金屬結(jié)構(gòu)機(jī)械加工自動(dòng)化控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)及實(shí)踐

柳 晨

（甘肅能源化工職業(yè)學(xué)院 智能制造工程系，甘肅 蘭州 730000）

由于金屬結(jié)構(gòu)機(jī)械智能化程度的不斷提高，金屬結(jié)構(gòu)機(jī)械加工自動(dòng)化控制是當(dāng)今電氣行業(yè)最重要的研究主體。金屬結(jié)構(gòu)機(jī)械加工自動(dòng)化控制指的就是在無(wú)人工操控的前提下，金屬結(jié)構(gòu)機(jī)械能夠按照正常的操作流程進(jìn)行工作。因此，設(shè)計(jì)金屬結(jié)構(gòu)機(jī)械加工自動(dòng)化控制系統(tǒng)對(duì)于促進(jìn)金屬結(jié)構(gòu)機(jī)械健康、可持續(xù)發(fā)展具有重要意義[1]。提到自動(dòng)化就必須重視人工智能在金屬結(jié)構(gòu)機(jī)械加工控制中的應(yīng)用，基于人工智能可以改變傳統(tǒng)的金屬結(jié)構(gòu)機(jī)械加工控制要素。通過(guò)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)整合控制數(shù)據(jù)的方式實(shí)現(xiàn)節(jié)本增效，提高金屬結(jié)構(gòu)機(jī)械加工自動(dòng)化控制精度[2]。因此，本文提出金屬結(jié)構(gòu)機(jī)械加工自動(dòng)化控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)及實(shí)踐研究。

1 金屬結(jié)構(gòu)機(jī)械加工自動(dòng)化控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1.1 硬件設(shè)計(jì)

本文設(shè)計(jì)的機(jī)械加工無(wú)線數(shù)字控制器，型號(hào)為AS102-S205G-P134。機(jī)械加工無(wú)線數(shù)字控制器是一款連接金屬結(jié)構(gòu)機(jī)械的遠(yuǎn)程控制器，可以安裝到金屬結(jié)構(gòu)機(jī)械機(jī)窩前，并用支架將其固定[3]。在一般情況下，機(jī)械加工無(wú)線數(shù)字控制器工作電壓為2.5V～5.6V，所承受電流值小于50mA。另外，機(jī)械加工無(wú)線數(shù)字控制器可根據(jù)金屬結(jié)構(gòu)機(jī)械加工狀態(tài)預(yù)設(shè)報(bào)警點(diǎn)，一旦出現(xiàn)故障或停止工作觸發(fā)報(bào)警壓力會(huì)及時(shí)上發(fā)報(bào)警，提高對(duì)金屬結(jié)構(gòu)機(jī)械加工實(shí)時(shí)狀態(tài)的掌控能力[4]。因此，機(jī)械加工無(wú)線數(shù)字控制器特別適合金屬結(jié)構(gòu)機(jī)械加工這種需要無(wú)人值守、自動(dòng)控制的領(lǐng)域。

1.2 軟件設(shè)計(jì)

對(duì)于金屬結(jié)構(gòu)機(jī)械加工控制數(shù)據(jù)的采集，通過(guò)采集端利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對(duì)控制數(shù)據(jù)特征進(jìn)行計(jì)算，從而提取控制數(shù)據(jù)，其計(jì)算過(guò)程為：

公式（1）中，y指的是控制數(shù)據(jù)特征；t指的是控制數(shù)據(jù)特征分量b指的是控制數(shù)據(jù)矢量i指的是控制數(shù)據(jù)特征個(gè)數(shù)，為實(shí)數(shù)。通過(guò)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對(duì)控制數(shù)據(jù)特征的計(jì)算，確?？刂茢?shù)據(jù)在采集過(guò)程中不會(huì)出現(xiàn)丟失的情況。完成控制數(shù)據(jù)采集后，對(duì)控制數(shù)據(jù)進(jìn)行傳輸與處理，可以將控制數(shù)據(jù)的傳輸與處理看作一個(gè)雙向傳輸?shù)牧鞒?，通過(guò)設(shè)計(jì)一個(gè)體系成熟的數(shù)據(jù)庫(kù)，對(duì)控制到的金屬結(jié)構(gòu)機(jī)械加工自動(dòng)化情況進(jìn)行對(duì)應(yīng)的處理。將所有經(jīng)過(guò)信息傳輸處理后的控制數(shù)據(jù)直接更新至數(shù)據(jù)庫(kù)中，在此基礎(chǔ)上利用數(shù)據(jù)庫(kù)啟動(dòng)金屬結(jié)構(gòu)機(jī)械加工自動(dòng)化控制任務(wù)。在啟動(dòng)之前還可以預(yù)先對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行一定的設(shè)置，比如設(shè)置控制相關(guān)字段。軟件設(shè)計(jì)主要對(duì)金屬結(jié)構(gòu)機(jī)械加工自動(dòng)化控制的總體表現(xiàn)為有著實(shí)時(shí)控制金屬結(jié)構(gòu)機(jī)械與控制平臺(tái)的能力，從而提高控制的穩(wěn)定性以及成功率，至此實(shí)現(xiàn)了金屬結(jié)構(gòu)機(jī)械加工自動(dòng)化控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)。

2 仿真實(shí)驗(yàn)

2.1 實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備

本次仿真實(shí)驗(yàn)采用對(duì)應(yīng)服務(wù)器設(shè)備A分別對(duì)兩種控制系統(tǒng)進(jìn)行檢測(cè)，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容為測(cè)試金屬結(jié)構(gòu)機(jī)械加工自動(dòng)化的控制精度。利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法分別測(cè)出兩種系統(tǒng)的控制精度，并設(shè)置傳統(tǒng)的電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)為對(duì)照組。為確保實(shí)驗(yàn)的普遍性，設(shè)定實(shí)驗(yàn)總次數(shù)為7次，進(jìn)行對(duì)比實(shí)驗(yàn)，記錄實(shí)驗(yàn)結(jié)果。

2.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析與結(jié)論

根據(jù)上述設(shè)計(jì)的仿真實(shí)驗(yàn)，采集7組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，將兩種控制系統(tǒng)對(duì)于金屬結(jié)構(gòu)機(jī)械加工自動(dòng)化的控制精度進(jìn)行對(duì)比，整理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下圖1所示。

圖1 控制精度對(duì)比圖

通過(guò)圖1可得出如下的結(jié)論：控制精度越高其系統(tǒng)對(duì)于金屬結(jié)構(gòu)機(jī)械加工自動(dòng)化控制能力也就越強(qiáng)。本文設(shè)計(jì)的控制系統(tǒng)控制精度最高可達(dá)89.89，對(duì)照組為45.41，設(shè)計(jì)系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)金屬結(jié)構(gòu)機(jī)械加工自動(dòng)化控制。

3 結(jié)語(yǔ)

機(jī)械自動(dòng)化控制系統(tǒng)在各個(gè)行業(yè)中的應(yīng)用，有效的推動(dòng)了產(chǎn)業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)程度，為各行各業(yè)的發(fā)展提供了的動(dòng)力和長(zhǎng)久保障，在機(jī)械自動(dòng)化的未來(lái)發(fā)展中將會(huì)更加注重高度的集約化與自動(dòng)化的發(fā)展方向。基于金屬結(jié)構(gòu)機(jī)械加工自動(dòng)化控制系統(tǒng)，致力于共同探索機(jī)械行業(yè)與智能技術(shù)的融合，加快推動(dòng)金屬結(jié)構(gòu)機(jī)械加工自動(dòng)化控制的發(fā)展。金屬結(jié)構(gòu)機(jī)械加工自動(dòng)化控制系統(tǒng)是針對(duì)金屬結(jié)構(gòu)機(jī)械加工自動(dòng)化進(jìn)行控制的最實(shí)用和最可靠的設(shè)計(jì)。通過(guò)仿真實(shí)驗(yàn)證明基于金屬結(jié)構(gòu)機(jī)械加工自動(dòng)化控制系統(tǒng)可以大幅度提高自動(dòng)化控制的控制精度，完成傳統(tǒng)的控制系統(tǒng)所不能完成的任務(wù)。基于金屬結(jié)構(gòu)機(jī)械加工自動(dòng)化控制系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)金屬結(jié)構(gòu)機(jī)械加工自動(dòng)化控制的核心技術(shù)，為金屬結(jié)構(gòu)機(jī)械加工自動(dòng)化控制提供指導(dǎo)意義。