BIM如何助力钢结构加工？BIM技术下的钢结构加工过程

BIM技术引入钢结构的加工过程，将使该过程变的程式化、数据化和简单化。BIM技术模型中所蕴含的信息数据化可精确快速地生成工程清单、工艺流程以及加工方法，可以便捷有效地开展生产。信息的数字化使异形板加工、数控切割更加精准优质，程式化让自动化焊接、涂装变得稳定高效，特别是各类加工机器人的介入，使BIM技术与钢结构加工过程高度的契合，极大地提升了加工效率。

（1）基于BIM技术的钢构件生产平台

传统的钢结构生产是通过设计图纸、工程清单、工艺图来解析工作指令安排构配件的加工。各设备、工种、管理无法及时地进行数据信息沟通，组织管理结构庞大冗余、效率低下。生产管理平台结合BIM技术的意义，就是以BIM技术模型集成的数据源为核心建立扁平且一体化的生产信息平台，有序地进行各类加工指令的下达，并及时反馈，形成有效协调。BIM数字化生产管理平台的工作流程如图1所示。

图1 BIM数字化生产管理平台的工作流程

BIM模型形成的工程清单、工艺流程、加工方法等CAM数据导入至生产平台中，所有的构件、配件按照在系统中设定好的工艺流程程序进行各种结构的加工，同时匹配不同工位、完成加工。物联管控使每一个节点的信息流都在形成的同时及时反馈生产平台。该平台的加工模式减少了传统形式上的管理低下、安装低效、误差等层级性问题，增强了管控能力的同时，降低了成本、提高了产品质量。

（2）基于BIM技术的构件加工自动化技术

钢结构的构配件加工主要是对钢材进行切割、制孔、边缘加工等流程。传统过程从结构图纸中获取构配件信息，输入加工数控设备的套料系统完成制造。因人工操作导致整个过程相对复杂且效率低下。BIM+构配件加工自动化技术，由BIM模型中导出配件的editNC数据文件，该文件包含各类CAM信息，包括尺寸信息、空间信息，性状信息等。依据同等文件格式输入至套料系统中自动排版，依据最小的损耗标准进行制模，完成加工。该技术中节省了人工重复转换的环节，排除了人为外因形成的数据误差，提高了加工效率，降低了损耗。

（3）基于BIM技术的机器人焊接技术

传统的钢结构的加工过程中对人工经验、手工操作有巨大的依赖性，受人为因素影响较大。科技的发展使得钢结构的焊接制造由人工化向着机械化、自动化演变。但因社会发展、建筑文化的兴起，建筑结构的独立性和多样性造成了焊接构配件的单一性、非重复性。目前多见示教再现型焊接机器人应用和批量化生产建设，对于单件多样性的工作多表现出明显的适用性缺乏。因此模拟仿真机械手技术为主的离线编程应用，模板匹配，人工势场和地图构建路径规划技术，这些技术的结合成为了解决焊接机器人的目标方案。钢结构构件焊接机器人编程流程如图2所示。该技术主要是仿真机械手利用BIM技术的建模形成地图结构，结合焊接工艺流程，对机器人的结构设计、运动学正解逆解、实际工作环境的避让和碰撞进行模拟，解决钢结构焊接加工的问题，最终实现钢结构焊接自动化、工业化。

图2 钢结构构件焊接机器人编程流程

（4）基于BIM技术的3D打印

3D打印即增材制造技术，是以数字模型为基础，通过软件和数控系统将“材”融化，以“增”的方式将模型层层打印“制造”的3D技术。通过BIM技术将建模以切片的形式分割，将分割形成的二维切片传输至3D打印机上，将材料以熔融、挤压、喷出、光聚合的模式分层迭代、粘贴，形成最终实体。BIM技术与3D打印“虚”、“实”结合的方式很好地应用于BIM+的工程实际，特别是钢结构的异形建筑当中。用BIM技术准确、形象的模拟实体结构，利用3D打印技术的优势完美展现，极大地缩短了建设生产周期，降本增效，很好的促进了产业化发展。

作者：李楠 仅供学习交流 版权归原作者所有