随着现代制造业的快速发展,对精密加工技术的要求也愈来愈高,测量设备的精度水平直接制约着工业产品的质量,所以如何减少测量仪器的测量误差已成为当前的研究重点。本文研究对象为关节式坐标测量机,是一种非笛卡尔式的柔性坐标测量系统,不仅受到多项误差影响,且其串联式连杆机构导致角度误差会逐级累积、传递、放大,使得测量机的精度不够理想。首先,本文对关节式坐标测量机的机械结构和工作原理进行了论述,利用D-H方法建立了测量机的数学模型,对影响关节式坐标测量机精度的各项误差源进行了分析,确定出造成测量误差的主要误差因素:结构参数误差、圆光栅偏心误差、测头系统误差和热变形误差,以此为基础对关节式坐标测量机的误差补偿技术进行研究。然后,论文对于不同类型的结构参数误差和圆光栅偏心误差进行了详细的分析,分别推导出结构参数误差和偏心误差的修正公式,由于它们之间互不影响,建立测量误差模型对两项误差进行统一补偿。紧接着,探讨了参数自标定的原理,利用模拟退火算法对误差模型内的结构参数误差和偏心参数进行了标定。通过结果可知,参数标定后关节坐标测量机长度误差的平均值减少了0.1606mm,标准差减少了0.0761mm,显著的减少了测量机的测量误差。最后,在参数标定的基础上,针对测头系统误差和热变形误差,使用BP神经网络对关节式坐标测量机的坐标值进行补偿。对误差源进行了量化分析,确定了神经网络的输入参数,采用模拟退火算法优化BP神经网络的权阈值提高网络输出的准确性。对比补偿结果可知,关节式坐标测量机的坐标值在通过两个补偿方式后,三个轴向的平均误差减小到0.0237mm,0.0177mm,0.0186mm,测量精度得到了进一步的提高。