为减小各几何误差对机床加工精度的影响、提高机床加工精度,以数控精密内圆磨床为研究对象,基于多体系统理论及齐次坐标变换原理,得到磨床的空间运动误差模型,建立几何误差与运动位置之间的映射关系。对加工补偿点的确定方法及数控指令修改方法进行研究,得到精密加工数控指令;通过软件进行阶梯轴试件的加工仿真验证,分别得到补偿前后的数控指令,并选取5个补偿点;补偿前后到理想位置的空间误差分别从0.616、0.607、0.614、0.295、0.376 cm减小到0.354、0.398、0.376、0.188、0.255 cm,分别减小42.5%、34.4%、38.6%、36.3%、32.1%。结果表明通过修改数控指令能够提高机床加工精度。

因能够有效减小齿轮啮合过程中的冲击,改善载荷分布不均,减少振动和降低噪声,齿面修形技术在风电齿轮中被广泛应用。而成形磨削是风电齿轮加工的最后一道工序,其直接决定了齿面的最后精度。求解成形磨削的几何误差,对于规划成形磨削加工路径,提高齿面加工精度至关重要。为求解成形磨削几何误差,首先,建立了包含齿廓修形、螺旋线修形(包含鼓形修形和螺旋角修形)的齿面模型;然后,根据齿面参数、砂轮齿轮轴线公垂线长度以及交错角,求解了成形磨削的接触线,构建了成形磨削齿面;最后,利用理论齿面和成形磨削齿面,定义了成形磨削几何误差,构建了齿面成形磨削的几何误差模型;并给出了减小成形磨削几何误差的建议。

通过对垂直度的误差分析,垂直度受多项机床几何精度影响,建立了几何误差与特征公差之间的关系,发现需要改进这些误差来提升垂直度加工精度值。根据系统的机床误差分析结果,形成了相应的机床精度改进目标。

误差补偿已成为提高数控机床精度的重要途径之一。机床误差补偿效果好坏取决于误差元素模型。所以，误差补偿的首要任务是要精确和有效地辨识各误差元素并建立误差模型。介绍利用激光干涉仪对机床误差检测和识别的方法，建立了基于该方法的几何误差模型。

根据三坐标测量机空间误差与几何误差关系,使用Renishaw检查规,通过测量xy、yz和xz平面内特定圆周上各点的空间误差,可快速获得垂直度误差.使用该方法可快速、准确和方便地检测三坐标测量机垂直度误差,在安装和调试大量程三坐标测量机时,可快速检测,根据检测结果及时调整,方便快捷.

为研究精密数控机床的加工精度,针对以气浮平台和旋转平台为主要方式的四轴抛光平台进行了几何与热的综合误差建模,利用XL-80激光干涉仪、PT100温度传感器及XSR90彩色无纸记入仪等仪器对X、Z轴的温度、定位误差进行测量、记录。分析精密数控机床移动轴的定位误差与温度之间的规律。运用切比雪夫多项式及最小二乘法分别建立X、Z轴几何误差模型和热误差模型,两模型进行叠加得到机床X、Z轴的综合定位误差模型,依据模型分别计算出X、Z轴定位误差拟合值,与实验测量值进行对比。结果表明:建立的模型具有预测精度高、鲁棒性好的特点。

以某型数控曲轴磨床作为研究对象,对其结构和运动进行分析,推导出曲轴磨削时理想的砂轮轨迹方程。根据多体系统理论建立含有误差参数的模型,并推导出机床-工件和机床-刀具的运动链位置矩阵,得出机床精密加工的约束方程。对磨床的几何误差进行研究,建立几何误差模型。为快速、准确辨识出各项几何误差,提出一种混合SAPSO-GA算法。通过对比球杆仪测量补偿前后的运动轨迹,分析补偿效果。结果表明:所提方法提高了辨识准确性,通过补偿大大提高了曲轴随动磨床的加工精度。

在当前的机械制造行业中,对机械零部件的尺寸精度、几何形状复杂程度等有了更高的要求,建立五轴数控机床的加工精度模型更为重要。基于此,结合五轴数控机床的使用,提出了其中的关键零部件及拓扑结构,并提出了37项几何误差与关键零部件的子坐标,在此基础上完成了五轴数控机床加工精度模型的建立。验证试验证实,该五轴数控机床的加工精度模型有着较高的预测性能,可以投入正常的机械制造生产中。

双光子聚合加工技术可实现大面积超材料快速结构化加工,双光子聚合加工系统中存在的误差是影响加工精度的重要因素之一。系统误差的来源以及系统误差的辨识分析是实现误差补偿,提高加工精度的重要前提。为了研究加工系统的各个组成部分的误差项及系统误差的主要来源,对系统误差进行辨识分析,从而建立双光子聚合加工系统的误差模型,并搭建实验测量系统,对微动台的几何误差进行测量,包括定位误差与直线度误差,然后采用改进九线辨识法对其它几何参数进行辨识,得到了加工系统的各项几何误差参数。对加工系统的误差项及其主要来源分析,可知系统的几何误差对加工精度的影响最大,同时对其误差参数进行辨识,对提高加工精度有重要意义。

通过对转摆台式五轴数控机床回转中心几何误差的研究，提出了转摆台式五轴数控机床回转中心不重合几何误差的检测与补偿方法。将此方法应用于沈阳机床某转摆台式五轴数控机床，结合HEIDENHAIN ITNC530系统进行误差补偿，取得了良好效果。