基于3D打印和可追溯RFID标签的配网基建加工平台及其加工方法与流程

技术领域：

本发明涉及一种基于3d打印和可追溯rfid标签的配网基建加工平台及其加工方法，属于配网基建技术领域。

背景技术：
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配网基建大多要求混凝土整体浇灌成型，需要专用模具，而开模费用非常高昂，现场使用模具时，模具的支护和拆卸程序繁琐，现场施工周期长，效率低下。

随着3d打印技术的发展并逐渐成熟，3d打印技术给配网基建带来技术革新。按照国网公司“能在地面做的不在高空做、能在车间做的不在现场做、能提前做好的不在施工时做”的工作思路，如能引入3d打印技术进行配网基建加工，在施工效率、生产成本、工程工期、自动化水平等方面均能有很大程度的提高。

现有3d打印技术，z轴往往需要一定的作业高度，料就变成从水平低的位置(如地面)，供应到具有相当高度的平台上，这需要相当大的压力。高度越高，压力越大，增加了供料难度，降低了作业效率，且当供料管道过长时，难以实现稳定供料，而且也会增加堵塞供料管的几率。

随着泛在物联网建设的推进，需要对配网基建进行赋码和信息追溯，当前采取的投运后采集数据再进行人工贴码的工作模式，重复工作量大且设备投运前信息缺失，满足不了全寿命周期管理需求。

技术实现要素：
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为克服现有技术的缺陷，本发明的目的在于提供一种基于3d打印和可追溯rfid标签的配网基建加工平台及其加工方法，省去了模具费用，在车间一步成型完成基建打印，无需现场支模和拆卸，现场施工周期短，施工效率高。

本发明解决技术问题采用如下技术方案：

基于3d打印和可追溯rfid标签的配网基建加工平台，其特征在于由电脑、3d打印支撑移动平台以及混凝土泵机组成；

所述3d打印支撑移动平台包括：平行设置的两个y轴、分别垂直设置于所述y轴上的两个z轴以及设置于所述两个z轴之间的横担和x轴；3d打印头设于所述x轴上；所述x轴、y轴和z轴各自设有导轨，x轴动力机驱动所述3d打印头沿x轴的导轨左右移动，z轴动力机驱动所述x轴沿z轴的导轨上下移动，y轴动力机驱动所述z轴沿y轴的导轨前后移动；

在所述横担上设有缓冲料仓，所述缓冲料仓与所述混凝土泵机连通，缓冲料仓通过输料管与所述3d打印头连通为其供料；

所述3d打印头、各所述动力机以及所述缓冲料仓均通过控制线与所述电脑连接由电脑控制。

作为优选，进一步地，在所述缓冲料仓内设置有振动器，所述振动器同样通过数据线与所述电脑相连，由电脑控制其震动频率和强度。

作为优选，进一步地，所述加工平台还包括传送管，所述传送管一端连接于所述混凝土泵机的出料口，另一端连接于所述缓冲料仓的入料口。

作为优选，进一步地，所述加工平台还包括身份识别系统，所述身份识别系统通过数据线与所述电脑连接。

作为优选，进一步地，所述加工平台还包括与所述电脑通过数据线连接的可追溯rfid标签放置器，所述可追溯rfid标签放置器设置于所述x轴上。

基于3d打印和可追溯rfid标签的配网基建加工平台的加工方法，其包括以下步骤：

步骤1、验证合法身份，操作人员佩戴标识牌，经身份识别系统识别验证为合法身份后，才能操作电脑，进入下一步骤；若身份验证不通过，则操作人员无法操作电脑；

步骤2、bim建模，根据配网基建的cad图纸，在电脑上采用bim技术进行三维建模；

步骤3、3d打印基建实体，将绘制的bim模型导入3d打印机，采用逐层打印、堆叠成型的模式进行实体打印；

步骤4、放置可追溯rfid标签、根据绘制的bim模型，在基建设定位置放置可追溯rfid标签，用于全生命周期管理和后续验收工作；

步骤5、静置保养，将成品置于通风良好之处，进行静置保养；

步骤6、装车运输，安装固定，完成保养后，装车运输直达配网基建安装现场，现场作业人员用吊机，吊装至预留位置，完成固定；

步骤7、验收，验收人员手持终端利用无线射频方式获取内嵌可追溯rfid标签里的信息，并自动与设计图纸比较，完成验收。

作为优选，进一步地，所述的验收人员手持终端通过无线射频方式读取配网基建的状态信息，并对权限内的信息进行读写，同时，该手持终端通过获取rfid追溯标签中的相对位置信息，通过相对位置信息可以得到现场基建的三维信息，并与设计图纸比较，当与设计图纸不一致时，发出报警信息。

与已有技术相比，本发明的有益效果体现在：

一方面将3d打印技术应用到配网基建加工中，省去了模具费用，在车间一步成型完成基建打印，无需现场支模和拆卸，现场施工周期短，施工效率高，另一方面，将3d打印过程中利用rfid技术对配网基建进行赋码，提高了配网基建全生命周期管理能力和验收能力。

本发明采用3d打印技术进行配网基建建设，省去了模具费用，在车间一步成型完成基建打印，无需现场支模和拆卸，现场施工周期短，施工效率高，大大节省了生产成本。

本发明的手持验收终端通过扫描rfid标签，可以了解基建的基本状态信息和质量不规范信息，便于对基建质量进行追溯，提高了基建的全生命周期管理，也提高了验收效率和验收能力。

本发明采用独特的合法身份证明验证。当胸牌扫码器扫描工作人员胸牌，验证为合法身份后，工作人员才能操作电脑，否则操作人员无法操作电脑，增加了平台的安全性。

本发明设置了缓冲料仓，通过缓冲料仓的缓冲，出料速度便于调节至与3d打印喷头相匹配的速率，能够提高3d打印喷头供料的效率。

本发明只需在缓冲料仓和3d打印喷头之间设置供料管道，可以减少供料管道的长度，降低供料管道堵塞几率。

附图说明：

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为采用本发明的配网基建加工平台进行加工的方法流程图。

图中标号：1电脑，2身份识别系统，3支撑移动平台，31为x轴，32为y轴，33为z轴，4缓冲料仓，5输料管，6为3d打印头，7可追溯rfid标签放置器，8混凝土泵机，9控制线，10传送管。

以下通过具体实施方式，并结合附图对本发明作进一步说明。

具体实施方式：

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本实施例基于3d打印和可追溯rfid标签的配网基建加工平台，其由电脑1、3d打印支撑移动平台3以及混凝土泵机8组成；

其中，所述3d打印支撑移动平台包括：平行设置的两个y轴32、分别垂直设置于所述y轴32上的两个z轴33以及设置于所述两个z轴之间的横担11和x轴31；3d打印头6设于所述x轴31上；所述x轴31、y轴32和z轴33各自设有导轨，x轴动力机驱动所述3d打印头沿x轴的导轨左右移动，z轴动力机驱动所述x轴沿z轴的导轨上下移动，y轴动力机驱动所述z轴沿y轴的导轨前后移动；

在所述横担11上设有缓冲料仓4，所述缓冲料仓4与所述混凝土泵机8连通，缓冲料仓4通过输料管5与所述3d打印头连通为其供料；

所述3d打印头、各所述动力机以及所述缓冲料仓4均通过控制线9与所述电脑1连接由电脑控制，控制放料速度和震动器。

其中，在所述缓冲料仓4内设置有振动器，所述振动器同样通过数据线与所述电脑1相连，由电脑1控制其震动频率和强度，对缓冲料仓里的物料进行震动，去除气泡、空隙，确保出料连续密实。

其中，所述加工平台还包括传送管10，所述传送管一端连接于所述混凝土泵机8的出料口，另一端连接于所述缓冲料仓4的入料口。

所述加工平台还包括身份识别系统2，所述身份识别系统2通过数据线与所述电脑1连接，具体的，工作人员佩戴胸牌，经身份识别系统的扫码器验证为合法身份后，工作人员才能操作电脑，否则操作人员无法操作电脑。所述加工平台还包括与所述电脑1通过数据线连接的可追溯rfid标签放置器7，所述可追溯rfid标签放置器设置于所述x轴上。电脑通过可追溯rfid标签放置器将制作人、制作时间、加工型号等信息写入rfid标签中，实现配网基建全寿命周期管理。具体地，在基建产品设定放置可追溯rfid标签，该标签是该基建唯一标识码，且永久内置于基建内部，无法替换，安全性高。优选的，可追溯rfid标签是无源rfid标签，手持终端利用无线射频方式对标签进行读写。

采用本发明加工平台的加工方法，其包括以下步骤：

步骤1、验证合法身份，操作人员佩戴标识牌，经身份识别系统识别验证为合法身份后，才能操作电脑，进入下一步骤；若身份验证不通过，则操作人员无法操作电脑；

步骤2、bim建模，根据配网基建的cad图纸，在电脑上采用bim技术进行三维建模；

步骤3、3d打印基建实体，将绘制的bim模型导入3d打印机，采用逐层打印、堆叠成型的模式进行实体打印；

步骤4、放置可追溯rfid标签、根据绘制的bim模型，在基建设定位置放置可追溯rfid标签，用于全生命周期管理和后续验收工作；

步骤5、静置保养，将成品置于通风良好之处，进行静置保养；

步骤6、装车运输，安装固定，完成保养后，装车运输直达配网基建安装现场，现场作业人员用吊机，吊装至预留位置，完成固定；

步骤7、验收，验收人员手持终端利用无线射频方式获取内嵌可追溯rfid标签里的信息，并自动与设计图纸比较，完成验收。

所述的验收人员手持终端通过无线射频方式读取配网基建的状态信息，并对权限内的信息进行读写，同时，该手持终端通过获取rfid追溯标签中的相对位置信息，通过相对位置信息可以得到现场基建的三维信息，并与设计图纸比较，当与设计图纸不一致时，发出报警信息。

需要说明的是，本发明中未详细阐述部分属于本领域公知技术，或可直接从市场上采购获得，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可获得，其具体的连接方式在本领域或日常生活中有着极其广泛的应用，此处不再详述。

此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。