摘要：在制造业中,加工设备几何位置姿态的检测精度决定着产品的加工精度和质量。通常,数控机床的几何位置有六个自由度误差分量需要测量,其中以滚转角误差的检测最为困难,怎样提高测量精度是滚转角检测研究中的一个难点和重点。为了提高其测量精度,该领域的专家和学者尝试了许多不同的方法,在这些方法中,通过误差分析和补偿提高测量精度以其廉价易实现的特点被多数研究人员采用。本论文以基于斜方棱镜的双平行光束滚转角测量系统为研究对象,以提高该测量系统的精度为研究目的,主要研究工作如下所示：首先,利用反射矩阵,折射矩阵和转动矩阵,结合光点追迹方法计算出滚转角测量系统的数学模型。然后,在所建模型的基础上,逐项分析棱镜制造误差,系统安装误差及其他自由度误差对滚转角测量结果的影响,算出棱镜制造误差及误差串扰存在时的滚转角测量公式,以此为基础提出相应的的误差补偿方法。最后,搭建滚转角测量装置,使用最小二乘法计算得到棱镜制造偏差,通过自准直仪测出俯仰角误差,在此基础上对滚转角测量结果进行误差补偿并通过对比实验验证误差补偿方法的效果。理论推导结果显示,滚转角测量系统所存在的误差中,斜方棱镜制造误差和俯仰角误差对滚转角的测量结果会产生影响。对比实验结果表明,经过补偿后,实验装置所得滚转角的最大误差从补偿前的347.2”显著降低到3.5”,验证了该误差补偿方法的有效性和可行性。