以水晶玻璃为材质的装饰品越来越多的进入人们的生活,形状也开始越来越多样化,然而对于水晶工件的轮廓加工,目前国内水晶加工行业仍然还有很多采用手工加工和简单的机械加工的方法,这些方法已满足不了市场需求。因此针对水晶玻璃非圆表面加工,开发出一套高柔性、高效率、自动化、低成本的水晶数控磨削系统具有重要现实意义。本文以此为目的,结合CAD/CAM技术,自主研究开发一种非圆表面工件的数控磨削系统。本文首先分析了 CAD/CAM数控技术以及水晶加工行业的国内外发展现状,并介绍了本系统实现水晶玻璃磨削加工的原理和系统架构,系统采用C轴与Y轴联动的方式,控制工件的运动,使工件被加工表面与磨轮始终相切,从而实现水晶工件非圆表面的加工。通过研究曲线插补的相关算法,选用时间分割法实现对直线、圆弧及椭圆弧的插补。接着重点研究切点跟踪过程中磨削点的求解问题,分析并对比常用数据点拟合算法的原理和特点,最后提出一种新的磨削点查找方法,该方法通过逐次逼近的方式,直接在插补处理得到的轮廓插补点集合中进行磨削点查找,不需要复杂繁琐的公式计算,精度也满足系统要求。为了更好的交互性和易用性,系统将这些数据处理的工作集成在上位机软件中,上位机软件作为本系统主要创新部分,实现了包括DXF文件的信息提取、还原显示、曲线插补、磨削点查找及数据下载等功能,摒弃了传统的通过手工绘图或者手工编程获取加工数据的方法,使系统的柔性、精度以及效率等方面得到提高。上位机处理得到的加工数据通过CAN总线传输给下位机控制系统,本文对下位机控制系统的硬件部分进行详细设计,采用模块化的设计理念,选用STM32F407ZET6作为主控芯片,设计包括核心处理模块、电源模块、CAN总线电路、数据存储模块、人机交互模块、电机控制模块以及JTAG调试模块。最后对整个系统进行功能测试和产品检验,测试结果表明整个系统能稳定运行,产品满足系统误差要求,并且加工效果良好,具有高柔性、高效率、自动化、低成本等特点,市场前景广阔。