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(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利(10)授权公告号(10)授权公告号CNCN102645202102645202B(45)授权公告日2014.09.10(21)申请号201210145591.2CN101943559A,2011.01.12,全文.王振忠等.大口径光学元件高精度平面磨(22)申请日2012.05.11床加工系统研究.《中国机械工程》.2012,第23(73)专利权人厦门大学卷(第1期),79-84.地址361005福建省厦门市思明南路422号审查员邢明浩(72)发明人王振忠叶卉张东旭白志扬郭隐彪(74)专利代理机构厦门南强之路专利事务所(普通合伙)35200代理人马应森(51)Int.Cl.G01B21/20(2006.01)(56)对比文件JP特开2000-28350A,2000.01.28,全文.CN特开2006-301991A,2006.11.02,全文.CN1912540A,2007.02.14,全文.权权利要求书2页利要求书2页说明书7页说明书7页附图3页附图3页(54)发明名称大口径非球面工件轮廓的测量方法(57)摘要大口径非球面工件轮廓的测量方法,涉及一种非球面工件的测量。将等分的N段轮廓测量数据建立各自的局部坐标系,取L1段测量轮廓上的m个重叠测点进行最小二乘线性拟合得到轮廓特征线P1,再取L2段前端的m个重叠测点,同样利用最小二乘线性拟合得到轮廓特征线P21,然后以L1段轮廓所建坐标系为参考坐标系,对轮廓特征线P21进行坐标变换至与轮廓特征线P1重合,完成L1和L2段拼接。同理,可获得其他相邻两段测量轮廓的两两拼接,完成N段轮廓的拼接测量,并对拼接得到的完整工件轮廓曲线进行去倾斜处理,最终得到完整的工件表面轮廓特征。该方法可实现高精度小量程测量设备检测大口径元件。精度较高、通用性较好。CN102645202BCN102645BCN102645202B权利要求书1/2页1.大口径非球面工件轮廓的测量方法,其特征在于包括以下步骤:1)将工件表面轮廓划等分为具有重叠部分的N段L1、L2、…LN,N≥2,每相邻两段间拥有m个重叠测点,各分段具有不同的局部坐标系,轮廓测量仪分别对各分段轮廓表面进行测量,取得各测点坐标值;2)对前两段的重叠区域进行最小二乘线性拟合及坐标变换,用最小二乘线性拟合分别对L1段后m个重叠测点及L2段前m个重叠测点拟合出其轮廓特征线,通过坐标变换,将L2转换到L1的坐标系下,使L2的重叠部分与L1重叠部分具有相同的轮廓特征,完成两段拼接;所述对前两段的重叠区域进行最小二乘线性拟合及坐标变换的具体步骤如下:对前两段的重叠区域进行最小二乘线性拟合及坐标变换,具体方法如下:对于每一个测量点,均有X、Y坐标值,用最小二乘线性拟合法对L1段上后m个重叠测点拟合出其轮廓特征线P1,拟合为线性方程Y1=tanα1X1+b1,其中,Y1为轮廓特征线P1上各点纵坐标,α1为轮廓特征线P1拟合后曲线的倾斜角,X1为轮廓特征线P1上各点横坐标,b1为轮廓特征线P1拟合后曲线的纵截距;再对L2段前m个重叠测点进行最小二乘线性拟合,得到其轮廓特征线P21,其线性方程为Y21=tanα21X21+b21,其中,Y21为轮廓特征线P21上各点纵坐标,α21为轮廓特征线P21拟合后曲线的倾斜角,X21为轮廓特征线P21上各点横坐标,b21为轮廓特征线P21拟合后曲线的纵截距,记β1=α1-α21,根据坐标变换关系可得变换矩阵G1如下式所示:通过变换矩阵将L2转换到L1的坐标系下,使轮廓特征线P21与轮廓特征线P1完全重合,即使L2前端的重叠部分与L1重叠部分具有完全相同的轮廓特征;3)获得其他相邻两段测量轮廓的两两拼接,最终完成N段轮廓的拼接测量,将N段分段轮廓统一于相同的坐标系下,得到完整的工件轮廓曲线;所述获得其他相邻两段测量轮廓的两两拼接,最终完成N段轮廓的拼接测量,将N段分段轮廓统一于相同的坐标系下,得到完整的工件轮廓曲线的具体方法如下:经过坐标变换后,L2段上各测点均具有新的坐标值;选取变换后的L2段的后m个重叠测点进行最小二乘线性拟合,得到其轮廓特征线P22,其线性方程为Y22=tanα22X22+b22,其中,Y22为轮廓特征线P22上各点纵坐标,α22为轮廓特征线P22拟合后曲线的倾斜角,X22为轮廓特征线P22上各点横坐标,b22为轮廓特征线P22拟合后曲线的纵截距;再对L3段前m个重叠点进行最小二乘线性拟合,得到其轮廓特征线P31,其线性方程为Y31=tanα31X31+b31,其中,Y31为轮廓特征线P31各点纵坐标,α31为轮廓特征线P31拟合后曲线的倾斜角,X31为轮廓特征线P31各点横坐标,b31为轮廓特征线P31拟合后曲线的纵截距,记β2=α22-α31,根据坐