[发明专利]基于三维模型的轴承组件可装配性识别方法

权利要求书

1.一种基于三维模型的轴承组件可装配性识别方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤S1，建立并不断更新轴承明细配置数据库；所述轴承明细配置数据库存储多条轴承明细，每条所述轴承明细包括轴承组件编号以及对应的轴承组件属性信息；其中，所述轴承组件属性信息包括轴承内圈厚度L1和轴承外圈厚度L2；

步骤S2，确定轴承组件与轴承内配合件之间的内配合面有效长度L3的可装配性判定标准；以及，确定轴承组件与轴承外配合件之间的外配合面有效长度L4的可装配性判定标准；

其中，所述内配合面有效长度L3的可装配性判定标准为：

内配合面有效长度L3与轴承内圈厚度L1的比值L3/L1介于ε₁和ε₂之间；其中，ε₁和ε₂分别为符合可装配性的比值L3/L1的下限和上限；

外配合面有效长度L4与轴承外圈厚度L2的比值L4/L2介于ε₃和ε₄之间；其中，ε₃和ε₄分别为符合可装配性的L4/L2的下限和上限；

步骤S3，从三维装配模型中识别出每个轴承组件；对每个所述轴承组件进行进一步识别，得到所述轴承组件包括的轴承外圈、轴承内圈和滚子；再查找步骤S1建立的轴承明细配置数据库，得到轴承内圈厚度L1和轴承外圈厚度L2；

步骤S4，对于每个所述轴承组件，确定与所述轴承组件配合的轴承内配合件、轴承内配合面、轴承外配合件和轴承外配合面；

步骤S4具体为：

步骤S41，对三维装配模型的装配组件进行遍历，得到三维装配模型包含的每个非轴承部件；其中，所述非轴承部件是指三维装配模型中除轴承组件以外的其他部件；

步骤S42，将识别出的每个非轴承部件作为成员，加入到非轴承部件组VotherComp中；其中，所述非轴承部件包括轴承外配合件、轴承内配合件以及其他装配零件；

步骤S43，对步骤S3识别到的轴承内圈进行分析，通过几何拓扑获取轴承坐标系下的轴承内圈左端面中心点D1的坐标和轴承内圈右端面中心点D2的坐标；

步骤S44，对步骤S3识别到的轴承外圈进行分析，通过几何拓扑获取轴承坐标系下的轴承外圈左端面中心点D3的坐标和轴承外圈右端面中心点D4的坐标；

步骤S45，对步骤S3识别到的任意一个滚子进行分析，通过几何拓扑获取轴承坐标系下的滚子中心点D5的坐标；

步骤S46，通过位姿矩阵，将轴承坐标系下的轴承内圈左端面中心点D1的坐标、轴承内圈右端面中心点D2的坐标、轴承外圈左端面中心点D3的坐标、轴承外圈右端面中心点D4的坐标、轴承坐标系下的滚子中心点D5的坐标，转换为三维装配模型坐标系下的轴承内圈左端面中心点D1的坐标、轴承内圈右端面中心点D2的坐标、轴承外圈左端面中心点D3的坐标、轴承外圈右端面中心点D4的坐标、滚子中心点D5的坐标；

步骤S47，根据三维装配模型坐标系下的轴承内圈左端面中心点D1的坐标和滚子中心点D5的坐标，在三维装配模型中定位到轴承内圈左端面中心点D1和滚子中心点D5；

以轴承内圈左端面中心点D1为起点，过滚子中心点D5作射线Fl；

步骤S48，获取非轴承部件组VotherComp中与射线Fl相交的非轴承部件，以及射线F1与非轴承部件外表面的相交点，提取出位置在轴承内圈左端面中心点D1与滚子中心点D5之间的相交点，并且计算提取出的各相交点到轴承组件的距离，距离轴承组件最近的相交点所在的非轴承部件，即为轴承内配合件；距离轴承组件最近的相交点所在的圆柱面即为轴承内配合面；

步骤S49，获取非轴承部件组VotherComp中与射线Fl相交的非轴承部件，以及射线F1与非轴承部件外表面的相交点，提取出位置在轴承内圈左端面中心点D1与滚子中心点D5连线的外面的相交点，并且计算提取出的各相交点到轴承组件的距离，距离轴承组件最近的相交点所在的非轴承部件，即为轴承外配合件；距离轴承组件最近的相交点所在的圆柱面即为轴承外配合面；

步骤S5，拾取轴承内配合件的轴承内配合面，判定轴承内配合件的装配方向，得到轴承内配合面有效长度L3；

步骤S5具体为：

步骤S51，对于步骤S4确定的轴承内配合面，通过几何拓扑，获取轴承内配合面围成的圆柱体的左端中心点D6坐标以及右端中心点D7坐标；

步骤S52，在左端中心点D6坐标以及右端中心点D7中，分别确定内装配起点和内装配终点；

具体的，取步骤S4确定的轴承内配合面，在步骤S4确定的轴承内配合件上做几何拓扑，确定轴承内配合件的台阶面外径大于轴承内配合面的直径，则靠近轴承内配合件的台阶面一端的轴承内配合面的对应端为内装配终点，轴承内配合面的另一端为内装配起点；其中，设内装配终点为右端中心点D7；内装配起点为左端中心点D6；

步骤S53，分别计算内装配起点到轴承内圈左端面中心点D1的距离H1，以及内装配起点到轴承内圈右端面中心点D2的距离H2；距离H1和距离H2中的较大者，即为内配合面有效长度L3；

步骤S6，拾取轴承外配合件的轴承外配合面，判定轴承外配合件的装配方向，得到轴承外配合面有效长度L4；

步骤S6具体为：

步骤S61，对于步骤S4确定的轴承外配合面，通过几何拓扑，获取轴承外配合面围成的圆柱体的左端中心点D8坐标以及右端中心点D9坐标；

步骤S62，在左端中心点D8坐标以及右端中心点D9中，分别确定外装配起点和外装配终点；

具体的，取步骤S4确定的轴承外配合面，在步骤S4确定的轴承外配合件上做几何拓扑，确定轴承外配合件的台阶面内径小于轴承外配合面的直径，则靠近轴承外配合件的台阶面一端的轴承外配合面的对应端为外装配终点，轴承外配合面的另一端为外装配起点；其中，设外装配终点为右端中心点D9；外装配起点为左端中心点D8；

步骤S63，分别计算外装配起点到轴承外圈左端面中心点D3的距离H3，以及外装配起点到轴承外圈右端面中心点D4的距离H4；距离H3和距离H4中的较大者，即为轴承外配合面有效长度L4；

步骤S7，取步骤S5获得的轴承内配合面有效长度L3，与步骤S3确定的轴承内圈厚度L1，计算得到比值L3/L1；

判断计算得到的比值L3/L1是否介于ε₁和ε₂之间，如果介于，则代表轴承内配合件符合可装配性要求；否则，则代表轴承内配合件不符合可装配性要求；

取步骤S6获得的轴承外配合面有效长度L4，与步骤S3确定的轴承外圈厚度L2，计算得到比值L4/L2；

判断计算得到的比值L4/L2是否介于ε₃和ε₄之间，如果介于，则代表轴承外配合件符合可装配性要求；否则，则代表轴承外配合件不符合可装配性要求；

其中，步骤S3具体为：

步骤S31，根据轴承组件的体素特征，对三维装配模型的装配组件进行遍历，得到三维装配模型包含的每个轴承组件，从而从三维装配模型中识别出每个轴承组件；其中，轴承组件的体素特征是指部件的形状特征；

步骤S32，对于识别出的每个轴承组件，具有与所述轴承明细配置数据库中的轴承组件编号规则一致的轴承组件编号；因此，根据识别出的轴承组件的轴承组件编号，查找所述轴承明细配置数据库，获得所述轴承组件的轴承组件属性信息；

步骤S33，将识别出的每个轴承组件作为成员，加入到轴承组VbearingAsmComp中；其中，所述轴承组VbearingAsmComp的每个轴承组件具有对应的对象包；所述对象包包括轴承外圈对象包、轴承内圈对象包和滚子对象包；每个所述对象包存储指向三维装配模型中对应部件的路径；

步骤S34，遍历轴承组VbearingAsmComp，获取每个轴承组件的对象包；根据所述对象包，定位到对应的部件；对定位到的所述部件进行分析，得到所述部件的体素特征；根据所述部件的体素特征，解析出所述部件的多个包络面，每个所述包络面为平面；各个所述包络面围成包络盒；其中，所述包络盒为将所述部件完全包裹起来的最小长方体；

步骤S35，对所述包络盒进行分析，得到所述包络盒的长度和宽度；将所述包络盒的长度和宽度与预设的范围进行比较，确定所述包络盒包围的所述部件的类型；其中，所述部件的类型包括轴承外圈、轴承内圈和滚子；从而识别到所述轴承组件包括的轴承外圈、轴承内圈和滚子。