三維建模技術在煙草設備技術改造中的應用

王東 陳飛云 刁維龍 王曉華 李帥

摘要：本文以卷煙技術的發展為背景，講述了煙草企業技術改造過程中的難點及重點，并從專業的角度講解了三維建模技術在設備技術改造過程中的重要作用、應用過程以及注意要點，為技改過程中合理應用三維建模技術提供了參考。

關鍵詞：加料噴頭;結構; 原理;異常處理

一、概述

卷煙生產過程中，工藝、原料、設備三大因素缺一不可，其中原料是基礎，工藝是核心，設備是保障，原料通過設備運行達到相應的工藝要求，三個因素都會極大影響產品的質量[1]。近年來，隨著消費者對于煙草制品要求的不斷提高，爆珠煙、短支煙、細支煙等新產品不斷推出市場，傳統的工藝以及生產設備已經無法滿足煙草制造要求[2][3]。在這樣的背景下，卷煙企業紛紛通過設備升級改造，將先進的煙草設備及技術應用在煙草制造過程中[4]。

在設備升級改造過程中，設計人員需要統籌改造面積、生產現場、煙草工藝、設備維保等多方面因素，將不同的設備進行合理布置，此外，設計人員還需要處理好設備的搭接問題并從多種方案中選擇最優方案。近年來，三維建模技術在卷煙廠升級改造過程中應用廣泛，該技術不僅提高了設計人員的設計效率，而且可以根據三維圖導出CAD平面圖指導現場施工，提高了設計的合理性和可靠性[5][6]。

二、三維建模技術的重要作用

在設備改造過程中，三維設計軟件的作用體現在如下幾個方面：

（1）可以將設計理念及規劃完整、直觀地呈現出來。設計人員可以根據具體的工藝要求以及自己心中所想，利用三維建模軟件，將具體的設備繪制出來并進行組裝及搭接，搭接出的效果圖可以直觀地反映實際效果，方便其他人員查看，避免了由于看不懂圖紙而出現的交流問題。

（2）可以簡化設備的搭接過程。傳統的設備搭接方式首先需要完成設備平面布置，然后根據設備平面布置情況論證設備垂直方向搭接的合理性，如若垂直搭接不合理，則要重新進行設備的平面布置，這樣就降低了設計效率。利用三維建模輔助進行設計避免了由于垂直搭接而需重新設計的情況，完成一次設備建模后，可以進行多次立體搭接，在完成設備平面布置的同時，設備垂直搭接可同時完成，提高了設計的效率。

（3）可以導出CAD圖紙，指導現場施工。三維建模軟件具有導出CAD圖紙的功能，針對一些結構復雜設備，直接利用CAD等繪圖軟件進行繪制難度較大且效率不高。利用三維軟件進行復雜設備的繪制，然后導出CAD圖，既提高了設計效率，也提高了設計的準確性。

三、三維建模技術的應用過程

利用三維建模技術進行設備排布與搭接，需要進行主機設備機架及零部件繪制、設備組裝、設備搭接、輔連設備的繪制等多個過程。

首先，繪制主機設備機架及零部件。應根據圖紙繪制主機設備的機架，由于設備搭接過程中用到的主要是設備的外形尺寸，因此機架尺寸應準確無誤。

設備機架繪制完成后進行設備零部件繪制，為提高設計效率，一些影響設備外圍尺寸的零部件應優先畫出。

然后進行設備的裝配。設備機架及零件繪制完成后，將各個零件及機架裝配起來，使其成為一個完整的設備。

最后進行設備搭接。將裝配好的設備根據改造面積進行布置，布置完成后，利用皮帶輸送機等輔連設備將各個主機設備連接起來，輔連設備的尺寸應根據設備的高度及主機設備的距離確定。

四、 設備三維模型設計注意要點

設備繪制過程中應主次分明，一些不影響設備搭接及平面布置的部分可先不繪制，提高繪制效率。

應按照“L”型、“U”型、“1”型的方式進行設備排布，要充分考慮留出操作及維修空間，避免出現“口”型設備排布。

三維模型繪制完成導出圖紙后，應對圖紙進行修改，避免出現線條雜亂無章的狀況。

五、 結語

隨著科技的不斷發展，越來越多的先進的設備應用在煙草領域，煙草行業設備升級改造會越來越多，應用三維建模的方式進行設備升級改造設計可以迅速提高設計效率及準確性，應用好三維建模技術可以取得事半功倍的效果。

參考文獻：

[1]夏歡.煙草卷煙機械設備管理方法優化分析[J].科技創新導報，2020（14）： 164 ～ 165.

[2]謝劍平.形勢與未來：煙草科技發展展望[J].中國煙草學報，2017（84）： 1～ 7.

[3]王緒， 李興建， 李志剛，等.淺析我國煙草機械技術的發展現狀和趨勢[J].輕工科技2020（36）： 44 ～ 45.

[4]黃敏智.運用BIM技術提升改造項目的施工管[J].項目管理2019（316）： 19 ～ 21.

[5]韋軍，劉軍艦，曹銳鋒.總裝三維車間建模及應用價值的研究[J].科技創新與應用2020（14）： 52 ～ 55.