Еще раз приветствую читателей Habr. Продолжаю делиться опытом процесса создания VR тренажеров, разработанных нашей командой в этом году.

Первая часть

Несколько дней назад наша команда вернулась из Владивостока. Успешно сдан заказчику и провшел все испытания виртуальный сварочный тренажер.

В качестве базы был выбран Unity. В качестве VR - HTC Vive Cosmos Elite + 3 Трекера.

Пины трекера на полуавтоматическом держаке соеденены с клавишей пуска.

Поставленные задачи:

  • изучение функционала и основных принципов работы на сварочном аппарате

  • обучение практическим правилам пользования сварочным оборудованием

  • воспроизводит процесс: ручной дуговой сварки

  • воспроизводит процесс: полуавтоматической сварки

  • автоматически формирует статистические данные по результату выполнения упражнений 

Внешний вид оборудования в VR
Внешний вид оборудования в VR

Требования к аппаратным компонентам:

  • поворотный кронштейн для размещения камеры

  • крепления для держателя электрода и горелки

  • крепление для маски

  • штанга для крепления заготовки, регулируемая по высоте

  • заготовки для сварки

  • стойка

  • держатель электрода и горелка

  • маска со встроенными 3D очками

HTC VIVE Cosmos Elite как "база"
HTC VIVE Cosmos Elite как "база"
Пример использования тренажера в режиме сварки "полуавтоматом".
Пример использования тренажера в режиме сварки "полуавтоматом".
Ручная "сварка"
Ручная "сварка"

Требуемые возможности:

  • визуализация работы сварочного аппарата

  • реалистичная имитация звука сварки в виртуальном мире

  • имитация работы сварочным аппаратом

  • согласование виртуальной сцены в режиме реального времени с воздействиями обучаемого на органы управления

  • отображение на экране монитора текущих параметров имитируемого сварочного процесса

  • статистическая обработка результатов

  • изучение виртуального сварочного шва после завершения упражнения с разных ракурсов и разного расстояния

  • возможность выбирать упражнения из набора

  • возможность выбирать заготовку для сварочных работ

  • отображение сварочного процесса в трехмерном пространстве с использованием: очков виртуальной реальности, монитора компьютера

  • менять силу тока для ручной сварки

  • менять скорость подачи проволоки для полуавтоматической сварки

  • получить основные моторные навыки зажигания и поддержания сварочной дуги

  • локация, моделирующая помещение для сварочных работ

  • режим имитации процесса расхода и смены электрода в режиме ручной дуговой сварки

  • формирование статистики о результатах выполнения упражнений

Перечень учебных упражнений на отработку точности движений

  • Упражнение №1. Наплавка сварочного шва в виде двух горизонтальных линий

  • Упражнение №2. Наплавка сварочного шва в виде пяти горизонтальных линий

  • Упражнение №3. Наплавка сварочного шва в виде двух вертикальных линий

  • Упражнение №4. Наплавка сварочного шва в виде пяти вертикальных линий

  • Упражнение №5. Наплавка сварочного шва в виде квадрата

  • Упражнение №6. Наплавка сварочного шва в виде двух вложенных квадратов

  • Упражнение №7. Наплавка сварочного шва в виде ромба

  • Упражнение №8. Наплавка сварочного шва в виде двух вложенных ромбов

  • Упражнение №9. Наплавка сварочного шва в виде окружности

  • Упражнение №10. Наплавка сварочного шва в виде двух вложенных окружностей

  • Упражнение №11. Наплавка сварочного шва в виде синусоидальной линии

 Перечень учебных заданий на отработку навыков наложения сварочного шва на заготовках, расположенных в различных плоскостях

  • Задание №1. Сварка в нижнем стыковом положении

  • Задание №2. Сварка в нижнем угловом положении

  • Задание №3. Сварка в вертикальном стыковом положении

  • Задание №4. Сварка в потолочном угловом положении

  • Задание №5. Сварка стыковых швов на пластине в вертикальном угловом положении

  • Задание №6. Сварка в вертикальном угловом положении, с ведением снизу-вверх

  • Задание №7. Сварка в потолочном стыковом положении

Комментарии (16)


  1. VolodjaT
    21.12.2021 22:45
    +3

    Я конечно, не настоящий сварщик - хоббист который по ютубу освоил TIG сварку, но не представляю зачем тратить время на этот VR. ИМХО реальная практика будет приносить результат обучения в разы быстрее. Тем более что сварочное оборудование относительно недорогое и стоит сравнимо с вашим VR сетапом
    В той же TIG сварке достаточно тонкие движения - миллиметра 2-3 промазал и уже макнул электрод в сварочную ванну.
    Моделируете ли нагрев детали в процессе сварки и влияние на сварочную ванну? Как со сваркой металлов разных толщин?
    Есть ли моделирование поводки детали после сварки? (вследствие расширения-сжатия) Ведь имеет значение даже в какую сторону вести шов - можно использовать чтобы компенсировать погрешности если знать в какую сторону утянет после сварки

    Разве что бюджет надо осваивать - тогда другое дело


    1. maxgammer Автор
      21.12.2021 23:09

      Математика все вышеперечисленное учитывает.


      1. Quiensabe
        22.12.2021 03:29
        +1

        Вот бы об этом почитать. Упихнуть в реалтайм полноценную симуляцию объемных деформаций при наплаве... Тут на докторскую тянет, как минимум, а не на статью.

        Так то, я очень за, создание подобных тренажеров. В областях где реальные проверки провести очень дорого или опасно - это отличное решение. Но сварочный аппарат за 1/4 цены шлема даст в разы больше для опыта и для результата.


    1. maxgammer Автор
      21.12.2021 23:10

      смысл есть, подготовка перед реальной сваркой + отработка на 10 разных сварочных / разными газами + работа с поворотными столами и т.д.


  1. pomponchik
    21.12.2021 22:48

    А вывод-то какой из статьи? VR-обучение сварке — хорошо или плохо?


    1. maxgammer Автор
      21.12.2021 23:09

      Перед тем как пускать к "железу" да, полезно в VR отработать. Потом обязательно к "железу"


      1. VolodjaT
        22.12.2021 12:13

        Это ж не ядерный реактор, почему не подпускать к железу сразу после инструктажа по ТБ


        1. maxgammer Автор
          22.12.2021 17:09

          Ну например, когда сварочный один, а обучаемых 40, но есть компьютерный класс пустой


          1. VolodjaT
            23.12.2021 13:28

            Ну за деньги на вр купить несколько сварочников.


  1. serafims
    22.12.2021 07:09

    Сварка слишком хитрый физический процесс, как в ней в VR сымитировать залипание электрода? Только почувствовав это в реальном деле.

    Но все претензии, считаю, рановато идут, нужно проверять после обучения 100 человек на реальной технике, и других 100 чел на тренажере+реальное, и тогда уже считать, что эффктивнее и выгоднее.


    1. maxgammer Автор
      22.12.2021 08:05

      ну можно неодимовым магнитом))) шутка.

      ну не нужно считать тренажеры заменой реальному, только как дополнение.


  1. vipassa
    22.12.2021 19:25

    Интересно. Посмотрел сайт, но информации о цене "парохода" нет.

    Подскажите, какова стоимость владения таким тренажёрном по сварке?


    1. maxgammer Автор
      22.12.2021 19:53

      90т.р. = софт.


      1. vipassa
        22.12.2021 22:43

        А аппаратная часть "парохода"?


        1. maxgammer Автор
          23.12.2021 00:11

          Примерно 250-300, сейчас с видеокартами и майнерами ситуация такая( До этого было 150-200


          1. maxgammer Автор
            23.12.2021 00:14

            но на аппаратной части можно 3-4 тренажера разных поставить, обычно так и делается.