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在实现远程监测的时候需要布置大量传感线路。为了更好的实现远距离监测，进行数控机床刀具振动无线监测系统的研究对开展绿色制造和柔性制造具有重大意义。
1 切削振动过程分析
刀具切削时，刀具磨损必定影响到刀杆系统振动参数的变化。为了对振动模型进行分析，可将主轴和刀具看做一整体质量块，加工物体为基础。
为了更好的获得切削振动信号，这里可以将刀具磨损以及切屑堆积引发的切削力的变化作为激振源。该激振源激励主轴在空间彼此垂直的三个方向上产生受迫振动。
2 系统简介
2.1 系统简介
系统由安装在主轴上的加速度传感器、声发射传感器采集模块(含射频)、无线射频接收模块、PC 机(人机界面监控)组成。
无线单片机选择 CC2430，CC2430 整合了 2.4GHz IEEE802.15.4/ZigBee RF 收发机 CC2420以及工业标准的增强型 8051MCU 的卓越性能。 通信方式可选择裸机点对点通信或移植 TI的 Z- Stack 操作系统建立无线传感器网络，实现采集节点和传感器节点的绑定。考虑到今后工厂自动化控制的趋势是实现 DCS 系统， 本系统选择移植 Z-Stack 协议栈。无线接收模块担当网络协调器的功能， 与 PC 机通过 RS232 接口实现通信。
2.2 硬件电路
C2430 的P0 口支持 14 位的模/数转换，通过配置相关的寄存器 ADCCFG 即可设定相应的引脚为 ADC 输入。本系统选择 P0.7 口为振动传感器接入口。SW1 键用于建立传感器网络，SW2 键用于实现接收模块和传感器发送模块的绑定,LED1用于指示网络建立成功，LED2用于指示绑定成功。
2.3 软件思想
协议栈选择ZStack-CC2430-1.4.2-1.1.0，首先设置编译选项(COORDINATOR_BINDING、 HOLD_AUTO _START、NV_INIT、REFLECTOR)，无线射频接收模块加上 MT_TASK 以实现与 PC 机通过串口通信。然后修改应用层程序。通过调用任务初始化函数、任务事件处理函数建立网络，并建立接收模块和传感器模块的绑定。绑定成功后触发zb_BindConfirm 函数从而发送振动采样值。接收模块收到数据后引发 SYS_EVENT_MSG 事件，并调用函数SAPI_ReceiveDataIndication来对接收到的数据进行处理 ，最后通过调用 zb_ReceiveDataIndication函数中的debug_str函数将接收到的数据通过 PC 机串口发送给 PC 机。 由上位机应用程序实现监控。
上位机应用软件通过调用 serialPort 控件实现接收模块的串口通信。serialPort 类可以实现计算机与大多数硬件设备的串口连接。通过 serialPort类中的 ReadByte 属性读取下位机返回的数据。 图形的绘制是通过 GDI+技术来实现的。
2.4 振动传感器
可将主轴振动看做激振源，所以加速度传感器的固有频率应远大于主轴的振动频率，设计中采用粘结剂将加速度传感器安装在主轴上。本设计采用飞思卡尔公司生产的 MMA7360L 芯片。 该传感器在 XY 轴上的可测频率范围为 6.0kHz，Z 轴上的为 3.4 kHz。内部采样频率为 11 kHz，而主轴振动频率一般在 600～800Hz 左右，因此满足测试需要。
3 结论和展望
开展对数控机床刀具磨损的实时监测系统的研究能够防止刀具磨损对生产过程带来巨大的损失。对获得的磨损参数进行特征提取、模态分析、小波分析后可得到正确的磨损判断和估计。本文一开始分析了刀具振动系统适用的监测范围，然后设计了一种刀具振动无线监测系统。该系统可应用于实验室开展对刀具磨损的实时监测研究。同时无线监测以及集散控制势必成为以后工厂控制一体化的趋势。
在机电一体化系统设计中,接口的抗干扰性能的好坏直接影响到机电一体化系统的控制性能，它是保证产品具有高可靠性和稳定性的必要条件。采取屏蔽、隔离、滤波、接地和软件处理等措施，在产品内设法抑制外来干扰的影响，可以有效地保证系统稳定、可靠地工作。