表面粗糙度是表面质量评价的重要组成部分,在机械、电子、生物医学和光学等诸多领域都有重要应用。随着纳米技术、微细加工技术和超精密加工技术的不断进步与发展,零件表面尺寸越来越小,对表面粗糙度的测量技术提出越来越高的要求。同时由于三维表面形貌更能反映加工表面的真实特性,表面粗糙度评定不断向着三维评定发展,因此表面粗糙度的测量与评定方法分析愈加重要。本文利用差动共焦显微成像原理进行加工表面形貌的非接触、高精度测量,通过对表面粗糙度评定方法与评定参数的深入研究,实现加工表面二维、三维表面粗糙度的参数评定,满足了人们对表面粗糙度测量与评定仪器的需求。本课题的研究内容来源于国家自然科学基金资助项目“高散射体激光双轴差动共焦显微拉曼光谱原位成像方法与技术”,项目编号(61475020),论文的主要研究内容包括:(1)二维表面粗糙度评定。利用高斯滤波器建立评定基准线,分离出形状误差曲线、波纹度曲线和粗糙度曲线,通过对现有表面粗糙度评定参数研究,给出13个二维表面粗糙度评定参数及其计算公式,实现形状误差、波纹度和粗糙度三种参数评定。(2)三维表面粗糙度评定。通过对二维高斯滤波器分析将其拆分为两次一维滤波,提高处理速度。利用二维高斯滤波器建立评定基准面,分离出形状误差曲面、波纹度曲面和粗糙度曲面,通过对现有三维表面粗糙度评定参数研究,给出振幅参数、功能参数、体积参数三大类中的17个具体的三维表面粗糙度评定参数及其计算公式,实现三维表面粗糙度的参数评定。(3)利用VS2010开发软件,进行表面粗糙度功能模块的编写与测试,设计表面粗糙度模块界面,实现对加工表面的粗糙度的自动化测量与评定。(4)利用MATLAB编写算法程序,在同一组测量数据下与现有商业共焦显微镜对比,验证粗糙度评定方法与评定参数的准确性。利用差动共焦显微成像系统对标准样品进行表面形貌测量与粗糙度评定,并与现有商业共焦显微镜对比,验证整个测量系统的准确性。