具有复杂曲面特征的整体结构件广泛应用于航空航天领域,但是其较高的尺寸精度要求给机加工带来了严峻的挑战,如何保障和提升该类零件的加工精度一直是航空航天制造领域的难题之一。为此,本文以航空结构件复杂曲面加工过程质量控制为目标,充分利用“加工-检测”一体化在线检测技术,针对复杂曲面特征高精加工的检测路径自动规划、误差标定与补偿、加工余量均匀化等问题进行研究。主要研究工作如下:(1)测量路径自动规划。从涉及测量轨迹自动规划流程的诸多环节入手,研究了复杂曲面检测点位快速生成、检测点位自动布局、测量路径自动规划以及测量轨迹仿真等,提出了基于在线检测的测量路径自动规划技术,实现了复杂曲面无碰撞条件下的检测路径快速生成及模拟。(2)机床误差与测头误差的标定与补偿。针对在线检测精度问题,重点分析了机床及测头等主要因素对在线检测精度的影响,提出了机床及测头误差标定及补偿方法,实现了检测点位的精确采集。(3)基于在线检测的复杂曲面加工余量优化。为了实现加工余量的均匀化分布,首先建立了基于余量优化方法的数学模型,然后计算检测点到理论模型上最近点的距离,将约束下的曲面加工余量优化求解问题转换为无约束余量优化的问题来求解,大幅提升了累计迭代计算效率,进而通过调整坐标系获得了使曲面余量均匀化的零件空间最优姿态,并进行了典型航空结构件复杂曲面加工及检测试验,验证了上述方法的可行性。