[发明专利]一种镗刀杆多传感器集成的镗削状态智能监测方法

权利要求书

1.一种镗刀杆多传感器集成的镗削状态智能监测方法，镗刀杆包括：镗杆(1)和固定于所述镗杆(1)端部的镗刀(2)，其特征在于，包括以下步骤：

步骤a，构建镗削状态的智能监测系统，其包括：无线供电模块、传感器集成模块(4)、放大电路(5)、微处理器(6)、无线传输模块、电机(8)和上位机(9)；

所述传感器集成模块(4)、放大电路(5)固定于所述镗杆(1)内部靠近所述镗刀(2)处，且所述传感器集成模块(4)与放大电路(5)相连通；

所述微处理器(6)和无线传输模块固定于所述镗杆(1)远离所述镗刀(2)一端的内部；且所述微处理器(6)和无线传输模块相连，所述无线传输模块与所述上位机(9)无线连接；

所述电机(8)固定于所述镗杆(1)远离所述镗刀(2)的一端的端部，为所述镗杆(1)的运动提供动力；

所述无线供电模块包括感应线圈(3)；所述感应线圈(3)与所述传感器集成模块(4)、放大电路(5)、微处理器(6)、无线传输模块电性连接；

所述上位机(9)置于所述镗杆(1)的外侧，且靠近所述镗杆(1)设有无线传输模块的一端；

步骤b，传感器集成模块(4)包括：温度传感器、声发射传感器、加速度传感器和切削力传感器；

所述温度传感器、声发射传感器和加速度传感器安装在所述镗杆(1)内部靠近所述镗刀(2)的位置，且以直接粘附的安装方式粘附在所述镗杆(1)的内表面上，且温度传感器、声发射传感器和加速度传感器均与感应线圈(3)电性连接；

所述切削力传感器共设有四个，且沿所述镗杆(1)轴向均匀分布，则每个切削力传感器上的水平力矩为：

其中F_x与F_y为切削力分力，r为四个切削力传感器所构成的圆的半径；M为水平总力矩，且M＝M₁+M₂+M₃+M₄；

步骤c，镗削过程中温度传感器、声发射传感器、加速度传感器和切削力传感器采集到的信号被传输到放大电路(5)中，经过放大电路(5)处理后的信号被传输到微处理器(6)中进行预处理，经微处理器(6)处理后的信号传输到无线传输模块中，无线传输模块再将信号传输到上位机(9)中进行处理；

步骤d，上位机接收到所述步骤c中传输的信号之后，对镗削加工状态的信号进行收集分析；

采用信息融合技术，对多个传感器的信号进行归一化处理，然后再利用流形学习算法，将归一化处理的多种传感器信号进行降维处理，提取所采集数据包含的特征向量，利用支持向量机方法，实现实时监测镗削加工中状态的改变。

2.根据权利要求1所述的一种镗刀杆多传感器集成的镗削状态智能监测方法，其特征在于，所述温度传感器选用镍铬-镍硅K型热电偶温度传感器(41)，所述声发射传感器选用差动式AE传感器(42)，所述加速度传感器选用石英挠性加速传感器(43)，所述切削力传感器选用压电石英切削力传感器(44)。

3.根据权利要求1所述的一种镗刀杆多传感器集成的镗削状态智能监测方法，其特征在于，所述无线供电模块采用谐振式无线传输电路，所述谐振式无线传输电路中包含整流滤波电路和E类放大器；所述整流滤波电路和E类放大器电性连接；在工作时先将220V交流电通过整流滤波电路转化为谐波少的直流电，然后再通过E类放大器得到高频直流电，最终将高频直流电通过谐振无线传输电路传输到镍铬-镍硅K型热电偶温度传感器(41)、差动式AE传感器(42)、石英挠性加速传感器(43)、压电石英切削力传感器(44)、放大电路(5)、微处理器(6)、无线传输模块中对其进行供电。