云南天文台于2013年申请建立云南省应用天文技术工程实验室,现已获批。在当前亟待解决的关键技术问题中,对天文光学零件镜面的面形检测是一个重点。常用的检测方法分为接触式检测和非接触式检测两大类。目前工厂中通常使用接触式球径仪对光学镜面进行粗磨检测,这种测量方法虽然原理简单,但是由于测量点有限,网格较粗,效率低下,而且因为是接触式测量,所以不适合检测晶体等表面较软的镜片,同时对于表面光洁度要求较高的镜面也存在检测困难。而非接触式球径仪市场价格又十分昂贵,在光学零件研磨初期并没有很高的性价比。因此,研制出一套相对低成本、扩展性强、灵活度高的非接触式自动化面形检测系统实现球径仪的功能,完成对光学镜面的粗磨检测是十分必要的。本系统硬件上采用KEYENCE LT-9031高精度激光测量仪、DANAHER ULTI-MAC-G型控制器及配套二维移动平台和卓立汉光KSAV2030-ZF高精密电控垂直升降台搭建,并基于STM32系列控制芯片设计制作了控制器完成指令分配和调度功能,利用串口通信控制x轴/y轴二维平移台的运动实现网格扫描,基于激光扫描法测量面形弧高,但由于采用的共焦显微镜原理测量范围较窄,添置了z轴升降台扩大测量范围,设计上位机控制程序和人机交互界面,使系统在后期使用更为灵活便捷,编写了曲面拟合算法,最终实现光学零件面形数据的自动采集、拟合,以及相关光学参数的计算。通过实验证明,无论待测光学零件的表面落差是否超出激光头测量范围,本文研究的非接触式面形检测系统均可完整采集所需面形数据,并在曲面拟合后给出相关光学参数。该系统实现了软硬件结合,能对多种光学零件面形进行一键式自动检测,并能达到粗磨检测的精度要求,并且成本较低,能满足我实验室工作的需要,也符合市场需求。