基于圖像處理技術(shù)的焦點(diǎn)控制系統(tǒng)的研究.pdf

1、隨著脈沖激光微加工技術(shù)的日益進(jìn)步,以及對(duì)加工精度的要求越來(lái)越高,對(duì)激光加工系統(tǒng)提出了更高的要求。不僅如此,為了實(shí)現(xiàn)某些特殊加工,靈活的焦點(diǎn)控制技術(shù)成為改善加工效果的重要研究課題之一。本文的目的在激光微加工系統(tǒng)中增加焦點(diǎn)控制系統(tǒng),改善和擴(kuò)展激光微加工系統(tǒng)加工效果和能力。
　　 本文設(shè)計(jì)了一套基于圖像處理技術(shù)的焦點(diǎn)控制系統(tǒng)。系統(tǒng)主要包括:激光光源,照明光源,成像鏡組,圖像采集／控制系統(tǒng),一維運(yùn)動(dòng)平臺(tái)等幾個(gè)部分。激光光源采用波長(zhǎng)355

2、nm的紫外納秒脈沖激光器；照明光源采用650nm紅光模塊組；成像光路選用Navitar公司的內(nèi)部同軸共焦變焦鏡頭與復(fù)消色差物鏡的組合,順利解決了激光焦面與成像焦面的共焦問(wèn)題；成像及控制系統(tǒng)中以CMOS圖像傳感器OV7141作為成像器件,以DSP處理采集得到的圖像并輸出控制信號(hào),控制-維運(yùn)動(dòng)平臺(tái)的軸向動(dòng)作進(jìn)行準(zhǔn)確對(duì)焦,對(duì)焦以后由DSP給出方向和位移信號(hào)使焦點(diǎn)和被加工表面保持可控的距離,即焦點(diǎn)控制。相關(guān)的實(shí)驗(yàn)表明,本系統(tǒng)可以初步完成焦點(diǎn)控制

3、功能,并且具有一定的對(duì)焦精度。
　　 本論文主要完成的工作如下:
　　 1.利用成像光學(xué)與圖像處理學(xué)原理,設(shè)計(jì)了適用于激光微加工的焦點(diǎn)控制系統(tǒng)；
　　 2.完成了以CMOS,CPLD,DSP為核心的圖像采集及控制系統(tǒng)設(shè)計(jì),制作并調(diào)試了硬件電路；
　　 3.完成了系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)及調(diào)試,包括上位機(jī)圖像采集界面與運(yùn)動(dòng)控制部分；
　　 4.搭建了自動(dòng)對(duì)焦實(shí)驗(yàn)系統(tǒng),進(jìn)行了相關(guān)實(shí)驗(yàn),對(duì)焦點(diǎn)控制系統(tǒng)的調(diào)焦判據(jù)進(jìn)