本发明公开了一种基于多传感器集成测量的自由曲面类零件加工系统；曲面测量组件集成了非接触式和接触式两种传感器，曲面加工组件装有铣削用铣刀，曲面测量组件与曲面加工组件通过直线导轨连接；点云处理组件用于对非接触式传感器获得的点云数据进行几何处理，将当前工作台可直接执行的加工G代码提供给曲面加工组件进行加工；曲面测量组件对工件进行非接触式测量，再对精加工得到的产品进行接触式测量；质量检测组件用于对接触式传感器获得的测量数据进行误差比较，获得产品质量结果。本系统集成了非接触式和接触式两种传感器，在同一机床上实现“测量-加工-检测”一体化，整个过程无需人工干预，提高了加工效率和自动化程度。