孫京偉 聶鑫

（東岳機(jī)械股份有限公司 山東省臨沂市 276000）

我國的機(jī)械制造領(lǐng)域目前呈現(xiàn)急速發(fā)展的趨勢，其技術(shù)體系以及整個技術(shù)環(huán)節(jié)在機(jī)械制造過程中完成增長，實現(xiàn)全面的優(yōu)化調(diào)整。目前，在調(diào)整過程中，需要對整個機(jī)器視覺技術(shù)進(jìn)行優(yōu)化，以保障機(jī)器視覺技術(shù)能夠在自動化領(lǐng)域中實現(xiàn)有效的應(yīng)用。在開展過程中，整個應(yīng)用范圍隨著技術(shù)體系的增長不斷提升，其為機(jī)器視覺技術(shù)的發(fā)展提供了更好的優(yōu)化機(jī)遇。因此，本文將就機(jī)器視覺技術(shù)在機(jī)械制造自動化中的應(yīng)用展開討論，并根據(jù)其整個自動化應(yīng)用的特性進(jìn)行分析，研究并提供合理且有效的參考。

1 機(jī)器視覺技術(shù)

為了確保對機(jī)器視覺技術(shù)能夠完成有效認(rèn)知，需要對機(jī)器視覺技術(shù)進(jìn)行基本概述。目前，機(jī)器視覺技術(shù)是我國科技發(fā)展的全新領(lǐng)域，其推動機(jī)器制造的整個技術(shù)水準(zhǔn)能夠得到全面增強(qiáng)。機(jī)器視覺技術(shù)在發(fā)展中，其與紅外線成像技術(shù)以及視頻技術(shù)進(jìn)行連接，以確保其應(yīng)用范圍能夠完成廣泛性的特征。機(jī)器視覺技術(shù)在此基礎(chǔ)上進(jìn)行延伸，可以利用計算機(jī)，能夠取代人眼對物品進(jìn)行識別，并進(jìn)行工作模式分析，對某些尺寸能夠進(jìn)行精密測量。針對于工作場所，可以避免工作環(huán)境惡劣因素對于人工的影響，其依托于機(jī)器視覺技術(shù)，可以實現(xiàn)全面作業(yè)。該技術(shù)推廣可以提升企業(yè)的工作效率，并節(jié)約勞動資源。機(jī)器視覺技術(shù)可以利用計算機(jī)模擬人類的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)以及視覺功能，并提取出物品的詳細(xì)信息。經(jīng)過識別、分析后，進(jìn)行測量。在視覺系統(tǒng)中，絕大多數(shù)使用CCD 攝像技術(shù)，能夠確保對整個機(jī)器視覺技術(shù)實現(xiàn)進(jìn)一步完善。為后續(xù)發(fā)展提供全新的處理模式，使圖像、顏色、亮度等能夠進(jìn)一步優(yōu)化，根據(jù)此類特征判斷出執(zhí)行指標(biāo)。并根據(jù)檢測結(jié)果，能夠完成對應(yīng)的操作指示。該技術(shù)能夠具備工作速度極快且運(yùn)行噪聲低、測量精度高的優(yōu)勢，且能夠更好的適應(yīng)環(huán)境，以使數(shù)據(jù)信息化處理程度能夠更好提升。

2 機(jī)器視覺技術(shù)的應(yīng)用價值分析

針對于機(jī)器視覺技術(shù)而言，在我國需要就機(jī)器視覺技術(shù)的應(yīng)用價值進(jìn)行分析，以保障機(jī)器視覺技術(shù)能夠在各領(lǐng)域中都能展示出良好的應(yīng)用模式。機(jī)器視覺技術(shù)憑借學(xué)科技術(shù)進(jìn)行交叉、融合，因此機(jī)器視覺技術(shù)對于數(shù)據(jù)采集以及數(shù)據(jù)處理具有良好的特性。機(jī)器視覺技術(shù)的應(yīng)用價值可以體現(xiàn)在以下兩個層面：

（1）針對于機(jī)器視覺技術(shù)的應(yīng)用及其視覺技術(shù)應(yīng)用，可以體現(xiàn)出極佳的客觀性以及公正性。例如，在機(jī)械制造中，以自動化生產(chǎn)工作進(jìn)行分析，整個監(jiān)測工作均是靠以往人為視覺進(jìn)行產(chǎn)品的監(jiān)測研究。通過人眼觀察，以檢驗整個產(chǎn)品的尺寸、型號、形狀等，但人眼自身具有明顯的主觀意識，極容易導(dǎo)致整個監(jiān)測結(jié)果無法得到保障，這也是一直困擾整個機(jī)械制造中的重點因素。通過機(jī)器視覺技術(shù)，改變傳統(tǒng)的檢測方法，可以模仿人類視覺功能，對機(jī)械制造自動化產(chǎn)品完成全面監(jiān)測。不僅可以提升其真實信息，同時亦可以提升檢測數(shù)據(jù)，保障整個檢測數(shù)據(jù)能夠在現(xiàn)有基礎(chǔ)上更加精準(zhǔn)、高效；

圖1：機(jī)器視覺技術(shù)工件檢測

（2）機(jī)器視覺技術(shù)可以完成機(jī)器制造業(yè)自動化生產(chǎn)、檢測，具備極佳的適應(yīng)能力?？梢栽诙虝r間內(nèi)，將整個機(jī)器視覺技術(shù)的測量精度以及檢測效率有效提升至預(yù)測范圍內(nèi)。

3 機(jī)器視覺技術(shù)在自動化技術(shù)中的應(yīng)用分析

3.1 在工件檢測中的應(yīng)用分析

針對于整個機(jī)器視覺技術(shù)而言，其在機(jī)器視覺技術(shù)的應(yīng)用中，對工件檢測領(lǐng)域應(yīng)用機(jī)器視覺技術(shù)，能夠發(fā)揮出其自身的特性，有效的檢測出機(jī)器表面的缺陷。在機(jī)械加工、內(nèi)燃機(jī)、摩托車以及相關(guān)領(lǐng)域利用機(jī)器視覺技術(shù)，能夠完成大規(guī)模的生產(chǎn)發(fā)布，以確保機(jī)器視覺技術(shù)能夠在現(xiàn)有基礎(chǔ)上進(jìn)一步提升企業(yè)技術(shù)檢測標(biāo)準(zhǔn)。例如，在檢測過程中，若使用常規(guī)的人工檢測方法，則需要花費大量的人力、物力，很容易導(dǎo)致檢測人員出現(xiàn)疲勞，在檢測精度上出現(xiàn)人為下降。此外，檢測人員受自身的技術(shù)差異影響，其檢測過程缺乏規(guī)范化理念，因此檢測結(jié)果不精準(zhǔn)，無法完成精準(zhǔn)監(jiān)控，很容易影響產(chǎn)品性能。而機(jī)器視覺技術(shù)則可以有效彌補(bǔ)出人工檢測出現(xiàn)的各項不足，并對具有一定缺陷的部件進(jìn)行標(biāo)記、控制，節(jié)約人力資源，全面提升檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性。例如，在生產(chǎn)連接連桿結(jié)合口檢測中，其整個結(jié)合面破口線長度其可以控制在2.5mm 內(nèi)。機(jī)器視覺檢測技術(shù)在工作區(qū)域內(nèi)，可以進(jìn)行LED 漫反射。利用光電耦合CCD 軟件，將整個反射圖像轉(zhuǎn)化為電子信號，并通過系統(tǒng)處理結(jié)合與標(biāo)準(zhǔn)圖像進(jìn)行重疊，以有效的計算出整個標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)結(jié)果。在應(yīng)用過程中，采用對比形式，可以設(shè)置灰度二值化光源以及相關(guān)的閾值，完成標(biāo)準(zhǔn)工具設(shè)定。目前，關(guān)于機(jī)器視覺技術(shù)的后續(xù)優(yōu)化，我國目前已經(jīng)與激光機(jī)器檢測系統(tǒng)進(jìn)行連接，并使之成為機(jī)械加工生產(chǎn)以及制造領(lǐng)域的重點研究領(lǐng)域，并取得理想成果。結(jié)合數(shù)據(jù)模型以及三維成像技術(shù)，將會保障機(jī)器視覺技術(shù)在7 秒內(nèi)完成所有零件的掃描（以一臺汽車所有零件為測試目標(biāo)）。我國在目前視覺檢測技術(shù)中，運(yùn)用激光模式，可以將CCD 技術(shù)以及激光技術(shù)作為視覺傳感器，完成測量物體的三維指標(biāo)，提升工作效率（如圖1）。

圖2：機(jī)器視覺技術(shù)機(jī)器人焊接

3.2 在工件測量中的應(yīng)用分析

利用機(jī)器視覺技術(shù)，在工件測量中，其能夠發(fā)揮自身的應(yīng)用價值，完成精密測量。其整個檢測系統(tǒng)流程包含計算機(jī)處理系統(tǒng)、CCD 攝像頭以及相關(guān)的光學(xué)系統(tǒng)。在檢測過程中，機(jī)器視覺技術(shù)具有明顯的工作優(yōu)勢。其通過測量的零件，可以為其平行光束提供光源并利用顯微光學(xué)鏡進(jìn)行細(xì)致觀察，完成零件邊緣輪廓的放大。隨后，使用CCD 攝像頭，輸入至整個計算機(jī)處理系統(tǒng)內(nèi)，完成數(shù)據(jù)值的掌控，以得出零件邊緣輪廓的精準(zhǔn)位置。要想在測量過程中能夠得到精準(zhǔn)測量，就需要將測量零件進(jìn)行位移，完成二次測量，以計算出兩次測量的成果差別，并作記錄，以作參考。在測量過程中，其測量零件的邊緣輪廓線出現(xiàn)在同一成像中，則判定為合格。因此，在機(jī)器視覺技術(shù)中，可以大規(guī)模完成零件的測量。特別是針對于體積較小或形狀較為簡單的零部件，檢測具有無可比擬的優(yōu)越性。

機(jī)器視覺技術(shù)亦可以對整個工件進(jìn)行預(yù)調(diào)測量，在工作中與以往常規(guī)的工作預(yù)調(diào)測量相比，其以往的工作預(yù)調(diào)測量方式采用光學(xué)投影定位，完成整個測量讀數(shù)。但此種方式技術(shù)水準(zhǔn)要求較高，且耗費較多的人力資源，工作效率無法保障。但在后續(xù)的改進(jìn)過程中，其利用機(jī)器視覺技術(shù)，可以針對整個管理水準(zhǔn)進(jìn)行合理且精準(zhǔn)的使用，降低整個消耗資源，在新型機(jī)器視覺技術(shù)中運(yùn)用預(yù)調(diào)測量儀，將傳統(tǒng)的測量方法以及機(jī)器視覺技術(shù)進(jìn)行結(jié)合，完成自動化控制、自動化計算。在機(jī)器視覺技術(shù)的整個系統(tǒng)處理中，其整體有效的顛覆了整個預(yù)調(diào)測量的方案，簡化了操作流程。

在逆向工程中，其亦可以有效地完成工件測量。逆向工程可以利用測量儀對定制工件進(jìn)行測量，并根據(jù)測量數(shù)據(jù)，建立整個設(shè)備坐標(biāo)體系。使用CAD、CAM 系統(tǒng)完成圖像的后續(xù)加工，達(dá)成有效的應(yīng)用方案。隨著整個科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，其機(jī)器視覺技術(shù)被用至逆向工程的工件測量中，能夠快速的建立三角法，利用線型結(jié)構(gòu)進(jìn)行工作表面的融合測量。在工作表面，設(shè)置平面條紋結(jié)構(gòu)中，能夠根據(jù)整個工件表面輪廓變化進(jìn)行分析。在進(jìn)行條紋圖像攝取時，通過CCD 技術(shù)進(jìn)行三次信號轉(zhuǎn)換后，亦可以進(jìn)行保存，完成視頻信號模擬、信號數(shù)字信號的轉(zhuǎn)化，將整個儲存信息輸入至監(jiān)視器。以保證計算機(jī)處理系統(tǒng)能夠進(jìn)行批量的圖像處理，得出工件模型圖。

利用機(jī)器視覺技術(shù)，可以有效的對工件磨損度進(jìn)行測量。且在測量過程中，能夠避免受因素限制，對工件進(jìn)行全面的磨損度測量。例如，在進(jìn)行高速切割的刀具磨損測量時，利用機(jī)器視覺技術(shù)，可以避免拆卸刀具，簡化測量難度。

3.3 在焊接機(jī)器人的應(yīng)用分析

在整個焊接機(jī)器人的應(yīng)用過程中，利用機(jī)器視覺技術(shù)，可以確保機(jī)器視覺技術(shù)利用X 光探傷儀以及紅外測量儀等，對機(jī)器焊機(jī)器人的焊接質(zhì)量進(jìn)行檢測、分析，從而優(yōu)化機(jī)器人焊接質(zhì)量，提升整個焊接效率。在視覺功能中，可以利用一維傳感以及三維傳感等，檢測多個組件，并將其設(shè)定為單光線。并利用機(jī)械進(jìn)行掃描獲取，得出信息模型，完成綜合比對。且由于焊接工作危險系數(shù)較大，因此較多操作很難實現(xiàn)人工測量，這對于工作環(huán)境而言也很容易產(chǎn)生較多的干擾。例如，在核輻射環(huán)境或水下等環(huán)境，人工無法進(jìn)行操作，稍有不慎，便會引發(fā)安全事故。而利用機(jī)器視覺技術(shù)，則可以有效彌補(bǔ)了人工作業(yè)的不足，能夠完成數(shù)據(jù)的實時獲取。在惡劣的工作條件以及高危險系數(shù)的焊接要求中，利用機(jī)器視覺技術(shù)可以提升焊接性能，并確保焊接質(zhì)量。

目前，針對于熔池形狀、焊道控制、焊縫跟蹤等，機(jī)器視覺技術(shù)得到了顯著的推廣、應(yīng)用，進(jìn)一步提升了機(jī)器人焊接智能化、自動化的處理程度。且焊接過程較為復(fù)雜，通過視覺系統(tǒng)的應(yīng)用，可以降低整個焊接中的難度，避免難以實現(xiàn)的推廣。因此，需要進(jìn)一步了解機(jī)器視覺技術(shù)在整個系統(tǒng)中的實時性、可靠性以及智能性。對于焊縫、焊接路徑等調(diào)節(jié)，可以根據(jù)機(jī)器視覺技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)行研究。目前，較多企業(yè)針對于機(jī)器視覺技術(shù)而言，已經(jīng)完成了焊接機(jī)器人的開發(fā)。機(jī)器視覺技術(shù)與焊接機(jī)器人進(jìn)行聯(lián)合，可以保證焊接機(jī)器人性能更加優(yōu)越，焊接機(jī)器人能夠完成更多繁瑣操作，在應(yīng)用領(lǐng)域能夠得到更好發(fā)展（如圖2）。

4 結(jié)束語

綜上所述，在整個機(jī)械制造行業(yè)，利用機(jī)器視覺技術(shù)，可以對相關(guān)的工件以及工作流程進(jìn)行簡化。機(jī)器視覺技術(shù)的應(yīng)用需求愈加龐大，且應(yīng)用范圍也實現(xiàn)全面調(diào)整。對于該技術(shù)，可以在現(xiàn)有領(lǐng)域進(jìn)行優(yōu)化，推動機(jī)器視覺技術(shù)的全面發(fā)展。目前，我國非常重視該項技術(shù)的發(fā)展研究。在機(jī)器視覺技術(shù)的應(yīng)用過程中，投入大量的人力、物力資源，在良好的發(fā)展形勢下，機(jī)器視覺技術(shù)已經(jīng)突破傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集模式。并融合分析、處理、判定等，使其具備更多的開放性，與自動化技術(shù)進(jìn)行緊密結(jié)合。在未來發(fā)展中，能夠完成該項技術(shù)的未來發(fā)展趨勢，且隨著技術(shù)的不斷發(fā)展進(jìn)步，能夠完成機(jī)器制造的智能化處理。利用機(jī)器視覺技術(shù)，可以推動我國科技水準(zhǔn)，全面完成機(jī)械制造業(yè)的全面發(fā)展。為了更好提高機(jī)械自動化的產(chǎn)品質(zhì)量，提升產(chǎn)品精準(zhǔn)度，利用機(jī)器視覺技術(shù)，可以在自動化處理中，使商品具備自身的應(yīng)有價值。降低人力操作成本，強(qiáng)化工作效率，對未來工業(yè)領(lǐng)域以及制造業(yè)等具有明顯的發(fā)展意義。