机床直线轴重复定位精度是数控机床的一项重要的性能指标,其好坏将直接影响一批零件的一致性。在机床装配过程中,需要经过调整保证机床各直线轴的重复定位精度。因此,如何评价机床的重复定位精度是一项重要的工作。随着制造业的不断发展和测量手段的升级换代,目前的单参数评价方法已经不能满足高精密机床的评价要求,本文针对机床直线运动轴重复定位精度的评价方法进行了以下研究:通过齐次坐标变换,以卧式加工中心为例建立了机床末端运动重复性能和各直线轴运动重复性能影响关系的理论模型,分析了机床各个直线轴的位置误差和转角误差的重复性能对机床末端运动重复性能的影响。通过空间数据不确定度的研究提出了以空间球概率误差半径作为评价机床直线运动轴三维空间重复定位精度指标的评价方法。分析了以联合概率密度函数、卡方近似算法以及统计方法计算球概率误差半径的利弊,通过与联合概率密度函数计算结果对比分析了另外两中计算方法的精度。利用齐次坐标变换原理,建立了测量位置和评价结果之间的影响关系理论模型,并通过仿真数据分析,分析了测量位置变化和最终评价结果之间的关系以及转角误差重复性对测量结果变化的影响。根据分析结果对测量位置点的选择进行了规划,提出了多位置测量来评价机床直线运动轴的运动精度的评价方法。以重复定位误差机理研究试验台和JIG630卧式加工中心z向运动的直线轴为实验对象,对所提的方法进行了实验验证。