微结构表面是指具有特定的微小拓扑结构、形状尺寸只有几微米到几十微米、形状误差达到亚微米级、表面粗糙度达到纳米级、可以实现某种特定功能的表面结构,它在航天、能源、IT等领域都有广泛的应用。近几年随着大屏幕智能手机以及大尺寸液晶显示屏的普及,各类光学微结构膜片的应用日渐增加。而Roll-to-Roll压印技术凭借其加工效率高、良品率好、适合大批量生产等优点在众多加工方法中脱颖而出,是目前最有发展前景的大批量微结构加工技术。作为Roll-to-Roll压印技术的核心元件,辊筒模具表面微结构的加工质量将直接影响所压印膜片的好坏,因此对超精密辊筒模具加工机床具有非常高的要求。目前辊筒模具的超精密加工技术被国外垄断,其机床售价高达数千万元,而国内相关领域的研究才刚刚起步。目前国内自主研制的超精密模辊机床与国外存在一定的差距,究其原因还是在加工精度上存在一定问题。而几何误差作为影响机床加工精度的最主要误差源之一,会直接导致刀具的实际轨迹与理想轨迹出现偏差从而影响模具微结构表面的加工质量。鉴于此,本文基于实验室自主研制的国内首台大尺寸辊筒模具超精密加工机床,针对机床的几何误差开展研究,目的是为了减小机床几何误差对模具表面微结构的加工精度的影响从而压印出高质量的光学膜片。为此,本文主要包含以下几方面内容:首先,利用多体系统理论的低序体阵列将机床的机械结构转化为拓扑结构,然后利用齐次坐标变换的方式推导出机床的几何误差模型,得到机床在两个直线轴方向上的误差表达式,从而为后续的补偿提供前提基础。其次,利用激光干涉仪对几何误差模型中涉及到的各单项误差进行精确测量。考虑到实际加工过程中不同的微结构功能表面加工特点并不相同,本文分别提出了最优多项式拟合数控指令修正法以及NURBS拟合曲线插补补偿法对机床的几何误差进行补偿并进行了理论计算。最后为了说明两种补偿方法的可行性分别进行了环槽微结构阵列切削实验以及自由曲面加工检测实验,对补偿前后的加工结果进行检测对比。从最终的结果上看本文提出的补偿方法可以明显减小机床几何误差对加工精度的影响,使辊筒模具微结构表面的加工质量得到明显提升。