随着生产和科学的发展，出现了越来越多的场合要求采用非正交系坐标测量系统。而将先进的机器人控制技术和完善的测量技术相结合的机器人测量系统是坐标测量机的一种发展趋势。它同时具有“硬件”简单，“软件”复杂的特点，是一种高科技的机电一体化技术。从其特点可以看出它更好的弥补了传统坐标测量机的缺点，从而拓宽了坐标测量机的应用领域。 本文以坐标测量的基本理论为基础，将先进的机器人控制技术和激光非接触测量技术相结合，提出了具有四自由度的非接触式机器人测量系统的研究方案。根据测量要求，确定了系统的机械结构和控制系统组成。仿真与实验结果验证了该测量系统达到设计目标。 本系统从机械结构的设计到控制系统的设计以及测量方法的构思都有所创新。机械上摒弃了龙门式、悬臂式等传统的结构，设计了一种基于机器人的坐标测量机。控制系统采用主从两级的控制方式，使用DSP多轴运动控制器以提高系统的实时性、稳定性。用长光栅测弧长来实现角度测量的高分辨率要求，实现空间上的高精度定位。同时测量系统中采用CCD摄像头和激光传感器相配合，实现了高效、高精度的非接触式测量方案。