摘要：機器視覺技術(shù)和機械制造自動化關(guān)系密切，制造業(yè)的不斷發(fā)展，需求不斷提高，給機器視覺技術(shù)發(fā)展帶來了機遇，長此以往，機器視覺技術(shù)會從原先的采集—分析—傳遞—判斷逐漸拓展到其他更為開放領(lǐng)域。未來機械制造自動化將和機器視覺技術(shù)實現(xiàn)有機融合，且在不斷發(fā)展的科學(xué)技術(shù)影響下，機械制造將實現(xiàn)智能化。

　　關(guān)鍵詞：機器視覺技術(shù)、機械制造、自動化、應(yīng)用

　　1.機器視覺技術(shù)的應(yīng)用原理與組成

　　機器視覺技術(shù)的工作系統(tǒng)比較獨特，系統(tǒng)中包括多項組成部分，如打印機、計算機、攝像分揀機構(gòu)、信息顯示器等等。圖像攝取裝置可以將實物轉(zhuǎn)化為圖像，并將圖像轉(zhuǎn)變?yōu)閳D像信號，然后利用計算機進行信號的傳遞，再利用影像處理系統(tǒng)進一步處理圖像信號，根據(jù)圖像顏色、像素、對比度等差異，使其轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字信號，為操作者對物品的判斷和評估提供便利。

　　隨著現(xiàn)代科技的進步，機械設(shè)備的數(shù)量在不斷增多，且使用范圍在不斷擴大。目前，許多機械已經(jīng)能夠代替人工勞動力完成產(chǎn)品、器件的測量與加工。利用機械進行改造與生產(chǎn)，能夠在很大程度上提升生產(chǎn)效率，并且降低投入成本，從而改善制造業(yè)的經(jīng)濟效益。在生產(chǎn)流水線中，由機器進行測量、檢測等工作，即機器視覺技術(shù)。通常，制造業(yè)對產(chǎn)品有很高的要求，尤其是測量工作，往往需要精確到毫米，甚至微米。所以，人的肉眼難以滿足制造業(yè)產(chǎn)品測量對精確度的需求，需要利用計算機等現(xiàn)代化科學(xué)技術(shù)。機器視覺技術(shù)就有效解決了測量難題，不僅測量精確性上升，還能快速、高效的測量大量產(chǎn)品。此外，一些產(chǎn)品的生產(chǎn)環(huán)境十分惡劣，不適合人工生產(chǎn)和操作。此時，可以利用機械來完成生產(chǎn)和信息的采集，機械采集信息之后，再由計算機系統(tǒng)進行處理，從而有效降低人力成本的投入。由于該技術(shù)具有便捷、高效。持久等特點，目前已經(jīng)在產(chǎn)品制造監(jiān)測、檢驗、質(zhì)量控制等環(huán)節(jié)廣泛應(yīng)用。

　　2.機械制造自動化中的應(yīng)用

　　機械視覺技術(shù)在機械制造自動化中的應(yīng)用有很多方面，本文主要從工件監(jiān)測、工件測量以及焊接機器人三個方面對其進行分析。

　　2.1在工件檢測中的應(yīng)用

　　眾所周知，與現(xiàn)代化自動監(jiān)測模式相比較，傳，統(tǒng)的檢測模式需要人工的參與，有的甚至是純手工監(jiān)測，人為的手工監(jiān)測不僅工作效率低下，浪費了大量的任人力物力，更重要的是，人為的檢測技術(shù)監(jiān)測的不準(zhǔn)確，存在較大的誤差。此外，也沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，質(zhì)控參數(shù)得不到統(tǒng)一，進而機械設(shè)備的質(zhì)量參差不齊。值得一提的是，人為的在對工件進行監(jiān)測時，監(jiān)測質(zhì)量還受到工作時間的影響，工人在長時間的工作中會出現(xiàn)視覺疲勞的現(xiàn)象，進而影響工件的檢測質(zhì)量。

　　2.2工件測量

　　2.2.1零件的測量

　　檢測系統(tǒng)主要分為計算機處理系統(tǒng)、光學(xué)系統(tǒng)以及CCD攝像頭，利用其照射平行光束于需測量零件，從而提供光源，通過顯微光學(xué)鏡來將零件邊緣輪廓進行放大，從而確定零件邊緣輪廓的具有位置。如果想得到位移量，則把測量兩件位移后再測量即可，得出兩次結(jié)果之差，如果測量時，所測零件的兩條邊緣輪廓線在相同成像內(nèi)出現(xiàn)，那么這一位移量及時所測零件對應(yīng)尺寸。這一系統(tǒng)在測量檢查數(shù)目較多的生產(chǎn)零件，尤其是一些體積相對較小，形狀較為簡單的零件進行測量檢查時優(yōu)勢較為明顯。

　　2.2.2工件預(yù)調(diào)測量

　　在工件預(yù)調(diào)測量中，機器視覺技術(shù)作用十分明顯。新型預(yù)調(diào)測量儀器從一定意義上來說，實現(xiàn)了傳統(tǒng)預(yù)調(diào)測量儀器和當(dāng)前較為常見機器視覺技術(shù)整合，改變了原先預(yù)調(diào)測量中要求人力及水平高的缺點，促進了工作效率的提高，在一定程度上節(jié)約了人力資源，操作過程進一步簡化，和現(xiàn)代社會發(fā)展要求更為相符。

　　2.2.3逆向工程中的工件測量

　　當(dāng)前科技不斷發(fā)展，在逆向工程工件測量過程中，機器視覺技術(shù)得到了廣泛應(yīng)用，也就是快速輪廓視覺測量技術(shù)，這一技術(shù)以三角法作為建立基礎(chǔ)，通過線結(jié)構(gòu)光來對工件表面輪廓進行測量。將平面條紋結(jié)構(gòu)光投射于工件表面中，從而產(chǎn)生了不同條紋變形，分析表面輪廓變化。CCD來攝取條紋圖像時，需通過3次信號轉(zhuǎn)后才得以保存，經(jīng)由視頻信號、模擬信號、數(shù)字信號。并把存儲信息向監(jiān)視器傳輸，采取計算機處理系統(tǒng)來對圖像急性處理，從而得出工件模型圖。

　　2.2.4磨損度的測量

　　在機械制造過程中，測量磨損度也十分關(guān)鍵。許多機械設(shè)備工件因未能對因素充分考慮使測量磨損度進展困難，例如在對切割機磨損度進行測量時，因這種機械設(shè)備攜帶有利刃，對其測量需要把有關(guān)刀具進行拆除，在一定程度上增加了測量的難度。為盡量減少出現(xiàn)這種情況，需要按照有關(guān)機械設(shè)備具體情況來選取相應(yīng)機器視覺技術(shù)來對磨損度進行測量，盡量使測量中所需考慮因素減少。

　　2.3應(yīng)用在焊接機器人當(dāng)中

　　將機器視覺技術(shù)應(yīng)用在焊接機器人當(dāng)中，主要指的是通過X光的探傷儀和CCD攝像等技術(shù)讓焊機具有視覺功能，進而將焊接機器人的生產(chǎn)質(zhì)量得到有效提高。視覺功能主要包含有一維、二維以及三維這三種傳感，一維傳感其檢查組件是一個或者是多個接收光電單位，也就是單光電;而二維傳感其平面排列成像根據(jù)電或者掃描等形式得到;三維傳感是根據(jù)對一維或者是二維傳感當(dāng)中的信息數(shù)據(jù)進行綜合化的處理而得到的。因為焊接工作有很大的危險性，有很多的操作并不能通過人為來進行操作，而且由于工作環(huán)境的限制，也不可能開展人工作業(yè)，比如說像水下和溶液以及核輻射的環(huán)境當(dāng)中。而將機器視覺技術(shù)應(yīng)用在其中就可以有效的彌補這些問題，可以對數(shù)據(jù)進行實時的提取，可以在弧光四濺的狀況下對焊縫圖像進行提取，并預(yù)測焊接的性能和構(gòu)造等等，使焊接的質(zhì)量得到有效保證。

　　現(xiàn)在，這一技術(shù)已經(jīng)被較為廣泛的應(yīng)用在熔池形狀和焊道控制等生產(chǎn)中，這樣一來有利于令焊接機器人朝著更加自動化與智能化的方向發(fā)展。但是因為焊接的整體過程比較繁雜，且造價也比較昂貴，所以在目前來看，將這一技術(shù)應(yīng)用在焊接機器人當(dāng)中并不能實現(xiàn)大規(guī)模的應(yīng)用。對此，我們還應(yīng)該對其進行深入的研究，并對該系統(tǒng)的精確性和可靠性等性能加深了解?，F(xiàn)在，相對有實力的一些企業(yè)已經(jīng)對機器視覺技術(shù)應(yīng)用在焊接機器人當(dāng)中進行了有效的研發(fā)，跟之前的焊接機器人相比，應(yīng)用這一技術(shù)的機器人其性能更加完備，功能也比之前的更加強大，發(fā)展前景更加可觀。

　　2.4機器視覺系統(tǒng)與CMM的集成

　　由于企業(yè)對與質(zhì)量有關(guān)的數(shù)據(jù)的采集、處理和傳遞提出了更高的要求，更具柔性和自動化的CAQ(Computer Aided Quality)系統(tǒng)呈現(xiàn)出以下發(fā)展趨勢：①在必要的情況下，CAQ系統(tǒng)可以100%地檢測產(chǎn)品，而不像現(xiàn)在普遍采用的抽樣檢測;②將檢測規(guī)劃集成到加工過程中，形成閉環(huán)反饋控制系統(tǒng)，在檢測時確定產(chǎn)品相對于標(biāo)準(zhǔn)尺寸的偏差，并在線糾正，因此，可獲得近100%的優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品;③機器視覺和先進的圖像處理技術(shù)、逆向工程技術(shù)已廣泛地應(yīng)用于自動化檢測;④適用于不同產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的檢測技術(shù)可將新的產(chǎn)品技術(shù)要求直接從CAD/CAM數(shù)據(jù)庫傳輸?shù)綑z測系統(tǒng)中，不需要操作人員編制特殊的程序。

　　結(jié)束語：綜上所述，在機械制造業(yè)發(fā)展的過程中，其自動化、智能化的水平在不斷提升，各種現(xiàn)代化的新技術(shù)也普遍應(yīng)用在該領(lǐng)域之中。在實際制造的過程中，為了確保產(chǎn)品的制造質(zhì)量和效率，可以積極運用機械視覺技術(shù)，通過該技術(shù)提升工件檢測、測量、焊接的質(zhì)量和效率，進而全面帶動我國機械制造業(yè)的發(fā)展。

　　參考文獻(xiàn)：

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