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激光焊缝跟踪系统
一、测量原理与技术框架高精度激光位移传感器实现1μm以下精度的核心在于三角测量法的深度优化。如图1所示,当激光束投射到被测表面时,散射光斑经接收透镜在CMOS/CCD阵列上形成位移图像。根据几何关系:\Delta x = \frac{L \cdot \sinθ}{M \cdot \cos(α±θ)}Δx=M⋅cos(α±θ)L⋅sinθ其中L为基距,θ为接收角,M为放大倍数。要实现亚微米分辨率需突破传统三角法的三个技术瓶颈:光斑质量退化、环境噪声干扰、信号处理延迟。二、关键算法突破1. 光斑中心定位算法采用改进型高斯混合模型(GMM)结合小波变换降噪,可有效抑制散斑噪声。研究显示[1],基于Marr小波的边缘检测算法可使定位精度提升至0.12像素(对应0.05μm)。2. 动态补偿算法LTP系列采用专利技术(CN202310456789.1)中的自适应卡尔曼滤波:PYTHONclass AdaptiveKalman:    def update(self, z):        # 实时调整过程噪声协方差Q        self.Q = self.alpha * np.cov(self.x_hist)        # 标准卡尔曼迭代        self.predict()   ...
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更新日期: 2025 - 02 - 19
泓川科技LTC系列光谱共焦传感器中的侧向出光探头(LTCR系列),凭借其独特的90°出光设计与紧凑结构,彻底解决了深孔、内壁、微型腔体等复杂场景的测量难题。本文深度解析LTCR系列的技术优势、核心型号对比及典型行业应用,为精密制造提供全新测量视角。一、侧向出光探头技术优势1. 空间适应性革命90°侧向出光:光路与探头轴线垂直,避免传统轴向探头因长度限制无法深入狭窄空间的问题。超薄探头设计:最小直径仅Φ3.8mm(LTCR1500N),可深入孔径≥4mm的深孔/缝隙。案例对比:场景传统轴向探头限制LTCR系列解决方案发动机喷油孔内壁检测探头长度>50mm,无法伸入LTCR1500N(长度85mm,直径Φ3.8mm)直达孔底微型轴承内圈粗糙度轴向光斑被侧壁遮挡LTCR4000侧向光斑精准照射测量面2. 精度与稳定性兼具纳米级静态噪声:LTCR1500静态噪声80nm,线性误差<±0.3μm,媲美轴向探头性能。抗振动设计:光纤与探头刚性耦合,在30m/s²振动环境下,数据波动<±0.1μm。温漂抑制:全系温漂<0.005%FS/℃,-20℃~80℃环境下无需重新校准。3. 多场景安装适配万向调节支架:支持±15°偏转角度微调,兼容非垂直安装场景。气密性封装:IP67防护等级,可直接用于切削液飞溅的加工中心。二、核心型号对比与选型指南型号LTCR1500LTCR1500NLTCR4000LTCR5000探头直径Φ8mmΦ3.8mmΦ8mmΦ12mm测量范围±0.75mm±0.75mm±2mm±2.5mm光斑直径Φ20μmΦ17μmΦ20μmΦ19μm适用场景微型电子元件超细深孔汽车内壁重型机械腔体典型行业半导体封装医疗导管新能源电池航空航天三、...
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更新日期: 2025 - 02 - 17
一、引言1.1 研究背景与意义在科技飞速发展的当下,半导体和电子部件制造行业正经历着深刻的变革。随着电子产品的功能不断增强,尺寸却日益缩小,对半导体和电子部件的性能、精度以及可靠性提出了极为严苛的要求。从智能手机、平板电脑到高性能计算机、物联网设备,无一不依赖于先进的半导体和电子部件技术。而这些部件的质量与性能,在很大程度上取决于制造过程中的测量、检测和品质管理环节。光学测量技术作为一种先进的测量手段,凭借其高精度、非接触、快速测量等诸多优势,在半导体和电子部件制造领域中发挥着愈发关键的作用。它能够精确测量微小尺寸、复杂形状以及表面形貌等参数,为制造过程提供了不可或缺的数据支持。举例来说,在半导体芯片制造中,芯片的线宽、间距等关键尺寸的精度要求已经达到了纳米级别,光学测量技术能够准确测量这些尺寸,确保芯片的性能符合设计标准。再如,在电子部件的封装过程中,光学测量可以检测焊点的形状、尺寸以及位置,保障封装的可靠性。光学测量技术的应用,不仅能够有效提高产品的质量和性能,还能显著降低生产成本,增强企业在市场中的竞争力。通过实时监测和精确控制制造过程,能够及时发现并纠正生产中的偏差,减少废品率和返工率,提高生产效率。因此,深入研究光学测量在半导体和电子部件制造中的典型应用,对于推动行业的发展具有重要的现实意义。1.2 研究目的与方法本报告旨在深入剖析光学测量在半导体和电子部件制造测量、检测...
发布时间: 2025 - 01 - 19
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五、光学传感器测量技术5.1 高精度测量技术5.1.1 关键技术突破在存储硬盘 HDD 的检测领域,高精度测量技术的突破犹如一颗璀璨的明星,照亮了整个行业的发展道路。以基恩士 SI 系列微型传感头型分光干涉式激光位移计为代表,其在高精度测量技术方面实现了令人瞩目的突破。该系列产品成功打造出世界超一流的微型传感头,这一创新成果堪称技术领域的杰作。SI 系列的微型传感头采用了独特的光纤结构,这一结构设计犹如为传感器赋予了强大的 “魔力”。完全无电子部件的设计,使得传感器彻底摆脱了测量仪本身发热所产生的偏移或电磁干扰的困扰。在传统的测量设备中,测量仪发热往往会导致测量结果出现偏差,而电磁干扰更是如同隐藏在暗处的 “幽灵”,难以被彻底隔离和消除,严重影响测量的精度。但 SI 系列通过这一创新设计,成功避开了这些难题,为实现超高精度测量奠定了坚实的基础。其尺寸小、重量轻、耐高温的特点,更是为其在复杂的测量环境中施展 “身手” 提供了极大的便利。小巧的尺寸和轻盈的重量,使得它在选择安装区域时几乎不受限制,能够灵活地安装在传统设备无法触及的狭小空间内。在一些对空间要求极为苛刻的 HDD 生产环节中,SI 系列能够轻松找到合适的安装位置,实现对关键部件的精准测量。而耐高温的特性,则保证了传感器在高温环境下依然能够稳定工作,确保测量结果的准确性和可靠性。 5.1.2 对 HDD 检测的意义...
发布时间: 2025 - 01 - 17
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一、引言1.1 研究背景与意义在当今数字化信息爆炸的时代,数据存储的重要性愈发凸显。硬盘驱动器(HDD)作为一种传统且广泛应用的大容量存储设备,在数据存储领域占据着举足轻重的地位。从个人计算机中的数据存储,到企业级数据中心的海量数据管理,HDD 都发挥着不可替代的作用。随着科技的飞速发展,各行业对数据存储的容量、速度、稳定性以及可靠性等方面的要求不断提高。例如,在影视制作行业,4K、8K 等高分辨率视频的编辑和存储需要大容量且读写速度快的存储设备;在金融行业,大量交易数据的实时存储和快速检索对 HDD 的性能和可靠性提出了严苛要求。为了确保 HDD 能够满足这些日益增长的需求,其制造过程中的质量控制至关重要。而光学传感器检测技术在 HDD 的质量控制中扮演着关键角色。通过运用光学传感器,可以对 HDD 的多个关键参数进行精确检测。比如,检测盘片的平整度,盘片平整度的微小偏差都可能导致磁头与盘片之间的距离不稳定,进而影响数据的读写准确性和稳定性;测量磁头的位置精度,磁头定位不准确会使数据读写出现错误,降低 HDD 的性能;监测电机的转速均匀性,电机转速不稳定会导致数据读取速度波动,影响用户体验。光学传感器能够以非接触的方式进行高精度检测,避免了对 HDD 部件的损伤,同时还能实现快速、高效的检测,大大提高了生产效率和产品质量。 1.2 研究目的与方法本研究旨在深入探究不同类...
发布时间: 2025 - 01 - 17
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七、声纳传感器应用案例深析7.1 外壳相关检测7.1.1 外壳的外观检测在声纳传感器的实际应用中,对外壳的外观检测是确保产品质量的关键步骤。在进行外壳外观检测时,声纳传感器并非仅依赖传统的图像明暗判断方式,而是借助先进的技术,利用 3D 形状的图像来实现精准的形状变化识别。其工作过程如下:传感器发射特定频率和模式的声波,这些声波以特定的角度和范围向外传播,当遇到外壳表面时,会根据外壳表面的形状、材质以及纹理等特征产生不同的反射模式。反射回来的声波被传感器的接收装置高效捕捉,然后转化为电信号。系统对这些电信号进行复杂的处理和分析,通过独特的算法将其转换为详细的 3D 形状数据。在这个过程中,系统会对 3D 形状数据进行精确的分析和比对,与预先设定的标准外壳模型进行细致的匹配。一旦发现外壳的形状与标准模型存在差异,系统会立即识别出这些变化,从而确定外壳是否存在缺陷或不符合规格的情况。这种利用 3D 形状图像进行外观检测的方式具有诸多显著优势。它极大地提高了检测的准确性和可靠性。传统的基于图像明暗判断的方法,容易受到环境光、外壳表面光泽度以及颜色等多种因素的干扰,导致检测结果出现偏差。而 3D 形状图像检测技术能够直接获取外壳的真实形状信息,不受这些外部因素的影响,从而能够更准确地发现外壳表面的细微瑕疵,如划痕、凹陷、凸起等,以及形状上的偏差。该技术具有较强的稳定性。无论环境光如何变化,...
发布时间: 2025 - 01 - 16
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  • 25
    2023 - 09 - 25
    由于半导体生产工艺的复杂性和精密性,对晶圆切割的技术要求极高,传统的机械切割方式已经无法满足现代电子行业的需求。在这种情况下,光谱共焦位移传感器配合激光隐切技术(激光隐形切割)在晶圆切割中发挥了重要作用。以下将详细介绍这种新型高效切割技术的应用案例及其优势。原理:利用小功率的激光被光谱共焦位移传感器设定的预定路径所导,聚焦在直径只有100多纳米的光斑上,形成巨大的局部能量,然后根据这个能量将晶圆切割开。光谱共焦位移传感器在切割过程中实时检测切口深度和位置,确保切口的深广和位置的精确性。激光隐切与光谱共焦位移传感器结合的应用案例:以某种先进的半导体制程为例,晶圆经过深刻蚀、清洗、扩散等步骤后,需要进行精确切割。在这个过程中,首先,工程师根据需要的切割图案在软件上设定好切割路径,然后切割机通过光谱共焦位移传感器引导激光按照预定的路径且此过程工程师可以实时观察和测量切口深度和位置。优点:这种技术最大的优势就是它能够实现超微细切割,避免了大功率激光对芯片可能会带来的影响。另外,因为切割的深度和位置可以实时调控,这 法也非常具有灵活性。同时,由于使用光谱共焦位移传感器精确控制切割的深度和位置,所以切割出来的晶圆表面平整,质量更好。总的来看,光谱共焦位移传感器配合激光隐切在晶圆切割中的应用,不仅提升了生产效率,减少了废品率,而且大幅度提升了产品质量,对于当前和未来的半导体行业都将是一个革新的技...
  • 26
    2024 - 03 - 05
    非接触式激光位移传感器在生产线上的应用具有多方面的优势,下面将从精度、速度、可靠性、灵活性和安全性等方面进行逐一分析,并通过具体的应用场景来说明其应用价值。同时,还会与传统的接触式传感器进行比较,以突显非接触式激光位移传感器的独特优势。精度:非接触式激光位移传感器采用激光三角测量法,具有极高的测量精度。例如,在半导体制造过程中,需要精确控制薄膜的厚度,非接触式激光位移传感器可以实现微米级的测量精度,从而确保产品质量。相比之下,传统接触式传感器可能会因为接触力度的不同而影响测量精度。速度:非接触式激光位移传感器具有快速响应的特点,可以在生产线上实现高速测量。例如,在包装机械中,需要实时监测包装材料的位置和速度,非接触式激光位移传感器可以迅速捕捉到这些变化,从而确保包装过程的顺利进行。而传统接触式传感器可能会因为接触摩擦等因素而影响测量速度。可靠性:非接触式激光位移传感器无需与目标物体直接接触,因此可以避免因摩擦、磨损等因素导致的传感器损坏。此外,非接触式传感器还具有较好的抗干扰能力,可以在恶劣的生产环境中稳定工作。相比之下,传统接触式传感器更容易受到环境因素的影响而出现故障。灵活性:非接触式激光位移传感器可以适应不同的测量需求,通过调整激光发射角度、接收透镜焦距等参数,可以实现不同距离、不同角度的测量。此外,非接触式传感器还可以与计算机、PLC等设备进行连接,实现自动化控制和数据处理...
  • 27
    2025 - 01 - 14
    六、应用案例深度解析6.1 光伏压延玻璃厚度监测案例6.1.1 案例背景与需求在全球积极推动清洁能源发展的大背景下,光伏产业迎来了蓬勃发展的黄金时期。光伏压延玻璃作为光伏电池板的关键封装材料,其质量直接关系到光伏电池板的性能与使用寿命。在光伏压延玻璃的生产过程中,厚度的精确控制是确保产品质量的核心要素之一。光伏压延玻璃的厚度对光伏电池板的性能有着至关重要的影响。若玻璃厚度过薄,可能无法为电池片提供足够的机械保护,在运输、安装及使用过程中容易出现破裂等问题,降低电池板的可靠性;而厚度过厚,则会增加光伏电池板的重量,不仅提高了运输成本,还可能影响电池板的光电转换效率。此外,玻璃厚度的均匀性也不容忽视。不均匀的厚度会导致光线在玻璃内部传播时产生折射和散射差异,进而影响光伏电池板对光线的吸收和利用效率,降低整体发电性能。传统的光伏压延玻璃厚度检测方法,如人工抽样测量,不仅效率低下,无法满足大规模生产的实时监测需求,而且受人为因素影响较大,测量精度难以保证。在这种情况下,迫切需要一种高精度、高效率的测量技术,以实现对光伏压延玻璃厚度的实时、精确监测,确保产品质量的稳定性和一致性。 6.1.2 传感器选型与安装在本案例中,经过对多种测量技术的综合评估与测试,最终选用了一款具有卓越性能的光谱共焦传感器。该传感器具备高精度测量能力,能够满足光伏压延玻璃对厚度测量精度的严苛要求;同时,其具...
  • 28
    2025 - 02 - 09
    摘要为提高激光位移传感器在机测量工件特征的精度,本文针对其关键误差源展开研究并提出补偿策略。实验表明,激光位移传感器的测量误差主要由传感器倾斜误差与数控机床几何误差构成。通过设计倾斜误差实验,利用Legendre多项式建立误差模型,补偿后倾斜误差被控制在±0.025 mm以内;针对机床几何误差,提出基于球杆仪倾斜安装的解耦方法,结合参数化建模对X/Y轴误差进行辨识与补偿。实验验证表明,补偿后工件线性尺寸测量误差小于0.05 mm,角度误差小于0.08°,显著提升了在机测量的精度与可靠性。研究结果为高精度在机测量系统的误差补偿提供了理论依据与实用方法。关键词:工件特征;在机测量;激光位移传感器;误差建模;Legendre多项式1. 引言在机测量技术通过集成测量与加工过程,避免了传统离线测量的重复装夹与搬运误差,成为精密制造领域的关键技术之一。非接触式激光位移传感器凭借其高精度、高采样率及非损伤性等优势,被广泛应用于复杂曲面、微结构等工件的在机测量中。然而,实际测量中,传感器倾斜误差与机床几何误差会显著影响测量结果。现有研究多聚焦单一误差源,缺乏对多误差耦合影响的系统性分析。本文结合理论建模与实验验证,提出一种综合误差补偿方法,为提升在机测量精度提供新的解决方案。2. 误差源分析与建模2.1 激光位移传感器倾斜误差当激光束方向与被测表面法线存在夹角时,倾斜误差会导致...
  • 29
    2022 - 12 - 03
    激光测距传感器的功能,你了解多少呢?大家好,我是无锡宏川传感学堂的李同学。激光测距传感器的功能可分为距离测量和窗口测量。其中距离测量在测距应用中传感器可以随时投入使用。直接给出与物体之间的距离。测量值可用于系统控制或者物体的精准定位。此外还可以选择对数字量模拟,量输出进行调整。如果需要检测尺寸较小的物体。可直接进行窗口测量。通过对参照物进行自学习,传感器可直接测得与标称尺寸的偏差。在这种情况下,数字量输出也可以进行相应的参数进行。除了传感器的尺寸和测量范围。光斑的形状也尤其重要,点击光代表精准聚焦。能精确测量小尺寸的物体。线激光能可靠测量粗糙度比较大的表面积。带纹理的彩色表面。在光泽不均匀或极其粗糙的表面上也能进行稳定的测量。
  • 30
    2023 - 10 - 01
    '新吴科之匠',泓川科技有限公司全新打造的传感器新标杆,我们凝聚高端技术力量,专注于高精度、高性能的激光位移传感器LTP系列,光谱共焦传感器LTC系列,白光干涉测厚传感器,线光谱共焦传感器,以及3D结构光和3D线激光。 强大的研发能力和对细节无穷追求,让我们的产品在每个细微处都彰显出卓越品质。'新吴科之匠'不仅寓意着尖端科技的集中体现,更代表着对品质的极致追求。我们相信,只有最好,才能过硬。
  • 31
    2023 - 09 - 25
    在高精度的生产工序中,薄膜偏差是一项极为重要的控制指标。由于微观材料结构的敏感性,稍有偏差就可能会导致产品的细微变形,从而引发性能下降、使用寿命缩短等一系列问题。因此,对薄膜偏差的精确检测与实时调控具有至关重要的意义。对于这样的需求,光谱共焦位移传感器便能发挥出它重要的作用。通过实现对薄膜厚度的非接触式实时监视,它可以有效地预防或及时地调整可能发生的偏差,提高生产过程中的精准度和稳定性。原理上,光谱共焦位移传感器利用光源通过物体后的干涉进行测量,借助高精度的光学系统和高灵敏的光电检测设备,最终得出偏差情况。另一方面,光谱共焦位移传感器具有小型化的优势。它采用集成设计,尺寸小巧,可以安装在设备内的有限空间中,且不会影响主机性能。这大大扩展了其使用场景,让即使是较为狭小的环境也能实现精确的监控。总结来说,光谱共焦位移传感器代表着未来高精密度生产领域的主流趋。其不仅具备高精度、快反应、难以受到环境干扰等优点,还由于其小型化、适用于狭窄环境等特性,使其逐渐被更多的高科技领域所接受和采纳。
  • 32
    2024 - 03 - 05
    激光三角测量法:精确测量透明物体的科技新突破在精密测量领域,激光三角测量法已成为一种非常重要的技术手段。这种测量方法尤其适用于透明物体的测量,因为它可以有效地解决透明物体测量中的诸多难题。本文将详细介绍激光三角测量法的原理、步骤,以及折射率校正在此过程中所起到的关键作用。一、激光三角测量法的原理激光三角测量法是一种基于光学三角测量原理的非接触式测量方法。其基本原理是:半导体激光器发出的激光束照射在目标物体上,接收器透镜聚集目标物体反射的光线并聚焦到感光元件上。当目标物体与测量设备之间的距离发生改变时,通过接收器透镜的反射光的位置也会相应改变,光线聚焦在感光元件上的部分也会有所不同。通过精确测量这些变化,就可以得出目标物体的位移、形状等参数。二、激光三角测量法的步骤设定参照距离:首先,需要设定一个参照距离,即在此距离下,激光束与感光元件之间的位置关系已知且稳定。照射激光:然后,通过半导体激光器发出激光束,照射在待测的透明物体上。接收反射光:接收器透镜会聚集从透明物体反射回来的光线,并将其聚焦到感光元件上。分析数据:当透明物体移动或形状发生变化时,反射光在感光元件上的位置也会发生变化。通过精确分析这些变化,就可以得出透明物体的位移、形状等参数。三、折射率校正的作用在测量透明物体时,一个关键的问题是需要考虑光的折射现象。由于透明物体的折射率与空气不同,光线在从空气进入透明物体时会发生折射...
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亚微米级激光位移传感器的技术实现路径及LTP系列创新设计 2025 - 02 - 19 一、测量原理与技术框架高精度激光位移传感器实现1μm以下精度的核心在于三角测量法的深度优化。如图1所示,当激光束投射到被测表面时,散射光斑经接收透镜在CMOS/CCD阵列上形成位移图像。根据几何关系:\Delta x = \frac{L \cdot \sinθ}{M \cdot \cos(α±θ)}Δx=M⋅cos(α±θ)L⋅sinθ其中L为基距,θ为接收角,M为放大倍数。要实现亚微米分辨率需突破传统三角法的三个技术瓶颈:光斑质量退化、环境噪声干扰、信号处理延迟。二、关键算法突破1. 光斑中心定位算法采用改进型高斯混合模型(GMM)结合小波变换降噪,可有效抑制散斑噪声。研究显示[1],基于Marr小波的边缘检测算法可使定位精度提升至0.12像素(对应0.05μm)。2. 动态补偿算法LTP系列采用专利技术(CN202310456789.1)中的自适应卡尔曼滤波:PYTHONclass AdaptiveKalman:    def update(self, z):        # 实时调整过程噪声协方差Q        se...
LTC系列侧向出光光谱共焦探头(LTCR系列):狭小空间精密测量的终极解决方案 2025 - 02 - 17 泓川科技LTC系列光谱共焦传感器中的侧向出光探头(LTCR系列),凭借其独特的90°出光设计与紧凑结构,彻底解决了深孔、内壁、微型腔体等复杂场景的测量难题。本文深度解析LTCR系列的技术优势、核心型号对比及典型行业应用,为精密制造提供全新测量视角。一、侧向出光探头技术优势1. 空间适应性革命90°侧向出光:光路与探头轴线垂直,避免传统轴向探头因长度限制无法深入狭窄空间的问题。超薄探头设计:最小直径仅Φ3.8mm(LTCR1500N),可深入孔径≥4mm的深孔/缝隙。案例对比:场景传统轴向探头限制LTCR系列解决方案发动机喷油孔内壁检测探头长度>50mm,无法伸入LTCR1500N(长度85mm,直径Φ3.8mm)直达孔底微型轴承内圈粗糙度轴向光斑被侧壁遮挡LTCR4000侧向光斑精准照射测量面2. 精度与稳定性兼具纳米级静态噪声:LTCR1500静态噪声80nm,线性误差<±0.3μm,媲美轴向探头性能。抗振动设计:光纤与探头刚性耦合,在30m/s²振动环境下,数据波动<±0.1μm。温漂抑制:全系温漂<0.005%FS/℃,-20℃~80℃环境下无需重新校准。3. 多场景安装适配万向调节支架:支持±15°偏转角度微调,兼容非垂直安装场景。气密性封装:IP67防护等级,可直接用于切削...
基于激光位移传感器的在机测量系统误差建模与补偿研究 2025 - 02 - 09 摘要为提高激光位移传感器在机测量工件特征的精度,本文针对其关键误差源展开研究并提出补偿策略。实验表明,激光位移传感器的测量误差主要由传感器倾斜误差与数控机床几何误差构成。通过设计倾斜误差实验,利用Legendre多项式建立误差模型,补偿后倾斜误差被控制在±0.025 mm以内;针对机床几何误差,提出基于球杆仪倾斜安装的解耦方法,结合参数化建模对X/Y轴误差进行辨识与补偿。实验验证表明,补偿后工件线性尺寸测量误差小于0.05 mm,角度误差小于0.08°,显著提升了在机测量的精度与可靠性。研究结果为高精度在机测量系统的误差补偿提供了理论依据与实用方法。关键词:工件特征;在机测量;激光位移传感器;误差建模;Legendre多项式1. 引言在机测量技术通过集成测量与加工过程,避免了传统离线测量的重复装夹与搬运误差,成为精密制造领域的关键技术之一。非接触式激光位移传感器凭借其高精度、高采样率及非损伤性等优势,被广泛应用于复杂曲面、微结构等工件的在机测量中。然而,实际测量中,传感器倾斜误差与机床几何误差会显著影响测量结果。现有研究多聚焦单一误差源,缺乏对多误差耦合影响的系统性分析。本文结合理论建模与实验验证,提出一种综合误差补偿方法,为提升在机测量精度提供新的解决方案。2. 误差源分析与建模2.1 激光位移传感器倾斜误差当激光束方向与被测表面法线存在夹角时,倾斜误差会导致...
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