薄壁回转体工件广泛应用于工业、农业、国防建设等各个领域，大到汽车和飞机发动机的零部件、大型轮船上的部件以及工业生产设备的部件，小到惯性元件的框架结构、转子结构等都是薄壁回转体结构，其在国民经济和国防中占有很大的比重。工程应用中对这些回转体零件的内外径尺寸有严格的要求，另外这些回转体零件表面一般都具有倒角、短圆弧、凹槽等精细结构，为实现在坐标测量机上对上述回转体内外径尺寸以及精细结构的快速精确测量，需要设计专门的仪器结构与相应的测量方法。本文针对某型缸套的尺寸检测设计了通用回转体测量仪，根据该测量仪的特殊结构建立了误差补偿模型；同时在接触式测量的基础上引入视觉测量系统，检测回转体表面的精细结构，实现了对薄壁回转体零件快速、高精度测量，显著提高了测量效率。论文主要内容如下：1)根据对待测薄壁回转体零件的结构特征、待测几何要素的分析，确定了测量仪的结构，包括接触式测量系统结构与视觉测量系统结构两部分。接触式测量系统结构采用桥式配合回转工作台，实现对内外径等几何尺寸与形位误差的测量。视觉测量系统采用背光照明方式，突出待测零件的轮廓；选用远心镜头与图像传感器配合，消除了透视效果，提高了视觉测量的精度。2)根据本回转体测量仪的特殊结构建立测量系统的误差补偿模型。具体包括桥式结构与回转工作台结合的接触式测量系统数学模型建立；对仪器回零误差的特点进行了分析并给出了相应的补偿方法；开发了一种触觉视觉联合标定方法用于测量特殊结构的尺寸。3)对具体待测零件的待测项目进行了阐述并设计相应的测量方法。根据待测尺寸或形位误差的特点，分为四类测量方法：接触式测量几何尺寸的方法；接触式测量形位误差的方法；视觉测量方法；接触式与视觉联合测量方法。此外，对于自动测量程序的路径进行优化，提高了测量效率。