CN109356391B - 基于三维激光扫描技术的胎架搭设方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种基于三维激光扫描技术的胎架搭设方，将构件的外形三维建模，在X、Y值范围内铺设胎架基座，并在需要安装支撑立杆处设置垫板，垫板焊接固定在胎架基座上；对所有铺设好的垫板进行扫描，获得所有垫板中心点的空间坐标，建立垫板的三维模型；在垫板的三维模型中选取三块垫板的中心点坐标生成平面，以一块的中心点坐标做为平面原点；将构件的三维模型导入该平面中，并经过各垫板中心点做垂直于垫板的垂线，以平面原点为基准，生成每条垂线与构件外表面的交点的三维坐标O’，及每块垫板中心点的三维坐标O”；各垫板上铺设支撑立杆的长度等于O’的Z轴值减去O”的Z轴值。用于解决胎架搭设效率低、误差大的问题。
Description
技术领域
本发明属于胎架搭设技术领域，具体涉及一种基于三维激光扫描技术的胎架搭设方法。
背景技术
胎架是一种主要起承重受力作用的支架，在钢结构制作过程中应用广泛，往往会根据需要搭设各种胎架，并在胎架上进行构件的装配与焊接。
传统搭设胎架的步骤，一般是在搭设前，将所需制作构件的外形转换成三维坐标值（X，Y，Z），然后用各类型材作为基座，并在型材基座上根据需要使用板材或型材布置若干支撑立杆，各支撑立杆的平面位置及高度与坐标值一致。
由于搭设胎架的地面及型材并不平整，所以在布置支撑立杆前，需在型材基座上根据三维坐标的X、Y值，在对应位置布置厚薄不一的钢板，目的是使各点位置水平，并处于同一平面。布置钢板前需用水准仪对各点的标高进行测量，人工计算出各点需使用钢板厚度，并且布置钢板后，还需使用水准仪对各点水平度进行复测。水平度确认完毕后，在各点上根据Z值不同布置高度不同的钢板或型钢，再用水准仪进行复测。
由于在搭设胎架的过程中需多次使用水准仪进行坐标测量，而水准仪测量时需两人配合，且需要人工扶持使水准标尺保持在垂直位置，有一定误差。因此当搭设胎架的支撑立杆数量越多时，测量的时间就越长，误差越大。
发明内容
针对上述技术问题，本发明的目的在于提供一种基于三维激光扫描技术的胎架搭设方法，该方法用于解决胎架搭设效率低、误差大的问题。
为实现上述目的，本发明所采取的技术方案是：
一种基于三维激光扫描技术的胎架搭设方法，其特征在于包括以下步骤：
S1、将所需制作构件的外形转换成三维坐标值（X，Y，Z），建立构件的三维模型，在X、Y值范围内铺设胎架基座，并在需要安装支撑立杆处的X1、Y1值与胎架基座交点处设置垫板，垫板焊接固定在胎架基座上；
S2、使用三维激光扫描仪对所有铺设好的垫板进行扫描，获得所有垫板中心点的空间坐标，并对所述坐标进行三维建模，建立垫板的三维模型；
S3、在垫板的三维模型中，选取三块垫板的中心点坐标生成平面P，并以所述三块垫板中一块的中心点坐标做为平面原点O；
S4、将构件的三维模型导入该平面P中，并经过各垫板中心点做垂直于垫板的垂线，以平面原点O为基准，生成每条垂线与构件外表面的交点的三维坐标O’，及每块垫板中心点的三维坐标O”；
S5、各垫板上铺设支撑立杆的长度等于三维坐标O’的Z轴值减去三维坐标O”的Z轴值，依此制作各支撑立杆，并将其铺设在对应的垫板上，完成胎架搭设。
进一步地，所述胎架基座为型材制作，铺设于地面上时需固定牢固。
进一步地，所述垫板为采用钢板制作成正方形板，经过垫板中心标示十字形标示线。
进一步地，所述垫板点焊固定在胎架基座上。
进一步地，所述支撑立杆采用型钢制作。
本发明的有益效果为：
（1）本方法可同时铺设所有垫板，且铺设垫板前无须测量，效率高。该方法用于解决胎架搭设效率低、误差大的问题。
（2）通过使用三维激光扫描仪扫描，一次性生成胎架各支撑点垫板坐标，速度快。
（3）通过使用三维激光扫描仪扫描，避免了传统方式测量坐标时因人工参与而导致的误差，精度高。
（4）通过选取任意三块垫板坐标连成平面，并以该三块垫板中任意一块的坐标做为平面原点，后续的坐标换算均以该平面及原点为基准，无须提前调整各垫板的水平度及平面度。
（5）所有坐标计算及换算均采用计算机三维模型计算，速度快，效率高。
附图说明
图1是本发明三维坐标扫描示意图。
图2是本发明支撑立杆铺设示意图。
图3是垫板中心十字线标示示意图。
图中：1-三维扫描仪，2-胎架基座，3-垫板，4-支撑立杆。
具体实施方式
为了更好地理解本发明，下面结合实施例和附图对本发明的技术方案做进一步的说明（如图1-3所示）。
一种基于三维激光扫描技术的胎架搭设方法，包括以下步骤：
S1、将所需制作构件的外形转换成三维坐标值（X，Y，Z），建立构件的三维模型，在X、Y值范围内铺设胎架基座2，并在需要安装支撑立杆4处的X1、Y1值与胎架基座2交点处设置垫板3，垫板3焊接固定在胎架基座2上；
S2、使用三维激光扫描仪1对所有铺设好的垫板3进行扫描，获得所有垫板3中心点的空间坐标，并对所述坐标在计算机中进行三维建模，建立垫板3的三维模型；
S3、在垫板3的三维模型中，选取任意非共线的三块垫板3的中心点坐标生成平面P，并以所述三块垫板3中任意一块的中心点坐标做为平面原点O（0，0，0）；
S4、将构件的三维模型导入该平面P中，并经过各垫板3中心点做垂直于垫板3的垂线，以平面原点O（0，0，0）为基准，生成每条垂线与构件外表面的交点的三维坐标O1’（X1’，Y1’，Z1’）、O2’（X2’，Y2’，Z2’）……至On’（Xn’，Yn’，Zn’），及每块垫板3中心点的Z轴值Z1”、Z2”……至Zn”（即各垫板3中心点基于平面P的高度，垫板3中心点的三维坐标O”）；
S5、各垫板上铺设支撑立杆4的长度L=Zn’- Zn”，依此制作各支撑立杆4，并将其铺设在对应的垫板3上，完成胎架搭设。
所述胎架基座2为型材制作，铺设于地面上时需固定牢固。
所述垫板3为采用钢板制作成正方形板，经过垫板中心标示十字形标示线。
所述垫板3点焊固定在胎架基座2上。
所述支撑立4杆采用型钢制作。
本发明原理如下：传统搭设胎架需基于水平面搭设，故设置立杆前需用垫板进行抄平。本发明任选三块垫板3生成的平面可能为倾斜非水平的平面P，在电脑中可以将构件三维模型水平悬空放置于不水平的平面P上方，则可计算出模型各支撑点投影于平面P的高度，再减去垫板中心点在P中的高度坐标，即为需要的支撑立杆高度。
以上说明仅为本发明的应用实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明申请专利范围所作的等效变化，仍属本发明的保护范围。
Claims (5)
1.一种基于三维激光扫描技术的胎架搭设方法，其特征在于包括以下步骤：
S1、将所需制作构件的外形转换成三维坐标值（X，Y，Z），建立构件的三维模型，在X、Y值范围内铺设胎架基座，并在需要安装支撑立杆处的X1、Y1值与胎架基座交点处设置垫板，垫板焊接固定在胎架基座上；
S2、使用三维激光扫描仪对所有铺设好的垫板进行扫描，获得所有垫板中心点的空间坐标，并对所述坐标进行三维建模，建立垫板的三维模型；
S3、在垫板的三维模型中，选取任意非共线的三块垫板( 3) 的中心点坐标生成平面P，并以所述三块垫板中一块的中心点坐标做为平面原点O；
S4、将构件的三维模型导入该平面P中，并经过各垫板中心点做垂直于垫板的垂线，以平面原点O为基准，生成每条垂线与构件外表面的交点的三维坐标O’，及每块垫板中心点的三维坐标O”；
S5、各垫板上铺设支撑立杆的长度等于三维坐标O’的Z轴值减去三维坐标O”的Z轴值，依此制作各支撑立杆，并将其铺设在对应的垫板上，完成胎架搭设。
2.根据权利要求1所述的基于三维激光扫描技术的胎架搭设方法，其特征在于：所述胎架基座为型材制作，铺设于地面上时需固定牢固。
3.根据权利要求1所述的基于三维激光扫描技术的胎架搭设方法，其特征在于：所述垫板为采用钢板制作成正方形板，经过垫板中心标示十字形标示线。
4.根据权利要求1所述的基于三维激光扫描技术的胎架搭设方法，其特征在于：所述垫板点焊固定在胎架基座上。
5.根据权利要求1所述的基于三维激光扫描技术的胎架搭设方法，其特征在于：所述支撑立杆采用型钢制作。
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