主轴回转误差是影响机床加工精度的主要因素,主轴回转精度是评价机床动态性能的一项重要指标。本论文以研究基于激光位移传感器的数控机床主轴径向运动误差测试方法为主,首先分析了国内外主轴回转误差测量技术的发展现状,对主轴的误差运动进行了详细的分析与辨识。在比较了几种误差测量与分离技术的基础上,提出了多圈重合三点法误差分离技术以适应高速机床主轴的测量,并建立了相应的理论公式,给出了完整的测量方法及具体的数据处理方法,以分离圆度误差,主轴径向回转误差和最小二乘圆心偏心运动。为了对上述分离方法的有效性进行验证,对其分离精度进行评价,以Matlab7.0为开发平台,开发了一套专门的主轴回转误差仿真软件系统。在该仿真系统上,应用多圈重合三点法对单圈随机性和单圈周期性主轴回转误差进行了仿真测量研究,根据仿真测量结果观察三点法误差分离技术的分离效果。另外,研究了标记点数对测量结果精度的影响规律。同时,对采样结果的形状失真进行了理论分析。根据多圈重合三点法误差分离技术测量方法的要求,正确选择了满足测量要求的组件,搭建了一套适用于高速高精度主轴回转精度测量的基于高精度CCD激光位移传感器的硬件系统;基于虚拟仪器技术,以LabVIEW为开发平台,开发了一套高速主轴径向运动误差动态测试软件系统。在主轴径向运动误差动态测试系统上对XHK-714F数控加工中心的主轴进行径向运动误差的测量实验研究,通过对测量数据的分析评定多圈重合三点法误差分离技术的有效性及测量方法的可靠性。