機器視覺技術在工業智能化生產中的應用

周潔

摘要：在工業高速發展的背景下，讓工業在我國國民經濟中的地位得到了顯著提升，使我國的工業生產結構得到了調整，逐漸轉化為技術、知識密集型工業結構，更加強調在工業生產過程中的效率驅動和創新驅動模式。同時，在5g網絡時代背景下，人們的生產生活逐漸呈現出智能化發展的趨勢，為此，要求積極展開對于工業生產的智能化探索。在此背景下，為機器視覺技術的發展提供了更為廣闊的空間，本文將對此展開探討。

關鍵詞：機器視覺技術;工業;智能化

1 工業機器人的特點

工業機器人是一種十分典型的現代科技技術，表現出精準便捷、省時省力等多種優勢，已經在食品、家電、服裝、電子設備等多個行業中得到了充分運用，將機器視覺技術應用于工業機器人領域中，可以發揮如下優勢：（1）可以發揮定位和控制作用。在現代化工業生產實踐中，利用機器視覺系統，可以在最短的時間內以較為精準的方式確定目標及其所處位置，并對機械手臂進行合理引導，以便精準地抓取相應的目標。（2）可以發揮出其識別的優勢，借助機器視覺技術獲取將的圖像，并據此展開對于圖像的分析和處理，以便確定不同狀態的目標和對象，實現對于信息的跟蹤和收集。（3）檢測。針對生產流程中各類產品的質量，如產品尺寸、瓶子外觀缺陷及殘次品等問題予以檢測，徹底解放人力。（4）實現高精度檢查。工業生產流程中存在許多人眼難以識別的微小器件，而自助機器視覺技術可以實現對于此類部件的有效檢查。（5）可以進行高效的分揀和搬運工作。如果采用傳統的人力分揀方式，可能會存在一定的局限性。為此，可以借助視覺機器人的形式予以分揀，讓工業生產過程中的效率和準確度得到充分提升，同時解放工人的雙手。

2 工業機器人的應用

在工業生產過程中普遍表現出機械一體化的趨勢。以薯片生產為例，在生產全程中，無論是土豆清洗、薯片裝袋還是封口的過程都不需要人為參與。通過機械一體化的生產方式進行生產，可以有效簡化工業生產過程中的流程，為企業解放人力，減少成本投入，表現出諸多優勢。為此，要求企業積極展開對于機械化生產的探索，并在其中充分利用機器視覺技術。

機器視覺控制系統具有十分良好的處理能力，可以在短短的十秒鐘之內實現對于128個點的質量檢測。由于該系統的處理能力十分突出，可以對算法造成一定程度的直接影響，進而影響視覺系統的決策速度。為減少圖像處理所需的時間，部分工廠選擇借助同構處理的形式進行視覺算法運行。此外，部分機器視覺控制器中存在專用于網絡連接的以太網端口和專門用作外部數據存儲器連接的端口，借助工廠連接的功能，可以讓工作人員不需要奔赴現場，只需在辦公室中即可針對產品的生產流程進行檢測，通過圖像查看和實時回放的形式，在最大程度上便利工廠的生產。

3 機器視覺與智能質量檢測

對于現代化工業生產而言，目標的檢測形勢十分多樣，且市場對目標檢測的需求一般較大。要求針對機械零件規格、條形碼和包裝條碼、產品外包裝、瓶口及打印缺陷等多種問題予以細致檢測，對檢測過程提出了更高的要求，要求在確保檢測速度的前提下，不斷提升檢測的精確度。在此過程中，人眼識別處于一定的劣勢狀態，如果采取人工的方式實施質量檢測，可能會消耗大量的時間。以啤酒瓶生產為例，在此過程中要求針對瓶子規格和外觀缺陷問題進行質量檢測。一個工廠平均每天會產生數以萬計的啤酒瓶，如果全部采用人工的方式進行檢測，則可能會導致大量的人力資源浪費。同時，如果檢測的時間過長，也會導致人眼出現視覺疲勞，對檢驗的準確性造成了嚴重影響，使得產品的次品率相對較高。借助機器視覺技術可以讓此類問題得到妥善解決，通過機器檢測的形式取代人工檢測，以較快的速度完成大批量檢測工作，讓工廠的產品生產速度得到切實提升，同時，可以有效降低工廠的生產成本，促進產品生產效率提升。此外，可以有效避免人眼識別的缺陷，讓工業檢測流程中的精度得到切實提升，以促進工業生產過程中的自動化水平提升。

4 機器視覺在工業智能化生產中的發展趨勢

在工業智能化生產之中應用機器視覺技術，表現出如下優勢：（1）可以借助機器在非接觸的狀態下進行測量，也可以針對人工難以檢測的區域進行測量。（2）相比于人眼，機器對光的敏感度更高，可以用于人眼無法識別的紅外及微弱光的檢測，有效避免了人眼檢測的缺陷，在一定程度上拓展了人眼的視覺范圍。（3）機器與人不同，不會出現視覺疲勞，因此可以維持長期穩定的工作。（4）通過機器視覺技術的形式可以在一定程度上節約人力資源，為企業節約生產成本，以實現增收的目的。

在科技高速發展的背景下，機器視覺技術已經發展得相對成熟，然而在其實際運用過程中仍然存在許多問題：（1）一旦工業生產車間中出現了過大的噪音，則可能對機器視覺系統造成不同程度的影響，使得設備靈敏度大幅度降低，對設備造成損傷。（2）由于無法針對工業生產現場的溫度進行有效控制，導致生產現場常常出現極端的溫度條件，對機器設備的穩定性和抗干擾能力提出了更高的要求。（3）在圖像采集過程中容易被光照強度所影響，如果環境中的光線相對較為昏暗，則可能對目標物圖像的提取和分析造成嚴重限制，使產品的次品率大幅上升，對生產過程中的精度和效率造成了嚴重影響。

為更好解決上述問題，讓機器的性能得到充分提升，以促進機器視覺技術在工業智能化生產中的運用，可以從如下方面展開對于設備的優化：首先，要求積極展開軟硬件設施研發，努力研制出效率更高的圖像處理設備。一般而言，圖像采集的速度直接取決于硬件的處理速度，如果硬件的質量較高，則可以在一定程度上減小對主機造成的負擔，讓系統的圖像分辨率、采集率和圖像處理速度得到切實提升。此外，軟件的質量也十分關鍵，通過高質量的軟件可以切實提升機器的命令執行速度，讓圖像處理效率得到充分保障;其次，要求積極研制具有良好適應性且效率較高的智能算法，通過較為穩定高效的智能算法，讓系統的分析處理速度得到切實提升，實現對于復雜環境中系統抗干擾能力的充分改善，讓系統的即時性和穩定性得到切實提升，同時，強化系統的環境適應性和魯棒性能。

5 結語

對于工業制造行業而言，機器視覺技術十分關鍵。通過機器視覺技術可以在一定程度上節約生產成本和勞動力，在提升企業生產效率的前提下，減少產品次品率，同時實現非接觸測量。由于機器視覺技術具有上述優點，在一定程度上推動了工業的智能化發展。然而，目前我國的機器視覺技術水平仍然有待提升，要求相關機構積極展開對于這一技術的探索，努力攻克現存的技術難題，以促進其在工業生產領域中的智能化和自動化應用，為我國早日成為現代化科技強國奠定堅實的基礎。

參考文獻

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