本文密切结合并联机床研究的需要,以天津大学研制的基于A3头的五轴混联机床为对象,以提高机床的控制精度和几何精度为目标,对其插补控制过程和空间误差补偿方法进行深入分析。全文的具体工作和主要成果如下:基于机器人运动学理论,研究混联机床的运动学特性,提出采取工作空间插补与关节空间插补相结合的方案对机床的加工轨迹进行控制。首先,在工作空间中采用一种双线点矢同步算法对刀具路径进行粗插补操作;然后,在关节空间中利用PVT算法精插补各驱动轴的运动。为验证插补策略的有效性,进行了仿真分析。结果表明,本文所提的轨迹控制方法能够有效地降低刀具转角线性插补所导致的轮廓误差。为实现精准插补,提出了与插补策略相对应的二次速度规划和控制策略对混联数控机床进行速度控制。该方法针对连续微小线段的加工轨迹,采用双圆弧拐角过渡处理模型,并根据设定的误差和运动约束,推导出衔接点的最大速度。为验证速度过渡模型的效果,将其应用到自适应S曲线速度规划过程中,并对S试件的部分加工轨迹进行速度仿真。结果表明,对比于传统的速度规划过程,本文中的速度控制方法不仅保证刀具运动过程平稳,还能有效地减小机床的加工时长。阐述了基于模型的误差补偿法存在的不足。基于空间误差的连续性与相关性,提出一种基于网格的非模型误差补偿方法。该方法主要包括两部分:误差预估和误差补偿。在构造误差预估模型时,按照混联机床的结构特点与运动特性将刀具误差分解成只与A3头有关的姿态误差和同时与A3头及X/Y平台相关的位置误差。在对误差空间进行网格化处理时,分析了影响姿态误差和位置误差的相关参数,提出了一种空间转换方法,将A3头不规则的姿态空间和位置空间映射成标准化的空间。在此基础上,分别在相应的误差空间内构造基于网格的多项式误差预估模型。最终通过所构造的误差预估模型修正系统输入来实现误差补偿。仿真结果证明该非模型误差补偿法能够达到较好的补偿效果。