機(jī)器視覺技術(shù)應(yīng)用在機(jī)械制造自動化中的價(jià)值研究

梁華英

摘要：隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，機(jī)械制造業(yè)也得到了很大的發(fā)展，人們的生活水平也得到了提升。機(jī)器視覺技術(shù)，對于機(jī)械制造業(yè)發(fā)展有著很大的促進(jìn)作用，二者相輔相成。本文主要對于機(jī)器視覺技術(shù)應(yīng)用在機(jī)械制造自動化中的價(jià)值進(jìn)行了研究分析，希望能夠?yàn)槲覈鴻C(jī)械制造業(yè)的發(fā)展提供一定的借鑒意義。

關(guān)鍵詞：機(jī)器視覺技術(shù);機(jī)械制造;自動化

隨著科技以及計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，機(jī)械制造已經(jīng)逐步向自動化發(fā)展，我國的機(jī)械制造水平也得到了進(jìn)一步的提升。機(jī)器視覺技術(shù)的開發(fā)和發(fā)展，將視頻以及影像技術(shù)應(yīng)用到機(jī)械生產(chǎn)當(dāng)中，不僅提升了機(jī)械制造的自動化水平，降低工人勞動強(qiáng)度，提高機(jī)械加工尺寸精度，大大提高勞動生產(chǎn)效率，從而使生產(chǎn)經(jīng)濟(jì)效益得到顯著提高，因此，機(jī)械機(jī)器視覺技術(shù)越來越得到社會的關(guān)注和應(yīng)用，希望能夠?qū)⑵湓跈C(jī)械制造自動化中發(fā)揮出更大的價(jià)值。

一、簡述機(jī)器視覺技術(shù)

隨著社會的發(fā)展，各行各業(yè)都在面臨著挑戰(zhàn)，如果跟不上時(shí)代發(fā)展的腳步，那么就會被社會所淘汰，對于機(jī)械制造領(lǐng)域來說，也是一樣。機(jī)械制造行業(yè)需要加強(qiáng)新技術(shù)的創(chuàng)新與應(yīng)用，使其能夠滿足社會發(fā)展的需要。傳統(tǒng)的機(jī)械制造技術(shù)已經(jīng)明顯落后，機(jī)器視覺技術(shù)的出現(xiàn)以及應(yīng)用給機(jī)械制造業(yè)帶來了新的動力，大大提升了機(jī)械制造業(yè)的發(fā)展水平。

（一）機(jī)器視覺技術(shù)的概念

機(jī)器視覺技術(shù)是科學(xué)技術(shù)不斷創(chuàng)新發(fā)展的結(jié)果，它主要是應(yīng)用機(jī)器來模擬人的視覺功能來實(shí)現(xiàn)對機(jī)械零件生產(chǎn)的把控，但機(jī)器視覺技術(shù)不只是單純具有眼部視物的功能，還兼具一部分人腦的作用，即既可以對視覺范圍內(nèi)的客觀事物通過圖像進(jìn)行信息收集，還能夠后續(xù)對成像信息進(jìn)行加工處理，最終達(dá)到實(shí)現(xiàn)對生產(chǎn)的零件進(jìn)行檢測、測量和控制的目的，取得實(shí)際的應(yīng)用價(jià)值。

（二）機(jī)器視覺技術(shù)的基本構(gòu)成

通常工業(yè)機(jī)器視覺應(yīng)用系統(tǒng)的構(gòu)成比較復(fù)雜，涉及到的技術(shù)種類比較多，主要有與影像學(xué)相關(guān)的光學(xué)成像技術(shù)、照明技術(shù)、數(shù)字圖像處理技術(shù)，還有與計(jì)算機(jī)科學(xué)相關(guān)的計(jì)算機(jī)軟硬件技術(shù)、信息處理技術(shù)等，再就是與自動化相關(guān)的傳感器技術(shù)、機(jī)械工程技術(shù)、控制技術(shù)等，另外，還有人工智能、云計(jì)算、模擬與數(shù)字視頻等數(shù)字技術(shù)[1]。

（三）機(jī)器視覺技術(shù)的工作原理

機(jī)器視覺技術(shù)的工作原理主要是指將機(jī)器視覺系統(tǒng)主要劃分為圖像獲取和視覺處理兩部分，機(jī)器視覺將抓取到的圖像信息傳輸?shù)綀D像處理區(qū)域，然后再由圖像處理單元進(jìn)行數(shù)字化處理，計(jì)算機(jī)根據(jù)成像信息，比如：像素亮度、顏色等分析出實(shí)際物品的大小、顏色、形狀等信息，從而幫助人們通過機(jī)器視覺來對機(jī)械生產(chǎn)進(jìn)行更好的控制，促進(jìn)自動化的實(shí)現(xiàn)。

（四）機(jī)器視覺技術(shù)的特點(diǎn)和優(yōu)勢

機(jī)器視覺技術(shù)的應(yīng)用，相較于傳統(tǒng)更多的應(yīng)用人工去進(jìn)行機(jī)械制造主要有以下兩方面的優(yōu)勢：第一，減少誤差，提升數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)度。因?yàn)樵趥鹘y(tǒng)的機(jī)械制造過程中，更多的都是通過人工去操作各個(gè)步驟，所以容易因?yàn)槿藶橐蛩禺a(chǎn)生不利的影響，比如在顏色上容易受到主觀因素的干擾，或者由于操作失誤，造成零件生產(chǎn)的和要求規(guī)格不匹配等。而機(jī)器視覺技術(shù)可以很好地避免這些問題，不僅使機(jī)械制造能夠向著自動化、智能化發(fā)展，而且能夠確保產(chǎn)品質(zhì)量，提升了機(jī)械制造的科學(xué)性和高效性。第二，應(yīng)用能力強(qiáng)。機(jī)器視覺技術(shù)對于生產(chǎn)設(shè)備要求較低，它可以快速地與各個(gè)機(jī)械設(shè)備進(jìn)行良好的融合，有效地提升了生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量，有利于促進(jìn)我國制造業(yè)的發(fā)展和經(jīng)濟(jì)效益提升。

二、機(jī)器視覺技術(shù)在機(jī)械制造自動化中的具體應(yīng)用

（一）在工件精度檢測中的應(yīng)用

傳統(tǒng)機(jī)械制造工藝主要依靠人工實(shí)現(xiàn)，對于工件的精度檢測也是由人工應(yīng)用簡單的機(jī)械設(shè)備來進(jìn)行，面對高強(qiáng)度、重復(fù)率高的工作，人工在操作次數(shù)多了之后容易產(chǎn)生懈怠情緒，而且專注力和積極性都會減弱，而且容易因?yàn)樽⒁饬Σ患谐霈F(xiàn)誤差，但是工業(yè)零件對規(guī)格要求較高，否則無法應(yīng)用，這無疑給產(chǎn)品質(zhì)量帶來了威脅。依賴人工進(jìn)行檢驗(yàn)，無論是對工人數(shù)量還是工人的職業(yè)技能和專業(yè)培養(yǎng)都有著較高的要求，所以，這一方面亟待需要新技術(shù)進(jìn)行創(chuàng)新提升。

機(jī)器視覺技術(shù)的出現(xiàn)，大大改善了這一生產(chǎn)環(huán)節(jié)，只要設(shè)定好程序則可以完全按照要求就行檢測，對于不符合條件的零件可以快速的進(jìn)行篩除，效率非常高，提升了機(jī)械制造自動化的水平。

（二）在工件測量中的運(yùn)用

1. 高精密工件的測量

機(jī)械零件類型很多，需要按照要求進(jìn)行生產(chǎn)，所以要對零件進(jìn)行精準(zhǔn)測量，尤其是高精密零件，更是要嚴(yán)格控制大小，這就需要相應(yīng)技術(shù)和設(shè)備的支持。機(jī)器視覺技術(shù)能夠應(yīng)用攝影成像系統(tǒng)將零件投射到屏幕上，然后根據(jù)圖像進(jìn)行描摹，再由計(jì)算機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行分析處理，獲得高精密零件的圖像[1]，然后按照相應(yīng)的要求也可以進(jìn)行打樣生產(chǎn)。對于一些比較小規(guī)格的零件，機(jī)器視覺技術(shù)也能夠進(jìn)行精準(zhǔn)測量，在生產(chǎn)過程中具有很大的優(yōu)勢。

2. 工件預(yù)測測量

工件生產(chǎn)除了需要進(jìn)行精密測量，還需要進(jìn)行預(yù)測測量。新科學(xué)技術(shù)的應(yīng)用主要是為了節(jié)省人工、提升生產(chǎn)效率，使用機(jī)器視覺技術(shù)進(jìn)行預(yù)測測量可以起到相應(yīng)的作用。傳統(tǒng)使用光柵數(shù)作為預(yù)調(diào)測量數(shù)據(jù)的方式，數(shù)據(jù)不夠準(zhǔn)確，誤差率高，嚴(yán)重影響工件質(zhì)量。應(yīng)用機(jī)器視覺技術(shù)的新測量儀器能夠在延續(xù)傳統(tǒng)測量儀器優(yōu)勢的前提下，提升測量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確度，節(jié)省了人力成本、簡化了工作流程、提升了生產(chǎn)效率。

3. 逆向工程的的工件測量

機(jī)器視覺技術(shù)應(yīng)用價(jià)值較高，還可以用于各種工程工件的測量，比如進(jìn)行逆向工程工件的測量。基于機(jī)器視覺技術(shù)，進(jìn)行逆向工程工件測量時(shí)運(yùn)用的是快速輪廓視覺測量技術(shù)[2]，投射出的結(jié)構(gòu)光可以延展變形，展現(xiàn)出零件輪廓，并對收集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理分析。

4. 在磨損度上的測量

機(jī)械生產(chǎn)制造過程中，會對機(jī)器產(chǎn)生磨損，這無疑會影響到生產(chǎn)零件的精準(zhǔn)度，所以進(jìn)行零件生產(chǎn)時(shí)還要考慮到機(jī)器磨損情況，掌握磨損度的數(shù)值。但是磨損度很難進(jìn)行精準(zhǔn)測量和控制，人工也難以進(jìn)行預(yù)判，機(jī)器視覺技術(shù)則可以對機(jī)器零件磨損度進(jìn)行測量。我們可以依據(jù)設(shè)置的系統(tǒng)數(shù)值來對機(jī)器磨損度進(jìn)行智能監(jiān)測，當(dāng)超過預(yù)警值則可以對機(jī)器進(jìn)行修理，使其能夠保持最佳的運(yùn)行狀態(tài)。

（三）在焊接機(jī)器人上的應(yīng)用

進(jìn)行機(jī)器人的焊接工作，流程繁瑣，工作危險(xiǎn)度高，工作量大，如果能夠?qū)崿F(xiàn)自動化生產(chǎn)，那么意義重大。機(jī)器視覺技術(shù)可以幫助優(yōu)化焊接流程、確保數(shù)據(jù)和各個(gè)流程的正確性，大大的提升工作效率和質(zhì)量。

三、結(jié)語

科學(xué)技術(shù)在不斷發(fā)展，生產(chǎn)技術(shù)需要革新，只有不斷提升生產(chǎn)效率，才能夠獲取經(jīng)濟(jì)效益，不被社會發(fā)展所淘汰。機(jī)器視覺技術(shù)作為一項(xiàng)新技術(shù)，機(jī)械制造業(yè)應(yīng)該對其進(jìn)行深入的研究分析，發(fā)掘它的應(yīng)用價(jià)值，將其應(yīng)用到機(jī)械生產(chǎn)的各個(gè)環(huán)節(jié)，提升生效效率和質(zhì)量，推動機(jī)械制造生產(chǎn)向著智能化、自動化發(fā)展，不斷提升產(chǎn)業(yè)效益。

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