【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及焊接领域的仿真，特别是涉及一种小角度管子焊接可视可达性仿真分析方法。
技术介绍
1、管子焊接贯穿于整个船舶建造过程，且种类繁多，数量巨大，管子的焊接速度以及焊接质量对船舶的建造周期至关重要。管子焊接效率直接关系到整船的建造进度，许多工厂对于管子的焊接仍然以手工为主，经常造成咬边、焊瘤、有时还有表面气孔和表面裂纹，单面焊的根部未焊透等问题，尤其是小角度管子焊接时，出现上述问题的频次更多，程度更深。咬边是指沿着焊趾，在母材部分形成的凹陷或沟槽，它是由于电弧将焊接边缘的母材熔化后没有得到熔敷金属的充分补充所留下的缺口。焊瘤焊缝中的液态金属流到加热不足未融化的母材上或从焊缝根部溢出，冷却后形成的未与母材熔合的金属瘤即为焊瘤。对于在外表面焊缝或外部焊瘤可以选择磁粉检测或渗透检测，由于该两项属于表面检测，有利于直观的在表面发现缺陷部位，对于在内表面焊缝或内部焊瘤可以选择超声波检测或射线检测。
2、由于小角度管子焊接在焊接时，可视可达性都不好，可视性差妨碍了操作人员在焊接时的眼部跟踪，容易造成咬边。咬边减小了母材的有效截面积，降低结构的承载能力，同时还有可能造成应力集中，发展为裂纹源。可达性差使操作人员在焊接时，容易造成过度停留，焊瘤常伴有未熔合、夹渣缺陷，易导致裂纹。同时，焊瘤改变了焊缝的实际尺寸，会带来应力集中。管子内部的焊瘤减小了它的内径，可能造成流动介质堵塞。
3、本专利技术针对产品建造过程中小角度管子焊接情况较多，在整船焊接工作中情况较为复杂，且小角度管子焊接容易造成咬边和焊瘤，通过虚拟现实系统
技术实现思路
1、为了能够解决现有技术中存在的不足，针对小角度管子焊接可视性、可达性差的问题，本专利技术提供了一种小角度管子焊接可视可达性仿真分析方法。该方法通过管子与焊接基体角度模型的构建、管子数字样机模型检查、小角度管子数字样机仿真状态固化、光学动捕系统测算管子焊接角度、可视可达性仿真分析最终结合虚拟现实系统和光学动捕系统，对小角度管子焊接进行可视可达性的综合分析评判，解决小角度管子焊接可视性、可达性的技术问题。
2、本专利技术解决技术问题所采用的方案是：
3、一种小角度管子焊接可视可达性仿真分析方法，包括以下步骤：
4、1）管子与焊接基体角度模型构建：
5、2）管子数字样机模型检查：
6、3）小角度管子数字样机仿真状态固化：
7、4）光学动捕系统测算管子焊接角度：
8、5）可视可达性仿真分析。
9、为了进一步解决本专利技术所要解决的技术问题，本专利技术提供的一种小角度管子焊接可视可达性仿真分析方法中，
10、1）中，对管子物理实体的形态、位置、尺寸进行数据收集，利用三维设计平台中sdd模块建立模型，为后续仿真验证奠定基础。
11、2）中，打开相关服务器，对验证区域的管子和焊接基体进行区分，列出各个方向的小角度管子形位及空间分布，拟合小角度管子数字样机与焊接基体整体状态，进行各分布空间及区域的小角度管子数字样机及焊接基体的可视化浏览，进行小角度管子焊接可视可达性数字样机模型固化，将管子数字样机模型与焊接工艺准确融合匹配，为下一步仿真做铺垫。
12、3）中，对小角度管子所在区域进行场景模型搭建，对搭建好场景的小角度管子数字样机进行仿真状态固化，尤其是人机仿真状态进行固化，对不同角度的管子焊接仿真状态通过3de软件中的制造仿真模块进行固定，通过虚拟评审软件techviz进行同步投屏，基于opengl截取显卡三维数据，将仿真状态实时的投屏到虚拟现实系统中。
13、4）中，动捕系统测算出人体各个部位位置信息、旋转角度信息，用来捕捉真实人体位置；当跟踪标记点时，3d坐标基于2d图像系统中每个相机识别到的刚体进行重建，被跟踪物体的数据结果从摄像机发送到控制主机上，控制主机解算出刚体的六自由度信息，通过dtrack软件发送到应用程序软件中，控制主机获取工作站立体图像及同步信号，投屏到虚拟现实系统中，为下一步交互式综合仿真分析做准备，其中，dtrack软件为光学动捕前端控制软件。
14、5）中，对仿真状态固定后的小角度管子及焊接基体进行可视可达性仿真分析，使用手柄控制器、art光学动作捕捉系统进行可视可达性仿真分析，包括验证焊接工艺实施可行性，验证小角度管子焊接施工的可达性，利用真实人在虚拟环境中观测小角度管子与焊接基体的相互影响性，通过立体眼镜分析作业人员人眼在焊接作业时的可视性，最终达到对小角度管子焊接可视可达与施工可行性的综合仿真分析。
15、积极效果，由于本专利技术通过管子与焊接基体角度模型构建、管子数字样机模型检查、小角度管子数字样机仿真状态固化、光学动捕系统测算管子焊接角度、可视可达性仿真分析等步骤实现小角度管子焊接可视可达性仿真分析过程。通过虚拟现实系统结合光学动捕测量，从而进行可视可达性仿真分析，提供小角度管子焊接可视可达性仿真分析方法可以有效的改善小角度管子焊接情况，最终提高产品的焊接质量及建造效率。适宜作为一种小角度管子焊接可视可达性仿真分析方法应用。
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1.一种小角度管子焊接可视可达性仿真分析方法，其特征是：
2.根据权利要求1所述的一种小角度管子焊接可视可达性仿真分析方法，其特征是：
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【技术特征摘要】
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3.根据权利要求1所述的一种小角度管子焊接可视可达性仿真分析方法，其特征是：
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【专利技术属性】
技术研发人员：周游，李海波，王庆海，毕玉琢，周晓旭，路瑞，王美玲，
申请(专利权)人：中国船舶集团渤海造船有限公司，
类型：发明
国别省市：
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