大型锻件一般用于机器设备的关键和核心部位,是制造重大装备的基础件。大锻件在锻造过程中需要根据实时尺寸来决定是否停止终锻,因此尺寸测量是其生产过程中的重要环节,对提高生产效率和资源利用率有重大影响。传统的接触式测量技术难以实现热态锻件的在线精确测量,而非接触式测量以其快速、准确、安全等特点得到了迅速的发展。结合热态轴类锻件的特点,本文提出了一种基于线结构光的轴类大锻件在线测量系统,实现了对其关键尺寸的快速准确测量。本文主要展开了以下几个方面的研究:(1)研究了基于结构光测量系统的工作原理,并导出了从相机采集的亮点数据到空间被测点云的计算公式,为后续程序实现提供理论依据。(2)在满足测量需求的基础上,开发出测量系统的上位机操作软件,实现了系统的电源管理、云台运动控制、数据接收处理以及基于OpenGL的测量结果三维模型显示。(3)针对系统采集点云的特点,通过范围滤波、边缘离散点滤波、三角滤波等方法滤除原始点云中不同类型的噪声点。在此基础上,根据阶梯轴的边界特征提出了一种快速实现点云自动化分割的算法,最后通过点云切片,最小二乘椭圆拟合,阶梯临界点判断等方法解算出了阶梯轴的长度、直径、同轴度和偏心量等关键尺寸。(4)根据设计的系统架构搭建出实验平台,对模拟工件和实物工件进行了测量实验。通过实验结果分析误差的来源,并提出了相应的解决措施,为系统精度的进一步提高提供理论基础。