为了精确检测机械加工过程中刀具的磨损状态,分析了刀具磨损图像中背景区、磨损区、未磨损区的灰度值变化,提出了利用图像处理技术自动检测刀具磨损量的方法。首先,根据Otsu法和B-样条曲线拟合法,建立了自动确定上限阈值与下限阈值的算法,准确地增强了磨损区与背景区、未磨损区之间的灰度对比度;通过分析刀具磨损图像的稳定区和磨损边缘的非稳定区,提出了边界提取的局部方差阈值算法,给出了自适应的局部方差阈值,清晰地将刀具磨损区从图像中分割出来。在此基础上,利用形态学描述方法对分割部分进行孔洞填充与边界完整化,从而直接计算出磨损区域的几何参数尺寸。实验结果表明:超景深三维显微镜放大倍数为50时,磨损宽度与磨损长度的检测误差分别为1.024%和1.325%;放大倍数为100时,磨损宽度与磨损长度的检测误差分别为0.661%和0.995%。该方法检测精度高、抗干扰能力强、提取的边界完整清晰,可为提高刀具使用率、保证加工质量提供技术支持。