CN106247931A - 一种大型复杂异形钢构件的偏差分析及工厂修正指导方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种大型复杂异形钢构件的偏差分析及工厂修正指导方法，基于综合技术（计算机技术、逆向成形、虚拟现实、三维扫描技术）对大型复杂异形钢构件的偏差进行分析和修正，包括以下步骤：创建钢构件Tekla模型；制作钢构件；制作钢构件可视化的三维坐标系；逆向生成的三维Test模型；将Tekla的模型转换为第三方的Reference模型；制作三维偏差色差图；并对偏差部位进行任意面的剖切，制作二维视图偏差分析图；对偏差的钢构件进行修整。本发明将现场安装存在的问题提前消化在工厂之中，大幅提高现场安装的效率，缩短安装工期，从而提高整体进度。

Description

一种大型复杂异形钢构件的偏差分析及工厂修正指导方法

技术领域

本发明属于建筑钢结构领域，特别涉及一种大型复杂异形钢构件的偏差分析及工厂修正指导方法。

背景技术

在复杂异形钢构件制作工厂中，对于大型复杂异形钢构件的测量，传统钢卷尺、全站仪存在仪器和人工的双重误差、设备累积误差等，造成测量效率低和测量精度差。如加工制作有偏差，需要指导工厂进行超偏修正，偏差数据分析过程繁杂。

由于在工厂制作阶段存在测量误差，在现场安装阶段该测量误差造成安装误差甚至无法顺利安装以致安装成本增加，安装工期拖延。

发明内容

本发明公开了一种基于综合技术（计算机技术、逆向成形、虚拟现实、三维扫描技术）的大型复杂异形钢构件的偏差分析及工厂修正指导方法，将现场安装存在的问题提前消化在工厂，大幅提高现场安装的效率，缩短安装工期，从而提高整体进度。

为达到上述技术效果，本发明的技术方案如下：

一种大型复杂异形钢构件的偏差分析及工厂修正指导方法，其特征在于：基于综合技术（计算机技术、逆向成形、虚拟现实、三维扫描技术）对大型复杂异形钢构件的偏差进行分析和修正，包括以下步骤：

第一步：根据设计院提供的结构施工图创建大型复杂异形的钢构件Tekla模型；

第二步：依据Tekla模型输出加工图，加工大型的复杂异形钢构件；

第三步：利用高精密的拍照定位系统对第二步中的复杂异形钢构件进行分段分批拍照定位，形成钢构件可视化的三维坐标系；

第四步：在第三步中所述的可视化三维空间坐标系的基础上，利用工业级三维光学扫描仪对大型复杂异形构件的关键控制部位进行三维扫描，逆向生成的三维Test模型；

第五步：将第一步中所述的Tekla的模型转换为第三方的Reference模型；

第六步：将第四步中所述的钢构件关键部位的逆向三维Test模型与第五步中所述的钢构件的Reference模型进行最佳拟合，得出三维偏差色差图，对钢构件偏差位置进行初步三维偏差位置标注；

第七步：通过第六步所述的三维偏差色差图，确定关键部位的偏差位置，并对偏差部位进行任意面的剖切，将复杂的三维偏差数据转换为二维视图偏差分析图；

第八步：工作人员通过第七步中所述的二维视图偏差分析图，对偏差的钢构件进行修整；

第九步：重复上述第二步至第八步，直至钢构件符合规范和安装要求。

利用高精密拍照定位系统的操作流程及拍照过程中分段分批的思路，所述第三步中的高精密拍照定位系统流程依次为：（1）黏贴磁性方片编码点；（2）非编码单点定位；（3）坐标尺、定位尺放置；（4）分段拍照，分别形成可视化坐标；（5）合并坐标；最终形成可视化的三维坐标系。

为准确定位大型复杂异形钢构件的偏差，所述第四步中的关键控制部位包括大型复杂异形钢构件的曲率、端面、螺栓孔。

本发明利用高精密的拍照定位系统对大型复杂的超大、超长异形构件进行分段分批拍照定位（降低设备累积误差），分别形成可视化的三维坐标系。然后在特定软件中，按照一定的原则，将分批可视化的三维坐标进行合并，形成大型构件可视化的三维空间坐标系，可有效避免传统钢卷尺、全站仪测量过程中仪器和人工的双重误差，从而在提高测量效率的同时，也提高测量的精度；并在可视化三维空间坐标系的基础上，利用工业级三维光学扫描仪对大型复杂异形构件曲率、端面、螺栓孔等关键部位进行三维扫描，逆像生成关键部位的三维Test模型，与计算机软件中的Reference模型进行最佳的拟合分析，形成三维的色差偏差图中。对于超偏部位，除了标注偏差值的同时，也可以进行任意面的剖切，将三维的色差偏差转换二维视图上，直观看出偏差大小及方向，不仅大大提高测量效率，还可以快速的指导工厂进行超偏的修正。本发明大幅提高现场安装的效率，缩短安装工期，从而提高整体进度。

附图说明

图1为本发明的流程示意图。

具体实施方式

一种大型复杂异形钢构件（简称钢构件）的偏差分析及工厂修正指导方法，其基于综合技术（计算机技术、逆向成形、虚拟现实、三维扫描技术）对大型复杂异形钢构件的偏差进行分析和修正(如图1所示)，包括以下步骤：

第一步：根据设计院提供的结构施工图创建大型复杂异形的钢构件Tekla模型；

第二步：依据Tekla模型输出加工图，加工大型的复杂异形钢构件；

第三步：利用高精密的拍照定位系统对第二步中的复杂异形钢构件进行分段分批拍照定位（降低设备累积误差），在特定软件中，形成钢构件可视化的三维坐标系；

所述高精密拍照定位系统的操作流程及拍照过程中分段分批的思路，所述高精密拍照定位系统流程依次为：（1）黏贴磁性方片编码点；（2）非编码单点定位；（3）坐标尺、定位尺放置；

（4）分段拍照，分别形成可视化坐标；（5）合并坐标。最终形成可视化的三维坐标系；

第四步：在第三步中所述的可视化三维空间坐标系的基础上，利用工业级三维光学扫描仪对大型复杂异形构件的曲率、端面、螺栓孔等关键控制部位进行三维扫描，逆向生成的三维Test模型；

第五步：将第一步中所述的Tekla的模型转换为第三方的Reference模型；

第六步：将第四步中所述的钢构件关键部位的逆向三维Test模型与第五步中钢构件的Reference模型进行最佳拟合，得出三维偏差色差图，对钢构件偏差位置进行初步三维偏差位置标注；

第七步：通过第六步所述的三维偏差色差图，确定关键部位的偏差位置，并对偏差部位进行任意面的剖切，将复杂的三维偏差数据转换为二维视图偏差分析图，便于工厂技术人员的理解；

第八步：工厂技术人员通过第七步中所述的二维视图偏差分析图，对偏差的钢构件进行修整；

第九步：重复上述第二步至第八步，直至钢构件符合规范和安装要求。

本发明原理为：利用高精密的拍照定位系统对大型复杂的超大、超长异形构件进行分段分批拍照定位（降低设备累积误差），分别形成可视化的三维坐标系。然后在特定软件中，按照一定的原则，将分批可视化的三维坐标进行合并，形成大型构件可视化的三维空间坐标系，可有效避免传统钢卷尺、全站仪测量过程中仪器和人工的双重误差，从而在提高测量的效率的同时，也提高测量的精度；并在可视化三维空间坐标系的基础上，利用工业级三维光学扫描仪对大型复杂异形构件曲率、端面、螺栓孔等关键部位进行三维扫描，逆像生成关键部位的三维Test模型，与计算机软件中的Reference模型进行最佳的拟合分析，形成三维的色差偏差图中。对于超偏部位，除了标注偏差值的同时，也可以进行任意面的剖切，将三维的色差偏差转换二维视图上，直观看出偏差大小及方向，不仅大大提高测量效率，还可以快速的指导工厂进行超偏的修正。

综上，基于综合技术（计算机技术、逆向成形、虚拟现实、三维扫描技术）的大型复杂异形钢构件的偏差分析及工厂修正指导方法，将现场安装存在的问题提前消化在工厂之中，大幅提高现场安装的效率，缩短安装工期，从而提高整体进度。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，本领域普通技术人员对本发明的技术方案所做的其他修改或者等同替换，只要不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围中。

Claims (3)

1.一种大型复杂异形钢构件的偏差分析及工厂修正指导方法，其特征在于：基于综合技术（计算机技术、逆向成形、虚拟现实、三维扫描技术）对大型复杂异形钢构件的偏差进行分析和修正，包括以下步骤：

第一步：根据设计院提供的结构施工图创建大型复杂异形钢构件的Tekla模型；

第二步：依据Tekla模型输出加工图，加工大型的复杂异形钢构件；

第三步：利用高精密的拍照定位系统对第二步中的钢构件进行分段分批拍照定位，形成钢构件可视化的三维坐标系；

第四步：在第三步中所述的可视化三维空间坐标系的基础上，利用工业级三维光学扫描仪对钢构件的关键控制部位进行三维扫描，逆向生成的三维Test模型；

第五步：将第一步中所述的Tekla的模型转换为第三方的Reference模型；

第六步：将第四步中所述的钢构件关键部位的逆向三维Test模型与第五步中所述的钢构件的Reference模型进行最佳拟合，得出三维偏差色差图，对钢构件偏差位置进行初步三维偏差位置标注；

第七步：通过第六步所述的三维偏差色差图，确定关键部位的偏差位置，并对偏差部位进行任意面的剖切，将复杂的三维偏差数据转换为二维视图偏差分析图；

第八步：工作人员通过第七步中所述的二维视图偏差分析图，对偏差的钢构件进行修整；

第九步：重复上述第二步至第八步，直至钢构件符合规范和安装要求。

2.根据权利要求1所述的一种大型复杂异形钢构件的偏差分析及工厂修正指导方法，其特征在于：所述第三步中所述的高精密拍照定位系统流程依次为：黏贴磁性方片编码点；非编码单点定位；坐标尺、定位尺放置；分段拍照，分别形成可视化坐标；合并坐标；最终形成可视化的三维坐标系。

3.根据权利要求1所述的一种大型复杂异形钢构件的偏差分析及工厂修正指导方法，其特征在于：所述第四步中的关键控制部位包括钢构件的曲率、端面和螺栓孔。