制造业装备技术的不断进步，对零件的加工精度和效率等提出了愈来愈高的要求。与规则零件相比较，复杂曲面零件的设计、加工和精度检测等过程更为复杂，要求有相应的检测技术对不同尺度、不同精度要求的各类复杂曲面加工精度进行检测和保证。基于三坐标测量机的离线检测技术常用于精密零件的精度检测，但具有工件二次装夹定位误差问题及大型零件测量的局限性问题。因此，复杂曲面零件数控加工后直接进行原位加工精度检测和误差补偿，是实现精密产品闭环制造模式的有效途径。本研究在在线检测系统一次误差补偿（包括预行程误差补偿、测头半径误差补偿）基础上，深入研究测点规划、曲面配准、二次检测误差补偿、修复加工补偿等关键技术方法，通过在线检测与原位修复补偿加工，提高复杂曲面零件的加工精度。本文主要内容包括以下几个方面：　　（1）深入调研复杂曲面零件精密数控加工与检测的误差分析与补偿的国内外研究现状，对在线检测系统的机床误差和测头系统误差分析技术以及软件系统的在线检测方法和误差补偿方法进行综述分析，并指出该领域目前仍然存在的难点问题。　　（2）开展复杂曲面零件的测点规划研究，针对IGES格式模型建立点、线、面之间的拓扑关系，实现模型的拓扑重建；提出基于曲面曲率的测点规划方法以及基于有理B样条曲面的控制点反求测点规划方法，自适应生成曲面的测量点，实现曲面零件的测量；基于原位检测系统探测所得的测点信息，重构B样条检测曲面，同时采用K-d树实现离散点云搜索和采用ICP配准方法实现离散点云与曲面的配准，从而完成检测曲面与理想曲面的配准，得到曲面零件加工误差值。　　（3）基于原位检测系统的一次误差补偿，即测头半径误差、测头预行程误差和机床几何误差等基本误差补偿，提出基于偏最小二乘回归分析算法的误差回归建模方法，实现曲面零件测点法矢方向的检测数据二次补偿；基于曲面零件的加工误差补偿结果，提出基于曲面零件加工误差的加工代码修正方法，生成修复加工的数控代码。　　（4）开发在线检测系统的“曲面重构”模块、“二次误差补偿”模块和“修复加工”模块，实现检测系统误差补偿和修复加工等功能；同时列举复杂曲面零件进行实验研究，实验结果表明，本文提出的误差补偿方法可以进一步提高原位检测系统的检测精度和加工精度。