[发明专利]一种面向低损伤需求的环框组件虚拟装配与修配分析方法

权利要求书

1.一种面向低损伤需求的环框组件虚拟装配与修配分析方法，其特征在于，包括：

通过光学三维扫描设备获得环框装配组件实物模型，以及用于定位的装配孔数据；

利用环框装配组件实物模型与经过坐标点采样的几何模型进行配准，使环框装配组件实物模型与几何模型的位姿一致；

对环框装配组件实物模型逐步分割，得到分割后的装配特征基础；

根据零件的定位孔和定位面的约束情况，对环框装配组件实物模型进行定位约束的优化求解，为组件的装配位姿优化计算提供准确基准；

基于分割后的装配特征基础，结合环框组件外轮廓切削后的壁厚约束条件以及各个环框组件中零件的侧壁干涉约束，构建装配位姿优化模型，并求解最优装配位姿，以及计算环框组件的相邻零件侧壁接触面的修配指导量和零件优化定位基准，基于优化定位基准设计辅助装配工装，优化装配效率。

2.根据权利要求1所述的一种面向低损伤需求的环框组件虚拟装配与修配分析方法，其特征在于，所述利用环框装配组件实物模型与经过坐标点采样的几何模型进行配准，包括：在同一个坐标系下寻找对于一组待配准的环框装配组件实物模型与几何模型之间最合适的空间坐标变换矩阵，实现几何模型与环框装配组件实物模型的配准。

3.根据权利要求2所述的一种面向低损伤需求的环框组件虚拟装配与修配分析方法，其特征在于，所述配准的方法为：

C_target＝RC_source+t

其中，C_target为配准的目标几何模型，C_source为待配准的环框装配组件实物模型，R和t分别为旋转和平移矩阵。

4.根据权利要求1所述的一种面向低损伤需求的环框组件虚拟装配与修配分析方法，其特征在于，所述对环框装配组件实物模型逐步分割，包括：

选择需要分割的环框装配组件实物模型以及与之匹配的几何模型，通过迭代搜索方式获得环框装配组件实物模型与理论特征对应的最近点集合，剔除其中已存在的重复点并存入环框装配组件实物模型的装配特征集合中，达到最大迭代数目后，获得第一次分割后的粗装配特征；

通过RANSAC分割方法对具有显著特征的数据集合来估计需要分割的装配特征数学模型，然后进行迭代计算直到估计到一个满足预设条件的模型。

5.根据权利要求4所述的一种面向低损伤需求的环框组件虚拟装配与修配分析方法，其特征在于，所述进行迭代计算直到估计到一个满足预设条件的模型，包括：

从给定的环框装配组件实物模型中，选择可以估计出相应装配特征数学模型的最小数据集合；

利用该最小数据集合来估算装配特征模型的数学参数表达，将给定实物扫描模型的数据点带入该数学模型，选择在误差允许范围内适合的局内点；

判断该模型内的局内点是否达到给定的要求，若达到则终止计算过程，否则采用已获取的局内点重新估计参数模型，重复上述步骤。

6.根据权利要求5所述的一种面向低损伤需求的环框组件虚拟装配与修配分析方法，其特征在于，利用RANSAC方法去除无关点，迭代计算后的局内点集合就获取准确的装配特征。

7.根据权利要求1所述的一种面向低损伤需求的环框组件虚拟装配与修配分析方法，其特征在于，所述求解最优装配位姿，包括：

构建环框装配组件实物模型外轮廓壁厚约束、配合侧面碰撞干涉约束以及适应度函数，迭代优化获得满足装配要求的实物扫描模型最优位姿，并通过可视化的界面显示出切削用量的参数以及环框组件配合侧面的修配参数，为后续实际产品装配过程提供装配依据。