机械制造自动化机器视觉技术应用
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摘要：在机械制造行业，视频技术和红外成像技术得到了广泛的应用。机器视觉技术是由计算机技术来模拟人的视觉系统，代替原有的监控人员进行图像理解。凭借其运行速度较快，信息处理量大，以及功能齐全等诸多优点，机器视觉技术在推动自动化水平前进的同时自身也得到了良好的发展。
1机器视觉技术的概念和原理
机器视觉技术其实就是一种计算机模拟人类视觉的智能监控技术。机器视觉测试通过机器代替人体肉眼进行测量和判断。机器视觉系统的工作原理：由CCD摄像机将被摄取的目标转变为图像信号，然后传送到图像处理系统根据实际像素的分布和亮度以及颜色等信息，将其转变成数字信号。这种技术工作速度很快，测量的精准度也非常高，而且噪声比较小，不会产生声音干扰，加上能进行长时间持续性的工作，所以机器视觉技术耗能在各种恶劣环境下进行高质量和高强度的数据信息化处理工作。
2机器视觉技术在工件测量中的应用
（1）机器视觉技术在工件检测中的应用。
在机械制造和汽车制造等行业，生产数量庞大、需部件成千上，而且都是机械化流水批量作业，传统的检测过程中需要大量的专职检测人员。无论是从检测技术人员技能、还是从人体的视觉分辨能力来看，这样的检测结果都会因人的因素而无法达到预期监测目标。而机器视觉技术能够对部件表面的缺陷进行精密准确的探测，所以机器视觉技术在弥补人工检测的各种不足的同时，还能提高检测结果的准确性和节约大量的人力资源，从而实现对产品质量的有效控制。
（2）机器视觉技术在工件测量中能够对重要的零部件进行精密的有效测量。
机器视觉技术的测量由检测系统执行，这个监测系统通过在需要测量的零部件上照射平行光束，然后用光学显微镜放大零件的边缘轮廓，最后再用CCD摄像头对其进行成像处理，从而得出零件边缘轮廓的精确位置。如果要获取位移量，则只需要将测量的零件进行位移后进行第二次测量，计算出两次结果之差。如果在测量的过程中，被测的零件的两条边缘轮廓线出现在了同一个成像中，那么这个位移量也就是被测零件的相应尺寸了。机器视觉技术的监测系统对于大批量零件的生产检查，尤其在对那些体积较小和形状简单的零件进行测量时其结果十分精确。
（3）机器视觉技术对工件的预调测量。
过去人们通常采用光学投影定位的方式对需要测量的零部件进行预调测量，然后用光栅数显表测量读数。这种方式因其在耗费人力资源情况下技术水平要求还较高，所以受员工技术水平的限制工作效率就会难以保障。新型预调测量仪是将机器视觉技术与传统的测量方法进行了一定整合，通过整合的这种新型的测量仪不但简化了对零部件预调测量的操作流程，而且还极大的提高了工作效率以及对工件测量的精确度。
（4）机器视觉技术在工件测量中的逆向工程中的工件测量。
逆向工程通过测量仪测量的数据建立一个三维坐标图，然后用CAD等软件系统对该图像进行加工处理，最后由CNC加工完成模型。数据的测量精确度决定了整个模型的质量，所以数据测量的准确与否是逆向工程成败的关键。伴随着科学技术的快速发展，机器视觉技术被运用到了逆向工程工件的测量中。以快速轮廓视觉测量技术为例：这种技术以三角法为基础，结合线结构光对部件表面的轮廓进行测量，然后在部件的表面投射平面条纹的结构光，从而形成不同的变形条纹。CCD在进行条纹图像摄取时，需要经过视频信号到模拟信号，再到数字信号这样的三次信号转换处理后才能进行保存。将存储的信息输出到监视器中，然后用计算机处理系统对这些图像进行相应的处理，就可以将部件模型图呈现出来。
（5）机器视觉技术在工件磨损测量上的应用。
在实际的件磨损测量测量过程中，由于各种外在因素的限制作用，我们无法对许多工件进行有效的磨损测量。这些限制因素，包括一些工件的测量涉及到对设备进行拆解和工件本身的大小等。而如果用机器视觉技术进行磨损度测量的话，不但可以弥补人工在这方面测量受限问题，还可以使测量结果更精确。
3机器视觉技术在焊接机器人中的应用
机器人焊接其实就是指利用一定的处理技术使焊机具备视觉功能，从而提高机器人焊接的整体质量。视觉功能包括三种传感：一维传感、二维传感、三维传感。一维传感即所谓的单光电，其实就是通过检查组件同时为一个或多个光电接收单位；二维传感的平面陈列成像是通过电或机械扫描来获取的；三维传感其实就是通过对多个一维或二维传感进行信息数据的综合处理。焊接工作往往危险系数都比较大，如像核辐射、水下这样的恶劣环境中都难以进行人工作业。而机器视觉技术就不会过多的受环境因素的影响，在弥补人工作业的不足的同时还能确保焊接的质量。目前，在我国一些大型企业已经对机器视觉技术焊接机器人进行了开发，机器视觉技术焊接机器人和传统的焊接机器人相比，不论是在性能方面还是在功能方面都更为优越、更为强大，应用也更为广泛。目前机器视觉技术焊接机器人在我国航天建设和汽车焊接工艺中的应用都取得了巨大成效。
4结语
机械制造业与机器视觉技术的应用和现代加工业息息相关，通过分析研究可以发现，伴随着机械制造行业对机器视觉技术需求的急剧增加以及其应用范围的扩大，机器视觉技术在各种作业中的需求及技术的不断提高，自身也得到了极大的发展。同时，机器视觉技术的发展也会引领机械制造技术向智能化方向发展进步。
作者：支月蓉 单位：石家庄理工职业学院
