機器視覺技術(shù)以及其在機械制造自動化中的有效運用分析

鄒鵬飛

（武漢紡織大學，湖北 武漢430200）

在最近這些年，隨著自動化技術(shù)以及對應(yīng)運行管理系統(tǒng)的廣泛應(yīng)用，相關(guān)技術(shù)體系也越加完善。同時，有效應(yīng)用自動化技術(shù)進行產(chǎn)品制造可以有效降低機械生產(chǎn)工作需要花費的人力成本，還可以使產(chǎn)品的生產(chǎn)效率和質(zhì)量都得到有效提高，幫助企業(yè)獲得更多的社會經(jīng)濟效益。但是，通過對實際情況進行分析可以發(fā)現(xiàn)，目前我國機械制造行業(yè)的自動化發(fā)展卻依舊有一定問題存在，而人為因素則是導(dǎo)致這些問題出現(xiàn)的最主要原因。要想有效轉(zhuǎn)變這種情況，機械制造企業(yè)必須跟上時代發(fā)展的腳步，明確認識到機器視覺技術(shù)的重要作用，通過這項技術(shù)的合理應(yīng)用展開機械生產(chǎn)制造，從而進一步推動機械制造的自動化程度，提高生產(chǎn)效率以及產(chǎn)品質(zhì)量，為我國的現(xiàn)代化發(fā)展打下更堅實的基礎(chǔ)。

1 機器視覺技術(shù)概述

所謂機器視覺技術(shù)實際上指的有效利用計算機模仿人類的視覺功能，然后以此為基礎(chǔ)有效完成物象信息提取，并對這些信息展開識別分析以后，準確完成測量、檢測、定位以及有效監(jiān)控的一項先進技術(shù)。同時，機器視覺技術(shù)需用有效應(yīng)用CCD 攝像機將實際物象轉(zhuǎn)化成對應(yīng)圖像，之后再將對應(yīng)圖像傳輸?shù)教幚硐到y(tǒng)里面，從而完成對圖像亮度、色彩以及分布情況等詳細信息的整合分析，并把實際分析結(jié)果轉(zhuǎn)化成數(shù)字信號，再對其特征展開分析判斷，最后得出對應(yīng)的輸出檢測結(jié)果。在完成上述操作以后，指揮系統(tǒng)會以檢測結(jié)果為執(zhí)行指標，并按照對應(yīng)的指標提出對應(yīng)的操作指示，進而達到實際控制目標。除此之外，和其余技術(shù)相比，機器視覺技術(shù)不僅僅測量精度比較高，而且運行時所產(chǎn)生的噪音也相對較小，還存在運行靈活、作業(yè)靈敏等優(yōu)勢，可以在惡劣環(huán)境下長期工作，更加準確高效的完成對物象數(shù)據(jù)的信息化處理。

2 機器視覺技術(shù)在機械制造自動化中的有效運用探究

2.1 在工件質(zhì)量檢測領(lǐng)域中的具體應(yīng)用探究

因為機械設(shè)備的精密性非常高，并且隨著時代的快速發(fā)展，人們對機械產(chǎn)品質(zhì)量的要求也越來越高。所以，機械制造自動化生產(chǎn)對工件質(zhì)量的要求也非常高。同時，通過實際分析可以得出，在使用傳統(tǒng)檢測方式對工件質(zhì)量進行檢測的時候，不僅僅要求質(zhì)檢工作人員擁有比較優(yōu)秀的專業(yè)素養(yǎng)，還需要花費比較多的人力物力資源，不僅工作難度較大，精準度也相對較低，極大影響了企業(yè)可能獲得的經(jīng)濟效益。在這種背景下，有效利用機器視覺技術(shù)展開工件質(zhì)量檢測可以有效提高工作質(zhì)量。首先，有效應(yīng)用機器視覺技術(shù)展開工件質(zhì)量檢測工作，可以有效提高檢測效率。過去機械制造企業(yè)在進行工件質(zhì)量檢測的時候，為了提升檢測工作的準確程度以及科學性，會對同一工件展開多次重復(fù)檢測，而有效應(yīng)用視覺技術(shù)展開工件質(zhì)量檢測，可以防止客觀因素對工件質(zhì)量檢測準確度的影響，一次性完成工件質(zhì)量的精準測量，提升檢測效率；其次，在進行工件質(zhì)量檢測的時候，檢測方向除了工件材質(zhì)規(guī)格以外，還應(yīng)該系統(tǒng)的對工件磨損程度進行檢測，而在檢測工件磨損情況的時候，和人工相比，機器視覺技術(shù)更是存在高效率和高精確性等特征，并且可以通過三維立體模型構(gòu)建來提高檢測工作效率和質(zhì)量。

2.2 在工件精度檢測領(lǐng)域中的具體應(yīng)用探究

在機械制造自動化生產(chǎn)過程中，人工檢測屬于最傳統(tǒng)的工件精度檢測辦法。但是，人工檢測主要有如下兩方面問題存在：首先，人工檢測的準確度比較低。過去工作人員在檢測工件精度的時候，基本上都是按照工作經(jīng)驗以及基礎(chǔ)檢測設(shè)備展開工作，檢測精確度也相對較低，所以有檢測結(jié)果模糊等問題存在；其次，傳統(tǒng)工件檢測方法要求檢測工作人員擁有比較高的專業(yè)素養(yǎng)，這也就變相提高了企業(yè)需要花費的人工成本。但是，應(yīng)用機器視覺技術(shù)檢測工件精度則主要存在如下兩方面優(yōu)勢：第一，通過這種方式檢測工件精度可以避免人為因素對工作準確度的干擾。在人工檢測的時候，由于工作重復(fù)性以及強度都相對較高，這會導(dǎo)致檢測工作質(zhì)量持續(xù)下滑，而機器視覺技術(shù)則不會出現(xiàn)疲憊感，保證工件精度始終保持在水平線之上；第二，機器視覺技術(shù)能夠有效提高工件精度測量效率，并在短時間完成工件精度的準確測量，可以幫助企業(yè)獲得更多經(jīng)濟效益。

2.3 在焊接機器人施工中的具體應(yīng)用探究

由于受到種種因素的影響，很多零件磨損度都沒有辦法完成準確測量，要想有效解決這種情況，可以將機器視覺技術(shù)融入到焊接機器人施工當中，綜合利用紅外線攝像儀器、CCD 攝像儀器以及射線探傷儀器等設(shè)備來提高焊接機器人的視覺能力，以此來焊接工作效率以及焊接質(zhì)量。同時，視覺能力的主要傳感組成為一維、二維以及三維。但是，要想有效完成檢測工作，檢測一維傳感的組件需要有一個或者以上的接受光電單位，二維傳感指的則是通過機械或者電力設(shè)備完成對零件的平面掃描工作，將一維以及二維傳感信息展開整合以及處理所得就是三維傳感。另外，由于焊接這項工作存在極大的危險性，很容易就會威脅到施工人員的人身安全。因此，應(yīng)該盡量應(yīng)用焊接機器人展開工作，可以有效避免安全意外事故發(fā)生。然而，到現(xiàn)在為止，機器視覺技術(shù)還沒有辦法被廣泛應(yīng)用到焊接機器人當中，這主要是因為該技術(shù)還有非常多需要研究以及完善的問題，只有展開更為深入的探究才可以將其作用更大程度的發(fā)揮出來，實現(xiàn)可靠、智能、同步以及可控，提高焊接精確度，為機械制造行業(yè)的自動化發(fā)展做出更大的貢獻，促進我國制造行業(yè)的進一步發(fā)展。

2.4 在工件自動定位中的具體應(yīng)用探究

合理應(yīng)用機器視覺技術(shù)能夠精確完成對加工零件的定位處理，只需要安裝1～3 個攝像機就可以在自動化加工設(shè)備上完成對被加工零件的自動定位，而且還可以實現(xiàn)自動卸料，真正實現(xiàn)無人操作的目標，提高機械生產(chǎn)制造的自動化程度。正常來講，攝像機的使用數(shù)量、像素以及定位時間都與定位精度有著非常密切的聯(lián)系，需要綜合考慮實際定位經(jīng)濟要求以及成本確定需要使用的攝像機數(shù)量，這樣才可以在切實完成工作的同時，避免成本浪費。例如，使用像素為100 萬的攝像機，在定位時間確定為2s，平面工作臺面積為300×300mm 的前提下，應(yīng)用1個攝像機時的定位精度為0.1mm，應(yīng)用2 個攝像機時的定位精度為0.05mm，應(yīng)用3 個攝像機時的定位精度為0.02mm，只需要相關(guān)人員按照實際需求設(shè)置確認定位精度就可以了。

結(jié)束語

總而言之，通過實際分析可以得出，機器視覺技術(shù)和機械制造加工存在著非常密切的關(guān)系。同時，隨著機器視覺技術(shù)的不斷發(fā)展進步，技術(shù)以及商業(yè)等方面的因素都對其有著至關(guān)重要的影響。然而，需求才是影響制造業(yè)發(fā)展的決定性要素。除此之外，隨著機械制造行業(yè)的不斷發(fā)展進步，識別工作量以及工作難度都出現(xiàn)了極大程度的提高。在這種背景下，應(yīng)用機械視覺技術(shù)可以更加高效的完成相關(guān)工作，降低工作難度以及人工成本，提高工作質(zhì)量，推動機械制造自動化行業(yè)的進一步發(fā)展，進而為我國現(xiàn)代化事業(yè)的可持續(xù)發(fā)展提供更有力的支持和保障。