虚拟焊接设备技术方案（纯方案14页）.docx

1、虚拟焊接设备技术方案焊接培训本钱比拟:焊接培训本钱比拟:消耗品奕源传统的节约本钱25、卜ronins仿真焊接 培训系统焊接是一种通用的材料连接技术，是制造业的基础工艺，它渗透在现 代工业的各个领域，几乎所有工业产品都包含焊接技术元素，焊接技术发 展水平的高低成为衡量一个国家工业和科技开展水平的一个重要标志，焊 接技术人才是装备制造产业人力资源的重要组成局部，装备制造业的开展, 必然要求焊接技术和焊接技术专业人才培养的开展。有关数据统计结果表 明：按照比拟保守的方法估算，我国目前焊接行业的就业人数应有一千万 人左右。考虑到我国焊接生产效率增长的实际空间，生产率和劳动力之间 的联动关系等方面因素，未来我国焊接劳动力的需求可能在百万数量级以 上，并在今后5至10年继续保持增长的势态。中国焊接学会调查分析认为：我国的现实情况是焊接开展落后于国民 经济开展。焊接专业人才的培养是关系焊接行业开展的重要问题。比拟突 出的矛盾是：企业很难吸引高学历、高素质的焊接专业人才。我国目前实 行的通才教育体制对企业的培训投资提出了更高的要求，亦使未来焊接专 业人才的贫瘠成为隐患，这些问题应当在未来的开展规划中做重点考虑。（二）教师管理机软件教师端管理控制学生端采用C/S构架，且可以扩展控制30个学生操作 端。1、一体化教学功能：通过教学控制机可以同时实现多终端学员机的控制与监控，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。2、虚拟焊接机器人显示模块系统具有三维的虚拟焊接机器人显示模块，以显示虚拟的焊接机器人、 训练所需的焊件、焊接模拟环境，并可同步对应机器人示教器所有功能操 作，本系统的培训课程至少有：直线板焊接在线编程训练、管管对接焊接 在线编程训练、曲面构件在线编程训练。焊接机器人具备智能视觉识别系 统，可自动识别工件外观及焊接位置，自动生成三维模型及焊接轨迹，示 教器可与实物智能识别3、可通过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。4、管理功能:基本功能，通过教学控制机可以同时实现单个或多个终端学生机的控制与监控，并可以对学生进行全面的管理。理论教学功能，建立标准作业库，既可作为学生机训练的参考也可 以做校内网上的多媒体课程资源，供学生进行网路学习。任务设定功能，教师机能够实现远程任务设置与终止，并可以按学 生等级进行不同阶段的训练难易设定，以便对学生循序渐进的培训I,从易 至难的过程。考核评定功能，系统在考试完毕后可立即生成考试结果及评定，并 上传至数据库进行长期保存，可随时进行查询、打印。扩展功能教师可通过教学投影设备可以进行理论知识的教学及标准 操作录像回放，并可以随时调取学生训练记录进行重现、查看。觉焊接机 器人进行数据共享与控制(1)基本功能：通过教学控制机可以同时实现单个或多个终端学生机 的控制与监控，并可以对学生进行全面的管理。(2)理论教学功能，建立标准作业库，既可作为学生机训练的参考也 可以做校内网上的多媒体课程资源，供学生进行网路学习。(3)任务设定功能，教师机能够实现远程任务设置与终止，并可以按 学生等级进行不同阶段的训练难易设定，以便对学生循序渐进的培训，从 易至难的过程。(4)考核评定功能，系统在考试完毕后可立即生成考试结果及评定, 并上传至数据库进行长期保存，可随时进行查询、打印。(5)扩展功能教师可通过教学投影设备可以进行理论知识的教学及标 准操作录像回放，并可以随时调取学生训练记录进行重现、查看。觉焊接 机器人进行数据共享与控制2、灭火器的选择和使用考培设备技术方案(1)硬件配置空间定位设备：采用被动式红外光学空间定位器，定位精度级别为mm 级。仿真灭火器：外形尺寸与真实灭火器一致，包含：二氧化碳灭火器、 泡沫灭火器、干粉灭火器，具备空间定位功能，能在与仿真灭火系统之 间建立无线、无延迟连接。定位精度级别为mm级；提供360度移动追踪， 可以实时无限同步。支持设备充电等功能。清水灭火器适用范围：主要用于扑救固体物质火灾，如木材、桶麻、 纺织品等的初起火灾.另外，对一些易溶于、 水的可燃、易燃液体还可起稀释作用.鼻照 S7ZX 易 2 2下降而闻灭黑露所藤汽仿真模拟灭火器例如图消防灭火模拟器设备：采用金属构件，镀金烤漆。CPU类型：酷睿；CPU 型号：i5；显卡：GTX1050；显存容量：4GB；内存容量：8GB；硬盘容量: 1TB；电源：310Wo含21. 5寸触摸屏。挂架及显示设备：屏幕尺寸：40英 寸；屏幕比例：16:9；屏幕类别：软屏；背光源：LED；背光方式：直下式； 刷屏率：60HZ；响应时间：8ms；支持格式（高清）:1080p/1080i/720po（2）软件配置仿真灭火系统：该系统具备两个模块，训练模式及考试模式。1）训练模式：具备灭火器认知功能，可根据灭火场景进行仿真灭火器 选择，每一步操作具有提示信息。2）考试模式：考核灭火器构造考核。具备多场景考核方式。可根据考 试过程进行智能评估，评估指标必须包括：检查灭火器、选择灭火位置、 选择灭火器、灭火、归还灭火器五大指标。灭火体验例如图与机械加工不同，正确掌握和运用焊接操作技能的难度要比其他加工过程 复杂，而培养一名熟练掌握高操作技能的焊接人才难度就更大，并且不同 制造业需要掌握不同的焊接专业技能。从目前已持有各级职业资格证书的 焊接从业人员的技术现状来看，技术落后和知识老化现象已经出现，特别 是中级资格以上人员，急需技术培训和知识更新。基于以上现实情况统计, 各省在汽车、锅炉、造船等制造业中，普遍缺乏专业焊接人员或现有焊接 人员的素质满足不了生产开展和技术创新的新需求，有的已严重影响新产 品的开发、产品质量和生产任务的完成。而根据一些省市劳动部门的有关 调查和分析预测以及人才交流市场反映的信息说明，在技能型人才的需求 与招聘中，焊接工人特别是高级以上的焊接人才是缺口最大的工种之一。 因此，在较长一段时间内，焊接技能型人才有着稳定的需求量，焊接高素 质技能型人才培养成为当务之急。我公司结合实际需求所研发的焊接训练考核机可有效解决焊接高素质技能型人才培养的问题，同时也可满足现今对于专业教学一体化的需求。同时，该产品具有实用性、环保性和专业性登诸多优点，适用于焊接职业 技能训练和技能鉴定考核，环保实训平台能满足两个工位（学生+教师）同 时操作。（一）虚拟焊接设备软件.本系统使用的实物模拟焊枪操作，所有交互无需鼠标、键盘操作1 .在手工焊接的模拟整个焊接过程中，系统运行最低帧率数可保持在 68帧/秒以上，经过3DMark进行帧率检测验证到达标准。2 .焊接环保实训平台中的虚拟焊枪的移动、旋转均与现实动作实时快 速准确同步，操作同步延时响应为30ms,移动位移精度到达1.9mm,动作 可捕捉空间范围广，且感觉真实。动作可捕捉空间范围到达（水平x纵向x 高度）5. 0m x 5. 0m x 3.0m。采用智能视觉系统定位模式，且定位过程中 可抵抗各种电磁环境影响。3 .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。焊接视觉头盔追踪延时响应20ms,通过红外位置捕捉功能，定位精准，跟踪迅捷。可捕捉的位移范围达28立方米；最小精度为1度。视景显示屏 材质为OLED,分辨率1920X1080 ,重量430克，使用者配带视觉头盔无 需学习，佩戴头盔所观察的世界与双眼看世界感觉一致。4 .虚拟焊接设备平台系统适用于多种焊接类型，可模拟二氧化碳保护焊、焊条电弧焊、TIG氢弧焊、机器人焊接。焊条电弧焊实物焊枪coz气体保护焊实物焊枪氮弧焊实物焊枪.手工焊条焊可进行多种焊接位置的训练：平焊、立焊、横焊、仰焊。伴随不同焊接位置的调整可设置90°、120。、150。、180°四种焊条夹持 角度，且具有焊条与钢板粘结的效果。系统提供多种不同的工件形式选择，以便训练者可以练习 不同的焊缝形式和焊接位置(b)横焊 (c)焊5 .焊接环保实训平台提供特殊情景实训模拟，如大型石油管道焊接、 船体板缝焊接等。船厂6 .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。7 、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。8 .焊接缺陷：焊缝过宽，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。9 .在训练过程中可以真实的模拟焊接过程中的各种条件设置，包括了 引弧、焊接、收弧中的各种手法，并且在电弧、明暗场、飞溅、焊缝、声 效等特效的形式表现上足够逼真。10 .焊接环保实训平台具有“引导枪”功能，在焊接训练操作前可以 翻开“引导学习”功能，在虚拟场景的板件前会生成一个透明引导枪。通 过颜色变化来引导学生参考掌握干伸距离、行走速度等运枪手法。该引导 枪的教学视频可以由教师自行录制并上传，来帮助学生对教师的运枪手法 进行“实时临摹”比照操作。11 .学生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 设置为该焊接工程的“引导枪”，方便学生在训练工程时直接比照“实时临 摹”老师的焊接手法。配套软件局部功能: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，通过对焊接电流、焊接电压、气体流量和焊丝直径 的数值大小的调整，来完成相应所要求的焊接操作。调节参数后在焊接过 程中会有对应的物体表现，如熔池大小、飞溅变化、焊接声音变化等，通 过电流、电压等参数的设置，满足不同训练要求，适用于不同的焊接情况。2、焊接过程中的实时数据显示：手工焊接时，要求能提供干伸长度， 弧长、焊枪与构件角度、焊枪与焊缝角度、焊枪速度、摆动曲线、电流、 电压、机械臂轨迹、焊接点属性等实时数据，并根据用户操作时的状态实 时进行语音提醒。训练结束后，在教员端可对干伸长度、焊枪夹角、行走 速度进行不同权限的打分设置。3、包含初级课程、中级课程、高级课程和专业课程，专业教学课程要 有虚拟以12mm特厚实物焊板进行专业焊接课程学习，可进行多层多道焊, 单面焊双面成形实操模拟训练。4、手工焊接录像网络转播功能：具备有网络实时转播功能，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。5、升级功能：系统具有升级功能，且终身提供升级服务。6、专业课程功能： 12nni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）12mm不锈钢T型接头FW （平焊PA/IF）12nni不锈钢T型接头FW （横焊PC/2F）12mm不锈钢T型接头FW （立焊/3F）12mm不锈钢T型接头FW （仰焊PE/4F）24mm不锈钢带钢衬垫平板对接接头BW（平对接焊）24mm不锈钢留间隙平板对接接头BW （平对接焊）（可焊条焊清根）10nlm复合位置6G,管管对接坡口 TW（6G位置对接焊）10mm/12mm复合位置6GR,带限制环管管不等厚对接坡口 TW（6G位置 对接焊）15nmi碳钢T型接头FW （立向上焊PF）（可单面焊双面成型）15nlm碳钢T型接头FW （横焊PC）（可单面焊双面成型）7、用户接口1VR焊枪本产品提供提供包含以下三种焊枪：焊条电弧焊枪、CO2气体保护 焊枪、筑弧焊焊枪。2VR头盔本产品使用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小的立体画面可以直 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。8、界面选项焊接方式选择系统启动之后界面将有三个选择项。使用摇杆左右进行选择，按绿 色方形按钮进入具体焊接作业程序。系统自检程序进入焊接作业之前将自定进行传感器连接和自检。请耐心等待 进度条完成系统登录系统自检完成之后将进入登录界面，用户输入用户名和密码之后， 按绿色方形按钮进入。系统主界面系统主界面提供，焊接知识，焊接课程，自由训练，情景训练，演 示大厅，焊接回放，课程任务，课后作业，实训考试，焊接回放， 个人中心十个大的功能模块。用户采用3D摇杆和绿色方形按钮进 入。9、焊接训练功能1焊接知识焊接知识页面中，用户可查看焊接的各项知识点信息。加强学员 理论知识的学习。2焊接课程焊接课程中，用户可以选择不同级别的课程进行训练。目前有五个 等级的训练可以选择：基础训练，初级训练，中级训练，高级训练 和特技训练。每个等级的训练模式下都有不同的训练工程。3自由训练1、构件选择和参数选择自由训练中，用户可以选择不同的构件不同的参数组合进行训练。 目前有四种焊接构件可以选择：练习板，对接接头板，T型接头板 和圆形管道焊板。摇杆上下可以切换选择项，左右可以切换子项参数。2、焊接作业进入焊接作业之后用户需要佩戴好头盔，手握焊枪进行焊接。焊接过程中，用户可以和真实焊接一样，按下焊枪扳机进行焊接， 用户移动旋转头盔，可以改变头盔中视角，从不同的位置和角度观 察焊缝和熔池。3、实时学员训练辅助在学员进行训练时，会显示与正在训练工程相关的辅助功能，4、焊接报告本产品可以设置焊接技能标准，根据训练者操作焊成的每一焊缝进 行测评，并能根据虚拟的焊缝评估确定潜在的缺陷范围和可视标