曹賽賽 馬天舒 李琳青 吳桐

摘 要：本文對(duì)數(shù)控機(jī)床刀具磨損直接監(jiān)測(cè)技術(shù)在國(guó)內(nèi)外的總體專利申請(qǐng)情況、重要申請(qǐng)人以及在華專利申請(qǐng)狀況進(jìn)行了分析，以期為數(shù)控機(jī)床刀具磨損直接監(jiān)測(cè)技術(shù)的后續(xù)研究提供參考。

關(guān)鍵詞：切削刀具；磨損；直接監(jiān)測(cè)；圖像處理；光學(xué)測(cè)量

一、概述

機(jī)械制造業(yè)是社會(huì)發(fā)展及國(guó)防建設(shè)的物質(zhì)基礎(chǔ)，而數(shù)控機(jī)床切削刀具磨損狀態(tài)監(jiān)測(cè)技術(shù)作為先進(jìn)制造的關(guān)鍵技術(shù)之一，其發(fā)展直接影響著數(shù)控加工技術(shù)的智能化發(fā)展。刀具工作狀態(tài)對(duì)產(chǎn)品表面質(zhì)量、生產(chǎn)效率、加工成本等具有重要影響，因此，進(jìn)行有效的刀具切削狀態(tài)監(jiān)測(cè)對(duì)于實(shí)現(xiàn)連續(xù)自動(dòng)化加工具有非常重要的意義[1]。刀具工作狀態(tài)的研究主要集中于刀具磨損狀態(tài)的監(jiān)測(cè)技術(shù)。

刀具磨損監(jiān)測(cè)涉及到多種技術(shù)的融合，監(jiān)測(cè)手段可以分為直接監(jiān)測(cè)法和間接監(jiān)測(cè)法[2]。其中，直接監(jiān)測(cè)法是直接測(cè)量刀具磨損面的大小或切削刃形狀的變化，而圖像處理法、光學(xué)測(cè)量法是目前最為常用的直接監(jiān)測(cè)刀具磨損狀態(tài)的方法。

二、專利申請(qǐng)情況

本文進(jìn)行文獻(xiàn)篩選主要是在中國(guó)專利文摘數(shù)據(jù)庫(kù)、德溫特世界專利索引數(shù)據(jù)庫(kù)和世界專利文摘數(shù)據(jù)庫(kù)中進(jìn)行，公開(kāi)日的檢索時(shí)限截止到2017年8月31日[3]。

（一） 全球?qū)＠暾?qǐng)量分析

1.全球及國(guó)內(nèi)外歷年專利申請(qǐng)量

上圖給出了刀具磨損直接監(jiān)測(cè)技術(shù)的全球以及國(guó)內(nèi)外專利申請(qǐng)趨勢(shì)狀況。從1965年到2017年其申請(qǐng)量經(jīng)歷了萌芽階段（1965-1979）、穩(wěn)步增長(zhǎng)階段（1980-1998）和急速增長(zhǎng)階段（2010至今）三個(gè)階段。其中在1999年到2003年，由于國(guó)外申請(qǐng)數(shù)量大幅上升，出現(xiàn)了一次專利申請(qǐng)量的高峰時(shí)期。而國(guó)內(nèi)在該領(lǐng)域的研究起步較晚，2003年才開(kāi)始有少量的專利申請(qǐng)，在2011年到2016年，國(guó)內(nèi)申請(qǐng)人對(duì)刀具磨損直接監(jiān)測(cè)技術(shù)的研究投入增加，申請(qǐng)量大幅超越國(guó)外申請(qǐng)，出現(xiàn)了第二次專利申請(qǐng)高峰。

2.各國(guó)家/地區(qū)/組織專利申請(qǐng)量

刀具磨損直接監(jiān)測(cè)技術(shù)的申請(qǐng)量居于前五位的分別為日本、中國(guó)（不含港澳臺(tái)地區(qū)）、德國(guó)、美國(guó)和歐洲專利局。其中日本和中國(guó)（不含港澳臺(tái)地區(qū)）的專利申請(qǐng)量占比最多，分別為25%和22%，占全球申請(qǐng)總量的47%。其次是德國(guó)申請(qǐng)，占全球申請(qǐng)總量的12%；緊隨其后的是美國(guó)和歐洲專利局，申請(qǐng)量分別占全球申請(qǐng)總量的11%和9%。可見(jiàn)，日本和中國(guó)是刀具磨損直接監(jiān)測(cè)技術(shù)的主要目標(biāo)市場(chǎng)。

（二）全球主要申請(qǐng)人分析

全球主要申請(qǐng)人：

申請(qǐng)人主要來(lái)自日本、中國(guó)、韓國(guó)、德國(guó)和美國(guó)，其中最為活躍的國(guó)家是日本。排在首位的京瓷公司業(yè)務(wù)覆蓋了無(wú)線手機(jī)和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、半導(dǎo)體元件等多種產(chǎn)品。其次為東芝、迪思科和德國(guó)卓勒，東芝是日本最大的半導(dǎo)體制造商，也是第二大綜合電機(jī)制造商，迪思科是一家有很強(qiáng)精密加工技術(shù)實(shí)力的跨國(guó)集團(tuán)，卓勒在刀具預(yù)調(diào)、測(cè)量、檢測(cè)和管理方面擁有極強(qiáng)創(chuàng)新能力，主要致力于刀具的檢查和測(cè)量技術(shù)。此外，奧林巴斯、斗山、小松等也具有一定的申請(qǐng)量。我國(guó)的排名靠前的主要申請(qǐng)人是哈爾濱理工大學(xué)和南京航空航天大學(xué)，均為高等院校。

（三）在華專利申請(qǐng)分析

1.在華國(guó)內(nèi)外申請(qǐng)人的申請(qǐng)

刀具磨損直接監(jiān)測(cè)技術(shù)專利的在華申請(qǐng)人自2003年開(kāi)始出現(xiàn)。起初，國(guó)外申請(qǐng)人對(duì)中國(guó)市場(chǎng)沒(méi)有足夠的重視，在華申請(qǐng)量相對(duì)較少。2008年開(kāi)始，隨著刀具監(jiān)測(cè)技術(shù)的進(jìn)步、制造加工業(yè)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展以及中國(guó)市場(chǎng)的崛起，國(guó)外申請(qǐng)人逐漸增加在華申請(qǐng)專利，申請(qǐng)量出現(xiàn)了一定的增長(zhǎng)。且從2008年開(kāi)始，隨著國(guó)內(nèi)對(duì)該技術(shù)的研發(fā)投入大量增加，國(guó)內(nèi)申請(qǐng)人的申請(qǐng)量大幅度上升。

2.在華專利申請(qǐng)人構(gòu)成

在華申請(qǐng)中，中國(guó)申請(qǐng)人的數(shù)量遠(yuǎn)高于國(guó)外申請(qǐng)人，而在國(guó)外申請(qǐng)人中，日本申請(qǐng)人的申請(qǐng)量占據(jù)第一位，且其申請(qǐng)量遠(yuǎn)高于其它國(guó)家申請(qǐng)人，這也反映了日本申請(qǐng)人對(duì)中國(guó)市場(chǎng)更加重視。雖然中國(guó)申請(qǐng)人的申請(qǐng)數(shù)量遠(yuǎn)高于國(guó)外申請(qǐng)人，但中國(guó)申請(qǐng)人中企業(yè)與高校申請(qǐng)量較多，而企業(yè)申請(qǐng)相對(duì)分散，刀具磨損直接監(jiān)測(cè)技術(shù)相對(duì)集中于高校申請(qǐng)人中。

三、結(jié)論

本文對(duì)數(shù)控機(jī)床刀具磨損直接監(jiān)測(cè)技術(shù)全球和國(guó)內(nèi)專利申請(qǐng)狀況進(jìn)行了介紹。日本因其精密制造業(yè)發(fā)達(dá)，關(guān)于數(shù)控機(jī)床刀具磨損直接監(jiān)測(cè)技術(shù)研發(fā)力量較強(qiáng)，在全球申請(qǐng)量中處于絕對(duì)的領(lǐng)先地位。在中國(guó)市場(chǎng)的巨大吸引下，日本企業(yè)也非常重視在中國(guó)的專利布局，搶占技術(shù)優(yōu)勢(shì)地位。而中國(guó)在刀具監(jiān)測(cè)技術(shù)研發(fā)開(kāi)始較晚，且專利申請(qǐng)人多為高等院校，距離實(shí)際應(yīng)用還有一定的差距，也未進(jìn)行積極的海外布局。在以后的研發(fā)中，應(yīng)積極推進(jìn)研究成果生產(chǎn)化，并通過(guò)學(xué)習(xí)與借鑒國(guó)外先進(jìn)技術(shù)，促進(jìn)我國(guó)機(jī)床產(chǎn)業(yè)與國(guó)際接軌。

參考文獻(xiàn)：

[1]陳侃.基于多模型決策融合的刀具磨損狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究[D].西南交通大學(xué)，2012.

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[3]楊鐵軍.專利分析實(shí)務(wù)手冊(cè)[M].北京：知識(shí)產(chǎn)權(quán)出版社，2015.