在动态状况下, 实时获取机床刀具的位姿误差是提高机床精度的关键因素之一。机床多轴联动时, 利用两路激光实时跟踪测量主轴测量杆上两测点的空间运动轨迹, 得到两测点三维数据, 并拟合出两个空间圆, 用两圆的圆心连线来计算刀具的方向和位置误差。机床加工时, 变化的工艺参数引起的动态运动误差和热误差变化会造成沿Z轴方向运动的滑枕误差实时变化, 变化的滑枕误差会影响刀具的最终位置方向。通过自适应卡尔曼滤波预测算法对滑枕误差值进行预测-测量-修正, 将计算得到的误差最优估计值替换误差补偿模型中原有的误差参数, 进而对刀具位姿进行误差修正。最后,对圆锥台试件以及一个S型工件进行有误差修正补偿和未补偿加工, 由测得工件的精度对比可知, 采用的刀具位姿误差实时测量方法及自适应修正补偿可更加有效地提高五轴机床的加工精度。

为了提高大型复杂型体件加工用龙门式双摆头五轴机床的加工精度，用激光跟踪仪对五轴机床两个旋转轴准静态误差以及旋转轴中心轴线与三个直线轴间垂直度误差进行了辨识测量。基于刚体运动学原理和齐次变换矩阵方法建立了包含旋转轴准静态误差和旋转轴中心轴线与三个直线轴间垂直度误差的误差模型；用激光跟踪仪测出旋转轴循圆运动到不同角度位置时其端面上点的空间坐标，由此建立旋转轴误差方程组，求出旋转轴各项误差值。对循圆轨迹进行拟合得到圆心坐标，进而得到旋转轴中心轴线方程，求出旋转轴中心轴线与直线轴间的垂直度误差值。将旋转轴各项误差值代入误差补偿模型中，通过圆锥台误差补偿前后加工实验结果对比，表明所采用的旋转轴误差测量方法可以有效提高五轴机床的加工精度。