一種基於bim平臺的非標準建築圍護構件數控加工預處理方法
2023-06-28 13:30:11
一種基於bim平臺的非標準建築圍護構件數控加工預處理方法
【專利摘要】本發明提出一種基於BIM平臺的非標準建築圍護構件數控加工預處理方法，通過建築幾何形態預處理，建築構件單元深化設計，加工數據處理和輸出三個步驟，解決了非標準形態建築圍護構件數控加工過程中各子流程間信息損失的問題，以及非標準構件二維詳圖和三維模型間的關聯轉換問題。
【專利說明】—種基於BIM平臺的非標準建築圍護構件數控加工預處理方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種數控加工預處理方法，具體涉及一種基於BIM平臺的非標準建築圍護構件數控加工預處理方法。
【背景技術】
[0002]近50多年來數位技術的快速發展促使科學思想發生了重大變革，人們對傳統科學範式的思維束縛被新興的複雜性科學所突破。當今時代建築形態流變的混沌與複雜性特徵呈現出多元、異質和不確定性，人們開始基於非線性科學思維建構的形態語言進行創作。在技術方面，建築造型平臺由60年代的線框造型系統發展為70年代的曲面造型系統，並突破了實體造型技術瓶頸，最終發展為今日的參數化實體造型系統。
[0003]科學理論和造型技術的進步促發了非線性建築形態的創作，使得建築非標準圍護構件的加工製造需求大大提高。由於建築非標準圍護構件的形式和尺度差異性大，加工模具種類繁多，傳統的加工製造方法難以應對，因此數位化加工製造成為了生產非標準圍護構件的主要途徑。但是在建築非標準圍護構件的數位化加工製造過程中，仍存在以下問題:在非標準形態建築圍護構件的數控加工過程中，各子流程的模型處理方法不統一，信息損失較大；部分非標準構件的二維詳圖仍需手動修改，無法保證構件單元的精確性。
【發明內容】
[0004]本發明提出一種基於BIM平臺的非標準建築圍護構件數控加工預處理方法，解決了非標準形態建築圍護構件數控加工過程中各子流程間信息損失的問題，以及非標準構件二維詳圖和三維模型間的關聯轉換問題。
[0005]本發明包括下述步驟:
[0006]步驟一、建築幾何形態預處理
[0007](I)分割形體表面:主要採用UV結構線分割法,在Revit或Grasshopper平臺中輸入設定的格網橫向和縱向的格數或格線距離後，利用UV分割功能以雙向結構線網格將曲面形體自動分割，隨後可通過調整網格的對齊方式、旋轉角度和偏移量進一步修改。
[0008](2)製作構件單元:在BIM平臺中，以族的形式創建構件單元，其創建流程為初步設置、創建族構架、定義族類型、創建幾何體、將幾何體約束於參照平面、設置可見性參數、保存新建族並載入項目更新和測試。將建築圍護構件的族類型定義為幕牆嵌板類，令樣板中平面和立面的參照平面與項目中的「幕牆網格」發生自動關聯，基於樣板設置，將構成嵌板的幾何圖形外圍輪廓線鎖定在立面的4個參照平面(左、右、頂部和底部)上。
[0009](3)將構件單元嵌入曲面網格:將前一步製作的嵌板構件按照自適應點的編號順序逆時針附著於曲面網格節點之上，再通過「重複」功能實現批量嵌入，根據自適應點對參考線等幾何圖元的自動跟隨性能，使族構件智能地隨形體或形體表面網格的變化而自動適應。
[0010](4) 二維關聯展開構件單元:在Revit或Grasshopper平臺中通過自適應功能的報告參數和公式中的的變量和條件語句進行驅動，實現構件的二維關聯展開。
[0011]步驟二、建築構件單元深化設計
[0012](I)設計構件單元細部和附加材質信息:從「材質瀏覽器」或「材質編輯器」中創建材質，對幾何形式的嵌板單元附加材料屬性。
[0013](2)確定構件單元的加工邊界:在詳圖深化過程中，基於以「族群」為技術特點的Revit平臺對所有輪廓線即加工邊界線進行確認和拾取；在框選所有可視對象的情況下，採用Revit圖元隔離功能將相同族類型的圖元單獨顯示，結合正投影的工作視圖即確定加工輪廓，直接導出DWG文件用於平面繪製深化。
[0014](3)標註構件單元的加工信息:將內嵌單元嵌板構件族中的尺寸標註中各個報告參數的公式關係設為與實際構件尺寸相同，得到與構建聯動變化的尺寸標註。
[0015]步驟三、加工數據處理和輸出
[0016](I)分類成組構件單元:在預先定義各個類型名稱之後，通過嵌套族的方式將帶有附著屬性的不同材料組成部分進行區分，使用過濾功能分離並分批保留在新建的視圖界面中。
[0017](2)初步排版套料:首先在AutoCAD中將板材根據圖紙尺寸按1:1比例繪製，然後利用該DWG圖形文件處理生成相應的單切程序，再把這些單切程序在固定規格的板材上排列生成數切程序，並將數切程序輸入切割機，以便於實現自動化切割。
[0018](3)關聯輸出構件單元的加工數據:首先導出包含加工輪廓線的圖紙文件，然後採用Revit平臺下的圖元與建築信息綁定功能輔助統計各類屬性信息，實現構件信息統計明細表與圖紙文件的同期輸出；最終輸出的加工文件包括構件的二維排樣圖紙及全部構件單元的信息明細表。
[0019]本發明的優勢在於:提出了一種基於BIM平臺的建築圍護構件數控加工預處理方法和流程步驟，確定了各子流程之間和子流程內部不同平臺間的模型處理方法，使各流程間的信息損失最小；採用二維平面圖與三維實體模型聯動修改的技術手段，提高了非標準構件單元的精確性和圖形轉換效率。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0020]圖1基於BM平臺的建築圍護構件數控加工預處理流程框架。
【具體實施方式】
[0021]步驟一、建築幾何形態預處理
[0022](I)分割形體表面:主要採用UV結構線分割法,在Rev it或Grasshopper平臺中輸入設定的格網橫向和縱向的格數或格線距離後，利用UV分割功能以雙向結構線網格將曲面形體自動分割，隨後可通過調整網格的對齊方式、旋轉角度和偏移量進一步修改。
[0023](2)製作構件單元:在BIM平臺中，以族的形式創建構件單元，其創建流程為初步設置、創建族構架、定義族類型、創建幾何體、將幾何體約束於參照平面、設置可見性參數、保存新建族並載入項目更新和測試。將建築圍護構件的族類型定義為幕牆嵌板類，令樣板中平面和立面的參照平面與項目中的「幕牆網格」發生自動關聯，基於樣板設置，將構成嵌板的幾何圖形外圍輪廓線鎖定在立面的4個參照平面(左、右、頂部和底部)上。
[0024](3)將構件單元嵌入曲面網格:將前一步製作的嵌板構件按照自適應點的編號順序逆時針附著於曲面網格節點之上，再通過「重複」功能實現批量嵌入，根據自適應點對參考線等幾何圖元的自動跟隨性能，使族構件智能地隨形體或形體表面網格的變化而自動適應。
[0025](4) 二維關聯展開構件單元:在Revit或Grasshopper平臺中通過自適應功能的報告參數和公式中的的變量和條件語句進行驅動，實現構件的二維關聯展開。
[0026]步驟二、建築構件單元深化設計
[0027](I)設計構件單元細部和附加材質信息:從「材質瀏覽器」或「材質編輯器」中創建材質，對幾何形式的嵌板單元附加材料屬性。
[0028](2)確定構件單元的加工邊界:在詳圖深化過程中，基於以「族群」為技術特點的Revit平臺對所有輪廓線即加工邊界線進行確認和拾取；在框選所有可視對象的情況下，採用Revit圖元隔離功能將相同族類型的圖元單獨顯示，結合正投影的工作視圖即確定加工輪廓，直接導出DWG文件用於平面繪製深化。
[0029](3)標註構件單元的加工信息:將內嵌單元嵌板構件族中的尺寸標註中各個報告參數的公式關係設為與實際構件尺寸相同，得到與構建聯動變化的尺寸標註。
[0030]步驟三、加工數據處理和輸出
[0031](I)分類成組構件單元:在預先定義各個類型名稱之後，通過嵌套族的方式將帶有附著屬性的不同材料組成部分進行區分，使用過濾功能分離並分批保留在新建的視圖界面中。
[0032](2)初步排版套料:首先在AutoCAD中將板材根據圖紙尺寸按1:1比例繪製，然後利用該DWG圖形文件處理生成相應的單切程序，再把這些單切程序在固定規格的板材上排列生成數切程序，並將數切程序輸入切割機，以便於實現自動化切割。
[0033](3)關聯輸出構件單元的加工數據:首先導出包含加工輪廓線的圖紙文件，然後採用Revit平臺下的圖元與建築信息綁定功能輔助統計各類屬性信息，實現構件信息統計明細表與圖紙文件的同期輸出；最終輸出的加工文件包括構件的二維排樣圖紙及全部構件單元的信息明細表。
【權利要求】
1.一種基於BIM平臺的非標準建築圍護構件數控加工預處理方法，其特徵在於包括如下步驟: 步驟一、建築幾何形態預處理 (1)分割形體表面:主要採用UV結構線分割法,在Revit或Grasshopper平臺中輸入設定的格網橫向和縱向的格數或格線距離後，利用UV分割功能以雙向結構線網格將曲面形體自動分割，隨後可通過調整網格的對齊方式、旋轉角度和偏移量進一步修改； (2)製作構件單元:在BIM平臺中，以族的形式創建構件單元，其創建流程為初步設置、創建族構架、定義族類型、創建幾何體、將幾何體約束於參照平面、設置可見性參數、保存新建族並載入項目更新和測試。將建築圍護構件的族類型定義為幕牆嵌板類，令樣板中平面和立面的參照平面與項目中的「幕牆網格」發生自動關聯，基於樣板設置，將構成嵌板的幾何圖形外圍輪廓線鎖定在立面的4個參照平面(左、右、頂部和底部)上； (3)將構件單元嵌入曲面網格:將前一步製作的嵌板構件按照自適應點的編號順序逆時針附著於曲面網格節點之上，再通過「重複」功能實現批量嵌入，根據自適應點對參考線等幾何圖元的自動跟隨性能，使族構件智能地隨形體或形體表面網格的變化而自動適應； (4)二維關聯展開構件單元:在Revit或Grasshopper平臺中通過自適應功能的報告參數和公式中的的變量和條件語句進行驅動，實現構件的二維關聯展開； 步驟二、建築構件單元深化設計 (1)設計構件單元細部和附加材質信息:從「材質瀏覽器」或「材質編輯器」中創建材質，對幾何形式的嵌板單元附加材料屬性； (2)確定構件單元的加工邊界:在詳圖深化過程中，基於以「族群」為技術特點的Revit平臺對所有輪廓線即加工邊界線進行確認和拾取；在框選所有可視對象的情況下，採用Revit圖元隔離功能將相同族類型的圖元單獨顯示，結合正投影的工作視圖即確定加工輪廓，直接導出DWG文件用於平面繪製深化； (3)標註構件單元的加工信息:將內嵌單元嵌板構件族中的尺寸標註中各個報告參數的公式關係設為與實際構件尺寸相同，得到與構建聯動變化的尺寸標註； 步驟三、加工數據處理和輸出 (1)分類成組構件單元:在預先定義各個類型名稱之後，通過嵌套族的方式將帶有附著屬性的不同材料組成部分進行區分，使用過濾功能分離並分批保留在新建的視圖界面中； (2)初步排版套料:首先在AutoCAD中將板材根據圖紙尺寸按1:1比例繪製，然後利用該DWG圖形文件處理生成相應的單切程序，再把這些單切程序在固定規格的板材上排列生成數切程序，並將數切程序輸入切割機，以便於實現自動化切割； (3)關聯輸出構件單元的加工數據:首先導出包含加工輪廓線的圖紙文件，然後採用Revit平臺下的圖元與建築信息綁定功能輔助統計各類屬性信息，實現構件信息統計明細表與圖紙文件的同期輸出；最終輸出的加工文件包括構件的二維排樣圖紙及全部構件單元的信息明細表。
【文檔編號】G06F17/50GK104252558SQ201410309471
【公開日】2014年12月31日 申請日期:2014年7月2日 優先權日:2014年7月2日
【發明者】孫澄, 楊陽, 夏楠, 曲大剛, 楊子孚 申請人:哈爾濱工業大學