非球面光学零件可以消除球差、像散、场曲等,能够减少光能损失,大大简化结构,具有优良的光学特性,在军事、航天、航空、核能、天文以及重要的民用工业领域都有着广泛的需求。同时,对其表面质量及轮廓的精度要求也越来越高。传统的非球面加工方法已经不能满足这种需求,研究新的超精密加工方法与精密控制设备成为势在必行的发展趋势。本课题在非球面平行法磨削工艺基础上,研究开放式超精密非球面磨削数控系统,搭建了非球面磨削系统硬件平台,开发出一套专用于非球面磨削用的数控软件,通过该软件在自行研制的超精密磨抛实验平台上的应用,能够加工成形非球面光学零件。研究了PMAC运动控制器的工作原理、硬件结构和软件的特点,结合步进电机及其驱动器、精密工作台,搭建了数控系统硬件平台;根据非球面平行法磨削工艺要求,对非球面磨削过程中曲线插补算法及原理进行了研究,详细分析了双圆弧插补算法,并用此算法对基于光学通用方程的曲线及列表点曲线进行了插补,生成了G代码文件;对数控系统软件部分进行功能划分,确定了磨削数控系统软件的结构体系。在此基础上,利用高级编程语言Visual C++在操作系统平台上完成了对数控系统软件各功能模块的开发,建立起了友好的数控系统界面;最后,将所开发的磨削数控系统应用于自行搭建的四轴精密磨抛实验平台上,加工非球面零件验证了轨迹插补算法及数控系统的软硬件性能。