激光直接成形制造在现代生产中应用越来越广泛,而激光熔覆成形薄壁件时,会因为熔覆件表面凹凸不平或挂渣现象影响成形件表面精度,甚至导致后续加工无法进行。针对这种情况,“基于激光铣削的光内输送微纳粉激光熔覆复合精确成形技术研究”(项目编号:51205266)项目中提出了一种激光熔覆、表面形貌测量和激光铣削相结合的激光复合成形新方法。本文重点研究设计了激光复合成形技术中的表面形貌测量即三维测量系统。本文搭建了以电控运动平台、测量系统、电控系统和数据处理系统组成的三维测量系统。并利用VC++语言,结合图像处理技术,自主开发了一套测量数据处理软件。具体研究内容如下:1)阐述了三维测量系统的功能及在激光复合成形技术中的作用。2)对三维测量系统进行了模块划分,并对每个模块的作用和功能做了说明和分析。3)设计了三维测量系统中的机械结构部分,包括高速轮廓仪支架、二维运动平台,对运动平台的精度进行了分析控制并对关键部件进行了校核。4)阐述了三维测量系统的工作原理,并利用VC++自主开发了一套数据处理软件。5)利用搭建的三维测量系统,对熔覆件表面测量和软件处理结果进行了实验研究。本文设计的三维测量系统可以测量出熔覆件表面形貌特征和获得表面数据;能根据测量的数据,利用自主开发软件处理得到被测零件高度范围;获得尺寸大小与实物一致且可直接被激光铣削软件利用的高点区域图片文件,实现三维形貌的闭环控制。