三维建模技术在烟草设备技术改造中的应用

王东 陈飞云 刁维龙 王晓华 李帅

摘要：本文以卷烟技术的发展为背景，讲述了烟草企业技术改造过程中的难点及重点，并从专业的角度讲解了三维建模技术在设备技术改造过程中的重要作用、应用过程以及注意要点，为技改过程中合理应用三维建模技术提供了参考。

关键词：加料喷头;结构; 原理;异常处理

一、概述

卷烟生产过程中，工艺、原料、设备三大因素缺一不可，其中原料是基础，工艺是核心，设备是保障，原料通过设备运行达到相应的工艺要求，三个因素都会极大影响产品的质量[1]。近年来，随着消费者对于烟草制品要求的不断提高，爆珠烟、短支烟、细支烟等新产品不断推出市场，传统的工艺以及生产设备已经无法满足烟草制造要求[2][3]。在这样的背景下，卷烟企业纷纷通过设备升级改造，将先进的烟草设备及技术应用在烟草制造过程中[4]。

在设备升级改造过程中，设计人员需要统筹改造面积、生产现场、烟草工艺、设备维保等多方面因素，将不同的设备进行合理布置，此外，设计人员还需要处理好设备的搭接问题并从多种方案中选择最优方案。近年来，三维建模技术在卷烟厂升级改造过程中应用广泛，该技术不仅提高了设计人员的设计效率，而且可以根据三维图导出CAD平面图指导现场施工，提高了设计的合理性和可靠性[5][6]。

二、三维建模技术的重要作用

在设备改造过程中，三维设计软件的作用体现在如下几个方面：

（1）可以将设计理念及规划完整、直观地呈现出来。设计人员可以根据具体的工艺要求以及自己心中所想，利用三维建模软件，将具体的设备绘制出来并进行组装及搭接，搭接出的效果图可以直观地反映实际效果，方便其他人员查看，避免了由于看不懂图纸而出现的交流问题。

（2）可以简化设备的搭接过程。传统的设备搭接方式首先需要完成设备平面布置，然后根据设备平面布置情况论证设备垂直方向搭接的合理性，如若垂直搭接不合理，则要重新进行设备的平面布置，这样就降低了设计效率。利用三维建模辅助进行设计避免了由于垂直搭接而需重新设计的情况，完成一次设备建模后，可以进行多次立体搭接，在完成设备平面布置的同时，设备垂直搭接可同时完成，提高了设计的效率。

（3）可以导出CAD图纸，指导现场施工。三维建模软件具有导出CAD图纸的功能，针对一些结构复杂设备，直接利用CAD等绘图软件进行绘制难度较大且效率不高。利用三维软件进行复杂设备的绘制，然后导出CAD图，既提高了设计效率，也提高了设计的准确性。

三、三维建模技术的应用过程

利用三维建模技术进行设备排布与搭接，需要进行主机设备机架及零部件绘制、设备组装、设备搭接、辅连设备的绘制等多个过程。

首先，绘制主机设备机架及零部件。应根据图纸绘制主机设备的机架，由于设备搭接过程中用到的主要是设备的外形尺寸，因此机架尺寸应准确无误。

设备机架绘制完成后进行设备零部件绘制，为提高设计效率，一些影响设备外围尺寸的零部件应优先画出。

然后进行设备的装配。设备机架及零件绘制完成后，将各个零件及机架装配起来，使其成为一个完整的设备。

最后进行设备搭接。将装配好的设备根据改造面积进行布置，布置完成后，利用皮带输送机等辅连设备将各个主机设备连接起来，辅连设备的尺寸应根据设备的高度及主机设备的距离确定。

四、 设备三维模型设计注意要点

设备绘制过程中应主次分明，一些不影响设备搭接及平面布置的部分可先不绘制，提高绘制效率。

应按照“L”型、“U”型、“1”型的方式进行设备排布，要充分考虑留出操作及维修空间，避免出现“口”型设备排布。

三维模型绘制完成导出图纸后，应对图纸进行修改，避免出现线条杂乱无章的状况。

五、 结语

随着科技的不断发展，越来越多的先进的设备应用在烟草领域，烟草行业设备升级改造会越来越多，应用三维建模的方式进行设备升级改造设计可以迅速提高设计效率及准确性，应用好三维建模技术可以取得事半功倍的效果。

参考文献：

[1]夏欢.烟草卷烟机械设备管理方法优化分析[J].科技创新导报，2020（14）： 164 ～ 165.

[2]谢剑平.形势与未来：烟草科技发展展望[J].中国烟草学报，2017（84）： 1～ 7.

[3]王绪， 李兴建， 李志刚，等.浅析我国烟草机械技术的发展现状和趋势[J].轻工科技2020（36）： 44 ～ 45.

[4]黄敏智.运用BIM技术提升改造项目的施工管[J].项目管理2019（316）： 19 ～ 21.

[5]韋军，刘军舰，曹锐锋.总装三维车间建模及应用价值的研究[J].科技创新与应用2020（14）： 52 ～ 55.