随着现代工业的飞速发展,三坐标测量设备已广泛应用于三维复杂零件的尺寸、形状和相互位置的测量。目前,国内具有完全自主知识产权的三坐标测量设备并不多见,大部分的核心技术来源于国外。因此,自主研发三坐标测量系统具有十分重要的意义。本学位论文结合课题组与某企业联合开发的一款专用于车间在线检测的三坐标测量设备,即三维综合检测站,采用理论分析、计算机编程和工程试验结合的方法,建立了三维综合检测站的机构误差补偿模型和零件定向误差评定的数学模型,研究了计算机算法,参与自主研发了三维专业测量软件。　　主要包括以下几个方面的工作:　　第一,建立了机构误差补偿模型。介绍了三维综合检测站的结构组成部分,分析了其误差来源,针对机构误差建立了三维综合检测站主体机械部分的准刚体误差补偿模型,推导了各原始机构误差与测量误差之间的合成关系和传递系数,给出了机构误差补偿技术的实现方法。　　第二,建立了定向误差评定的数学模型,研究了相关的算法。根据新一代产品几何技术规范与认证(GPS)理论,运用最小区域法建立了基准平面和基准直线。采用坐标旋转法,建立了定向误差的评定模型,运用一种动态改变惯性权重的自适应粒子群算法(DCWPSO)进行搜索计算,得到了定向误差评定的最优解。通过多组实例分析并与其它方法结果值对比,验证了该方法的有效性和优越性。　　第三,研究了基于公差原则的定向误差评定方法。以孔(轴)特征的中心轴线为研究对象,分别采用最大内接圆柱(最小外接圆柱)法和最大内接圆(最小外接圆)法,建立了满足最大实体要求(MMR)时,孔(轴)特征的定向体外作用尺寸和局部实际尺寸评定模型,运用DCWPSO算法完成了两类尺寸的评定。通过实例计算,检验了零件的合格性。　　第四,开发了配套三维测量系统软件。以VC++与MATLAB混合编程为平台,参与构建了软件整体框架,设计了软件界面,将本文研究的机构误差补偿方法与动态改变惯性权重的自适应粒子群算法(DCWPSO)植入软件中,完成了机构误差补偿模块和定向误差评定模块的设计,实现了对三维零件定向误差的测量评定。通过实例运行进行测试,验证了该软件的可行性和实用性。