機器視覺技術應用在機械制造自動化中的價值研究

梁華英

摘要：隨著科學技術的進步，機械制造業也得到了很大的發展，人們的生活水平也得到了提升。機器視覺技術，對于機械制造業發展有著很大的促進作用，二者相輔相成。本文主要對于機器視覺技術應用在機械制造自動化中的價值進行了研究分析，希望能夠為我國機械制造業的發展提供一定的借鑒意義。

關鍵詞：機器視覺技術;機械制造;自動化

隨著科技以及計算機網絡技術的發展，機械制造已經逐步向自動化發展，我國的機械制造水平也得到了進一步的提升。機器視覺技術的開發和發展，將視頻以及影像技術應用到機械生產當中，不僅提升了機械制造的自動化水平，降低工人勞動強度，提高機械加工尺寸精度，大大提高勞動生產效率，從而使生產經濟效益得到顯著提高，因此，機械機器視覺技術越來越得到社會的關注和應用，希望能夠將其在機械制造自動化中發揮出更大的價值。

一、簡述機器視覺技術

隨著社會的發展，各行各業都在面臨著挑戰，如果跟不上時代發展的腳步，那么就會被社會所淘汰，對于機械制造領域來說，也是一樣。機械制造行業需要加強新技術的創新與應用，使其能夠滿足社會發展的需要。傳統的機械制造技術已經明顯落后，機器視覺技術的出現以及應用給機械制造業帶來了新的動力，大大提升了機械制造業的發展水平。

（一）機器視覺技術的概念

機器視覺技術是科學技術不斷創新發展的結果，它主要是應用機器來模擬人的視覺功能來實現對機械零件生產的把控，但機器視覺技術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的客觀事物通過圖像進行信息收集，還能夠后續對成像信息進行加工處理，最終達到實現對生產的零件進行檢測、測量和控制的目的，取得實際的應用價值。

（二）機器視覺技術的基本構成

通常工業機器視覺應用系統的構成比較復雜，涉及到的技術種類比較多，主要有與影像學相關的光學成像技術、照明技術、數字圖像處理技術，還有與計算機科學相關的計算機軟硬件技術、信息處理技術等，再就是與自動化相關的傳感器技術、機械工程技術、控制技術等，另外，還有人工智能、云計算、模擬與數字視頻等數字技術[1]。

（三）機器視覺技術的工作原理

機器視覺技術的工作原理主要是指將機器視覺系統主要劃分為圖像獲取和視覺處理兩部分，機器視覺將抓取到的圖像信息傳輸到圖像處理區域，然后再由圖像處理單元進行數字化處理，計算機根據成像信息，比如：像素亮度、顏色等分析出實際物品的大小、顏色、形狀等信息，從而幫助人們通過機器視覺來對機械生產進行更好的控制，促進自動化的實現。

（四）機器視覺技術的特點和優勢

機器視覺技術的應用，相較于傳統更多的應用人工去進行機械制造主要有以下兩方面的優勢：第一，減少誤差，提升數據的精準度。因為在傳統的機械制造過程中，更多的都是通過人工去操作各個步驟，所以容易因為人為因素產生不利的影響，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，造成零件生產的和要求規格不匹配等。而機器視覺技術可以很好地避免這些問題，不僅使機械制造能夠向著自動化、智能化發展，而且能夠確保產品質量，提升了機械制造的科學性和高效性。第二，應用能力強。機器視覺技術對于生產設備要求較低，它可以快速地與各個機械設備進行良好的融合，有效地提升了生產效率和產品質量，有利于促進我國制造業的發展和經濟效益提升。

二、機器視覺技術在機械制造自動化中的具體應用

（一）在工件精度檢測中的應用

傳統機械制造工藝主要依靠人工實現，對于工件的精度檢測也是由人工應用簡單的機械設備來進行，面對高強度、重復率高的工作，人工在操作次數多了之后容易產生懈怠情緒，而且專注力和積極性都會減弱，而且容易因為注意力不集中出現誤差，但是工業零件對規格要求較高，否則無法應用，這無疑給產品質量帶來了威脅。依賴人工進行檢驗，無論是對工人數量還是工人的職業技能和專業培養都有著較高的要求，所以，這一方面亟待需要新技術進行創新提升。

機器視覺技術的出現，大大改善了這一生產環節，只要設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行篩除，效率非常高，提升了機械制造自動化的水平。

（二）在工件測量中的運用

1. 高精密工件的測量

機械零件類型很多，需要按照要求進行生產，所以要對零件進行精準測量，尤其是高精密零件，更是要嚴格控制大小，這就需要相應技術和設備的支持。機器視覺技術能夠應用攝影成像系統將零件投射到屏幕上，然后根據圖像進行描摹，再由計算機系統進行分析處理，獲得高精密零件的圖像[1]，然后按照相應的要求也可以進行打樣生產。對于一些比較小規格的零件，機器視覺技術也能夠進行精準測量，在生產過程中具有很大的優勢。

2. 工件預測測量

工件生產除了需要進行精密測量，還需要進行預測測量。新科學技術的應用主要是為了節省人工、提升生產效率，使用機器視覺技術進行預測測量可以起到相應的作用。傳統使用光柵數作為預調測量數據的方式，數據不夠準確，誤差率高，嚴重影響工件質量。應用機器視覺技術的新測量儀器能夠在延續傳統測量儀器優勢的前提下，提升測量數據的準確度，節省了人力成本、簡化了工作流程、提升了生產效率。

3. 逆向工程的的工件測量

機器視覺技術應用價值較高，還可以用于各種工程工件的測量，比如進行逆向工程工件的測量。基于機器視覺技術，進行逆向工程工件測量時運用的是快速輪廓視覺測量技術[2]，投射出的結構光可以延展變形，展現出零件輪廓，并對收集到的數據進行處理分析。

4. 在磨損度上的測量

機械生產制造過程中，會對機器產生磨損，這無疑會影響到生產零件的精準度，所以進行零件生產時還要考慮到機器磨損情況，掌握磨損度的數值。但是磨損度很難進行精準測量和控制，人工也難以進行預判，機器視覺技術則可以對機器零件磨損度進行測量。我們可以依據設置的系統數值來對機器磨損度進行智能監測，當超過預警值則可以對機器進行修理，使其能夠保持最佳的運行狀態。

（三）在焊接機器人上的應用

進行機器人的焊接工作，流程繁瑣，工作危險度高，工作量大，如果能夠實現自動化生產，那么意義重大。機器視覺技術可以幫助優化焊接流程、確保數據和各個流程的正確性，大大的提升工作效率和質量。

三、結語

科學技術在不斷發展，生產技術需要革新，只有不斷提升生產效率，才能夠獲取經濟效益，不被社會發展所淘汰。機器視覺技術作為一項新技術，機械制造業應該對其進行深入的研究分析，發掘它的應用價值，將其應用到機械生產的各個環節，提升生效效率和質量，推動機械制造生產向著智能化、自動化發展，不斷提升產業效益。

參考文獻：

[1]劉澤宇.機器視覺技術及其在機械制造自動化中應用的探討[J].中國設備工程.2019（01）.

[2]李卓.機器視覺技術及其在機械制造自動化中的應用[J].科學技術創新.2018（25）.

[3]孫永忠.機器視覺技術及在機械制造自動化中的應用[J].設備管理與維修.2018（15）.