浅析机械制造自动化中机器视觉技术的应用

浅析机械制造自动化中机器视觉技术的应用

危毅

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摘要：随着社会的不断发展，人们对机械生产的需求也在不断地增加，因此，如今的机械生产企业需要在自己的发展和运营中，加大对自动化的投资力度，并将机器视觉技术的应用范围不断扩大，从而逐步替代人类眼睛识别物体和图像的方式，从而达到更高精度的识别目标，从而进一步提高实际工作的效率。文章从机器视觉技术的基本原理出发，讨论了机器视觉技术在机器生产中的具体运用方法，希望能推动国内机器生产工业向更高层次的发展。

关键词：机器视觉技术；机械制造；自动化

引言

改革开放后，我国的经济和科学技术都有了明显的发展，带动了机械制造产业的繁荣，相应的技术、工艺也有了较大的突破和创新。在这一基础上，机械视觉技术也有了长足的进步，该技术可以利用电脑装置来替代人的眼睛，对物体、图像进行高精度的辨识，并实现精确的定位和测量。在工作条件过于苛刻的情况下，采用人工监督的方式会存在很高的安全风险，并且很难对工作质量进行控制，这时就可选择机械视觉技术来进行辅助工作。机器视觉技术的正确应用，不仅可以提高工作效率，提高工作品质，而且还可以降低人力资源的消耗，从而节省费用。

1.机器视觉技术

该技术即便是用机器来代替人眼对各种零件、配件进行测量和评定，通过与计算机技术的结合，可以完成对零件的三维立体性检测评估，将常规方式下的零件转变成视频、图像等视觉信息，以便进行分析。这种技术最显著的优势就是它的抗干扰能力高，噪声分贝低，操作快速准确，所以它在机械加工自动化方面有着很好的应用前景，可以减轻工人的劳动强度和工作量，全面提升工人的工作效率。

2.机器视觉技术的应用特点

机器视觉技术具体地说，就是利用计算机技术和互联网技术，对人体的视觉功能和网络神经进行仿真，获得物体的信息，并对其进行分析和整理。同时，利用计算机视觉技术，实现了对环境的智能监测。这是对科研结果的一种保障，也是对各种科技的帮助。另外，通过使用计算机图像处理技术，可以获得更多的有关数据，从而选择出更具科学性和实用性的设计方案。如此一来，他就可以将自己的数据和资料都完善了。在计算机视觉系统中，还将相机的拍摄能力与计算机的图像处理能力相结合。采集到物体的影像之后，首先对其进行分类学分析，再将其转换成数字信号。为以后的监控工作提供了可靠的数据支持。就目前的发展状况而言，它最显著的特点有：一是具有较高的测量精度；二、工作效率高、工作周期长；三、能够适用于各种不同的资料与资讯体系；四、工作效率得到了彻底的提升。

3.在机械制造自动化中的应用

3.1工件测量

3.1.1零件的测量

该检测系统由计算机处理、光学系统和CCD摄像模块组成，可通过向工件发出平行光束，并利用显微镜光学镜将工件的轮廓边缘进行放大和显示，从而确定工件轮廓的准确位置。要得到位移量的资料，只要对工件给予位移量进行一次测量，就可以计算两次测量的差异。如果在检测时，被测对象的两条曲线同时出现在图像上，那么这个位移就是被测对象的对应尺寸。如果对数量众多的部件进行检测，尤其是体积小、外形简单的部件，那么，使用机械视觉技术的优点就更加明显。

3.1.2工件预调测量

新型预调测量仪实质上是将传统的预调测量装备和机器视觉技术相结合而成，它克服了旧式预调测量方法人力投入大，专业性要求高的缺点，提高了测量效率，使其操作过程更加简单，容易掌握，更符合现代机械制造业的发展需要。

3.1.3逆向工程中的零件测量

该方法以三角方法为基本原则，通过线状结构光来完成工件表面形貌的检测。首先，用一束平坦的光线，打在工件的表面，就会产生一种扭曲的图案，以此来确定工件的形状。采用CCD对条带进行采集时，必须进行三次转换，才能将条带中的数据进行存储。并将储存的资料呈递至显示器，利用电脑技术对影像进行快速的影像处理，进而产生出零件样板图。

3.1.4磨损度的测量

这一工作历来都是比较困难的，例如在对切割机上的磨损度进行测试时，因为这种装置有一个很尖锐的刀片，所以在测试的时候需要把刀具取出来，这就增加了测试的困难。而要防止这种情况发生，可以根据机械装备的具体情况选择适当的机械视觉技术来进行磨损率的测量，从而降低在测量工作中所要考虑的内部和外部因素。

3.2自动焊接

将机器视觉技术应用于自动化焊接，可以最大限度地发挥该技术的功能优点，从而极大地提高焊接工作的质量、效率和安全性。在该技术的实际应用中，其主要的操作测试就是利用计算机图像采集系统来对其进行数据的收集，然后将收集的数据传输到主机进行分析，为相关工作提供依据和指导。此外，需要指出的是，在使用机器视觉技术进行自动焊接时，一定要对操作的细节进行控制，不要造成操作过程的混淆，否则将会影响到焊接的效果。为进一步提高自动化焊接的程度和改善该技术的应用，使机器人进行焊接操作时的精度得到提高，避免在焊接过程中出现错误，导致后续生产活动不能进行，并出现各类安全事故。在使用机械视觉技术来进行自动化的焊接时，可以完全地防止在人工焊接方式下出现的人为失误，尤其是在某些特殊的、较为恶劣的环境中，可以更好地确保焊接的质量和效率[2]。利用机器视觉技术，可以形成一维、二维以及三维的信息，并高效、高精度的集成得到图像，为自动焊接的操作作业提供了可靠的依据。

3.3在工件定位中的运用

从当前的技术发展程度来看，机器视觉技术在工件定位方面也存在着一定的运用空间，具体体现在：在机械制造自动化的实现过程中，可以在生产环境中安装一到两台CCD摄像头，从而对生产活动中的加工零件的位置进行定位，从而达到自动化装卸材料、加工制造的目标。例如，某一企业在机械产品加工流程中，结合自身生产作业条件与产品质量需求，设计了PCB自动化V槽切割装置，并将三台CCD摄像机进行组装，从而对PCB板进行定位检查，从而达到了自动下料的目的，从而提升了整体产品生产效率，降低了人工下料错误发生的概率。

3.4在检测方面的应用

3.4.1检测工件表面缺陷

通过CCD产品表面缺陷检测技术，可以对有缺陷的零件进行高准确度的检测，从而保证了最后生产出的零件的表面质量具有高的合格率[4]。比如，连杆结合面爆口视觉检测系统采用的是方框形式的LED漫反射光，对零件存在切口的部位进行照明，并结合光电耦合CCD零件得到切口部位的电量信号，并以图像处理系统的应用为基础，最后得到分析结果。将所得到的象素值与规范的标准值进行对比，就可以判断工件结合表面是否符合要求。

结语

机器视觉技术是机械制造领域中的核心技术，具有很强的信息采集功能，可以对数据进行深度、全面的分析。因此，在机械制造的自动化发展过程中，一定要强化对这一技术的应用，并把它应用到实际的生产操作中去，找出这一技术存在的缺点和缺点，并对其进行改善，使之能够在机器视觉技术上取得突破和创新，促进机械制造业的进一步发展。

参考文献：

[1]王晏羽,常赫楠,高培哲等.机械制造自动化中机器视觉技术的应用[J].信息记录材料,2022,23(05):104-106.

[2]张鹏远.机械制造自动化中关于机器视觉技术的实践应用[J].流体测量与控制,2022,3(02):1-4.

[3]宋清龙.探究机器视觉技术在机械制造自动化中的应用[J].设备管理与维修,2021(18):123-124.