[發明專利]一種基于激光精密加工的微觀組織三維重構系統及方法

有效

• 申請號: 201710351798.8
• 申請日: 2017-05-18
• 公開（公告）號: CN107167474B
• 公開（公告）日: 2020-04-21
• 發明（設計）人: 陳靜青;張曉鴻;張康;陳輝
• 申請（專利權）人: 西南交通大學
• 主分類號: G01N21/84
• 分類號: G01N21/84;G01N1/28;G01N1/32
• 代理公司: 成都正華專利代理事務所(普通合伙) 51229
• 代理人: 何凡;李蕊

1.一種基于激光精密加工的微觀組織三維重構系統，其特征在于，包括激光打標機、機械手、數據采集卡、上位機以及圖像采集裝置；

所述機械手和所述上位機通過網線相連，所述激光打標機通過所述數據采集卡與所述上位機相連，所述圖像采集裝置連接所述上位機；

所述激光打標機，用于根據所述上位機的控制信號在待測待加工件上進行打孔定位以及激光掃描，并將完成信號反饋至所述上位機；

所述機械手，用于根據所述上位機的控制信號，對待測待加工件進行夾持和移動，并將完成信號反饋至所述上位機；

所述圖像采集裝置，用于采集待測待加工件切片圖像并進行分析和識別處理，得到處理后的待測待加工件切片的二維組織結構信息圖和切片層厚度，并發送給所述上位機；

所述上位機，用于對所述機械手發送控制信號控制機械手動作；通過所述數據采集卡對所述激光打標機發送控制信號控制激光打標機動作；以及基于待測待加工件切片的二維組織結構信息圖和切片層厚度，重構三維微觀組織結構；

還包括用于對待測待加工件進行干燥的干燥裝置；所述干燥裝置通過繼電器連接至所述數據采集卡，用于所述上位機對所述繼電器發送控制信號控制風機動作。

2.根據權利要求1所述的基于激光精密加工的微觀組織三維重構系統，其特征在于，所述干燥裝置為風機。

3.根據權利要求1所述的基于激光精密加工的微觀組織三維重構系統，其特征在于，所述圖像采集裝置為相連接的CCD攝像系統和臺式金相顯微鏡。

4.一種基于激光精密加工的微觀組織三維重構方法，其特征在于，包括以下步驟：

(1)固定待加工件并將其放置在激光打標機工作臺上，設置激光打標機的加工參數；

(2)啟動激光打標機進行打孔定位以及激光掃描以均勻去除待加工件表面的薄層材料；

(3)機械手夾持已掃描的待加工件，并移至耐腐蝕液體槽，將待加工件放入腐蝕液中進行腐蝕；

(4)機械手將腐蝕后的待加工件提出，并移至清洗工作臺，放入酒精槽中清洗；

(5)機械手將清洗完畢的待加工件移至干燥工作臺，啟動風機對待加工件進行風干；

(6)機械手將待加工件放置在金相顯微鏡觀察視場中，采用顯微鏡及CCD相機進行圖像采集；

(7)圖像采集完成后，機械手夾持待加工件并重置到激光打標機工作臺，重復步驟(1)至步驟(6)，直至獲得滿足測試需求的片層二維位置組織圖像；

(8)上位機對圖像進行處理，通過定位孔糾正圖片的位置偏差，并提取定位孔標定區域內的圖像信息以及結構二維圖像信息的層間距離，重構三維圖片，得到顯微組織的三維結構。

5.根據權利要求4所述的基于激光精密加工的微觀組織三維重構方法，其特征在于，所述步驟(1)激光打標機的加工參數包括激光功率、激光行走速率、激光焦距以及掃描次數。

6.根據權利要求4所述的基于激光精密加工的微觀組織三維重構方法，其特征在于，所述步驟(1)之前還包括步驟：制作待加工件，獲得平整光潔的待觀察面；將待加工件觀察面置上，安裝至固定夾具并用水平儀校準。