目前大多数轴承生产企业对轴承滚子表面缺陷检测采用的是人工目视法、磁粉检测法、涡流检测法、声振检测法、超声波检测法、机器视觉检测法等,每种方法除了具备其自身的优点外,也存在着一些不足,比如在对微小缺陷的检测方面存在着一定的局限性。鉴于此,本论文研究基于激光衍射测量技术的轴承滚子表面缺陷检测系统,旨在为精密轴承滚子的检测提供一种切实可行的方法。系统根据单缝夫琅和费衍射原理,将滚子外观的细微变化转化为明显的条纹间距变化,实现了在检测过程中放大微小缺陷的目的。可用于测量极微小的工件表面缺陷,解决了轴承滚子表面微小缺陷检测难的问题,大大提高了检测精度。自研发搭建的单缝夫琅和费衍射成像系统,包括光源、透镜、CCD相机以及滚子表面缺陷检测机械模块,可以适应不同型号的轴承滚子,系统具有适用性广的特点。根据所设计的硬件系统中滚子的检测环境和滚子表面缺陷特征表现在衍射条纹图上的特点,提出将去除噪声以及条纹细节边缘特征同时保留衍射条纹的波动特征作为本文中去噪质量好坏的标准。在研究现有算法对衍射条纹图处理的基础上,采用了基于各向异性扩散方程的滤波方法来实现需要达到的去噪标准。提出通过提取并分析所采集的衍射条纹图中第3级暗条纹中心线的波动特性来识别滚子的表面缺陷。对比分析了几种常用的条纹中心线提取算法的处理结果后,结合单缝夫琅和费衍射场的光强分布特征,采用了一种导数符号二值图法来获取衍射条纹中心线图,二值图中条纹的边界线便是原衍射条纹的中心线,该法可以有效去除光照不均等因素对检测结果造成的影响。同时提出了一种新的去噪方法来滤除导数符号二值图中一些孤立噪声点和噪声孔洞,为后续骨架线的分离在一定程度上剔除了噪声的影响。文中还提出了一种新的针对这类二值图的边缘提取算法,分离出的边缘曲线是单像素宽度的,并且执行速度快。最后通过分离出第3级暗条纹中心线并分析其波动特征便可完成轴承滚子表面缺陷的检测。为了对轴承滚子表面缺陷实现检测和自动识别,本论文基于MATLAB的GUIDE功能设计了一套软件系统,用于控制整个检测过程以及结果的显示。该滚子表面缺陷检测系统的测量分辨率理论上可以达到0.05μm,可以适用于轴承圆柱滚子和圆锥滚子表面微小缺陷的检测。基于激光衍射测量技术的轴承滚子表面缺陷检测系统的研究为轴承生产企业的轴承滚子表面缺陷检测和评价提供了可靠有效的工具。