Aufgrund der hohen Kosten herkömmlicher Laser-Konfokalmikroskope und der Beschränkungen traditioneller maschineller Bildverarbeitungsmethoden, die durch ungleichmäßige Beleuchtung des Bohrungsbodens, unscharfe Abbildungen und Schwierigkeiten bei der Merkmalsextraktion verursacht werden, wurde ein automatisches Messsystem für die maschinelle Bildverarbeitung basierend auf einer koaxialen Lichtquelle entwickelt. Das System besteht aus einer Industriekamera, einem telezentrischen Objektiv mit koaxialer Lichtquelle und einer präzisen Dreiachs-Verschiebebühne und verwendet einen hybriden Fokussierungs- und Merkmalserkennungsalgorithmus als Kernmessstrategie. Die Versuchsergebnisse zeigen, dass das System stabil und zuverlässig mit guter Leistung arbeitet. Es wurden 7 Proben mit unterschiedlichen Tiefen-Durchmesser-Verhältnissen (3,17 ~ 7,87) gemessen, die Wiederholbarkeit der Durchmesser-Messung liegt bei 0,56 bis 4,58 μm, die minimale Wiederholbarkeit der Tiefenmessung beträgt 0,80 μm und der Variationskoeffizient beträgt nur 0,09 %. Die Abweichung des Mittelwerts von dem Nennwert liegt allgemein unter 1 %. Das System ermöglicht eine effiziente und hochpräzise Messung geometrischer Parameter von Mikrolöchern mit großem Tiefen-Durchmesser-Verhältnis und bietet eine kostengünstige technische Lösung für die Qualitätskontrolle von Mikrostrukturen in der Präzisionsfertigung.

Mikrolöcher-Messung; Tiefen-Durchmesser-Verhältnis; Autofokus; Tenengrad-Gradientenfunktion; Otsu-Methode