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CN107810079A - 多输入焊接视觉系统 - Google Patents

多输入焊接视觉系统 Download PDF

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CN107810079A
CN107810079A CN201580078060.8A CN201580078060A CN107810079A CN 107810079 A CN107810079 A CN 107810079A CN 201580078060 A CN201580078060 A CN 201580078060A CN 107810079 A CN107810079 A CN 107810079A
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simulation
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Abstract

焊接头具(20)包含一个或多个图像传感器(416)、处理电路(410、418)以及显示器(304)。当焊炬沿着待焊接的工件(24)的接头(512)通过时，图像传感器(416)可操作以捕获未供电焊炬(504)的图像。处理电路(410、418)可操作以：当焊炬(504)沿着待焊接的接头(512)通过时，通过处理图像的像素数据确定一个或多个焊接参数；基于一个或多个焊接参数生成模拟焊道；以及当焊炬沿着接头通过时，将接头上的模拟焊道实时地叠加在图像上。显示器(304)可操作以当焊炬(504)沿着接头通过时实时地呈现其上覆盖有模拟焊道的图像。

Description

多输入焊接视觉系统
背景技术
焊接是在所有行业中越来越普遍存在的工艺。虽然这样的工艺可以在某些情况下自动化，但是仍继续存在大量用于手动焊接操作的应用，其成功主要依赖于焊接操作者正确使用焊枪或焊炬。例如，不当的焊炬角度、不当的接触尖端到工件距离、不当的行进速度以及不当的目标是决定焊接质量的参数。然而，即使是经验丰富的焊接操作员，在焊接工艺中也常常难以监测和维持这些重要参数。
发明内容
提供了用于通过焊接视觉系统进行焊接输出控制的方法和系统，其基本上如至少一张附图所示和/或结合至少一个附图所述，如权利要求书中更全面地阐述的那样。
附图说明
图1示出了根据本公开的各方面的示例性电弧焊接系统。
图2示出了根据本公开的各方面的示例焊接设备。
图3示出了根据本公开的各方面的示例焊接头具。
图4示出了图3的头具的示例电路。
图5A-5C示出了可以从正在进行的焊接的图像确定的各种参数。
图6为示出焊道模拟和可视化的示例工艺的流程图。
图7示出了工件的直接视图和工件的介导或增强现实视图。
图8为示出使用模拟焊道评估焊接性能的示例工艺的流程图。
具体实施方式
参考图1，示出了示例焊接系统10，其中操作者18佩戴焊接头具20并且使用焊炬504焊接工件24，经由导管14由设备12将电力或燃料传送到焊炬504。设备12可以包含电力或燃料源，可选地是惰性保护气体源，并且其中将自动地提供焊丝/填充材料的送丝器。可以通过任何已知的技术(包括火焰焊接技术，诸如氧-燃料焊接和电焊技术，诸如保护金属电弧焊(即焊条焊接)、金属惰性气体焊接(MIG)、钨惰性气体焊接(TIG)以及电阻焊接)配置图1的焊接系统10以形成焊接接头512。
可选地，在任何实施例中，焊接设备12可以是向焊炬504的自耗或非自耗电极16(例如，更好地在图5C中示出)提供直流电(DC)或交流电(AC)的电弧焊接设备。电极16将电流传送到工件24上的焊接点。在焊接系统10中，操作者18通过操纵焊炬504和触发电流的启动和停止控制电极16的位置和操作。当电流流动时，在电极和工件24之间形成电弧26。导管14和电极16因此传送足以在电极16和工件之间产生电弧26的电流和电压。在电极16和工件24之间的焊接点处，电弧26局部地熔化工件24和提供到焊接接头512的焊丝或焊条(在自耗电极的情况下为电极16，在非自耗电极的情况下为单独的焊丝或焊条)，从而当金属冷却时形成焊接接头512。
如下面更充分地示出和描述的，设备12和头具20可以经由链路25进行通信，通过该链路25，头具20可以控制设备12的设置和/或设备12可以将关于其设置的信息提供给头具20。虽然示出了无线链路，但是链路可以是无线、有线或光学的。
图2示出了根据本公开的方面的示例焊接设备。图2的设备12包含天线202、通信端口204、通信接口电路206、用户接口模块208，控制电路210、电源电路212、送丝器模块214，以及气体供应模块216。
天线202可以是适合于由通信链路25使用的频率、功率等级等的任何类型的天线。
通信端口204可以包含，例如，以太网双绞线端口、USB端口、HDMI端口、无源光网络(PON)端口和/或任何其他适用于与有线或光缆接口的端口。
通信接口电路206可操作以将控制电路210接合到天线202和/或端口204用以传输和接收操作。对于传输，通信接口206可以从控制电路210接收数据，并将数据分组化，并根据通信链路25上使用的协议将数据转换成物理层信号。对于接收，通信接口可以经由天线202或端口204接收物理层信号，从接收到的物理层信号(解调、解码等)恢复数据，并将数据提供给控制电路210。
用户接口模块208可以包含机电接口部件(例如，屏幕、扬声器、麦克风、按钮、触摸屏等)和相关联的驱动电路。用户接口208可以响应于用户输入(例如，屏幕触摸、按钮按压、语音命令等)而生成电信号。用户接口模块208的驱动器电路可以调节(例如，放大、数字化等)信号并使它们到控制电路210。响应于来自控制电路210的信号，用户接口208可以生成听觉、视觉和/或触觉输出(例如，经由扬声器、显示器和/或马达/致动器/伺服器等)。
控制电路210包含可操作的电路(例如，微控制器和存储器)以处理来自通信接口206、用户接口208、电源212、送丝器214和/或气体供应216的数据；并且以将数据和/或控制信号输出到通信接口206、用户接口208、电源212、送丝器214和/或气体供应216。
电源电路212包含用于生成经由导管14待传送到焊接电极的电力的电路。电源电路212可以包含，例如，一个或多个电压调节器、电流调节器、换流器和/或之类。由电源电路212输出的电压和/或电流可以由来自控制电路210的控制信号控制。电源电路212还可以包含用于将当前电流和/或电压报告给控制电路210的电路。在示例实施方案中，电源电路212可以包含用于测量导管14上(在导管14的一端或两端)的电压和/或电流的电路，使得报告的电压和/或电流是实际的而不是简单的基于校准的预期值。
送丝器模块214被配置成将自耗焊丝电极16传送到焊接接头512。送丝器214可以包含，例如，用于保持焊丝的线轴、用于将焊丝从线轴拉出以传送到焊接接头512的致动器，以及用于控制致动器传送焊丝的速率的电路。可以基于来自控制电路210的控制信号控制致动器。送丝器模块214还可以包含用于报告当前焊丝速度和/或剩余到控制电路210的焊丝的量的电路。在示例实施方案中，送丝器模块214可以包含用于测量焊丝速度的电路和/或机械部件，使得所报告的速度是实际的，而不是简单地基于校准的期望值。
气体供应模块216被配置为经由导管14提供保护气体，以在焊接工艺中使用。气体供应模块216可以包含用于控制气体流速的电控阀。阀可以由来自控制电路210的控制信号(其可以通过送丝器214进行路由或如虚线所示直接来自控制器210)控制。气体供应模块216还可以包含用于向控制电路210报告当前气体流速的电路。在示例实施方案中，气体供应模块216可以包含用于测量气体流速的电路和/或机械部件，使得报告的流速是实际的，而不是简单地基于校准的期望值。
图3和4示出了根据本公开的方面的示例焊接头具。示例头具20是头盔，其包含安装在其中的壳体306或安装在其上的壳体306：包含光学部件302和图像传感器416的一个或多个相机、显示器304、机电用户接口部件308、天线402、通信端口404、通信接口406、用户接口驱动器电路408、中央处理单元(CPU)410、扬声器驱动器电路412、图形处理单元(GPU)418以及显示器驱动器电路420。头具也可以是功能性的焊接面罩或护目镜，所以例如，它可以用于实际焊接或用于最小转换的模拟焊接。
每组光学器件302可以包含，例如，一个或多个透镜、滤波器和/或用于在例如红外线到紫外线的光谱中捕获电磁波的其他光学部件。在示例实施方案中，用于两个相机的光学器件302a和302b可以被定位成与头盔20的佩戴者的眼睛大致对准，以捕获如果通过透镜观察头盔20的佩戴者将具有的视野的立体图像(以从静止照片到30fps、100fps或更高的视频任何合适的帧速率)。
显示器304可以包含，例如，LCD、LED、OLED。E-ink和/或可操作以将电信号转换成由头盔20的佩戴者可见的光信号的任何其他合适类型的显示器。
机电用户接口部件308可以包含，例如，响应于用户输入而生成电信号的一个或多个触摸屏元件、扬声器、麦克风、物理按钮等。例如，机电用户接口部件308可以包含安装在显示器304的背面(即，在头盔20的外部)上的电容型、电感型或电阻型触摸屏传感器，其使得头盔20的佩戴者能够与在显示器304的前面(即，在头盔20的内侧)上显示的用户接口元件相互作用。
天线402可以是适用于由通信链路25使用的频率、功率等级的任何类型的天线。
通信端口404可以包含，例如，以太网双绞线端口、USB端口、HDMI端口、无源光网络(PON)端口和/或任何其他适用于与有线或光缆接口的端口。
通信接口电路406可操作以将控制电路410接合到天线202和端口204用以传输和接收操作。对于传输，通信接口406可以从控制电路410接收数据，并将数据分组化，并根据通信链路25上使用的协议将数据转换成物理层信号。待传输的数据可以包含，例如，用于控制设备12的控制信号。对于接收，通信接口可以经由天线202或端口204接收物理层信号，从接收到的物理层信号(解调、解码等)恢复数据，并将数据提供给控制电路410。接收的数据可以包含，例如，设备12的当前设置和/或实际测量输出的指示(例如，电压、电流强度和/或焊丝速度设置和/或测量)。
用户接口驱动器电路408可操作以调节(例如，放大、数字化等)来自用户接口部件308的信号。
控制电路410可操作以处理来自通信接口406、用户接口驱动器408和GPU 418的数据，并且生成待输出到扬声器驱动器电路412、GPU 418以及通信接口406的控制和/或数据信号。输出到通信接口406的信号可以包含，例如，用于控制设备12的设置的信号。可以基于来自GPU 418和/或用户接口驱动器408的信号来生成这样的信号。来自通信接口406的信号可以包含，例如，设备12的当前设置和/或实际测量输出的指示(经由链路25接收)。到GPU418的信号可以包含，例如，用于控制在显示器304上呈现的用户接口的图形元件的信号。来自GPU 418的信号可以包含，例如，基于由图像传感器416捕获的像素数据的分析确定的信息。
扬声器驱动器电路412可操作以调节(例如，转换为模拟、放大等)来自控制电路410的信号，以输出到用户接口部件308的一个或多个扬声器。例如，这样的信号可以携带音频以警告头盔20的佩戴者焊接参数在公差之外，以向头盔20的佩戴者提供音频指令等。
图像传感器416可以包含，例如，CMOS或CCD图像传感器，其可操作以将光信号转换为数字像素数据并将像素数据输出到GPU 418。
图形处理单元(GPU)418可操作以从图像传感器416接收和处理像素数据(例如，立体图像或二维图像)，以将一个或多个信号输出到控制电路410并将像素数据输出到显示器304。
GPU 418对像素数据的处理可以包含，例如，分析像素数据以实时地(例如，等待时间小于100ms或更优选地小于20ms)确定以下中的一个或多个：工件24的名称、尺寸、零件号、金属类型或其他特性；电极16和/或填充材料的名称、尺寸、零件号、金属类型或其他特性；待焊接的接头512的类型或几何形状；在捕获的视野中的物品(例如，电极、工件等)的2-D或3-D位置，在视野中正在进行的焊接的一个或多个焊接参数(例如，下面参考图5描述的那些)；在视野中的一个或多个物品的测量(例如，焊接的接头或工件的尺寸、焊接期间形成的焊道的尺寸、焊接期间形成的焊接熔池的尺寸和/或之类)；和/或可以从像素数据中收集的任何其他信息，并且其可以有助于实现更好的焊接、训练操作者、校准系统10等。
从GPU 418输出到控制电路410的信息可以包含从像素分析确定的信息。
从GPU 418输出到显示器304的像素数据可以为头盔20的佩戴者提供介导现实视图。在这样的视图中，佩戴者经历在显示器304上呈现的视频，就好像她/他正在通过透镜观看，但是图像被增强和/或由屏幕显示补充。增强(例如，调整对比度、亮度、饱和度、清晰度等)可以使得头盔20的佩戴者能够简单地使用透镜来看到她/他看不到的东西。屏幕显示可以包含覆盖在视频上的文本、图形等，以提供从控制电路410接收的设备设置的可视化和/或从像素数据的分析确定的信息的可视化。
显示器驱动器电路420可操作以生成用于显示器304的控制信号(例如，偏置和定时信号)，并且调节(例如，电平控制同步、分组化、格式化等)来自GPU 418的像素数据，以供输送到显示器304。
图5A-5C示出了可以从正在进行的焊接的图像确定的各种参数。示出坐标轴作参考。在图5A中，Z轴指向纸张顶部，X轴指向右侧，Y轴指向纸张。在图5B和5C中，Z轴指向纸张顶部，Y轴指向右侧，X轴指向纸张。
在图5A-5C中，设备12包含MIG枪504，其将自耗电极16进给到工件24的焊接接头512。在焊接操作期间，MIG枪504的位置可以由以下参数限定，包括：接触尖端到工件距离506或507、行进角度502、工作角度508、行进速度510和目标。
接触尖端到工件距离可以包括从焊炬504的尖端到工件24的垂直距离506，如图5A所示。在其他实施例中，接触尖端到工件距离可以是从焊炬504的尖端到工件24的距离507，其呈焊炬504到工件24的角度。
行进角度502是沿着行进轴线(图5A-5C所示的示例中的X轴)的枪504和/或电极16的角度。
工作角度508是与行进轴线(图5A-5C所示的例子中的Y轴)垂直的枪504和/或电极16的角度。
行进速度是枪504和/或电极16沿着被焊接的接头512移动的速度。
目标是电极16的位置相对于待焊接接头512的测量。例如目标可以测量为接头512的中心在垂直方向上与行进方向的距离。例如，图5C描绘了示例目标测量516。
图6为示出焊道模拟和可视化的示例工艺的流程图。
在框602中，操作者18触发模拟模式。例如，操作者18可以给出进入模拟模式的语音命令，其可以由头盔20的用户接口捕获，并且控制电路410可以相应地配置头盔20的部件。控制电路410还可以向设备12发送信号以触发设备12中的模拟模式(例如，当拉动枪或焊炬上的触发器时，实现锁定，使得实际上电力并未传送到电极16)。
在框604中，操作者设置待通过将工件、电极、填充材料等放置在相机视场中模拟的焊接。捕获图像，并分析图像的像素数据，以确定待模拟的焊接的特性。特性可以包含，例如：工件24的名称、尺寸、零件号、金属类型或其他特性；电极16和/或填充材料的名称、尺寸、零件号、金属类型或其他特性；待焊接的接头512的类型或几何形状；在捕获的视野中的物品(例如，电极、工件等)的3-D位置和/或之类。例如，可以通过分析像素数据确定特性，以识别工件、电极、填充材料等的区别特征(例如，尺寸、形状、颜色等)，然后在数据库中查找那些特征来检索名称、零件号或之类。例如，可以通过分析像素数据确定特性，以读取物品上的标记(例如，条形码)以获得名称/零件号/等，然后使用其从数据库中检索有关物品的附加特性。
在框606中，操作者开始实行(在本公开中“实行”与“模拟”同义)焊接。例如，操作者可以拉动可以触发相机的触发器开始捕获图像(例如，以30帧/秒或更高)，并且操作者可以开始沿着接头512移动电极16，如同焊接一样，但是没有电力被传送到电极16。
在框608中，随着未供电电极沿着接头512进行，处理捕获的像素数据以确定焊接参数，诸如上面参照图5A-5C描述的那些参数。
在框610中，在框604中确定的特性、在框608中确定的焊接参数以及设备设置用于显现模拟焊道。设备设置可以是由操作者选择的和/或基于在框604中确定的特性自动确定的固定设置。或者，设备设置可以根据模型而改变以模拟在实际焊接期间会发生的参数的改变。在示例实施方案中，来自其他传感器的信息可以与像素数据组合使用或代替像素数据来显现模拟焊道。这样的传感器可以包括，例如，与头盔20分开安装的相机(例如，焊炬中或焊炬上)、安装在头盔20中或与头盔20分开的加速度计、安装在头盔20中或与头盔20分开的陀螺仪和/或之类。
在框614中，将模拟焊道叠加在捕获的图像上，以作为介导现实的一部分经由显示器304呈现给操作者。
以这种方式，操作者与当电极被供电时焊接看起来像什么的可视化一起呈现。这允许操作者在不损坏工件的情况下实行焊接。也就是说，实际的工件可以保持不受影响，如图7的左侧所示，但是显示器304上的介导现实视图显示了模拟焊道704，并且可以显示模拟电弧706。
图8为示出使用模拟焊道评估实际焊接性能的示例工艺的流程图。
在框802中，操作者18触发带电焊接模式。例如，操作者18可以给出进入带电焊接模式的语音命令，其可以由头盔20的用户接口捕获，并且控制电路410可以相应地配置头盔20的部件。控制电路410还可以向设备12发送信号以触发设备12中的带电模式(例如，当拉动枪或焊炬上的触发器时，禁用锁定，使得电力被传送到电极16)。
在框804中，操作者设置待通过将工件、电极、填充材料等放置在相机视场中执行的实际焊接。捕获图像，并分析图像的像素数据，以确定待执行的焊接的特性。特性可以包含以下中的任何一个或多个，例如，工件24的名称、尺寸、零件号、金属类型或其他特性；电极16和/或填充材料的名称、尺寸、零件号、金属类型或其他特性；待焊接的接头512的类型或几何形状；在捕获的视野中的物品(例如，电极、工件等)的3-D位置和/或之类。例如，可以通过分析像素数据确定特性，以识别工件、电极、填充材料等的区别特征(例如，尺寸、形状、颜色等)，然后在数据库中查找那些特征来检索名称、零件号或之类。例如，可以通过分析像素数据确定特性，以读取物品上的标记(例如，条形码)以获得名称/零件号/等，然后使用其从数据库中检索有关物品的附加特性。在示例实施方案中，可以确定与待执行的焊接相关联的工作顺序，然后从数据库检索。然后可以从工作顺序中提取待执行的焊接的特性。
在框806中，基于确定的待执行的焊接的特性来配置设备12。例如，可以选择恒定电流或恒定电压模式，可以设置标称电压和/或额定电流，可以设置电压限制和/或电流限制，和/或之类。在示例实施方案中，框806还可以包含相机的配置。例如，可以预测电弧的预期亮度(基于设备配置和在框804中确定的特性)并用于配置透镜滤波器的暗度。
在框808中，操作者开始焊接并且相机开始捕获焊接的图像。例如，一旦操作者拉动焊枪的触发器，图像捕获即可以开始，电流可以开始流向电极。在示例实施方案中，可以对这些事件进行排序，使得图像捕获首先开始，并且允许在电流开始流向电极之前几帧用于校准相机(调整焦点、亮度、对比度、饱和度、清晰度等)，即使在焊接操作刚刚开始时这也能保证足够的图像质量。
在框810中，随着焊接操作的进行，处理捕获的图像数据以实时地(例如，等待时间小于100ms或更优选地小于20ms)确定如以上参考图5A-5C所描述的当前焊接参数。
在框812中，确定焊接设备的当前设置和/或实际测量的输出。这可以包含，例如，经由链路25接收设置和/或测量的输出。在示例实施方案中，电路410可以基于在框810中确定的参数调整设置。以这种方式，可以调整设备设置，诸如电压、电流、焊丝速度和/或其他，以试图补偿参数与其理想值的偏差。
在框814中，在框804中确定的特性、在框810中确定的焊接参数以及在框812中确定的设备设置和/或实际输出用于显现模拟焊道。在示例实施方案中，使用将不进行参数补偿调整的设备设置来生成第一模拟焊道，并且使用经调整以补偿非理想参数的设备设置来生成第二模拟焊道。
在框816中，将模拟焊道叠加在所捕获的图像上，以作为介导现实的一部分经由显示器304呈现给操作者。在生成多于一个的模拟焊道的情况下，操作员可以经由用户接口在它们之间进行选择。
在带电模式中，模拟焊道可以例如用于焊道模拟算法的校准或验证和/或用于确定焊接设备设置的实时调整的有效性。
根据本公开的示例实施方案，焊接头具(例如，头盔20)包含一个或多个图像传感器(例如，416)、处理电路(例如，410和418)以及显示器(例如，304)。当焊炬沿着待焊接的工件(例如24)的接头通过时，图像传感器可操作以捕获未供电焊炬的图像。处理电路可操作以：当所述焊炬沿着待焊接的接头通过时，通过处理图像的像素数据确定一个或多个焊接参数；基于一个或多个焊接参数生成模拟焊道；并且当焊炬沿着接头通过时，将接头上的模拟焊道实时地叠加在图像上。显示器可操作以当焊炬沿着接头通过时实时地呈现其上覆盖有模拟焊道的图像。处理电路可操作以通过处理图像的像素数据来检测接头(例如形状、尺寸、局部温度、发射光谱等)和/或工件(形状、尺寸、颜色、标记等)的区别特征。处理电路可操作以基于区别特征从数据库检索接头和工件的特性。特性可以包含，例如，以下中的一个或多个：工件的金属类型、焊炬被配置为执行的焊接类型、接头的类型。模拟焊道的生成可以基于特性。处理电路可操作以基于确定的接头和工件的特性确定接头的焊接设备设置(例如，电压、电流、焊丝速度等)。焊道的生成可以基于确定的焊接设备设置。处理电路可操作以基于确定的一个或多个焊接参数生成多个模拟焊道，其中多个模拟焊道中的第一个基于焊接设备设置的未补偿版本，多个模拟焊道中的第二个基于根据一个或多个焊接参数补偿的焊接设备设置的版本。
模拟焊道可以是现实的图像或增强的图像，其提供与现实的图像中体现的更多或不同的信息。例如，如果希望比操作者通过观察现实或真实的熔池所能实现的更精确地控制熔池的温度，则可以将熔池人为地着色以指示在期望范围之内或之外的温度。这可以例如通过如果太热将熔池着色为黄色，如果太凉则着色为蓝色，如果在优选的或所需的温度范围内则着色为绿色。颜色也可以渐变，以更准确地指示当前熔池多么热或多么凉。例如，当温度接近绿色温度范围的最小值时，绿色可以逐渐变蓝，随着温度接近绿色温度范围的最大值，绿色逐渐变黄。
根据本公开的示例实施方案，焊接头具(例如，20)包含一个或多个图像传感器(例如，416)、处理电路(例如，410和418)以及显示器(例如，304)。当焊炬沿着接头512通过并产生焊接时，图像传感器可操作以捕获供电焊炬的图像。处理电路可操作以：通过处理图像的像素数据确定焊接的一个或多个焊接参数；基于确定的一个或多个焊接参数生成用于焊接的模拟焊道；并且当焊炬沿着接头512(焊接的模拟焊道)通过时，将用于焊接的模拟焊道实时地叠加在图像上。显示器可操作以当焊炬沿着接头512通过时，实时地呈现具有用于焊接的叠加的模拟焊道的图像。模拟焊道可以覆盖在实际的焊道上。
本方法和系统可以在硬件、软件或硬件和软件的组合中实现。本方法和/或系统可以以集中的方式在至少一个计算系统中实现，或以分布式方式在至少一个计算系统中实现，其中不同的元件分布在多个互连的计算系统中。任何适用于执行本文描述的方法的计算系统或其他装置都是适合的。硬件和软件的典型组合可以包括具有程序或其他代码的通用计算系统，当被加载和执行时，该程序或其他代码控制计算系统，使得其执行本文描述的方法。另一典型实施方案可以包含专用集成电路或芯片。一些实施方案可以包含其上存储有可由机器执行的一行或多行代码的非暂时机器可读(例如，计算机可读)介质(例如，闪存驱动器、光盘、磁存储盘或之类)，从而使机器执行如本文所述的处理。
虽然已经参考某些实施方案描述了本方法和/或系统，但是本领域技术人员将会理解，可以在不脱离本方法和/或系统的范围的情况下进行各种改变并且可以替换等同物。此外，在不脱离其范围的情况下，可以进行许多修改以使特定情况或材料适应本公开的教导。因此，本发明的方法和/或系统不限于所公开的特定实施方案，而本方法和/或系统将包括落入所附权利要求的范围内的所有实施方案。
如本文所使用的，词语“电路”(circuits)和“电路”(circuitry)是指物理电子部件(即，硬件)以及可以配置硬件的、由硬件执行的、或另外与硬件相关联的任何软件和/或固件(“代码”)。如本文所使用的，例如，当执行第一组一行或多行代码时，特定处理器和存储器可以包含第一“电路”，并且当执行第二组一行或多行代码时，可包含第二“电路”。如本文所使用的，“和/或”是指通过“和/或”连接的列表中的任何一项或多项。作为示例，“x和/或y”表示三元集{(x),(y),(x,y)}中的任何元素。换句话说，“x和/或y”表示“x和y中的一个或两个”。作为另一个例子，“x、y和/或z”表示七元集{(x),(y),(z),(x,y),(x,z),(y,z),(x,y,z)}中的任何元素。换句话说，“x、y和/或z”表示“x、y和z中的一个或多个”。如本文所使用的，词语“示例性”表示用作非限制性示例、实例或说明。如本文所使用的，词语“例如(e.g.)和例如(for example)”提出一个或多个非限制性示例、实例或说明的列表。如本文所使用的，无论该功能的性能是被禁用或不启用(例如用户可配置设置、工厂调整等)，无论该电路是否包含用于执行功能必要的硬件和代码(如果需要的话)，电路均“可操作地”以执行功能。

Claims (20)

1.一种系统，其包含：
包含一个或多个图像传感器、处理电路以及显示器的焊接头具，其中：
当焊炬沿着待焊接的工件的接头通过时，所述一个或多个图像传感器可操作以捕获所述焊炬的图像，所述图像被捕获为像素数据；
所述处理电路可操作以：
当所述焊炬沿着待焊接的所述接头通过时，至少部分地通过处理所述像素数据确定一个或多个焊接参数；
基于所述一个或多个焊接参数生成模拟焊道；以及
当所述焊炬沿着所述接头通过时，将所述接头上的所述模拟焊道实时地叠加在所述图像上；并且
所述显示器可操作以当所述焊炬沿着所述接头通过时实时地呈现具有所述模拟焊道的所述图像。
2.根据权利要求1所述的系统，其中所述一个或多个焊接参数包含以下中的一个或多个：焊炬工作角度、焊炬行进角度、焊炬行进速度、焊炬接触尖端到工件距离以及焊炬目标。
3.根据权利要求1所述的系统，其中所述处理电路可操作以通过处理所述图像的所述像素数据来检测所述接头和所述工件的区别特征。
4.根据权利要求3所述的系统，其中所述区别特征包含以下中的一个或多个：所述工件的形状、所述工件的尺寸、所述工件的颜色。
5.根据权利要求3所述的系统，其中所述区别特征包含所述工件上的标记。
6.根据权利要求3所述的系统，其中：
所述处理电路可操作以基于所述区别特征从数据库检索所述接头和所述工件的特性；并且
所述数据库存储多个接头和工件的特性。
7.根据权利要求6所述的系统，其中所述特性包含以下中的一个或多个：所述工件的金属类型、所述焊炬被配置为执行的焊接类型、所述接头的类型。
8.根据权利要求7所述的系统，其中所述模拟焊道的所述生成也基于所述特性。
9.根据权利要求3所述的系统，其中所述处理电路可操作以基于所述区别特征确定与所述焊件相关联的工作顺序。
10.根据权利要求9所述的系统，其中所述处理电路可操作以：
从数据库检索所述工作顺序；并且
从所述工作顺序提取所述接头和所述工件的特性。
11.根据权利要求10所述的系统，其中所述特性包含以下中的一个或多个：所述工件的金属类型、所述焊炬被配置为执行的焊接类型以及所述接头的类型。多余。
12.根据权利要求11所述的系统，其中所述焊道的所述生成也基于所述特性。
13.根据权利要求1所述的系统，其中所述处理电路可操作以：
通过处理所述图像的所述像素数据确定所述接头和所述工件的特性；并且
基于所述接头和所述工件的所述特性确定所述接头的焊接设备设置。
14.根据权利要求13所述的系统，其中所述焊接设备设置包含以下中的一个或多个：电流强度、电压、焊丝速度以及气体流速。
15.根据权利要求13所述的系统，其中所述焊道的所述生成是基于确定的焊接设备设置。
16.根据权利要求15所述的系统，其中：
所述处理电路可操作以基于所述确定的一个或多个焊接参数生成多个模拟焊道；
所述多个模拟焊道中的第一个模拟焊道基于所述焊接设备设置的未补偿版本；并且
所述多个模拟焊道中的第二个模拟焊道基于根据所述一个或多个焊接参数补偿的所述焊接设备设置的版本。
17.根据权利要求1所述的系统，其中：
当所述焊炬沿着所述接头通过并产生焊接时，所述一个或多个图像传感器可操作以捕获供电焊炬的第二图像；
所述处理电路可操作以：
通过处理所述第二图像的像素数据确定一个或多个第二焊接参数；
基于所述确定的一个或多个第二焊接参数生成用于所述焊接的模拟焊道；以及
当所述焊炬沿着所述接头通过时，将用于所述焊接的所述模拟焊道实时地叠加在所述第二图像上，并且
所述显示器可操作以当所述焊炬沿着所述接头通过时，实时地呈现具有用于所述焊接的所述叠加的模拟焊道的所述第二图像。
18.根据权利要求17所述的系统，其中所述焊道的所述生成基于当所述焊炬沿着所述接头通过以产生所述焊接时，由所述处理电路实时地从焊接设备接收的焊接设备设置。
19.根据权利要求1所述的系统，其中所述焊接头具是头盔。
20.根据权利要求1所述的系统，其中：
所述焊接头具包含麦克风；并且
所述处理电路可操作以响应于经由所述麦克风接收的语音命令调整所述显示器。
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