随着机械加工自动化程度的提高,对表面粗糙度的测量提出了越来越多的要求,主要包括测量方法的改进,测量精度的提高以及粗糙度参数评定的研究。围绕这些要求,本文应用对比分析方法对测量方法进行了研究,并对激光三角法测量原理进行分析以及三角函数理论推导;对测量仪整体结构原理进行研究,选出各部分构件类型和参数,搭建测量仪试验台;对粗糙度三维评定参数进行理论分析研究,并在理论研究的基础上对表面粗糙度进行测量实验,借助实验数据对理论研究进行分析验证。对激光三角法测量原理进行了深入分析和研究,通过对直射式激光三角法和对称斜射式激光三角法光路的分析和CCD像点位移的函数关系研究,得出了被测表面微观各点高度信息计算模型;对直射式激光三角法和对称斜射式三角法进行了比较分析,得出直射式三角法的结构简单、测量范围大。经过对激光三角法测量表面粗糙度的分析,选择直射式三角法作为三维粗糙度测量方法。通过测量方法的分析和构件结构原理研究,建立了新型三维表面粗糙度测量仪,CCD激光测头采用Ernostar光学系统和Li-CCD相结合,X-Y工作平台采用气浮静压导轨和直线电机相结合,确保测量仪具有良好的线性特性,实现了工作台高精度定位和平稳运动;立柱由步进电机和滚珠丝杠相配合,满足高度方向的精确升降移动。对粗糙度的三维参数评定进行了研究,给出了基准面的确定方法和八个基本的三维粗糙度评定参数。对加工平面进行了实验研究,对实验数据进行了二维粗糙度和三维粗糙度的参数评定,对评定结果进行了对比分析,得出二维参数评定具有局限性和三维参数评定具有整体性特征。