基于双显微镜协同的光学晶体表面微缺陷修复用自动对刀方法

1.本发明涉及精密光学加工技术领域，具体而言，涉及基于双显微镜协同的光学晶体表面微缺陷修复用自动对刀方法。


背景技术：

2.在当今社会，人们对能源的需求越来越大，经过漫长时间所积累的化石能源已经无法满足对能源的需求。此外由于对能源的开发而导致的环境污染也成为现在困扰世界各国的一大难题，因此开发新型清洁能源刻不容缓。而激光驱动受控惯性约束核聚变因为其具有安全、可控制、清洁、可再生等优点被认为是最可能解决当前人类面临的能源危机的方式。目前美国已建成世界上输出能量最高的激光核聚变装置——“国家点火装置”，其中共使用大口径光学元件8000余件，小口径光学元件更是达到了30000余件。而kdp因为其优异的光学性能成为当前激光核聚变装置中必不可少的光学元件。然而，在大口径软脆kdp晶体的加工过程中，晶体表面可能会出现微缺陷点(微米至亚毫米级)，而这些缺陷点在强激光持续照射情况下，会诱导激光损伤且尺寸会发生扩展，如不加以重视，最终会导致整块元件报废，而大口径光学晶体表面微缺陷所引起的激光损伤问题也成为制约激光核聚变装置输出能量提升的瓶颈难题。目前主要是采用先进手段对晶体表面微缺陷进行修复去除以延缓损伤增长、提升元件使用寿命。而采用精密微铣削技术对晶体表面激光损伤缺陷点进行修复去除是当前抑制激光损伤增长，提升光学晶体元件激光负载的能力最为有效的方法。
3.基于球头铣刀高速微铣削修复大口径kdp晶体元件表面微缺陷后，其激光损伤阈值可以恢复到无缺陷表面的85％。即便如此，大口径kdp晶体元件微铣削修复技术的工程应用与推广仍存在问题，其中修复过程中的自动对刀技术尤为关键，传统的对刀方法是根据ccd图像通过人工经验判断刀具相对工件表面的距离、进给速度等参数来完成，这种对刀方式精度不高，重复性精度低，反复调整焦距和放大倍率的过程也费时费力，现在方法“cn 108705689 a大口径精密光学晶体表面微缺陷修复用自动对刀工艺方法”提出一种基于“倒影法”的对刀方法，解决了手动对刀时的效率低、重复性差等问题，提高了自动对刀的准确性和精度，且操作简便，使用方便。但该方法在实际应用中依然存在对光照条件要求较高，对刀精度相对较差，且在判断对刀完成时以亮点切屑作为标准，经常会因为气浮主轴气体吹出的刀尖的粘粘切屑而引起“假切屑”导致误判的问题，因此，在整个对刀过程极易受到外界环境干扰，对刀准确性和效率低。


技术实现要素：

4.本发明要解决的技术问题是：
5.现有光学晶体表面微缺陷修复用自动对刀方法对加工条件要求较高，对刀精度相对较差，易受外界环境干扰，同时安全性方面存在不足。
6.本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案：
7.本发明提供了基于双显微镜协同的光学晶体表面微缺陷修复用自动对刀方法，包括如下步骤：
8.步骤1、安装大口径kdp晶体元件，组装并调整扫描显微镜系统和修复显微镜系统，晶体修复机床系统各轴自动回零；
9.步骤2、通过三点“试切法”建立大口径kdp晶体待修复表面空间位置预测的平面拟合方程，基于建立的平面拟合方程考虑晶体元件的重力变形确定对刀阶段中划分精对刀阶段与粗对刀阶段的关键点，并对其进行隐藏和封装，设计面向用户的直观晶体平面标定界面；
10.步骤3、通过扫描显微镜获取大口径kdp晶体元件表面微缺陷平面位置信息，并将刀具移动到待修复微缺陷点位置的下方，采用修复显微镜实时采集对刀图像信息，基于“倒影法”计算刀具距离晶体对刀表面的实际距离，执行粗对刀；
11.步骤4、采用扫描显微镜采集晶体对刀表面的实时图像信息，对每帧图像进行数据处理，捕捉每次对刀进给前后晶体表面局部对刀区域的图像变化；
12.步骤5、根据步骤3估算的刀具刀尖到对刀表面实际距离，当刀具刀尖距离对刀表面的距离达到所述精对刀阶段与粗对刀阶段的关键点时，设定程序进行精对刀；
13.步骤6、当扫描显微镜捕捉到的对刀表面图像变化后，采用“作差取圆”的图像处理方法对采集到的对刀表面图像进行处理，以获得清晰的对刀凹坑轮廓信息；
14.步骤7、根据步骤6的图像处理的结果，当对刀凹坑的最小外接圆像素半径达到预设阈值时，则将之作为对刀成功的标志，并在对刀完成后添加自动退刀程序。
15.进一步地，步骤1中所述的晶体修复机床包括扫描显微镜系统用于晶体表面缺陷点的快速搜寻和采集修复加工过程晶体对刀表面的实时图像信息、缺陷修复系统用于缺陷点的三轴联动加工去除、修复显微镜系统用于采集对刀图像信息并计算刀具距离晶体对刀表面的距离，对刀过程为刀具向上进给至晶体下表面的过程。
16.进一步地，步骤3所述扫描显微镜为jai的bm-500ge型ccd，分辨率为2456
×
2058，最大帧速度可达15fps，像素尺寸为3.45μm
×
3.45μm；所述修复显微镜为维视图像的mv-vd200sc型工业ccd，分辨率为1600
×
1200，最大帧速度可达12fps，其驱动程序可提供以wdmiat3.0为接口的c++语言标准库函数。
17.进一步地，步骤2中所述晶体元件的重力变形采用有限元仿真的方法获得。
18.进一步地，步骤6中采用“作差取圆”的图像处理方法对扫描显微镜采集的晶体对刀表面图像进行处理，首先，将每次对刀进给前后的图像做差并二值化，然后，对对刀产生晶体表面凹坑区域的高灰度区域做膨胀、腐蚀形态学处理，进行降噪和特征增强，最后，利用findcontours函数寻找图像外部轮廓，计算对刀轮廓最小外接圆。
19.进一步地，步骤7中对刀凹坑的最小外接圆像素半径的预设阈值的确定方法为：根据扫描显微镜变倍环倍数，计算单个像素的代表长度的理论大小参数c，取晶体元件表面微缺陷自动对刀深度为0.5μm时，根据球头微铣刀的直径计算出对应对刀凹坑半径，进一步计算其对应的像素半径，即为对刀凹坑的最小外接圆的像素半径阈值。
20.基于双显微镜协同的光学晶体表面微缺陷修复用自动对刀系统，该系统具有与上述技术方案任一项技术方案的步骤对应的程序模块，运行时执行上述的基于双显微镜协同的光学晶体表面微缺陷修复用自动对刀方法中的步骤。
21.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序配置为由处理器调用时实现上述技术方案中任一项所述的基于双显微镜协同的光学晶体表面微缺陷修复用自动对刀方法的步骤。
22.相较于现有技术，本发明的有益效果是：
23.本发明基于双显微镜协同的光学晶体表面微缺陷修复用自动对刀方法，首先通过扫描显微镜获得光学元件全域待修复缺陷的平面位置信息，再通过修复显微镜基于“倒影法”估算对刀过程中刀尖距离晶体待修复表面的距离，最后以扫描显微镜中出现对刀凹坑作为对刀完成的判据；同时，对刀之前，通过三点“试切法”确定的三点高度坐标拟合待修复平面的数学方程；在修复不同缺陷点时，可根据扫描显微镜获得的光学表面微缺陷的平面位置信息，计算出不同待修复点处的缺陷至对刀表面的距离，以此确定待修复缺陷点的对刀进给距离，大大提高对刀效率。本发明对刀方法取消了现有“倒影法”对刀以出现亮点切屑作为对刀成功的标志，而是采用以扫描显微镜在高倍视野下出现的对刀凹坑作为对刀成功标志，避免了因刀尖粘屑导致误判而引起对刀精确性降低，保证了对刀准确性；同时，开发出基于图像处理方法的对刀凹坑识别方法，保证了对刀完成判断的准确性；对刀完成后，增加了自动退刀程序，以此进一步提高对刀精度。最后通过编程实现对刀运动过程中的自动化控制，完成自动对刀全流程设计，以大幅提高大口径光学元件的修复效率。
附图说明
24.图1为本发明实施例中大口径kdp晶体表面微缺陷修复装置及自动对刀系统结构示意图；
25.图2为本发明实施例中面向用户的晶体平面标定界面；
26.图3为本发明实施例中不同晶体类型的重力变形云图；
27.图4为本发明实施例中对刀凹坑识别过程图；
28.图5为本发明实施例中的自动对刀切深频次分布图。
具体实施方式
29.在本发明的描述中，应当说明的是，在本发明的实施例中所提到的术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，并不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”、“第三”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者多个该特征。
30.为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。
31.本发明提供基于双显微镜协同的光学晶体表面微缺陷修复用自动对刀方法，包括如下步骤：
32.步骤1、安装大口径kdp晶体元件，组装并调整扫描显微镜系统和修复显微镜系统，晶体修复机床系统各轴自动回零；
33.步骤2、通过三点“试切法”建立大口径kdp晶体待修复表面空间位置预测的平面拟合方程，基于建立的平面拟合方程考虑晶体元件的重力变形确定对刀阶段中划分精对刀阶段与粗对刀阶段的关键点，并对其进行隐藏和封装，设计面向用户的直观晶体平面标定界
面；
34.步骤3、通过扫描显微镜获取大口径kdp晶体元件表面微缺陷平面位置信息，并将刀具移动到待修复微缺陷点位置的下方，采用修复显微镜实时采集对刀图像信息，基于“倒影法”计算刀具距离晶体对刀表面的实际距离，执行粗对刀；
35.步骤4、采用扫描显微镜采集晶体对刀表面的实时图像信息，对每帧图像进行数据处理，捕捉每次对刀进给前后晶体表面局部对刀区域的图像变化；
36.步骤5、根据步骤3估算的刀具刀尖到对刀表面实际距离，当刀具刀尖距离对刀表面的距离达到所述精对刀阶段与粗对刀阶段的关键点时，设定程序进行精对刀；
37.步骤6、当扫描显微镜捕捉到的对刀表面图像变化后，采用“作差取圆”的图像处理方法对采集到的对刀表面图像进行处理，以获得清晰的对刀凹坑轮廓信息；
38.步骤7、根据步骤6的图像处理的结果，当对刀凹坑的最小外接圆像素半径达到预设阈值时，则将之作为对刀成功的标志，并在对刀完成后添加自动退刀程序。
39.如图1所示，步骤1中所述的晶体修复机床为自行研制的大口径kdp晶体表面微缺陷快速搜寻与微铣削修复装置(申请号：201310744691.1)，该修复机床包括扫描显微镜系统(x1,y1,z1轴)用于晶体表面缺陷点的快速搜寻和采集修复加工过程晶体对刀表面的实时图像信息、缺陷修复系统(x2,y2,z2轴)用于缺陷点的三轴联动加工去除、修复显微镜系统(x3,y3,z3轴)用于采集对刀图像信息并计算刀具距离晶体对刀表面的距离，修复过程中刀具轴与水平面设计成45
°
夹角，对刀显微镜光轴与水平面成15
°
夹角对刀过程为刀具向上进给至晶体下表面的过程。
40.该修复机床的扫描显微镜为jai的bm-500ge型ccd，分辨率为2456
×
2058，最大帧速度可达15fps，像素尺寸为3.45μm
×
3.45μm，扫描显微镜有变倍环(0.58x～7x)、手动调整变倍环倍数来改变显微镜放大倍数。修复显微镜为维视图像的mv-vd200sc型工业ccd，分辨率为1600
×
1200，最大帧速度可达12fps，其驱动程序可提供以wdmiat3.0为接口的c++语言标准库函数，封装37个类和17个全局函数、4个结构类型、25个变量类型可实现实时图像采集、简单图像处理、视频流处理等功能。
41.步骤2中所述晶体元件的重力变形采用有限元仿真的方法获得。
42.基于该平面拟合方程可用于计算不同位置处缺陷修复时刀具与待修复表面间的距离。
43.步骤3中所述的“倒影法”利用opencv提供的检测图像轮廓函数确定出刀具实体距离倒影的像素距离，然后通过对修复显微镜不同放大倍数下获得的图像像素尺寸进行标定，计算出刀具距离晶体对刀表面的视觉距离；由于在对刀过程中存在视觉差，由几何关系计算得到因视觉差引起的图像距离误差，从而最终估算出刀具距离晶体对刀表面的实际距离。
44.步骤4中基于opencv对扫描显微镜采集的图像进行图像处理和算法设计。
45.步骤6中采用“作差取圆”的图像处理方法对扫描显微镜采集的晶体对刀表面图像进行处理，首先，将每次对刀进给前后的图像做差并二值化，然后，对对刀产生晶体表面凹坑区域的高灰度区域做膨胀、腐蚀形态学处理，进行降噪和特征增强，最后，利用findcontours函数寻找图像外部轮廓，计算对刀轮廓最小外接圆。
46.步骤7中对刀凹坑的最小外接圆像素半径的预设阈值的确定方法为：根据扫描显
微镜变倍环倍数，计算单个像素的代表长度的理论大小参数c，取晶体元件表面微缺陷自动对刀深度为0.5μm时，根据球头微铣刀的直径计算出对应对刀凹坑半径，进一步计算其对应的像素半径，即为对刀凹坑的最小外接圆的像素半径阈值。
47.本实施方式中晶体元件表面微缺陷自动对刀过程采用直径为0.5mm的球头微铣刀，当对刀深度为0.5μm时，可计算出对应对刀凹坑半径为15.8μm，其对应的像素半径为约为50pixel，故经过图像处理后的对刀凹坑半径大于50pixel时，则判断对刀完成。
48.对本发明方法进行验证如下：
49.由于本发明基于双显微镜协同的光学晶体表面微缺陷修复用自动对刀方法涉及多个工艺流程，为保证方案的可行性和缺陷检测效果，按照上述步骤对自动对刀工艺方法进行试验时，需要具体实现对刀阶段划分关键点位置，考虑晶体安装时的倾斜度、晶体重力变形的影响，及对刀成功标志的确定、待修复表面对刀凹坑的识别等问题：
50.1)晶体安装时的倾斜度
51.大口径kdp晶体安装在修复机床的夹具上时，不能保证晶体待修复表面与扫描运动平面完全平行，故需要对其安装时存在的平面的倾斜度考虑，可通过建立平方方程来确定。本发明采用口径外三点标定的方法拟合晶体待修复下表面的平面方程。在晶体元件的口径外选择三点，并记录口径外三标：(x1,y1,z1)、(x2,y2,z2)、(x3,y3,z3)，则平面方程由下式求得，其中a，b，c，d分别为方程系数。
[0052][0053]
图2为所编写的晶体待修复下表面标定模块，在通过口径外手动对刀三点，点集标定可以获取当前扫描运动系统的x，y值和修复运动系统的z值，且标定完成后计算求出晶体待修复表面的平面拟合方程，在大口径kdp晶体修复过程中，当某个缺陷处于待修复状态时，可以计算出当前缺陷的位置坐标所对应的晶体下表面高度值。
[0054]
2)晶体重力变形
[0055]
常用大口径kdp晶体根据其晶面的不同，其类型主要有三种，即(001)、typeⅰ、typeⅱ，考虑重力变形时进行仿真，需要输入材料参数即泊松比与弹性模量。由于kdp晶体的各向异性，材料的弹性模量获得较困难。为满足仿真的要求，获得材料参数，采用刚度矩阵的方法，(001)晶体类型的刚度矩阵如表1所示为kdp晶体(001)面刚度矩阵。同时不同晶体存在几何角度差异，通过变换刚度矩阵，可以求出typeⅰ、typeⅱ晶体类型的刚度矩阵，在workbench进行有限元仿真，得到如图3所示的重力变形云图。
[0056]
表1
[0057][0058]
根据得到的重力变形云图可以看出，晶体的各向异性对晶体的重力变形产生的影响较小，(001)、typeⅰ、typeⅱ晶体类型的最大变形分别为1.77μm、6.34μm和2.53μm。
[0059]
根据已有的自动对刀数据可以得出，不同位置对刀高度之间的安装倾斜差距可达700μm，将数据拟合为平面后(拟合优度r2＝0.9989，则认为拟合有效)，不同对刀位置的高度距离拟合平面的距离z1仅为14μm，可以有效预测对刀高度，根据图3b)，晶体重力变形引起的最大变形z2为6.34μm。实际修复过程中工件平台在机床上水平移动，当晶体处于不同位置时，晶体同一点的高度并不相同，由此对于第i个缺陷点，不同对刀位置距离拟合平面方程的最大距离差因此，当刀具距离晶体待修复表面的距离为25μm时进入精对刀阶段，可以提高对刀效率，且保证自动对刀阶段的安全性。
[0060]
3)对刀成功标志的确定
[0061]
扫描显微镜的变倍环倍数范围是0.58～7x，自动对刀过程要保证精确采集到图像中对刀凹坑对应的像素半径，因此自动对刀过程的变倍环倍数选用7x。当扫描显微镜变倍环倍数为7x时对其进行像素标定，即可得到平均像素标定值为0.335μm/pixel，相比于理论像素标定值0.328μm/pixel，其标定误差为0.2％，由此可知像素标定引起的误差可以忽略。此外，在对待修复表面采集的图像进行处理时，通过图像处理得到的对刀凹坑轮廓半径一般小于实际对刀轮廓，该现象主要是由于对刀凹坑边缘处的灰度降低而被过滤，该过程的最大误差为3.8μm，进行平均化处理后可到对刀凹坑轮廓半径误差约为2.11μm；之后再对对刀凹坑深度测量时，由于对刀过程中刀具振动不可避免，白光干涉仪所测得的对刀凹坑深度会大于图像处理得到的凹坑深度，且其最大误差为0.309μm，对误差结果进行平均化处理可得对刀凹坑深度误差约为0.126μm。
[0062]
根据上述对对刀凹坑轮廓半径与凹坑深度的误差分析，与凹坑轮廓外接圆半径来计算对刀凹坑的深度与白光形貌轮廓干涉仪实际测得的对刀凹坑深度进行对比，其最大误差为0.512μm，对数据进行平均化处理可以得到平均误差为0.178μm。考虑到球面的曲率半径，随着对刀凹坑的深度增加，凹坑的半径变换越小，误差对结果的影响越大。因此，通过对扫面显微镜中出现对刀凹坑，且对刀凹坑轮廓外接圆像素半径为50pixel，可以有效作为对刀完成的标志。
[0063]
4)待修复表面对刀凹坑识别算法的开发
[0064]
以扫描显微镜视野中对刀凹坑作为对刀成功的标志，必须精确地从扫描显微镜视野中识别出对刀凹坑。kdp晶体元件表面全域微缺陷检测为暗场检测，背景灰度较低、对刀凹坑灰度较高，然而由于高速旋转的微铣刀的反光会辐照对刀凹坑。使得对刀凹坑附近区域会形成更大的高灰度值区域，由此干扰凹坑的精确识别。针对以上问题，开发了基于
opencv的“作差取圆”图像处理算法，具体计算过程如下：
[0065]
step1：精对刀阶段每进给运动完成后获取对刀表面图像，进给前后的图像如图4a)和图4b)所示，将两张图像作差并二值化，可获得不受刀具和其他未修复损伤点干扰的、清晰对刀凹坑轮廓图片，如图4c)所示；
[0066]
step2：对对刀凹坑区域的高灰度图形做膨胀、腐蚀形态学处理，如图4e)所示，达到消除噪声、增强对象特征的目的；
[0067]
step3：采用findcontours函数寻找图像外部轮廓，如图4f)所示，计算出轮廓的最小外接圆，如图4g)所示，其中最大的外接圆即认定是所识别到的对刀凹坑轮廓，当像素半径大于50pixel时，对刀运动停止，根据像素半径数计算当前对刀深度。
[0068]
上述步骤使用本发明的工艺流程，实现了基于双显微镜协同的大口径精密光学晶体表面全域微缺陷修复时的自动对刀功能。通过实验验证，采用白光形貌轮廓干涉仪测量自动对刀凹坑的深度，做出如图5所示自动对刀切深频次分布图。
[0069]
可以看出最大对刀深度不超过2.5μm，平均切深为1.4μm。根据上述分析得到扫描显微镜计算得到的对刀凹坑深度与真实对刀凹坑深度相比误差不超过0.512μm。在对刀完成后添加退刀运动，将刀具退至计算元件表面，可以使得刀具与元件表面之间的实际距离不超过0.5μm，即对刀精度优于0.5μm，既达到了大口径晶体元件表面微缺陷修复时自动对刀准确性，又大幅度提高自动对刀的精度。
[0070]
虽然本发明公开披露如上，但本发明公开的保护范围并非仅限于此。本发明领域技术人员在不脱离本发明公开的精神和范围的前提下，可进行各种变更与修改，这些变更与修改均将落入本发明的保护范围。

技术特征：
1.基于双显微镜协同的光学晶体表面微缺陷修复用自动对刀方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1、安装大口径kdp晶体元件，组装并调整扫描显微镜系统和修复显微镜系统，晶体修复机床系统各轴自动回零；步骤2、通过三点“试切法”建立大口径kdp晶体待修复表面空间位置预测的平面拟合方程，基于建立的平面拟合方程考虑晶体元件的重力变形确定对刀阶段中划分精对刀阶段与粗对刀阶段的关键点，并对其进行隐藏和封装，设计面向用户的直观晶体平面标定界面；步骤3、通过扫描显微镜获取大口径kdp晶体元件表面微缺陷平面位置信息，并将刀具移动到待修复微缺陷点位置的下方，采用修复显微镜实时采集对刀图像信息，基于“倒影法”计算刀具距离晶体对刀表面的实际距离，执行粗对刀；步骤4、采用扫描显微镜采集晶体对刀表面的实时图像信息，对每帧图像进行数据处理，捕捉每次对刀进给前后晶体表面局部对刀区域的图像变化；步骤5、根据步骤3估算的刀具刀尖到对刀表面实际距离，当刀具刀尖距离对刀表面的距离达到所述精对刀阶段与粗对刀阶段的关键点时，设定程序进行精对刀；步骤6、当扫描显微镜捕捉到的对刀表面图像变化后，采用“作差取圆”的图像处理方法对采集到的对刀表面图像进行处理，以获得清晰的对刀凹坑轮廓信息；步骤7、根据步骤6的图像处理的结果，当对刀凹坑的最小外接圆像素半径达到预设阈值时，则将之作为对刀成功的标志，并在对刀完成后添加自动退刀程序。2.根据权利要求1所述的基于双显微镜协同的光学晶体表面微缺陷修复用自动对刀方法，其特征在于，步骤1中所述的晶体修复机床包括扫描显微镜系统用于晶体表面缺陷点的快速搜寻和采集修复加工过程晶体对刀表面的实时图像信息、缺陷修复系统用于缺陷点的三轴联动加工去除、修复显微镜系统用于采集对刀图像信息并计算刀具距离晶体对刀表面的距离，对刀过程为刀具向上进给至晶体下表面的过程。3.根据权利要求2所述的基于双显微镜协同的光学晶体表面微缺陷修复用自动对刀方法，其特征在于，步骤3所述扫描显微镜为jai的bm-500ge型ccd，分辨率为2456
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2058，最大帧速度可达15fps，像素尺寸为3.45μm
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3.45μm；所述修复显微镜为维视图像的mv-vd200sc型工业ccd，分辨率为1600
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1200，最大帧速度可达12fps，其驱动程序可提供以wdmiat3.0为接口的c++语言标准库函数。4.根据权利要求1所述的基于双显微镜协同的光学晶体表面微缺陷修复用自动对刀方法，其特征在于，步骤2中所述晶体元件的重力变形采用有限元仿真的方法获得。5.根据权利要求1所述的基于双显微镜协同的光学晶体表面微缺陷修复用自动对刀方法，其特征在于，步骤6中采用“作差取圆”的图像处理方法对扫描显微镜采集的晶体对刀表面图像进行处理，首先，将每次对刀进给前后的图像做差并二值化，然后，对对刀产生晶体表面凹坑区域的高灰度区域做膨胀、腐蚀形态学处理，进行降噪和特征增强，最后，利用findcontours函数寻找图像外部轮廓，计算对刀轮廓最小外接圆。6.根据权利要求1所述的基于双显微镜协同的光学晶体表面微缺陷修复用自动对刀方法，其特征在于，步骤7中对刀凹坑的最小外接圆像素半径的预设阈值的确定方法为：根据扫描显微镜变倍环倍数，计算单个像素的代表长度的理论大小参数c，取晶体元件表面微缺陷自动对刀深度为0.5μm时，根据球头微铣刀的直径计算出对应对刀凹坑半径，进一步计算
其对应的像素半径，即为对刀凹坑的最小外接圆的像素半径阈值。7.基于双显微镜协同的光学晶体表面微缺陷修复用自动对刀系统，其特征在于：该系统具有与上述权利要求1～6任一项权利要求的步骤对应的程序模块，运行时执行上述的基于双显微镜协同的光学晶体表面微缺陷修复用自动对刀方法中的步骤。8.一种计算机可读存储介质，其特征在于：所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序配置为由处理器调用时实现权利要求1～6中任一项所述的基于双显微镜协同的光学晶体表面微缺陷修复用自动对刀方法的步骤。

技术总结
本发明基于双显微镜协同的光学晶体表面微缺陷修复用自动对刀方法，涉及精密光学加工技术领域，为解决现有对刀方法对加工条件要求较高，对刀精度相对较差，易受外界环境干扰，同时安全性方面不足的问题。本发明首先通过三点“试切法”确定待修复晶体表面的平面拟合方程，根据扫描显微镜获得的光学表面微缺陷的平面位置信息，计算不同待修复缺陷点至对刀表面的距离，以确定对刀进给距离，提高对刀效率的安全性；然后通过修复显微镜基于“倒影法”计算对刀过程中刀尖距离晶体待修复表面的距离；最后以扫描显微镜中出现的对刀凹坑作为对刀完成的判据。本发明的对刀方法解决了“倒影法”易因刀尖粘屑导致误判的问题，保证了对刀准确性。保证了对刀准确性。保证了对刀准确性。


技术研发人员：陈明君 侯家锟 程健 赵林杰 武文强 刘启 王景贺 刘志超 王健 许乔
受保护的技术使用者：哈尔滨工业大学
技术研发日：2023.05.29
技术公布日：2023/10/11