深孔类零件在生产生活中的应用极为广泛,此类零件长径比较大,加工工艺过程较繁琐,因此对所加工零件的轴线直线度影响较大,而深孔类零件内孔直线度却直接决定了零件的性能优劣,影响零件的使用寿命。当前现有的深孔类零件直线度测量手段存在着测量精度较差、设备操作较繁琐、环境适应性较差等不足之处,本文根据滑膛火炮身管的测量需求,提出了基于光电检测的光轴法测量方法,设计了一套深孔直线度测量装置,主要的研究内容如下:（1）提出了基于光电自准直仪的光轴法测量方法,根据火炮身管的具体测量需求,在比较了各类直线度测量方法后选定基于光电自准直仪的光轴法作为直线度测量方法,并提出采用最小二乘法与最小区域包容法相结合的评定算法评定直线度。（2）设计了深孔类零件直线度测量的技术方案,提出了深孔直线度测量装置应具有自动定心、稳定行走、直线度测量数据采集及分析处理等功能,确定了深孔直线度测量装置的结构形式、主要设计参数和深孔直线度测量工作流程。（3）针对深孔直线度测量装置所采用的测量方案进行了测量误差分析,确定了测量单元反射镜倾角安装误差及装置定心精度对直线度测量影响较大。为提高深孔直线度测量装置测量精度,对测量单元反射镜倾角误差及装置定心误差进行深入分析,分别建立了测量单元反射镜倾角测量模型及装置定心误差测量模型。（4）开展了深孔直线度测量装置的结构设计工作,将测量单元分为反射镜安装模块与光电自准直仪安装模块,二者配合完成深孔内直线度测量数据的采集;基于三点定心原理设计了定心单元的结构,采用锥形块、钢球、支撑盘件配合作用实现测量装置定心作用;为实现测量装置紧凑设计将驱动单元放置于定心单元中部,通过驱动电机及滚轮配合作用实现测量装置的稳定行走功能;根据控制需求,提出了以工控机作为上位机软件载体,电气控制柜作为下位机硬件载体的控制系统。（5）完成了深孔直线度测量装置的搭建,对测量装置进行了反射镜倾角确定实验及定心误差实验,在此基础上对样件进行了直线度测量试验,与样件直线度标定值差值均在5μm/m以内,最大测量误差为4.44μm/m,满足设计要求。通过以上研究,提出了基于光电检测的光轴法测量方法,研制出了深孔直线度测量装置,在身管样件直线度测量中进行了应用,实现了深孔类零件直线度的高效高精度测量。