超精密加工设备和技术的开发是先进光学制造领域的基础和关键,也是衡量一个国家科学技术发展水平的重要标志。超精密加工现在正在向纳米级精度迈进,随着科技的发展,对工件的加工精度要求越来越高。非球面的超精密加工是微纳制造技术的顶峰,尽管国内外许多专家学者正在积极的研究,目前依然存在许多难题,如何能够开发出高精度的非球面数控软、硬件加工装备已成为研究者们的共同目的。本文首先在文献综述的基础上对非球面加工技术及加工装备领域的研究现状进行了初步的分析,提出了开发非球面数控加工软件系统的目的和主要研究内容。在深入研究几种常用的非球面加工方法和加工模型的基础上,建立了相应的数控轨迹控制的数学模型,为数控加工软件的编制做了必要的准备。分析了工件表面粗糙度非均匀化的原因,进而提出了一种新的变速进给的方法来实现加工后的粗糙度均匀化。高精度加工,误差补偿是关键。通过分析测量误差、对心偏差、砂轮半径磨损等误差产生的原因,建立了误差补偿模型,并提出了有效的补偿方法。本文利用C++ Builder软件为开发平台,根据加工、补偿模型,编制了非球面数控加工补偿软件。软件各功能模块运行准确可靠,配合协调,软件运行界面简洁美观、操作简单方便。在输入相关的加工参数后,可以得到直接用于数控加工的程序代码。加工后,如果工件的形状精度达不到要求,可以通过对测量数据处理获得补偿加工程序,再次进行加工,实现对产品的高精度制造。利用参数轨迹显示模块与加工过程动态仿真模块,有效的避免加工干涉,优化工艺参数,提高加工效率和加工质量。最后,对该非球面加工补偿软件进行了运行测试,软件运行稳定。用该软件生成的数控程序进行了超精密车削、磨削加工实验,通过对实验加工后工件面形数据的采集与分析并进行了补偿加工,结果表明软件生成的数控程序是正确可行的,误差补偿精度已达到预期目标,验证了该开发软件的有效性。