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重型超重型龙门式机床是目前航空航天，水利水电装备制造中不可缺少的加工设备，其特点是加工范围大，承载能力强，可一次装卡完成大型重型工件的五面体加工。同时由于其具有跨距大，质量大的特点，从而导致机床结构刚度下降，产生可观的结构变形。大跨距横梁是重型龙门式机床重要承载部件，其跨度可达15m，质量上百吨，如不予补偿在重力载荷下其挠度变形对机床加工精度影响极大。 本文主要内容包括: (1)提出了一种针对重型龙门机床大跨距横梁载荷误差的辨识方法。主要描述了大跨距横梁因重力变形而使溜板在运动过程中产生的几何运动误差亦即载荷误差，并通过几何向量运算从理论上较精确地计算出各载荷误差项，给出了误差辨识模型，并以XKA28105重型龙门机床超跨距横梁为例给出了辨识结果并绘制成曲线。该方法可以为企业加工技术人员对横梁进行起拱预变形刮研提供计算依据。 (2)针对重型龙门机床大跨距横梁垂直及水平导轨面预起拱曲线的设计提出了一种优化方法。该方法优点在于考虑了溜板与横梁导轨面接触位置分左右两个接触面，从而会产生左右两条变形曲线，利用这一关键点，将起拱曲线的起拱值及左右变形曲线的变形值一并考虑构建了yoz及xoy面内的直线度、定位及转角误差的优化模型，并利用多目标遗传算法对起拱曲线进行了优化，从理论上解决了大跨距横梁在重力载荷作用下机床误差过大的问题，理论优化效果符合重型机床精度检验标准。 (3)利用多体动力学理论建立了龙门式五轴联动机床的加工精度模型，以XKA28105重型龙门机床为例分别构建了在两个平面内的圆孔加工圆度模型，结合载荷误差优化结果利用软件仿真了仅有载荷误差情况下机床的圆度误差分布，从理论上证明了本文提出的导轨面起拱优化方法对载荷误差的补偿效果符合重型机床精度检验标准。