消防灭火模拟器技术方案.docx

1、虚拟焊接设备
1、产品概述
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：
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；
由公司独立研发的虚拟焊接设备，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。
2、功能特点
系统将仿真操作设备、实时3D技术及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。完全符合本次招标采购要求。如今焊接技术逐步从“技艺”走向“科学”，更需要焊工有扎实的操作手法、规范的动作。但是由于传统焊接培训受危险环境的限制，教员在新焊工培训过程中不能即时地对学员的动作规范进行控制，只能根据焊接后的焊缝情况对学员的操作进行分析、指导，所以培训效果不理想。不仅如此，传统焊接培训存在消耗大量的培训材料，难以定义学员的焊接水平，培训过程中环境污染，有害身体健康等诸多问题。
3、产品性能
序号
货物名称
主要功能配置、规格、参数
1
焊接虚拟设备
硬件部分：
惠普（HP）EliteDesk 8 G3 SFF商务主机+23.8英寸显
示器i7-77 8G 1T+5G （固态硬盘）
（1）处理器：i7-77 ；基本频率：3.60HZ ；缓存：8MB
（2）显卡:GT730 2G DDR3
（3）内存：8G ；插槽数量：2个；
（4）硬盘容量：5G （固态硬盘）+1TB 72转
（5）23.8寸液晶显示器
（6）网卡：802.11ac无线网卡；内置蓝牙
定制虚拟VR头显设备，能够与系统实现无线连接、无延时连接。
仿真实物焊枪：二氧化碳保护焊、焊条电弧焊、TIG氯弧焊、机器人焊接。
可升降操作台，可进行多种焊接位置的训练：平焊、立焊、横焊、仰焊。伴随不同焊接位置的调整可设置90 °、120 °、150 °、180 °四种焊条夹持角度。
软件部分：
1、我公司生产的焊接虚拟设备使用实物模拟焊枪操作，所有交互无鼠标、键盘操作。
2、系统运行流畅，运行帧率数60帧/秒，可使用3DMark进行帧率检测验证合格性。
3、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27ms ,移动位移精度27立方米，动作可捕捉空间 水平x纵向x高度）5.0m x 5.0m x3.0m。采用智能视觉系统定位模式，且定位过程不应受到各种电磁环境影响。
4、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，如：站立，蹲下，左右侧移动。同时追踪延时响应为17ms。通过红外位置捕捉功能，可捕捉的位移范围1.1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。视景显示屏材质为OLED ，分辨率为1920 x 1080 ，重量435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。

5、该系统适用于多种焊接类型，能够模拟四种不同的焊机:二氧化碳保护焊、焊条电弧焊、TIG氯弧焊、机器人焊接。
电焊钳CO2气保焊焊枪

TIG氩弧焊焊枪焊条
6、手工焊条焊可进行多种焊接位置的训练：平焊、立焊、横
焊、仰焊。伴随不同焊接位置的调整可设置90 °、120 °、150 °、180.四种焊条夹持角度，且具有焊条与钢板粘结的效果。
7、能够提供大型石油管道焊接、船体板缝焊接的情景实训模
拟训练。还可提供三个常规场景:教室、工厂和港码头

8、焊接时可以实时表现熔池大小以及形状的变化，且具有焊穿效果。

9、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。
10、焊接缺陷：焊缝过宽，焊缝过窄，焊缝跑偏，未焊，咬边，焊穿，飞溅，气孔，夹渣，弧坑，余高，未焊透。
11、能够真实的模拟焊接过程中的各种条件设置，引弧、焊接、收弧中的各种手法，并能体验操作手法中的各种力量反馈感，电弧、明暗场、飞溅、焊缝、声效表现逼真。
12、有“引导枪”功能，在焊接训练操作前可以打开该功能，通过颜色变化来引导学生参考掌握干伸距离、行走速度等运枪手法。该引导枪可以由教师自己行录制并上传，来帮助学生对教师的运枪手法进行“实时临摹”对比操作。

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13、学生可以保存上传自己的焊接录像，并可以随时用360度任意自由视角，查看以前的个人或老师的焊接三维回看录像。录像中以三维模型线段标示出焊枪移动的空间轨迹。并且录像中的三维焊枪移动数据可直接设置为该焊接项目的“引导枪”，方便学生在训练项目时直接对比“实时临摹”老师的焊接手法。
配套软件部分：
1、实现电流、电压等参数的设置
通过焊机主机上的旋钮（真实物理存在的，非软件模拟）进行设置，与软件系统中的参数进行交互，在焊接过程中电压电流会根据焊接的情况模拟产生交互互动，如：“恒压特性”、“恒流特性”等，学生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，调节参数后在焊接中会有对应的物体表现，如：熔池大小变化、飞溅变化、焊接声音变化等。

① 焊接电压表
② 焊接电压调节旋钮