机器视觉技术及其在机械制造自动化中的应用

（临沂职业学院，山东 临沂 276000）

一、机器视觉技术的技术原理构成

（一）机器视觉技术原理

机器视觉技术是多学科技术交叉而形成的可用于先进机械制造生产的技术，它集合了图像技术、信息电子技术以及神经生物技术等。机械视觉技术具有良好的视觉功能，可以多种监测区域内实现各种数据信息的集中采集，挖掘相关的数据信息，达到对数据信息进行二次筛选的效果。

（二）机器视觉技术优势

机器视觉技术的优势主要在于有较强的客观性和公正性，机器视觉技术在自动化生产过程中的客观性与公正性比较高，该技术可以有效减少人为因素的干扰，能够对机械制造生产产品的规格、型号、尺寸等进行全面的观察，有助于提高机械设备管理的科学性与合理性，从而更好地适应了智能化时代的生产需要。机器视觉技术目前已经在机械制造自动化领域得到了广泛的应用，机器视觉技术与机械设备之间有较强的适应性，可以在短时间内提高检测的效率与范围。

二、机械视觉技术的应用方向

（一）应用于质量监测

机器视觉技术的价值主要体现在监测生产线产品的质量方面，通过机器视觉技术可以保证生产线按照标准化的要求运营。机器视觉技术采用对产品的外观进行监测的方法，它通过一系列智能化的监测装置对产品的外观进行检测，做到清晰地反映图像外观，并且在数据对比中准确认识部件外观的缺陷。目前这种检测方法已经广泛地用于大型零部件的生产线监测方面，例如，汽车、轮船、火车、飞机零部件以及军工产品的零部件的生产都采用了这种方法。随着机器视觉技术的快速发展，还可以通过机器视觉技术对曲轴进行监测，运用机器视觉技术可以达到识别轻微弯曲的效果，而且这种识别是我们人类肉眼无法做到的。我们知道，像曲轴这种零件，结构复杂，制造要求精度高，所以运用机器视觉技术是相当必要的。而且，当代视觉监测技术还可以对机械部件的孔洞内的细节进行监测，尤其可以用于对机械部件的横截面连接处进行检查，这些部位的问题我们人类用肉眼无法看到。监测人员在监测前应当对合理的设定监测标准，有效地防止监测时的误差等一些较大的问题，做到依据标准值对产品的质量进行监测。目前机器视觉监测技术还可以向着红外线扫描、声呐扫描方向发展，也可以把X 光技术运用其中。

（二）应用于制造测量

机械制造自动化运转需要对机械制造的过程进行全面地测量，做到对产品生产标准进行全方位检测，如果检测结果超出误差规定的范围，那么生产过程就会存在问题，会导致生产出不合格产品的问题。首先，机器视觉技术可以用于生产过程中的精准度测量，通过测量比较得出零部件生产标准是否属于合格范围。例如，机器视觉技术可以用于测量零部件的长度、大小和接口是否准确，基于标准件的测量值对在线生产件进行比对，这样才能保证后续检测产品质量达标。其次，在机械制造中机器视觉技术具有广泛的应用空间，通过机器视觉技术可以确定零部件的固定位置，确定测量点之间的距离，在机器视觉技术的扫描下形成直观的图像，做后达到准确计量距离参数的效果。第三，机器视觉技术的测量是按照由易到难的原则进行测量的，为了达到进行复杂测量的目标，还可以把测量工作分成几个部门，将各部分测量好的数据进行整合。目前机器视觉技术还增加了光学投影技术，通过光栅这一等宽平行夹缝光仪器的测量，可以进一步提高测量的精度。目前光栅可以达到微米级别的测量效果。运用高精度的测量设备可以保证机械制造自动化更加高效地运转，有效地减少机械设施自动化存在的误差因素。第四，通过机器视觉技术还可以进行逆向工程测量，基于零部件的测量得到零部件的三维立体数据，运用CNC 制造机械部件的模型，这样可以得出更加准确的模型图，从而对机械制造自动化进行动态化的管理，深刻地分析机械制造自动化的运转情况，满足优化整改的需要。

（三）应用于焊接机器人

在机械制造的过程中不可避免地存在设备磨损的问题，由于各种零部件的磨损，导致机械制造精度的不断降低。由于设备焊接工作的危险较大，因此在生产的过程中容易对人员造成一定的风险，可以利用焊接机器人进行工作，这种操作不需要人工进行。机器视觉技术可以用于机械设备探伤，运用视觉红外线技术有助于增加焊接机器人的视力，提高焊接机器人工作的质量。机器视觉技术可以提供一维、二维和三维3 种传感技术辅助开展焊接工作，达到接收机械设备零部件故障信息，对机械零部件进行平面扫描，以及达到对各种零部件信息进行融合处理的效果。虽然拥有机器视觉技术的焊接机器人的应用还不广泛，其技术领域还有许多问题需要完善，科学家还要进一步帮助焊接机器人实现智能化和可控制的精准焊接，从而达到全面提高焊接质量，建立自动化的管理状态，推动我国制造业的快速发展，提高机器人运转质量的目标。

三、结语

机器视觉技术是机械制造的重要组成部分，机器视觉技术具有强大的信息采集功能，以及数据分析功能，可以更加智能化地实施数据信息的传输，从而满足自动化的开展机械制造管理的需要。在机械制造行业日益向着开放性方向发展的当下，应当对机器视觉技术加以不断地完善。本文认为机器视觉技术现在已经应用于质量监测、工程测量、精确焊接等广泛的领域当中。