数控机床在加工过程中，机床部件受到摩擦热、切削热和环境温度等因素的影响而温度升高，产生热变形，使机床上刀具和工件之间的正确位置遭到破坏，机床的固有精度降低，造成工件加工过程中的热变形误差。在精密加工过程中由于工艺系统热变形引起的加工误差占总加工误差的40％～70％，机床热变形已经成为精密和超精密加工过程的主要误差来源。本论文以研究数控机床热误差补偿中温度传感器的优化布置、数控机床热误差模型的建立和在线实时测温系统的开发为主要内容。全文在对某型数控机床热变形的原因和机理进行分析的基础上，介绍了温度传感器优化布置理论和多元线性回归建模理论，提出了温度传感器优化布置和机床热变形建模方法，建立了该机床的热误差模型，自主开发了在线测温系统，最后针对该数控机床进行热误差测量及补偿综合实验。本文的主要工作概括为如下几个方面：1．阐述了本论文的研究背景及重要意义，详细介绍了国内外机床热变形的研究概况，着重分析了数控机床热变形动态过程，介绍了热变形补偿原理及方法。2．对某型数控机床主轴箱的结构和传热情况进行研究，在分析研究的基础上，阐述热误差检测实验的方法：五点测量法测量热误差值和温度传感器测量数控机床主轴箱上测温点温升。3．研究了温度传感器优化布置方法，利用模糊聚类和相关分析理论对机床主轴箱上的测温点进行优化布置，确定最优布置测温点。研究了机床热误差模型建立方法，利用多元线性回归方法，并针对实验采用的某型数控机床，建立了热误差补偿模型。4．开发了在线温度检测软件，软件具有在线实时测量测温点温度的功能，并开发了数控机床误差补偿模块。实验结果验证了本文提出的温度传感器优化布置方法和误差建模补偿方法的可行性和有效性。