[发明专利]一种基于激光精密加工的微观组织三维重构系统及方法

权利要求书

1.一种基于激光精密加工的微观组织三维重构系统，其特征在于，包括激光打标机、机械手、数据采集卡、上位机以及图像采集装置；

所述机械手和所述上位机通过网线相连，所述激光打标机通过所述数据采集卡与所述上位机相连，所述图像采集装置连接所述上位机；

所述激光打标机，用于根据所述上位机的控制信号在待测待加工件上进行打孔定位以及激光扫描，并将完成信号反馈至所述上位机；

所述机械手，用于根据所述上位机的控制信号，对待测待加工件进行夹持和移动，并将完成信号反馈至所述上位机；

所述图像采集装置，用于采集待测待加工件切片图像并进行分析和识别处理，得到处理后的待测待加工件切片的二维组织结构信息图和切片层厚度，并发送给所述上位机；

所述上位机，用于对所述机械手发送控制信号控制机械手动作；通过所述数据采集卡对所述激光打标机发送控制信号控制激光打标机动作；以及基于待测待加工件切片的二维组织结构信息图和切片层厚度，重构三维微观组织结构；

还包括用于对待测待加工件进行干燥的干燥装置；所述干燥装置通过继电器连接至所述数据采集卡，用于所述上位机对所述继电器发送控制信号控制风机动作。

2.根据权利要求1所述的基于激光精密加工的微观组织三维重构系统，其特征在于，所述干燥装置为风机。

3.根据权利要求1所述的基于激光精密加工的微观组织三维重构系统，其特征在于，所述图像采集装置为相连接的CCD摄像系统和台式金相显微镜。

4.一种基于激光精密加工的微观组织三维重构方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)固定待加工件并将其放置在激光打标机工作台上，设置激光打标机的加工参数；

(2)启动激光打标机进行打孔定位以及激光扫描以均匀去除待加工件表面的薄层材料；

(3)机械手夹持已扫描的待加工件，并移至耐腐蚀液体槽，将待加工件放入腐蚀液中进行腐蚀；

(4)机械手将腐蚀后的待加工件提出，并移至清洗工作台，放入酒精槽中清洗；

(5)机械手将清洗完毕的待加工件移至干燥工作台，启动风机对待加工件进行风干；

(6)机械手将待加工件放置在金相显微镜观察视场中，采用显微镜及CCD相机进行图像采集；

(7)图像采集完成后，机械手夹持待加工件并重置到激光打标机工作台，重复步骤(1)至步骤(6)，直至获得满足测试需求的片层二维位置组织图像；

(8)上位机对图像进行处理，通过定位孔纠正图片的位置偏差，并提取定位孔标定区域内的图像信息以及结构二维图像信息的层间距离，重构三维图片，得到显微组织的三维结构。

5.根据权利要求4所述的基于激光精密加工的微观组织三维重构方法，其特征在于，所述步骤(1)激光打标机的加工参数包括激光功率、激光行走速率、激光焦距以及扫描次数。

6.根据权利要求4所述的基于激光精密加工的微观组织三维重构方法，其特征在于，所述步骤(1)之前还包括步骤：制作待加工件，获得平整光洁的待观察面；将待加工件观察面置上，安装至固定夹具并用水平仪校准。