随着科学技术的发展,诸多行业对于精密光学元件的需求与日俱增,如何高效且低成本地实现光学元件数量和质量要求的问题亟待解决。目前传统的光学加工采用数控机床的方式,而新型的光学加工有磁流变抛光、离子束抛光等加工方法。本文从设备体积、经济和效率等多方面因素考虑,采用工业机器人抛光的方式进行抛光。通过将光学加工者的经验定量化、数字化,分析路径规划,设计并编写出相应的指令代码。针对之前设计的抛光工具结构的不足对抛光工具进行重新设计与改进,通过将设计好的抛光工具装在工业机器人的执行端进行抛光实验,从理论和实验两个方面验证工业机器人轮式抛光的高效性与可行性,并对光学元件抛光的理论基础以及实验进行了研究:1.首先,本文对国内外光学加工的发展现状进行了介绍,重点介绍了计算机控制小工具抛光技术的理论基础,基于Preston假设从理论上分析了材料的去除模型、去除特性并对抛光驻留时间进行了迭代计算;基于赫兹接触理论对轮式抛光过程中接触区域的压强进行了仿真模拟。2.基于Preston假设,为抛光工具添加压强控制结构;根据实验结果,注意到抛光工具在抛光过程中抛光带张紧等机械问题,对抛光工具的机械结构进行了重新设计;抛光带材料的稳定性和去除特性对元件最后的面型特征有着直接影响,本文对抛光带材料的选择进行研究。3.搭建实验平台,分析实验中使用的工业机器人的坐标系统并对其进行空间坐标转换的计算,计算出非球面对应的欧拉变换,编写相应的指令代码,设计并生成机器人指令程序。采用平面镜和球面镜进行抛光实验,对去除区域的去除特性进行研究,验证了新抛光工具的可行性。本课题的研究结果表明在光学抛光中采用基于工业机器人的轮式抛光方法是可行且高效的,在中高精度元件的抛光加工中具有很大潜力。