激光微加工在線檢測(cè)系統(tǒng)的研究與開發(fā).pdf

1、隨著激光加工技術(shù)的迅速發(fā)展，與之對(duì)應(yīng)的表面形貌檢測(cè)技術(shù)也在快速發(fā)展。在激光微加工領(lǐng)域，刻蝕工件的表面粗糙度和刻蝕尺寸是其最重要的表面形貌評(píng)價(jià)參數(shù)。其中，表面粗糙度是用來(lái)描述工件的微觀幾何形狀誤差，它是評(píng)定工件表面加工質(zhì)量的重要指標(biāo)，直接影響到工件的使用性能和壽命，而刻蝕尺寸的精確測(cè)量在表面測(cè)量中也有著十分重要的作用，它直接決定加工的精度，可以在很大程度上彌補(bǔ)由其他因素（如光斑尺寸、熱效應(yīng)等）引入的加工誤差，同時(shí)，微細(xì)結(jié)構(gòu)的尺寸測(cè)量已成為

2、當(dāng)前納米測(cè)量技術(shù)和納米計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)的重要課題之一，在世界范圍內(nèi)得到了普遍重視。
　　在此背景下，本文研究并開發(fā)了一種激光微加工在線檢測(cè)系統(tǒng)，主要包括以下三個(gè)方面：激光在線檢測(cè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)處理技術(shù)的研究和應(yīng)用軟件的開發(fā)。激光檢測(cè)系統(tǒng)由激光傳感器、三維精密位移平臺(tái)和計(jì)算機(jī)組成，且集成到激光微加工系統(tǒng)中，構(gòu)成了集加工和檢測(cè)為一體的一整套系統(tǒng)。在數(shù)據(jù)處理技術(shù)方面，針對(duì)測(cè)量過程中的噪聲，研究并設(shè)計(jì)了巴特沃斯降噪濾波器；針對(duì)濾波問題，研究并

3、設(shè)計(jì)了最小二乘中線濾波和高斯濾波兩種方法，通過輪廓調(diào)平的方法解決了刻蝕尺寸測(cè)量中的傾斜問題。在軟件方面，開發(fā)了界面美觀、操作方便的應(yīng)用軟件，它由設(shè)備控制軟件和數(shù)據(jù)處理軟件兩部分組成，共同實(shí)現(xiàn)了在線檢測(cè)的功能。實(shí)驗(yàn)部分，該系統(tǒng)通過大量樣品的在線加工和檢測(cè)實(shí)驗(yàn)，并采用Dektak150 Surface Profiler表面輪廓測(cè)量?jī)x的檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比和不斷修正，獲得了在線檢測(cè)精度能達(dá)到1.6μm，且具有良好的重復(fù)性、穩(wěn)定性和可靠性的激光微加