在国家工业技术水平的竞技中,复合加工机床、加工中心、精密或超精密数控机床等高档加工装备的发展与革新是国家发展的重中之重。加工精度作为数控机床最重要的技术指标,直接决定着产品的质量。虽然在机加工中会不可避免地出现一些加工误差,但仍可以通过误差补偿,达到“精度进化”的效果。本文以复合加工机床为研究对象,从误差分析、测量、建模及补偿进行科学研究,主要工作如下:(1)介绍本文研究的复合加工机床结构,对机床进行误差源分析及误差分类,然后以机床平动副、回转副、三坐标轴和机床主轴为例,进行误差元素分析,最后梳理出关于复合机床的综合误差元素。(2)阐述了复合加工机床的几何误差元素测量原理,介绍了RenishawXL-80激光干涉仪,从测量原理,直线度测量、角度测量、线性位移度测量以及垂直度测量进行了说明;然后以机床X轴正行程为例,研究分析此轴在加工中的定位误差问题,机加工过程中,机床内外部环境温升变化对于其X轴也有一定的影响,所以,用PT100温度传感器测量关键点温度变化情况,用RenishawXL-80激光干涉仪测量几何定位误差,用位移传感器测量关键点的位移误差,测得数据后,最后基于最小二乘的多元线性回归方法建立了空间定位误差数学模型。(3)采用改进的K-mediods算法和灰色关联相结合的方法优选温度变量,确定热敏点,基于最小二乘的多元线性回归法建立机床主轴热误差模型,实验表明,温度测点的数量由17个减少到4个,机床主轴轴向热误差由35.9μm减小到6.1μm。此外,通过实验测量值和模型预测值的对比,残差较小,表明热误差模型具有良好的预测精度。(4)从误差补偿角度切入,进行减小复合加工机床加工误差的研究。利用PMAC的系统开放性,将误差数学模型直接嵌入CNC加工程序中,使程序动态更新,实时地解析出补偿值,通过PMAC控制卡反馈到伺服系统中,进行误差补偿。