機器視覺技術在機械制造自動化中的應用

陳世豪

摘 要：隨著工業(yè)技術的不斷發(fā)展創(chuàng)新，機械制造業(yè)逐步擺脫人工的束縛走向自動化生產(chǎn)。飛速發(fā)展的現(xiàn)代工業(yè)文明對生產(chǎn)制造產(chǎn)品的要求越來越高，機械制造業(yè)也對零部件的規(guī)格標準要求更加嚴格，致使很多人類無法完成的或較難完成的工作需要由機器來替代，機器視覺技術在自動化制造過程中的應用就是一個很鮮明的例子。文章通過簡單介紹機器視覺技術的原理和機器視覺技術在機械制造自動化中的實際應用，旨在分析機器視覺技術在工業(yè)領域的重要作用，為廣大研究學者提供一些有意義的參考。

關鍵詞：機器視覺；機械制造；自動化

文明的發(fā)展、科技的進步不斷推動著現(xiàn)代工業(yè)的創(chuàng)新發(fā)展步伐，工業(yè)的空前發(fā)展催生了一系列的科技創(chuàng)新，尤其是在高精尖的機械制造領域催生了機器視覺技術，以機器代替人來完成許多工作。由于機器沒有感官功能和生命實體，它能在惡劣的環(huán)境下保質(zhì)保量的完成指定工作，能夠快速沒有任何疲倦的保持高效的工作效率和工程質(zhì)量。對于自動化程度頗高的現(xiàn)代機械制造領域，機器視覺技術已成為生產(chǎn)制造中不可或缺的一部分，在生產(chǎn)過程的一些重要環(huán)節(jié)起著不可替代的作用，機器視覺技術的創(chuàng)新與發(fā)展對機械制造自動化領域具有非常重要的作用。

1 機器視覺技術簡介

機器視覺技術從字面理解即為用機器來代替人的視覺，通過機器采集物體的形狀、大小、顏色等代替人的眼睛產(chǎn)生相同的物體的像。通過機器代替人來觀察、測量物體，然后由計算機處理并發(fā)出下一步的指令控制設備實現(xiàn)進一步的操作。

由此可見，機器視覺技術離不來計算機技術和圖像處理技術。機器視覺技術不只是單單的由機器代替人的眼睛來實現(xiàn)看的功能，它是集計算機技術、圖像處理技術、數(shù)字化技術和生物學等眾多領域于一身的綜合性技術，是人工智能領域的一種應用體現(xiàn)。在機械自動化制造過程中，通過機器視覺技術對器件進行信息采集和測量，經(jīng)由計算機處理并反饋給機械部件，控制機械來完成指定的工作內(nèi)容，機器視覺技術一定程度上的代替了人腦功能，幫助人們完成枯燥繁瑣的工作。機器視覺技術十分依賴計算機技術，可以說有了如今計算機技術的發(fā)展才有了機器視覺技術產(chǎn)生的可能。不僅僅是機械制造業(yè)，機器視覺技術以其廣泛的包容性、快速靈活的精準性和工作持久的準確性被運用到了諸如食品藥品、化工、電子制造等眾多工業(yè)當中。推動機器視覺技術產(chǎn)生的另一原因是自動化的廣泛運用。工業(yè)的不斷發(fā)展創(chuàng)新，原有的手工為主的人力第一的工業(yè)現(xiàn)狀已不復存在，起而代之的是高度自動化的機器控制制造生產(chǎn)線。正式有了高度自動化的現(xiàn)代工業(yè)模式才為機器視覺技術提供了發(fā)展空間和應用領域，以為機器視覺技術其實也是自動化的一部分，由于機器視覺技術的整個實現(xiàn)過程都是由機器所實現(xiàn)的，所以機器視覺技術離不開自動化的基礎，自動化催生了機器視覺技術。

隨著計算機技術的不斷發(fā)展，機器視覺技術也在不斷的創(chuàng)新和完善中。計算機技術是當代科學技術的發(fā)展代表之一，計算機技術不斷在朝著高度集成化和密集化方向發(fā)展，勢必也將決定機器視覺技術的發(fā)展方向同為此。隨著機器視覺技術的不斷應用和創(chuàng)新和我國自動化制造業(yè)的不斷發(fā)展，機器視覺技術勢必將會不斷提高被運用于更高端的環(huán)境當中。也正是有了機器視覺技術的不斷發(fā)展創(chuàng)新，自動化產(chǎn)業(yè)將會更加快速的向高效化、智能化方向發(fā)展。

2 機器視覺技術在機械制造自動化中的應用

機械制造業(yè)的工作大部分都重復性較大，同時又費時費力，自動化的應用很好的解決了這一問題。機械設備代替了人來完成對器件的測量、加工等工作，大大提高了工作效率，降低了制造成本，提升了企業(yè)的利潤。在流水線式的生產(chǎn)制造過程中，大量的測量和檢測工作均是由機器來完成，這便是機器視覺技術。進行制造業(yè)對產(chǎn)品的制造工藝往往有著嚴苛的要求，很多測量工作常常要精確到毫米級甚至是微米級，人的眼睛很難做到，有計算機技術等眾多科學技術組合的機器視覺技術解決了這一難題。機器視覺技術以其機械特性能夠大量的、快速的完成檢測和測量工作。在一些危險的和惡劣的工作環(huán)境中，人無法完成指定的工作，就有機器來代替，由機器來代替人的眼睛來完成視覺工作，采集信息后經(jīng)由計算機處理并控制設備進行操作從而代替了人們的工作，減輕了人們在工作當中的負擔。機器視覺技術以其便利性、高效性和持久性廣泛的應用于現(xiàn)代自動化制造的監(jiān)測、檢驗和質(zhì)量控制環(huán)節(jié)。機器視覺技術在機械制造自動化中的應用主要有以下幾種。

2.1 應用于器件的測量

首先就是對簡單零部件的批量測量，通過光學系統(tǒng)和計算機的處理，對零部件進行照射，由攝像頭采集成像交由計算機處理分析，通過兩次數(shù)據(jù)的對比差值，計算出零部件的實際尺寸和形狀大小。機器視覺技術對體積小、線條單一的零部件的測量有著顯著的優(yōu)越性。其次是在器件的預調(diào)測量中的應用。傳統(tǒng)的預調(diào)測量是通過人工的進行光學投影定位進行測量，這種測量方法難度較大，對操作人員的技術水平要求較高，同時需要大量的人力來滿足生產(chǎn)需求。運用機器視覺技術進行自動化制造中的預調(diào)測量，通過三角法將光線投射到零部件表面得到不同形狀的條紋從而確定零部件的外觀輪廓。機器視覺技術改變了預調(diào)測量的工作方式，極大的提高了工作效率和測量精度。器件的磨損度同樣也能通過機器視覺技術進行測量。器件的磨損程度很大程度上決定了機器的工作效率和準確性。許多零部件存在特殊的環(huán)境之中，無法方便有效的測量其磨損度，通過機器視覺技術能夠在不改變器件的工作環(huán)境和工作屬性的前提下完成對其的磨損度測量，檢查是否存在隱患問題。

2.2 應用于器件的檢驗

機械制造的生產(chǎn)過程往往是重復性高的流水作業(yè)，由于機械在工作時偶爾也會由于各種因素產(chǎn)生誤差和偏失，從而導致生產(chǎn)出的零部件存在缺陷，這種缺陷可能是非常細微的，但是對于精度要求較高的應用領域是不被允許的，所以對所生產(chǎn)的零部件進行檢測就顯得尤為重要。人工檢測不僅費時費力而且還存在較大誤差是由人的主觀因素所造成的，利用機器視覺技術對生產(chǎn)出來的零部件進行檢驗是否合格被廣泛的應用于工業(yè)制造中。由于機器視覺技術所具有的機械特性，使得在檢驗器件是否合格的過程中，準確性非常高同時效率也很高，大大減小了誤差產(chǎn)生的可能性。

由此我們可以看出，機器視覺技術的作用越來越重要，在如今機械制造業(yè)的自動化不斷提高和更加智能化的推動下，機器視覺技術將來的發(fā)展與運用前景將會非常廣闊，絕不僅僅是如今的簡單檢測、檢驗和質(zhì)量控制方面，機器視覺技術勢必會在機械制造自動化領域扮演更重要的角色。

參考文獻

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