基于電子數(shù)控的機床制造信息資源自動化檢測方法

宋金峰

【摘?要】傳統(tǒng)的機械加工制造中，起著主要作用的是物理機械理論以及在其指導(dǎo)下的機械組裝與裝配。但隨著我國工業(yè)產(chǎn)業(yè)的迅速發(fā)展，傳統(tǒng)機械已經(jīng)無法滿足社會發(fā)展的需求，而數(shù)控技術(shù)也隨著現(xiàn)代科技的進步而不斷發(fā)展，進一步取代了人工操作技術(shù)。數(shù)控技術(shù)的誕生，很大程度上解決了加工機械領(lǐng)域中加工產(chǎn)品精度不足、加工人員緊缺等問題，顯著提高了機械加工的產(chǎn)品質(zhì)量以及加工效率。

【關(guān)鍵詞】數(shù)控技術(shù);機械制造

引言

隨著我國現(xiàn)代化水平不斷提高，科學(xué)技術(shù)也在不斷進步，其不僅滿足了自動化機械制造的需求，還帶動了機械制造水平的提升。機械制造產(chǎn)品質(zhì)量與一體化數(shù)控技術(shù)有著密不可分的關(guān)系，若想使機械制造行業(yè)實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，必須對機械制造中的技術(shù)進行科學(xué)選擇，并把握數(shù)控技術(shù)的特點，以此使一體化數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用效果不斷提高，使其更加符合實際需求，在此基礎(chǔ)上結(jié)合我國自動化機械制造中數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用情況，規(guī)范機械應(yīng)用范圍，以現(xiàn)代化技術(shù)推動我國機械制造行業(yè)的發(fā)展。

1智能制造的主要內(nèi)容及作用

智能制造主要是針對制造業(yè)方面的智能化發(fā)展，大體包含智能制造技術(shù)和智能制造系統(tǒng)兩個方面。智能制造技術(shù)是指在工業(yè)制造業(yè)上，把當(dāng)前的先進制造技術(shù)與智能化的設(shè)施或技術(shù)相結(jié)合，應(yīng)用到工業(yè)制造業(yè)上。智能制造系統(tǒng)將在技術(shù)應(yīng)用生產(chǎn)的過程中，對信息進行儲存和處理，并且在此過程中，還能不斷豐富智能系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫，使智能制造系統(tǒng)不斷發(fā)展。智能制造的發(fā)展和應(yīng)用，對于現(xiàn)代工業(yè)制造的發(fā)展具有十分重要的意義。第一，智能制造的應(yīng)用可以替代很大一部分的人工資源，當(dāng)工業(yè)制造上出現(xiàn)一些較為危險的工作項目時，可以用智能控制完成，這樣也可以減少工業(yè)制造業(yè)的作業(yè)風(fēng)險。第二，利用智能制造進行數(shù)控行業(yè)的工作，工作程序會變得更加標(biāo)準(zhǔn)化，因為是機器設(shè)備智能操作，所以生產(chǎn)出來的產(chǎn)品也就更加統(tǒng)一整齊，將很大程度上提高工作生產(chǎn)的效率和產(chǎn)品的質(zhì)量。最后，智能制造的應(yīng)用已是大勢所趨，我們積極將其運用到工業(yè)制造業(yè)的生產(chǎn)中，可以推進我國工業(yè)制造業(yè)智能化與自動化的發(fā)展，對我國工業(yè)的持續(xù)發(fā)展具有重大的作用

2應(yīng)用計算機輔助技術(shù)進行數(shù)控加工制造的特點

計算機輔助數(shù)控加工制造是近幾年來剛剛興起的一項新技術(shù)，通過對這種技術(shù)的應(yīng)用，數(shù)控加工制造的精度和效率都有了顯著的提升。實際上，計算機輔助數(shù)控加工制造技術(shù)之所以能夠受到那么多人的歡迎，就是因為它具有一些其他生產(chǎn)技術(shù)所不具備的優(yōu)秀特點。當(dāng)然，與此同時，這種技術(shù)也有著一定的不足之處。下面將對計算機輔助數(shù)控加工制造技術(shù)的特點進行分析，希望可以幫助讀者了解這種技術(shù)的產(chǎn)生。計算機輔助數(shù)控加工制造技術(shù)是數(shù)控加工制造技術(shù)的一種。但凡是數(shù)控加工制造，和傳統(tǒng)生產(chǎn)模式相比，就有智能高效的特點。數(shù)控技術(shù)可以實現(xiàn)對生產(chǎn)流程的編程操作，從而在實際的生產(chǎn)過程當(dāng)中不需要投入大量的人力物力，只需要進行編程工作即可。與此同時，數(shù)控技術(shù)也因為此特點而節(jié)約了人力勞動所浪費的一些時間，具有著高效的特點。計算機輔助技術(shù)數(shù)控技術(shù)除了擁有傳統(tǒng)數(shù)控技術(shù)的特點之外，還具有高精度的特點，由于計算機輔助技術(shù)的復(fù)雜性，它在執(zhí)行一些高精度的工作過程當(dāng)中往往比較精準(zhǔn)。與此同時，計算機輔助技術(shù)的應(yīng)用也給編程帶來了一定的難度，這也是它的一個缺點。在實際的生產(chǎn)過程當(dāng)中，已經(jīng)可以通過一些技術(shù)的應(yīng)用，更好地發(fā)揮出計算機輔助技術(shù)數(shù)控的優(yōu)點，同時減少其缺點帶來的負面影響，這種技術(shù)也已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用。

3自動化檢測方案設(shè)計

建立加工信息資源元數(shù)據(jù)粒度結(jié)構(gòu)模型，實現(xiàn)數(shù)控機床加工信息資源自動檢測。其具體流程如下：由于射頻識別設(shè)備無法在電磁干擾下準(zhǔn)確收集其制造信息，導(dǎo)致數(shù)控機床加工信息無法自動采集，為此，采用德國Balluff公司專業(yè)RFID設(shè)備，通過PLC與數(shù)控系統(tǒng)相連，完成了數(shù)控機床加工信息準(zhǔn)確采集，實現(xiàn)了機床位置、壽命的精準(zhǔn)識別。通過上述步驟獲取的制造信息資源中包含了大量冗余數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)將導(dǎo)致檢測結(jié)果不精準(zhǔn)，為此，結(jié)合元粒度結(jié)構(gòu)模型，消除冗余處理。分析機床制造信息資源元素之間交互性，確定所有重復(fù)性的屬性結(jié)構(gòu)化元數(shù)據(jù)。

4數(shù)控機床資源自動檢測

通過對數(shù)控機床信息資源的精準(zhǔn)建模，采集關(guān)于數(shù)控機床的所有信息。但由于采集到的信息存在冗余重復(fù)現(xiàn)象，故依據(jù)實際情況對數(shù)控機床制造信息資源內(nèi)部信息數(shù)據(jù)進行關(guān)聯(lián)。定義OEM[10]：Xg→XRg-1，XR≤X（1）式中，X為數(shù)控機床數(shù)據(jù)中的信息平均值。當(dāng)采集到的數(shù)控機床數(shù)據(jù)量大于閾值X時，模型記錄本機采樣值;否則，輸出上一粒度層次的元數(shù)據(jù)記錄Rg-1。

5機電一體化數(shù)控技術(shù)在機械制造中的應(yīng)用策略

5.1機電一體化技術(shù)與機械制造的結(jié)合

機電一體化技術(shù)在應(yīng)用中需要借助智能化數(shù)字機床，根據(jù)實際情況合理選擇刀具，在此過程中可以通過調(diào)控主軸變速起停制造，使機床能夠自動加工出所需零件，如以下幾點：①實現(xiàn)產(chǎn)品的即時切換，且機械制造的參數(shù)更加精確。②實現(xiàn)一次多工件多工序的加工，以此解決常規(guī)單件加工速度慢的問題，且可以在加工后對成品進行比較，使質(zhì)量進一步提高。③引入機電一體化技術(shù)則可以使加工過程更加穩(wěn)定。④機電一體化技術(shù)可以通過建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)化機械制造制造模塊減少刀具的安裝時間，根據(jù)機械制造的不同區(qū)分標(biāo)準(zhǔn)化制造模式。

5.2利用大數(shù)據(jù)和云計算的技術(shù)，促進數(shù)控技術(shù)信息系統(tǒng)自動化的發(fā)展

現(xiàn)在人工智能的發(fā)展十分迅速，人們對其的熱情也是只增不減，所以在今后的智能數(shù)控結(jié)合發(fā)展上可以向此方面進行?，F(xiàn)在人工智能的研究已經(jīng)小有成績，通過人工智能的技術(shù)，可以制造出一些工業(yè)制造專用機器人，使其在制造業(yè)的工作工程中，取代工作人員進行一些較為危險的工作。

結(jié)束語

提出的基于電子數(shù)控自動化檢測方法，通過分析元數(shù)據(jù)，獲取加工信息資源粒度結(jié)構(gòu)模型，在該模型支持下采集加工信息，根據(jù)元數(shù)據(jù)粒度模型消除冗余數(shù)據(jù)。由實驗驗證結(jié)果可知，該方法具有精準(zhǔn)檢測效果，能夠有效完成制造信息資源檢測。雖然使用該方法檢測精準(zhǔn)度較高，但由于實驗條件受到限制，缺少對信息資源的分類化處理，因此，在后續(xù)研究進程中，從不同數(shù)控機床類型出發(fā)，檢測制造信息資源有效性，為后續(xù)電子數(shù)控機床高效使用奠定基礎(chǔ)。

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（作者單位：河南工學(xué)院）