机器视觉技术在现代汽车制造中的应用探索

廖冰

摘 要：在我国科技水平不断升高的背景下，机器视觉技术得到了快速发展，其通过智能、自动化等优点而被广泛应用于我国的现代工业生产中，汽车制造业也不例外。机器视觉技术主要包括视觉测量、视觉引导和视觉检测这三项技术。机器视觉测量技术主要是对产品的尺寸等进行测量，以保证产品合格;机器视觉引导技术主要是对生产机器进行引导，保证其能自动化完成搬运、钻孔等工作，以提升汽车制造效率和质量;机器视觉检测技术主要是对产品质量和制造工艺进行检测，及时发现其中的不足，并有效降低生产成本。由此可见，机器视觉技术在现代汽车制造作业中发挥着重要的作用，如何将该技术更好的应用于汽车制造工业中是每个制造人员都应该思考的问题。

關键词：机器视觉技术;现代汽车制造;作用;具体应用

1 引言

随着市场的扩大和经济水平的快速提升，我国现代汽车制造行业得到了长足的发展，其不仅能够满足人民的基本出行需求，还能够带动其他行业的共同进步。我们知道，传统的汽车制造行业还面临着制造效率低、生产成本高、汽车装配质量不高等的问题，使得汽车制造作业不能正常有序的开展下去，也为该行业的发展增加了难度。而将机器视觉技术应用于其中就能够很好的解决以上出现的问题，大大提高了汽车制造效率和质量，推进了整个行业的进步。本文先是阐述了机器视觉技术的内涵和其所发挥的作用，后又对其在现代汽车制造中的具体应用进行了分析，旨在促进现代汽车制造行业的高效发展。

2 机器视觉技术概述

2.1 机器视觉技术的内涵

机器视觉技术主要通过提取被测对象的图像的相关信息，从而达到检测目的，具有高速、测量结果精确、测量范围大等的优点。其主要将CCD和CMOS摄像头与光学系统、图像系统、数字处理系统等进行结合，将被摄取目标转化为图像信号后，再通过相应系统转化为数字化信号，后图像系统再根据这些信号来开展运算，得出检测结果，这样就能够满足不同环节、不同产品的检测要求。目前，机器视觉技术因其优点已被广泛应用于我国现代工业中，如标志识别、产品检测等领域，能够有效提高行业生产效率，大大减轻工作人员的工作压力，有助于行业的长远发展。

2.2 机器视觉技术的作用

2.2.1 具有识别、读码和可追溯性

商品识别条形码已在我国各个领域广泛应用，汽车制造行业也不例外，如在汽车发动机、变速箱等产品上的应用。但商品识别条形码的可追溯性不强，而二维码内包含着更多的产品信息，因此，相关产业需要进一步在产品上打上二维码，再经过读数头的识别和采集，送至中央监控室的服务器中。通过二维码和条形码的整合，当行业需要时，可以通过扫描来进行有针对性地查询，而读数头对二维码的扫描解读工作正是机器视觉技术的图像识别功能。这也就表明了机器视觉技术具有识别、读码和可追溯的作用，将其应用于现代汽车制造行业中将大大提升汽车制造效率，保证车身制造质量，以及能够对产品质量保留追溯的权利，这就有利于现代汽车制造行业的长远、高效发展。

2.2.2 保证生产作业的正常进行

在现代汽车制造业中，批量生产条件下经常面临着零件错装、漏装、安装不合适、匹配不成功等的现象，这就给汽车制造作业增加了很多麻烦，影响汽车制造进程。而将机器视觉技术应用于其中便能够解决以上问题，通过视觉辨识功能和检测功能，有针对性地对各个零件进行检查和配对，且自动化技术也为工作人员提供了便利，减少了错误发生的概率，从而使得汽车制造生产作业能够正常有序的开展下去。

2.2.3 提高制造过程的柔性

目前现代汽车制造业的发展方向是采用多元化、柔性化的混线生产模式，以此来提升生产效率和质量，且提高应变能力，从而很好的满足市场发展的需求。在机器视觉技术中的工件识别技术便能够很好的实现柔性生产模式。如为了在同一条自动线上同时生产两种发动机的四种凸轮轴，需要采取在工件指定二档轴颈间标志的方法，标志主要是实现加工在轴间的1-4道环带。当这一工序进行到凸轮轴的最终检测环节之前时，工件识别技术便能够通过读取标志对工件进行识别，然后发出相应的控制信号，从而执行下一道工序，这样就能使制造过程更具柔性的开展下去。

3 机器视觉技术在现代汽车制造中的具体应用

3.1 机器视觉测量技术的应用

传统的汽车制造过程中，测量环节主要依靠三坐标机来完成，其不仅不能支持在线测量，且测量效率低，测量数据量严重不足，这就使得汽车制造的时间成本、人工成本等有所增加，工作开展缓慢，不利于汽车制造也获得更到的效益。而将视觉测量技术应用于现代汽车制造中，便可以为制造环节提供稳定且准确的数据支持，其主要通过固定式在线测量站及机器人柔性测量站等在线测量系统，监控车身尺寸及波动尺寸，实现从汽车部件到整车的全程监控测量，以确保生产零件和整车的质量，同时也能够对汽车进行全方位的细节分析，以及时发现其中的问题，以保证汽车制造作业开展的质量。而机器视觉测量方法主要包括以下几个方面：第一，激光在线测量。这种测量方法对于环境的要求不高，能够实现对车身进行百分百的实时在线测量，且通过计算机输出数据汇报表，自动分析生产作业的进行情况，及时反映车身存在的尺寸偏差，以利于后期的修改。第二，蓝光扫描测量。该技术与传统三坐标机测量方法不同，其可以实现对车身整体尺寸的测量与分析，获得高密度的测量数据，测量效率更高，评价更加全面，且安装调试也较简便，能够满足大型构件测量范围的需求。第三，反射条纹偏折测量。其主要针对汽车涂装表面质量测量环节，具有分辨率高、测量范围大、结构简单、对环境要求不高、成本低等的优点。

3.2 机器视觉引导技术的应用

机器视觉引导技术主要结合了视觉检测技术与机器人运动原理，可以根据操作工件的变化来实时调整工作轨迹，智能化的执行需求动作。如引导机器人精确制孔、焊接等。第一，机器视觉引导抓取技术。由于汽车的重量较重，传统的人工搬运不仅为企业带来了更多的成本，还可能出现一些安全事故。视觉引导抓取方法主要是将机器人与视觉测量进行结合，根据被操作工件的位置变化来变更工作轨迹，准确抓取操作工件，从而大大提升了车身制造效率。第二，机器视觉引导装配技术。其主要是通过视觉来引导机器人，智能化实现汽车配件的安装，同时也能够保证配件安装的精确性，有利于汽车装配环节正常进行下去。第三，机器视觉引导加工技术。其主要应用于现代汽车制造业的生产加工环节，通过测量车身的局部尺寸信息，根据设定状态来引导机器人开展制孔、打磨等工作。

3.3 机器视觉检测技术的应用

机器视觉检测技术主要是对产品进行工艺检测、追溯与监督等工作。其可以通过专业技术来获取车身零件编码从而保证零件在制造过程中的可追溯性，通过识别零件是否存在来保证车身配件的完整性。目前，涂胶工艺在车身制造中发挥着至关重要的作用，其可以起到增强结构、隔离保护等的作用。而由于涂胶工艺的环境较为恶劣、强度高、精度高等特点，传统的手工涂胶方式已经不能满足汽车制造需求，人工检测和离线视觉检测环节也因检测误差、成本高等原因而被淘汰。如今，通过视觉检测技术便可以实现自动化、智能化的在线检测，边涂边检的工作模式也为企业节省了很多成本和时间，在进行涂胶检测時，工作人员需要提前做好装配工作，将机器人与胶枪、视觉传感器等进行装配，当视觉传感器检测到需要涂胶的区域时，胶枪便随之完成涂胶工作，且视觉传感器实时采集工作图像，之后再通过图像处理方法来对采集图像进行检测、分析，从而保证了涂胶工艺的正常开展。

4 结语

目前，机器视觉技术在现代汽车制造业的发展中发挥着非常重要的作用，其能够提高企业制造过程的柔性，具有对产品的可追溯性，且能够全程监督制造工艺，以保证制造作业的正常进行。不仅如此，机器视觉技术的应用为工作人员提供了极大的便利，降低了劳动强度，同时也能够保证生产质量，所以其能被国内众多行业所应用。本文主要从视觉测量、视觉引导、视觉检测这三个方面出发，具体分析了其在现代汽车制造中的应用。而目前，机器视觉技术在现代汽车制造行业的应用效率还有待提高，我们相信，未来机器视觉技术将分布于汽车制造作业的全过程，影响到整个汽车的制造过程，并能够向汽车各个产业链扩展，使其作用得到全面的展现，从而促进汽车制造行业的进步与发展。

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