随着“中国制造2025”的提出,我国制造业要不断向更高水平的自动化迈进,军事、航空航天等对仪器加工精密度有较高要求的领域也要有所转变和提升,产品的质量越发受到关注。现在工业界倾向于使用2D视觉方式进行测量,但是2D无法获取物体的三维数据,而三维测量比二维具有更多信息,可以更加全面、真实地反映客观物体的特征。三维测量作为一种较为普遍的检测手段,在工业制造领域应用广泛。本研究利用线激光轮廓仪作为数据采集设备,设计了一套数据采集系统,并结合点云数据处理技术和曲面重建技术实现了同轴送粉系统（LENS）的层间变形检测。本文系统地开展了以下的工作:（1）首先介绍了激光三角法的测量原理,根据点云数据得到表面网格的算法流程,对点云滤波、配准、三维重建中不同类型的典型算法原理进行了详细的介绍。（2）利用六轴机械手和双轮廓仪搭建了实验室数据采集系统,对设计的重要结构进行了应变仿真,保证了设计的正确性,同时进行了LENS系统的设计和安装。根据设计进行扫描路径的规划,并将点云数据进行格式转化。使用双轮廓仪进行倾斜扫描,通过初始变换将其进行校准处理。对于不同类型的噪声数据,进行不同的点云滤波,包括直通滤波、统计滤波和均值滤波。根据扫描路径的特点,设计了专门适用于LENS系统的点云配准算法。为了提高三维重建算法效率,使用体素法来对点云数据进行精简处理,可以有效减少冗余信息。（3）经过对点云数据的处理后,对比两类重建算法效果,从而确定使用一种投影的三角剖分的重建算法。由于原始数据不够平滑,所以最终得到的曲面也就不够平滑,因此使用了移动最小二乘法对点云数据进行平滑处理。最终设计形成了专用于LENS系统的三维重建技术。之后又通过一些测试样件,对系统中z轴的测量分辨率进行实验测量,通过多次测量和处理后得到z轴的测量分辨率为0.002mm。本文成功实现了同轴送粉系统的层间变形检测,为后续LENS系统加工过程的层间检测提供了一种有效的检测手段。