建立精确的数控机床综合误差补偿模型是对机床误差修正的前提和基础,现有误差建模与修正方法缺少充分考虑误差相关性和抵偿性影响。堆栈式工作台的导轨系统阿贝误差不容忽视,其中某一方向导轨系统误差的影响是二维的；数控机床测量系统零点位置会随着床身热变形而产生漂移,因此急需建立稳定的建模参考点；传统分析阿贝误差的方法以测量系统作为旋转参考点,实际由于导轨系统误差的存在,工作台旋转中心是时变的。因此本文有必要在这些方面作进一步深入研究。本文根据形体热变形理论,提出热变形误差临界点理论。用于改进光栅尺的固定方式,消除机床床身热变形对光栅尺的附加影响,确保光栅尺在待测方向遵循热胀冷缩的规律自由伸缩。利用热变形误差临界点坐标值、温度变量和光栅尺材料热膨胀系数建立光栅系统零位热漂移误差和示值误差预测模型。为研究导轨系统阿贝误差产生原理及其相关性,本文以一台通用型三轴数控机床BV75为例,分析了各轴向阿贝误差计算方法并建立模型,堆栈式结构的Y轴导轨系统误差会传递至X轴导轨系统使其产生附加阿贝误差。另外,传统分析阿贝误差的方法认为工作台的旋转中心是固定不变的,该方法计算的阿贝臂与实际大小不符,因此提出导轨系统瞬时运动中心理论,用于精确修正各方向阿贝臂。本文以多体系统动力学理论为基础,综合考虑光栅测量误差、导轨系统阿贝误差以及误差相关性、抵偿性对机床总误差的影响,建立了符合实际工况的数控机床综合误差补偿模型。本文利用双频激光干涉仪测量导轨系统的线性位移定位误差、偏摆角误差和俯仰角误差,完成了导轨系统阿贝误差补偿试验。该方案将线性位移定位误差最大值450μm降低到-10μm,定位精度提高45倍,补偿效果明显。利用ANSYS软件仿真分析光栅尺在两种不同固定方式下的热变形情况,结果验证了基于热变形误差临界点固定方式下的光栅尺热变形不受机床的附加影响,为建立测量误差补偿模型提供了理论基础。