国内外学者对数控机床精度进行了大量的研究,提出了一系列误差建模与测量方法,取得了一定的成果,但是难以满足数控机床精度设计的整体性与实用性。本文以“高档数控机床与基础制造装备”科技重大专项和国家自然科学基金项目“一致性产品信息建模理论及复杂装备精度链设计方法研究”为依托,从数控龙门导轨磨床的拓扑结构入手,提出了一种基于拓扑传递的整机精度建模方法,由此建立了数控磨床的精度模型,并对其一致性产品信息模型进行了研究。本文针对数控导轨磨床的拓扑结构,确定了与之对应的低序体阵列,在此基础上建立了含有21项几何误差的数控磨床综合几何误差模型。并简要介绍了 9线法处理和分离误差的基本原理。以床身-工作台导轨副为例,分别基于雅可比小旋量理论和多体系统理论描述了导轨副几何误差分布与组成导轨副上零件公差之间的数学关系,并对两种建模方法进行了对比分析,提出了相应的用途,再在零件精度设计阶段,通过遗传算法对零件公差进行了优化分配。针对公差耦合问题,本文提出了一种基于蒙特卡洛模拟和响应面法来处理直线度公差与尺寸公差耦合的方法,为处理其他类型形位公差与尺寸公差耦合问题提供了依据。根据直线度公差小旋量参数变动和约束不等式,通过蒙特卡洛法来模拟小旋量参数的实际变动区间带宽,再利用响应面法生成带宽的响应面数学模型,结果表明小旋量参数实际变动区间带宽相对于理论带宽的最大下降比例达到10.9%,且考虑直线度与尺寸公差耦合时的床身-工作台导轨副误差分布区间带宽也有了一定比例的下降,提高了数控机床精度设计的经济性。本文在完成数控机床精度设计与分析的基础上,对数控机床一致性产品信息模型的建立方法进行了研究,总结了产品信息一致性的具体要求,提出了基于骨架模型技术来实现几何数据一致性的方法。在此基础上,讨论了精度分析与优化模块的具体功能和用法,为最终建立具有一致性产品信息的数控机床模型提供了理论依据。