的測(cè)量可以是相對(duì)于夾持組件588的標(biāo)記物而進(jìn)行的。因此，計(jì)算機(jī)18可基于夾具標(biāo)記物的識(shí)別在接頭已被校準(zhǔn)之后補(bǔ)償工件82和/或夾持組件588的移動(dòng)。具體來說，在所圖示的實(shí)施例中，焊接操作員將末端614觸碰到第一校準(zhǔn)點(diǎn)，并使用把手612施加向下的力，直到焊接系統(tǒng)10檢測(cè)到鄰近標(biāo)記物之間的距離的充分改變?yōu)橹梗虼酥甘镜谝恍?zhǔn)點(diǎn)。此外，焊接操作員將末端614觸碰到第二校準(zhǔn)點(diǎn)，并使用把手612施加向下的力，直到焊接系統(tǒng)10檢測(cè)到鄰近標(biāo)記物之間的距離的充分改變?yōu)橹?，因此指示第二校?zhǔn)點(diǎn)。在某些實(shí)施例中，如果校準(zhǔn)工具610被按壓并保持在校準(zhǔn)點(diǎn)持續(xù)預(yù)定的一段時(shí)間(例如，0.1秒、0.3秒、0.5秒、1.0秒、2.0秒等)，那么焊接系統(tǒng)10將僅檢測(cè)校準(zhǔn)點(diǎn)。焊接系統(tǒng)10可被配置成在該預(yù)定的一段時(shí)間內(nèi)捕獲多個(gè)校準(zhǔn)點(diǎn)(例如，50個(gè)、100個(gè)等)，并將其一起求平均。如果檢測(cè)到大于預(yù)定閾值的多個(gè)校準(zhǔn)點(diǎn)的移動(dòng)，那么校準(zhǔn)可被否決并重做。此外，如果成功校準(zhǔn)了第一點(diǎn)，那么第二點(diǎn)可需要是離開第一點(diǎn)的最小距離(例如，2英寸、4英寸、6英寸等)。如果第二點(diǎn)不是離開第一點(diǎn)的最小距離，那么對(duì)第二點(diǎn)的校準(zhǔn)可被否決并重做。焊接系統(tǒng)10使用這兩個(gè)校準(zhǔn)點(diǎn)來校準(zhǔn)工件。

在某些實(shí)施例中，焊接系統(tǒng)10可確定第一校準(zhǔn)點(diǎn)與第二校準(zhǔn)點(diǎn)之間的虛擬線。該虛擬線可以無限長，并延伸超出第一校準(zhǔn)點(diǎn)和第二校準(zhǔn)點(diǎn)。虛擬線表示焊接接頭。各種焊接參數(shù)(例如，工作角度、行進(jìn)角度、接觸末端到工件的距離(ctwd)、朝向、行進(jìn)速度等)可參照此虛擬線。因此，對(duì)于計(jì)算各種焊接參數(shù)來說，虛擬線可能是重要的。

應(yīng)注意，在某些實(shí)施例中，第一標(biāo)記物630、第二標(biāo)記物632和第三標(biāo)記物638全部垂直地設(shè)置在把手612上方，而在其它實(shí)施例中，第一標(biāo)記物630、第二標(biāo)記物632和第三標(biāo)記物638中的一個(gè)或更多個(gè)垂直地設(shè)置在把手612下方，以實(shí)現(xiàn)兩個(gè)鄰近標(biāo)記物之間的較大距離。在某些實(shí)施例中，第一部分624可從校準(zhǔn)工具610移除，并耦接到焊炬14的接觸末端以用于校準(zhǔn)焊炬14。如可了解的是，校準(zhǔn)工具610的末端614可以是任何適當(dāng)形狀。圖46到圖48圖示末端614可能具有的形狀的幾個(gè)實(shí)施例。

具體來說，圖46是校準(zhǔn)工具610的尖末端648的實(shí)施例的側(cè)視圖。使用尖末端648，校準(zhǔn)工具610可用于校準(zhǔn)工件82上的各種接頭，例如，所圖示的角焊接頭、搭焊接頭、不具有根部開口的對(duì)焊接頭等。此外，圖47是校準(zhǔn)工具610的圓末端650的實(shí)施例的側(cè)視圖。使用圓末端650，校準(zhǔn)工具610可用于校準(zhǔn)工件82上的各種接頭，例如，所圖示的角焊接頭、具有根部開口的對(duì)焊接頭、搭焊接頭等。此外，圖48是校準(zhǔn)工具610的具有較小尖末端652的圓末端650的實(shí)施例的側(cè)視圖。在圓末端650的端部上使用較小尖末端652，校準(zhǔn)工具610可用于校準(zhǔn)工件82上的各種接頭，例如，所圖示的不具有根部開口的對(duì)焊接頭、填充接頭、搭焊接頭等。在某些實(shí)施例中，校準(zhǔn)工具610的末端可以是可移除的和/或正反兩用的，以使得末端包含兩種不同類型的末端(例如，在每一相對(duì)端上具有一種類型的末端)。因此，焊接操作員可選擇校準(zhǔn)工具610所使用的末端的類型。在某些實(shí)施例中，如果校準(zhǔn)工具610是正反兩用的，那么一個(gè)或更多個(gè)標(biāo)記物可耦接到校準(zhǔn)工具610。一個(gè)或更多個(gè)標(biāo)記物可用于指示末端的哪一側(cè)正被使用，以使得焊接系統(tǒng)10可使用適當(dāng)?shù)臉?biāo)記物到末端的距離來進(jìn)行校準(zhǔn)計(jì)算。

圖49是用于檢測(cè)校準(zhǔn)點(diǎn)的方法654的實(shí)施例。感測(cè)裝置16(或焊接系統(tǒng)10的另一部件)檢測(cè)校準(zhǔn)工具610的第一標(biāo)記物、校準(zhǔn)工具610的第二標(biāo)記物和/或校準(zhǔn)工具610的第三標(biāo)記物(方框656)。此外，焊接系統(tǒng)10確定第一標(biāo)記物與第二標(biāo)記物之間的第一距離和/或第二標(biāo)記物與第三標(biāo)記物之間的第二距離(方框658)。此外，焊接系統(tǒng)10檢測(cè)第一距離或第二距離是否處于預(yù)定距離范圍(例如，表示所壓縮的距離)內(nèi)(方框660)。

如果第一距離或第二距離處于預(yù)定距離范圍(例如，表示所壓縮的距離)內(nèi)，那么焊接系統(tǒng)10確定校準(zhǔn)點(diǎn)的位置(方框662)。此外，焊接系統(tǒng)10確定校準(zhǔn)工具610的校準(zhǔn)末端相對(duì)于第一標(biāo)記物、第二標(biāo)記物和第三標(biāo)記物中的至少一個(gè)的位置以確定校準(zhǔn)點(diǎn)的空間位置(方框664)。

圖50是用于基于焊接路徑來確定焊接得分的方法666的實(shí)施例。因此，方法666可用于評(píng)估焊接操作。感測(cè)裝置16(或任何適當(dāng)運(yùn)動(dòng)追蹤系統(tǒng))檢測(cè)焊接操作的起始位置(方框668)。此外，感測(cè)裝置16檢測(cè)焊接操作的終止位置(方框670)。此外，感測(cè)裝置16檢測(cè)焊接操作在起始位置與終止位置之間的空間路徑(方框672)。例如，感測(cè)裝置16追蹤焊接操作的位置和/或取向。焊接系統(tǒng)10至少部分基于焊接操作的空間路徑來確定焊接操作的得分(例如，焊接操作是否基于焊接操作的空間路徑而得到及格分?jǐn)?shù))(方框674)。例如，在某些實(shí)施例中，焊接操作的空間路徑可單獨(dú)用于確定焊接得分是否不及格。在一些實(shí)施例中，感測(cè)裝置16可用于檢測(cè)對(duì)應(yīng)于起始位置的校準(zhǔn)點(diǎn)和/或?qū)?yīng)于終止位置的校準(zhǔn)點(diǎn)。

例如，在某些實(shí)施例中，焊接系統(tǒng)10通過如下方式來確定焊接操作是否得到及格分?jǐn)?shù)：確定焊接操作的路徑的距離是否大于預(yù)定下限閾值、焊接操作的路徑的距離是否小于預(yù)定下限閾值、焊接操作的路徑的距離是否大于預(yù)定上限閾值、焊接操作的路徑的距離是否小于預(yù)定上限閾值、焊接操作的路徑是否實(shí)質(zhì)上偏離焊接操作的預(yù)定路徑、焊接操作的路徑是否指示沿著焊接接頭在單個(gè)位置處發(fā)生多焊接行程、沿著焊接操作的路徑的焊接的時(shí)間是否大于預(yù)定下限閾值，沿著焊接操作的路徑的焊接的時(shí)間是否小于預(yù)定下限閾值、沿著焊接操作的路徑的焊接的時(shí)間是否大于預(yù)定上限閾值和/或沿著焊接操作的路徑的焊接的時(shí)間是否小于預(yù)定上限閾值。

此外，在一些實(shí)施例中，為了使焊接系統(tǒng)10確定得分，焊接系統(tǒng)10可不理會(huì)路徑的鄰近于起始位置的第一部分以及路徑的鄰近于終止位置的第二部分。例如，路徑的第一部分和路徑的第二部分可包含約0.5英寸的距離。此外，在其它實(shí)施例中，路徑的第一部分和路徑的第二部分可包含在約0.5秒的時(shí)間期間形成的路徑的部分。

圖51是用于使用焊炬14的用戶接口而在焊接模式之間轉(zhuǎn)變的方法676的實(shí)施例。焊炬14的控制電路52(或另一裝置的控制電路)檢測(cè)由焊炬14的用戶接口產(chǎn)生的信號(hào)，其中所述信號(hào)指示對(duì)改變焊接模式(例如，焊接訓(xùn)練模式)的請(qǐng)求(方框678)。此外，控制電路52確定信號(hào)被檢測(cè)到的持續(xù)時(shí)間(方框680)?？刂齐娐?2被配置成如果信號(hào)被檢測(cè)到的持續(xù)時(shí)間大于預(yù)定閾值，那么將焊接模式從模擬模式(例如，虛擬現(xiàn)實(shí)模式、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)模式等)改變?yōu)閷?shí)況焊接模式(方框682)。相反地，控制電路52被配置成僅在信號(hào)被檢測(cè)到的情況下，將焊接模式從實(shí)況焊接模式改變?yōu)槟M模式(例如，在從實(shí)況焊接模式作出轉(zhuǎn)變之前檢測(cè)到信號(hào)是沒有持續(xù)時(shí)間的)(方框684)?？刂齐娐?2被配置成引導(dǎo)焊炬14在改變?yōu)閷?shí)況焊接模式之后振動(dòng)(方框686)。例如，控制電路52可被配置成引導(dǎo)焊炬14振動(dòng)兩次或更多次(例如，振動(dòng)脈沖)以指示改變至實(shí)況焊接模式。

此外，控制電路52可被配置成引導(dǎo)焊炬14振動(dòng)任何適當(dāng)次數(shù)(例如，預(yù)定次數(shù))以指示改變至實(shí)況焊接模式。如可了解的是，指示對(duì)改變焊接模式的請(qǐng)求的信號(hào)可以通過按壓焊炬14的用戶接口上的按鈕而產(chǎn)生。因此，焊接模式可通過按壓并釋放按鈕(例如，按鈕不需要保持按下持續(xù)預(yù)定的一段時(shí)間)而從實(shí)況焊接模式改變。相比之下，焊接模式可通過將按鈕按壓并保持預(yù)定的一段時(shí)間而從模擬模式改變?yōu)閷?shí)況焊接模式。在某些實(shí)施例中，可聽見的聲音可在改變焊接模式之后產(chǎn)生。此外，在一些實(shí)施例中，可聽見的聲音和振動(dòng)可伴隨焊接模式之間的任何改變。此外，焊炬14的顯示器可在改變焊接模式之后展示焊接模式。在一些實(shí)施例中，顯示器可使焊接模式在顯示器上閃爍預(yù)定次數(shù)。

圖52是遠(yuǎn)程訓(xùn)練系統(tǒng)(例如，頭盔式訓(xùn)練系統(tǒng)41)的實(shí)施例的框圖。在一些實(shí)施例中，頭盔式訓(xùn)練系統(tǒng)41便于獲取焊接工藝的焊接參數(shù)(例如，工作角度、行進(jìn)角度、接觸末端到工件的距離、焊炬行進(jìn)速度、焊炬取向、焊炬位置、焊炬相對(duì)于工件的接頭的朝向等)和/或電弧參數(shù)(例如，焊接電壓、焊接電流、送絲速度)，而不需要利用上文所述的支架12。如可了解的是，操作員在焊接期間利用頭盔，并且頭盔式訓(xùn)練系統(tǒng)41將一個(gè)或更多個(gè)感測(cè)裝置16(例如，發(fā)射器、接收器)整合到頭盔中。頭盔41的各種實(shí)施例可納入有計(jì)算機(jī)18(例如，作為控制器)、經(jīng)由線路連接而耦接到計(jì)算機(jī)18或經(jīng)由無線連接而耦接到計(jì)算機(jī)。在一些實(shí)施例中，頭盔式訓(xùn)練系統(tǒng)41利用目鏡700以在焊接工藝期間保護(hù)操作員不受電弧影響。在一些實(shí)施例中，顯示器32設(shè)置在頭盔式訓(xùn)練系統(tǒng)41內(nèi)，以使得操作員可在預(yù)備焊接工藝時(shí)或在焊接工藝期間查看顯示器32和目鏡700。顯示器32可以是至少部分與操作員透過頭盔式訓(xùn)練系統(tǒng)41的視野重疊的平視顯示器。如可了解的是，焊接軟件可利用設(shè)置在頭盔式訓(xùn)練系統(tǒng)41內(nèi)的顯示器32，以按照與上文關(guān)于處于頭盔41外部的顯示器32所述類似的方式將信息呈現(xiàn)給操作員。例如，頭盔41的顯示器32可展示一個(gè)或更多個(gè)電弧參數(shù)、一個(gè)或更多個(gè)焊接參數(shù)或其任何組合的視覺表示(例如，數(shù)字、文字、顏色、箭頭、圖形)。也就是說，頭盔41的顯示器32可根據(jù)所選擇的焊接作業(yè)關(guān)聯(lián)于焊接參數(shù)的預(yù)定閾值范圍和/或目標(biāo)值而顯示焊接參數(shù)的視覺表示。在一些實(shí)施例中，顯示器32可類似于上文關(guān)于圖34所述的焊炬14的顯示器62而關(guān)聯(lián)于閾值展示焊接參數(shù)或電弧參數(shù)的圖形表示。此外，頭盔41的顯示器32可在使用頭盔41的操作員執(zhí)行焊接會(huì)話(例如，焊接作業(yè))之前、期間或之后展示一個(gè)或更多個(gè)參數(shù)(例如，電弧參數(shù)、焊接參數(shù))。

頭盔式訓(xùn)練系統(tǒng)41利用一個(gè)或更多個(gè)集成感測(cè)裝置16以從對(duì)焊炬14和工件82的觀察來確定焊接參數(shù)。頭盔式訓(xùn)練系統(tǒng)41的一個(gè)或更多個(gè)感測(cè)裝置16可包含一個(gè)或更多個(gè)接收器702，包含(但不限于)麥克風(fēng)、相機(jī)、紅外接收器或其任何組合。此外，在一些實(shí)施例中，一個(gè)或更多個(gè)發(fā)射器704可發(fā)射能量信號(hào)(例如，紅外光、可見光、電磁波、聲波)，并且能量信號(hào)的反射可被一個(gè)或更多個(gè)接收器702接收。在一些實(shí)施例中，焊炬14和/或工件82的基準(zhǔn)點(diǎn)706(例如，標(biāo)記物)是發(fā)射能量信號(hào)的有源標(biāo)記物(例如，led)，如上文關(guān)于圖31和圖32所論述。因此，頭盔式訓(xùn)練系統(tǒng)41的一個(gè)或更多個(gè)接收器702可接收從有源標(biāo)記物發(fā)射的能量信號(hào)。明確地說，接收器702可識(shí)別工件82、工作環(huán)境708和/或焊炬14上所設(shè)置的基準(zhǔn)點(diǎn)(例如，標(biāo)記物)706，并且接收器702可將對(duì)應(yīng)于所識(shí)別的基準(zhǔn)點(diǎn)的反饋信號(hào)發(fā)送到計(jì)算機(jī)18(例如，控制器)。如上文所論述，所識(shí)別的基準(zhǔn)點(diǎn)706的布置可使感測(cè)裝置16能夠確定焊炬14在工作環(huán)境708中的位置和取向。計(jì)算機(jī)18(例如，控制器)可至少部分基于來自接收器702的反饋確定基準(zhǔn)點(diǎn)706之間的距離并且確定焊接參數(shù)。此外，計(jì)算機(jī)18(例如，控制器)可耦接到焊接電力供應(yīng)器28、送絲機(jī)30和/或焊炬14內(nèi)的傳感器，以確定焊接工藝的電弧參數(shù)。

在一些實(shí)施例中，頭盔式訓(xùn)練系統(tǒng)41可從所識(shí)別的基準(zhǔn)點(diǎn)確定焊接系統(tǒng)10的部件的類型。例如，tig焊炬的基準(zhǔn)點(diǎn)不同于mig焊炬的基準(zhǔn)點(diǎn)。此外，計(jì)算機(jī)18所執(zhí)行的焊接軟件244可至少部分基于所確定的焊接系統(tǒng)10的部件的類型而控制焊接電力供應(yīng)器28和/或送絲機(jī)30。例如，頭盔式訓(xùn)練系統(tǒng)41可基于焊炬14的類型、工件82的焊接位置和/或工件材料而控制電弧參數(shù)(例如，焊接電壓、焊接電流)。頭盔式訓(xùn)練系統(tǒng)41還可基于與登記號(hào)293相關(guān)聯(lián)的操作員的經(jīng)驗(yàn)或認(rèn)證狀態(tài)而控制電弧參數(shù)。例如，頭盔式訓(xùn)練系統(tǒng)41可控制焊接電力供應(yīng)器28以減少可供這樣一類操作員選擇的焊接電流：這類操作員對(duì)于在相對(duì)薄的工件上或仰焊位置中的焊接工藝的經(jīng)驗(yàn)少于預(yù)定的經(jīng)驗(yàn)閾值。在一些實(shí)施例中，頭盔式訓(xùn)練系統(tǒng)41的一個(gè)或更多個(gè)感測(cè)裝置16包含耦接到計(jì)算機(jī)18的慣性傳感器709(例如，陀螺儀和加速度計(jì))。慣性傳感器709可使計(jì)算機(jī)18能夠確定頭盔式訓(xùn)練系統(tǒng)41在環(huán)境內(nèi)的取向和相對(duì)移動(dòng)。

在一些實(shí)施例中，頭盔式訓(xùn)練系統(tǒng)41包含操作員識(shí)別系統(tǒng)43。操作員識(shí)別系統(tǒng)43可利用掃描儀710(例如，指紋掃描儀、視網(wǎng)膜掃描儀、條形碼掃描儀)或輸入/輸出裝置712(例如，鍵盤、觸摸屏)以從操作員接收識(shí)別信息。如上文所論述，識(shí)別信息可與操作員所特有的登記號(hào)293相關(guān)聯(lián)。計(jì)算機(jī)18(例如，控制器)所接收的焊接數(shù)據(jù)可存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器22或存儲(chǔ)裝置24中，如上文所論述。計(jì)算機(jī)18(例如，控制器)可將所接收并存儲(chǔ)的焊接數(shù)據(jù)與所識(shí)別的操作員的登記號(hào)293相關(guān)聯(lián)。網(wǎng)絡(luò)裝置36經(jīng)由有線或無線連接而耦接到網(wǎng)絡(luò)38以將來自頭盔式訓(xùn)練系統(tǒng)41的焊接數(shù)據(jù)327存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)系統(tǒng)318(例如，云存儲(chǔ)系統(tǒng))中。在一些實(shí)施例中，頭盔式訓(xùn)練系統(tǒng)41可在頭盔式訓(xùn)練系統(tǒng)41遠(yuǎn)程(例如，在生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)、工地)操作時(shí)將焊接數(shù)據(jù)在本地存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)18的存儲(chǔ)裝置24內(nèi)。頭盔式訓(xùn)練系統(tǒng)41可被配置成例如在操作員在下班時(shí)或每周工作結(jié)束時(shí)將頭盔式訓(xùn)練系統(tǒng)41打包時(shí)，在與網(wǎng)絡(luò)38連接之后，將所存儲(chǔ)的焊接數(shù)據(jù)上傳到數(shù)據(jù)存儲(chǔ)系統(tǒng)318(例如，云存儲(chǔ)系統(tǒng))。在一些實(shí)施例中，頭盔式訓(xùn)練系統(tǒng)41的網(wǎng)絡(luò)裝置36可在操作員執(zhí)行焊接會(huì)話期間和/或之后經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)38而將焊接數(shù)據(jù)流式傳輸?shù)綌?shù)據(jù)存儲(chǔ)系統(tǒng)318(例如，云存儲(chǔ)系統(tǒng))。

如可了解的是，使用本文所述的系統(tǒng)、裝置和技術(shù)，可為訓(xùn)練焊接操作員提供焊接系統(tǒng)10。焊接系統(tǒng)10可以是節(jié)約成本的，并且可使焊接學(xué)員能夠接受高質(zhì)量動(dòng)手訓(xùn)練。雖然本文所述的焊接系統(tǒng)10出于訓(xùn)練和教學(xué)的目的可用于接收焊接數(shù)據(jù)327并將數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)在一起，但應(yīng)了解，本文所述的焊接系統(tǒng)10可用于監(jiān)視操作員并從非訓(xùn)練焊接工藝獲得焊接數(shù)據(jù)327。也就是說，從非訓(xùn)練焊接工藝獲得的焊接數(shù)據(jù)可用于監(jiān)視先前訓(xùn)練的操作員的焊接質(zhì)量和/或焊接生產(chǎn)率。例如，焊接數(shù)據(jù)327可用于驗(yàn)證特定焊接工藝的焊接過程被執(zhí)行。如圖52所圖示，多個(gè)焊接系統(tǒng)10可經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)38而耦接到數(shù)據(jù)存儲(chǔ)系統(tǒng)318(例如，云存儲(chǔ)系統(tǒng))。因此，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)系統(tǒng)318可從多個(gè)焊接系統(tǒng)10(例如，具有訓(xùn)練支架12的系統(tǒng)、頭盔式訓(xùn)練系統(tǒng)41)接收與登記號(hào)293相關(guān)聯(lián)的焊接數(shù)據(jù)327。此外，與每一登記號(hào)293相關(guān)聯(lián)的焊接數(shù)據(jù)可包含對(duì)應(yīng)于相應(yīng)操作員所執(zhí)行的其它焊接會(huì)話的序列號(hào)329。此外，如本文所利用，術(shù)語“作業(yè)”不限于操作員出于訓(xùn)練和教學(xué)的目的而執(zhí)行的焊接測(cè)試。也就是說，作業(yè)可包含非訓(xùn)練焊接工藝、訓(xùn)練模擬焊接工藝和訓(xùn)練實(shí)況焊接工藝，以及其它。此外，術(shù)語“焊接會(huì)話”可包含(但不限于)焊接作業(yè)、在生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)執(zhí)行的焊接、在工地執(zhí)行的焊接或其任何組合。

數(shù)據(jù)存儲(chǔ)系統(tǒng)318(例如，云存儲(chǔ)系統(tǒng))的焊接數(shù)據(jù)327可經(jīng)由耦接到網(wǎng)絡(luò)38的遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)44來監(jiān)視和/或管理。所存儲(chǔ)的焊接數(shù)據(jù)327對(duì)應(yīng)于各種操作員在一個(gè)或更多個(gè)位置處所執(zhí)行的焊接工藝(例如，實(shí)況、模擬、虛擬現(xiàn)實(shí))。圖53圖示可由管理員或教員利用以監(jiān)視和/或分析數(shù)據(jù)存儲(chǔ)系統(tǒng)318中的所存儲(chǔ)的焊接數(shù)據(jù)327的用戶可查看控制面板屏幕720。焊接數(shù)據(jù)327可通過焊接數(shù)據(jù)327的特性(例如，篩選標(biāo)準(zhǔn))來組織。可用于將焊接數(shù)據(jù)327分類的焊接數(shù)據(jù)327的特性可包含(但不限于)一個(gè)或更多個(gè)組織722(例如，訓(xùn)練中心、雇主、工地)、組織內(nèi)的一個(gè)或更多個(gè)群組(例如，班次)、所選擇的組織722或群組724內(nèi)的操作員的一個(gè)或更多個(gè)登記號(hào)726、執(zhí)行焊接工藝的時(shí)間(例如，日期728、當(dāng)日時(shí)間)、系統(tǒng)725和焊接標(biāo)識(shí)730(例如，特定焊接作業(yè)、與焊接會(huì)話相關(guān)聯(lián)的唯一識(shí)別符、工件零件號(hào)或焊接的類型)。例如，在一段時(shí)間(例如，日期728)或跨越不同組織722或不同群組724與一個(gè)或更多個(gè)登記號(hào)293相關(guān)聯(lián)的焊接數(shù)據(jù)327可顯示在控制面板屏幕720上。因此，管理員或教員可經(jīng)由與操作員的登記號(hào)293相關(guān)聯(lián)的焊接數(shù)據(jù)跨越不同組織隨時(shí)間追蹤操作員的進(jìn)展。在一些實(shí)施例中，焊接數(shù)據(jù)類型732(例如，實(shí)況訓(xùn)練、實(shí)況非訓(xùn)練、模擬、虛擬現(xiàn)實(shí))可用于篩選所查看的焊接數(shù)據(jù)。此外，在一些實(shí)施例中，焊接工藝類型735(例如，gmaw、tig、smaw)可用于篩選所查看的焊接數(shù)據(jù)。如可了解的是，每一焊接會(huì)話(例如，焊接作業(yè))的焊接數(shù)據(jù)可分類(例如，篩選)為各種子組。如圖53所圖示，具有登記號(hào)58,794的操作員在2014年6月25日通過系統(tǒng)i執(zhí)行的實(shí)況、非訓(xùn)練焊接可經(jīng)由對(duì)登記號(hào)726、系統(tǒng)725、日期728和焊接數(shù)據(jù)類型732的適當(dāng)字段中的一個(gè)或更多個(gè)的選擇而顯示在控制面板屏幕720上。

作為附加或替代，教員可利用搜索控件733來搜索各種參數(shù)(例如，序列號(hào)329、組織722、群組724、操作員姓名、登記號(hào)726、時(shí)間、焊接數(shù)據(jù)類型)相關(guān)聯(lián)的焊接數(shù)據(jù)327，所述參數(shù)與操作員所執(zhí)行的焊接會(huì)話對(duì)應(yīng)。在選擇了一組焊接數(shù)據(jù)之后，控制面板屏幕720的區(qū)734可顯示與所選擇的焊接數(shù)據(jù)和/或焊接數(shù)據(jù)的至少一部分相關(guān)聯(lián)的圖形指示(例如，得分)。此外，在選擇了焊接數(shù)據(jù)327和用戶控件736之后，可查看焊接數(shù)據(jù)327的細(xì)節(jié)。控制面板屏幕720可使管理員或教員能夠保存或編輯焊接數(shù)據(jù)在控制面板屏幕720上的布置。此外，控制面板屏幕720可使管理員或教員能夠?qū)С龊附訑?shù)據(jù)327的至少一部分。例如，管理員可導(dǎo)出與一組操作員在一天或一星期的課程期間執(zhí)行的會(huì)話對(duì)應(yīng)的焊接數(shù)據(jù)327?？刂泼姘迤聊?20可使管理員或教員能夠以各種格式(包含(但不限于)逗號(hào)分隔值(csv)文件、電子數(shù)據(jù)表文件和文字文件)導(dǎo)出焊接數(shù)據(jù)327。在一些實(shí)施例中，管理員或教員可從數(shù)據(jù)存儲(chǔ)系統(tǒng)(例如，云存儲(chǔ)系統(tǒng))移除焊接數(shù)據(jù)的子組(例如，演示焊接數(shù)據(jù))。作為附加或替代，管理員或教員可編輯焊接數(shù)據(jù)類型732，以便將訓(xùn)練焊接數(shù)據(jù)修訂為非訓(xùn)練焊接數(shù)據(jù)、修訂與焊接數(shù)據(jù)相關(guān)聯(lián)的操作員、修訂與焊接數(shù)據(jù)相關(guān)聯(lián)的時(shí)間，等等。

如可了解的是，控制面板屏幕720可使管理員或教員能夠監(jiān)視、比較和分析與一個(gè)或更多個(gè)登記號(hào)726相關(guān)聯(lián)的焊接數(shù)據(jù)。在一些實(shí)施例中，焊接操作員的表現(xiàn)、經(jīng)驗(yàn)和歷史數(shù)據(jù)可經(jīng)由登記號(hào)726跨組織或群組地予以比較。在一些實(shí)施例中，控制面板屏幕720可使管理員或教員能夠設(shè)定目標(biāo)或?qū)⒆鳂I(yè)提供給期望登記號(hào)726。此外，管理員或教員可監(jiān)視和調(diào)整先前建立的目標(biāo)?？刂泼姘迤聊?20可使關(guān)于與一個(gè)或更多個(gè)登記號(hào)相關(guān)聯(lián)的焊接表現(xiàn)的注解或評(píng)注能夠與焊接數(shù)據(jù)一起被鍵入和存儲(chǔ)。

圖54圖示焊接環(huán)境11中的焊接系統(tǒng)10的實(shí)施例，其中焊接系統(tǒng)10可追蹤焊炬14的位置和/或取向而不需要利用上文在圖30到圖32中所論述的焊炬14上的標(biāo)記物474。圖54的焊接系統(tǒng)10可在進(jìn)行焊接工藝之前追蹤焊炬14的位置和/或取向。在一些實(shí)施例中，圖54的焊接系統(tǒng)10可在焊接工藝期間追蹤焊炬14的位置和/或取向。一個(gè)或更多個(gè)深度傳感器750布置在焊接環(huán)境11中的各種位置處，例如，第一深度傳感器752布置在工件82上方，第二深度傳感器754與焊接頭盔41(例如，頭盔式訓(xùn)練系統(tǒng))集成或者第三深度傳感器756與工件82處于水平位置或其任何組合。每一深度傳感器750可具有被配置成在期望波長下發(fā)射可見圖案的發(fā)射器以及被配置成在焊接環(huán)境11中監(jiān)視可見圖案的相機(jī)。每一深度傳感器750所發(fā)射的可見圖案可與其它深度傳感器750所發(fā)射可見圖案相同或不同。此外，每一深度傳感器750的可見圖案的期望波長可在深度傳感器750之間相同或不同。圖54通過實(shí)線箭頭圖示來自每一深度傳感器750的相應(yīng)的所發(fā)射的可見圖案，并且圖54通過虛線箭頭圖示朝向每一深度傳感器750反射的圖案?？梢妶D案的波長可在紅外光譜、可見光譜或紫外光譜內(nèi)(例如，約1mm到120nm)。每一深度傳感器的發(fā)射器在焊接環(huán)境11中將相應(yīng)可見圖案發(fā)射到焊接表面88、工件82、焊炬14或操作員或其任何組合上。通過觀察焊接環(huán)境11中所反射的可見圖案，計(jì)算機(jī)18可追蹤在焊接環(huán)境內(nèi)移動(dòng)的物體(例如，焊炬14、操作員)。此外，計(jì)算機(jī)18可基于焊接環(huán)境11中的可見圖案的觀察而識(shí)別工件82的形狀或工件82上的焊接接頭路徑。

如可了解的是，焊炬14對(duì)工件82撞擊出的電弧758發(fā)射電磁輻射。電弧所發(fā)射的電磁輻射的每一波長下的發(fā)射物的波長和強(qiáng)度可以是基于各種因素，包含(但不限于)工件材料、電極材料、保護(hù)氣體組成、焊接電壓、焊接電流、焊接工藝的類型(例如，smaw、mig、tig)。在一些實(shí)施例中，感測(cè)裝置16包含光傳感器，其中所述光傳感器被配置成在焊接工藝之前和期間檢測(cè)焊接環(huán)境11的電磁輻射的波長。焊接系統(tǒng)10的計(jì)算機(jī)18可基于從感測(cè)裝置16接收的反饋而確定所發(fā)射的波長和所發(fā)射的波長的強(qiáng)度。作為附加或替代，計(jì)算機(jī)18可從計(jì)算機(jī)18的存儲(chǔ)器或數(shù)據(jù)存儲(chǔ)系統(tǒng)318中所存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)、焊接參數(shù)和電弧參數(shù)確定所發(fā)射的波長和所發(fā)射的波長的強(qiáng)度。例如，計(jì)算機(jī)18可確定鋼mig焊接的電弧具有不同于鋁tig焊接的電弧的主要波長。

在一些實(shí)施例中，可在焊接工藝期間選擇深度傳感器750所發(fā)射的一個(gè)或更多個(gè)可見圖案的波長以減少來自電弧758的噪聲。此外，在一些實(shí)施例中，深度傳感器750可改變所發(fā)射的可見圖案的波長。因此，計(jì)算機(jī)18可適應(yīng)性地控制所發(fā)射的可見圖案的波長以提高來自深度傳感器反饋的位置和取向確定的準(zhǔn)確性。也就是說，計(jì)算機(jī)18可控制深度傳感器750針對(duì)鋼mig焊接而在第一范圍中發(fā)射可見圖案，并針對(duì)鋁tig焊接而在不同的第二范圍中發(fā)射可見圖案。作為附加或替代，計(jì)算機(jī)18可篩選深度傳感器750所接收的信號(hào)以減少或消除電弧758的發(fā)射物的影響。

此外，對(duì)于一些焊接工藝(例如，短路mig)，電弧758在焊接形成期間可以不是連續(xù)的。電弧758熄滅(例如，在焊接工藝的短路階段期間)時(shí)所發(fā)射的電磁輻射可顯著小于電弧758激活時(shí)所發(fā)射的電磁輻射。計(jì)算機(jī)18可控制深度傳感器750在電弧758熄滅(例如，湮滅)時(shí)而不是在電弧758激活時(shí)發(fā)射相應(yīng)可見圖案，因此使深度傳感器750能夠在焊接工藝期間追蹤焊炬14的位置和/或取向。也就是說，計(jì)算機(jī)18可使所發(fā)射的可見圖案同步以與焊接工藝的短路階段實(shí)質(zhì)上重合。短路頻率可大于30hz，因此使計(jì)算機(jī)18能夠在約30hz或更高的頻率下確定焊炬14在焊接環(huán)境11中的位置和/或取向。

作為深度傳感器750的附加或替代，焊接系統(tǒng)10可利用局部定位系統(tǒng)762以確定焊炬14在焊接環(huán)境11內(nèi)的位置。局部定位系統(tǒng)762的信標(biāo)764布置在焊接環(huán)境周圍的已知位置處，并發(fā)射經(jīng)由焊炬上的一個(gè)或更多個(gè)麥克風(fēng)429而接收的信號(hào)766(例如，超聲信號(hào)、rf信號(hào))。耦接到一個(gè)或更多個(gè)麥克風(fēng)429的計(jì)算機(jī)18可至少部分基于來自三個(gè)或更多個(gè)信標(biāo)764的所接收的信號(hào)而確定焊炬14在焊接環(huán)境11內(nèi)的位置。計(jì)算機(jī)可經(jīng)由三角測(cè)量、三邊測(cè)量和多邊測(cè)量而確定焊炬14的位置。在焊接環(huán)境11周圍分布的局部定位系統(tǒng)762的三個(gè)以上的信標(biāo)764提高局部定位系統(tǒng)762的健全性并提高焊炬14沿著具有復(fù)雜形狀的工件82(例如，管道)在任何點(diǎn)處于至少三個(gè)信標(biāo)764的視線內(nèi)的可能性。在一些實(shí)施例中，信標(biāo)764可與深度傳感器750或焊接系統(tǒng)10的部件(例如，焊接電力供應(yīng)器28)一起定位。

返回到圖31和圖32，焊炬14的實(shí)施例可具有多組視覺標(biāo)記物802以便于檢測(cè)焊炬14相對(duì)于訓(xùn)練支架12和工件82的位置和取向。在一些實(shí)施例中，感測(cè)裝置16可同時(shí)(例如，大約同時(shí))檢測(cè)并追蹤多組視覺標(biāo)記物802。然而，耦接到感測(cè)裝置16的控制器(例如，計(jì)算機(jī)18)可僅存儲(chǔ)或以其它方式利用與一組視覺標(biāo)記物802相關(guān)聯(lián)的追蹤數(shù)據(jù)，諸如最大程度上朝向感測(cè)裝置16的一組視覺標(biāo)記物802的追蹤數(shù)據(jù)。如本文所論述，當(dāng)視覺標(biāo)記物朝向相對(duì)于感測(cè)裝置16的每一相機(jī)在空間上具有已知位置的固定點(diǎn)時(shí)，視覺標(biāo)記物(例如，led64)視為朝向包括多個(gè)相機(jī)的感測(cè)裝置16。例如，在感測(cè)裝置16具有以陣列布置的多個(gè)相機(jī)的情況下，固定點(diǎn)可為多個(gè)相機(jī)的質(zhì)心。在一些實(shí)施例中，質(zhì)心為相對(duì)于感測(cè)裝置的每一相機(jī)的中心位置，例如與相機(jī)的相應(yīng)鏡頭等距。在一些實(shí)施例中，視覺標(biāo)記物802是可獨(dú)立地控制的led64。例如，每一組(例如，第一組804、第二組806、第三組810)led64可單獨(dú)控制以使得一次僅一組接通并發(fā)射光。在一些實(shí)施例中，視覺標(biāo)記物802可經(jīng)由耦接到焊炬14的焊接電纜來直接地或間接地供能。例如，視覺標(biāo)記物802(例如，led64)可從焊炬14的電力端口接收電力。作為附加或替代，與焊接電纜捆綁在一起或與之分開的輔助電纜可對(duì)視覺標(biāo)記物802供能。減少可由感測(cè)裝置16檢測(cè)的視覺標(biāo)記物802的量可降低焊炬14的位置和取向的確定的復(fù)雜性。也就是說，當(dāng)一次僅一組led64接通時(shí)，感測(cè)裝置16可容易地基于所檢測(cè)的led64的布置來確定焊炬14的哪一側(cè)(例如，頂側(cè)、左側(cè)、右側(cè))面向感測(cè)裝置16。焊炬14的控制電路52可控制led64以使得在模擬或?qū)崨r焊接會(huì)話(例如，實(shí)況焊接作業(yè))期間，led64中的至少一組可由感測(cè)裝置16檢測(cè)到。在其中焊炬14具有至少一組在已知方向上取向的無源視覺標(biāo)記物802(例如，回射體)的一些實(shí)施例中，控制電路52可控制led64，使得當(dāng)無源視覺標(biāo)記物802可由感測(cè)裝置16檢測(cè)到時(shí)，多組led64中沒有任何一組led被接通。

如可了解的是，視覺標(biāo)記物802相對(duì)于焊炬14的布置可以利用感測(cè)裝置16來校準(zhǔn)，使得在實(shí)況和/或訓(xùn)練(例如，模擬、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)、虛擬現(xiàn)實(shí))焊接操作期間可利用每一組視覺標(biāo)記物802的取向方向(例如784、808、812)來確定焊炬的位置和取向。圖77圖示了方法1100，該方法可用于校準(zhǔn)焊炬14的視覺標(biāo)記物802(例如，led64)。校準(zhǔn)標(biāo)記物(例如，輔助視覺標(biāo)記物)可耦接到(框1102)焊炬，諸如耦接到焊炬的末端處，使得校準(zhǔn)標(biāo)記物與焊炬14的軸線53對(duì)準(zhǔn)。校準(zhǔn)標(biāo)記物可包括但不限于兩個(gè)或更多個(gè)有源或無源標(biāo)記物，類似于圖44和圖45所圖示的校準(zhǔn)工具610。焊炬放置在(框1104)固持器(例如，夾具、老虎鉗)中，使得校準(zhǔn)標(biāo)記物和第一組視覺標(biāo)記物802可由感測(cè)裝置16觀察到。在第一組可觀察的視覺標(biāo)記物802具有有源標(biāo)記物(例如，led64)的情況下，第一組視覺標(biāo)記物802接通(框1106)。感測(cè)裝置16檢測(cè)(框1108)耦接到焊炬的校準(zhǔn)標(biāo)記物和第一組可觀察的視覺標(biāo)記物802。在一些實(shí)施例中，耦接到感測(cè)裝置16的處理器20基于與第一組可觀察的視覺標(biāo)記物802分開的所檢測(cè)校準(zhǔn)標(biāo)記物而確定(框1110)焊炬14的取向。例如，處理器20可至少部分地基于耦接到焊炬14的校準(zhǔn)標(biāo)記物之間的已知關(guān)系確定在已知位置的焊炬14的軸線53的取向。在一些實(shí)施例中，以如上文所討論關(guān)于校準(zhǔn)工具610的標(biāo)記物630、632的類似方式，處理器可確定(框1110)焊炬14的取向。在一些實(shí)施例中，處理器20可確定(框1112)第一組視覺標(biāo)記物802相對(duì)于焊炬14的所確定取向的取向。作為附加或替代，處理器20可至少部分地基于第一組視覺標(biāo)記物802的兩個(gè)或更多個(gè)視覺標(biāo)記物的相對(duì)位置確定(框1112)第一組視覺標(biāo)記物802相對(duì)于第一組視覺標(biāo)記物802的剛體模型的取向。第一組視覺標(biāo)記物802定位于焊炬14上，如上文關(guān)于圖31和圖32所描述，使得感測(cè)裝置16所檢測(cè)的布置可由處理器20所執(zhí)行的代碼來識(shí)別以確定對(duì)應(yīng)的剛體模型。在識(shí)別第一組視覺標(biāo)記物802的布置之后，處理器20基于焊炬14的多組視覺標(biāo)記物802之間的已知幾何關(guān)系而確定(框1114)其它組視覺標(biāo)記物802的取向。此外，基于焊炬14周圍的多組視覺標(biāo)記物802之間的已知幾何關(guān)系、感測(cè)裝置16對(duì)顯示器62的識(shí)別、感測(cè)裝置對(duì)顯示器62的特定圖案(例如，校準(zhǔn)圖案、制造商標(biāo)志)的識(shí)別，或其任何組合，處理器20確定(框1116)焊炬14的顯示器62的取向。一旦焊炬14和耦接到其上的多組視覺標(biāo)記物802諸如通過方法1100來校準(zhǔn)，則焊炬14可用于實(shí)況和/或訓(xùn)練焊接操作。顯示器62相對(duì)于焊炬14的軸線53和/或多組視覺標(biāo)記物802的取向的確定使得顯示器62上的圖形表示能夠?qū)?yīng)于顯示器62朝向接頭的取向。

耦接到感測(cè)裝置16和/或控制電路52的處理器20可利用圖55所圖示的方法860來確定哪一組led64接通以追蹤焊炬14的移動(dòng)和位置。如可了解的是，方法860可由控制器執(zhí)行，其中所述控制器包含(但不限于)處理器20、控制電路52或其組合。通常，控制器可針對(duì)于預(yù)測(cè)間隔依序接通每一組led64，接著比較感測(cè)裝置16從每一組檢測(cè)到的響應(yīng)以確定哪一組led64實(shí)現(xiàn)較好的追蹤數(shù)據(jù)。例如，控制器可接通左側(cè)一組(例如，第二組806)led64(方框862)。控制器確定在檢測(cè)間隔(例如，約50ms到500ms、100ms到300ms，或約200ms)內(nèi)是否檢測(cè)到左側(cè)一組led64(節(jié)點(diǎn)864)。如果在節(jié)點(diǎn)864處未檢測(cè)到左側(cè)一組led64，那么控制器可接通頂側(cè)一組(例如，第一組802)led64(方框866)。控制器接著確定是否檢測(cè)到頂側(cè)一組led64(節(jié)點(diǎn)868)。如果在節(jié)點(diǎn)868處未檢測(cè)到頂側(cè)一組led64，那么控制器可接通右側(cè)一組(例如，第三組810)led64(方框870)。控制器接著確定是否檢測(cè)到右側(cè)一組led64(節(jié)點(diǎn)872)。如果在節(jié)點(diǎn)872處未檢測(cè)到右側(cè)一組led64，那么控制器可返回到方法860的起始位置，并接通左側(cè)一組led64(方框862)。在一些實(shí)施例中，控制器可重復(fù)方法860以依序接通每一組led64，直到在檢測(cè)間隔內(nèi)檢測(cè)到至少一組led64為止。

如本文所論述，當(dāng)控制器確定是否檢測(cè)到一組led時(shí)(例如，節(jié)點(diǎn)864、868、872)，控制器可確定是否檢測(cè)到相應(yīng)組的led64的閾值量(例如，三個(gè)、四個(gè)、五個(gè)或更多個(gè))。如上文所論述，閾值量可小于或等于相應(yīng)組的視覺標(biāo)記物(例如，led64)的總量。在一些實(shí)施例中，控制器被配置成在檢測(cè)到led64的閾值量之后，確定焊炬14的剛體(rb)模型?？刂破鞔_定對(duì)應(yīng)于所追蹤的多組led64的哪一剛體模型最接近理想模型(節(jié)點(diǎn)874)。如可了解的是，理想模型可對(duì)應(yīng)于在一組led64在預(yù)定角度范圍內(nèi)(例如，約20度、30度、45度或60度)直接朝向感測(cè)裝置16(例如，一個(gè)或多個(gè)相機(jī))之時(shí)。此外，每一組led64可具有其自身的預(yù)定角度范圍，該預(yù)定角度范圍位于led64的軸線(例如，第一組804的方向784，第二組806的方向808，第三組810的方向812)和對(duì)于該led64為最理想的感測(cè)裝置16之間，例如，針對(duì)頂側(cè)一組led64是約45度，并且針對(duì)左側(cè)一組和右側(cè)一組led64是約30度。在一些實(shí)施例中，第一組802的led64可在相對(duì)于焊炬14的y軸784朝向感測(cè)裝置16時(shí)接近理想模型。如果對(duì)應(yīng)于一組led64(例如，第二組806)的焊炬14的所確定的剛體模型不接近理想模型，那么控制器可切斷所述一組并接通下一組(例如，第一組802)led64以確定是否可通過下一組來檢測(cè)接近理想的剛體模型。作為附加或替代，控制器可利用一組(例如，第一組804)led64的所檢測(cè)到的非理想角度以及其它組(例如，第二組806、第三組810)led64的預(yù)定相對(duì)角度，以確定哪一組(例如，第三組810)led64最接近地對(duì)應(yīng)于理想模型，因此使控制器能夠直接接通所述一組(例如，第三組810)led64，而不需要接通其它組(例如，第二組806)?？刂破骺杀慌渲贸稍谒_定的剛體模型接近理想模型時(shí)鎖定到一組所接通的led64。

在一些實(shí)施例中，當(dāng)一組led64相對(duì)于感測(cè)裝置16取向在約20到60度或約30度到50度內(nèi)時(shí)，該組led64接近理想模型。從每個(gè)led64所發(fā)射的光可從led64的軸線的大約45度、60度、70度或80度內(nèi)或更大的角度內(nèi)的多個(gè)點(diǎn)觀察到。然而，雖然每個(gè)led64均可由相對(duì)較寬錐角范圍內(nèi)(例如，大約45度至80度)的感測(cè)裝置16(例如，一個(gè)或多個(gè)相機(jī))觀察到，但是每個(gè)led64可具有半強(qiáng)度角，若超過該半強(qiáng)度角，則可從led64觀察到的光的強(qiáng)度小于沿著led64的軸線(例如，0度)的強(qiáng)度的一半。如本文所討論，朝向感測(cè)裝置16(例如，相機(jī))取向的led64或視覺標(biāo)記物可由感測(cè)裝置16觀察到。例如，當(dāng)視覺標(biāo)記物的軸線相對(duì)于感測(cè)裝置16的視線未被遮擋并在大約80度范圍內(nèi)時(shí)，該視覺標(biāo)記物朝向感測(cè)裝置16地取向。因此，基于多組led64的取向，控制器的一些實(shí)施例可能夠確定一次對(duì)應(yīng)于一組以上led64的剛體模型。

當(dāng)可確定多個(gè)剛體模型時(shí)，控制器可確定哪一組led64最大程度地朝向感測(cè)裝置16取向。此外，當(dāng)焊炬取向在其中可針對(duì)相應(yīng)組led64確定多個(gè)剛體模型的角度附近波動(dòng)時(shí)，控制器可利用滯后控制。如上文所論述，第一組802的led64可大致上沿著y軸784取向，并且第二組806led64可被取向成使得第二方向808相對(duì)于y軸784偏移約45度。在一些實(shí)施例中，可針對(duì)在感測(cè)裝置16的視線的約30°(例如，半強(qiáng)度角)內(nèi)取向的每一相應(yīng)組led64來可靠地確定剛體模型，以使得可針對(duì)約15°或更大的重疊范圍而確定每一相應(yīng)組(例如，802、806)的剛體模型。如可了解的是，具有相對(duì)于y軸784的不同偏移或不同半強(qiáng)度角的多組led64的其它布置在多組led64之間可具有不同重疊范圍(例如，大約5度至45度、10度至30度，或15度至25度)。因此，多組led64的重疊可觀察范圍可減小或消除焊炬14上無法由感測(cè)裝置16檢測(cè)到(例如，觀察)的至少一組led64的位置(例如，盲區(qū))。例如，利用滯后控制，當(dāng)?shù)谝唤M804在感測(cè)裝置16的視線的大約45度內(nèi)取向時(shí)，甚至當(dāng)?shù)诙M806在感測(cè)裝置16的視線的小于大約45度內(nèi)取向時(shí)，控制器可保持鎖定到第一組804的led64。然而，當(dāng)?shù)谝唤M804相對(duì)于感測(cè)裝置16的視線取向大于鎖定角度閾值(例如，大約45度)并且第二組806朝向感測(cè)裝置16的視線取向更甚于第一組804時(shí)，滯后控制可引導(dǎo)控制器從第一組804的led64解鎖并且鎖定到第二組806。也就是說，滯后控制可在多組led64可由感測(cè)裝置16檢測(cè)時(shí)減少對(duì)多組led64的切斷和接通，并且在焊炬14接近多組led64之間的閾值而取向和/或在操作期間短暫地取向不同時(shí)防止多組led64之間的快速振蕩。基于相應(yīng)組的視覺標(biāo)記物802相對(duì)于鎖定角度閾值的取向角度、相應(yīng)組的視覺標(biāo)記物802在鎖定角度閾值內(nèi)取向的持續(xù)時(shí)長或其任何組合，滯后控制可引導(dǎo)控制器保持鎖定到一組視覺標(biāo)記物802。然而，當(dāng)?shù)谝唤M802的led64在該組led64的半強(qiáng)度角(例如，大約30度)內(nèi)朝向時(shí)，控制器單獨(dú)可鎖定到第一組802的led64；滯后控制引導(dǎo)控制器以對(duì)于高達(dá)鎖定角度閾值(該閾值大于半強(qiáng)度角)的角度而保持鎖定到第一組802的led64，并且當(dāng)?shù)谝唤M802取向大于鎖定角度閾值并且第二組806在鎖定角度閾值內(nèi)取向時(shí)變更到第二組806的led64。鎖定角度閾值可包括但不限于led64的半強(qiáng)度角(例如，大約20度、30度、45度或60度)。作為附加或替代，當(dāng)?shù)谝唤M804的軸線784相對(duì)于感測(cè)裝置16的視線在大約10度至60度、15度至45度，或20度至30度的鎖定角度閾值內(nèi)時(shí)，控制器保持鎖定到第一組804的視覺標(biāo)記物802?？刂破骺杀３宙i定到第一組804，盡管第一組804仍然可視而第二組806的視覺標(biāo)記物802最大程度地朝向感測(cè)裝置16的間隔短暫(例如，小于大約10秒、5秒、3秒或1秒)。

在鎖定到接近理想模型的一組led64之后，控制器可至少部分基于從所追蹤的一組led64確定的位置和取向而更新(方框876)焊接系統(tǒng)10的顯示器32、頭盔41的顯示器32和/或焊炬14的顯示器62上所顯示的項(xiàng)目。在一些實(shí)施例中，控制器可實(shí)時(shí)(rt)更新(框876)顯示器32和/或62，從而使得焊接參數(shù)的圖形表示的指南能夠成為在焊接操作期間可供操作員使用的rt指南?？刂破骺稍谒_定的剛體模型接近理想模型時(shí)維持每一組led64的狀態(tài)(例如，接通、切斷)。在一些實(shí)施例中，控制器可在操作期間每隔一段時(shí)間重復(fù)方法860，因此依序接通每一組led64以驗(yàn)證所鎖定的一組led64的所確定的剛體模型最接近理想模型。例如，控制器可每1分鐘、5分鐘或15分鐘重復(fù)方法860。作為附加或替代，控制器可在作業(yè)的接收之后、作業(yè)的選擇之后、在從訓(xùn)練支架12提起焊炬14之后或其任何組合之后，而重復(fù)方法860。如本文所討論，依次接通每組的led64可包括在檢測(cè)間隔內(nèi)接通焊炬14的一組led64(例如，第一組804)和切斷焊炬14的所有其它組led64(例如，第二組806、第三組810)的重復(fù)順序，以使得每組led64被接通并發(fā)射光一段時(shí)間而其它組led64被切斷并且不發(fā)射光。

如上所述，焊接系統(tǒng)10的各種元件可具有標(biāo)記物，所述標(biāo)記物用于實(shí)時(shí)地追蹤相應(yīng)元件在焊接環(huán)境內(nèi)的移動(dòng)，和/或校準(zhǔn)所述元件相對(duì)于訓(xùn)練支架12或工件82的位置和取向。例如，圖4的訓(xùn)練支架12可具有第一標(biāo)記物95和第二標(biāo)記物96，焊接表面112可具有標(biāo)記物116、118，圖5的校準(zhǔn)工具120可具有標(biāo)記物130，圖6的夾具組件132可具有第一標(biāo)記物134和第二標(biāo)記物136，圖30的焊炬14可具有標(biāo)記物474，并且圖31的焊炬14可具有視覺標(biāo)記物802。圖56圖示可設(shè)有視覺標(biāo)記物882的基礎(chǔ)部件880的橫截面圖?；A(chǔ)部件880可包含(但不限于)訓(xùn)練支架12、工件82、焊接表面112、校準(zhǔn)工具120、夾具組件132、焊炬14、夾持組件588或其任何組合。

基礎(chǔ)部件880可耦接到隔熱層884(例如，塑料、織物、陶瓷、樹脂、玻璃)。在一些實(shí)施例中，基礎(chǔ)部件880熱涂布有隔熱層884。作為附加或替代，隔熱層884可包覆在基礎(chǔ)部件880周圍、模制到基礎(chǔ)部件880、機(jī)械緊固到基礎(chǔ)部件880、機(jī)械緊固在基礎(chǔ)部件880周圍或粘合到基礎(chǔ)部件880。如可了解的是，基礎(chǔ)部件880可接收或傳導(dǎo)來自焊接工藝的熱。在一些實(shí)施例中，基礎(chǔ)部件880大體上(例如，90％以上)由隔熱層884覆蓋。視覺標(biāo)記物882可定位在基礎(chǔ)部件880的絕緣層884上的不同位置處。在一些實(shí)施例中，視覺標(biāo)記物882至少部分地嵌入和/或凹入于隔熱層884內(nèi)。視覺標(biāo)記物882可容易由感測(cè)裝置16檢測(cè)到。例如，視覺標(biāo)記物882可對(duì)于一種或更多種電磁波來說是反射性的。例如，視覺標(biāo)記物882可反射可見光和/或紅外(ir)光。在一些實(shí)施例中，一個(gè)或多個(gè)視覺標(biāo)記物882可發(fā)射光，諸如經(jīng)由一個(gè)或多個(gè)led64。基礎(chǔ)部件880可包括耦接到該led64的電源(例如，電池)，或led64可經(jīng)由耦接到焊接系統(tǒng)10的電力電纜(例如，經(jīng)由計(jì)算機(jī)18)來供能。每一視覺標(biāo)記物882的位置可被配置成使感測(cè)裝置16能夠確定基礎(chǔ)部件880在焊接環(huán)境內(nèi)的位置和取向。視覺標(biāo)記物882可定位在基礎(chǔ)部件880的一個(gè)或更多個(gè)面上。感測(cè)裝置16可配置成檢測(cè)視覺標(biāo)記物882并且將反饋提供到控制器(例如，計(jì)算機(jī)18)以確定基礎(chǔ)部件880的剛體模型和確定基礎(chǔ)部件880的其上設(shè)有所檢測(cè)視覺標(biāo)記物882的表面的方向。也就是說，以如上文所討論關(guān)于確定耦接到焊炬14的多組led64的剛體模型和確定多組led64的相應(yīng)標(biāo)記物方向的類似方式，控制器(例如，計(jì)算機(jī)18)可確定基礎(chǔ)部件880的剛體模型和基礎(chǔ)部件880的表面的方向。基礎(chǔ)部件880的每一側(cè)上的視覺標(biāo)記物882的不同的數(shù)量和/或布置可便于基于視覺標(biāo)記物882的布置的檢測(cè)而識(shí)別相應(yīng)側(cè)。

覆蓋層886(例如，覆蓋板)耦接到絕緣層884和視覺標(biāo)記物882。覆蓋層886可覆蓋視覺標(biāo)記物882，因此保護(hù)視覺標(biāo)記物882不受例如飛濺物、灰塵、無意中移除等一些環(huán)境因素的影響。在一些實(shí)施例中，覆蓋層886不覆蓋或僅部分覆蓋視覺標(biāo)記物882。在一些實(shí)施例中，覆蓋層86是塑料，例如，聚碳酸酯。覆蓋層886可以是對(duì)于由標(biāo)記物882反射的一種或更多種電磁波實(shí)質(zhì)上不呈反射性的材料。作為附加或替代，可對(duì)未覆蓋視覺標(biāo)記物882的覆蓋層886進(jìn)行條件處理以減少或消除電磁波(例如可見光、紅外光)的反射。例如，可對(duì)覆蓋層886涂油漆、鍍層或作粗糙化處理(例如，噴砂)或其任何組合。在一些實(shí)施例中，覆蓋層886是實(shí)質(zhì)上非反射性的，除了在直接覆蓋視覺標(biāo)記物882的區(qū)域中。

圖57是焊接支架12、臂576、578和夾持組件588的實(shí)施例的立體圖。如上文所論述，第一臂576和第二臂578可圍繞支撐結(jié)構(gòu)566而旋轉(zhuǎn)，以使第一臂576和第二臂578能夠定位在所選擇的高度處以進(jìn)行垂直焊和/或仰焊。如圖示，第二臂578包含用于將工件82耦接到第二臂578的夾持組件588。第二臂578和夾持組件588可相對(duì)于訓(xùn)練支架12定位在各種高度處。作為附加或替代，夾持組件588可耦接到每一臂576、578，并且夾持組件588可相對(duì)于感測(cè)裝置16定位在各種方向上。如可了解的是，夾持組件588可包含多個(gè)視覺標(biāo)記物802標(biāo)記物(例如，反射性的和/或發(fā)光的)以便于由感測(cè)裝置16追蹤。例如，在某些實(shí)施例中，夾持組件588可在夾持主體889的一個(gè)表面上(例如，在一個(gè)平面內(nèi))包含三個(gè)標(biāo)記物，并且在另一表面上(例如，在不同平面內(nèi))包含第四標(biāo)記物以便于由感測(cè)裝置16追蹤。夾持主體889的夾持面890可實(shí)質(zhì)上平行于感測(cè)裝置16或相對(duì)于感測(cè)裝置16以一偏移角取向。底座892將夾持組件588耦接到第二臂578。

圖58是沿著剖切線58-58截取的圖57的夾持組件588的底座892的實(shí)施例的俯視圖。夾持軸900將底座892耦接到夾持主體889。在一些實(shí)施例中，夾持軸900的保持特征902可限制夾持軸900沿著夾持軸線904在至少一個(gè)方向上的移動(dòng)。此外，夾持緊固件906可與保持特征902和底座892介接以將夾持軸900沿著夾持軸線904保持在期望位置中。底座892可圍繞軸線908旋轉(zhuǎn)，因此調(diào)整夾持主體889和夾持面890相對(duì)于感測(cè)裝置16的取向。在一些實(shí)施例中，緊固件910(例如，銷)可在期望取向上將底座892耦接到第二臂578。緊固件910可固定耦接到底座892，因此防止緊固件910從焊接系統(tǒng)10移除。在一些實(shí)施例中，保持特征902和/或緊固件910可相對(duì)于夾持組件588而偏壓(例如，彈簧加載)，因此實(shí)現(xiàn)在一個(gè)或更多個(gè)預(yù)定位置中與夾持組件588的自動(dòng)嚙合。例如，將緊固件910插入到第一凹口912中使夾持面890取向在實(shí)質(zhì)上平行于感測(cè)裝置16的第一方向914上，將緊固件910插入到第二凹口916中使夾持面890取向在第二方向918上，并且將緊固件910插入到第三凹口920中使夾持面取向在第三方向922上。第二方向918和第三方向922可取向在方向914的約10度、20度、30度、40度或50度內(nèi)(例如，朝向感測(cè)裝置16)。圖58的第二方向918和第三方向922相對(duì)于第一方向914偏移約30°。當(dāng)夾持組件588安裝在第二臂578上，并且夾持面取向在第二方向918上時(shí)，夾持組件588可被配置成在工件82的一部分從感測(cè)裝置16的視野來看使接頭部分變得不可見的位置中執(zhí)行焊接。例如，當(dāng)工件82耦接到第二臂578上的夾持組件588以使得夾持面890取向在第二方向918上時(shí)，在3f位置中執(zhí)行的焊接(例如，t形接頭和搭焊接頭的垂直角焊)可能容易由感測(cè)裝置16觀察到。

臂和相應(yīng)夾持組件的位置和取向被校準(zhǔn)以使感測(cè)裝置16能夠追蹤焊炬14相對(duì)于耦接到夾持組件588的工件82的接頭的移動(dòng)。如圖59所圖示，校準(zhǔn)塊930可耦接到夾持組件588以便于校準(zhǔn)夾持組件588。在一些實(shí)施例中，圖44和圖45的校準(zhǔn)工具610耦接到校準(zhǔn)塊930以使得校準(zhǔn)工具610以預(yù)定義的角度(例如，垂直)從校準(zhǔn)塊930延伸。校準(zhǔn)塊930和校準(zhǔn)工具610可使感測(cè)裝置16能夠校準(zhǔn)夾持組件588的法向向量，校準(zhǔn)固定到夾持組件588的工件82的法向向量和/或校準(zhǔn)相對(duì)于地板的真實(shí)垂直(即，天頂)向量。感測(cè)裝置16經(jīng)由計(jì)算機(jī)18可在安裝到每一臂576、578時(shí)確定夾持組件588的夾持標(biāo)記物的剛體模型和/或質(zhì)心，在此期間，夾持組件588的不同側(cè)處于感測(cè)裝置16的視野中，其中夾持組件588的每一側(cè)具有標(biāo)記物的唯一配置。感測(cè)裝置16可耦接到臂576、578，以使得隨著每一臂升高和降低，相應(yīng)側(cè)的夾持標(biāo)記物的質(zhì)心的y值改變。如上文所論述，每一臂576、578的移動(dòng)可調(diào)整感測(cè)裝置16的取向。因此，感測(cè)裝置16可確定在相應(yīng)臂576、578的多個(gè)高度處的夾持組件588的夾持標(biāo)記物的質(zhì)心的y值。計(jì)算機(jī)18可確定相應(yīng)高度處的質(zhì)心中的每一個(gè)的天頂向量，因此使計(jì)算機(jī)18能夠在夾持組件588耦接到每一臂576、578時(shí)，使用夾持標(biāo)記物的質(zhì)心的y值來確定(例如，內(nèi)插計(jì)算)任何高度的天頂向量。水平儀可在每一高度處在校準(zhǔn)期間與夾持校準(zhǔn)塊930一起利用以確保校準(zhǔn)工具610的取向準(zhǔn)確地表示天頂向量。夾持標(biāo)記物的質(zhì)心的y值也可用于確定夾具的高度并針對(duì)焊接會(huì)話向操作員提供關(guān)于正確高度定位的反饋。焊接會(huì)話期間夾持組件588的高度可與每一焊接會(huì)話的焊接數(shù)據(jù)327一起存儲(chǔ)。在一些實(shí)施例中，焊接系統(tǒng)10可確定夾持組件588相對(duì)于感測(cè)裝置16的取向，因此使焊接系統(tǒng)10能夠通知操作員工件82是否對(duì)于焊接會(huì)話處于不適當(dāng)?shù)娜∠?。例如，?dāng)夾持組件588和工件82被取向成使得焊炬14的視覺標(biāo)記物802在焊接會(huì)話期間從感測(cè)裝置16的視野來看來看將會(huì)至少部分地不可見時(shí)，焊接系統(tǒng)10可通知操作員，因此使操作員能夠調(diào)整夾持組件588以使得所有視覺標(biāo)記物802可被觀察。

圖60是圖示利用多個(gè)臂中的一個(gè)來設(shè)置和執(zhí)行作業(yè)焊接會(huì)話以用于垂直焊或仰焊(例如，不在適當(dāng)位置的焊接)的流程圖940。操作員選擇不在適當(dāng)位置的會(huì)話(例如，2g、3g、3f、4g、4f)(方框942)并將工件粘合在一起(方框944)。接著操作員將期望臂設(shè)置到對(duì)應(yīng)于所述會(huì)話的高度并通過感測(cè)裝置來調(diào)整夾持組件以進(jìn)行校準(zhǔn)(方框946)。在設(shè)置臂和夾持組件之后，操作員將工件耦接到夾持組件(方框948)。接著，例如如果工件從感測(cè)裝置來看使接頭至少部分地不可見，如果工件或夾持組件的標(biāo)記物從感測(cè)裝置來看是不可見的或如果夾持組件不實(shí)質(zhì)上垂直于地面或發(fā)生前述情況的任何組合，那么操作員可調(diào)整夾持取向(方框950)。在調(diào)整夾持取向之后，操作員、教員或管理員可校準(zhǔn)夾持組件(方框952)。在一些實(shí)施例中，可每當(dāng)臂移動(dòng)或每當(dāng)夾持組件附接到臂時(shí)執(zhí)行一次校準(zhǔn)，以使得夾持組件可能在每一會(huì)話之前未被校準(zhǔn)。夾持組件的校準(zhǔn)可使得在針對(duì)所述會(huì)話指定的配置和/或取向中檢測(cè)到夾持組件。操作員校準(zhǔn)接頭端(方框954)，因此，在表示接頭的直線中建立2個(gè)點(diǎn)。在一些實(shí)施例中，例如針對(duì)3f位置中的焊接會(huì)話，操作員利用上文關(guān)于圖44和圖45所述的校準(zhǔn)工具610而校準(zhǔn)接頭端(方框954)，其中校準(zhǔn)工具的軸向保持在平行于感測(cè)裝置的約5°內(nèi)。如可了解的是，其它位置中的焊接會(huì)話可通過相對(duì)于感測(cè)裝置具有其它取向的校準(zhǔn)工具校準(zhǔn)。作為附加或替代，計(jì)算機(jī)可在以傾斜角度觀察校準(zhǔn)工具的標(biāo)記物的校準(zhǔn)期間補(bǔ)償校準(zhǔn)工具的取向。例如，計(jì)算機(jī)可確定校準(zhǔn)工具相對(duì)于夾持組件的角度，接著利用所確定的角度來調(diào)整接頭端的校準(zhǔn)值。在接頭端的校準(zhǔn)之后，操作員接著執(zhí)行焊接會(huì)話(方框956)并審查結(jié)果(方框958)。在一些實(shí)施例中，訓(xùn)練支架的顯示器和/或焊炬的顯示器可將指令提供給操作員以指導(dǎo)焊接會(huì)話的設(shè)置。

感測(cè)裝置16可在執(zhí)行作業(yè)焊接會(huì)話之前、在焊接會(huì)話期間以及在執(zhí)行焊接會(huì)話之后，追蹤夾持組件588、工件82和焊炬14的位置和取向。如上文所論述，感測(cè)裝置16可包含檢測(cè)視覺標(biāo)記物802(例如，夾持組件588、工件82和焊炬14的視覺標(biāo)記物)的一個(gè)或多個(gè)相機(jī)。在一些實(shí)施例中，只要固定表面(例如，夾持組件588、工件82)的視覺標(biāo)記物是可檢測(cè)的，計(jì)算機(jī)18就可利用對(duì)應(yīng)于固定表面的視覺標(biāo)記物802的數(shù)據(jù)作為關(guān)于焊接環(huán)境中的其它所追蹤的物體的基準(zhǔn)。即，固定表面的視覺標(biāo)記物802便于對(duì)焊接環(huán)境內(nèi)的其它物體(例如，焊炬14、校準(zhǔn)工具610)的實(shí)時(shí)追蹤。由感測(cè)裝置16的一個(gè)或多個(gè)相機(jī)所檢測(cè)的視覺標(biāo)記物802可包含無源標(biāo)記物(例如，貼紙、反射體、圖案)和/或有源標(biāo)記物(例如，燈、led)。無源標(biāo)記物可通過感測(cè)裝置16的一個(gè)或多個(gè)相機(jī)的第一曝光設(shè)定(例如，8、15、25、50)來最好地觀察，并且有源標(biāo)記物可通過一個(gè)或多個(gè)相機(jī)的第二曝光設(shè)定(例如，1、2、3、4、5)來最好地觀察，其中第二曝光設(shè)定可不同于第一曝光設(shè)定。在一些實(shí)施例中，夾持組件588和工件82的視覺標(biāo)記物802可以是無源標(biāo)記物，并且焊炬14的視覺標(biāo)記物802可以是有源標(biāo)記物(例如，led64)。此外，無源標(biāo)記物可由感測(cè)裝置16的光源(例如，一個(gè)或多個(gè)燈，led64)來照亮，其中當(dāng)無源標(biāo)記物朝向一個(gè)或多個(gè)相機(jī)取向時(shí)，來自光源的光(例如，紅外光、可見光)從無源標(biāo)記物反射離開并由感測(cè)裝置16的一個(gè)或多個(gè)相機(jī)觀察到。因此，一個(gè)或多個(gè)相機(jī)的曝光設(shè)定可至少部分基于將被感測(cè)的視覺標(biāo)記物的類型來調(diào)整。如可了解的是，用于對(duì)發(fā)射光的有源標(biāo)記物取樣的第二曝光設(shè)定可小于用于對(duì)反射光的無源標(biāo)記物取樣的第一曝光設(shè)定。

計(jì)算機(jī)18可或者在焊接會(huì)話(例如，模擬焊接作業(yè)、實(shí)況焊接作業(yè))的執(zhí)行之前和期間追蹤焊炬14以及焊接環(huán)境的固定表面的視覺標(biāo)記物802。因此，計(jì)算機(jī)18可實(shí)時(shí)追蹤焊炬14、夾持組件588和工件82相對(duì)于彼此以及相對(duì)于訓(xùn)練支架12的位置和取向。在檢測(cè)物體在訓(xùn)練支架12周圍的焊接環(huán)境中的位置和取向時(shí)，計(jì)算機(jī)18可主要追蹤焊炬14的視覺標(biāo)記物802，并且計(jì)算機(jī)18可次要地追蹤固定表面(例如，主焊接表面88、夾持組件588、所夾持的工件82)的視覺標(biāo)記物802。也就是說，通過以相比于固定表面上的次要追蹤的無源視覺標(biāo)記物更高的速率進(jìn)行取樣以檢測(cè)焊炬14的有源視覺標(biāo)記物802，計(jì)算機(jī)18可主要追蹤焊炬14的視覺標(biāo)記物802。焊炬14的有源標(biāo)記物可在模擬或?qū)崨r焊接會(huì)話(例如，焊接作業(yè))之前、期間和之后實(shí)質(zhì)上連續(xù)地接通。計(jì)算機(jī)18可控制感測(cè)裝置16的一個(gè)或多個(gè)相機(jī)的曝光設(shè)定以控制固定表面和焊炬14的相應(yīng)取樣率。例如，焊炬14的視覺標(biāo)記物802可比固定表面的視覺標(biāo)記物802多出1.5倍、2倍、3倍、4倍、5倍或更多倍地取樣。作為附加或替代，有源視覺標(biāo)記物取樣間隔可大于反射性視覺標(biāo)記物間隔，其中通過使有源視覺標(biāo)記物取樣間隔和反射性視覺標(biāo)記物取樣間隔循環(huán)，計(jì)算機(jī)18重復(fù)地追蹤焊接系統(tǒng)10的視覺標(biāo)記物。也就是說，計(jì)算機(jī)18使一個(gè)或多個(gè)相機(jī)的曝光設(shè)定在第二曝光設(shè)定(例如，用以追蹤焊炬14的有源標(biāo)記物的低曝光值)與第一曝光設(shè)定(例如，用以追蹤固定表面的無源標(biāo)記物的高曝光值)之間循環(huán)。調(diào)整感測(cè)裝置16的一個(gè)或多個(gè)相機(jī)的曝光設(shè)定可延遲取樣間隔的循環(huán)。在一些實(shí)施例中，計(jì)算機(jī)18可記錄對(duì)應(yīng)于所檢測(cè)無源(例如，反射性)視覺標(biāo)記物的數(shù)據(jù)，而不論在哪個(gè)取樣間隔(例如，反射性視覺標(biāo)記物間隔、有源視覺標(biāo)記物取樣間隔)接收到該數(shù)據(jù)。此外，僅當(dāng)未檢測(cè)到無源視覺標(biāo)記物時(shí)，計(jì)算機(jī)18可記錄對(duì)應(yīng)于所檢測(cè)有源視覺標(biāo)記物的數(shù)據(jù)，從而通過減少噪聲而改善所記錄數(shù)據(jù)的精度，該噪聲可與檢測(cè)多種類型(例如，有源、無源)的視覺標(biāo)記物相關(guān)聯(lián)。

在起始模擬焊接會(huì)話(例如，焊接作業(yè))之前，計(jì)算機(jī)18可控制感測(cè)裝置16的光源(例如，led64)以使其接通，因此使計(jì)算機(jī)18能夠在起始模擬焊接會(huì)話之前、在模擬焊接會(huì)話期間以及在模擬焊接會(huì)話之后追蹤固定表面的無源標(biāo)記物以及焊炬14的有源標(biāo)記物。如上所述，計(jì)算機(jī)18可在開始焊接作業(yè)之前和在焊接作業(yè)期間使一個(gè)或多個(gè)相機(jī)的曝光設(shè)定循環(huán)以通過第一曝光設(shè)定對(duì)無源標(biāo)記物取樣并通過第二曝光設(shè)定對(duì)有源標(biāo)記物取樣。在實(shí)況焊接期間(例如，在焊炬14的扳機(jī)被致動(dòng)時(shí))，計(jì)算機(jī)18可控制感測(cè)裝置16的光源以提高的亮度水平脈沖變化，因此循環(huán)地增大來自無源標(biāo)記物的反射光。使光源脈沖變化(例如，選通)可使感測(cè)裝置16的一個(gè)或多個(gè)相機(jī)在具有明亮電弧和飛濺物的實(shí)況焊接期間能夠容易地通過降低的曝光設(shè)定來追蹤無源標(biāo)記物。此外，使照亮無源標(biāo)記物的光源脈沖變化可減少運(yùn)動(dòng)模糊。計(jì)算機(jī)18可控制一個(gè)或多個(gè)相機(jī)的曝光設(shè)定以使其與感測(cè)裝置16的光源的脈沖變化同步，以使得當(dāng)曝光設(shè)定處于第一(例如，高)曝光設(shè)定時(shí)，光源較亮地脈沖變化，并且當(dāng)曝光設(shè)定處于第二(例如，低)曝光設(shè)定時(shí)，光源變暗或切斷。例如，計(jì)算機(jī)18可控制一個(gè)或多個(gè)相機(jī)的曝光設(shè)定，使得在光源明亮地脈沖變化時(shí)曝光設(shè)定被設(shè)定在第一(例如，高)曝光設(shè)定以檢測(cè)無源標(biāo)記物，并且在光源變暗或切斷時(shí)曝光設(shè)定被設(shè)定在第二(例如，低)曝光設(shè)定以檢測(cè)有源標(biāo)記物。作為附加或替代，在夾持組件588的校準(zhǔn)期間，計(jì)算機(jī)18可控制感測(cè)裝置16的光源使其切斷，因此將焊炬14的有源標(biāo)記物與夾持組件588的無源標(biāo)記物區(qū)別開。在一些實(shí)施例中，感測(cè)裝置16的光源的脈沖變化的亮度水平可大于光源實(shí)質(zhì)上連續(xù)地接通之時(shí)(例如，在完成焊接作業(yè)之前和之后，當(dāng)焊接系統(tǒng)記錄有關(guān)于焊接作業(yè)的數(shù)據(jù)時(shí))。相比在較低亮度水平下，感測(cè)裝置16在光源的較高亮度水平下可較容易地檢測(cè)無源標(biāo)記物。然而，在非實(shí)況焊接操作(例如，模擬焊接、虛擬現(xiàn)實(shí)焊接)期間使感測(cè)裝置16的光源脈沖變化(例如，選通)可能無意中激活焊接頭盔的自動(dòng)遮光電路。因此，當(dāng)焊接頭盔由于電弧而被遮光時(shí)，感測(cè)裝置16的光源可能在實(shí)況焊接期間脈沖變化，而當(dāng)焊接頭盔未被遮光時(shí)，感測(cè)裝置16的光源在模擬焊接期間連續(xù)地接通。計(jì)算機(jī)18可控制光源(例如，一個(gè)或多個(gè)led64)的脈沖速率和/或脈沖占空比(例如，10％、25％、50％、100％)。作為附加或替代，計(jì)算機(jī)18可在非實(shí)況焊接間隔期間控制感測(cè)裝置16的光源的照明設(shè)定(例如，波長、強(qiáng)度)，使得焊接頭盔的自動(dòng)遮光電路不激活。例如，在焊接頭盔的自動(dòng)遮光電路響應(yīng)于某一波長或強(qiáng)度的光而激活的情況下，計(jì)算機(jī)18可控制光源進(jìn)行脈沖變化或連續(xù)地發(fā)射光(其波長或強(qiáng)度減少或消除自動(dòng)遮光電路的激活)。

在一些實(shí)施例中，焊接系統(tǒng)10可追蹤多行程(例如，多工步)會(huì)話，因此記錄多行程會(huì)話的每一行程(例如，工步)的焊接數(shù)據(jù)327。如上文關(guān)于圖40所論述，焊接系統(tǒng)10的控制電路52可將多工步會(huì)話的每一工步的焊接數(shù)據(jù)327作為單次焊接操作來記錄，以用于確定多工步會(huì)話的質(zhì)量或以其它方式審查多工步會(huì)話。在一些實(shí)施例中，焊接系統(tǒng)10的控制電路52可將多工步會(huì)話的焊接數(shù)據(jù)327作為一組工步來記錄，這組工步對(duì)應(yīng)于多工步會(huì)話的序號(hào)或另一識(shí)別符。也就是說，多工步會(huì)話的焊接數(shù)據(jù)327可作為一個(gè)組來審閱和評(píng)估，或多工步會(huì)話的每一工步可被分開審閱和評(píng)估。多工步會(huì)話可包含(但不限于)實(shí)況工藝、模擬工藝、虛擬現(xiàn)實(shí)工藝或其任何組合。

圖61是圖示多行程(例如，多工步)焊接會(huì)話(例如，焊接作業(yè))的選擇和執(zhí)行的流程圖970。操作員選擇多工步會(huì)話(方框972)，并將工件82一起設(shè)置在訓(xùn)練支架12上(方框974)。工件82的設(shè)置可包含將工件82夾緊到訓(xùn)練支架12。操作員例如通過利用接頭校準(zhǔn)工具610以校準(zhǔn)接頭的第一端和接頭的第二端的位置來校準(zhǔn)接頭(方框976)。如可了解的是，接頭校準(zhǔn)工具610可在多工步會(huì)話的第一工步之前直接與工件82介接以進(jìn)行校準(zhǔn)(方框976)。操作員選擇在模擬焊接模式中還是在實(shí)況焊接模式中執(zhí)行多工步會(huì)話的下一(即，第一)工步(節(jié)點(diǎn)978)。在一些實(shí)施例中，所選擇的焊接會(huì)話(例如，焊接作業(yè))可抑制或限制可在實(shí)況焊接之前執(zhí)行的模擬焊接的量。在一些實(shí)施例中，所選擇的會(huì)話可抑制實(shí)況焊接模式直到模擬焊接完成(例如，令人滿意的完成)為止。如本文參照?qǐng)D61所討論，模擬焊接模式不同于實(shí)況焊接模式，并且模擬模式可包括但不限于模擬模式、虛擬現(xiàn)實(shí)模式或增強(qiáng)虛擬模式。當(dāng)選擇模擬焊接模式時(shí)，操作員執(zhí)行模擬工步(方框980)?？刂齐娐?2可經(jīng)由訓(xùn)練支架12的顯示器32、焊炬14的顯示器62或焊接頭盔41的顯示器32而顯示模擬工步的結(jié)果(方框982)。例如，控制電路52可顯示來自模擬工步的焊接數(shù)據(jù)327以及模擬工步的目標(biāo)規(guī)范。作為附加或替代，控制電路可顯示模擬工步的焊接得分。在完成模擬工步之后，操作員再次選擇在模擬焊接模式中還是在實(shí)況焊接模式中執(zhí)行下一工步(節(jié)點(diǎn)978)。

當(dāng)選擇實(shí)況焊接模式時(shí)，操作員對(duì)所校準(zhǔn)的接頭執(zhí)行實(shí)況焊接工步(方框984)?？刂齐娐?2可經(jīng)由訓(xùn)練支架12的顯示器32和/或焊炬14的顯示器62而顯示實(shí)況工步的結(jié)果(方框986)。例如，控制電路52可顯示來自實(shí)況工步的焊接數(shù)據(jù)327以及實(shí)況工步的目標(biāo)規(guī)范。作為附加或替代，控制電路52可顯示實(shí)況工步的焊接得分。所顯示的實(shí)況工步的結(jié)果可與相同接頭的任何先前模擬工步的結(jié)果一起顯示。

多工步焊接會(huì)話(例如，焊接作業(yè))的每一工步(例如，模擬或?qū)崨r)可至少部分基于焊炬位置參數(shù)(例如，工作角度、行進(jìn)角度、ctwd、行進(jìn)速度、指向)和/或電參數(shù)(例如，焊接電壓、焊接電流、送絲速度)的目標(biāo)規(guī)范(例如，最小值、目標(biāo)值、最大值)而單獨(dú)評(píng)估。例如，根焊工步可具有不同于后續(xù)工步的規(guī)范參數(shù)。在完成多工步會(huì)話的某一工步之后，控制電路52可確定所述會(huì)話的所完成的工步是否滿足相應(yīng)工步的目標(biāo)參數(shù)值。例如，多工步會(huì)話的某一工步的焊接數(shù)據(jù)327可與目標(biāo)參數(shù)值比較以產(chǎn)生每一參數(shù)的得分和/或相應(yīng)工步的總分。控制電路52可確定該工步對(duì)于相應(yīng)工步的目標(biāo)規(guī)范是否及格。

控制電路52確定是否已完成所選擇的焊接會(huì)話(例如，焊接作業(yè))的所有工步(節(jié)點(diǎn)988)。如果尚未完成所選擇的多工步會(huì)話的所有工步，那么操作員選擇下一工步(方框990)。在一些實(shí)施例中，操作員可進(jìn)行到多工步會(huì)話的下一工步，而不管先前工步對(duì)于目標(biāo)規(guī)范是否及格。作為附加或替代，操作員可進(jìn)行到多工步會(huì)話的下一工步，而不管先前工步的焊接數(shù)據(jù)327是否完整。例如，如果感測(cè)裝置16無法針對(duì)多工步會(huì)話的工步的至少一部分而追蹤焊炬14的位置和取向，那么操作員可繼續(xù)執(zhí)行多工步會(huì)話的每一工步。操作員例如通過利用接頭校準(zhǔn)工具610以校準(zhǔn)接頭的第一端和接頭的第二端的位置來針對(duì)多工步會(huì)話的每一工步校準(zhǔn)接頭(方框976)。如可了解的是，接頭校準(zhǔn)工具610可在第一工步之前已直接與工件82介接以進(jìn)行接頭的初始校準(zhǔn)。后續(xù)校準(zhǔn)可直接將接頭校準(zhǔn)工具610與一次或更多次先前工步的先前形成的焊珠介接。因此，針對(duì)每一工步的接頭的經(jīng)校準(zhǔn)的端部可相對(duì)于焊接系統(tǒng)10的感測(cè)裝置16具有不同位置。當(dāng)完成下一工步的后續(xù)校準(zhǔn)時(shí)，操作員再次選擇在模擬焊接模式中還是在實(shí)況焊接模式中執(zhí)行下一工步(節(jié)點(diǎn)978)。

如果已完成所選擇的多工步會(huì)話的所有工步，那么控制電路52可經(jīng)由訓(xùn)練支架12的顯示器32和/或焊炬14的顯示器而顯示每一實(shí)況工步中的結(jié)果(方框992)。例如，控制電路52可顯示來自每一實(shí)況工步的焊接數(shù)據(jù)327以及每一實(shí)況工步的目標(biāo)規(guī)范。作為附加或替代，控制電路52可基于對(duì)工步的一次或更多次評(píng)估來確定這組工步對(duì)于多工步會(huì)話的目標(biāo)規(guī)范是否合格。例如，控制電路52可基于每一工步的得分的幾何平均值、每一工步的得分的算術(shù)平均值、工步組的最小得分、所確定得分之和、每一工步是否以及格得分來完成或其任何組合來以總得分評(píng)估工步組。在一些實(shí)施例中，以相比于對(duì)于多工步焊接會(huì)話所規(guī)定的更少的所完成實(shí)況工步結(jié)束焊接會(huì)話可導(dǎo)致多焊接工步會(huì)話的不足(例如，不及格)總得分。在一些實(shí)施例中，具有未追蹤的焊炬位置和取向的工步的閾值量(例如，1、2或3)可以不影響對(duì)多工步會(huì)話的評(píng)估。也就是說，具有未追蹤的焊炬位置和取向的一個(gè)或多個(gè)工步可未被計(jì)入幾何平均值和/或算術(shù)平均值。在一些實(shí)施例中，控制電路52可本地存儲(chǔ)來自多工步會(huì)話的每一工步的焊接數(shù)據(jù)327，直至完成多工步會(huì)話為止。在完成之后，控制電路52可將與所完成多工步會(huì)話相關(guān)聯(lián)的焊接數(shù)據(jù)327傳送到位于遠(yuǎn)方的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)系統(tǒng)318。在會(huì)話結(jié)果的顯示(方框992)之后，操作員可選擇以所選擇的會(huì)話重新測(cè)試(方框994)。操作員移除先前測(cè)試的接頭，并且設(shè)置新接頭以重新測(cè)試(方框974)?？刂齐娐?2可將與先前測(cè)試的接頭的序列號(hào)不同的序列號(hào)分派給用重新測(cè)試的新接頭，因此使操作員和教員能夠?qū)忛喓驮u(píng)估來自每一接頭的焊接數(shù)據(jù)327。

如本文所述，可在焊接系統(tǒng)10的操作期間(例如，在使用焊接系統(tǒng)10時(shí)實(shí)時(shí)地)追蹤(例如，檢測(cè)、顯示和存儲(chǔ))各種參數(shù)，包含(但不限于)焊炬位置參數(shù)(例如，工作角度、行進(jìn)角度、ctwd、行進(jìn)速度、指向)和電弧參數(shù)(例如，焊接電壓、焊接電流、送絲速度)。例如，電弧參數(shù)可在焊炬14中被檢測(cè)(例如，使用電壓傳感器425、電流傳感器427或其它傳感器，如圖25所圖示)，使用模/數(shù)轉(zhuǎn)換(adc)電路而轉(zhuǎn)換，并且經(jīng)由通信接口68(例如，rs-232通信信道)而傳達(dá)到計(jì)算機(jī)18，如本文中關(guān)于圖1所論述。作為在焊炬14中(例如，在圖5所圖示的焊炬14的把手中)檢測(cè)的替代或附加，電弧參數(shù)還可在圖2所示的焊接電纜80、焊接電力供應(yīng)器28、送絲機(jī)30或其某組合中檢測(cè)到。

焊接系統(tǒng)10可經(jīng)由可在焊接系統(tǒng)10的顯示器32上查看的屏幕(例如，類似于圖20和圖21所圖示的屏幕)而檢測(cè)并顯示(例如，以數(shù)字方式、以圖形方式等)電弧參數(shù)。在圖62中圖示一示范性屏幕996可顯示在顯示器32上，該屏幕996具有指示焊接系統(tǒng)10處于實(shí)況電弧焊接模式中的焊接模式指示符998。如圖62所圖示，電弧參數(shù)可顯示在屏幕996上。例如，在所圖示的屏幕996中，電壓圖形340可顯示焊炬14所產(chǎn)生的電弧的電壓337的時(shí)間系列，并且電流圖形340可顯示焊炬14所產(chǎn)生的電流338的時(shí)間序列。在某些實(shí)施例中，濾波器可應(yīng)用到電弧參數(shù)和焊炬位置參數(shù)中的至少一些以使焊炬14所檢測(cè)的值的時(shí)間序列圖形340中的噪聲平滑化。

應(yīng)了解，電弧參數(shù)可以由焊接軟件244實(shí)時(shí)地與通過運(yùn)動(dòng)追蹤系統(tǒng)(例如，感測(cè)裝置16)而捕獲的焊炬位置參數(shù)時(shí)間同步。換句話說，電弧參數(shù)和焊炬位置參數(shù)可全部繪圖在其相應(yīng)圖形340上，以使得時(shí)間系列中的每一個(gè)的數(shù)據(jù)點(diǎn)與在大致上相同的時(shí)間(例如，在某些實(shí)施例中，在100毫秒內(nèi)、在10毫秒內(nèi)，或甚至更接近的時(shí)間內(nèi))捕獲的其它時(shí)間序列中的每一個(gè)的數(shù)據(jù)點(diǎn)垂直地對(duì)準(zhǔn)。這使用戶能夠?qū)㈦娀?shù)與焊炬位置參數(shù)相關(guān)。雖然圖62中未圖示，但在某些實(shí)施例中，送絲速度也可按照與電壓和電流相同的方式實(shí)時(shí)地檢測(cè)。

如圖62所圖示，在某些實(shí)施例中，每一電弧參數(shù)(以及每一焊炬位置參數(shù))可關(guān)聯(lián)于預(yù)定義的上限值、下限值和/或目標(biāo)值而單獨(dú)地評(píng)分，并且得分341可描繪在屏幕996上。此外，在某些實(shí)施例中，總分1000可由焊接軟件244確定，并描繪在屏幕996上。此外，在某些實(shí)施例中，總分1000、目標(biāo)總分1001和高總分1004(例如，整個(gè)班級(jí)的高總分)的指示可由焊接軟件244確定并描繪在屏幕996上。此外，在某些實(shí)施例中，測(cè)試是否成功的指示1006也可由焊接軟件244確定，并描繪在屏幕996上。在某些實(shí)施例中，總分1000可以基于焊炬位置參數(shù)的個(gè)別得分341，而不是基于電弧參數(shù)的個(gè)別得分341。

此外，如圖62所圖示，在某些實(shí)施例中，總狀態(tài)條1008可描繪在屏幕996上?？偁顟B(tài)條1008可包含所有焊炬位置參數(shù)是否處于其相應(yīng)上限和下限內(nèi)的指示。例如，如果焊炬位置參數(shù)中的一個(gè)不處于其相應(yīng)上限和下限內(nèi)，那么總狀態(tài)條1008可在屏幕996上與對(duì)應(yīng)焊炬位置參數(shù)值相同的垂直位置處指示紅色狀態(tài)。相反，如果焊炬位置參數(shù)全部處于其相應(yīng)上限和下限內(nèi)，那么總狀態(tài)條1008可在屏幕996上與對(duì)應(yīng)焊炬位置參數(shù)值相同的垂直位置處指示綠色狀態(tài)。應(yīng)了解，在其它實(shí)施例中，可使用其它狀態(tài)顏色。

如圖示，在某些實(shí)施例中，參數(shù)(例如，焊炬位置參數(shù)和電弧參數(shù))中的每一個(gè)的值339可作為測(cè)試時(shí)段的課程內(nèi)的平均值來顯示。例如，如圖62所圖示，所描繪的測(cè)試時(shí)段內(nèi)的平均電壓和電流分別是18.7伏特和146安培。圖63是圖62所描繪的屏幕996的另一圖示。在此情形下，平均電壓和平均電流被分別描繪成是0.1伏特和2安培，這與噪聲相當(dāng)，指示未檢測(cè)到實(shí)際焊接電弧。在此情形下，電流和電壓可由焊接軟件244使用以確定在給定的“焊接模式”測(cè)試時(shí)段期間是否發(fā)生焊接。如果電壓或電流的值低于某預(yù)定閾值(例如，平均電壓小于10伏特)或介于某預(yù)定最小閾值與最大閾值之間(例如，平均電壓介于-8伏特與+10伏特之間)，那么焊接軟件244可確定焊接實(shí)際上在所述時(shí)段期間未發(fā)生。在此情形下，焊接軟件244可自動(dòng)地將測(cè)試標(biāo)記為不及格(或“不成功”)和/或測(cè)試可由焊接軟件244標(biāo)記為未檢測(cè)到焊接。例如，如圖示，在某些實(shí)施例中，如果給定測(cè)試時(shí)段的平均電壓和/或平均電流不符合某一(某些)預(yù)定閾值或落入某一(某些)預(yù)定范圍內(nèi)，那么測(cè)試是否成功的指示1006可描述測(cè)試是“不成功的”(這也可出于其它原因而顯示，例如，總分不符合具體要求)。此外，如還圖示的是，在某些實(shí)施例中，當(dāng)給定測(cè)試時(shí)段的平均電壓和/或平均電流不符合某一(某些)預(yù)定閾值或落入某一(某些)預(yù)定范圍內(nèi)時(shí)，不是將總分1000描繪在屏幕996上，而是可描繪“未檢測(cè)到電弧”消息1010。

圖64圖示可作為焊接軟件244的作業(yè)開發(fā)例程的部分顯示的示范性屏幕1012。明確地說，圖64圖示實(shí)現(xiàn)一系列焊接測(cè)試的完成標(biāo)準(zhǔn)以及與測(cè)試相關(guān)聯(lián)的長度要求的輸入的屏幕1012。如圖示，當(dāng)選擇作業(yè)開發(fā)例程的完成標(biāo)準(zhǔn)/長度要求標(biāo)簽1014(并且因此在屏幕1012上突出顯示)時(shí)，顯示屏幕1012。如圖示，與焊接軟件244的作業(yè)開發(fā)例程的配置設(shè)定相關(guān)聯(lián)的其它標(biāo)簽可包含(但不限于)：作業(yè)名稱標(biāo)簽1016，其使得一屏幕被顯示，其中與作業(yè)相關(guān)的作業(yè)名稱和其它一般信息可被鍵入；接頭設(shè)計(jì)標(biāo)簽1018，其使得一屏幕被顯示，其中將被焊接的接頭的性質(zhì)(例如，接頭的類型、長度等)可被鍵入；底料金屬標(biāo)簽1020，其使得一屏幕被顯示，其中與將被焊接的底料金屬相關(guān)的性質(zhì)可被鍵入；填料金屬/保護(hù)氣體標(biāo)簽1022，其使得一屏幕被顯示，其中與填料金屬(例如，焊接電極的填料金屬)和保護(hù)氣體相關(guān)的性質(zhì)可被鍵入；位置/電特性標(biāo)簽1024，其使得一屏幕被顯示，其中焊炬位置參數(shù)和電弧參數(shù)的性質(zhì)(例如，上限值、下限值、目標(biāo)值等)分別可被鍵入；預(yù)加熱/焊接后熱處理標(biāo)簽1026，其使得一屏幕被顯示，其中與預(yù)加熱和焊接后加熱相關(guān)的性質(zhì)分別可被鍵入；焊接過程/1行程標(biāo)簽1028，其使得一屏幕被顯示，其中與焊接過程(例如，工藝類型等)相關(guān)的性質(zhì)和測(cè)試中的行程數(shù)(例如，一個(gè)行程或一個(gè)行程以上)可被鍵入；以及實(shí)時(shí)反饋標(biāo)簽1030，其使得一屏幕被顯示，其中與實(shí)時(shí)反饋相關(guān)的性質(zhì)可被鍵入。應(yīng)了解，在某些實(shí)施例中，與作業(yè)相關(guān)的所有性質(zhì)可在所描述的屏幕上被鍵入，可由焊接軟件244自動(dòng)檢測(cè)(例如，基于焊接系統(tǒng)10的具體要求，基于被設(shè)定的其它性質(zhì)等)或其某一組合。

如圖64所圖示，與完成標(biāo)準(zhǔn)/長度要求標(biāo)簽1014相關(guān)的屏幕1012包含專門用于完成標(biāo)準(zhǔn)性質(zhì)的第一區(qū)1032以及專門用于與測(cè)試相關(guān)聯(lián)的長度要求的第二區(qū)1034。在某些實(shí)施例中，在屏幕1012的完成標(biāo)準(zhǔn)區(qū)1032中，一系列輸入1036使得能夠鍵入目標(biāo)得分(例如，90分，如圖示)、一組焊接任務(wù)中的焊接任務(wù)的數(shù)量(例如，5個(gè)，如圖示)、每焊接組所需的成功焊接測(cè)試的數(shù)量(例如，3個(gè)，如圖示)以及如果未檢測(cè)到電弧，那么焊接測(cè)試是否將不及格(例如，如圖63所示)。此外，如圖示，在某些實(shí)施例中，關(guān)于用戶將怎樣看待完成標(biāo)準(zhǔn)的這些選擇的描繪1038(例如，如圖62在屏幕996的動(dòng)作區(qū)1040中所圖示)。此外，在某些實(shí)施例中，在屏幕1012的長度要求區(qū)1034中，一系列輸入1042使將在得分匯編中忽略的焊接的開始段的長度(a)、在得分匯編中忽略的焊接的結(jié)束段(b)的長度以及測(cè)試的最大長度(c)(其可小于試樣長度(例如，試樣長度可經(jīng)由與接頭設(shè)計(jì)標(biāo)簽1018相關(guān)的屏幕而鍵入)能夠被鍵入。此外，在某些實(shí)施例中，還可描繪與長度要求相關(guān)的所鍵入的性質(zhì)的相對(duì)尺寸的相應(yīng)圖示以輔助用戶設(shè)定長度要求。

圖65圖示可在選擇焊接過程/1行程標(biāo)簽1028時(shí)顯示的示范性屏幕1046。如上所述，此屏幕1046使與焊接過程相關(guān)的性質(zhì)以及測(cè)試中的行程數(shù)(例如，一個(gè)行程或一個(gè)以上行程)能夠被鍵入。如圖示，在某些實(shí)施例中，第一系列的輸入使工藝類型(例如，fcaw-g，如圖示)、填料金屬(例如，焊接電極)的類別和直徑(例如，分別是e71t-8jdh8和0.072英寸，如圖示)、焊接圖案(例如，細(xì)脈狀對(duì)編織狀；細(xì)脈狀，如圖示)、垂直進(jìn)展(例如，向上對(duì)向下；向上，如圖示)以及與焊接過程相關(guān)的任何評(píng)注能夠被鍵入。此外，如圖示，在某些實(shí)施例中，第二系列的輸入1050使標(biāo)記為焊接電源設(shè)定的電弧參數(shù)(例如，電壓、送絲速度和電流)的最小值、目標(biāo)值和最大值以及標(biāo)記為焊炬技術(shù)參數(shù)的焊炬位置參數(shù)(例如，工作角度、行進(jìn)角度、ctwd、行進(jìn)速度和指向)能夠被鍵入。如還圖示的是，在某些實(shí)施例中，第三系列的輸入1052實(shí)現(xiàn)與突出顯示的電弧參數(shù)或焊炬位置參數(shù)(例如，電壓，如圖示)的最小值、目標(biāo)值和最大值相關(guān)的更詳細(xì)輸入(例如，與針對(duì)上限值和下限值允許偏離目標(biāo)值多少相關(guān)，等等)。在某些實(shí)施例中，當(dāng)針對(duì)給定作業(yè)而選擇一個(gè)行程以上時(shí)，可針對(duì)作業(yè)內(nèi)的每一行程而個(gè)別地設(shè)定電弧參數(shù)和/或焊炬位置參數(shù)的最小值、目標(biāo)值和最大值。在某些實(shí)施例中，如圖示，可經(jīng)由添加行程按鈕1054來允許對(duì)給定作業(yè)的多行程的性質(zhì)的鍵入。

如上文關(guān)于圖62和圖63所論述，當(dāng)焊接軟件244處于實(shí)況電弧焊接模式中時(shí)，可顯示電弧參數(shù)。相反，圖66圖示描述當(dāng)處于模擬焊接模式中時(shí)的焊接軟件244的示范性屏幕1056，如焊接模式指示符998所指示。如圖示，當(dāng)焊接軟件244處于模擬焊接模式中時(shí)，不顯示電弧參數(shù)，這是因?yàn)樵诖四Ｊ街?，?shí)際焊接被停用，并且可改為顯示指示如此情形的消息。

在某些實(shí)施例中，在焊炬位置參數(shù)下方默認(rèn)地不顯示電弧參數(shù)，例如，圖62和圖63所圖示。實(shí)際上，圖67圖示默認(rèn)描繪的示范性屏幕1058(即，在已起始焊接測(cè)試之前)。如圖示，代替電弧參數(shù)，將焊接過程概述窗格1060圖示成向用戶概述給定測(cè)試焊接的整體性質(zhì)(例如，目標(biāo)性質(zhì))是什么。在某些實(shí)施例中，從焊接過程概述窗格1060，用戶可選擇“查看wps”按鈕1062，這將導(dǎo)致顯示圖68所圖示的屏幕1064。如圖示，圖68是與焊接測(cè)試會(huì)話或焊接測(cè)試作業(yè)的所有參數(shù)(例如，所述參數(shù)可經(jīng)由圖64和圖65所圖示的各種作業(yè)開發(fā)標(biāo)簽1014到1030的選擇來鍵入)相關(guān)的所有信息的概述。

現(xiàn)返回到圖67，一旦用戶已完成預(yù)先測(cè)試過程并且準(zhǔn)備開始焊接測(cè)試，那么在激活焊炬14的扳機(jī)70以開始焊接測(cè)試之后，焊接過程概述窗格1060被替換為與電弧參數(shù)相關(guān)的信息以顯示焊接測(cè)試的執(zhí)行期間的電弧參數(shù)的實(shí)時(shí)繪圖(例如，參見圖69)，從而允許用戶在焊接測(cè)試期間實(shí)時(shí)地查看與焊炬位置參數(shù)和電弧參數(shù)相關(guān)的所有圖形。實(shí)際上，在某些實(shí)施例中，在激活焊炬14的扳機(jī)70以開始焊接測(cè)試之后，不管當(dāng)前正顯示什么屏幕，都可替換為例如圖69所圖示的屏幕996，以使得所有焊炬位置參數(shù)和電弧參數(shù)可實(shí)時(shí)地圖形顯示。

圖70圖示可在測(cè)試焊接的執(zhí)行之后顯示的替代屏幕1066。如圖示，在某些實(shí)施例中，除電弧參數(shù)(電壓、電流、送絲速度)之外，熱輸入1068也可被顯示，并與所有其它焊炬位置參數(shù)和電弧參數(shù)一樣，沿著其相應(yīng)時(shí)間系列而時(shí)間同步。通常，所檢測(cè)的電壓和電流數(shù)據(jù)以及所檢測(cè)的行進(jìn)速度數(shù)據(jù)可用于針對(duì)沿著時(shí)間序列的每一時(shí)間點(diǎn)(例如，基于時(shí)間)或在沿著焊接接頭的每一位置處(例如，基于距離)實(shí)時(shí)地計(jì)算熱輸入。明確地說，在某些實(shí)施例中，可如下按照電壓、電流和行進(jìn)速度(以英寸/分鐘為單位)而計(jì)算熱輸入(以千焦為單位)：

此外，雖然圖70中未圖示，但在某些實(shí)施例中，可如下使用可由用戶檢測(cè)或指定的送絲速度(wfs；以英寸/分鐘為單位)、行進(jìn)速度(以米/分鐘為單位)以及效率(％)的預(yù)定值以及焊絲直徑(以毫米為單位)來實(shí)時(shí)地計(jì)算焊縫大小(角焊縫大??；以毫米為單位)：

在某些實(shí)施例中，效率的預(yù)定值可考量任何所檢測(cè)的飛濺物，這可使用以理查德·馬丁·哈奇森(richardmartinhutchison)等人之名在2012年3月30日申請(qǐng)的第2013/0262000號(hào)美國專利申請(qǐng)“用于分析飛濺物產(chǎn)生事件的裝置和方法(devicesandmethodsforanalyzingspattergeneratingevents)”中所公開的技術(shù)來確定，其中所述美國專利申請(qǐng)全文并入本文中。例如，可調(diào)整效率的預(yù)定值以例如在確定發(fā)生較多飛濺物產(chǎn)生事件時(shí)降低效率的預(yù)定值，在確定發(fā)生較少飛濺物產(chǎn)生事件時(shí)提高效率的預(yù)定值，等等。

如本文所使用，術(shù)語“預(yù)定范圍”可意味以下各者中的任一個(gè)：由預(yù)定上限和預(yù)定下限限定的數(shù)字的群組、大于預(yù)定極限的數(shù)字的群組以及小于預(yù)定極限的數(shù)字的群組。此外，范圍可包含等于一個(gè)或更多個(gè)預(yù)定極限的數(shù)字。

雖然僅在本文中說明和描述本發(fā)明的某些特征，但對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，將清楚許多修改和改變。因此，應(yīng)理解，隨附權(quán)利要求書希望涵蓋落入本發(fā)明的真實(shí)精神內(nèi)的所有這些修改和改變。