Para implementar o monitoramento de qualidade no processo de usinagem de substratos de safira, foi desenvolvido um sistema especializado para detecção e avaliação da morfologia da superfície do substrato de safira. Baseado na tecnologia clássica de interferometria de luz branca com varredura vertical, utilizando a flutuação da imagem de interferência, adotando a variância do valor de cinza na seção transversal em cruz da imagem como função de avaliação de nitidez para realizar o autofoco do sistema; referenciando o padrão nacional GB/T 29505-2013 que recomenda o número e a distribuição dos pontos de medição do substrato, para substratos de safira de diferentes tamanhos, o número correspondente de pontos de medição é aumentado com base na distância entre os centros de círculos adjacentes na mesma camada do círculo unitário; foram selecionados parâmetros de avaliação de rugosidade 2D e 3D como parâmetros de avaliação do sistema, e realizada análise estatística dos parâmetros de rugosidade em múltiplas posições. Foram realizadas compensações de erro do sistema usando peças padrão com Ra de 0,1, 0,2, 0,4 e 0,8 μm para obter a equação de compensação de erro, posteriormente, foram realizados experimentos comparativos com o perfilômetro óptico 3D comercial Zygo7300 em cinco posições diferentes da peça padrão Ra 0,8 μm; o erro nas medições dos valores Ra variou entre -0,012 e 0,011 μm; após a compensação do erro, foram realizadas medições e análises de avaliação em substratos de safira de 2 polegadas e 4 polegadas. Os resultados experimentais mostraram que a precisão do sistema de medição é em nível nanométrico, podendo realizar a medição e análise da morfologia da superfície de substratos de safira de diferentes tamanhos, bem como a avaliação da distribuição da qualidade da superfície.

Ciência e tecnologia de instrumentos;substratos de safira;morfologia superficial;tecnologia de interferometria de luz branca;detecção e avaliação