在现代化工业生产中仍有很多工件的工装工艺比较落后,如大型飞机简单结构件。这些工件是先通过锻造或铸造等方法获得的预制件,其定位找正在数控加工过程中比较困难,且测量效率和精度都比较低。本文针对这一问题,首先,为了提高测量效率和保证测量精度,研究了基于几何特征的测量路径规划,对零件几何特征进行分类与选择,规划了相应特征的测量路径,并设计了相应的测量子程序。其次,针对测量数据的处理,研究了精确定位关键技术,设计了接触式测头标定数学模型,利用接触式测量获取测量数据,通过带有余量约束的最小二乘法对测量数据进行拟合,计算出工件的特征中心点和旋转角,从而保证了在余量均匀的情况下对工件进行精确定位找正,并分析了在线测量的定位误差。然后,以华中848数控系统为开发平台进行了测量模块的开发,实现了测量数据的可视化功能,从而指导用户利用G68指令调整坐标系。最后,针对具体零件进行了加工中心在线测量实验和验证,结果表明本测量系统可以解决了大型飞机简单结构件定位找正效率低、精度差的问题。