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摘要：机械视觉技术作为一个智能化的机械组件，把它和机械工程自动化应用在一起，能够充分地发挥二者之间的互补作用，实现了“1+1>2”的作用。之所以在机械制造自动化项目中要大力开发与应用机械视觉技术，是基于传统的机械加工制造过程中用到的传感器存在较多的技术盲点这一现状的考虑。本文重点介绍机器视觉技术的含义、机器视觉技术在机械制造自动化中的应用、机器视觉技术在机械制造自动化中的改进三部分内容。
关键词：机器视觉技术；机械制造自动化；应用
不同于传统的机械传感器，机械视觉技术的视觉功能具有三种传感方式：一维传感、二维传感和三维传感，这是机械组件在视觉传感技术上的一次重大突破。机械视觉技术在机械制造自动化中的应用是机械加工制造领域一次重大的技术上的突破，给机械加工制造带来了革命性的变化。这些变化主要体现在机械视觉技术在机械零件检测测量上的应用、机器视觉技术在机械定位上的应用以及机器视觉技术在替代人工上的应用，这在下文笔者将会详细阐述。
一、什么是机器视觉技术？
所谓“机械视觉技术”就是使机械组件像人的眼睛一样具有搜集画面信息、接受画面信息、处理合成画面信息等功能。不同于一般的机械传感器或者我们生活中的摄像机等拍摄机器，机械视觉技术要把获取的画面信息转变成图像信息，然后再把图像信息转变为数字信息。机械视觉技术还具备分析图像信息、合成图像信息、判断图像信息、输出图像信息的能力。机械视觉技术依靠CCD 摄像机来获取外界图像信息，经过简化与数字转换来解析外界图像信息，它能够准确地分析外界图像的线条、颜色、布局等轮廓特征。值得一提的是，在完成上述一系列图像解析的过程中，机械视觉组件所需要的反应时间不足0.1秒。视觉系统需要处理的信息被大量简化，故而处理效率很高。在实际的机械生产和制造中，机械视觉元件因为灵敏度很高，工作情况稳定，在机械加工与制造中已得到了广泛的应用。
二、机器视觉技术在机械制造自动化中的应用
1.机器视觉技术在检测测量上的应用
利用机械视觉技术自主获取、解析、处理外界图像的技术特点，把机械视觉技术用来检测机械制造产品的外观是否存在故障。机器视觉技术检测产品质量的原理是把产品和标准件的规格型号及其性能参数进行比对，并提前在机械视觉电子系统钟预先设计好产品误差，当机器视觉技术检测到不合格的产品的时候就会报警提示生产一线人员将不合格产品撤出生产线，避免其流入市场。用机械视觉技术检测产品的质量具有精度高（毫米、微米级别）、检测灵敏等优点。利用机器视觉产品质量检测系统这一优点，很多大型机械设备零件的质检都要用到机械视觉质检技术。机器视觉技术在检测测量上的另一项重大的应用就是逆向工程中的工件加工质量的检测。所谓逆向工程检测就是利用测量仪器对要定制的工件进行外观技术参数校核。根据测量的关键数据，建立三维坐标模型并用CAD绘图工具对工件参数进行图像加工处理，最后由CNC完成对工件的模型加工。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆机器视觉技术在逆向工程中工件技术参数测量的基础方法是三角法，通过向攻坚结构表面发射平面条纹线结构光，根据线结构光的条纹变化情况，分析工件的表面结构变化情况。
2.机器视觉技术在机械定位上的应用
当今社会，互联网信息技术迅猛发展，人工智能时代即将到来。对于机械制造来说，正在努力朝着完全自动化、无人操作车间等方面发展。全自动和无人化操作要求智能加工设备对待加工的零部件部位需要准确定位，这就需要利用到机器视觉技术来实现精准的机械定位。机器视觉技术的定位功能主要是靠视觉组件上安装的微型摄像机来实现的。国内现已利用机器视觉技术成功地研发了多台不同型号不同功能的自动化机床和智能化车床加工设备，这些设备在实际的生产加工中能够自动地上料、卸料，极大地解放了生产人员的劳动力。例如我国成都的金大立科技有限公司自主研发的PCB全自动V槽切割机，借助于机器视觉技术实现了PCB板在切割机上自主精确定位、上料、下料以及自动旋转切割。视觉组件的定位能力主要取决于安装在它上面的微型摄像头的数量以及像素。在运用该项技术进行机械化加工制造的时候，具体需要使用的微型摄像机的数量和像素要根据产品的加工精度要求来确定。一般来说，采用 100 万像素的 微型摄像机，在定位时间确定为 2 秒的情况下，在 300×300mm 的平面工作台上进行机械加工，在视觉组件上安装 1 个摄像机的定位精度可以达到 0.1mm，安装 2 个摄像机的定位精度可以达到 0.05mm ，如果安装 3 个微型摄像机，视觉组件的加工定位精度可以达到 0.02mm 左右。
3.机器视觉技术在农业上的应用
我国是农业大国，在农业生产机械上运用机器视觉技术，使农业生产机械具备自动化和智能化的作业功能，对于推动我国农业的发展意义重大。近几年来，国内的许多科研院所和高等院校都在致力于农业机械的视觉技术研发。普遍的研发方向是把机器视觉技术和控制导航技术结合在一起。研发涉及的领域包括农作物播种、施肥、秧苗灌溉、作物农药喷洒等多个环节。目前机器视觉技术在我国农业上的应用还处于初级阶段，许多理论知识和技术上的难点还有待进一步开发。
三、机器视觉技术在机械制造自动化中的改进
1.光学技术在机器视觉技术上的改进
利用光栅衍射显示技术，在机器视觉技术上加入光学投影技术，可以大大地提高机器视觉技术在产品检测上的精度。一般来说，含有光学投影技术的机器视觉组件的检测精确度可以达到微米（）的级别，这是一般的机械传感器检测和人工检测的精度所远远无法比拟的。除此之外，激光技术、X射线技术和红外线技术在机器视觉组件上也有很广泛的运用。机器视觉技术精度的提高使得机械制造过程中的微小形变的测量技术发生了革命性的变化。比如对机械轴承弯曲度的测量、机械零件磨损程度的评定以及机器人焊接焊缝的检测上，靠人工和普通传感器根本无法完成，而高精度微米级机器视觉技术却能够很好地做到这一点。
2.机器视觉技术在农业应用上的改进
目前，我国在机器视觉技术在农业的应用方面还存在一些较为突出的问题。比如，机器视觉技术不能适应农作物时刻发生的差异性变化、机器视觉技术目前仍停留于对农作物的静态捕捉阶段等。这些问题都是阻碍机器视觉技术在农业上的推广的技术难关，需要花费一定的时日才能攻克。在农业方面应用机器视觉技术，主要是为了使农业生产设备能够自动化、智能化作业，以解放农民的劳动力。一方面要增强机器视觉技术的数据解析和处理能力，使之能够很好地适应农业作物的差异性变化；另一方面，要提高机器视觉技术在运行中的精确性、高效性以及稳定性。
四、结语
视觉识别技术的研发给我国的工农业设备装上了“眼睛”，使各种工农业设备的应用能力水平得到了空前提高，这对于实现我国的工业现代化水平和农业现代化水平来说，都起到了很好的推进作用。在工业上，机器视觉技术的应用已日趋成熟，无论是机械加工制造过程中的检测测量技术，还是定位技术都已经运用到了实际的生产中。现阶段最核心的问题是机器视觉技术在农业上的应用问题。相信这一技术的应用对实现农业现代化建设和乡村振兴战略都影响深远。
参考文献：
[1]机器视觉技术及其在机械制造自动化中的应用分析[J].王晖.黑龙江科技信息.2017(11)
论文作者:靳璞磊1,邬晨昊1,方平进1,钱荣盛1,王薇2,徐
论文发表刊物:《科技研究》2019年2期
论文发表时间:2019/5/13
标签：视觉论文; 技术论文; 机器论文; 机械论文; 机械制造论文; 图像论文; 组件论文; 《科技研究》2019年2期论文;