高精度光学元件广泛应用于各种仪器设备的光电系统中,光学元件的抛光工艺由于材料去除率低,极大制约了元件生产周期,因此开发一套低成本、高效率和高精度的光学元件快速抛光系统具有重要意义。对比其他计算机控制光学表面成型技术（Computer Controlled Optical Surfacing,CCOS）,数控式 5 轴气囊抛光技术（Bonnet Polishing,BP）是一种材料去除效率高、稳定性好、精度高的新兴抛光技术,且因其橡胶气囊的柔性,抛光工具可适应各种面形抛光,可应用在不同场合的抛光,常被用于光学元件的快速抛光环节。工业机器人因其开发成本低、自动化程度高、可编程性好、适应性强等优势,在制造业的应用普及率不断升高。基于气囊抛光技术结合工业机器人开发光学元件精密抛光系统,即能满足光学元件快速抛光环节的高效率和高精度的要求,又可以降低开发成本,是极具潜力的抛光设备开发方案。本文基于气囊抛光和工业机器人技术,搭建光学元件的工业机器人气囊快速抛光系统,并在该抛光平台基础上展开系列的相关技术和工艺研究,本课题为后续高自动化工业机器人和精密抛光技术结合的应用提供研究基础。本文主要研究内容及创新点如下:（1）实现快速抛光平台开发,搭建工业机器人气囊快速抛光系统。基于气囊进动抛光原理和工业机器人编程控制要求,建立机器人气囊进动运动数学模型,提出控制算法实现机器人气囊抛光系统的进动抛光控制,并验证其准确性。（2）实现工业机器人末端笛卡尔刚度矩阵建模,分析气囊抛光过程机器人末端载荷情况,仿真获得不同姿态下气囊抛光机器人末端变形;建立含误差的气囊抛光材料去除函数,分析定点抛光下多步离散进动抛光的稳定性,并采用实验验证系统抛光稳定性。（3）设计机器人气囊抛光工艺实验,完成光学元件的直线和平面区域的均匀抛光实验,验证机器人气囊抛光系统连续加工能力;并仿真分析机器人误差对连续加工的影响,为后续研究提供理论依据。（4）设计机器人气囊修正抛光实验,完成气囊工具的抛光垫修整,分别采用不同大小直径的抛光去除函数对（?）330mm的平面光学元件进行整面修正抛光,分析抛光面形结果,验证其面形修正能力。