::產(chǎn)品概述::

石油管道虛擬焊接仿真實(shí)訓(xùn)平臺

一,、焊接行業(yè)狀況

焊接是一項(xiàng)對過程要求很高的工作,，在現(xiàn)有的手工焊接生產(chǎn)中通常采用MAG/MIG焊接的約占50%、TIG焊接約占30%,、MMA焊接約占20%,；那么，這就需要焊工要有扎實(shí)的操作手法,、規(guī)范的動(dòng)作,。而在焊接培訓(xùn)過程中傳統(tǒng)方式存在以下多種問題：

1、消耗大量的焊條(絲),、焊件和保護(hù)氣體等材料,；
2、對學(xué)員的培訓(xùn)過程難以準(zhǔn)確掌握,；
3,、培訓(xùn)過程環(huán)境污染嚴(yán)重，有害健康,；
4,、培訓(xùn)過程安全性差。
5,、培訓(xùn)的過程無詳細(xì)的記錄

二,、虛擬焊接仿真實(shí)訓(xùn)平臺介紹

虛擬焊接綜合仿真實(shí)訓(xùn)平臺是新一代環(huán)保、節(jié)能,、通用型操作技能實(shí)訓(xùn)與評價(jià)平臺,。本產(chǎn)品采用分布式仿真實(shí)訓(xùn)技術(shù),、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)、微機(jī)測控技術(shù),、聲音仿真技術(shù)及計(jì)算機(jī)圖像實(shí)時(shí)生成技術(shù),。在不需要真實(shí)焊機(jī)的情況下，通過仿真主控系統(tǒng),、位置追蹤系統(tǒng),、聲效顯示系統(tǒng)和評定系統(tǒng)將焊接演練過程中焊槍的位置、速度,、角度,、操作信息等進(jìn)行采集處理，并實(shí)時(shí)生成虛擬焊縫,。

系統(tǒng)將仿真操作設(shè)備,、實(shí)時(shí)3D技術(shù)及WM-VR渲染引擎相結(jié)合，演練過程真實(shí),，視覺效果,、操作手感與真實(shí)一致。在焊接演練的過程中,，學(xué)員能夠看到焊接電弧以及焊液從生成,、流動(dòng)到冷卻的過程，同時(shí)可以聽到相應(yīng)的焊接音效,。

該平臺采用網(wǎng)絡(luò)分布式架構(gòu),，包含三大系統(tǒng)：培訓(xùn)學(xué)員管理系統(tǒng)、教師端管理系統(tǒng)和在線訓(xùn)練系統(tǒng)構(gòu)成,。

1,、學(xué)員端系統(tǒng)

適用于石油、化工相關(guān)學(xué)院和企業(yè)的焊接培訓(xùn)專業(yè)學(xué)員,，可對不同的石油管道部件進(jìn)行模擬焊接,。例如：石油管道塔焊接，讓學(xué)員體驗(yàn)在逼真的石油管道環(huán)境中進(jìn)行焊接訓(xùn)練,，可實(shí)現(xiàn)焊條電弧焊,、CO2氣體保護(hù)焊、氬弧焊三種模擬訓(xùn)練模式,。

（1）理論知識教學(xué)
根據(jù)焊接專業(yè)教學(xué)大綱以及學(xué)校老師討論結(jié)果搭建理論知識體系,。知識體系分章節(jié)由淺入深，通過視頻動(dòng)畫,、圖文講解結(jié)合配音進(jìn)行知識點(diǎn)的呈現(xiàn),，提供豐富的優(yōu)秀教師焊接教學(xué)視頻課件,。

（2）真實(shí)焊具
每個(gè)工位需配備真實(shí)的焊接設(shè)備,，且不少于一套原裝電焊鉗,、氣保焊槍、焊具組合件等,。

（3）分級訓(xùn)練
模擬訓(xùn)練為分級訓(xùn)練模式,，分為基礎(chǔ)訓(xùn)練、初級訓(xùn)練,、中級訓(xùn)練,、高級訓(xùn)練考核四個(gè)等級。

（4）基礎(chǔ)訓(xùn)練
引弧,、收弧,、能夠真實(shí)的模擬焊接過程中的各種參數(shù)設(shè)置，如引弧,、收弧,、直線運(yùn)條、直線往返運(yùn)條,、鋸齒形運(yùn)條,、月牙形運(yùn)條、正三角形運(yùn)條,、斜三角形運(yùn)條,、圓形運(yùn)條的各種手法，并能體驗(yàn)操作手法中的各種力量反饋感,，電弧,、明暗場、飛濺,、焊縫,、聲效表現(xiàn)逼真，該系統(tǒng)可進(jìn)行多角度,、全位置焊接演練,。

（5）VR虛擬
需采用VR虛擬現(xiàn)實(shí)頭戴式顯示器進(jìn)行虛擬場景展現(xiàn)，分辨率： 單眼：不低于1200*1080,、刷新率： 不高于90fps,、動(dòng)作可捕捉
空間不少于(橫向 x縱向 y 高度z) 1.5m x 1.3m x 2.0m，同時(shí)配備 Vive VR無線操控手柄（帶力反饋效果）與精確的SteamVR? 定位技術(shù)配合系統(tǒng)進(jìn)行焊接教學(xué),。

（6）回放展廳
記錄并回放學(xué)生操作過程,，重現(xiàn)操作結(jié)果，便于老師對學(xué)員焊接過程進(jìn)行指導(dǎo)和分析,。使得學(xué)員更加清楚的了解自己的焊接訓(xùn)練當(dāng)中的問題,，有助于自學(xué)提高效率。

（7）專業(yè)訓(xùn)練
通過真實(shí)的焊板,、焊槍,、焊具進(jìn)行焊接教學(xué),，系統(tǒng)采用聲音、光,、文字等提示內(nèi)容,，并采用標(biāo)準(zhǔn)圖形示范（包括焊接位置、焊槍角度,、焊槍與工件的距離和角度等）及語音提示幫助學(xué)員校正操作姿勢和手法,，輔助指導(dǎo)學(xué)員培訓(xùn)過程與應(yīng)用。

（8）模擬試題
模擬試題功能模塊分為隨機(jī)訓(xùn)練和在線考試兩種模式,。學(xué)員在未登錄考試系統(tǒng)的情況下可直接進(jìn)入隨機(jī)訓(xùn)練模式,，學(xué)員可通過設(shè)置相應(yīng)參數(shù)從題庫中隨機(jī)選題，設(shè)置時(shí)長進(jìn)行自我訓(xùn)練,。學(xué)員登錄在線考試系統(tǒng)時(shí)必須在指定時(shí)長內(nèi),，完成教師指定試題，系統(tǒng)會自動(dòng)統(tǒng)計(jì)考試分?jǐn)?shù)及錯(cuò)題并上傳,。

（9）模擬訓(xùn)練導(dǎo)航界面
對相應(yīng)焊槍的功能特性及主要應(yīng)用領(lǐng)域進(jìn)行了文字形說明,，同時(shí)通過視頻形式展示了模擬操作方式。使理論知識體系和學(xué)習(xí)任務(wù)體系在訓(xùn)練過程中更加人性化的融合起來,。具有焊接電流,、電壓、焊絲直徑,、氣體流量等參數(shù)調(diào)節(jié)功能,。

（10）模擬焊接效果
虛擬焊板上生成的焊疤狀、魚鱗狀與真實(shí)的焊疤相符,。生成的焊跡能夠表現(xiàn)出熔化過程和冷卻過程,，并伴隨相應(yīng)的光學(xué)效果。

（11）多視角,、全方位查看焊接過程
可選擇不同厚度,，不同母材、不同種類焊接接頭,，如對接平焊焊板,、對接橫焊焊板、角接接頭,、立焊焊板,、仰焊焊板、管管對接以及管板對接接頭,。

（12）系統(tǒng)界面操作簡單,，運(yùn)行流暢、無卡頓。學(xué)員可借助鼠標(biāo),、鍵盤對理論課件及程序進(jìn)行操作,，通過簡單的使用培訓(xùn)可以輕松進(jìn)行該系統(tǒng)的焊接操作及教學(xué)。

（13）沉浸式3d視覺系統(tǒng)
配合3d立體視覺頭盔,，訓(xùn)練者可以更加真實(shí)的看到焊接過程的3D場景,，以及實(shí)時(shí)的火花飛濺和熔滴效果,。同時(shí)系統(tǒng)可以追蹤頭部姿態(tài)控制主視角和主畫面,，讓學(xué)員獲得身臨其境的感受，沉浸在虛擬現(xiàn)實(shí)環(huán)境中,，真正融入訓(xùn)練過程,。

（14）學(xué)員在輸入賬號和密碼登錄進(jìn)去后，系統(tǒng)響應(yīng)后便進(jìn)入三大模塊：
分級訓(xùn)練模塊,、工作接收模塊,、模擬考試模塊。學(xué)員可鼠標(biāo)點(diǎn)擊進(jìn)入做相應(yīng)的訓(xùn)練或考核任務(wù),。進(jìn)入分級訓(xùn)練模塊后,，首先選擇焊接訓(xùn)練類型，點(diǎn)擊進(jìn)入相應(yīng)的訓(xùn)練子模塊,，分級訓(xùn)練按照由易到難模式進(jìn)行分階段分類型進(jìn)行二氧化碳保護(hù)焊,、氬弧焊、交流手工電弧焊模擬訓(xùn)練,。

（15）系統(tǒng)升級
提供完整的升級服務(wù)方案,，并且提供終身免費(fèi)的軟件升級服務(wù)。

2,、教師端系統(tǒng)

具備學(xué)員考核系統(tǒng),、學(xué)員管理系統(tǒng)與教師后臺管理系統(tǒng)，能任務(wù)共享及實(shí)時(shí)發(fā)送任務(wù),，實(shí)現(xiàn)查看其它教師所設(shè)計(jì)的任務(wù)并能共享,。同時(shí)教師可以實(shí)時(shí)制定考核任務(wù)并發(fā)送，學(xué)員端可及時(shí)接受任務(wù)并考核提交,。教師端管理系統(tǒng)有下述功能：

（1）監(jiān)控功能,，選擇學(xué)生端焊接工位，向其發(fā)送訓(xùn)練或考試任務(wù),。每臺設(shè)備應(yīng)可以接受不同類型的課程,，或進(jìn)入不同的模式。

（2）課程設(shè)計(jì),，可以對課程內(nèi)容進(jìn)行設(shè)置,，應(yīng)包括：課程名稱、任務(wù)等,，并可方便的添加和刪除,。應(yīng)可以查看課程信息：選擇一個(gè)節(jié)點(diǎn),，顯示出該節(jié)點(diǎn)的詳細(xì)信息。

（3）任務(wù)設(shè)計(jì),，可以對任務(wù)內(nèi)容進(jìn)行設(shè)置,，包括：任務(wù)名稱、目的,、焊機(jī)類型,、接口類型、焊接位置,、坡口類型和母材厚度等,。在選擇一個(gè)操作節(jié)點(diǎn)時(shí)，可顯示出該節(jié)點(diǎn)的詳細(xì)信息,。

（4）學(xué)生管理,，可新建年級、新建專業(yè),、新建班級,、新建學(xué)生、修改學(xué)生信息,、刪除信息等,。

（5）成績管理，可以查看所管理班級的課程成績單,、學(xué)生考試成績單,、任務(wù)詳細(xì)成績單。能以文字報(bào)告,、焊接參數(shù)曲線,，顯示訓(xùn)練結(jié)果。

（6）系統(tǒng)設(shè)置,，可修改登錄密碼,、設(shè)置公差等級等具體參數(shù)。

（7）網(wǎng)絡(luò)連接：系統(tǒng)采用千兆網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化,，提高培訓(xùn)效率,；應(yīng)用便捷、移動(dòng)方便,、管理靈活,。

三、虛擬焊接仿真實(shí)訓(xùn)平臺配套資源

提供多種虛擬焊接試板――平板拼接,、T型接頭,、坡口板拼接、管板拼接、管管拼接等.

頭盔中顯示的場景

可重復(fù)訓(xùn)練,，到達(dá)熟能生巧的目的學(xué)員可以自行設(shè)置教學(xué)模式

通過回放功能以及實(shí)時(shí)的反饋?zhàn)寣W(xué)員和教師之間可以很好的溝通

四,、虛擬焊接仿真實(shí)訓(xùn)平臺要點(diǎn)

1、安全環(huán)保
設(shè)備無強(qiáng)電磁污染,、無化學(xué)污染,、對人無強(qiáng)光高溫傷害，整個(gè)培訓(xùn)過程綠色環(huán)保,。

2,、真實(shí)焊槍
模擬機(jī)采用實(shí)物焊槍進(jìn)行改裝，包括有：二保焊,、手工焊條焊,、氬弧焊,?？蓪?shí)現(xiàn)與實(shí)際作業(yè)用具完全一致，確保操作手感及真實(shí)性,。

3,、操作零延時(shí)
在虛擬空間中的操作零延時(shí)響應(yīng)，以實(shí)現(xiàn)“精準(zhǔn)快速”,、“指哪焊哪”的操作感,，受訓(xùn)者使用焊槍操作無滯后感，高度接近真實(shí)場景的仿真度,。

4,、焊接回放錄像可分享及學(xué)習(xí)
老師與學(xué)員的焊接錄像可通過局域網(wǎng)分享給其它任意學(xué)員進(jìn)行回看，同時(shí)優(yōu)秀的焊接錄像還可下載導(dǎo)入模擬機(jī)中進(jìn)行實(shí)時(shí)對比焊接學(xué)習(xí)及訓(xùn)練,。

5,、實(shí)時(shí)輔助顯示
學(xué)員進(jìn)行焊接訓(xùn)練時(shí)，系統(tǒng)能提供實(shí)時(shí)的焊接數(shù)據(jù)的圖形化提示,，如：弧長,、行走速度、行走角度,、錯(cuò)誤信息及次數(shù)等,，類似于老師與學(xué)員一對一專注培訓(xùn)。學(xué)員根據(jù)這些數(shù)據(jù)化提示及時(shí)糾正運(yùn)弧時(shí)的手部動(dòng)作,，以達(dá)到超高的教學(xué)效益,。

6、降低培訓(xùn)成本
可節(jié)省占用場地,、無任何焊件焊材的消耗,、節(jié)省教室清潔成本、同時(shí)一位培訓(xùn)教師可同時(shí)管理多臺模擬訓(xùn)練機(jī)節(jié)省培訓(xùn)投入成本，并且系統(tǒng)動(dòng)態(tài)的顯示出節(jié)省成本值,。

7,、多焊件多位置焊接
供四種實(shí)物焊件（平板練習(xí)板、對接坡口板,、T型板,、圓管）來進(jìn)行訓(xùn)練，并支持多種焊接位置訓(xùn)練,，如：平焊,、立焊、橫焊,、仰焊,。

8、教師端遠(yuǎn)程設(shè)備控制
可以遠(yuǎn)程管理任意學(xué)員訓(xùn)練機(jī)如：動(dòng)態(tài)分配任務(wù),、發(fā)布系統(tǒng)公告,、設(shè)定考試時(shí)間段并布置考試、設(shè)備禁用,、用戶注冊和用戶踢出控制功能,。

9、焊接知識實(shí)時(shí)查閱
學(xué)員可以隨時(shí)查閱與本次焊接相關(guān)的焊接知識的文檔資料,，老師可以配合理論課程的需要在后臺動(dòng)態(tài)的更新,、上傳、刪除這些文檔資料,。

10,、動(dòng)態(tài)設(shè)定任務(wù)、分級培訓(xùn)學(xué)員
教師管理端可下達(dá)任務(wù)時(shí),，通過設(shè)定不同任務(wù)參數(shù),，進(jìn)行任務(wù)難易程序的劃分，實(shí)現(xiàn)從易到難分級培訓(xùn)學(xué)員,。

11,、培訓(xùn)自動(dòng)化、效果可評估
通過教師管理端管理多臺訓(xùn)練模擬機(jī),，動(dòng)態(tài)的分配訓(xùn)練任務(wù),。培訓(xùn)及考試結(jié)果可直接傳送至數(shù)據(jù)庫，系統(tǒng)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)評估并記錄打印,。老師可以對學(xué)員整個(gè)焊接培訓(xùn)過程進(jìn)行追蹤評定,，并可隨時(shí)將歷史焊接數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)檔查看及焊接錄像回放。

五,、虛擬焊接仿真實(shí)訓(xùn)平臺優(yōu)勢

?相比較真實(shí)的焊接,，虛擬仿真的培訓(xùn)時(shí)間更短,，效率更高
?通過訓(xùn)練養(yǎng)成好的習(xí)慣同時(shí)養(yǎng)成肌肉記憶
?虛擬防護(hù)培訓(xùn)浸入感強(qiáng)，容易激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣
?在工廠內(nèi)可以實(shí)現(xiàn)脫產(chǎn)預(yù)先學(xué)習(xí),，增強(qiáng)安全系數(shù)的同時(shí)不耽誤一線的生產(chǎn)任務(wù)
?虛擬仿真焊接技術(shù)是對傳統(tǒng)焊接培訓(xùn)的增強(qiáng)和補(bǔ)充
?虛擬仿真焊接技術(shù)更綠色：污染減少,，節(jié)約成本降低浪費(fèi)——試板、電,、焊材等
?可以提高人身安全,，規(guī)避焊接安全風(fēng)險(xiǎn)
?虛擬仿真焊接培訓(xùn)，可以實(shí)現(xiàn)循序漸進(jìn)的學(xué)習(xí),，相較傳統(tǒng)的培訓(xùn)方式更加系統(tǒng)
?可以實(shí)現(xiàn)對焊縫的實(shí)時(shí)評估,，提高焊接訓(xùn)練的實(shí)際作用
?可以支持多種語言（目前有中文和引文版本，其他語種可以根據(jù)需求添加）,。

::應(yīng)用領(lǐng)域::

適用于石油,、化工相關(guān)學(xué)院和企業(yè)的焊接培訓(xùn)專業(yè)學(xué)員，可對不同的石油管道部件進(jìn)行模擬焊接,。例如：石油管道塔焊接,，讓學(xué)員體驗(yàn)在逼真的石油管道環(huán)境中進(jìn)行焊接訓(xùn)練，可實(shí)現(xiàn)焊條電弧焊,、CO2氣體保護(hù)焊,、氬弧焊三種模擬訓(xùn)練模式,。

::產(chǎn)品視頻::

?虛擬焊接石油管道仿真焊接實(shí)訓(xùn)

?虛擬焊接基礎(chǔ)訓(xùn)練（氫弧焊&二保焊）

?虛擬焊接基礎(chǔ)訓(xùn)練（焊條）