本文以CK6430数控车床为研究对象，详细描述了其误差运动学综合建模方法、误差元素测量及建模方法、新一代综合误差实时补偿器的研制及实时补偿应用等。主要内容有以下方面：（1）通过数控车床结构及各部件的误差源分析，利用刀具与工件之间联结链的封闭特性，使用齐次坐标变换方法建立了数控车床误差运动学综合模型。该模型同时考虑了误差元素中最显著的几何误差和热误差，为机床误差元素的测量和实时补偿提供了理论依据。（2）对CK6430数控车床运动轴几何定位误差进行了综合建模，综合考虑了机床几何结构及发热对定位误差的影响。通过对不同温升条件下机床几何定位误差曲线的分析，将机床几何定位误差分解为几何和热两个部分，使用多项式拟合方法建立了与机床关键点温度相关的几何定位误差综合数学模型。通过实验验证了模型的准确性和鲁棒性。（3）提出了一种基于时序模型优化选择的热误差建模方法，重点论述了时序分析法用于机床热误差建模时的模型优化选择问题。通过分析热误差序列自相关函数和偏自相关函数的性质进行时序模型识别，采用AIC、F和白度检验定阶准则相结合的判定方法，完成模型阶次的确定，最后利用PASW软件进行时间序列分析。通过对比分析验证了此方法能够显著提高建模精度。（4）开发了一种基于FANUC数控系统扩展的外部机械原点偏移功能的新一代数控机床综合误差实时补偿器，具体分析了其补偿原理、硬件结构和软件结构。最后根据建立的误差模型及误差元素测量数据，利用实时误差补偿器对所研究车床进行几何与热误差实时补偿，通过对比分析，验证了良好的补偿效果。