非球面光学零件在现代光学系统中得到了广泛的应用,因为在光学系统中,非球面能够改善像质,减少镜片数量,实现光学系统小型化和轻量化。在实际工程应用领域对非球面光学元件提出了相应的技术指标要求,比如说非球面口径、相对口径、面形误差、轻量化、加工效率和生产成本等。其中实际加工误差尤为重要,在非球面加工的每个阶段,需要使用合适的检测方法实现可靠的面形测量,其中在非球面粗磨阶段,非球面面形误差常在数十微米,因干涉法虽然精度高,但动态范围小,无法使用干涉法检测,且粗磨阶段,元件因表面粗糙无法反射。使用接触式坐标测量方式能够解决上述问题,是非球面研磨与抛光前期面形测量的主要手段,所以研究高精度的非球面轮廓测量仪具有重要的意义。本文针对非球面面形测量的问题,研究了非球面轮廓测量的方法,主要工作包括如下几个方面:1、介绍了常用的非球面检测方法,分析了轮廓仪检测非球的设计思路和技术要求;2、详细分析了三坐标轮廓仪的测量误差,完成了误差去除数学模型;3、进行软硬件开发,完成轮廓仪的自动数据采集和处理,结合误差去除数据模型,进行误差的解算和显示,最终实现了非球面轮廓仪开发。