随着测控技术的快速发展，光电编码器应用于诸多领域。光栅盘作为光电编码器的核心元件，其表面编码图像是否存在缺陷，对编码器的分辨率、测量精度和使用性能具有重要影响。目前，光栅表面缺陷检测主要采用人工目检的方式，具有检测精度低、检测效率低和自动化程度低等特点。针对上述不足之处，本文设计并搭建了光栅表面缺陷检测系统硬件平台，实现了光栅表面图像的自动化展开，开发了光栅表面缺陷检测软件，实现了光栅表面缺陷半自动交互式检测和缺陷条码的自动分割。首先，根据光栅表面图像的成像要求和展开原理，完成了CMOS相机、变焦镜头、电动二维平移台、步进电机和显微可调支架的选型；设计并加工了光栅表面图像展开机构，包括箱体、专用透射光源和光栅快换夹具，并对展开机构的运行原理做了简要概述。其次，基于机器视觉和数字图像处理技术，开发了光栅表面缺陷检测软件；简要介绍了半自动交互式检测系统的功能组成；详细分析和列举了缺陷图像处理系统的分割原理和运行效果，最终实现了缺陷条码的自动分割。再次，根据已搭建的硬件平台和控制要求，设计了软件和控制键盘双控模式。提出了控制系统的总体方案，分别概述了双控模式的控制原理，介绍了串口通信、MPC08SP运动控制卡、控制键盘和数据转换器，分析了光栅回原点运动、快速对准运动、翻页式运转和间隙补偿的原理，比较了双控模式的优缺点。最后，为验证硬件平台和检测软件的可行性和准确性，分别进行了两组实验。通过半自动交互式检测实验，完成了光源特性、翻页运转和统计分析验证，并分别对实验结果进行了分析。通过缺陷图像处理实验，完成了选定图像中缺陷条码的自动分割，并对各算法的运行结果做了分析。最后，对整体实验研究结果进行了总结分析。