[发明专利]一种平行轮廓的无数据处理误差重构装置和重构方法

权利要求书

1.一种平行轮廓的无数据处理误差重构装置，包括有用于设置在两条平行被测轮廓(3、4)之间能够沿直线导轨(1)移动的运载平台(2)，其特征在于，所述运载平台(2)上对应两条平行被测轮廓(3、4)设置有4个位移传感器，其中，第一位移传感器(p₁)和第二位移传感器(p₂)并排设置在所述运载平台(2)的一侧，且测头对应于被测轮廓(3)，第三位移传感器(p₃)和第四位移传感器(p₄)并排设置在所述运载平台(2)的另一侧，且测头对应于被测轮廓(4)。

2.根据权利要求1所述的一种平行轮廓的无数据处理误差重构装置，其特征在于，在所述的运载平台(2)上，所述第一位移传感器(p₁)与第三位移传感器(p₃)的测量轴共线。

3.根据权利要求1所述的一种平行轮廓的无数据处理误差重构装置，其特征在于，设定第一位移传感器(p₁)和第二位移传感器(p₂)相互之间相隔间距为d₁，第三位移传感器(p₃)和第四位移传感器(p₄)相互之间相隔间距为d₂，且：

d₁-d₂＝s

其中，s为运载平台的步进间距，d₁和d₂是s的整数倍。

4.一种权利要求1所述的平行轮廓的无数据处理误差重构装置的重构方法，其特征在于，包括如下步骤：

1)将运载平台(2)安装在位于两条平行被测轮廓(3、4)之间的直线导轨(1)上，且位于两条平行被测轮廓(3、4)的首端(5)，并使运载平台(2)上的第一～第四位移传感器(p₁、p₂、p₃、p₄)的测头分别对应两条平行被测轮廓(3、4)；

2)沿直线导轨(1)移动运载平台(2)使第一～第四位移传感器(p₁、p₂、p₃、p₄)自两条平行被测轮廓(3、4)的首端(5)按设定的步进距离移动至末端(6)，每步进一次第一～第四位移传感器(p₁、p₂、p₃、p₄)分别采集一次测量数据，所述测量数据是第一～第四位移传感器(p₁、p₂、p₃、p₄)在所对应的被测轮廓(3、4)上的测量点至第一～第四位移传感器(p₁、p₂、p₃、p₄)所对应的测量零点之间的距离数据；

3)对采集的测量数据进行处理，得到两条平行被测轮廓(3、4)的重构结果。

5.根据权利要求4所述的平行轮廓的无数据处理误差重构装置的重构方法，其特征在于，步骤3)包括：

(1)分别设定：第一位移传感器(p₁)和第二位移传感器(p₂)之间的间距为d₁，第三位移传感器(p₃)和第四位移传感器(p₄)之间的间距为d₂；运载平台的步进间距为s，且满足s＝d₁-d₂，d₁和d₂是s的整数倍；设运载平台(2)的移动方向为x轴方向，位移传感器测量方向为y轴方向；

(2)设定采集测量中第i次步进后第一位移传感器(p₁)对应的测量点的x轴坐标为x_i，此时第一～第四位移传感器(p₁、p₂、p₃、p₄)采集到的距离数据对应为m₁(x_i)、m₂(x_i)、m₃(x_i)、m₄(x_i)；采集测量中传感器步进N次，每个传感器采集的数据个数为N+1；

(3)设定两条平行被测轮廓(3、4)的重构轮廓分别为f和g，其中，f为采集测量中第一位移传感器(p₁)和第二位移传感器(p₂)所对应的被测轮廓的重构轮廓，g为采集测量中第三位移传感器(p₃)和第四位移传感器(p₄)所对应的被测轮廓的重构轮廓；设定f′(x_i+d₂)和g′(x_i+d₂)分别为采集测量中第一位移传感器(p₁)和第二位移传感器(p₂)对应的被测轮廓和采集测量中第三位移传感器(p₃)和第四位移传感器(p₄)对应的被测轮廓在x轴坐标为x_i+d₂处的一阶导数，通过微分公式计算得到：

其中，m₁(x_i+d₁)和m₁(x_i+d₂)为采集测量中第一位移传感器(p₁)对应的测量点的x轴坐标为x_i+d₁和x_i+d₂时，第一位移传感器(p₁)采集到的距离数据；m₃(x_i+d₁)和m₃(x_i+d₂)为采集测量中第一位移传感器(p₁)对应的测量点的x轴坐标为x_i+d₁和x_i+d₂时，第三位移传感器(p₃)采集到的距离数据；

(4)设定采集测量中第一位移传感器(p₁)和第二位移传感器(p₂)对应的被测轮廓通过迭代得到的重构轮廓上x轴坐标为x_i处重构点的重构值为f(x_i)，采集测量中第三位移传感器(p₃)和第四位移传感器(p₄)对应的被测轮廓通过迭代得到的重构轮廓上x轴坐标为x_i处重构点的重构值为g(x_i)，通过如下迭代公式分别计算f(x_i)和g(x_i)：

f(x_i)＝f′(x_i-1)·s+f(x_i-1)

g(x_i)＝g′(x_i-1)·s+g(x_i-1)

其中，f(x_i-1)和g(x_i-1)分别为采集测量中第一位移传感器(p₁)和第二位移传感器(p₂)对应的被测轮廓和第三位移传感器(p₃)和第四位移传感器(p₄)对应的被测轮廓进行迭代得到的重构轮廓上x轴坐标为x_i-1处重构点的重构值，f′(x_i-1)和g′(x_i-1)分别为采集测量中第一位移传感器(p₁)和第二位移传感器(p₂)对应的被测轮廓和采集测量中第三位移传感器(p₃)和第四位移传感器(p₄)对应的被测轮廓在x轴坐标为x_i-1处的一阶导数。