随着科学技术的高速发展使制造业水平发生了根本性变化,普通数控机床逐渐被精密和超精密数控机床所代替。数控机床的发展标志着一个国家工业生产能力和科学技术水平的高低,也是实现制造系统自动化、智能化、集成化的基础。本文基于自主搭建的五轴数控研抛机床为研究对象,深入分析和研究了其误差运动学综合建模方法、误差测量、误差综合建模原理以及误差补偿应用。主要研究内容如下:(1)详细阐述了五轴数控研抛机床的运动结构,分析了机床各个转动副和移动副的误差来源,列出了五轴机床最主要的几何与热误差元素。运用齐次坐标变换理论对机床运动副进行误差运动学分析,分别得出机床移动副和转动副在理想情况下和实际情况下的误差运动变换矩阵。(2)通过对机床各运动副的成形运动进行分析,根据五轴数控机床运动特点,将机床分为两条运动链:刀具链和工件链。基于齐次坐标变换理论,建立了五轴数控机床工件坐标系到刀具坐标系的误差运动综合模型。依据综合模型简化计算得到机床6项误差运动空间分量并验证了机床误差运动综合模型的正确性。(3)运用激光干涉仪对五轴机床各移动轴的定位误差,两项直线度误差和两项角度误差进行反复测量,并对测量数据进行详细分析,从而得出机床各误差元素的变化规律。(4)按照不同时间对机床三个移动轴的定位误差进行测量,同时运用PT100温度传感器对机床的关键位置温度进行测量。根据测量结果,分析出机床定位误差实际上是一种综合误差,考虑几何误差与热误差的不同特性对机床定位误差进行分离,利用牛顿插值算法对机床定位误差中的几何误差进行建模,基于灰色理论分析,得出影响机床热误差最关键的温度测点,运用最小二乘算法对机床定位误差中的热误差进行建模,最后再将这两种模型合成为一个误差综合模型。根据误差综合模型,基于研抛机床系统中的误差补偿模块进行误差补偿实验,补偿效果显著,验证了模型的正确性和实用性。