五轴联动数控加工过程中,机床的各个组成零部件在内外多种热源的综合影响下产生不均匀的热变形,破坏了机床上刀具与被加工零件之间原有的正确位置关系,导致了机床加工精度的降低。调查显示,高精度机床加工过程中热误差占各种加工误差总和的40%-70%,因此控制五轴机床的热误差成为提高机床加工精度的主要研究内容。分析研究国内外数控机床热误差检测、建模及补偿技术研究成果,结合桥式单主轴五坐标数控龙门铣床的具体结构形式,提出了一种机床热误差快速检测方法,并基于实验数据建立了机床单项热误差元素模型及综合热误差数学模型,对五轴机床综合热误差模型进行空间解耦,提出了基于坐标系原点偏置功能的机床热误差补偿技术,取得的主要研究成果如下：(1)为实现五轴机床热误差的快速有效检测,提出了利用激光干涉仪检测平动轴热误差、球杆仪检测旋转轴及主轴热误差的测量方案,同时温度传感器采集机床温度场信息,保证测量精度的同时大大简化了测量过程。(2)针对机床热误差BP网络模型易陷入局部极值点的问题,提出了遗传算法优化神经网络的建模策略,建立了精度及鲁棒性更好的机床热误差GA-BP网络模型,基于Matlab图形用户界面设计了机床热误差建模仿真预测系统,实现了机床热误差建模的可视化。(3)基于多体系统理论,应用标准齐次坐标变换给出了机床热误差综合数学模型建立的通用方法,并以桥式单主轴五坐标数控龙门铣床为例,深入分析该机床的主要热误差源及各项热误差元素,计算得到该机床综合热误差模型。(4)基于机床热误差综合数学模型,应用微分变换原理求解五轴机床热误差量和运动轴补偿量之间的关系,建立机床热误差解耦模型,并利用西门子840D数控系统坐标系原点偏置功能,提出了基于PLC的机床热误差补偿方式,详细论述了补偿的控制原理及控制流程。