加工精度是数控机床最重要的性能指标之一。本课题基于多体系统理论对数控机床几何误差和热误差进行了全面、深刻的分析和研究。重点的在数控机床误差建模、误差测量、误差辨识、误差补偿等领域开展了研究。通过数控机床误差建模解释了误差传递规律,使其进行误差补偿更加简单。近年发展起来的基于多体系统理论的误差建模方法的精髓是用低序体阵列描述多体系统的拓扑结构,用特征矩阵描述多体系统体间的相对位置和姿态。本文对多体系统理论进行了详细阐述与分析,并建立起一台大型螺旋锥齿轮数控加工机床的通用误差分析模型,给出了其空间误差模型的具体表达式。本文详细分析了9线辨识法,并利用闭式光栅传感器和机械式千分表检定出该大型螺旋锥齿轮数控加工机床三个平动轴的21项几何误差。为了检定其回转轴的6项误差,详细阐述了基于径向、轴向及回转误差的误差辨识机理,从而很好地解决了多体系统理论应用中的机床几何误差检定问题。用五点测量法对热误差进行检测,分析了热误差的变化规律,从而进行误差补偿。为了找到最优的五个点,本文运用了回归误差分析方法,对数控机床各个部分进行了分析,从而找到了所需要的五个点。通过对空间离散点误差值进行二维插值实现了数据的密化处理,得到了平面和斜面加工密化点的准确误差计算值,并在该大型螺旋锥齿轮数控加工机床上实现了基于直接计算法修正理论的数控指令软件补偿,从而在未改变机床原有制造精度基础之上得到其更加理想的加工精度。