探析智能型機(jī)械自動化應(yīng)用趨勢

師進(jìn)

（紅塔煙草（集團(tuán)）有限責(zé)任公司玉溪卷煙廠，云南 玉溪 653100）

0 引言

作為一項實際要求較高的實踐性工作，智能型機(jī)械自動化的應(yīng)用有著極為明顯的優(yōu)勢。該項課題的研究，將會更好地提升對智能型機(jī)械自動化的分析與掌控力度，從而通過合理化的措施與途徑，進(jìn)一步優(yōu)化其在實際應(yīng)用中的最終整體效果。

1 智能型機(jī)械自動化的特點分析

1.1 智能型機(jī)械自動化的高效性

智能型機(jī)械自動化基于高效的網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行環(huán)境，因此，對機(jī)械內(nèi)部的軟件及系統(tǒng)的版本要求較高，在信息的處理上更加迅速、精準(zhǔn)，避免了企業(yè)在人力和資金上的浪費(fèi)，縮短了生產(chǎn)周期，提高生產(chǎn)效率，很大程度地節(jié)約了企業(yè)的生產(chǎn)成本[1]。

1.2 智能型機(jī)械自動化的代表性

智能型機(jī)械自動化體系是集計算機(jī)技術(shù)、信息處理技術(shù)、機(jī)械制造技術(shù)等為一體的高科技智能體系，而傳統(tǒng)的機(jī)械自動化在技術(shù)上較保守，存在一定的局限性和封閉性，因此，智能型機(jī)械自動化改變了傳統(tǒng)機(jī)械自動化技術(shù)上的不開放，融入了最先進(jìn)的技術(shù)性能，是我國機(jī)械自動化技術(shù)的偉大變革，代表著我國在機(jī)械自動化領(lǐng)域的創(chuàng)新[2]。

2 智能機(jī)械自動化的應(yīng)用

目前，智能機(jī)械自動化技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于商品生產(chǎn)與制造業(yè)各個領(lǐng)域當(dāng)中，尤其對于流水化作業(yè)而言，智能機(jī)械自動化技術(shù)的應(yīng)用使商品從制造生產(chǎn)、檢測、包裝、標(biāo)識噴涂到運(yùn)輸，所有環(huán)節(jié)的效率與精確程度都得到了很大的提高。智能機(jī)械自動化技術(shù)的應(yīng)用還可以實現(xiàn)對商品生產(chǎn)與機(jī)械制造的質(zhì)量實施標(biāo)準(zhǔn)化全程自動控制，使得生產(chǎn)環(huán)節(jié)的效率與質(zhì)量合格率得到有效改進(jìn)。由于智能機(jī)械自動化技術(shù)可以使機(jī)械設(shè)備實現(xiàn)二十四小時無間斷工作，因此在一些監(jiān)控作業(yè)當(dāng)中取代人員控制可以省去人員受自然機(jī)能限制而必須要就餐休息睡覺等帶來的監(jiān)控流程的中斷，從而更好的提高工作效率。智能機(jī)械自動化技術(shù)應(yīng)用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)當(dāng)中，還可以實現(xiàn)長時間在自然環(huán)境中作業(yè)而不會受到氣候、溫度等客觀條件影響而對農(nóng)作物實現(xiàn)全程化更為高效率的培育[3]。

3 工業(yè)機(jī)器人分揀系統(tǒng)構(gòu)成

3.1 硬件構(gòu)成

（1）工業(yè)機(jī)器人本體。系統(tǒng)工業(yè)機(jī)器人本體即為工業(yè)機(jī)械手部件，負(fù)責(zé)跟蹤、抓取、搬運(yùn)幾何工件，以三菱PV-4FL機(jī)器人為研究對象，經(jīng)過機(jī)器人庫進(jìn)行數(shù)據(jù)編程，機(jī)器人本體可以根據(jù)分揀幾何工件來設(shè)置系統(tǒng)軟件，以此隨時變換作業(yè)目標(biāo)對象與分揀作業(yè)工序，提升系統(tǒng)穩(wěn)定性能。

（2）機(jī)器視覺。分揀機(jī)器人以NI1742相機(jī)為視覺采集端口，以533 MHz Power PC服務(wù)器進(jìn)行系統(tǒng)供電。圖像輸送選擇2 KM以太網(wǎng)端口的Sony CCD傳感器，以60 M/S的輸送速率，可以實時為系統(tǒng)反饋高分辨率圖像。視覺助手選擇Vision Assistant視覺監(jiān)測軟件，配置NI1742相機(jī)，集成出高級視覺圖像算法編程，避免抓取錯誤[4]。

（3）機(jī)械控制。分揀機(jī)械控制的系統(tǒng)控制來料傳輸帶與分揀物料傳輸帶，以系統(tǒng)工控機(jī)來協(xié)調(diào)傳輸帶控制物料的傳輸，以步進(jìn)電機(jī)與編碼器檢測裝置來協(xié)助控制來料傳輸帶。以雷賽公司推出的DMC2410機(jī)械控制系統(tǒng)為例，運(yùn)動控制卡提供信號脈沖，來決定機(jī)械控制方向，置備驅(qū)動器、CPU、計算機(jī)、編碼器、脈沖信號、機(jī)械追蹤控制、抓取裝置等協(xié)調(diào)控制，以計算機(jī)服務(wù)器軟件進(jìn)行編程調(diào)用，促使物料科學(xué)分揀。

3.2 軟件構(gòu)成

（1）圖像采集端口標(biāo)定。圖像采集端口標(biāo)定即為求解目標(biāo)在分揀作業(yè)區(qū)中的像素坐標(biāo)變換，對目標(biāo)位置鎖定與精準(zhǔn)目標(biāo)對象追蹤至關(guān)重要。根據(jù)采集端口所標(biāo)定的數(shù)據(jù)信息，可以經(jīng)由對象軌跡求解出目標(biāo)坐標(biāo)系位置。圖像采集端口往往為智能相機(jī)，以小孔成像為目標(biāo)對象實施標(biāo)定算法，標(biāo)定算法包括有直接線性法與張正友法，系統(tǒng)以標(biāo)定數(shù)據(jù)來對目標(biāo)進(jìn)行精準(zhǔn)定位，保障后續(xù)機(jī)器人準(zhǔn)確跟蹤、抓取、搬運(yùn)。

（2）目標(biāo)對象檢測與識別。目標(biāo)對象檢測與識別即為對傳輸帶幾何物料進(jìn)行判斷。需要根據(jù)待分揀物料的特色，融合背景減法與系統(tǒng)二值化，選擇線性判別函數(shù)法對分揀作業(yè)區(qū)物料進(jìn)行分揀[5]。

（3）目標(biāo)對象追蹤。目標(biāo)對象追蹤即為視覺跟蹤，捕獲目標(biāo)初始位置，從而在服務(wù)器中生產(chǎn)目標(biāo)運(yùn)動軌跡。在機(jī)器人分揀系統(tǒng)中，視覺跟蹤負(fù)責(zé)對目標(biāo)進(jìn)行識別、提取、檢測，并且不斷地傳輸目標(biāo)位置數(shù)據(jù)，此處以GNN算法對對象目標(biāo)進(jìn)行位置捕捉，跟蹤記錄下目標(biāo)實時位置。以濾波信號來估計目標(biāo)下一刻出現(xiàn)位置，以便于機(jī)器手精準(zhǔn)抓取目標(biāo)。

4 工業(yè)機(jī)器人分揀技術(shù)流程

機(jī)器人分揀技術(shù)流程包括軟件機(jī)構(gòu)與硬件機(jī)構(gòu)操控，首先待分揀物料經(jīng)由傳輸帶送至分揀作業(yè)區(qū)中，此時基于機(jī)器視覺的機(jī)器人分揀系統(tǒng)以采集圖像端口對來源對象進(jìn)行圖像捕獲，數(shù)據(jù)信號隨之進(jìn)入系統(tǒng)PC機(jī)中，圖像經(jīng)過系統(tǒng)科學(xué)的識別計算，根據(jù)目標(biāo)對象外觀特征進(jìn)行圖像比對[6]。根據(jù)分揀流程機(jī)器視覺來看，可以詳細(xì)為目標(biāo)圖像預(yù)處理、目標(biāo)識別、位置追蹤與機(jī)器分揀抓取。

5 結(jié)論

綜上所述，加強(qiáng)對智能型機(jī)械自動化應(yīng)用趨勢的研究分析，對于其良好應(yīng)用效果的取得有著十分重要的意義，因此在今后的智能型機(jī)械自動化應(yīng)用過程中，應(yīng)該加強(qiáng)對其關(guān)鍵環(huán)節(jié)與重點要素的重視程度，并注重其具體實施措施與方法的科學(xué)性。

參考文獻(xiàn)：

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[2]張俊昌,趙靜,關(guān)仁杰. 機(jī)械自動化技術(shù)應(yīng)用與發(fā)展前景探索[J].硅谷,2012,(10):27+32.

[3]李昱蓉.論我國機(jī)械自動化技術(shù)未來的發(fā)展方向[J].西部大開發(fā)(中旬刊).2010,(3):77-78.

[4]高歌. 淺談自動化技術(shù)在機(jī)械制造中的應(yīng)用[J]. 中國科技投資,2013,(09):98.

[5]張義民. 機(jī)械動態(tài)與漸變可靠性理論與技術(shù)評述[J]. 機(jī)械工程學(xué)報,2013,49(20):101-114.

[6]於秋萍,孫見君,涂橋安,馬晨波. 接觸式機(jī)械密封基本性能研究進(jìn)展[J]. 流體機(jī)械,2015,43(02):41-47.