三維CAD 放樣技術(shù)在鐵塔制造企業(yè)中的應(yīng)用分析

邱緒文

（中電建武漢鐵塔有限公司，湖北 武漢 430011）

0 引言

放樣是鐵塔生產(chǎn)加工流程中重要工序，放樣質(zhì)量關(guān)系到產(chǎn)品質(zhì)量和交貨周期。 現(xiàn)階段，市場(chǎng)中具有較多塔型，同類型鐵塔基數(shù)較少，交貨周期較短，對(duì)鐵塔中生產(chǎn)制造中涉及的相關(guān)技術(shù)，提出了更高要求。 而隨著CAD 技術(shù)發(fā)展與實(shí)際應(yīng)用， 借助計(jì)算機(jī)對(duì)復(fù)雜空間三維結(jié)構(gòu)進(jìn)行處理，不僅利于快速完成鐵塔三維放樣工作，而且可進(jìn)一步保證技術(shù)資料高度準(zhǔn)確性。

1 鐵塔放樣技術(shù)

放樣技術(shù)，指的是設(shè)計(jì)部門(mén)在進(jìn)行整體設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)中，將對(duì)整體進(jìn)行分解，分成施工明細(xì)表、生產(chǎn)零件加工圖以及相關(guān)技術(shù)治療等。 而放樣技術(shù)在使用中，會(huì)隨著放樣工具改進(jìn)不斷變化?，F(xiàn)階段放樣技術(shù)已經(jīng)經(jīng)歷了四個(gè)階段：第一個(gè)階段：為傳統(tǒng)放樣，利用投影原理，以1∶1 形式繪制二維模擬圖樣。 第二階段：為手工計(jì)算放樣，主要采用手工方式在平面上進(jìn)行放樣。 第三階段：以DOS 設(shè)計(jì)模式為基礎(chǔ)的計(jì)算機(jī)放樣，使用文本數(shù)據(jù)文件導(dǎo)入方式輸入數(shù)據(jù)。 第四階段： 為以AutoCAD-平臺(tái)為基礎(chǔ)， 經(jīng)過(guò)二次開(kāi)發(fā)后實(shí)施三維放樣軟件放樣，可用于處理三維坐標(biāo)、模擬三維空間鐵塔構(gòu)件位置[1]。

2 三維C AD 放樣技術(shù)特征

三維CAD 放樣技術(shù)實(shí)在對(duì)計(jì)算機(jī)技術(shù)應(yīng)用基礎(chǔ)上，形成的一種先進(jìn)放樣技術(shù)，相比于傳統(tǒng)放樣技術(shù)，其特征明顯，具體體現(xiàn)在以下幾方面：

2.1 簡(jiǎn)單易掌握

利用三維CAD 軟件放樣測(cè)量， 無(wú)需對(duì)幾何知識(shí)和投影關(guān)系進(jìn)行研究， 放樣環(huán)節(jié)中不涉及相關(guān)原理、方法和技巧。 主要是利用三維CAD 軟件生成相應(yīng)曲面，通過(guò)繪制有關(guān)輪廓線，便于快速確定幾何關(guān)系，同時(shí)直接通過(guò)對(duì)曲面進(jìn)行分析， 可獲得相關(guān)數(shù)據(jù)信息，準(zhǔn)確度高，使用方式簡(jiǎn)單[2]。

2.2 準(zhǔn)確率高

以計(jì)算機(jī)信息技術(shù)為依托， 使用三維CAD 軟件展開(kāi)放樣工作，不僅利于快速確定和添加草圖中相應(yīng)元素幾何關(guān)系，快速增添尺寸等數(shù)據(jù)，而且可提升圖中不同要素間相互約束性，從而提升圖形繪制準(zhǔn)確性和濕度。 使用三維CAD 放樣技術(shù)進(jìn)行繪圖，便于隨時(shí)對(duì)相應(yīng)步驟進(jìn)行修改，而修改后，可自動(dòng)根據(jù)相關(guān)過(guò)程和提示信息進(jìn)行自動(dòng)調(diào)整。

2.3 實(shí)用性強(qiáng)

使用三維CAD 放樣技術(shù)進(jìn)行放樣， 既可簡(jiǎn)化放樣流程， 又可提升相關(guān)技術(shù)人員對(duì)三維CAD 放樣掌握效果， 將該項(xiàng)技術(shù)應(yīng)用于較為負(fù)載產(chǎn)品生產(chǎn)中，利于快速獲取產(chǎn)品相關(guān)信息，技術(shù)具有較強(qiáng)實(shí)用性。

3 三維C AD 放樣技術(shù)在鐵塔放樣中應(yīng)用

3.1 做好放樣準(zhǔn)備工作

通過(guò)對(duì)圖片信息進(jìn)行分析， 獲得相關(guān)信息數(shù)據(jù)，通常在開(kāi)展放樣工作前，需要取得以下信息，主要包含：上下開(kāi)口尺寸；變坡塔變坡處開(kāi)口尺寸；不同掛線點(diǎn)與鐵塔中心線間距離；掛線點(diǎn)預(yù)拱情況及不同掛線點(diǎn)間尺寸；角鋼準(zhǔn)距參照標(biāo)準(zhǔn)有無(wú)特殊角鋼準(zhǔn)距等。

3.2 塔身輸入過(guò)程三維CAD 放樣技術(shù)

在進(jìn)行具體放樣工作中， 為保障放樣流程合理性，獲得準(zhǔn)確數(shù)據(jù)信息，應(yīng)根據(jù)相應(yīng)工作流程開(kāi)展放樣工作，以塔身輸入過(guò)程為例，對(duì)三維CAD 放樣技術(shù)具體應(yīng)用如下。

第一，先確定角鋼準(zhǔn)距啟動(dòng)TMA 程序，對(duì)各種規(guī)格角鋼準(zhǔn)距進(jìn)行核對(duì)，確保數(shù)據(jù)信息與圖紙《鐵塔加工說(shuō)明》準(zhǔn)距一致，針對(duì)出現(xiàn)問(wèn)題數(shù)據(jù)，放樣工作人員應(yīng)根據(jù)《鐵塔加工說(shuō)明》中準(zhǔn)距表角鋼準(zhǔn)距數(shù)據(jù)進(jìn)行修改。

第二，對(duì)主材進(jìn)行分段期間，應(yīng)在整體設(shè)計(jì)圖中獲取鐵塔塔身分段相關(guān)數(shù)據(jù)信息，以某一4 段鐵塔為例，應(yīng)自上開(kāi)始，向下確定每節(jié)分段長(zhǎng)度。

第三， 獲取信息后對(duì)塔身主材信息進(jìn)行補(bǔ)充，并在進(jìn)行塔身主材分段后，對(duì)不同段結(jié)構(gòu)圖中標(biāo)注的主材信息進(jìn)行調(diào)整和補(bǔ)充，完善相關(guān)信息。

第四，將橫材角鋼連接起來(lái)，同時(shí)為提升設(shè)計(jì)方便性， 相關(guān)操作人員應(yīng)對(duì)主材角鋼信息進(jìn)行補(bǔ)充，并連接好不同分段角鋼間橫材，為展開(kāi)下一步才操作提供便利。同時(shí)連接橫材過(guò)程中，為保證連接正確性，應(yīng)先對(duì)分段結(jié)構(gòu)圖中橫材相關(guān)信息進(jìn)行讀取，確定角鋼編號(hào)、規(guī)格、兩端螺栓、角鋼擺放方式等信息，根據(jù)相關(guān)信息連接橫材。

第五，在完成橫材連接后生成中間節(jié)點(diǎn)，以便于操作人員掌握鐵塔每段情況，確定相應(yīng)信息后進(jìn)行角鋼連接。而在進(jìn)行角鋼連接中，應(yīng)先確定中間節(jié)點(diǎn)，結(jié)合圖形結(jié)構(gòu)相似性確定節(jié)點(diǎn)類型。

第六，采用“控制點(diǎn)”方式輸入橫擔(dān)上節(jié)點(diǎn)。

第七，在塔身分段及控制點(diǎn)補(bǔ)充結(jié)束后，對(duì)角鋼進(jìn)行補(bǔ)充，在此環(huán)節(jié)中需要增加對(duì)斜材、補(bǔ)材角鋼補(bǔ)充量。 為保證角鋼連接與設(shè)計(jì)要求相符合，應(yīng)在連接前確定角鋼兩端節(jié)點(diǎn)均存在。同時(shí)在對(duì)斜材進(jìn)行設(shè)計(jì)中，應(yīng)提升對(duì)“對(duì)稱”問(wèn)題關(guān)注程度。 通常鐵塔斜材設(shè)計(jì)中，需要保證其遵循“撇外捺里”原則，其中，以捺方向上斜材為里鐵，以撇方向上斜材為外鐵。

第八，在全部單線連接結(jié)束后，對(duì)構(gòu)件號(hào)進(jìn)行檢測(cè)，然后進(jìn)行下一部分連接設(shè)計(jì)，并對(duì)出現(xiàn)問(wèn)題部分進(jìn)行記錄。

4 發(fā)展趨勢(shì)

現(xiàn)階段，鐵塔企業(yè)在施工放樣中，已經(jīng)逐步使用三維CAD 放樣技術(shù)代替?zhèn)鹘y(tǒng)手工放樣技術(shù)， 相比于以往放樣工作結(jié)果，使用三維CAD 放樣技術(shù)，不僅可提升放樣工作速度，而且可進(jìn)一步保證獲取數(shù)據(jù)信息準(zhǔn)確性。但在實(shí)際使用中，由于及時(shí)發(fā)展尚未完善，技術(shù)及相關(guān)程序依舊需要進(jìn)一步發(fā)展。 目前，三維CAD放樣技術(shù)應(yīng)用的相關(guān)軟件程度， 人機(jī)交互工作量加大，且對(duì)技術(shù)人員掌握的實(shí)踐工作經(jīng)驗(yàn)以及計(jì)算機(jī)知識(shí)、能力等具有較高要求，相關(guān)軟件程序還有待進(jìn)一步完善。 在放樣工作中涉及的相關(guān)數(shù)據(jù)管理軟件，依舊存在接口方面， 三維CAD 放樣技術(shù)相關(guān)軟件具有較大發(fā)展空間。 同時(shí)還應(yīng)擴(kuò)大軟件程序應(yīng)用范圍，盡可能將鐵塔全部生產(chǎn)程序全部融入三維CAD 放樣技術(shù)，如生產(chǎn)線以及材料加工等環(huán)節(jié)，以此提升生產(chǎn)質(zhì)量。 另外，在使用三維CAD 軟件中，電力企業(yè)還應(yīng)建立相應(yīng)局域網(wǎng)絡(luò)，從生產(chǎn)計(jì)劃到放樣、包裝發(fā)運(yùn)以及生產(chǎn)車(chē)間加工等方面入手，形成更多可滿足鐵塔企業(yè)需求軟件，加快實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化生產(chǎn)[3]。

5 結(jié)語(yǔ)

隨著信息化發(fā)展進(jìn)程推進(jìn)， 計(jì)算機(jī)技術(shù)取得了快速發(fā)展，并逐漸被應(yīng)用到更加廣闊領(lǐng)域中。而對(duì)計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用使得三維CAD 放樣技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中發(fā)揮出了更多作用， 進(jìn)一步滿足了鐵塔制造企業(yè)需求。CAD 技術(shù)作為鐵塔放樣中重要輔助工具，不僅提升了放樣工作開(kāi)展效率，而且提升了企業(yè)綜合競(jìng)爭(zhēng)實(shí)力。因此，在開(kāi)展鐵塔放樣工工作中，應(yīng)提升對(duì)三維CAD 放樣技術(shù)了解與掌握，并加強(qiáng)對(duì)其實(shí)際應(yīng)用研究。