Artykuł oparty na raporcie: Technology Evaluation of Augmented and Mixed Reality Systems in Shipbuilding Processes Preliminary.

Opisywana technologia została zaprojektowana z myślą o spawaniu laserowym, procesie wysokoenergetycznym wymagającym precyzyjnej kontroli ścieżki laseru, prędkości i kąta. Podczas gdy automatyzacja jest powszechna, ostatnie postępy w ręcznym spawaniu laserowym wymagają narzędzi, które pomogą spawaczom zachować dokładność. Aby temu zaradzić, przetestowano HoloLens 2 jako potencjalne rozwiązanie.

Cel

  • Upewnienie się, że spawacze mogą ustawiać i śledzić odpowiednie prędkości, kąty i pozycje za pomocą HoloLens2.

Urządzenia i aplikacje

  • HoloLens 2 – zaawansowane, samodzielne urządzenie holograficzne przeznaczone do zastosowań korporacyjnych, w formie inteligentnych okularów. Przetwarza stereoskopowe, pełnokolorowe obrazy o wysokiej rozdzielczości dzięki technologii falowodowej i laserowej. Model drugiej generacji wprowadza ulepszone możliwości, w tym precyzyjne śledzenie wzroku, zaawansowaną artykulację dłoni, inteligentne etykietowanie semantyczne, optymalizację interakcji użytkownika i wydajność operacyjną.
  • Meta Quest 3 – zestaw słuchawkowy do rzeczywistości wirtualnej (Virtual Reality) i mieszanej (Mixed Reality) wyposażony w czujniki śledzenia głębokości i położenia obiektu oraz kontrolery ręczne z możliwością śledzenia. Posiada przednie kamery do monitorowania pozycji, kolorową kamerę przelotową i czujnik głębokości dla lepszego odzwierciedlenia otoczenia. Wyświetlacz oparty na kamerze eliminuje potrzebę dodatkowej ochrony oczu.
  • Aplikacje: Dedykowana aplikacja opracowana przez TT PSC stworzona do zadań szkoleniowych w zakresie ręcznego spawania laserowego.

Przeczytaj także: Opinia: Microsoft HoloLens 2 – przełom w MR?

Przebieg

Przeprowadzono następujący proces krok po kroku:

  1. Mapowanie obszaru – HoloLens 2 automatycznie skanuje obszar roboczy po aktywacji.
Zdjęcie przedstawiające pracownika stoczni, który dzięki rozwiązaniu SkillWorx połączonemu z narzędziem HoloLens 2 wykonuje mapowanie przestrzeni produkcyjnej przed wykonaniem procedury spawalniczej. Rozwiązanie to zaprojektowało oraz wdraża firma Transition Technologies PSC
  1. Aktywacja oprogramowania – aplikacja spawalnicza uruchamia się po zakończeniu mapowania.
  2. Definiowanie punktu startowego – wirtualny znacznik (mała kulka) jest umieszczany w wyznaczonej pozycji startowej i dostrajany za pomocą gestów dłoni.
Zdjęcie przedstawiające pracownika stoczni, który dzięki rozwiązaniu SkillWorx połączonemu z narzędziem HoloLens 2 określa punkt startowy spawania, przed rozpoczęciem procedury spawalniczej. Rozwiązanie to zaprojektowało oraz wdraża firma Transition Technologies PSC
  1. Definiowanie punktu końcowego – ten sam proces jest powtarzany w celu oznaczenia punktu końcowego spoiny.
Zdjęcie przedstawiające pracownika stoczni, który dzięki rozwiązaniu SkillWorx połączonemu z narzędziem HoloLens 2 określa punkt startowy spawania, po zakończeniu procedury spawalniczej. Rozwiązanie to zaprojektowało oraz wdraża firma Transition Technologies PSC
  1. Generowanie ścieżki – oprogramowanie łączy punkty i ustanawia oś spawania w punkcie początkowym.
Zdjęcie przedstawiające pracownika stoczni, który dzięki rozwiązaniu SkillWorx połączonemu z narzędziem HoloLens 2 określa ścieżkę przebiegu ściegu spawalniczego. Rozwiązanie to zaprojektowało oraz wdraża firma Transition Technologies PSC
  1. Ruch prowadzony – oś porusza się z predefiniowaną prędkością, którą można dostosować w menu.
  2. Prowadzona pozycja uchwytu spawalniczego – aplikacja umożliwia konfigurację kąta równoległego do ścieżki spawania.

W miarę rozwoju systemu, kilka udoskonaleń zwiększyłoby jego dokładność, użyteczność i wydajność. Kluczowe obszary wymagające poprawy obejmują:

  • Ulepszenie funkcji odliczania – utrzymanie 5-sekundowego opóźnienia przed rozpoczęciem spawania w celu zapewnienia płynniejszej pracy.
  • Lepsza widoczność jeziorka spawalniczego – ulepszony wyświetlacz osi środkowej w celu lepszego monitorowania jeziorka spawalniczego.
  • Prowadzenie wyrównujące – zapewnia intuicyjne śledzenie poprzez wyrównanie uchwytu spawalniczego z osią prostopadłą.
  • Zmniejszenie opóźnień wizualnych – badanie i rozwiązywanie rozbieżności między HoloLens 2 a wyświetlaczami laptopów w celu zapewnienia dokładności w czasie rzeczywistym (przekaz wizji na żywo tylko dla zewnętrznych pracowników)
  • Zoptymalizowana nawigacja funkcjonalności – usprawnienie opcji wyboru dla pracowników, umożliwiając mentorom kontrolowanie kluczowych ustawień, takich jak prędkość i kąty.
  • Skanowanie 3D uchwytu spawalniczego – wyposażenie rzeczywistego uchwytu spawalniczego w znaczniki i wprowadzenie wirtualnego modelu 3D w celu weryfikacji dopasowania.
  • Wizualne alerty wyrównania – wyświetlają model uchwytu spawalniczego na zielono, gdy jest prawidłowo dopasowany i zmieniają kolor na czerwony, jeśli wykracza poza tolerancję.

Ulepszenia te mają na celu udoskonalenie doświadczenia użytkownika, zwiększenie precyzji i wsparcie lepszej integracji z praktycznymi aplikacjami spawalniczymi.

Wyniki:

Sprawdzone i potwierdzone założenia:

  • Użytkownik widzi informacje kontekstowe,
  • wydajność jest szybsza i bardziej wciągająca,
  • precyzyjna lokalizacja obiektów – śledzenie AR działa.

Sprawdź, jak poprawiliśmy wydajność firmy spawalniczej:

Grafika będąca banerem zachęcającym do przeczytania Success Story firmy Transition Technologies PSC o tytule How welding company profited from IIoT solution. Na grafice widczna jest etykieta: Success Story, tytuł artykułu, do którego przenosi grafika oraz przycisk opisany jako „Read”. W tle widać dwie postaci w ochronnym stroju, które spawają.

Przeczytaj także: Rezultaty projektu Mari4_YARD: Rozszerzona Rzeczywistość (AR) w przemyśle stoczniowym