长圆棒材是具有广泛用途的特殊钢。在长圆棒材碾光矫直生产中,需要在线联合测量直径、椭圆度和直线度,以提高生产效率和降低劳动强度。在线测量,可使生产的时间和空间紧凑,优化生产流程与设备的关系;联合测量,可提高测量工件几何量的能力;非接触式测量,可优化待测工件与测量设备的空间关系。现有的测量方式中,离线测量不能满足在线测量的需求:在线接触式测量容易造成工件和设备的磨损;在线非接触式测量更多的是对单一几何量的测量,缺少直径、椭圆度和直线度同时测量的应用。为了克服现有测量方式的不足,论文对基于激光扫描法的长圆棒材直径、椭圆度和直线度在线测量关键技术进行了研究,为将来建立适用于生产现场的几何参数测量设备提供技术基础。论文主要完成了以下工作:第一,阐述了棒材直径、椭圆度和直线度测量研究现状和测量原理,详细介绍了基于激光扫描法的长圆棒材直径、椭圆度和直线度在线测量系统的工作原理和基本功能,给出了系统整体设计方案。第二,分析和推导了直径、椭圆度和直线度测量算法,提出了包含工件倾斜、工件旋转、测量点有限性等实际测量影响因素分析的改进算法。第三,设计了系统机械结构,对位移传感器、测温传感器、工控机等重要硬件进行了详细介绍与实现。第四,设计并实现了以系统配置、数据采集、数值计算、数据存储等为核心的测量系统软件,并对软件操作方法进行了简单介绍。第五,进行了直径、椭圆度和直线度测量相关实验,对实验结果进行了分析。论文研究表明,在线联合测量长圆棒材直径、椭圆度和直线度技术可行,经完善开发可形成整个测量系统并运用于工件品质检测。