机器视觉技术应用在机械制造自动化中的价值研究

梁华英

摘要：随着科学技术的进步，机械制造业也得到了很大的发展，人们的生活水平也得到了提升。机器视觉技术，对于机械制造业发展有着很大的促进作用，二者相辅相成。本文主要对于机器视觉技术应用在机械制造自动化中的价值进行了研究分析，希望能够为我国机械制造业的发展提供一定的借鉴意义。

关键词：机器视觉技术;机械制造;自动化

随着科技以及计算机网络技术的发展，机械制造已经逐步向自动化发展，我国的机械制造水平也得到了进一步的提升。机器视觉技术的开发和发展，将视频以及影像技术应用到机械生产当中，不仅提升了机械制造的自动化水平，降低工人劳动强度，提高机械加工尺寸精度，大大提高劳动生产效率，从而使生产经济效益得到显著提高，因此，机械机器视觉技术越来越得到社会的关注和应用，希望能够将其在机械制造自动化中发挥出更大的价值。

一、简述机器视觉技术

随着社会的发展，各行各业都在面临着挑战，如果跟不上时代发展的脚步，那么就会被社会所淘汰，对于机械制造领域来说，也是一样。机械制造行业需要加强新技术的创新与应用，使其能够满足社会发展的需要。传统的机械制造技术已经明显落后，机器视觉技术的出现以及应用给机械制造业带来了新的动力，大大提升了机械制造业的发展水平。

（一）机器视觉技术的概念

机器视觉技术是科学技术不断创新发展的结果，它主要是应用机器来模拟人的视觉功能来实现对机械零件生产的把控，但机器视觉技术不只是单纯具有眼部视物的功能，还兼具一部分人腦的作用，即既可以对视觉范围内的客观事物通过图像进行信息收集，还能够后续对成像信息进行加工处理，最终达到实现对生产的零件进行检测、测量和控制的目的，取得实际的应用价值。

（二）机器视觉技术的基本构成

通常工业机器视觉应用系统的构成比较复杂，涉及到的技术种类比较多，主要有与影像学相关的光学成像技术、照明技术、数字图像处理技术，还有与计算机科学相关的计算机软硬件技术、信息处理技术等，再就是与自动化相关的传感器技术、机械工程技术、控制技术等，另外，还有人工智能、云计算、模拟与数字视频等数字技术[1]。

（三）机器视觉技术的工作原理

机器视觉技术的工作原理主要是指将机器视觉系统主要划分为图像获取和视觉处理两部分，机器视觉将抓取到的图像信息传输到图像处理区域，然后再由图像处理单元进行数字化处理，计算机根据成像信息，比如：像素亮度、颜色等分析出实际物品的大小、颜色、形状等信息，从而帮助人们通过机器视觉来对机械生产进行更好的控制，促进自动化的实现。

（四）机器视觉技术的特点和优势

机器视觉技术的应用，相较于传统更多的应用人工去进行机械制造主要有以下两方面的优势：第一，减少误差，提升数据的精准度。因为在传统的机械制造过程中，更多的都是通过人工去操作各个步骤，所以容易因为人为因素产生不利的影响，比如在颜色上容易受到主观因素的干扰，或者由于操作失误，造成零件生产的和要求规格不匹配等。而机器视觉技术可以很好地避免这些问题，不仅使机械制造能够向着自动化、智能化发展，而且能够确保产品质量，提升了机械制造的科学性和高效性。第二，应用能力强。机器视觉技术对于生产设备要求较低，它可以快速地与各个机械设备进行良好的融合，有效地提升了生产效率和产品质量，有利于促进我国制造业的发展和经济效益提升。

二、机器视觉技术在机械制造自动化中的具体应用

（一）在工件精度检测中的应用

传统机械制造工艺主要依靠人工实现，对于工件的精度检测也是由人工应用简单的机械设备来进行，面对高强度、重复率高的工作，人工在操作次数多了之后容易产生懈怠情绪，而且专注力和积极性都会减弱，而且容易因为注意力不集中出现误差，但是工业零件对规格要求较高，否则无法应用，这无疑给产品质量带来了威胁。依赖人工进行检验，无论是对工人数量还是工人的职业技能和专业培养都有着较高的要求，所以，这一方面亟待需要新技术进行创新提升。

机器视觉技术的出现，大大改善了这一生产环节，只要设定好程序则可以完全按照要求就行检测，对于不符合条件的零件可以快速的进行筛除，效率非常高，提升了机械制造自动化的水平。

（二）在工件测量中的运用

1. 高精密工件的测量

机械零件类型很多，需要按照要求进行生产，所以要对零件进行精准测量，尤其是高精密零件，更是要严格控制大小，这就需要相应技术和设备的支持。机器视觉技术能够应用摄影成像系统将零件投射到屏幕上，然后根据图像进行描摹，再由计算机系统进行分析处理，获得高精密零件的图像[1]，然后按照相应的要求也可以进行打样生产。对于一些比较小规格的零件，机器视觉技术也能够进行精准测量，在生产过程中具有很大的优势。

2. 工件预测测量

工件生产除了需要进行精密测量，还需要进行预测测量。新科学技术的应用主要是为了节省人工、提升生产效率，使用机器视觉技术进行预测测量可以起到相应的作用。传统使用光栅数作为预调测量数据的方式，数据不够准确，误差率高，严重影响工件质量。应用机器视觉技术的新测量仪器能够在延续传统测量仪器优势的前提下，提升测量数据的准确度，节省了人力成本、简化了工作流程、提升了生产效率。

3. 逆向工程的的工件测量

机器视觉技术应用价值较高，还可以用于各种工程工件的测量，比如进行逆向工程工件的测量。基于机器视觉技术，进行逆向工程工件测量时运用的是快速轮廓视觉测量技术[2]，投射出的结构光可以延展变形，展现出零件轮廓，并对收集到的数据进行处理分析。

4. 在磨损度上的测量

机械生产制造过程中，会对机器产生磨损，这无疑会影响到生产零件的精准度，所以进行零件生产时还要考虑到机器磨损情况，掌握磨损度的数值。但是磨损度很难进行精准测量和控制，人工也难以进行预判，机器视觉技术则可以对机器零件磨损度进行测量。我们可以依据设置的系统数值来对机器磨损度进行智能监测，当超过预警值则可以对机器进行修理，使其能够保持最佳的运行状态。

（三）在焊接机器人上的应用

进行机器人的焊接工作，流程繁琐，工作危险度高，工作量大，如果能够实现自动化生产，那么意义重大。机器视觉技术可以帮助优化焊接流程、确保数据和各个流程的正确性，大大的提升工作效率和质量。

三、结语

科学技术在不断发展，生产技术需要革新，只有不断提升生产效率，才能够获取经济效益，不被社会发展所淘汰。机器视觉技术作为一项新技术，机械制造业应该对其进行深入的研究分析，发掘它的应用价值，将其应用到机械生产的各个环节，提升生效效率和质量，推动机械制造生产向着智能化、自动化发展，不断提升产业效益。

参考文献：

[1]刘泽宇.机器视觉技术及其在机械制造自动化中应用的探讨[J].中国设备工程.2019（01）.

[2]李卓.机器视觉技术及其在机械制造自动化中的应用[J].科学技术创新.2018（25）.

[3]孙永忠.机器视觉技术及在机械制造自动化中的应用[J].设备管理与维修.2018（15）.