機器視覺如何應對與工業(yè)自動化系統(tǒng)集成應用的挑戰(zhàn)

周杭城 梁天斌 金國紅

摘 要：在工業(yè)自動化領域應用機器視覺的核心思路是去人工化，要想將機器視覺落實到實處，需要增加機器視覺的識別效率，以此增加工業(yè)生產(chǎn)的精度要求，完成技術與生產(chǎn)的良性銜接。其次，從最容易與最不容易的工業(yè)銜接點進行分析，應在重復頻次較高的生產(chǎn)環(huán)節(jié)，加大機器視覺的應用力度，以便提升工業(yè)生產(chǎn)速度，滿足工業(yè)生產(chǎn)過程的精度需求與相關單位的經(jīng)濟效益需求。

關鍵詞：機器視覺;工業(yè)自動化;系統(tǒng)集成應用;應用與挑戰(zhàn)

引言

機器視覺能夠對工業(yè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)的激光焊接、半導體制造等多個生產(chǎn)領域予以幫助，這是機器視覺的技術價值所在，更是利用機器視覺降低各生產(chǎn)領域所遭受技術沖擊的條件之一，可見，機器視覺在工業(yè)生產(chǎn)領域實現(xiàn)高速擴張的主要原因是生產(chǎn)水平的帶動作用和作業(yè)精度的再提高價值。機器視覺在工業(yè)生產(chǎn)中的典型案例為自動化系統(tǒng)的集成應用，利用精準化的技術優(yōu)勢，改變工業(yè)生產(chǎn)流程，并增加各領域的生產(chǎn)可控性。因此，機器視覺的效良性使用屬于技術進步的必然行為，在不違反生產(chǎn)條件的前提現(xiàn)，可推進工業(yè)化的發(fā)展進程。

1 機器視覺的發(fā)展優(yōu)勢

機器視覺的自動化系統(tǒng)集成使用，有著準確的應用途徑以及明確的生產(chǎn)定位方向，機器視覺在實際生產(chǎn)過程中，可保持高精度生產(chǎn)作業(yè)的穩(wěn)定屬性提高。其次，機器視覺能夠在實際的生產(chǎn)中提供準確的生產(chǎn)條件，以此構建完整的生產(chǎn)循環(huán)路線。雖然各企業(yè)單位利用機器視覺進行產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)的起步較晚，但借助機器視覺進行生產(chǎn)鏈條的優(yōu)化，可為企業(yè)的產(chǎn)品作業(yè)條件賦能，這使得機器視覺在各生產(chǎn)領域的發(fā)展迅速，是各領域生產(chǎn)企業(yè)完成技術轉型與產(chǎn)業(yè)結構升級的重要組成對象?？梢姡脵C器視覺作為生產(chǎn)結構轉型的手段，易于增加企業(yè)的發(fā)展前景。同時，機器視覺的應用在集成電路、智能軟件領域有著正向促進效果，結合上述分析，改變企業(yè)的生產(chǎn)條件，結合機器視覺進行未來的產(chǎn)業(yè)升級，是機器視覺的發(fā)展優(yōu)勢之一。最后，機器視覺在智能機器人、智能制造等領域得以發(fā)展的重要原因，還在于資本的有效介入，資本在機器視覺的工業(yè)自動化集成使用中的影響，引起了各生產(chǎn)領域的產(chǎn)業(yè)結構發(fā)生了重大變化，夯實了機器視覺的發(fā)展根基。

2機器視覺在工業(yè)自動化系統(tǒng)集成應用的挑戰(zhàn)

2.1機器視覺與多種集成功能的結合問題

機器視覺與自動化設備的結合，改變了多個領域的生產(chǎn)形態(tài)，在集成應用機器視覺的背景下，只有以規(guī)?；纳a(chǎn)為產(chǎn)線測試的主要求，才能完成企業(yè)的技術發(fā)展轉型。最早應用機器視覺進行工作戰(zhàn)略調整的行業(yè)有核電、野外高風險場所，機器視覺的工作使用改變了兩個工作層面的問題，第一，更迭了現(xiàn)有的數(shù)據(jù)測量模式;第二，轉變了部分崗位的工作職責，賦予了核電、野外高風險工作崗位更多的安全屬性。為了實現(xiàn)各生產(chǎn)企業(yè)的健康發(fā)展，對人員的工作安全加以保護，是當前機器視覺與自動化設備的結合挑戰(zhàn)，也是能否完成精準性工作測量的影響變量。因而，對機器視覺與自動化設備的應用切合度去展開研究，可完成各行業(yè)的工作升級，這是當前背景下應用機器視覺進行生產(chǎn)成本優(yōu)化、生產(chǎn)安全度提升的應用途徑。

2.2機器視覺與自動化設備的結合挑戰(zhàn)

機器視覺對自動化設備也產(chǎn)生了不同的改變，機器視覺增加了自動化設備的可應用機會，但兩者之間也存在嵌合度不成熟的缺陷，這在快遞分揀中有著明顯的體現(xiàn)。當前的快遞分揀流程并為接近自動化分揀的維度，這是由于機器視覺與自動化設備的應用契合度，遠遠落后于理想情況所致，此種問題為當前機器視覺與自動化設備的結合挑戰(zhàn)，更是實現(xiàn)分揀效率提升，降低人工分揀成本的有效途徑。解決兩者契合的挑戰(zhàn)，需要逐漸增加各類資源的投入，并站在成本約束的角度，展開全面的技術研究，只有增加機器視覺在自動化設備應用中的投放角度，積極開拓其他結合渠道，才能增加快遞分揀的可控性，以及機器視覺在快遞分揀過程的應用價值。

3解決機器視覺在工業(yè)自動化系統(tǒng)集成應用挑戰(zhàn)的對策

3.1應用控制軟件解決契合度不高的困難

機器視覺的控制方式來自于VBAI控制軟件的投放應用，在參數(shù)以及控制模式的改變中，對光學字符、二維碼、條形碼等圖形參數(shù)信息加以記錄與識別，并利用圖形算法將圖形參數(shù)信息轉變?yōu)榭刂魄?，在短期內完成圖形信息的識別及再處理過程，此過程被認為是應對機器視覺在工業(yè)自動化中應用挑戰(zhàn)的對策之一。在此過程中，值得注意的控制對象為環(huán)境光源的識別，以及圖形信息的采集方式等內容，只有在多個控制方面加強與機器視覺的控制聯(lián)動，才能通過代碼撰寫的方式進行機器視覺的工業(yè)自動化生產(chǎn)使用，在機器視覺執(zhí)行程序命令的過程中，改變圖形處理方式可增加機器視覺的控制選擇，繼而推動機器手臂進行高頻的控制與運算，以此執(zhí)行固有的程序命令，增加機器視覺的可應用范圍，實現(xiàn)工業(yè)自動化集成作業(yè)的目的。

3.2研發(fā)團隊集中進行控制功能的研發(fā)

針對機器視覺控制代碼的編寫工作，建立研發(fā)團隊可賦予機器視覺更多的可應用維度，完成功能與控制集成的同時，簡化操作平臺的控制難度。這是當前機器視覺在工業(yè)自動化集成中所面臨的應用性問題，只有依靠團隊研發(fā)的力量陸續(xù)改進機器手臂的控制流程，以及數(shù)據(jù)采集、處理過程的穩(wěn)定性，才能增加機器視覺在自動化集成領域的應用體驗，實現(xiàn)端外控制的同時，以工業(yè)通信、工業(yè)生產(chǎn)等不同領域內容作為功能預設條件，完成企業(yè)數(shù)據(jù)庫的雙向鏈接工作。通過代碼撰寫的方式賦予機器視覺多個功能模塊的可應用效果明顯，機器視覺在此過程經(jīng)歷了高緯度測算的改變。正是得益于此，才易于精度較高的工業(yè)生產(chǎn)流程進行技術的應用，以此增加機器視覺的可控性、精確性使得機器視覺在半導體制造行業(yè)、工業(yè)設備的結合生產(chǎn)領域得到了快速發(fā)展。最后，機器視覺的工業(yè)生產(chǎn)使用日益提高，主要是在生產(chǎn)期間，能夠完成高精度的運算，并將誤差率降低到0.0001mm以下，這使得機器視覺取締了重要生產(chǎn)環(huán)節(jié)的固有控制模式。

4結束語

機器視覺的生產(chǎn)作業(yè)使用，無法脫離準確的應用途徑，進行生產(chǎn)定位與生產(chǎn)方向的明確，機器視覺在實際生產(chǎn)過程中，可維持高精度生產(chǎn)作業(yè)流程的穩(wěn)定性。應用機器視覺進行工作調整的行業(yè)有核電等高風險作業(yè)場所，機器視覺的工作使用，更迭了現(xiàn)有的數(shù)據(jù)測量模式，在參數(shù)以及控制模式的改變中，對光學字符、二維碼、條形碼等圖形參數(shù)信息加以記錄與識別，并利用圖形算法將圖形參數(shù)信息轉變?yōu)榭刂魄?，易于在短期內完成圖形信息的識別及再處理過程。

參考文獻：

[1]文家昌. 基于LabVIEW機器視覺的產(chǎn)品檢測平臺設計與應用[D].華南理工大學，2012.

[2]趙巧敏. 機器視覺行業(yè)投資分析報告[J]. 機器人技術與應用，2015（05）：12-24.

[3]陳鐵健. 智能制造裝備機器視覺檢測識別關鍵技術及應用研究[D].湖南大學，2016.

[4]. 中國工業(yè)機器視覺產(chǎn)業(yè)發(fā)展白皮書[J]. 機器人產(chǎn)業(yè)，2020（06）：76-95.

作者簡介：

周杭城（1992年2月—），男，漢族，本科學歷，研究方向：機器視覺。

（浙江華眼視覺科技有限公司，浙江杭州 ?310013）