复杂微小型零件一般是指尺寸大小为0.1mm～10mm,特征尺寸大小0.01mm～1mm,且具有复杂形貌特征的零件。随着各学科不断向着高精尖端发展,精密的复杂微小零件在各个领域发挥着越来越重要的作用。无论采用何种加工技术,要获得合格的复杂微小精密零件,都需要先进的测量装置及方法。由于精密复杂微小零件结构形态各异,复杂多变,现有三坐标测量装置难以满足其高精度、高效率的形位误差测量要求。针对上述问题,本文研究目标为开发一种针对微小尺寸零件的几何形位误差多坐标测量及表征评价技术,主要内容为针对论文中给出的两种待测复杂微小零件,应用五自由度精密测量平台完成复杂微小零件测量轨迹规划方法的研究,实现这两种复杂微小零件的测量轨迹规划。研究复杂微小零件的形位误差表征和评价方法,研制复杂微小零件形位误差图形化的评价表征软件,实现形位误差表征的自动化。首先,针对复杂微小零件的特点,确定了合适的测量方案。并通过研究多轴加工轨迹行距计算方法,确定了测量轨迹行距的计算方法。对比了现有的测量数据采集步长方法,确定了适用于本论文的测量数据步长采集方法。完成了测头轴矢量空间姿态的规划,并基于曲率干涉检测方法确定了测头允许的最大半径。完成了测量轨迹样式的规划,基于齐次坐标变换方法,建立了测量轨迹点位文件后处理算法。并设计了测量轨迹规划流程。其次,进行了测量数据点采集技术研究,确定了数据采集方案。确定了曲面拟合重构方法。基于齐次坐标变换建立了实际测量点反求算法。并对常用的几何形位误差评价表征算法进行了数学软件工程实现,开发了形位误差评价表征软件。最后,分析实验室自研超精密五轴机床各项参数,基于该超精密机床建立了五自由度精密测量平台及测量环境。借助数学软件以及Powermill软件,基于前述测量轨迹方法,对本文待测复杂微小零件进行了测量轨迹的规划,验证了上述测量轨迹规划方法的完整性和工程实用性,并对影响复杂微小零件几何形位误差测量精度的因素进行了分析,分析了测头半径、测头轴矢量偏角、测头受热变形量、测头刚度等因素对测量精度的影响效果,并给出了相应的解决方法。