一种基于AR技术的磨床产品远程交互与运维系统

本发明涉及增强现实技术领域，具体的是一种基于ar技术的磨床产品远程交互与运维系统。

背景技术：

随着制造技术的不断发展和企业间竞争的日益加剧，机械装备制造企业仅仅依靠技术和产品已经无法维持长期的竞争优势，产品售后服务愈来愈成为企业竞争的利器。设备制造企业的售后服务不仅仅包含产品的安装调试、维修保养等基础内容,还肩负着为客户提供技术咨询，以及帮助客户技能培训等责任。售后服务环节对于产品的竞争力和企业的盈利水平的影响越来越明显。具体来说：

对于设备制造企业，优质的产品售后服务支出占产品盈利的份额是一个不可小觑的数目。目前绝大多数的设备制造企业售后模式为指派专业的技术人员前往客户所在地解决问题。这种模式下，首先，企业需要培养许多专业的售后专业技术人员，并且专业技术人员上门维修的交通费和额外的工资都是需要企业承担；在交通不便的情况下，企业无法提供专业人员上门服务，给客户不可避免造成生产影响的损失，降低客户对企业售后服务的满意度。其次，由于销售成本的限制，小型企业无法进一步开拓市场，被迫局限于就近销售，或者产品销售成本过低，维修费用导致企业产生亏损。

对于客户，一般设备的质保期为1～2年，一旦设备过了质保期，维修费用需要由己方承担；另外，如果不了解设备内部结构，进行盲目拆卸和更换零部件可能会造成更大的损坏，而等待企业专业人员上门维修，时间成本大，对客户本身的生产造成影响。

并且，目前大部分厂家提供的产品说明书为文字或者图片的形式，步骤繁杂，不够直观。因此，亟需一种磨床产品远程交互与运维系统帮助企业完成优质的产品售后服务，降低产品维修成本，并且客户能够通过沉浸式的交互了解产品的组成、安装调试、操作步骤以及检修的方法。

技术实现要素：

为解决上述背景技术中提到的不足，本发明的目的在于提供一种基于ar技术的磨床产品远程交互与运维系统，将真实世界信息和虚拟世界信息“无缝”集成的新技术，是把原本在现实世界的一定时间空间范围内很难体验到的实体信息(视觉信息、声音、味道、触觉等)，通过电脑等科学技术，模拟仿真后再叠加，将虚拟的信息应用到真实世界，被人类感官所感知，从而达到超越现实的感官体验。本发明将ar技术应用于磨床产品的远程交互与运维，不仅能够帮助企业完成优质的产品售后服务，降低产品维修成本，并且客户能够通过沉浸式的交互了解产品的组成、安装调试、操作步骤以及检修的方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种基于ar技术的磨床产品远程交互与运维系统，包括资料收集模块、组件划分模块、建模渲染与剪辑模块、远程交互与运维模块以及终端展示模块；

资料收集模块是对磨床的基本信息、部件组成、安装工艺、操作过程以及检修工艺进行了解；

组件划分模块是对磨床的各主要功能部件进行划分，具体可划分为：电控系统、润滑系统、冷却系统、机床床身、纵向进给装置、垂直进给装置、主磨头电机装置、工作台回转装置以及电磁工作台；

建模渲染与剪辑模块是利用inventor或者其它三维建模软件对磨床进行精密建模，然后通过3dsmax对建好的模型进行颜色设置、贴图以及环境渲染，并根据相关工艺流程进行动画制作，得到高逼真度时间序列渲染图片，再使用premier对高逼真度渲染图片进行剪辑编辑，生成动画；

远程交互与运维模块是基于unity3d进行平台开发，实现产品展示、安装调试、仿真操作、检修工艺、ar功能以及远程协作的功能；

终端展示模块是基于组件划分模块所划分的磨床主要组成部分，利用视频的形式进行动态展示。

进一步优选地，安装调试分为以下几个步骤：确定工作空间、床身吊装、地脚螺栓预紧、利用框式水平仪调整床身正确位置以及紧固地脚螺栓，步骤均用连续视频的形式进行动态展示。

进一步优选地，仿真操作分为视频动画展示和三维可视化模型虚拟操作互动；视频动画展示是利用视频的形式分步骤演示机床操作过程，细化整个工作过程；三维可视化模型虚拟操作互动是通过操作控制面板上的按钮，对虚拟机床进行仿真操作，提高操作实用性。

进一步优选地，检修工艺分为视频动画展示和三维可视化虚拟拆装互动，基于资料收集模块对磨床基本信息的了解，确定磨床易损坏或经常需要更换零件的部位；视频动画是利用视频的形式演示主要部件检修更换的过程，分步骤演示整个过程；三维可视化虚拟拆装互动是利用触碰正确拆装虚拟零件，使用拖动的方式进行拆除，拖动到一定位置便自动消失，拆装步骤对应于检修更换过程，实现相应的虚拟拆装互动。

进一步优选地，ar功能是通过扫描实体机床上各主要部件的二维码，实现虚拟模型与实际产品重合，并通过触碰外壳达到隐藏外壳的效果，实现观察机床内部结构及零件的目的。

进一步优选地，远程协作是通过视频通话的形式，实现专家端到客户端一对一指导，并能够实现专家端和客户端相互画面涂鸦标记功能。

进一步优选地，终端展示模块是将该开发平台在android或windows系统设备或者其他可移动终端进行展示。

本发明的有益效果：

本发明提出的基于ar技术的磨床产品远程交互与运维系统，既可以降低设备制造企业的售后服务人工成本，并且通过沉浸式的交互帮助客户了解产品的组成、安装调试、操作步骤以及检修的方法，利用增强现实技术，加强人与环境的交互能力，增强了使用者的体验感、沉浸感，实现优质的售后服务，为利益最大化提供了保障。并且，在5g背景下，企业ar应用在人工智能的加持下，可实现智能识别及智能运算，能够解决企业切实问题，提高制造效率，降低生产成本，实现真正的智能制造。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步的说明。

图1是基于ar技术的磨床产品远程交互与运维系统步骤流程图；

图2是远程交互与运维模块主界面；

图3是远程交互与运维模块产品展示；

图4是远程交互与运维模块安装调试；

图5是远程交互与运维模块仿真操作的操作演示；

图6是远程交互与运维模块仿真操作的操作互动；

图7是远程交互与运维模块检修工艺的拆装演示；

图8是远程交互与运维模块检修工艺的拆装互动；

图9是远程交互与运维模块ar功能；

图10是远程交互与运维模块远程协助。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“开孔”、“上”、“下”、“厚度”、“顶”、“中”、“长度”、“内”、“四周”等指示方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的组件或元件必须具有特定的方位，以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

一种基于ar技术的磨床产品远程交互与运维系统，该检修系统由资料收集模块、组件划分模块、建模、渲染与剪辑模块、远程交互与运维模块以及终端展示模块组成。

资料收集模块是对磨床的基本信息、部件组成、安装工艺、操作过程以及检修工艺进行了解。

组件划分模块是对磨床的各主要功能部件进行划分，具体可划分为：电控系统、润滑系统、冷却系统、机床床身、纵向进给装置、垂直进给装置、主磨头电机装置、工作台回转装置以及电磁工作台。

建模渲染与剪辑模块是利用inventor或者其它三维建模软件对磨床进行精密建模，然后通过3dsmax对建好的模型进行颜色设置、贴图以及环境渲染，并根据相关工艺流程进行动画制作，得到高逼真度时间序列渲染图片，再使用premier对高逼真度渲染图片进行剪辑编辑，生成动画。

远程交互与运维模块是基于unity3d进行平台开发，实现产品展示、安装调试、仿真操作、检修工艺、ar功能以及远程协作的功能。

产品展示功能是基于磨床主要组成部分，利用视频的形式进行动态展示。

安装调试功能分为以下几个步骤：确定工作空间、床身吊装、地脚螺栓预紧、利用框式水平仪调整床身正确位置以及紧固地脚螺栓，所述步骤均用连续视频的形式进行动态展示。

仿真操作功能分为视频动画展示和三维可视化模型虚拟操作互动。所述视频动画展示是利用视频的形式分步骤演示机床操作过程，细化整个工作过程；所述三维可视化模型虚拟操作互动是通过操作控制面板上的按钮，对虚拟机床进行仿真操作，提高操作实用性。结合演示动画分步骤观看，在虚拟机床上进行相应操作，熟悉操作过程。

检修工艺功能分为视频动画展示和三维可视化虚拟拆装互动。基于对磨床基本信息的了解，确定磨床易损坏或经常需要更换零件的部位；所述视频动画是利用视频的形式演示主要部件检修更换的过程，分步骤演示整个过程；所述三维可视化虚拟拆装互动是利用触碰正确拆装虚拟零件，使用拖动的方式进行拆除，拖动到一定位置便自动消失，拆装步骤对应于检修更换过程，实现相应的虚拟拆装互动。

ar功能是通过扫描实体机床上各主要部件的二维码，实现虚拟模型与实际产品重合，并通过触碰外壳达到隐藏外壳的效果，实现观察机床内部结构及零件的目的。

远程协作功能是通过视频通话的形式，实现专家端到客户端一对一指导，并能够实现专家端和客户端相互画面涂鸦标记功能。应对一般故障，专家不用去现场也能手把手指导现场技术人员完成故障修复。

终端展示是将该开发平台在android或windows系统设备或者其他可移动终端进行展示。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。