数控机床误差辨识和误差诊断是验证机床综合性能的关键手段,其中误差辨识结果为误差补偿和校正提供理论依据,误差诊断结果为机床验收和定期检修提供科学判断。为此,本文基于球杆仪误差测量平台对机床误差辨识和误差诊断的方法作了相应的分析,并提出了一些新的方法。论文首先分析了三轴立式加工中心21项几何误差的空间误差模型,此模型为研究误差轨迹模式提供了理论基础；然后,按照球杆仪软件中显示的几何误差、间隙误差和动态误差,分析了各单独误差项存在时的误差轨迹模式及相应误差值的量化问题,并提出了利用轨迹模式直接辨识各单项误差的方法；接着,又以能够表示误差诊断结果的综合误差项(圆度误差)为研究对象,利用计算几何详细分析了国标规定的四种圆度误差评定算法；最后,应用球杆仪在大型龙门机床上进行了误差检测,通过对实际数据的分析,验证了四种圆度误差评定算法的在球杆仪测量仪器中的适用情况,随后又提出了针对大型数控机床综合误差诊断的方法。本论文研究的意义主要有两个方面：一方面明确俗称为“黑匣子”的球杆仪软件在数据处理上所采用的方法,为更好的了解该软件关键技术和开发新产品提供帮助；另一方面为更加精确诊断大型数控机床误差提供一些参考方法,具有实际的指导意义。