[发明专利]一种含回转体微结构金刚石压砧的同轴度误差计算方法

权利要求书

1.一种含回转体微结构金刚石压砧的同轴度误差计算方法，所述金刚石压砧包括：圆形的切削平面、圆环状的基底面以及连接加工切削平面和基底面的回转曲面，其特征在于，所述方法包括：

1.1：获取仪器坐标系下压砧的三维点云数据P₀；

1.2：去除三维点云数据P₀中的无效点云数据，得到压砧有效三维点云数据P_f，并将有效三维点云数据P_f进行分割，得到切削平面的有效三维点云数据P_f1、回转曲面的有效三维点云数据P_f2和基底面的有效三维点云数据P_f3；

1.2.1：将三维点云数据P₀转化为二值图像I₀，在二值图像I₀中分别提取切削平面外轮廓线O₁和回转曲面外轮廓线O₂围成的区域T_r；

1.2.2：使用随机采样一致方法从三维点云数据P₀中提取基底面的三维点云数据P_B，将三维点云数据P_B转化为二值图像I_B，并去除二值图像I_B与区域T_r的交集部分，得到区域T₁；

1.2.3：对区域T₁进行“填洞”处理，去除误差点造成的小洞，之后进行膨胀处理，得到包含基底面内外轮廓的二值图像I_e；

1.2.4：在二值图像I_e上提取基底面内轮廓线O₄以外的区域T_s和外轮廓线O₅以外的区域T_e；

1.2.5：用区域T_s减去区域T_e之后，得到基底面对应的二值图像I₃，以I₃中的二值坐标点(x,y)作为索引坐标，在三维点云数据P₀中搜索所有(x,y)点对应的三维点云数据点，所有三维点云数据点组成基底面有效三维点云数据P_f3；

1.2.6：以步骤1.2.4得到的区域T_e中的二值坐标点(x,y)作为索引坐标，在三维点云数据P₀中搜索所有(x,y)点对应的三维点云数据点，并将搜索到的所有三维点云数据点进行删除，P₀中留下的三维点云数据即为压砧有效三维点云数据P_f；

1.2.7：采用随机采样一致方法从压砧有效三维点云数据P_f中，提取切削平面的三维点云数据P_A，并对P_A进行二值化处理，得到二值图像I_A；

1.2.8：对二值图像I_A进行“填洞”和去除误差点造成的小洞处理后，以I_A中的二值坐标点为索引坐标，在压砧有效三维点云数据P_f中搜索对应的三维点云数据，得到切削平面有效三维点云数据P_f1；

1.2.9：在二值图像I_A中提取切削平面的外边缘线O₃，由切削平面的外边缘线O₃和基底面内边缘线O₄围成的区域为S₂，以S₂中的二值坐标点为索引坐标，在压砧有效三维点云数据P_f中搜索对应的三维点云数据，得到回转曲面有效三维点云数据P_f2；

1.3：将上述仪器坐标下的压砧有效三维点云数据P_f、切削平面的有效三维点云数据P_f1、回转曲面的有效三维点云数据P_f2和基底面的有效三维点云数据P_f3均进行坐标变换，变换到新坐标系，得到新坐标系下的切削平面有效三维点云数据P₁，回转曲面有效三维点云数据P₂和基底面有效三维点云数据P₃，所述新坐标系的z轴与压砧回转轴l的方向向量一致；

1.4：分别求解切削平面有效三维点云数据P₁，回转曲面有效三维点云数据P₂和圆环基底面有效三维点云数据P₃的回转中心，计算压砧的同轴度误差；

1.4.1：分别求取P₁，P₂和P₃的回转中心点列A₁，A₂，A₃，选取压砧有效三维点云数据P_T中的z坐标的最大值与最小值，以二者的差值的1/256为求解间隔，求取每个求解间隔中P₁，P₂和P₃的形心点，P₁，P₂和P₃的所有形心点的集合分别构成了P₁，P₂和P₃对应的回转中心点列A₁，A₂，A₃；

1.4.2：分别计算回转中心点列A₁，A₂，A₃中的点到z轴的距离，求解得到的最大距离为压砧的同轴度误差。