加工精度是机床最重要的性能指标之一。本课题在建立三轴及四轴数控机床通用几何运动误差模型的基础上,提出一种全新的机床误差辨识方法——分布辨识法及相应的试验步骤。对多轴数控机床精度问题进行了系统、全面的分析。并重点在数控机床运动误差分析、综合误差模型建立、误差辨识误差分析等领域开展了深入研究。常规的误差分量辨识方法存在可能遇到由于而造成解不唯一的情况。考虑垂直度误差对平移误差分量和转角误差分量的影响作用,建立三轴及四轴数控机床改进的数控机床新运动学模型,推导出了三轴及四轴数控机床的误差分量与加工圆形工件时的径向误差之间的复映关系。根据上述映射关系,本文提出了分步辨识机床运动误差分量的方法。分步辨识法通过先辨识项定位误差、直线度误差和垂直度误差,然后带入已解算项求解单项转角误差。因此该方法首先分别测量数控机床在三个正交平面即XOY平面、XOZ平面和YOZ平面内作直线运动时的直线度误差分量和位置误差分量;其次再测量数控机床在三个平面内作圆运动时的圆误差轨迹,最后使用最小二乘法辨识出三根轴的转角误差分量。对于四轴数控机床转台相关误差项辨识,则采用单独测得转台的轴向跳动;通过检测辨识出沿转轴两个垂直的径向跳动、轴向跳动误差及转角误差辨识;带入已知项,辨识出转轴轴回转动误差的方法,分步辨识出转台相关误差项。最后本课题应用Heidenhain KGM182平面光栅为机床误差检测工具,进行了检测试验,基于分步误差分量辨识法原理,成功地辨识出两种的加工中心21项误差分量的各阶多项式系数,并结合Heidenhan VML182直线光栅系统检测数据进行验证,检验之前建立的误差模型及分布辨识法的辨识精度及可靠性。本文所提方法提高了数控机床误差检测的灵活性和快速性。