[发明专利]模拟机器人接合操作的系统及方法

说明书

本发明揭示用以模拟机器人接合操作的系统及方法。用以模拟机器人应用的实例系统包含：图像传感器，其经配置以在模拟操作期间在焊工期间捕获由机器人臂操纵的物理模拟工件及物理模拟焊接炬的图像；及模拟器，其经配置以：基于所述捕获图像并基于由所述机器人臂输出的通信来计算模拟结果；及输出所述模拟结果的视觉表示。

背景技术

本发明涉及虚拟训练，并且更特定来说涉及模拟机器人接合操作的系统及方法。

用于模拟例如焊接、铜焊、粘合剂结合及/或其它接合操作的接合操作的常规系统及方法需要大量使用图形处理单元(GPU)来执行模拟。在常规焊接模拟系统中，模拟焊珠的计算及渲染需要大量计算能力，借此限制可在其上有效实施此模拟的平台。例如，移动装置及/或网络浏览器无法实施常规模拟。此外，常规焊接模拟系统及方法麻烦，并且在开发例如复杂的焊接形状及/或模拟不同焊接材料的新特征及功能性方面存在困难。

在常规焊接模拟中，不能准确地建模从填充物(例如用于SMAW焊接工艺的电极)转移到焊珠的材料量。准确建模对于模拟多道焊接中的根部焊道(root pass)非常重要，这是因为根部焊道为其余焊道打下基础。当焊接部件之间没有间隔时，根部焊道填满太多空间。在许多情况下，珠几何形状可能太凸或太凹，从而使后续焊道配合得很差。摆动焊接(weaved weld)可产生看起来太平的珠。如果在同一位置执行焊接(即，大体上不推进炬或焊接枪)，那么焊珠可垂直生长。在某一情况下，试样及焊珠之间可能没有过渡。举例来说，珠看起来像被粘在试样上。

在常规的焊接模拟中，很难准确地模拟基础工件材料及/或底层焊珠的熔化。特定来说，GTAW焊接工艺的常规模拟缺乏此能力。

发明内容

揭示用以模拟机器人接合操作的系统及方法，大体上如由图式中的至少一者说明并结合图式中的至少一者描述，如在权利要求书中更完整地阐述。

附图说明

当参考附图阅读下文详细描述时，将更好地理解本发明的这些及其它特征、方面及优点，其中相似字符贯穿图表示相似部件，其中：

图1是根据本发明的方面的包含基于监测训练焊接性能来模拟焊接结果的实例焊接训练系统的框图。

图2是图1的模拟器的实例实施方案的框图。

图3A及3B说明根据本发明的方面的可由图2的标记检测器辨识的具有标记的实例物理工件。

图3C到3G说明可提供有用于使用图1的焊接训练系统模拟的标记的实例定制部件。

图4说明根据本发明的方面的可由图2的标记检测器辨识的具有标记的实例物理训练炬的多个视图。

图5说明根据本发明的方面的可由图2的实例参考系产生器使用来界定工件的实例工件的横截面及参数。

图6说明可由图2的实例参考系产生器执行来形成所得工件的工件横截面的实例挤出。

图7说明可由用于图6的实例工件的图2的参考系产生器产生的实例参考系。

图8说明由用于实例板型工件的图2的参考系产生器产生的实例参考系。

图9说明由用于实例三通接头型工件的图2的参考系产生器产生的实例参考系。

图10A到10D说明可由图2的切片管理器使用来表示切片的实例数据结构。

图11是表示可由图2的实例模拟器执行来模拟训练焊接的结果的实例机器可读指令的流程图。

图12是表示可由图2的实例焊接求解器执行来计算模拟焊珠的横截面的实例机器可读指令的流程图。

图13是表示可由图2的实例焊接求解器执行来求解焊接熔池形状及体积的实例机器可读指令的流程图。