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一、焊接模擬器系統概述

該系統將仿真操作設備、實時3D技術及渲染引擎相結合，演練過程真實，視覺效果、操作手感與真實一致。在焊接演練的過程中，學員能夠看到焊接電弧以及焊液從生成、流動到冷卻的過程，同時聽到相應的焊接音效。

該系統與傳統的焊接技藝教學能有機的融合在一起，是實現靈活、高效、安全、節約、綠色無污染的焊接模擬培訓教學與考核的最佳教學方法。

通過電焊模擬實訓系統，學員不僅僅可以獲得與傳統實訓相同的操作經驗，同時通過系統內置的數據采集、智能專家輔助模塊和量化考核評價系統等一系列先進獨特的教學功能，配合合理明晰的焊接知識穿插講解，使學員可以獲得在傳統教學實踐過程中難以量化的精確焊接培訓指導，大幅度提升學員在培訓過程中的方向性和目的性，有效縮短學員的培訓周期，降低教師的教學負擔，達到以低成本、低投入實現“精教、精學、精煉”的焊接培訓機制。

二、技術基礎

當操作者進行訓練時，系統中的多個傳感器將獲得的多個焊槍實時參數反饋給計算機，計算機對數據進行處理分析，并在顯示裝置和音響上顯示相應的焊接畫面和焊接聲音。焊接實訓設備應具有以下技術：

1、數字圖像處理、信息技術。

2、計算機圖形學、傳感與控制技術。

3、多種焊接操作技術、安全操作規范。

4、融多項高新技術于一體，呈現代職業教育之先進手段。

5、新型的焊接訓練實訓設備是一種低成本、高效率、現代化的焊接訓練解決方案。

三、視景仿真系統結構

1、數據輸入模塊主要負責將焊接工藝參數和焊槍運動參數狀態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責對工件、焊槍等焊接仿真環境進行靜態幾何建模, 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的核心，它主要探尋焊接工藝、焊槍運動狀態參數和焊縫橫截面幾何參數之間的關系。

4、仿真結果輸出模塊包括評價系統模塊和其它功能子模塊。主要負責實時監測仿真狀態, 輸出動態仿真結果，分析、評價仿真過程數據。

5、具備培訓效果可評估功能：具有實時可視的操控信息反饋、虛擬焊縫的實時檢測指導、訓練者操作技能的實時評估功能。

四、系統功能特點

1、安全環保

設備無強電磁污染、無化學污染、對人無強光高溫傷害，整個培訓過程綠色環保。

2、一機多槍

本模擬機標配三種實物焊槍模擬，包括有：二保焊、手工焊條焊、氬弧焊。

3、一機多練，單臺雙工位訓練

對于單臺雙工位版模擬訓練機采用兩工位操作共用一臺采集主機同時進行數據采集，各工位可同時進行焊接操作，互不影響。提供兩個工位的同時訓練，大大提高了模擬機的使用效率。

4、觸碰力反饋

所有的實物焊件能提供真實的觸碰力反饋效果，配合系統精準的空間定位技術讓受訓者感受到真實的物理空間與虛擬訓練空間一致的觸碰感及反饋感。

5、操作零延時

本模擬器采用先進的傳感器及顯示設備讓受訓者在虛擬空間中的操作零延時響應，實現“精準快速”、“指哪焊哪”的操作感，受訓者使用焊槍操作無絲毫滯后感，仿真度極大提高。

6、3D立體視覺焊接模擬

本產品使用3D立體視覺進行焊接模擬訓練，與現實中人用雙眼來進行空間位置的識別一樣，受訓者通過立體頭盔顯示的立體畫面可以直觀的識別到槍與焊件的空間距離，這種立體視覺訓練符合人類視覺定位的傳統經驗讓訓練真實度極大提高。這也是其它公司產品并不具備的功能特點。

7、實時廣播教學模式

老師能在模擬器上進行廣播教學，實時的焊接畫面會同步到培訓教室的每一臺學員機上，以方便學生進行焊接觀摩學習。學員可將老師的焊接過程同步到自己的學員機上，以實時學習老師的焊接手法，達到“手把手”教學模式。

8、“手把手”引導學習模式

有“引導槍”功能，在焊接訓練操作前可以打開“引導學習”功能，在虛擬場景的板件前會生成一個透明引導槍。通過顏色變化來引導學生參考掌握干伸距離、行走速度等運槍手法。該引導槍可以由教師自己行錄制并上傳，來幫助學生對教師的運槍手法進行“實時臨摹”對比操作。

9、3D焊接錄像可分享及學習

學生可以保存上傳自己的焊接錄像，并可以隨時用360度任意自由視角，查看以前的個人或老師的焊接三維回看錄像。錄像中以三維模型線段標示出焊槍移動的空間軌跡。并且錄像中的三維焊槍移動數據可直接設置為該焊接項目的“引導槍”，方便學生在訓練項目時直接對比“實時臨摹”老師的焊接手法。

老師與學員的焊接錄像可通過網絡分享給其它任意學員進行回看，同時優秀的焊接錄像還可下載導入模擬機中進行實時對比焊接學習及訓練。

10、實時輔助顯示

學員進行焊接訓練時，系統會提供實時的焊接數據的圖形化提示，如：弧長、行走速度、行走角度等相當于老師與學員一對一專注培訓。學員根據這些數據化提示及時糾正運弧時的手部動作，以達到最高的教學效益。

11、降低培訓成本

使用模擬機訓練節省占用場地、無任何焊件焊材的消耗、大幅節省教室清潔成本、同時一位培訓教師可以同時管理多臺模擬訓練機節省了培訓投入成本，并且系統動態的顯示出節省成本值。

12、多焊件多位置焊接

模擬機提供有四種實物焊件（平板練習板、對接坡口板、T型板、圓管）來進行訓練，并支持多種焊接位置訓練，如：平焊、立焊、橫焊、仰焊。

13、教師端遠程設備控制

教師端可以遠程管理任意學員訓練機如：動態分配任務、發布系統公告、設定考試時間段并布置考試、設備禁用、用戶注冊和用戶踢出等控制功能。

14、焊接知識實時查閱

在模擬機上學員可以隨時查閱與本次焊接相關的焊接知識的文檔資料，老師可以配合理論課程的需要在后臺動態的更新、上傳、刪除這些文檔資料。

15、動態設定任務、分級培訓學員

教師管理端下達任務時，通過設定不同任務參數，進行任務難易程序的劃分，實現從易到難分級培訓學員。

16、培訓自動化、效果可評估

通過教師管理端輕松的管理多臺訓練模擬機，動態的分配訓練任務。培訓及考試結果可直接傳送至數據庫，系統進行統計評估并記錄打印。老師可以對學員整個焊接培訓過程進行追蹤評定，并可隨時將歷史焊接數據進行調檔查看及焊接錄像回放。

17、理論與實踐一體化

系統提供比較完善的理論知識體系進行學員的理論知識培訓。

五、功能說明

該產品可以有效地和周圍真實的環境進行互動，讓訓練者處于高度逼真的環境中，有效促進操作者完全投入到當前的任務中。焊接訓練模擬技術適用于新一代焊接人員的培訓和焊接就業教育，在一般的培訓教室即可進行培訓工作。對于有經驗的訓練者，本產品系統提供高訓練平臺，通過視覺、聽覺和觸覺來操作完成一個好的焊縫；并且，本產品可以精確地測量到操作信息，訓練者可以從中學到要點并能簡便有效地將這些焊接技能轉化到實際的焊接工作中。

六、配置清單

雙工位焊接模擬器硬件配置清單（單臺）