曲轴综合测量机是基于坐标测量原理研制的一种高端数控精密测量设备,以其精度高、效率高、测量项目多等优点,逐步成为曲轴制造企业的关键检测装备。与传统坐标测量机测头前端采用的测球不同,曲轴综合测量机的测头前端采用了测板,在测量曲轴连杆颈时接触点沿着测板前端母线不断变化。曲轴综合测量系统的几何误差对测量结果的影响与传统坐标测量机也不同。因此,很有必要对其进行几何误差建模与误差敏感性分析,为曲轴综合测量机的机械结构设计和误差补偿提供理论支撑。首先,从曲轴综合测量机的系统组成与测量原理出发,基于多体系统理论描述了曲轴综合测量机的拓扑结构;利用齐次坐标变换理论推导了曲轴连杆颈上的被测点在基准坐标系中的位置;最终建立了曲轴综合测量机的空间综合误差模型。其次,为了描述各项几何误差对曲轴综合测量机的检测精度的影响程度,基于矩阵微分法与归一化处理的方式对其进行了全局敏感性分析;结合相关算例,实现了对曲轴综合测量机检测精度影响较大的关键误差溯源。结果表明:曲轴综合测量系统21项几何误差中有6项对径向测量精度影响显著,且敏感性占比高达87%～92%。再次,为了研究误差补偿技术对圆度及圆柱度误差评定结果的影响,以曲轴连杆颈的圆度与圆柱度形位误差评定为主,编写了误差评定程序。基于MATLAB软件设计了圆度与圆柱度误差评定界面,实现对实测数据、关键误差补偿后的数据与全部误差补偿后的数据的评定与显示。此外,针对不同类型的曲轴编写了综合的参数化建模程序,通过不断记录实际测点与理论测点之间的误差值,为后文的仿真试验提供数据来源。最后,为了验证误差补偿模型的正确性,采用数值仿真正交试验与蒙特卡洛法相结合的方式,获得了多组试验数据。对这些试验数据进行评估,结果显示:对测量数据进行关键误差补偿,将圆度误差的准确性提升了 80%～85%;将圆柱度误差的准确性提升了78.5%～82.5%,与前文敏感性分析结果趋于一致,充分验证了该理论的正确性。