機器視覺技術及其在機械制造自動化中的應用

（臨沂職業學院，山東 臨沂 276000）

一、機器視覺技術的技術原理構成

（一）機器視覺技術原理

機器視覺技術是多學科技術交叉而形成的可用于先進機械制造生產的技術，它集合了圖像技術、信息電子技術以及神經生物技術等。機械視覺技術具有良好的視覺功能，可以多種監測區域內實現各種數據信息的集中采集，挖掘相關的數據信息，達到對數據信息進行二次篩選的效果。

（二）機器視覺技術優勢

機器視覺技術的優勢主要在于有較強的客觀性和公正性，機器視覺技術在自動化生產過程中的客觀性與公正性比較高，該技術可以有效減少人為因素的干擾，能夠對機械制造生產產品的規格、型號、尺寸等進行全面的觀察，有助于提高機械設備管理的科學性與合理性，從而更好地適應了智能化時代的生產需要。機器視覺技術目前已經在機械制造自動化領域得到了廣泛的應用，機器視覺技術與機械設備之間有較強的適應性，可以在短時間內提高檢測的效率與范圍。

二、機械視覺技術的應用方向

（一）應用于質量監測

機器視覺技術的價值主要體現在監測生產線產品的質量方面，通過機器視覺技術可以保證生產線按照標準化的要求運營。機器視覺技術采用對產品的外觀進行監測的方法，它通過一系列智能化的監測裝置對產品的外觀進行檢測，做到清晰地反映圖像外觀，并且在數據對比中準確認識部件外觀的缺陷。目前這種檢測方法已經廣泛地用于大型零部件的生產線監測方面，例如，汽車、輪船、火車、飛機零部件以及軍工產品的零部件的生產都采用了這種方法。隨著機器視覺技術的快速發展，還可以通過機器視覺技術對曲軸進行監測，運用機器視覺技術可以達到識別輕微彎曲的效果，而且這種識別是我們人類肉眼無法做到的。我們知道，像曲軸這種零件，結構復雜，制造要求精度高，所以運用機器視覺技術是相當必要的。而且，當代視覺監測技術還可以對機械部件的孔洞內的細節進行監測，尤其可以用于對機械部件的橫截面連接處進行檢查，這些部位的問題我們人類用肉眼無法看到。監測人員在監測前應當對合理的設定監測標準，有效地防止監測時的誤差等一些較大的問題，做到依據標準值對產品的質量進行監測。目前機器視覺監測技術還可以向著紅外線掃描、聲吶掃描方向發展，也可以把X 光技術運用其中。

（二）應用于制造測量

機械制造自動化運轉需要對機械制造的過程進行全面地測量，做到對產品生產標準進行全方位檢測，如果檢測結果超出誤差規定的范圍，那么生產過程就會存在問題，會導致生產出不合格產品的問題。首先，機器視覺技術可以用于生產過程中的精準度測量，通過測量比較得出零部件生產標準是否屬于合格范圍。例如，機器視覺技術可以用于測量零部件的長度、大小和接口是否準確，基于標準件的測量值對在線生產件進行比對，這樣才能保證后續檢測產品質量達標。其次，在機械制造中機器視覺技術具有廣泛的應用空間，通過機器視覺技術可以確定零部件的固定位置，確定測量點之間的距離，在機器視覺技術的掃描下形成直觀的圖像，做后達到準確計量距離參數的效果。第三，機器視覺技術的測量是按照由易到難的原則進行測量的，為了達到進行復雜測量的目標，還可以把測量工作分成幾個部門，將各部分測量好的數據進行整合。目前機器視覺技術還增加了光學投影技術，通過光柵這一等寬平行夾縫光儀器的測量，可以進一步提高測量的精度。目前光柵可以達到微米級別的測量效果。運用高精度的測量設備可以保證機械制造自動化更加高效地運轉，有效地減少機械設施自動化存在的誤差因素。第四，通過機器視覺技術還可以進行逆向工程測量，基于零部件的測量得到零部件的三維立體數據，運用CNC 制造機械部件的模型，這樣可以得出更加準確的模型圖，從而對機械制造自動化進行動態化的管理，深刻地分析機械制造自動化的運轉情況，滿足優化整改的需要。

（三）應用于焊接機器人

在機械制造的過程中不可避免地存在設備磨損的問題，由于各種零部件的磨損，導致機械制造精度的不斷降低。由于設備焊接工作的危險較大，因此在生產的過程中容易對人員造成一定的風險，可以利用焊接機器人進行工作，這種操作不需要人工進行。機器視覺技術可以用于機械設備探傷，運用視覺紅外線技術有助于增加焊接機器人的視力，提高焊接機器人工作的質量。機器視覺技術可以提供一維、二維和三維3 種傳感技術輔助開展焊接工作，達到接收機械設備零部件故障信息，對機械零部件進行平面掃描，以及達到對各種零部件信息進行融合處理的效果。雖然擁有機器視覺技術的焊接機器人的應用還不廣泛，其技術領域還有許多問題需要完善，科學家還要進一步幫助焊接機器人實現智能化和可控制的精準焊接，從而達到全面提高焊接質量，建立自動化的管理狀態，推動我國制造業的快速發展，提高機器人運轉質量的目標。

三、結語

機器視覺技術是機械制造的重要組成部分，機器視覺技術具有強大的信息采集功能，以及數據分析功能，可以更加智能化地實施數據信息的傳輸，從而滿足自動化的開展機械制造管理的需要。在機械制造行業日益向著開放性方向發展的當下，應當對機器視覺技術加以不斷地完善。本文認為機器視覺技術現在已經應用于質量監測、工程測量、精確焊接等廣泛的領域當中。