一种基于激光精密加工的微观组织三维重构系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种基于激光精密加工的微观组织三维重构系统及方法。属于激光精密加工，自动化控制和材料微观组织表征领域，主要应用于金属材料微观显微组织三维重构。针对金属材料的微观组织的三维空间观察，本发明专利技术提出基于激光精密加工的高精度连续切片方法，通过编程控制机械手的周期性往复运动，实现腐蚀、干燥和图像采集全过程的自动化，大大提高了每层切片金相制备工作的效率。采集到的各层切片金相可用于高效率、大体积和高可信度的微观结构的自动三维模型构建。本发明专利技术解决了原始连续切片技术精度低，效率慢的问题，为材料科学与工程领域微观组织表征找到一种新的加工方法。

Micro tissue three-dimensional reconstruction system and method based on laser precision machining

The invention discloses a micro tissue three-dimensional reconstruction system and method based on laser precision machining. It belongs to the field of laser precision machining, automatic control and microstructure characterization of materials. It is mainly used in 3D reconstruction of microstructure of metal materials. According to the three-dimensional space of metal microstructures observation, the invention proposed serial sections of high precision laser precision machining method based on the programmable control manipulator of periodic reciprocating motion, realize corrosion, drying and image acquisition system of the whole process, greatly improving the efficiency of each slice Metallographic Preparation work. Collected each slice of gold Xiangke used to build automatic 3D micro structure model of high efficiency, large volume and high reliability. The invention solves the problem of low precision and slow efficiency of the original continuous slicing technique, and finds a new processing method for microstructure characterization in the field of material science and engineering.

【技术实现步骤摘要】
一种基于激光精密加工的微观组织三维重构系统及方法
本专利技术涉及激光精密加工，自动化控制和材料微观组织表征领域,尤其涉及一种基于激光精密加工的微观组织三维重构系统及方法。
技术介绍
材料微观显微组织的三维观测和定量表征一直是材料科学与工程领域的焦点和难点。由于材料内部特征结构众多，空间关系复杂，显微组织具有多样性和多变性，采用常规的金相观测并不能有效表征微观组织的空间细节。为此，广大材料科技工作者主要采用连续切片技术。针对金属材料，对其微观结构的三维重构多采用连续切片技术，其基本原理为用一系列假想的平行平面去切割三维物体，从而得到这些平面与物体表面之间的封闭轮廓线，作为物体不同高度的外形信息。得到不同微观结构、不同层面的连续磨抛截面拓扑形貌，再利用上位机图像处理技术将所获取的众多二维精磨截面拓扑外形连接起来，就得到了微结构的三维空间立体结构分布。该技术因为价格低廉，分辨率高，能精确再现材料内部结构特征，在材料科学的三维重构中获得了较为广泛的应用。然而，逐层移去材料的微小薄片的过程非常繁琐，研究材料显微组织只能在二维磨面上定性地观测，测量结果精度较差，切片层间距不好把握，很大程度上只能本文档来自技高网...

【技术保护点】
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...

【技术特征摘要】
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。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，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。3.根据权利要求2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。4.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...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈静青，张晓鸿，张康，陈辉，
申请(专利权)人：西南交通大学，
类型：发明
国别省市：四川,51