СИСТЕМА И СПОСОБ, ОБЕСПЕЧИВАЮЩИЕ ОБУЧЕНИЕ ДУГОВОЙ СВАРКЕ В МОДЕЛИРУЕМОЙ СРЕДЕ ВИРТУАЛЬНОЙ РЕАЛЬНОСТИ В РЕАЛЬНОМ ВРЕМЕНИ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ОБРАТНОЙ СВЯЗИ СВАРОЧНОЙ ВАННЫ В РЕАЛЬНОМ ВРЕМЕНИ

1. Система (100) сварки в виртуальной реальности, содержащая:
программируемую подсистему (110), основанную на процессоре;
пространственное устройство (120) слежения, подключенное к программируемой подсистеме (110), основанной на процессоре;
по меньшей мере, один имитационный сварочный инструмент (160), выполненный с возможностью пространственного отслеживания пространственным устройством (120) слежения; и
по меньшей мере, одно устройство отображения, подключенное к программируемой подсистеме (110), основанной на процессоре,
причем система (100) выполнена с возможностью моделирования в пространстве виртуальной реальности сварочной ванны, имеющей характеристики текучести жидкого металла в реальном времени и рассеяния тепла, и с возможностью отображения моделированной сварочной ванны, по меньшей мере, на одном устройстве (150) отображения в реальном времени.
2. Система по п.1, в которой характеристики текучести жидкого металла в реальном времени и рассеяния тепла моделированной сварочной ванны обеспечивают визуальную обратную связь в реальном времени пользователю имитационного сварочного инструмента (160), при отображении, по меньшей мере, на одном устройстве отображения, позволяя пользователю настраивать или поддерживать сварочную технику в реальном времени в ответ на визуальную обратную связь в реальном времени.
3. Система по п.1 или 2, в которой, по меньшей мере, одно устройство отображения включает в себя, по меньшей мере, одно устанавливаемое на голове устройство (140) отображения, выполненное с возможностью пространственного отслеживания пространственным устройством (160) слежения.
4. Система по п.1 или 2, в которой программируемая подсистема (110), основанная на процессоре, включает в себя, по меньшей мере, один блок обработки графических данных (GUI) (115).
5. Система по п.3, в которой программируемая подсистема (110), основанная на процессоре, включает в себя, по меньшей мере, один блок обработки графических данных (GUI) (115).
6. Система по п.5, в которой характеристики текучести жидкого металла в реальном времени и рассеяния тепла моделированной сварочной ванны сформированы физической моделью (1211), действующей в, по меньшей мере, одном GUI (115).
7. Система по любому из пп.1,2,5,6, в которой моделируемая сварочная ванна содержит в пространстве виртуальной реальности множество временных виртуальных динамических частиц жидкости, покрывающих участок виртуальной карты (1420) смещения поверхности.
8. Система по п.3, в которой моделируемая сварочная ванна содержит в пространстве виртуальной реальности множество временных виртуальных динамических частиц жидкости, покрывающих участок виртуальной карты (1420) смещения поверхности.
9. Система по любому из пп.1, 2, 5, 6, 8, в которой программируемая подсистема (110), основанная на процессоре, поддерживает выполнение алгоритмов параллельных данных.
10. Система по п.3, в которой программируемая подсистема (110), основанная на процессоре, поддерживает выполнение алгоритмов параллельных данных.
11. Система по любому из пп.1, 2, 5, 6, 8, 10, дополнительно содержащая пользовательский интерфейс (130) для сварки, моделирующий реальный пользовательский интерфейс для сварки источника питания.
12. Система по п.3, дополнительно содержащая пользовательский интерфейс (130) для сварки, моделирующий реальный пользовательский интерфейс для сварки источника питания.
13. Система по любому из пп.1, 2, 5, 6, 8, 10, 12, в которой система (100) выполнена с возможностью моделирования, в пространстве виртуальной реальности, наплавленного валика сварного шва, имеющего характеристику следа наплавленного валика сварного шва в реальном времени, получающуюся при переходе из жидкого состояния в твердое в реальном времени моделированной сварочной ванны ввиду перемещения моделированной сварочной ванны и с возможностью отображения моделированного наплавленного валика сварного шва, по меньшей мере, на одном устройстве отображения.
14. Система по п.3, в которой система (100) выполнена с возможностью моделирования, в пространстве виртуальной реальности, наплавленного валика сварного шва, имеющего характеристику следа наплавленного валика сварного шва в реальном времени, получающуюся при переходе из жидкого состояния в твердое в реальном времени моделированной сварочной ванны ввиду перемещения моделированной сварочной ванны и с возможностью отображения моделированного наплавленного валика сварного шва, по меньшей мере, на одном устройстве отображения.
15. Система по любому из пп.1, 2, 5, 6, 8, 10, 12, 14, дополнительно содержащая образец (1600) для испытания сварного шва, имеющий, по меньшей мере, одну поверхность и моделирующий реальную свариваемую часть, причем, по меньшей мере, одна поверхность образца (1600) для испытания сварного шва моделируется в пространстве виртуальной реальности как двойной слой смещения, включающий в себя твердый слой смещения и слой смещения ванны, причем слой смещения ванны выполнен с возможностью изменения твердого слоя смещения.
16. Система по п.3, дополнительно содержащая образец (1600) для испытания сварного шва, имеющий, по меньшей мере, одну поверхность и моделирующий реальную свариваемую часть, причем, по меньшей мере, одна поверхность образца (1600) для испытания сварного шва моделируется в пространстве виртуальной реальности как двойной слой смещения, включающий в себя твердый слой смещения и слой смещения ванны, причем слой смещения ванны выполнен с возможностью изменения твердого слоя смещения.
17. Способ обучения сварке с использованием сварочной системы (100) виртуальной реальности, в частности по любому из пп.1-16, содержащий этапы, на которых:
перемещают первый имитационный сварочный инструмент (160) относительно образца (1400, 1600) для испытания сварного шва в соответствии с первой сварочной техникой;
отслеживают первый имитационный сварочный инструмент (160) в трехмерном пространстве с использованием сварочной системы (100) виртуальной реальности;
просматривают отображение сварочной системы (100) виртуальной реальности, показывающее моделирование виртуальной реальности в реальном времени первого имитационного сварочного инструмента (160) и образец (1400, 1600) для испытания сварного шва в пространстве виртуальной реальности, так как моделированный первый имитационный сварочный инструмент (160) осуществляет наложение первого материала моделированного наплавленного валика сварного шва на, по меньшей мере, одну моделированную поверхность моделированного образца (1400, 1600) для испытания сварного шва путем формирования моделированной сварочной ванны вблизи моделированной дуги, исходящей от первого имитационного сварочного инструмента (160);
просматривают на отображении первые характеристики текучести жидкого металла в реальном времени и рассеяния тепла первой моделированной сварочной ванны; и
изменяют в реальном времени по меньшей мере один аспект первой сварочной техники в ответ на просмотр первых характеристик текучести жидкого металла в реальном времени и рассеяния тепла первой моделированной сварочной ванны.
18. Способ по п.17, дополнительно содержащий этапы, на которых:
перемещают второй имитационный сварочный инструмент относительно образца для испытания сварного шва в соответствии со второй сварочной техникой;
отслеживают второй имитационный сварочный инструмент в трехмерном пространстве с использованием сварочной системы виртуальной реальности;
просматривают отображение системы обучения виртуальной реальности, показывающее моделирование виртуальной реальности в реальном времени второго имитационного сварочного инструмента, образец для испытания сварного шва и первый моделированный материал наплавленного валика сварного шва в пространстве виртуальной реальности, так как смоделированный второй имитационный сварочный инструмент откладывает второй материал моделированного наплавленного валика сварного шва, соединяющийся с первым материалом смоделированного наплавленного валика сварного шва путем формирования моделированной сварочной ванны вблизи моделированной дуги, исходящей от второго имитационного сварочного инструмента;
просматривают на отображении вторые характеристики текучести жидкого металла в реальном времени и рассеяния тепла второй моделированной сварочной ванны; и
изменяют в реальном времени, по меньшей мере, один аспект второй сварочной техники в ответ на просмотр вторых характеристик текучести жидкого металла в реальном времени и рассеяния тепла второй моделированной сварочной ванны.
19. Способ по п. 17 или 18, дополнительно содержащий этапы, на которых:
перемещают первый имитационный сварочный инструмент (160) относительно образца (1400, 1600) для испытания сварного шва в соответствии со второй сварочной техникой;
продолжают отслеживать первый имитационный сварочный инструмент (160) в трехмерном пространстве с использованием сварочной системы виртуальной реальности;
просматривают отображение системы обучения виртуальной реальности, показывающее моделирование виртуальной реальности в реальном времени первого имитационного сварочного инструмента, образец для испытания сварного шва и первый смоделированный материал наплавленного валика сварного шва в пространстве виртуальной реальности, так как смоделированный первый имитационный сварочный инструмент откладывает второй материал моделированного наплавленного валика сварного шва, соединяющийся с первым материалом моделированного наплавленного валика сварного шва путем формирования второй моделированной сварочной ванны вблизи моделированной дуги, исходящей от первого имитационного сварочного инструмента;
просматривают на отображении вторые характеристики текучести жидкого металла в реальном времени и рассеяния тепла второй моделированной сварочной ванны; и
изменяют в реальном времени, по меньшей мере, один аспект второй сварочной техники в ответ на просмотр вторых характеристик текучести жидкого металла в реальном времени и рассеяния тепла второй смоделированной сварочной ванны.
20. Способ по п.17, в котором отображение представляют на устанавливаемом на голове устройстве (140) отображения или на устройстве (150) отображения наблюдателя.
21. Моделирование сварки, содержащее:
средство моделирования характеристики текучести жидкого металла в реальном времени смоделированной сварочной ванны; и средство моделирования характеристики рассеяния тепла в реальном времени смоделированной сварочной ванны.
22. Моделирование по п.21, дополнительно содержащее средство моделирования характеристики следа наплавленного валика сварного шва в реальном времени смоделированного сварного шва в ответ на сварочную технику пользователя.
23. Моделирование по п.21 или 22, дополнительно содержащее средство моделирования состояния среза, состояние пористости, и/или состояние прогорания смоделированного сварного шва, полученного техникой сварки пользователя.