并联机床由机器人技术发展而来，经过十几年的试验研究已经有了长足的进步，它是涉及到机器人技术、机床结构设计、数控技术等多学科的机电一体化产品。并联机床虽然结构简单，但在高速加工和高效空间曲面加工方面却有传统机床难以比拟的优势。现代制造业对先进加工工具的多样化需求为并联机床提供了广阔的市场，其中少自由度的并联机床因其结构简单、成本低、开发周期短近年已成为行内研究的热点。 本文研究了一种基于3-PRS并联机构的新型并联机床，分析了该并联机构的位置姿态，速度、加速度的正反解并推导计算公式；应用虚设机构的方法，建立该机构六阶的雅可比矩阵和加速度影响系数矩阵；基于机构的速度雅克比矩阵分析了动平台的操纵灵巧度；建立误差模型，分析了终端误差对驱动误差的敏感度，对工作时误差的统计规律进行模拟。 应用虚位移原理建立了机床的刚体动力学模型，求解了刚体动力学的正问题和反问题，即在已知运动的情况下求出驱动力或在已知驱动力的情况下求解机构的运动形式。通过两个运动实例的仿真实验观察机床的驱动性能，证明机构在整个工作空间内不存在奇异和突变的区域。 建立了机构的刚弹耦合的有限元模型，求解振动微分方程，得到机构的固有频率以及低阶模态的振形。分别计算了在姿态活动空间和垂直位移范围内机构的低阶固有频率的变化规律。 对机构进行了优化设计，考虑工作空间、灵巧度、驱动性能、固有特性等多个目标，以机构固定平台半径和悬臂支杆长度为优化变量，建立了优化问题的数学模型，用Matlab软件的Optimization工具箱求解该模型，从不同起点不同方向迭代均得到同一最优解，证明该解为全局最优解。