一种基于BIM的大直径三通管道制作工艺的制作方法

一种基于bim的大直径三通管道制作工艺
技术领域
1.本发明及管道加工技术领域，尤其是一种基于bim的大直径三通管道制作工艺。


背景技术：

2.三通管，顾名思义就是有三个口，也就是说一个进口，两个出口，或者是两个进口，一个出口，三通管主要作用是改变流体的方向，其广泛应用于输送液体、气体的管网中，多根管道相连时，管道与管道之间的结合部位所形成的包络线叫做相贯线，主管管道定位后，首先要精确放出相贯线大样，再将其他管道与主管管道焊接。
3.专利号为cn201610346152.6，申请日为2016-05-23，公开了一种电动相贯线放线器及方法，放线器包括c形车架、驱动机构、滚轮、压轮装置、红外投影发射装置，两套驱动机构分别固定在c形车架上翼板的两侧，压轮装置安装在c形车架的下翼板上，驱动机构两端的车轴通过轴承连接滚轮，驱动机构两端的小齿轮与滚轮内置的齿槽相互啮合，在c形车架的端面上设置有插槽，红外投影发射装置安装在插槽中。
4.上述专利通过在管道口边缘自动行走的小车，并搭载红外线投影装置，快速完成相贯线放样工作，提高了划线精度和工作效率，但是，在实际运行中存在以下缺陷：
5.1.其行车方向、激光发射方向没有精确控制，稍有偏差，激光投射到目标管道上的位置将出现很大偏差，且人工追踪激光进行相贯线画线，一方面误差大，另一方面对应超大直径管道的绘制线程很长，绘制会很困难。
6.2.激光器与支管外表面不可避免的有距离间隙，会导致主管节上相贯线的孔洞变大，且变大间隙随着激光与主管节壁的夹角变小而变大，间隙不可控。


技术实现要素：

7.本发明所要解决的技术问题是提供一种基于bim的大直径三通管道制作工艺，可确保管道三通开孔精度，贯口开孔方法容易操作，可适应多种相贯角度，可避免出现开孔与管道之间出现缝隙大小不均导致焊接困难、难以保证焊接质量等问题。
8.本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
9.1、一种基于bim的大直径三通管道制作工艺，其特征在于：包括以下步骤：
10.步骤一、bim建模，创建三通管道模型，包括主管节和支管，将管径相同的两节管道作为主管，另一个管道作为支管；
11.步骤二、根据bim三维模型投影出x-y平面围管的数据，采用全站仪在水平地面上绘制出围管的内外轮廓线、中心线以及各管节分段位置，放样点误差为
±
1m；
12.步骤三、将bim三维模型中的主管贯口删除，然后将主管、支管展开，展开面为管内壁面，导出切割数据到数控切割机进行排版套料、下料切割；
13.步骤四、通过bim模型中的编号对切割的料打上编号钢印；
14.步骤五、将切割好的主管节、支管的料在卷管机中进行卷管；
15.步骤六、卷管点焊固定好后，卸下滚床运至焊接平台；
16.步骤七、对管节纵缝采用埋弧半自动焊进行焊接；
17.步骤八、根据管节bim模型数据，校核管节长度，管壁外侧画出管节最长、最短线以及上下边线共四条线，然后对管节贯口拼接缝沿环向开坡口，再将主管节按照编号顺序放置在地胎上，用磁吸式线垂调节主管节与地样轮廓线重合；
18.步骤九、对主管节环缝进行焊接，先焊接外侧，然后清根，再焊接管壁内侧。
19.步骤十、用磁力线垂及最长边线，确定出支管相贯中心点；架设好三色激光投影仪，将三色激光投影仪对准激光对准相贯中心点并调平，旋转半径调节为支管半径外壁半径，启动三色激光投影仪，投影出相贯线；沿投影相贯线切割开出相贯口，然后给相贯口开坡口；
20.步骤十一、将支管吊装到胎架上，校对位置后先点焊固定，然后进行相贯口焊缝的焊接。
21.步骤一中，两节主管展开纵缝前后错开180度，支管卷制展开纵缝起始位置在相邻主管展开纵缝起始位置对侧。
22.步骤三中，所述切割数据不输出主管开孔数据，输出主管、支管的端部相贯线数据。
23.步骤三中，对管道材料的展开纵缝开单面坡口，坡口开在管道外侧面。
24.步骤五中，所述卷管为先制作匹配圆管内径的检查模板，以便检查卷管内径是否已达到卷制要求的管径，卷管时，先压制展开纵缝的两端，至弧度符合管径，避免卷管后出现桃心形的接缝，多次往复卷制，通过靠模样板反复进行检验，直至与样板完全重合，以达到卷管精度，达卷管精度后将卷好的管节进行点焊固定。
25.步骤六中，所述点焊固定为安装加劲环并点焊牢固。
26.步骤十中，所述三色激光投影仪包括基座，所述基座通过直杆安装有上下移动的活动块，所述活动块通过电机连接有三个均匀分布的旋转轴，所述旋转轴上连接有激光器a，所述激光器a在旋转下投影出光圈，所述光圈为管道上相贯线的放样线，所述旋转轴的中心位置设置有激光器b。
27.所述激光器a的三种颜色分布为红黄蓝。
28.本发明的有益效果是：
29.1.通过bim建模，创建三通管道模型，根据模型数据进行放地样、搭设地、展开下料、卷管、校圆、焊接、投影相贯线和切割焊接的工艺步骤，将三通管的制作丛建模开始到最后焊接，精确的对材料进行精确下料放样，再对相贯线进行精确投影出光圈，确保管道三通开孔精度，适应多种相贯角度，开孔与管道之间不会出现缝隙大小不均的情况，焊接简单、焊接质量能够得到有力的保证。
30.2.通过三色激光投影仪脱离于管道投影放样，不依附于管道，不受管道直径大小和管道直径角度的限制，激光器与支管不会存在投影误差，因此可以处理直管、三通、多通，以及各种角度箱管的贯口。
附图说明
31.图1是本发明的工艺步骤流程图；
32.图2是本发明中三通管里主管节和支管的连接示意图；
33.图3是本发明中三色激光投影仪的结构示意图；
34.图中所示：1-基座；2-直杆；3-活动块；4-旋转轴；5-旋转杆；6-激光器a；7-激光器b。
具体实施方式
35.下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
36.如图1所示，一种基于bim的大直径三通管道制作工艺，包括以下步骤：
37.步骤一、bim建模，创建三通管道模型，包括主管节和支管，将管径相同的两节管道作为主管，另一个管道作为支管；
38.步骤二、如图2所示，根据bim三维模型投影出x-y平面围管的数据，采用全站仪在水平地面上绘制出围管的内外轮廓线、中心线以及各管节分段位置，放样点误差为
±
1m；
39.基于地样，采用钢材余料搭设地胎，在各节段接头处两端200mm处设置管节支托架。采用水平仪进行校核，地胎的整体不平度不超过
±
2mm，局部不超过
±
0.5mm/m；
40.步骤三、将bim三维模型中的主管贯口临时删除，然后将主管、支管bim零件展开，展开面为管内壁面，导出切割数据到数控切割机进行排版套料、下料切割；
41.步骤四、通过bim模型中的编号对切割的料打上编号钢印；
42.步骤五、将切割好的主管节、支管的料在卷管机中进行卷管；
43.步骤六、卷管点焊固定好后，卸下滚床运至焊接平台；
44.步骤七、对管节纵缝采用埋弧半自动焊进行焊接；
45.步骤八、根据管节bim模型数据，校核管节长度，管壁外侧画出管节最长、最短线以及上下边线共四条线，然后对管节贯口拼接缝沿环向开坡口，再将主管节按照编号顺序放置在地胎上，用磁吸式线垂调节主管节与地样轮廓线重合；
46.步骤九、对主管节环缝进行焊接，先焊接外侧，然后清根，再焊接管壁内侧。
47.步骤十、用磁力线垂及最长边线，确定出支管相贯中心点；架设好三色激光投影仪，将三色激光投影仪对准激光对准相贯中心点并调平，旋转半径调节为支管半径外壁半径，启动三色激光投影仪，投影出相贯线；沿投影相贯线切割开出相贯口，然后给相贯口开坡口；
48.步骤十一、将支管吊装到胎架上，校对位置后先点焊固定，然后进行相贯口焊缝的焊接。
49.步骤一中，两节主管展开纵缝前后错开180度，支管卷制展开纵缝起始位置在相邻主管展开纵缝起始位置对侧，在支管相贯一端，根据支管相贯角度创建圆环或椭圆环的临时加劲环模型，即加劲环板与主管平行，支管与主管垂直时，则环板为圆形，支管与主管不垂直时，则环板为椭圆形。加劲环与端口距离200mm左右，加劲环宽度50mm左右，加劲环厚度6mm左右；
50.在主管开孔处两侧创建圆环加劲环模型，即加劲环与主管垂直。加劲环与贯口边缘距离200mm左右，加劲环宽度50mm左右，加劲环厚度6mm左右；
51.临时加劲环模型沿圆周方向平均拆分为2～4块，以便于安装
52.步骤三中，所述切割数据不输出主管开孔数据，输出主管、支管的端部相贯线数据，主管在下料、卷管后再开孔，一是有利于控制主管卷管的圆度；二是有利于使支管与主
管的相贯口严丝合缝，避免制造中累计的误差导致支管与主管相贯口出现不均匀较大的缝隙，甚至完全不能匹配。
53.步骤三中，对管道材料的展开纵缝开单面坡口，坡口开在管道外侧面。
54.步骤五中，所述卷管为先制作匹配圆管内径的检查模板，以便检查卷管内径是否已达到卷制要求的管径，卷管时，先压制展开纵缝的两端，至弧度符合管径，避免卷管后出现桃心形的接缝，多次往复卷制，通过靠模样板反复进行检验，直至与样板完全重合，以达到卷管精度，达卷管精度后将卷好的管节进行点焊固定。
55.步骤六中，所述点焊固定为安装加劲环并点焊牢固，使管壁与加劲环贴合，从而确保管节圆度。
56.步骤十中，如图3所示，所述三色激光投影仪包括基座1，所述基座1通过直杆2安装有上下移动的活动块3，所述活动块3通过电机连接有三个均匀分布的旋转轴4，所述旋转轴4上连接有激光器a6，所述激光器a6在旋转下投影出光圈，所述光圈为管道上相贯线的放样线，所述旋转轴4的中心位置设置有激光器b7，激光器b7能够进行中心定位。
57.所述激光器a6的三种颜色分布为红黄蓝。
58.通过bim建模，创建三通管道模型，根据模型数据进行放地样、搭设地、展开下料、卷管、校圆、焊接、投影相贯线和切割焊接的工艺步骤，将三通管的制作建模开始到最后焊接，精确的对材料进行精确下料放样，再对相贯线进行精确投影出光圈，确保管道三通开孔精度，适应多种相贯角度，开孔与管道之间不会出现缝隙大小不均的情况，焊接简单、焊接质量能够得到有力的保证。
59.通过三色激光投影仪脱离于管道投影放样，不依附于管道，不受管道直径大小和管道直径角度的限制，因此可以处理直管、三通、多通，以及各种角度相管的贯口。
60.以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化,凡在发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。