機器視覺技術以及其在機械制造自動化中的有效運用分析

鄒鵬飛

（武漢紡織大學，湖北 武漢430200）

在最近這些年，隨著自動化技術以及對應運行管理系統的廣泛應用，相關技術體系也越加完善。同時，有效應用自動化技術進行產品制造可以有效降低機械生產工作需要花費的人力成本，還可以使產品的生產效率和質量都得到有效提高，幫助企業獲得更多的社會經濟效益。但是，通過對實際情況進行分析可以發現，目前我國機械制造行業的自動化發展卻依舊有一定問題存在，而人為因素則是導致這些問題出現的最主要原因。要想有效轉變這種情況，機械制造企業必須跟上時代發展的腳步，明確認識到機器視覺技術的重要作用，通過這項技術的合理應用展開機械生產制造，從而進一步推動機械制造的自動化程度，提高生產效率以及產品質量，為我國的現代化發展打下更堅實的基礎。

1 機器視覺技術概述

所謂機器視覺技術實際上指的有效利用計算機模仿人類的視覺功能，然后以此為基礎有效完成物象信息提取，并對這些信息展開識別分析以后，準確完成測量、檢測、定位以及有效監控的一項先進技術。同時，機器視覺技術需用有效應用CCD 攝像機將實際物象轉化成對應圖像，之后再將對應圖像傳輸到處理系統里面，從而完成對圖像亮度、色彩以及分布情況等詳細信息的整合分析，并把實際分析結果轉化成數字信號，再對其特征展開分析判斷，最后得出對應的輸出檢測結果。在完成上述操作以后，指揮系統會以檢測結果為執行指標，并按照對應的指標提出對應的操作指示，進而達到實際控制目標。除此之外，和其余技術相比，機器視覺技術不僅僅測量精度比較高，而且運行時所產生的噪音也相對較小，還存在運行靈活、作業靈敏等優勢，可以在惡劣環境下長期工作，更加準確高效的完成對物象數據的信息化處理。

2 機器視覺技術在機械制造自動化中的有效運用探究

2.1 在工件質量檢測領域中的具體應用探究

因為機械設備的精密性非常高，并且隨著時代的快速發展，人們對機械產品質量的要求也越來越高。所以，機械制造自動化生產對工件質量的要求也非常高。同時，通過實際分析可以得出，在使用傳統檢測方式對工件質量進行檢測的時候，不僅僅要求質檢工作人員擁有比較優秀的專業素養，還需要花費比較多的人力物力資源，不僅工作難度較大，精準度也相對較低，極大影響了企業可能獲得的經濟效益。在這種背景下，有效利用機器視覺技術展開工件質量檢測可以有效提高工作質量。首先，有效應用機器視覺技術展開工件質量檢測工作，可以有效提高檢測效率。過去機械制造企業在進行工件質量檢測的時候，為了提升檢測工作的準確程度以及科學性，會對同一工件展開多次重復檢測，而有效應用視覺技術展開工件質量檢測，可以防止客觀因素對工件質量檢測準確度的影響，一次性完成工件質量的精準測量，提升檢測效率；其次，在進行工件質量檢測的時候，檢測方向除了工件材質規格以外，還應該系統的對工件磨損程度進行檢測，而在檢測工件磨損情況的時候，和人工相比，機器視覺技術更是存在高效率和高精確性等特征，并且可以通過三維立體模型構建來提高檢測工作效率和質量。

2.2 在工件精度檢測領域中的具體應用探究

在機械制造自動化生產過程中，人工檢測屬于最傳統的工件精度檢測辦法。但是，人工檢測主要有如下兩方面問題存在：首先，人工檢測的準確度比較低。過去工作人員在檢測工件精度的時候，基本上都是按照工作經驗以及基礎檢測設備展開工作，檢測精確度也相對較低，所以有檢測結果模糊等問題存在；其次，傳統工件檢測方法要求檢測工作人員擁有比較高的專業素養，這也就變相提高了企業需要花費的人工成本。但是，應用機器視覺技術檢測工件精度則主要存在如下兩方面優勢：第一，通過這種方式檢測工件精度可以避免人為因素對工作準確度的干擾。在人工檢測的時候，由于工作重復性以及強度都相對較高，這會導致檢測工作質量持續下滑，而機器視覺技術則不會出現疲憊感，保證工件精度始終保持在水平線之上；第二，機器視覺技術能夠有效提高工件精度測量效率，并在短時間完成工件精度的準確測量，可以幫助企業獲得更多經濟效益。

2.3 在焊接機器人施工中的具體應用探究

由于受到種種因素的影響，很多零件磨損度都沒有辦法完成準確測量，要想有效解決這種情況，可以將機器視覺技術融入到焊接機器人施工當中，綜合利用紅外線攝像儀器、CCD 攝像儀器以及射線探傷儀器等設備來提高焊接機器人的視覺能力，以此來焊接工作效率以及焊接質量。同時，視覺能力的主要傳感組成為一維、二維以及三維。但是，要想有效完成檢測工作，檢測一維傳感的組件需要有一個或者以上的接受光電單位，二維傳感指的則是通過機械或者電力設備完成對零件的平面掃描工作，將一維以及二維傳感信息展開整合以及處理所得就是三維傳感。另外，由于焊接這項工作存在極大的危險性，很容易就會威脅到施工人員的人身安全。因此，應該盡量應用焊接機器人展開工作，可以有效避免安全意外事故發生。然而，到現在為止，機器視覺技術還沒有辦法被廣泛應用到焊接機器人當中，這主要是因為該技術還有非常多需要研究以及完善的問題，只有展開更為深入的探究才可以將其作用更大程度的發揮出來，實現可靠、智能、同步以及可控，提高焊接精確度，為機械制造行業的自動化發展做出更大的貢獻，促進我國制造行業的進一步發展。

2.4 在工件自動定位中的具體應用探究

合理應用機器視覺技術能夠精確完成對加工零件的定位處理，只需要安裝1～3 個攝像機就可以在自動化加工設備上完成對被加工零件的自動定位，而且還可以實現自動卸料，真正實現無人操作的目標，提高機械生產制造的自動化程度。正常來講，攝像機的使用數量、像素以及定位時間都與定位精度有著非常密切的聯系，需要綜合考慮實際定位經濟要求以及成本確定需要使用的攝像機數量，這樣才可以在切實完成工作的同時，避免成本浪費。例如，使用像素為100 萬的攝像機，在定位時間確定為2s，平面工作臺面積為300×300mm 的前提下，應用1個攝像機時的定位精度為0.1mm，應用2 個攝像機時的定位精度為0.05mm，應用3 個攝像機時的定位精度為0.02mm，只需要相關人員按照實際需求設置確認定位精度就可以了。

結束語

總而言之，通過實際分析可以得出，機器視覺技術和機械制造加工存在著非常密切的關系。同時，隨著機器視覺技術的不斷發展進步，技術以及商業等方面的因素都對其有著至關重要的影響。然而，需求才是影響制造業發展的決定性要素。除此之外，隨著機械制造行業的不斷發展進步，識別工作量以及工作難度都出現了極大程度的提高。在這種背景下，應用機械視覺技術可以更加高效的完成相關工作，降低工作難度以及人工成本，提高工作質量，推動機械制造自動化行業的進一步發展，進而為我國現代化事業的可持續發展提供更有力的支持和保障。