随着现代制造技术的迅速发展,三坐标测量机正逐渐成为制造业特别是自动化生产中实现质量控制的主导设备。然而,对一些复杂几何形状的工件,很难利用传统三坐标测量机进行测量。数字信号处理器(DSP)的快速发展,促使以DSP为核心运动控制器广泛应用在现代化加工工业以及测量领域。运动控制器的可编程性,一方面使得三坐标测量机能够实现各种复杂的曲线运动,这使得复杂几何形状的工件测量成为可能,另一方面提高了设计的柔性,可以方便的测量不同形状的工件。尤其是随着数控转台精度的大幅度提高,配备有精密数控转台的三坐标测量机能够更加快速精密的测量回转体工件的轮廓特征,促使逆向工程进一步发展。本文分析烟台中环机电技术开发有限公司设计制造的多轴三坐标测量机的机械结构,设计了基于该三坐标测量机的合理的运动控制方案。为了提高系统的速度和位置跟踪精度,分别调整了伺服系统的刚度系数和运动控制系统的PID参数以及速度、加速度前馈系数,并对PID参数调节过程中出现的积分饱和现象进行分析,提出了有效的解决方案。研究了运动控制系统中的关键技术,如S形加减速运动、复杂曲线构造、手动控制系统设计以及多轴同步技术。这些关键技术的使用使得复杂曲线的运动成为可能,尤其是在逆向工程中表现出极大的潜力。最后进行了系统实验,测定了控制系统的定位精度为±1μm。