DE102016009913A1

DE102016009913A1 - Augmented-Reality-Schnittstelle für eine Schweissabfolge

Info

Publication number: DE102016009913A1
Application number: DE102016009913.5A
Authority: DE
Inventors: Joseph A. Daniel
Original assignee: Lincoln Global Inc
Current assignee: Lincoln Global Inc
Priority date: 2015-08-18
Filing date: 2016-08-18
Publication date: 2017-02-23
Also published as: CN106466768B; CN106466768A; US20170053557A1; US9972215B2; JP2017039168A

Abstract

Ein System zum Übermitteln visueller Hinweise an einen Schweißer über eine Augmented-Reality-Anzeige für eine Abfolge von Operationen. Das System enthält eine Bildgabevorrichtung, die die Ausrichtung einer zu schweißenden Baugruppe identifiziert. Schweißoperationen sind den Positionen auf der Baugruppe zugeordnet, wo der Schweißer die Operation ausführen soll. Auf der Basis des momentanen Sichtfeldes und der Ausrichtung der Baugruppe bestimmt das System, ob die Position auf der Baugruppe im Sichtfeld des Schweißers liegt, und übermittelt einen visuellen Hinweis für den Schweißer auf der Basis der Ausrichtung und des Sichtfeldes. Die Stromquelle der Schweißvorrichtung kann auf der Basis der während des Schweißprozesses empfangenen Bilddaten variiert werden.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung betrifft ein System und ein Verfahren zum Übermitteln visueller Hinweise an einen Schweißer während einer Reihe von Operationen nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bzw. 18, und somit allgemein Augmented-Reality-Systeme und insbesondere Augmented-Reality-Systeme, die einem Schweißer während eines Schweißprozesses visuelle Hinweise übermitteln.
AUFNAHME DURCH BEZUGNAHME
US-Patentanmeldung 14/526,914, eingereicht am 29. Oktober 2014, enthält Informationen, die mit dem Gegenstand der vorliegenden Anmeldung in Verbindung gebracht werden können. Die gesamte Offenbarung dieser Anmeldung wird durch Bezugnahme in vollem Umfang in den vorliegenden Text aufgenommen, einschließlich aller Patente und/oder Anmeldungen, die durch Bezugnahme darin aufgenommen sind.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Beim Ziehen einer Reihe von Schweißnähten muss ein Schweißer in der Regel Arbeitsschritte oder Operationen in einer bestimmten Reihenfolge oder in einer bestimmten Weise ausführen. In Fällen, wo eine Schweißnaht oder ein anderer Arbeitsschritt außerhalb der Reihenfolge ausgeführt wird, kann es später zu Problemen kommen, wie zum Beispiel der Unmöglichkeit, die Schweißabfolge ordnungsgemäß (wenn überhaupt) zu vollenden, und/oder Mängel im Endprodukt, Verziehen von Werkstücken usw. Wenn eine Reihe von Schweißschritten erforderlich ist, so können einem Schweißer schriftliche Beschreibungen und Schaubilder zur Verfügung gestellt werden, um die einzelnen auszuführenden Arbeiten, die Positionen in der Gesamtbaugruppe, an der Arbeiten auszuführen sind, und die Reihenfolge, in der die Arbeiten ausgeführt werden müssen, zu veranschaulichen. In einigen Fällen kann der Schweißer einen Videobildschirm haben, der dem Schweißer Bilder und/oder Video der Positionen und Techniken für verschiedene Arbeiten übermittelt. Jedoch können schriftliche oder visuelle Informationen zur Schweißabfolge oft durch den Schweißer übersehen oder missverstanden oder sogar ignoriert werden. Das ist besonders wahrscheinlich, sobald sich der Schweißer mit einer bestimmten Schweißabfolge auskennt.
KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
Ausgehend hiervon liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein System und ein Verfahren zum Übermitteln visueller Hinweise an einen Schweißer nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 zu schaffen, die eine korrekte Schweißerarbeitsschnittreihenfolge sicherstellen
Diese Aufgabe wird entsprechnd den Merkmalen der Ansprüche 1 bzw. 18 gelöst.
Ein Schweißer kann die Aufgabe haben, eine Reihe von Arbeiten an einer Baugruppe auszuführen, die viele separate Werkstücke umfasst und mehrere diskrete Schweißnähte erfordert. Dem Schweißer wird ein Augmented-Reality(AR)-System zur Verfügung gestellt, das dem Schweißer während der Ausführung der erforderlichen Arbeiten visuelle Hinweise übermittelt. Das AR-System identifiziert die Ausrichtung der zu schweißenden Baugruppe über eine Bildgabevorrichtung, identifiziert einen Schweißvorgang, der durch den Schweißer auszuführen ist, und bestimmt dann einen visuellen Hinweis, der an den Schweißer über eine Anzeige zu übermitteln ist. Der visuelle Hinweis kann dem Schweißer Informationen übermitteln, die ihn bei der Ausführung der Arbeiten unterstützen sollen. Zum Beispiel kann sich ein visueller Hinweis auf eine Schweißposition beziehen, und der Hinweis kann durch das System so bereitgestellt werden, dass der Hinweis in einer Weise angezeigt wird, in der er an der Position über die Baugruppe gelegt wird, wo die Schweißnaht gezogen werden soll. Das AR-System unterstützt andere schweißbezogene Funktionen, wie zum Beispiel die Verwendung von Infrarot-Bildgabedaten zum Verifizieren von Schweißschritten.
In einer Ausführungsform wird ein System zum Bereitstellen visueller Hinweise an einen Schweißer während einer Reihe von Arbeiten bereitgestellt und enthält: eine Bildgabevorrichtung; eine Anzeige; und einen Prozessor; wobei der Prozessor Bilddaten von der Bildgabevorrichtung erhält, wobei die Bilddaten mindestens einen Teil einer zu schweißenden Baugruppe enthalten, der im Sichtfeld eines Schweißers zu sehen ist; wobei der Prozessor eine erste auszuführende Operation unter mehreren zuvor festgelegten Operationen bestimmt; und wobei der Prozessor einen ersten visuellen Hinweis generiert und veranlasst, dass der erste visuelle Hinweis auf der Anzeige angezeigt wird; wobei der erste visuelle Hinweis den Schweißer dabei unterstützt, die erste Operation auszuführen. Das System kann eines oder mehrere der folgenden Merkmale enthalten.
In einigen Ausführungsformen kann die Anzeige eine transparente Fläche sein, die in einem Schweißhelm montiert ist.
In einigen Ausführungsformen kann die Anzeige ein Videobildschirm sein, der in einem Schweißhelm montiert ist.
In einigen Ausführungsformen kann der Prozessor des Weiteren das Sichtfeld des Schweißers auf der Basis der Bilddaten bestimmen.
In einigen Ausführungsformen kann die Bildgabevorrichtung an einem Helm des Schweißers montiert sein.
In einigen Ausführungsformen kann das System des Weiteren Folgendes enthalten: eine zweite Bildgabevorrichtung; wobei der Prozessor zweite Bilddaten von der zweiten Vorrichtung erhält; und wobei der Prozessor das Sichtfeld des Schweißers auf der Basis der zweiten Bilddaten bestimmt.
In einigen Ausführungsformen kann das System enthalten: einen oder mehrere Sensoren; wobei der eine oder die mehreren Sensoren Bewegungen mindestens eines Teils des Schweißers überwachen; wobei der Prozessor Sensorinformationen von den Sensoren erhält, die eine momentane Position des Schweißers angeben; und wobei der Prozessor das Sichtfeld des Schweißers auf der Basis der Sensorinformationen bestimmt.
In einigen Ausführungsformen kann die Bildgabevorrichtung Bilddaten von einer oder mehreren Markierungen erhalten, die Punkten auf der zu schweißenden Baugruppe zugeordnet sind, und der Prozessor kann eine Ausrichtung der Baugruppe relativ zu dem Schweißer auf der Basis der einen oder der mehreren Markierungen bestimmen, und der erste visuelle Hinweis wird auf der Basis der Ausrichtung und des Sichtfeldes des Schweißers bereitgestellt.
In einigen Ausführungsformen kann die erste Operation das Inspizieren einer Position auf der Baugruppe sein.
In einigen Ausführungsformen kann die erste Operation eine Liniennaht zwischen zwei Positionen auf der Baugruppe sein.
In einigen Ausführungsformen kann die erste Operation eine Schweißnaht an einer Schweißposition auf der Baugruppe sein. In einigen dieser Ausführungsformen kann der Prozessor auf der Basis der Ausrichtung und des Sichtfeldes des Schweißers bestimmen, dass die Schweißposition für den Schweißer sichtbar ist, und der erste visuelle Hinweis kann so auf der Anzeige angezeigt werden, dass sie für den Schweißer auf der Baugruppe an der Schweißposition erscheint. In einigen dieser Ausführungsformen kann der Prozessor auf der Basis der Ausrichtung und des Sichtfeldes des Schweißers bestimmen, dass die Schweißnaht für den Schweißer nicht sichtbar ist, und der erste visuelle Hinweis kann dem Schweißer helfen, das Sichtfeld so zu justieren, dass die Schweißposition innerhalb des Sichtfeldes des Schweißers liegt.
In einigen Ausführungsformen kann eine zweite auszuführende Operation unter den mehreren Operationen bestimmt werden; und der Prozessor kann einen zweiten visuellen Hinweis generieren und übermittelt den zweiten visuellen Hinweis anschließend an die Anzeige. In einigen dieser Ausführungsformen kann der Prozessor verifizieren, dass die erste Operation vollendet ist; und der Prozessor braucht den zweiten visuellen Hinweis erst dann bereitzustellen, nachdem die erste Operation verifiziert wurde. In einigen dieser Versionen kann der Prozessor auf der Basis der Bilddaten verifizieren, dass die erste Operation vollendet ist. In anderen Versionen kann das System des Weiteren Folgendes enthalten: eine Infrarotvorrichtung; wobei die Infrarotvorrichtung Infrarotdaten an den Prozessor übermittelt; und wobei der Prozessor auf der Basis der Infrarotdaten verifiziert, dass die erste Operation vollendet ist. In anderen Versionen kann das Verifizieren, dass die erste Operation vollendet ist, das Verifizieren enthalten, dass die erste Operation korrekt ausgeführt wurde. In anderen Versionen kann das System des Weiteren eine Stromversorgung enthalten, wobei die Stromversorgung eine Schweißvorrichtung mit Strom versorgt; wobei der Prozessor bestimmt, ob der Schweißer die erste Operation vollendet hat; wobei der Prozessor die Stromversorgung anweist, die Energiezufuhr zu der Schweißvorrichtung zu unterbrechen, nachdem der Prozessor verifiziert hat, dass der Schweißer die erste Operation vollendet hat; und wobei der Prozessor die Stromversorgung anweist, die Schweißvorrichtung mit Strom zu versorgen, sobald die erste Operation verifiziert ist.
In einer anderen Ausführungsform wird ein Verfahren zum Übermitteln visueller Hinweise an einen Schweißer während einer Reihe von Operationen bereitgestellt und enthält folgende Schritte: Empfangen von Baugruppeninformationen, wobei die Baugruppeninformationen einen Identifikator einer zu schweißenden Baugruppe enthalten; Identifizieren einer Reihe von Operationen auf der Basis der Baugruppeninformationen, wobei die Reihe von Operationen in einer zuvor festgelegten Abfolge angeordnet ist, wobei jede Operation eine laufende Nummer, einen Operationstyp und eine Operationsposition, wo die Operation auf der Baugruppe auszuführen ist, enthält; Auswählen einer auszuführenden Schweißoperation, aus der Reihe von Operationen, auf der Basis ihrer laufenden Nummer; Bestimmen eines visuellen Hinweises, der an eine Anzeige zu übermitteln ist, auf der Basis einer Ausrichtung der Baugruppe relativ zu dem Schweißer und einer Art der Schweißoperation; und Bereitstellen, über die Anzeige, des visuellen Hinweises innerhalb eines Sichtfeldes des Schweißers, um den Schweißer, der die Schweißoperation ausführt, zu unterstützen. Das Verfahren kann eines oder mehrere der folgenden Merkmale enthalten.
In einigen Ausführungsformen kann das Bestimmen des visuellen Hinweises enthalten: Bestimmen des Sichtfeldes des Schweißers; Bestimmen, auf der Basis des Sichtfeldes des Schweißers und der Ausrichtung der Baugruppe, ob die Arbeitsposition im Sichtfeld des Schweißers liegt; und Auswählen des visuellen Hinweises auf der Basis, ob die Arbeitsposition im Sichtfeld des Schweißers liegt. In einigen dieser Ausführungsformen kann das Verfahren, wenn die Arbeitsposition nicht im Sichtfeld des Schweißers liegt, des Weiteren Folgendes enthalten: Bestimmen des visuellen Hinweises, um dem Schweißer zu helfen, das Sichtfeld so zu justieren, dass die Arbeitsposition im Sichtfeld des Schweißers liegt; Überwachen des Sichtfeldes des Schweißers und der Ausrichtung der Baugruppe, bis die Arbeitsposition im Sichtfeld des Schweißers liegt; Bestimmen eines zweiten visuellen Hinweises auf der Basis der Ausrichtung der Baugruppe und der Art der Operation; und Bereitstellen, über die Anzeige, des zweiten visuellen Hinweises im Sichtfeld des Schweißers. Der visuelle Hinweis kann ein Pfeil sein, der eine Richtung anzeigt, in die sich der Schweißer bewegen soll, um das Sichtfeld so neu zu positionieren, dass die Arbeitsposition im Sichtfeld liegt. Der visuelle Hinweis kann ein Pfeil sein, der anzeigt, die Baugruppe so neu zu positionieren, dass die Operation im Sichtfeld liegt.
Zahlreiche Ausführungsformen sowie Aspekte der allgemeinen erfinderischen Konzepte werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung beispielhafter Ausführungsformen, aus den Ansprüchen und aus den begleitenden Zeichnungen ohne Weiteres ersichtlich.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
In den beiliegenden Zeichnungen, die in diese Spezifikation integriert sind und einen Teil von ihr bilden, sind Ausführungsformen der Erfindung veranschaulicht, die, zusammen mit der obigen allgemeinen Beschreibung der Erfindung und der folgenden detaillierten Beschreibung, der Veranschaulichung von beispielhaften Ausführungsformen der allgemeinen erfinderischen Konzepte dienen.
1 ist ein Blockschaubild eines Augmented-Reality-Systems gemäß einer beispielhaften Ausführungsform;
2 ist eine Tabelle von Informationen in Bezug auf eine Reihe von Schweißnähten gemäß einer beispielhaften Ausführungsform;
3 ist ein Flussdiagramm eines Verfahrens zum Bereitstellen eines Hinweises während einer Reihe von Schweißoperationen gemäß einer beispielhaften Ausführungsform;
4 ist ein Schaubild, das den Betrieb des Systems von 1 und das Verfahren von 3 veranschaulicht; und
5A bis 6B sind Schaubilder, die Beispiele visueller Hinweise zeigen, die an einen Schweißer über das System von 1 und das Verfahren von 3 übermittelt werden.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Wir wenden uns nun den Zeichnungen zu, die allein dem Zweck der Veranschaulichung beispielhafter Ausführungsformen der Erfindung und nicht dem Zweck ihrer Einschränkung dienen. 1 offenbart ein beispielhaftes System zum Übermitteln visueller Hinweise an einen Schweißer während einer Reihe von Schweißschritten. Das System 100 enthält einen Schweißabfolgeprozessor 105, eine Bildgabevorrichtung 115, eine Anzeige 120 und eine Infrarotvorrichtung 125. Die Komponenten kommunizieren über ein Kommunikationsnetz 101 miteinander. Das Kommunikationsnetz 101 kann ein oder mehrer leitungsgebundene oder drahtlose Netzprotokolle oder Verbindungen enthalten, wie zum Beispiel ein Nahbereichsnetz (LAN), ein Fernbereichsnetz (WAN), Bluetooth, RF oder NFC. In einer beispielhaften Ausführungsform kann das Kommunikationsnetz 101 das Internet verwenden. In einigen Ausführungsformen können eine oder mehrere der in 1 veranschaulichten Komponenten weggelassen werden, wie zum Beispiel die Infrarotvorrichtung 125. In einigen Ausführungsformen können eine oder mehrere der in 1 veranschaulichten Komponenten zu einer einzelnen Komponente integriert oder auf sonstige Weise zusammengefasst sein. Zum Beispiel kann der Schweißabfolgeprozessor 105 in einem Schweißhelm zusammen mit der Anzeige 120 enthalten sein. In einigen Ausführungsformen können zusätzliche Komponenten vorhanden sein. Zum Beispiel können mehrere Bildgabevorrichtungen 115, wie zum Beispiel mehrere Videokameras, in dem System enthalten sein und können jeweils verschiedene Winkel und/oder Aspekte einer oder mehrerer Schweißoberflächen aufnehmen. In einigen Ausführungsformen können eine oder mehrere der Komponenten von 1 Aspekte des in 7 veranschaulichten Computersystems enthalten. Zum Beispiel können das Schweißvorrichtungssystem 130 und/oder der Schweißabfolgeprozessor 105 eine oder mehrere der Komponenten des in 7 veranschaulichten und hier beschriebenen Computersystems enthalten.
Der Schweißabfolgeprozessor 105 identifiziert eine Reihe von auszuführenden Schweißschritten und übermittelt visuelle Hinweise an einen Schweißer über die Anzeige 120. Der Schweißabfolgeprozessor 105 kann als Eingabe einen Identifikator eines zu schweißenden Teils empfangen und basierend darauf eine Reihe von auf dem Teil zu ziehenden Schweißnähten über die Abfolgedatenbank 110 identifizieren. In einigen Ausführungsformen kann ein Schweißer eine einem Teil zugeordnete Teil-Nummer identifizieren oder auf sonstige Weise empfangen und die Teil-Nummer an den Schweißabfolgeprozessor 105 übermitteln. Zum Beispiel kann einem Teil ein alphanumerischer Code zugeordnet werden, und der Schweißer kann den Code über eine Tastatur oder ein sonstiges Eingabegerät in den Schweißabfolgeprozessor 105 eingeben. In einigen Ausführungsformen kann der Schweißabfolgeprozessor 105 Bilddaten eines Teils empfangen und das Teil durch Verarbeitung der Bilddaten identifizieren. Zum Beispiel kann der Schweißabfolgeprozessor 105 die Form und Größe eines Teils durch Verarbeitung eines Bildes des Teils, das durch die Bildgabevorrichtung 115 bereitgestellt wird, und Vergleichen der bestimmten Form und Größe mit potenziell übereinstimmenden Teilen in einer Datenbank von Teil-Profilen bestimmen. Als ein weiteres Beispiel kann der Schweißabfolgeprozessor 105 visuelle Bilddaten verwenden, um einen Code (wie zum Beispiel einen UPC-Code oder einen anderen maschinenlesbaren Code), der sich auf oder nahe dem Teil befindet, zu identifizieren.
Der Schweißabfolgeprozessor 105 kann eine oder mehrere Abfolgen von Schweißnähten über eine Abfolgedatenbank 110 identifizieren. Für ein bestimmtes Teil kann die Abfolgedatenbank 110 Informationen in Bezug auf eine Reihe von an dem Teil auszuführenden Operationen enthalten. Die Operationen können zum Beispiel enthalten: Ziehen verschiedener Arten von Schweißnähten unter Verwendung verschiedener Schweißtechniken, Ändern der Position des Teils, Positionieren eines oder mehrerer Teile relativ zueinander, und/oder andere Operationen, die während des Schweißprozesses benötigt werden. Für jede Operation kann die Abfolgedatenbank 110 Positionsinformationen enthalten, die anzeigen, wo an einer Schweißbaugruppe eine bestimmte Operation auszuführen ist. Zum Beispiel kann die Abfolgedatenbank 110 für eine Liniennaht Positionskoordinaten für die Startposition und Stoppposition auf der Baugruppe haben (oder Koordinaten für eine Reihe von Positionen entlang einer Schweißlinie). Des Weiteren kann die Abfolgedatenbank 110 beispielsweise Ausrichtungsinformationen haben, die eine korrekte Position für ein Teil auf der Baugruppe anzeigen.
Für ein bestimmtes Teil kann die Abfolgedatenbank 110 eine Reihe von Operationen mit einer strikten Abfolgeanforderung anzeigen. In 2 ist eine Reihe von auszuführenden Operationen veranschaulicht. Für jeden Datensatz in der Abfolgedatenbank 110 werden eine Teil-Nummer 205, eine laufende Nummer 210, der Operationstyp 215 und Positionsinformationen 220 bereitgestellt. In dem in 2 gezeigten Beispiel sind die Operationen für ein Teil mit dem Identifikator „12345”, der durch den Schweißer identifiziert und in den Schweißabfolgeprozessor 105 eingegeben oder auf sonstige Weise durch den Schweißabfolgeprozessor 105 identifiziert werden kann, wie im vorliegenden Text beschrieben. Jede identifizierte Operation enthält eine laufende Nummer, die angibt, wann – in einer Abfolge von Schweißnähten – die Operation stattfinden soll. Zum Beispiel ist die Operation 201 die erste Operation in einer Reihe von Operationen, die an dem Teil „12345”, ausgeführt werden sollen, wobei die Operation 202 die zweite Operation ist, die an dem Teil „12345” ausgeführt werden soll, und die Operation 203 ist die dritte Operation, die an dem Teil „12345” ausgeführt werden soll. Eine Abweichung von dieser Abfolge kann zu Problemen wie zum Beispiel einer geringeren Produktionseffizienz, einem Verlust an Sicherheit, einer niedrigeren Qualität usw. führen. Jede Operation enthält einen Operationstyp 215, der angibt, welche Aktion der Schweißer auszuführen hat, um diese Operation zu vollenden. Zum Beispiel ist die Operation 201 eine „Liniennaht”, die Operation 202 ist eine „Punktschweißung”, und die Operation 203 ist „Inspizieren der Schweißnaht”. Jede der Operationen ist zusätzlich mit einer bestimmten Position 220 verknüpft. Die Positionen können zum Beispiel durch eine dreidimensionale kartesische Koordinate im Fall einer Punktposition, wie in den Operationen 202 und 203, oder Reihe von Koordinaten im Fall einer komplexeren Position, wie in der Operation 201, identifiziert werden.
In einigen Ausführungsformen kann der Schweißer den Schweißabfolgeprozessor 105 vor der Schweißen einer Baugruppe mit zusätzlichen Informationen ausstatten. Zum Beispiel kann der Schweißer eine Identifizierung zum Verifizieren bereitstellen, dass der momentane Schweißer autorisiert ist, die momentane Baugruppe zu schweißen (wie zum Beispiel durch Bestätigen von Zertifizierungen des Schweißers und/oder sonstige verfügbare Informationen bezüglich des Schweißers). In einigen Ausführungsformen kann der Schweißer an den Schweißabfolgeprozessor 105 Informationen über die physikalischen Aspekte der Schweißvorrichtung übermitteln, wie zum Beispiel die Grundwerkstoffe der Baugruppe, die während des Schweißens verwendeten Verbrauchsmaterialien und/oder die Einstellungen der Stromquelle. In einigen Ausführungsformen kann der Schweißabfolgeprozessor 105 Informationen über die physikalischen Aspekte der Schweißvorrichtung von dem Schweißvorrichtungssystem 130 erhalten und des Weiteren verifizieren, dass die Einstellungen akzeptabel sind, bevor er an den Schweißer einen visuellen Hinweis ausgibt.
Die Bildgabevorrichtung 115 kann Echtzeit-Sichtinformationen aufnehmen und die Sichtinformationen an den Schweißabfolgeprozessor 105 zur Verarbeitung übermitteln. In einigen Ausführungsformen kann die Bildgabevorrichtung 115 eine Videokamera sein, die sich in einer stationären Position nahe dem Schweißer und dem zu schweißenden Teil befindet. Zum Beispiel kann sich die Bildgabevorrichtung 115 über dem zu schweißenden Teil befinden und kann Bilder des Teils und des Schweißers aufnehmen, um die Position des Schweißers relativ zu dem Teil zu bestimmen, und kann des Weiteren die Ausrichtung des Teils bestimmen. In einigen Ausführungsformen kann sich die Bildgabevorrichtung 115 an dem Schweißer befinden, wie zum Beispiel auf der Außenseite des Schweißhelms, und kann Bilder des zu schweißenden Teils (und der Ausrichtung des Teils) relativ zu dem Sichtfeld des Schweißers aufnehmen. In einigen Ausführungsformen können mehrere Bildgabevorrichtungen verwendet werden.
Eine Anzeige 120 kann für einen Schweißer bereitgestellt werden, dergestalt, dass der Schweißer zusätzlich zu dem gerade geschweißten Teil Hinweise sehen kann, die auf der Anzeige 120 gegeben werden. In einigen Ausführungsformen kann die Anzeige 120 eine Augmented-Reality-Anzeige sein, die Bilder auf einen Bildschirm projiziert, während der Schweißer Arbeiten ausführt. Zum Beispiel kann die Anzeige 120 eine Technologie wie zum Beispiel die DAQRI-Technologie oder GOOGLE GLASS verkörpern, die in einen Schweißhelm integriert ist. In einigen Ausführungsformen kann die Anzeige 120 ein Videobildschirm sein, wie zum Beispiel ein LCD-Bildschirm, der Bilder projiziert, die durch die Bildgabevorrichtung 115 aufgenommen wurden. Zum Beispiel kann die Anzeige 120 im Inneren eines Schweißhelms im Sichtfeld des Schweißers positioniert sein, die Bildgabevorrichtung 115 kann auf der Außenseite des Schweißhelms nahe dem Sichtfeld des Schweißers positioniert sein, und ein Video von der Bildgabevorrichtung 115 kann auf der Anzeige 120 angezeigt werden.
Das Schweißvorrichtungssystem 130 kann einen Schweißbrenner und eine Stromversorgung für den Schweißbrenner enthalten. Das Schweißvorrichtungssystem 130 kann zusätzlich eine oder mehrere Schnittstellen enthalten, um es dem Schweißer zu erlauben, während des Schweißprozesses Parameter zu justieren. Zum Beispiel kann das Schweißvorrichtungssystem 130 eine Schnittstelle enthalten, um den Strom zu justieren, der dem Schweißbrenner während der Arbeit zugeführt wird. In einigen Ausführungsformen kann das Schweißvorrichtungssystem 130 mit dem Schweißabfolgeprozessor 105 kommunizieren, der automatisch einen oder mehrere Parameter justieren kann, während der Schweißer eine Operation ausführt. Des Weiteren kann der Schweißabfolgeprozessor 105 beispielsweise die Energiezufuhr zu dem Schweißbrenner während des Betriebes des Brenners unterbrechen, um zu verhindern, dass der Schweißer weiterarbeitet.
In 3 ist ein Flussdiagramm eines Verfahrens gezeigt, um an einen Schweißer visuelle Hinweise zu übermitteln. Bei Schritt 305 wird die nächste Schweißoperation in einer Abfolge von Operationen identifiziert. Die nächste Schweißoperation kann durch eine Komponente identifiziert werden, die eine oder mehrere Charakteristika mit dem Schweißabfolgeprozessor 105 gemein hat. In einigen Ausführungsformen kann der Schweißabfolgeprozessor 105 das Teil, das gerade geschweißt wird, schon zuvor identifiziert haben, und kann die Abfolge von Schweißnähten in der Abfolgedatenbank 110 identifizieren. Zum Beispiel kann der Schweißabfolgeprozessor 105 die spezifische Teil-Nummer der gerade geschweißten Baugruppe identifizieren, und kann des Weiteren die in 2 veranschaulichten Schweißnähte identifizieren.
Bei Schritt 310 wird die Ausrichtung der Baugruppe bestimmt. In einigen Ausführungsformen kann der Schweißabfolgeprozessor 105 Bilddaten von der Bildgabevorrichtung 115 empfangen und, auf der Basis der Bilddaten, die momentane Ausrichtung der Baugruppe bestimmen. Zum Beispiel kann die Baugruppe mit einem oder mehreren Markern markiert werden, die anhand der verarbeiteten Bilddaten identifiziert werden, und auf der Basis der Marker kann der Schweißabfolgeprozessor 105 die dreidimensionale Ausrichtung der Baugruppe bestimmen. Zum Beispiel ist in 4 ein beispielhafter Aufbau einer Bildgabevorrichtung gezeigt. Die Bildgabevorrichtung 115 ist so positioniert, dass sie Bilder aufnehmen kann, die die Baugruppe 410 enthalten. Die Baugruppe 410 wird mit Markern 415, 420 und 425 so markiert, dass ein oder mehrere der Marker in den durch die Bildgabevorrichtung 115 aufgenommenen Bildern zu sehen sein können. Der Schweißabfolgeprozessor 105 kann die Marker 415, 420 und 425 in den Bilddaten identifizieren und ein dreidimensionales Modell der im Speicher gespeicherten Baugruppe rekonstruieren.
Des Weiteren kann die Bildgabevorrichtung 115 Sichtfeld-Informationen empfangen, die die momentane Sicht des Schweißers 430 anzeigen. In einigen Ausführungsformen kann die Bildgabevorrichtung 115 die momentane Position des Schweißers aufnehmen, und über Bildverarbeitung kann der Schweißabfolgeprozessor 105 die momentane Position und das momentane Sichtfeld des Schweißers 430 bestimmen. In einigen Ausführungsformen kann eine Schweißer-Bildgabevorrichtung 435 das momentane Sichtfeld des Schweißers aufnehmen und die Sichtfeld-Bildinformationen an den Schweißabfolgeprozessor 105 übermitteln, um das momentane Sichtfeld des Schweißers zu bestimmen. In einigen Ausführungsformen kann die Schweißer-Bildgabevorrichtung 435 die einzige Bildgabevorrichtung sein, und der Schweißabfolgeprozessor 105 kann Bilder von der Schweißer-Bildgabevorrichtung 435 verwenden, um sowohl die Ausrichtung der Baugruppe als auch das Sichtfeld des Schweißers zu bestimmen.
In einigen Ausführungsformen kann der Schweißabfolgeprozessor 105 eine momentane Position des Schweißers auf der Basis eines oder mehrerer Sensoren, die dem Schweißer zugeordnet sind, bestimmen. Zum Beispiel kann ein Schweißhelm, der durch den Schweißer getragen wird, Sensoren enthalten, die räumliche Koordinaten ausgeben, die durch den Schweißabfolgeprozessor verwendet werden können, um die Richtung, in die der Schweißer gerade blickt, den Sichtwinkel des Schweißers und/oder andere Koordinaten zu bestimmen, die verwendet werden können, um zu bestimmen, wie der Schweißer positioniert ist und was der Schweißer gerade sehen kann. In einigen Ausführungsformen können andere Sensoren verwendet werden, um die momentane Position des Schweißers zu verfolgen und zu bestimmen, wie zum Beispiel Beschleunigungsmesser, Schallsonden und Radarsonden.
Bei Schritt 315 kann der Schweißabfolgeprozessor 105 auf der Basis der Ausrichtung der Baugruppe und der Schweißersichffeld-Informationen bestimmen, ob die momentane Schweißoperation für den Schweißer sichtbar ist. In einigen Ausführungsformen kann der Schweißabfolgeprozessor 105 auf der Basis der bestimmten Ausrichtung der Baugruppe bestimmen, ob eine Koordinate oder ein Satz Koordinaten, die der momentanen Schweißoperation zugeordnet sind, im Sichtfeld des Schweißers sichtbar ist. Zum Beispiel ist in 5A ein Sichtfeld eines Schweißers gezeigt. Der Schweißer blickt gerade auf die Baugruppe 410. Der Schweißabfolgeprozessor 105 kann die momentane Ausrichtung der Baugruppe 410 und das Sichtfeld des Schweißers bestimmen, wie im vorliegenden Text beschrieben, und kann des Weiteren die nächste Schweißoperation anhand einer Abfolge von Schweißoperationen identifizieren, die in der Abfolgedatenbank 110 gespeichert sind, wie in 2 veranschaulicht. Zum Beispiel kann der Schweißabfolgeprozessor 105 die Operation 201 als die nächste auszuführende Schweißoperation identifizieren, und kann des Weiteren den zugehörigen Startpunkt (10, 15, 20) und Endpunkt (10, 15, 50) der Operation (in diesem Fall eine Liniennaht) identifizieren.
Wenn die momentane Schweißoperation im Sichtfeld des Schweißers liegt, so wird bei Schritt 320 ein visueller Hinweis der Schweißoperation an die Anzeige 120 übermittelt. Für jede Art von Schweißoperation kann der Schweißabfolgeprozessor 105 eine spezielle Art von visuellem Hinweis an den Schweißer übermitteln, um die Art der auszuführenden Operation anzuzeigen. In einigen Ausführungsformen können die visuellen Hinweise zum Beispiel enthalten: eine Schweißlinie, einen Indikator eines Punktes, wo eine Schweißnaht gezogen werden soll, ein Pfeil, der anzeigt, wo ein Schweißer eine Inspektion vornehmen soll, und ein Pfeil, der anzeigt, wie ein Schweißer eine Baugruppe neu positionieren soll. Zum Beispiel wird – womit wir bei 5A bleiben – eine Schweißlinie 500 auf der Anzeige 115 angezeigt, um anzugeben, wo der Schweißer die Schweißnaht 201 ziehen soll. Der visuelle Hinweis kann an den Schweißer über die Anzeige 120 so übermittelt werden, dass für den Schweißer der visuelle Hinweis auf der Baugruppe an der Position erscheint, wo die Operation auszuführen ist. Der Schweißabfolgeprozessor 105 kann auf der Basis der Baugruppenausrichtung und des Schweißersichtfeldes bestimmen, wo auf der Anzeige der visuelle Hinweis anzuordnen ist.
In einigen Ausführungsformen können die visuellen Hinweise mit zusätzlichen Meldungen bereitgestellt werden, um den Schweißer beim Ausführen der Schweißoperation zu unterstützen. Wir bleiben bei 5A. Es können eine „START”-Meldung 510 und eine „ENDE”-Meldung 515 mit der Schweißlinie 500 bereitgestellt werden, um dem Schweißer anzuzeigen, wobei er die Schweißnaht zu beginnen und zu beenden hat. In einigen Ausführungsformen kann der visuelle Hinweis variieren, während der Schweißer eine Schweißoperation ausführt. Zum Beispiel kann ein visueller Hinweis zu einer Position, wo eine Schweißnaht zu beginnen ist, zunächst an den Schweißer mit einem Pfeil übermittelt werden, der die Richtung anzeigt, in der zu schweißen ist, und der Pfeil kann sich bewegen, während der Schweißer die Schweißnaht ausführt. Der Schweißabfolgeprozessor 105 kann Informationen von dem Schweißvorrichtungssystem 130 empfangen, die angeben, wann ein Schweißer eine Schweißnaht begonnen hat und/oder wann der Schweißer Justierungen während der Schweißoperation vornimmt. In einigen Implementierungen können andere Informationen mit dem visuellen Hinweis angezeigt werden, wie zum Beispiel eine Informationsmeldung bezüglich der momentan auszuführenden Schweißoperation. Zum Beispiel gibt die Schweißoperationsmeldung 505 an, dass der Schweißer eine „Liniennaht” auszuführen hat.
Wenn der Schweißabfolgeprozessor 105 auf der Basis der Baugruppenausrichtung und der Schweißersichtfeld-Informationen bestimmt, dass die momentane Schweißoperation für den Schweißer nicht sichtbar ist, so kann ein visueller Hinweis an die Anzeige 120 übermittelt werden, um dem Schweißer anzuzeigen, entweder die Baugruppe neu zu positionieren oder das Sichtfeld neu zu positionieren (bei Schritt 320B). Wir wenden uns 6A zu, wo ein Sichtfeld eines Schweißers mit einem visuellen Hinweis veranschaulicht ist, der anzeigt, dass die Schweißoperation nicht im Sichtfeld des Schweißers liegt. Der Schweißabfolgeprozessor 105 kann identifizieren, dass die Koordinaten einer Schweißoperation momentan nicht für den Schweißer sichtbar sind, und kann einen visuellen Hinweis bestimmen, um den Schweißer beim Finden der Position der nächsten Schweißoperation zu unterstützen. Zum Beispiel kann die Schweißoperation eine Punktschweißung an Position 610 (einer nichtsichtbaren Ecke der Baugruppe 410) sein. Der Schweißabfolgeprozessor 105 kann auf der Basis der momentanen Position von Position 610, bestimmen, dass der Schweißer die Baugruppe 410 drehen müsste, bis Position 610 im Sichtfeld des Schweißers liegt. Der Schweißabfolgeprozessor 105 kann die Ausrichtung eines Pfeils bestimmen, der dem Schweißer als ein visueller Hinweis an einer Position auf der Anzeige 120 anzuzeigen ist, die den Schweißer beim Finden der Schweißarbeitsposition 610 unterstützt. Der Schweißabfolgeprozessor 105 kann dann weiterhin die Baugruppenausrichtung und das Sichtfeld bei Schritt 310 überwachen, bis die Schweißoperation für den Schweißer sichtbar ist.
In einigen Ausführungsformen kann der Schweißabfolgeprozessor 105 die Stromversorgung zu dem Schweißgerät über das Schweißvorrichtungssystem 130 während Schweißoperationen auf der Basis der an den Schweißer übermittelten visuellen Hinweise justieren und/oder unterbrechen. Wir bleiben bei 6A. Beispielsweise ist die Position der momentanen Schweißoperation für den Schweißer nicht sichtbar, so dass dem Schweißer ein visueller Hinweis in Form eines Pfeils 600 angezeigt wurde, um anzugeben, wie die Baugruppe 410 umzuorientieren ist. Außerdem ist an den Schweißer eine Meldung 605 übermittelt worden, die anzeigt, dass die Stromzufuhr zu dem Schweißbrenner unterbrochen wurde. Der Schweißabfolgeprozessor 105 kann die Stromzufuhr zu einem Schweißbrenner unterbrechen, während eine Schweißposition nicht sichtbar ist und/oder wenn die nächste Schweißoperation kein Schweißen enthält, und dann später die Stromzufuhr wiederherstellen oder es dem Schweißer erlauben, die Stromzufuhr wiederherzustellen, sobald eine Position, die den Einsatz des Schweißbrenners erfordert, sichtbar ist (und die momentane Schweißoperation eine Schweißnaht ist).
Wir wenden uns 5B zu, wo ein anderes beispielhaftes Sichtfeld eines Schweißers gezeigt ist. Die Meldung 525 besagt, dass die Operation eine Inspektion ist, so dass die Operation nicht die Verwendung eines Schweißbrenners erfordert. In einigen Ausführungsformen kann der Schweißabfolgeprozessor 105 die Stromzufuhr zu dem Schweißbrenner unterbrechen, während die Inspektion erfolgt, und dann automatisch die Stromzufuhr wiederherstellen, sobald die Inspektion vollendet ist. Alternativ kann der Schweißabfolgeprozessor 105 die Stromzufuhr unterbrechen, und der Schweißer kann, beispielsweise über eine Schnittstelle, dem Schweißvorrichtungssystem 130 und/oder dem Schweißabfolgeprozessor 105 anzeigen, dass die Inspektion vollendet ist. Das Sichtfeld von 5B enthält ein Inspektionsbereichskästchen 520, das um einen Bereich herum angeordnet ist, der zu der Operation gehört.
Wir wenden uns 6B zu, wo ein zusätzliches beispielhaftes Schweißersichtfeld veranschaulicht ist. In der veranschaulichten Ansicht liegt die Schweißarbeitsposition 625 auf der Baugruppe 410 außerhalb des Sichtfeldes des Schweißers (durch die Punktlinien gezeigt, die die Grenzen der Baugruppe 410 außerhalb der Anzeige 120 anzeigen). Der Schweißabfolgeprozessor 105 kann auf der Basis der Baugruppenausrichtung und der Schweißersichtfeld-Informationen, wie hier beschrieben, bestimmen, dass die Schweißarbeitsposition 625 links von dem momentanen Schweißersichtfeld liegt. Der Schweißabfolgeprozessor 105 kann bestimmen, dass ein Pfeil, der nach links zeigt, bei Schritt 320B als ein visueller Hinweis angezeigt werden kann. Der Pfeil kann unbeweglich sein, oder der Pfeil kann sich bewegen, um seine Position so zu ändern, wie der Schweißer die Ausrichtung der Baugruppe 410 oder sein Sichtfeld verändert. In einigen Ausführungsformen können zusätzliche Meldungen mit dem visuellen Hinweis bereitgestellt werden, um den Schweißer zusätzlich beim Ausführen der Schweißoperation zu unterstützen (Textmeldungen, gesprochene Hinweise usw.). Zum Beispiel erhält der Schweißer in dem veranschaulichten Beispiel die Meldung 615, die dem Schweißer relevante Informationen vermittelt (d. h. dass das System erkannt hat, dass der Schweißer gerade nicht die Schweißposition sehen kann und dass die Stromzufuhr zu dem Schweißbrenner unterbrochen wurde).
Wir kehren zu 3 zurück. Bei Schritt 325 kann der Schweißabfolgeprozessor 105 identifizieren, dass eine Schweißoperation vollendet ist. Der Schweißabfolgeprozessor 105 kann zum Beispiel Bilddaten von der Bildgabevorrichtung 115 verwenden, um den Schweißbrenner zu überwachen, wenn er eine Schweißnaht beginnt und beendet, um zu bestimmen, wann eine Schweißnaht vollendet ist. Außerdem kann zum Beispiel der Schweißabfolgeprozessor 105 Informationen von dem Schweißvorrichtungssystem 130 empfangen, die besagen, wann das Schweißen nicht mehr stattfindet. Sobald der Schweißabfolgeprozessor 105 verifiziert hat, dass die Schweißoperation vollendet ist, kann er die nächste Schweißnaht in der Schweißabfolge bei Schritt 330 identifizieren und anschließend einen visuellen Hinweis für die nächste Schweißoperation übermitteln.
Wir kehren zu 1 zurück. Einige Ausführungsformen können eine Infrarotvorrichtung 125 enthalten, die verwendet werden kann, um zu bestimmen, wann eine Schweißnaht vollendet ist. Die Infrarotvorrichtung kann zum Beispiel eine Infrarotkamera und/oder ein sonstiger Sensor sein, der Infrarotbildinformationen aufnehmen und die Bilddaten an den Schweißabfolgeprozessor 105 übermitteln kann. Die Infrarotbilddaten können verwendet werden, um die genaue Position des Anfangs und des Endes einer Schweißnaht auf der Basis der Wärmesignatur der Schweißnaht zu bestimmen. Der Schweißabfolgeprozessor 105 kann die Temperaturinformationen verwenden, um zum Beispiel zu bestimmen, ob eine Schweißnaht an der richtigen Stelle ausgeführt wurde, ob die Schweißnaht mit der richtigen Technik ausgeführt wurde, und/oder um auf sonstige Weise zu verifizieren, dass die Schweißnaht vollendet ist.
In einigen Ausführungsformen können die Infrarotbilddaten von der Infrarotvorrichtung 125 dafür verwendet werden, die Stromversorgung während des Schweißprozesses zu variieren. Zum Beispiel kann der Schweißabfolgeprozessor 105 auf der Basis des Bestimmens der Temperatur einer Schweißnaht und der Position der Schweißnaht den Strom zu dem Schweißbrenner variieren, um die Schweißnaht zu justieren, während sie ausgeführt wird. Des Weiteren kann der Schweißabfolgeprozessor 105 beispielsweise die Position identifizieren, wo die Schweißnaht ausgeführt wird, und kann die Stromversorgung zu dem Schweißbrenner unterbrechen, wenn der Schweißer die Operation nicht ordnungsgemäß ausführt (zum Beispiel Schweißen an der falschen Position, Abweichen um mehr als eine Schwellendistanz von der ordnungsgemäßen Position einer Schweißnaht, Schweißen mit falschen Einstellungen). In einigen Ausführungsformen kann der Schweißabfolgeprozessor 105 das weitere Schweißen verhindern, bis er entweder durch die Infrarotbilddaten oder die Bilddaten des sichtbaren Lichts verifiziert hat, dass eine Schweißoperation korrekt vollendet wurde.
7 ist ein Blockschaubild eines beispielhaften Computersystems 710. Das Computersystem 710 enthält in der Regel mindestens einen Prozessor 714, der mit einer Anzahl von Peripheriegeräten über ein Bus-Teilsystem 712 kommuniziert. Zu diesen Peripheriegeräten können gehören: ein Speicher-Teilsystem 724, das zum Beispiel ein Speicher-Teilsystem 726 und ein Dateispeicher-Teilsystem 728 enthält, Benutzerschnittstellen-Eingabegeräte 722, Benutzerschnittstellen-Ausgabegeräte 720 und ein Netzwerkschnittstellen-Teilsystem 716. Die Eingabe- und Ausgabegeräte erlauben eine Nutzerinteraktion mit dem Computersystem 710. Das Netzwerkschnittstellen-Teilsystem 716 stellt eine Schnittstelle für externe Netzwerke bereit und ist mit entsprechenden Schnittstellenvorrichtungen in anderen Computersystemen gekoppelt.
Zu Benutzerschnittstellen-Eingabegeräten 722 können gehören: eine Tastatur, Zeigegeräte wie zum Beispiel eine Maus, ein Trackball, ein Touchpad oder ein Grafiktablett, ein Scanner, ein Touchscreen, der in die Anzeige integriert ist, Audio-Eingabegeräte wie zum Beispiel Spracherkennungssysteme, Mikrofone und/oder andere Arten von Eingabegeräten. Im Allgemeinen soll die Verwendung des Begriffes „Eingabegerät” alle möglichen Arten von Geräten und Wegen zur Eingabe von Informationen in das Computersystem 710 oder in einem Kommunikationsnetzwerk enthalten.
Zu Benutzerschnittstellen-Ausgabegeräten 720 können gehören: ein Anzeige-Teilsystem, ein Drucker, ein Faxgerät oder nicht-visuelle Anzeigen, wie zum Beispiel Audio-Ausgabegeräte. Das Anzeige-Teilsystem kann enthalten: eine Katodenstrahlröhre (KSR), ein Flachbildschirmgerät wie zum Beispiel eine Flüssigkristallanzeige (LCD), ein Projektionsgerät oder sonstige Mechanismen zum Erzeugen eines sichtbaren Bildes. Das Anzeige-Teilsystem kann auch eine nicht-visuelle Anzeige bereitstellen, wie zum Beispiel über Audio-Ausgabegeräte. Im Allgemeinen soll die Verwendung des Begriffes „Ausgabegerät” alle möglichen Arten von Geräten und Wegen zur Ausgabe von Informationen aus dem Computersystem 710 an den Nutzer oder zu einer anderen Maschine oder einem anderen Computersystem enthalten.
Das Speicher-Teilsystem 724 speichert Programmierungs- und Datenkonstrukte, die die Funktionalität einiger oder aller im vorliegenden Text beschriebenen Module bereitstellen. Zum Beispiel kann das Speicher-Teilsystem 724 die Logik zum Identifizieren und/oder Übertragen von praktizierbaren Inhalten von einer Computervorrichtung zu einer oder mehreren anderen Computervorrichtungen auf der Basis der Wahrscheinlichkeit, dass ein Nutzer Interesse am Zugriff auf die praktizierbaren Inhalte von den anderen Computervorrichtungen hat, enthalten.
Diese Software-Module werden allgemein durch den Prozessor 714 allein oder in Kombination mit anderen Prozessoren ausgeführt. Ein in dem Speicher-Teilsystem verwendeter Speicher 726 kann eine Anzahl von Speichern enthalten, einschließlich eines Haupt-Direktzugriffsspeichers (RAM) 730 zum Speichern von Instruktionen und Daten während der Programmausführung und eines Nurlesespeichers (ROM) 732, in dem fixierte Instruktionen gespeichert sind. Ein Dateispeicher-Teilsystem 728 kann eine dauerhafte Speicherung für Programm- und Datendateien bereitstellen und kann enthalten: ein Festplattenlaufwerk, ein Floppydiskettenlaufwerk zusammen mit zugehörigen Wechselspeichermedien, ein CD-ROM-Laufwerk, ein optisches Laufwerk oder Wechseldatenspeicherkartuschen. Die Module, die die Funktionalität bestimmter Ausführungsformen implementieren, können durch das Dateispeicher-Teilsystem 728 in dem Speicher-Teilsystem 724 oder in anderen Maschinen, auf die der oder die Prozessoren 714 zugreifen können, gespeichert werden.
Das Bus-Teilsystem 712 stellt einen Mechanismus bereit, über den die verschiedenen Komponenten und Teilsysteme des Computersystems 710 miteinander in der beabsichtigten Weise kommunizieren können. Obgleich das Bus-Teilsystem 712 schematisch als ein einzelner Bus gezeigt ist, können alternative Ausführungsformen des Bus-Teilsystems mehrere Busse verwenden.
Das Computersystem 710 kann unterschieden Typs sein, wie zum Beispiel eine Workstation, ein Server, ein Computercluster, ein Blade-Server, eine Serverfarm oder sonstige Datenverarbeitungssysteme oder Computervorrichtungen. Aufgrund der sich fortwährend verändernden Art von Computervorrichtungen und Netzwerken soll die Beschreibung des in 7 gezeigten Computersystems 710 nur ein konkretes Beispiel zum Zweck der Veranschaulichung einiger Ausführungsformen sein. Es sind viele andere Konfigurationen des Computersystems 710 möglich, die mehr oder weniger Komponenten als das in 7 gezeigte Computersystem 710 haben.
Die obige Beschreibung konkreter Ausführungsformen ist nur beispielhaft. Anhand der hier gegebenen Offenbarung erkennt der Fachmann nicht nur die allgemeinen erfindungsgemäßen Konzepte und die damit einhergehenden Vorteile, sondern findet auch offensichtliche verschiedenartige Änderungen und Modifizierungen der Strukturen und Verfahren, die hier offenbart sind. Zum Beispiel können alternative Verfahren und/oder Systeme mit zusätzlichen oder alternativen Komponenten verwendet werden, um die Ausrichtung einer Baugruppe relativ zu einem Schweißer zu bestimmen. Es ist darum beabsichtigt, alle derartigen Änderungen und Modifizierungen hierin aufzunehmen, insofern sie unter das Wesen und den Schutzumfang der allgemeinen erfinderischen Konzepte fallen, wie sie durch die beiliegenden Ansprüche und ihre Äquivalente definiert werden.
Bezugszeichenliste

100: System
101: Kommunikationsnetz
105: Schweißabfolgeprozessor
110: Abfolgedatenbank
115: Bildgabevorrichtung
120: Anzeige
125: Infrarotvorrichtung
130: Schweißvorrichtungssystem
201: Operation
202: Operation
203: Operation
205: Teil-Nummer
210: laufende Nummer
215: Operationstyp
220: Positionsinformationen
305: Schritt
310: Schritt
315: Schritt
320: Schritt
320B: Schritt
325: Schritt
410: Baugruppe
415: Marker
420: Marker
425: Marker
430: Schweißer
435: Schweißer-Bildgabevorrichtung
500: Schweißlinie
505: Schweißoperationsmeldung
510: Meldung
515: Meldung
520: Inspektionsbereichskästchen
525: Meldung
600: Pfeil
605: Meldung
610: Position
615: Meldung
625: Position
710: Computersystem
712: Bus-Teilsystem
714: Prozessor
716: Netzwerkschnittstellen-Teilsystem
720: Benutzerschnittstellen-Ausgabegeräte
722: Benutzerschnittstellen-Eingabegeräte
724: Speicher-Teilsystem
726: Speicher-Teilsystem
728: Speicher-Teilsystem
730: Haupt-Direktzugriffsspeicher
732: Nurlesespeicher

Claims

System (100) zum Übermitteln visueller Hinweise an einen Schweißer während einer Reihe von Operationen (201, 202, 203), wobei das System Folgendes umfasst: eine Bildgabevorrichtung (115); eine Anzeige (120); und einen Prozessor (105); wobei der Prozessor (105) Bilddaten von der Bildgabevorrichtung (115) erhält, wobei die Bilddaten mindestens einen Teil einer zu schweißenden Baugruppe enthalten, der im Sichtfeld eines Schweißers zu sehen ist; dadurch gekennzeichnet, dass der Prozessor (105) eine erste auszuführende Operation (201) unter mehreren zuvor festgelegten Operationen (201, 202, 203) bestimmt; und der Prozessor (105) einen ersten visuellen Hinweis generiert und veranlasst, dass der erste visuelle Hinweis auf der Anzeige (120) angezeigt wird; der erste visuelle Hinweis dem Schweißer beim Ausführen der ersten Operation (201) hilft.
System nach Anspruch 1, wobei die Anzeige (120) eine transparente Fläche ist oder umfasst, die in einem Schweißhelm montiert ist, und/oder die Anzeige ein Videobildschirm ist, der in einem Schweißhelm montiert ist oder einen Videobildschirm umfasst.
System nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Prozessor (105) des Weiteren das Sichtfeld des Schweißers auf der Basis der Bilddaten bestimmt.
System nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Bildgabevorrichtung an einem Helm des Schweißers montiert ist.
System nach einem der Ansprüche 1 bis 4, das des Weiteren Folgendes umfasst: eine zweite Bildgabevorrichtung; wobei der Prozessor (105) zweite Bilddaten von der zweiten Vorrichtung erhält; und wobei der Prozessor (105) das Sichtfeld des Schweißers auf der Basis der zweiten Bilddaten bestimmt.
System nach einem der Ansprüche 1 bis 5, das des Weiteren Folgendes umfasst: einen oder mehrere Sensoren; wobei der eine oder die mehreren Sensoren Bewegungen mindestens eines Teils des Schweißers überwachen; wobei der Prozessor (105) Sensorinformationen von den Sensoren erhält, die eine momentane Position des Schweißers angeben; und wobei der Prozessor (105) das Sichtfeld des Schweißers auf der Basis der Sensorinformationen bestimmt.
System nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Bildgabevorrichtung (115) Bilddaten von einer oder mehreren Markierungen (420, 425) erhält, die Punkten auf der zu schweißenden Baugruppe zugeordnet sind; wobei der Prozessor (105) eine Ausrichtung der Baugruppe relativ zu dem Schweißer auf der Basis der einen oder der mehreren Markierungen (420, 425) bestimmt, und wobei der erste visuelle Hinweis auf der Basis der Ausrichtung und des Sichtfeldes des Schweißers bereitgestellt wird.
System nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die erste Operation das Inspizieren einer Position auf der Baugruppe, und/oder ein Ausbilden einer Liniennaht zwischen zwei Stellen auf der Baugruppe ist.
System nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei die erste Operation ein Ausbilden einer Schweißnaht an einer Schweißposition auf der Baugruppe ist.
System nach Anspruch 9, wobei der Prozessor auf der Basis der Ausrichtung und des Sichtfeldes des Schweißers bestimmt, dass die Schweißposition für den Schweißer sichtbar ist, und wobei der erste visuelle Hinweis auf der Anzeige so angezeigt wird, dass er für den Schweißer auf der Baugruppe an der Schweißposition erscheint.
System nach Anspruch 9 oder 10, wobei der Prozessor auf der Basis der Ausrichtung und des Sichtfeldes des Schweißers bestimmt, dass die Schweißnaht für den Schweißer nicht sichtbar ist, und wobei der erste visuelle Hinweis dem Schweißer hilft, das Sichtfeld so zu justieren, dass die Schweißposition innerhalb des Sichtfeldes des Schweißers liegt.
System nach einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei eine zweite auszuführende Operation (202) unter den mehreren Operationen (201, 202, 203) bestimmt wird; und wobei der Prozessor (105) einen zweiten visuellen Hinweis generiert und anschließend den zweiten visuellen Hinweis an die Anzeige übermittelt.
System nach Anspruch 12, wobei der Prozessor (105) verifiziert, dass die erste Operation (201) vollendet ist; und wobei der Prozessor den zweiten visuellen Hinweis erst übermittelt, nachdem die erste Operation verifiziert wurde.
System nach Anspruch 13, wobei der Prozessor (105) auf der Basis der Bilddaten verifiziert, dass die erste Operation (201) vollendet ist.
System nach Anspruch 13 oder 14, das des Weiteren Folgendes umfasst: eine Infrarotvorrichtung (125); wobei die Infrarotvorrichtung (105) Infrarotdaten an den Prozessor (105) übermittelt; und wobei der Prozessor (105) auf der Basis der Infrarotdaten verifiziert, dass die erste Operation (201) vollendet ist.
System nach einem der Ansprüche 13 bis 15, wobei das Verifizieren, dass die erste Operation vollendet wurde, das Verifizieren enthält, dass die erste Operation korrekt ausgeführt wurde.
System nach einem der Ansprüche 13 bis 16, das des Weiteren Folgendes umfasst: eine Stromversorgung; wobei die Stromversorgung eine Schweißvorrichtung mit Strom versorgt; wobei der Prozessor (105) bestimmt, ob der Schweißer die erste Operation (201) vollendet hat; wobei der Prozessor (105) die Stromversorgung anweist, die Energiezufuhr zu der Schweißvorrichtung zu unterbrechen, nachdem der Prozessor (105) verifiziert hat, dass der Schweißer die erste Operation (201) vollendet hat; und wobei der Prozessor (105) die Stromversorgung anweist, die Schweißvorrichtung mit Strom zu versorgen, sobald die erste Operation (201) verifiziert ist.
Verfahren zum Übermitteln visueller Hinweise an einen Schweißer während einer Reihe von Operationen, insbesondere unter Verwendung eines Systems (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 17, wobei das Verfahren Folgendes umfasst: Empfangen von Baugruppeninformationen, wobei die Baugruppeninformationen einen Identifikator einer zu schweißenden Baugruppe (410) enthalten; Identifizieren einer Reihe von Operationen (201, 202, 203) auf der Basis der Baugruppeninformationen, wobei die Reihe von Operationen in einer zuvor festgelegten Abfolge angeordnet ist, wobei jede Operation eine laufende Nummer, einen Operationstyp und eine Operationsposition, wo die Operation auf der Baugruppe auszuführen ist, enthält; Auswählen einer Schweißoperation aus der Reihe von auszuführenden Operationen auf der Basis ihrer laufenden Nummer; gekennzeichnet durch Bestimmen eines visuellen Hinweises, der an eine Anzeige zu übermitteln ist, auf der Basis einer Ausrichtung der Baugruppe relativ zu dem Schweißer und einer Art der Schweißoperation; und Übermitteln, über die Anzeige, des visuellen Hinweises innerhalb eines Sichtfeldes des Schweißers, um den Schweißer, der die Schweißoperation ausführt, zu unterstützen.
Verfahren nach Anspruch 18, wobei das Bestimmen des visuellen Hinweises enthält: Bestimmen des Sichtfeldes des Schweißers; Bestimmen, auf der Basis des Sichtfeldes des Schweißers und der Ausrichtung der Baugruppe, ob die Arbeitsposition im Sichtfeld des Schweißers liegt; und Auswählen des visuellen Hinweises auf der Basis, ob die Arbeitsposition im Sichtfeld des Schweißers liegt.
Verfahren nach Anspruch 19, wobei, wenn die Arbeitsposition nicht im Sichtfeld des Schweißers liegt, das Verfahren des Weiteren das Folgendes umfasst: Bestimmen des visuellen Hinweises, um dem Schweißer zu helfen, das Sichtfeld so zu justieren, dass die Arbeitsposition im Sichtfeld des Schweißers liegt; Überwachen des Sichtfeldes des Schweißers und der Ausrichtung der Baugruppe, bis die Arbeitsposition im Sichtfeld des Schweißers liegt; Bestimmen eines zweiten visuellen Hinweises auf der Basis der Ausrichtung der Baugruppe und der Art der Operation; und Übermitteln, über die Anzeige, des zweiten visuellen Hinweises im Sichtfeld des Schweißers.
Verfahren nach einem der Ansprüche 18 bis 20, wobei der visuelle Hinweis ein Pfeil (600) ist, der eine Richtung anzeigt, in die sich der Schweißer bewegen soll, um das Sichtfeld so neu zu positionieren, dass die Arbeitsposition im Sichtfeld liegt; und/oder wobei der visuelle Hinweis ein Pfeil (600) ist, der anzeigt, die Baugruppe so neu zu positionieren, dass die Operation im Sichtfeld liegt.