一、焊接模擬器系統(tǒng)概述

該系統(tǒng)將仿真操作設(shè)備、實時3D技術(shù)及渲染引擎相結(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(xué)員能夠看到焊接電弧以及焊液從生成、流動到冷卻的過程，同時聽到相應(yīng)的焊接音效。

該系統(tǒng)與傳統(tǒng)的焊接技藝教學(xué)能有機(jī)的融合在一起，是實現(xiàn)靈活、高效、安全、節(jié)約、綠色無污染的焊接模擬培訓(xùn)教學(xué)與考核的最佳教學(xué)方法。

通過電焊模擬實訓(xùn)系統(tǒng)，學(xué)員不僅僅可以獲得與傳統(tǒng)實訓(xùn)相同的操作經(jīng)驗，同時通過系統(tǒng)內(nèi)置的數(shù)據(jù)采集、智能專家輔助模塊和量化考核評價系統(tǒng)等一系列先進(jìn)獨特的教學(xué)功能，配合合理明晰的焊接知識穿插講解，使學(xué)員可以獲得在傳統(tǒng)教學(xué)實踐過程中難以量化的精確焊接培訓(xùn)指導(dǎo)，大幅度提升學(xué)員在培訓(xùn)過程中的方向性和目的性，有效縮短學(xué)員的培訓(xùn)周期，降低教師的教學(xué)負(fù)擔(dān)，達(dá)到以低成本、低投入實現(xiàn)“精教、精學(xué)、精煉”的焊接培訓(xùn)機(jī)制。

二、技術(shù)基礎(chǔ)

當(dāng)操作者進(jìn)行訓(xùn)練時，系統(tǒng)中的多個傳感器將獲得的多個焊槍實時參數(shù)反饋給計算機(jī)，計算機(jī)對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理分析，并在顯示裝置和音響上顯示相應(yīng)的焊接畫面和焊接聲音。焊接實訓(xùn)設(shè)備應(yīng)具有以下技術(shù)：

1、數(shù)字圖像處理、信息技術(shù)。

2、計算機(jī)圖形學(xué)、傳感與控制技術(shù)。

3、多種焊接操作技術(shù)、安全操作規(guī)范。

4、融多項高新技術(shù)于一體，呈現(xiàn)代職業(yè)教育之先進(jìn)手段。

5、新型的焊接訓(xùn)練實訓(xùn)設(shè)備是一種低成本、高效率、現(xiàn)代化的焊接訓(xùn)練解決方案。

三、視景仿真系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

1、數(shù)據(jù)輸入模塊主要負(fù)責(zé)將焊接工藝參數(shù)和焊槍運動參數(shù)狀態(tài)信息傳遞給焊接仿真模型模塊和仿真引擎模塊。

2、仿真模型模塊主要負(fù)責(zé)對工件、焊槍等焊接仿真環(huán)境進(jìn)行靜態(tài)幾何建模, 完成焊縫模擬、煙、光照、火光、陰影、光照等特效3D圖形渲染。

3、焊接仿真引擎是系統(tǒng)的核心，它主要探尋焊接工藝、焊槍運動狀態(tài)參數(shù)和焊縫橫截面幾何參數(shù)之間的關(guān)系。

4、仿真結(jié)果輸出模塊包括評價系統(tǒng)模塊和其它功能子模塊。主要負(fù)責(zé)實時監(jiān)測仿真狀態(tài), 輸出動態(tài)仿真結(jié)果，分析、評價仿真過程數(shù)據(jù)。

5、具備培訓(xùn)效果可評估功能：具有實時可視的操控信息反饋、虛擬焊縫的實時檢測指導(dǎo)、訓(xùn)練者操作技能的實時評估功能。

四、系統(tǒng)功能特點

1、安全環(huán)保

設(shè)備無強電磁污染、無化學(xué)污染、對人無強光高溫傷害，整個培訓(xùn)過程綠色環(huán)保。

2、一機(jī)多槍

本模擬機(jī)標(biāo)配三種實物焊槍模擬，包括有：二保焊、手工焊條焊、氬弧焊。

3、一機(jī)多練，單臺雙工位訓(xùn)練

對于單臺雙工位版模擬訓(xùn)練機(jī)采用兩工位操作共用一臺采集主機(jī)同時進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，各工位可同時進(jìn)行焊接操作，互不影響。提供兩個工位的同時訓(xùn)練，大大提高了模擬機(jī)的使用效率。

4、觸碰力反饋

所有的實物焊件能提供真實的觸碰力反饋效果，配合系統(tǒng)精準(zhǔn)的空間定位技術(shù)讓受訓(xùn)者感受到真實的物理空間與虛擬訓(xùn)練空間一致的觸碰感及反饋感。

5、操作零延時

本模擬器采用先進(jìn)的傳感器及顯示設(shè)備讓受訓(xùn)者在虛擬空間中的操作零延時響應(yīng)，實現(xiàn)“精準(zhǔn)快速”、“指哪焊哪”的操作感，受訓(xùn)者使用焊槍操作無絲毫滯后感，仿真度極大提高。

6、3D立體視覺焊接模擬

本產(chǎn)品使用3D立體視覺進(jìn)行焊接模擬訓(xùn)練，與現(xiàn)實中人用雙眼來進(jìn)行空間位置的識別一樣，受訓(xùn)者通過立體頭盔顯示的立體畫面可以直觀的識別到槍與焊件的空間距離，這種立體視覺訓(xùn)練符合人類視覺定位的傳統(tǒng)經(jīng)驗讓訓(xùn)練真實度極大提高。這也是其它公司產(chǎn)品并不具備的功能特點。

7、實時廣播教學(xué)模式

老師能在模擬器上進(jìn)行廣播教學(xué)，實時的焊接畫面會同步到培訓(xùn)教室的每一臺學(xué)員機(jī)上，以方便學(xué)生進(jìn)行焊接觀摩學(xué)習(xí)。學(xué)員可將老師的焊接過程同步到自己的學(xué)員機(jī)上，以實時學(xué)習(xí)老師的焊接手法，達(dá)到“手把手”教學(xué)模式。

8、“手把手”引導(dǎo)學(xué)習(xí)模式

有“引導(dǎo)槍”功能，在焊接訓(xùn)練操作前可以打開“引導(dǎo)學(xué)習(xí)”功能，在虛擬場景的板件前會生成一個透明引導(dǎo)槍。通過顏色變化來引導(dǎo)學(xué)生參考掌握干伸距離、行走速度等運槍手法。該引導(dǎo)槍可以由教師自己行錄制并上傳，來幫助學(xué)生對教師的運槍手法進(jìn)行“實時臨摹”對比操作。

9、3D焊接錄像可分享及學(xué)習(xí)

學(xué)生可以保存上傳自己的焊接錄像，并可以隨時用360度任意自由視角，查看以前的個人或老師的焊接三維回看錄像。錄像中以三維模型線段標(biāo)示出焊槍移動的空間軌跡。并且錄像中的三維焊槍移動數(shù)據(jù)可直接設(shè)置為該焊接項目的“引導(dǎo)槍”，方便學(xué)生在訓(xùn)練項目時直接對比“實時臨摹”老師的焊接手法。

老師與學(xué)員的焊接錄像可通過網(wǎng)絡(luò)分享給其它任意學(xué)員進(jìn)行回看，同時優(yōu)秀的焊接錄像還可下載導(dǎo)入模擬機(jī)中進(jìn)行實時對比焊接學(xué)習(xí)及訓(xùn)練。

10、實時輔助顯示

學(xué)員進(jìn)行焊接訓(xùn)練時，系統(tǒng)會提供實時的焊接數(shù)據(jù)的圖形化提示，如：弧長、行走速度、行走角度等相當(dāng)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)化提示及時糾正運弧時的手部動作，以達(dá)到最高的教學(xué)效益。

11、降低培訓(xùn)成本

使用模擬機(jī)訓(xùn)練節(jié)省占用場地、無任何焊件焊材的消耗、大幅節(jié)省教室清潔成本、同時一位培訓(xùn)教師可以同時管理多臺模擬訓(xùn)練機(jī)節(jié)省了培訓(xùn)投入成本，并且系統(tǒng)動態(tài)的顯示出節(jié)省成本值。

12、多焊件多位置焊接

模擬機(jī)提供有四種實物焊件（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。

13、教師端遠(yuǎn)程設(shè)備控制

教師端可以遠(yuǎn)程管理任意學(xué)員訓(xùn)練機(jī)如：動態(tài)分配任務(wù)、發(fā)布系統(tǒng)公告、設(shè)定考試時間段并布置考試、設(shè)備禁用、用戶注冊和用戶踢出等控制功能。

14、焊接知識實時查閱

在模擬機(jī)上學(xué)員可以隨時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態(tài)的更新、上傳、刪除這些文檔資料。

15、動態(tài)設(shè)定任務(wù)、分級培訓(xùn)學(xué)員

教師管理端下達(dá)任務(wù)時，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，實現(xiàn)從易到難分級培訓(xùn)學(xué)員。

16、培訓(xùn)自動化、效果可評估

通過教師管理端輕松的管理多臺訓(xùn)練模擬機(jī)，動態(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)計評估并記錄打印。老師可以對學(xué)員整個焊接培訓(xùn)過程進(jìn)行追蹤評定，并可隨時將歷史焊接數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)檔查看及焊接錄像回放。

17、理論與實踐一體化

系統(tǒng)提供比較完善的理論知識體系進(jìn)行學(xué)員的理論知識培訓(xùn)。

五、功能說明

該產(chǎn)品可以有效地和周圍真實的環(huán)境進(jìn)行互動，讓訓(xùn)練者處于高度逼真的環(huán)境中，有效促進(jìn)操作者完全投入到當(dāng)前的任務(wù)中。焊接訓(xùn)練模擬技術(shù)適用于新一代焊接人員的培訓(xùn)和焊接就業(yè)教育，在一般的培訓(xùn)教室即可進(jìn)行培訓(xùn)工作。對于有經(jīng)驗的訓(xùn)練者，本產(chǎn)品系統(tǒng)提供高訓(xùn)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(xùn)練者可以從中學(xué)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。

六、配置清單

雙工位焊接模擬器硬件配置清單（單臺）