在机床工作过程中,由于零部件之间相对运动摩擦产生的热量,以及外界环境温度的变化等因素都会使机床的温度发生变化,进而会导致机床发生热变形,降低机床加工精度。通过建立热误差与温度场之间的数学模型,能够预测机床的热误差值,然后将该预测值送给机床的数控系统进行补偿,使用该方法能够提高机床的加工精度。采用有限元的方法对机床整机进行了结构分析和热分析,得到了机床在空间三个方向上的热变形以及机床的温度场,为温度传感器和位移传感器的安置提供了参考。搭建了基于LY-51S开发板、DS18B20温度传感器以及CCD激光位移传感器的数据采集平台,该数据采集平台主要用于对机床温度以及刀具与工件之间的热误差进行测量,并编写了相应的程序。利用VisualC++软件开发平台开发了多功能上位机补偿软件,该补偿软件主要包括五大功能模块：串口设置模块、温度记录模块、曲线显示模块、时钟显示模块和动态建模模块。采用PC机作为上位机,同时结合数据采集系统,搭建实验平台,采集用于热误差建模的样本数据,建立热误差模型,并验证预测效果。