焊接虛擬仿真培訓(xùn)系統(tǒng)

1、1焊接培訓(xùn)行業(yè)狀況焊接是一項(xiàng)對過程要求很高的工作，在現(xiàn)有的手工焊接生產(chǎn)中，采用MAG/MI（焊接的約占50%TIG焊接約占30%MM/焊接約占20%女口：在造船行業(yè)中，MAG勺占70%MMA勺占30%那么，這就需要焊工要有扎實(shí)的操作手法、規(guī)范的動作。而在焊接培訓(xùn)過程中傳統(tǒng)方式存在以下多種問題：(1)消耗大量的焊條（絲）、焊件和保護(hù)氣體等材料;(2)對學(xué)員的培訓(xùn)過程難以準(zhǔn)確掌握；(3)對學(xué)員的焊接水平難以評價；(4)培訓(xùn)效果不盡理想；(5)培訓(xùn)過程環(huán)境污染嚴(yán)重，有害健康；(6)培訓(xùn)過程安全性差。2、項(xiàng)目實(shí)施目的1）減少甚至避免焊接練習(xí)過程中強(qiáng)光、高溫、明火及煙塵以及有毒氣體的產(chǎn)生，全面保護(hù)教師和

2、學(xué)員的身體健康；2）減少或者避免焊接實(shí)訓(xùn)過程中對空氣污染的有害氣體的排放，防止對環(huán)境造成污染；3）能夠讓無工作經(jīng)驗(yàn)的學(xué)員快速、真實(shí)的投入到焊接實(shí)訓(xùn)中，提高培訓(xùn)效率，避免由于無經(jīng)驗(yàn)操作產(chǎn)生的事故。同時能夠讓有經(jīng)驗(yàn)的訓(xùn)練者有更高的訓(xùn)練平臺，提高焊接技術(shù)；4）節(jié)省真實(shí)焊材、工件等焊接材料以及工業(yè)用電，降低培訓(xùn)成本；方便教學(xué)。3、焊接仿真模擬器概述電焊操作訓(xùn)練模擬器系統(tǒng)是由武漢科碼軟件有限公司獨(dú)立自主研發(fā)的焊接虛擬仿真培訓(xùn)系統(tǒng)。該系統(tǒng)是基于虛擬計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，是以中高度仿真的教學(xué)培訓(xùn)系統(tǒng)，能讓學(xué)員在接近真實(shí)的模擬環(huán)境下進(jìn)行焊接技術(shù)的訓(xùn)練。該系統(tǒng)能促進(jìn)焊接技能向?qū)嶋H工況焊接的有效轉(zhuǎn)換。與傳統(tǒng)的焊接培訓(xùn)相比減

3、少了焊材的浪費(fèi)。該設(shè)備結(jié)合了：焊工的動作、仿真焊接焙池、焊接聲音及焊接手感，使用該系統(tǒng)的受訓(xùn)者能夠感受到幾乎真實(shí)的焊接過程。電焊模擬實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)是新一代環(huán)保、節(jié)能、通用型操作技能實(shí)訓(xùn)與評價平臺。該系統(tǒng)采用分布式仿真實(shí)訓(xùn)技術(shù)、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)、微機(jī)測控技術(shù)、聲音仿真技術(shù)及計(jì)算機(jī)圖像實(shí)時生成技術(shù)。在不需要真實(shí)焊機(jī)的情況下，通過仿真主控系統(tǒng)、位置追蹤系統(tǒng)，將焊接演練過程中焊槍的位置、速度和角度等進(jìn)行采集處理，并實(shí)時生成虛擬焊縫。該系統(tǒng)將仿真操作設(shè)備、實(shí)時3D技術(shù)及渲染引擎相結(jié)合，演練過程真實(shí)，視覺效果、操作手感與真實(shí)一致。在焊接演練的過程中，學(xué)員能夠看到焊接電弧以及焊液從生成、流動到冷卻的過程，同時聽到相應(yīng)

4、的焊接音效。該系統(tǒng)與傳統(tǒng)的焊接技藝教學(xué)能有機(jī)的融合在一起，是實(shí)現(xiàn)靈活、高效、安全、節(jié)約、綠色無污染的焊接模擬培訓(xùn)教學(xué)與考核的最佳教學(xué)方法。通過電焊模擬實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)，學(xué)員不僅僅可以獲得與傳統(tǒng)實(shí)訓(xùn)相同的操作經(jīng)驗(yàn)，同時通過系統(tǒng)內(nèi)置的數(shù)據(jù)采集、智能專家輔助模塊和量化考核評價系統(tǒng)等一系列先進(jìn)獨(dú)特的教學(xué)功能，配合合理明晰的焊接知識穿插講解，使學(xué)員可以獲得在傳統(tǒng)教學(xué)實(shí)踐過程中難以量化的精確焊接培訓(xùn)指導(dǎo)，大幅度提升學(xué)員在培訓(xùn)過程中的方向性和目的性，有效縮短學(xué)員的培訓(xùn)周期，降低教師的教學(xué)負(fù)擔(dān)，達(dá)到以低成本、低投入實(shí)現(xiàn)“精教、精學(xué)、精煉”的焊接培訓(xùn)機(jī)制。電焊模擬器主機(jī)效果圖電焊模擬器設(shè)備圖片4、技術(shù)基礎(chǔ)當(dāng)操作者進(jìn)行訓(xùn)

5、練時，系統(tǒng)中的多個傳感器將獲得的多個焊槍實(shí)時參數(shù)反饋給計(jì)算機(jī)，計(jì)算機(jī)對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理分析，并在顯示裝置和音響上顯示相應(yīng)的焊接畫面和焊接聲音。焊接實(shí)訓(xùn)設(shè)備應(yīng)具有以下技術(shù)：1、數(shù)字圖像處理、信息技術(shù)。2、計(jì)算機(jī)圖形學(xué)、傳感與控制技術(shù)。3、多種焊接操作技術(shù)、安全操作規(guī)范。4、融多項(xiàng)高新技術(shù)于一體，呈現(xiàn)代職業(yè)教育之先進(jìn)手段。5、新型的焊接訓(xùn)練實(shí)訓(xùn)設(shè)備是一種低成本、高效率、現(xiàn)代化的焊接訓(xùn)練解決方案。5、視景仿真系統(tǒng)結(jié)構(gòu)焊接模擬器視景仿真系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖各個模塊應(yīng)具有的功能如下：1、數(shù)據(jù)輸入模塊主要負(fù)責(zé)將焊接工藝參數(shù)和焊槍運(yùn)動參數(shù)狀態(tài)信息傳遞給焊接仿真模型模塊和仿真引擎模塊。2、仿真模型模塊主要負(fù)責(zé)對工件、焊槍等

6、焊接仿真環(huán)境進(jìn)行靜態(tài)幾何建模完成焊縫模擬、煙、光照、火光、陰影、光照等特效3D圖形渲染3、焊接仿真引擎是系統(tǒng)的核心，它主要探尋焊接工藝、焊槍運(yùn)動狀態(tài)參數(shù)和焊縫橫截面幾何參數(shù)之間的關(guān)系。4、仿真結(jié)果輸出模塊包括評價系統(tǒng)模塊和其它功能子模塊。主要負(fù)責(zé)實(shí)時監(jiān)測仿真狀態(tài)，輸出動態(tài)仿真結(jié)果，分析、評價仿真過程數(shù)據(jù)。5、具備培訓(xùn)效果可評估功能：具有實(shí)時可視的操控信息反饋、虛擬焊縫的實(shí)時檢測指導(dǎo)、訓(xùn)練者操作技能的實(shí)時評估功能。6、學(xué)員端系統(tǒng)功能與特點(diǎn)1、性能與優(yōu)勢：1）、多種焊接工藝。本套實(shí)訓(xùn)設(shè)備可以模擬訓(xùn)練多種焊接工藝，焊條焊、氣體保護(hù)焊、氬弧焊、，還可擴(kuò)展直流焊、鋁焊、氣焊，并包含焊接共享資源庫。（1）

7、焊條電弧焊模擬訓(xùn)練系統(tǒng)焊條電弧焊模擬訓(xùn)練系統(tǒng)可模擬焊條與工件互相熔化并在冷凝后形成焊縫，從而獲得牢固接頭的焊接過程的模擬系統(tǒng)。本系統(tǒng)可進(jìn)行酸性焊條J422（2.5、3.2、4.0）、堿性焊條J507（2.5、3.2、4.0）的多種訓(xùn)練，并可對焊件進(jìn)行平焊、立焊、橫焊和仰焊等多種不同位置的焊接訓(xùn)練。訓(xùn)練者在手工焊接操作時可看到焊縫熔池實(shí)時生成，訓(xùn)練者的手工操作直接影響到了熔池成形的結(jié)果，并由系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時的專家評定焊接缺陷，以便訓(xùn)練者了改進(jìn)焊接手法，以達(dá)到焊條電弧焊訓(xùn)練效果。（2）CO2氣體保護(hù)焊模擬訓(xùn)練系統(tǒng)CO2氣體保護(hù)焊模擬訓(xùn)練系統(tǒng)可模擬以二氧化碳?xì)怏w作為電弧介質(zhì)，保護(hù)金屬熔滴、焊接熔池和焊接

8、區(qū)高溫金屬的一種熔焊模擬系統(tǒng)。本系統(tǒng)可選用藥芯焊絲YJ502、YJ507、YJ507CuCr、YJ607、YJ707;自保護(hù)焊絲：直徑1.0、1.2、1.6。并可對焊件進(jìn)行平焊、立焊、橫焊和仰焊等多種不同位置的焊接訓(xùn)。訓(xùn)練者在手工焊接操作時可看到焊縫熔池實(shí)時生成，訓(xùn)練者的手工操作直接影響到了熔池成形的結(jié)果，并由系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時的專家評定焊接缺陷，以便訓(xùn)練者了改進(jìn)焊接手法，以達(dá)到C02氣體保護(hù)焊訓(xùn)練效果（3）氬弧焊模擬訓(xùn)練系統(tǒng)氬氣體保護(hù)焊可模擬200A/mm2左右的高強(qiáng)度電流密度效果，焊接過程中系統(tǒng)可體現(xiàn)氬弧焊燃燒穩(wěn)定、熱量集中、熔滴細(xì)小、飛濺少的使用特點(diǎn)。并可對焊件進(jìn)行多種不同位置的焊接訓(xùn)。訓(xùn)練者

9、在手工焊接操作時可看到焊縫熔池實(shí)時生成，訓(xùn)練者的手工操作直接影響到了熔池成形的結(jié)果，并由系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時的專家評定焊接缺陷，以便訓(xùn)練者了改進(jìn)焊接手法，以達(dá)到氬弧焊訓(xùn)練效果。2）、三種焊槍本套實(shí)訓(xùn)設(shè)備包含以下三種焊槍，與真實(shí)焊槍比例一致：焊條電弧焊槍、C02氣體保護(hù)焊槍及氬弧焊槍，操作過程中有焊條融化的縮短真實(shí)體驗(yàn)和焊條自動更換功能，并能體驗(yàn)到操作手感。見下圖：埠務(wù)電弧埠實(shí)物埠愴C6吒體保護(hù)焊實(shí)物埠槍ffl弧焊實(shí)物焊槍3）多種接頭（焊件）形式本實(shí)訓(xùn)設(shè)備可以模擬多種焊接接頭形式，對接、角接、形、V形（單面焊雙面成形）、Y形坡口類型。3）多種接頭（焊件）形式本實(shí)訓(xùn)設(shè)備可以模擬多種焊接接頭形式，對接、角接

10、、形、V形（單面焊雙面成形）、Y形坡口類型。T接接頭形式以及I系統(tǒng)還可模擬管對板，管對管接頭的形式。還可擴(kuò)展多種焊接形式。干坦嗔珀垢恆fit?*5ET章松去*iff博益4）、多種焊接位置本實(shí)訓(xùn)設(shè)備有獨(dú)立的操作臺，可以在虛擬場景中靈活地調(diào)節(jié)多種焊接位置，讓訓(xùn)練者無障礙進(jìn)行平焊、立焊、橫焊、仰焊等多角度焊接位置訓(xùn)練。示意圖如下:埠擺欖骨位置可以居左、中、右埠擺欖骨位置可以居左、中、右岸扶捋咋臺耳務(wù)至運(yùn)豈徑褸位置以體酸實(shí)富庠棲忙:感受他,環(huán)。底的摘臂丙蠱適含:2G百GfCEG的管道厚權(quán)樓置5）、能夠真實(shí)的模擬焊接過程中的各種條件設(shè)置，引弧、焊接、收弧中的各種手法，在焊接過程中具有自動換條功能，并能體驗(yàn)操作中的力量反饋感，電弧、明暗場、飛濺、焊縫、聲效表現(xiàn)逼真。6）、系統(tǒng)設(shè)置簡單，虛實(shí)結(jié)合，通過真實(shí)的焊板、焊槍、示教器進(jìn)行焊接訓(xùn)練；系統(tǒng)可提供完善的語音提示，焊接過程