虚拟焊接模拟器技术方案(纯方案,42页)18035.pdf

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1、3.投标产品主要技术指标和性能的详细说明 3.1 系统概述 双工位型焊接模拟器具备焊条电弧焊模拟训练系统、CO2气体保护焊模拟训练系统、氩弧焊模拟训练系统。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，可以让训练者能够感受到真实的焊接过程。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，可有效促进操作者完全投入到当前的任务中。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。3.2 焊接模拟器技术方案 单台双工位型焊

2、接训练模拟器实训设备占地要求为长5 米，宽 2.5 米，高 2 米。3.2.1 技术基础 当操作者进行训练时，系统中的多个传感器将获得的多个焊枪实时参数反馈给计算机，计算机对数据进行处理分析，并在显示装置和音响上显示相应的焊接画面和焊接声音。焊接实训设备应具有以下技术：1、数字图像处理、信息技术。2、计算机图形学、传感与控制技术。3、多种焊接操作技术、安全操作规范。4、融多项高新技术于一体，呈现代职业教育之先进手段。5、新型的焊接训练实训设备是一种低成本、高效率、现代化的焊接训练解决方案。焊接模拟器技术原理图 3.2.2 视景仿真系统结构 焊接模拟器视景仿真系统结构图 各个模块应具有的功能如下

3、：1、数据输入模块主要负责将焊接工艺参数和焊枪运动参数状态信息传递给焊接仿真模型模块和仿真引擎模块。2、仿真模型模块主要负责对工件、焊枪等焊接仿真环境进行静态几何建模,完成焊缝模拟、烟、光照、火光、阴影、光照等特效3D 图形渲染。3、焊接仿真引擎是系统的核心，它主要探寻焊接工艺、焊枪运动状态参数和焊缝横截面几何参数之间的关系。4、仿真结果输出模块包括评价系统模块和其它功能子模块。主要负责实时监测仿真状态,输出动态仿真结果，分析、评价仿真过程数据。5、具备培训效果可评估功能：具有实时可视的操控信息反馈、虚拟焊缝的实时检测指导、训练者操作技能的实时评估功能。3.2.3 系统功能特点 1、安全环保

4、设备无强电磁污染、无化学污染、对人无强光高温伤害，整个培训过程绿色环保。2、一机多枪 本模拟机标配三种实物焊枪模拟，包括有：二保焊、手工焊条焊、氩弧焊。其中手工焊条焊还配有实时的电机系统动态模拟焊条融化缩短效果。3、触碰力反馈 所有的实物焊件能提供真实的触碰力反馈效果，配合系统精准的空间定位技术让受训者感受到真实的物理空间与虚拟训练空间一致的触碰感及反馈感。4、操作零延时 本模拟器采用先进的传感器及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”、“指哪焊哪”的操作感，受训者使用焊枪操作无丝毫滞后感，仿真度极大提高。5、全球首款 3D 立体视觉焊接模拟 本产品为全球首款使用 3D

5、 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。6、实时广播教学模式 老师能在模拟器上进行广播教学，实时的焊接画面会同步到培训教室的每一台学员机上，以方便学生进行焊接观摩学习。学员可将老师的焊接过程同步到自己的学员机上，以实时学习老师的焊接手法，达到“手把手”教学模式。7、“手把手”引导学习模式 学员在进行焊接训练前可以进行“手把手”的引导学习模式，可以在虚拟的焊接场景中看到系统提供的虚拟“引导焊枪”，学

6、员只需跟随“引导焊枪”进行焊接操作，就好像有老师对其“手把手”进行引导焊接手法训练。8、3D 焊接录像可分享及学习 老师与学员的焊接录像可通过网络分享给其它任意学员进行回看，同时优秀的焊接录像还可下载导入模拟机中进行实时对比焊接学习及训练。9、实时辅助显示 学员进行焊接训练时，系统会提供实时的焊接数据的图形化提示，如：弧长、行走速度、行走角度等相当于老师与学员一对一专注培训。学员根据这些数据化提示及时纠正运弧时的手部动作，以达到最高的教学效益。10、降低培训成本 使用模拟机训练节省占用场地、无任何焊件焊材的消耗、大幅节省教室清洁成本、同时一位培训教师可以同时管理多台模拟训练机节省了培训投入成本

7、，并且系统动态的显示出节省成本值。11、多焊件多位置焊接 模拟机提供有四种实物焊件（平板练习板、对接坡口板、T 型板、圆管）来进行训练，并支持多种焊接位置训练，如：平焊、立焊、横焊、仰焊。12、教师端远程设备控制 教师端可以远程管理任意学员训练机如：动态分配任务、发布系统公告、设定考试时间段并布置考试、设备禁用、用户注册和用户踢出等控制功能。13、焊接知识实时查阅 在模拟机上学员可以随时查阅与本次焊接相关的焊接知识的文档资料，老师可以配合理论课程的需要在后台动态的更新、上传、删除这些文档资料。14、动态设定任务、分级培训学员 教师管理端下达任务时，通过设定不同任务参数，进行任务难易程序的划分，

8、实现从易到难分级培训学员。15、培训自动化、效果可评估 通过教师管理端轻松的管理多台训练模拟机，动态的分配训练任务。培训及考试结果可直接传送至数据库，系统进行统计评估并记录打印。老师可以对学员整个焊接培训过程进行追踪评定，并可随时将历史焊接数据进行调档查看及焊接录像回放。16、一机多练，单台双工位训练 单台双工位版模拟训练机采用两工位操作共用一套主机设备同时进行数据采集，提供两个工位的同时训练，大大提高了模拟机的使用效率。3.3 焊接模拟器功能说明 双工位型焊接模拟器功能简介 双工位型焊接模拟器是我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，

9、让训练者能够感受到真实的焊接过程。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。虚拟焊接仿真系统功能图 焊接模拟器组成图 双工位型焊接模拟器与传统的焊接训练相比，具有以下优点：一、适用性广：1、多种焊接工艺。本实训设备可以模拟训练多种焊接工艺

10、，包括：1）焊条电弧焊模拟训练系统 焊条电弧焊模拟训练系统可模拟焊条与工件互相熔化并在冷凝后形成焊缝，从而获得牢固接头的焊接过程的模拟系统。本系统可进行酸性焊条 J422（2.5、3.2、4.0）、碱性焊条 J507（2.5、3.2、4.0）的多种训练，并可对焊件进行平焊、立焊、横焊和仰焊等多种不同位置的焊接训练。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，以达到焊条电弧焊训练效果。2）CO2气体保护焊模拟训练系统 CO2气体保护焊模拟训练系统可模拟以二氧化碳气体作为电弧介质，保护金属熔

11、滴、焊接熔池和焊接区高温金属的一种熔焊模拟系统。本系统可选用药芯焊丝 YJ502、YJ507、YJ507CuCr、YJ607、YJ707；自保护焊丝：直径 1.0、1.2、1.6。并可对焊件进行平焊、立焊、横焊和仰焊等多种不同位置的焊接训。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 CO2气体保护焊训练效果。3）氩弧焊模拟训练系统 氩气体保护焊可模拟 200A/mm2 左右的高强度电流密度效果，焊接过程中系统可体现氩弧焊燃烧稳定、热量集中、熔滴细小、飞溅少的使用特点。并可对焊件进

12、行多种不同位置的焊接训。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，以达到氩弧焊训练效果。2、三种焊枪。本实训设备包含以下三种焊枪：焊条电弧焊枪、CO2气体保护焊枪及氩弧焊枪。见下图：3、多种接头（焊件）形式。本实训设备可以设置多种焊接接头形式，有平直槽、T 型接头、开坡口接头、管道接头等。4、多种焊接位置。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：二、技术创新：1、iMotionCap 精准定位技术 精确捕捉训练者操作时的焊枪姿态数据，如角度、速度、距离等，记录分析其操作柜机，精确的焊位信息所创建的评分记录，可以帮助训练者提高技能，快速转化为实操能力。并且，在真实物理存在的试件上进行焊接操作，用户可以感受到现实焊接中的各类触觉感受，这极大地增强了模拟的真实性。可模拟要将电极与母材接触的焊接工艺，比如用焊条焊接管根部焊道时用到的拖焊技巧。iMotionCap 定位功能