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。現(xiàn)如今，一臺數(shù)控機(jī)床就可以反映出一個(gè)國家當(dāng)前的制造業(yè)發(fā)展水平，它有著明顯的優(yōu)勢，對零件加工時(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：TG659;TP18 ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

doi：10.14031/j.cnki.njwx.2020.01.015

相對于老式的、傳統(tǒng)的制造技術(shù)而言，人工智能數(shù)控加工可以進(jìn)行自動化的調(diào)控，相對于一些要求較為復(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)字信號將相關(guān)部件的運(yùn)動過程有效的控制。數(shù)控機(jī)床其含義是數(shù)字化控制車床（Computer numerical control machine tools），指的是將自動化程序加裝到機(jī)床上來進(jìn)行控制。其屬于柔性自動化和高效率的數(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)確性相對于人腦更具有絕對的優(yōu)勢，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。在知識獲得當(dāng)中包含人工知識的獲得和半自動知識的獲得以及全自動的知識獲得三個(gè)方面。對于數(shù)據(jù)的獲得是該種加工方式的基礎(chǔ)內(nèi)容，把人類對于施工技術(shù)的設(shè)計(jì)，包含對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)知識進(jìn)行有效收集。將知識庫的內(nèi)容不斷的豐富，有效對數(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)動態(tài)過程，利用傳統(tǒng)方法無法進(jìn)行精確補(bǔ)償。基于神經(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。基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的熱誤差補(bǔ)償原理如圖。由熱傳感器對數(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、智能化和自動化發(fā)展。伴隨著我國的科學(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。

參考文獻(xiàn)：

[1]張蓮.人工智能在數(shù)控加工中的應(yīng)用[J].內(nèi)燃機(jī)與配件，2019（18）：234-236.

[2]李鵬祥.智能制造與智能數(shù)控機(jī)床探究[J].南方農(nóng)機(jī)，2019（16）：15-16.

[3]魏志麗.智能機(jī)器人數(shù)控技術(shù)在機(jī)械制造中的應(yīng)用[J].現(xiàn)代制造技術(shù)與裝備，2017（5）：146-147.