基于原子力显微镜的在线刀尖测量系统

一、客户单位：山东大学

二、应用需求：与超精密加工机床联用，在线检测纳米尺度车刀刀尖的磨损尺寸

三、功能特点：

1、将定制的原子力扫描头加载在车床主轴上，车刀在超精密机床上对零件进行切削加工出现磨损后，无需将刀尖取下来直接就可以利用原子力显微镜扫描头进行在线测量磨损量，加工系统再对刀尖磨损实时补偿，再次加工无需重新对刀。不仅提高了效率，而且还避免了重新对刀带来的加工误差。

2、定制了用于刀尖测量的显微对准装置，同时采用俯视观察和侧视观察的显微镜工作，为了克服刀尖怪异形状的反光特性，利用了刀尖的外形，采用同轴光和轮廓光同时照明的方式进行成像。以便在进行刀尖直径扫描测量时，能够快速准确的找到刀尖位置使原子力显微镜针尖对准扫描，克服常规方法无法准确对准刀尖等问题。

四、核心参数：

1、扫描方式：驱动针尖XYZ扫描

2、扫描范围：XY方向60um*60um，Z方向8 um

3、扫描分辨率：XY向0.5nm，Z向0.1nm

4、系统噪音水平：RMS≤100 pm

5、自动趋近行程：5mm

6、刀尖对准光学放大倍数：俯视10X，侧视0.6X~5X

7、照明方式：同轴照明和轮廓光照明

五、部分测试图片：

车刀刀尖1

车刀刀尖2