本论文在国家重大科技专项“数控机床关键功能部件可靠性增长工程（2018ZX04039001）”支持下,以自动换刀装置及其空间复合凸轮为对象,研究了自动换刀装置及其空间复合凸轮廓面方程的建立、精度检测和评价、精度检测试验台的搭建、以及精度检测和精度保持性试验等方面的内容。全文主要取得如下成果:在凸轮廓面分析方面,通过分析自动换刀装置及其空间复合凸轮的工作原理,计算凸轮旋转角度与输出运动间的关系,得到了换刀机械手的运动规律曲线方程,建立了空间复合凸轮的廓面方程,构造了空间复合凸轮三维模型。在精度检测和评价方法方面,提出了自动换刀装置输出运动精度及其空间复合凸轮廓面精度检测方法,该方法基于激光测距实现非接触式测量,且基于凸轮轴旋转精度的测量对上述精度检测结果进行了补偿。在此基础上,提出了自动换刀装置输出运动精度及其空间复合凸轮廓面精度随换刀次数的评价方法。在精度检测试验台设计方面,首先完成了精度检测试验台机械结构的设计及重要零部件的应力校核,搭建了试验台测控系统,包括传感器的选型、电气系统设计等。最后运用C#开发了试验系统软件,实现了人机交互。在精度检测及精度保持性试验方面,制定了精度检测和精度保持性检测试验方法及步骤,进而基于检测结果对自动换刀装置输出运动精度、空间复合凸轮的廓面精度以及精度保持性进行了评价,验证了试验台的准确度。最后,分析得到了影响自动换刀装置精度和精度保持性的主要因素。