多曲复杂木饰面单元板块的塑形与精准定位加工装置及加工方法

文档序号:980286 发布日期:2020-11-06 浏览:4次 >En<

阅读说明:本技术 多曲复杂木饰面单元板块的塑形与精准定位加工装置及加工方法 (Shaping and accurate positioning processing device and processing method for multi-curve complex wood veneer unit plate ) 是由 葛倩华 连珍 李佳 苏海龙 朱彤 顾文静 江旖旎 朱卫中 冯伟 苏珂 朱家佳 于 2020-06-24 设计创作,主要内容包括:本发明涉及到一种多曲复杂木饰面单元板块的塑形与精准定位加工装置,所述的单元板块由两根钢框架、多个扁钢和多根支撑杆制成单元框架,在单元框架上覆盖有钢板蒙面,该塑形与精准定位加工装置结构上包括有配合使用的工作平台和加工校验平台,所述的工作平台靠近于加工校验平台放置,还涉及了其加工过程。本发明塑形与精准定位加工装置专用于外部工厂加工单元板块,突破现有技术的藩篱,实践效果非常好,加工出的单元板块尺寸精确,配合完整精密,组合后的飘带装饰物灵动、飘逸且富有质感,取得了良好的社会效益和经济效益。(The invention relates to a shaping and accurate positioning processing device for a multi-curve complex wood veneer unit plate, wherein the unit plate is made of two steel frames, a plurality of flat steels and a plurality of support rods, a steel plate covering surface covers the unit frame, the shaping and accurate positioning processing device structurally comprises a working platform and a processing and checking platform which are matched with each other, and the working platform is placed close to the processing and checking platform, and the processing process is also related. The shaping and accurate positioning processing device is specially used for processing unit plates in external factories, breaks through the fence in the prior art, has good practical effect, and the processed unit plates have accurate size and complete and accurate matching, and the combined ribbon decorations are flexible, elegant and rich in texture, thereby obtaining good social and economic benefits.)

多曲复杂木饰面单元板块的塑形与精准定位加工装置及加工 方法

技术领域

本发明涉及到建筑装饰领域,特别涉及到一种加工多曲复杂木饰面单元板块的塑形与精准定位加工装置及其加工方法。

背景技术

在现在的建筑施工领域中,通过BIM模型与数字化建造系统结合,建筑中的许多构件均可以异地加工,直接运到建筑施工现场,装配到建筑中(例如GRG、弧形吊顶铝板等)。通过数字化建造,可以自动完成建筑物构件的预制,这些通过工厂精密机械技术制造出来的构件不仅降低了建造误差,并且大幅度提高构件制造的生产率,使得整个建筑建造的工期缩短并且容易掌控。

对于复杂异形装饰面的建筑物,特别涉及到飘带类带有艺术造型的构筑物,目前是数字化辅助设计,加上数控加工等技术,直接基层和饰面一体化完成,再进行现场直接组装完成的。但对于大型场馆内部木饰面飘带而言,其需要求较多且严格,不仅仅是外形精度要求高,还需要保证满足声学要求和外观流畅无缝等,造成无法通过一种材料直接装配式组装来实现,必须经过精密的计算和科学的分件施工才能够实现。

现在行业内主流异形木饰面通常是按照工厂加工能力和板材的规格进行分件,安装完成后木饰面板块之间都必须留有工艺缝。针对剧院内墙面飘带状木饰面的施工,根据造型,需要达到刚柔并济,阴阳角分明,无分缝。同时在剧院内需要考虑声学,材料共振,防火,温度变化影响、结构强度等系列问题。对于分件后的加工目前尚没有精确的对应性加工工具和加工工艺,需要进一步探索和研发。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术中存在的不足,提供一种加工多曲复杂木饰面单元板块的塑形与精准定位加工装置及其加工方法。发明塑形与精准定位加工装置专用于外部工厂加工单元板块,再配合专用的加工工艺,突破现有技术的藩篱,实践效果非常好,加工出的单元板块尺寸精确,配合完整精密。

为了达到上述发明目的,本发明专利提供的技术方案如下:

一种多曲复杂木饰面单元板块的塑形与精准定位加工装置,其特征在于,所述的单元板块由两根钢框架、多个扁钢和多根支撑杆制成单元框架,在单元框架上覆盖有钢板蒙面,该塑形与精准定位加工装置结构上包括有配合使用的工作平台和加工校验平台,所述的工作平台靠近于加工校验平台放置;

所述的工作平台包括有操作台面和支撑腿,四根支撑腿分别设置在方形操作台面的底部,在工作平台的操作台面上设有纵横交错的方形网格,并在网格上标识有刻度以作为控制坐标,所述的钢框架在工作平台上加工完成;

所述的加工校验平台结构上包括有施工平台,该施工平台铺设于厂房内的地面上,施工平台的一侧设有垂直固定的靠山板,在施工平台上与所述靠山板相对的一侧设有一个可移动位置的预拼装支架,在所述施工平台和靠山板上分别设有网格,在网格上设有刻度,所述的单元板块在加工校验平台上拼接组装完成。

在本发明一种多曲复杂木饰面单元板块的塑形与精准定位加工装置中,需要加工的单元板块在结构上包括有基层框架,该基层框架的主体纵向使用钢框架,该钢框架的两侧为平行的支腿,中部设有符合曲面角度的弯折段,该弯折段的两端分别固定在支腿的上部,横向使用数控弯折机弯折而成的扁钢,该扁钢的两端分别固定在所述弯折段上,在相对的两个钢框架的支腿上设有支撑杆,由两根钢框架、多个扁钢和多根支撑杆制成单元框架,在单元框架的扁钢所在表面覆盖有所述的钢板蒙面。

一种利用塑形与精准定位加工装置加工多曲复杂木饰面单元板块的方法,其特征在于,该方法包括有如下步骤:

第一步,在飘带状造型的三维模型上进行分件,分件时沿着坐标轴进行纵横向切割,保证纵向分割线垂直于水平面且相互平行,相邻纵向分割线即为单元板块的长度,横向上的分界线选择在飘带造型的阴角线或阳角线上,分割时保持坐标体系不变,确保分件后每个单元板块制作和安装的精度,将飘带的三维模型分件成为多个单元板块后,再将每个单元板块转换成为单独的加工模型,并生成对应的加工视图,制作一个坐标控制表和每个单元板块的加工尺寸控制表,编号后的每个单元板块均有单独的加工模型和加工视图;

第二步,在外加工工厂作为单元板块的施工现场,在施工现场设置单元板块的塑形与精准定位加工装置,该塑形与精准定位加工装置结构上包括有配合使用的工作平台和加工校验平台,所述的工作平台靠近于加工校验平台放置,准备单元板块加工所需的原料,该原料包括有角钢、扁钢、钢板蒙面和支撑扁钢;

第三步,在工作平台上加工出钢框架,根据待加工单元板块的尺寸控制表,加工出每一段角钢,并根据尺寸控制表上相邻角钢的夹角焊接固定,制成的钢框架两侧为平行的支腿,中部设有符合曲面角度的弯折段,该弯折段的两端分别固定在支腿的上部,在工作平台上加工钢框架时采用相邻钢框架的AB套加工方式,即同时加工出相邻两个钢框架,确保二者的尺寸相同;

第四步,利用数控弯管机加工出扁钢,每个扁钢设有五个坐标控制点,该控制点依照尺寸控制表形成,确保弯折距离和弯折角度;

第五步,在加工校验平台上组装加工出单元板块,先将待加工单元板块的两个钢框架平行固定在加工校验平台上,利用加工校验平台上带有刻度的网格控制钢框架的位置满足要求,在每个钢框架的外侧均利用临时固定支架固定保持钢框架垂直于加工校验平台,在加工校验平台上放置多根方钢,每根扁钢的中部三个位置处均放置一个方钢,在三根方钢的上部标示出该处控制点的高度坐标,扁钢两端与钢框架连接,连接部位即为扁钢的另外两个控制点坐标,依据扁钢数量布置多根方钢,方钢的底部临时固定在加工校验平台上;

第六步,将多根扁钢按照控制点固定在钢框架上,在每根扁钢固定时利用中间的三根方钢来保证中部三个控制点的位置,两端的两根控制点位置处在钢框架上,在扁钢固定在钢框架上后形成单元框架,根据整体的情况设置多根支撑杆以保证稳定性;

第七步,在制成的单元框架上覆盖钢板蒙面,钢板蒙面的形状依照扁钢所处的阴角线或阳角线确定,将钢板蒙面覆盖在单元框架的扁钢所在表面上,钢板蒙面覆盖时每覆盖一块钢板蒙面拆除掉对应的方钢,逐次拆除方钢,并在跨度大的部位增加支撑杆;

第八步,检测该编号的单元板块的尺寸和规格,确保合格无误后确定该单元板块完成。

对于本发明加工多曲复杂木饰面单元板块的方法,所述第一步中分件后单元板块转换成为单独的加工模型,该加工模型由四个角的坐标标示其位置和尺寸大小,对该加工模型进一步分件并进行坐标转换,进一步分件是依照其纵向平行于纵向分割线做三个分割面,则三个分割面与横向的每根分界线均有三个交点,则分界线有五个交点坐标进行空间位置确定,所述的尺寸控制表上显示有转换后每个单元板块的加工尺寸和控制点,该控制点由X、Y、Z三维坐标标示,控制点坐标是由单元板块纵向放置的空间坐标转换为单元板块横向放置的加工平台坐标。

对于本发明加工多曲复杂木饰面单元板块的方法,在所述第二步中,每个单元板块均有对应的加工尺寸控制表,列明纵向分割后框架的尺寸长度和弯折处夹角大小,以及每根横向分界线上的五个控制点坐标,该坐标投影于工作平台和加工校验平台作为尺寸控制标准。

对于本发明加工多曲复杂木饰面单元板块的方法,在所述第三步中,所述的AB套加工方式是指相邻的单元板块之间相接触的钢框架一起加工出来,钢框架同时加工出来确保尺寸大小和角度大小均相同,并同时在机床上加工出可将二者连接固定的多个螺栓孔。

对于本发明加工多曲复杂木饰面单元板块的方法,在所述第五步中,所述的临时固定支架倾斜地固定于钢框架与加工校验平台之间,临时固定支架的上端固定在钢框架的上端,临时固定支架的下端固定在加工校验平台上,使得钢框架垂直固定在加工校验平台上,并且相对的钢框架也垂直固定在加工校验平台上,并且二者保持平行,站立后的钢框架上与扁钢连接部位即为分界线的两端两个控制点。

对于本发明加工多曲复杂木饰面单元板块的方法,在所述第六步中,设置支撑杆后的单元板块上,所述钢框架的两侧为平行的支腿,在两个支腿之间固定有下弦杆,该下弦杆的两端垂直固定于两个支腿的中部位置,在钢框架的上部设有符合曲面角度的弯折段,弯折段的中部作为上弦杆,该弯折段的两端分别固定在支腿的上部,弯折段的节点部位的弯折角度对应于该单元板块线型所在的阳角的角度,在所述上弦杆和下弦杆之间垂直设有多根竖杆,该竖杆平行于所述的支腿,在所述上弦杆和下弦杆之间跨度大的部位还设有斜杆,相对的两个钢框架之间也设有支撑杆。

对于本发明加工多曲复杂木饰面单元板块的方法,在所述第七步中,覆盖钢板蒙皮前,在相邻阴角线或阳角线之间若跨度较大或曲面平缓位置处增设有支撑用的细扁钢线条,该细扁钢线条较扁钢细且便于手工弯折。

基于上述技术方案,本发明专利的用于飘带状木饰面装饰工程的外加工分件、加工及安装方法经过实践应用取得了如下技术效果:

1.本发明专利针对的是大型艺术场馆内的飘带状的装饰物的设计、生产、安装工程,由于大型飘带状装饰物的尺寸较大,且整体呈现C字型分布,安装高度有十几米,长度有几十米长,装饰物自身的高度为二到三米,并且要求装饰物表面呈现实木质感,显得飘逸且自然,并且满足声学要求,不能出现回声等影响艺术场馆声学效果的现象,之前没有过这种装饰形式、尺寸高度和结构形式,对于设计和建造都造成很大的困难。本发明专利申请针对于上述情况,利用数字化技术,先对整体的飘带状装饰物进行分件,分件后再通过外部工厂加工成单元板块,然后再将单元板块运输到现场进行拼装,最后再处理木质装饰面,分为若干环节分步骤完成设计、分件、加工和施工,突破现有技术的藩篱,实践效果非常好,完工后的飘带装饰物灵动、飘逸,富有质感,得到设计方和业主方的一致好评。

2.本发明专利申请在对大型飘带状装饰物的设计采用BIM方式完成,再通过现场测量实际完工后的建筑物内部尺寸,进行反向建模,模拟出实际飘带的整体特征,并利用软件进行分件,分件时采用纵向平行的方式位置,横向选择飘带设计的阴角线或阳角线位置,确保分件后保持连贯、连续,保证过渡的平顺性,分件时每个单元板块大小考虑工厂加工能力和运输能力,以便于吊装运输和拼装为前提。在分件时对于一些曲面和曲线的处理尽量在不影响整体效果的前提下,变曲为直,减少实际加工的难度和成本。

3.本发明专利申请的单元板块加工要确保精度和加工便利性,我们专门设计了辅助工装,这些辅助工装包括有加工钢框架的工作平台,也包括固定钢框架、扁钢和钢蒙面的加工校验平台,采用AB面加工的方式切实保障相邻钢框架的对应度,同时加工安装孔确保拼装时精确对准,另外对于扁钢的加工我们采用数控弯折机,确保弯折尺寸到位,加工校验平台的另外一个功能是将相邻的单元板块拼接在一起,整体性的多个组装。

4.本发明专利申请在外加工工厂将单元板块加工时,采用专门的塑形与精准定位工装,再配合独特的加工工艺,采用AB面加工的方式确保相邻单元板块的匹配一致性,并通过多块单元板块预拼装的形式进行校验和调整,通过模拟实际安装环境的方式查看单元板块是否满足图纸要求和实践安装需要,从而进一步保证制作和安装精度。

5.本发明专利申请的单元板块运输到施工现场,在施工场地室内飘带状装饰物的安装位置固定好专门的基层构架,基层构架的作用是作为单元板块的安装支撑,目的在于确保安装位置的精确性,基层构件的结构上采用前部水平搁架的形式,后端连接到建筑物墙壁上,并利用若干斜撑确保其能够承受整体飘带的重量,前端多个水平搁架的设计形式,是的单元板块可以放置到位,并且在横向位置调整,创新性地解决了安装和调节问题,进一步提高安装便利度和安装精度。

6.本发明专利申请的单元板块在安装时,先在基层构架上确定一个标高点,该标高点作为安装的支撑点(Z),每个单元板块需要在支撑点上确定一个水平坐标点(Y),通过基层构架上支撑架的进出调节,确定最终横向坐标点(X),完成定位以后,利用全站仪对控制标高进行复核,待复核合格后依次组装相邻的单元板块,每安装四个单元板块后重新复核一次以确保安装精度。

7.本发明专利申请的飘带状装饰物在单元板块拼装完成后,先在单元板块上钢板蒙面的背面粘贴石膏板条进行配重,配重时每平方米配重 35公斤石膏板以满足声学要求,然后在钢板蒙面的表面固定高密度板条,最后在高密度板条上贴上木皮。这种石膏板条装配到后面的形式便于安装并且不会造成表面漆皮和开裂的风险,并且采用石膏板作为配重满足声学要求,由于钢板蒙面的表面布满密集的小孔洞,是的高密度板条更易于通过环保胶水连接,提高连接强度,从而避免后续开裂和张开。通过多层形式的表面处理,使得大型的飘带状装饰物能够满足艺术场馆的声学要求,又能够表面具有流畅、飘逸、灵动的动态造型,也使得其木质表面更具有质感,取得技术效益和社会效益的双重效果。

附图说明

图1是一种用于飘带状木饰面装饰工程的外加工分件、加工及安装方法的操作流程图。

图2是本发明中待加工安装的飘带状装饰面的结构示意图。

图3是用于飘带状木饰面装饰工程的外加工分件、加工及安装方法中飘带状装饰面的分件示意图。

图4是本发明一种加工多曲复杂木饰面单元板块的塑形与精准定位加工装置中工作平台的结构示意图。

图5是本发明一种加工多曲复杂木饰面单元板块的塑形与精准定位加工装置中加工校验平台的结构示意图。

图6是本发明一种利用塑形与精准定位加工装置加工多曲复杂木饰面单元板块的加工过程中方钢的放置示意图。

图7是本发明一种利用塑形与精准定位加工装置加工多曲复杂木饰面单元板块的加工过程的示意图。

图8是本发明一种加工多曲复杂木饰面单元板块的塑形与精准定位加工方法的完成的单元板块的结构示意图。

图9是一种用于飘带状木饰面装饰工程的外加工分件、加工及安装方法中单元板块再覆盖面层后的结构示意图。

具体实施方式

下面我们结合附图和具体的实施例来对本发明一种用于飘带状木饰面装饰工程的外加工分件、加工及安装方法进一步的详细描述,以求更为清楚明了地理解结构组成和工作方式,但不能因此来限制本发明的保护范围。

本发明专利是对艺术场馆等大型建筑中,设计有大型的异性飘带状装饰物的建造方法,解决其从设计模型开始到实际装饰物安装矫正完成,从而将艺术设计的效果实体呈现出来的过程。对于大型的C字形飘带状装饰物而言,其相对于现有技术的其他异型多曲面装饰物更具有复杂性,体现在不仅仅尺寸巨大,而且安装位置高,控制点多,造型变化明显,施工难度更大,没有现有的施工工艺可以直接应用,必须从设计、制造到具体施工重新构建。本发明专利采用数字化辅助施工方法结合大型场馆的内部结构要求,针对于复杂异形装饰面特别是大尺寸木饰面飘带的外观和性能要求,采用先现场扫描并逆向建模的形式,再结合结构组成要求,利用计算机设计出适合的基层曲面并进行单元块划分,再对单元块进行工厂加工和现场安装,最后再将整体艺术面层制作出来,从而保证木饰面飘带的结构性能和声学艺术要求。

如图1所示,本发明作为一种用于飘带状木饰面装饰工程的分件、外加工及安装方法,就是将设计师设计出来的飘带状装饰物从模型图纸到实体装饰呈现出来的过程。如图2所示,安装在大型艺术场馆内的飘带状饰面为整体呈C字型的半围合结构,其在结构组成上包括有基层构架、单元板块和木饰面面层,所述的基层构件安装在大型艺术场馆的内墙壁上,多个单元板块安装在基层构架上并拼接为飘带状,在拼接完成的单元板块上设有所述的木饰面面层,该方法包括有分件环节、外加工环节和安装环节,

在所述的分件环节中包括如下步骤:

A,在飘带状造型的三维模型上进行分件,根据工厂加工、运输能力和经济性进行分件,使得分件后每个单元板块的长度不超过2.5米,高度不超过2米,分件时保持飘带造型的连贯性,在飘带状造型的三维模型上进行分件的操作方式为:先对土建施工完成的大型场馆内部进行空间测绘,利用三维扫描仪进行现场扫描测绘,将测绘点生成点云模型;再将生成的点云模型与该大型场馆内部的BIM模型整合,形成轻量化实体网格面的三维模型;最后在三维模型上对复杂异形装饰面的整体基层表皮进行单元块划分,分件后如图3所示。

B,分件时沿着坐标轴进行纵横向切割,保证纵向分割线垂直于水平面且相互平行,相邻纵向分割线即为单元板块的长度,横向上的分界线选择在飘带造型的阴角线或阳角线上,分割时保持坐标体系不变,确保分件后每个单元板块制作和安装的精度,利用软件系统将飘带的三维模型分件成为多个单元板块后,再将每个单元板块转换成为单独的加工模型,并生成对应的加工视图,这里对单元板块进行四点点位信息输出,对输出的每个单元块进行编号,同时提取单元块曲面边缘线并导出三维线框模型。

C,适当修正单元板块的纵向分割线,将部分近似直线的弧形修正为直线以控制加工精度。这里在对大型飘带状装饰物的设计采用BIM方式完成,再通过现场测量实际完工后的建筑物内部尺寸,进行反向建模,模拟出实际飘带的整体特征,并利用软件进行分件,分件时采用纵向平行的方式位置,横向选择飘带设计的阴角线或阳角线位置,确保分件后保持连贯、连续,保证过渡的平顺性,分件时每个单元板块大小考虑工厂加工能力和运输能力,以便于吊装运输和拼装为前提。在分件时对于一些曲面和曲线的处理尽量在不影响整体效果的前提下,变曲为直,减少实际加工的难度和成本。

D,制作一个坐标控制表和每个单元板块的加工尺寸控制表,编号后的每个单元板块均有单独的加工模型和加工视图。

在所述的外加工环节中:

E,在外加工工厂内加工分件后的单元板块,将加工模型和加工视图中各个单元板块制作出来,需要加工的单元板块在结构上包括有基层框架,该基层框架的主体纵向使用钢框架,该钢框架的两侧为平行的支腿,中部设有符合曲面角度的弯折段,该弯折段的两端分别固定在支腿的上部,,横向使用数控弯折机弯折而成的扁钢,该扁钢的两端分别固定在所述弯折段上,在相对的两个钢框架的支腿上设有支撑杆,由两根钢框架、多个扁钢和多根支撑杆制成单元框架,在单元框架的扁钢所在表面覆盖钢板蒙面。

F,将相邻单元板块之间的两根纵向钢框架由A、B套同步加工组成以保持二者结构形同,相邻的钢框架对齐后同时在数控机床上进行打孔形成对应的连接孔,在安装过程中通过所述的连接孔对敲螺栓拧紧,在实现加固连接的同时矫正表面外轮廓线,使外轮廓线弧顺且连续;

G,在外加工工厂内设计专门的工作平台以保证单元板块的加工精度,所述的工作平台包括有操作台面和支撑腿,四根支撑腿分别设置在方形操作台面的底部,在工作平台的操作台面上设有纵横交错的方形网格,并在网格上标识有刻度以作为控制坐标,所述的钢框架在工作平台上根据加工视图和尺寸控制表加工焊接完成,加工焊接时同时加工相邻的AB两根钢框架,在数控弯管机上加工出横向弯曲的扁钢,扁钢加工时根据控制尺寸设定控制点以配合表面弧线走向;

H,利用专用的加工校验平台将加工完成的钢框架、扁钢和蒙皮拼装成为对应的单元板块,将每个单独编号的单元板块及相邻的单元板块一起拼装制作完成,利用螺栓将AB套加工出来的钢框架连接在一起,以确保相邻单元板块的连接精度,所述的加工校验平台的两边设有角铁框架,根据坐标站立并固定所述的钢框架,控制所述基层框架的垂直度和水平度以控制精度,利用数控弯管机制作完成的横向扁钢通过网格平台的坐标控制完成定位,每根横向扁钢至少使用五个空间点(X,Y,Z)控制定位;

I,工厂进行预拼装,使得每个制作完成的单元板块按照编号进行拼装,在工厂内对四至六个相邻的单元板块成组拼装,测量尺寸并进行修正,校验修正后定型每个单元板块。本发明专利申请在外加工工厂将单元板块加工时,采用AB面加工的方式确保相邻单元板块的匹配一致性,并通过多块单元板块预拼装的形式进行校验和调整,通过模拟实际安装环境的方式查看单元板块是否满足图纸要求和实践安装需要,从而进一步保证制作和安装精度。

在所述的安装环节中:

J,将修正完成后定型的单元板块拆卸下来分别运输到施工现场,分类摆放以便于实际拼装;

K,现场基层构架的制作,基层构架的高度控制按照坐标控制表中的坐标来实现,所述的基层构架包括固定在墙壁上的支撑架和处于支撑架自由端部位的水平搁架,在支撑架和水平搁架与墙壁之间还设有斜撑,所述水平搁架按照位置高低设有多组,且基层构架的轮廓形状为飘带状走向。本发明专利申请的单元板块运输到施工现场,在施工场地室内飘带状装饰物的安装位置固定好专门的基层构架,基层构架的作用是作为单元板块的安装支撑,目的在于确保安装位置的精确性,基层构件的结构上采用前部水平搁架的形式,后端连接到建筑物墙壁上,并利用若干斜撑确保其能够承受整体飘带的重量,前端多个水平搁架的设计形式,是的单元板块可以放置到位,并且在横向位置调整,创新性地解决了安装和调节问题,进一步提高安装便利度和安装精度。

L,吊装定位,先在基层构架上确定一个标高点,该标高点作为安装的支撑点(Z),每个单元板块需要在支撑点上确定一个水平坐标点(Y),通过基层构架上支撑架的进出调节,确定最终横向坐标点(X),完成定位以后,利用全站仪对控制标高进行复核,待复核合格后依次组装相邻的单元板块,每安装四个单元板块后重新复核一次以确保安装精度。

M,依次拼装好每个单元板块,完成总装再现三维模型整体造型,进行配重和饰面安装,先在单元板块上钢板蒙面的背面粘贴石膏板条进行配重,配重时每平方米配重35公斤石膏板以满足声学要求,然后在钢板蒙面的表面固定高密度板条,最后在高密度板条上贴上木皮,检测无误完成的飘带状木饰面的加工和安装作业,对于每个单元板块来说,其完成后结构如图9所示。飘带状装饰物在单元板块拼装完成后,先在单元板块上钢板蒙面的背面粘贴石膏板条进行配重,配重时每平方米配重35 公斤石膏板以满足声学要求,然后在钢板蒙面的表面固定高密度板条,最后在高密度板条上贴上木皮。这种石膏板条装配到后面的形式便于安装并且不会造成表面漆皮和开裂的风险,并且采用石膏板作为配重满足声学要求,由于钢板蒙面的表面布满密集的小孔洞,是的高密度板条更易于通过环保胶水连接,提高连接强度,从而避免后续开裂和张开。

在本发明一种用于飘带状木饰面装饰工程的外加工分件方法中,单元板块加工要确保精度和加工便利性,我们专门设计了专用的辅助工装,这些辅助工装包括有加工钢框架的工作平台,也包括固定钢框架、扁钢和钢蒙面的加工校验平台,采用AB面加工的方式切实保障相邻钢框架的对应度,同时加工安装孔确保拼装时精确对准,另外对于扁钢的加工我们采用数控弯折机,确保弯折尺寸到位,加工校验平台的另外一个功能是将相邻的单元板块拼接在一起,整体性的多个组装。

如图4和图5所示,作为专用的工装,设计出专门的多曲复杂木饰面单元板块的塑形与精准定位加工装置来制作单元板块。所述的单元板块由两根钢框架3、多个扁钢5和多根支撑杆6制成单元框架,在单元框架上覆盖有钢板蒙面7,该塑形与精准定位加工装置结构上包括有配合使用的工作平台1和加工校验平台2,所述的工作平台1靠近于加工校验平台2放置;

所述的工作平台1包括有操作台面11和支撑腿12,四根支撑腿12 分别设置在方形操作台面11上四个角的底部,在工作平台1的操作台面 11上设有纵横交错的方形网格,并在网格上标识有刻度以作为控制坐标,所述的钢框架3在工作平台1上加工完成;

所述的加工校验平台结构2上包括有施工平台21,该施工平台21 铺设于厂房内的地面上,施工平台21的一侧设有垂直固定的靠山板22,在施工平台21上与所述靠山板22相对的一侧设有一个可移动位置的预拼装支架23,在所述施工平台21和靠山板22上分别设有网格,在网格上设有刻度,所述的单元板块在加工校验平台2上拼接组装完成。

利用上述塑形与精准定位加工装置加工多曲复杂木饰面单元板块的方法,该方法包括有如下步骤:

第一步,在飘带状造型的三维模型上进行分件,分件时沿着坐标轴进行纵横向切割,保证纵向分割线垂直于水平面且相互平行,相邻纵向分割线即为单元板块的长度,横向上的分界线选择在飘带造型的阴角线或阳角线上,分割时保持坐标体系不变,确保分件后每个单元板块制作和安装的精度,将飘带的三维模型分件成为多个单元板块后,再将每个单元板块转换成为单独的加工模型,并生成对应的加工视图,制作一个坐标控制表和每个单元板块的加工尺寸控制表,编号后的每个单元板块均有单独的加工模型和加工视图,分件后单元板块转换成为单独的加工模型,该加工模型由四个角的坐标标示其位置和尺寸大小,对该加工模型进一步分件并进行坐标转换,进一步分件是依照其纵向平行于纵向分割线做三个分割面,则三个分割面与横向的每根分界线均有三个交点,则分界线有五个交点坐标进行空间位置确定,所述的尺寸控制表上显示有转换后每个单元板块的加工尺寸和控制点,该控制点由X、Y、Z三维坐标标示,控制点坐标是由单元板块纵向放置的空间坐标转换为单元板块横向放置的加工平台坐标。

第二步,在外加工工厂作为单元板块的施工现场,在施工现场设置单元板块的塑形与精准定位加工装置,该塑形与精准定位加工装置结构上包括有配合使用的工作平台和加工校验平台,所述的工作平台靠近于加工校验平台放置,准备单元板块加工所需的原料,该原料包括有角钢、扁钢、钢板蒙面和支撑扁钢,每个单元板块均有对应的加工尺寸控制表,列明纵向分割后框架的尺寸长度和弯折处夹角大小,以及每根横向分界线上的五个控制点坐标,该坐标投影于工作平台和加工校验平台作为尺寸控制标准。

第三步,在工作平台上加工出钢框架,根据待加工单元板块的尺寸控制表,加工出每一段角钢,并根据尺寸控制表上相邻角钢的夹角焊接固定,制成的钢框架两侧为平行的支腿,中部设有符合曲面角度的弯折段,该弯折段的两端分别固定在支腿的上部,在工作平台上加工钢框架时采用相邻钢框架的AB套加工方式,即同时加工出相邻两个钢框架,确保二者的尺寸相同;所述的AB套加工方式是指相邻的单元板块之间相接触的钢框架一起加工出来,钢框架同时加工出来确保尺寸大小和角度大小均相同,并同时在机床上加工出可将二者连接固定的多个螺栓孔。

第四步,利用数控弯管机加工出扁钢5,每个扁钢5设有五个坐标控制点,该控制点依照尺寸控制表形成,确保弯折距离和弯折角度;

第五步,在加工校验平台上组装加工出单元板块,先将待加工单元板块的两个钢框架平行固定在加工校验平台上,利用加工校验平台上带有刻度的网格控制钢框架的位置满足要求,在每个钢框架3的外侧均利用临时固定支架4固定保持钢框架垂直于加工校验平台21,在加工校验平台21上放置多根方钢8,每根扁钢5的中部三个位置处均放置一个方钢8,如图6所示,在三根方钢8的上部标示出该处控制点的高度坐标,扁钢5两端与钢框架3连接,连接部位即为扁钢的另外两个控制点坐标,依据扁钢5数量布置多根方钢8,方钢8的底部临时固定在加工校验平台21上;所述的临时固定支架4倾斜地固定于钢框架3与加工校验平台 21之间,临时固定支架4的上端固定在钢框架3的上端,临时固定支架 4的下端固定在加工校验平台21上,使得钢框架3垂直固定在加工校验平台21上,并且相对的钢框架3也垂直固定在加工校验平台21上,并且二者保持平行,站立后的钢框架3上与扁钢5连接部位即为分界线的两端两个控制点。

第六步,将多根扁钢按照控制点固定在钢框架上,在每根扁钢固定时利用中间的三根方钢来保证中部三个控制点的位置,两端的两根控制点位置处在钢框架上,如图7所示,在扁钢固定在钢框架上后形成单元框架,根据整体的情况设置多根支撑杆以保证稳定性。设置支撑杆6后的单元板块上,所述钢框架3的两侧为平行的支腿31,在两个支腿31 之间固定有下弦杆33,该下弦杆33的两端垂直固定于两个支腿31的中部位置,在钢框架3的上部设有符合曲面角度的弯折段32,弯折段32 的中部作为上弦杆34,该弯折段32的两端分别固定在支腿31的上部,弯折段32的节点部位的弯折角度对应于该单元板块线型所在的阳角的角度,在所述上弦杆34和下弦杆33之间垂直设有多根竖杆35,该竖杆 35平行于所述的支腿31,在所述上弦杆34和下弦杆33之间跨度大的部位还设有斜杆36,相对的两个钢框架3之间也设有支撑杆6。

第七步,在制成的单元框架上覆盖钢板蒙面,钢板蒙面的形状依照扁钢所处的阴角线或阳角线确定,将钢板蒙面覆盖在单元框架的扁钢所在表面上,钢板蒙面覆盖时每覆盖一块钢板蒙面拆除掉对应的方钢,逐次拆除方钢,并在跨度大的部位增加支撑杆,完成后单元板块如图8所示;覆盖钢板蒙皮前,在相邻阴角线或阳角线之间若跨度较大或曲面平缓位置处增设有支撑用的细扁钢线条,该细扁钢线条较扁钢细且便于手工弯折。

第八步,检测该编号的单元板块的尺寸和规格,确保合格无误后确定该单元板块完成。

本发明专利针对的是大型艺术场馆内的飘带状的装饰物的设计、生产、安装工程,由于大型飘带状装饰物的尺寸较大,且整体呈现C字型分布,安装高度有十几米,长度有几十米长,装饰物自身的高度为二到三米,并且要求装饰物表面呈现实木质感,显得飘逸且自然,并且满足声学要求,不能出现回声等影响艺术场馆声学效果的现象,之前没有过这种装饰形式、尺寸高度和结构形式,对于设计和建造都造成很大的困难。本发明专利申请针对于上述情况,利用数字化技术,先对整体的飘带状装饰物进行分件,分件后再通过外部工厂加工成单元板块,然后再将单元板块运输到现场进行拼装,最后再处理木质装饰面,分为若干环节分步骤完成设计、分件、加工和施工,突破现有技术的藩篱,实践效果非常好,完工后的飘带装饰物灵动、飘逸,富有质感,得到设计方和业主方的一致好评。

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