随着现代制造对表面精度的要求日益严苛，纳米级加工与检测技术已成为核心竞争要素。传统离线检测因存在重复定位误差和效率瓶颈，难以适应超精密加工的发展需求。为此，本研究依托光谱共焦原理，开发集成于加工设备的原位测量系统，可在工件加工后直接进行亚微米级三维形貌检测。该技术凭借非接触式测量、微米级分辨率和快速响应等特性，特别适合复杂型面的高精度测量。项目由霖鼎光学（上海）有限公司提供技术支持，致力于实现测量补偿系统的集成化与国产化，提升我国超精密制造水平。

1. 搭建稳定可靠的原位测量系统硬件平台，完成光谱共焦传感器选型，实现传感器与机床控制系统实时数据交互与高效通信。通过系统测试与分析，评估测量系统相关性能，为超精密加工应用提供可靠支持与选型依据。

2. 开发基于光谱共焦传感器的在机测量数据处理与补偿算法，通过优化数据预处理、面型重建和误差补偿方法，提升精密制造中的测量精度与加工效率。

3. 开发一种高精度、可重复性的光谱共焦传感器轴线标定方法，制定出优化的光谱共焦原位扫描测量策略，设计开发用于控制光谱共焦原位测量模块配套使用的测量软件，以提升测量精度和效率。

1.搭建了可靠的光谱共焦原位测量平台，完成高性能光谱共焦传感器选型，实现机床-共焦传感器的有效通讯，对原位测量系统的量程、信号振动特性、精度进行了实验测量。

2.基于光谱共焦传感器的测量过程与数据，设计了结合滤波与坐标变换的预处理算法、优化面形重建（基于最小二乘法），以及面型误差补偿方法。

3.设计了三种光谱共焦传感器轴线标定模型，通过实验验证确定了一种高精度、可重复性的轴线标定方法，同时设计了等弧长和等角度相结合的螺旋测量路径，也完成了基于QT平台的软件集成。