矫直机是工业生产制造的一种非常重要的机械设备。现在国内外的矫直机基本上只有矫直功能，所以经过矫直后的工件需要另外的检测设备进行离线抽样检测，这样的工作方式不仅浪费劳动力，而且不能保证全部产品的合格，所以实现矫直机在线实时检测工件的直线度具有重要的工业价值。国内外针对在给定平面内的直线度测量方法主要方法有光学准直法、直尺法等，针对大工件的直线度测量方法有三坐标法、拉线法，这些方法的测量精度较低，而且不能实现非接触测量，因此只适合进行离线抽样检测。本文结合矫直机的生产工艺和机械工艺，确定采用机器视觉检测方法，这种方法精度适中而且能实现非接触实时检测，在检测领域广泛得到应用。本文在前人的研究基础上，结合像差理论和光学成像系统设计基础等相关理论知识，设计了棒材直线度检测的光学成像系统，并计算出成像系统的相关技术指标参数；在获得棒材图像之后，根据图像的灰度值对比度，获取棒材上下边缘图像，建立像素坐标系计算棒材上下边缘的像素坐标，根据中心轴线算法计算棒材上下边缘的中心轴线像素坐标。由于棒材工件的尺寸较大，单个视觉传感器不能实现对棒材整体的测量，因此采用两个经纬仪和标靶对所有视觉传感器进行全局标定，将单个视觉传感器的坐标系统一到总体测量坐标系中。将每个视觉传感器中获得中心轴线像素坐标转换到总体测量坐标系中，最后采用最小二乘法进行直线度误差评定。最后，结合矫直机生产工艺和在线检测技术要求，设计矫直机在线检测系统的电路硬件结构，并根据相关技术参数进行电气元件选型，之后设计了相关电气原理图。以在线检测系统不影响矫直机正常生产为提前，设计在线检测系统的工艺流程，根据工艺流程，确定电气控制思想，使用西门子Step7软件设计相关控制程序，并使用Opencv等软件试验直线度误差评定算法。本文通过仿真试验，验证了直线度误差评定的相关算法，以及实现了PLC程序对在线检测系统的控制，基本实现了本文所期望的目标。