复杂曲面类零件在航空航天、造船及汽车工业等领域应用广泛,但是其加工和测量成本高、加工质量难以保证。在机测量是复杂曲面类零件测量的主要研究方向之一,在先进制造领域具有极其重要的作用,较传统的测量方法具有明显的优点。因此,研究基于五轴加工中心的在机测量系统,实现复杂曲面类零件的加工测量一体化,避免工件二次装夹,对于保证其加工质量有着重要的理论和现实意义。本文主要针对五轴在机测量系统中测头半径补偿精度不足,效率低下的问题,采用三角网格模型和曲面重构技术,提出了基于三角网格模型的测头半径补偿方法和基于三角网格与曲面重构的测头半径补偿方法,主要研究内容如下:(1)详细阐述了五轴在机测量系统的组成和工作原理,归纳并总结了影响在机测量系统测量精度的误差来源。对在机测量系统的主要误差来源进行了分类,全面分析了误差源对其测量精度的影响,为减小测量误差奠定了理论基础。(2)通过对现有测头半径补偿方法进行分析、评价和总结,提出了基于三角网格模型的测头半径补偿方法。通过Delaunay法对采样点进行三角网格划分,分别求出各三角面片的法矢,以含同一顶点的三角形法矢的加权平均值近似作为该采样点处测头运动轨迹曲面的法矢进行测头半径补偿。最后通过实例验证了该方法对曲率较小且法矢与xoy平面夹角较大的曲面,在采样密度较小的情况下,半径补偿精度能达到很高,可到微米级。(3)通过对基于三角网格模型的半径补偿方法进行分析,在曲面曲率较大或曲面法矢与xoy平面夹角较小时,需要很高的采样密度才能保证测头半径补偿误差很小,提出了基于三角网格和曲面重构的测头半径补偿方法。通过对采样点进行分类,接着对曲面曲率较大或曲面法矢与xoy平面夹角较小采样点集进行B样条曲面重构,以重构曲面的法矢对采样点进行测头半径补偿;对曲面曲率较小且曲面法矢与xoy平面夹角较大采样点集利用基于三角网格模型的测头半径补偿方法进行补偿,即完成了所有采样点的测头半径补偿。最后,通过仿真实验,证实该方法提高了测头半径补偿精度。