一、焊接培訓行業(yè)狀況
焊接是一項對過程要求很高的工作,在現有的手工焊接生產中,通常采用MAG/MIG焊接的約占50%,TIG焊接約占30%,MMA焊接約占20%;如:在造船行業(yè)中,MAG約占70%,MMA約占30%;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、 對學員的焊接水平難以評價;
4、 培訓效果不盡理想;
5、 培訓過程環(huán)境污染嚴重,有害健康;
6、 培訓過程安全性差。
7、 培訓的過程無詳細的記錄
二、系統概述
虛擬焊接綜合仿真實訓系統是新一代環(huán)保、節(jié)能、通用型操作技能實訓與評價平臺。本產品采用分布式仿真實訓技術、虛擬現實技術、微機測控技術、聲音仿真技術及計算機圖像實時生成技術。在不需要真實焊機的情況下,通過仿真主控系統、位置追蹤系統、聲效顯示系統和評定系統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。
系統將仿真操作設備、實時3D技術及WM-VR渲染引擎相結合,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。
該系統采用網絡分布式架構。需包含幾個重要子系統:
水平定位系統,數據服務器系統,教師管理系統,焊接模擬系統。實現氣體保護焊仿真操作培訓系統;身份信息登陸系統,操作信息收集系統,仿真操作環(huán)境,真實焊板結構組合件,真實焊具(手持電焊、氣保焊、氬弧焊、氣割槍),視頻播放系統,HTCvive焊接體感系統。
三、產品功能特點:
焊接實訓學員端功能:
?。?)理論知識教學:根據焊接教學大綱以及學校老師討論結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、圖文講解結合配音進行知識點的呈現,需提供不低于30G的職業(yè)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。
?。?)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、訓練考核四個等級。
名稱 | 內容 | 電弧焊 | 氣體保護焊 | 鎢極氬弧焊 | 焊接機器人 | |
焊接專業(yè) | 焊接工作原理 | √ | √ | √ | √ | |
專項設備結構認知 | √ | √ | √ | √ | ||
焊接工藝 | √ | √ | √ | √ | ||
焊接視頻教學資源 | √ | √ | √ | √ | ||
基礎訓練 | 引弧 | √ | √ | √ | ||
多種焊接動作 | √ | √ | √ | |||
工況案例 | 石油管道工況 | √ | √ | |||
工廠工況 | √ | √ | ||||
港口工況 | √ | √ | ||||
船塢工況 | √ | √ | ||||
工程機械工況 | √ | √ | ||||
焊接質量檢測 | √ | √ | √ | |||
焊縫問題實時顯示 | ||||||
焊接缺陷顯示 | √ | √ | √ | |||
焊接成績顯示 | √ | √ | √ | |||
(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、聲效表現逼真,該系統可進行多角度、全位置焊接演練。
?。?)VR虛擬:需采用VR虛擬現實頭戴式顯示器進行虛擬場景展現,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?定位技術配合系統進行焊接教學。

?。?)回放展廳:記錄并回放學生操作過程,重現操作結果,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,有助于自學效果提升。
?。?)訓練場景:需提供不低于5種的模擬實訓場景,如港口工況場景、工程機械維修焊接、工廠工況、石油管道焊接、船倉焊接等。通過真實的焊板、焊槍、焊具進行焊接教學,系統采用聲音、光、文字等提示內容,并采用標準圖形標注(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。
提供多種虛擬的焊接環(huán)境,同時可以根據客戶需求定制焊接場景

港口工況場景
工程機械維修
?。?)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時必須在指定時長內,完成教師指定試題,系統會自動統計考試分數及錯題并上傳。
?。?)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、氣體流量等參數調節(jié)功能。
焊接教師端:
具備學員考核系統、學員管理系統與教師后臺管理系統,能任務共享及實時發(fā)送任務,實現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。