一、焊接培训行业状况
焊接是一项对过程要求很高的工作,在现有的手工焊接生产中,通常采用MAG/MIG焊接的约占50%,TIG焊接约占30%,MMA焊接约占20%;如:在造船行业中,MAG约占70%,MMA约占30%;那么,这就需要焊工要有扎实的操作手法、规范的动作。而在焊接培训过程中传统方式存在以下多种问题:
1、 消耗大量的焊条(丝)、焊件和保护气体等材料;
2、 对学员的培训过程难以准确掌握;
3、 对学员的焊接水平难以评价;
4、 培训效果不尽理想;
5、 培训过程环境污染严重,有害健康;
6、 培训过程安全性差。
7、 培训的过程无详细的记录
二、系统概述
虚拟焊接综合仿真实训系统是新一代环保、节能、通用型操作技能实训与评价平台。本产品采用分布式仿真实训技术、虚拟现实技术、微机测控技术、声音仿真技术及计算机图像实时生成技术。在不需要真实焊机的情况下,通过仿真主控系统、位置追踪系统、声效显示系统和评定系统将焊接演练过程中焊枪的位置、速度、角度、操作信息等进行采集处理,并实时生成虚拟焊缝。
系统将仿真操作设备、实时3D技术及WM-VR渲染引擎相结合,演练过程真实,视觉效果、操作手感与真实一致。在焊接演练的过程中,学员能够看到焊接电弧以及焊液从生成、流动到冷却的过程,同时可以听到相应的焊接音效。
该系统采用网络分布式架构。需包含几个重要子系统:
水平定位系统,数据服务器系统,教师管理系统,焊接模拟系统。实现气体保护焊仿真操作培训系统;身份信息登陆系统,操作信息收集系统,仿真操作环境,真实焊板结构组合件,真实焊具(手持电焊、气保焊、氩弧焊、气割枪),视频播放系统,HTCvive焊接体感系统。
三、产品功能特点:
焊接实训学员端功能:
(1)理论知识教学:根据焊接教学大纲以及学校老师讨论结果搭建理论知识体系。知识体系分章节由浅入深,通过视频动画、图文讲解结合配音进行知识点的呈现,需提供不低于30G的职业教师焊接教学视频课件。
(2)真实焊具:每个工位需配备真实的焊接设备,且不少于一套原装电焊钳、气保焊枪、焊具组合件等。
(3)分级训练:模拟训练为分级训练模式,分为基础训练、初级训练、中级训练、训练考核四个等级。
名称 | 内容 | 电弧焊 | 气体保护焊 | 钨极氩弧焊 | 焊接机器人 | |
焊接专业 | 焊接工作原理 | √ | √ | √ | √ | |
专项设备结构认知 | √ | √ | √ | √ | ||
焊接工艺 | √ | √ | √ | √ | ||
焊接视频教学资源 | √ | √ | √ | √ | ||
基础训练 | 引弧 | √ | √ | √ | ||
多种焊接动作 | √ | √ | √ | |||
工况案例 | 石油管道工况 | √ | √ | |||
工厂工况 | √ | √ | ||||
港口工况 | √ | √ | ||||
船坞工况 | √ | √ | ||||
工程机械工况 | √ | √ | ||||
焊接质量检测 | √ | √ | √ | |||
焊缝问题实时显示 | ||||||
焊接缺陷显示 | √ | √ | √ | |||
焊接成绩显示 | √ | √ | √ |
(4)基础训练:引弧、收弧、能够真实的模拟焊接过程中的各种参数设置,如引弧、收弧、直线运条、直线往返运条、锯齿形运条、月牙形运条、正三角形运条、斜三角形运条、圆形运条的各种手法,并能体验操作手法中的各种力量反馈感,电弧、明暗场、飞溅、焊缝、声效表现逼真,该系统可进行多角度、全位置焊接演练。
(5)VR虚拟:需采用VR虚拟现实头戴式显示器进行虚拟场景展现,分辨率:单眼:不低于1200*1080、刷新率:不高于90fps、动作可捕捉
空间不少于(横向x纵向y 高度z) 1.5m x 1.3m x 2.0m,同时配备Vive VR无线操控手柄(带力反馈效果)与精确的SteamVR?定位技术配合系统进行焊接教学。
(6)回放展厅:记录并回放学生操作过程,重现操作结果,便于老师对学员焊接过程进行指导和分析。使得学员更加清楚的了解自己的焊接训练当中的问题,有助于自学效果提升。
(7)训练场景:需提供不低于5种的模拟实训场景,如港口工况场景、工程机械维修焊接、工厂工况、石油管道焊接、船仓焊接等。通过真实的焊板、焊枪、焊具进行焊接教学,系统采用声音、光、文字等提示内容,并采用标准图形标注(包括焊接位置、焊枪角度、焊枪与工件的距离和角度等)及语音提示帮助学员校正操作姿势和手法,辅助指导学员培训过程与应用。
提供多种虚拟的焊接环境,同时可以根据客户需求定制焊接场景
港口工况场景
工程机械维修
(8)模拟试题:模拟试题功能模块分为随机训练和在线考试两种模式。学员在未登录考试系统的情况下可直接进入随机训练模式,学员可通过设置相应参数从题库中随机选题,设置时长进行自我训练。学员登录在线考试系统时必须在指定时长内,完成教师指定试题,系统会自动统计考试分数及错题并上传。
(9)模拟训练导航界面:对相应焊枪的功能特性及主要应用领域进行了文字形说明,同时通过视频形式展示了模拟操作方式。使理论知识体系和学习任务体系在训练过程中更加人性化的融合起来。具有焊接电流、电压、焊丝直径、气体流量等参数调节功能。
焊接教师端:
具备学员考核系统、学员管理系统与教师后台管理系统,能任务共享及实时发送任务,实现查看其它教师所设计的任务并能共享。同时教师可以实时制定考核任务并发送,学员端可及时接受任务并考核提交。