[發(fā)明專利]用于機(jī)加工中刀桿振動(dòng)信號(hào)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)裝置及其監(jiān)測(cè)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410177269.7
• 申請(qǐng)日: 2014-04-29
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN104015098A
• 公開(kāi)（公告）日: 2014-09-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王國(guó)鋒;楊印衛(wèi);劉暢;李志猛;謝慶陸;張彥超
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 天津大學(xué)
• 主分類號(hào): B23Q17/12
• 分類號(hào): B23Q17/12
• 代理公司: 天津市北洋有限責(zé)任專利代理事務(wù)所 12201
• 代理人: 李麗萍

1.一種用于機(jī)加工中刀桿振動(dòng)信號(hào)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)裝置，包括刀柄(1)、刀桿(2)、采集卡和計(jì)算機(jī)，其特征在于，

所述刀桿(2)設(shè)有第一軸向盲孔(3)，該第一軸向盲孔(3)的開(kāi)口位于刀桿(2)的后端，所述第一軸向盲孔(3)內(nèi)、且位于刀頭端嵌裝有壓電式振動(dòng)傳感器(4)；

所述刀柄(1)設(shè)有與所述第一軸向盲孔(3)對(duì)正的第二軸向盲孔，所述第一軸向盲孔(3)和所述第二軸向盲孔的交界處設(shè)有數(shù)據(jù)接口(6)，自所述壓電式振動(dòng)傳感器(4)的輸出端至所述數(shù)據(jù)接口(6)連接有傳輸線(7)，所述第一軸向盲孔內(nèi)填充有環(huán)氧樹脂(10)；

所述刀柄(1)的中部設(shè)有凹槽，所述凹槽內(nèi)設(shè)有微處理器(8)和藍(lán)牙裝置(9)，所述微處理器(8)和藍(lán)牙裝置(9)之間及所述數(shù)據(jù)接口(6)與微處理器(8)之間均連接有數(shù)據(jù)線；

所述藍(lán)牙裝置(9)與所述采集卡之間采用無(wú)線傳輸。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述用于機(jī)加工中刀桿振動(dòng)信號(hào)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于，所述壓電式振動(dòng)傳感器為PCB的352C23微型單軸傳感器。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述用于機(jī)加工中刀桿振動(dòng)信號(hào)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于，所述微處理器采用ATMEGA128單片機(jī)。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述用于機(jī)加工中刀桿振動(dòng)信號(hào)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于，所述藍(lán)牙裝置采用HC-06藍(lán)牙裝置。

5.一種用于機(jī)加工中刀桿振動(dòng)信號(hào)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)方法，其特征在于，采用如權(quán)利要求1～4中任一所述用于機(jī)加工中刀桿振動(dòng)信號(hào)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)裝置，并包括以下步驟：

步驟一、信號(hào)的采集：首先，壓電式振動(dòng)傳感器將監(jiān)測(cè)到的刀具振動(dòng)信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)殡妷毫康哪M信號(hào)，通過(guò)傳輸線將該電壓量的模擬信號(hào)傳輸?shù)降侗械奈⑻幚砥髦校鑫⑻幚砥髦械腁/D轉(zhuǎn)換模塊將該電壓量的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào),微處理器中的儲(chǔ)存器將轉(zhuǎn)換后的數(shù)字信號(hào)儲(chǔ)存起來(lái)，等待傳輸出去和被調(diào)用，微處理器中的控制器控制藍(lán)牙裝置是否開(kāi)始或停止數(shù)據(jù)的傳輸；

步驟二、信號(hào)的傳輸：藍(lán)牙裝置在接到微處理器傳輸數(shù)據(jù)的指令后，

在發(fā)送模式下，采集的數(shù)據(jù)由基帶模塊輸入，在合成器中進(jìn)行載波調(diào)制，調(diào)制后的信號(hào)進(jìn)入發(fā)送模塊，在發(fā)送模塊中，收發(fā)控制線選通低噪放大器，將調(diào)制信號(hào)放大，并由巴倫轉(zhuǎn)為非平衡信號(hào)輸出至收發(fā)控制開(kāi)關(guān)；再由收發(fā)控制線選通至濾波器，通過(guò)天線向外發(fā)送；

在接收模式下，信號(hào)由天線接收，經(jīng)過(guò)濾波器和收發(fā)控制開(kāi)關(guān)進(jìn)入接收模塊，接收模塊首先通過(guò)巴倫將從天線傳來(lái)的不平衡信號(hào)轉(zhuǎn)為平衡信號(hào)；然后通過(guò)接收模塊的低噪放大器將接收的微弱信號(hào)放大，最后在解調(diào)電路中與從合成器提供的本振信號(hào)進(jìn)行作用，將載波信號(hào)解調(diào)輸出；

采集卡對(duì)接收模塊接收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行采樣，然后將采樣后的數(shù)據(jù)傳輸?shù)接?jì)算機(jī)上，以TXT的格式保存下來(lái)，進(jìn)而進(jìn)行處理和分析；

步驟三、信號(hào)的處理：在計(jì)算機(jī)中通過(guò)labview或者matlab軟件對(duì)信號(hào)進(jìn)行調(diào)用和處理，首先，采用小波變換或者快速傅里葉變換對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理；其次，進(jìn)行特征信號(hào)提取，選取時(shí)域、頻域以及時(shí)頻域的特征；然后，應(yīng)用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、隱馬爾科夫或者支持向量機(jī)進(jìn)行模式識(shí)別，實(shí)現(xiàn)刀具磨損的識(shí)別，進(jìn)而實(shí)時(shí)掌握刀具磨損的值。