隨著現(xiàn)代制造對表面精度的要求日益嚴(yán)苛，納米級加工與檢測技術(shù)已成為核心競爭要素。傳統(tǒng)離線檢測因存在重復(fù)定位誤差和效率瓶頸，難以適應(yīng)超精密加工的發(fā)展需求。為此，本研究依托光譜共焦原理，開發(fā)集成于加工設(shè)備的原位測量系統(tǒng)，可在工件加工后直接進(jìn)行亞微米級三維形貌檢測。該技術(shù)憑借非接觸式測量、微米級分辨率和快速響應(yīng)等特性，特別適合復(fù)雜型面的高精度測量。項(xiàng)目由霖鼎光學(xué)（上海）有限公司提供技術(shù)支持，致力于實(shí)現(xiàn)測量補(bǔ)償系統(tǒng)的集成化與國產(chǎn)化，提升我國超精密制造水平。

1. 搭建穩(wěn)定可靠的原位測量系統(tǒng)硬件平臺，完成光譜共焦傳感器選型，實(shí)現(xiàn)傳感器與機(jī)床控制系統(tǒng)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)交互與高效通信。通過系統(tǒng)測試與分析，評估測量系統(tǒng)相關(guān)性能，為超精密加工應(yīng)用提供可靠支持與選型依據(jù)。

2. 開發(fā)基于光譜共焦傳感器的在機(jī)測量數(shù)據(jù)處理與補(bǔ)償算法，通過優(yōu)化數(shù)據(jù)預(yù)處理、面型重建和誤差補(bǔ)償方法，提升精密制造中的測量精度與加工效率。

3. 開發(fā)一種高精度、可重復(fù)性的光譜共焦傳感器軸線標(biāo)定方法，制定出優(yōu)化的光譜共焦原位掃描測量策略，設(shè)計(jì)開發(fā)用于控制光譜共焦原位測量模塊配套使用的測量軟件，以提升測量精度和效率。

1.搭建了可靠的光譜共焦原位測量平臺，完成高性能光譜共焦傳感器選型，實(shí)現(xiàn)機(jī)床-共焦傳感器的有效通訊，對原位測量系統(tǒng)的量程、信號振動(dòng)特性、精度進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)測量。

2.基于光譜共焦傳感器的測量過程與數(shù)據(jù)，設(shè)計(jì)了結(jié)合濾波與坐標(biāo)變換的預(yù)處理算法、優(yōu)化面形重建（基于最小二乘法），以及面型誤差補(bǔ)償方法。

3.設(shè)計(jì)了三種光譜共焦傳感器軸線標(biāo)定模型，通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證確定了一種高精度、可重復(fù)性的軸線標(biāo)定方法，同時(shí)設(shè)計(jì)了等弧長和等角度相結(jié)合的螺旋測量路徑，也完成了基于QT平臺的軟件集成。