虚拟制造技术的概念应运而生，为制造业的研究与发展注入了新的活力，也为现代制造企业提供了一个在市场竞争中致胜的武器。由于虚拟制造技术具有诱人的应用前景，成为各国学者致力研究的课题。本文对虚拟制造的概念、定义、作用及研究意义进行了论述。从不同的层面对虚拟制造的研究现状和误差预测补偿技术的发展进行了概述和总结。 在文献分析的基础上，提出了基于虚拟加工技术的离线误差预测与补偿的概念。根据离线误差补偿的功能需求，提出了面向误差补偿的虚拟加工检测单元的概念，对虚拟加工检测单元进行了功能分析和分解，得到了其功能树图，建立了功能体系结构和组织体系结构。采用面向功能的系统设计方法、IDEF0方法和IDEF1X法，建立虚拟加工单元的功能模型和信息模型。虚拟加工检测单元各单项技术的研究开发是整个系统实现的基础，这些单项技术包括虚拟加工检测单元的设备建模方法、虚拟机床初始化方法、虚拟机床驱动方法、数控程序检验与翻译方法、干涉碰撞检测方法、机床运动学模型的建立、刀库的管理，切削工时预测、单项误差建模方法及其融合算法等。这些研究内容的目标是使虚拟加工检测单元能模拟实际的加工过程，并提供实际加工系统所不具有的功能，例如加工误差的预测及提出数控程序修改方案等。 在建立虚拟加工检测单元基本功能的基础上，本文针对铣削加工误差的离线补偿技术进行了研究。针对机床运动误差的补偿，开发了用于离线误差补偿的数控程序生成软件，利用多普勒激光干涉仪标定加工中心的误差分布，在实际加工之前根据机床运动误差对数控程序进行修正，实现运动误差离线补偿。针对铣削力引起的加工误差，本文从实现铣削层参数的实时获取入手，实现了铣削力的实时预测。在铣削力预测的基础上，利用有限元法分析了低刚度零件在铣削加工过程中产生的变形误差，并根据预测的误差修正相应的数控程序，实现了切削力变形引起的加工误差的离线补偿。 　　本文最后针对不同的应用目标开发了两个虚拟加工单元软件系统，实现了碰撞干涉检验和数控程序的验证；通过对运动误差和铣削力引起的误差的补偿，有效提高了加工精度。