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现阶段自由曲面光学元件的加工成为了制约其发展和应用的关键问题，利用高自由度的数控加工设备自动化生产取代传统手工打造已经成为必然趋势。利用工业机器人模拟精密机床动作，搭载合适的工具头对自由曲面光学元件进行研磨，既提高了原本手工研磨的效率，又相对精密机床实现了成本的降低。以Preston理论为支撑，设计并制作了适合工业机器人自动光学研磨的工具头，并用实验和实际加工验证了该方法的可行性。