数控机床作为制造业中最典型的高端制造装备,其发展水平直接决定了国家制造业在国际的竞争地位。目前,我国数控机床与国外发达国家相比仍存在较多不足,如机床精度低、可靠性差、核心技术落后等。精度作为衡量机床性能的核心指标,直接决定机床是否能完成指定任务,而精度可靠性体现了机床完成指定任务的能力,是机床性能得到充分发挥的保障,因此对数控机床进行精度可靠性分析具有十分重要的意义。本文以某型号三轴数控机床的传动机构为研究对象,展开了机床误差建模、精度可靠性分析和精度优化设计三个方面的工作,具体内容如下:(1)基于多体系统理论和齐次坐标变换理论,以某型号三轴数控机床为例,根据相关拓扑结构建立相关综合误差建模。(2)建立机床传动机构的几何误差模型,通过数学计算模型,具体分析滚珠丝杠副制造误差、受力变形误差、受热变形误差和安装误差,以及伺服电机、减速机构等主要零部件的误差影响,确定机床综合误差模型中的21项几何误差值。(3)针对数控机床传动机构几何误差中随机误差和区间误差共存的情况,采用基于一次二阶矩法的概率—区间混合不确定可靠性分析方法,进行机床几何误差精度可靠性分析。(4)利用偏导法对机床传动机构几何误差进行灵敏度分析,基于分析结果建立成本—公差模型,基于Matlab和Isight软件,运用遗传算法(GA)、二次序列非线性优化以及误差溯源的方法,进行精度优化设计。通过对数控机床传动机构的精度可靠性分析和优化设计,在满足机床精度设计要求的前提下,提高了机床传动机构精度可靠性,降低了传动机构的制造成本,为设计制造提供了理论依据。