機器視覺技術在現代汽車制造中的應用探索

廖冰

摘 要：在我國科技水平不斷升高的背景下，機器視覺技術得到了快速發展，其通過智能、自動化等優點而被廣泛應用于我國的現代工業生產中，汽車制造業也不例外。機器視覺技術主要包括視覺測量、視覺引導和視覺檢測這三項技術。機器視覺測量技術主要是對產品的尺寸等進行測量，以保證產品合格;機器視覺引導技術主要是對生產機器進行引導，保證其能自動化完成搬運、鉆孔等工作，以提升汽車制造效率和質量;機器視覺檢測技術主要是對產品質量和制造工藝進行檢測，及時發現其中的不足，并有效降低生產成本。由此可見，機器視覺技術在現代汽車制造作業中發揮著重要的作用，如何將該技術更好的應用于汽車制造工業中是每個制造人員都應該思考的問題。

關鍵詞：機器視覺技術;現代汽車制造;作用;具體應用

1 引言

隨著市場的擴大和經濟水平的快速提升，我國現代汽車制造行業得到了長足的發展，其不僅能夠滿足人民的基本出行需求，還能夠帶動其他行業的共同進步。我們知道，傳統的汽車制造行業還面臨著制造效率低、生產成本高、汽車裝配質量不高等的問題，使得汽車制造作業不能正常有序的開展下去，也為該行業的發展增加了難度。而將機器視覺技術應用于其中就能夠很好的解決以上出現的問題，大大提高了汽車制造效率和質量，推進了整個行業的進步。本文先是闡述了機器視覺技術的內涵和其所發揮的作用，后又對其在現代汽車制造中的具體應用進行了分析，旨在促進現代汽車制造行業的高效發展。

2 機器視覺技術概述

2.1 機器視覺技術的內涵

機器視覺技術主要通過提取被測對象的圖像的相關信息，從而達到檢測目的，具有高速、測量結果精確、測量范圍大等的優點。其主要將CCD和CMOS攝像頭與光學系統、圖像系統、數字處理系統等進行結合，將被攝取目標轉化為圖像信號后，再通過相應系統轉化為數字化信號，后圖像系統再根據這些信號來開展運算，得出檢測結果，這樣就能夠滿足不同環節、不同產品的檢測要求。目前，機器視覺技術因其優點已被廣泛應用于我國現代工業中，如標志識別、產品檢測等領域，能夠有效提高行業生產效率，大大減輕工作人員的工作壓力，有助于行業的長遠發展。

2.2 機器視覺技術的作用

2.2.1 具有識別、讀碼和可追溯性

商品識別條形碼已在我國各個領域廣泛應用，汽車制造行業也不例外，如在汽車發動機、變速箱等產品上的應用。但商品識別條形碼的可追溯性不強，而二維碼內包含著更多的產品信息，因此，相關產業需要進一步在產品上打上二維碼，再經過讀數頭的識別和采集，送至中央監控室的服務器中。通過二維碼和條形碼的整合，當行業需要時，可以通過掃描來進行有針對性地查詢，而讀數頭對二維碼的掃描解讀工作正是機器視覺技術的圖像識別功能。這也就表明了機器視覺技術具有識別、讀碼和可追溯的作用，將其應用于現代汽車制造行業中將大大提升汽車制造效率，保證車身制造質量，以及能夠對產品質量保留追溯的權利，這就有利于現代汽車制造行業的長遠、高效發展。

2.2.2 保證生產作業的正常進行

在現代汽車制造業中，批量生產條件下經常面臨著零件錯裝、漏裝、安裝不合適、匹配不成功等的現象，這就給汽車制造作業增加了很多麻煩，影響汽車制造進程。而將機器視覺技術應用于其中便能夠解決以上問題，通過視覺辨識功能和檢測功能，有針對性地對各個零件進行檢查和配對，且自動化技術也為工作人員提供了便利，減少了錯誤發生的概率，從而使得汽車制造生產作業能夠正常有序的開展下去。

2.2.3 提高制造過程的柔性

目前現代汽車制造業的發展方向是采用多元化、柔性化的混線生產模式，以此來提升生產效率和質量，且提高應變能力，從而很好的滿足市場發展的需求。在機器視覺技術中的工件識別技術便能夠很好的實現柔性生產模式。如為了在同一條自動線上同時生產兩種發動機的四種凸輪軸，需要采取在工件指定二檔軸頸間標志的方法，標志主要是實現加工在軸間的1-4道環帶。當這一工序進行到凸輪軸的最終檢測環節之前時，工件識別技術便能夠通過讀取標志對工件進行識別，然后發出相應的控制信號，從而執行下一道工序，這樣就能使制造過程更具柔性的開展下去。

3 機器視覺技術在現代汽車制造中的具體應用

3.1 機器視覺測量技術的應用

傳統的汽車制造過程中，測量環節主要依靠三坐標機來完成，其不僅不能支持在線測量，且測量效率低，測量數據量嚴重不足，這就使得汽車制造的時間成本、人工成本等有所增加，工作開展緩慢，不利于汽車制造也獲得更到的效益。而將視覺測量技術應用于現代汽車制造中，便可以為制造環節提供穩定且準確的數據支持，其主要通過固定式在線測量站及機器人柔性測量站等在線測量系統，監控車身尺寸及波動尺寸，實現從汽車部件到整車的全程監控測量，以確保生產零件和整車的質量，同時也能夠對汽車進行全方位的細節分析，以及時發現其中的問題，以保證汽車制造作業開展的質量。而機器視覺測量方法主要包括以下幾個方面：第一，激光在線測量。這種測量方法對于環境的要求不高，能夠實現對車身進行百分百的實時在線測量，且通過計算機輸出數據匯報表，自動分析生產作業的進行情況，及時反映車身存在的尺寸偏差，以利于后期的修改。第二，藍光掃描測量。該技術與傳統三坐標機測量方法不同，其可以實現對車身整體尺寸的測量與分析，獲得高密度的測量數據，測量效率更高，評價更加全面，且安裝調試也較簡便，能夠滿足大型構件測量范圍的需求。第三，反射條紋偏折測量。其主要針對汽車涂裝表面質量測量環節，具有分辨率高、測量范圍大、結構簡單、對環境要求不高、成本低等的優點。

3.2 機器視覺引導技術的應用

機器視覺引導技術主要結合了視覺檢測技術與機器人運動原理，可以根據操作工件的變化來實時調整工作軌跡，智能化的執行需求動作。如引導機器人精確制孔、焊接等。第一，機器視覺引導抓取技術。由于汽車的重量較重，傳統的人工搬運不僅為企業帶來了更多的成本，還可能出現一些安全事故。視覺引導抓取方法主要是將機器人與視覺測量進行結合，根據被操作工件的位置變化來變更工作軌跡，準確抓取操作工件，從而大大提升了車身制造效率。第二，機器視覺引導裝配技術。其主要是通過視覺來引導機器人，智能化實現汽車配件的安裝，同時也能夠保證配件安裝的精確性，有利于汽車裝配環節正常進行下去。第三，機器視覺引導加工技術。其主要應用于現代汽車制造業的生產加工環節，通過測量車身的局部尺寸信息，根據設定狀態來引導機器人開展制孔、打磨等工作。

3.3 機器視覺檢測技術的應用

機器視覺檢測技術主要是對產品進行工藝檢測、追溯與監督等工作。其可以通過專業技術來獲取車身零件編碼從而保證零件在制造過程中的可追溯性，通過識別零件是否存在來保證車身配件的完整性。目前，涂膠工藝在車身制造中發揮著至關重要的作用，其可以起到增強結構、隔離保護等的作用。而由于涂膠工藝的環境較為惡劣、強度高、精度高等特點，傳統的手工涂膠方式已經不能滿足汽車制造需求，人工檢測和離線視覺檢測環節也因檢測誤差、成本高等原因而被淘汰。如今，通過視覺檢測技術便可以實現自動化、智能化的在線檢測，邊涂邊檢的工作模式也為企業節省了很多成本和時間，在進行涂膠檢測時，工作人員需要提前做好裝配工作，將機器人與膠槍、視覺傳感器等進行裝配，當視覺傳感器檢測到需要涂膠的區域時，膠槍便隨之完成涂膠工作，且視覺傳感器實時采集工作圖像，之后再通過圖像處理方法來對采集圖像進行檢測、分析，從而保證了涂膠工藝的正常開展。

4 結語

目前，機器視覺技術在現代汽車制造業的發展中發揮著非常重要的作用，其能夠提高企業制造過程的柔性，具有對產品的可追溯性，且能夠全程監督制造工藝，以保證制造作業的正常進行。不僅如此，機器視覺技術的應用為工作人員提供了極大的便利，降低了勞動強度，同時也能夠保證生產質量，所以其能被國內眾多行業所應用。本文主要從視覺測量、視覺引導、視覺檢測這三個方面出發，具體分析了其在現代汽車制造中的應用。而目前，機器視覺技術在現代汽車制造行業的應用效率還有待提高，我們相信，未來機器視覺技術將分布于汽車制造作業的全過程，影響到整個汽車的制造過程，并能夠向汽車各個產業鏈擴展，使其作用得到全面的展現，從而促進汽車制造行業的進步與發展。

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