砂轮磨削是主要的精密与超精密加工方法之一,而砂轮的磨削性能直接影响加工质量、成本及效率。砂轮的磨削性能受砂轮表面形貌、加工环境、工艺参数等因素的影响,其中,砂轮表面形貌是影响其磨削性能的主要因素。目前,用于砂轮形貌采集的成熟商业设备往往价格昂贵且检测耗时长,无法满足实际生产中快速检测的要求。因此,本文开发了一套低成本、易操作的砂轮形貌采集系统,能够实现砂轮形貌图像特征的快速提取及处理。本文的主要研究工作如下:（1）设计了一种基于光学成像原理的形貌采集系统,主要硬件构成包括工业相机、连续变倍体视显微镜头、金相物镜及内置外置同轴光源。系统能实现125X～810X范围的连续变倍调节,适用于磨粒粒径40μm以上的细粒度金刚石砂轮图像采集,在降低成本的同时又保持了较高的精度。（2）探究了砂轮的磨削机理及表面形貌的评价指标,提出以磨粒磨损平面面积表征磨削过程中的砂轮磨削性能变化,开展了不同粒径树脂结合剂金刚石砂轮的磨削实验并对实验数据进行处理和分析。实验结果表明,磨损平面面积能够表征砂轮表面形貌的变化,可作为评价砂轮磨削性能的评价参数。（3）运用数字图像处理技术对砂轮形貌图像进行了去噪声、图像分割和形态学处理。对比阈值分割法中的最大类间方差法、迭代法和一维最大熵法的分割效果,最终选择一维最大熵阈值法进行图像分割。提出一种基于区域生长法及二次扫描算法的图像连通区域处理算法,降低了形态学处理对目标轮廓及面积的影响,提高了磨损平面的提取精度。（4）基于Microsoft Visual Studio 2012开发平台,采用C#/C++语言混合编程,开发了一套基于数字图像处理的砂轮磨损状态评价软件。将砂轮形貌图像采集及图像处理功能进行了集成,能够同时实现形貌图像的采集及形貌图像的数字化处理。本文搭建的系统能够实现树脂结合剂金刚石砂轮表面形貌图像的快速采集,在降低成本的同时保证了图像的采集精度。同时,将磨粒磨损平面作为评价砂轮磨损状态的指标能够很好地表征砂轮的磨损状态变化,实现磨削性能的判断。