CN117415675A - 一种基于四传感器R-test的机床转轴误差辨识方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于四传感器R‑test的机床转轴误差辨识方法，属于机床误差检测的技术领域，该方法包括：S1：将标准球移至第一待测位置；S2：对R‑test检测装置进行方向标定；S3：对R‑test检测装置进行参数标定及校验；S4：开启机床的RTCP功能，采集第一待测位置下的检测数据；S5：将标准球分别移至第二个和第三待测位置，重复步骤上述S2‑S3；S6：开启机床的RTCP功能，采集第二个和第三待测位置下的检测数据；S7：通过R‑test检测装置分别检测得到标准球的空间位置参数；S8：分别计算机床的A轴和C轴运动时机床在X、Y、Z方向的误差变化规律，通过三次安装共六条测路径，从旋转轴的空间定位误差辨识出机床A轴和C轴的全部十二项几何误差，达到兼顾效率和准确性的目的。
Description
技术领域
本发明属于机床误差检测的技术领域，具体而言，涉及一种基于四传感器R-test的机床转轴误差辨识方法。
背景技术
五轴机床的空间定位误差由三个直线轴和两个旋转轴的运动误差所决定。通过获得各运动轴的几何误差元素随运动量的精确变化关系，进而补偿误差是一种改善机床运动轴精度的重要途径。对于直线运动轴的几何误差辨识，采用激光干涉仪，已有9线法、10线法、12线法、14线法、15线法、22线法等多种方法可以较为精准的辨识各直线轴的6项运动误差。然而，回转轴6项运动误差的准确辨识，到目前为止仍是一项具有挑战性的工作。Fu等采用球杆仪对机床的转轴误差进行辨识，提出了“6圈法”。由于球杆仪的安装调试要求较高，6次安装不可避免的引入安装误差影响，Fu等在分析了安装误差影响的基础上，采用了最小二乘法来减小安装误差影响。然而，用6组数据求解6个线性方程，这意味着经6次反复安装调试，任何一组数据必须足够精准以反映其中各项误差的影响。显然，这是非常困难的。Tsutsumi等采用球杆仪，通过机床的三轴同时运动，为A轴和C轴各规划了5条检测路径，实现了机床联动误差的测量。Xiang等基于Tsutsumi的方法，利用球杆仪对每个旋转轴三种不同位置组合下的三个敏感方向进行检测，利于9组数据中的7项数据辨识得到了转轴误差。Zhong等利用球杆仪提出了一种新的机床空间精度评价方法，该方法可以提高五轴机床验收测试和维护效率。Liu等提出了一种基于双目视觉的误差检测系统和识别算法，并用于了转轴的position-independent geometric errors(PIGEs)检测。Li等基于激光跟踪仪在大测量范围内收集机床误差数据，并提出了一种测量点的分布方法，使测量误差对辨识结果的影响最小化，从而提高了辨识精度。Li等提出了一种由3D测头和标准球组成的检测系统，用于从标准球心的偏差估计旋转轴的几何误差，由于需要在每个新位置执行循环测量标准球心的位置，这种方式测量效率相较于球杆仪较低。Li等提出了一种利用球杆仪在4个安装位置下的8种测量模式，以实现转轴误差的辨识。Deng等在考虑刚体运动约束的基础上提出了一种基于跟踪干涉仪的几何误差识别方法，该方法对随机因素具由更好的鲁棒性。Yang和Lee用5个位移传感器和球杆仪组成的测量系统对机床的13项PIGEs进行辨识。Wang等将机床的运动链与球杆仪的运动链组成闭环机构，给出了机构的位移方程，用于描述结构形式不同的机床误差。Wang等基于球杆仪设计了5种测量轨迹，并考虑了安装误差的影响。Yao等利用激光跟踪仪同时测量两旋转轴联动时的实际轨迹，并基于Powell算法从70个方程组中辨识得到了20个误差项。Wang和Jiang提出了一种基于单位对偶四元数的新型同步运动轨迹，利用球杆仪检测五轴机床两回转轴位置无关几何误差(PIGEs)的辨识。
为了获得旋转轴的几何误差，相较于球杆仪，R-test可同时测得参考球三个方向的误差，数据间具有更好的关联性，减少了安装调试带来的误差；相较于3D探头，R-test的检测效率和精度都有明显优势；相较于激光跟踪仪，R-test的调试和测量过程更加便捷，且花费可节省数十倍以上。将R-test用于机床旋转轴误差的辨识是一个具有显著优势的方案，但在现有研究的基础上还需要改进：
(1)缺乏对检测装置的安装进行简单可重复的校准方案；
(2)缺乏兼顾效率和准确性的辨识方法，无法从旋转轴的空间定位误差辨识出几何误差。
发明内容
鉴于此，为了解决现有技术存在的上述问题，本发明的目的在于提供一种基于四传感器R-test的标定方法及机床转轴误差辨识方法以达到兼顾效率和准确性的目的，因而从旋转轴的空间定位误差辨识出几何误差。
本发明所采用的技术方案为：一种基于四传感器R-test的机床转轴误差辨识方法，该方法包括：
S1：将标准球移至第一待测位置；
S2：安装R-test检测装置位于标准球的正下方，并对R-test检测装置进行方向标定；
S3：对R-test检测装置进行参数标定及校验，校验该R-test检测装置的检测精度满足精度要求；
S4：开启机床的RTCP功能，并依次回转机床的C轴和A轴，采集第一待测位置下的检测数据；
S5：将标准球分别移至第二个和第三待测位置，重复步骤S2-S3；
S6：开启机床的RTCP功能，并依次回转机床的C轴和A轴，分别采集第二个和第三待测位置下的检测数据；
S7：通过R-test检测装置分别检测得到标准球在第一待测位置、第二待测位置以及第三待测位置的空间位置参数；
S8：分别计算机床的A轴、C轴运动时机床在X、Y、Z方向上的误差变化规律，从旋转轴的空间定位误差辨识出机床A轴和C轴的几何误差。
进一步地，所述R-test检测装置的支座侧壁上可拆卸安装有定向V形块，沿定向V形块上指定有所述第一待测位置、第二待测位置以及第三待测位置。
进一步地，所述R-test检测装置的方向标定方法包括：
S201：对R-test检测装置进行粗定向；
S2011：在R-test检测装置上安装定向V形块；
S2012：沿机床任一直线轴方向移动标准球；
S2013：旋转R-test检测装置的转台使定向V形块的导向方向与标准球的位移方向相重合；
S2014：拆除定向V形块；
S202：对R-test检测装置进行精确定向；
S2021：沿机床的直线轴移动标准球并通过传感器测量标准球的位移量；
S2022：微调R-test检测装置的转台使机床读数与传感器读数一致。
进一步地，对R-test检测装置进行参数标定的方法为：
S301：在R-test检测装置上倾斜安装4个传感器；
S302：调整标准球位置使R-test检测装置位于测量中心；
S303：沿竖直方向移动标准球，假设距离为zt，此时读取4个传感器的读数分别为ΔLk(k＝1,2,3,4)，根据ΔLk＝zt×sinθk(k＝1,2,3,4)，反求得实际倾角θ1、θ2、θ3、θ4；
S304：确定各个传感器之间的实际回转夹角，分别得到各个传感器之间的实际回转角
进一步地，对R-test检测装置进行参数校验的方法为：将实际倾角θ1、θ2、θ3、θ4和实际回转角作为辨识数据计算出预测位置，对比预测值与实际值之间的偏差，若偏差在阈值范围内时，则R-test检测装置的校验通过。
进一步地，在S304中，确定各个传感器之间的实际回转夹角的方法为：
S3041：定义4个传感器分别为1号传感器、2号传感器、3号传感器和4号传感器，将标准球沿1号传感器的方向作水平移动；
S3042：调整R-test检测装置的方向并使1号传感器的读数最大，并记录当前R-test检测装置的回转角度ωt1；
S3043：旋转R-test检测装置至2号传感器，调整R-test检测装置的方向并使2号传感器的读数最大，记录当前R-test检测装置的回转角度ωt2；
S3044：计算1号传感器与2号传感器之间的实际回转角
S3045：依此类推分别计算2号传感器与3号传感器之间的实际回转角3号传感器与4号传感器之间的实际回转角/>
进一步地，设定标准球在第一待测位置的测量位置为(xt1,yt1,zt1)，通过平移R-test检测装置的滑台或重新安装并定向至第二待测位置的测量位置(xt2,yt2,zt2)和第三待测位置的测量位置(xt3,yt3,zt3)处。
进一步地，C轴坐标系下机床A轴和C轴分别在X、Y、Z方向上的误差变化规律的计算方法如下：
S801：根据第一待测位置、第二待测位置以及第三待测位置的测量位置数据写出以下方程：
其中，Pex1、Pey1、Pez1为标准球在第一待测位置相对于C轴坐标系的位置误差在C轴坐标系中的表达；Pex2、Pey2、Pez2为标准球在第二待测位置相对于C轴坐标系的位置误差在C轴坐标系中的表达；Pex3、Pey3、Pez3为标准球在第三待测位置相对于C轴坐标系的位置误差在C轴坐标系中的表达；
δxc、δyc、δzc为C轴沿X、Y、Z方向的位置误差，εxc、εyc、εzc为C轴绕X、Y、Z方向的方向误差；
S802：对上述通过求广义逆矩阵的方式求解，得到：
通过该式可计算C轴沿X、Y、Z方向的位置误差和C轴绕X、Y、Z方向的方向误差；
S803：当测量A轴时，采用步骤S801～S802中的方法，计算出A轴沿X、Y、Z方向的位置误差和A轴绕X、Y、Z方向的方向误差。
本发明的有益效果为：
1.采用本发明所提供的基于四传感器R-test的机床转轴误差辨识方法，相较于球杆仪，本方法中的R-test检测装置可同时测得标准球三个方向的误差，数据间具有更好的关联性，减少了安装调试带来的误差；另一方面，相较于3D探头，R-test检测装置的检测效率和精度都有明显优势；相较于激光跟踪仪，R-test检测装置的调试和测量过程更加便捷，且花费可节省数十倍以上。
2.采用本发明所提供的基于四传感器R-test的机床转轴误差辨识方法，一方面，对R-test检测装置的安装参数标定方法，用于确保R-test检测装置与机床的方位关系，以及4个传感器之间的方位关系；另一方面，“三圈法”用于采集每个旋转轴的空间位置误差，使安装次数最少并使辨识精度尽可能高；进而该方法实现了同时兼顾效率和准确性，从旋转轴的空间定位误差辨识出几何误差，以对机床进行补偿。
附图说明
图1是本发明所提供的基于四传感器R-test的机床转轴误差辨识方法中对R-test检测装置进行方向标定的流程图；
图2a是本发明所提供的基于四传感器R-test的机床转轴误差辨识方法中对R-test检测装置进行方向标定的示意图(一)；
图2b是本发明所提供的基于四传感器R-test的机床转轴误差辨识方法中对R-test检测装置进行方向标定的示意图(二)；
图3是本发明所提供的基于四传感器R-test的机床转轴误差辨识方法中对R-test检测装置进行参数标定的流程图；
图4a是本发明所提供的基于四传感器R-test的机床转轴误差辨识方法中对R-test检测装置进行参数标定的示意图(一)；
图4b是本发明所提供的基于四传感器R-test的机床转轴误差辨识方法中对R-test检测装置进行参数标定的示意图(二)；
图4c是本发明所提供的基于四传感器R-test的机床转轴误差辨识方法中对R-test检测装置进行参数标定的示意图(三)；
图5是本发明所提供的基于四传感器R-test的机床转轴误差辨识方法中机床五轴加工中心的示意图。
具体实施方式
下面详细描述本申请的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的模块或具有相同或类似功能的模块。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。相反，本申请的实施例包括落入所附加权利要求书的精神和内涵范围内的所有变化、修改和等同物。
实施例1
在本实施例中具体提供了一种基于四传感器R-test的机床转轴误差辨识方法，该方法在进行时，采用热成像仪监测环境温度变化，避免出现较大温度变化带来的干扰，该方法包括：
S1：标准球装于机床的转轴端部上，并将标准球移至第一待测位置。
S2：R-test检测装置，安装R-test检测装置位于标准球的正下方，并对R-test检测装置进行方向标定，以使传感器与标准球接触且具有尽可能大的可测范围，将此时零位下的数据置零。
在R-test检测装置进行检测开始前，需要确定R-test检测装置的位置与姿态，以建立传感器与标准球坐标系间的空间位姿关系模型。R-test检测装置的位置可通过读取标准球在机床坐标系中的坐标确定，因此还需要标定传感器的方向，通过使传感器安装方向与机床的一条直线轴在水平面内的投影重合，来标定传感器的方向。
上述中，如图1所示，R-test检测装置进行方向标定的方法流程如下：
S201：对R-test检测装置进行快速粗定向；
S2011：在R-test检测装置上安装定向V形块，R-test检测装置的支座侧壁上可拆卸安装有定向V形块，沿定向V形块上指定有所述第一待测位置、第二待测位置以及第三待测位置；
S2012：沿机床任一直线轴方向移动标准球；
S2013：旋转R-test检测装置的转台使定向V形块的导向方向与标准球的位移方向相重合；
通过上述S2011～S2013的操作，可实现快速粗定向。操作过程如图2a所示，例如：沿机床X轴移动标准球至两到三个不同位置，通过快速调整R-test检测装置的平动台和旋转转动台，使定向V形块的左右两个表面与标准球良好接触并相切，实现方向的快速初步确定。
S2014：在完成上述的快速初步定位之后，可拆除定向V形块。
S202：在进行快速粗定向之后，继续对R-test检测装置进行精确定向，如图2b所示；
S2021：沿上述步骤S2012所选定的直线轴方向水平安装传感器，沿机床的直线轴移动标准球并通过传感器测量标准球的位移量；须注意的是：沿机床直线轴移动标准球须在传感器的量程范围内测量标准球的位置变化；
S2022：微调R-test检测装置的转台使机床读数与传感器读数一致。
由于夹具的制造误差和传感器的安装误差，使得各个传感器在空间中的实际方向角与设计值存在差异。为了将这种差异的影响控制在测量可接受的范围内，需在安装传感器后进行参数标定，并在检测前执行校验过程。
S3：如图3所示，对R-test检测装置进行参数标定及校验，校验该R-test检测装置的检测精度满足精度要求，若满足精度要求，则继续；若不满足精度要求，则返回重新进行标定。标定过程分为实际倾角θk(k＝1,2,3,4)和实际回转角标定，对R-test检测装置进行参数标定的方法如下：
S301：在R-test检测装置上倾斜安装4个传感器；
S302：调整标准球位置使R-test检测装置位于测量中心，该位置使R-test检测装置的可测量范围尽可能大；
S303：如图4a所示，沿竖直方向移动标准球，假设距离为zt，此时读取4个传感器的读数分别为ΔLk(k＝1,2,3,4)，根据ΔLk＝zt×sinθk(k＝1,2,3,4)，反求得实际倾角θ1、θ2、θ3、θ4；实际倾角则是根据标准球与传感器之间的空间位置关系反求得到的。
S304：确定各个传感器之间的实际回转夹角，分别得到各个传感器之间的实际回转角实际回转角的标定也是根据标准球与传感器之间的空间位置关系反求得到。确定各个传感器之间的实际回转夹角的方法如下：
S3041：定义4个传感器分别为1号传感器、2号传感器、3号传感器和4号传感器，将标准球沿1号传感器的方向作水平移动，此处的方向为1号传感器的投影方向，如图4b所示；
S3042：调整R-test检测装置的方向并使1号传感器的读数最大，并记录当前R-test检测装置的回转角度ωt1；
S3043：如图4c所示，旋转R-test检测装置至2号传感器，调整R-test检测装置的方向并使2号传感器的读数最大，此处可理解为R-test检测装置相对于传感器旋转到两个相同的位置上，记录当前R-test检测装置的回转角度ωt2；
S3044：计算1号传感器与2号传感器之间的实际回转角
S3045：同理，重复执行上述的方法，可分别计算2号传感器与3号传感器之间的实际回转角3号传感器与4号传感器之间的实际回转角/>
对R-test检测装置进行参数校验的方法为：将实际倾角θ1、θ2、θ3、θ4和实际回转角作为辨识数据计算出预测位置，对比预测值与实际值之间的偏差，若偏差在阈值范围内时，则R-test检测装置的校验通过。其对应的计算过程如下：
将实际值的坐标点写作n×3的矩阵形式，记作Pideal；
将标准球移至待测位置，并采集数据，计算得到装置检测得到的预测位置Ptest；其中，预测位置Ptest的计算公式如下：
若四个传感器测得的读数以列向量的形式分别记为ΔLs1、ΔLs2、ΔLs3和ΔLs4，则辨识数据可写作：
其中，
整理式(1)中四组数据，得到标准球沿三个方向的位移辨识平均值，即为预测位置Ptest：
为了表征预测值与实际值之间的差异，用矩阵间2范数的比值来表征其偏离程度，定义为：
上述的Etest越接近0说明预测精度越高。
S4：开启机床的RTCP功能，并依次回转机床的C轴和A轴，采集第一待测位置下的检测数据；
S5：将标准球分别移至第二个和第三待测位置，重复步骤S2-S3；
S6：开启机床的RTCP功能，并依次回转机床的C轴和A轴，分别采集第二个和第三待测位置下的检测数据；
S7：通过R-test检测装置分别检测得到标准球在第一待测位置、第二待测位置以及第三待测位置的空间位置参数；设定标准球在第一待测位置的测量位置为(xt1,yt1,zt1)，通过平移R-test检测装置的滑台或重新安装并定向至第二待测位置的测量位置为(xt2,yt2,zt2)和第三待测位置的测量位置为(xt3,yt3,zt3)。
基于球杆仪进行测量的“六圈法”，由于需要多次安装校准，对测量过程有较高要求，难以保证各次测量之间的数据匹配关系。为此，本实施例中提出一种基于R-test的“三圈法”机床转轴误差辨识方法，由于R-test检测装置一次可测得标准球的三个空间位置参数，本实施例中进行3次测试，可建立9个独立方程。
机床旋转轴的6项几何误差与标准球在第一待测位置所得数据的三个空间位置误差间的关系可写作：
Pex1＝-δxc+yt1εzc-zt1εyc；Pey1＝-δyc+zt1εxc-xt1εzc；Pez1＝-δzc+xt1εyc-yt1εxc；
通过平移R-test检测装置的滑台或重新安装并定向至第二待测位置的测量位置为(xt2,yt2,zt2)和第三待测位置的测量位置为(xt3,yt3,zt3)，根据上述关系，可写出Pex2、Pey2、Pez2和Pex3、Pey3、Pez3，分别为标准球在第二待测位置和第三待测位置相对于C轴坐标系的位置误差在C轴坐标系中的表达。
S8：机床的C轴与A轴分别回转了三圈，即“三圈法”转轴误差检测，计算机床的C轴坐标系下机床在X、Y、Z方向上的误差变化规律，并通过该误差变化规律对机床进行补偿，按照该误差规律，通过有效的补偿手段可大幅提高精度。在本实施例中，在C轴坐标系下机床在X、Y、Z方向上的误差变化规律的计算方法如下：
S801：根据第一待测位置、第二待测位置以及第三待测位置的测量位置数据，根据上述标准球在待测位置相对于C轴坐标系的位置误差在C轴坐标系中的表达，可写出以下矩阵方程：
其中，Pex1、Pey1、Pez1为标准球在第一待测位置相对于C轴坐标系的位置误差在C轴坐标系中的表达；Pex2、Pey2、Pez2为标准球在第二待测位置相对于C轴坐标系的位置误差在C轴坐标系中的表达；Pex3、Pey3、Pez3为标准球在第三待测位置相对于C轴坐标系的位置误差在C轴坐标系中的表达；
δxc、δyc、δzc为C轴沿X、Y、Z方向的位置误差，εxc、εyc、εzc为C轴绕X、Y、Z方向的方向误差；
S802：由于系数矩阵非方阵，对上述通过求广义逆矩阵的方式求解，得到：
矩阵右上角的“+”意味着求Moore-Penrose广义逆，通过该式可计算C轴沿X、Y、Z方向的位置误差和C轴绕X、Y、Z方向的方向误差，以此在采用如图5所示的机床进行加工时，可对机床进行补偿。
同理，当测量A轴时，采用步骤S801～S802所公开的方法，此处不再赘述，计算出A轴沿X、Y、Z方向的位置误差和A轴绕X、Y、Z方向的方向误差。
实施例2
在实施例1提供的基于四传感器R-test的机床转轴误差辨识方法之基础上，还可增加第四待测位置下的检测实验，检测方式与第一待测位置-第三待测位置下的方法相同，其可进一步验证检测结果的有效性。
需要说明的是，流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现特定逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本申请的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本申请的实施例所属技术领域的技术人员所理解。
应当理解，本申请的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(PGA)，现场可编程门阵列(FPGA)等。
本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。
此外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。
上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。
尽管上面已经示出和描述了本申请的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本申请的限制，本领域的普通技术人员在本申请的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
Claims (8)
1.一种基于四传感器R-test的机床转轴误差辨识方法，其特征在于，该方法包括：
S1：将标准球移至第一待测位置；
S2：安装R-test检测装置位于标准球的正下方，并对R-test检测装置进行方向标定；
S3：对R-test检测装置进行参数标定及校验，校验该R-test检测装置的检测精度满足精度要求；
S4：开启机床的RTCP功能，并依次回转机床的C轴和A轴，采集第一待测位置下的检测数据；
S5：将标准球分别移至第二个和第三待测位置，重复步骤S2-S3；
S6：开启机床的RTCP功能，并依次回转机床的C轴和A轴，分别采集第二个和第三待测位置下的检测数据；
S7：通过R-test检测装置分别检测得到标准球在第一待测位置、第二待测位置以及第三待测位置的空间位置参数；
S8：分别计算机床的A轴、C轴运动时机床在X、Y、Z方向上的误差变化规律，从旋转轴的空间定位误差辨识出机床A轴和C轴的几何误差。
2.根据权利要求1所述的基于四传感器R-test的机床转轴误差辨识方法，其特征在于，所述R-test检测装置的支座侧壁上可拆卸安装有定向V形块，沿定向V形块上指定有所述第一待测位置、第二待测位置以及第三待测位置。
3.根据权利要求1所述的基于四传感器R-test的机床转轴误差辨识方法，其特征在于，所述R-test检测装置的方向标定方法包括：
S201：对R-test检测装置进行粗定向；
S2011：在R-test检测装置上安装定向V形块；
S2012：沿机床任一直线轴方向移动标准球；
S2013：旋转R-test检测装置的转台使定向V形块的导向方向与标准球的位移方向相重合；
S2014：拆除定向V形块；
S202：对R-test检测装置进行精确定向；
S2021：沿机床的直线轴移动标准球并通过传感器测量标准球的位移量；
S2022：微调R-test检测装置的转台使机床读数与传感器读数一致。
4.根据权利要求1所述的基于四传感器R-test的机床转轴误差辨识方法，其特征在于，对R-test检测装置进行参数标定的方法为：
S301：在R-test检测装置上倾斜安装4个传感器；
S302：调整标准球位置使R-test检测装置位于测量中心；
S303：沿竖直方向移动标准球，假设距离为zt，此时读取4个传感器的读数分别为ΔLk(k＝1,2,3,4)，根据ΔLk＝zt×sinθk(k＝1,2,3,4)，反求得实际倾角θ1、θ2、θ3、θ4；
S304：确定各个传感器之间的实际回转夹角，分别得到各个传感器之间的实际回转角
5.根据权利要求4所述的基于四传感器R-test的机床转轴误差辨识方法，其特征在于，对R-test检测装置进行参数校验的方法为：将实际倾角θ1、θ2、θ3、θ4和实际回转角作为辨识数据计算出预测位置，对比预测值与实际值之间的偏差，若偏差在阈值范围内时，则R-test检测装置的校验通过。
6.根据权利要求4所述的基于四传感器R-test的机床转轴误差辨识方法，其特征在于，在S304中，确定各个传感器之间的实际回转夹角的方法为：
S3041：定义4个传感器分别为1号传感器、2号传感器、3号传感器和4号传感器，将标准球沿1号传感器的方向作水平移动；
S3042：调整R-test检测装置的方向并使1号传感器的读数最大，并记录当前R-test检测装置的回转角度ωt1；
S3043：旋转R-test检测装置至2号传感器，调整R-test检测装置的方向并使2号传感器的读数最大，记录当前R-test检测装置的回转角度ωt2；
S3044：计算1号传感器与2号传感器之间的实际回转角
S3045：依此类推分别计算2号传感器与3号传感器之间的实际回转角3号传感器与4号传感器之间的实际回转角/>
7.根据权利要求1所述的基于四传感器R-test的机床转轴误差辨识方法，其特征在于，设定标准球在第一待测位置的测量位置为(xt1,yt1,zt1)，通过平移R-test检测装置的滑台或重新安装并定向至第二待测位置的测量位置(xt2,yt2,zt2)和第三待测位置的测量位置(xt3,yt3,zt3)处。
8.根据权利要求7所述的基于四传感器R-test的机床转轴误差辨识方法，其特征在于，C轴坐标系下机床A轴和C轴分别在X、Y、Z方向上的误差变化规律的计算方法如下：
S801：根据第一待测位置、第二待测位置以及第三待测位置的测量位置数据写出以下方程：
其中，Pex1、Pey1、Pez1为标准球在第一待测位置相对于C轴坐标系的位置误差在C轴坐标系中的表达；Pex2、Pey2、Pez2为标准球在第二待测位置相对于C轴坐标系的位置误差在C轴坐标系中的表达；Pex3、Pey3、Pez3为标准球在第三待测位置相对于C轴坐标系的位置误差在C轴坐标系中的表达；
δxc、δyc、δzc为C轴沿X、Y、Z方向的位置误差，εxc、εyc、εzc为C轴绕X、Y、Z方向的方向误差；
S802：对上述通过求广义逆矩阵的方式求解，得到：
通过该式可计算C轴沿X、Y、Z方向的位置误差和C轴绕X、Y、Z方向的方向误差；
S803：当测量A轴时，采用步骤S801～S802中的方法，计算出A轴沿X、Y、Z方向的位置误差和A轴绕X、Y、Z方向的方向误差。
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