近年来,随着对多轴数控机床的要求越来越高,暴露出来的机床误差问题已成为其进一步发展的障碍。误差补偿法可以在一定程度上降低高端设备的制造成本,具有明显得经济效益。本文着重以数控机床旋转轴为研究对象,对其几何误差的辨识和补偿展开了研究,具体工作如下:1)对机床运动传递进行分析,建立其拓扑结构;采用刚体运动学和齐次坐标矩阵转换,给出机床移动副和旋转副的误差传递矩阵;基于多体系统理论,提出了在刀具切削点的几何误差模型,并分析模型中的移动轴运动和旋转轴运动检验了误差模型的正确性。2)基于现有的旋转轴误差辨识方法,提出了改进的A、C轴误差测量方法,推导出几何误差参数辨识模型。通过增加球杆仪测量次数来代替激光干涉仪的使用,使得整个辨识过程效率提高。实施A、C轴测量实验过程中考虑工具杯的安装误差、球心的中心偏置误差、中心球调心,将实验数据代入几何误差参数辨识模型,得到A、C轴的各6项几何误差参数。3)在分析了机床A、C轴的运动特征的基础上建立了刀尖在工件坐标系中的位置矢量和方向矢量方程。引用误差解耦补偿策略并基于误差模型补偿A、C轴的几何误差,验证了误差补偿可行性和测量方法的可行性。