误差补偿是提高五轴加工中心运动精度的重要手段。目前对五轴加工中心旋转轴的几何误差分析还不成熟;现有的误差检测方法存在光学镜组安装调整困难、测量时间较长等问题;同时,在对几何误差进行参数化建模时多项式的阶数对误差预测模型的精度也有着重要影响。因此,需要全面分析五轴加工中心的几何误差元素,提高几何误差的检测效率,建立精确反映误差规律的预测模型,从而实现对五轴加工中心几何误差的精确补偿。本文以五轴加工中心为研究对象,从误差综合建模、误差检测与辨识、误差参数化建模和误差补偿等方面展开研究,主要内容如下:(1)分析影响五轴加工中心运动精度的几何误差元素,以多体系统理论为基础,研究几何误差综合建模技术,利用齐次坐标变换原理分别得到理想状态下和实际状态下工件坐标系到刀具坐标系的变换矩阵,在此基础上求解出刀具实际切削点相对于理想切削点的位置误差和各误差元素之间的关系式,建立BC型五轴加工中心的几何误差综合模型。(2)研究平动轴和旋转轴的几何误差辨识策略,分别利用九线法和六圈法对平动轴和旋转轴的几何误差进行辨识,并进行加工中心的几何误差测量实验,利用激光干涉仪和球杆仪测量辨识得到全部41项几何误差元素。(3)针对测量得到的各轴几何误差元素,提出一种基于勒让德多项式的参数化建模方法,并以Y轴运动时的定位误差为例详细论述建模过程。分析比较不同阶数的多项式对拟合精度的影响,提出用F检验法确定最优的多项式阶数,最终得到所有误差元素关于运动轴坐标位置的关系式,结合几何误差综合模型,根据刀尖点的坐标位置可以预测得到相应位置处刀具实际切削点相对于理想切削点的位置误差。(4)将刀尖点坐标位置代入到几何误差模型中,对相应位置处的误差进行预测,根据预测的误差值修改NC程序,以实现误差补偿。分别进行加工中心空载状态下的误差补偿试验和考虑误差补偿的铣削试验,验证本文所提出的建模和检测方法对几何误差的补偿效果。