自由曲面零件的设计、加工及检测涉及多方面的高精尖技术，是一个国家装备制造业水平的重要标志，针对该类零件拟提出一种自适应测量方法及接触式测头半径补偿方法。在实施过程中涉及到的相关技术主要有采样方式选择、采样方法设计、测量路径规划、数据处理、曲面重构以及测头半径补偿分析，而本文主要将采样方法、测量路径规划和测头半径补偿作为研究对象，拟提出一种基于关键点自适应采样方法、一种基于凸多边形测量路径规划方式、一种面向接触式测头的基于特征测头补偿方法，同时这些也是本文的技术难点及创新点所在。　　 1.采样方法方面:提出关键点采样方法及其工作原理;研究样条曲线、自由曲面中关键点分布方式及其类别;通过Matlab模拟得出允许精度与关键点数量、拟采用流程循环次数之间关系;通过关键点采样方法与等弧长采样方法的对比得出关键点采样方法先进性;结合CMM（三坐标测量仪）和简单自由曲面类零件作二维、三维实物测量，验证该采样方法自适应分布采样点功能。　　 2.测量路径规划方面:对基于凸多边形测量路径规划的原理与相关定义进行阐述;得出基于凸多边形测量路径规划中测量效率数学模型，分析测量效率与测头寻位次数、各类路径元素长度、测量速度和移动速度等参数之间量值关系，同时得出不同逼近/回退距离下合适触测速度和不同表面质量下扫描速度合理设置范围;通过最佳测量方向、测量区域的单调剖分和各待测元素测量路径的计算以及测量路径的连接等步骤对基于凸多边形测量路径规划进行实例阐述。　　 3.测头半径补偿方面:分析接触式测量余弦误差产生原因，阐述二维半径补偿和三维半径补偿适用场合及数学模型;从外形规则几何特征、无数学模型自由曲面和有数模自由曲面三方面解释基于特征半径补偿方法的原理;将基于特征半径补偿方法应用于校准用标准球，得出补偿前标准球到各点距离和补偿后各补偿点与理论补偿点偏差值，通过试验验证该补偿方法有效性。　　 本文还对采样方式进行了对比与选择，对数据处理和曲面重构各步骤及原理进行了阐述，这里不再赘述。