热轧无缝钢管钢管具有良好的机械性能、易机加工、使用寿命长等优点,广泛应用于空心精密零件的坯料、航空航天框架结构,以及液压气压元件所需的管件上,例如精密轴承管、气动或液压元件以及车辆航空高精度结构管等。斜轧穿孔是将棒材转化成无缝钢管的第一道工序,在此过程中将实心棒材穿孔成空心毛管。这种工艺主要靠顶头将钢棒中心顶穿,可以看出在这个过程当中,顶头的表面轮廓质量影响着钢管内壁的质量。在上述过程中,顶头工作在强作用力、高温度、剧烈摩擦和急热急冷的条件下,因此顶头表面经常会出现磨损、变形等缺陷。据统计80%的内壁划伤和厚度不均都是由顶头缺陷所导致的,所以每道次轧制后对顶头进行检测是保证管坯内壁精度的关键。目前检测方法主要是寿命判断法和人工视觉检测法,受顶头材料成分差异和人为因素的影响,存在实时性差、检测置信度低、环境适应性差的缺点,不能满足工业表面缺陷检测自动化智能化的要求。因此亟待在生产线上设计智能检测系统和算法,对每道次轧制后的顶头表面缺陷进行实时监测和分析。基于无缝钢管斜轧穿孔机组,提出了一种基于激光扫描的斜轧穿孔机顶头表面缺陷在线检测的装置及智能算法,本文重点研究无缝钢管斜轧穿孔机顶头在线检测装置设计及可行分析、顶头轮廓三维轮廓点云在线获取算法、顶头缺陷定位提取算法研究、顶头缺陷识别算法研究及可行性分析等问题。为了验证顶头在线检测装置设计的可行性,针对穿孔机组的工作周期、设计尺寸、现场环境以及顶头表面出现的各类缺陷,在实验室中设计了一套顶头在线检测模拟装置,主要包括缺陷顶头3D打印模型、顶头旋转机构、数据采集装置、轮廓扫描装置。通过顶头模型的扫描重构轮廓的误差分性,验证了顶头在线检测装置设计的可行性。为了验证智能算法的可行性,首先对各类的滤波器的滤波算法和应用场合进行了分析,分析得到使用FIR（Finite Impulse Response）有限长单位冲激响应滤波器最适合于本文的应用场合,最后通过滤波实验,验证了该滤波器的滤波效果。为了能够在线定位提取顶头表面的缺陷,本文研究了一种用于顶头的点云的提取算法,首先基于顶头的特征改进ICP（iterative Closest Point）迭代最近点算法方实现测量点云与标准CAD模型点云的精确配准,在配准结束后针对不同工作区顶头缺陷的特性,适用相应的缺陷分析算法对缺陷进行分类处理算法。