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焊接虛擬仿真訓練系統
一、系統特點(diǎn)
1. 虛擬仿真焊接實(shí)訓系統學(xué)生端系統采用虛擬現實(shí)技術(shù)與真實(shí)焊接設備相結合，可實(shí)現焊接教學(xué)功能；
2. 系統須具備普通電焊模擬操作訓練系統、氬弧焊模擬操作訓練系統、氣體保護焊模擬操作訓練系統和教師管理系 統（數據服務(wù)器系統）；
3. 可滿(mǎn)足學(xué)員在高度仿真的模擬環(huán)境下進(jìn)行焊接技能的訓練，可以讓學(xué)員感受到真實(shí)的場(chǎng)景及焊接過(guò)程。并與場(chǎng)景 內的虛擬環(huán)境、元素進(jìn)行互動(dòng)操作，讓學(xué)員沉浸到當前的焊接任務(wù)中；
4. 管理系統還應可以精確地測量各種操作信息，并提供全套焊接教學(xué)視頻資料及真實(shí)的焊具，幫助學(xué)員從中學(xué)到基 礎知識、安全規程、技術(shù)要點(diǎn)等焊接技能。
二、系統功能：
（1）理論知識教學(xué)：根據焊接專(zhuān)業(yè)教學(xué)大綱以及學(xué)校老師討論結果搭建理論知識體系。知識體系分章節由淺入深， 通過(guò)視頻動(dòng)畫(huà)、圖文講解結合配音進(jìn)行知識點(diǎn)的呈現，需提供不低于 20 堂以上的優(yōu)秀教師焊接教學(xué)視頻課件。
（2）真實(shí)焊具：工位需配備真實(shí)的焊接設備，且不少于一套原裝電焊鉗、氣保焊槍、焊具組合件等。分級訓練：模 擬訓練為分級訓練模式，分為基礎訓練、初級訓練、中級訓練、高級訓練考核四個(gè)等級。
（3）基礎訓練：引弧、收弧、能夠真實(shí)的模擬焊接過(guò)程中的各種參數設置，如引弧、收弧、直線(xiàn)運條、直線(xiàn)往返運 條、鋸齒形運條、月牙形運條、正三角形運條、斜三角形運條、圓形運條的各種手法，并能體驗操作手法中的各種力量反饋感，電弧、明暗場(chǎng)、飛濺、焊縫、聲效表現逼真，該系統可進(jìn)行多角度、全位置焊接演練。
（4）回放展示：記錄并回放學(xué)生操作過(guò)程，重現操作結果，便于老師對學(xué)員焊接過(guò)程進(jìn)行指導和分析。使得學(xué)員更加清楚的了解自己的焊接訓練當中的問(wèn)題，有助于自學(xué)提高效率。
（5）訓練場(chǎng)景：需提供不低于 6 種的模擬實(shí)訓場(chǎng)景，包含但不限于：中職國賽車(chē)身修復焊接場(chǎng)景、世賽車(chē)身修復焊接場(chǎng)景、港口工況場(chǎng)景、貨場(chǎng)焊接工況場(chǎng)景、工程機械焊接、工廠(chǎng)工況焊接等。其中車(chē)身修復焊接場(chǎng)景須包含：完整板件更換作業(yè)流程、對板件進(jìn)行電阻點(diǎn)焊，測量，畫(huà)線(xiàn)，焊點(diǎn)鉆除、切割，定位，保護焊接等操作；可根據*新國賽流程及評分標準，逐步完成每個(gè)動(dòng)作以達到教學(xué)的目的。
（6）模擬試題：模擬試題功能模塊分為隨機訓練和在線(xiàn)考試兩種模式。學(xué)員在未登錄考試系統的情況下可直接進(jìn)入隨機訓練模式，學(xué)員可通過(guò)設置相應參數從題庫中隨機選題，設置時(shí)長(cháng)進(jìn)行自我訓練。學(xué)員登錄在線(xiàn)考試系統時(shí)必須在指定時(shí)長(cháng)內，完成教師指定試題，系統會(huì )自動(dòng)統計考試分數及錯題并上傳。
（7）模擬訓練導航界面：對相應焊槍的功能特性及主要應用領(lǐng)域進(jìn)行了文字形說(shuō)明，同時(shí)通過(guò)視頻形式展示了模擬操作方式。使理論知識體系和學(xué)習任務(wù)體系在訓練過(guò)程中更加人性化的融合起來(lái)。具有焊接電流、電壓、焊絲直徑、氣體流量等參數調節功能。
（8）模擬焊接效果：虛擬焊板上生成的焊疤狀、魚(yú)鱗狀與真實(shí)的焊疤相符。生成的焊跡能夠表現出熔化過(guò)程和冷卻過(guò)程，并伴隨相應的光學(xué)效果，同時(shí)手持電焊可實(shí)現軟件硬件焊條縮短同步。
（9）多視角、全方位查看焊接過(guò)程：可選擇不同厚度，不同母材、不同種類(lèi)焊接接頭，如對接平焊焊板、對接橫焊焊板、角接接頭、立焊焊板、仰焊焊板、管管對接以及管板對接接頭。
（10）系統界面操作簡(jiǎn)單，運行流暢、無(wú)卡頓。學(xué)員可借助鼠標、鍵盤(pán)對理論課件及程序進(jìn)行操作，通過(guò)簡(jiǎn)單的使用培訓可以輕松進(jìn)行該系統的焊接操作及教學(xué)。
（11）沉浸式 3d 視覺(jué)系統：配合 3d 立體視覺(jué)頭盔，訓練者可以更加真實(shí)的看到焊接過(guò)程的 3D 場(chǎng)景，以及實(shí)時(shí)的火花飛濺和熔滴效果。同時(shí)系統可以追蹤頭部姿態(tài)控制主視角和主畫(huà)面，讓學(xué)員獲得身臨其境的感受，沉浸在虛擬現實(shí)環(huán)境中，真正融入訓練過(guò)程。
（12）通過(guò)真實(shí)的焊板、焊槍、焊具進(jìn)行焊接教學(xué)，系統采用聲音、光、文字等提示內容，并采用標準圖形示范（包 括焊接位置、焊槍角度、焊槍與工件的距離和角度等）及語(yǔ)音提示幫助學(xué)員校正操作姿勢和手法，輔助指導學(xué)員培訓 過(guò)程與應用。
（13）系統可根據學(xué)員使用情況建立學(xué)員段階等級，根據學(xué)員使用模擬器成績(jì)進(jìn)行段階劃分，完成的任務(wù)量，熟練度， 考核成績(jì)都可以作為段階劃分的參考指標。讓學(xué)員在模擬器操作中更加的專(zhuān)注。
（14）可進(jìn)行自由設焊接，焊接角度、高度可自由調整，通過(guò)微調可以精細到以度為單位。高度可以根據需要以厘米 為單位進(jìn)行調整。
（15）學(xué)員在輸入賬號和密碼登錄進(jìn)去后，系統響應后便進(jìn)入三大模塊：分級訓練模塊、工作接收模塊、模擬考試模 塊。學(xué)員可鼠標點(diǎn)擊進(jìn)入做相應的訓練或考核任務(wù)。進(jìn)入分級訓練模塊后，首先選擇焊接訓練類(lèi)型，點(diǎn)擊進(jìn)入相應的 訓練子模塊，分級訓練按照由易到難模式進(jìn)行分階段分類(lèi)型進(jìn)行二氧化碳保護焊、氬弧焊、交流手工電弧焊模擬訓練。
（16）手工電弧焊仿真系統需實(shí)現真實(shí)焊槍+仿真焊條相結合的功能（焊條尺寸、長(cháng)度需與真實(shí)焊條保持一致），且仿真焊條的燃燒縮短速度與虛擬場(chǎng)景中的焊條縮短速度保持一致，仿真焊條具備復位按鈕可進(jìn)行位置復原。
三、真實(shí)焊接焊具訓練工位操作臺
1、原裝電焊鉗 2、氣保焊槍 3、氬弧焊槍 4、焊具組合件
尺寸不低于長(cháng) 3m×寬 1.3m×高 1.4m，材質(zhì)為混合材質(zhì)，表面拋光處理，平整、光潔。
關(guān)鍵詞： 數控車(chē)床 實(shí)訓設備 實(shí)訓裝置 教學(xué)儀器 教學(xué)設備 實(shí)驗設備 實(shí)訓臺 考核裝置 電工電子 實(shí)驗裝置 數控技術(shù) 實(shí)訓考核 技能實(shí)訓 數控系統 電氣控制 實(shí)訓鑒定 自控實(shí)訓 數控軟件 實(shí)驗系統 數控實(shí)訓 電氣技術(shù) 數控設備 數控銑床 高教設備 教學(xué)車(chē)床 職教設備 PLC控制 PLC技術(shù) PLC實(shí)驗 變頻調速
1. 虛擬仿真焊接實(shí)訓系統學(xué)生端系統采用虛擬現實(shí)技術(shù)與真實(shí)焊接設備相結合，可實(shí)現焊接教學(xué)功能；
2. 系統須具備普通電焊模擬操作訓練系統、氬弧焊模擬操作訓練系統、氣體保護焊模擬操作訓練系統和教師管理系 統（數據服務(wù)器系統）；
3. 可滿(mǎn)足學(xué)員在高度仿真的模擬環(huán)境下進(jìn)行焊接技能的訓練，可以讓學(xué)員感受到真實(shí)的場(chǎng)景及焊接過(guò)程。并與場(chǎng)景 內的虛擬環(huán)境、元素進(jìn)行互動(dòng)操作，讓學(xué)員沉浸到當前的焊接任務(wù)中；
4. 管理系統還應可以精確地測量各種操作信息，并提供全套焊接教學(xué)視頻資料及真實(shí)的焊具，幫助學(xué)員從中學(xué)到基 礎知識、安全規程、技術(shù)要點(diǎn)等焊接技能。
二、系統功能：
（1）理論知識教學(xué)：根據焊接專(zhuān)業(yè)教學(xué)大綱以及學(xué)校老師討論結果搭建理論知識體系。知識體系分章節由淺入深， 通過(guò)視頻動(dòng)畫(huà)、圖文講解結合配音進(jìn)行知識點(diǎn)的呈現，需提供不低于 20 堂以上的優(yōu)秀教師焊接教學(xué)視頻課件。
（2）真實(shí)焊具：工位需配備真實(shí)的焊接設備，且不少于一套原裝電焊鉗、氣保焊槍、焊具組合件等。分級訓練：模 擬訓練為分級訓練模式，分為基礎訓練、初級訓練、中級訓練、高級訓練考核四個(gè)等級。
（3）基礎訓練：引弧、收弧、能夠真實(shí)的模擬焊接過(guò)程中的各種參數設置，如引弧、收弧、直線(xiàn)運條、直線(xiàn)往返運 條、鋸齒形運條、月牙形運條、正三角形運條、斜三角形運條、圓形運條的各種手法，并能體驗操作手法中的各種力量反饋感，電弧、明暗場(chǎng)、飛濺、焊縫、聲效表現逼真，該系統可進(jìn)行多角度、全位置焊接演練。
（4）回放展示：記錄并回放學(xué)生操作過(guò)程，重現操作結果，便于老師對學(xué)員焊接過(guò)程進(jìn)行指導和分析。使得學(xué)員更加清楚的了解自己的焊接訓練當中的問(wèn)題，有助于自學(xué)提高效率。
（5）訓練場(chǎng)景：需提供不低于 6 種的模擬實(shí)訓場(chǎng)景，包含但不限于：中職國賽車(chē)身修復焊接場(chǎng)景、世賽車(chē)身修復焊接場(chǎng)景、港口工況場(chǎng)景、貨場(chǎng)焊接工況場(chǎng)景、工程機械焊接、工廠(chǎng)工況焊接等。其中車(chē)身修復焊接場(chǎng)景須包含：完整板件更換作業(yè)流程、對板件進(jìn)行電阻點(diǎn)焊，測量，畫(huà)線(xiàn)，焊點(diǎn)鉆除、切割，定位，保護焊接等操作；可根據*新國賽流程及評分標準，逐步完成每個(gè)動(dòng)作以達到教學(xué)的目的。
（6）模擬試題：模擬試題功能模塊分為隨機訓練和在線(xiàn)考試兩種模式。學(xué)員在未登錄考試系統的情況下可直接進(jìn)入隨機訓練模式，學(xué)員可通過(guò)設置相應參數從題庫中隨機選題，設置時(shí)長(cháng)進(jìn)行自我訓練。學(xué)員登錄在線(xiàn)考試系統時(shí)必須在指定時(shí)長(cháng)內，完成教師指定試題，系統會(huì )自動(dòng)統計考試分數及錯題并上傳。
（7）模擬訓練導航界面：對相應焊槍的功能特性及主要應用領(lǐng)域進(jìn)行了文字形說(shuō)明，同時(shí)通過(guò)視頻形式展示了模擬操作方式。使理論知識體系和學(xué)習任務(wù)體系在訓練過(guò)程中更加人性化的融合起來(lái)。具有焊接電流、電壓、焊絲直徑、氣體流量等參數調節功能。
（8）模擬焊接效果：虛擬焊板上生成的焊疤狀、魚(yú)鱗狀與真實(shí)的焊疤相符。生成的焊跡能夠表現出熔化過(guò)程和冷卻過(guò)程，并伴隨相應的光學(xué)效果，同時(shí)手持電焊可實(shí)現軟件硬件焊條縮短同步。
（9）多視角、全方位查看焊接過(guò)程：可選擇不同厚度，不同母材、不同種類(lèi)焊接接頭，如對接平焊焊板、對接橫焊焊板、角接接頭、立焊焊板、仰焊焊板、管管對接以及管板對接接頭。
（10）系統界面操作簡(jiǎn)單，運行流暢、無(wú)卡頓。學(xué)員可借助鼠標、鍵盤(pán)對理論課件及程序進(jìn)行操作，通過(guò)簡(jiǎn)單的使用培訓可以輕松進(jìn)行該系統的焊接操作及教學(xué)。
（11）沉浸式 3d 視覺(jué)系統：配合 3d 立體視覺(jué)頭盔，訓練者可以更加真實(shí)的看到焊接過(guò)程的 3D 場(chǎng)景，以及實(shí)時(shí)的火花飛濺和熔滴效果。同時(shí)系統可以追蹤頭部姿態(tài)控制主視角和主畫(huà)面，讓學(xué)員獲得身臨其境的感受，沉浸在虛擬現實(shí)環(huán)境中，真正融入訓練過(guò)程。
（12）通過(guò)真實(shí)的焊板、焊槍、焊具進(jìn)行焊接教學(xué)，系統采用聲音、光、文字等提示內容，并采用標準圖形示范（包 括焊接位置、焊槍角度、焊槍與工件的距離和角度等）及語(yǔ)音提示幫助學(xué)員校正操作姿勢和手法，輔助指導學(xué)員培訓 過(guò)程與應用。
（13）系統可根據學(xué)員使用情況建立學(xué)員段階等級，根據學(xué)員使用模擬器成績(jì)進(jìn)行段階劃分，完成的任務(wù)量，熟練度， 考核成績(jì)都可以作為段階劃分的參考指標。讓學(xué)員在模擬器操作中更加的專(zhuān)注。
（14）可進(jìn)行自由設焊接，焊接角度、高度可自由調整，通過(guò)微調可以精細到以度為單位。高度可以根據需要以厘米 為單位進(jìn)行調整。
（15）學(xué)員在輸入賬號和密碼登錄進(jìn)去后，系統響應后便進(jìn)入三大模塊：分級訓練模塊、工作接收模塊、模擬考試模 塊。學(xué)員可鼠標點(diǎn)擊進(jìn)入做相應的訓練或考核任務(wù)。進(jìn)入分級訓練模塊后，首先選擇焊接訓練類(lèi)型，點(diǎn)擊進(jìn)入相應的 訓練子模塊，分級訓練按照由易到難模式進(jìn)行分階段分類(lèi)型進(jìn)行二氧化碳保護焊、氬弧焊、交流手工電弧焊模擬訓練。
（16）手工電弧焊仿真系統需實(shí)現真實(shí)焊槍+仿真焊條相結合的功能（焊條尺寸、長(cháng)度需與真實(shí)焊條保持一致），且仿真焊條的燃燒縮短速度與虛擬場(chǎng)景中的焊條縮短速度保持一致，仿真焊條具備復位按鈕可進(jìn)行位置復原。
三、真實(shí)焊接焊具訓練工位操作臺
1、原裝電焊鉗 2、氣保焊槍 3、氬弧焊槍 4、焊具組合件