焊接操作計算機模擬系統開發與應用20140328科技成果鑒定申請任務書編號：1

您們好！首先，非常感謝各位領導、專家百忙之中抽出時間參加《焊接操作計算機模擬系統開發與應用》科技研發成果的評審工作。該課題于2011年1月立項，由中國石油天然氣第一建設公司焊接研究培訓中心負責具體研究，2011年12月完成研究。現就《焊接操作計算機模擬系統開發與應用》研究情況向各位領導、各位專家做簡要匯報，不當之處，懇請批評指正。尊敬的各位領導、各位專家：“數字化焊接模擬培訓室”平板堆焊、平焊一、項目任務來源二、應用領域和技術原理三、主要性能指標完成情況四、與國內外同類的比較五、研發成果的創造性和先進性六、研發成果的作用意義七、推廣應用范圍及前景4項目任務來源任務來源：“焊接操作計算機模擬系統開發與應用”是2011年7月下達的工程建設分公司級統籌科技項目“特殊環境下焊接技術及工藝評定研究”之專題四。

2003年我公司開始承擔“焊接操作計算機模擬系統開發”的集團公司科技開發課題研究，2005年該系統已達初級水平并投入使用，但原系統在“多層焊模擬、單面焊雙面成形模擬、焊槍空間位置檢測精度、焊槍優化設計”等關鍵技術方面還有待完善。2005年第一代模擬焊機2013年新一代模擬焊機一、項目任務來源二、應用領域和技術原理三、主要性能指標完成情況四、與國內外同類的比較五、研發成果的創造性和先進性六、研發成果的作用意義七、推廣應用范圍及前景7應用領域

焊接技術培訓技術原理采用雙光源測量建模的計算機虛擬成像技術模擬焊接過程，實現焊接模擬培訓。

主要關鍵技術雙光源虛擬弧長檢測技術；三維場景生成技術；焊接缺陷預測技術；焊接運條軌跡評價技術。應用領域和技術原理8一、項目任務來源二、應用領域和技術原理三、主要性能指標完成情況四、與國內外同類的比較五、研發成果的創造性和先進性六、研發成果的作用意義七、推廣應用范圍及前景9主要性能指標完成情況序號計劃技術經濟指標完成技術經濟指標1焊工理論考試系統，能實現自動出題與閱卷；焊工理論考試系統，能實現自動出題與閱卷；2實現實用化的新一代焊接模擬器，其外形與真實焊接設備相似；完成新一代焊接模擬器，其外形與真實焊接設備相似；3模擬焊條空間位置檢測精度≤1mm；高度(弧長)方向上可以實現±1的測量精度，同時在水平面上可以實現±0.5的測量精度4焊接運條培訓系統能實現焊工操作的檢測，記錄并評價運條軌跡。焊接運條培訓系統能實現焊工操作的檢測，記錄并評價運條軌跡。5初步實現單面焊雙面成形過程的模擬，逼真程度達到70%實現單面焊雙面成形過程的模擬6在操作過程中進行實時報警，焊接完成后可以進行分析，并提出改進的建議；評價系統：焊接效果評價、焊工水平評價。在操作過程中進行實時報警，焊接完成后可以進行分析，并提出了改進的建議；給出焊接效果評價、焊工水平評價。10主要性能指標完成情況序號計劃技術經濟指標完成技術經濟指標7國家發明專利1-2項28國家實用新型專利2-3項29焊接操作結果保存功能10焊接操作回放功能11數據庫管理功能12焊接缺陷預測專家系統知識庫11名稱完成情況100%焊接操作結果保存功能對于平板堆焊、多層多道焊和單面焊雙面成形焊接操作的區分保存，用以分析、對比以及回顧。焊接操作回放功能分為實時操作回放和歷史操作回放，在進行一次操作后可以不保存對上次操作回放，也可以保存后隨時調出數據進行回放。數據庫管理功能對個人賬戶以及操作數據進行添加、修改、查詢以及刪除，并能夠對數據庫進行備份和還原。運條訓練功能單獨實現運條軌跡訓練，采用臨摹的方式讓學員訓練運條操作，擁有7種不同軌跡樣式的訓練。焊接缺陷預測專家系統知識庫對知識庫中規則進行添加、修改、刪除工作。并實現缺陷查詢功能，查詢一種缺陷之后，可以給出相關缺陷的圖片、定義、產生原因以及預防方法。深化研究內容一、貿項目慢任務化來源二、脊應用地領域莫和技揀術原矛理三、濾主要耳性能窗指標堵完成泥情況四、臭與國且內外丘同類別的比畏較五、創研發廳成果呀的創遵造性環和先幻玉進性六、致研發穩成果樹的作赤用意稱義七、鈴推廣孕應用姜范圍乞及前促景13公司名稱虛擬焊接設備型號主要組成部分分析法國LaurentDADALTOCS-WAVE分為工作站式和便攜式兩種。便攜式包括虛擬焊接培訓模塊，工作站式還包括控制中心和服務器提供實時監控功能，使教師可以對學員的練習過程進行指導和幫助。其服務器是虛擬焊接數據的存儲中心。服務器支持工作臺和控制中心的通信。鄭州捷安高科JVR-W37Ⅱ虛擬模塊、焊臺、焊件、焊槍等可對虛擬場景中的焊件位置進行升降、縮進、旋轉等。美國林肯電氣VRTEX360基于計算機系統的教學培訓系統、焊件、焊槍等ProFloTM技術提供真實的焊接熔池模型，可實現多種焊接方法、焊接位置的模擬，真實感較強；但是焊縫的形貌與實際的焊縫差距較大。虛擬銜焊接判設備掛分析貧表與國晌內外頃同類午的比煌較14優點岸：1)返鄭衡州捷年安高盲科的屆JV釋R-蝕W3伙7Ⅱ淋可以插根據奶焊接咽任務通自動篇生成軋一個燭動態典的最碎佳焊漿接姿淡態，讓讓初癥次接撐觸焊霜接的血初級蒙學員級對焊烈接操鐵作有腫一個暴感性委的認趨識。2)饅林格肯電正氣的鹿VR揭TE俗X3是60怎提供唇多種卸焊接頂工藝脾、多菌種接寒頭形羊式和哭多種輩焊接公位置殼的模富擬仿落真。俱而且夢林肯去電氣胖和法掩國L減au莫re宴nt坡D御AD晝AL使TO互的虛卵擬焊爪接設艘備均練可實耐時監書控，歲使得組教師僻對學霧員的復練習模過程王進行廈指導劈燕。缺點晨：1）溉法國愚La嘆ur寶en痰t鐵DA霞DA誼LT價O和遠鄭州樓捷安奏高科情的虛瞞擬焊健接設嫂備的機真實陸沉浸船感還散有待俯加強像。2）敘美國脹林肯撞公司總的虛寧擬焊子接設反備的努焊縫煤形貌再等與斃真實伯的焊備縫形欄貌還偉有一叢定差災距，擾有待目進一滋步加奴強。3）釣上述細公司沈都沒瞧有對捐焊工譯的運玻條手建法進箭行訓番練的固運條野培訓禿系統與國艙內外濟同類脅的比慈較15法國La窮ur肚en欣t掉DA符DA繩LT班O鄭州接捷安造高科美國招林涼肯喘電諒氣模擬布焊接延系統與國薯內外拆同類嶺的比散較16一、盒項目魔任務習來源二、貪應用烏領域續和技退術原陵理三、柴主要購性能隆指標彎完成突情況四、豎與國傅內外夜同類輪的比菜較五、坑研發省成果祖的創進造性陸和先粱進性六、麗研發觸成果與的作荷用意慮義七、聚推廣魯應用賠范圍艷及前挎景17模擬永系統創造兩性：采用援單攝后像機-傾貪角傳繳感器服以及飾雙光視點配掙合定勺位焊柄條位含置；其外尋形仿廈照真叫實焊別接設偏備，妄內部廊安裝恭模擬居裝置鄙，以君此實渾現對味焊接械過程窯的“真杜實模清擬”；步進增式模懶擬焊取槍；模擬稱方法差創造較性的妙采用蜂焊條關電弧俊焊。研發扒成果委的創習造性蠅和先頌進性18模擬焊槍內部構件整體設計1．模擬焊槍箱體；2．步進電機驅動部分；3．雙傾角傳感器；4．模擬焊條；5．后限位；6．前限位；7．雙光點頭部；8．后限位開關；9．前限位開關；10．雙絲頂緊部分；11．復位按鈕；12．組合手柄；13．航空插頭固定部分整體設計圖傳動原理可調松緊原理研發囑成果者的創干造性鮮和先房誠進性模擬廚焊機模擬衰焊槍模擬竄面罩模擬燙試板轉軸啄裝置模擬狀系統先進躁性：(1侄)柳模擬券焊接葵方法宋采用戒焊條禽電弧奮焊方艘法。較真介實的蕉模擬撇手工拆電弧歲焊的妨操作角，如尼引弧屯、運獻條等復。(2奪)添單目媽攝像蔥機-京傾角為傳感不器配態合定聾位焊訴條。焊條皺位置印的檢波測精護度提斥高。(3獻)毅采用犁雙光帝點檢陷測弧晴長。用雙月光點綢測量討高度史（弧組長）油的方顏案，農實現摩了高房誠度（輛弧長些）的隸測量可功能戀。(4脅)預焊接憑操作誰專家很系統硬預測延缺陷封。建立上了焊辦接缺估陷預杜測專秀家系細統，納通過夸數據種匹配升，對喜焊接隸缺陷莊進行飽診斷。研發把成果嘩的創志造性物和先犬進性21實時舞焊接活缺陷觸預測焊瘤俯仰掌角過混小報彼警焊接陳速度域過快值報警研發綢成果因的創啊造性晨和先欠進性22實現齒了多侵傳感點器配校合下去焊接齒操作煩位置徑的精科確檢鑰測。像素竭像坐片標系俘（實隨際圖撈為75拜2×遲48纖0像素輔）世界渾坐標擁系（美試板館大小心為40勇0m評m×30么0m蟻m）x方向鋸分辨麻率為40機0/真75旨2=偷0.筐53蚊2m紋my方向以分辨播率為30位0/端48演0=梅0.虎62查5m傳m均滿頑足檢效測精舊度≤1m嚇m的技工術要歐求雙軸幫傾角掩傳感爬器20干13年2月20日，“一種烏焊接戲操作靈模擬際培訓按設備”獲得其國家饅知識啟產權澡局實用笛新型存專利，專螺利號“”20策13年2月20日，“一種杏模擬油焊接航培訓匪用模禍擬焊懲鉗”獲得毀國家弦知識旬產權體局實用僻新型抽專利，專循利號“”一、開項目墓任務怠來源二、鄉豐應用也領域撓和技穗術原反理三、劈燕主要箱性能頓指標漲完成濾情況四、亦與國因內外印同類首的比炎較五、恨研發買成果隊的創仍造性災和先律進性六、強研發控成果郵的作穩用意棄義七、盼推廣徒應用特范圍庫及前報景26直接圾經濟娃效益通過瀉多次元模擬需培訓羊與未乳采用含模擬濾培訓氏系統煙的培屠訓進偶行了頸比較篇分析追節省忍成本贏約1雄5%蠶，且隨模擬外培訓輕具有乒良好剝的重頭復性膝和試買教系暮統，聰培訓耗效果器也有紫明顯貿提高螺。研發佳成果掉的作盟用意磁義27“數喊字化糞焊接蹄模擬曉培訓鞭室”平板尚堆焊倡、平壁焊社會稠意義1、焊繁接計視算機耳模擬勢培訓覆無污篩染排筐放，攏具有濃綠色雜、環殊保的隱特點峽；2、具杜有培胸訓的查可重宮復性消，無下鋼材虹、焊底接材滑料損削耗，腹節約畜能源柴；3、培問訓勞孝動強翅度低沉，具含有聲腥音、諸光效桃，可定以提才高學總員的萄注意粘力與經關注碗度，窩培訓右效果甲有所福提高者；4、焊桿接計男算機春模擬英培訓舌在模聚擬培鞏訓方推面具體有國找際領牌先地饑位。研發戴成果喉的作聚用意輝義29一、牢項目伸任務臉來源二、爬應用伶領域運和技虜術原企理三、貿主要浸性能撲指標靠完成膽情況四、航與國甲內外唐同類密的比續較五、輔研發童成果乳的創窩造性碧和先蓋進性六、孝研發禽成果跪的作咽用意獅義七、團推廣梅應用極范圍喬及前藏景30新一仗代培稱訓系善統的蜻可用嗚于新瓶入職囑焊工孝的培劣訓：應用商于技暗校生若的初銹級培精訓；公司侮、集槍團公秩司的總焊工席入職濫培訓聚；焊接親工人刃的技譜能擴披展；焊工元理論拒培訓拉。推廣臂應用牧范圍糾及前嬌景31項目坊完成乒后可另積極碰的在惠公司寫、集互團公溉司乃干至國茅內相膀關行與業的茅焊接瞎培訓秘中進蹲行推兔廣使棵用，物可以束給公芒司節牛省可防觀的駕費用憐，增雅加經榮濟效陳益，仇并徹渴底改圍善焊妥接培票訓的瞎環境吃狀況靠，為省公司裝承擔限社會前責任撲，造休福當吉地并憤贏得肝一定謎的聲勤譽，前圓景良