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龙图腾网获悉天津大学申请的专利一种双链五轴机床末端六维位姿误差快速测量方法获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN117359397B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2026-04-03发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202311360695.X，技术领域涉及：B23Q17/24；该发明授权一种双链五轴机床末端六维位姿误差快速测量方法是由张相鹏;田文杰;高卫国设计研发完成，并于2023-10-20向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种双链五轴机床末端六维位姿误差快速测量方法在说明书摘要公布了：本发明公开了一种双链五轴机床末端六维位姿误差快速测量方法，该方法包括以下步骤：通过多轴联动控制机床运动到工作空间任意两位形，采用激光跟踪仪分别测量刀具链末端和工件链末端靶球的位置信息，将测量坐标系和机床坐标系进行对准；根据机床数控系统的指令，计算刀具链末端和工件链末端靶球支架上六个靶球在测量坐标系中的位置信息，并将其输入跟踪仪，跟踪仪根据指令寻找靶球并测量其实际位置，进而根据靶球实际位置计算机床末端六维误差。本发明所提出的方法能够只需通过一次坐标对准，无需换站，即可基于编程实现自动测量双链五轴机床空间六维误差，建模流程简明、清晰、易于编程实现，能够大幅度提高空间误差的测量成本和测量效率。

本发明授权一种双链五轴机床末端六维位姿误差快速测量方法在权利要求书中公布了：1.一种双链五轴机床末端六维位姿误差快速测量方法，其特征在于：通过多轴联动控制机床运动到工作空间任意两位形，采用激光跟踪仪分别测量刀具链末端和工件链末端靶球的位置信息，将测量坐标系和机床坐标系进行对准；根据机床数控系统的指令，计算刀具链末端和工件链末端靶球支架上六个靶球在测量坐标系中的位置信息，并将其输入跟踪仪，跟踪仪根据指令寻找靶球并测量其实际位置，进而根据靶球实际位置计算机床末端六维误差，包括如下步骤： 步骤1、通过多轴联动控制机床运动到工作空间任意两位形，采用激光跟踪仪分别测量刀具链末端和工件链末端靶球的位置信息，将测量坐标系和机床坐标系进行对准，包括如下步骤： 步骤1.1将两个三角形靶球支架分别与工作台和刀具末端固定连接，记工作台上三个靶球的中心分别为Wii＝1～3，刀具末端三个靶球中心分别为Tii＝1～3，工作台中心点为W点，刀具执行点为T点，机床坐标系为{R0}，跟踪仪测量坐标系为{R1}，刀具链靶球支架连体坐标系为{R3}，工件链辅助支架坐标系为{R4}； 步骤1.2控制机床运动到工作空间任意两位形Pjj＝1,2，手持靶球分别测量在两个位形下W1和T1在测量坐标系{R1}中的位置向量和记由T点指向T1点的向量在坐标系{R3}中的坐标为记由W点指向W1点的向量在坐标系{R4}的坐标向量为记W点和T点在机床坐标系中的坐标分别为和记由机床坐标系{R0}原点指向测量坐标系{R1}原点的位置向量为l01，测量坐标系{R1}相对于机床坐标系{R0}的姿态矩阵为0R1，记刀具链旋转矩阵为Rt,j,工件链旋转矩阵为Rw，j； 步骤1.3根据矢量闭环列方程 求解得 再根据矢量闭环列方程 求解得自此，完成机床坐标系{R0}和测量坐标系{R1}之间的坐标对准； 步骤2、根据机床数控系统的指令，计算刀具链末端和工件链末端靶球支架上六个靶球在测量坐标系中的位置信息，并将其输入跟踪仪，跟踪仪根据指令寻找靶球并测量其实际位置，进而根据靶球实际位置计算机床末端六维误差，包含如下步骤： 步骤2.1、数控系统控制机床到达工作空间中Pk点，在Pk点，记W点和T点的位置向量分别为wk和tk，在坐标系{R3}中的坐标为在坐标系{R4}的坐标向量为刀具链旋转矩阵为Rt，k，工件链旋转矩阵为Rw,k； 步骤2.2、计算刀具链和工件链三对靶球在测量坐标系中的理论位置和 步骤2.3、将实时传入跟踪仪系统，控制跟踪仪依次到达Ti和Wi点，测量各靶标点在测量坐标系中的实际位置坐标和根据测量坐标系{R1}和机床坐标系之间的关系，计算得各靶标点在机床坐标系{R0}中的实际位置坐标和 步骤2.4、根据误差矢量闭环，Ti点相对Wi点的位姿误差矢量为 式中，Δr为机床末端位置误差，Δθt和Δθw分别为刀具链末端和工件链末端姿态误差；将上式写成矩阵形式 式中，表示辅助支架上对应的三对靶标点位置误差组成的向量，表示位置向量的斜矩阵；ξ为末端位姿误差旋量，K为由ξ到的映射矩阵，采用最小二乘方法，计算得末端六维误差旋量 由于角度不能直接相加减，因此，求解末端姿态误差还需要进一步运算 ΔR＝ΔRtΔRw； 式中，ΔR为总的末端姿态误差矩阵，ΔRt和ΔRw分别为刀具链末端姿态误差矩阵和工件链末端姿态误差矩阵；根据小误差假设，末端姿态误差向量Δθ为 式中，ΔRi，j为矩阵ΔR的第i行第j列元素。

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