五轴数控机床的性能决定了一个国家制造行业的发展水平,从国防事业中各种大型复杂零件的高效精密加工,到我们随时使用着的手机零部件,这些外观精巧且加工精密的产品都是由精密数控机床加工而来。然而,在高精密制造方面,虽然我国使用着和国外相同规格的功能部件,并且也拥有国产的先进数控系统,但加工精度与国外相比仍存在差距,想达到同样的加工精度还无法自给自足。数控机床的加工精度受诸多因素的影响,比如机床自身零部件在加工和装配过程中的误差,机床加工过程中的切削热和切削振动,主轴高速旋转时带来的热偏移等。想要提高机床的加工精度,就必须对所有可能的误差源进行深入研究。本文主要对五轴数控机床几何精度的影响进行了探讨,以四川省普什宁江自行研制的五轴卧式加工中心为主要研究对象,开展了数控机床几何误差建模、辨识、补偿和检测技术的研究。精度检测通常指用不同的精度检测仪器搭配不同的检测方法对机床几何误差进行测量,然后将测量得到的数据代入相关的几何误差建模方法和辨识算法,展开对机床几何误差的研究。同时,精度检测的最终目的是补偿,因此几何误差补偿也是该领域密切相关的研究方向。本文主要的研究任务与成果如下:（1）第一部分主要对数控机床运动学建模理论进行了研究。本文以多体系统理论为基本理论支撑,采用齐次变换矩阵相乘的方法,建立了机床各部件的运动学模型,包括理想情况运动学模型和几何误差模型。其中,几何误差建模共有两种方法,一种是基于刀尖点坐标的误差建模法,另一种是基于运动链传递的误差建模法,并分析了两种方法的物理意义和数学关系。最后应用上述两种方法,以普什宁江五轴卧式加工中心为例,分析了它的拓扑结构、低序体阵列和特征矩阵等,详细地阐述了机床实际和理想运动学模型的建立过程。（2）第二部分主要对一种新型R-test进行了结构的优化设计。该部份提出了一种新型精度检测仪器R-test,并将其结构进行了模块化分解以及对使用到的关键零部件进行了选型。结合R-test的技术要求和设计准则,对R-test的最大测量空间和灵敏度进行了研究,通过其数学模型建立了最大测量空间和灵敏度与之结构参数的关系。最后通过寻优得到当R-test三传感器处于正交状态时整个装置的灵敏度最好。此新型R-test与传统R-test相比,增加了两个标定平面和姿态调节单元,从而可以实现仪器在机床工作台上的位姿标定。该改进的R-test可以减小使用过程中引入的定位误差,可以更加方便地调节传感器的位置和方向,为几何误差辨识提供了便利。（3）第三部分提出了系统的几何误差辨识算法,并且用上述R-test对机床转动轴几何误差进行了检测。首先,分析了误差矩阵的左矩阵乘法和右矩阵乘法的异同,并将其与上述两种几何误差建模方法结合,总共得到四种几何误差辨识算法,是目前基于多体系统理论最全面的辨识算法归纳。通过使用自行研制的R-test进行实验,证明了上述辨识算法的适用性和正确性,并详细描述了该R-test在实验过程中的标定方法以及测量数据的后处理算法。（4）第四部分提出了基于RTCP功能的误差补偿算法,并利用球杆仪设计相关实验对其进行了验证。本文在分别开启和关闭五轴数控机床RTCP功能的条件下,提出了利用球杆仪进行机床转动轴精度检测的两种实验方法。分析表明,当RTCP功能开启的时候,数控系统的编程代码更加简洁通用,同时也更加符合理论生产加工需求。提出了一种在RTCP功能开启时的几何误差补偿算法,该算法通过对NC代码进行修正来实现误差补偿。最后通过实验辨识得到了转动轴的几何误差,并对实验中的测点位置进行误差补偿,结果表明补偿以后空间误差总体减小,证明了此补偿算法的适用性。