复杂曲面零部件已经成为近年来数字化制造的重要对象,针对其测量中主要难点问题,如自动测量路径规划、被测工件的高精度定位、辅助装卡装置下的高精度测量与数据评定等,本文以实际工程为背景对复杂曲面零部件的测量、定位与数据评定问题进行了具体研究。本文研究的主要内容有:1.研究了基于复杂曲面特征线测量的基本原理,提出了根据从动件的几何形状与运动规律,使用啮合原理建立弧面分度凸轮曲面测量模型的方法,该方法根据凸轮的设计参数,通过从动件分度盘的运动规律,应用共轭曲面原理,通过坐标变换反求出主动件凸轮的轮廓曲面及其特征线的测量模型,提高了测量效率和精度。2.研究了分度装置装卡下整体叶轮的自动测量路径规划和数据处理等问题,提出了一种补偿分度装卡装置与整体叶轮轴线偏心误差的统一坐标系测量方法,并在此基础上对规划的自动测量路径进行了修正,对获得的测量数据进行了处理,该方法在整体叶轮的测量中得到了验证。3.研究了复杂曲面的测量定位问题,提出了一种基于自由度约束与特征精度分类的分步精细定位方法。该方法从对模型定位约束的影响和工件各部分成形的精度两方面对工件上的曲面进行分类,确定测量基准面;利用基准面对工件进行初定位,使测头能够顺利接触工件并实现测量;获得测量点后,进行精细定位,将配准定位矩阵在六个自由度上进行分解,只对其中部分自由度进行约束来获得优化的定位结果。该方法在某轴流式整体叶轮的测量中得到了验证。4.研究了基于区域精度差异的模型配准方法,提出了一种基于特征区域精度差异的模型配准方法。工件表面不同特征,在制造的时候其加工精度也不相同,如果在模型配准时,不对低加工精度的部分特殊考虑,就会使配准的结果不准确,该方法先用高精度的特征区域进行配准,确定变换空间的标准正交基,并对配准进行主方向上的约束,然后用低精度的特征进行配准,将配准变换在高精度特征区域确定的正交基上投影并将分量置零,使其对高精度特征区域的配准约束不产生影响。该方法在某径流式整体叶轮的测量中得到了验证。