第三代虚拟焊接综合仿真实训系统方案

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虚拟焊接系统的特点：
1、系统采用AR技术进行焊枪和工件的追踪，成本更低。
2、系统采用虚实交互的AR技术方式，相对于纯粹的虚拟现实交互，沉浸感更强。
3、系统整体设计相对体积小，方便移动便携。方便扩展到工业试焊领域。
4、系统软件功能设计上更贴近教学实际，突破了二代的教学局限。
系统规划不仅可以包含训练设备也可以包含一般电脑组成的电子学习系统，培训覆盖面更广，市场竞争力更强。
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。
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第三代虚拟焊接系统是在二代基础上进行技术更新换代演变而来，被设计用于克服二代的相关缺陷和扩大应用领域。他和二代的虚拟焊接系统类似，具有相同的架构。都包括服务器、教师器、学员机三大部分。学员机包括两种形态，一种是布置在三代硬件设备上，一种是布置在一般电脑设备上不具有操作训练功能。我们称后一种形态为焊接电子学习系统，可以用来进行理论学习、课程包历史记录查看回放等。
18)系统可方便的进行课程组织及焊接任务设置。可以设置母材材料、母材厚度、接头种类等多种项目。母材材料至少应包含碳钢、不锈钢。
19)系统能够根据教师所建立的任务参数设置标准，自动监控学员的参数输入正确与否，并针对错误做出相应的扣分。
20)该系统具有虚拟的焊接焊件、焊枪、19英寸触摸显示屏以及视景眼镜。通过触摸屏，学员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。
虚拟焊接综合仿真实训系统
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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：
8)
多层多道演练
支持三种焊接方法的多层多道演练
9)
教学辅助
工艺参数考核、智能专家帮助提示、焊接过程回放、观摩系统、焊接过程立体渲染
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1)该系统适用于多种焊接类型，可模拟三种不同的焊机，其中包含：二氧化碳保护焊、焊条电弧焊、TIG氩弧焊。
2)该系统可进行多角度、全位置焊接演练。通过更换焊件，可模拟多种不同的焊接方式，例如平焊、立焊、横焊、仰焊等；适用于对接、T接等接头形式。
6)系统没有焊丝、焊件和保护气体等材料的消耗，节约电能，后期培训节约资金。
7)虚拟仿真焊接安全可靠，不存在因焊接使用不当引起的火灾、人员灼伤等问题。
8)该系统不排放有毒气体、低消耗，无污染、无噪声，是环保绿色的培训方式。
9)该系统采用计算机仿真技术，人员的视觉效果、听觉效果与真实环境一致。
10)虚拟仿真焊接采用无线网络通讯技术实现设备网络化，提高培训效率。应用便捷、移动方便、管理灵活。
26)虚拟焊接仿真实训系统可在不浪费昂贵耗材的情况下，多次进行同一项训练。
27)系统配备视景眼镜，在不需要真实焊材和环境的情况下，可在视野中看到模拟的焊接作业环境和焊接效果，如焊接电弧、火花飞溅以及焊液从生成、流动到冷却的过程，并听到相应的声音，产生强烈的身临其境之感。
28)使用焊接模拟培训系统，任何焊接动作所对应的参数都能被跟踪、记录，学员可回放焊接过程；通过演练过程中参数的不同变化来对学员的焊接动作规范及焊接质量进行精确地分析，这些信息能由服务器进行处理，归档，便于对学员的学习过程进行跟踪。
3)系统提供分级培训模式，系统将培训阶段分为三级，每级的公差大小完全由教师设置，须对不同阶段与等级的学员分别设置，完成学员培训循序渐进，由易到难的过程。
4)系统可提供完善的语音提示，辅助指导学员的培训过程与应用。
5)焊接过程中可以通过图形及语音提示帮助学员校正操作姿势，从而降低教师的劳动强度，并大大提高培训效果，缩短培训时间。
21)该系统具有仿真示范教学功能，示范最佳的焊枪姿态（包括焊接速度、焊枪与工件的距离和位置等）。
22)该系统可精确计算热输入量和熔敷率，可实现各种焊接工艺并让工艺过程接近真实。
23)系统可对训练过程进行回放。
24)系统可体验短路电弧和喷射电弧的使用感பைடு நூலகம்。
25)系统配备虚拟焊件升降、缩进、旋转操作杆，可调节虚拟场景焊件的位置，满足多位置、多角度（可进行360度）焊接的演练需要。
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序号
参数类型
参数值
1)
适用焊接方法
二氧化碳气体保护焊、焊条电弧焊、TIG氩弧焊
2)
可支持母材形状
板板、T接、管管、管板
3)
适用焊接位置
平焊、横焊、立焊、仰焊、其他任意摆放方式
4)
可支持坡口类型
I型，V型
5)
可支持母材材质
碳钢、铝、不锈钢
6)
可模拟的板材厚度
多种不同板厚
7)
可模拟的板间隙
多种不同间隙大小
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，将焊接演练过程中焊枪的位置、速度和角度等进行采集处理，并实时生成虚拟焊缝。
系统将仿真操作设备、实时3D技术及JanVR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，同时听到相应的焊接音效。
14)任务与标准答案设置可完全对教师开放。多个教师之间，任务具有方便的共享功能。
15)该系统配备观摩教学投影设备，能够显示虚拟焊接设备的所有操作及演练过程，方便教学应用。
16)教师可通过调整各种参数的分值比重来重点考察学员某一方面技能。
17)系统具有训练及考核功能，系统应该支持多教师同时管理多客户终端设备的功能。
11)该系统具有完善的学员与教师管理功能，可以通过管理员权限进行教师管理，教师可以对所属学员进行完善的管理。包括：年级、专业、班级、学员及成绩等。
12)该系统可实时记录学员操作信息，测评效果真实，可反复训练，无环境条件限制。
13)考试结果考完即刻生成，学员帐号、成绩管理方便，可长期保存，并可以进行任意的查询、打印。