本论文结合国家科技重大专项“高档数控机床数字化设计关键技术与工具集研发及典型产品应用”(2012ZX04010-011)的子课题“数控机床整机热特性分析规范”,对数控机床热误差的动态检测与分离进行了研究,基于国际标准ISO230-3《Test code for machine tools—Part3:Determination of thermal effects)),开发了便携式数控机床热误差动态检测系统。论文在较全面综述国内外研究数控机床热误差检测和分离技术的基础上,对以下内容进行了深入研究。提出了采用工程经验和热成像仪测量温度场相结合的策略确定测温点的布置方案,利用聚类法对测温点进行优化选择。应用五点法测量主轴相对于工作台的热偏移、热伸长、热倾斜。设计了数控机床热误差动态检测仪器的硬件系统。集成了五点测量法的专用夹具和检验棒、PT100温度传感器、高精度电容式(电涡流)位移传感器以及可编程控制系统,实现了数控机床多路温度和热变形数据的采集和处理,该系统能满足工业生产现场高可靠性的要求。开发了数控机床热误差动态检测仪器的软件系统。软件以LabVIEW为平台,基于OPC技术实现了PLC与LabVIEW的通讯,并开发了系统设置、误差测量、分析报告、误差建模、帮助文档五大模块。进行了数控机床主轴热误差的动态试验研究。通过设计多个工况试验,动态检测数控机床主轴部件的温度和热变形,基于IS0230—3分析得到数控机床主轴的刀尖点热漂移和主轴热倾斜参数,为数控机床整机热特性分析规范的建立提供了有效的测试方法和手段。