[发明专利]一种针尖磨损后的被测轮廓重建算法

摘要

本发明公开了一种针尖磨损后的被测轮廓的测量方法，其中上述方法主要包括如下步骤：获得第一标准球的针心轨迹，获得第二标准球的针心轨迹，给出第一标准球的球心坐标初始值，计算对应上述球心坐标下的针尖轮廓，由第二标准球的针心轨迹和由第一标准球所获得的针尖轮廓，使用被测轮廓重建算法获得第二标准球的被测轮廓，计算第二标准球的被测轮廓误差，重新设置第一标准球的球心坐标初始值，执行上述步骤计算获取轮廓误差，直到找到标准球的最优位置，使得轮廓误差达到最小，利用上述初始值来计算被测轮廓。按照本发明的针尖磨损后的被测轮廓的测量方法，可解决针尖磨损后的被测轮廓的重建问题，从而提高被测轮廓的重建精度。

主权项

1.一种针尖磨损后的被测轮廓重建算法，其特征在于，所述重建算法包括如下步骤：对半径为R1的第一标准球进行测量，利用触针轮廓仪传感器采集获得针心轨迹Straj1；对半径为R2的第二标准球进行测量，采集获得针心轨迹Straj2，其中R2≠R1；给出所述第一标准球的球心坐标初始值为C，以针心O为原点，按照如下步骤计算对应上述球心坐标下的针尖轮廓S(C)：求针心轨迹Straj1上点A(x,z)处的斜率k，其中所述x、z为以所述针心O为原点建立的针尖轮廓坐标系x0z的针心轨迹坐标值；找到所述第一标准球的已知被测轮廓上斜率最接近k的点A′(xp,zp)；求A′(xp,zp)在所述针尖轮廓坐标系的坐标A′(xp‑x,zp‑z)；求所述触针轮廓仪传感器示数z对应的杠杆转角θ＝θ(z)‑θ0；其中，θ(z)为所述触针轮廓仪传感器校准后示数z与杠杆转角的函数关系，其中θ0为杠杆转角初始值；将坐标A′(xp‑x,zp‑z)绕所述针心O旋转‑θ得到该点旋转前的坐标，该坐标即为所求的所述针尖轮廓S(C)的对应点坐标；由所述第二标准球的针心轨迹Straj2和由所述第一标准球所获得所述针尖轮廓S(C)，使用被测轮廓重建算法获得被测轮廓：所述被测轮廓重建算法的计算步骤如下：求取所述第二标准球的针心轨迹Straj2上任一点A′(x,z)的斜率，在所述所述针尖轮廓S(C)中找到斜率最接近上述所求斜率的点A′(xs,zs)，由此获得接触点的坐标为(x+xs,z+zs)，由此计算出所述第二标准球的针心轨迹Straj2上所有接触点坐标从而获得所述第二标准球被测轮廓；同时由下述计算式计算所述第二标准球被测轮廓的轮廓误差F(C)：F(C)＝PNTS*(roundnessError+|R2C‑R2|)；其中PNTS为所述被测轮廓上点的数量，roundnessError和R2C分别为所述被测轮廓的圆度误差和最小二乘圆半径；重新设置所述第一标准球的球心坐标初始值，执行上述步骤计算获取轮廓误差，直到找到标准球的最优位置C*，使得所述轮廓误差F(C)达到最小，以所述最优位置C*，执行上述计算步骤获得针尖磨损后的被测轮廓。