数字化、智能化和集成化是制造技术目前的发展热点和未来的重要特征，也是二十一世纪先进制造技术的发展趋势。随着测量技术、自由曲面重建技术和机器人加工技术的发展，三者之间的联系越来越密切，将上述技术集成，开发智能测量、建模及加工一体化机器人系统适应了现代制造业的需要，可以提高制造系统的柔性和敏捷性，具有广阔的应用前景。　　 目前对于智能测量、建模及加工一体化机器人系统的研究主要还停留在样机阶段，在系统集成与实现方面还有许多关键问题需要解决。为此，本文以863计划引导项目《智能测量建模加工一体化装备的产业化开发》和中国科学院知识创新工程重大项目《数字化智能制造装备与系统技术》为依托，在分析了国内外测量建模及加工集成技术研究现状和进展的基础上，系统地研究了线结构光测量技术、自由曲面NURBS重建技术和机器人加工控制技术的集成以及集成中出现的相关问题，最后开发完成一测量、建模及加工一体化机器人系统。本文主要贡献概括如下：　　 1、进行了五轴机器人的补偿技术研究，提出了一种非模型方法与基于模型方法相结合的混合机器人补偿算法，有效解决了单一方法难以解决多种复杂误差源的问题。该混合机器人补偿算法适应了一体化机器人系统工作空间大，精度高等要求，并有效结合了五轴机器人的结构特点。与传统方法相比，它不仅考虑了几何参数误差和非几何参数误差，还充分考虑了非几何参数因素导致的几何参数误差的变化。　　 2、进行了线结构光测量系统标定技术研究，提出了一种基于探针的手眼矩阵与摄像机外参数矩阵的混合标定算法，并提出了相应的标定补偿算法。针对线结构光测量系统标定中的一个关键问题一手眼标定与摄像机外参数标定，结合手眼矩阵与摄像机外参数矩阵均为常矩阵的特点，应用基于探针的方法，将二者合二为一进行标定；在深入分析标定误差、误差来源及其对测量结果的影响的基础上，提出了标定补偿算法，克服了基于探针标定算法中标定误差受人为操作因素影响的缺陷，简化了其操作要求，同时提高了精度，从而大大提高了探针式标定方法的实用性。　　 3、进行了线结构光透明件测量路径规划的研究，提出了基于IGES的线结构光透明件路径规划算法与无CAD模型的半自动测量路径规划算法。针对一些形状并不复杂的工件CAD模型由多片曲面片组成的特点，根据张量积曲面的性质，提出了曲面片组合算法，将多片曲面片组合成一整片曲面，为路径统一规划提供模型；与其他线结构光测量规划研究相比，这两种方法都充分考虑了线结构光透明件测量的特殊要求和特点，解决了线结构光测量透明件的难题。　　 4、进行了自由曲面NURBS重建技术的研究，并针对密集散乱点云数据，提出了一种基于逆向参数化的B样条曲面重建算法。与传统参数化方法由数据点求取对应参数相反，逆向参数化方法根据参数求取相应的数据点，有效克服了传统参数化方法寻找对应点需要反复迭代的缺点；并为B样条的曲面重建提供了一种新的思路，基于逆向参数化的B样条曲面重建算法解决了因传统参数化方法带来的矩形拓扑难题，且实验分析表明其在时间效率和精度上较传统算法都具有优势。　　 5、在解决上述关键技术问题的基础上，完成智能测量、建模及加工一体化机器人系统的开发与调试，使系统达到最终应用要求，为今后的产业化奠定了基础。