随着装备制造业的不断发展,五轴数控机床发挥着越来越重要的作用,但是因其结构以及控制的复杂性,这也严重影响了其最终的加工精度。五轴数控机床包括直线轴和回转轴,对于直线轴误差的测量与补偿已有相对比较成熟的理论和方法,所以本文着重研究对五轴数控机床精度影响较大的回转轴的几何误差的建模、测量与补偿的方法,并进行实验验证。本文根据五轴数控机床的运动传递关系采用齐次坐标变换矩阵建立误差综合模型。基于现有的静止误差的测量方法,本文提出一种改进的静止误差的测量方法,同时也将球杆仪的安装误差考虑在误差综合模型中,推导得出每种测量模式下球杆仪的长度变化量与存在的静止误差之间的关系式,进而可以得到静止误差的辨识算法。考虑在运动误差测量时静止误差的数值所带来的影响,本文采用从运动误差测量得到的球杆仪的长度变化量数据中去除静止误差所带来的影响再进行运动误差辨识的方法。类似于静止误差测量的分析过程,本文推导得出运动误差测量时每种测量模式下球杆仪的长度变化量与存在的误差之间的关系式以及运动误差的辨识算法。本文采用基于误差综合模型的误差补偿策略,即首先根据G代码以及理想情况下的运动学正解计算出理想的刀位文件,然后代入到带有误差的运动学逆解公式得到补偿后的G代码。基于上述的理论分析与仿真实验,本文通过实验验证了所提出的建模、测量、补偿等方法的有效性。最后采用通过球杆仪进行虚拟加工凸锥台的截面圆的方法来验证此前所提到的误差测量与补偿方法的有效性。