系统概述
徐州硕博虚拟焊接综合仿真实训系统是新一代环保、节能、通用型操作技能实训与评价平台。
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技术及我公司自主研发的WM-VR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。
功能及主要优点
系统可适用于多种焊接类型，可以模拟多种不同的焊机，包括：二氧化碳保护焊、焊条电弧焊、TIG氩弧焊等。
虚拟仿真焊接可进行多角度、全位置焊接演练,可以进行不同焊接姿势的模拟演练,例如平焊、立焊、横焊、仰焊等；适用于对接、T接等接头形式。
虚拟仿真焊接节约电能，没有焊条(丝)、焊件和保护气体等材料的消耗，并可大大减低培训时间。
虚拟仿真焊接安全可靠，不存在因操作不当引起的火灾、人员灼伤等问题。虚拟仿真焊接不排放有毒气体、无污染，是环保绿色的培训方式。
虚拟仿真焊接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。
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、火花飞溅以及焊液的生成、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。
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。
系统实时记录学员操作信息，测评效果真实，可反复训练。
结果完毕后即刻生成，学员账号、成绩管理方便，可长期保存，并可以进行任意的查询、打印。
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。
可以根据学员的实际情况，为学员设定个性化的培训计划，并根据训练监控及分析结果随时进行修改及调整。学员也可以进行自助训练。
系统具有训练及考核功能，系统能够方便的进行课程组织和焊接任务设置。
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。
结果考完即刻生成；学员账号、成绩管理方便，可长期保存，并可以进行任意的查询、打印。
系统提供配备观摩教学投影设备，方便教学应用。
我们硕博郑重承诺：
1.免费上门安装、调试。
2.免费培训操作教师。
3.硬件保修一年，保修期间，免费上门维护，电子易损部件只换不修。保修期外，收取一定的工时费和材料费。
焊接仿真实训装备采用VR虚拟现实技术与真实焊接设备相结合实现焊接教学功能，该系统具备手工电焊模拟操作训练系统、氩弧焊模拟操作系统、气体保护焊模拟操作训练系统和教师管理系统。
首先应满足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，可以让学员感受到真实的场景及焊接过程。并与场景内的虚拟环境、元素进行互动操作，让学员沉浸到当前的焊接任务中； 管理系统还应可以精确地测量各种操作信息，并提供全套焊接教学视频资料及真实的焊具，帮助学员从中学到基础知识、安全规程、技术要点等焊接技能，最终将这些焊接技能转化到实际的焊接工作中。
具备学员考核系统、学员管理系统与教师后台管理系统，能任务共享及实时发送任务，实现查看 其它教师所设计的任务并能共享。同时教师可以实时制定考核任务并发送，学员端可及时接受任务并考核提交。
焊接仿真实训装备提供多种模式：分类训练、任务接收、模拟考核、理论学习、视频资料等。
焊接仿真实训装备提供多种虚拟的焊接环境，同时可以根据客户需求定制专属的焊接场景。
硬件展示：
一、桌面细节图展示（双工位）：
1、整机三层喷涂处理，解决静电、腐蚀问题；
2、采用真实焊枪、焊板、焊具等工具进行各种焊接姿势、焊接角度的范例训练；
3、采用VR-Touch Cnotroler +液晶屏双屏显示系统呈现3D立体画面；
4、实时观测焊枪与焊件空间距离，同步立体显示操作动作及细节；
5、采用双工位实物焊接训练，高效、环保，有效降低成本，提高效率；
6、无需消耗焊接焊材，无强电磁、化学、光学等污染。
二、控制面板细节图展示（双工位）
1、真实的仪器仪表控制部件与真实焊接面板相符；
2、面板可进行焊接操作调控，如调节电流、送丝速度、视角、选择、确定等软件功能。
三、背面细节图展示（双工位）
1、完善的通风系统确保主机运行；
2、便捷的维保设施实现故障即时排查。
四、脚轮细节图展示（双工位）
1、配备机载转向系统；
2、方便整机移动定位。
软件展示：
采用VR虚拟现实技术与焊接设备相结合实现焊接教学功能，该系统具备手工电焊模拟操作训练系统、气体保护焊模拟操作训练系统和教师管理系统。
提供多种模式：分类训练、任务接收、模拟考核、理论学习、视频资料等。
焊接分为氩弧焊、二氧化碳气体保护焊、手工焊条焊、气焊。
一、氩弧焊和二氧化碳气体保护焊：
1、氩弧焊、二氧化碳气体保护焊是焊接方法中的常见焊接工具，是以氩气或二氧化碳气为保护气体进行作业的焊接种类。
2、软件在应用方面操作简单，适合自动焊和全方位焊接。
3、逼真3D焊枪模型及显示效果确保仿真训练与实训效果相同。
4、系统采用工厂通用焊枪、焊具进行3D建模，其外形、尺寸、功能均与真实焊枪无异。
5、系统运行流畅、无卡顿，与实现动作实时快速准确同步，无滞后感。
6、使用两个VR-Touch Cnotroler 模拟操作焊枪和焊丝，通过真实的震动触感及空间定位系统模拟运弧、送丝的焊接操作训练，并且在焊接辅助系统（训练模式）的帮助下，完成多种焊接方式的技巧操作。
二、手工电弧焊枪：
1、系统中，根据真实电弧焊作业的不同焊材设置多种焊条分类选择模式，分为碱性和酸性药皮可适应各种不同材质工作，焊条直径从1.6mm到8mm规格可适应各种板材厚度。
2、多种型号模拟焊条分别适用不同板材及规格。
3、焊接过程中焊条会根据实际消耗实时变短，并且根据焊接习惯反馈出焊材消耗情况。
三、气割：
1、气割是用氧-乙炔（或其它可燃气体，如丙烷、天然气等）火焰产生的热能对金属（如钢铁、碳钢，合金钢是切割不了的、型钢或钢锭）的切割。
2、系统可分别模拟可燃气（乙炔、液化石油气和氢气）与氧气的混合及切割氧的喷射，通过VR-Touch Cnotroler 模拟对金属板等的气割操作。
3、手工电弧焊枪与气割是系统中焊枪和气割仿真效果，其逼真效果与实物无异。
配置焊条保温箱：
系统模拟现实中焊条在保管、储存期间，因为吸潮而使工艺性能变坏，造成电弧不稳、飞溅增多，并容易产生气孔、裂纹等缺陷；系统模拟焊接操作中，用户使用焊条签需要使用焊条保温箱进行烘干。
配置手持式或头戴式面罩：
通过VR-Touch Controler上的功能键快速的开合面罩，模拟真实焊接操作中，镜片上的光感应系统能在瞬间探测到电焊时弧光的产生与消失，迅速驱动液晶体遮光变色等来过滤有害光，从而体验焊接过程中使用面罩的真实感，既不影响对工作的观察又不硬性正常焊接给用户带来刺眼的效果。
各类焊接母版：
系统中可选择不同厚度，不同母材、不同种类焊接接头，如对接平焊焊板、对接横焊焊板、角接接头、立焊焊板、仰焊焊板、管管对接以及管板对接接头，可在软件内部自行设置焊板的参数。系统预置数十种材质型号和焊接模板，每种母版对应多种对接方式及坡口方式，基本涵盖用户在现实中能用到的焊板类型。
基础训练：针对手工电弧焊，二氧化碳气体保护焊，氩弧焊等不同焊接工艺和技法进行专项培训，每种焊枪分初、中、高三个等级的焊接工艺及特定技法，每个等级分别设置多个专项课题，服务端可根据不同用户调整评判标准。
情景训练：模拟各种真实焊接场景，在特定的焊接场景中完成既定任务，焊接内容不只是枯燥的母材焊板，可以是使用管道中的管壁，船坞船舱中的龙骨，工程机械臂的破损，工厂车间的零件，码头港口的集装箱等等。
自由训练：系统设置自由训练模块，用户可完全自主、没有任何限制的自由训练焊接技术。该模块没有任何场景、焊枪、母版及时间限制，用户可以任意选择场景、焊枪、母版、焊条及焊接地点等。
接收任务：通过系统服务端可实现对多端学员机的控制与监控，实现数据查看与评定，具备网络监管与考核功能。系统服务端可以定制焊接任务发送到客户端，客户端的用户通过局域网接收焊接任务，系统根据任务定制规则并进行系统评分，然后转发至服务端进行主观评分并上传至数据库。服务端任务定制系统可自定义任务场景、场景位置、任务实现、执行群组、任务有限期、任务目标等信息，高级定制界面则可针对任务判定条件做出更精细化定制，使得任务种类更加丰富，用户训练更加多样化。
港口工况：
情景训练：系统内设港口工况，工厂工况，石油管道工况，工程机械工况，船坞工况五大类焊接场景。提供多种虚拟的焊接环境，同时可以根据客户需求定制专属的焊接场景。
焊接模拟器优势：
1、相比较真实的焊接，虚拟仿真的培训时间更短，效率更高；
2、通过训练养成好的习惯同时养成肌肉记忆；
3、虚拟防护培训侵入感强，容易激发学生学习的兴趣；
4、在工厂内可以实现脱产预先学习，增强安全系数的同时不耽误一线的生产任务；
5、虚拟仿真焊接技术是对传统焊接培训的增强和补充；
6、虚拟仿真焊接技术更绿色：污染减少，节约成本降低浪费--试板、电、焊材等；
7、可以提高人身安全、规避焊接安全风险；
8、虚拟仿真焊接培训，可以实现循序渐进的学习，相对传统的培训方式更加系统；
9、可以实现对焊缝的实时评估，提高焊接训练的实际作用；
10、可以提供多种语言（目前有中文和英文版本，其他语种可以根据需求添加）。
焊接模拟机焊接模拟器焊接模拟仿真教学设备系统满足的功能
（1）理论知识讲解：
根据焊接专业教学大纲以及学校老师讨论结果搭建理论知识体系。知识体系分章节由浅入深，通过视频动画、图文讲解结合配音进行知识点的呈现。
（2）分级训练：
模拟训练为分级训练模式，分为基础训练、初级训练、中级训练、高级训练四个等级。其中基础训练是别人没有的。
（3）基础训练：引弧、收弧、直线运条、直线往返运条、锯齿形运条、月牙形运条、正三角形运条、斜三角形运条、圆形运条
（4）回放展厅：
记录并回放学生操作过程，重现操作结果，便于老师对学员焊接过程进行指导和分析。使得学员更加清楚的了解自己的焊接训练当中的问题，有助于自学提高效率。
（5）模拟试题：
模拟试题功能模块分为随机训练和在线考试两种模式。学员在未登录考试系统的情况下可直接进入随机训练模式，学员可通过设置相应参数从题库中随机选题，设置时长进行自我训练。学员登录在线考试系统时必须在指定时长内，完成教师指定试题，系统会自动统计考试分数及错题并上传。
（6）模拟训练导航界面：
对相应焊枪的功能特性及主要应用领域进行了文字形说明，同时通过视频形式展示了模拟操作方式。使理论知识体系和学习任务体系在训练过程中更加人性化的融合起来。
（7）模拟焊接效果：
虚拟焊板上生成的焊疤性状与真实的焊疤性状相符。生成的焊迹能够表现出熔化过程和冷却过程，并伴随相应的光学效果。
（8）多视角、全方位查看焊接过程：
可选择不同厚度，不同母材、不同种类焊接接头，如对接平焊焊板、对接横焊焊板、角接接头、立焊焊板、仰焊焊板、管管对接以及管板对接接头。
焊接电流、电压、焊丝直径、气体流量等参数调节
（10）比较完善和精准的评分系统：
系统具备SMAW、GMAW、TIG模拟训练功能，为多合一集成式训练模拟器
（11）沉浸式3d视觉系统：
配合3d立体视觉头盔，训练者可以更加真实的看到焊接过程的3D场景，以及实时的火花飞溅和熔滴效果。同时系统可以追踪头部姿态控制主视角和主画面，让学员获得身临其境的感受，沉浸在虚拟现实环境中，真正融入训练过程。
（12）学员在输入账号和密码登录进去后，系统响应后便进入三大模块：
分级训练模块、任务接收模块、模拟考试模块。学员可鼠标点击进入做相应的训练或考核任务。进入分级训练模块后，首先选择焊接训练类型，点击进入相应的训练子模块，分级训练按照由易到难模式进行分阶段分类型进行二氧化碳保护焊、氩弧焊、交流手工电弧焊模拟训练。1）理论知识体系分级训练模块中按照教学大纲要求，结合教学章节知识体系搭建了一套理论学习课程，可以辅助教师课堂讲解，同时方便学生课后巩固理论知识。2）分级模拟训练为了达到轻松入门快速加强的效果模拟训练设置为分级训练模式，分为基础训练、初级训练、中级训练、高级训练四个等级。3）回放展厅记录并回放学生操作过程，重现操作结果，便于老师对学员焊接过程进行指导和分析。使得学员更加清楚的了解自己的焊接训练当中的问题，有助于自学提高效率。进入分级训练模块后，首先选择焊接训练类型，点击进入相应的训练子模块，键盘左右键可进行焊接类型的切换每一焊接类型具体功能模块，分为：理论知识、模拟训练、回放展厅模块。
1、虚拟焊枪的移动、旋转与现实动作实时快速准确同步，操作同步延时响应小于30ms，移动位移精度小于1mm，采用SteamVR2.0定位追踪技术（ROOM-SCALE）追踪范围可达6M*6M*6M。采用智能视觉系统定位模式，且定位过程不受到各种电磁环境影响。
2、焊接视觉头盔不仅能追踪用户头部的旋转，还能追踪用户头部的移动。同时追踪延时响应小于20ms，。通过红外位置捕捉功能，可捕捉的位移范围大于2立方米；并可进行水平360度、垂直360度全方位角度侦测，最小精度为1度。采用两个3.5英寸AMOLED显示屏幕，视景显示屏分辨率为2880X1600，像素密度高达615PPI搭载SteamVR传感器、G-sensor校正传感器、gyroscope陀螺仪传感器、proximity距离感测传感器、瞳距感测传感器等。重量不超过440克，使用者配带视觉头盔无需学习，与现实中用双眼看世界感觉一致。
3、该系统须适用于多种焊接类型，至少可模拟四种不同的焊机，其中必须包含：包含手工电弧焊（焊条电弧焊），二氧化碳气体保护焊，MIG氩弧焊，TIG氩弧焊，机器人焊接我司的手工电弧焊（焊条电弧焊）模拟仿真模块，可以实现软件内焊条的实时缩短和实物焊条模拟缩短过程相对应。
4、自由模式中，用户可以使用任意焊枪、通过调整一台虚拟的6自由度机械臂从而摆放出各种焊接角度和焊接位置，从而满足用户各种焊接姿势训练的需求。
5、系统提供包括大型石油管道焊接场景，船体板缝焊接场景，工程机械车间焊接场景，港口货运船舱焊接场景，工厂复合工况焊接场景、电力铁塔焊接场景。
6、模拟焊接效果：虚拟焊板上生成的焊疤状、鱼鳞状与真实的焊疤相符。生成的焊迹能够表现出熔化过程和冷却过程，并伴随相应的光学效果，多组焊接技巧数据统计，包含：熄弧，气孔，夹渣，咬边，焊穿，焊缝过宽，飞溅等，焊接的时候根据不同的板材以及厚度可以展现焊穿的效果。
7、焊缝的宽度和余高会随着电流电压变化。电弧和飞溅会随着电流和弧长而变化。配套软件部分：模拟训练为基础训练，情景训练以及自由训练，基础训练又分为、初级训练、中级训练、高级训练，特级训练四个等级。
8、每个用户在系统中都有等级和段位，用户每次进行基础训练的焊接任务获取经验，积累经验提升等级可以解锁更多的场景和更进阶的技巧训练。另外系统设置段位考核功能，用户可以通过段位考核提升自己的段位，段位考核的要求非常严格，也是专业焊工和业余焊工的分水岭，也是对用户焊接能力的肯定。
9、系统至少具备下述专业课程功能：
①12mm不锈钢V型坡口对接接头BW(平对接焊/1G)（可单面焊双面成型）；②12mm不锈钢T型接头FW(平焊PA/1F)；③12mm不锈钢T型接头FW(横焊PC/2F)；④12mm不锈钢T型接头FW(立焊/3F)；⑤12mm不锈钢T型接头FW(仰焊PE/4F)；⑥24mm不锈钢带钢衬垫平板对接接头BW(平对接焊)；⑦24mm不锈钢留间隙平板对接接头BW(平对接焊)（可焊条焊清根）；⑧10mm复合位置6G，管管对接坡口TW(6G位置对接焊)；⑨10mm/12mm复合位置6GR，带限制环管管不等厚对接坡口TW(6G位置对接焊)；⑩15mm碳钢T型接头FW（立向上焊PF）（可单面焊双面成型）；⑪15mm碳钢T型接头FW（横焊PC）（可单面焊双面成型）
10、实体仿真ABB机器人示教盒采用尺寸≥6.5寸彩色液晶触摸屏，与真实 ABB机器人的示教盒外观、指令格式、操作模式等均相同（触摸屏、功能按键、六向操纵杆等均与真实ABB示教盒一致），操作习惯做到完全一致。实体仿真ABB机器人示教盒CPU：atmel公司的AT91sam9g45,400MHZ，ARM926EJ-S 内核，内存：双DDR2 SDRAM,133MHz，共128MB；存储：128M ×8 Bits NandFlash，显示：LVDS接口的LCD，网络：10/100Mbps 以太网MAC 控制器，LWIP协议栈，支持U盘，支持SD卡。
11、虚拟焊接机器人可进行以下操作：1焊枪多种坐标系移动、2关节轴部或腕部的旋转操作、3坐标系变换操作、4培训直线的示教、5圆弧插补、6直线摆动插补、7圆弧摆动插补、8跟踪操作（增加示教点、改变示教点、删除示教点）、9设定焊接参数、10次序指令的更改等示教器操作。
12、示教器可与虚拟焊接机器人进行联动操作，完成在线编程设置、设定多个目标点、移动轨迹设定、试运行、自动焊接等整个焊接闭环操作。
13、同时还可以实现工业机器人的应用、机器人基本原理及组成实验、工业机器人运动学分析及控制、六自由度机器人关节运动控制实验、六自由度机器人直线运动轨迹控制实验、六自由度机器人圆弧运动轨迹控制实验、六自由度机器人加减速约束控制实验、机器人控制基本操作实训、机器人坐标系应用操作实训、机器人操作及示教编程实训、机器人典型应用-焊接应用实例、机器人维护保养实训。
14、系统具有三维的虚拟焊接机器人显示模块，以显示虚拟的焊接机器人、训练所需的焊件、焊接模拟环境，并可同步对应机器人示教器所有功能操作，本系统的培训课程至少有：直线板焊接在线编程训练、管管对接焊接在线编程训练、曲面构件在线编程训练。焊接机器人具备智能视觉识别系统，可自动识别工件外观及焊接位置，自动生成三维模型及焊接轨迹，示教器可与实物智能视觉焊接机器人进行数据共享与控制。具体参数如下：
识别范围 横向≥1.8m， 纵向≥1.5m，定位识别精度 精度≤5mm，三维模型及焊接轨迹生成时间 t≤20s
