CN108713223A - 提供焊接训练的系统和方法 - Google Patents

Abstract

提供了用于焊接训练的方法和装置。示例焊接训练系统包括计算设备，该计算设备包括第一侧上的显示设备和第二侧上的相机，该计算设备被配置为：用相机捕获图像；处理捕获的图像以将第一模拟设备识别为模拟焊炬并将第二模拟设备识别为模拟工件；以及基于分析捕获的图像以检测焊接性能的标记，在计算设备的显示设备上显示模拟焊接操作的图像，该模拟焊接操作的图像反映焊接的标记。

Description

提供焊接训练的系统和方法

相关申请

本申请要求于2016年1月8日提交的题为“Weld Training Systems and Methods”的美国临时专利申请序列号62/276,290和2017年1月6日提交的题为“Systems andMethods to Provide Weld Training”的美国专利申请号15/400,548的优先权。美国临时专利申请序列号62/276,290和美国专利申请号15/400,548的全部内容通过援引加入本文中。

背景技术

焊接训练系统用于向不熟悉焊接和/或焊接的某些方面的焊工提供训练。传统的焊接训练系统包括传感器套件和/或具有非常精确的定位要求以确保对训练的适当跟踪。

发明内容

提供了用于焊接训练的系统和方法，基本上如在至少一幅附图中所示的和/或结合至少一幅附图描述的，如权利要求中更完整地阐述的。

从以下描述和附图将更全面地理解本发明的这些和其它优点、方面和新颖特征，以及其所示实施例的细节。

附图说明

图1是示出根据本公开的方面的示例焊接训练系统的图。

图2是示出根据本公开的方面的另一示例焊接训练系统的图。

图3是图1和/或图2的焊接训练系统中的计算设备的示例实施方式的框图。

图4A和图4B是可用于实现图1至图3中的任一幅图的计算设备的示例平板计算设备的前视图和后视图。

图5是图1的示例焊接训练系统的视图，其显示焊接计算器视图以设置训练焊接。

图6是图1的示例焊接训练系统的视图，其显示焊接装备视图以设置训练焊接。

图7是图1的示例焊接训练系统的视图，其基于处理在训练焊接期间由计算设备捕获的图像而显示模拟焊接视图。

图8是图1的示例焊接训练系统的视图，其显示训练焊接的结果。

图9是表示示例机器可读指令的流程图，该指令可被执行以实现图1和/或图2的焊接训练系统来提供焊接训练。

图10是表示示例机器可读指令的流程图，该指令可被执行以实现图1和/或图2的焊接训练系统来用计算设备执行训练焊接。

附图不一定按比例绘制。在适当的情况下，相似或相同的附图标记用于表示相似或相同的部件。

具体实施方式

近年来，向受训焊工提供反馈的“逼真的”焊接训练系统已取得了很大进步。然而，这种逼真的焊接训练系统可能非常昂贵。本公开的示例能够通过使用复杂度降低的焊接训练系统来提供低成本或无成本的焊接训练，以教导焊接的基本概念，其中不需要传统焊接训练系统提供的高度逼真性。

本公开的示例焊接训练系统使用包含显示器和一个或多个相机的通用计算设备来模拟焊接装备的适当设置并模拟焊接技术，同时通过对使用一个或多个相机捕获的图像进行分析来提供反馈。在一些示例中，利用下载到计算设备诸如平板计算机或智能电话上的应用程序、用于将计算设备保持在期望定向的安装设备，以及真实或模型焊炬，可以实现焊接训练系统。在一些示例中，真实或模型焊接试样也可以用作用于训练焊接的工件。在一些其它示例中，计算设备可以与实际焊接装备一起使用，其中计算设备位于焊工的眼睛和工件之间，以便阻挡电弧伤到用户眼睛。

本公开的示例实时地并且基于分析通过相机捕获的图像来计算和描绘焊接事件，诸如飞溅、回烧、烧穿、截短(stubbing)，和/或基于测量和计算的焊接表现的任何其它焊接事件。在一些示例中，焊接事件也被确定并且基于所选焊接参数对正在执行的焊接类型的适当性。

本公开的示例焊接训练系统包括计算设备，该计算设备具有在第一侧上的显示设备和在第二侧上的相机。计算设备被配置为用相机捕获图像并处理捕获的图像以将第一模拟设备识别为模拟焊炬，并将第二模拟设备识别为模拟工件。计算设备进一步被配置为在计算设备的显示设备上显示模拟焊接操作的图像，从而基于分析捕获的图像来检测焊接表现的指标。模拟焊接操作的图像反映了焊接表现的指标。

本公开的示例非瞬时性机器可读存储介质存储可由计算设备的处理器执行的机器可读指令，该计算设备具有在第一侧上的显示设备和在第二侧上的相机。该指令使计算设备使用相机捕获图像并处理捕获的图像以将第一模拟设备识别为模拟焊炬，并将第二模拟设备识别为模拟工件。该指令还使处理器基于分析捕获的图像以检测焊接表现的指标，在显示设备上显示模拟焊接操作的图像。模拟焊接操作的图像反映了焊接表现的指标。

一些示例进一步包括安装设备，该安装设备保持计算设备以使计算设备的相机朝向模拟区域定向。在一些示例中，安装设备使计算设备的显示设备定向为远离模拟区域。在一些示例中，安装设备使显示设备定向，以使得第一模拟设备的用户面向模拟区域。

在一些示例中，显示设备呈现立体图像。在一些这种示例中，安装设备包括一个或多个镜头以提供立体图像的立体视图。在一些示例中，计算设备识别计算设备何时连接到安装设备。在一些示例中，安装设备包括保护壳体，以防止实际焊接对计算设备的损坏。

在一些示例中，处理捕获的图像包括计算第一模拟设备和第二模拟设备之间的距离。在一些这种示例中，显示模拟焊接操作的图像基于作为焊接表现指标的计算的距离。在一些示例中，计算设备实现对一个或多个焊接变量的选择。在一些这种示例中，计算设备基于焊接表现指标中的至少一个或者一个或多个焊接变量来描绘焊接事件，该焊接事件包括飞溅、回烧、烧穿或焊丝截短中的至少一种。在一些示例中，计算设备实现用焊接计算器视图或焊接装备视图中的至少一个来选择一个或多个焊接变量。

在一些示例中，计算设备基于来自计算设备的传感器的输入来处理捕获的图像。在一些这种示例中，传感器包括加速度计、磁力计、麦克风或环境光传感器中的至少一个。

一些示例包括被配置为基本上同时捕获图像的多个相机。在一些示例中，计算设备是智能电话或平板计算机。在一些示例中，计算设备处理捕获的图像而不使用附加的传感器。在一些示例中，相机生成立体图像，并且显示设备显示立体图像。在一些示例中，焊接表现的指标包括目标、行进速度、工作角度、行进角度或接触尖端到工件的距离中的至少一个。

如本文使用的，术语“实时”是指与系统相关的过程或其它动作的执行，其中基本上立即(例如，在几毫秒内、尽快等)处理输入数据，以至处理的结果几乎可以立即作为反馈提供。在这方面，“实时”用于与后处理对比。

图1是示出根据本公开的示例实施方式的焊接训练系统的图。示出了位于安装设备108中的计算设备106(例如，平板计算机或智能电话)，该安装设备108将计算设备106的屏幕保持在焊工102在他使用连接到电缆114的(真实的或模拟的)焊炬110对工件112(用于实际焊接的实际金属试样，或用于模拟焊接的塑料试样)执行(实际的或模拟的)焊接时舒适察看的位置和角度。

安装设备108被配置为保持计算设备106以使计算设备106的相机朝向模拟区域104(例如，朝向工件112)定向。安装设备108还使计算设备106的显示设备定向为远离模拟区域104。安装设备108可以定向显示设备，以使得焊炬110的用户面向模拟区域104。计算设备106可以被配置为识别计算设备106何时连接到或安装在安装设备108中。例如，安装设备108可以经由被计算设备106中的相应传感器识别的磁体和/或电容性充电元件触发计算设备106中的一个或多个输入。

为了与实际焊接一起使用，安装设备108可以包括保护罩(例如，玻璃、塑料或气帘)以保护计算设备免受飞溅、热量等的影响。可替代地，计算设备106可以被加固(例如，在将它在放入底座之前被外壳加固)。

根据由计算设备106的相机捕获的图像、来自底座的相机的图像(例如，由计算设备经由USB、HDMI或诸如此类接收的图像)，和/或根据输出(例如，从在焊炬110、工件112和/或模拟区域104上安装的一个或多个传感器无线地传送到计算设备106的输出)确定焊炬110和工件112在三维空间中的位置。对于模拟焊接和实际焊接二者，该位置信息可以用于监视焊工的技术(例如，目标、速度、工作角度、行进角度、接触尖端到工件的距离和/或其它参数)。对于模拟焊接操作，该位置信息可以用于生成模拟电弧和/或模拟焊道。

如下面更详细描述的，焊工102可以经由计算设备106的人机接口(例如，触摸屏、压敏触摸屏、由计算设备106的前置相机捕获的手势，和/或诸如此类)输入参数诸如电源电压、电流、工件金属/厚度，和/或诸如此类。这些参数可以用于监视焊接质量/评估焊工102的技术。对于模拟焊接操作，这些参数可以用于呈现模拟电弧和/或模拟焊道。焊工102可以选择用于存储焊工的训练课程结果的简档以随着时间跟踪进步。

对于实际的焊接操作，所述系统可以以各种方式处理由焊接电弧的存在引起的极高对比度。例如，计算设备106可以可操作以执行各种图像处理技术以提供HDR模式，以便在焊接时查看计算设备的屏幕时，焊工102可以清楚地同时看到紧密接近电弧(例如，可以看到焊接熔池)和相对远离电弧的工件。这与用防护眼镜直接观察工件/电弧形成对比，因为当电弧打开时，眼镜太暗以至在电弧没有非常明亮地照亮的区域中不能看得清楚。当示例计算设备106被放置在实际焊接的电弧和用户的眼睛之间时，示例计算设备106可以用作护眼设备来代替焊接头盔。

在一些示例中，计算设备106呈现三维或立体图像。这可以借助于3D眼镜或其它镜头(其也可以被设计为满足作为用于焊接的保护眼镜的要求)，或者显示器可以是自动立体的。例如，安装设备108可以包括一个或多个镜头，以提供在计算设备106上呈现的立体图像的立体视图。

在一些示例中，焊接系统100可以经由对人机接口的输入在模拟焊接模式和实际焊接模式之间切换。以这种方式，焊工102可以进行练习，并且然后一旦他/她具有焊接“感觉”就非常快速地切换到实际焊接。

安装设备108可以使得计算设备106易于插入和移除和/或重新定位在安装设备108内。尽管安装设备108被示出附接到模拟区域104中的工作台或桌子，但是它可以容易地移除并重新安装在别处(例如，使用夹子、磁铁，其可以在戴着焊接手套时被操纵并且不需要任何工具)。例如，安装设备108可以被适配成允许安装到不同的工作站(包括不同尺寸形状的不同工作站等)、焊接装备(例如，电源、送丝机、焊炬、焊接机器人等)，和/或工件本身。

在一些示例中，来自计算设备106的传感器信息(例如，来自其相机的图像，来自其加速度计、陀螺仪等的输出)可以与另一计算设备(诸如集成到焊工头盔中的计算设备)通信。例如，焊接头盔可以包括近眼显示器，并且来自计算设备106的数据可以无线地传送到头盔并且呈现在头盔的近眼显示器上。类似地，头盔的显示器可以增强计算设备106上的显示器。例如，头盔中的显示器可以显示由计算设备106的加速度计/陀螺仪等捕获的参数，同时计算设备的显示器被完全分配以呈现由其相机捕获的图像。作为另一示例，用于与计算设备交互的图形用户接口可以呈现在焊工的头盔、腕带和/或诸如此类的显示器上。类似地，可以在计算设备106的显示器上呈现图形用户接口以便在实际或模拟焊接操作期间与/对焊工的头盔、焊工的腕带、焊接电源、送丝机、气瓶、焊接机器人和/或诸如此类交互/进行控制。

计算设备106可以生成立体图像，以便通过改变他/她观看显示器的角度，焊工可以看到焊炬/工件等的不同角度，就像直接观看物理工件。

计算设备106可以包括跟踪焊工头部和/或眼睛的前置相机，并且可以分析由前置相机捕获的图像以改变模拟工件的视图，以使得二维图像随着焊工眼睛和/或头部的运动而移动，从而模拟焊工获得的正在进行的焊接操作的不同视图。

图2是示出另一示例焊接训练系统200的图。图2的焊接训练系统200包括保持计算设备204的安装设备202。类似于图1的系统100，焊接训练系统200将计算设备204定位成使得计算设备204的相机瞄准工件112并且计算设备204的显示设备瞄准焊工102。然而，与图1的系统100相反，其中安装设备108固定在焊工102和工件112之间，在图2中，安装设备202是耳机，该耳机将计算设备204放置在焊工102的视线中，以使得焊工视点的变化改变计算设备204的相机的视场。

安装设备202可以包括头带206或其它安装系统，以将安装设备202和计算设备204保持在焊工102的头部上。在其它示例中，安装设备202可以将计算设备204集成到焊接头盔或其它头戴件中。在其它示例中，安装设备202可以附接到焊工102的衣服、头盔和/或诸如此类。

图3是计算设备300的示例实施方式的框图。图3的示例计算设备300可以是任何类型的系统，该系统使用微控制器或微处理器通过执行软件、固件和/或任何其它机器可读代码来提供一个或多个特征。示例计算设备包括膝上型计算机、平板计算机。

图3的示例计算设备300包括处理器302。示例处理器302可以是来自任何制造商的任何专用或通用微控制器，诸如单片系统(SoC)、图形处理单元和/或数字信号处理器。处理器302执行机器可读指令304，该机器可读指令304可以本地存储在处理器处(例如，在包括的高速缓存中)，在随机存取存储器306(或其它易失性存储器)中，在只读存储器308(或其它非易失性存储器，诸如FLASH存储器)中，和/或在大容量存储设备310中。示例大容量存储设备310可以是硬盘驱动器、固态存储驱动器、混合驱动器、RAID阵列和/或任何其它大容量数据存储设备。

总线312实现处理器302、RAM 306、ROM 308、大容量存储设备310、网络接口314和/或输入/输出接口316之间的通信。

示例网络接口314包括将计算设备300连接到通信网络318(诸如因特网)的硬件、固件和/或软件。例如，网络接口314可以包括用于发送和/或接收通信的符合IEEE 802.x的无线和/或有线通信硬件。

图3的示例I/O接口316包括将一个或多个输入/输出设备320连接到处理器302的硬件、固件和/或软件，以便于向处理器302提供输入和/或提供来自处理器302的输出。例如，I/O接口316可以包括用于与显示设备接口连接的图形处理单元、用于与一个或多个USB兼容设备接口连接的通用串行总线端口、火线、现场总线，和/或任何其它类型的接口。图3的示例计算设备300包括作为输入设备的一个或多个相机324以及作为输出设备的一个或多个显示设备326。相机324可以能够捕获立体图像，和/或显示设备326可以能够显示立体图像。

I/O设备320还可以包括键盘、小键盘、鼠标、轨迹球、指示设备、麦克风、音频扬声器、光学媒体驱动器、多点触摸触摸屏、手势识别接口、磁介质驱动器和/或任何其它类型的输入和/或输出设备。

示例计算设备300可以经由I/O接口316和/或I/O设备320访问非瞬时性机器可读介质322。图3的机器可读介质322的示例包括光盘(例如，压缩光盘(CD)、数字通用/视频光盘(DVD)、蓝光光盘等)、磁介质(例如，软盘)、便携式存储介质(例如，便携式闪存驱动器、安全数字(SD)卡等)和/或任何其它类型的可移动和/或安装的机器可读介质。

与嵌入式系统一致，处理器302、随机存取存储器306、只读存储器308、大容量存储设备310、总线312、网络接口314和/或I/O接口316中的一个或多个可以在单个封装中实现。

图4A和图4B是可用于实现图1至图3中的任何一个图的计算设备的示例平板计算设备400的前视图和后视图。如图4A中所示，平板计算设备400包括在平板计算设备400的第一侧上的显示设备402。如图4B中所示，平板计算设备400包括在平板计算设备404的与图4A中所示的第一侧相对的第二侧上的一个或多个相机404。以这种方式，计算设备400可以定位在焊工102的视场中，以用相机404捕获焊接场景的图像，并在显示设备402上将所得图像实时显示给焊工102。

图5是图1的示例焊接训练系统100的视图，其显示焊接计算器视图502以设置训练焊接。焊接训练系统100可以显示焊接计算器视图502以使焊工能够针对物理工件特征的不同组合来试验焊接计算器推荐。焊接计算器视图502包括按钮504以改变到焊接装备视图(图6中示出)以及按钮506以开始训练焊接(图7中示出)。

焊接计算器视图502包括接头和/或焊接的特征，诸如输入参数的值，包括但不限于所需的角焊缝(fillet)尺寸、所需的焊透深度、焊透轮廓、焊道宽度、斜角宽度、间隙宽度、接头长度和/或斜切角。焊接计算器视图502可以附加地或可替代地包括针对焊丝类型、送丝速度、保护气体类型、旋转或编织图案和/或行进速度的输入。在一些示例中，焊接计算器视图502可以允许焊工请求焊接变量的推荐，诸如但不限于焊接工艺96、电源电压设置、电源电流设置、电源频率、极性和/或操作模式(例如，恒定电流CC、恒定电压CV或脉冲)。

可用于实现图5的焊接计算器视图502的示例系统和方法在Albrecht的美国专利公开号2015/0122781中公开。美国专利公开号2015/0122781的全部内容通过援引加入本文中。

图6是图1的示例焊接训练系统100的视图，其显示焊接装备视图602以设置训练焊接。示例焊接装备视图602以表示实际焊接装备如何对焊工显现的方式呈现焊接装备的用户接口的模拟视图。焊接装备视图602呈现示例焊工的用户接口604的前视图。在一些示例中，焊接装备视图602可以基于对所选焊接装备的特定模型的选择而改变。以这种方式，焊工可以使用焊接训练系统100来熟悉特定的焊接装备和/或大致熟悉焊接装备。

焊接装备视图602包括工艺输入606以选择焊接工艺(例如，药芯焊丝、MIG、TIG、焊条等)、电极输入608以选择焊丝/焊棒/钨极类型和/或尺寸、厚度输入610以选择材料厚度、电压/电流拨盘612、送丝速度拨盘614，以及自动设定触发器616。焊接装备视图602还包括输出信息的显示器618，该信息可以在焊接装备上显示。虽然示出了图6的焊接装备视图602的示例输入和输出，但是可以组合、替换、划分和/或以其它方式修改输入和/或输出中的一个或多个，和/或可以提供附加的输入和/或输出。在一些示例中，输入和/或输出中的一个或多个可以是软键或其它软件定义的输入，其取决于特定情况控制不同的功能。

焊接装备视图602包括按钮620以改变到上面参考图5描述的焊接计算器视图502，以及按钮622以开始训练焊接。

图7是图1的示例焊接训练系统的视图，其显示基于处理在训练焊接期间由计算设备106捕获的图像的模拟焊接视图702。例如，在训练焊接期间，焊工102尝试使用真实或模拟的焊炬110在工件112上执行焊接操作，这可以包括尝试达到目标行进速度和/或目标接触尖端到工件的距离。

在训练焊接期间，计算设备106用计算设备106的相机(例如，图3和/或图4B的相机324、404)捕获图像，处理捕获的图像以将第一模拟设备(例如，焊炬110)识别为模拟焊炬，并将第二模拟设备(例如，工件112)识别为模拟工件，并基于分析捕获的图像以检测焊接表现的指标，在计算设备106的显示设备(例如，图3和/或图4A的显示设备326、402)上显示模拟焊接操作的图像。在模拟焊接视图中在显示设备上显示的模拟焊接操作的图像反映了焊接表现的指标。

如图7中所示，焊炬110和工件112没有产生电弧或焊道。相反，计算设备106捕获焊炬110和工件112的图像，分析图像(例如，实时)以确定焊接表现的指标，并基于图像处理实时计算或模拟焊接表现。模拟焊接视图702在计算设备106的显示设备上显示模拟焊接操作的图像704。在图7的示例中，图像704包括如由相机捕获的焊工102的手、焊炬110和工件112。当执行模拟焊接(而不是现场焊接)时，图像704还包括由计算设备106实时计算并在相机捕获的图像上覆盖的模拟焊接电弧706、模拟焊道708和/或模拟焊接熔池710。

处理捕获的图像可以包括计算模拟焊炬110和模拟工件112之间的距离，和/或显示模拟焊接操作的图像是基于作为焊接表现的指标的计算距离。

模拟焊接视图702可以基于分析由相机捕获以确定用户的焊接表现的图像和/或基于焊接变量来描绘焊接事件，诸如飞溅、回烧、烧穿和/或焊丝截短。

在一些示例中，计算设备106的一个或多个传感器可以用作分析的部件。例如，计算设备106的加速度计、磁力计、麦克风或环境光传感器中的一个或多个可以用于确定来自训练焊接或计算设备106的信息。在其它示例中，计算设备106除了使用相机之外，不使用其他任何传感器。

图8示出图1的示例焊接训练系统100的视图802，其显示训练焊接的结果。示例视图802包括在训练焊接期间计算的模拟焊接的图像804，以及一个或多个焊接变量的图表806和/或表现分数。视图802可以基于训练焊接期间的焊接表现来呈现和/或突出显示计算或模拟的缺陷。

将在图8中图示的示例焊接参数与在工件112上计算的焊道708相关地呈现。如图表806中所示，焊接变量位于最大和最小限值之间。因此，在图8的视图802中的焊道708中没有显示或预期缺陷。

示例视图802包括按钮808以使焊工102能够返回到图5的焊接计算器视图502以调节焊接设置、按钮810以使焊工102能够返回到图6的焊接装备视图602以调节焊接设置，和/或按钮812以便用相同的焊接设置重试训练焊接。

图9是表示示例机器可读指令900的流程图，该指令可以被执行以实现图1和/或图2的焊接训练系统100、200来提供焊接训练。例如，指令900可以存储在存储设备306、308、310中的一个或多个中和/或在图3的处理器302上执行。

在框902处，在计算设备106上打开应用程序(或“app”)。例如，焊工102可以选择app，和/或计算设备106可以识别出计算设备106已经附接到安装设备108并响应地自动打开app。

在框904处，计算设备106读取与焊接训练配置有关的输入。例如，计算设备106可以读取一个或多个传感器，诸如加速度计，以确定计算设备106是否正确定向以执行焊接训练。正确的定向可以用于确保捕获训练焊接并将其显示给焊工102。

在框906处，计算设备106确定计算设备106是否处于用于焊接训练的物理配置(例如，定向)。用于焊接训练的物理定向可以包括附接到安装设备108和/或相对于重力以正确的角度定向。如果计算设备106不处于用于焊接训练的物理配置(框906)，则在框908处，计算设备106确定计算设备106是否已被手动设置用于焊接训练配置。例如，即使计算设备106不处于特定定向，焊工102也可以指示计算设备106进入焊接训练模式。如果尚未针对焊接训练配置手动设置计算设备106(框908)，则控制返回框904。

如果计算设备106处于用于焊接训练的物理配置(框906)或者已经手动设置计算设备106用于焊接训练配置(框908)，则在框910处，计算设备106引导用户在计算设备106上完成焊接设置。例如，计算设备106可以呈现图5和/或图6的焊接计算器视图502和/或焊接装备视图602，以使用户能够设置训练焊接的参数。

在框912处，计算设备106执行焊接训练分析和呈现。例如，当焊工102执行训练焊接时，计算设备106用计算设备106的相机捕获图像，处理捕获的图像以将第一模拟设备(例如，焊炬110)识别为模拟焊炬，并将第二模拟设备(例如，工件112)识别为模拟工件，并基于(例如，实时地)分析捕获的图像以检测焊接表现的指标，在计算设备106的显示设备(例如，图7的视图702)上显示模拟焊接操作的图像，其中模拟焊接操作的图像反映焊接表现的指标。下面参考图10描述实施框912的示例指令。

在框914处，在训练焊接完成之后，计算设备106呈现训练焊接的结果(例如，在图8的视图802中)。在一些示例中，计算设备106可以基于选择的焊接参数和/或在训练焊接期间焊工的表现来识别给焊工102的建议或提示以改善焊接。示例建议可以包括改变焊接参数中的一个或多个和/或改变焊工技术的一个或多个方面。

在框916处，计算设备106诸如响应于选择按钮808、810以返回焊接计算器视图502和/或焊接装备视图602，确定是否要修改焊接配置。如果要修改焊接配置(框916)，则控制返回到框910。

如果不修改焊接配置(框916)，则在框918处，计算设备106确定是否要用相同的设置执行另一个训练焊接。如果要执行另一个训练焊接(框918)，则控制返回到框912。如果不再执行训练焊接(框918)，则示例指令900可以结束。

图10是表示示例机器可读指令1000的流程图，该指令可以被执行以实施图1和/或图2的焊接训练系统100、200从而用计算设备执行训练焊接。图10的指令1000可以被执行以实施图9的框912，以用计算设备106执行训练焊接。例如，在用户在框910中接收焊接参数设置之后，指令1000可以开始。

在框1002处，计算设备106用计算设备106的一个或多个相机捕获图像。例如，计算设备106可以使用图3和/或图4B的相机322、404捕获图像。

在框1004处，计算设备106处理捕获的图像以将第一模拟设备识别为模拟焊炬。在一些示例中，计算设备106可以使用图像处理技术来将焊炬110识别为由用户的手握持的设备和/或具有将设备识别为焊炬的不同标记。

在框1006处，计算设备106处理捕获的图像以将第二模拟设备识别为模拟工件。例如，计算设备106可以使用图像处理技术将工件112识别为具有特定形状，识别为与对象所在的背景或其它表面不同的对象，和/或识别为具有识别设备作为工件的不同标记。

在框1008处，计算设备106确定传感器数据是否可用于与训练焊接相关。例如，相关传感器数据可以包括加速度计和/或陀螺仪数据，以确定计算设备106的定向和/或运动(例如，如果计算设备安装到焊工102的头戴件)。如果相关传感器数据不可用(框1008)，则在框1010处，计算设备106基于由相机捕获的图像测量焊接表现的一个或多个指标。例如，计算设备106可以使用图像计算指标诸如目标、速度、工作角度、行进角度和/或接触尖端到工件的距离。

另一方面，如果相关传感器数据可用(框1008)，则在框1012处，计算设备106基于由相机捕获的图像并基于传感器数据测量焊接表现的一个或多个指标。

在框1010或框1012处测量一个或多个指标之后，在框1014处，计算设备106基于测量的一个或多个指标来计算/模拟焊接表现。例如，计算设备106可以使用测量的指标诸如目标、行进速度、工作角度、行进角度和/或接触尖端到工件的距离，和/或作为模型的输入的选择的焊接参数，使用模型来计算焊接结果。

在框1016处，计算设备106在显示设备(例如，图3和/或图4A的显示设备326、402)上显示模拟焊接操作的图像。基于计算或模拟的焊接表现，在训练焊接期间实时确定模拟焊接操作的图像。因此，示例计算设备106可以基于测量和计算的表现并且基于选择的焊接参数对正在执行的焊接类型的适当性来描绘飞溅、闪光、截短和/或任何其它焊接事件。

在框1018处，计算设备106确定训练焊接是否完成。如果训练焊接未完成(框1018)，则控制返回框1008以继续监视训练焊接。当训练焊接完成时(框1018)，示例指令1000结束并且控制返回到图9的框914。

如本文使用的，术语“电路”和“电路系统”是指物理电子部件(即硬件)以及可以配置硬件、由硬件执行和/或以其它方式与硬件相关联的任何软件和/或固件(“代码”)。如本文使用的，例如，特定处理器和存储器可以在执行第一一行或多行代码时包括第一“电路”，并且在执行第二一行或多行代码时可以包括第二“电路”。如本文使用的，“和/或”是指由“和/或”连接的列表中的任何一个或多个项目。作为示例，“x和/或y”是指三元素集{(x)，(y)，(x，y)}中的任何元素。换句话说，“x和/或y”是指“x和y中的一个或两个”。作为另一个示例，“x，y和/或z”是指七元素集{(x)，(y)，(z)，(x，y)，(x，z)，(y，z)，(x，y，z)}中的任何元素。换句话说，“x，y和/或z”是指“x，y和z中的一个或多个”。如本文使用的，术语“示例性”是指用作非限制性示例、实例或例子。如本文使用的，术语“例如”和“诸如”引出一个或多个非限制性示例、实例或例子的列表。如本文使用的，电路系统“可操作”从而每当电路系统包括必要的硬件和代码(如果有必要的话)来执行功能时，而不管是否禁用或未启用功能的执行(例如，通过用户可配置的设置、工厂调整等)。

本公开的方法和/或系统可以用硬件、软件或硬件和软件的组合来实现。本公开的方法和/或系统可以在至少一个计算系统中以集中方式实现，或者以分布式方式实现，其中不同元件分布在若干互连计算系统上。适配于执行本文描述的方法的任何类型的计算系统或其它装置都是适合的。硬件和软件的典型组合可以是具有程序或其它代码的通用计算系统，该程序或其它代码在被加载和执行时，控制计算系统使得其执行本文描述的方法。另一种典型实施方式可以包括专用集成电路或芯片。一些实施方式可以包括其上存储有可由机器执行的一行或多行代码的非瞬时性机器可读(例如，计算机可读)介质(例如，闪存盘、光盘、磁存储盘等)，从而使机器执行如本文所述的过程。

尽管已经参考某些实施方式描述了本公开的方法和/或系统，但是本领域技术人员将理解，在不脱离本公开的方法和/或系统的范围的情况下，可以进行各种改变并且可以替换等同方案。另外，在不脱离本公开的范围的情况下，可以进行许多修改以使特定情况或材料适应本公开的教导。因此，本公开的方法和/或系统意在不限于本公开的特定实施方式，而是本公开的方法和/或系统将包括落入所附权利要求书范围内的所有实施方式。

Claims (21)

1.一种焊接训练系统，包括：

计算设备，所述计算设备包括第一侧上的显示设备和第二侧上的相机，所述计算设备被配置为：

用所述相机捕获图像；

处理所述捕获的图像以将第一模拟设备识别为模拟焊炬并将第二模拟设备识别为模拟工件；以及

基于分析所述捕获的图像以检测焊接表现的指标，在所述计算设备的所述显示设备上显示模拟焊接操作的图像，所述模拟焊接操作的所述图像反映焊接表现的所述指标。

2.根据权利要求1所述的焊接训练系统，进一步包括安装设备，所述安装设备被配置为保持所述计算设备以将所述计算设备的所述相机朝向模拟区域定向。

3.根据权利要求2所述的焊接训练系统，其中，所述安装设备被配置为将所述计算设备的所述显示设备定向为远离所述模拟区域。

4.根据权利要求2所述的焊接训练系统，其中，所述安装设备被配置为使所述显示设备定向，以使得所述第一模拟设备的用户面向所述模拟区域。

5.根据权利要求2所述的焊接训练系统，其中，所述显示设备被配置为呈现立体图像。

6.根据权利要求5所述的焊接训练系统，其中，所述安装设备包括一个或多个镜头，以提供所述立体图像的立体视图。

7.根据权利要求2所述的焊接训练系统，其中，所述计算设备被配置为识别所述计算设备何时连接到所述安装设备。

8.根据权利要求2所述的焊接训练系统，其中，所述安装设备包括保护壳体，以防止实际焊接对所述计算设备的损坏。

9.根据权利要求1所述的焊接训练系统，其中所述处理所述捕获的图像包括计算所述第一模拟设备和所述第二模拟设备之间的距离。

10.根据权利要求9所述的焊接训练系统，其中，所述显示所述模拟焊接操作的所述图像基于作为焊接表现的所述指标的所述计算的距离。

11.根据权利要求1所述的焊接训练系统，其中，所述计算设备被配置为实现对一个或多个焊接变量的选择。

12.根据权利要求11所述的焊接训练系统，其中，所述计算设备被配置为基于焊接表现的所述指标中的至少一个或所述一个或多个焊接变量来描绘焊接事件，所述焊接事件包括飞溅、回烧、烧穿或焊丝截短中的至少一种。

13.根据权利要求11所述的焊接训练系统，其中，所述计算设备被配置为用焊接计算器视图或焊接装备视图中的至少一个来实现对所述一个或多个焊接变量的所述选择。

14.根据权利要求1所述的焊接训练系统，其中，所述计算设备被配置为基于来自所述计算设备的传感器的输入来处理所述捕获的图像。

15.根据权利要求14所述的焊接训练系统，其中，所述传感器包括加速度计、磁力计、麦克风或环境光传感器中的至少一个。

16.根据权利要求1所述的焊接训练系统，进一步包括被配置为基本上同时捕获图像的多个相机。

17.根据权利要求1所述的焊接训练系统，其中，所述计算设备是智能电话或平板计算机。

18.根据权利要求1所述的焊接训练系统，其中，所述计算设备被配置为在不使用附加传感器的情况下处理所述捕获的图像。

19.根据权利要求1所述的焊接训练系统，其中，所述相机被配置为生成立体图像，并且所述显示设备被配置为显示所述立体图像。

20.根据权利要求1所述的焊接训练系统，其中焊接表现的所述指标包括目标、行进速度、工作角度、行进角度或接触尖端到工件的距离中的至少一个。

21.一种包括机器可读指令的非瞬时机器可读存储介质，所述机器可读指令在被执行时使计算设备的处理器，具有在第一侧上的显示设备和在第二侧上的相机：

使用所述相机，捕获图像；

处理所述捕获的图像以将第一模拟设备识别为模拟焊炬并将第二模拟设备识别为模拟工件；以及

基于分析所述捕获的图像以检测焊接表现的指标，在所述显示设备上显示模拟焊接操作的图像，所述模拟焊接操作的所述图像反映焊接表现的所述指标。