汽轮机是火力发电、舰船动力的主要设备,而且在冶金工业、海洋探索等领域得到了广泛应用,对于我国工业的发展占据着举足轻重的位置。其关键零件叶片三维形貌的测量结果直接影响着汽轮机的整体性能。汽轮机叶片的检测问题一直限制我国制造类企业的发展,一是目前对于汽轮机叶片尤其是大型汽轮机叶片所采用三坐标测量机占用空间大,一定程度上不仅不经济,还会造成厂房空间的浪费。二是检测效率低,已经无法满足目前企业大批量产品检测的需求。针对以上问题,本文出于市场对于占用空间小,测量速度快的测量机的诉求,开发设计一种现场型汽轮机叶片激光测量机,采用立式三坐标结构,搭载激光传感器,这样既能够对物件进行非接触测量,测量对象范围也能增大,比如可以对柔性物体、自由曲面进行扫描。不仅占地面积小,可操作性好,而且测量效率高。在某叶片厂横向课题支持下,自主设计并搭建了汽轮机叶片激光测量机实验平台,开展了汽轮机叶片现场激光测量关键技术的研究,本文具体研究工作如下:（1）测量机总体机构设计,包括机械机构设计和系统结构设计。并且对于激光测量系统进行硬件设计与软件开发,从测量对象出发,并结合测量原理,采用LK-G150点激光位移传感器。并且利用Solid Works软件设计一种用来将激光位移传感器固定的装置。针对激光位移传感器的数据采集问题,采用KEYENCE提供的动态链接库,基于C#进行二次开发,得到的激光测量数据采集系统可以迅速高效地采集、测量和保存测量数据。（2）汽轮机叶片测量系统平台搭建及运动测试实验。分析并确定了三维测量机系统的硬件组成,硬件系统包括精密定位平台、激光位移传感器、伺服驱动器、运动控制卡和光栅位移传感器。最后,搭建汽轮机叶片测量系统平台,进行运动测试实验,分别对Y轴、Z轴进行运动精度及平稳性实验。经过对测量结果的分析与计算,得出测量系统的运动精度满足预先设定的要求,并且有着很好的测量重复性。（3）利用有限元软件对Y轴、Z轴进行有限元仿真分析。首先分析了在Y轴测量长度达到最大时,Y轴、Z轴及其它零部件的应力应变情况。从仿真结果来看,测量误差主要来源于Y轴的自身变形。为了更好的了解Y轴的刚性,在不考虑重力的作用的情况下,仿真分析Y轴运动到不同位置时,给予其末端施加不同的载荷,分析其应力应变情况。为了验证仿真的真实性,进行了实验验证。验证结果表明仿真数据和实验数据基本贴合,仿真的数据真实可靠。（4）对测量机进行了误差分析并建立误差补偿模型。分析得知测量机的机构误差来源主要是Y轴自身变形,尤其是末端的变形。针对这一点,对Y轴进行受力变形分析,以此推导出误差附带函数。进行了误差补偿效果验证实验,验证了误差补偿模型的正确性及可靠性。