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随着制造技术及精密测量技术的发展,传统的手工测量方式及以三坐标测量机为代表的自动化离线测量方式逐渐表现出其缺点和不足。在机检测系统作为一种在线测量方式因其明显的优势应运而生。在机检测系统是一种在加工中心上利用高精度接触式测头实现工件加工质量自动检测的系统。该系统将加工中心的数控加工功能和三坐标测量装置的质量检测功能结合在一起,使加工中心具有工件加工质量检测的功能。为了实现在机检测系统中接触式测量中的测头半径的空间补偿、实际工件与其CAD模型的对齐及测量程序的上传和检测结果的下载,本文主要完成了以下几方面工作:1.以最小二乘拟合理论为基础,研究了触发式测头半径标定的数学模型并推导出在标准球上进行测头标定的算法。然后以B样条曲线曲面理论为基础,研究了自由曲线曲面的最小二乘逼近算法,根据自由曲面上任意一点法矢的计算方法推导出自由曲面任意一点的半径补偿算法。2.研究了多种基本工件坐标系的建立方法,给出了空间直线、平面及空间圆的最小二乘拟合算法。研究了基本测量中工件坐标系与机床坐标系间的坐标变换数学模型,更换测头系统配置情况下工件坐标系与基准坐标系间的坐标变换数学模型及多个局部工件坐标系间的坐标变换数学模型。3.研究了在机检测系统中的串口和网口通信技术。根据串口文件传输的特点自定义了串口文件传输协议并研究了串口通信中的多线程技术。然后以MFC中的CSocket和CAsyncSocket类为基础研究了网口通信技术,在利用多线程技术及文件传输控制协议的基础上引入了改进的轮询机制提高了文件传输的效率。基于VC++平台分别开发了在机检测系统的串口和网口通信模块。4.在TDNC-W200加工中心上进行了在机检测实验。通过对复合式凸轮的端面凸轮轮廓的测量,验证了本文研究的算法和开发程序的正确性和可靠性。