目前,超精密加工技术在光学器件制造、精密装备制造、国防等众多领域都起着重要作用。超精密车床作为促进超精密加工技术发展的关键技术设备,虽然在其制造、装配过程中都按照最严苛的标准进行,但仍然无法完全消除误差。这些误差直接影响着机床的加工精度,故有必要对上述加工误差进行研究,分析其对最终加工精度的影响,并通过调整或补偿的方式降低其对加工的影响,从而进一步提升超精密加工的精度。本文从超精密车床的几何误差入手,开展几何误差建模及测量、灵敏度分析、误差辨识及补偿加工等相关工作,主要内容如下:首先,为反映超精密车床21项几何误差与最终加工误差间的关联,本文以齐次坐标变换和多体系统理论为基础,完成三轴超精密车床的几何误差建模。在完成建模工作后,又使用现有的激光干涉仪设备对超精密机床线性轴的几何误差项进行测量,为几何误差模型中部分误差项的参数化提供依据。然后,为分析不同几何误差项在最终加工误差中所占的比重,本文引入Sobol全局灵敏度分析方法。首先在机床整体加工空间下,就几何误差项对各向误差分量的影响规律进行研究;随后又针对具体加工面形误差进行敏感误差项分析,为后续的加工误差辨识及补偿工作提供理论基础。最后,本文在Nanoform 250 ultra超精密车床上开展相应的加工及补偿实验,首先对铝合金(Al6061)进行端面切削,并对加工误差进行辨识及补偿验证。随后又通过慢刀伺服加工技术对正弦阵列曲面开展加工及补偿实验,进一步验证了上述工作的有效性。