中文摘要：

提出并研究用于光学非一致曲率曲面确定性制造的计算机控制光学加工方法与技术，其首先将整个加工过程视为一个非线性系统，一方面结合经典抛光模型Preston假设，开展多控制参量的计算机控制迭代误差修正加工，对加工区域的剪切应力、相对作用速率和驻留时间进行最佳控制，另一方面结合点接触式工具的复合姿态控制优势，借鉴单点金刚石车削点对点连续轨迹的控制方案，探索多轨迹目标实施方案，实时跟踪自由曲面离散点三维信息（平面位置参数和矢高）。研究内容包括曲面描述模型的建立；复合姿态控制多自由度加工平台研制；工艺实验与制造过程策略优化。建立起工艺条件与加工效率、表面精度的关联模型，保证实现硬脆材料塑性域柔性去除，避免产生与工艺相关联的表面微观缺陷，深入研究适用于自由曲面型面加工的轨迹规划和边缘效应问题，提供相对完整的加工理论和工艺方法。

结论摘要：

非一致曲率光学元件作为一类复杂的、非旋转对称的异形曲面，其非球面度可以很大，可根据现代光电系统对信息发送、接收、转换、传送及存储功能的特殊需要，突破传统光学系统的概念，运用于全新的系统设计方案中。本项目研究中首先针对典型光学曲面元件进行了建模，建立了基于离散型值点的描述矩阵模型，进而提取出表面奇异值点，形成针对不同类型曲面的描述模型。在理论模型基础上，结合工作函数开展了多种先进抛光方法包括小磨头、磁射流、电流变等在内的详细工艺研究，建立了非规则路径抛光模型和实验数据，研究了不同路径模型及其对边缘效应的影响，获取了各工艺方法的技术特点。分别于2012年6月和2013年7月应邀访问北京理工大学光机电工程联合研究中心，指导研究生开展理论和实验工作，参与召开先进光学制造与检测学术研讨会并做特邀报告和学术交流。围绕本课题研究中的核心内容，发表/录用SCI学术论文10篇，出版学术专著1部，申请国家发明专利9项，联合培养博士后1名、博士研究生1名、硕士研究生2名。