叶轮叶片是航空、舰船、核电等行业的核心部件，具有薄壁件、难加工、易变形等特点，如何保证其制造精度一直是数字化制造领域的研究前沿。“加工-测量”一体化为实现叶轮叶片类复杂曲面零件精密加工提供了新理论新方法，其中大规模点云处理、无干涉5轴检测规划、软硬件平台搭建是亟需解决的关键问题。为此，本文围绕叶片点云精简与光顺、叶片形位参数提取、叶轮无干涉检测规划等开展研究，具体包括：(1)叶片造型复杂，前后缘壁厚不足2mm，对非均布叶片点云精简或光顺时易因取样不均丢失前后缘特征。本文建立点-曲面距离关系，应用点云密度熵信息，定义并选取含点云分布特性和内在特征的权重因子。建立精简点云和原始点云之间的几何误差关系，解决前后缘高曲率区域和稀疏区域取样不均问题，提出自适应双边滤波器，解决非均布点云光顺整体收缩和前后缘过光顺问题。实验结果表明，相比均匀网格和层次聚类法所提方法精简后叶片点云分布更均衡，相比拉普拉斯和双边滤波法所提自适应双边滤波法在标准偏差上降低1个数量级。(2)为避免繁琐的网格重构和曲面参数化，可由叶片散乱点云模型直接构造截面型线，提取特征参数。本文构建散乱点云数学形态学操作，提取截面曲线和中弧线有序点集，建立截面曲线-点云距离函数，根据1阶微分增量构建调整截面对应B样条曲线控制点的线性优化模型，使截面曲线与点云几何偏差控制在容许范围内。结合中弧线原理，引入点-包络线距离函数，建立叶片截面曲线和中弧线之间的有向距离函数，通过线性优化模型调整中弧线对应B样条曲线控制点，提高中弧线提取精度，进而提取前后缘、最大厚度等叶片参数，所提算法成功应用于叶片点云或整体叶盘的参数提取。(3)叶轮属于回转类造型，采用三坐标测量机(CMM)检测会因二次装夹导致重新定位，无法实现其加工-测量一体化。本文综合考虑测头大小和检测路径全局可接近性，定义测点全局可接近锥，利用图形处理器(GPU)给出可接近锥高效计算方法，得到整条检测路径上的有效可接近锥。考虑检测路径最短兼顾光顺性的问题，通过检测点集和检测方向构建的轴迹面给出最小曲面面积的离散表达式，得到兼顾路径最短和整体光顺性的路径规划优化方法。根据相应评价指标，通过整体叶轮的在机检测实验验证其有效性。(4)本文初步搭建叶轮/叶片加工-检测一体化软件平台，具体包括点-面几何造型、叶片螺旋铣、无干涉检测路径规划、点云处理与特征参数提取等功能模块，在重点实验室Mikron UCP800机床上应用Renishaw OMP40完成叶轮/叶片无干涉5轴在机检测实验。