经典重庆

  4月20日，记者从重庆大学获悉，在近日落幕的第51届日内瓦国际发明展上，该校高端装备机械传动全国重点实验室曹华军教授团队研发的“刀具状态原位实时监测传感器及智能刀具”，从全球近40个国家和地区的1400多项发明中脱颖而出，荣获最高级别的“评审团特别嘉许金奖”，为我国高端装备绿色智能制造提供了重要手段与依托。

  曹华军介绍，刀具被称为“机床牙齿”，直接决定航发叶片、大型转轮、光学元件等高端零件加工质量和效率，但刀具磨损、崩刃以及颤振等严重影响加工精度和刀具寿命，而异常断刀、撞刀等将导致工件和机床主轴损伤、报废，乃至人员伤亡，是未来智能制造和黑灯工厂亟需解决的难题。

  “我们发明了基于柔性PVDF薄膜的刀具状态原位实时监测传感器。”曹华军称，团队在刀具的表面制备了一层柔性薄膜传感器，可实现三维切削力原位感知。他们使用该传感器，研制了模块化、全封装、高刚性的智能刀具，开发了基于AI算法的刀具状态监测控制系统，可生成刃口切削力极坐标矢量化表征图谱，从而实现刀具磨破损、碰撞、断刀等状态高频响、高精度、强泛化的原位实时监测，并通过与数控系统集成实现闭环控制。

  据了解，该类型的刀具目前在瑞士、德国等国家有生产，但价格高达30多万元，对企业来说成本极高。该团队所研制的智能刀具，不仅大大降低了使用成本，还可广泛应用于各类数控机床，实现钛合金、镍基合金、复合材料等难加工材料零部件安全可控加工，为人工智能+制造、无人化工厂提供关键技术支撑。