摘要：当前我国的机械制造业正式进入工业4.0阶段，已经在逐步向全面自动化生产方向发展，但同时许多机械对于零部件规格标准的要求也有显著提高，部分零部件的加工生产必须由机器代替，这就要求企业能够对机器视觉技术成熟运用。基于此，本文针对机器视觉技术展开了探讨，并分析了该技术在机械制造自动化的相关生产活动当中的应用。
关键词：机器视觉技术；机械制造；自动化技术；应用
引言
生产科技的不断进步促使着我国机械制造行业整体水平的提升，特别是机器视觉技术在机械制造自动化生产当中的应用，在很大程度上提高了机械制造的生产效率。该技术的核心原理即为视频影像以及应用型红外线成像技术，通过总结实践经验教训可以发现，科学合理地运用机器视觉技术，既能够大幅减少劳动力资源的浪费，还可以明显提高机械生产的工作效率，为国内机械制造行业提供强有力的保障。
1机器视觉技术的概述
机器视觉技术实质是指通过机器代替人眼对零部件或其他工件进行判断测量的技术，即借助计算机技术对工件进行三维立体的测量识别，将以往的工件实体处理转变为图像、视频等视觉感官信息处理。该技术特点鲜明：灵敏度高、速度快、精准度高，并且噪音较小、抗电磁能力强，十分便于应用在自动化制造技术当中，在一定程度上解放了劳动生产力，并且大幅度提高了生产制造效率，在目前国内机械加工制造行业内部应用相当广泛，比如在部件实时监控、工件非接触测量以及检测图像采集等方面。当前该技术已经趋于成熟，并且逐步发展为现代测量测试的核心技术，对机械制造加工有着非常重要的作用。
2机器视觉技术的原理及组成
机器视觉技术在实际应用中拥有特定的工作系统，其中包括光源、摄像分拣机构、图像采集装置、计算机、打印机、信息显示器、传送器以及光敏传感器八个部分构成。该系统在实际工作中，将图像摄取装置采集到的波信号经过数字处理转化为图像信号，然后经过计算机传递处理，借助专业的影像处理系统对图像信号进行数字化处理，根据像素、颜色及亮度对比度分布的差异，最终将其转化为直观的数字信号，以便相关工作者对其进行判断评估。
3机器视觉技术在机械制造自动化技术当中的应用
3.1解决工件间相对位移问题的应用
（1）零件的测量。检测系统主要分为计算机处理系统、光学系统以及CCD摄像头，利用其照射平行光束于需测量零件，从而提供光源，通过显微光学镜来将零件边缘轮廓进行放大，从而确定零件边缘轮廓的具有位置。如果想得到位移量，则把测量两件位移后再测量即可，得出两次结果之差，如果测量时，所测零件的两条边缘轮廓线在相同成像内出现，那么这一位移量及时所测零件对应尺寸。这一系统在测量检查数目较多的生产零件，尤其是一些体积相对较小，形状较为简单的零件进行测量检查时优势较为明显。
（2）工件预调测量。在工件预调测量中，机器视觉技术作用十分明显。新型预调测量仪器从一定意义上来说，实现了传统预调测量仪器和当前较为常见机器视觉技术整合，改变了原先预调测量中要求人力及水平高的缺点，促进了工作效率的提高，在一定程度上节约了人力资源，操作过程进一步简化，和现代社会发展要求更为相符。
（3）逆向工程中的工件测量。当前科技不断发展，在逆向工程工件测量过程中，机器视觉技术得到了广泛应用，也就是快速轮廓视觉测量技术，这一技术以三角法作为建立基础，通过线结构光来对工件表面轮廓进行测量。将平面条纹结构光投射于工件表面中，从而产生了不同条纹变形，分析表面轮廓 变化。CCD来摄取条纹图像时，需通过3次信号转后才得以保存，经由视频信号、模拟信号、数字信号。并把存储信息向监视器传输，采取计算机处理系统来对图像急性处理，从而得出工件模型图。
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（4）磨损度的测量。在机械制造过程中，测量磨损度也十分关键。许多机械设备工件因未能对因素充分考虑使测量磨损度进展困难，例如在对切割机磨损度进行测量时，因这种机械设备携带有利刃，对其测量需要把有关刀具进行拆除，在一定程度上增加了测量的难度。为尽量减少出现这种情况，需要按照有关机械设备具体情况来选取相应机器视觉技术来对磨损度进行测量，尽量使测量中所需考虑因素减少。
3.2关于工件检测的应用
机器视觉技术具有灵敏度高、精准度高的特点，因此在零部件精准测量方面的应用极为广泛，比如可以应用在工业电路板的检测工作中，提高检测结果的准确可靠性，对不符合产品规格的电路板进行修改或者淘汰，进而使工业电路板的质量得到保障。利用机器视觉技术检测工业电路板可以保证工业电路板的质量，减小传统人工检测给产品质量带来的质量缺陷，进而促进工业电路板检测工作更加专业化、规范化。机器视觉技术在工业电路板检测中应用的最显著的专业性优势就是利用该技术可以对被测部件进行全方位扫描检测，从而了解电路板表面区域线路连接的情况甚至更细小的部位信息。对电路板进行无死角的检测能够更加准确地定位缺陷部位，使电路板质量得到充分保障。
3.3关于工件焊接的应用
工件焊接对于人工操作的要求非常严格，焊接位置、焊接时间以及焊接环境都是人工焊接所面临的问题，高空、高温等成为焊工们的负担，而机器视觉技术在焊接工作的应用，在很大程度上解决了这一问题。借助计算机将该技术装置安装到焊接机器人的系统内部，不仅可以代替人工完成一些高难度、高要求的焊接工作，而且对其工作效率以及质量也有很好的保障。在实际操作过程中，焊接机器人的信息处理系统会借助机器视觉技术收集并分析数据结果，然后精确计算出焊接点的位置，明显改善传统人工焊接工作在焊接工作中误差大、可操作性差的缺点。另外在喷溅的环境中，焊接机器人的应用还可以有效避免焊工受到伤害。
3.4机器视觉技术激光检测系统
目前，国内外对于机器视觉技术激光检测系统的应用已经非常广泛，而且检测效果相当明显，比如在机械加工、电子加工以及汽车制造检测等行业的生产制造。其中最著名的应用案例就是福特汽车和凯特拉普公司在北美汽车研究所的研究，利用三维图像成像技术，借助激光雷达在7秒内完成对大型工件箱的整体扫描检测，然后借助三维成像的数学模型，识别确定机械手抓取工件的最佳落手点，从而机械手视觉成像系统得出最终的计算结果，将工件箱准确的放到传输带里面，最终完美解决了现代流水线生产中的最后一项自动化问题。这不仅给大型流水线生产提供了技术支持，也是机械制造自动化的重要技术支撑，为将来的自动化技术发展提供了强有力的专业基础。
4结束语
综上所述，机器视觉技术在机械制造自动化技术当中的应用已经相当普遍，而且对于提高工作效率、保障生产质量以及解放劳动力有着非常重要的作用，很大程度上促进了机械制造与检测行业的发展，所以我们应该加强对这项技术的研究和应用，以保证机械制造行业的快速发展，从而推动社会经济的进步。
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论文作者:张佩新
论文发表刊物:《基层建设》2017年第34期
论文发表时间:2018/4/2
标签：技术论文; 工件论文; 视觉论文; 测量论文; 机器论文; 机械制造论文; 电路板论文; 《基层建设》2017年第34期论文;