基于克里金方法的測量誤差校準和零件表面形貌誤差分析.pdf

1、機械零件表面的形貌誤差估計是機械加工零件質(zhì)量檢測與控制的重要內(nèi)容。在質(zhì)量檢測過程中，三坐標測量機以其高度的測量柔性和嚴格的測量精確性，被廣泛地運用于零件表面形貌誤差估計的測量中。然而隨著零件表面形貌質(zhì)量要求的提高，對三坐標測量機的測量效率和精度提出了更高的要求。然而測量過程中帶來的測量誤差，對零件表面形貌誤差估計產(chǎn)生了不小影響。而由于測量成本的限制，無法滿足機械零件表面全空間的測量。有限的測量樣本對零件表面的形貌誤差估計的精度造成一定的

2、影響。而在機械零件表面的加工工藝過程中，機械零件的加工條件，比如加工刀具的進給速度、切削力、刀具加工過程中的振動等因素，對機械加工零件表面形貌的最終形成具有重要影響。并且隨著對加工過程的嚴格監(jiān)控，對加工工藝參數(shù)和加工條件實現(xiàn)了在線測量監(jiān)控。
　　因此針對以上問題，本文完成如下三部分工作：第一，本文通過三坐標測量機在測量基準上的三坐標測量計算實際測量誤差，然后建立測量誤差在空間上的相關性和變異性，基于測量誤差的空間變異模型，推導預測

3、空間任意位置的測量補償校準模型，實現(xiàn)空間內(nèi)坐標測量的測量誤差校準補償。第二，本文進一步對測量校準的三坐標值采用插值方法，以得到更加準確有效的零件表面誤差估計。通過建立變異函數(shù)模型描述零件表面測量點之間的變異性和相關性，并推導基于單元空間克里金模型來實現(xiàn)對零件表面未測點的坐標高度預測，最終將實際測量點與未測量預測點結(jié)合，建立形貌誤差估計的模型。第三，隨著對加工過程的工藝參數(shù)和加工條件的在線測量監(jiān)控，本文提出了結(jié)合機械零件表面加工條件的在線

4、測量數(shù)據(jù)和質(zhì)量檢測要求下的離線測量數(shù)據(jù)，構(gòu)建表征零件表面加工條件與質(zhì)量檢測坐標高度的空間相關性的變異函數(shù)和協(xié)變異函數(shù)模型，推導基于多元空間統(tǒng)計學協(xié)變異函數(shù)的預測模型，構(gòu)建更精確的機械加工零件表面形貌特征，實現(xiàn)零件表面形貌的誤差估計。
　　實例研究表明，基于克里金方法的測量誤差校準模型能夠?qū)崿F(xiàn)空間范圍內(nèi)測量誤差的補償校準，同時采用交叉驗證方法得到采用球狀變異函數(shù)模型表征測量誤差相關性和基于普通克里金的空間插值，實現(xiàn)最準確的校準補償。