砂轮是磨削加工中使用最为广泛的一种工具，而对砂轮表面形貌的测量与评定是指导砂轮成型、确保其加工产品的质量最具有价值的工作之一。砂轮表面的测量方法有很多，其中白光干涉的测量方法具有高精度、高灵敏度的特点，但单次测量范围有限。为了克服高分辨率与大测量范围不可兼得的矛盾，本文采用了一种基于重合区域的砂轮表面三维形貌的拼接方法，利用重合区域的信息，进行多幅形貌图像的拼接，得到更大范围的具有高分辨率的形貌图像，为后期参数评定提供包含更多磨粒的大范围砂轮表面形貌，从而计算相关的统计参数。本文基于白光垂直扫描干涉测量系统与带回转运动的三维精密控制工作台相结合的测量系统，来对砂轮多次测量与算法恢复得到的、不同参考基准面的形貌图像进行数据拼接。本文的主要研究工作如下：（1）从砂轮表面形貌的测量方法开始，探讨了各种测量方法的原理及其优缺点，分析了本文采用的垂直扫描白光干涉法的测量原理及特点。（2）研究了目前图像拼接方法的发展状况，分析了砂轮表面形貌图像自身的特点以及单次测量形貌图像误差的来源。将传统图像模板拼接方法加以改进，提出了本文的砂轮表面形貌图像的拼接方法与具体步骤，从算法上弥补了机械装置等误差所带来的测量误差，并给出了拼接结果的三个评定参数。针对不同结合剂、不同粒度、不同幅数的砂轮形貌图像进行拼接实验，分析了本文方法的有效性与适用性。该方法对于本文不同实验对象均能得到较好的拼接效果，但其更适用于磨粒密度较大或者结合剂反光性较好的砂轮形貌拼接。（3）将回转运动与二维平移运动组合成三维定位系统，设计专用砂轮夹具实现砂轮磨削面的大范围分块测量，为拼接提供带有重合区域的形貌数据。分析了系统结构组成以及参数设置。为了保证重合区域在一定的范围内，研究了重合区域大小的选择对于拼接结果的影响及其与运动参数的关系。