元件530。、532(3、530(1、532(1、540、542、554、556、和562提供具有3個自由 度的支撐結構182,即，能夠在X和Z方向上移動、也能夠在X-Z平面中傾斜。單獨長度調節(jié)構 件550、552、560的物理大小和操作特點用于確定支撐機構182的運動包絡。盡管在一個示例 性實施例中，長度調節(jié)構件是液壓致動器，但它們還可W表示其他致動器，如氣動致動器、 滾珠絲杠致動器和/或任意類型的電控致動器。運些可移動部件的任意或全部部件可W由 圖1的系統(tǒng)100的一個或多個操作設備190控制。
[0074] 其他示例性實施例可W包括工作臺171、臂173、裝配夾具182、試件180、和/或樣件 184中的一者或多者的任意組合，W便最佳地模擬被模擬的現(xiàn)實世界焊接站操作。
[0075] 根據(jù)其他示例性實施例，工作臺171、臂173、和/或AF 182的位置可W通過預編程 的設置或通過使用者要求的'WUI 130、0DD 150、和/或SDUI 188由PSS 110和/或VS 186來自 動設定。在運種實施例中，T/S170和/或AF 182通常包括例如電機和/或伺服機構，并且來自 上述設備的信號命令激活電機和/或伺服機構。
[0076] 根據(jù)進一步的示例性實施例，工作臺171、臂173、AF 182、WC180、和/或SP 184的位 置可W由系統(tǒng)100來檢測。運樣，使用者不必通過使用者界面手動地輸入位置信息。在運種 實施例中，T/S 170和/或AF182包括位置和朝向檢測器并且向PPS 110和/或VS 186發(fā)送提 供位置和朝向信息的信號指令。WC 175和/或SP 184可W包括位置檢測傳感器(例如，用于 檢測磁場的盤繞傳感器）。根據(jù)示例性實施例，當調節(jié)參數(shù)改變時，使用者能夠看到ODD 150、FMDD 140、和/或 SDUI 188 上的 T/S 170 和/或 AF 182 的呈現(xiàn)。
[0077] 根據(jù)進一步的示例性實施例，工作臺171、臂173、AF 182、WC180、和/或SP 184的位 置可W由系統(tǒng)100來指定和監(jiān)測。在不同的示例性實施例中，工作臺171、臂173、AF 182、WC 180、和/或SP 184的位置可W由操作設備190基于PPS 110和/或VS 186的命令來控制。在其 他示例性實施中，使用者可W通過使用者界面提供位置信息并且手動地定位工作臺171、臂 173、AF 182、WC 180、和/或SP 184?；谀M的現(xiàn)實世界焊接站操作來確定自動和手動定 位。
[0078] 各種其他操作設備190可W包括在VRWS中，W便模擬現(xiàn)實世界焊接站。與運些設備 的控制和通信被設計成使用虛擬和/或現(xiàn)實世界設備和部件(類似于本文中描述的示例性 AF 182)來模擬現(xiàn)實世界焊接環(huán)境。
[0079] 圖6展示了圖1的空間追蹤器(STH20的示例性實施例中的不同元件。ST 120是能 夠與系統(tǒng)100的PPS 110操作性地接口連接的磁性追蹤器。ST 120包括磁源121和源線纜、至 少一個傳感器122和相關聯(lián)線纜、磁盤123上的主機軟件、電源124和相關聯(lián)線纜、USB和RS-232線纜125W及處理器追蹤單元126。磁源121能夠操作性地連接至處理器追蹤單元126或 W其他方式與其接口連接(例如，通過纜線）。傳感器122能夠操作性地連接至處理器追蹤單 元126或W其他方式與其接口連接(例如，通過纜線）。電源124能夠操作性地連接至處理器 追蹤單元126或W其他方式與其接口連接(例如，通過纜線）。處理器追蹤單元126能夠通過 USB或RS-232纜線125操作性地連接至PPS 110或W其他方式與其接口連接。磁盤123上的主 機軟件能夠被加載到PPS 110上并且允許ST 120和PPS 110之間的功能通信。
[0080] 如圖4所示，ST 120的磁源121安裝在臂173的第一部分上或W其他方式與其接口 連接。參考圖5，ST 120的磁源121安裝在上部平臺18的后部或W其他方式與其接口連接。在 其他示例性實施例中，多個磁源121安裝在不同位置上并且可用于提供適當?shù)淖粉?。磁?121在磁源121周圍產生磁場，包括環(huán)繞WC 175和SP 184的空間，所述空間建立了3D空間參 照系。T/S 170和/或裝配夾具182可W大部分是非金屬的（非鐵的且非導電的），從而不會使 磁源121產生的磁場崎變。傳感器122可W包括沿著=個空間方向正交排列的=個感應線 圈。傳感器122的感應線圈各自可W測量=個方向的每一者上的磁場強度并將那條信息提 供給處理器追蹤單元126。因此，系統(tǒng)100能夠知道WC 175和/或SP 184的任意部分相對于磁 場建立的3D空間參照系位于什么地方。傳感器122可W附接到MWT 160或FMDD 140，從而允 許MWT 160或FMDD 140在空間和朝向上由ST 120相對于3D空間參照系進行追蹤。當兩個傳 感器122被提供并且操作地連接到處理器追蹤單元126時，MWT 160和FMDD 140兩者可W被 追蹤。W此方式，系統(tǒng)100能夠在虛擬現(xiàn)實空間中產生虛擬WC、虛擬SP、虛擬MWT、虛擬T/S、 和/或虛擬AF，并且當相對于3D空間參照系追蹤歷T 160和FMDD 140時在FMDD 140、0抓 150、和/或SDUI 188上顯示虛擬WC、虛擬SP、虛擬MWT、虛擬T/S、和/或虛擬AF。
[0081] 根據(jù)另一個示例性實施例，傳感器122可W無線地接口連接到處理器追蹤單元 126,并且處理器追蹤單元126可W無線地接口連接到PPS110。根據(jù)其他示例性實施例，其他 類型的空間追蹤器120可用在系統(tǒng)100中，包括例如基于加速度計/巧螺儀的追蹤器、光學追 蹤器（主動式或被動式的）、紅外追蹤器、聲音追蹤器、激光追蹤器、射頻追蹤器、慣性追蹤 器、W及基于增強現(xiàn)實的追蹤系統(tǒng)。其他類型的追蹤器也是可能的。在一些示例性實施例 中，可W使用兩種或更多種不同追蹤技術的組合。
[0082] 圖7展示了圖1系統(tǒng)100的示例性實施例。圖7中所示的系統(tǒng)100的各種功能模塊主 要通過在PPS 110和/或VS 186上運行的軟件指令和模塊來實現(xiàn)。系統(tǒng)100的各種功能模塊 快包括物理接口 701、焊燈和夾具模型702、環(huán)境模型703、聲音內容功能704、焊接聲音705、 裝配夾具/機架/工作臺模型706、內部架構功能707、校準功能708、操作裝置模型709、樣件/ 試件模型710、焊接物理件711、內部物理件調節(jié)工具(調整裝置(tweaker))712、圖形使用者 界面功能713、繪圖功能714、學員上報功能715、呈現(xiàn)裝置716、焊珠呈現(xiàn)717、3D紋理718、視 覺提示功能719、評分和容差功能720、公差編輯器721、特效722、W及順序模型723。
[0083] 圖7中所示的各框的功能W上文提及的美國序列號12/501,257披露的功能類似的 方式操作，其全文通過引用結合在此。AF 182的建?？蒞類似于框706中的T/S 170dSP 184 的建?？蒞類似于框710中的WC 180。圖形使用者界面功能713還可W包括SDUI 188W設 立/顯示模擬的焊接站場景的操作和步驟。根據(jù)示例性實施例，焊接場景的設立包括選擇語 言、輸入使用者姓名、W及選擇模擬的焊接站。根據(jù)所選擇的焊接站，VS 186可W從框723選 擇適當?shù)捻樞蚰Ｐ?。順序模?23將包括與所選擇的焊接站的操作相關聯(lián)的各個方面，從而 指定加工步驟，包括例如指定WC 180和/或SP 184;指定T/S 170配置和/或AF 182;指定一 個或多個焊接工藝(例如，F(xiàn)CAW、GMAW、SMAW似及相關聯(lián)的軸向噴涂、脈沖、或短弧法;指定 氣體類型和流速;指定電焊條的類型;指定藥忍焊絲(例如，自保護、氣體保護）的類型;指定 環(huán)境(例如，虛擬現(xiàn)實空間中的背景環(huán)境）；指定送絲速度;指定電壓電平;指定安培數(shù);指定 極性；W及打開或關閉具體視覺提示。在其他示例性實施例中，根據(jù)在模擬的現(xiàn)實世界焊接 站過程中操作員必須指定的決策，可W提示使用者指定某些選項和/或參數(shù)。
[0084] 系統(tǒng)100能夠分析和顯示虛擬焊接站活動的結果。通過分析所述結果，意味著系統(tǒng) 100能夠確定在指定的加工步驟(包括焊接和非焊接操作），使用者何時偏離了指定的過程 的可接受界限?？蒞根據(jù)使用者的表現(xiàn)進行評分。在一個示例性實施例中，分數(shù)可W是W下 內容的函數(shù):遺漏的操作;不正確固定的零件；W及模擬焊接工具160的位置、朝向和速度在 整個公差范圍上的偏差(公差可能從理想的焊道延伸至臨界或不可接受的焊接活動）、遺漏 的質量檢查、或與所選擇的焊接站相關聯(lián)的任何其他操作。
[0085] 視覺提示功能719可W通過在FMDD 140、0DD 150、和/或SDUI188上顯示覆加色彩 和指示器來向使用者提供即時反饋?？蒞針對與所選擇的焊接站相關聯(lián)的操作中的每項操 作或每項操作的多個部分提供視覺提示。
[0086] 圖8是根據(jù)示例性實施例的定序器邏輯的流程圖。在運個示例性實施例中，虛擬定 序器可W指令操作員執(zhí)行任意數(shù)量的操作W模擬現(xiàn)實世界焊接站。例如，虛擬定序器可W 指令操作員執(zhí)行操作IW達到具體狀態(tài)。操作1的完成還可W與條件檢查相關聯(lián)。如果條件 未得到滿足(例如，未輸入零件編號、零件沒有放在夾具中、焊接時長不夠長等），順序可W 采取動作，例如，像等待、重發(fā)指令、停止、或任何其他動作。運些動作可W被設計用于模擬 現(xiàn)實世界焊接站中所需的動作或可W偏離現(xiàn)實世界焊接站，W便為操作員提供更好的訓練 體驗(例如，重發(fā)指令）。當針對虛擬焊接站完成所有操作(并且滿足相關聯(lián)的條件)時，順序 就完成了。
[0087] 圖9至圖12描述了根據(jù)示例性實施例的控制系統(tǒng)?，F(xiàn)在參考圖9至圖11，示出了圖1 的系統(tǒng)100的示例性控制系統(tǒng)902。在不同實施例中，控制系統(tǒng)902可W嵌入在PPS 110、VS 186、模擬焊接控制臺135、和/或其他組部中。系統(tǒng)902包括多個焊接系統(tǒng)部件950,通常運些 部件是虛擬部件，包括電源951、送絲器952、移動車架953、氣體螺線管954、冷卻劑螺線管 955、煙霧提取系統(tǒng)956、W及機器人或可編程邏輯控制器(PLC)957,其中所示的系統(tǒng)部件 950僅僅是示例，并且根據(jù)一般發(fā)明概念，可W為系統(tǒng)提供更多或更少的部件。虛擬焊接部 件可W包含在模擬的焊接控制臺135中，如2。如果某些部件不能充分地模擬，現(xiàn)實世界焊接 或非焊接部件可W用在虛擬焊接站中。
[0088] 如圖10所示，系統(tǒng)902進一步包括具有微處理器912的虛擬定序器控制器910、順序 控制程序922、^及一個或多個狀態(tài)表文件924、926、928，其中虛擬定序器控制器910還提供 各種接口，運些接口包括用于將定序器910與網(wǎng)絡930操作性連接的網(wǎng)絡接口 914、通過纜線 940提供與系統(tǒng)部件950中的一個或多個系統(tǒng)部件的直接通信連通性的一個或多個專用通 信接口916、W及使用者界面918(例如，像圖1的SDUI 188)，所述使用者界面提供操作員或 使用者對定序器910的訪問W用于設置參數(shù)、值等，和/或用于向使用者呈現(xiàn)操作信息。
[0089] 如圖8所示，網(wǎng)絡930可W將系統(tǒng)部件950中的一個或多個系統(tǒng)部件和控制器910與 彼此聯(lián)接并且還在部件910、950中的任一者與外部裝置或其他網(wǎng)絡(未示出）之間提供數(shù)據(jù) 共享和其他信息交換。運包括作為現(xiàn)實世界焊接站連接至同一網(wǎng)絡。
[0090] 而且，可替代地或組合地，專用纜線940可用于將定序器910與焊接系統(tǒng)部件950中 的一些或全部部件互相連接，如電源控制纜線941、送絲器纜線942、移動車架纜線943、氣體 控制纜線944、冷卻劑螺線管控制纜線945、煙霧提取控制纜線946、和/或機器人或化C纜線 947，其中通過網(wǎng)絡930 (W及網(wǎng)絡接口 914)和/或纜線940 (W及接口 916)的接口連接提供了 數(shù)據(jù)或其他信息、信令、消息等的交換，通過運種交換，可W從一個或多個系統(tǒng)部件950獲得 順序控