大锻件是重大装备制造业中大型核心部件的关键材料，大锻件的发展对国防实力提升、社会经济建设、重大装备制造等都具有重要意义。未来10～15年将是我国推进工业化的关键时期，电力、石化、冶金、船舶等行业都将继续快速发展，孕育着对大型锻件的空前需求。我国是世界上的大锻件生产大国，但是在一些关键技术和产品方面和国外相比尚存在着一些差距，一些核心装备，国内尚无制造能力。所以需要全方位提升大锻件的制造能力，使我们成为大锻件的制造强国。大锻件在锻压过程中的精确测量能够给锻件加工提供指导作用，从而有效提高加工效率、减少材料浪费。本课题结合国家“十一五”、“十二五”关于重大装备制造计划，在上海市科技支撑计划的资助下，研制了一种新型的大锻件在线测量系统。该系统采用基于时间飞行法的激光扫描测距传感器配合直角坐标运动执行机构，实现大锻件尺寸的快速准确测量。本文的研究工作主要包括以下几个方面：1．提出了采用360°旋转的激光扫描测距传感器配合直角坐标机构实现大锻件尺寸测量。激光传感器没旋转一圈可获取锻件截面一组数据，配合传感器较高的旋转频率能够快速获取锻件表面大量数据，从而满足快速与高精度要求；直角坐标运动执行机构精度高，测量范围大，运动控制方便。激光传感器获取二维数据，配合直角坐标机构任意一维的运动即可直线锻件表面三维尺寸的测量。2．根据测量系统要求，设计具体的硬件系统。选择龙门式整体构型，X轴方向采用齿轮齿条传动，Z轴方向采用带轮传动；电机的高分辨率可以保证传动的高精度；同时，为了能够增加对锻压现场的实时监控、图像导引以及温度数据的采集，硬件方面配备了CCD摄像机与温度传感器。3．采用VC++6.0环境进行测量系统的软件开发设计。使用CSOCKET套接字对激光扫描传感器进行通信开发，能够快速准确的获取传感器采集的数据；采用多线程技术提高了系统运作的效率；通过对CCD的通讯开发，为以后的图像导引打下基础。4．为了测量过程中数据处理的方便与精确，设计了测量系统安装时的精确标定方法；对采集的截面数据进行最小二乘处理可快速获取锻件各个截面尺寸信息以及锻件整体轴线直线度误差信息。5．通过实验室实验以及锻压现场实验验证系统可行性与重复性，通过对测量系统主要的误差分析和仿真实验得出各种误差对测量结果的影响，并对各种误差给出了相应的解决方案，从而更好的提高系统精度。