4月20日，記者從重慶大學獲悉，在近日落幕的第51屆日內瓦國際發明展上，該校高端裝備機械傳動全國重點實驗室曹華軍教授團隊研發的“刀具狀態原位實時監測感測器及智慧刀具”，從全球近40個國家和地區的1400多項發明中脫穎而出，榮獲最高級別的“評審團特別嘉許金獎”，為我國高端裝備綠色智慧製造提供了重要手段與依託。
曹華軍介紹，刀具被稱為“機床牙齒”，直接決定航發葉片、大型轉輪、光學元件等高端零件加工品質和效率，但刀具磨損、崩刃以及顫振等嚴重影響加工精度和刀具壽命，而異常斷刀、撞刀等將導致工件和機床主軸損傷、報廢，乃至人員傷亡，是未來智慧製造和黑燈工廠亟需解決的難題。
“我們發明瞭基於柔性PVDF薄膜的刀具狀態原位實時監測感測器。”曹華軍稱，團隊在刀具的表面製備了一層柔性薄膜感測器，可實現三維切削力原位感知。他們使用該感測器，研製了模組化、全封裝、高剛性的智慧刀具，開發了基於AI演算法的刀具狀態監測控制系統，可生成刃口切削力極坐標向量化表徵圖譜，從而實現刀具磨破損、碰撞、斷刀等狀態高頻響、高精度、強泛化的原位實時監測，並通過與數控系統集成實現閉環控制。
據了解，該類型的刀具目前在瑞士、德國等國家有生産，但價格高達30多萬元，對企業來説成本極高。該團隊所研製的智慧刀具，不僅大大降低了使用成本，還可廣泛應用於各類數控機床，實現鈦合金、鎳基合金、複合材料等難加工材料零部件安全可控加工，為人工智能+製造、無人化工廠提供關鍵技術支撐。（記者 李志峰）
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