一种基于bim平台的非标准建筑围护构件数控加工预处理方法
【专利摘要】本发明提出一种基于BIM平台的非标准建筑围护构件数控加工预处理方法，通过建筑几何形态预处理，建筑构件单元深化设计，加工数据处理和输出三个步骤，解决了非标准形态建筑围护构件数控加工过程中各子流程间信息损失的问题，以及非标准构件二维详图和三维模型间的关联转换问题。
【专利说明】—种基于BIM平台的非标准建筑围护构件数控加工预处理方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种数控加工预处理方法，具体涉及一种基于BIM平台的非标准建筑围护构件数控加工预处理方法。
【背景技术】
[0002]近50多年来数字技术的快速发展促使科学思想发生了重大变革，人们对传统科学范式的思维束缚被新兴的复杂性科学所突破。当今时代建筑形态流变的混沌与复杂性特征呈现出多元、异质和不确定性，人们开始基于非线性科学思维建构的形态语言进行创作。在技术方面，建筑造型平台由60年代的线框造型系统发展为70年代的曲面造型系统，并突破了实体造型技术瓶颈，最终发展为今日的参数化实体造型系统。
[0003]科学理论和造型技术的进步促发了非线性建筑形态的创作，使得建筑非标准围护构件的加工制造需求大大提高。由于建筑非标准围护构件的形式和尺度差异性大，加工模具种类繁多，传统的加工制造方法难以应对，因此数字化加工制造成为了生产非标准围护构件的主要途径。但是在建筑非标准围护构件的数字化加工制造过程中，仍存在以下问题:在非标准形态建筑围护构件的数控加工过程中，各子流程的模型处理方法不统一，信息损失较大；部分非标准构件的二维详图仍需手动修改，无法保证构件单元的精确性。
【发明内容】
[0004]本发明提出一种基于BIM平台的非标准建筑围护构件数控加工预处理方法，解决了非标准形态建筑围护构件数控加工过程中各子流程间信息损失的问题，以及非标准构件二维详图和三维模型间的关联转换问题。
[0005]本发明包括下述步骤:
[0006]步骤一、建筑几何形态预处理
[0007](I)分割形体表面:主要采用UV结构线分割法,在Revit或Grasshopper平台中输入设定的格网横向和纵向的格数或格线距离后，利用UV分割功能以双向结构线网格将曲面形体自动分割，随后可通过调整网格的对齐方式、旋转角度和偏移量进一步修改。
[0008](2)制作构件单元:在BIM平台中，以族的形式创建构件单元，其创建流程为初步设置、创建族构架、定义族类型、创建几何体、将几何体约束于参照平面、设置可见性参数、保存新建族并载入项目更新和测试。将建筑围护构件的族类型定义为幕墙嵌板类，令样板中平面和立面的参照平面与项目中的“幕墙网格”发生自动关联，基于样板设置，将构成嵌板的几何图形外围轮廓线锁定在立面的4个参照平面(左、右、顶部和底部)上。
[0009](3)将构件单元嵌入曲面网格:将前一步制作的嵌板构件按照自适应点的编号顺序逆时针附着于曲面网格节点之上，再通过“重复”功能实现批量嵌入，根据自适应点对参考线等几何图元的自动跟随性能，使族构件智能地随形体或形体表面网格的变化而自动适应。
[0010](4) 二维关联展开构件单元:在Revit或Grasshopper平台中通过自适应功能的报告参数和公式中的的变量和条件语句进行驱动，实现构件的二维关联展开。
[0011]步骤二、建筑构件单元深化设计
[0012](I)设计构件单元细部和附加材质信息:从“材质浏览器”或“材质编辑器”中创建材质，对几何形式的嵌板单元附加材料属性。
[0013](2)确定构件单元的加工边界:在详图深化过程中，基于以“族群”为技术特点的Revit平台对所有轮廓线即加工边界线进行确认和拾取；在框选所有可视对象的情况下，采用Revit图元隔离功能将相同族类型的图元单独显示，结合正投影的工作视图即确定加工轮廓，直接导出DWG文件用于平面绘制深化。
[0014](3)标注构件单元的加工信息:将内嵌单元嵌板构件族中的尺寸标注中各个报告参数的公式关系设为与实际构件尺寸相同，得到与构建联动变化的尺寸标注。
[0015]步骤三、加工数据处理和输出
[0016](I)分类成组构件单元:在预先定义各个类型名称之后，通过嵌套族的方式将带有附着属性的不同材料组成部分进行区分，使用过滤功能分离并分批保留在新建的视图界面中。
[0017](2)初步排版套料:首先在AutoCAD中将板材根据图纸尺寸按1:1比例绘制，然后利用该DWG图形文件处理生成相应的单切程序，再把这些单切程序在固定规格的板材上排列生成数切程序，并将数切程序输入切割机，以便于实现自动化切割。
[0018](3)关联输出构件单元的加工数据:首先导出包含加工轮廓线的图纸文件，然后采用Revit平台下的图元与建筑信息绑定功能辅助统计各类属性信息，实现构件信息统计明细表与图纸文件的同期输出；最终输出的加工文件包括构件的二维排样图纸及全部构件单元的信息明细表。
[0019]本发明的优势在于:提出了一种基于BIM平台的建筑围护构件数控加工预处理方法和流程步骤，确定了各子流程之间和子流程内部不同平台间的模型处理方法，使各流程间的信息损失最小；采用二维平面图与三维实体模型联动修改的技术手段，提高了非标准构件单元的精确性和图形转换效率。
【专利附图】
【附图说明】
[0020]图1基于BM平台的建筑围护构件数控加工预处理流程框架。
【具体实施方式】
[0021]步骤一、建筑几何形态预处理
[0022](I)分割形体表面:主要采用UV结构线分割法,在Rev it或Grasshopper平台中输入设定的格网横向和纵向的格数或格线距离后，利用UV分割功能以双向结构线网格将曲面形体自动分割，随后可通过调整网格的对齐方式、旋转角度和偏移量进一步修改。
[0023](2)制作构件单元:在BIM平台中，以族的形式创建构件单元，其创建流程为初步设置、创建族构架、定义族类型、创建几何体、将几何体约束于参照平面、设置可见性参数、保存新建族并载入项目更新和测试。将建筑围护构件的族类型定义为幕墙嵌板类，令样板中平面和立面的参照平面与项目中的“幕墙网格”发生自动关联，基于样板设置，将构成嵌板的几何图形外围轮廓线锁定在立面的4个参照平面(左、右、顶部和底部)上。
[0024](3)将构件单元嵌入曲面网格:将前一步制作的嵌板构件按照自适应点的编号顺序逆时针附着于曲面网格节点之上，再通过“重复”功能实现批量嵌入，根据自适应点对参考线等几何图元的自动跟随性能，使族构件智能地随形体或形体表面网格的变化而自动适应。
[0025](4) 二维关联展开构件单元:在Revit或Grasshopper平台中通过自适应功能的报告参数和公式中的的变量和条件语句进行驱动，实现构件的二维关联展开。
[0026]步骤二、建筑构件单元深化设计
[0027](I)设计构件单元细部和附加材质信息:从“材质浏览器”或“材质编辑器”中创建材质，对几何形式的嵌板单元附加材料属性。
[0028](2)确定构件单元的加工边界:在详图深化过程中，基于以“族群”为技术特点的Revit平台对所有轮廓线即加工边界线进行确认和拾取；在框选所有可视对象的情况下，采用Revit图元隔离功能将相同族类型的图元单独显示，结合正投影的工作视图即确定加工轮廓，直接导出DWG文件用于平面绘制深化。
[0029](3)标注构件单元的加工信息:将内嵌单元嵌板构件族中的尺寸标注中各个报告参数的公式关系设为与实际构件尺寸相同，得到与构建联动变化的尺寸标注。
[0030]步骤三、加工数据处理和输出
[0031](I)分类成组构件单元:在预先定义各个类型名称之后，通过嵌套族的方式将带有附着属性的不同材料组成部分进行区分，使用过滤功能分离并分批保留在新建的视图界面中。
[0032](2)初步排版套料:首先在AutoCAD中将板材根据图纸尺寸按1:1比例绘制，然后利用该DWG图形文件处理生成相应的单切程序，再把这些单切程序在固定规格的板材上排列生成数切程序，并将数切程序输入切割机，以便于实现自动化切割。
[0033](3)关联输出构件单元的加工数据:首先导出包含加工轮廓线的图纸文件，然后采用Revit平台下的图元与建筑信息绑定功能辅助统计各类属性信息，实现构件信息统计明细表与图纸文件的同期输出；最终输出的加工文件包括构件的二维排样图纸及全部构件单元的信息明细表。
【权利要求】
1.一种基于BIM平台的非标准建筑围护构件数控加工预处理方法，其特征在于包括如下步骤: 步骤一、建筑几何形态预处理 (1)分割形体表面:主要采用UV结构线分割法,在Revit或Grasshopper平台中输入设定的格网横向和纵向的格数或格线距离后，利用UV分割功能以双向结构线网格将曲面形体自动分割，随后可通过调整网格的对齐方式、旋转角度和偏移量进一步修改； (2)制作构件单元:在BIM平台中，以族的形式创建构件单元，其创建流程为初步设置、创建族构架、定义族类型、创建几何体、将几何体约束于参照平面、设置可见性参数、保存新建族并载入项目更新和测试。将建筑围护构件的族类型定义为幕墙嵌板类，令样板中平面和立面的参照平面与项目中的“幕墙网格”发生自动关联，基于样板设置，将构成嵌板的几何图形外围轮廓线锁定在立面的4个参照平面(左、右、顶部和底部)上； (3)将构件单元嵌入曲面网格:将前一步制作的嵌板构件按照自适应点的编号顺序逆时针附着于曲面网格节点之上，再通过“重复”功能实现批量嵌入，根据自适应点对参考线等几何图元的自动跟随性能，使族构件智能地随形体或形体表面网格的变化而自动适应； (4)二维关联展开构件单元:在Revit或Grasshopper平台中通过自适应功能的报告参数和公式中的的变量和条件语句进行驱动，实现构件的二维关联展开； 步骤二、建筑构件单元深化设计 (1)设计构件单元细部和附加材质信息:从“材质浏览器”或“材质编辑器”中创建材质，对几何形式的嵌板单元附加材料属性； (2)确定构件单元的加工边界:在详图深化过程中，基于以“族群”为技术特点的Revit平台对所有轮廓线即加工边界线进行确认和拾取；在框选所有可视对象的情况下，采用Revit图元隔离功能将相同族类型的图元单独显示，结合正投影的工作视图即确定加工轮廓，直接导出DWG文件用于平面绘制深化； (3)标注构件单元的加工信息:将内嵌单元嵌板构件族中的尺寸标注中各个报告参数的公式关系设为与实际构件尺寸相同，得到与构建联动变化的尺寸标注； 步骤三、加工数据处理和输出 (1)分类成组构件单元:在预先定义各个类型名称之后，通过嵌套族的方式将带有附着属性的不同材料组成部分进行区分，使用过滤功能分离并分批保留在新建的视图界面中； (2)初步排版套料:首先在AutoCAD中将板材根据图纸尺寸按1:1比例绘制，然后利用该DWG图形文件处理生成相应的单切程序，再把这些单切程序在固定规格的板材上排列生成数切程序，并将数切程序输入切割机，以便于实现自动化切割； (3)关联输出构件单元的加工数据:首先导出包含加工轮廓线的图纸文件，然后采用Revit平台下的图元与建筑信息绑定功能辅助统计各类属性信息，实现构件信息统计明细表与图纸文件的同期输出；最终输出的加工文件包括构件的二维排样图纸及全部构件单元的信息明细表。
【文档编号】G06F17/50GK104252558SQ201410309471
【公开日】2014年12月31日 申请日期:2014年7月2日 优先权日:2014年7月2日
【发明者】孙澄, 杨阳, 夏楠, 曲大刚, 杨子孚 申请人:哈尔滨工业大学