光学自由曲面可以实现特殊的成像效果，给光学设计提供了更大的自由度，计算机控制加工方法可以在低精度设备上加工出高精度的光学自由曲面，自由曲面的形面检测决定共最终加工精度的关键因素，本文讨论了自由曲面的形面检测方法，研究了自由曲面的坐标测量法，提出了快速自由曲面坐标测量法，并进行了验证，结果表明采用快速自由曲面测量法可以大大缩短测量时间，测量精度在测量机的精度范围内。

快速探测是提高坐标测量机工作效率的有效手段,同时还必须要保证原有的测量精度.采用有限元分析方法(FEM)对快速探测过程中由惯性力和驱动力产生的动态误差进行了预测,分析结果是合理的,为后续的动态误差补偿工作打下了良好的基础.

基于有限元的虚拟坐标测量机方法是预测并补偿快速探测动态误差的有效手段,坐标测量机的有限元模型是分析计算的基础.以一种桥式坐标测量机为例,介绍了以3轴位置参数驱动,自动建立其相应有限元模型的方法,可自动进行前处理,显著提高有限元分析过程的工作效率.

光学非球面的使用可以提高光学系统的性能，简化系统，结构、减小系统体系，减轻系统重量，计算机控制系统表面成形方法是加工光学非球面的重要方法。介绍了ＣＣＯＳ原理，给出了ＣＣＯＳ中关键技术驻留时间计算的三种算法－基于加工仿真的算法、基于傅立叶变换的处基于滑动平均与傅立叶变换的算法。