随着航空、航天、汽车、船舶等行业的飞速发展,自由曲面零件在现代工业中的应用越来越广泛,对这类零件的反求、精度检验以及自适应加工都离不开精确的测量。同时,对于高精密加工中心来讲,如何在现有装备的基础上融入高速测量功能,使其不仅能完成零件的测量,还能实现对自身误差和健康状态的检测意义重大。本文以装配有华中8型数控(或者简称HNC-8)系统的数控铣床为基础,充分利用Renishaw SP2-1三维接触式扫描测头的测量特性,为数控加工中心融入高速测量功能。本文在深入分析了SP2-1测头的特性的基础上,确定了系统的整体框架;接着,基于STM32模拟量高速数据采集I/O模块(HIO-1000PULSE),设计开发了数据处理软件;然后,结合HNC-8数控系统研究了扫描测量关键技术,包括数据采样与处理,自适应跟随控制、扫描测量信息交互等;最后,在此基础上开发了基于HNC-8的在机扫描测量系统,实现了已知G代码的扫描测量、典型型面的扫描测量以及未知曲面的自适应测量。实验表明,本文所开发的扫描测量系统,其理论精度可达0.001mm,实际重复精度为0.01mm,如果运用在超精密加工中心,可获得更高精度的测量。