[发明专利]一种基于STL文件的精密机床计算机辅助公差分析方法

权利要求书

1.一种基于STL文件的精密机床计算机辅助公差分析方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)对任意串联结构的精密机床，提取其STL文件中顶点坐标值，判断重合面，得到精密机床基础大件之间的相对位置关系、连接关系和关键特征面的法向量，并设定装配顺序；

2)在关键特征面上建立坐标系，生成误差传递链，实现装配过程中的误差传递与累积的数学描述；

3)结合误差传递链并考虑实际生产过程中的零件加工误差及实际装配过程中的测量与调整环节，预测整机装配完成后的几何精度。

2.根据权利要求1所述的一种基于STL文件的精密机床计算机辅助公差分析方法，其特征在于，步骤1)中，根据STL文件中的几何点信息，提取其STL文件中顶点坐标值，得到任意两个平面的方程分别为：

A₁x+B₁x+C₁x+D₁＝0与A₂x+B₂x+C₂x+D₂＝0

若则判断两平面重合，即得到精密机床基础大件之间的连接关系；若两平面平行；若A₁：B₁：C₁≠A₂：B₂：C₂，两平面相交，由此得到基础大件的相对位置关系。

3.根据权利要求1所述的一种基于STL文件的精密机床计算机辅助公差分析方法，其特征在于，步骤1)中，设定装配顺序时，基础大件或子装配体的装配顺序对测量有影响，即影响调整量的计算，从而影响装配完成后的整机精度。

4.根据权利要求2所述的一种基于STL文件的精密机床计算机辅助公差分析方法，其特征在于，步骤2)中，在关键特征面上建立坐标系，生成误差传递链，具体方法如下：

201)将基础大件上对机床装配精度有直接影响的运动轴、主轴和工件安装面定义为关键特征面；

202)关键特征面上任意一点作为坐标原点，任意一条线作为基准线，根据原点、基准线与该面的法向量在各个关键特征面上建立空间直角坐标系，有且仅有一个基础坐标系，作为误差传递链的基准，其余为局部坐标系；

203)由坐标系Oi到坐标系Oj包含平移旋转的变换矩阵为：

由式(1)生成局部坐标到全局坐标的变换矩阵，各几何特征之间的相对位置和姿态通过坐标系变换得到，实现了几何误差传递的数学描述，构建了通过坐标描述的机床整机装配关键几何特征，关键几何特征之间装配误差积累与传递的计算方法。