为了保持激光熔覆过程中熔池温度的相对稳定，采用比色测温与比例-积分-微分（PID）控制策略相结合的方法实现了熔池温度的闭环控制，搭建了一套基于双通道彩色CCD的激光熔覆成形熔池温度在线测控系统。将发射率ε纳入到待定系数K中，建立了灰度比值与K的对应关系，推导出了熔池温度的计算公式。基于Socket通信实现了温度在工控机与机器人控制器之间的信号传递，设计了基于激光功率变化的温度控制器算法。结果表明，此系统能实时准确地测量并控制熔池温度，控制精度在3%以内；将该系统运用于薄壁圆筒堆积成形实验中，能够有效消除激光熔覆成形过程中的温度累积效应；成形件底部与顶部外径仅相差0.9mm，成形件各处显微组织差异较小，组织致密均匀。该控制方案具有实时性好、成本较低、便于集成应用等优点。