五轴机械式冲压件光学检测仪(简称FMSOMI)是一套实现在线检测冲压件质量的精密检测设备。本文采用数字化设计手段对FMSOMI进行研究设计,利用虚拟样机技术对FMSOMI及其关键部件进行运动学仿真,通过研究其结构特性对检测仪设计进行快速测试、评估与改进。在物理样机制造之前,便可以按照各种工况进行仿真分析,预测产品的整体性能,进而优化产品设计、提高产品性能。本文的研究主要以下几个方面：首先对FMSOMI的整体结构进行详细设计。通过分析了冲压件质量检测设备的检测原理,和检测设备的工作环境等要求,选择合理的三轴正交运动和两轴旋转的结构,并且对关键的部件进行选择和计算,提出整体的结构方案。其次在UG和ADAMS的数字化设计平台上,应用虚拟样机技术对FMSOMI以及其关键部件进行结构特性分析,并优化和改进FMSOMI的结构设计。在UG平台上对FMSOMI的零部件进行三维建模,并完成虚拟装配和静态干涉检查；将在UG中建立好的三维模型导入ADAMS中,根据功能需求对它添加约束、材料属性、运动副等,并进行运动学仿真和动态干涉检查；根据分析的结构特性来优化和改进FMSOMI的结构设计。最后对FMSOMI进行误差分析并对其关键的结构进行精度设计。首先分析FMSOMI的误差来源,对检测设备的关键部件三轴正交结构和两轴旋转工作台进行精度设计,来保证FMSOMI的检测精度。本论文基于UG和ADAMS数字化设计平台完成了FMSOMI的结构特性研究,并优化和改进结构设计。验证了采用虚拟样机技术对FMSOMI进行仿真设计,可以减少物理样机实验,提高产品设计效率。