CN106078227A - 基于bim的移动式卷边c型钢成型机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于BIM的移动式卷边C型钢成型机，如图1所示。在车体的底板上自前向后依次设置开卷装置、钢带整平机构、基于BIM信息定位钻孔机构、冷压成型机构、BIM信息定位片打印机构和截断机构。能够满足现场加工、补充加工等作业。可根据BIM信息处理系统调取BIM数据储存器中相应加工信息和定位信息进行工件准确加工，并及时打印BIM信息定位片。确保施工精度、提高施工效率，降低施工难度和工人工作量，节约施工成本，也为BIM技术在施工企业中将得到快速发展和应用提供基础。

Description

基于BIM的移动式卷边C型钢成型机

技术领域

本发明涉及钢结构工程构建现场施工设备技术领域，具体涉及一种基于BIM的移动式卷边C型钢成型机。

背景技术

钢结构在建筑或桥梁领域应用广泛，其中焊接制作构件是质量保证的关键工序，该工序属于隐蔽工程，也是最易发生质量问题的工序之一。钢结构在实际施工过程中，施工难度大，效率低，错误率高。例如同样型号的钢构件在不同空间位置时，会有适当差别，施工人员很容易将其混乱，以至于施工不达标。经常出现定位精度差，偏角过大，或错位等问题，其主要原因是定位连接板与主梁预先焊接存在误差大的问题。目前，将定位连接板焊固与主梁上的方法是依靠工人利用丁字尺作为基准，或者利用角度仪设计角度后，用手扶定位连接板的方式进行焊接，这种焊接方式误差很大，经常出现倾斜角度不对应和前后错位等问题，焊接后再测量，如发现精度不够再进行纠正的方式是采用大锤砸的方式，这种笨重的处理方法只能略微纠正角偏问题，对于错位问题无法根部解决，而返工可能会造成主梁承载性能变差的问题。为达到标准的连接精度，工作量极大，效率低下，影响整个工程的施工进度。

建筑结构房屋的立柱与横梁的连接设计是墙体设计中的一个难点和重点， 目前关于建筑房屋的立柱与横梁的连接的方法种类繁多，普遍存在如下问题：（1）连接结构复杂导致制造成本高和现场施工效率低，提高梁与柱或者梁与梁承载时需要设置防脱离结构，需要增加额外配合件。（2）定位性差影响施工效率，现场组装梁与柱时通常为高空作业，定位性差增加施工难度。（3）受力强度较差，现有梁与柱或者梁与梁的各种连接结构中，通常只有一种连接约束关系。（4）对接配合紧密型差，需要辅以人力使其结合再固定，容易形成梁与柱或者梁与梁间隙。

在现有技术中，采用了连接件与薄壁钢型材之间通过箍紧钢带进行快速对接的方案。该方案适合短期快速组件薄壁钢结构房屋，结构设计合理，在无故障条件下强度较高。然而，上述专利技术在投入实施过程中存在型材制造难度大的问题，不能很好地与现有型材成型机相结合，需要专用成型设备，成本高。在该专利技术中，将管状或槽状型材套装于连接件外侧，再利用连接件上的箍槽作为防脱落固定中心，用箍紧钢带将型材强制压缩在箍槽内。但在实际使用过程中，由于箍槽两侧翼板的边缘存在台阶和棱边，而薄壁钢型材的厚度非常薄，通常在0.3mm左右，被箍紧钢带压缩变形后的薄壁钢型材很容易破损，破损后导致型材强度明显降低，甚至会造成整个型材断裂，而且破损后形成的空洞无法进行防腐处理，雨水进入破损缝隙后造成连接结构受到腐蚀问题。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术中存在的问题和不足，提供一种适用于建筑信息模型（BIM）的移动式卷边C型钢成型机，通过BIM定位系统使设计详图顺利应用于现场施工，适合BIM技术在大型复杂工程施工过程中的应用，实现对建筑工程的有效可视化管理。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种基于BIM的移动式卷边C型钢成型机，包括开卷装置、钢带整平机构、钻孔机构和冷压成型机构，在车体的底板上依次设置开卷装置、钢带整平机构、基于BIM信息定位钻孔机构、冷压成型机构、BIM信息定位片打印机构和截断机构；所述基于BIM信息定位钻孔机构和BIM信息定位片打印机构分别与BIM信息处理系统输出端连接，BIM信息处理系统调取BIM数据储存器中相应加工信息用于控制定位钻孔机构对整平后的钢带进行定位打孔，并对成型后的C型钢端部进行BIM信息定位片打印。

所述车体的底板下方设置有车体升降支架。所述车体升降支架包括由多层套管依次套装组成的伸缩套管组，在伸缩套管组内分层设置有至少两级伸缩液压缸。

所述车体底板设置有可扩展支架。所述可扩展支架是通过销轴铰接在车体底板两侧的翻转上侧壁，在车体底板的两侧分别设置向下延伸的固定下侧壁，固定下侧壁设置支座，活动支杆通过下支轴铰接在所述支座内；所述翻转上侧壁设置有滑槽，滑槽两端分别设置上定位槽和下定位槽，所述活动支架的末端设置有上支轴，上支轴能够沿滑槽移动并能卡固于上定位槽或下定位槽中；当上支轴卡固于下定位槽内后使翻转上侧壁竖立，当下支轴卡固于上定位槽内后使翻转上侧壁水平。

所述升降支架包括伸缩段和固定段，两者连接在一起，其中伸缩段包括由多层套管依次套装组成的伸缩套管组，在伸缩套管组内分层设置有至少一级伸缩液压缸。

在所述车体上位于开卷装置附近设置有吊架。

在C型型钢的端部设有端部连接件，该端部连接件包括两个槽型插入体和端板，两个槽型插入体端部固定连接在端板上，两个槽型插入体包括两侧的C型钢翼板和C型钢腹板，槽型插入体的横截面形状与C型型钢内部横截面形状匹配，所述的槽边板插入到所述的C型型钢内钩与侧板之间的间隙内，槽型插入体与C型钢翼板、C型型钢的侧板和C型型钢内钩三者通过铆钉固定连接，所述的连接端板至少有一组对边对称伸出槽型插入体外形成外沿，该外沿上设有连接孔。

所述开卷装置包括支架和钢卷支撑轴，钢卷支撑轴上套装有滑套或轴承，位于支架两侧分别设置上摆杆及压轮和下摆杆及压轮。

在钢带整平机构与定位钻孔机构之间设置有钢带余量检测机构。所述钢带余量检测机构包括竖立设置的套管和套杆，套管固定于车体底板上，套杆上端安装有滑轮，套杆与套管之间通过压力传感器连接；所述压力传感器的信号输出端与钢带整平机构的主机信号输入端连接。

本发明的有益效果是：1、本发明设计的基于BIM的移动式卷边C型钢成型机能够满足现场加工、补充加工等作业。可根据BIM信息处理系统调取BIM数据储存器中相应加工信息和定位信息进行工件准确加工，并及时打印BIM信息定位片。

2、本发明绘制钢结构工程模型图时将各构件的唯一名称信息、尺寸信息、材料信息、以及该定位连接板在对应梁或柱的位置信息或角度信息等，分别记录在对应的左端BIM信息定位片A、右端BIM信息定位片B和定位连接片的BIM信息中，并在工件成形过程直接标记在工件上，从而确定工件唯一名称和空间位置以及空间连接关系，为施工阶段提供极大方便。在施工过程中工人只需扫描各工件对应的属性信息，以及根据定位标注对定位连接板进行定位和焊接，标准统一，不会出现工件混乱情况发生。工人劳动强度降低，对工人技术要求不高，不会出现错误。施工工人可以通过专用的终端扫描后获取，从而能够根据这些信息选择合适的构件，以及将该构件安装到准确的位置，能够大幅提高施工速度和施工质量。钢结构建筑在安装完成后，根据施工中的任意阶段和施工后对已施工的各工件位置进行检测，该基于BIM的钢结构建筑定位贴片能够被检测人员作为觇标进行检测，在经纬仪上加装上二维码或三维码扫描的终端，能够将二维码或三维码中的信息扫描出来，这些信息中包含有检测人员所需的技术资料，这样检测人员就能抛弃手持的技术资料，大幅度的提升检测效率。

3、本发明为实际施工提供了可靠的定位依据，确保施工精度、提高施工效率，降低施工难度和工人工作量，节约施工成本，也为BIM技术在施工企业中将得到快速发展和应用提供基础。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明成型的C型钢端面结构示意图；

图3是图2的立体状态示意图；

图4是本发明C型钢组合形成立柱或梁的结构示意图；

图5是图4的B-B剖面结构示意图；

图6是车体扩展式底板结构示意图；

图7是车体升降支架的结构示意图。

图中，标号1为车体，2为吊架，3为开卷装置，31为上摆杆及压轮，32为下摆杆及压轮，4为钢带整平机构，41为整平机构主机，5为钢带余量检测机构，51为套管，52为压力传感器，6为定位钻孔机构，7为冷压成型机构，8为BIM信息定位片打印机构，9为车体升降支架，91为升降支架上底座，92为升降支架下底座，93为伸缩段，94为固定段，95为一级伸缩液压缸，96为二级伸缩液压缸，10为BIM数据储存器，11为C型钢腹板，12为C型钢翼板，13为C型钢内钩，14为车体底板，140为销轴，141为翻转上侧壁，142为固定下侧壁，143为活动支杆，144为滑槽，145为上定位槽，146为下定位槽，147为支座，148为下支轴，149为上支轴，15为螺栓连接孔，16为连接头，17为铆钉，18为端板，19为BIM信息定位片，20为截断机构。

具体实施方式

实施例1：一种基于BIM的移动式卷边C型钢成型机，如图1所示。在车体的底板上自前向后依次设置开卷装置、钢带整平机构、基于BIM信息定位钻孔机构、冷压成型机构、BIM信息定位片打印机构和截断机构。在所述车体上位于开卷装置附近设置有吊架，以便于吊装钢带圈等使用。

开卷装置包括支架和钢卷支撑轴，钢卷支撑轴上套装有滑套或轴承，位于支架两侧分别设置上摆杆及压轮和下摆杆及压轮。

在钢带整平机构与定位钻孔机构之间设置有钢带余量检测机构。所述钢带余量检测机构包括竖立设置的套管和套杆，套管固定于车体底板上，套杆上端安装有滑轮，套杆与套管之间通过压力传感器连接；所述压力传感器的信号输出端与钢带整平机构的主机信号输入端连接。

其中，基于BIM信息定位钻孔机构和BIM信息定位片打印机构分别与BIM信息处理系统输出端连接，BIM信息处理系统调取BIM数据储存器中相应加工信息用于控制定位钻孔机构对整平后的钢带进行定位打孔，并对成型后的C型钢端部进行BIM信息定位片打印。

BIM系统下钢结构详图信息记录和标注：

参见图2和图3，绘制钢结构工程模型图，并对模型图中各工件的唯一名称、唯一空间位置、形状和材质信息用BIM信息定位片进行记录。利用BIM信息定位片的记录，包括对梁、柱和定位连接板的唯一名称、唯一空间位置、形状和材质信息的BIM信息定位片记录。参见4和图5的组合梁或组合柱：在C型型钢的端部设有端部连接件，该端部连接件包括两个槽型插入体和端板，两个槽型插入体端部固定连接在端板上，两个槽型插入体包括两侧的C型钢翼板和C型钢腹板，槽型插入体的横截面形状与C型型钢内部横截面形状匹配，所述的槽边板插入到所述的C型型钢内钩与侧板之间的间隙内，槽型插入体与C型钢翼板、C型型钢的侧板和C型型钢内钩三者通过铆钉固定连接，所述的连接端板至少有一组对边对称伸出槽型插入体外形成外沿，该外沿上设有连接孔。在组合梁或组合柱的每个C型钢端部都打印BIM信息定位片，BIM信息定位片可采用“二维码”或“三维码”；所述“二维码”或“三维码”在整套图纸中具有唯一的身份编码；或者将该身份编码标注到连接板详图中“二维码”或“三维码”附近。

其中，对梁、柱的BIM信息定位片记录方法：在每根梁或柱的正面两端建立对梁或柱的BIM信息定位片，分别在觇标位置建立左端BIM信息定位片A和右端BIM信息定位片B，其中，觇标位于BIM信息定位片中心。所述左端BIM信息定位片A和右端BIM信息定位片B包含对梁或柱的唯一名称信息记录，尺寸信息记录，材料信息记录，以及该梁或柱空间位置信息记录，该梁或柱的端部构件的名称信息记录，该梁或柱的各侧面定位连接板的名称信息和位置信息记录。

所述左端BIM信息定位片A、右端BIM信息定位片B和定位连接片的BIM信息的记录，是将各信息载于BIM信息定位片中；或者，构建BIM数据库，将各信息记载于BIM数据库中，BIM信息定位片提供与数据库信息连接的地址。

对定位连接板的BIM信息定位片记录方法：

①定位连接片自身信息记录：在定位连接板的左上角位置利用BIM信息定位片记录包括定位连接板的唯一名称信息、尺寸信息、材料信息、以及该定位连接板在对应梁或柱的位置信息或角度信息。

②还包括用于辅助各定位连接板以便于焊接的正交定位器或斜交定位器位置信息的记录：首先以梁或柱的一端原点为基准，根据模型图中梁或柱上所需要焊接的定位连接板的尺寸及角度信息。

③还包括定位连接板边缘与被连接的梁或柱腹板中心线之间距离的信息记录。所述定位连接板边缘与被连接的梁或柱腹板中心线之间距离信息记录：绘制好的某一个定位连接板上的左上角螺栓孔作为第一孔，第一孔中心距离连接梁腹板中心线距离为设计长度L。

工件成形标注阶段：各工件在制作后同时将所述左端BIM信息定位片A和右端BIM信息定位片B分别粘贴标注在对应梁或柱的两端。将各定位连接板的BIM信息定位片粘贴标注在对应定位连接板左上角。将各定位连接板所对应的正交定位器或斜交定位器的两个后角顶点H1、H2分别标注在对应的梁或柱上。

施工阶段：在施工过程中，利用BIM信息扫描仪器读取各工件上BIM信息定位片所包含的信息，对工程中各工件的连接和焊接施工。

BIM系统下对工程中各工件位置、连接关系或角度检测。

在本实施例中，车体的底板下方设置有车体升降支架。由于车体底板上需要施工操作，所以位于车底板上的车体升降支架的上底板不能高于车底板，否则会对施工造成干扰。所以不能采用犹如吊车支架的伸缩支架。本实施例采用了如图6所示车体升降支架包括由多层套管依次套装组成的伸缩套管组，在伸缩套管组内分层设置有至少两级伸缩液压缸。

由于车体底板宽度不超过2.4米，而实际施工场所通常应对大于该宽度，否则影响施工效率。所以在车体底板设置有可扩展支架。参见图7，可扩展支架是通过销轴铰接在车体底板两侧的翻转上侧壁，在车体底板的两侧分别设置向下延伸的固定下侧壁，固定下侧壁设置支座，活动支杆通过下支轴铰接在所述支座内；所述翻转上侧壁设置有滑槽，滑槽两端分别设置上定位槽和下定位槽，所述活动支架的末端设置有上支轴，上支轴能够沿滑槽移动并能卡固于上定位槽或下定位槽中；当上支轴卡固于下定位槽内后使翻转上侧壁竖立，当下支轴卡固于上定位槽内后使翻转上侧壁水平。

实施例2：在实施例1基础上，对升降支架做出改动，如图6所示，升降支架包括伸缩段和固定段，两者连接在一起，其中伸缩段包括由多层套管依次套装组成的伸缩套管组，在伸缩套管组内分层设置有至少一级伸缩液压缸。

实施例3：在实施例1基础上，在车底板上固定有辅助支撑板，辅助支撑板为独立整板或者为分散子板。所述开卷装置、钢带整平机构、基于BIM信息定位钻孔机构、冷压成型机构、BIM信息定位片打印机构和截断机构等 依次固定在辅助支撑板上。现场施工时不仅可以在车上正常进行成型和BIM信息打印作业，也可以通过吊架将各部分逐个移动移动至地面并分别对辅助支撑板进行固定后再施工。

Claims (10)

1.一种基于BIM的移动式卷边C型钢成型机，包括开卷装置、钢带整平机构、钻孔机构和冷压成型机构，其特征是：在车体的底板上依次设置开卷装置、钢带整平机构、基于BIM信息定位钻孔机构、冷压成型机构、BIM信息定位片打印机构和截断机构；所述基于BIM信息定位钻孔机构和BIM信息定位片打印机构分别与BIM信息处理系统输出端连接，BIM信息处理系统调取BIM数据储存器中相应加工信息用于控制定位钻孔机构对整平后的钢带进行定位打孔，并对成型后的C型钢端部进行BIM信息定位片打印。

2.根据权利要求1所述的基于BIM的移动式卷边C型钢成型机，其特征是：所述车体的底板下方设置有车体升降支架。

3.根据权利要求2所述的基于BIM的移动式卷边C型钢成型机，其特征是：所述车体升降支架包括由多层套管依次套装组成的伸缩套管组，在伸缩套管组内分层设置有至少两级伸缩液压缸。

4.根据权利要求1所述的基于BIM的移动式卷边C型钢成型机，其特征是：所述车体底板设置有可扩展支架。

5.根据权利要求4所述的基于BIM的移动式卷边C型钢成型机，其特征是：所述可扩展支架是通过销轴铰接在车体底板两侧的翻转上侧壁，在车体底板的两侧分别设置向下延伸的固定下侧壁，固定下侧壁设置支座，活动支杆通过下支轴铰接在所述支座内；所述翻转上侧壁设置有滑槽，滑槽两端分别设置上定位槽和下定位槽，所述活动支架的末端设置有上支轴，上支轴能够沿滑槽移动并能卡固于上定位槽或下定位槽中；当上支轴卡固于下定位槽内后使翻转上侧壁竖立，当下支轴卡固于上定位槽内后使翻转上侧壁水平。

6.根据权利要求2所述的基于BIM的移动式卷边C型钢成型机，其特征是：所述升降支架包括伸缩段和固定段，两者连接在一起，其中伸缩段包括由多层套管依次套装组成的伸缩套管组，在伸缩套管组内分层设置有至少一级伸缩液压缸。

7.根据权利要求1所述的基于BIM的移动式卷边C型钢成型机，其特征是：在所述车体上位于开卷装置附近设置有吊架。

8.根据权利要求1所述的基于BIM的移动式卷边C型钢成型机，其特征是：在C型型钢的端部设有端部连接件，该端部连接件包括两个槽型插入体和端板，两个槽型插入体端部固定连接在端板上，两个槽型插入体包括两侧的C型钢翼板和C型钢腹板，槽型插入体的横截面形状与C型型钢内部横截面形状匹配，所述的槽边板插入到所述的C型型钢内钩与侧板之间的间隙内，槽型插入体与C型钢翼板、C型型钢的侧板和C型型钢内钩三者通过铆钉固定连接，所述的连接端板至少有一组对边对称伸出槽型插入体外形成外沿，该外沿上设有连接孔。

9.根据权利要求1所述的基于BIM的移动式卷边C型钢成型机，其特征是：所述开卷装置包括支架和钢卷支撑轴，钢卷支撑轴上套装有滑套或轴承，位于支架两侧分别设置上摆杆及压轮和下摆杆及压轮。

10.根据权利要求1所述的基于BIM的移动式卷边C型钢成型机，其特征是：在钢带整平机构与定位钻孔机构之间设置有钢带余量检测机构；所述钢带余量检测机构包括竖立设置的套管和套杆，套管固定于车体底板上，套杆上端安装有滑轮，套杆与套管之间通过压力传感器连接；所述压力传感器的信号输出端与钢带整平机构的主机信号输入端连接。