数控机床的发展水平代表了国家装备制造业的发展水平。加工精度是衡量数控机床工作性能的最重要指标。应用先进的检测技术,高效精确地辨识出几何误差并实施误差补偿,是提高机床加工精度、改善机床性能的有效手段之一。本文基于抛物面与平面组合阵列研究误差检测技术,提出数控机床几何误差的建模与分步辨识方法,主要完成了以下工作:1.研究了数控机床误差传递的通用建模方法,总结针对不同结构数控机床的建模步骤,并结合实际测量系统,建立FXYZ型三轴机床的综合误差模型。2.提出了抛物面与平面组合阵列的分步辨识法。应用光学测头测量组合阵列的平面与抛物面,可同时实现二维角度、二维位移的多参数测量。分步辨识方法充分结合本测量系统的特点和优势。通过将基准件摆放在三个不同的平面,按照设定的路径对各复合表面测量,直接检定角度误差,基于误差模型间接检定线性误差,实现快速辨识几何误差曲线各项参数。3.以FXYZ型三轴机床为例,进行基于MATLAB的辨识仿真实验。结合实际测量情况进行仿真,仿真结果表明辨识方案可行且误差模型正确。4.以FXYZ型三维位移台为实验对象,基于光学测量系统与L型组合阵列,完成几何误差辨识实验,实现21项几何误差的分步辨识,验证分步辨识方案的可行性。最后应用激光干涉仪测量单项误差,通过对比直接测量值与辨识结果,验证辨识方法的有效性,并结合光学测量系统分析影响辨识结果精度的原因。