整体叶轮在先进航空发动机以及其他工业领域中的应用很广泛，它的结构复杂且精度要求高，对其进行外形检测是制造过程中重要的一个环节。三坐标测量机(CMM)作为一种高精度的三维几何检测设备，具有测量精度高、重复性好、自动化程度高的优点，是整体叶轮类零件主要测量方式中的一种。实现可靠的整体叶轮测量规划和仿真对于整体叶轮检测技术水平的提高具有积极的作用。本文对整体叶轮CMM测量规划和仿真的一些关键技术进行了深入研究，主要研究内容：（1）研究了测量路径规划技术。研究多种截面型线构造方法及它们所适用范围；提出一种基于曲率的测量点采样方法，使测量点分布效果更佳；研究利用部件族的方法建立测头模型和不同位姿测头模型的加载方法，使后续测量仿真更直接；基于可达性锥方法对测头可达位姿进行分析，研究提高测头可达位姿筛选准确率的方法；利用测量点分布排列结果规划测量点的检测顺序。（2）研究了测量仿真技术。研究测量过程碰撞检查的算法来提高碰撞检查效率；研究并实现基于参数和基于安全包围盒的两种避障方法来应对各种碰撞情况；研究利用虚拟装配仿真技术来实现测量仿真。（3）研究了DMIS程序生成方法。研究基于变量设定的DMIS编程实现方法，实现CMM的自动测量；利用DMIS变量化编程实现对被测部位法矢的实时计算并用于测头半径补偿。（4）研究了整体叶轮在分度装置装夹下的CMM测量方法。应用分度装置实现整体叶轮的CMM测量，分析轮毂的中心轴与分度装置的中心轴不重合而产生的偏心误差，提出两种消除偏心误差对测量精度影响的方法，获得更精确的检测数据。最后论文对开发的整体叶轮三坐标自动测量规划系统的各个主要功能模块进行介绍，并对整体叶轮实例进行了测量规划，验证了系统进行测量规划的可靠性和相关算法的有效性。