1.一种基于改进九线法的数控机床几何误差辨识方法，其特征在于，包括以下：步骤110、基于多体系统运动学理论结合机床拓扑结构将各刚体之间的运动误差叠加以构建综合误差模型，基于所述综合误差模型结合预设的适应度函数进行寻优预测出六个最佳测量位置；

步骤120、于每个所述最佳测量位置处，建立与X、Y、Z轴中任意单一运动轴方向平行的线性测量轨迹，共得到六条线性测量轨迹，对每条线性轨迹测量特定的一项误差项，得到具有六个方程的方程组；

步骤130、基于所述方程组进行数控机床几何误差仿真辨识；

具体的，在步骤120中，首先对原有的测量轨迹进行密集化处理，测量空间中的每个点都能够对应一组式(3)所示的误差向量，若是取得六条平行线上的六个点，那么共取到了六个方程组，下式式(3)为第 个点所对应的方程组，（3）

其中，i=1，2，...，6，从式(3)中所示的六个方程组中每组抽取一个方程重新组合成新的方程组，只要该方程组包含待解的六项误差并且满足坐标矩阵满秩，该方程组就可以有唯一解；

由MATLAB辅助计算得知，上式六个方程组共18项方程所能取到的满足要求的方程组共有120种排列组合方式，故共有120个方程组满足解析条件，由于系数矩阵直接影响解析的结果，为丰富后续算法的寻优结果，挑选两组以供使用，第一种组合，当测量X轴方向时，分别测量1线上的定位误差 ；2线上X轴在Y方向上的直线度误差 ；3线上的定位误差 ；4线上X轴在Z方向上的直线度误差 ；5线上的定位误差 ；6线上X轴在Z方向上的直线度误差 ；共六次测量得到六个方程的方程组，对应下式（4）（4）

将其改写成矩阵形式(5)，测量值代入等式左侧，对应坐标值代入等式右侧，解得六项误差值，（5）

同时给出式(6)所示的第二种组合方式进行交叉搜索，测量过程与上述方式同理，不做赘述：（6）

将其改写成矩阵形式

（7）

这种方法是取得单一运动轴方向上与其平行的六条线性测量轨迹，每条测量轨迹只测量特定的一项误差，共测量六次，其中， 表示v轴在u轴方向上的平移误差，定位误差和直线度误差同属于平移误差，表示v轴在u轴方向上的转角误差，其中u与v为X、Y、Z轴中任意一种。

2.根据权利要求1所述的一种基于改进九线法的数控机床几何误差辨识方法，其特征在于，具体的，基于多体系统运动学理论结合机床拓扑结构将各刚体之间的运动误差叠加以构建综合误差模型，包括，假定机床在初始状态下，在机床上创建参考坐标系R，分别在X、Y、Z向工作台，主轴S1，刀具T1，工件W1上创建局部坐标系X、Y、Z、S、T、W，方向与参考坐标系R一致；

由于Z轴与主轴和刀具直接相连，无相对运动，因此 ， 为坐标系Z到主轴坐标系S的齐次变换矩阵；主轴与刀具直接相连，因此 ， 为主轴坐标系S到刀具坐标系T的齐次变换矩阵；工件与机床直接相连，因此 ， 为工件坐标系W到参考坐标系R的齐次变换矩阵；

无误差状态下，机床分别沿X、Y、Z方向移动 距离时，工件坐标系W到刀具坐标系T的齐次变换矩阵为:（8）

其中，矩阵的右上角标i表示对应的无误差状态下的矩阵， 表示无误差状态下q坐标系到p坐标系的齐次变换矩阵，p与q为R、X、Y、Z、S、T、W中的任意一种；

有误差状态下，基于小误差假设和齐次坐标变换原理，当机床分别沿X、Y、Z方向移动距离时工件坐标系W到刀具坐标系T的变换矩阵为:（12）

其中，矩阵的右上角标e表示对应的有误差状态下的矩阵， 表示有误差状态下q坐标系到p坐标系的齐次变换矩阵，p与q为R、X、Y、Z、S、T、W中的任意一种；

此时工件坐标系W到刀具坐标系T的齐次变换矩阵能够视为无误差状态的基础上叠加一个有误差状态下的误差运动变换矩阵 ，因此有:（13）

基于小误差假设，工件坐标系W到刀具坐标系T误差运动变换矩阵 为：（14）

其中， 、 、 为刀具实际切削点相对于理想切削点的位置误差； 、 、 为刀具实际切削点相对于理想切削点的方向误差；

将式(8)、(12)、(14)带入式(13)，基于小误差假设并忽略二阶及二阶以上小量，同时剔除三向平动带来的距离，可得工件坐标系W到刀具坐标系T的误差运动变换矩阵 ，（15）将 、 、 对应式(15)等号右侧的矩阵将对应项提取就得到了综合误差模型如下（16）所示，（16），

其中， 表示v轴在u轴方向上的平移误差，定位误差和直线度误差同属于平移误差，表示v轴在u轴方向上的转角误差， 表示v轴在u轴方向上的垂直度误差，其中u与v为X、Y、Z轴中任意一种。

3.根据权利要求1所述的一种基于改进九线法的数控机床几何误差辨识方法，其特征在于，具体的，基于所述综合误差模型结合预设的适应度函数进行寻优预测出六个最佳测量位置，包括，以任意六个测量点的坐标值作为一个测量组合，每个组合作为一个个体，引入预设的适应度函数对每个个体进行评价，以适应度最小的个体作为最优个体，将最优个体所对应的六个测量点作为六个最佳测量位置。

4.根据权利要求3所述的一种基于改进九线法的数控机床几何误差辨识方法，其特征在于，具体的，寻找最优个体的过程包括，步骤210、对个体进行编码，并初始化种群；

步骤220、通过适应度函数来评价种群中每个个体的适应度；

步骤230、判断个体是否满秩为6，若不满秩为6则随机赋予当前个体一个预设的极大的适应度作为不合格个体返回原群体，若是满秩为6则判断是否满足预设的迭代次数即终止条件；

步骤250、若满足终止条件则完成寻优，若不满足终止条件则进行选择、交叉、变异操作以产生新一代群体返回步骤220中继续运行。

5.根据权利要求4所述的一种基于改进九线法的数控机床几何误差辨识方法，其特征在于，具体的，适应度函数的建立过程包括，通过MATLAB中的meshgrid矩阵对测量空间中的各变量进行展开至相同大小的矩阵；

通过综合误差模型对各变量所展开的矩阵进行运算得到各变量对应的相同大小的综合误差矩阵，得到基于综合误差模型的用于描述整个测量空间的数学模型；

基于所述数学模型计算个体误差差值均值的标准差以及变异系数作为辨识结果。

6.一种基于改进九线法的数控机床几何误差辨识装置，其特征在于，包括以下：综合误差模型建立模块，用于基于多体系统运动学理论结合机床拓扑结构将各刚体之间的运动误差叠加以构建综合误差模型，基于所述综合误差模型结合预设的适应度函数进行寻优预测出六个最佳测量位置；

测量方程组建立模块，用于于每个所述最佳测量位置处，建立与X、Y、Z轴中任意单一运动轴方向平行的线性测量轨迹，共得到六条线性测量轨迹，对每条线性轨迹测量特定的一项误差项，得到具有六个方程的方程组；

仿真辨识模块，用于基于所述方程组进行数控机床几何误差仿真辨识；

具体的，在测量方程组建立模块运行时，首先对原有的测量轨迹进行密集化处理，测量空间中的每个点都能够对应一组式(3)所示的误差向量，若是取得六条平行线上的六个点，那么共取到了六个方程组，下式式(3)为第 个点所对应的方程组，（3）

其中，i=1，2，...，6，从式(3)中所示的六个方程组中每组抽取一个方程重新组合成新的方程组，只要该方程组包含待解的六项误差并且满足坐标矩阵满秩，该方程组就可以有唯一解；

由MATLAB辅助计算得知，上式六个方程组共18项方程所能取到的满足要求的方程组共有120种排列组合方式，故共有120个方程组满足解析条件，由于系数矩阵直接影响解析的结果，为丰富后续算法的寻优结果，挑选两组以供使用，第一种组合，当测量X轴方向时，分别测量1线上的定位误差 ；2线上X轴在Y方向上的直线度误差 ；3线上的定位误差 ；4线上X轴在Z方向上的直线度误差 ；5线上的定位误差 ；6线上X轴在Z方向上的直线度误差 ；共六次测量得到六个方程的方程组，对应下式（4）（4）

将其改写成矩阵形式(5)，测量值代入等式左侧，对应坐标值代入等式右侧，解得六项误差值，（5）

同时给出式(6)所示的第二种组合方式进行交叉搜索，测量过程与上述方式同理，不做赘述：（6）

将其改写成矩阵形式

（7）

这种方法是取得单一运动轴方向上与其平行的六条线性测量轨迹，每条测量轨迹只测量特定的一项误差，共测量六次，其中， 表示v轴在u轴方向上的平移误差，定位误差和直线度误差同属于平移误差，表示v轴在u轴方向上的转角误差，其中u与v为X、Y、Z轴中任意一种。