与传统的接触式三坐标测量机相比,非接触式测量分辨率高、测量范围较大；能够实现零接触测量,没有测量力和摩擦,可方便地测量软质和易变形物体表面；测量速度快、采样频率高,形成“点云”数据；从根本上解决了接触式测量所产生的各种缺陷。实验室原有的非接触式三坐标激光测量仪由于结构原因,只能对回转体进行测量。在将其结构改进之后,本论文以改进后的三坐标测量仪为研究对象。主要研究内容包括以下几个方面：(1)根据测量仪采用点云和基于曲线的模型重建两种测量模式,给出了已知数学模型及未知数学模型的建模方式,并详细阐述了点云数据的处理方式及过程。(2)详细介绍了步进电机驱动控制原理、激光测头的工作原理。(3)针对非接触激光三角测头式三坐标测量系统进行误差分析,其系统误差主要来源为系统的几何误差,主要包括X、Z轴滚珠丝杠的传动误差、从Z轴倾角误差。采用软件补偿法对三坐标测量系统的系统误差进行补偿,分别对三坐标测量系统的各单项误差建立误差补偿数学模型,编写误差补偿软件进行补偿。依照原有测量软件,补偿软件采用Visual C++6.0编写,经过测试运行正常。(4)从测头和测头方向的选择、测量点数目及其位置的确定、检测路径的规划、碰撞检查和碰撞规避问题等几个方面对自动检测做了研究,从而提高测量效率。