数控机床是什么专业(「人工智能」人工智能在数控加工中的应用)

Posted 2023-05-27

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数控机床是什么专业(「人工智能」人工智能在数控加工中的应用)

　　1．人工智能概述

　　人工智能技术是一项综合性极强的新型技术，人工智能又被称为21世纪最具挑战性的学科之一。人工智能的主要任务是通过海量数据收集，建立分析模型，提供最优决策，其主要表现为智能化、类人化，即其工作思维模拟人类，以类人化的方式进行工作。也正因为这一特点，人工智能技术的难度较高，研究时间较长，至今经历了近70年的发展，其基础理论与技术不断扩充并逐渐成熟，人工智能也逐渐投入使用至诸多领域中，其海量的信息收集、高效的数据处理、迅速的建模运算以及精确的计算结果高效促进了行业的发展。使机器具有人类的逻辑思维、学习能力、规划决策手段作为人工智能的实质，可以广泛运用到各类科技工具当中，以促进智能行业的高效与健康发展。

　　2．人工智能在数控加工中的应用

　　2.1数控加工

　　数控加工是一种工作于数控机床的零件加工工艺，其中数控即数字控制，是运用数字化信号操控机器的工作过程、运动状态等的一种技术手段。而数控机床即运用了数控手段的机床，其特点是效能较高、自动化程度较高、精度较高等，数控机床的使用便于零件加工工作的开展，其与传统的机床加工工作最大的不同之处在于运用了数字化控制的手段，工作效率较高，人力成本较低，并且可以规范化进行零件加工，从而大幅度提升零件加工的精准度。

　　2.2数据交换

　　数控加工工作中，较为关键的一个环节便是数据交换，而数据交换的开展依赖于计算机，需要工作人员将测量数据及时输入计算机系统中，以便进行数据处理、信息收集与决策分析等，这一过程也被称为人机交互，通过人机交互的手段实现数据交换的目的，从而保障数控加工工作的顺利开展。数据交换过程中，工作人员所需要的机器必要数据，可以通过在计算机系统中进行详细的查阅，并根据计算机对信息处理的反馈作出适当的决策，从而实现人机协作协调，共同完成数控加工中数据交换的重要任务。正因为数据交换需要依赖人机交互，涉及多媒体、计算机操作、软件工程等多方面的学科知识，因此对于工作人员的技术要求较高，工作人员需要熟知数控机床机械系统的构成，了解必要零件的工艺，明晰计算机在数控工作中承担着信息收集、数据处理的具体任务，并掌握计算机系统使用方法等，从而保障数控加工工作的顺利进行与高效开展。

　　2.3构建数据库

　　数控加工由于其复杂性与综合性，工作的开展需要海量的数据信息支持，因此构建数据库是十分必要的，而数控加工的专属数据库可以为数控加工工作提供理论支撑、实例参考、数据分析、决策援助等，从而促进数控加工工作的高效开展。其中，在构建知识库的过程中，可以运用人工智能技术，对数控加工任务中所需的必要数据进行自动化提取，从而降低人力成本、时间成本等，同时提升数控工作的精确度，保障数控机床的稳定运行，完善数控加工工艺，及时为数控工作纠错等，通过数据库中庞大的数据实例支持，丰富工作人员的知识储备，同时为数控工作的开展提供理论依据与数据支持，以期保障其顺利进行。

　　2.4实时监控

　　数控加工的主要手段之一是实时监控，是指数控加工工作中，通过机械设备的监控装置对整个数控加工工作进行实时监控，这一过程目前可以通过人工智能协助完成，人工智能实时检测数控机床与零件等机械设备的运行状况，并通过前文提及的数据库进行信息收集、数据分析，实现数控加工过程合理的资源调度，从而保障数控加工工作的顺利进行。具体至使用环境来看，人工智能通过实时监控，检测硬件的尺寸、位置、坐标等，保证工作前硬件的正常使用；而在工作进行时，人工智能会监控刀具的具体使用情况与运转状态，进行检测分析，如果刀具出现磨损以致损坏的情况，会通过系统及时通报工作人员；在任务完成后，人工智能负责对工作中出现的不合理数据进行收集与分析，以实现对数控加工工作的全程实时监控，保障数控加工的顺利开展，促进数控加工体系的形成。

　　3．人工智能在数控加工中的优势

　　3.1精确度高

　　由于数控加工的综合性较强，具有复杂性，因此数控加工的零件精度并不高，这也成为了阻碍数控加工向前发展的一个难题，而将人工智能运用于数控加工工作中，便可以及时解决这一问题，这主要是由于人工智能拥有独特的类人化神经网络结构，可以对零件加工数据进行及时收集、核算并反馈。由于人工智能拥有类人化的思维逻辑以及计算机所拥有的海量数据信息收集处理能力，因此将人工智能运用于数控加工中，可以明显提升数控加工的精确程度。人工智能通过其模糊逻辑，对没有具体数据的几个加工方法进行逻辑分析，找出其中共通之处，再通过其强大的内置神经网与卓越的学习能力，可以迅速克服数控加工的复杂性、随机性的难点，在海量数据收集分析处理的支持下，建立决策模型，从而在短时间内作出最优决策，将误差降到最低，大幅提升工作精确度。

　　3.2及时纠错

　　在数控加工工作过程中，虽然制作工艺没有改变，但是随着加工的进行，加工硬件的位置、运行状态、磨损状况、精确度等可能会发生变化，而工作人员如果没有及时发现这一变化，极易导致之后的加工工作效率、质量、精度降低，甚至可能导致加工出现故障并停止，影响到工厂正常的生产。而将人工智能技术运用到数控加工工作中，可以及时进行纠错，对生产过程中各硬件的运行状态进行实时检测，并将数据传回分析系统中，分析系统通过庞大数据库的支持，对回传的信息进行分析处理，便可以在极短的时间内对硬件的运行状态进行评估，如果发现错误，可以及时将控制信号传递给控制系统，从而将错位的零件复位、将停转的机床恢复运转、实时修改工况参数从而保障硬件加工的精度等，以期保障数控机床的正常运转，对数控加工工作及时纠错，以提升数控工作效率与质量。

　　3.3保障系统平稳运行

　　人工智能运用于数控加工之中还拥有另一个优势，便是可以保障系统的平稳运行，这主要依赖于人工智能运用中的神经网络系统，其通过海量的数据收集与分析处理，对硬件运转状况进行实时监测，依照数据库提供的理论支持与实例分析，从而对数控加工工作中出现的误差进行及时补偿。数控加工中的误差是不可避免的，但是可以通过人工智能的运用将误差降至最低，例如机床因受热产生变形会产生误差，此类误差不可避免，因为这种状况的发生无法使用数据预测，是非线性的状况，使用传统的线性误差补偿方法精确度较低，而使用人工智能所独有的神经网络系统实时检测进行误差补偿，可以将误差降至最低，从而确保数控加工过程中系统的平稳运行，提升工作效率。

　　4．结语

　　综上所述，伴随科技水平的不断提高，人工智能应用的范围也愈发广泛。人工智能通过建立神经网络、人机交互、信息收集与分析、建模与决策等一系列方法，来高效完成数控加工任务，促进了数控加工工作效率与工作质量的提升，并推动着数控加工与人工智能的高效结合，以期推动数控加工健康发展。

　　作者：吴维锋（广东科学技术职业学院）

　　本文刊发于《中国高新科技》杂志2020年第21期

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