数控机床的校准、各种误差的识别与补偿是确保其加工精度的主要措施。经过多年研究,国内外研究人员提出了一系列数控机床标定、误差补偿的方法,形成了商品化的工具与仪器设备,在工程中得到了广泛的应用。但现有的技术手段还存在一些问题,如涉及的检测仪器多、检测周期长、劳动强度大等,带来了机床停工检修时间长、生产效率降低的问题。近些年来,随着研究的深入,数控机床空间误差的辨识与补偿技术得到了快速的发展和进步。但由于仪器精度的限制,以往在数控机床空间误差检测方面的研究主要基于激光干涉仪、球杆仪等工程实际中广泛使用的检测设备。当前,激光跟踪仪的生产厂家纷纷推出精度更高、功能更加齐全的产品,让基于激光跟踪仪的数控机床空间误差快速检测与补偿变得更加可行。本文采用多体系统理论的方法,分析了数控机床空间误差的形成机理与表达方式。接着引入随机误差和激光跟踪仪的固有误差,分析了激光跟踪仪的测量误差对机床误差辨识结果的影响,证明使用激光跟踪仪进行空间误差检测是可行的。使用ETALON公司的Laser Tracer激光跟踪仪在一台西门子840D数控系统的五坐标龙门机床上进行了空间误差的检测与补偿实验,通过空间误差补偿前后机床精度的对比,证明了基于激光跟踪仪检测和补偿机床空间误差是可行的。最后通过机床试切结果的分析,进一步证明了数控系统VCS空间误差补偿功能的有效性和可靠性。此外,实验表明,使用激光跟踪仪在数控机床上进行空间误差的检测,使用数控系统的空间误差补偿功能补偿相关的误差,具有占用时间少,补偿结果稳定可靠的特点。