在轴类机械零件加工过程中,对于轴线直线度的适时准确快速测量能够提高加工成品率,减少材料浪费。介绍了基于时间飞行法的轴类零件轴线直线度误差测量系统能够快速获取轴线零件表面点云数据,然后采用最小二乘法方便地对点云进行拟合和理论轴线计算,从而快速得出直线度误差。经过实验验证,该方案有很好的精度和重复性。