基于人工神经网络在模具数控加工中的应用

金天明 高文杰 张燕瑰 刘湘

摘要：在加工这种特殊的模具之前，必须根据一定的已知条件确定合理的加工参数。获得最佳加工参数的方法之一是利用优化技术来解决这个问题，在模具数控加工中，加工参数与加工质量之间存在着非常非线性的关系，人工神经网络（ANN）可以很好地表现了输入输出关系不确定的非常非线性关系，并且基于神经网络的优化设计是优化模具数控加工工艺参数的有效途径。

关键词：人工神经网络;模具数控;加工

一、引言

模具加工参数选择的合理性在一定程度上取决于操作者的经验。专家系统是解决经验问题的一种方法。积累多年的专家加工经验，以规则的形式表达，基于知识进行推理，在专家知识范围内获得最佳的切削加工参数。

二、数控机械模具制造技术简介

在机械设备制造中，沒有优秀的模具，优秀的模具生产设计非常复杂，相应的生产周期非常短，相关要求非常严格。没有完善的技术支持和相应的机制，我们就无法完成这项工作。在生产相应的机械模具之前，我们需要大量的员工参与机器的操作。这些工人的水平对模具的质量有很大的影响。如果这些工人有经验，所生产的产品必须质量良好，但是如果相应工人的技术水平不够，他们就不能达到标准。随着当今信息化和自动化的飞速发展，这两个领域也影响到各个行业，一方面加快了机械模具加工制造业的发展，另一方面，当前社会对模具的需求越来越大。但由于工作人员的不稳定，很难满足社会的高层次需求。这将严重限制公司发展的上限。为了解决这一问题，必须采用新的数控机械模具制造技术。数控机床技术和数控编程技术是数控领域的两项核心技术。两者相辅相成。他们可以互相交换优势和劣势，同时利用自己的优势。这不仅可以代替手工劳动，而且可以保证产品生产的高精度。

三、数控机械模具加工制造要求

一般来说，数控机械模具生产周期短，技术要求高。目前的模具制造及相应的生产工艺受机械设备的影响。相应的模具加工效率降低，相关的模具加工程度难以保证。也不能保证工艺水平。因此，所生产的产品质量得不到保证，需要相关人员改进机械磨床的数控制造技术，提高模具的工作进度和生产效率。

3.1当前产品特性

模具的相关生产规范要根据相关产品进行设计。相关模具的实际生产一般是单件生产，要特别注意相关产品的特性，在模具生产过程中，为了避免产品不熟悉而受到影响，生产相应的非规格模具，因此在数控机床的编程过程中要注意产品的相关特性，结合这些特点进行定制设计，避免相应的损失，需要定义该产品的基本特性，在模具的生产加工中一般采用单一加工方法，所有模具都有自己的特点，在具体的生产过程中，模具容易重复使用，因此需要通过数字控制程序设计和相应的机床控制，对这两种技术进行严格的监控，如果模具结构非常复杂，可以使用相应的软件，要提高模具的加工精度和质量。

3.2扩展性

模具设计通常是结合相关要求和相关概念来实现最初的结构。仅仅是最初的结构，而不是最终的目标，必须有变化的空间，只有这样，我们才能更好地应对模具设计过程中发生的情况，不会对未来的变化产生负面影响。

3.3提高加工精度

机械模具的精密度研究是机械模具加工的重要准则，模具的精密度直接影响到制造设备的误差，因此必须达到高精度，使制造出来的产品与相应的设计方案相互兼容，在任何必要的情况下，可以减少误差，相关人员在执行具体操作时，必须不断优化自己的操作方式，进一步细化操作功能，尽量减少加工队伍的误差，在实际模具加工过程中，模具的加工精度是无法控制的。这肯定会影响到生产的产品的质量。

3.4加强业务流程规范

由于加工模具的数控加工和制造相应的操作门槛较高，需要严格的操作规程，在传统的操作中，由于相关工人的误操作事故时有发生，致使模具最终质量达不到要求的标准给行业造成严重损失，要尽量避免。

3.5模具设计中各种异常情况的探讨

在设计相关模具时，应特别注意加强相关产品的相应开发环节。在设计期间，工作人员没有展示最终产品的外观。模具的发展也有许多不确定性。例如，相应的开发时间、开发数量等都是很有针对性的，因此在实际模具设计过程中，应始终注意模具的开发，并进行全面的分析。它必须以多种方式处理。这取决于相关设计师的经验。

四、电火花线切割加工参数的优化

电火花线切割是模具制造中最重要的加工方法之一。适用于加工高硬度、特殊形状零件。

为了解决加工参数优化问题，可以利用人工神经网络对加工过程参数进行优化。电火花线切割的加工参数优化一般是离线选择加工前的加工参数和在线调整一些数据。设计变量：线切割的主要放电参数为脉冲宽度（ps）、脉冲间隙tar（ps），除工件厚度8（mm）外，加工效果的基本参数为切削速度v、表面粗糙度ra（pm）电极丝损耗E。放电参数对加工效果的影响规律是：t增大脉冲能量，v增大，但放电坑大而深，ra增大，e增大，工件厚度δ减小，工作液容易填满放电空间。腐蚀性产品易于去除和发出声音。加工稳定性好，V提高，但电极丝易振动，会对于Ra不利，导致E减小，部分加工不能选择和改变工件厚度。目标函数：加工人员总是希望获得尽可能高的加工速度，尽可能小的表面粗糙度和电极丝损耗。但这些目标是相互矛盾的，其中一种处理方法是对这些多目标的不同方法，很难平衡每个指标的要求，将多目标问题转化为一个目标。即各指标权重与处理方法一致。以目标函数为唯一判据，其它指标以约束形式表示，其中最大加工速度最为合理。将表面粗糙度最小化为目标函数，可以得到生产中不可接受的优化方案。因。面粗糙度和电极损耗仅限于工艺标准R≤[Ra]，E≤[E]，其中允许值用方括号表示。[RA]选择基于材料和使用要求。[E]选择基于加工尺寸误差。

五、结论

目前我国的数控加工技术虽然还不成熟，但一般都是由于相关的操作经验而产生的，导致所给的效果不能按预期发挥，但从整体上看，这项技术还有很多优点，在实际应用中，显示一定的道路。如果不使用机械模具数字控制技术，企业就很难很好地提高今天的产品标准，从而会出现无法适应社会发展而被社会淘汰的情况，因此如何将数据处理技术与机械模具制造技术相结合应用于实际工作探索实践是许多企业在这一领域面临的挑战。

参考文献：

[1]张永永.数控加工在汽车模具制造中的应用[J].时代汽车，2021（20）：135-136.

[2]孙丽霞，卢晨光，杨克.人工神经网络在数控加工中的应用[J].北华大学学报（自然科学版），2004（05）：466-467.

[3]钟波.基于人工神经网络在模具数控加工中的应用[J].计算技术与自动化，2008（02）：25-27.