空间误差是影响五轴机床加工精度的重要因素,需要一种成本低、灵活、高效的方式实施误差补偿。准确、高效、全面地几何误差辨识和空间误差建模是误差补偿的前提和基础,但现有研究成果仍无法满足此需求。一方面,几何误差测试流程复杂、操作困难,无法快速获得误差元素。另一方面,五轴机床结构种类繁多,针对某结构的空间误差模型建模效率低且通用性差。同时,常见的离线修改G代码误差补偿方式不适应灵活多变的应用场景和复杂结构的加工需求。因此,论文基于几何误差高效辨识和广义空间误差建模,研究离线和实时空间误差补偿方法。主要研究工作如下:（1）研究了基于改进9线法的直线轴误差辨识方法和基于球杆仪多位置测量的旋转轴几何误差辨识方法。采用“单线测量单项误差”代替9线法“单线测量多项误差”,实现更简便高效地直线轴误差辨识。基于齐次坐标变换推导了球杆仪伸缩量与误差元素的函数关系,进而建立了旋转轴多位置误差辨识模型,并优化了测试流程。（2）建立了基于旋量理论的广义空间误差模型。在误差变换矩阵左乘与右乘的区别及五轴机床结构排布特点分析的基础上,建立了基于旋量理论的适用于任意五轴结构的广义空间误差模型。另外,通过实例对比了上述模型与齐次坐标变换误差模型的建模过程与优缺点。（3）改进了逆运动学求解方法并开发了空间误差补偿软件系统。针对两旋转轴线不相交的情况,改进了基于Paden-Kahan子问题的逆运动学求解方法,并分析了逆运动学多解关系和解的存在性问题。在误差补偿研究中,一方面,开发了通用空间误差建模及补偿软件,采用离线方式实现补偿;另一方面,将齐次坐标变换误差模型集成进数控系统RTCP功能中,研究误差实时补偿。两种优势互补的补偿方法分别满足了机床在大批量生产应用场景和补偿实时性的需求。（4）基于上述几何误差辨识方法、广义空间误差模型和误差补偿方式,在五轴卧式镗铣车复合加工中心上开展了验证试验。结果表明,论文的研究内容可以有效改善五轴机床的空间几何精度。