滚磨光整加工是以提高工件表面质量和加工表面完整性为主要目的的机械加工技术。由于其具有良好的加工能力、较宽的加工范围、较低的加工成本以及对环境的适应性强,在高精度零件以及复杂形状零件的加工中得到了广泛应用。将零件、滚抛磨块、水、磨液等装入滚筒,设定滚筒运动参数,使滚抛磨块对零件产生碰撞、摩擦、滚压等力,以去除零件表面的毛刺、划痕,从而提高零件表面的光泽、影响工件表面的材料去除、降低工件的粗糙度以及改善表面硬度。滚抛磨块是滚磨光整加工中常用的一种磨具,其对工件的冲击速度与工件的加工质量有很大的关系。滚磨光整加工如果想达到更好的加工效果,就需要对滚抛磨块速度进行研究。目前对滚抛磨块速度研究的方法为离散元仿真模拟、CCD激光位移传感器以及光学测量技术,但是离散元仿真模拟忽略了很多现实情况,计算结果常常与实验结果有一定的出入;CCD激光位移传感器只能实现单点测量,对于全局速度场的测量需要一定的时间;随着摄影技术和光学技术的发展,光学测量技术在最近几年发展成熟,因其具有不干扰流场、可以实现全局流场的测量,在各个领域广泛应用。因此本文将光学测量技术运用到滚磨光整加工研究中,解决滚抛磨块速度测量方法存在的问题,构建一种基于图像相关法的滚抛磨块平面流场测试系统。首先,基于滚磨光整加工的加工原理,分析光学测量技术（激光多普勒测速仪、相位-多普勒粒子分析仪、粒子图像测速技术以及数字图像相关方法）的优缺点,将光学测量技术与滚磨光整加工结合起来提出一种基于图像相关法的滚抛磨块平面流场测试方法。该方法结合基本的摄影知识（曝光速度、帧速度、分辨率等知识）、图像前处理算法（灰度处理、亮度和对比度调整等）、整像素估计方法、亚像素估计方法（高斯回归估计、峰值质心以及二维线性回归方法）以及后处理算法（边缘数据的处理方法以及各种异常数据的检查方法）。其次,为了提高滚抛磨块速度的计算精度,需要对滚抛磨块测试系统中的软件部分进行研究。对于1mm、2mm、3mm以及4mm四种直径的球形滚抛磨块所适用的三种查询窗口大小（64×64pixel~2、128×128pixel~2以及256×256pixel~2）、三种亚像素估计方法、步长为1/2的查询窗口大小以及步长为1/4的查询窗口大小两种的移动步长三种参数进行研究,通过使用超精密位移台按照移动范围为0.05mm-1mm,移动步长为0.05mm进行移动,使用高速摄影机获取滚抛磨块移动照片,使用均值误差作为评判准确度的标准,最终得到四种直径的滚抛磨块适用的三种参数。最后,将滚抛磨块测试系统使用立式主轴式滚磨光整加工设备进行试验验证,滚筒设置三种转动参数,高速摄影机拍摄滚抛磨块运动图像,将试验结果与基于离散元软件Hertz-Mindin无滑移接触模型建立的仿真模型的模拟结果进行比较,证明基于图像相关法的滚抛磨块平面流场测试系统的可行性,为测试磨块二维平面的速度场提供一种有效的方法。