作为虚拟制造的关键技术之一,虚拟装配技术近年来受到了学术界和工业界的广泛关注,并对高精度器件制造、虚拟制造等先进制造模式的实施具有深远影响。随着制造加工业的发展,尤其是现在越来越多的产品具有更高的精细度,在空间结构上越来越复杂,对虚拟装配的精度要求也不断提高。因此,对于产品的质量检测,尺寸、形位检测,尤其是带有曲面的产品检测,采用常规的检测手段效果不佳。目前,大多数虚拟装配系统根据器件的装配约束装配,忽略了装配表面的配合情况,造成了与实际装配过程中的差异,增加了产品开发成本。针对目前虚拟装配系统缺乏装配表面检测方法的问题,提出了基于面的点云分割算法。该算法基于RANSAC算法,将预估模型的参数,局内点数量与局内点距离作为评价因素,重新定义模型评价函数,以提高模型的准确率。使用改进后算法对高精度器件点云数据提取装配面点云后,再用聚类算法对剩余点云分割,得到局外点云。最后通过计算局外点云,得到器件的装配面几何特征。实验表明,基于面的点云分割算法能够准确分割点云数据,加快分割速度,提高装配效率。为了验证算法的可靠性,设计与实现了高精度虚拟装配系统,按照系统功能,分为交互子系统与装配校验子系统。系统装配流程主要由三个阶段组成,分别是点云数据预处理、器件表面检测、器件非表面点云检测。首先对器件点云数据预处理,提高内点占总数据集比重,减少算法迭代次数。然后利用基于面的点云分割算法对预处理后的数据集进行计算,估计表面模型,提取器件每个表面几何特征。最后,通过欧氏聚类算法提取外点集合,结合表面模型计算器件每个表面的误差,进而判断器件之间可装配性。实验表明,该系统能够快速且准确地对器件表面进行检测,提高器件装配效率。