近年来,随着现代科学技术的快速发展,越来越多的光学元件被应用到国防建设等各领域当中。但是传统用于加工超精密光学元件的方法存在加工效率低,或加工成本高等一系列缺点。源于上世纪90年代的磁流变抛光技术是一种结合多种理论的一种光学元件的加工方法,具有同时保证表面加工精度和加工效率等优点。但传统的磁流变抛光机普遍采用传统数控机床进行辅助加工,因其加工尺寸有限且价格昂贵,很难应用于大规模的光学加工生产当中。基于此现状,本文将磁流变抛光技术与机器臂抛光技术结合,开发一套机械臂光学元件磁流变抛光系统,不仅可以增大加工工件尺寸,还可以降低成本,也同时拥有较高的加工精度及效率。本文主要从以下五个方向进行实验研究:1.首先调研国内外对磁流变抛光技术的研究现状,针对目前磁流变抛光技术和机械臂抛光技术存在的问题及相关进展进行分析研究,提出了一种结合机械臂抛光与磁流变抛光相结合的抛光技术。2.根据倒置式磁流变抛光技术原理,设计磁流变抛光设备,包括磁场发生装置和关键部位进行优化设计。然后对整个磁流变抛光系统进行搭建,该系统包括工业机械臂及其控制柜、磁流变抛光工具、工件转台和抛光液循环机组成。其中重点阐述抛光轮及其关键部分的设计,对磁场发生装置的设计,以及抛光液循环机构的设计,最后对抛光工艺软件简单阐述,描述其应用优势。3.根据气隙漏磁原理及理论计算设计永磁铁磁场发生装置,并采用Maxwell电磁仿真软件对永磁铁进行磁场优化设计,通过仿真分析不同电工纯铁尺寸以及磁铁尺寸参数对磁场强度的影响,设计出满足使用需求的磁铁,最后对磁铁进行实际测试。4.阐述磁流变抛光液研究现状,采用创新的改性处理与工艺方法制备磁流变抛光液,研制出可以应用于实际抛光加工的磁流变抛光液,对并相关的性能参数进行测试分析与实验研究,结果证明制备的抛光液满足实际加工需求。5.进行机械臂磁流变抛光机去除函数抛光实验验证,进行单因素实验分析。然后对整套抛光系统进行稳定性循环试验,验证得到设计的机械臂式磁流变抛光机能够进行长期稳定循环加工。最后稳定性去除函数试验证明设计的机械臂式磁流变抛光机去除函数体积去除率最大为1.48 mm~3/min,峰值去除率最大为2.07μm/min,峰值去除函数的稳定性与体积去除函数的稳定性均在4%以内,加工后RMS值减少至3.9 nm,满足实际加工要求。