仪器测量精度的高低在某种程度可以说影响着整个工业发展水平,所以,如何提高测量仪器的精度是精密仪器行业所面临的共同问题。关节臂式坐标测量机是关于空间坐标测量的一种高精度测量仪器,但由于它是测量臂和测量关节串联而形成的,造成其测量精度较低。目前,在关节臂式坐标测量机的研究项目中,主要集中在对测量机静态误差源的分析研究,对于测量力、测量温度等误差源的影响研究不足。本课题的研究重点是关节臂式坐标测量机测头和被测对象间测力对其精度的影响,并进一步分析了测力与测头等效直径间的映射关系,最后研究机体热变形对测量机造成的测量误差,并进行相应的误差补偿。针对测力问题,本文分别根据赫兹公式和悬臂梁的基本原理建立了测头局部压缩变形模型和测杆弯曲模型,并根据实验结果建立基于最小二乘法的误差补偿模型。补偿结果显示补偿后最大误差降低约47um,平均误差降低约82%。然后,通过实验得出等效直径与测量力的映射关系,并对其进行最小二乘法函数拟合,补偿了测力对测头直径造成的误差,其最大误差降低了约43um,平均误差降低了约28.5um,平均测量精度提高了约87.7%。最后,研究了在20℃实验温度下关节臂式坐标测量机主要结构参数的温度变化规律和测量误差的变化趋势,应用多元线性回归算法建立热变形误差补偿模型,借助该模型实现了关节臂式坐标测量机的结构参数热变形误差的补偿,其平均测量误差从71.5um降到33.5um。