中国光学冷加工行业在从劳动密集型制造大国迈入自动化智能制造强国的过程中,对于精密测量技术的要求越来越高。色差共焦测量作为一种新型的具有超高精度和超稳定性的非接触式测量方法,能够快速、简便、稳定的进行自动化测量,已经在很多测量领域得到了广泛应用。本文基于色差共焦测量透镜中心厚度的原理,采用了理论分析、仿真模拟和实验研究的方法,对影响透镜中心厚度测量系统性能的重要因素和关键技术进行了系统的研究。根据当前光学加工行业的发展趋势以及测量要求,研究了一套带有透镜定心系统的色差共焦系统对透镜中心厚度进行在线测量。本文详细研究了基于色差共焦的方法进行厚度测量的原理,根据研究证明色差共焦厚度测量方法简单,快速、稳定、可靠。根据测量原理设计了色差共焦厚度测量系统整个系统结构,同时根据测量需求确定了系统的设计指标并且分析了其可行性。设计了色差共焦厚度测量系统的各子系统,包括直径50?m共焦小孔的设计、测量范围为5mm和30mm色散镜头的设计、透镜中心定位系统的设计等。研究了光谱数据的处理方法,包括暗背景噪声处理、中值滤波、色散镜头的标定方法等。根据测量原理以及测量需求开发了厚度自动化测量软件,采用三层架构的模块化思想,详细给出了各个功能子模块的实现方法,并且附上了各个功能的流程图和关键算法。利用本文研究的透镜中心厚度测量系统,对一系列标准厚度的平行平板和球面镜进行测量实验,实验结果表明测量系统精度为?2?m,测量时间0.1s,满足工业化大批量镜片检测要求。