坐标测量设备现代生产中应用日益广泛。主流的坐标测量设备价格昂贵、养护使用条件苛刻。针对于此,本项目研究一种便携式三坐标测量系统,在经济性和测量精度的平衡中,该系统更倾向于前者,以为多样化的测量需求提供更多的选择。该便携式三坐标测量系统可以为小型零件的测量提供一个灵活性、通用性好的测量平台;可以作为超精密测量机(如纳米三坐标)的精细进给部件的承载机构;经济型的版本也可以作为需求日益增长的三坐标测量机应用教学的载体。论文围绕便携式三坐标测量系统的构建展开,对系统的整体要求、构建路线、及各个子系统进行详细地分析介绍;给出相应的解决方案及其评估;对系统原型的搭建、调试和应用测试过程中的关键问题进行了分析讨论。关于各个子系统的论述包括:在机械系统部分,分析主流测量主机的机械结构布局及测头等关键部件,提出基于改装PPCNC(Personal Portable CNC machine)平台的测量主机构建方案,并介绍该方案在实现中的部分关键问题,如偏转校正等,分析该结构的主机的误差模型及重力等外部因素的影响;在电气系统与控制系统部分,提出了基于Grbl控制器的电气系统及控制系统解决方案,介绍了电源、驱动等模块,各模块的连接,以及针对Grbl的二次开发;在软件系统部分,分析“通用测量软件加I++DME接口”的解决方案,及其实现过程中的关键问题,如通用测量软件的选择、I++DME接口协议、测量设备对象模型、TCP/IP通信、串口通信等。在项目中完成了便携式三坐标测量系统原型的搭建,包括完成基于PPCNC的主机改装,完成电气系统的搭建测试,用C#实现针对Grbl控制器的I++DME接口程序的开发等。论文将介绍针对原型系统进行脉冲当量、探测接近速度等参数的测定,测头校准,及以球状零件为样例进行的应用测试。