在大型结构件的激光沉积制造过程中,受热应力累积、熔池失稳、参数波动等因素影响,沉积层容易产生尺寸偏差,逐层累积后会使成形件表面出现几何缺陷,导致成形精度差。为了解决这一问题,本文搭建了成形表面偏差检测与控制系统,实现了激光沉积制造表面几何缺陷的快速识别,并开发了一种原位点云数据处理方法,可以实现激光沉积制造过程成形表面偏差的在线自动检测与补偿控制。首先从热应力累积、熔池稳定性、工艺参数（激光功率、扫描速度、送粉量以及离焦量等）和扫描策略等方面揭示了表面平整度缺陷与熔化塌陷等不同类型表面几何缺陷的形成机理和影响因素。然后搭建了激光沉积制造的成形表面偏差检测与控制系统,系统采用激光高速轮廓扫描仪扫描制件表面获取高度点云数据,通过点云数据的三维重构与预处理,以及设置偏差阈值来识别偏差区域。根据最小二乘法、投影法和轮廓点提取算法进行偏差点云数据的分层切片和偏差轮廓的提取。将偏差轮廓和预期轮廓放置在同一坐标系下进行配准,二者会形成系列闭合区域,设计了识别补偿区域的有效算法,并生成相应的补偿填充路径。最后通过对沉积过程中出现平整度缺陷与熔化塌陷缺陷的样件检测与调控补偿实验验证了系统的有效性。实验结果表明,系统能够使获得补偿的制件几何尺寸与理论模型尺寸更加一致,从而可以提高生产效率和尺寸精度。