[发明专利]一种机床五自由度误差测量装置及误差模型建立方法

权利要求书

1.一种机床五自由度误差测量装置，其特征在于，包括固定端和移动端，所述固定端上设有第一激光器、第二激光器、第三激光器、分光镜、聚焦透镜和位置敏感探测器，移动端上设有第一四象限探测器、第二四象限探测器和平面镜；第一激光器、第二激光器、第三激光器出射光平行，其中第一激光器与第二激光器出射的平行光分别照射在第一四象限探测器与第二四象限探测器，第一四象限探测器与第二四象限探测器均可以测量两个方向的直线度误差，同时，在已知第一四象限探测器与第二四象限探测器距离的情况下，利用两个四象限探测器测量的直线度误差可以求得滚转角；第三激光器出射的平行光照射在平面镜上，反射光经分光镜反射，经聚焦透镜聚焦在位置敏感探测器上，位置敏感探测器用以测量俯仰角与偏摆角。

2.一种用于权利要求1所述机床五自由度误差测量装置的误差模型建立方法，包括以下步骤：

(1)判断机床结构类型，根据机床结构类型分别在基座上建立参考坐标系；在X滑台、Y滑台、Z滑台上建立局部坐标系，各坐标系在机床位于初始位置时重合且原点位于刀具顶点；根据齐次坐标变换原理，建立误差转换矩阵；考虑X滑台、Y滑台、Z滑台运动过程中的各坐标系之间的关系，建立传统的齐次坐标变换模型；

(2)根据实际误差测量点到刀具顶点的偏位，对齐次坐标变换模型进行修正；

(3)将机床移动至初始位置，确定三个轴光栅尺读头与刀具顶点之间的偏位，将光栅尺读头位置的误差与偏位代入修正过的齐次坐标变换模型后得到用于机床五自由度误差测量装置的误差模型。