專利名稱：多物理量實時監(jiān)測加工狀態(tài)的智能刀具的制作方法
技術領域：
本發(fā)明屬于機械加工刀具及檢測技術領域，具體涉及的是多物理量實時監(jiān)測加工狀態(tài)的智能刀具。
背景技術：
切削加工作為機械零件制造最主要的方法，刀具在機械切削加工過程中起著至關重要的作用。刀具在切削加工過程中所處的狀態(tài)，包括刀具應力、應變、溫度分布、切削力、 切削溫度、刀具切削振動、刀具磨損和破壞等直接影響刀具的壽命、加工效率、加工精度和加工表面質量等對切削狀態(tài)的監(jiān)測、對檢驗和分析切削過程機理、優(yōu)化加工過程參數(shù)、進行刀具幾何參數(shù)和刀具的優(yōu)化設計具有重要意義。通過實時監(jiān)測刀具切削狀態(tài)可以實現(xiàn)刀具的在線故障識別和預警，提高加工過程的可靠性和加工效率，降低加工成本以及提高加工自適應控制性能和數(shù)控系統(tǒng)的集成性能。一般來說，檢測切削力作為最有效的監(jiān)測方式也是國內外研究與應用最多的監(jiān)測方法之一，通過對切削力的檢測和分析可有效地監(jiān)測切削加工過程。切削力的測量方式也隨著測量技術的發(fā)展從最初的機械式、液壓式、電容式、電感式、電阻應變式發(fā)展到目前壓電晶體式。壓電晶體式因靈敏度相對較高，測量誤差小并可通過有效手段消除，已成為成熟的切削力測量手段。雖然這種檢測方式已經商業(yè)化，但同時由于壓電晶體式測カ儀成本高， 體積相對大，在實際生產安裝上較為不便，以及在使用時或多或少地要改變機床的原有部件，給壓電晶體式傳感器在實際零件生產加工中的應用帶來很大局限性，不適應更為廣泛的應用。更為重要的是壓電晶體式傳感器的動態(tài)特性和最小分辨率局限于自身性能參數(shù)， 制約了其在超高速切削加工和微納切削中的應用。切削過程是刀具和エ件相互作用的過程，切削過程中刀具所受的各種力、應カ、應變、振動、噪聲、溫度和有效功率等信息都可用于監(jiān)測切削刀具的狀態(tài)。一般來說在切削過程中，刀具所產生的ー些微小變化，如刀具磨損、刀具振動，都能通過切削力和溫度的變化反映出來。雖然通過多傳感器融合，將檢測切削カ傳感器、加速度傳感器、溫度傳感器和聲發(fā)射傳感器等集成起來能有效的全方位的檢測刀具加工過程狀態(tài)，但這種方式成本高、系統(tǒng)結構復雜，一般局限于實驗室切削的科學分析。目前，還缺乏一種廣泛エ業(yè)化實用的切削過程狀態(tài)監(jiān)測傳感裝置，實現(xiàn)真正意義上的加工過程自適應控制和數(shù)控系統(tǒng)的集成。由于缺乏加工情況下刀具實時狀態(tài)情況，在切削加工時沒有考慮刀具的磨損、切削力、切削熱等因素對加工過程的影響，不能實時動態(tài)調整加工エ藝參數(shù)，直接影響了加工精度、加工效率、加工過程的可靠性與零件質量的一致性。并且基于現(xiàn)有的檢測手段只能反應整體刀具的切削加工狀況，而很難檢測刀具參與切削區(qū)域，刀尖和切削刃附近區(qū)域的應カ和溫度。而真實情況是直接參與切削區(qū)域的狀況就直接決定刀具切削的狀態(tài)、刀具磨損程度和破壞的可能。綜合來看，需要一種能實時檢測刀具切削加工中切削區(qū)域狀況，且實用、低成本，并將檢測與加工融合一體的切削刀具。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是提供ー種多物理量實時監(jiān)測加工狀態(tài)的智能刀具，以適應加工智能化，高效高精和自適應加工的發(fā)展需求，并解決采用傳統(tǒng)切削加工監(jiān)測方法設備復雜，成本高，體積大，使用安裝不便，并且一般限于單ー物理量監(jiān)測，靈敏度低，且難以實現(xiàn)旋轉刀具的加工過程監(jiān)測的問題。本發(fā)明的智能刀具能在切削過程中自主實時監(jiān)測，具有刀具切削區(qū)域多物理量的無線實時感知和監(jiān)測功能。實現(xiàn)上述目的的技術方案分別是
多物理量實時監(jiān)測加工狀態(tài)的智能刀具，所述的智能刀具包括刀具基體和功能涂層， 所述功能涂層包括傳感器感知涂層、切削涂層和保護涂層；
傳感器感知涂層包括壓電薄膜涂層、射頻天線、以及與射頻天線相連的一列或多列叉指換能器陣列；切削涂層涂敷在刀具基體的各表面上，切削涂層的表面涂敷壓電薄膜涂層； 在涂敷刀具基體的后刀面和副后刀面的切削涂層上或者壓電薄膜涂層上各分別制作ー個射頻天線和與之連接的一列或多列金屬叉指換能器陣列；一列或多列叉指換能器陣列中的叉指換能器陣列沿豎直方向均勻分布在刀具后刀面和副后刀面上，且靠近刀尖切削區(qū)；保護涂層為最外層，保護涂層涂敷在傳感器感知涂層的表面。所述刀具基體外形為正多邊形；在涂敷刀具基體正多邊形外形每個外側面的切削涂層上或者壓電薄膜涂層上采用微加工方式各分別制作一個射頻天線和與之連接的兩列金屬叉指換能器陣列；所述的兩列金屬叉指換能器陣列位于該側面的兩端，兩列金屬叉指換能器陣列以所在側面中心線相互對稱遠離并靠近各自刀尖位置，每個切削刃切削區(qū)的后刀面和副后刀面各有一列金屬叉指換能器陣列，所述的射頻天線布置在該側面上的兩列金屬叉指換能器陣列的中間。所述的刀具基體外形為菱形；在涂敷菱形刀具基體的每個側面的切削涂層上或者壓電薄膜涂層上采用微加工方式各分別制作一個射頻天線和與之連接的一列金屬叉指換能器陣列；在菱形刀具基體上位于每個切削區(qū)刀具后刀面上的一列金屬叉指換能器陣列靠近所在切削刃后刀面的切削區(qū)設置，在菱形刀具基體上位于每個副后刀面上的金屬叉指換能器陣列靠近所在每個切削區(qū)刀具副后刀面的切削區(qū)設置。壓電薄膜涂層為ZnO壓電薄膜涂層或AlN壓電薄膜涂層；保護涂層為非電磁屏蔽材料。多物理量實時監(jiān)測加工狀態(tài)的智能刀具，所述的智能刀具包括刀具基體和功能涂層，功能涂層包括傳感器感知涂層和切削涂層；
傳感器感知涂層包括壓電薄膜涂層、射頻天線、以及與射頻天線相連的一列或多列叉指換能器陣列；刀具基體的表面涂敷壓電薄膜涂層，在涂敷刀具基體的每個側面的壓電薄膜涂層上制作一個射頻天線和與之連接的一列或多列金屬叉指換能器陣列，刀具后刀面和副后刀面各有一列金屬叉指換能器陣列；一列或多列金屬叉指換能器陣列中的金屬叉指換能器陣列沿豎直方向均勻分布在刀具后刀面和副后刀面，且靠近刀尖切削區(qū)；切削涂層為最外層，切削涂層涂敷在壓電薄膜涂層的表面，作為保護涂層。所述刀具基體外形為正多邊形；在涂敷刀具基體正多邊形外形每個外側面的壓電薄膜涂層上制作一個射頻天線和與之連接的兩列金屬叉指換能器陣列；所述的兩列金屬叉指換能器陣列位于該側面的兩端，兩列金屬叉指換能器陣列以所在側面中心線相互對稱遠離并靠近各自刀尖位置；所述的射頻天線布置在該側面上的兩列金屬叉指換能器陣列的中間。所述的刀具基體外形為菱形；在涂敷菱形刀具基體的每個側面的壓電薄膜涂層上制作一個射頻天線和與之連接的一列金屬叉指換能器陣列；在菱形刀具基體上位于每個切削區(qū)刀具后刀面上的一列金屬叉指換能器陣列靠近所在切削刃后刀面的切削區(qū)設置，在菱形刀具基體上位于每個副后刀面上的金屬叉指換能器陣列靠近所在每個切削區(qū)刀具副后刀面的切削區(qū)設置。刀具基體由超硬刀具材料陶瓷或立方氮化硼制成；壓電薄膜涂層為ZnO壓電薄膜涂層或AlN壓電薄膜涂層；切削涂層為納米金剛石或金剛石薄膜涂層；
刀具基體與壓電薄膜涂層之間還增加了一層作為切削涂層的金剛石薄膜涂層。本發(fā)明相對現(xiàn)有技術的有益效果是本發(fā)明的智能刀具集成聲表面波傳感系統(tǒng)與傳統(tǒng)刀具于一體，刀具在完成切削加工過程的同時，利用集成的聲表面波傳感器(傳感器感知涂層)實現(xiàn)切削過程中刀具應變、切削力、刀具溫度多參量的實時感知和監(jiān)測。通過涂層涂鍍エ藝和微加工的方法在刀具基底材料表面沉積基底層和加工傳感器感知涂層，傳感器感知涂層包括涂敷的壓電薄膜涂層和集成在其表面的叉指換能器(IDT)陣列、射頻天線及信號連接線，并且通過IDT陣列與射頻天線的連接來實現(xiàn)傳感系統(tǒng)監(jiān)測信息的傳遞，可以實現(xiàn)切削過程中刀具的應カ狀況和溫度等監(jiān)測信息無線傳遞。本發(fā)明的多物理量實時監(jiān)測加工狀態(tài)的智能刀具根據(jù)聲表面波傳感器原理在刀具切削過程中進行切削區(qū)的應カ和溫度的檢測。本發(fā)明與傳統(tǒng)切削刀具和監(jiān)測系統(tǒng)相比， 打破了刀具只用于切削加工的單一功能，實現(xiàn)刀具的智能化，突破了以往監(jiān)測傳感系統(tǒng)安裝和結構尺寸以及刀具參與切削區(qū)域的狀態(tài)檢測限制，具有結構簡單，安裝使用方便，靈敏度高，能無線檢測刀具切削區(qū)域的切削應カ和溫度，適合旋轉刀具切削狀態(tài)實時監(jiān)測，適合 エ業(yè)化應用。


圖I表示的是本發(fā)明的多物理量實時監(jiān)測加工狀態(tài)的智能刀具的立體結構示意圖，刀具外形為正多邊形，每側面有兩列IDT陣列；
圖2表示的是本發(fā)明的多物理量實時監(jiān)測加工狀態(tài)的智能刀具的立體結構示意圖，刀具外形為菱形，每側面有一列IDT陣列；
圖3表示的是本發(fā)明的多物理量實時監(jiān)測加工狀態(tài)的智能刀具副后刀面的斷層圖，壓電薄膜涂層的表面加工IDT陣列；
圖4表示的是本發(fā)明的多物理量實時監(jiān)測加工狀態(tài)的智能刀具副后刀面的斷層圖， IDT陣列制作在切削涂層上，IDT上覆蓋壓電薄膜涂層；
圖5表示的是本發(fā)明的多物理量實時監(jiān)測加工狀態(tài)的智能刀具副后刀面的斷層圖，傳感器感知涂層置于切削涂層與刀具基體之間，切削涂層為金剛石薄膜涂層；
圖6表示的是本發(fā)明的多物理量實時監(jiān)測加工狀態(tài)的智能刀具副后刀面的斷層圖，傳感器感知涂層與刀具基體之間增加了一層作為切削涂層的金剛石薄膜涂層。
具體實施方式
具體實施方式
一見圖I-圖4，多物理量實時監(jiān)測加工狀態(tài)的智能刀具，
所述的智能刀具包括刀具基體I和功能涂層2，所述功能涂層2包括傳感器感知涂層
3、切削涂層4和保護涂層5;
傳感器感知涂層3包括壓電薄膜涂層6、射頻天線7、以及與射頻天線7相連的一列或多列叉指換能器陣列8 ;切削涂層4涂敷在刀具基體I的各表面上，切削涂層4的表面涂敷壓電薄膜涂層6 ;在涂敷刀具基體I的后刀面9和副后刀面10的切削涂層4上或者壓電薄膜涂層6上采用微加工方式各分別制作ー個射頻天線7和與之連接的一列或多列金屬叉指換能器陣列8 ;保證刀具后刀面9和副后刀面10各有一列叉指換能器(IDT)陣列8 ;一列或多列叉指換能器陣列8中的叉指換能器陣列沿豎直方向均勻分布在刀具后刀面9和副后刀面10上，且靠近刀尖切削區(qū)；每列IDT的個數(shù)視監(jiān)測物理參量和刀具尺寸等具體實施方案而定；保護涂層5為最外層，保護涂層5涂敷在傳感器感知涂層3的表面。射頻天線7和叉指換能器陣列8同時采用微加工的辦法(如光刻)來制作實現(xiàn)，其材料均為金屬(如招，金)薄膜。刀具基體I由高速鋼、硬質合金或超硬刀具材料制成；
切削涂層4優(yōu)選為金剛石涂層或納米金剛石涂層；
壓電薄膜涂層6為ZnO壓電薄膜涂層或AlN壓電薄膜涂層；
保護涂層5為非電磁屏蔽材料，非電磁屏蔽材料優(yōu)選類鉆碳材料。
具體實施方式
ニ 見圖I、圖3和圖4 ;具體實施方式
一所述的多物理量實時監(jiān)測加工狀態(tài)的智能刀具，
所述刀具基體I外形為正多邊形；在涂敷刀具基體I正多邊形外形每個外側面的切削涂層4上或者壓電薄膜涂層6上采用微加工方式各分別制作ー個射頻天線7和與之連接的兩列金屬叉指換能器陣列8 ;所述的兩列金屬叉指換能器陣列8位于該側面的兩端，兩列金屬叉指換能器陣列8以所在側面中心線相互對稱遠離并靠近各自刀尖位置，每個切削刃切削區(qū)的后刀面9和副后刀面10各有一列金屬叉指換能器陣列8，所述的射頻天線7布置在該側面上的兩列金屬叉指換能器陣列8的中間。
具體實施方式
三見圖2-圖4，具體實施方式
一所述的多物理量實時監(jiān)測加工狀態(tài)的智能刀具，
所述的刀具基體I外形為菱形；在涂敷菱形刀具基體I的每個側面的切削涂層4上或者壓電薄膜涂層6上采用微加工方式各分別制作ー個射頻天線7和與之連接的一列金屬叉指換能器陣列8 ;在菱形刀具基體I上位于每個切削區(qū)刀具后刀面9上的一列金屬叉指換能器陣列8靠近所在切削刃后刀面9的切削區(qū)設置，在菱形刀具基體上位于每個副后刀面 10上的金屬叉指換能器陣列8靠近所在每個切削區(qū)刀具副后刀面10的切削區(qū)設置。
具體實施方式
四見圖I、圖2、圖5及圖6，多物理量實時監(jiān)測加工狀態(tài)的智能刀具，
所述的智能刀具包括刀具基體I和功能涂層2，其特征是功能涂層2包括傳感器感知涂層3和切削涂層4 ;傳感器感知涂層3包括壓電薄膜涂層6、射頻天線7、以及與射頻天線 7相連的一列或多列叉指換能器陣列8 ;刀具基體I的表面涂敷壓電薄膜涂層6，在涂敷刀具基體I的每個側面的壓電薄膜涂層6上制作ー個射頻天線7和與之連接的一列或多列金屬叉指換能器陣列8，刀具后刀面9和副后刀面10各有一列金屬叉指換能器陣列8 ;—列或
7多列金屬叉指換能器陣列8中的金屬叉指換能器陣列沿豎直方向均勻分布在刀具后刀面9 和副后刀面10，且靠近刀尖切削區(qū)；切削涂層4為最外層，切削涂層4涂敷在壓電薄膜涂層 6的表面，作為保護涂層5。射頻天線和叉指換能器陣列同時采用微加工的辦法(如光刻)來制作實現(xiàn)，均為金屬(如鋁，金)薄膜。刀具基體I由超硬刀具材料(如陶瓷，立方氮化硼)制成；
壓電薄膜涂層7為ZnO壓電薄膜涂層或AlN壓電薄膜涂層；
切削涂層4優(yōu)選為金剛石薄膜涂層或納米金剛石薄膜涂層，為非電磁屏蔽材料，金剛石薄膜層在最外層同時提供刀具切削和傳感器涂層系統(tǒng)保護而作為切削涂層4和保護涂層5，減少涂層數(shù)降低成本，并保證切削和檢測效果。
具體實施方式
五見圖I、圖5，具體實施方式
四所述的ー種多物理量實時監(jiān)測加 エ狀態(tài)的智能刀具，所述刀具基體I外形為正多邊形；在涂敷刀具基體I正多邊形外形每個外側面的壓電薄膜涂層6上采用微加工方式制作ー個射頻天線7和與之連接的兩列金屬叉指換能器陣列8 ;所述的兩列金屬叉指換能器陣列8位于該側面的兩端，兩列金屬叉指換能器陣列8以所在側面中心線相互對稱遠離并靠近各自刀尖位置；所述的射頻天線7布置在該側面上的兩列金屬叉指換能器陣列8的中間。
具體實施方式
六見圖2、圖5，具體實施方式
四所述的ー種多物理量實時監(jiān)測加 エ狀態(tài)的智能刀具，所述的刀具基體I外形為菱形；在涂敷菱形刀具基體的每個側面的壓電薄膜涂層6上采用微加工方式制作ー個射頻天線7和與之連接的一列金屬叉指換能器陣列8 ;在菱形刀具基體I上位于每個切削區(qū)刀具后刀面9上的一列金屬叉指換能器陣列8靠近所在切削刃后刀面9的切削區(qū)設置，在菱形刀具基體上位于每個副后刀面10上的金屬叉指換能器陣列8靠近所在每個切削區(qū)刀具副后刀面10的切削區(qū)設置。
具體實施方式
七見圖I、圖2和圖6，具體實施方式
四所述的ー種多物理量實時監(jiān)測加工狀態(tài)的智能刀具，刀具基體I與壓電薄膜涂層6之間還增加了一層作為切削涂層 4的金剛石薄膜涂層，即將傳感器涂層3布置在金剛石薄膜涂層中，可以達到最佳的切削和檢測效果。
權利要求
1.ー種多物理量實時監(jiān)測加工狀態(tài)的智能刀具，所述的智能刀具包括刀具基體(I)和功能涂層(2)，其特征是所述功能涂層(2)包括傳感器感知涂層(3)、切削涂層(4)和保護涂層(5);傳感器感知涂層(3)包括壓電薄膜涂層(6)、射頻天線(7)、以及與射頻天線(7)相連的一列或多列叉指換能器陣列(8);切削涂層(4)涂敷在刀具基體(I)的各表面上，切削涂層 (4)的表面涂敷壓電薄膜涂層(6);在涂敷刀具基體(I)的后刀面(9)和副后刀面(10)的切削涂層(4)上或者壓電薄膜涂層(6)上各分別制作ー個射頻天線(7)和與之連接的一列或多列金屬叉指換能器陣列(8);—列或多列叉指換能器陣列(8)中的叉指換能器陣列沿豎直方向均勻分布在刀具后刀面(9)和副后刀面(10)上，且靠近刀尖切削區(qū)；保護涂層(5)為最外層，保護涂層(5)涂敷在傳感器感知涂層(3)的表面。
2.如權利要求I所述的多物理量實時監(jiān)測加工狀態(tài)的智能刀具，其特征是所述刀具基體(I)外形為正多邊形；在涂敷刀具基體(I)正多邊形外形每個外側面的切削涂層(4)上或者壓電薄膜涂層(6)上采用微加工方式各分別制作ー個射頻天線(7)和與之連接的兩列金屬叉指換能器陣列(8);所述的兩列金屬叉指換能器陣列(8)位于該側面的兩端，兩列金屬叉指換能器陣列(8)以所在側面中心線相互對稱遠離并靠近各自刀尖位置，每個切削刃切削區(qū)的后刀面(9)和副后刀面(10)各有一列金屬叉指換能器陣列(8)，所述的射頻天線(7)布置在該側面上的兩列金屬叉指換能器陣列(8)的中間。
3.如權利要求I所述的多物理量實時監(jiān)測加工狀態(tài)的智能刀具，其特征是所述的刀具基體(I)外形為菱形；在涂敷菱形刀具基體(I)的每個側面的切削涂層(4)上或者壓電薄膜涂層(6)上采用微加工方式各分別制作ー個射頻天線(7)和與之連接的一列金屬叉指換能器陣列(8);在菱形刀具基體(I)上位于每個切削區(qū)刀具后刀面(9)上的一列金屬叉指換能器陣列(8)靠近所在切削刃后刀面(9)的切削區(qū)設置，在菱形刀具基體上位于每個副后刀面(10)上的金屬叉指換能器陣列(8)靠近所在每個切削區(qū)刀具副后刀面(10)的切削區(qū)設置。
4.如權利要求1、2或3所述的多物理量實時監(jiān)測加工狀態(tài)的智能刀具，其特征是壓電薄膜涂層(6)為ZnO壓電薄膜涂層或AlN壓電薄膜涂層；保護涂層(5)為非電磁屏蔽材料。
5.ー種多物理量實時監(jiān)測加工狀態(tài)的智能刀具，所述的智能刀具包括刀具基體(I)和功能涂層(2)，其特征是功能涂層(2)包括傳感器感知涂層(3)和切削涂層(4)；傳感器感知涂層(3)包括壓電薄膜涂層(6)、射頻天線(7)、以及與射頻天線(7)相連的一列或多列叉指換能器陣列(8);刀具基體(I)的表面涂敷壓電薄膜涂層(6)，在涂敷刀具基體(I)的每個側面的壓電薄膜涂層(6)上制作ー個射頻天線(7)和與之連接的一列或多列金屬叉指換能器陣列(8)，刀具后刀面(9)和副后刀面(10)各有一列金屬叉指換能器陣列(8);—列或多列金屬叉指換能器陣列(8)中的金屬叉指換能器陣列沿豎直方向均勻分布在刀具后刀面(9)和副后刀面(10)，且靠近刀尖切削區(qū)；切削涂層(4)為最外層，切削涂層(4)涂敷在壓電薄膜涂層(6)的表面，作為保護涂層(5)。
6.如權利要求5所述的ー種多物理量實時監(jiān)測加工狀態(tài)的智能刀具，其特征是所述刀具基體(I)外形為正多邊形；在涂敷刀具基體(I)正多邊形外形每個外側面的壓電薄膜涂層(6)上制作ー個射頻天線(7)和與之連接的兩列金屬叉指換能器陣列(8);所述的兩列金屬叉指換能器陣列(8)位于該側面的兩端，兩列金屬叉指換能器陣列(8)以所在側面中心線相互對稱遠離并靠近各自刀尖位置；所述的射頻天線(7)布置在該側面上的兩列金屬叉指換能器陣列(8)的中間。
7.如權利要求5所述的ー種多物理量實時監(jiān)測加工狀態(tài)的智能刀具，其特征是所述的刀具基體(I)外形為菱形；在涂敷菱形刀具基體的每個側面的壓電薄膜涂層(6)上制作 ー個射頻天線(7)和與之連接的一列金屬叉指換能器陣列(8);在菱形刀具基體(I)上位于每個切削區(qū)刀具后刀面(9)上的一列金屬叉指換能器陣列(8)靠近所在切削刃后刀面(9) 的切削區(qū)設置，在菱形刀具基體上位于每個副后刀面(10)上的金屬叉指換能器陣列(8)靠近所在每個切削區(qū)刀具副后刀面(10)的切削區(qū)設置。
8.如權利要求5、6或7所述的ー種多物理量實時監(jiān)測加工狀態(tài)的智能刀具，其特征是: 刀具基體(I)由超硬刀具材料陶瓷或立方氮化硼制成；壓電薄膜涂層(6)為ZnO壓電薄膜涂層或AlN壓電薄膜涂層；切削涂層(2)為納米金剛石或金剛石薄膜涂層； 如權利要求8所述的ー種多物理量實時監(jiān)測加工狀態(tài)的智能刀具，其特征是刀具基體(I)與壓電薄膜涂層(6)之間還增加了一層作為切削涂層(4)的金剛石薄膜涂層。
9.如權利要求8所述的ー種多物理量實時監(jiān)測加工狀態(tài)的智能刀具，其特征是刀具基體(I)與壓電薄膜涂層(6)之間還增加了一層作為切削涂層(4)的金剛石薄膜涂層。
全文摘要
多物理量實時監(jiān)測加工狀態(tài)的智能刀具。屬于機械加工刀具及檢測技術領域。具有刀具切削區(qū)域多物理量的無線實時感知和監(jiān)測功能。智能刀具包括刀具基體和功能涂層，功能涂層包括刀具基體上的切削涂層，傳感器感知涂層和最外層的保護涂層，切削涂層涂敷在刀具基體上，保護涂層涂敷于傳感器感知涂層的表面，傳感器感知涂層由壓電薄膜層和集成在其中的叉指換能器陣列和與之相連的射頻天線構成，實現(xiàn)刀具切削區(qū)域切削狀態(tài)多物理量的感知和監(jiān)測信號的無線傳遞。本發(fā)明的智能刀具集傳感系統(tǒng)涂層和刀具功能涂層融合一體，具有結構簡單，能無線檢測刀具切削區(qū)域的狀態(tài)多物理量，安裝使用方便，適合旋轉刀具切削狀態(tài)實時監(jiān)測。
文檔編號B23Q17/09GK102601399SQ20121008951
公開日2012年7月25日 申請日期2012年3月30日 優(yōu)先權日2012年3月30日
發(fā)明者丁輝, 李文德, 程凱, 肖才偉, 陳時錦 申請人:哈爾濱工業(yè)大學