焊接VR仿真实训系统

摘 要：VR技术又名临镜技术，主要是利用计算机对虚拟仿真环境进行构建，近年来，该项技术得到了学校和教师的高度关注，并在焊接实训中得到了应用。本文对焊接VR仿真实训系统的优势及应该注意的问题进行总结，并从理论教学模块的录制、实践教学模块的录制、焊接过程模型的制作、VR课件的合成与输出四方面，论述了焊接VR仿真实训系统的设计策略。

关键词：焊接过程 VR技术 仿真实训

前言：随着我国现代化技术水平的进一步提升，人们对焊接工艺水平的要求也越来越高，相关从业人员除了具备丰富的理论知识外，还要进一步提升实践能力。但站在目前的职业院校焊接实训角度来说，很多教师依然选择先理论、后教学的模式，对学生理论知识和实践融合效果产生了影响。随着VR技术的引入，让整个焊接实训过程突破了环境限制，进一步提升了焊接实训效果。

一、焊接VR仿真实训系统的优势及应该注意的问题

（一）加深学生对知识的理解程度

在过去的焊接实训过程中，很多学生在相关知识的获得上并不全部来自于教师的讲授，这其中还涉及到很多生活经验和学习资料。因此，在开展焊接实训教学时，教师除了将书本之中基本内容体现出来以外，还要将自己的理解融入到教学过程之中。然而在传统教学方法上，由于环境的限制，教师很难在具体实践过程中激发出学生的联想，这对于学生的成长和进步极为不利。而在VR技术应用过程中，可以帮助教师更加轻松的构建各种实训场景，提升他们对知识的理解和操作能力。

（二）提高学生对焊接学习的兴趣

在传统教学过程中，教学和实践过程往往相互分离，再加上专业知识讲解的枯燥无味，很容易让学生失去对焊接专业学习的兴趣，进而对后续的实训课程开展产生影响。在VR技术的帮助下，可以提升学生在实训过程中的感知能力，将他们的学习经济性调动出来，其实训效果远远高于传统教学模式。除此之外，相关心理学家研究表明，人们在知识获取过程中，视觉和听觉发挥着巨大作用，而且人们能够记住自己所看到和听到的50%，在阅读过程中，人们只能对其中的10%进行记忆。VR技术可以将学生阅读内容转化成听到和看到的内容，这对于职业院校学生来说，可以改善具体的学习情绪，进而提升学习的自信心。

（三）焊接VR仿真实训教学中应该注意的问题

首先，注重理论与实践相结合。在焊接实训之中，教师需要对实训方案和实训目标进行合理制定，并以模块化教学为主，将理论和实践内容结合在一起。VR实训教学便是利用了此项教学理念，教师可以模拟中各种实训场景，提升学生对焊接专业知识的了解程度和应用熟练度。其次，注重VR技术的后期维护工作开展。VR技术有着极为广阔的发展前景，在实训教学过程中的应用也只是初始阶段。但在具体应用过程中，难免会出现一些问题，这也要求教师和学生在实训过程中根据实际情况，做到及时发现问题、解决问题，进一步提升实训效果。另外，VR实训系统具有高度逼真的效果，可以将焊接原理还原，甚至進行1：1建模。但在具体应用时，一定要注重VR技术的及时更新，并将教学过程中的缺陷排除，最终为学生提供一个高质量的焊接实训教学[1]。

二、焊接VR仿真实训系统的设计策略

（一）理论教学模块的录制

在焊接实训过程中，理论学习属于基础所在。教师在利用VR技术开展焊接实训仿真教学过程中，应该对实训内容进行整合和梳理，确保每一项内容形成一个独立的模块，为后续VR仿真实训课件的制作创造有利条件，并帮助学生根据自身需求来选择实训内容。与此同时，教师还可以将学生在实训过程的具体操作记录下来，用于教学工作开展的

素材。

（二）实践教学模块的录制

实践是焊接专业教学工作的开展重点，在具体实训内容设计过程中，教师可以利用VR技术，对实践模块进行有效分类，并将教师的操作和讲解过程记录下来，为学生的实践操作提供便利条件。值得注意的是，在后续实训教学过程中，教师需要将VR技术的应用重点放在焊接过程中手部动作以及工件和焊接条之间的相对位置确定上，并确保课件的规范性录制和选择。与此同时，在整个实训过程中，教师可以让学生根据自身需求来更改模拟操作环境，进而帮助他们更好的对焊接方法进行

掌握。

（三）焊接过程模型的制作

在具体仿真系统制作过程中，可以利用Maya软件建立起具体的焊接过程中需要用到的工具和设备，进而为虚拟工具的真实性提升创造有利条件，提升学生在仿真实训过程中的真实感。另外，在具体实训过程中，教师话可以利用动画仿真形式，为学生的焊接过程增添一些特殊的焊接效果，这样一来，学生便可以对真实的焊接场景进行深入了解你，为未来发展创造良好条件。

（四）VR课件的合成与输出

在理论和实践教学模型制作好之后，教师便可以将具体的实训教学内容导入到VR制作软件之中，并与具体的实训条件和场所相结合，做到VR仿真实训系统的交互性设计。在具体学习过程中，学生也需要通过自己的操作对仿真系统进行视角转换，最终为整个实训过程提供便利条件。在具体操作过程中，教师可以根据学生不同的操作方式设计对应的实践内容，当所有工作完成之后，利用VR技术输送到实训场地之中，为学生提供更多的模拟场景[2]。

总结：综上所述，VR技术属于一种现代化前言信息技术，在现阶段的焊接仿真实训系统构建上得到了重要应用。站在具体实训教学角度来说，虽然该项技术还不能将传统实训教学模式完全代替，但很多教师坚持利用该项技术与传统教学模式相结合的方式，将其中的虚拟技术优势发挥出来，为学生更好的成长和发展创造了有利条件。

参考文献：

[1] 章朋田，黄宁，张玉良，葛一凡，陈树君.基于VR焊接系统的机人协作GTAW焊接[J].焊接，2018（04）：23-27+65.

[2] 李子炎，王建明.VR技术在焊条电弧焊教学中的应用[J].科技风，2017（17）：47.

作者简介：姓名（熊友康）姓别：男--出生年（1986）籍贯到市（湖北大冶）民族（汉）职称（无）学历（本科）研究方向（激光技术及VR技术等）