焊接操作计算机模拟系统开发及应用汇报

焊接操作计算机模拟系统开发与应用20140328科技成果鉴定申请任务书编号：1

您们好！首先，非常感谢各位领导、专家百忙之中抽出时间参加《焊接操作计算机模拟系统开发与应用》科技研发成果的评审工作。该课题于2011年1月立项，由中国石油天然气第一建设公司焊接研究培训中心负责具体研究，2011年12月完成研究。现就《焊接操作计算机模拟系统开发与应用》研究情况向各位领导、各位专家做简要汇报，不当之处，恳请批评指正。尊敬的各位领导、各位专家：“数字化焊接模拟培训室”平板堆焊、平焊一、项目任务来源二、应用领域和技术原理三、主要性能指标完成情况四、与国内外同类的比较五、研发成果的创造性和先进性六、研发成果的作用意义七、推广应用范围及前景4项目任务来源任务来源：“焊接操作计算机模拟系统开发与应用”是2011年7月下达的工程建设分公司级统筹科技项目“特殊环境下焊接技术及工艺评定研究”之专题四。

2003年我公司开始承担“焊接操作计算机模拟系统开发”的集团公司科技开发课题研究，2005年该系统已达初级水平并投入使用，但原系统在“多层焊模拟、单面焊双面成形模拟、焊枪空间位置检测精度、焊枪优化设计”等关键技术方面还有待完善。2005年第一代模拟焊机2013年新一代模拟焊机一、项目任务来源二、应用领域和技术原理三、主要性能指标完成情况四、与国内外同类的比较五、研发成果的创造性和先进性六、研发成果的作用意义七、推广应用范围及前景7应用领域

焊接技术培训技术原理采用双光源测量建模的计算机虚拟成像技术模拟焊接过程，实现焊接模拟培训。

主要关键技术双光源虚拟弧长检测技术；三维场景生成技术；焊接缺陷预测技术；焊接运条轨迹评价技术。应用领域和技术原理8一、项目任务来源二、应用领域和技术原理三、主要性能指标完成情况四、与国内外同类的比较五、研发成果的创造性和先进性六、研发成果的作用意义七、推广应用范围及前景9主要性能指标完成情况序号计划技术经济指标完成技术经济指标1焊工理论考试系统，能实现自动出题与阅卷；焊工理论考试系统，能实现自动出题与阅卷；2实现实用化的新一代焊接模拟器，其外形与真实焊接设备相似；完成新一代焊接模拟器，其外形与真实焊接设备相似；3模拟焊条空间位置检测精度≤1mm；高度(弧长)方向上可以实现±1的测量精度，同时在水平面上可以实现±0.5的测量精度4焊接运条培训系统能实现焊工操作的检测，记录并评价运条轨迹。焊接运条培训系统能实现焊工操作的检测，记录并评价运条轨迹。5初步实现单面焊双面成形过程的模拟，逼真程度达到70%实现单面焊双面成形过程的模拟6在操作过程中进行实时报警，焊接完成后可以进行分析，并提出改进的建议；评价系统：焊接效果评价、焊工水平评价。在操作过程中进行实时报警，焊接完成后可以进行分析，并提出了改进的建议；给出焊接效果评价、焊工水平评价。10主要性能指标完成情况序号计划技术经济指标完成技术经济指标7国家发明专利1-2项28国家实用新型专利2-3项29焊接操作结果保存功能10焊接操作回放功能11数据库管理功能12焊接缺陷预测专家系统知识库11名称完成情况100%焊接操作结果保存功能对于平板堆焊、多层多道焊和单面焊双面成形焊接操作的区分保存，用以分析、对比以及回顾。焊接操作回放功能分为实时操作回放和历史操作回放，在进行一次操作后可以不保存对上次操作回放，也可以保存后随时调出数据进行回放。数据库管理功能对个人账户以及操作数据进行添加、修改、查询以及删除，并能够对数据库进行备份和还原。运条训练功能单独实现运条轨迹训练，采用临摹的方式让学员训练运条操作，拥有7种不同轨迹样式的训练。焊接缺陷预测专家系统知识库对知识库中规则进行添加、修改、删除工作。并实现缺陷查询功能，查询一种缺陷之后，可以给出相关缺陷的图片、定义、产生原因以及预防方法。深化研究内容一、贸项目慢任务化来源二、脊应用地领域莫和技拣术原矛理三、滤主要耳性能窗指标堵完成泥情况四、臭与国且内外丘同类别的比畏较五、创研发厅成果呀的创遵造性环和先幻玉进性六、致研发稳成果树的作赤用意称义七、铃推广孕应用姜范围乞及前促景13公司名称虚拟焊接设备型号主要组成部分分析法国LaurentDADALTOCS-WAVE分为工作站式和便携式两种。便携式包括虚拟焊接培训模块，工作站式还包括控制中心和服务器提供实时监控功能，使教师可以对学员的练习过程进行指导和帮助。其服务器是虚拟焊接数据的存储中心。服务器支持工作台和控制中心的通信。郑州捷安高科JVR-W37Ⅱ虚拟模块、焊台、焊件、焊枪等可对虚拟场景中的焊件位置进行升降、缩进、旋转等。美国林肯电气VRTEX360基于计算机系统的教学培训系统、焊件、焊枪等ProFloTM技术提供真实的焊接熔池模型，可实现多种焊接方法、焊接位置的模拟，真实感较强；但是焊缝的形貌与实际的焊缝差距较大。虚拟衔焊接判设备挂分析贫表与国晌内外顷同类午的比煌较14优点岸：1)返郑衡州捷年安高盲科的届JV释R-蚀W3伙7Ⅱ淋可以插根据奶焊接咽任务通自动篇生成轧一个烛动态典的最碎佳焊浆接姿淡态，让让初症次接撑触焊霜接的血初级蒙学员级对焊烈接操铁作有肿一个暴感性委的认趋识。2)馒林格肯电正气的鹿VR揭TE俗X3是60怎提供唇多种卸焊接顶工艺脾、多菌种接寒头形羊式和哭多种辈焊接公位置壳的模富拟仿落真。俱而且梦林肯去电气胖和法掩国L减au莫re宴nt坡D御AD昼AL使TO互的虚卵拟焊爪接设艘备均练可实耐时监书控，岁使得组教师僻对学雾员的复练习模过程王进行厦指导劈燕。缺点晨：1）溉法国愚La叹ur宝en痰t铁DA霞DA谊LT价O和远郑州楼捷安奏高科情的虚瞒拟焊健接设嫂备的机真实陆沉浸船感还散有待俯加强像。2）叙美国胀林肯撞公司总的虚宁拟焊子接设反备的努焊缝煤形貌再等与毙真实伯的焊备缝形栏貌还伟有一丛定差灾距，扰有待目进一滋步加奴强。3）钓上述细公司沈都没瞧有对捐焊工译的运玻条手建法进箭行训番练的固运条野培训秃系统与国舱内外济同类胁的比慈较15法国La穷ur肚en欣t掉DA符DA绳LT班O郑州接捷安造高科美国招林凉肯喘电谅气模拟布焊接延系统与国薯内外拆同类岭的比散较16一、盒项目魔任务习来源二、贪应用乌领域续和技退术原陵理三、柴主要购性能隆指标弯完成突情况四、竖与国傅内外夜同类轮的比菜较五、坑研发省成果祖的创进造性陆和先粱进性六、丽研发触成果与的作荷用意虑义七、聚推广鲁应用赔范围艳及前挎景17模拟永系统创造两性：采用援单摄后像机-倾贪角传缴感器服以及饰双光视点配挣合定勺位焊柄条位含置；其外寻形仿厦照真叫实焊别接设偏备，妄内部廊安装恭模拟居装置鄙，以君此实浑现对味焊接械过程窑的“真杜实模清拟”；步进增式模懒拟焊取枪；模拟称方法差创造较性的妙采用蜂焊条关电弧俊焊。研发扒成果委的创习造性蝇和先颂进性18模拟焊枪内部构件整体设计1．模拟焊枪箱体；2．步进电机驱动部分；3．双倾角传感器；4．模拟焊条；5．后限位；6．前限位；7．双光点头部；8．后限位开关；9．前限位开关；10．双丝顶紧部分；11．复位按钮；12．组合手柄；13．航空插头固定部分整体设计图传动原理可调松紧原理研发嘱成果者的创干造性鲜和先房诚进性模拟厨焊机模拟衰焊枪模拟窜面罩模拟烫试板转轴啄装置模拟状系统先进躁性：(1侄)柳模拟券焊接葵方法宋采用戒焊条禽电弧奋焊方艘法。较真介实的蕉模拟撇手工拆电弧岁焊的妨操作角，如尼引弧屯、运献条等复。(2夺)添单目妈摄像葱机-京倾角为传感不器配态合定聋位焊诉条。焊条皱位置印的检波测精护度提斥高。(3献)毅采用犁双光帝点检陷测弧晴长。用双月光点绸测量讨高度史（弧组长）油的方颜案，农实现摩了高房诚度（辆弧长些）的隶测量可功能恋。(4胁)预焊接凭操作谁专家很系统硬预测延缺陷封。建立上了焊办接缺估陷预杜测专秀家系细统，纳通过夸数据种匹配升，对喜焊接隶缺陷庄进行饱诊断。研发把成果哗的创志造性物和先犬进性21实时舞焊接活缺陷触预测焊瘤俯仰掌角过混小报彼警焊接陈速度域过快值报警研发绸成果因的创啊造性晨和先欠进性22实现齿了多侵传感点器配校合下去焊接齿操作烦位置径的精科确检钥测。像素竭像坐片标系俘（实随际图捞为75拜2×迟48纤0像素辅）世界浑坐标拥系（美试板馆大小心为40勇0m评m×30么0m蚁m）x方向锯分辨麻率为40机0/真75旨2=偷0.筐53蚊2m纹my方向以分辨播率为30位0/端48演0=梅0.虎62查5m传m均满顽足检效测精旧度≤1m吓m的技工术要欧求双轴帮倾角掩传感爬器20干13年2月20日，“一种乌焊接戏操作灵模拟际培训按设备”获得其国家馒知识启产权澡局实用笛新型存专利，专螺利号“”20策13年2月20日，“一种杏模拟油焊接航培训匪用模祸拟焊惩钳”获得毁国家弦知识旬产权体局实用僻新型抽专利，专循利号“”一、开项目墓任务怠来源二、乡丰应用也领域挠和技穗术原反理三、劈燕主要箱性能顿指标涨完成滤情况四、亦与国因内外印同类首的比炎较五、恨研发买成果队的创仍造性灾和先律进性六、强研发控成果邮的作稳用意弃义七、盼推广徒应用特范围库及前报景26直接圾经济娃效益通过泻多次元模拟需培训羊与未乳采用含模拟滤培训氏系统烟的培屠训进偶行了颈比较篇分析追节省忍成本赢约1雄5%蚕，且随模拟外培训轻具有乒良好剥的重头复性膝和试买教系暮统，聪培训耗效果器也有紫明显贸提高螺。研发佳成果掉的作盟用意磁义27“数喊字化粪焊接蹄模拟晓培训鞭室”平板尚堆焊倡、平壁焊社会稠意义1、焊繁接计视算机耳模拟势培训覆无污筛染排筐放，拢具有浓绿色杂、环殊保的隐特点峡；2、具杜有培胸训的查可重宫复性消，无下钢材虹、焊底接材滑料损削耗，腹节约畜能源柴；3、培问训劳孝动强翅度低沉，具含有声腥音、诸光效桃，可定以提才高学总员的萄注意粘力与经关注碗度，窝培训右效果甲有所福提高者；4、焊杆接计男算机春模拟英培训舌在模聚拟培巩训方推面具体有国找际领牌先地饥位。研发戴成果喉的作聚用意辉义29一、牢项目伸任务脸来源二、爬应用伶领域运和技虏术原企理三、贸主要浸性能扑指标靠完成胆情况四、航与国甲内外唐同类密的比续较五、辅研发童成果乳的创窝造性碧和先盖进性六、孝研发禽成果跪的作咽用意狮义七、团推广梅应用极范围乔及前藏景30新一仗代培称训系善统的蜻可用呜于新瓶入职嘱焊工孝的培劣训：应用商于技暗校生若的初锈级培精训；公司侮、集枪团公秩司的总焊工席入职滥培训聚；焊接亲工人刃的技谱能扩披展；焊工元理论拒培训拉。推广臂应用牧范围纠及前娇景31项目坊完成乒后可另积极碰的在惠公司写、集互团公溉司乃干至国茅内相膀关行与业的茅焊接瞎培训秘中进蹲行推兔广使棵用，物可以束给公芒司节牛省可防观的驾费用怜，增雅加经荣济效陈益，仇并彻渴底改围善焊妥接培票训的瞎环境吃状况靠，为省公司装承担限社会前责任扑，造休福当吉地并愤赢得肝一定谜的声勤誉，前圆景良