在数控机床上进行在线测量是高档数控机床的一个发展趋势。采用在线测量不需要把工件卸下来重新装夹就直接在机床上完成对所需参数的测量,这样就避免了工件因检测而反复装夹、安装基准变化等因素对检测精度的影响,有利于提高生产效率和保证测量精度。本文围绕数控磨齿机在线测量系统进行研究,以实现在数控磨齿机上对齿轮齿形误差、齿向误差、齿距误差进行准确快速的在线测量。首先,为了在线测量齿轮加工的规定误差,对数控磨齿机在线测量原理进行分析并结合数控机床的结构特点建立数控磨齿机在线测量模型,分析基于坐标测量法的齿形误差、齿向误差、齿距误差的在线测量、计算、评价方法。其次,根据数控磨齿机在线测量准确、快速的测量要求,采用基于被测对象曲率特征自动跟踪测量方法。分析齿轮齿形误差、齿向误差、齿距误差在线测量时测量探头的定位以及对这些误差在线测量路径进行规划。深入地分析数控磨齿机在线测量系统的关键部件即接触触发式高精度三维测量探头的工作原理、半径补偿原理和方法、标定方法。根据测量探头的测量原理和特点提出变速率测量的在线测量思想,以提高测量效率。在此基础上,分析数控磨齿机在线测量系统所包含的各个模块及其功能,西门子SINUMERIK840D数控系统对在线测量系统的硬件和软件支持,关键的测量指令。基于集成在线测量的数控机床齿轮闭环加工制造思想,分析集成在线测量模块的SINUMERIK840D软件体系、数据结构,在线测量模块的总体结构设计以及开发方法并对SINUMERIK840D数控系统进行二次开发,开发相应的在线测量模块。最后,分析不同采样点数对测量精度的影响以及不同测量速率对测量效率影响,对数控磨齿机在线测量原理和数据处理方法的正确性进行验证,并在数控磨齿机的SINUMERIK840D数控系统上对不同采样点数和测量速率的在线测量方式进行实验,得到针对具体参数齿轮的参考测量速率。