表面形貌对零件的机械和物化性能有很大的影响,是评价零件质量的重要参数之一。准确获取零件的形貌信息对指导生产、改善制造工艺等方面都有重要的意义。现有零件表面形貌测量装置存在数据点离散、人工劳动强度大、对测量环境要求高等不足,具有很大的优化空间。本文以吉林省发展改革委员会创新能力建设高技术产业项目《硬脆材料内圆切片机超声精密加工装置及切片面形检测仪开发》为依托,以研究零件表面形貌信息测量方法为目的,针对现有测量装置过度依赖人工选取测量区域、测量路径形式单一等缺点,应用机器视觉技术自动选择合适测量位置、引导测量过程进行,并应用分形曲线对测量路径进行设计以实现更好的测量效果,提出了一种稳定性高、易操作、低成本的表面形貌测量方法,本文的主要内容如下:（1）根据试验装置的功能需求制定测量装置的开发方案,搭建具有视觉引导功能的零件表面形貌测量装置。开发的三维形貌测量装置包含姿态调整装置、形貌采集装置以及电子器件支撑装置三部分,可以实现被测零件移动、位移传感器进给、监控被测区域等功能。针对试验装置核心部分的形貌采集装置,分别应用接触式位移传感器与非接触式位移传感器开展研究。基于MATLAB的GUI界面开发设计与试验装置配套的软件,实现对试验装置测量功能的控制和对测量结果的展示。（2）为解决传统形貌测量过程中过分依赖人工操作控制测量的缺点,引入机器视觉技术引导测量过程。应用CCD相机开发视觉系统实现对测量区域的监控;应用角点检测与透视变换对拍摄的图像进行校正,提取被测零件的轮廓信息并识别被测零件的形状,为后续测量路径的选取提供依据;标定图像中像素坐标与实际长度的对应关系,实现对被测零件的位置信息与尺寸信息的准确计算;根据被测零件的形状、尺寸和所采取的测量路径自动选取测量起点的位置,实现将被测零件引导至合适的位置以开展对零件表面的扫描。（3）为提升对不同形状零件表面的覆盖效果,实现对被测表面各处数据的均匀采集,引入分形曲线中的Hilbert曲线与Gosper曲线作为测量路径。同时将不同路径分别向X轴与Y轴方向投影,计算各方向分量的比值作为评定曲线质量的方法,探究应用各曲线获取被测表面形貌参数的均匀性。应用两种分形曲线测量局部三维粗糙度参数,将测得结果与光学轮廓仪对比并分析两种路径的利弊,验证了不同扫描密度对结果误差的影响;将Hilbert曲线作为测量正方形零件整体形状公差的路径,将Gosper曲线作为测量圆形零件整体形状公差的路径,并将测量结果与测绘投影仪的测量结果对比分析,提高了所开发测量装置对零件形状的适应性;可根据测量需求自由选择对零件表面三维粗糙度参数与形状公差的测量,提升了测量装置获取零件表面形貌的全面性。本文针对零件三维形貌信息的测量展开研究,应用视觉引导实现了对测量过程的精确控制,应用分形曲线作为测量路径提出了一种测量零件表面形貌的全新思路,在零件检测、指导加工、改善工艺等方面具有重要的应用价值。