在航空航天等国家重点工程建设领域中,存在一类复合材料简体与金属端框组合结构的大型筒段部件,其制造质量直接影响着装备的整体性能。由于成型后的复合材料简体和加工后的金属端框尺寸误差相对较大,误差终端累积效应不可忽略。这类大型筒段对接装配往往依赖人工经验的反复试装,效率低、质量稳定性差。将现代在线检测技术与传统对装工艺有机结合,为该类大型筒段精确对装提供了有效途径。本文以中国运载火箭技术研究院委托项目为依托,针对大型简体-端框对接装配难题,开展对接装配在线检测方法及系统研究。针对工件几何尺寸大、结构刚度低、误差终端累积效应显著等特征所引起的大型简体-端框对装问题,分析了现有大型筒体-端框对装方式的不足,研究了一种基于过程参量在线反馈的精确对装新方法；设计了筒体和端框的圆跳动、对装缝隙等多参量同步在线检测方案；研究了各测量信息获取方法及相关技术,并对图像传感器进行了标定实验。为提高大型部件简体-端框对接过程中的装配调整效率,开展了大型筒体-端框对接装配位姿计算与调整方法的研究。利用大型筒段装配对接面的实际测量信息,建立了大型筒段位姿的数学模型,求解了筒体动态位姿的调整参量,进而为指导大型筒段装配位置和姿态的调整提供数据支持。基于"PC+ARM"的结构形式构建了对装过程在线检测系统,在现有对接工装基础上设计了执行系统测量动作的在线检测机构：采用模块化手段规划了大型简体-端框在线检测控制系统的功能模块,解决了测量数据实时采集、无线通信及机构运动控制等问题,同时利用VB开发在线检测系统多功能用户操作界面,实现人机交互功能。最后,将所研制的在线检测系统实际运用于某大型筒体-端框对接装配中,验证了所研制的在线检测方法及系统对提高对装精度和对装效率的有效性。