ChatGPT在数控编程加工中的应用探析.pdf

Mechanical Engineering and Technology 机械工程与技术机械工程与技术,2023,12(4),347-355 Published Online August 2023 in Hans.https:/www.hanspub.org/journal/met https:/doi.org/10.12677/met.2023.124039 文章引用文章引用:汪志能.ChatGPT 在数控编程加工中的应用探析J.机械工程与技术,2023,12(4):347-355.DOI:10.12677/met.2023.124039 ChatGPT在数控编程加工中的在数控编程加工中的应用探应用探析析 汪志能汪志能 衢州学院工程实训中心，浙江 衢州 收稿日期：2023年6月19日；录用日期：2023年8月1日；发布日期：2023年8月8日 摘摘 要要 随着人工智能技术的发展，深度学习技术的进步，人工智能可以为数控加工领域带来更高效的生产流程随着人工智能技术的发展，深度学习技术的进步，人工智能可以为数控加工领域带来更高效的生产流程管理，更精准的运营成本控制。以管理，更精准的运营成本控制。以ChatGPT为例，它可以根据用户自然语言输入，快速生成相应的数控为例，它可以根据用户自然语言输入，快速生成相应的数控加工程序，为未来的数字化智能制造注入新技术和新动力。本文通过现阶段加工程序，为未来的数字化智能制造注入新技术和新动力。本文通过现阶段ChatGPT生成数控程序，并生成数控程序，并在在Vericut软件内仿真加工的案例，探析软件内仿真加工的案例，探析ChatGPT在机械加工领域中数控编程方面的应用、问题和未来发在机械加工领域中数控编程方面的应用、问题和未来发展。展。关键词关键词 ChatGPT，数控编程，智能制造，数控编程，智能制造，Vericut，仿真加工，仿真加工 Exploration of the Application of ChatGPT in CNC Programming Machining Zhineng Wang Engineering Training Center of Quzhou University,Quzhou Zhejiang Received:Jun.19th,2023;accepted:Aug.1st,2023;published:Aug.8th,2023 Abstract With the development of artificial intelligence technology and the advancement of deep learning technology,artificial intelligence can bring more efficient production process management and more accurate operation cost control to the CNC machining field.Taking ChatGPT as an example,it can quickly generate corresponding CNC machining programs based on the users natural lan-guage input,injecting new technology and new momentum into the future of digital smart manu-facturing.This paper explores the application,issues and future development of ChatGPT in CNC programming in the field of machining through the current stage of ChatGPT generating CNC pro-grams and simulating machining within Vericut software.汪志能 DOI:10.12677/met.2023.124039 348 机械工程与技术 Keywords ChatGPT,CNC Programming,Smart Manufacturing,Vericut,Simulation Machining Copyright 2023 by author(s)and Hans Publishers Inc.This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License(CC BY 4.0).http:/creativecommons.org/licenses/by/4.0/1.引言引言 随着人工智能(Artificial Intelligence,AI)理论和技术的日益成熟，深度学习、机器视觉、语音识别、自然语言处理等人工智能技术加快向智能制造各环节渗透应用，推进人工智能与制造业融合应用1 2。作为新一代专注于对话生成的语言模型3，ChatGPT 能够根据用户的输入文本进行预测，利用自身强大的自然语言理解和生成能力产生自然流畅的回答，可以在多轮实时互动过程中给出问题的合理答案4。在工业智能化发展的时代背景下，本文旨在探讨 ChatGPT 在数控编程加工中的应用，剖析其在优化加工策略、提高加工精度、降低运维成本等方面的优势和局限性，以期为 ChatGPT 技术与数控编程加工的深度融合提供参考。2.ChatGPT 与数控编程加工领域的结合发展与数控编程加工领域的结合发展 数控编程是把零件加工的工艺过程、工艺参数、机床运动以及刀具位移量等信息用数控语言记录在程序单上5。数控编程分为手工编程和自动编程两种。手工编程适用于节点计算简单或有一定规律的轮廓加工，对于曲面或较复杂轮廓编程一般采用计算机辅助制造(Computer Aided Manufacturing,CAM)软件自动编程方式。手工编程的程序简短，通用性好，可拓展性强，而自动编程的程序一般较长，可读性差，参数不易修改，若零件尺寸形状稍有改变，需要重新绘图编程。而自动编程的优势在于加工结构复杂精度要求高的产品，方便加工前的轨迹模拟，缩短辅助时间。ChatGPT 与数控编程加工领域的结合发展，体现在以下三方面：2.1.交互方式交互方式 作为一个自然语言处理 AI，ChatGPT 在数控编程方面的应用主要是在解决人机交互、自然语言输入的问题。还可以与 CAM 软件的连接，在输入数控程序时，使用 ChatGPT 输入指令，可以实现更加普及化的编程方式。ChatGPT 根据用户输入的工件属性、尺寸形状、刀具参数等信息，生成加工路径和数控程序，并进行加工预测分析。同时，ChatGPT 接入机床，还可以对工件质量进行评估和检测，提供优化和改进建议，引导操作人员进行自然语言查询，让程序中的指令更加具备易懂性和可操作性。用户采用语音或键盘输入方式，以对话的方式向 ChatGPT 提供设计图纸的信息，ChatGPT 分析信息并将输入指令转化为机器可识别的格式，进而生成相应的程序或控制指令。传统的输入方式需要用户具备一定计算机操作技能，而这种自然语言交互方式可以减少操作人员的工作负担，缩短编程时间，提高用户编程便捷性和效率。用户还能向 ChatGPT 询问有关数控编程加工操作技巧及工量用具问题，提供加工工艺和解决方案。这种交互方式为用户提供便利，降低学习成本，用户在学习过程中不断完善加工方案，更好地实现技能提高。Open AccessOpen Access汪志能 DOI:10.12677/met.2023.124039 349 机械工程与技术 2.2.深度学习深度学习 ChatGPT 技术具有深度学习能力，可以根据用户的操作习惯不断优化其输出结果，提高编程效率，降低错误率。通过不断分析数控加工过程中的参数设置，优化刀具加工轨迹和加工过程，提高加工效率和工件品质。通过分析大量的加工数据和图像信息，可以训练出卷积神经网络模型，实现工件质量检测、缺陷识别等任务，并可以对单台机床的切削性能优化，定制化的参数使加工更加柔性。AI 结合 CAM，不只是文字形式，还可以是图像视觉化，只需给出图纸或样品，通过图像识别、视觉扫描完成三维建模，确定所需刀具夹具，即可在有限的条件下，自动生成对应的多轴曲面加工策略。2.3.智能优化智能优化 ChatGPT 可以为数控编程加工领域带来智能优化，实时进行机器运行状态判定，及时调整生产参数，提高机床加工效率、质量和稳定性。根据输入的机床运行状态进行监控，实时预测机床的运行状况，并根据预测结果进行调整和优化。当机床出现故障时，ChatGPT 可以帮助技术人员快速定位和解决问题，缩短故障处理时间，增强机床稳定性和耐久性，提高机器自动化维护水平。3.ChatGPT 在数控编程加工应用案例在数控编程加工应用案例 3.1.案例分析案例分析 Figure 1.Machining parts drawing 图图 1.加工零件图 本案例零件如图 1 所示，加工要求为在尺寸为 105 mm 105 mm 20 mm 的毛坯上进行铣削，制作出 100 mm 100 mm 5 mm 的凸台零件，所使用的材料为 6160 铝合金。其加工参数如表 1 所示6。Table 1.Processing parameters 表表 1.加工参数 类别 参数 机床型号 VMC850 加工中心 数控系统 FANUC 0i-MF 刀具类型 10 mm 立铣刀 主轴转速 2500 r/min 进给速度 100 mm/min 切削深度 5 mm 汪志能 DOI:10.12677/met.2023.124039 350 机械工程与技术 3.2.发起对话发起对话 根据上述案例分析，编辑提问内容，并与 ChatGPT 开始对话。在对话过程中，不断根据 ChatGPT 给出的提示逐步完善问题，直到给出的程序内容结果没有发生变化为止，从而提高程序准确性。Table 2.Conversation content 表表 2.对话内容 提问 编写一个 100 mm 100 mm 的正方形铣削程序 编写一个 100 mm 100 mm的正方形铣削程序，切削深度为 5 mm，有刀具长度补偿。编写一个 100 mm 100 mm 的正方形铣削程序，首先，我们需要设置刀具和加工参数。我们假设使用立铣刀，直径为 10 mm，长度为 75 mm，转速为 2500 r/min，进给速度为 100 mm/min，切削深度为 5 mm。然后，建立工件坐标系和编程原点。我们可以将工件中心作为编程原点，并且建立以编程原点为中心的工件坐标系。接下来，我们可以编写程序。此处假设以 G 代码为基础，采用FANUC 编程指令。回复 O0001 T1 M6 S2500 F100 G54 G90 G00 X0 Y0 Z5 G00 X-45 Y-45 Z5 G01 Z-5 G01 X-45 Y55 G01 X55 Y55 G01 X55 Y-45 G01 X-45 Y-45 G01 Z-10;G03 X-35 Y-35 I0 J-10 G03 X35 Y-35 I10 J0 G03 X35 Y35 I0 J10 G03 X-35 Y35 I-10 J0 G00 X0 Y0 Z10 M30 O0002 N001 G90 G54 G17 N002 S2500 M3 N003 T1 M6 N004 G43 H1 Z50 N005 G1 Z5 F100 N006 X-100 Y-100 N007 G1 Z-5 F100 N008 X100 N009 Y100 N010 X-100 N011 G1 Z10 F100 N012 M30 O0003 N001 G90 G54 G17 N002 S2500 M3 N