::產(chǎn)品概述::

電力鐵塔工況虛擬焊接仿真實訓平臺

一,、焊接行業(yè)狀況

焊接是一項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的操作手法,、規(guī)范的動作。而在焊接培訓過程中傳統(tǒng)方式存在以下多種問題：

1,、消耗大量的焊條(絲),、焊件和保護氣體等材料；
2,、對學員的培訓過程難以準確掌握,；
3、培訓過程環(huán)境污染嚴重,，有害健康,；
4、培訓過程安全性差,。
5,、培訓的過程無詳細的記錄

二、虛擬焊接仿真實訓平臺介紹

虛擬焊接綜合仿真實訓平臺是新一代環(huán)保,、節(jié)能,、通用型操作技能實訓與評價平臺。本產(chǎn)品采用分布式仿真實訓技術(shù),、虛擬現(xiàn)實技術(shù),、微機測控技術(shù),、聲音仿真技術(shù)及計算機圖像實時生成技術(shù)。在不需要真實焊機的情況下,，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、操作信息等進行采集處理,，并實時生成虛擬焊縫,。

系統(tǒng)將仿真操作設備、實時3D技術(shù)及WM-VR渲染引擎相結(jié)合,，演練過程真實,，視覺效果、操作手感與真實一致,。在焊接演練的過程中,，學員能夠看到焊接電弧以及焊液從生成、流動到冷卻的過程,，同時可以聽到相應的焊接音效,。

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

1、學員端系統(tǒng)

適用于電力相關院校和企業(yè)焊接專業(yè)學員,，系統(tǒng)以各種輸變電鐵塔為主要場景,，模擬焊接軟件具備焊條電弧焊模擬訓練系統(tǒng)、CO2氣體保護焊模擬訓練系統(tǒng),、氬弧焊模擬訓練系統(tǒng),。焊接訓練模擬技術(shù)適用于新一代焊接人員的培訓和焊接就業(yè)教育，在一般的培訓教室即可進行培訓工作,。對于有經(jīng)驗的訓練者,，本產(chǎn)品系統(tǒng)提供高訓練平臺，通過視覺,、聽覺和觸覺來操作完成一個好的焊縫,；并且本產(chǎn)品可以精確地測量到操作信息，訓練者可以從中學到要點并能簡便有效地將這些焊接技能轉(zhuǎn)化到實際的焊接工作中,。

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

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

（3）分級訓練
模擬訓練為分級訓練模式,，分為基礎訓練,、初級訓練、中級訓練,、高級訓練考核四個等級,。

（4）基礎訓練
引弧、收弧,、能夠真實的模擬焊接過程中的各種參數(shù)設置,，如引弧、收弧,、直線運條,、直線往返運條、鋸齒形運條,、月牙形運條,、正三角形運條,、斜三角形運條,、圓形運條的各種手法，并能體驗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)可進行多角度,、全位置焊接演練,。

（5）VR虛擬
需采用VR虛擬現(xiàn)實頭戴式顯示器進行虛擬場景展現(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)進行焊接教學,。

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

（7）專業(yè)訓練
通過真實的焊板、焊槍,、焊具進行焊接教學,，系統(tǒng)采用聲音、光,、文字等提示內(nèi)容,，并采用標準圖形示范（包括焊接位置、焊槍角度,、焊槍與工件的距離和角度等）及語音提示幫助學員校正操作姿勢和手法,，輔助指導學員培訓過程與應用。

（8）模擬試題
模擬試題功能模塊分為隨機訓練和在線考試兩種模式,。學員在未登錄考試系統(tǒng)的情況下可直接進入隨機訓練模式,，學員可通過設置相應參數(shù)從題庫中隨機選題，設置時長進行自我訓練,。學員登錄在線考試系統(tǒng)時必須在指定時長內(nèi),，完成教師指定試題，系統(tǒng)會自動統(tǒng)計考試分數(shù)及錯題并上傳,。

（9）模擬訓練導航界面
對相應焊槍的功能特性及主要應用領域進行了文字形說明,，同時通過視頻形式展示了模擬操作方式。使理論知識體系和學習任務體系在訓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,，并伴隨相應的光學效果。

（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,，運行流暢,、無卡頓。學員可借助鼠標,、鍵盤對理論課件及程序進行操作,，通過簡單的使用培訓可以輕松進行該系統(tǒng)的焊接操作及教學。

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

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

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

2,、教師端系統(tǒng)

具備學員考核系統(tǒng),、學員管理系統(tǒng)與教師后臺管理系統(tǒng)，能任務共享及實時發(fā)送任務,，實現(xiàn)查看其它教師所設計的任務并能共享,。同時教師可以實時制定考核任務并發(fā)送，學員端可及時接受任務并考核提交,。教師端管理系統(tǒng)有下述功能：

（1）監(jiān)控功能,，選擇學生端焊接工位，向其發(fā)送訓練或考試任務,。每臺設備應可以接受不同類型的課程,，或進入不同的模式,。

（2）課程設計，可以對課程內(nèi)容進行設置,，應包括：課程名稱,、任務等，并可方便的添加和刪除,。應可以查看課程信息：選擇一個節(jié)點,，顯示出該節(jié)點的詳細信息。

（3）任務設計,，可以對任務內(nèi)容進行設置,，包括：任務名稱、目的,、焊機類型,、接口類型、焊接位置,、坡口類型和母材厚度等,。在選擇一個操作節(jié)點時，可顯示出該節(jié)點的詳細信息,。

（4）學生管理,，可新建年級、新建專業(yè),、新建班級,、新建學生、修改學生信息,、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,、學生考試成績單,、任務詳細成績單。能以文字報告,、焊接參數(shù)曲線,，顯示訓練結(jié)果。

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

（7）網(wǎng)絡連接：系統(tǒng)采用千兆網(wǎng)絡通訊技術(shù)實現(xiàn)網(wǎng)絡化,，提高培訓效率,；應用便捷、移動方便,、管理靈活,。

三,、虛擬焊接仿真實訓平臺配套資源

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

可重復訓練,，到達熟能生巧的目的學員可以自行設置教學模式

通過回放功能以及實時的反饋讓學員和教師之間可以很好的溝通

四,、虛擬焊接仿真實訓平臺要點

1、安全環(huán)保
設備無強電磁污染,、無化學污染,、對人無強光高溫傷害，整個培訓過程綠色環(huán)保,。

2,、真實焊槍
模擬機采用實物焊槍進行改裝，包括有：二保焊,、手工焊條焊,、氬弧焊?？蓪崿F(xiàn)與實際作業(yè)用具完全一致,，確保操作手感及真實性。

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

4,、焊接回放錄像可分享及學習
老師與學員的焊接錄像可通過局域網(wǎng)分享給其它任意學員進行回看,，同時優(yōu)秀的焊接錄像還可下載導入模擬機中進行實時對比焊接學習及訓練。

5,、實時輔助顯示
學員進行焊接訓練時,，系統(tǒng)能提供實時的焊接數(shù)據(jù)的圖形化提示，如：弧長,、行走速度,、行走角度、錯誤信息及次數(shù)等,，類似于老師與學員一對一專注培訓。學員根據(jù)這些數(shù)據(jù)化提示及時糾正運弧時的手部動作,，以達到超高的教學效益,。

6,、降低培訓成本
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,、同時一位培訓教師可同時管理多臺模擬訓練機節(jié)省培訓投入成本，并且系統(tǒng)動態(tài)的顯示出節(jié)省成本值,。

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

8、教師端遠程設備控制
可以遠程管理任意學員訓練機如：動態(tài)分配任務,、發(fā)布系統(tǒng)公告,、設定考試時間段并布置考試、設備禁用,、用戶注冊和用戶踢出控制功能,。

9、焊接知識實時查閱
學員可以隨時查閱與本次焊接相關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態(tài)的更新,、上傳、刪除這些文檔資料,。

10,、動態(tài)設定任務、分級培訓學員
教師管理端可下達任務時,，通過設定不同任務參數(shù),，進行任務難易程序的劃分，實現(xiàn)從易到難分級培訓學員,。

11,、培訓自動化、效果可評估
通過教師管理端管理多臺訓練模擬機,，動態(tài)的分配訓練任務,。培訓及考試結(jié)果可直接傳送至數(shù)據(jù)庫，系統(tǒng)進行統(tǒng)計評估并記錄打印,。老師可以對學員整個焊接培訓過程進行追蹤評定,，并可隨時將歷史焊接數(shù)據(jù)進行調(diào)檔查看及焊接錄像回放,。

五、虛擬焊接仿真實訓平臺優(yōu)勢

?相比較真實的焊接,，虛擬仿真的培訓時間更短,，效率更高
?通過訓練養(yǎng)成好的習慣同時養(yǎng)成肌肉記憶
?虛擬防護培訓浸入感強，容易激發(fā)學生學習的興趣
?在工廠內(nèi)可以實現(xiàn)脫產(chǎn)預先學習,，增強安全系數(shù)的同時不耽誤一線的生產(chǎn)任務
?虛擬仿真焊接技術(shù)是對傳統(tǒng)焊接培訓的增強和補充
?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——試板、電,、焊材等
?可以提高人身安全,，規(guī)避焊接安全風險
?虛擬仿真焊接培訓，可以實現(xiàn)循序漸進的學習,，相較傳統(tǒng)的培訓方式更加系統(tǒng)
?可以實現(xiàn)對焊縫的實時評估,，提高焊接訓練的實際作用
?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）,。

::應用領域::

適用于電力相關院校和企業(yè)焊接專業(yè)學員,，系統(tǒng)以各種輸變電鐵塔為主要場景，模擬焊接軟件具備焊條電弧焊模擬訓練系統(tǒng),、CO2氣體保護焊模擬訓練系統(tǒng),、氬弧焊模擬訓練系統(tǒng)。焊接訓練模擬技術(shù)適用于新一代焊接人員的培訓和焊接就業(yè)教育,，在一般的培訓教室即可進行培訓工作,。對于有經(jīng)驗的訓練者，本產(chǎn)品系統(tǒng)提供高訓練平臺,，通過視覺,、聽覺和觸覺來操作完成一個好的焊縫；并且本產(chǎn)品可以精確地測量到操作信息,，訓練者可以從中學到要點并能簡便有效地將這些焊接技能轉(zhuǎn)化到實際的焊接工作中,。

::產(chǎn)品視頻::

?虛擬焊接基礎訓練（氫弧焊&二保焊）

?虛擬焊接基礎訓練（焊條）