CN114248154A - 五轴机床空间定位精度检测装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种五轴机床空间定位精度检测装置及方法，回射镜组件包括四个以上回射镜，回射镜支架组件包括四个以上回射镜支架；五轴数控机床本体包括工作台和驱动连接组件，驱动连接组件设置在工作台上；四个以上回射镜支架间隔设置在工作台周围，四个回射镜支架相对工作台固定；回射镜设置在回射镜支架上；跟踪干涉测量传感头连接设置在驱动连接组件上，跟踪干涉测量传感头向回射镜发射光束并接收回射镜反射回来的光束。本发明通过采用干涉仪传感头以标准刀柄接口与主轴安装的结构，解决了测量装置安装便捷性与对不同机床的通用性问题，实现了测量装置安装的高效率与自动化。

Description

五轴机床空间定位精度检测装置及方法

技术领域

本发明涉及机床定位技术领域，具体地，涉及一种五轴机床空间定位精度检测装置及方法。

背景技术

在五轴机床的使用过程中，对五轴机床的定位尤为重要，定位精度的大小会直接影响到机床的加工效果，所以在对五轴机床完成定位之后，需要对其定位精度进行检测，而目前的定位精度检测装置和方法普遍存在检测装置安装繁琐，检测方法不具有通用性的缺陷。

公开号为US20110292404A1的专利文献公开了一种用于NC加工机的测量方法，所述处理机具有一个机头，用于例如，一个叉头和一个相关联的机械和电接口，用于保持一个电机主轴的主轴改变，一种激光干涉仪与本专利文献还提供了一束发生器和一束检测器是和至少一个测量光相互作用与所述激光干涉仪，例如，在所形成的一反射器，和激光干涉测量，其被引导在一种测量光，在特定的距离测量值，进行用于机测量，所述激光干涉仪具有一个接口，其对应于以所述主轴改变接口，用于所述电机主轴和所述激光干涉仪是取代的通过所述主轴改变接口用于机测量，和通过所述的装置是对准机用于所述激光干涉测量轴。但是该专利文献所提出的激光测量传感头整体以电主轴形式安装更换，需要所使用的机床具有更换电主轴的功能，并且其电主轴接口也必须要与该专利文献的测量传感头的接口相同，这大大限制了该专利文献的测量装置所适用的机床类型和结构，使其不具备通用性。

公开号为US20170010094A1的专利文献公开了一种用于坐标测量机的校准方法，所述坐标测量机包括用于使工具载体相对于基座移动以接近测量点的驱动机构，并包括如此实施并附接至所述工具载体的校准激光头，使得能由所述校准激光头发射的激光束能围绕至少两个大致垂直的轴线转动，并且距离变化能借助所述校准激光头以干涉方式测量，一组后向反射器布置在相对于所述基座的固定位置中和/或布置到所述基座上，所述方法包括：朝向一组后向反射器中的第一后向反射器发射以及引导所述激光束，由此测量路径由所述激光束的取向限定；沿着所述测量路径移动所述校准激光头，使得所述激光束根据所述测量路径朝向所述第一后向反射器保持引导，并且在所述校准激光头处连续地接收反射激光束；在沿着所述测量路径的多个测量位置处测量与所述第一后向反射器的距离变化；以及针对所述多个测量位置中的每个测量位置采集机器位置，所述机器位置涉及所述工具载体相对于所述基座的位置。但是该专利文献适用目标仅限于坐标测量机，而不包含加工机床，且不包含使用传感器测量反馈激光于回射镜中心的偏差量，不能够进行自动化闭环跟踪控制，因此测量机只能沿初始确定的激光光束运动测量，而不能沿任意轨迹测量。

文献《“Open-Loop”Tracking Interferometer Measurement Using Rotary Axesof a Five-Axis Machine Tool》公开了一种跟踪干涉仪，或激光跟踪仪，是一种激光干涉仪与转向机构改变激光束的方向，以自动跟随一个反反射器，许多研究者研究了该方法在多尺度反射镜三维位置测量中的应用，本文研究表明，在机床定位误差较小的情况下，通过调节激光束向指令反射镜位置的方向，可以实现多边法(multilateration)测量，机器的旋转轴用来调节激光束的方向。提出的方案使用户能够通过使用激光干涉仪和机器的旋转轴来执行多重测量，而不需要任何专门的跟踪机构。通过实验研究了其测量性能，本文的重点是测量不确定度的评定，介绍了消除自动跟踪的方法。但是该文献不包含使用传感器测量反馈激光于回射镜中心的偏差量，不能够进行自动化闭环跟踪控制，其使用的为开环控制方式，根据理论上的回射镜位置预先计算好机床运动过程中旋转轴需要调整的角度，并写入机床NC运动程序中，该方式对机床的基础运动精度要求很高，容易造成激光干涉仪断光，需要预先精确测量回射镜位置，整体测量过程步骤繁多，不利于实际推广应用。

公开号为CN103831665B的专利文献公开了一种五轴机床旋转轴定位精度检测和校正方法。本发明利用直棒测定旋转轴的处于水平或垂直状态旋转轴的角度RTCP值，并以此作为RTCP精度的参考值；利用球棒和千分表检测机床的RTCP精度，每隔5度进行一次测量；利用相应角度RTCP精度，与旋转轴定位精度的关系进行旋转轴定位精度校正。公开号为CN213858088U公开了一种五轴机床旋转轴定位精度检测补偿通用工装，工装包括旋转轴连接板，旋转轴角摆仪连接装置；旋转轴角摆仪连接装置包括旋转轴连接板；旋转轴连接板、过渡连接板为矩形，中间位置带U型缺口；且过渡连接板的U型缺口面积大于旋转轴连接板的缺口；旋转轴连接板上设有左右对称的个连接孔，过渡连接板设置有与旋转轴连接板连接用的个连接孔；过渡连接板通过底部的条板与角摆仪连接板固定。上述专利文献仍然存在检测装置安装繁琐，检测方法不具有通用性的缺陷。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种五轴机床空间定位精度检测装置及方法。

根据本发明提供的一种五轴机床空间定位精度检测装置，包括五轴数控机床本体、跟踪干涉测量传感头、回射镜组件以及回射镜支架组件；

所述回射镜组件包括四个以上回射镜，所述回射镜支架组件包括四个以上回射镜支架；

所述五轴数控机床本体包括工作台和驱动连接组件，所述驱动连接组件设置在所述工作台上；

四个以上所述回射镜支架间隔设置在所述工作台周围，四个所述回射镜支架相对所述工作台固定；所述回射镜设置在所述回射镜支架上；

所述跟踪干涉测量传感头连接设置在所述驱动连接组件上，所述跟踪干涉测量传感头向所述回射镜发射光束并接收所述回射镜反射回来的光束。

优选的，所述五轴数控机床本体为双摆头构型。

优选的，所述驱动连接组件包括第一直线运动轴、第二直线运动轴、第三直线运动轴以及双摆头；

所述双摆头设置在所述第三直线运动轴上，所述双摆头通过所述第三直线运动轴沿第一方向移动；

所述第三直线运动轴设置在所述第二直线运动轴，所述第三直线运动轴通过所述第二直线运动轴沿第二方向移动；

所述第二直线运动轴设置在所述第一直线运动轴上，所述第二直线运动轴通过所述第一直线运动轴沿第三方向移动；

所述第一直线运动轴设置在所述工作台上；所述跟踪干涉测量传感头设置在所述双摆头上，所述跟踪干涉测量传感头通过所述双摆头进行转动。

优选的，所述双摆头为对称叉式摆头或偏置式摆头。

优选的，所述双摆头具有第一旋转轴、第二旋转轴以及主轴；

所述跟踪干涉测量传感头设置在所述主轴上，所述跟踪干涉测量传感头通过所述主轴以第四方向为轴线旋转；

所述主轴设置在所述第二旋转轴上，所述主轴通过所述第二旋转轴以第五方向为轴线旋转；

所述第二旋转轴设置在所述第一旋转轴上，所述第二旋转轴通过所述第一旋转轴以第六方向为轴线旋转。

优选的，所述跟踪干涉测量传感头包括激光干涉仪、光电位置敏感传感器、分光镜、光学镜头以及传感头支架；

所述激光干涉仪、所述光电位置敏感传感器、所述分光镜以及所述光学镜头设置在所述传感头支架上；

所述光学镜头用于调节光束与滤光；所述分光镜用于分离回射所述跟踪干涉测量传感头接收的光束；所述光电位置敏感传感器用于接收所述分光镜分离的光束；所述激光干涉仪用于接收所述分光镜回射的光束。

优选的，所述传感头支架上设置有支架刀柄接口，所述主轴上设置有刀柄；

所述传感头支架通过所述支架刀柄接口和所述刀柄连接在所述主轴上。

本发明还提供一种基于上述的五轴机床空间定位精度检测装置的检测方法，包括如下步骤：

步骤1：将四个以上所述的回射镜通过所述回射镜支架安装于所述工作台的周围，并相对于工作台固定；

步骤2：将所述跟踪干涉测量传感头通过所述支架刀柄接口和所述刀柄安装在所述主轴上；

步骤3：使所述跟踪干涉测量传感头发射出激光束，并通过调节所述双摆头的第一旋转轴和第二旋转轴调整所述激光束的方向，使得所述激光束照射至所述四个以上所述回射镜中的其中一个回射镜；

步骤4：通过所述回射镜反射所述激光束，使所述激光束返回所述跟踪干涉测量传感头，通过所述分光镜分离一部分光束照射至所述光电位置敏感传感器，另一部分光束回射至所述激光干涉仪；

步骤5：通过所述激光干涉仪测量所述跟踪干涉测量传感头与对应的所述回射镜之间的距离变化量，通过所述光电位置敏感传感器检测所述激光束与所述回射镜的中心的偏差量，根据所述偏差量闭环控制所述第一旋转轴和所述第二旋转轴调整所述激光束的方向，使所述激光束始终指向所述回射镜的中心；

步骤6：通过机床带动所述跟踪干涉测量传感头在工作空间内沿预设测量轨迹运动，保持所述激光干涉仪的干涉位移测量，保持采集所述激光干涉仪的测量数据，并切换不同目标回射镜进行测量，通过分析干涉仪测量数据，计算机床的空间定位误差；

步骤7：通过自动化运行以上测量流程，并记录机床结构温度数据，在预设时间范围内持续多次进行误差检测，分析计算机床的热误差；

步骤8：通过机床带动所述跟踪干涉测量传感头绕一个回射镜做圆周运动，并实时跟踪测量所述跟踪干涉测量传感头到回射镜之间的距离，通过对比所测数据和标准圆轨迹数据，分析机床的动态精度。

优选的，通过误差分离方法，计算机床各个运动轴的几何误差。

优选的，所述机床的运动方式为如下任意一种：沿单个线性轴方向运动、根据ISO-230标准沿对角线运动或沿测量空间内立方网格点轨迹运动。

优选的，自动化持续多次测量误差数据，结合机床结构温度数据，计算机床热误差。

优选的，所述机床绕回射镜做圆轨迹运动，通过对比标准圆与测量数据，计算机床的动态误差。

与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：

1、本发明通过采用干涉仪传感头以标准刀柄接口与主轴安装的结构，解决了测量装置安装便捷性与对不同机床的通用性问题，实现了测量装置安装的高效率与自动化；

2、本发明通过使用传感器测量反馈激光与回射镜中心的偏差，进行闭环跟踪控制，解决了干涉仪与回射镜相对运动过程中的断光问题，实现了全套测量流程的自动化；

3、本发明通过采用将干涉仪安装于双摆头主轴端，将回射镜固定安装于工作台，利用双摆头旋转轴进行激光指向跟踪的方式，相比于传统激光跟踪仪消除了两个额外的精密数控旋转轴结构，降低了测量设备成本，解决了使用传统激光跟踪仪测量方式的称量成本高昂，难以广泛应用的问题。

4、本发明所设计的测量传感头可通过标准刀柄安装至主轴，其安装方式与各种刀具一致，无需对机床结构进行特定改造或要求，通用性很强。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为本发明的五轴机床空间定位精度检测装置的结构示意图；

图2为本发明的五轴机床空间定位精度检测装置为突出显示跟踪干涉测量传感头的结构图。

图中示出：

五轴数控机床本体1 第二直线运动轴7

工作台2 第三直线运动轴8

回射镜支架组件3 第一旋转轴9

第一回射镜支架301 第二旋转轴10

第一回射镜支架302 主轴11

第一回射镜支架303 跟踪干涉测量传感头12

第一回射镜支架304 激光束13

回射镜组件4 刀柄14

第一回射镜401 位置敏感传感器15

第一回射镜402 镜头16

第一回射镜403 分光镜17

第一回射镜404 激光干涉仪18

双摆头5 传感头支架19

第一直线运动轴6 支架刀柄接口20

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本发明的保护范围。

实施例1：

如图1和图2所示，本实施例提供一种五轴机床空间定位精度检测装置，包括五轴数控机床本体1、跟踪干涉测量传感头12、回射镜组件4以及回射镜支架组件3。回射镜组件4包括四个以上回射镜，回射镜支架组件3包括四个以上回射镜支架，五轴数控机床本体包括工作台2和驱动连接组件，驱动连接组件设置在工作台2上，四个以上回射镜支架间隔设置在工作台2周围，四个回射镜支架相对工作台2固定，回射镜设置在回射镜支架上，跟踪干涉测量传感头12连接设置在驱动连接组件上，跟踪干涉测量传感头12向回射镜发射光束并接收回射镜反射回来的光束。

五轴数控机床本体1为双摆头构型。驱动连接组件包括第一直线运动轴6、第二直线运动轴7、第三直线运动轴8以及双摆头5，双摆头5设置在第三直线运动轴8上，双摆头5通过第三直线运动轴8沿第一方向移动，第三直线运动轴8设置在第二直线运动轴7，第三直线运动轴8通过第二直线运动轴7沿第二方向移动，第二直线运动轴7设置在第一直线运动轴6上，第二直线运动轴7通过第一直线运动轴6沿第三方向移动，第一直线运动轴6设置在工作台2上，跟踪干涉测量传感头12设置在双摆头5上，跟踪干涉测量传感头12通过双摆头5进行转动。在通常设计中，第一方向可以为竖直方向，第二方向和第三方向为相互垂直的两个水平方向，本实施例对此不做限制。

双摆头5为对称叉式摆头或偏置式摆头。双摆头5具有第一旋转轴9、第二旋转轴10以及主轴11，跟踪干涉测量传感头12设置在主轴11上，跟踪干涉测量传感头12通过主轴11以第四方向为轴线旋转，主轴11设置在第二旋转轴10上，主轴11通过第二旋转轴10以第五方向为轴线旋转，第二旋转轴10设置在第一旋转轴9上，第二旋转轴10通过第一旋转轴9以第六方向为轴线旋转。在通常设计中，第四方向根据需要进行设计，第二方向可以为水平方向，第三方向可以为竖直方向，本实施例对此不做限制。

跟踪干涉测量传感头12包括激光干涉仪18、光电位置敏感传感器15、分光镜17、光学镜头16以及传感头支架19。激光干涉仪18、光电位置敏感传感器15、分光镜17以及光学镜头16设置在传感头支架19上，光学镜头16用于调节光束与滤光，分光镜17用于分离回射跟踪干涉测量传感头12接收的光束，光电位置敏感传感器15用于接收分光镜17分离的光束，激光干涉仪18用于接收分光镜17回射的光束。传感头支架19上设置有支架刀柄接口20，主轴11上设置有刀柄14，传感头支架19通过支架刀柄接口20和刀柄14连接在主轴11上。

本实施例还提供一种基于上述的五轴机床空间定位精度检测装置的检测方法，包括如下步骤：

步骤1：将四个以上的回射镜通过回射镜支架安装于工作台2的周围，并相对于工作台2固定；

步骤2：将跟踪干涉测量传感头12通过支架刀柄接口20和刀柄14安装在主轴11上；

步骤3：使跟踪干涉测量传感头12发射出激光束13，并通过调节双摆头5的第一旋转轴9和第二旋转轴10调整激光束13的方向，使得激光束13照射至四个以上回射镜中的其中一个回射镜；

步骤4：通过回射镜反射激光束13，使激光束13返回跟踪干涉测量传感头12，通过分光镜17分离一部分光束照射至光电位置敏感传感器15，另一部分光束回射至激光干涉仪18；

步骤5：通过激光干涉仪18测量跟踪干涉测量传感头12与对应的回射镜之间的距离变化量，通过光电位置敏感传感器15检测激光束13与回射镜的中心的偏差量，根据偏差量闭环控制第一旋转轴9和第二旋转轴10调整激光束13的方向，使激光束13始终指向回射镜的中心；

步骤6：通过机床带动所述跟踪干涉测量传感头12在工作空间内沿预设测量轨迹运动，保持所述激光干涉仪18的干涉位移测量，保持采集所述激光干涉仪18的测量数据，并切换不同目标回射镜进行测量，通过分析干涉仪测量数据，计算机床的空间定位误差；

步骤7：通过自动化运行以上测量流程，并记录机床结构温度数据，在预设时间范围内持续多次进行误差检测，分析计算机床的热误差；

步骤8：通过机床带动所述跟踪干涉测量传感头12绕一个回射镜做圆周运动，并实时跟踪测量所述跟踪干涉测量传感头12到回射镜之间的距离，通过对比所测数据和标准圆轨迹数据，分析机床的动态精度。

上述检测方法通过误差分离方法，计算机床各个运动轴的几何误差。上述检测方法中机床的运动方式为如下任意一种：沿单个线性轴方向运动、根据ISO-230标准沿对角线运动或沿测量空间内立方网格点轨迹运动。

对于上述方法，自动化持续多次测量误差数据，结合机床结构温度数据，计算机床热误差。机床绕回射镜做圆轨迹运动，通过对比标准圆与测量数据，计算机床的动态误差。

本实施例将激光干涉仪安装于五轴机床主轴，在机床工作台四周固定安装回射镜作为靶镜，利用机床双摆头调整激光光束方向指向回射镜进行闭环跟踪距离测量，并结合改进的多边法测量原理计算机床空间定位误差。

实施例2：

本领域技术人员可以将本实施例理解为实施例1的更为具体的说明。

如图1和图2所示，本实施例提供一种五轴机床空间定位精度检测装置，包括几个主要模块：五轴数控机床本体1，跟踪干涉测量传感头12，四个以上回射镜，四个以上回射镜支架。在本实施例中选用四个回射镜，分别是第一回射镜401、第二回射镜402、第三回射镜403、第四回射镜404；本实施例中选用四个回射镜支架，分别是第一回射镜支架301、第二回射镜支架302、第三回射镜支架303、第四回射镜支架304。

五轴机床本体1需要为双摆头构型，其主要特征为：含有工作台2，含有三个直线运动轴，分别是第一直线运动轴6、第二直线运动轴7、第三直线运动轴8，具有双摆头5，双摆头5具有两个旋转轴以及主轴11，两旋转轴分别是第一旋转轴9和第二旋转轴10。双摆头5的具体结构形式包括但不限于对称叉式摆头、偏置式摆头等。

跟踪干涉测量传感头12，包括：激光干涉仪18，光电位置敏感传感器15，分光镜17，用于调节光束与滤光等功能的光学镜头16，传感头支架19。激光干涉仪18可以为整体式干涉仪，也可以为分体式干涉仪(光源或数据处理模块与激光干涉光路组件分离，之间使用光纤和电缆传输激光和信号)。传感头支架19可通过其后部圆柱形支架刀柄接口20与机床主轴刀柄14相连接，进而与机床主轴11连接。传感头支架19也可通过其他特别设计的接口形式与机床主轴11连接。

第一回射镜401、第二回射镜402、第三回射镜403、第四回射镜404均为光回射镜，可以将入射的光束沿入射的方向反射回去，具体类型包括但不限于角锥反射镜(角反射器)、猫眼式反射镜。

系统工作时，第一回射镜401、第二回射镜402、第三回射镜403、第四回射镜404通过第一回射镜支架301、第二回射镜支架302、第三回射镜支架303、第四回射镜支架304安装于机床工作台2周围，并相对于工作台2固定。跟踪干涉测量传感头12通过支架刀柄接口20、刀柄14或者其他方式安装于机床主轴11。跟踪干涉测量传感头12发射出激光束13，并通过调节机床双摆头5的第一旋转轴9和第二旋转轴10调整激光束13的方向，使得激光束13照射至四个回射镜之一。激光束13被回射镜反射后返回跟踪干涉测量传感头12，并被分光镜17分离一部分光束照射至光电位置敏感传感器15，另一部分光束回射至激光干涉仪18。激光干涉仪18通过激光干涉原理测量跟踪干涉测量传感头12与对应的回射镜之间的距离变化量。光电位置敏感传感器15检测激光束13与回射镜中心的偏差量，根据该偏差量闭环控制第一旋转轴9、第二旋转轴10调整激光束13的方向，使其始终指向回射镜的中心，并保持激光干涉仪的干涉位移测量，保持采集干涉仪的测量数据。

控制机床的三个线性运动轴：第一直线运动轴6、第二直线运动轴7、第三直线运动轴8，使得机床主轴11在机床运动空间中沿特定轨迹、位置定位，在运动过程中通过闭环控制保持激光束13对第一回射镜401、第二回射镜402、第三回射镜403、第四回射镜404中心的指向跟踪，并采集干涉仪的测量数据。分别对不同回射镜进行跟踪并重复测量过程，采集干涉仪的测量数据。通过分析干涉仪测量数据，计算机床的空间定位误差。

测量过程中，机床可以沿单个线性轴方向运动，从而测量线性轴定位误差；机床也可以根据ISO-230标准沿对角线运动，实施对角线空间误差测量；机床也可以沿初始激光光束方向运动进行测量；机床可以沿空间立方体网格点运动并测量网格点处的定位误差；机床可以沿特定轨迹运动并测量其运动误差。

进一步的，可以通过误差分离方法，计算机床各个运动轴的几何误差。进一步的，可以通过自动化运行测量流程，在较长时间范围内进行多次测量，并结合机床环境温度、结构温度等数据，分析机床的热误差。进一步的，通过将跟踪干涉测量传感头12设计为通过标准刀柄接口形式安装，可将跟踪干涉测量传感头12存放于机床刀库，并通过机床自动换刀装置自动安装至机床主轴。进一步的，可只使用一个回射镜，在测量过程中，将其安装于工作台周围不同位置进行测量。进一步的，可只使用一个回射镜，使机床绕回射镜做圆周运动，并实时跟踪测量传感头12到回射镜之间的距离，以类似于球杆仪的方式工作，并分析机床的动态精度。进一步的，可只使用一个回射镜，使机床沿特定轨迹运动，并实时跟踪测量传感头12到回射镜之间的距离，并分析机床的动态精度。进一步的，该系统也可以安装于坐标测量机(CMM)，通过坐标测量机自身具备的两个旋转轴或额外安装的两个旋转轴实现上述精度测量功能。

本发明通过采用干涉仪传感头以标准刀柄接口与主轴安装的结构，解决了测量装置安装便捷性与对不同机床的通用性问题，实现了测量装置安装的高效率与自动化。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。

Claims (12)

1.一种五轴机床空间定位精度检测装置，其特征在于，包括五轴数控机床本体(1)、跟踪干涉测量传感头(12)、回射镜组件(4)以及回射镜支架组件(3)；

所述回射镜组件(4)包括四个以上回射镜，所述回射镜支架组件(3)包括四个以上回射镜支架；

所述五轴数控机床本体(1)包括工作台(2)和驱动连接组件，所述驱动连接组件设置在所述工作台(2)上；

四个以上所述回射镜支架间隔设置在所述工作台周围，四个所述回射镜支架相对所述工作台固定；所述回射镜设置在所述回射镜支架上；

所述跟踪干涉测量传感头(12)连接设置在所述驱动连接组件上，所述跟踪干涉测量传感头(12)向所述回射镜发射光束并接收所述回射镜反射回来的光束。

2.根据权利要求1所述的五轴机床空间定位精度检测装置，其特征在于，所述五轴数控机床本体(1)为双摆头构型。

3.根据权利要求2所述的五轴机床空间定位精度检测装置，其特征在于，所述驱动连接组件包括第一直线运动轴(6)、第二直线运动轴(7)、第三直线运动轴(8)以及双摆头(5)；

所述双摆头(5)设置在所述第三直线运动轴(8)上，所述双摆头(5)通过所述第三直线运动轴(8)沿第一方向移动；

所述第三直线运动轴(8)设置在所述第二直线运动轴(7)，所述第三直线运动轴(8)通过所述第二直线运动轴(7)沿第二方向移动；

所述第二直线运动轴(7)设置在所述第一直线运动轴(6)上，所述第二直线运动轴(7)通过所述第一直线运动轴(6)沿第三方向移动；

所述第一直线运动轴(6)设置在所述工作台(2)上；所述跟踪干涉测量传感头(12)设置在所述双摆头(5)上，所述跟踪干涉测量传感头(12)通过所述双摆头(5)进行转动。

4.根据权利要求3所述的五轴机床空间定位精度检测装置，其特征在于，所述双摆头(5)为对称叉式摆头或偏置式摆头。

5.根据权利要求4所述的五轴机床空间定位精度检测装置，其特征在于，所述双摆头(5)具有第一旋转轴(9)、第二旋转轴(10)以及主轴(11)；

所述跟踪干涉测量传感头(12)设置在所述主轴(11)上，所述跟踪干涉测量传感头(12)通过所述主轴(11)以第四方向为轴线旋转；

所述主轴(11)设置在所述第二旋转轴(10)上，所述主轴(11)通过所述第二旋转轴(10)以第五方向为轴线旋转；

所述第二旋转轴(10)设置在所述第一旋转轴(9)上，所述第二旋转轴(10)通过所述第一旋转轴(9)以第六方向为轴线旋转。

6.根据权利要求5所述的五轴机床空间定位精度检测装置，其特征在于，所述跟踪干涉测量传感头(12)包括激光干涉仪(18)、光电位置敏感传感器(15)、分光镜(17)、光学镜头(16)以及传感头支架(19)；

所述激光干涉仪(18)、所述光电位置敏感传感器(15)、所述分光镜(17)以及所述光学镜头(16)设置在所述传感头支架(19)上；

所述光学镜头(16)用于调节光束与滤光；所述分光镜(17)用于分离回射所述跟踪干涉测量传感头(12)接收的光束；所述光电位置敏感传感器(15)用于接收所述分光镜(17)分离的光束；所述激光干涉仪(18)用于接收所述分光镜(17)回射的光束。

7.根据权利要求6所述的五轴机床空间定位精度检测装置，其特征在于，所述传感头支架(19)上设置有支架刀柄接口(20)，所述主轴(11)上设置有刀柄(14)；

所述传感头支架(19)通过所述支架刀柄接口(20)和所述刀柄(14)连接在所述主轴(11)上。

8.一种基于权利要求7所述的五轴机床空间定位精度检测装置的检测方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1：将四个以上所述的回射镜通过所述回射镜支架安装于所述工作台(2)的周围，并相对于工作台(2)固定；

步骤2：将所述跟踪干涉测量传感头(12)通过所述支架刀柄接口(20)和所述刀柄(14)安装在所述主轴(11)上；

步骤3：使所述跟踪干涉测量传感头(12)发射出激光束(13)，并通过调节所述双摆头(5)的第一旋转轴(9)和第二旋转轴(10)调整所述激光束(13)的方向，使得所述激光束(13)照射至所述四个以上所述回射镜中的其中一个回射镜；

步骤4：通过所述回射镜反射所述激光束(13)，使所述激光束(13)返回所述跟踪干涉测量传感头(12)，通过所述分光镜(17)分离一部分光束照射至所述光电位置敏感传感器(15)，另一部分光束回射至所述激光干涉仪(18)；

步骤5：通过所述激光干涉仪(18)测量所述跟踪干涉测量传感头(12)与对应的所述回射镜之间的距离变化量，通过所述光电位置敏感传感器(15)检测所述激光束(13)与所述回射镜的中心的偏差量，根据所述偏差量闭环控制所述第一旋转轴(9)和所述第二旋转轴(10)调整所述激光束(13)的方向，使所述激光束(13)始终指向所述回射镜的中心；

步骤6：通过机床带动所述跟踪干涉测量传感头(12)在工作空间内沿预设测量轨迹运动，保持所述激光干涉仪(18)的干涉位移测量，保持采集所述激光干涉仪(18)的测量数据，并切换不同目标回射镜进行测量，通过分析干涉仪测量数据，计算机床的空间定位误差；

步骤7：通过自动化运行以上测量流程，并记录机床结构温度数据，在预设时间范围内持续多次进行误差检测，分析计算机床的热误差；

步骤8：通过机床带动所述跟踪干涉测量传感头(12)绕一个回射镜做圆周运动，并实时跟踪测量所述跟踪干涉测量传感头(12)到回射镜之间的距离，通过对比所测数据和标准圆轨迹数据，分析机床的动态精度。

9.根据权利要求8所述的检测方法，其特征在于，通过误差分离方法，计算机床各个运动轴的几何误差。

10.根据权利要求8所述的检测方法，其特征在于，所述机床的运动方式为如下任意一种：沿单个线性轴方向运动、根据ISO-230标准沿对角线运动或沿测量空间内立方网格点轨迹运动。

11.根据权利要求8所述的检测方法，其特征在于，自动化持续多次测量误差数据，结合机床结构温度数据，计算机床热误差。

12.根据权利要求8所述的检测方法，其特征在于，所述机床绕回射镜做圆轨迹运动，通过对比标准圆与测量数据，计算机床的动态误差。

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