高性能零部件广泛应用于航空、航天、国防、电子等领域,多轴数控机床为该类零件的高精度、高质量加工提供了强有力手段,然而机床在加工过程中存在误差。对于多轴机床数控机床,回转轴误差尤为显著,导致数控机床加工精度降低。为提高多轴数控机床加工性能,需要对数控机床进行定期的误差检测,从而对其补偿。常用的误差检测方法包括激光干涉仪、球杆仪、R-test等,然而此类测量设备存在安装调试困难、测量时间长、误差溯源困难等问题,且每种测量设备都有各自适用的范围,难以实现多种误差的快速测量。视觉测量技术具有三维测量、快速便捷、成本低等优点,可以实现机床多种误差的柔性综合测量。因此,本文提出了基于双目视觉的机床误差检测方法。具体内容包括：(1)分析五轴数控机床拓扑结构及机床回转轴装配误差的种类,并基于视觉测量原理,构建机床回转轴安装误差的检测与辨识模型,为误差检测奠定基础。(2)研究了高效、高精度图像特征提取方法。针对图像噪声、杂点多的问题,提出了基于全局阈值与局部阈值相结合的灰度图像分割方法,有效提高图像分割的鲁棒性及图像预处理速度；针对金属表面强反光现象导致的图像特征提取困难问题,提出了基于面积比率的强反光抑制方法；针对射影变换后标记点成像畸变所致定位不准确问题,提出了基于调和共轭约束的圆心补偿方法,提高特征提取的精度。(3)构建了图像坐标系与机床坐标系的基准转换模型。包括图像与视觉系统的转换,及视觉系统与机床的转换。其中,通过张氏标定法获得视觉系统的内外参数,实现二维像素坐标与空间三维坐标的精确转换；通过机床加工辅助及运动辅助方法建立视觉坐标系与机床坐标系之间的位姿转换关系。(4)设计了高精度自发光特征靶标,并搭建五自由度双目视觉测量系统。基于视觉测量实现机床回转轴装配误差(包括两项角度误差与两项位置误差)的检测与辨识,并采用球杆仪评估视觉测量系统的测量精度。结果表明,回转轴实际轴线与参考轴线在X、Y方向的位置偏差为0.0038mm与0.0039mm；角度偏差为0.0023°与0.0021°(5)采用视觉测量系统测量机床回转轴角度定位误差,利用激光干涉仪验证视觉测量精度,视觉测量误差为0.00088°；采用视觉测量系统检测X/Y轴插补圆轨迹,并采用平面光栅进行精度验证,视觉测量误差为0.0041mm。本文的研究成果为机床误差的测量提供了新的检测手段,对拓展视觉技术应用以及机床误差检测领域具有重要价值,为探索新的误差检测方法研究奠定了基础。