光电子、微电子器件中广泛应用微V槽阵列结构,如光纤连接器、波分复用器、LCD背光板等。这些元器件一般需采用专用超精密机床加工,使其达到亚微米级尺寸加工精度和纳米级表面粗糙度,以满足光学级功能要求。基于自主研发的微V槽超精密机床,本文围绕着通过几何误差补偿来提高其加工精度这个主题,全面分析机床的结构和其加工工艺特征,对机床垂直度误差模型、几何误差测量与辨识方法、单项运动副误差多项式拟合函数的优化、几何误差建模及补偿算法等几个关键问题开展深入的理论和实验研究。精密的误差模型是实现误差精密补偿的关键。本文比较分析传统基于小角度误差假设的垂直度误差变换矩阵的不足,推导出改进后的垂直度误差模型,基于现有的误差测量与辨识方法,对垂直度误差变换矩阵改进中涉及的垂直度误差角实施精算；针对微V槽超精密机床XFYZ型结构特征,基于多体系统理论和前述的垂直度误差改进模型,建立精密的几何误差模型；对比垂直度误差精算前后的几何误差模型以检测垂直度误差变换矩阵改进的效果。数控机床几何误差的测量与辨识是一项复杂且费时的工作。如何快速精密地辨识出各单项几何误差一直是几何误差补偿研究的重要课题。本文在分析目前常用的9线几何误差辨识法的基础上,推导高精度的测量效率更快的6线几何误差辨识法,并用实验检测该方法的可靠性。为便于几何误差补偿技术的实施就需要确定机床轴系运动到空间某坐标处各单项运动副误差的具体值,这就要求将各单项运动副误差拟合成关于机床运动坐标的函数。本文详细分析多项式拟合法的优点和不足,并基于统计学原理,推导出多项式拟合的优化算法,通过对机床几何误差测量数据的处理,验证该算法的优化效果。几何误差的精密补偿是垂直度误差的精算、单项几何误差的测量与辨识、单项运动副误差的多项式拟合及其优化等所有工作的最终目的。本文简单介绍数控修正指令的直接计算方法,并分析该方法的不足；推导出较优的数控修正指令的附加指令算法,并通过实例演算检测其修正效果。