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砂轮作为磨削加工的磨削刀具,其表面形貌直接决定所加工表面的质量。现有多数砂轮测量设备需要将砂轮从磨床拆卸后重新定位在测量仪器上,这一过程使得实时观测加工过程中磨具的变化趋势难以实现。为准确的获得砂轮全寿命表面形貌变化过程,就需要研制针对砂轮表面形貌的在位检测系统。然而,为实现这一功能,检测系统需要具备多自由度精确运动能力,以适应系列尺寸砂轮的大范围表面检测,同时还需要系统在光学系统的光轴方向实现亚微米级的精确定位。这些要求都为在位检测设备的研制提出了新的挑战。本文基于嵌入式处理器在运动控制方面具有实时性强、稳定性好、易于集成的优越性,针对集成聚焦合成和白光垂直扫描干涉原理的砂轮表面形貌测量仪采集控制系统的便携性需求,旨在通过嵌入式开发模块实现砂轮表面形貌测量仪XYZ方向步进电机的驱动控制、图像采集系统CCD的驱动和压电陶瓷驱动电源的设计,提高控制系统的综合适用性,实现砂轮表面形貌测量仪采集控制系统的微型化。主要研究内容如下:(1)基于砂轮表面形貌测量的重要性,综述了砂轮表面形貌在位测量的研究现状和嵌入式系统在图像采集处理中的应用。分析了聚焦合成、白光垂直扫描干涉扫描的基本原理,据此提出砂轮表面形貌测量仪运动系统、光学系统、位置反馈系统的参数性能。(2)研究系统优化集成方案,采用以Raspberry Pi为核心的嵌入式开发模块,完成系统XYZ三个方向步进电机的驱动控制,达到每转200~10000步的控制;完成USB2.0接口CCD相机的驱动,实现最高12fp/s的图像采集速率;完成压电陶瓷驱动电源的硬件电路设计,并在Linux操作系统下实现砂轮表面形貌测量仪硬件驱动和采集控制策略的融合。(3)为了实现对砂轮表面形貌测量仪的良好驱动控制,通过QT完成采集控制系统的人机交互控制界面,主要包括图像显示界面,步进电机的控制界面,压电陶瓷微位移平台的控制界面。经过以上几个方面的工作,本文搭建了砂轮形貌在位测量仪的嵌入式驱动控制系统。实验结果表明,该控制系统能够实现测量仪系统的驱动控制,满足在位检测对运动控制的需求。