非球面元件因具有矫正像差和简化系统等优良特性，被广泛应用于航空航天，国防工业、民用光学等方方面面，而非球面元件的精度成为限制其应用的主要因素。单点金刚石加工作为非球面加工的重要技术，如何进一步提高其加工精度成为各国研究的热点。但针对双主轴形式加工机床加工精度的研究还不够深入，本文以双主轴非球面加工机床为基础，进行误差分析与检测的相关研究。本论文以双主轴非球面加工机床的几何误差为研究对象，在分析国内外误差模型与误差测量方案的基础上，建立了双主轴非球面加工机床几何误差模型，分析了该超精密加工机床的误差组成和特点，讨论了误差测量方案的设计和误差补偿方案的可行性。运用多体系统运动学的方法，对此双主轴非球面加工机床进行了几何误差建模。首先，在明确机床各个部件运动关系的基础上，建立了机床的绝对坐标系和相邻体的参考坐标系，并在此基础上，分析了各个相邻体的理想运动和有误差运动的特征矩阵。分析该超精密机床的几何误差，建立了该机床的拓扑结构图，总结出该机床的两个误差运动分支，建立了双主轴非球面加工机床的几何误差模型，并给出了加工误差模型表达式，简单分析了其中的误差项。由于本机床结构形式的特殊性，对误差检测带来了更高的要求，在综合考察现有机床误差检测方案的基础上，对需要检测的误差项进行了简化，并结合激光测量系统和圆度测量系统，提出了针对本机床的误差测量系统，完成了误差测量任务。在建立超精密机床加工误差模型的基础上，综合考虑本机床的加工特点，对实际加工效果进行仿真研究，对影响加工精度的各项误差进行仿真模拟，并制定该机床几何误差补偿方案。