VR焊接模拟器技术方案(纯方案,44页)

对于有经验的训练者，本产品系统提供高训练平台，通过视觉、听觉和触觉来操作完成一个好的焊缝；并且，技术产品可以精确地测量到操作信息，训练者可以从中学到要点并能简便有效地将这些焊接技能转化到实际的焊接工作中。
ONEW-360VR焊接模拟器
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ONEW-360VR焊接模拟器是武汉湾流科技股份有限公司自主研发的虚拟仿真焊接训练产品。该产品能让学员在高度仿真的模拟环境下进行焊接技能的高效训练，让训练者能够感受到真实的焊接过程。
凳面采用E1级环保板材，厚度1.6cm，凳面四圈铁盘加厚，防撞圆角，无缝焊接而成，凳面颜色为橡木色，凳架由20*40mm加厚方管制成，架颜色为白色，无尘喷漆，防滑脚垫。
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教师端管理系统是焊接仿真器的教师服务器控制端，能够监控学员的实训设备训练的状态及数据，可远程管理多台实训设备，管理学员注册及登录，管理学员训练的数据结果并可随时抽取查看，进行教学演示，实时训练成本估算等。
按照实训场地建设规范要求，进行实训中心整体装修设计，对实训室入口、实训室内进行一体化文化设计，提炼文化主体，并采用造型、宣传画框等形式进行设计与建设；色彩搭配应符合实训室特点。提供30个座位桌椅。桌面采用E1级环保板材，安全圆角桌面，桌面厚度2.5cm，桌面颜色橡木色；层板为E1级环保板材，厚度1.6cm；桌子结构架为15*50mm方管，管壁厚度1.2mm制成，防锈防掉漆，防裂口，桌架颜色为白色，无尘喷漆，桌脚配可调节脚套。
该产品可以有效地和周围真实的环境进行互动，让训练者处于高度逼真的环境中，有效促进操作者完全投入到当前的任务中。焊接训练模拟技术适用于新一代焊接人员的培训和焊接就业教育，在一般的培训教室即可进行培训工作。对于有经验的训练者，本产品系统提供高训练平台，通过视觉、听觉和触觉来操作完成一个好的焊缝；并且，本产品可以精确地测量到操作信息，训练者可以从中学到要点并能简便有效地将这些焊接技能转化到实际的焊接工作中。
厚度，母材材质、不同种类焊接接头选择
丰富的多板件、多角度、全位置焊接训练内容：
对接平焊焊板
对接横焊焊板
管板对接接头
立焊焊板
仰焊焊板立焊焊板
管管对接接头
（4）手工焊接录像网络转播功能：具备网络实时转播功能，学生可以在自己的工位上实时收看老师的焊接转播画面，以不同的角度和视角查看和学习老师在焊接时的操作手法。
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系统实现虚拟工业机器人示教实训，系统可以对三维虚拟机器人进行示教，进行虚拟的工业操作，可供人员培训机器臂操作和焊接轨迹实的实训。实训课程高度逼真还原机器人焊接设备，给实训人员提供一个真实的培训环境，让实训者能更好的学习机器人焊接技能。
工业机器人仿真学习系统是公司自主研发的虚拟仿真机器人焊接训练产品。该产品能让学员在高度仿真的模拟环境下进行焊接技能的高效训练，让训练者能够感受到真实的操作过程。
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具有一体化教学功能能通过教学控制机可以同时实现多终端学生机的控制与监控，还能通过教学网络进行数据查看和评定，实现网络监控管理和考核功能。
实训中心管理系统结构示意图
系统可以通过CAXA软件进行零部件的设计，模拟生产加工过程，将加工件成品导入焊接模拟器中，通过对加工件进行焊接操作训练，实现集设计、生产、加工于一体的全过程模拟操作。
船舱焊接：
模拟港口的船舱内工况场景，进行舱门的焊接修复训练。
货场焊接工况场景、工程机械焊接：
模拟大型货场机械及工程机械修复训练。
电网铁塔铰链焊接：
模拟网公司铁塔连接铰链设备破裂后应急修复训练。
8、此技术通过计算机模型生成了生动真实的熔池，焊接操作直观，可以让操作者学习“看懂熔池”；模拟焊接时的火花、焊渣、打磨（在管子上）以及焊接冷却的过程，并且可模拟当不良焊接手法操作时所形成的缺陷焊缝。焊接时可以实时表现熔池大小以及形状的变化，且具有焊穿效果。
12、学员在进行喷涂训练前可以进行“手把手”的引导学习模式，可以在虚拟的场景中看到系统提供的虚拟“引导喷枪”，学员只需跟随“引导喷枪”进行操作，就好像有老师对其“手把手”进行引导操作手法训练。系统有喷涂引导枪功能，在喷涂操作前可以打开“引导学习”功能，在喷涂场景的板件前会生成一个类似“幽灵”一样的引导枪。通过颜色变化来引导学员参考掌握喷枪距离、行走速度等运枪手法。该引导枪可以由教师自己行录制并上传，来帮助学员对教师的运枪手法进行“临摹”。
（5）升级功能：系统具有升级功能，且提供终身免费升级服务。
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该系统包括船舶建造实训场景和基础焊接模拟系统。综合考虑学校的校园文化主题，进行实训室文化及环境建设。完善并建成以“精技”为核心，塑造职业特色鲜明的“精益求精、品质为先”的机电专业特色文化，构建一个“敬业、交流、手勤、脑活、技高、体健、忠诚”七位一体的机电特色文化体系，引入企业6S管理机制，全面培育学生良好的职业行为习惯和职业性格、提升学生就业竞争的“软实力”。
焊接作4、VR头显（虚拟现实头戴式显示器）
本产品为全球首款使用3D立体视觉进行焊接模拟训练，与现实中人用双眼来进行空间位置的识别一样，受训者通过立体头盔显示的立体画面可以直观的识别到枪与焊件的空间距离，这种立体视觉训练符合人类视觉定位的传统经验让训练真实度极大提高。这也是其它公司产品并不具备的功能特点。焊接视觉头盔不仅能追踪用户头部的旋转，还能追踪用户头部的移动，如：站立，蹲下，左右侧移动。头盔同时追踪延时响应20ms，。通过红外位置捕捉功能，可捕捉的位移范围27立方米以上；并可进行水平360度、垂直360度全方位角度侦测，最小精度为1度，视景显示屏材质为OLED，视景显示屏材质为OLED，分辨率：2160X1200（单眼1080X1200）；刷新率：90Hz；视场角(FOV)：110°。重量420克，使用者配带视觉头盔无需学习，与现实中用双眼看世界感觉一致。
自由训练
可选择不同厚度，不同母材、多种角度、不同位置、不同种类焊接接头，如对接平焊焊板、对接横焊焊板、角接接头、立焊焊板、仰焊焊板、管管对接以及管板对接接头。
1、多种焊接位置设置
本实训设备有独立的操作台和可调高度及角度的横臂，可以灵活地调节多种焊接位置，让训练者无障碍进行平焊、立焊、横焊、仰焊等多角度焊接位置训练。如下图：
13、学员可以保存上传自己的焊接录像，并可以随时用360度任意自由视角，查看以前的个人或老师的焊接三维回看录像。录像中以三维模型线段标示出焊枪移动的空间轨迹。并且录像中的三维焊枪移动数据可直接设置为该焊接项目的“引导枪”，方便学员在训练项目时直接对比“实时临摹”老师的焊接手法。
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（1）实现电流、电压等参数的设置，与软件系统中的参数进行交互，在焊接过程中电压电流会根据焊接的情况模拟产生交互互动，学生可根据任务的焊接工艺标准，调整焊接电流、焊接电压、气体流量和焊丝直径的数值大小，调节参数后在焊接中会有对应的物体表现，如：熔池大小变化、飞溅变化、焊接声音变化等。
1、实物模拟焊枪操作
配备的实物模拟焊枪可模拟真是焊枪，系统易用、操作简单，所有交互无鼠标、键盘操作，普通用户通过简单的使用培训可以轻松地完成一个焊件的整个焊接操作，生成完整的焊缝。每套主控设备提供1个工位。
（VR）仿真气体保护焊枪
（VR）仿真焊条电弧焊枪
（VR）仿真氩弧焊枪
实物气保焊枪
实物电弧焊枪
实物氩弧焊枪
使用3D沉浸式体验方式，清晰地将企业生产场景搬到教室，实现产教的充分融合。
功能展示
功能说明
以焊接工作量较大的船舶行业为例，船舶企业的实地拍摄为基础，整理归纳出船舶建造过程中，分段阶段、合拢阶段和舾装过程中应用的典型焊接工艺。
学员可对不同阶段的不同物体进行模拟焊接。
石油管道焊接：
学员可对不同的物体进行模拟焊接。例如石油管道焊接，让学员体验在逼真的大型管管焊接情景训练。
氩弧焊丝
2、整个系统运行流畅、无卡顿效果。在进行仿真喷涂过程中，系统运行最低帧率数为65帧/秒，可用3DMark进行帧率检测验证合格性。
3、本系统采用高达120Hz动作采集传感器及先进的显示设备让受训者在虚拟空间中的操作零延时响应，实现“精准快速”、“指哪喷哪”的操作感，受训者使用喷枪操作无丝毫滞后感，仿真度极大提高。本系统中的虚拟喷枪的移动、旋转与现实动作实时同步，操作同步响应为29ms，移动位移精度为2mm，动作可捕捉空间(水平x纵向x高度)3.0m x3.5m x 3.0m。采用智能视觉系统定位模式，且定位过程不受到各种电磁环境的影响。
90°焊条夹持角度
120°焊条夹持角度
150°焊条夹持角度
180°焊条夹持角度
7、具有多种不同的情景实训模拟,模拟器系统可提供大型石油管道、船体板缝焊接等相关专业化场景体验，并能在生产场景中体验企业实际应用焊接工艺和操作流程。
情景训练可以设置不同的情景，学员可对不同的物体进行模拟焊接。例如石油管道焊接，让学员体验在逼真的石油管道环境中进行焊接训练。场景包括：船舶建造、石油管道、客船、港口、工厂工况、货场工况、工程机械维修、货场仓储集装箱、航空机库等。
熔化过程见下图：
9、焊缝的宽度和余高会随着电流电压变化。电弧和飞溅会随着电流和弧长而变化。
10、焊接缺陷：训练者在手工焊接操作时可看到焊缝熔池实时生成，训练者的手工操作直接影响到了熔池成形的结果，并由系统进行实时的专家评定焊接缺陷，以便训练者了改进焊接手法，以达到焊接训练效果。常见焊接缺陷有：焊缝过窄，焊缝跑偏，未焊，咬边，焊穿，飞溅，气孔，夹渣，弧坑，余高，未焊透。
①12mm不锈钢V型坡口对接接头BW(平对接焊/1G)（可单面焊双面成型）
②12mm不锈钢T型接头FW(平焊PA/1F)
③12mm不锈钢T型接头FW(横焊PC/2F)
④12mm不锈钢T型接头FW(立焊/3F)
⑤12mm不锈钢T型接头FW(仰焊PE/4F)
⑥24mm不锈钢带钢衬垫平板对接接头BW(平对接焊)
5、虚拟焊机模拟系统适用于多种焊接类型，可模拟四种不同的焊机，包含：二氧化碳保护焊、焊条电弧焊、TIG氩弧焊、机器人焊接。