人工智能在數(shù)控加工中的應(yīng)用

孫彥博

摘 要：數(shù)控機(jī)床作為當(dāng)今制造行業(yè)中先進(jìn)的代表，它將各種先進(jìn)電子技術(shù)融匯到了一起?，F(xiàn)如今，一臺(tái)數(shù)控機(jī)床就可以反映出一個(gè)國(guó)家當(dāng)前的制造業(yè)發(fā)展水平，它有著明顯的優(yōu)勢(shì)，對(duì)零件加工時(shí)生產(chǎn)效率高、加工品質(zhì)優(yōu)越、柔性高、精度高、市場(chǎng)的使用性價(jià)比高等，數(shù)控機(jī)床在制造業(yè)中起著中流砥柱的作用。

關(guān)鍵詞：人工智能;數(shù)控加工;應(yīng)用

中圖分類號(hào)：TG659;TP18 ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

doi：10.14031/j.cnki.njwx.2020.01.015

相對(duì)于老式的、傳統(tǒng)的制造技術(shù)而言，人工智能數(shù)控加工可以進(jìn)行自動(dòng)化的調(diào)控，相對(duì)于一些要求較為復(fù)雜的產(chǎn)品而言，它不但能夠進(jìn)一步提高產(chǎn)品制造數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)度，同時(shí)還方便工作人員，減少人力投入的成本。數(shù)控加工屬于效率非常高的自動(dòng)化加工裝置，所以數(shù)控加工技術(shù)的流程非常繁瑣，為了有效達(dá)到數(shù)控加工期間的穩(wěn)定效果，因此在數(shù)控加工當(dāng)中使用人工智能技術(shù)是非常重要的。

1 數(shù)控加工概述

數(shù)字化控制技術(shù)，俗稱數(shù)控技術(shù)（NC），指的是采用數(shù)字信號(hào)將相關(guān)部件的運(yùn)動(dòng)過程有效的控制。數(shù)控機(jī)床其含義是數(shù)字化控制車床（Computer numerical control machine tools），指的是將自動(dòng)化程序加裝到機(jī)床上來進(jìn)行控制。其屬于柔性自動(dòng)化和高效率的數(shù)字化機(jī)床，可以將相關(guān)的程序編碼輸入到裝備當(dāng)中，其自主開展零件加工工作，能夠有效地將零件加工中遇到的一些復(fù)雜和精密的部件加工問題有效解決。其數(shù)字化加工主要指的是在數(shù)控機(jī)床方面進(jìn)行零部件加工工作。該種加工方式和以往的加工工藝規(guī)程沒有什么區(qū)別，其主要不同的地方是采用數(shù)字化技術(shù)對(duì)刀具的位置進(jìn)行有效控制，該種加工技術(shù)擁有效率高和速度快的特點(diǎn)。

2 人工智能技術(shù)

人工智能技術(shù)簡(jiǎn)稱為（AI），它是研究和開發(fā)用于模擬、延伸和擴(kuò)展人的智能的理論、方法、技術(shù)及應(yīng)用系統(tǒng)的一門新的技術(shù)科學(xué)。人工智能在各行各業(yè)中促進(jìn)產(chǎn)品科技水平的同時(shí)，也能夠模擬人的意識(shí)和思維進(jìn)行思考，在過去各種科學(xué)和工程計(jì)算主要是通過人腦來進(jìn)行計(jì)算處理，現(xiàn)在利用人工智能技術(shù)，可直接在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中完成復(fù)雜的計(jì)算，而且處理的速度和結(jié)果的準(zhǔn)確性相對(duì)于人腦更具有絕對(duì)的優(yōu)勢(shì)，所以目前人工智能技術(shù)可以代替部分人腦的功能。

3 人工智能技術(shù)在數(shù)控加工中的應(yīng)用

3.1 知識(shí)庫的建立和應(yīng)用

數(shù)字化控制加工當(dāng)中包含有很多難度較大的流程工藝，例如對(duì)加工程序的選擇以及安排等方面，主要由于該種加工有著非常強(qiáng)大的模糊性，如果是人為操作會(huì)出現(xiàn)較大的誤差，所以，使用以人為主、機(jī)器為輔的方法，利用人工智能手段，能夠有效地提升數(shù)控機(jī)床加工的精度。在知識(shí)獲得當(dāng)中包含人工知識(shí)的獲得和半自動(dòng)知識(shí)的獲得以及全自動(dòng)的知識(shí)獲得三個(gè)方面。對(duì)于數(shù)據(jù)的獲得是該種加工方式的基礎(chǔ)內(nèi)容，把人類對(duì)于施工技術(shù)的設(shè)計(jì)，包含對(duì)加工尺寸的精度確定、加工流程、機(jī)床的選擇、一些特殊機(jī)床加工的工序流程規(guī)則等方面轉(zhuǎn)化為專家系統(tǒng)知識(shí)進(jìn)行有效收集。將知識(shí)庫的內(nèi)容不斷的豐富，有效對(duì)數(shù)控加工中的每一種決策進(jìn)行控制。

3.2 加工過程中應(yīng)用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行誤差補(bǔ)償

數(shù)控加工過程中，導(dǎo)致誤差產(chǎn)生的因素有很多。所以，在智能數(shù)控機(jī)床制造零件和產(chǎn)品時(shí)，可以借助神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)工具來進(jìn)行對(duì)照，然后再進(jìn)行自我調(diào)節(jié)，提升產(chǎn)品加工過程中的工作效率，保障設(shè)備在工作中時(shí)刻處于最佳的狀態(tài)。其中，熱誤差具有非線性、時(shí)滯的特點(diǎn)，因?yàn)闊嵴`差的產(chǎn)生是一個(gè)動(dòng)態(tài)過程，利用傳統(tǒng)方法無法進(jìn)行精確補(bǔ)償?；谏窠?jīng)網(wǎng)絡(luò)的熱誤差補(bǔ)償技術(shù)具有不可比擬的柔性和應(yīng)變性?；谏窠?jīng)網(wǎng)絡(luò)的熱誤差補(bǔ)償原理如圖。由熱傳感器對(duì)數(shù)控機(jī)床相應(yīng)部位的溫度值進(jìn)行收集，進(jìn)而輸入神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，進(jìn)行熱誤差補(bǔ)償計(jì)算，將計(jì)算結(jié)果反饋給CNC控制器，由控制器下達(dá)熱補(bǔ)償指令，對(duì)熱誤差進(jìn)行補(bǔ)償，從而提供數(shù)控加工精度。

4 結(jié)語

在全球智能制造的背景下，先進(jìn)的CNC技術(shù)將面向開放性、數(shù)字化、智能化和自動(dòng)化發(fā)展。伴隨著我國(guó)的科學(xué)技術(shù)快速發(fā)展，人工智能技術(shù)已經(jīng)在方方面面得到應(yīng)用。計(jì)算機(jī)和控制理論等最新技術(shù)不斷集成到數(shù)控技術(shù)中，該技術(shù)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了智能化和高速信息化等方面的發(fā)展。該種技術(shù)有著較強(qiáng)的智能模擬功能，同時(shí)能夠在加工期間有效地確保質(zhì)量的可靠性。

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