磨料与空心球三维协同有序排布装置及其方法，通过水平旋转丝杆端部的手轮，经丝杆另一端连接的抱合件使丝杠的水平旋转运动变成顶杆的上下直线运动，从而在顶杆的带动下模块进行升降微调，改变上下模块之间的填充厚度，在下模块内填充复合结合剂材料，上模块压实，同时将下模块升至离模具型腔顶部的0.5-0.8d1，其中d1为超硬磨粒直径；借助磨料模板排布磨粒，并将磨粒压入结合剂层，下移下模块至离模具型腔顶部0.5-0.8d2，d2为空心球外径；借助空心球模板排布空心球并压实，下移下模块至离模具型腔顶部1mm的位置；重复以上步骤，获得型腔填充物；将顶杆移出模具型腔；冷压制坯脱模；填充物脱模；活化烧结，获得砂轮工作层节块。实现超硬磨料及空心球的高效、有序排布，缩短砂轮制造周期。