微透镜阵列、全息透镜、衍射元件和梯度透镜等新型复杂形面及微结构光学元件的应用领域越来越广,对于这类面形复杂的光学元件,传统加工方法难以胜任。音圈电机驱动快速车削(快刀)加工系统具有高频响、高精度、高刚度、大行程的特点,特别适宜于此类元件的高效优质加工。本文针对快刀加工系统的需要,进行了面形生成、形貌仿真、伺服控制、系统构建等方面的研究,主要内容如下:1)面形生成:模拟车削加工过程中刀具的螺旋式进给运动,绘制常见微结构的三维面形,获得待加工零件表面的面形数据,计算出伺服刀架完成加工应满足的速度、加速度和频率响应要求,以此作为评估工件可加工性的判据,并用于加工参数的优化。2)形貌仿真:由于刀尖圆弧半径的影响,使得根据面形数据控制刀具运动形成的实际表面不同于理论曲面。形貌仿真的目的,就是由面形数据、加工参数和刀尖圆弧半径,求取工件表面加工范围内足够细密的网格点经刀具加工后的残留高度,并计算出工件的理论表面粗糙度。文中设计了基于MATLAB平台的复杂面形/结构零件的面形生成和形貌仿真的软件包。3)音圈电机控制:对经典PID控制方法的缺陷进行改进,探索自抗扰控制技术针对音圈电机控制的优势,并依据遗传算法对自抗扰控制器参数进行自动整定。4)系统搭建:以面形数据、形貌仿真、控制方法为基础,搭建快刀伺服加工系统,并对所构建的系统进行试验验证。