KR20160013182A - 용접을 돕기 위해 컴퓨터화된 안경류 장치를 제공하는 시스템 및 방법 - Google Patents

용접을 돕기 위해 컴퓨터화된 안경류 장치를 제공하는 시스템 및 방법 Download PDF

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Abstract

용접공 또는 용접 수련생을 돕기 위한 시스템 및 방법이 제공된다. 시스템은 헤드업 디스플레이(HUD)를 갖는 컴퓨터화된 안경류 장치(150)와 함께, 현실-세계 아크 용접 시스템 또는 가상현실 아크 용접 시스템을 제공한다. 컴퓨터화된 안경류 장치는 안경이 착용되는 것처럼 통상적인 용접 헬멧 아래로 사용자에 의해 착용될 수 있으며, 또한 현실-세계 아크 용접 시스템 또는 가상현실 아크 용접 시스템의 프로그램 가능한 프로세서-기반형 서브시스템(310)의 용접 전력 공급원(140)과 무선으로 통신할 수 있다.

Description

용접을 돕기 위해 컴퓨터화된 안경류 장치를 제공하는 시스템 및 방법{SYSTEMS AND METHODS PROVIDING A COMPUTERIZED EYEWEAR DEVICE TO AID IN WELDING}
이 미국 특허출원은 그 전체가 여기에 참조 인용된, 2013년 5월 24일자 출원된 미국 가특허출원 제61/827,248호의 우선권 및 이익을 청구한다. 출원번호가 제13/212,686호이며 2013년 8월 18일자로 출원된 미국 특허공개 제2013/0044042호는 그 전체가 여기에 참조 인용되었다. 출원번호가 제12/501,257호이며 2009년 7월 10일자로 출원된 미국 특허공개 제2010/0062405호 또한 그 전체가 여기에 참조 인용되었다.
본 발명의 어떤 실시예는 용접에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명의 어떤 실시예는 컴퓨터화된 안경류 장치를 통해 용접 시스템을 사용하는 용접공에게 시각화 및 통신 능력을 제공하는 시스템 및 방법에 관한 것이다.
수련 과정에 있는 용접 수련생을 돕기 위해, 용접 공정(현실-세계 용접 공정 또는 시뮬레이트된 용접 공정) 중 용접 수련생에게 실시간으로 정보를 제공하는 것이 중요하다. 유사하게, 현실-세계 용접 공정 중 용접 숙련공에게 실시간으로 정보를 제공하는 것은, 용접 공정 시 용접 숙련공을 돕는다. 또한, 용접 수련생이나 용접 숙련공이 (현실의 또는 시뮬레이트된) 용접 시스템과 용이하게 통신하기 위한(예를 들어, 명령을 제공하기 위한) 능력을 제공하는 것은, 더욱 효과적인 그리고 사용자-친화적인 용접 경험을 허용할 수 있다. 오늘날, 용접 헬멧은 용접공이 광 인디케이터(indicator) 상에 민첩하게 초점을 맞출 수 있을 것을 요구하지 않는 용접 정보를 나타내는 간단한 광 인디케이터를 구비할 수 있는데, 그 이유는 상기 광 인디케이터가 용접공의 눈의 1 인치(one inch) 내에 있을 수 있기 때문이다. 예를 들어 광 인디케이터의 컬러가 적색이나 녹색 또는 황색인 것을 쉽게 알 수 있는 상태가 제공된다. 따라서 용접공이나 용접 수련생이 용접 시스템과 상호작용하는 방법 및 정보가 실시간으로 제공 및 관찰되는 방법을 개선시킬 것이 지속적으로 요구되고 있다.
도면을 참조하여 본 출원의 나머지에 설명되는 바와 같이 이런 시스템 및 방법과 본 발명의 실시예와의 비교를 통해 통상적인, 전형적인, 및 제안된 접근방법의 추가적인 제약사항 및 단점이 본 기술분야의 숙련자에게 명확해질 것이다.
이런 문제점을 해결하기 위해, 본 발명은 청구항 1 에 따른 아크 용접 시스템 및 청구항 2 에 따른 가상현실(virtual reality) 용접 시스템을 제안하고 있다. 보다 구체적인 해결책이 종속항으로부터 취해질 수 있다. 종속항의 특징들은 지금까지 언급된 두 타입의 시스템에 적용할 수 있음을 인식해야 한다. 일 실시예에 있어서, 시스템이 제공된다. 상기 시스템은 아크 용접 시스템의 용접 전력 공급원, 및 헤드업 디스플레이(head-up display)(HUD)를 갖는 컴퓨터화된 안경류 장치를 포함한다. 상기 컴퓨터화된 안경류 장치는, 안경을 착용하는 것처럼, 사용자가 착용하도록 구성되는 반면에, 상기 사용자는 보호 용접 헬멧도 착용하고 있다. 상기 컴퓨터화된 안경류 장치는 아크 용접 시스템의 용접 전력 공급원과 무선으로 통신하도록 추가로 구성된다. 컴퓨터화된 안경류 장치는 용접 전력 공급원으로부터 정보를 수신하고, 그 정보를 HUD 상에 디스플레이할 수 있다. 또한, 사용자는 컴퓨터화된 안경류 장치를 통해(예를 들어, 음성 작동을 통해) 용접 전력 공급원에 명령을 제공할 수 있다. 상기 용접 전력 공급원 및 컴퓨터화된 안경류 장치는 사용자의 용접 기술을 나타내는 하나 또는 그 이상의 증강형(augmented) 인디케이터, 및 예를 들어 이루어질 다음 용접을 HUD 상에 기능적으로 나타내는 시퀀서(sequencer)를 제공하도록 협동 가능하게 구성될 수 있다.
다른 실시예에 있어서, 시스템이 제공된다. 상기 시스템은 가상현실 용접 시뮬레이션 시스템의 프로그램 가능한 프로세서-기반형 서브시스템, 및 헤드업 디스플레이(HUD)를 갖는 컴퓨터화된 안경류 장치를 포함한다. 상기 컴퓨터화된 안경류 장치는, 안경을 착용하는 것처럼, 사용자가 착용하도록 구성되며, 사용자는 보호 용접 헬멧도 착용한다. 상기 컴퓨터화된 안경류 장치는 가상현실 용접 시뮬레이션 시스템의 프로그램 가능한 프로세서-기반형 서브시스템과 무선으로 통신하도록 추가로 구성된다. 컴퓨터화된 안경류 장치는 프로그램 가능한 프로세서-기반형 서브시스템으로부터 정보를 수신하고, 그 정보를 HUD 상에 디스플레이할 수 있다. 또한, 사용자는 컴퓨터화된 안경류 장치를 통해(예를 들어, 음성 작동을 통해) 상기 프로그램 가능한 프로세서-기반형 서브시스템에 명령을 제공할 수 있다. 상기 프로그램 가능한 프로세서-기반형 서브시스템 및 컴퓨터화된 안경류 장치는, 예를 들어 가상현실 용접 공정과 관련된 하나 또는 그 이상의 가상현실 영상, 및 가상현실 용접 공정과 관련된 가상 큐(cue) 및 인디케이터를 제공하도록 협동 가능하게 구성될 수 있다.
실시예에 따라, 컴퓨터화된 안경류 장치는 사용자의 머리에 착용되도록 구성되는 프레임을 포함하며, 상기 프레임은 사용자의 코에 지지되도록 구성되는 브릿지, 상기 브릿지에 결합되며 그리고 상기 브릿지로부터 이와는 먼 제1 단부로 연장하며 또한 사용자의 이마(brow)의 제1 측 위에 위치되도록 구성되는 이마 부분, 및 상기 이마 부분의 제1 단부에 결합되고 그리고 자유단부로 연장하는 제1 단부를 갖는 제1 아암을 포함하며, 상기 제1 아암은 사용자의 제1 귀(ear)에 가깝게 배치되는 자유단부에 의해 사용자의 제1 관자놀이(temple) 위에 위치되도록 구성되며, 상기 브릿지는 사용자의 눈에 대해 상기 이마 부분의 선택적인 포지셔닝을 위해 조정 가능하다. 또한, 상기 컴퓨터화된 안경류 장치는 투명한 디스플레이(HUD)를 포함하며, 상기 투명한 디스플레이는 프레임에 부착될 수 있고 그리고 제1 이마 부분과 평행으로 연장하는 제1 축선에 대한 회전을 통해 상기 프레임에 대해 이동 가능하다. 또한, 상기 컴퓨터화된 안경류 장치는 프레임에 부착되는 제어 및 통신 회로를 포함하는 하우징을 포함한다. 일 예로서, 상기 컴퓨터화된 안경류 장치는 아크 용접 시스템 또는 가상현실 아크 용접 시뮬레이션 시스템과 작동하도록 구성되는 구글 글래스(Google Glass)™ 장치일 수 있다.
본 발명의 도시된 실시예의 상세한 내용이 이하의 기재 및 도면으로부터 더욱 완전히 이해될 것이다.
도 1은 아크 용접 시스템 및 상기 아크 용접 시스템과 통신하도록 구성되는 컴퓨터화된 안경류 장치의 예시적인 실시예의 다이아그램을 도시하고 있다.
도 2는 도 1의 컴퓨터화된 안경류 장치의 예시적인 실시예의 다이아그램을 도시하고 있다.
도 3은 가상현실 용접 시스템 및 상기 가상현실 용접 시스템과 통신하도록 구성되는 컴퓨터화된 안경류 장치의 예시적인 실시예의 다이아그램을 도시하고 있다.
이하에는 본 발명 내에서 사용될 수 있는 예시적인 용어의 정의가 기재되어 있다. 모든 용어의 단수 형태와 복수 형태 모두는 각각의 의미 내에 속한다.
여기에 사용되는 바와 같은 "소프트웨어" 또는 "컴퓨터 프로그램"은 컴퓨터 또는 다른 전자 디바이스를 원하는 방식으로 기능, 동작, 및/또는 행동을 수행시키는, 하나 또는 그 이상의 컴퓨터 판독 가능한 및/또는 실행 가능한 명령을 포함하지만, 그러나 이에 제한되지 않는다. 상기 명령은 별도의 어플리케이션 또는 동적으로 링크되는 라이브러리로부터의 코드를 포함하는 루틴, 알고리즘, 모듈, 또는 프로그램과 같은 다양한 형태로 매립될 수 있다. 또한, 소프트웨어는 자립형 프로그램, 함수 호출(function call), 서블릿(servlet), 애플릿(applet), 어플리케이션, 메모리에 저장된 명령, 운영 시스템 또는 다른 타입의 실행 가능한 명령의 부분과 같은, 다양한 형태로 실행될 수도 있다. 본 기술분야의 숙련자라면 소프트웨어의 형태는 예를 들어 원하는 어플리케이션의 요구사항, 그 작동 환경, 및/또는 설계자/프로그래머 등의 희망사항에 따르는 것을 인식해야 한다.
여기에 사용되는 바와 같이, "컴퓨터" 또는 "프로세싱 요소" 또는 "컴퓨터화된 디바이스"는 데이터를 저장, 검색, 및 프로세싱할 수 있는 임의의 프로그램된 또는 프로그램 가능한 전자 디바이스를 포함하지만, 그러나 이에 제한되지 않는다. "비-일과성(non-transitory) 컴퓨터-판독 가능한 매체"는 CD-ROM, 제거 가능한 플래시 메모리 카드, 하드 디스크 드라이브, 자기 테이프, 및 플로피 디스크를 포함하지만, 그러나 이에 제한되지 않는다.
여기에 사용되는 바와 같이, "컴퓨터 메모리"는 컴퓨터나 프로세싱 요소에 의해 검색될 수 있는 디지털 데이터 또는 정보를 저장하도록 구성되는 저장 장치를 지칭한다.
여기에 사용되는 바와 같이, "제어기"는 장치, 시스템, 또는 시스템의 일부를 제어하는데 포함되는 로직 회로 및/또는 프로세싱 요소 및 관련의 소프트웨어 또는 프로그램을 지칭한다.
"신호", "데이터", 및 "정보"라는 용어는 여기에서 호환 가능하게 사용될 수 있으며, 또한 디지털 또는 아날로그 형태로 사용될 수 있다.
"용접 매개변수"라는 용어는 여기에서 광범위하게 사용되며, 또한 용접 출력 전류 파형의 일부의 특징(예를 들어, 진폭, 펄스폭 또는 주기, 슬로프, 전극 극성), 용접 공정(예를 들어, 단락 아크 용접 공정 또는 펄스 용접 공정), 와이어 공급 속도, 변조 주파수, 용접 이동 속도, 또는 현실-세계 용접 또는 시뮬레이트된 용접과 관련된 일부 다른 매개변수를 지칭할 수 있다.
여기에 사용되는 바와 같이, "헤드업 디스플레이"라는 용어는 사용자가 그 통상적인 관점으로부터 한눈을 팔 것을 요구하지 않고 정보(예를 들어, 고품질 영상)를 제공하는 투명한 디스플레이를 지칭한다.
일 실시예에 있어서, 아크 용접 시스템이 제공된다. 상기 아크 용접 시스템은 용접 전력 공급원, 및 헤드업 디스플레이(HUD)와 상기 HUD 에 작동 가능하게 연결되는 제어 및 통신 회로(control and communication circuitry)(CCC)를 갖는 컴퓨터화된 안경류 장치를 포함한다. 상기 컴퓨터화된 안경류 장치는, 보호 용접 헬멧을 착용하고 있는 동안 안경을 착용하는 것처럼 사용자가 착용하도록 구성되며, 그리고 용접 전력 공급원과 무선으로 통신한다. 상기 제어 및 통신 회로는 용접 전력 공급원으로부터 정보를 무선으로 수신하고, 그 정보를 HUD 상에 디스플레이한다.
실시예에 따라, 상기 컴퓨터화된 안경류 장치는 제어 및 통신 회로에 작동 가능하게 연결되는 마이크를 포함한다. 상기 마이크와 제어 및 통신 회로는, 음성-작동식 사용자 명령 정보를 수신하며 그리고 상기 음성-작동식 사용자 명령 정보를 용접 전력 공급원에 무선으로 송신하도록 구성된다. 실시예에 따라, 상기 컴퓨터화된 안경류 장치는 제어 및 통신 회로에 작동 가능하게 연결되는 카메라를 포함한다. 상기 카메라와 제어 및 통신 회로는, 스틸 사진과 동영상 중 하나 또는 그 이상을 캡처하도록 구성된다. 실시예에 따라, 상기 제어 및 통신 회로는 무선 액세스 포인트를 통해 인터넷에 액세스하도록 구성된다.
실시예에 따라, 상기 컴퓨터화된 안경류 장치는 사용자의 머리 상에 착용되도록 구성되는 프레임, 및 제어 및 통신 회로, 마이크, 및 카메라 중 하나 또는 그 이상을 수용하는, 상기 프레임에 부착되는 적어도 하나의 하우징을 포함한다. 또한, HUD 는 프레임에 부착되며, 그리고 제1 이마 부분과 평행하게 연장하는 제1 축선에 대한 회전을 통해 프레임에 대해 이동 가능하다. 선택적으로, 상기 컴퓨터화된 안경류 장치는 프레임에 의해 제위치에 유지되는 적어도 하나의 처방전 광학 렌즈(prescription optical lens)를 포함할 수 있다.
실시예에 따라, 프레임은 사용자의 코에 지지되도록 구성되는 브릿지, 상기 브릿지에 결합되며 그리고 상기 브릿지로부터 이와는 먼 제1 단부로 연장하고 그리고 사용자의 이마의 제1 측 위에 위치되도록 구성되는 이마 부분, 및 상기 이마 부분의 제1 측 위에 위치되도록 구성되는 이마 부분, 및 상기 이마 부분의 제1 단부에 결합되고 그리고 자유단부로 연장하는 제1 아암을 포함한다. 상기 제1 아암은 사용자의 제1 귀에 가깝게 배치되는 자유단부에 의해 사용자의 제1 관자놀이 위에 위치되도록 구성된다. 실시예에 따라, 상기 브릿지는 사용자의 눈에 대해 이마 부분의 선택적인 포지셔닝을 위해 조정 가능하다.
도 1은 아크 용접 시스템(100) 및 상기 아크 용접 시스템(100)과 통신하도록 구성되는 컴퓨터화된 안경류 장치(150)의 예시적인 실시예의 다이아그램을 도시하고 있다. 아크 용접 시스템(100)은 와이어 공급기(140), 용접 건 또는 용접 툴(120), 차폐 가스 공급부(130), 및 용접 전력 공급원(140)을 포함한다. 와이어 공급기(110), 용접 건(120), 차폐 가스 공급부(130), 및 전력 공급원(140)은 용접공이 용접 와이어와 공작물(W) 사이에 전기 아크를 생성하여 본 기술분야에 알려진 바와 같은 용접부를 형성하는 것을 허용하도록 작동 가능하게 연결된다.
실시예에 따라, 용접 전력 공급원(140)은 절환 전력 공급부(도시되지 않음), 파형 발생기(도시되지 않음), 제어기(도시되지 않음), 전압 피드백 회로(도시되지 않음), 전류 피드백 회로(도시되지 않음), 및 무선 통신 회로(145)를 포함한다. 와이어 공급기(110)는 선택된 와이어 공급 속도(wire feed speed)(WFS)로 용접 건(용접 툴)(120)을 통해 소비 가능한 와이어 용접 전극(E)을 공작물(W)을 향해 공급한다. 상기 와이어 공급기(110), 소비 가능한 용접 전극(E), 및 공작물(W)은 용접 전력 공급원(140)의 부분이 아니지만, 그러나 용접 출력 케이블을 통해 용접 전력 공급원(140)에 작동 가능하게 연결될 수 있다.
컴퓨터화된 안경류 장치(150)는, 통상적인 보호 용접 헬멧을 착용하고 있는 동안 안경을 착용하는 것처럼 사용자가 착용하도록 구성된다. 상기 보호 용접 헬멧은 컴퓨터화된 안경류 장치(150)를 수용하기 위해 임의의 방법으로 수정될 필요가 없는 통상적인 용접 헬멧일 수 있다. 또한, 컴퓨터화된 안경류 장치(150)는 용접 전력 공급원(140)의 무선 통신 회로(145)를 통해 상기 용접 전력 공급원(140)과 무선으로 통신하도록 구성된다. 상기 무선 통신 회로(145)는 실시예에 따라 프로세서, 컴퓨터 메모리, 송신기, 수신기, 및 안테나를 포함할 수 있다.
이제 도 1 및 도 2를 참조하면, 도 2는 도 1의 컴퓨터화된 안경류 장치(150)의 예시적인 실시예의 다이아그램을 도시하고 있으며, 상기 컴퓨터화된 안경류 장치(150)는 사용자의 머리에 착용되도록 구성되는 프레임(151)을 포함한다. 상기 프레임(151)은 사용자의 코에 지지되도록 구성되는 브릿지(152), 및 상기 브릿지(152)에 결합되며 그리고 상기 브릿지(152)로부터 이와는 먼 제1 및 제2 단부로 연장하고 또한 사용자의 이마 위에 위치되도록 구성되는 이마 부분(153)을 포함한다.
또한, 상기 프레임은 이마 부분(153)의 제1 단부에 결합되고 그리고 자유단부로 연장하는 제1 단부를 갖는 제1 아암을 포함하며, 상기 제1 아암은 사용자의 제1 귀에 가깝게 배치되는 자유단부에 의해 사용자의 제1 관자놀이 위에 위치되도록 구성된다. 또한, 프레임(151)은 이마 부분(153)의 제2 단부에 결합되고 그리고 자유단부로 연장하는 제1 단부를 갖는 제2 아암(155)을 포함하며, 상기 제2 아암은 사용자의 제2 귀에 가깝게 배치되는 자유단부에 의해 사용자의 제2 관자놀이 위에 위치되도록 구성된다. 브릿지(152)는 실시예에 따라 사용자의 눈에 대해 이마 부분(153)의 선택적인 포지셔닝을 위해 조정 가능할 수 있다.
컴퓨터화된 안경류 장치(150)는 프레임(151)에 부착되는 투명한 디스플레이(예를 들어, HUD)를 포함한다. 상기 HUD(156)는 실시예에 따라 이마 부분(153)과 평행하게 연장하는 제1 축선에 대한 회전을 통해 프레임(151)에 대해 이동 가능할 수 있으며, 또한 텍스트, 그래픽, 및 영상을 디스플레이하도록 구성될 수 있다. 또한, 컴퓨터화된 안경류 장치(150)는 하우징(162)으로 둘러싸이고 그리고 상기 프레임(151)에 부착되는, 제어 및 통신 회로(예를 들어, 컴퓨터)(157)를 포함한다. 제어 및 통신 회로(157)는 예를 들어 프로세서 및 메모리를 포함할 수 있다. 상기 메모리는 프로세서에 결합될 수 있으며, 또한 상기 프로세서에 의해 액세스 및 실행될 수 있는 소프트웨어를 저장한다. 상기 프로세서는 예를 들어 마이크로프로세서 또는 디지털 신호 프로세서일 수 있다. 선택사항으로서, 컴퓨터화된 안경류 장치(150)는 카메라(158)를 포함할 수 있다. HUD(156)와 제어 및 통신 회로(157)[및, 선택적으로 카메라(158)]는 여기에 기재된 기능성을 제공하도록 작동 가능하게 연결된다. 실시예에 따라, 상기 카메라(158)는 스틸 사진 및 동영상을 캡처하도록 구성된다. 이 방법으로, 사용자는 용접 헬멧의 내측으로부터 사용자에 의해 관찰되는 바와 같은 용접 시나리오를 기록할 수 있다.
실시예에 따라, 상기 제어 및 통신 회로(157)는 용접 전력 공급원(140)의 무선 통신 회로(145)와의 쌍방향 통신을 제공한다. 정보는 용접 전력 공급원(140)으로부터 컴퓨터화된 안경류 장치(150)로 제공될 수 있으며, 그리고 HUD(156) 상에 디스플레이될 수 있다. 또한, 실시예에 따라, 제어 및 통신 회로(157)는 사용자로부터 음성-작동식 명령을 수신하고, 그리고 상기 명령을 용접 전력 공급원(140)에 송신하도록 구성된다. 용접 전력 공급원(140)과 컴퓨터화된 안경류 장치(150) 사이의 통신은, 다른 가능성 중에서도 예를 들어 블루투스® 라디오 기술, (임의의 IEEE 802.11 수정사항을 포함하는) IEEE 802.11 에 기재된 통신 프로토콜, (GSM, CDMA, UMTS, EVDO, WiMax, 또는 LTE 와 같은) 휴대전화 기술, 또는 ZigBee® 기술에 의해 달성될 수 있다. 실시예에 따라, 상기 컴퓨터화된 안경류 장치는 사용자의 정확한 시각 처방전에 대응하는 적어도 하나의 광학 렌즈(163)를 포함할 수도 있다. 다른 실시예에 따라, 컴퓨터화된 안경류 장치는 모듈형일 수 있으며, 또한 정상적인 처방전 안경에 부착 가능하다.
또한, 실시예에 따라, 용접 전극 공급원(140)은 인터넷을 통해 상기 컴퓨터화된 안경류 장치(150)에 의해 액세스 가능할 수 있다. 예를 들어, 제어 및 통신 회로(157)는 무선 핫스팟(예를 들어, 스마트폰 또는 무선 라우터)을 통해 인터넷에 액세스하고 그리고 이를 통해 용접 전력 공급원(140)에 액세스하도록 구성될 수 있다. 대안적으로, 용접 전력 공급원(140)은 인터넷에 액세스하고 그리고 인터넷으로부터 얻어진 정보를 컴퓨터화된 안경류 장치(150)에 제공하도록 구성될 수 있다.
용접공에게 유용할 수 있는 현실-세계 용접 시나리오 중 HUD(156) 상에 디스플레이될 수 있는 정보는 텍스트, 영상, 또는 그래픽의 형태일 수 있다. 이런 정보는 예를 들어 아크 용접 공정, 용접 툴 이동 각도, 용접 툴 이동 속도, 팁과의 작업 거리(tip-to-work distance), 와이어 공급 속도, 용접 극성, 출력 전압 레벨, 출력 전류 레벨, 아크 길이, 다임 이격거리(dime spacing), 휩(whip) 시간, 퍼들(puddle) 시간, 위브(weave)의 폭, 위브 이격거리, 허용오차 윈도우, 넘버 스코어, 및 용접 시퀀스 단계를 포함할 수 있다. 다른 실시예에 따라, 다른 정보가 디스플레이될 수도 있다. 예를 들어, 증강형 모드에 있어서, 가상현실 훈련 환경에 사용되는 명령 인디케이터는 HUD(156)를 사용하여 실제 용접부 위에 중첩될 수 있다. 이 방식으로, 가상현실 용접 시스템 상에서 훈련받는 용접 수련생은 현실의 용접 시나리오로 전이되고, 또한 HUD 를 통해 제공된 동일한 명령 인디케이터를 가질 수 있다. 특별한 매개변수(예를 들어, 용접 툴 이동 각도)가 허용 가능한 범위 내에 있는지의 여부를 용접공에게 나타내기 위해, 컴퓨터화된 안경류 장치의 HUD 상의 용접공에게 시각적 큐 또는 인디케이터가 디스플레이될 수 있다. 이런 시각적 큐 또는 인디케이터는 경험이 없는 용접공 또는 용접 수련생이 자신의 용접 기술을 개선시키는 것을 도움으로써 훈련을 도울 수 있다.
일부 정보의 습득은 공간 상에서 추적되는 용접 툴(예를 들어, 이동 각도, 이동 속도, 팁과의 작업 거리)에 의존할 수 있다. 실시예에 따라 용접 툴은, 공간 위치 또는 이동 정보를 제공하기 위해, 용접 전력 공급원에 작동 가능하게 연결되는 가속도계 장치를 포함할 수 있다. 예를 들어, 자기 추적 기술과 같은, 용접 툴을 추적하는 다른 방법도 가능하다.
실시예에 따라, 컴퓨터화된 안경류 장치(150)는 사용자로부터 음성-작동식 명령을 수신하기 위해 마이크(159)를 포함한다. 용접공에 의해 시작되는 바와 같은, 용접 전력 공급원(140)과 통신하는 컴퓨터화된 안경류 장치(150)에 의해 수용될 수 있는 상기 음성-작동식 명령은, 예를 들어 와이어 공급 속도, 용접 극성, 및 용접 출력 전류 레벨과 같은 용접 매개변수를 바꾸라는 명령을 포함할 수 있다. 다른 실시예에 따라, 다른 타입의 명령도 가능할 수 있다.
다른 실시예에 따라, 컴퓨터화된 안경류 장치(150) 및/또는 용접 전력 공급원(140)은, 아크 용접 시스템(100)을 구비한 상기 컴퓨터화된 안경류 장치(150)의 사용을 수용하도록 구성되는 하나 또는 그 이상의 용접 소프트웨어 어플리케이션으로 프로그램될 수 있다. 예를 들어, 하나의 용접 소프트웨어 어플리케이션의 실시예는 "좋은 용접" 인식 능력을 제공할 수 있다. 얼굴 인식 능력과 유사하게, 상기 "좋은 용접" 인식 능력은 사용자에 의해 생성되는 용접 영상을 획득하고, 상기 영상을 분석하고, 그리고 용접의 전체적인 외측 품질에 대해 HUD(156) 상의 사용자에게 피드백을 제공하기 위해, 카메라(158)를 사용할 수 있다. 예를 들어, "빈약한 용접", "타당한 용접", 또는 "좋은 용접"이라는 문구가 사용자에게 디스플레이될 수 있다. 사용자는 용접 영상을 획득하기 위해 자신의 용접 헬멧을 벗거나 또는 용접 헬멧 상의 바이저(visor)를 올려야만 한다. 다양한 실시예에 따라, 상기 용접 소프트웨어 어플리케이션은 컴퓨터화된 안경류 장치(150), 용접 전력 공급원(140), 또는 이 둘의 조합물에 존재할 수 있다.
다른 예로서, 용접 소프트웨어 어플리케이션의 실시예는 용접 시퀀싱(sequencing) 능력을 제공할 수 있다. 일부 또는 조립체를 많은 용접부로 용접할 때, 용접공이 용접부를 누락시키는 것은 바람직하지 않다. 용접 소프트웨어 어플리케이션은 그 부분을 위해 용접공이 복수의 용접부를 통한 단계를 따르도록 할 수 있다. 예를 들어, 용접공이 복수의 용접을 요구하는 일부 또는 조립체 상에서 현재의 용접을 완료함에 따라, 용접공은 "다음 용접"이라는 음성 명령을 제공할 수 있다. 그 결과로서, 용접 소프트웨어 어플리케이션은 HUD(156) 상의 용접공에게 수행될 다음 용접의 위치를 제공하는 영상 또는 그래픽(예를 들어, 그 부분의 3D 표시)을 디스플레이할 수 있다. 용접의 타입 및 용접과 관련된 다른 정보도 디스플레이될 수 있다. 컴퓨터화된 안경류 장치(150)가 공간 상에서 추적되는 실시예에 따라, 여기에서 이하에 기재되는 바와 같이, 용접 소프트웨어 어플리케이션은 용접될 다음 위치에서 그래픽 인디케이터가 조립체 상에 놓이도록, 그래픽을 HUD 상에 디스플레이할 수 있다. 다른 실시예에 따라, 컴퓨터화된 안경류 장치로 작동되는 다른 타입의 용접 소프트웨어 어플리케이션도 가능하다.
일 실시예에 있어서, 가상현실 용접 시스템이 제공된다. 상기 가상현실 용접 시스템은 프로그램 가능한 프로세서-기반형 서브시스템, 및 헤드업 디스플레이(HUD) 와 상기 HUD 에 작동 가능하게 연결되는 제어 및 통신 회로(CCC)를 갖는 컴퓨터화된 안경류 장치를 포함한다. 상기 컴퓨터화된 안경류 장치는 안경을 착용하는 것처럼 사용자가 착용하고, 또한 프로그램 가능한 프로세서-기반형 서브시스템과 무선으로 통신하도록 구성된다. 제어 및 통신 회로는 상기 프로그램 가능한 프로세서-기반형 서브시스템으로부터 정보를 무선으로 수신하고, 그 정보를 HUD 상에 디스플레이하도록 구성된다.
실시예에 따라, 컴퓨터화된 안경류 장치는 상기 제어 및 통신 회로에 작동 가능하게 연결되고 그리고 음성-작동식 사용자 명령 정보를 수신하고 상기 음성-작동식 사용자 명령 정보를 상기 프로그램 가능한 프로세서-기반형 서브시스템에 송신하도록 구성되는, 마이크를 추가로 포함한다. 대안적으로, 또는 추가하여, 컴퓨터화된 안경류 장치는 상기 제어 및 통신 회로에 작동 가능하게 연결되고 그리고 사용자로 하여금 명령 정보를 선택하게 하고 그 명령 정보를 상기 프로그램 가능한 프로세서-기반형 서브시스템에 송신하도록 구성되는, 터치-감응식 사용자 인터페이스를 포함할 수 있다.
실시예에 따라, 컴퓨터화된 안경류 장치는 상기 제어 및 통신 회로에 작동 가능하게 연결되는 카메라를 포함한다. 카메라와 상기 제어 및 통신 회로는 스틸 사진과 동영상 중 하나 또는 그 이상을 캡처하도록 구성된다. 실시예에 따라, 상기 제어 및 통신 회로는 무선 액세스 포인트를 통해 인터넷에 액세스하도록 구성된다.
실시예에 따라, 컴퓨터화된 안경류 장치는 사용자의 머리 상에 착용되도록 구성되는 프레임, 및 상기 프레임에 부착되며 제어 및 통신 회로와 마이크 및 카메라 중 하나 또는 그 이상을 수용하는 적어도 하나의 하우징을 포함한다. 또한, HUD 는 프레임에 부착되며, 그리고 제1 이마 부분과 평행하게 연장하는 제1 축선에 대한 회전을 통해 프레임에 대해 이동 가능하다. 선택적으로, 컴퓨터화된 안경류 장치는 프레임에 의해 제위치에 유지되는 적어도 하나의 처방전 광학 렌즈를 포함할 수 있다.
실시예에 따라, 프레임은 사용자의 코에 지지되도록 구성되는 브릿지, 상기 브릿지에 결합되며 그리고 상기 브릿지로부터 이와는 먼 제1 단부로 연장하며 사용자의 이마의 제1 측 위에 위치되도록 구성되는 이마 부분, 및 상기 이마 부분의 제1 단부에 결합되고 그리고 자유단부로 연장하는 제1 단부를 갖는 제1 아암을 포함한다. 상기 제1 아암은 사용자의 제1 귀에 가깝게 배치되는 자유단부에 의해 사용자의 제1 관자놀이 위에 위치되도록 구성된다. 실시예에 따라, 상기 브릿지는 사용자의 눈에 대해 이마 부분의 선택적인 포지셔닝을 위해 조정 가능하다.
실시예에 따라, 컴퓨터화된 안경류 장치는, 제어 및 통신 회로에 작동 가능하게 연결되고 그리고 사용자가 그 머리를 이동하였을 때 상기 프로그램 가능한 프로세서-기반형 서브시스템에 공간 정보를 제공하도록 구성되는, 적어도 하나의 운동 감지 장치를 포함한다.
도 3은 가상현실 아크 용접 시스템(300) 및 상기 가상현실 용접 시스템(300)과 통신하도록 구성되는 컴퓨터화된 안경류 장치(150)의 예시적인 실시예의 다이아그램을 도시하고 있다. 가상현실 아크 용접(virtual reality arc welding)(VRAW) 시스템은 프로그램 가능한 프로세서-기반형 서브시스템, 상기 프로그램 가능한 프로세서-기반형 서브시스템에 작동 가능하게 연결되는 공간 추적기, 상기 공간 추적기에 의해 공간 상에서 추적될 수 있는 적어도 하나의 모의(mock) 용접 툴, 및 상기 프로그램 가능한 프로세서-기반형 서브시스템에 작동 가능하게 연결되는 적어도 하나의 디스플레이 장치를 포함한다. 실시예에 따라, 컴퓨터화된 안경류 장치(150) 또한 상기 공간 추적기에 의해 공간 상에서 추적될 수 있다. 상기 시스템은, 가상현실 공간에서, 실시간 용융 금속 유동성 및 방열 특성을 갖는 용접 퍼들을 시뮬레이션할 수 있다. 또한, 상기 시스템은 시뮬레이트된 용접 퍼들을 디스플레이 장치 상에 실시간으로 디스플레이할 수 있다.
상기 시스템(300)은 프로그램 가능한 프로세서-기반형 서브시스템(programmable processor-based subsystem)(PPS)(310)을 포함한다. 시스템(300)은 PPS(310)에 작동 가능하게 연결되는 공간 추적기(spatial tracker)(ST)(320)를 추가로 포함한다. 또한, 상기 시스템(300)은 PPS(310)의 무선 통신 회로(145)를 통해 PPS(310)와의 무선 통신 작동 시, 컴퓨터화된 안경류 장치(150) 뿐만 아니라 PPS(310)에 작동 가능하게 연결되는 물리적 용접 사용자 인터페이스(welding user interface)(WUI)(330)를 포함한다. 상기 시스템(300)은 PPS(310)에 작동 가능하게 연결되는 관찰자 디스플레이 장치(observer display device)(ODD)(340)를 추가로 포함한다. 상기 시스템(300)은 ST(320) 및 PPS(310)에 작동 가능하게 연결되는 적어도 하나의 모의 용접 툴(mock welding tool)(MWT)(350)을 포함한다. 시스템(300)은 테이블/스탠드(table/stand)(T/S)(360), 및 상기 T/S(360)에 부착될 수 있는 적어도 하나의 용접 쿠폰(welding coupon)(WC)(370)을 추가로 포함한다. 본 발명의 대안적인 실시예에 따라, 차폐 가스의 공급원을 시뮬레이트하고 또한 조정 가능한 흐름 조절기를 갖는, 모의 가스 보틀(bottle)(도시되지 않음)이 제공된다.
실시예에 따라, 컴퓨터화된 안경류 장치(150)는 여기에서 전술한 바와 같이 구성된다. 그러나 이런 실시예에 있어서, 제어 및 통신 회로(157)는 PPS(310)의 무선 통신 회로(145)와의 쌍방향 통신을 제공한다. 정보는 PPS(310)로부터 컴퓨터화된 안경류 장치(150)로 제공되며, 그리고 HUD(156) 상에 디스플레이될 수 있다. 또한, 실시예에 따라, 제어 및 통신 회로(157)는 사용자로부터 음성-작동식 명령을 수신하고, 그 명령을 PPS(310)로 송신하도록 구성된다. PPS(310)와 컴퓨터화된 안경류 장치(150) 사이의 통신은, 예를 들어 다른 가능성 중에서도 블루투스® 라디오 기술, (임의의 IEEE 802.11 수정사항을 포함하는) IEEE 802.11 에 기재된 통신 프로토콜, (GSM, CDMA, UMTS, EVDO, WiMax, 또는 LTE 와 같은) 휴대전화 기술, 또는 ZigBee® 기술에 의해 달성될 수 있다.
또한, 실시예에 따라, PPS(310)는 인터넷을 통해 컴퓨터화된 안경류 장치(150)에 의해 액세스 가능할 수 있다. 예를 들어, 제어 및 통신 회로(157)는 무선 핫스팟(예를 들어, 스마트폰 또는 무선 라우터)을 통해 인터넷에 액세스하고 그리고 이를 통해 PPS(310)에 액세스하도록 구성된다. 대안적으로, PPS(310)는 인터넷에 액세스하고 그리고 인터넷으로부터 얻어진 정보를 컴퓨터화된 안경류 장치(150)에 제공하도록 구성될 수 있다.
전술한 바와 같이, 사용자는 컴퓨터화된 안경류 장치(150) 위에 통상적인 용접 헬멧을 착용할 수 있다. 그러나 용접 시나리오가 시뮬레이트된 용접 시나리오이기 때문에, 통상적인 용접 헬멧에는 현실의 아크에 의해 방출되는 광 및 다른 방사선에 대해 보호하는 보호 렌즈 대신에, 투명한 렌즈가 구비될 수 있다. 따라서 사용자는 투명한 렌즈를 통해 예를 들어 용접 쿠폰(370) 및 모의 용접 툴(350)을 볼 수 있다.
실시예에 따라, 컴퓨터화된 안경류 장치(150)는 제어 및 통신 회로(157)에 작동 가능하게 연결되는 가속도계 장치(160)로 구성된다. 사용자가 자신의 머리를 움직임에 따라 상기 가속도계 장치에 의해 제공되는 공간 정보는, PPS(110)로 통신되고 그 후 공간 추적기(320)로 통신된다. 이 방식으로, 주변 환경과 컴퓨터화된 안경류 장치(150)의 HUD(156)를 통해 사용자가 보는 것 사이의 공간 관계가 상호 관련된다. 사용자가 시스템(300)을 사용하여 가상 용접 공정을 진행함에 따라, 사용자가 통상적인 용접 헬멧의 투명한 렌즈를 통해 용접 쿠폰을 보았을 때, HUD(156) 상에 디스플레이된 그 무엇이라도(예를 들어, 가상 용접 퍼들) 예를 들어 용접 쿠폰(370) 상에 놓이는 것으로 나타날 것이다. 다른 실시예에 따라, 가속도계 장치 이외에 다른 운동 감지 장치가 사용될 수 있다. 실시예에 따라, HUD 를 통한 사용자의 관찰을 주변 환경과 상호 관련시키기 위해, 초기에 보정 과정이 수행될 수 있다.
시뮬레이트된 용접 퍼들의 실시간 용융 금속 유동성 및 방열 특성은 [예를 들어, 공간 추적기(320)에 의해 추적되었을 때 컴퓨터화된 안경류 장치(150)의 HUD 상에] 디스플레이되었을 때, 모의 용접 툴의 사용자에게 실시간 시각적 피드백을 제공하여, 사용자로 하여금 상기 실시간 시각적 피드백에 응답하여 용접 기술을 실시간으로 조정하거나 유지할 수 있게 한다(즉, 사용자가 정확하게 용접하는 것을 수련하는 것을 돕는다). 컴퓨터화된 안경류 장치(150)가 공간 상에서 추적되었을 때, 용접 퍼들은 HUD 를 통해 관찰되는 바와 같이 용접 쿠폰에 대해 정확한 위치로 나타날 것이다.
디스플레이된 용접 퍼들은, 사용자의 용접 기술 및 선택된 용접 공정과 매개변수에 기초하여, 현실-세계에 형성되는 용접 퍼들을 나타낸다. 퍼들[예를 들어, 형상, 컬러, 슬래그(slag), 크기, 적층된 다임]을 관찰함으로써, 사용자는 좋은 용접을 형성하고 그리고 실행되는 용접의 타입을 결정하기 위해 자신의 기술을 수정할 수 있다. 퍼들의 형태는 건 또는 스틱(stick)의 이동에 응답한다.
가상현실 또는 시뮬레이트된 환경에 대해 여기에 사용되는 바와 같이 "실시간"이라는 용어는, 가상 환경에서 또는 시뮬레이트된 환경에서 사용자가 현실-세계 용접 시나리오에서 인지 및 경험하는 것과 동일한 방법으로, 제 시간에 인지 및 경험하는 것을 의미한다. 또한, 용접 퍼들은 중력을 포함한 물리적 환경의 효과에 응답하여, 사용자로 하여금 오버헤드 용접을 포함하는 다양한 위치에서 또한 다양한 파이프 용접 각도로(예를 들어, 1G, 2G, 5G, 6G) 용접을 현실처럼 실시할 수 있게 한다.
가상 또는 시뮬레이트된 용접 시나리오 중 HUD(156) 상에 디스플레이하려는 용접 수련생에게 유용할 수 있는 정보는 텍스트, 영상, 또는 그래픽의 형태일 수 있다. 이런 정보는 예를 들어 아크 용접 공정, 용접 툴 이동 각도, 용접 툴 이동 속도, 팁과의 작업 거리, 설정된 와이어 공급 속도, 설정된 용접 극성, 시뮬레이트된 출력 전압 레벨, 설정된 출력 전류 레벨, 시뮬레이트된 출력 전류 레벨, 시뮬레이트된 아크 길이, 다임 이격거리, 휩 시간, 퍼들 시간, 위브의 폭, 위브 이격거리, 허용오차 윈도우, 넘버 스코어, 및 용접 시퀀스 단계를 포함할 수 있다. 다른 실시예에 따라, 다른 정보도 디스플레이될 수 있다.
실시예에 따라, 컴퓨터화된 안경류 장치(150)는 사용자로부터 음성-작동식 명령을 수신하기 위해 제어 및 통신 회로(157)에 작동 가능하게 연결되는 마이크(159)를 포함한다. 용접공에 의해 시작되는 바와 같은, PPS(310)와 통신하는 컴퓨터화된 안경류 장치(150)에 의해 수용될 수 있는 상기 음성-작동식 명령은, 예를 들어 시뮬레이트된 와이어 공급 속도, 시뮬레이트된 용접 극성, 및 시뮬레이트된 용접 출력 전류 레벨과 같은 용접 매개변수를 바꾸라는 명령을 포함할 수 있다. 다른 실시예에 따라, 다른 타입의 명령도 가능할 수 있다.
실시예에 따라, 컴퓨터화된 안경류 장치(150) 및/또는 PPS(310)는, 가상현실 아크 용접 시스템(300)을 구비한 상기 컴퓨터화된 안경류 장치(150)의 사용을 수용하도록 구성되는 하나 또는 그 이상의 용접 훈련 소프트웨어 어플리케이션으로 프로그램될 수 있다. 예를 들어, 하나의 용접 소프트웨어 어플리케이션의 실시예는 "좋은 용접" 인식 능력을 제공할 수 있다. 얼굴 인식 능력과 유사하게, "좋은 용접" 인식 능력은 사용자에 의해 생성된 시뮬레이트된 용접 영상을 사용하고, 상기 영상을 분석하고, 및 용접의 전체적인 외측 품질에 대해 사용자에게 HUD 상에 피드백을 제공할 수 있다. 예를 들어, "빈약한 용접", "타당한 용접", 또는 "좋은 용접"이라는 문구가 사용자에게 디스플레이될 수 있다. 다양한 실시예에 따라, 상기 용접 소프트웨어 어플리케이션은 컴퓨터화된 안경류 장치(150), PPS(310), 또는 이 둘의 조합물에 존재할 수 있다.
다른 예로서, 용접 소프트웨어 어플리케이션의 실시예는 용접 시퀀싱 능력을 제공할 수 있다. 용접공이 복수의 용접을 요구하는 용접 쿠폰 상에서 현재의 시뮬레이트된 용접을 완료함에 따라, 용접공은 "다음 용접"이라는 음성 명령을 제공할 수 있다. 그 결과로서, 용접 소프트웨어 어플리케이션은 용접공에게 HUD(156) 상에 수행될 다음 용접의 위치를 제공하는 영상 또는 그래픽을 디스플레이할 수 있다. 용접의 타입 및 용접과 관련된 다른 정보도 디스플레이될 수 있다. 컴퓨터화된 안경류 장치(150)가 공간 상에서 추적되는 실시예에 따라, 여기에 기재되는 바와 같이, 용접 소프트웨어 어플리케이션은 용접될 다음 위치에서 그래픽이 용접 쿠폰 상에 놓이도록, HUD 상에 그래픽을 디스플레이할 수 있다. 다른 실시예에 따라, 컴퓨터화된 안경류 장치로 작동되는 다른 타입의 용접 소프트웨어 어플리케이션도 가능하다.
컴퓨터화된 안경류 장치(150)는 다른 실시예에 따라 다른 용접 시뮬레이션 시스템에 사용되도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 퍼스널 컴퓨터(PC) 또는 태블릿 컴퓨터에서 수행되는 용접 시뮬레이션은 용접 수련생이 용접하는 법을 수련하는 것을 돕기 위해 컴퓨터화된 안경류 장치(150)와 통신 상으로 및 기능적으로 집적될 수 있다. 일부 시뮬레이트된 및/또는 가상의 용접 환경에 있어서, 용접 수련생은 임의의 종류의 용접 헬멧을 착용할 수 없다. 대신에, 컴퓨터화된 안경류 장치는 착용되는 헤드 기어뿐일 수 있다. 컴퓨터화된 안경류 장치의 선택적인 일 실시예는 용접 수련생이 음성-작동식 명령 대신에 또는 이에 더하여 사용할 수 있는, 터치-감응식 사용자 인터페이스(touch-sensitive user interface)(TSUI)(161)를 제공할 수 있다. 이런 TSUI 는 예를 들어 용접 헬멧을 착용하지 않았을 때 용접 수련생에게 액세스할 수 있다. 실시예에 따라, TSUI(161)는 제어 및 통신 회로(157)에 작동 가능하게 연결된다.
요약하면, 용접공 또는 용접 수련생을 돕는 시스템 및 방법이 제공된다. 시스템은, 헤드업 디스플레이(HUD)를 갖는 컴퓨터화된 안경류 장치와 함께, 현실-세계 아크 용접 시스템 또는 가상현실 아크 용접 시스템을 포함할 수 있다. 컴퓨터화된 안경류 장치는 안경을 착용하는 것처럼 통상적인 용접 헬멧 아래에 사용자가 착용할 수 있으며, 또한 현실-세계 아크 용접 시스템 또는 가상현실 아크 용접 시스템의 프로그램 가능한 프로세서-기반형 서브시스템의 용접 전력 공급원과 무선으로 통신할 수 있다.
첨부된 청구범위에 있어서, "포함하는(including)", "갖는(having)" 이라는 용어는 "포함하는(comprising)" 이라는 용어의 평이한 언어 균등물로서 사용되고, 용어 "이때(in which)" 라는 용어는 "여기에서(wherein)" 라는 용어와 동등한 의미로 사용된다. 더욱이, 첨부된 청구범위에 있어서, "제1", "제2", "제3", "상부", "하부" "바닥", "최상부" 등의 용어는 단순히 분류 표시로서 사용되며, 그들의 객체에 대하여 수치적 또는 위치적 필요조건을 부여하는 것으로 의도되지 않는다. 또한, 첨부된 청구범위의 제한은 수단 및 기능(means-plus-function) 형식으로 기재되지 않으며, 그러한 청구범위 제한이 추가의 구조 없이 기능 설명에 이어지는 "...하는 수단"이라는 문구를 명백하게 사용하지 않는다면, 그리고 이런 문구가 명확하게 사용될 때까지, 35 U.S.C. §112, 제6 절에 기초하여 해석되는 것으로 의도되지 않는다. 여기에 사용되는 바와 같이, 단수로 언급되고 부정관사 "하나(a)" 또는 "하나의(an)"로 기재되는 요소 또는 단계는, 복수 표현을 배제하는 것으로 명백하게 설명되지 않는 한 복수의 요소 또는 단계를 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. 또한, 본 발명의 "일 실시예"에 대한 기준은 언급된 특징을 역시 포함하는 추가적인 실시예의 존재를 배제하는 것으로 의도되지 않는다. 더욱이, 명백하게 달리 언급되지 않는 한, 특수한 속성을 갖는 하나의 요소 또는 다수의 요소를 "포함하는(comprising)", "포함하는(including), 또는 "갖는(having)" 실시예는 그 속성을 갖지 않는 그런 추가적인 요소를 포함할 수 있다. 더욱이, 어떤 실시예는 동일하거나 유사한 요소를 갖는 것으로 도시될 수 있지만, 그러나 이것은 단지 도시를 위한 것에 지나지 않으며, 또한 이런 실시예는 청구범위에 특정하게 기재되지 않는 한 반드시 동일한 요소를 가질 필요가 없다.
여기에 사용되는 바와 같이, "할 수 있는(may)", "일 수 있는(may be") 이라는 문구는 일련의 환경 내에서의 발생 가능성, 특유한 속성이나 특성 또는 기능의 소유를 나타내거나, 및/또는 한정된 동사와 관련된 능력이나 재능 또는 가능성 중 하나 또는 그 이상을 표현함으로써 다른 동사를 한정할 수 있다. 따라서 "할 수 있는" 및 "일 수 있는" 이라는 문구의 사용은 수정된 용어가 표시된 능력, 기능 또는 사용에 대해 명백히 적당하거나 가능하거나 또는 적합하다는 것을 표시하지만, 일부 환경에서는 상기 수정된 용어가 가끔은 적당하거나 가능하거나 또는 적합하지 않을 수 있다는 것을 고려한 것이다. 예를 들어, 일부 환경에서는 이벤트 또는 능력이 예상될 수 있지만, 다른 환경에서는 상기 이벤트 또는 능력이 발생하지 않을 수 있고, 이러한 구별은 "할 수 있는" 및 "일 수 있는" 이라는 문구에 의해 표현된다.
상기 기재된 설명은 최적의 모드를 포함하여 본 발명을 기재하기 위해, 또한 본 기술분야의 숙련자 중 한 사람이 임의의 장치 또는 시스템을 제조 및 사용하고 그리고 임의의 통합된 방법을 수행하는 것을 포함하여 본 발명을 실시할 수 있게 하기 위해, 예를 사용하고 있다. 본 발명의 범위는 청구범위에 의해 한정되며, 또한 본 기술분야의 숙련자 중 한 사람에게 발생하는 다른 예를 포함할 수 있다. 이러한 다른 예는, 이들이 청구범위의 문자 그대로의 언어와는 상이하지 않은 구조적 요소를 포함한다면, 또는 이들이 청구범위의 문자 그대로와는 실체 없는 차이를 갖는 등가의 구조적 요소를 포함한다면, 청구범위의 범주 내에 있는 것으로 의도된다.
이 출원의 발명이 어떤 실시예를 참조하여 기재되었지만, 본 기술분야의 숙련자라면 본 발명의 청구범위로부터의 일탈 없이 다양한 변화가 이루어질 수 있고 또한 균등물이 대체될 수 있다는 것을 인식해야 한다. 또한, 그 범위로부터의 일탈 없이 본 발명의 교시에 대해 특수한 상황 또는 재료를 적응시키기 위해 많은 수정이 이루어질 수 있다. 따라서 본 발명은 기재된 특별한 실시예에 제한되지 않으며, 본 발명은 첨부된 청구범위 내에 속하는 모든 실시예를 포함하는 것으로 의도된다.
100: 아크 용접 시스템 110: 와이어 공급기
120: 용접 건/용접 툴 130: 차폐 가스 공급부
140: 용접 전력 공급원 145: 무선 통신 회로
150: 안경류 장치 151: 프레임
152: 브릿지 153: 이마 부분
154: 제1 아암 155: 제2 아암
156: HUD 157: 통신 회로
158: 카메라 159: 마이크
160: 가속도계 장치 161: 터치-감응형 사용자 인터페이스
162: 하우징 163: 광학 렌즈
300: 아크 용접 시스템
310: 프로그램 가능한 프로세서-기반형 시스템(PPS)
320: 공간 추적기 330: 사용자 인터페이스
340: 관찰자 디스플레이 장치 350: 모의 용접 툴
360: 테이블/스탠드 370: 용접 쿠폰
W: 공작물 E: 전극

Claims (17)

  1. 아크 용접 시스템으로서:
    용접 전력 공급원(140); 및
    헤드업 디스플레이(HUD) 및 상기 HUD 에 작동 가능하게 연결되는 제어 및 통신 회로(157)를 갖는 컴퓨터화된 안경류 장치(150)
    를 포함하며, 상기 컴퓨터화된 안경류 장치(150)는, 보호 용접 헬멧을 착용하고 있는 동안 안경을 착용하는 것처럼 사용자가 착용하며, 그리고 상기 용접 전력 공급원(140)과 무선으로 통신하도록 구성되는, 아크 용접 시스템.
  2. 가상현실 용접 시스템으로서:
    프로그램 가능한 프로세서-기반형 서브시스템; 및
    헤드업 디스플레이(HUD) 및 상기 HUD 에 작동 가능하게 연결되는 제어 및 통신 회로(157)를 갖는 컴퓨터화된 안경류 장치(150)
    를 포함하며, 상기 컴퓨터화된 안경류 장치는 안경을 착용하는 것처럼 사용자가 착용하며, 그리고 프로그램 가능한 프로세서-기반형 서브시스템과 무선으로 통신하도록 구성되는, 가상현실 용접 시스템.
  3. 제1 항 또는 제2 항에 있어서,
    제어 및 통신 회로(157)는 용접 전력 공급원으로부터 또한 프로그램 가능한 프로세서-기반형 서브시스템으로부터 정보를 무선으로 수신하고 그리고 그 정보를 HUD 상에 디스플레이하도록 구성되는, 시스템.
  4. 제1 항 또는 제2 항에 있어서,
    컴퓨터화된 안경류 장치(150)는 제어 및 통신 회로(157)에 작동 가능하게 연결되며 또한 음성-작동식 사용자 명령 정보를 수신하고 그리고 상기 음성-작동식 사용자 명령 정보를 용접 전력 공급원에 또는 프로그램 가능한 프로세서-기반형 서브시스템에 송신하도록 구성되는, 마이크(159)를 더 포함하는, 시스템.
  5. 제1 항 또는 제2 항에 있어서,
    컴퓨터화된 안경류 장치(150)는 제어 및 통신 회로(157)에 작동 가능하게 연결되며 또한 스틸 사진과 동영상 중 하나 또는 그 이상을 캡처하도록 구성되는 카메라(158)를 더 포함하는, 시스템.
  6. 제1 항 또는 제2 항에 있어서,
    제어 및 통신 회로(157)는 무선 액세스 포인트를 통해 인터넷에 액세스하도록 구성되는, 시스템.
  7. 제1 항 또는 제2 항에 있어서,
    컴퓨터화된 안경류 장치(150)는 사용자의 머리 상에 착용되도록 구성되는 프레임(151)을 더 포함하는, 시스템.
  8. 제7 항에 있어서,
    컴퓨터화된 안경류 장치(150)는 제어 및 통신 회로(157), 마이크(159), 및 카메라(158) 중 하나 또는 그 이상을 수용하는, 상기 프레임(151)에 부착되는 적어도 하나의 하우징(162)을 더 포함하는, 시스템.
  9. 제7 항 또는 제8 항에 있어서,
    HUD 는 프레임(151)에 부착되며, 또한 상기 프레임의 이마 부분과 평행하게 연장하는 제1 축선에 대한 회전을 통해 상기 프레임에 대해 이동 가능한, 시스템.
  10. 제7 항 내지 제9 항 중 어느 한 항에 있어서,
    컴퓨터화된 안경류 장치(150)는 프레임에 의해 제위치에 유지되는 적어도 하나의 처방전 광학 렌즈(prescription optical lens)(163)를 더 포함하는, 시스템.
  11. 제7 항 내지 제10 항 중 어느 한 항에 있어서,
    프레임(151)은 사용자의 코에 지지되도록 구성되는 브릿지(152), 상기 브릿지에 결합되고 그리고 상기 브릿지로부터 이와는 먼 제1 단부로 연장하며 또한 사용자의 이마의 제1 측 위에 위치되도록 구성되는 이마 부분(153), 및 상기 이마 부분의 제1 단부에 결합되고 그리고 자유단부로 연장하는 제1 단부를 갖는 제1 아암을 포함하며, 상기 제1 아암은 사용자의 제1 귀에 가깝게 배치되는 자유단부에 의해 사용자의 제1 관자놀이 위에 위치되도록 구성되는, 시스템.
  12. 제11 항에 있어서,
    브릿지(152)는 사용자의 눈에 대해 이마 부분(153)의 선택적인 포지셔닝을 위해 조정 가능한, 시스템.
  13. 제3 항에 있어서,
    용접 전력 공급원(140) 및 컴퓨터화된 안경류 장치(150)는 서로 협력하여 사용자의 용접 기술을 나타내는 하나 또는 그 이상의 증강형 인디케이터, 및 HUD 상에 이루어질 다음 용접을 나타내는 시퀀서 기능성을 제공하도록 구성되는, 시스템.
  14. 제8 항에 있어서,
    컴퓨터화된 안경류 장치(150)는 마이크, 운동 감지 장치, 및/또는 터치-감응형 사용자 인터페이스(330)를 더 포함하는, 시스템.
  15. 제2 항에 있어서,
    컴퓨터화된 안경류 장치(150)는 제어 및 통신 회로(157)에 작동 가능하게 연결되고 또한 사용자가 자신의 머리를 움직였을 때 상기 프로그램 가능한 프로세서-기반형 서브시스템에 공간 정보를 제공하도록 구성되는, 적어도 하나의 운동 감지 장치를 더 포함하는, 시스템.
  16. 제2 항 내지 제15 항 중 어느 한 항에 있어서,
    컴퓨터화된 안경류 장치(150)는 제어 및 통신 회로(157)에 작동 가능하게 연결되고 또한 사용자로 하여금 명령 정보를 선택하고 하고 그리고 그 명령 정보를 상기 프로그램 가능한 프로세서-기반형 서브시스템에 무선으로 송신시키도록 구성되는, 터치-감응형 사용자 인터페이스(161)를 더 포함하는, 시스템.
  17. 제3 항에 있어서,
    프로그램 가능한 프로세서-기반형 서브시스템(310) 및 컴퓨터화된 안경류 장치(150)는 서로 협력하여 가상현실 용접 공정과 관련된 하나 또는 그 이상의 가상현실 영상 및 HUD 상의 가상현실 용접 공정과 관련된 가상 큐 및 인디케이터를 제공하도록 구성되는, 시스템.
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