本发明专利技术公开了一种刮研表面几何轮廓的表征方法、系统，方法包括：测量刮研表面的几何轮廓，提取刮研表面几何轮廓高度测量数据；依据刮研表面几何轮廓高度测量数据，计算其累积分布函数；依据累积分布函数，计算刮研表面几何轮廓高度测量数据的概率材料比曲线；对刮研表面几何轮廓高度测量数据的概率材料比曲线进行分段拟合，各线性段的拟合结果代表各高斯轮廓的高斯分布参数；确定高斯分布参数的范围；依据高斯分布参数的范围，采用概率截割数学模型计算刮研表面几何轮廓各高斯分量。本发明专利技术公开的方法表征刮研表面几何轮廓更加贴切，为刮研表面接触、润滑、摩擦及磨损研究提供便利。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种刮研表面几何轮廓的表征方法、系统，属于粗糙表面形貌表征。
技术介绍
1、机床被称为“工业母机”，是制造机器的机器，制造业的发展离不开机床的进步。随着科技的发展和制造业的需求，机床向高精密化和超高精密化方向发展。由于“母机定律”的存在，即机床很难加工出比其本身更高精度的零件，很大程度上限制了机床高精密化发展。机床加工精度与其导轨的精度有直接联系。刮研是高精密机床导轨加工的常用加工手段之一，作为一种古老的机床导轨表面精加工方法，属微量切削、精密和光整加工，经刮研加工能获得形状位置精度、尺寸精度、接触精度高和表面粗糙度低的表面。高精密机床的重要配合表面需手工刮研进行加工和装配，以不断的提高配合精度，由此手工刮研成为有效解决“母机定律”问题的加工方式之一。
2、不同的加工过程形成了不同的表面形貌，不同的表面形貌使零部件具有不同的使用性能，故表面形貌可视为联系加工过程和零部件性能的纽带。表面形貌数据作为研究表面接触特性、摩擦和润滑机理以及磨损等问题的基础数据，一般可由表面测量和表面仿真两种方式获得。随着计算机技术的快速发展，表面仿真在表面研究中广泛应用。表面仿真通过形貌表征参数，使用数值方法快速仿真得到表面形貌数据，故表面形貌表征参数是表面仿真的先决条件。刮研是改善润滑状态和整平表面的重要手段，刮研表面可形成均匀接触点和一些较浅凹坑，能形成存油空隙，根据刮研表面的形貌特征选择合适的表面表征方法对研究刮研表面的接触特性、摩擦和润滑机理以及磨损特性有着重要意义。
技术实现思路</p>1、本专利技术提供了一种刮研表面几何轮廓的表征方法，以用于获取表征刮研表面几何轮廓的各高斯分量。
2、本专利技术的技术方案是：
3、根据本专利技术的第一方面，提供了一种刮研表面几何轮廓的表征方法，包括：步骤1：测量刮研表面的几何轮廓，提取刮研表面几何轮廓高度测量数据；步骤2：依据刮研表面几何轮廓高度测量数据，计算其累积分布函数；步骤3：依据累积分布函数，计算刮研表面几何轮廓高度测量数据的概率材料比曲线；步骤4：对刮研表面几何轮廓高度测量数据的概率材料比曲线进行分段拟合，各线性段的拟合结果代表各高斯轮廓的高斯分布参数；确定高斯分布参数的范围；步骤5：依据高斯分布参数的范围，采用概率截割数学模型计算刮研表面几何轮廓各高斯分量。
4、所述步骤2，具体为：
5、步骤2.1、依据刮研表面几何轮廓高度测量数据，计算最大高度差，并将最大高度差分为n段，每段宽度其中，max(z)、min(z)分别表示一组刮研表面几何轮廓高度测量数据中的最大值、最小值；
6、步骤2.2、分别统计高度小于zi＝min(z)+iw的数据点数k，其中i取1，2，…，n；为高度概率；k为总数据点数；
7、步骤2.3、拟合各点(zi，pi)得到累积分布函数。
8、所述步骤3，具体为：依据累积分布函数，计算材料比曲线；依据材料比曲线，获得刮研表面几何轮廓高度测量数据的概率材料比曲线。
9、所述对刮研表面几何轮廓高度测量数据的概率材料比曲线进行分段拟合，各线性段的拟合结果代表各高斯轮廓的高斯分布参数，具体为：
10、步骤4.1、假设概率材料比曲线上任意两点为过渡点，过渡点将曲线分为三部分，各部分独立进行线性拟合，计算各部分拟合残差并相加，获得拟合残差；
11、步骤4.2、更换过渡点，重复步骤4.1直至所有过渡点组合均被计算；搜寻最小拟合残差所对应的过渡点组合，并记录各段线性拟合的斜率和截距；
12、步骤4.3、各段线性拟合的斜率相反数和截距表示各高斯轮廓的标准差σ和均值μ。
13、所述高斯分布参数的范围，具体为：取[σ-2，σ+2]，[μ-2，μ+2]作为标准差范围和均值范围。
14、所述依据高斯分布参数的范围，采用概率截割数学模型计算刮研表面几何轮廓各高斯分量，具体为：确定概率截割数学模型函数；依据高斯分布参数的范围，将计算得到的刮研表面几何轮廓概率材料比曲线用概率截割数学模型函数拟合，确定概率截割数学模型函数中的待定系数，作为刮研表面几何轮廓各高斯分量。
15、根据本专利技术的第二方面，提供了一种刮研表面几何轮廓的表征系统，包括：提取模块，用于测量刮研表面的几何轮廓，提取刮研表面几何轮廓高度测量数据；第一计算模块，用于依据刮研表面几何轮廓高度测量数据，计算其累积分布函数；第二计算模块，用于依据累积分布函数，计算刮研表面几何轮廓高度测量数据的概率材料比曲线；确定模块，用于对刮研表面几何轮廓高度测量数据的概率材料比曲线进行分段拟合，各线性段的拟合结果代表各高斯轮廓的高斯分布参数；确定高斯分布参数的范围；第三计算模块，用于依据高斯分布参数的范围，采用概率截割数学模型计算刮研表面几何轮廓各高斯分量。
16、根据本专利技术的第三方面，提供了一种电子设备，包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时实现如上述中任意一项所述的刮研表面几何轮廓的表征方法的步骤。
17、根据本专利技术的第四方面，提供了一种计算机可读存储介质，用于存储计算机可读取的程序或指令，所述程序或指令被处理器执行时能够实现上述中任意一项所述的刮研表面几何轮廓的表征方法中的步骤。
18、本专利技术的有益效果是：本专利技术公开的方法表征刮研表面几何轮廓更加贴切，为刮研表面接触、润滑、摩擦及磨损研究提供便利。
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【技术保护点】
1.一种刮研表面几何轮廓的表征方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的刮研表面几何轮廓的表征方法，其特征在于，所述步骤2，具体为：
3.根据权利要求1所述的刮研表面几何轮廓的表征方法，其特征在于，所述步骤3，具体为：
4.根据权利要求1所述的刮研表面几何轮廓的表征方法，其特征在于，所述对刮研表面几何轮廓高度测量数据的概率材料比曲线进行分段拟合，各线性段的拟合结果代表各高斯轮廓的高斯分布参数，具体为：
5.根据权利要求4所述的刮研表面几何轮廓的表征方法，其特征在于，所述高斯分布参数的范围，具体为：取[σ-2，σ+2]，[μ-2，μ+2]作为标准差范围和均值范围。
6.根据权利要求1所述的刮研表面几何轮廓的表征方法，其特征在于，所述依据高斯分布参数的范围，采用概率截割数学模型计算刮研表面几何轮廓各高斯分量，具体为：
7.一种刮研表面几何轮廓的表征系统，其特征在于，包括：
8.一种电子设备，其特征在于，包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时实现如权利要求1-6中任意一项所述的刮研表面几何轮廓的表征方法的步骤。
9.一种计算机可读存储介质，其特征在于，用于存储计算机可读取的程序或指令，所述程序或指令被处理器执行时能够实现权利要求1至6中任意一项所述的刮研表面几何轮廓的表征方法中的步骤。
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【技术特征摘要】
1.一种刮研表面几何轮廓的表征方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的刮研表面几何轮廓的表征方法，其特征在于，所述步骤2，具体为：
3.根据权利要求1所述的刮研表面几何轮廓的表征方法，其特征在于，所述步骤3，具体为：
4.根据权利要求1所述的刮研表面几何轮廓的表征方法，其特征在于，所述对刮研表面几何轮廓高度测量数据的概率材料比曲线进行分段拟合，各线性段的拟合结果代表各高斯轮廓的高斯分布参数，具体为：
5.根据权利要求4所述的刮研表面几何轮廓的表征方法，其特征在于，所述高斯分布参数的范围，具体为：取[σ-2，σ+2]，[μ-2，μ+2]作为标准差范围和均值范围。
【专利技术属性】
技术研发人员：王立华，田驰锋，
申请(专利权)人：昆明理工大学，
类型：发明
国别省市：
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