浅谈AI技术在钣金制造中的应用.docx

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1、现代的科学技术日新月异，中国已经加快了智能技术向商业转化的过程，世界也在关注着中国智能制造、智慧家居等智能技术的推广和创新。在银行业已经逐步采用带有AI语音引导功能的无人值守终端机进行业务办理；在电话通信方面也在尝试采用A1技术，人们已经能够经常接到AI语音推销商品、办理电话通信业务和查询服务等；在教育领域，国家有意识地将Python编程纳入到计算机技术中，倡导学生与AI进行互动式编程，从娃娃抓起，让孩子适应智慧技术应用。可以说，中国未来的百姓生活和工作中到处会有AI技术的身影，AI技术将会成为中国社会的标志融入在人们周围。所以，很有必要将AI技术应用到工业制造中来。目前，数控加工占据着工业加

2、工的主流，其实镀金制造应用在珈焊行业的下料工序中也有很大比例。就拿结构件制造举例，主要是将板材分离成需要的形态再组焊成所需要的结构，而板材目前大都是以重型钢卷形式存在，需要经过开平、剪切、校平、切割、压形等工序加工成银金件，再经过工艺装备进行组对焊接来完成整个制造过程。传统的工艺流程是通过人工利用天车进行工序间搬运和生产，经常因缺少规划造成料件搬运混乱。在组织中，因人员配置不当而影响生产效率的事情也时有发生。采用生产线进行生产虽然可以避免很多问题，但因为生产线生产产品单一，不利于产品的随意转换，所以以设备为核心，灵活多变的A1智能管控就显得迫切起来。AI的管理掌控功能设计首先，AI需要订单分析

3、功能，还需要对零件信息有自动读取和主动规划生产流程的能力。先分析订单信息，将订单对应的设计图和工艺制造方案调取出来，再根据交货时间进行生产流程规划，并准备原材料采购等前端流程，待订金或保证金到位后，全面启动流程。比如，得到在某一时间段生产一种产品，AI需要自主调用对应设计图纸信息并调取工艺制造方案，分析现场正在生产的工艺流程，准备工艺流程切入或合并，并根据图纸启动原材料库存清点，对库存不足的原材料提出采购，并监控采购情况，还要对现有库存的位置信息进行整理，规划工艺路线和生产周期，对存在的问题进行反馈并给出历史上相近问题的解决措施。其次，AI必须有工艺平面布局和物流规划功能。在生产车间的众多生产

4、设备和辅助设备中合理搭配出需要使用的设备，并遵循五条原则：工艺线路最短；设备资源投入最少；辅助设备最少；尽量无中间工序库存；风、水、电、气等公共辅助资源投入最低。以这些原则去布局和规划，对于人工来说是非常庞大的工作量，而且还要对现场非常了解，而AI的优势就是处理这些繁重计算工作并得出最优方案。再次，AI必须有判断每个零部件当前状态的能力。类似于人工作业的一种状态，人在作业时可以实时确定自身的工作状态，可以理解成AI始终能够接收到持续的所在状态信息，也可以简单理解成GPS导航实时状态。最后，生产错误信息分析能力，可以根据实时信息进行快速调整。在无人化生产中，人为的失误已经不存在，但设备的自身疲劳

5、损伤，模具和刀具的自然损坏，原材料内应力的突然释放，突发性的断水、断电、断气等事件依旧难以避免，这都需要A1根据实际情况做出快速的响应和处理。AI的感觉和视觉AI需要数据采集后进行数据处理，目前主要配置的数据采集设备是传感器和图形采集器，如图1所示。传感器就相当于AI的感觉，图形采集器就相当于AI的视觉图1工业级识别设备传感器目前比较适合使用的较多，有实体接触的、电磁感应的、光学感应的等等，根据使用场地和生产环境的不同应该选择不同的传感器，比如在环境整洁、温度稳定、无明显振动等生产作业环境可以优先选用光学传感器，如激光测距类的，这是因为目前光学传感器对环境要求高、自身精度也高，适合在这种生产环

6、境中作业；在推送板材时可以使用力量传感器；在周期运动部位使用电磁感应传感器等等。图形采集器目前主要考虑到复杂的图像对AI的工作负荷过大，背后的处理设备可能需要光脑类计算机，而且程序代码编制也困难，所以并不适用于目前的工业体系。条形码和二维码的出现，使AI的图形数据得到了简化。镀金制造中常用的二维码如图2所示，我们可以将二维码里的数据当成一个整体进行处理，也可以将其分解成具体信息进行处理，比如当A1系统第四次接收到该二维码数据时，可以判定零部件在第四道工序的镀金生产中，也可以知道零件的长度、宽度等信息，可以驱动推动装置根据长度和宽度值将其推送到定位工位处，再驱动机械手到该处夹住零件。当然，对图像

7、进行较复杂分析识别的智能A1技术在淘宝、拼多多、百度等软件中已经应用的不错，在工业生产流程中也可以有选择性地使用。图2二维码AI的主要触发数据点AI在生产管理时与人工生产有一个共同点，就是在生产作业时，需要实时了解生产制造情况。比如，人工在进行板材分离作业时，从拿起板材到推入设备，再到成品推出来，整个过程都要受到监控，包括手部的接触（用手推料进设备），眼睛的观看（看着板材脱离手后在设备中的状态），耳朵听见（设备将板材完全遮挡住但有分离的声音）。AI技术实际上也需要同样的状态，需要有完整的触发数据点。比如，收到零件到达工位指定位置的信号，夹钳过来夹取该零件，这里需要力量传感器、限位器或位置传感器

8、配合保证A1系统可以实时知道零件的状态，当接收到位置传感器的信号且力量传感器的力量急速增大时，AI就可以通过逻辑判断出板材已经推送到位了，图形采集器根据设计图的二维码位置采集二维码，数据点受到触发，判定可以进行机械手作业了。当然，后面还有许多问题，比如机械手如何抓取到零件重心上，其实可以由A1调取图纸进行重心计算，再通过固定挡位的坐标计算出重心的坐标，并驱动机械手到该位置拾取零件，确保后续作业。在同一工序中，不同的零件都采用这种方式触发数据点，再根据不同的数据进行作业，实现了生产的多元化制造。市场上主流的二维码是原昌宏（日本人）开发的QRCode,它的免费开放，又在中国得到了广泛的推广应用，可

9、以说是简化数据流的一个有利契机。工业上，不适合使用打印的二维码，因为在推送加工时极易损坏，所以，点式二维码在工业推广上就有了用武之地，如图3所示，可以通过气动磕打机、激光蚀刻机等辅助设备，根据图纸位置，加工到零件表面，这就可以保证生产过程中数据触发点的稳定。图3点式二维码AI的流程管理AI管理系统如图4所示，系统的构架是计算机程序开发的核心，它包括很多方面，比如订单的管理、工艺方案的匹配、生产订单的执行、设备的驱动、物流等等。要以外部订单为起点、生产订单为主线、设备驱动为核心、数据采集为保障，进行全流程管控。这里的AI程序需要通过测试、数据采集、数据分析、信息反馈、自主学习等不断完善。AI系统能够真正使用到实际生产中去还有很长的路要走，但数据流互动，AI自主学习、自主完善是一个必经的过程，谁率先进行应用谁就会抢占市场先机。A1管理系统图4AI管理系统图结束语智能制造技术是未来社会发展的方向，它可以降低人员的体力劳动量，提高生产效率，减少人为损失。在产品生产的全过程里，利用AI的智能这一属性，使生产变得多元化，不再像传统的自动化生产线的单一生产，可以说是更适应未来社会按需生产、高效生产的需要，必然会带来更快的发o