[發(fā)明專利]用于電磁位置跟蹤的磁頻率選擇

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201711070020.6
• 申請(qǐng)日: 2017-11-03
• 公開（公告）號(hào): CN108015395A
• 公開（公告）日: 2018-05-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 蘇亞什·馬斯卡爾;莎拉·埃文斯
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 林肯環(huán)球股份有限公司
• 主分類號(hào): B23K9/32
• 分類號(hào): B23K9/32;B23K9/095;G09B25/02
• 代理公司: 北京安信方達(dá)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11262
• 代理人: 寧曉;楊明釗

用于使用電磁傳感器和電磁發(fā)射機(jī)來跟蹤焊接系統(tǒng)的元件的系統(tǒng)和方法，所述電磁傳感器和所述電磁發(fā)射機(jī)在被選擇成用于減小或避免來自其他焊接系統(tǒng)的干擾的頻率組下運(yùn)行，這種選擇被用戶人工地或自動(dòng)地執(zhí)行作為在所述傳感器處對(duì)干擾檢測(cè)的結(jié)果。

相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用

本申請(qǐng)作為非臨時(shí)專利申請(qǐng)?zhí)峤唬鶕?jù)35 U.S.C.§119(e)要求于2016年11月4日提交的美國(guó)臨時(shí)專利申請(qǐng)?zhí)?2/417.513的優(yōu)先權(quán)/權(quán)益，其全部披露內(nèi)容通過引用結(jié)合在此。

技術(shù)領(lǐng)域

所描述的發(fā)明總體上涉及用于跟蹤和表征人工焊接操作的系統(tǒng)和方法，并且更具體地涉及一種用于提供電磁跟蹤系統(tǒng)的系統(tǒng)，該電磁跟蹤系統(tǒng)具有通用發(fā)射機(jī)并且具有可選擇的發(fā)射頻率以克服干擾并且與不同接收機(jī)可靠地通信。

背景技術(shù)

制造業(yè)對(duì)有效且經(jīng)濟(jì)的焊工培訓(xùn)的期望已經(jīng)在過去的十年里成為了很好地文檔記錄下來的主題，因?yàn)樵诮裉斓墓S、造船廠和建筑工地，技術(shù)焊工嚴(yán)重短缺的現(xiàn)狀正變得驚人地明顯。迅速退休的勞動(dòng)力，結(jié)合傳統(tǒng)的基于指導(dǎo)者的焊工培訓(xùn)的緩慢步伐，已經(jīng)成為更有效的培訓(xùn)技術(shù)發(fā)展的推動(dòng)力。迄今為止，多數(shù)焊接過程都是人工實(shí)行的，然而該領(lǐng)域仍缺乏實(shí)用的、可商購的工具來跟蹤這些人工(和半自動(dòng))過程的表現(xiàn)。允許加速訓(xùn)練針對(duì)焊接的人工靈巧技術(shù)的創(chuàng)新，連同對(duì)焊接基本原理的快速教導(dǎo)，正在變?yōu)橐环N必要。本文所披露的跟蹤和表征系統(tǒng)應(yīng)對(duì)改進(jìn)焊工培訓(xùn)的這個(gè)至關(guān)重要的需求并且使得能夠監(jiān)測(cè)實(shí)際的和模擬的人工和其他焊接過程來確保這些過程是在可允許的限制內(nèi)，所述限制對(duì)滿足全行業(yè)的質(zhì)量要求是必要的。因此，對(duì)這樣的有效系統(tǒng)存在持續(xù)的需求，所述系統(tǒng)用于訓(xùn)練焊工來在不同條件下正確地執(zhí)行不同類型的焊接并且用于總體上對(duì)其進(jìn)行跟蹤來了解位置信息。尤其對(duì)于這些應(yīng)用中所使用的跟蹤技術(shù)而言，對(duì)在沒有針對(duì)每個(gè)接收機(jī)的專用發(fā)射系統(tǒng)的情況下可以使用各個(gè)元件處的接收機(jī)同時(shí)跟蹤多個(gè)元件的系統(tǒng)存在需求。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明涉及用于跟蹤和表征焊接練習(xí)和操作的先進(jìn)的系統(tǒng)和方法。這種系統(tǒng)對(duì)于焊接指令以及提供負(fù)擔(dān)得起的工具來用于測(cè)量人工焊接技術(shù)并且將該技術(shù)與所建立的程序進(jìn)行對(duì)比的焊工訓(xùn)練而言是特別有用的。本發(fā)明的訓(xùn)練應(yīng)用包括：(i)篩選申請(qǐng)人的技能水平；(ii)評(píng)估受訓(xùn)者隨時(shí)間的進(jìn)度；(iii)提供實(shí)時(shí)輔導(dǎo)以減少訓(xùn)練時(shí)間和成本；以及(iv)利用可量化的結(jié)果周期性地重新測(cè)試焊工的技能水平。過程監(jiān)測(cè)和質(zhì)量控制應(yīng)用包括：(i)實(shí)時(shí)識(shí)別與優(yōu)選條件的偏差；(ii)隨時(shí)間記錄和跟蹤與程序的符合度；(iii)出于統(tǒng)計(jì)過程控制的目的來捕捉過程內(nèi)數(shù)據(jù)(例如，熱量輸入測(cè)量值)；以及(iv)識(shí)別需要額外訓(xùn)練的焊工。本發(fā)明的系統(tǒng)提供了能夠確定與不同的認(rèn)可焊接程序的符合度的獨(dú)特益處。在其他實(shí)施例中，跟蹤數(shù)據(jù)可以用于各種各樣的過程控制和/或監(jiān)測(cè)功能。

本發(fā)明在不同的示例性實(shí)施例中在焊接練習(xí)過程中使用在電磁跟蹤系統(tǒng)中的可選擇的多頻發(fā)射機(jī)以及一個(gè)或多個(gè)多頻接收機(jī)來對(duì)多個(gè)元件(包括頭盔、焊炬或焊槍、以及工件)的運(yùn)動(dòng)進(jìn)行跟蹤并且收集過程數(shù)據(jù)。本發(fā)明可適用于寬范圍的過程，包括但不必限于GMAW、FCAW、SMAW、GTAW、以及切割。本發(fā)明對(duì)于工件構(gòu)型的范圍是可擴(kuò)展的，包括大尺寸、不同的接頭類型、管道、板、以及復(fù)雜的形狀。所測(cè)量的參數(shù)包括工作角度、行進(jìn)角度、工具間隔、行進(jìn)速度、焊道布局、擺動(dòng)、電壓、電流、焊絲送進(jìn)速度、以及電弧長(zhǎng)度。本發(fā)明的訓(xùn)練部件可以預(yù)填充有特定的焊接程序或者可以由指導(dǎo)者定制。數(shù)據(jù)可以被自動(dòng)保存和記錄，焊接后分析對(duì)表現(xiàn)進(jìn)行評(píng)分，并且跟蹤隨時(shí)間的進(jìn)度。這種系統(tǒng)可以在整個(gè)焊接訓(xùn)練程序中自始至終被使用并且可以包括頭盔中的和屏幕上的反饋。現(xiàn)在參照附圖，本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)具體實(shí)施例應(yīng)該被更詳細(xì)地描述。

在另一個(gè)示例性實(shí)施例中，可以在一個(gè)或多個(gè)顯示器(如計(jì)算機(jī)監(jiān)控器或電視)上示出并可以以圖形格式展示與焊槍的操縱相關(guān)聯(lián)的多個(gè)位置和取向特性。不論使用的是實(shí)際電源還是虛擬電源，所述方法還可以包括顯示多個(gè)電弧參數(shù)中的至少一個(gè)電弧參數(shù)或電弧長(zhǎng)度(AL)的步驟。可以在一個(gè)或多個(gè)顯示器上示出所述多個(gè)電弧參數(shù)或所述電弧長(zhǎng)度(AL)。