机械制造中机器视觉技术的应用

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摘要：随着工业技术的不断发展创新，机械制造业逐步摆脱人工的束缚走向自动化生产。飞速发展的现代工业文明对生产制造产品的要求越来越高，机械制造业也对零部件的规格标准要求更加严格，致使很多人类无法完成的或较难完成的工作需要由机器来替代，机器视觉技术在自动化制造过程中的应用就是一个很鲜明的例子。文章通过简单介绍机器视觉技术的原理和机器视觉技术在机械制造自动化中的实际应用，旨在分析机器视觉技术在工业领域的重要作用，为广大研究学者提供一些有意义的参考。

关键词：机器视觉；机械制造；自动化

文明的发展、科技的进步不断推动着现代工业的创新发展步伐，工业的空前发展催生了一系列的科技创新，尤其是在高精尖的机械制造领域催生了机器视觉技术，以机器代替人来完成许多工作。由于机器没有感官功能和生命实体，它能在恶劣的环境下保质保量的完成指定工作，能够快速没有任何疲倦的保持高效的工作效率和工程质量。对于自动化程度颇高的现代机械制造领域，机器视觉技术已成为生产制造中不可或缺的一部分，在生产过程的一些重要环节起着不可替代的作用，机器视觉技术的创新与发展对机械制造自动化领域具有非常重要的作用。

1机器视觉技术简介

机器视觉技术从字面理解即为用机器来代替人的视觉，通过机器采集物体的形状、大小、颜色等代替人的眼睛产生相同的物体的像。通过机器代替人来观察、测量物体，然后由计算机处理并发出下一步的指令控制设备实现进一步的操作。由此可见，机器视觉技术离不来计算机技术和图像处理技术。机器视觉技术不只是单单的由机器代替人的眼睛来实现看的功能，它是集计算机技术、图像处理技术、数字化技术和生物学等众多领域于一身的综合性技术，是人工智能领域的一种应用体现。在机械自动化制造过程中，通过机器视觉技术对器件进行信息采集和测量，经由计算机处理并反馈给机械部件，控制机械来完成指定的工作内容，机器视觉技术一定程度上的代替了人脑功能，帮助人们完成枯燥繁琐的工作。机器视觉技术十分依赖计算机技术，可以说有了如今计算机技术的发展才有了机器视觉技术产生的可能。不仅仅是机械制造业，机器视觉技术以其广泛的包容性、快速灵活的精准性和工作持久的准确性被运用到了诸如食品药品、化工、电子制造等众多工业当中。推动机器视觉技术产生的另一原因是自动化的广泛运用。工业的不断发展创新，原有的手工为主的人力第一的工业现状已不复存在，起而代之的是高度自动化的机器控制制造生产线。正式有了高度自动化的现代工业模式才为机器视觉技术提供了发展空间和应用领域，以为机器视觉技术其实也是自动化的一部分，由于机器视觉技术的整个实现过程都是由机器所实现的，所以机器视觉技术离不开自动化的基础，自动化催生了机器视觉技术。随着计算机技术的不断发展，机器视觉技术也在不断的创新和完善中。计算机技术是当代科学技术的发展代表之一，计算机技术不断在朝着高度集成化和密集化方向发展，势必也将决定机器视觉技术的发展方向同为此。随着机器视觉技术的不断应用和创新和我国自动化制造业的不断发展，机器视觉技术势必将会不断提高被运用于更高端的环境当中。也正是有了机器视觉技术的不断发展创新，自动化产业将会更加快速的向高效化、智能化方向发展。

2机器视觉技术在机械制造自动化中的应用

机械制造业的工作大部分都重复性较大，同时又费时费力，自动化的应用很好的解决了这一问题。机械设备代替了人来完成对器件的测量、加工等工作，大大提高了工作效率，降低了制造成本，提升了企业的利润。在流水线式的生产制造过程中，大量的测量和检测工作均是由机器来完成，这便是机器视觉技术。进行制造业对产品的制造工艺往往有着严苛的要求，很多测量工作常常要精确到毫米级甚至是微米级，人的眼睛很难做到，有计算机技术等众多科学技术组合的机器视觉技术解决了这一难题。机器视觉技术以其机械特性能够大量的、快速的完成检测和测量工作。在一些危险的和恶劣的工作环境中，人无法完成指定的工作，就有机器来代替，由机器来代替人的眼睛来完成视觉工作，采集信息后经由计算机处理并控制设备进行操作从而代替了人们的工作，减轻了人们在工作当中的负担。机器视觉技术以其便利性、高效性和持久性广泛的应用于现代自动化制造的监测、检验和质量控制环节。机器视觉技术在机械制造自动化中的应用主要有以下几种。

2.1应用于器件的测量

首先就是对简单零部件的批量测量，通过光学系统和计算机的处理，对零部件进行照射，由摄像头采集成像交由计算机处理分析，通过两次数据的对比差值，计算出零部件的实际尺寸和形状大小。机器视觉技术对体积小、线条单一的零部件的测量有着显著的优越性。其次是在器件的预调测量中的应用。传统的预调测量是通过人工的进行光学投影定位进行测量，这种测量方法难度较大，对操作人员的技术水平要求较高，同时需要大量的人力来满足生产需求。运用机器视觉技术进行自动化制造中的预调测量，通过三角法将光线投射到零部件表面得到不同形状的条纹从而确定零部件的外观轮廓。机器视觉技术改变了预调测量的工作方式，极大的提高了工作效率和测量精度。器件的磨损度同样也能通过机器视觉技术进行测量。器件的磨损程度很大程度上决定了机器的工作效率和准确性。许多零部件存在特殊的环境之中，无法方便有效的测量其磨损度，通过机器视觉技术能够在不改变器件的工作环境和工作属性的前提下完成对其的磨损度测量，检查是否存在隐患问题。

2.2应用于器件的检验

机械制造的生产过程往往是重复性高的流水作业，由于机械在工作时偶尔也会由于各种因素产生误差和偏失，从而导致生产出的零部件存在缺陷，这种缺陷可能是非常细微的，但是对于精度要求较高的应用领域是不被允许的，所以对所生产的零部件进行检测就显得尤为重要。人工检测不仅费时费力而且还存在较大误差是由人的主观因素所造成的，利用机器视觉技术对生产出来的零部件进行检验是否合格被广泛的应用于工业制造中。由于机器视觉技术所具有的机械特性，使得在检验器件是否合格的过程中，准确性非常高同时效率也很高，大大减小了误差产生的可能性。由此我们可以看出，机器视觉技术的作用越来越重要，在如今机械制造业的自动化不断提高和更加智能化的推动下，机器视觉技术将来的发展与运用前景将会非常广阔，绝不仅仅是如今的简单检测、检验和质量控制方面，机器视觉技术势必会在机械制造自动化领域扮演更重要的角色。

参考文献

[1]杨刚.机器视觉技术及其在机械制造自动化中的应用分析[J].科技创新与应用，2015（8）.

[2]王洪涛.浅析机器视觉技术在机械制造自动化中的应用[J].电子制作，2012（11）.

作者:陈世豪 单位:贵州理工学院机械工程学院