主轴回转误差是影响加工零件精度的重要因素之一,研究主轴回转误差对于寻找误差来源、预测加工零件表面形状误差及提高超精密机床加工精度等具有重要意义,本文以超精密飞切机床为研究对象,对空气静压主轴回转误差进行研究。针对机床工作原理及空气静压主轴结构特性,主轴倾角误差对加工精度影响最大,本文提出一种基于干涉条纹的超精密静压主轴回转误差测量新方法,通过分析干涉条纹形状变化规律,建立基于干涉图像处理的主轴回转运动误差求解模型,从而获得主轴倾角误差。基于移相干涉测量原理,通过理论建模,建立了干涉条纹与主轴转子运动规律之间的数学模型,并对干涉条纹形状进行仿真分析,仿真结果与实验现象观察一致,从而印证了新方法的准确性与可靠性。对干涉条纹进行灰度化处理、平滑滤波、膨胀腐蚀、边缘检测等图像处理步骤获取边缘清晰、连续性较好的干涉条纹图像,并在相对坐标系下求解出干涉条纹的间距和方向,根据所建立的数学模型求解出主轴倾角误差。光学平晶的装配误差是影响主轴回转误差测量结果的重要因素之一,因此设计了一种用于主轴回转误差测量的光学平晶专用装夹调整装置,并进行光学平晶调整实验,实现了光学平晶的精密调整。搭建了超精密飞切机床空气静压主轴回转误差测量系统,对超精密飞切机床主轴回转误差开展测量实验,得到主轴倾角误差的变化规律,并进行测量结果对比及误差来源分析,实验结果表明本文测量方法的准确性与有效性。