随着现代科学技术的快速发展,非球面光学透镜凭借其独特的成像效果被广泛的应用在众多光学仪器之中,与球面透镜相比,非球面透镜在提高光学系统成像质量的同时,还保证了系统的轻量化。然而由于透镜加工条件的限制,在中大口径非球面透镜的磨边过程中,其中心偏容易发生改变,从而破坏了光学系统的共轴性,影响系统的成像效果。中心偏误差的控制成为了非球面透镜磨边过程中的关键环节。本论文从理论和实践方面,对非球面透镜的中心偏误差进行了深入研究。为了研究非球面透镜中心偏误差的改变会给光学系统带来哪些影响,本论文从像差理论入手,对光学系统中的非球面透镜引入失调参量,通过分析系统像散和彗差的变化,得到中心偏误差的改变对非球面透镜和球面透镜像差影响趋势的差异。研究表明,非球面透镜中心偏误差的改变引起光学系统的像差较大,相较于球面透镜,在非球面透镜的磨边过程中,要更加严格的控制其中心偏误差。本课题研制了新型的立式双工位定心磨边设备。根据非球面透镜中心偏误差的技术要求,提出设备的整体设计方案与技术指标,并对设备的机架结构、轴系系统、光学定心系统和控制系统等关键部位进行了设计。设备采用立式结构,避免磨边时透镜自重对定心精度产生影响;设备采用双工位结构,进一步提高了加工效率;设备采用了激光定心法,进一步提高了定心精度;设备改进了透镜夹头端面的结构,增大了与透镜的接触面积,能有效避免透镜被夹紧后在工作面产生的压痕;工件轴采用导轨移动的设计方案,在减小移动时产生的振动和摩擦的同时,进一步提高了设备精度。最后根据设备的实际工作情况,对设备的机架结构进行了静力和动力仿真分析,结果显示设备的机架结构具有良好的刚度和稳定性,可以满足使用要求。并且根据设计指标提出设备的装配要求,最终完成设备的整体装配。