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在科技飞速发展的过程中，同时也带动了机械制造业的不断提升。机床的加工精度与加工效率，不但影响到生产装备的性能、寿命、能耗和噪音等，同时也标志着一个国家的生产力水平，决定着一个国家的经济实力与军事实力。为此本文从影响加工精度的几何误差着手，针对双摆头五轴立式龙门加工中心，围绕机床几何误差溯源等工作开展了机床运动误差建模、误差辨识、误差溯源等研究工作，并进行了仿真和实验验证。 以多体系统运动学理论为基础，利用低序体阵列对多体系统的拓扑结构进行描述。结合相邻体之间的定位和运动情况，推导出了两个相邻运动体之间齐次变换矩阵的描述方法。在此基础上，建立了理想情况和有误差情况下任意典型体的运动方程模型。这些工作为本文后续的误差建模工作奠定了基本的理论基础，它同时适用于其他精密机械工程对象运动误差的分析和研究。 本文以北一机床XHAV2430×80龙门加工中心的加工误差模型为例，对五轴数控机床的基本结构进行了描述，并且对其几何误差进行深入分析，应用多体系统误差理论对五轴数控机床进行了几何误差分析并建立了误差模型。针对双摆头五轴数控机床的特点，并根据加工时所使用的刀具分支和工件分支，建立了五轴数控机床误差分析模型，推导出相对运动约束方程。 多轴数控机床几何误差参数的辨识工作一直是机床误差溯源领域的一个热点研究问题。因此，本文通过运用9线法设计测量路径，经过计算和简化可完成平动轴21项几何误差的辨识。随后建立相应的旋转轴和摆转轴误差辨识模型，利用球杆仪对机床两个旋转轴进行测量，推导出各项误差与杆长变化量的关系表达式。设计3种测量模式进行12次测量，可以完成16项旋转轴相关几何误差的辨识，为误差溯源提供了数据支撑。 对“S”形样件进行了数学模型的建立，对该模型的几何特性进行分析。介绍了一种不同于传统的蒙特卡洛灵敏度分析方法，并在Matlab中对灵敏度计算过程加以实现。用XHAV2430×80型龙门加工中心加工了“S”形样件，并利用三坐标测量机对“S”形样件进行了轮廓误差检测试验。在机床误差较大的一段上取116个点，对加工误差模型进行灵敏度分析。对单项几何误差参数对样件整体加工区域轮廓误差的影响进行分析。