El sistema comprende (Figura 1) un puesto de profesor (1) y uno o varios puestos de alumnos (2),

determinando una configuración formato "Aula", en el que el puesto de profesor (1) incluye (Figura 2) un equipo-maestro con una unidad central de proceso (3), una pantalla (4), un teclado (5) y un ratón (6), mientras que cada puesto de alumno (2) incluye un equipo simulador de soldadura con una unidad central de proceso (7), una pantalla sensorizada (8) y unas pistolas (9, 10 y 11) para realizar la simulación de soldadura con arco eléctrico, y en atmósfera inerte (TIG y MIG/MAG), estando el puesto de profesor (1) conectado (Figura 1) con todos los puestos de alumnos (2) para gobierno y control de todos y cada uno de éstos en los procesos simulados de soldadura que realicen.

Sistema simulador de soldadura por arco eléctrico y por arco en atmósfera inerte.

La presente invención se refiere a un sistema simulador de soldadura por arco eléctrico y por arco en atmósfera inerte (TIG y MIG/MAG) , previsto concretamente para optimizar la formación de soldadores mediante la utilización de los elementos reales de todo proceso de soldeo, permitiendo al alumno ejecutar la soldadura y conseguir un resultado final de forma precisa y análoga a la realidad, a la vez que un profesor puede gestionar diferentes aulas y alumnos, así como diseñar libremente los ejercicios de soldadura para asignarlos individualmente a cada alumno en función de su nivel de aprendizaje, visualizando y controlando la ejecución de los mismos a tiempo real desde el puesto de mando remoto. Antecedentes de la invención La soldadura es un proceso complejo que debe ser realizado por personal con elevada cualificación y capacitación profesional, ya que una soldadura requiere un nivel técnico de acabado y un nivel estético apropiado, lo cual no se consigue sino es con soldadores de alta cualificación.

Como es evidente, esa alta cualificación exige un proceso de formación que supone elevados gastos, tanto a nivel de materiales (probetas) como a nivel de consumibles (gas, electrodos) , así como reparaciones y mantenimiento de máquinas, todo ello independientemente del elevado número de horas necesario para adquirir una cierta cualificación.

Por otro lado, es de destacar el hecho de que durante la soldadura se emiten gases nocivos al medio ambiente, los cuales contribuyen al calentamiento global, a pesar de los complejos y caros equipos de extracción de que disponen los talleres-escuela, por lo que reducir el tiempo de soldadura sin que se vea afectada la calidad del aprendizaje contribuye a mejorar el medio ambiente.

A ello hay que añadir el hecho de que en todo el proceso los alumnos están expuestos a riesgos físicos (quemaduras, descargas eléctricas, daños por esquirlas, envenenamiento por gases) , especialmente durante las primeras horas en que no están familiarizados con la maquinaria y su funcionamiento. Descripción de la invención

El sistema simulador de soldadura que se preconiza tiene por finalidad resolver la problemática planteada, constituyendo un complemento a los equipos reales y paso previo a éstos en los procesos de aprendizaje, de manera que cuando el alumno acude al taller ya tiene aprendidas las habilidades (postura, velocidad, pulso, distancia, etc.) necesarias para realizar una soldadura real. Es decir, el paso a las máquinas reales y su correcto uso será mucho mas sencillo y rápido, consiguiéndose un importante ahorro en probetas, consumibles y reparaciones, así como en tiempo efectivo de aprendizaje, emisiones de gases nocivos y en riesgos para la salud de los alumnos.

Más concretamente, el sistema simulador de soldadura se configura en formato "Aula" y comprende un puesto de profesor con un equipo-maestro y uno o más puestos de alumnos con un simulador de soldadura para cada uno de éstos, estando el equipo-maestro conectado con todos los puestos de alumno, incorporando un software que permite gestionar completamente las diferentes aulas y controlar a los alumnos de éstas, así como diseñar libremente cualquier tipo de ejercicio de soldadura, estableciendo todos los parámetros o dejando libertad al alumno para que los determine, así como capacidad para poder asignar diferentes ejercicios individualmente a cada alumno en función de su nivel, establecer tiempos para la realización del ejercicio y número máximo de repeticiones, visualizando a tiempo real la ejecución de cada ejercicio por cada alumno y todo ello desde el puesto de profesor, sin necesidad de estar junto a cada alumno.

El equipo-maestro, con un software específico, comprende una unidad central de proceso o CPU, una pantalla de visualización, un teclado y un ratón, complementado el sistema con comunicaciones inalámbricas y vía cable.

Por su parte, cada puesto de alumno comprende una unidad de proceso o estación simuladora de soldadura, una pantalla sensorizada de escenario de soldadura 3D y pistolas de soldadura reales: para soldadura eléctrica por arco y para soldadura en atmósfera inerte, tanto TIG como MIG/MAG, pistolas reales que están modificadas electrónicamente para su utilización y complementadas con su correspondiente electrodo simulado, su varilla de aportación simulada y el hilo de alambre continuo, dependiendo del tipo de soldadura a realizar.

La unidad de proceso o estación simuladora de soldadura para cada puesto de alumno, incluye en su frente un conector para conexión de la pistola simulada de arco eléctrico, un conector para la pistola simulada de soldadura TIG o para la pistola de soldadura MIG/MAG, indistintamente, un conector para varilla de soldadura TIG, una rueda de control de velocidad del hilo de soldadura MIG/MAG, un botón de encendido, un indicador de encendido, un altavoz y un asa de trasporte, mientras que en la parte posterior incluye un conector para periférico, como puede ser la pantalla sensorizada, un conector para salida Ethernet, un conector para periférico USB y un regulador para ajuste de volumen del audio.

De acuerdo con las características básicas referidas, el sistema de la invención resulta totalmente versátil, y en el se puede evaluar el aprendizaje de los alumnos, a la vez que discrimina el aprendizaje de cada uno de ellos. Además, los ejercicios realizados se pueden archivar en una ficha personal por alumno, recogiendo toda la información relativa al aprendizaje y ejercicios realizados, permitiendo realizar estadísticas acerca de los cursos y los alumnos, así como impresión de dictados por alumno o por ejercicio en los rangos de fechas que se introduzcan.

Es decir, se pone en manos del profesor una herramienta eficaz y económica para una enseñanza avanzada y segura, totalmente versátil, de fácil manejo, intuitiva, que además de ayudar a los alumnos en el aprendizaje, se ve facilitada la labor del profesor a la hora de impartir clases y evaluar los resultados de los diferentes ejercicios.

En definitiva, no se trata de un sistema para sustituir a los equipos reales de soldadura durante la formación, sino que es un sistema que complementa a esos equipos reales, reduciendo y optimizando su tiempo de uso, ya que permitirá al alumno adquirir previamente destrezas en el posicionado de los elementos de soldadura que posteriormente aplicará con los equipos reales, no cometiendo errores ya conocidos y por lo tanto el uso indiscriminado de probetas, gasto de materiales y consumibles, rotura de máquinas, etc., de manera que las habilidades adquiridas previamente en el sistema simulador de soldadura propiamente dicho permitirán al alumno aplicar su experiencia en los equipos reales.

Entre las prestaciones correspondientes a capacidad y funcionalidad que ofrece el sistema de la invención pueden citarse las siguientes:

- Configuración "Aula" de manejo sencillo e intuitivo, en el que un puesto de profesor controlará a tantos simuladores-alumno como se desee mediante conexión en red (cable o wi-fi) entre ellos, gestionando las aulas, los alumnos y ejercicios realizados por éstos. El profesor puede asignar los ejercicios que desee a cada alumno de cada aula individualmente, y capturar gráficamente a tiempo real el ejercicio que está realizando cada alumno individualmente, de manera que una vez terminado, cada ejercicio se archiva en una ficha personal del alumno (que detalla todos los datos y el resultado final del ejercicio así como su evaluación) pudiendo ser recuperado en cualquier momento.

- El profesor puede cargar fácilmente en su equipo-maestro la teoría del curso, diagramas explicativos, comentarios, etc., en archivos pdf, que podrá asignar individualmente a cada alumno en función de su nivel, el cual lo visualizará en la pantalla de su puesto de alumno.

- Utilización de pistolas de soldadura reales con sensor electrónico que simula el acercamiento al punto de soldadura dando unas prestaciones análogas a un sistema real.

- Sistema real de conexión de las pistolas de soldadura, de modo que el usuario o alumno tiene la misma sensación de conectores, ajustes y procedimiento.

- Incorporación de circuitos electrónicos de diseño propio insertados en el sistema que permiten trasladar las señales procedentes de las pistolas de soldar y de los ajustes realizados por el alumno en los parámetros de soldadura.

- Utilización de pantalla sensorizada en el puesto del alumno donde se visualizan las piezas a soldar y se ejecuta la acción de soldadura,...

1. Sistema simulador de soldadura por arco eléctrico y por arco en atmósfera inerte, que estando previsto para permitir el aprendizaje de las técnicas de soldadura para su posterior aplicación en la ejecución de soldaduras reales, se caracteriza porque consiste en el establecimiento de una configuración en "Aula" con un puesto de profesor (1) y uno o más puestos de alumno (2) , cuyo puesto de profesor (1) incluye un equipo-maestro conectado en red con todos los puestos de alumno (2) , incluyendo el equipo-maestro una unidad central de proceso (3) con un software específico, una pantalla (4) , un teclado (5) y un ordenador (6) , con posibilidad de controlar, dar órdenes y gobernar de manera independiente cada uno de los equipos simuladores que se establecen en los puestos de alumnos (2) , comprendiendo cada uno de éstos una unidad central de proceso (7) , con un software específico, una pantalla sensorizada (8) y pistolas de soldadura reales (9, 10 y 11) modificadas electrónicamente para su utilización en la operativa simulada de soldadura; estando la pistola (9) prevista para simular la soldadura por arco eléctrico, con electrodo simulado de soldadura (9') , mientras que la pistola (10) está prevista para realizar soldadura simulada en atmósfera inerte, con varilla (10') de aportación simulada de soldadura TIG gobernada por el mecanismo de aportación (10") , estando la pistola (11) prevista para realizar soldadura simulada en atmósfera inerte con hilo de aportación simulada de soldadura MIG/MAG.

2. Sistema simulador de soldadura por arco eléctrico y por arco en atmósfera inerte, según reivindicación 1, caracterizado porque la unidad central de proceso (7) de cada puesto de alumno (2) tiene un conector (13) para la pistola (9) de simulación de soldadura con arco eléctrico; un conector (14) para conectar indistintamente las pistolas (10 y 11) de soldadura simulada TIG, MIG/MAG; un botón de encendido y apagado (17) , un indicador (18) de encendido, un altavoz (16) , un conector (15) para la varilla de aportación simulada de soldadura TIG, y una rueda de control (19) para controlar la velocidad del hilo de soldadura simulada MIG/MAG; habiéndose previsto que dicha unidad central de proceso (7) esté dotada de un asa de trasporte y conectores para periféricos como puede ser la pantalla sensorizada (8) , para salida de internet y para periféricos USB, así como un elemento de ajuste del volumen del sonido de la soldadura.

OFICINA ESPAÑOLA DE PATENTES Y MARCAS

Nº solicitud: 200931102

ESPAÑA

Fecha de presentación de la solicitud: 03.12.2009

Fecha de prioridad:

INFORME SOBRE EL ESTADO DE LA TECNICA

51 Int. Cl. : G09B19/24 (2006.01)

DOCUMENTOS RELEVANTES

INFORME DEL ESTADO DE LA TÉCNICA

Nº de solicitud: 200931102

Documentación mínima buscada (sistema de clasificación seguido de los símbolos de clasificación) G09B Bases de datos electrónicas consultadas durante la búsqueda (nombre de la base de datos y, si es posible, términos de búsqueda utilizados) INVENES, EPODOC, WPI

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OPINIÓN ESCRITA

Nº de solicitud: 200931102

Fecha de Realización de la Opinión Escrita: 12.04.2011

Declaración

Se considera que la solicitud cumple con el requisito de aplicación industrial. Este requisito fue evaluado durante la fase de examen formal y técnico de la solicitud (Artículo 31.2 Ley 11/1986) .

Base de la Opinión.

La presente opinión se ha realizado sobre la base de la solicitud de patente tal y como se publica.

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OPINIÓN ESCRITA

Nº de solicitud: 200931102

1. Documentos considerados.

A continuación se relacionan los documentos pertenecientes al estado de la técnica tomados en consideración para la realización de esta opinión.

2. Declaración motivada según los artículos 29.6 y 29.7 del Reglamento de ejecución de la Ley 11/1986, de 20 de marzo, de Patentes sobre la novedad y la actividad inventiva; citas y explicaciones en apoyo de esta declaración Se considera D01 el documento del estado de la técnica anterior más próximo al objeto de la solicitud. Este documento afecta a la actividad inventiva de las reivindicaciones propuestas, en la manera que se explica a continuación.

Reivindicación 1

En el documento D01 se describe, utilizando los términos empleados en la solicitud, el siguiente sistema (las referencias entre paréntesis se refieren a D01) :

Sistema simulador de soldadura por arco eléctrico para el aprendizaje de las técnicas de soldadura que consiste en un puesto de profesor (60) y uno o más puestos de alumno (70) , cuyo puesto de profesor (60) incluye un equipo-maestro conectado en red con todos los puestos de alumno (ver figura 4) , con una unidad central de proceso (60) , una pantalla, un teclado y un ordenador (ver figura 3) , que controla de manera independiente cada uno de los equipos simuladores que se establecen en los puestos de alumnos (70) comprendiendo cada uno de éstos una unidad central de proceso (70) , una pantalla sensorizada (10) y pistolas de soldadura (20) .

De lo anterior se deduce que todas las características técnicas están explícita o implícitamente (como p. ej. el software específico) descritas en el documento D01.

La única diferencia que se ha constatado entre la definición de la reivindicación 1 y la del documento D01 reside en la utilización particular de cada una de las pistolas que se refieren en la solicitud, es decir, el tipo de soldadura al que se destinan: soldadura por arco eléctrico, soldadura en atmósfera inerte o soldadura MIG/MAG.

Estas diversas aplicaciones se consideran, no obstante, alternativas de uso conocidas y evidentes y en la medida en que no suponen una modificación de la estructura del sistema simulador se consideran contenidas dentro del ámbito descrito en el documento D01, siendo el sistema descrito en D01 igualmente adecuado para la implementación simulada de cualquier tipo de soldadura.

En consecuencia, a la vista del estado de la técnica anterior, la reivindicación 1 carece del requisito de actividad inventiva que se establece en el Art. 8.1 de la Ley de Patentes 11/86.

Reivindicación 2

Las características técnicas comprendidas en la reivindicación dependiente son elementos conocidos y de uso común en el estado de la técnica (ver D02 y D03) relacionado, algunos de los cuales se describen en el documento D01, como por ejemplo los conectores o la pantalla sensorizada.

En cualquier caso, la incorporación de estos elementos al sistema definido en la reivindicación independiente no supondría la realización de un esfuerzo inventivo por parte del experto en la materia, por lo que esta reivindicación carece igualmente del requisito de actividad inventiva (Art. 8.1 LP) .

En conclusión, a la vista del estado de la técnica anterior, la solicitud no satisface los requisitos de patentabilidad que se establecen en el Art. 4.1 LP.

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