CN109840356A - 预制构件制造数据读取转换方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种预制构件制造数据读取转换方法及系统，本发明以pXML数据格式为媒介，在预制构件的设计与制造阶段形成高效精准的数据传输方式。本发明通过信息化技术手段，确保了预制构件设计制造环节关键信息的准确传递，降低了人工处理图纸的劳动强度和疏漏可能，提高了预制构件自动化生产效率。解决了预制构件设计‑制造环节信息衔接不畅，需要大量人工处理图纸，效率低、易疏漏等问题。
Description
技术领域
本发明涉及一种预制构件制造数据读取转换方法及系统。
背景技术
相比传统现浇式建筑而言，预制装配式建筑具有独特的经济、技术和环保优势，是当今建筑行业发展焦点。预制构件的设计制造是装配式建筑项目流程中的关键步骤之一。现阶段工程实践中预制构件的设计和制造环节之间普遍存在信息流通不畅的问题，特别是，设计软件生成的图纸往往无法直接用于自动化生产，而是需要技术人员重新读图、编辑修改、转换成特定文件格式等。因此人力成本居高不下，并且难以避免数据解读传输过程中的人为疏漏。
发明内容
本发明的目的在于提供一种预制构件制造数据读取转换方法及系统，能够解决现阶段工程实践中预制构件的设计和制造环节直接普遍存在信息流通不畅的问题。
为解决上述问题，本发明提供一种预制构件制造数据读取转换方法，包括：
使用计算机辅助设计类软件对建筑物进行整体设计，建立建筑物的整体3D模型；
划定所述建筑物的整体3D模型中现浇和预制的部分，拆分需要预制的部分，生成预制构件清单；
对所述预制构件清单中的预制构件进行深化设计；
导出所述整体3D模型中的深化设计后的预制构件的pXML文档，所述pXML文档包含预制构件的订单信息、几何尺寸、钢筋预埋件数据；
通过pXML解读程序模块，获取所述pXML文档中和生产制造直接相关的关键数据；
基于获取到的和生产制造直接相关的关键数据，并针对特定生产设备生成对应的机器控制命令文件；
通过所述控制命令文件驱动生产设备进行预制构件的自动化生产，包括模具布置安装、钢筋和预埋件放置、混凝土布料、以及振动抹平的步骤。
进一步的，在上述方法中，使用计算机辅助设计类软件对建筑物进行整体设计，建立建筑物的整体3D模型，包括：
采用Revit软件开展建筑设计、结构设计、设备设计等，建立建筑物的整体3D模型；
开展所述整体3D模型中各部件之间的碰撞检查，对冲突部位进行模型修改直至通过检查。
进一步的，在上述方法中，划定所述建筑物的整体3D模型中现浇和预制的部分，拆分需要预制的部分，生成预制构件清单，包括：
在Revit软件中查看建筑物的整体3D模型中的结构整体体量，根据预制率要求，划定结构中现浇和预制的部分；
根据所述预制的部分，确定预制构件清单，所述预制构件清单包含构件类型、构件数量的信息。
进一步的，在上述方法中，对所述预制构件清单中的预制构件进行深化设计，包括：
根据装配式建筑的预设需求，在所述整体3D模型的预制构件的门窗等开口区域边缘增加钢筋，在预制构件内部和边缘预留管道、孔洞或开槽，添加预埋吊钩、螺栓或套筒，在预制构件连接处调整钢筋避免碰撞冲突。
进一步的，在上述方法中，导出所述整体3D模型中的深化设计后的预制构件的pXML文档，所述pXML文档包含预制构件的订单信息、几何尺寸、钢筋预埋件数据，包括：
基于Revit软件的API获取所述整体3D模型中的预制构件的外轮廓信息，包括形状类别、关键点坐标、曲线或曲面类型和控制方程等；并读取钢筋信息，包括直筋和弯曲的控制点坐标和控制方程；及读取预埋件信息，包括预埋件类型、空间坐标和方向；
按照pXML文档的结构形式，创建预制构件的外轮廓信息、钢筋信息和预埋件信息所对应的结构化的数据标签并写入相应数值，以得到预制构件的pXML文档。
根据本发明的另一面，提供一种预制构件制造数据读取转换系统，包括：
第一装置，用于使用计算机辅助设计类软件对建筑物进行整体设计，建立建筑物的整体3D模型；
第二装置，用于划定所述建筑物的整体3D模型中现浇和预制的部分，拆分需要预制的部分，生成预制构件清单；
第三装置，用于对所述预制构件清单中的预制构件进行深化设计；
第四装置，用于导出所述整体3D模型中的深化设计后的预制构件的pXML文档，所述pXML文档包含预制构件的订单信息、几何尺寸、钢筋预埋件数据；
第五装置，用于通过pXML解读程序模块，获取所述pXML文档中和生产制造直接相关的关键数据；
第六装置，用于基于获取到的和生产制造直接相关的关键数据，并针对特定生产设备生成对应的机器控制命令文件；
第七装置，用于通过所述控制命令文件驱动生产设备进行预制构件的自动化生产，包括模具布置安装、钢筋和预埋件放置、混凝土布料、以及振动抹平的步骤。
进一步的，在上述系统中，所述第一装置，用于采用Revit软件开展建筑设计、结构设计、设备设计等，建立建筑物的整体3D模型；开展所述整体3D模型中各部件之间的碰撞检查，对冲突部位进行模型修改直至通过检查。
进一步的，在上述系统中，所述第二装置，用于在Revit软件中查看建筑物的整体3D模型中的结构整体体量，根据预制率要求，划定结构中现浇和预制的部分；根据所述预制的部分，确定预制构件清单，所述预制构件清单包含构件类型、构件数量的信息。
进一步的，在上述系统中，所述第三装置，用于根据装配式建筑的预设需求，在所述整体3D模型的预制构件的门窗等开口区域边缘增加钢筋，在预制构件内部和边缘预留管道、孔洞或开槽，添加预埋吊钩、螺栓或套筒，在预制构件连接处调整钢筋避免碰撞冲突。
进一步的，在上述系统中，所述第四装置，用于基于Revit软件的API获取所述整体3D模型中的预制构件的外轮廓信息，包括形状类别、关键点坐标、曲线或曲面类型和控制方程等；并读取钢筋信息，包括直筋和弯曲的控制点坐标和控制方程；及读取预埋件信息，包括预埋件类型、空间坐标和方向；按照pXML文档的结构形式，创建预制构件的外轮廓信息、钢筋信息和预埋件信息所对应的结构化的数据标签并写入相应数值，以得到预制构件的pXML文档。
与现有技术相比，本发明以pXML数据格式为媒介，在预制构件的设计与制造阶段形成高效精准的数据传输方式。本发明通过信息化技术手段，确保了预制构件设计制造环节关键信息的准确传递，降低了人工处理图纸的劳动强度和疏漏可能，提高了预制构件自动化生产效率。解决预了制构件设计-制造环节信息衔接不畅，需要大量人工处理图纸，效率低、易疏漏等问题。
附图说明
图1是本发明一实施例的pXML文件的格式示意图；
图2是本发明一实施例的预制构件制造数据读取转换方法的流程图。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
如图1和2所示，本发明提供一种预制构件制造数据读取转换方法，包括：
(1)建筑整体设计
使用计算机辅助设计(CAD)类软件对建筑物进行整体设计，建立建筑物的整体3D模型。
例如，采用Revit软件开展建筑设计、结构设计、设备设计等，建立建筑物的整体3D模型。开展所述整体3D模型中各部件之间的碰撞检查，对冲突部位进行模型修改直至通过检查。
(2)整体结构拆分
划定所述建筑物的整体3D模型中现浇和预制的部分，拆分需要预制的部分，生成预制构件清单。
例如，在Revit软件中查看建筑物的整体3D模型中的结构整体体量，根据预制率要求，划定结构中现浇和预制的部分，其中，当预制率要求较低时，预制部位的组合较为灵活，应根据相应标准规范、考虑不同预制构件的经济性、针对具体工程进行精细计算以选取优化的组合；预制率要求较高时，结构的大部分都需要划定为预制，对被划分为预制的结构部位进行拆分，可以对照设计软件Revit中预先建立的预制构件族库，提高拆分效率。根据所述预制的部分，确定预制构件清单(包含构件类型、构件数量等信息)。
(3)预制构件深化设计
对所述预制构件清单中的预制构件进行深化设计。
例如，根据装配式建筑的预设需求，在所述整体3D模型的预制构件的门窗等开口区域边缘增加钢筋，在预制构件内部和边缘预留管道、孔洞或开槽，添加预埋吊钩、螺栓或套筒，在预制构件连接处调整钢筋避免碰撞冲突。
(4)pXML文档生成
设计软件导出所述整体3D模型中的深化设计后的预制构件的pXML文档，所述pXML文档包含预制构件的订单信息、几何尺寸、钢筋预埋件等方面的详细数据。
例如，基于Revit软件API(Application Programming Interface，应用程序编程接口)进行二次开发。执行的主要步骤包括：基于Revit软件的API获取所述整体3D模型中的预制构件的外轮廓信息，包括形状类别、关键点坐标、曲线或曲面类型和控制方程等；读取钢筋信息，包括直筋和弯曲的控制点坐标和控制方程等；读取预埋件信息，包括预埋件类型、空间坐标和方向等。按照pXML文档的结构形式，创建预制构件的外轮廓信息、钢筋信息和预埋件信息所对应的结构化的数据标签并写入相应数值，以得到预制构件的pXML文档。将该程序模块编译为Revit插件，使用该插件完成自动读取预制构件模型信息并导出pXML文档。
(5)pXML文档解读
通过pXML解读程序模块，获取所述pXML文档中和生产制造直接相关的关键数据。
例如，编写C++程序，采用DOM(Document Object Model，文档对象模型)技术解析所述pXML文档，在计算机内存中生成标签的树形结构，遍历这些标签获取其中存储的数据，特别是步骤(4)所述构件轮廓、钢筋预埋件信息等。
(6)机器控制命令生成
基于获取到的和生产制造直接相关的关键数据，并针对特定生产设备生成对应的机器控制命令文件。
由于预制构件生产部门所使用的机器设备差异很大，所需要的控制命令文件格式多样，因此需要根据实际情况生成命令文件。例如，针对设备所支持的语言格式，基于上述C++程序所读取的构件信息，编写机械臂和各种设备的移动轨迹和任务执行命令，生成数字化生产控制指令文件。
(7)构件生产制造
通过所述控制命令文件驱动生产设备进行预制构件的自动化生产，包括模具布置安装、钢筋和预埋件放置、混凝土布料、以及振动抹平等步骤。
例如，在生产线控制中心导入上述生产控制指令文件，控制画线设备在预制模台上根据构件外形轮廓画线定位，放置和安装模具，放置钢筋网和预埋件，根据构件所含混凝土体积投放混凝土材料，振动抹平等步骤。待构件完成养护，起吊运出生产车间。
在此，XML(eXtensible Markup Language，可扩展标记语言)是独立于软件和硬件的信息传输工具，专门被设计用来跨平台传输和存储数据，是各种硬件软件之间进行数据传输最通用的工具之一。pXML(progressXML，过程XML)是在XML的规则基础上专门为预制构件设计制造与管理设定的数据结构形式，针对订单、构件基本信息、外轮廓、钢筋、预埋件等信息的描述形式做了细致的预定义。因此pXML是预制构件理想的信息载体。
本发明以pXML数据格式为媒介，在预制构件的设计与制造阶段形成高效精准的数据传输方式。本发明通过信息化技术手段，确保了预制构件设计制造环节关键信息的准确传递，降低了人工处理图纸的劳动强度和疏漏可能，提高了预制构件自动化生产效率。解决预了制构件设计-制造环节信息衔接不畅，需要大量人工处理图纸，效率低、易疏漏等问题。
根据本发明的另一面，提供一种预制构件制造数据读取转换系统，包括：
第一装置，用于使用计算机辅助设计类软件对建筑物进行整体设计，建立建筑物的整体3D模型；
第二装置，用于划定所述建筑物的整体3D模型中现浇和预制的部分，拆分需要预制的部分，生成预制构件清单；
第三装置，用于对所述预制构件清单中的预制构件进行深化设计；
第四装置，用于导出所述整体3D模型中的深化设计后的预制构件的pXML文档，所述pXML文档包含预制构件的订单信息、几何尺寸、钢筋预埋件数据；
第五装置，用于通过pXML解读程序模块，获取所述pXML文档中和生产制造直接相关的关键数据；
第六装置，用于基于获取到的和生产制造直接相关的关键数据，并针对特定生产设备生成对应的机器控制命令文件；
第七装置，用于通过所述控制命令文件驱动生产设备进行预制构件的自动化生产，包括模具布置安装、钢筋和预埋件放置、混凝土布料、以及振动抹平的步骤。
进一步的，在上述系统中，所述第一装置，用于采用Revit软件开展建筑设计、结构设计、设备设计等，建立建筑物的整体3D模型；开展所述整体3D模型中各部件之间的碰撞检查，对冲突部位进行模型修改直至通过检查。
进一步的，在上述系统中，所述第二装置，用于在Revit软件中查看建筑物的整体3D模型中的结构整体体量，根据预制率要求，划定结构中现浇和预制的部分；根据所述预制的部分，确定预制构件清单，所述预制构件清单包含构件类型、构件数量的信息。
进一步的，在上述系统中，所述第三装置，用于根据装配式建筑的预设需求，在所述整体3D模型的预制构件的门窗等开口区域边缘增加钢筋，在预制构件内部和边缘预留管道、孔洞或开槽，添加预埋吊钩、螺栓或套筒，在预制构件连接处调整钢筋避免碰撞冲突。
进一步的，在上述系统中，所述第四装置，用于基于Revit软件的API获取所述整体3D模型中的预制构件的外轮廓信息，包括形状类别、关键点坐标、曲线或曲面类型和控制方程等；并读取钢筋信息，包括直筋和弯曲的控制点坐标和控制方程；及读取预埋件信息，包括预埋件类型、空间坐标和方向；按照pXML文档的结构形式，创建预制构件的外轮廓信息、钢筋信息和预埋件信息所对应的结构化的数据标签并写入相应数值，以得到预制构件的pXML文档。
本发明的各系统实施例的详细内容，具体可参见各方法实施例的对应部分，在此，不再赘述。
与现有技术相比，本发明以pXML数据格式为媒介，在预制构件的设计与制造阶段形成高效精准的数据传输方式。本发明通过信息化技术手段，确保了预制构件设计制造环节关键信息的准确传递，降低了人工处理图纸的劳动强度和疏漏可能，提高了预制构件自动化生产效率。解决预了制构件设计-制造环节信息衔接不畅，需要大量人工处理图纸，效率低、易疏漏等问题。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
专业人员还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
显然，本领域的技术人员可以对发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包括这些改动和变型在内。
Claims (10)
1.一种预制构件制造数据读取转换方法，其特征在于，包括：
使用计算机辅助设计类软件对建筑物进行整体设计，建立建筑物的整体3D模型；
划定所述建筑物的整体3D模型中现浇和预制的部分，拆分需要预制的部分，生成预制构件清单；
对所述预制构件清单中的预制构件进行深化设计；
导出所述整体3D模型中的深化设计后的预制构件的pXML文档，所述pXML文档包含预制构件的订单信息、几何尺寸、钢筋预埋件数据；
通过pXML解读程序模块，获取所述pXML文档中和生产制造直接相关的关键数据；
基于获取到的和生产制造直接相关的关键数据，并针对特定生产设备生成对应的机器控制命令文件；
通过所述控制命令文件驱动生产设备进行预制构件的自动化生产，包括模具布置安装、钢筋和预埋件放置、混凝土布料、以及振动抹平的步骤。
2.如权利要求1所述的预制构件制造数据读取转换方法，其特征在于，使用计算机辅助设计类软件对建筑物进行整体设计，建立建筑物的整体3D模型，包括：
采用Revit软件开展建筑设计、结构设计、设备设计等，建立建筑物的整体3D模型；
开展所述整体3D模型中各部件之间的碰撞检查，对冲突部位进行模型修改直至通过检查。
3.如权利要求1所述的预制构件制造数据读取转换方法，其特征在于，划定所述建筑物的整体3D模型中现浇和预制的部分，拆分需要预制的部分，生成预制构件清单，包括：
在Revit软件中查看建筑物的整体3D模型中的结构整体体量，根据预制率要求，划定结构中现浇和预制的部分；
根据所述预制的部分，确定预制构件清单，所述预制构件清单包含构件类型、构件数量的信息。
4.如权利要求1所述的预制构件制造数据读取转换方法，其特征在于，对所述预制构件清单中的预制构件进行深化设计，包括：
根据装配式建筑的预设需求，在所述整体3D模型的预制构件的的门窗等开口区域边缘增加钢筋，在预制构件内部和边缘预留管道、孔洞或开槽，添加预埋吊钩、螺栓或套筒，在预制构件连接处调整钢筋避免碰撞冲突。
5.如权利要求1所述的预制构件制造数据读取转换方法，其特征在于，导出所述整体3D模型中的深化设计后的预制构件的pXML文档，所述pXML文档包含预制构件的订单信息、几何尺寸、钢筋预埋件数据，包括：
基于Revit软件的API获取所述整体3D模型中的预制构件的外轮廓信息，包括形状类别、关键点坐标、曲线或曲面类型和控制方程等；并读取钢筋信息，包括直筋和弯曲的控制点坐标和控制方程；及读取预埋件信息，包括预埋件类型、空间坐标和方向；
按照pXML文档的结构形式，创建预制构件的外轮廓信息、钢筋信息和预埋件信息所对应的结构化的数据标签并写入相应数值，以得到预制构件的pXML文档。
6.一种预制构件制造数据读取转换系统，其特征在于，包括：
第一装置，用于使用计算机辅助设计类软件对建筑物进行整体设计，建立建筑物的整体3D模型；
第二装置，用于划定所述建筑物的整体3D模型中现浇和预制的部分，拆分需要预制的部分，生成预制构件清单；
第三装置，用于对所述预制构件清单中的预制构件进行深化设计；
第四装置，用于导出所述整体3D模型中的深化设计后的预制构件的pXML文档，所述pXML文档包含预制构件的订单信息、几何尺寸、钢筋预埋件数据；
第五装置，用于通过pXML解读程序模块，获取所述pXML文档中和生产制造直接相关的关键数据；
第六装置，用于基于获取到的和生产制造直接相关的关键数据，并针对特定生产设备生成对应的机器控制命令文件；
第七装置，用于通过所述控制命令文件驱动生产设备进行预制构件的自动化生产，包括模具布置安装、钢筋和预埋件放置、混凝土布料、以及振动抹平的步骤。
7.如权利要求6所述的预制构件制造数据读取转换系统，其特征在于，所述第一装置，用于采用Revit软件开展建筑设计、结构设计、设备设计等，建立建筑物的整体3D模型；开展所述整体3D模型中各部件之间的碰撞检查，对冲突部位进行模型修改直至通过检查。
8.如权利要求6所述的预制构件制造数据读取转换系统，其特征在于，所述第二装置，用于在Revit软件中查看建筑物的整体3D模型中的结构整体体量，根据预制率要求，划定结构中现浇和预制的部分；根据所述预制的部分，确定预制构件清单，所述预制构件清单包含构件类型、构件数量的信息。
9.如权利要求6所述的预制构件制造数据读取转换系统，其特征在于，所述第三装置，用于根据装配式建筑的预设需求，在所述整体3D模型的预制构件的门窗等开口区域边缘增加钢筋，在预制构件内部和边缘预留管道、孔洞或开槽，添加预埋吊钩、螺栓或套筒，在预制构件连接处调整钢筋避免碰撞冲突。
10.如权利要求6所述的预制构件制造数据读取转换系统，其特征在于，所述第四装置，用于基于Revit软件的API获取所述整体3D模型中的预制构件的外轮廓信息，包括形状类别、关键点坐标、曲线或曲面类型和控制方程等；并读取钢筋信息，包括直筋和弯曲的控制点坐标和控制方程；及读取预埋件信息，包括预埋件类型、空间坐标和方向；按照pXML文档的结构形式，创建预制构件的外轮廓信息、钢筋信息和预埋件信息所对应的结构化的数据标签并写入相应数值，以得到预制构件的pXML文档。
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