复杂曲面数字化设计与制造技术已经成为推动21世纪我国航空航天、国防、能源和运载工具等重大行业向前发展的关键技术之一。复杂曲面测量与建模是数字化设计与制造的关键内容,也是CAD/CAM系统的关键技术。复杂曲面测量与建模技术研究是实现精密、高效数控加工的前提,是突破国外技术封锁,开发自己的CAD/CAM系统的必经之路。本文以实际应用为背景,针对飞机座舱透明件的测量与加工,实现了基于西门子840D数控系统的复杂曲面测量、建模、数控加工仿真及后置处理系统。　　 测量系统在西门子840D数控系统上进行开发,创新性的采用分接数控机床的电机的编码器信号的方法,通过计数卡PCI1784和IK220实时获取机床五轴坐标值,利用多媒体定时器计时,进行机床五轴坐标值和位移传感器IFD2401的位移值的采集,由矢量求和算法得到三维点云,并通过OpenGL对采集数据进行实时显示。大量实验和应用证明,该测量系统稳定可靠,测量精度高,实用性强。　　 曲面重建部分,根据点云数据的几何特性,以测量系统所得到的实际点云为实验数据,为方便数据处理,首先进行特殊映射,把空间点云映射到平面;对平面点云进行边界提取及边界拟合;进行Coons插值得到一个基面,为数据参数化做准备;最后参数化并反求控制点,完成曲面重建。文中还对重建后的曲面进行了精度评价。　　 后置处理部分,分析西门子840D数控系统的特点和机床双摆头机械结构,通过旋转平移矩阵进行运动学求解,开发了数控加工仿真及后置处理软件。另外还对海德汉iTNC530数控系统的双转台机床创新性的采用空间解析几何方式进行算法求解,通过OpenGL进行3D渲染,进行后置处理软件开发。