[发明专利]用于表征在管道和其他弯曲结构上的人工焊接操作的系统

摘要

一种用于表征人工焊接练习并且给焊工提供有价值的训练的系统(10)，该系统包括用于生成、捕捉和处理数据的部件。该数据生成部件还包括固定装置、工件、具有与其整合的至少两个点标记的至少一个校准装置以及焊接工具。该数据捕捉部件还包括用于捕捉这些点标记的图像的成像系统，并且该图像处理部件可操作来接收来自该图像捕捉部件的信息并且执行不同的位置和取向计算。

主权项

一种用于表征焊接操作的系统(10)，包括：(a)数据生成部件(100)，其中该数据生成部件(100)还包括：(i)固定装置，其中该固定装置的几何特征是预先确定的；(ii)被适配成安装在该固定装置上的工件，其中该工件包括有待焊接的至少一个接头，其中沿有待焊接的该接头延伸的矢量限定操作路径，并且其中该操作路径是直线的、曲线的、圆形的或其组合；(iii)至少一个校准装置(93)，其中每个校准装置(93)还包括与其整合的至少两个点标记，并且其中在这些点标记与该操作路径之间的几何关系是预先确定的；以及(iv)焊接工具，其中该焊接工具可操作来在有待焊接的该接头处形成焊接，其中该焊接工具限定工具点和工具矢量，并且其中该焊接工具还包括被附接到该焊接工具的目标，其中该目标还包括以预先确定的图案安装在其上的多个点标记，并且其中点标记的该预先确定的图案可操作来限定刚体；以及(b)数据捕捉部件(200)，其中该数据捕捉部件(200)还包括用于捕捉这些点标记的图像的成像系统；以及(c)数据处理部件(300)，其中该数据处理部件(300)可操作来接收来自该数据捕捉部件(200)的信息并且然后计算：(i)该操作路径相对于通过该成像系统可见的三维空间的位置和取向；(ii)该工具点相对于该刚体的位置以及该工具矢量相对于该刚体的取向；以及(iii)该工具点相对于该操作路径的位置以及该工具矢量相对于该操作路径的取向。