“高档数控机床与基础制造设备”是《国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006～2020)》的16个重大专项之一,同时亦是装备制造业的典范;然而,因结构、装配、设计等多样化因素的综合影响,使机床在加工过程中产生多种误差从而副作用于工件加工质量;因此,在机床设计过程中即须对其静态特性以及误差进行研究,并利用相关理论及技术有效降低或避免负面因素对机床加工精度的不良影响,加之新的行业发展形势对机床提出了更苛刻的要求,故新的国际科研力量正随着该课题的日益升温而汇聚集成。由于零件装配或者在设计中存在误区使得部件几何误差出现偏差最终影响机床的整体精度,对上述几何误差建模的研究亦是该范畴内的热点及难点;近年来,误差分配法的研究已成为机床研究的重要基础及必要分支,同时,对于复杂、高速、精密的现代数控机床及高柔性、超高速、超精密、高智能化的未来机床而言,误差补偿效果也是衡量其工作性能、产品、及再产品质量的关键指标。本文基于上述内容,以TX1600G镗铣加工中心为研究对象,对镗铣加工中心镗削系统误差建模、补偿及结构优化与分析进行相关研究:(1)镗铣加工中心镗削系统误差建模研究以TX1600G镗铣加工中心镗削系统为研究对象,结合该系统的运动原理及多体系统理论建立拓扑结构及低序体间阵列,并据此获得镗削系统空间误差模型;在模型构建过程中首次将垂直度因素引入相邻体运动关系矩阵中,提高了空间误差表征的准确度,使得工件和刀具之间理论误差关系式更加贴近实际并验证了误差矩阵中误差项,该方法同样适用其它类型机床误差分析。(2)基于灵敏度分析的误差分配法研究为节约制造成本,故在设计阶段根据机床结构,合理分配机床产生的几何误差,从而减小相邻部件间误差累积。以TX1600G镗铣加工中心镗削系统为研究对象,首先结合多体系统理论建立镗削系统空间误差模型并通过该模型推导出误差累积公式;其次在其基础上导入各部件几何误差,通过数值计算与理论分析得到相关部件的误差灵敏度系数,基于此系数提出一种误差分配原则;最终应用遗传算法验证其准确性,该方法也同样适用其它多轴机床误差分配研究。(3)镗削系统误差补偿技术研究本文通过对镗削系统中工作台、滑枕、Z向滑台等部件的误差数据拟合成X、Y、Z三方向的误差曲线,并且针对镗铣加工中心各个移动轴行程不同的特点,采用分段补偿的方式,最终形成一套完整的误差补偿曲线并且此方法得到实验验证。