随着“工业4.0”的概念及智能制造技术的兴起,当今世界先进制造领域的制造设备正迎来新一轮变革。工件自定位技术作为智能制造技术的重要组成部分,能够显著提升机床工作效率,节省整体加工时间,然而光学制造领域尚未有应用工件自定位技术的相关报道。本文主要开展工件自定位理论与算法及其在磁流变抛光中的应用研究,以期进一步提升磁流变抛光设备的性能和自动化水平,全文主要研究内容如下:第一,工件自定位理论与算法的研究。研究了工件自定位中工件寻位算法的经典形式,并由此提出了一种新算法——同步迭代寻位算法。通过仿真,比较了不同算法的性能,证明了同步迭代寻位算法的有效性。第二,开展了工件自定位中的测头半径补偿与测量点分布优化研究。研究了接触式测量时,补偿测量数据中测头半径的方法;建立了测量点分布优化算法,结合磁流变抛光对寻位精度的需求,提出了一种工件自定位中的光学元件测量策略,并在仿真中实现了较少测量点下的高精度寻位。第三,设计并实现了磁流变抛光机床工件自定位系统。以加工运动和测量运动互不干涉为原则,对测量机构进行了设计;对作为关键元件的测头进行了性能需求分析及测试实验;通过编写工件自定位系统软件,实现了测量过程的自动化,以及加工代码对工件位姿的匹配。第四,工件自定位系统的性能测试与验证。通过考察去除函数稳定性和光学元件面形误差收敛率,验证了自定位系统的工件寻位精度;从工件定位全过程时间的角度,验证了自定位系统的工作效率。通过光学元件面形修形实验,证明了系统的工业应用能力。