[发明专利]大口径非球面工件轮廓的测量方法

权利要求书

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；

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；

4）获取轮廓仪测量的去倾斜坐标变换矩阵，对拼接得到的完整工件轮廓曲线进行去倾斜处理，即将拼接的工件轮廓曲线变换至与直接测量所得轮廓具有相同的坐标系，达到消除拼接带来的测量轮廓倾斜误差，至此，完成了N段分段轮廓的拼接，得到工件的表面轮廓测量结果。

2.如权利要求1所述的大口径非球面工件轮廓的测量方法，其特征在于在步骤2）中，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＝tan α₁X₁+b₁，其中，Y1为轮廓上各点纵坐标，α₁为拟合后曲线的倾斜角，X₁为轮廓上各点横坐标，b₁为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＝tan α₂₁X₂₁+b₂₁，其中，Y₂₁为轮廓上各点纵坐标，α₂₁为拟合后曲线的倾斜角，X₂₁为轮廓上各点横坐标，b₂₁为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：

G1=1-tan2β11+tan2β1-tanβ11+tan2β1tanβ11+tan2β11-tan2β11+tan2β1]]>

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。