的焊接過程、操作 和程序(單獨(dú)的焊接加完整的工作指導(dǎo))方面訓(xùn)練操作員。一旦完成了虛擬訓(xùn)練，操作員將 準(zhǔn)備創(chuàng)造現(xiàn)實(shí)組件所需要的現(xiàn)實(shí)世界焊接過程和事件順序。在使用虛擬定序器訓(xùn)練之后， 現(xiàn)在操作員使用焊接定序器生產(chǎn)現(xiàn)實(shí)組件，并重復(fù)相同的焊接順序?，F(xiàn)實(shí)焊接操作由焊接 定序器控制并監(jiān)測，同時使用焊接分?jǐn)?shù)(WeldScore)監(jiān)測焊接過程。焊接分?jǐn)?shù)監(jiān)測器包括但 不限于2010年5月7日提交的美國序列號12/775,729(現(xiàn)在是美國專利號8,569,646)中披露 的實(shí)施例，其全文通過引用結(jié)合在此。
[005引在示例性實(shí)施例中，所有的訓(xùn)練數(shù)據(jù)（來自VRTEX和焊接定序器)收集在生產(chǎn)監(jiān)測 系統(tǒng)中。使用運(yùn)種技術(shù)來提供綜合性的課程計(jì)劃(具有虛擬組件創(chuàng)造和現(xiàn)實(shí)組件創(chuàng)造）。運(yùn) 包括用在虛擬(VRTEX)環(huán)境和現(xiàn)實(shí)焊接定序器控制器(連同用于訓(xùn)練的現(xiàn)實(shí)焊接部分的零 件工具箱）中的常見焊接順序。單獨(dú)課程的最終成果是所有訓(xùn)練焊接/操作、裝配周期時間 和工具箱的現(xiàn)實(shí)零件的完整報告。
[0059] 操作順序（用在虛擬和現(xiàn)實(shí)世界環(huán)境中）可W包含對參數(shù)的有效性檢查，像零件擺 放、行進(jìn)速度(焊接時長）、平均安培數(shù)、W及其他焊接變量。運(yùn)些常見要求的使用強(qiáng)化了首 先在虛擬焊接站中學(xué)習(xí)的并且此后在現(xiàn)實(shí)組件上重復(fù)的現(xiàn)實(shí)要求（同時虛擬定序器和焊接 定序器分別W相同方式對操作進(jìn)行指導(dǎo)和監(jiān)測）。
[0060] 虛擬訓(xùn)練的成功完成可W包括用于所有焊接操作、總周期時限、總電弧時限、電弧 開始/停止的次數(shù)、W及其他焊接變量的總分?jǐn)?shù)。一旦達(dá)到最低要求(例如，一旦表現(xiàn)分?jǐn)?shù)達(dá) 到預(yù)定的闊值），將批準(zhǔn)操作員進(jìn)行包括現(xiàn)實(shí)焊接的下一個訓(xùn)練步驟。
[0061] 在現(xiàn)實(shí)焊接過程中，焊接定序器將使用要求與成功完成現(xiàn)實(shí)組件的虛擬定序器相 同的相同焊接順序。
[0062] 來自虛擬定序器和焊接定序器操作的焊接和操作數(shù)據(jù)可W在常見的生產(chǎn)監(jiān)測系 統(tǒng)(例如，檢查站(ChecWoint))中收集。數(shù)據(jù)可W由操作員、焊接操作(虛擬和現(xiàn)實(shí)）、生產(chǎn) 的組件的數(shù)量、質(zhì)量分?jǐn)?shù)、周期時間度量等匯總。
[0063] 在示例性實(shí)施例中，如同現(xiàn)實(shí)世界定序器一樣，虛擬定序器可W自動地選擇并實(shí) 現(xiàn)虛擬焊接工作單元的功能。例如，功能可W包括將要用在虛擬工作單元內(nèi)的具體虛擬焊 接計(jì)劃。換言之，虛擬定序器可W為具體的虛擬焊接選擇有待使用的虛擬焊接計(jì)劃，并根據(jù) 所選擇的虛擬焊接計(jì)劃自動地為操作員修改虛擬工作單元的設(shè)置（即，無需操作員的特定 干預(yù)）。
[0064] 另外，在示例性實(shí)施例中，虛擬定序器可W自動地指示操作員應(yīng)當(dāng)遵從的操作順 序、步驟或不同的焊接點(diǎn)W產(chǎn)生最終的虛擬組件。結(jié)合虛擬焊接計(jì)劃的自動選擇，運(yùn)種指示 的順序允許操作員遵從所述順序W產(chǎn)生最終的虛擬組件，就像期望操作員在現(xiàn)實(shí)世界的焊 接站中預(yù)期要做的一樣。
[0065] 因此，由于虛擬定序器設(shè)立虛擬焊接設(shè)備并組織了工作流程，就像現(xiàn)實(shí)世界定序 器一樣，因此在操作員開始在現(xiàn)實(shí)世界焊接單元或焊接站中操作之前，可使用虛擬定序器 訓(xùn)練他們。W此方式，大大地減少了現(xiàn)實(shí)世界焊接站中錯誤的機(jī)會并提高了生產(chǎn)率和質(zhì)量。
[0066] 在示例性示例中，虛擬現(xiàn)實(shí)焊接站(VRWS)包括基于可編程處理器的子系統(tǒng)、操作 性地連接至基于可編程處理器的子系統(tǒng)的空間追蹤器、能夠由空間追蹤器在空間追蹤的至 少一個模擬焊接工具、W及操作性地連接至基于可編程處理器的子系統(tǒng)的至少一個顯示設(shè) 備。VRWS能夠在虛擬現(xiàn)實(shí)空間中模擬與現(xiàn)實(shí)世界焊接站相關(guān)聯(lián)的操作。運(yùn)些操作可W包括 各種不同類型的焊接和非焊接操作。對于焊接操作，VRWS能夠在顯示設(shè)備上實(shí)時顯示模擬 的焊接烙池。如本文所用，術(shù)語"實(shí)時"意指W與使用者在真實(shí)世界焊接情景下將會感知和 體驗(yàn)的相同的方式，在模擬的環(huán)境下及時感知和體驗(yàn)。對于非焊接操作，例如像操作員識別 輸入/掃描、零件識別輸入/掃描、零件夾持、夾具操控/控制、檢查等，系統(tǒng)能夠重復(fù)和/或模 擬操作員在具體焊接站完成焊接操作所需要的步驟。通常，VRWS可W包括W下專利申請中 披露的特征和能力中的任一者或全部，運(yùn)些專利申請的每一個申請的全文通過引用結(jié)合在 此。2005年9月15日提交的美國序列號11/227,349,現(xiàn)在是美國專利號8,692,157;2006年12 月20日提交的美國序列號11/613,652;2009年7月10日提交的美國序列號12/501,257,現(xiàn)在 是美國專利號8，747，116; 2009年7月10日提交的美國序列號12/501，263; 2009年7月17日提 交的美國序列號12/504,870;2010年3月8日提交的美國序列號12/719,053,現(xiàn)在是美國專 利號8,274,013 ;2011年4月7日提交的美國序列號13/081，725,現(xiàn)在是美國專利號8,657， 605;2012年2月2日提交的美國序列號13/364,489;2012年12月19日提交的美國序列號13/ 720,300,現(xiàn)在是美國專利號8,787,051 ;2013年3月11日提交的美國序列號13/792,288,現(xiàn) 在是美國專利號8,834，168;2013年3月11日提交的美國序列號13/792,309;2013年3月11日 提交的美國序列號13/792,294,現(xiàn)在是美國專利號8,851，896;2013年3月11日提交的美國 序列號13/792,280; W及2012年7月10日提交的美國序列號13/545,058。
[0067] 現(xiàn)在參考附圖，提供附圖的目的是說明本文中披露的或W其他方式建議的不同示 例性實(shí)施例而不是為了限制它們，圖1展示了系統(tǒng)100的系統(tǒng)框圖的示例性實(shí)施例，所述系 統(tǒng)用于提供在實(shí)時虛擬現(xiàn)實(shí)環(huán)境中的焊接站訓(xùn)練。系統(tǒng)100包括基于可編程處理器的子系 統(tǒng)(PPS) 110。系統(tǒng)100進(jìn)一步包括操作性地連接至PPS 110的空間追蹤器(ST) 120。系統(tǒng)100 還包括操作性地連接至PPS 110的物理焊接使用者界面(WUI) 130和操作性地連接至PPS IlOW及ST 120的戴于面部的顯示設(shè)備(FM孤）140。系統(tǒng)100還可W包括操作性地連接至PPS 110的觀察者顯示設(shè)備(0DDH50。系統(tǒng)100還可W包括操作性地連接至ST 120W及PPS 100 的至少一個模擬焊接工具(MWTH60。系統(tǒng)100可W包括工作臺/機(jī)架(T/SH70。系統(tǒng)100還可 W包括能夠附接至T/S 170的至少一個焊接試件(WCH80。系統(tǒng)100可W包括裝配夾具(AF) 182。系統(tǒng)100還可W包括至少一個樣件(SPH84。系統(tǒng)100還包括虛擬定序器(VSH86和定序 器顯示器/使用者界面（SDUIU88。在其他示例性實(shí)施例中，VS 186可W與PPS 110相結(jié)合 和/或SDUI 188可W與MJI 130和/或其他界面、顯示器等相結(jié)合，W便模擬需要站點(diǎn)操作員 在現(xiàn)實(shí)世界焊接站中交互的界面和/或顯示器的數(shù)量和類型。
[0068] 系統(tǒng)100還可W包括各種其他設(shè)備，例如像操作設(shè)備190,所述操作設(shè)備模擬某些 操作所需的現(xiàn)實(shí)世界焊接站設(shè)備。如圖1所示，操作設(shè)備190可W與AF 182相關(guān)聯(lián)W便例如 驗(yàn)證AF 182內(nèi)的SP 184的擺放、操控AF 182的位置、使一個或多個夾子將SP 184固持在AF 182中等。其他設(shè)備（未示出）可W包括例如掃描儀、閱讀器、使用者界面、顯示器(包括例如 可配置的視覺幫助）、視覺/聲音指示器(例如，用于順序錯誤、焊接越限、焊接分?jǐn)?shù)缺陷檢 、PLC接口、聯(lián)動裝置(例如，預(yù)熱和/或焊層間溫度、自動定位器的位置、零件檢測/零件 裝載、夾子閉合/打開）、控制面板、裝配工具、檢查工具、操作員位置傳感器(例如，體重感測 墊）、零件位置/接近度傳感器、安全/閉鎖設(shè)備、照明控制、原料搬運(yùn)設(shè)備、零件和/或組件儀 表(例如，用于質(zhì)量控制)等。根據(jù)其他示例性實(shí)施，提供模擬氣瓶(未示出）來模擬保護(hù)氣源 并具有可調(diào)流量調(diào)節(jié)器。系統(tǒng)100的W上元件中的一些元件可W是用在虛擬焊接站中的現(xiàn) 實(shí)世界部件。例如，現(xiàn)實(shí)世界裝配夾具182可用于固持樣件184。虛擬和現(xiàn)實(shí)世界部件的任意 組合可W包括虛擬焊接站。
[0069] 圖2展示了圖1的系統(tǒng)100的具有觀察者顯示設(shè)備(0DDH50的模擬焊接控制臺135 的示例性實(shí)施例。物理WUI 130駐留在控制臺135的前部并且提供旋鈕、按鈕和操縱桿，用于 使用者選擇各種模式和功能?？蛇xODD 150附接至控制臺135的頂部。MWT 160駐留在附接至 控制臺135的側(cè)部的固持器中。在內(nèi)部，控制臺135可W固持或W其他方式封裝系統(tǒng)100的各 種部件，例如，PPS 110、VS 186、和/或ST 120的一部分。
[0070] 圖3展示了圖1的系統(tǒng)100的焊接控制臺135(模擬焊接電源使用者界面）和SDUI 188的示例性實(shí)施例。還示出了SDUI 188的示例性截屏189的放大視圖。物理SDUI 188可W 提供顯示屏、旋鈕、按鈕和/或操縱桿，用于使用者選擇各種模式和功能。VS 186可W與SDUI 188成為一體或可W包括在PPS 110中，PPS可W包括在控制臺135中。
[0071] 圖4展示了圖1的系統(tǒng)100的工作臺/機(jī)架(T/SH70的示例性實(shí)施例。iys 170包括 可調(diào)工作臺171、機(jī)架或底座172、可調(diào)臂173、W及立柱174。工作臺171、底座172、W及臂173 均附接至立柱174。工作臺171和臂173各自能夠相對于立柱174手動地向上、向下、和旋轉(zhuǎn)地 調(diào)節(jié)。臂173用于固持各種焊接試件(例如，焊接試件175)和/或樣件184,并且在訓(xùn)練時使用 者可W將他/她的手臂放置在工作臺171上。立柱174被標(biāo)記有位置信息從而使用者可W確 切地知曉臂173和工作臺171被垂直定位在柱174上何處。使用者可W使用WUI 130、0DD 150、和/或SDUI18則尋此垂直位置信息輸入到系統(tǒng)中。
[0072] 圖5展示了示例性裝配夾具(AFH82,所述裝配夾具示為單個可調(diào)支撐結(jié)構(gòu)。所述 支撐結(jié)構(gòu)被描繪為固持（即，支撐)樣件(SPH84,即，具有間隔開的軌道514、516的焊件。支 撐結(jié)構(gòu)182包括上部可移動平臺518,在所述平臺上固持焊件184的上表面520。針對用于模 擬焊接的焊件184的具體區(qū)域，將可移平臺518調(diào)節(jié)至期望的位置和朝向。在圍繞框架522周 圍由細(xì)長帶524(圖5中僅示出了細(xì)長帶的短段)框圍了焊件184。當(dāng)合并到軌道系統(tǒng)中時，焊 件184的上表面520是軌道截面的上側(cè)。支持結(jié)構(gòu)526沿著焊件184的長度位于間隔開的位置 上。如運(yùn)個圖所示，將支持結(jié)構(gòu)526定位成具有軌道514、516,運(yùn)些軌道位于支架526與焊件 184的框架522的外部之間。進(jìn)一步關(guān)注支撐結(jié)構(gòu)182,下部固定支撐底座528通過橫向間隔 開的多位置較鏈530、532可操作地連接上部可移動平臺518。在一個實(shí)施例中，多位置較鏈 可W是2桿機(jī)構(gòu)，并且W下討論主要將部件或元件530、532稱為2桿機(jī)構(gòu)。然而應(yīng)當(dāng)認(rèn)識到， 在不偏離一般發(fā)明概念的范圍和意圖情況下，可W使用準(zhǔn)許可移動平臺518適當(dāng)移動的其 他較鏈或其他適當(dāng)?shù)慕Y(jié)構(gòu)?？梢苿悠脚_518可W由圖1的系統(tǒng)100的操作設(shè)備190控制。另外， 圖5中描繪的支撐結(jié)構(gòu)182(如AF)和焊件184(如SP)僅僅是示例性的。AF 182和SP 184可W 包括任意焊接操作所需的任意形狀、構(gòu)造、零件數(shù)量、零件類型W及零件大小。
[0073] 如所提及，可W調(diào)節(jié)支撐結(jié)構(gòu)182W便將焊件184定位到適合于所需模擬焊接操作 的朝向和位置。為了調(diào)節(jié)上部可移動平臺518相對于固定支撐底座528的位置，致動器(如長 度調(diào)節(jié)構(gòu)件550、552)分別連接在樞軸或樞轉(zhuǎn)元件540、542與樞軸或樞轉(zhuǎn)元件554和556之 間，其中后者通常位于固定底座528的中屯、附近。另外，致動器(如長度調(diào)節(jié)構(gòu)件560)經(jīng)由樞 軸或樞轉(zhuǎn)元件556與樞軸或樞轉(zhuǎn)元件562連接在固定支撐底座528與可移動平臺518之間。長 度調(diào)節(jié)構(gòu)件550、552和560的定位決定了可移動平臺518的位置并因此決定了其上承載的焊 件184的位置。樞轉(zhuǎn)