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基于機(jī)械制造與自動(dòng)化的機(jī)器視覺技術(shù)運(yùn)用分析論文
摘要：機(jī)械視覺技術(shù)在機(jī)械制造自動(dòng)化系統(tǒng)中的有效應(yīng)用, 一方面能夠?yàn)闄C(jī)械工件的植被提供效率的數(shù)據(jù)檢測(cè)器械, 降低機(jī)械工件生產(chǎn)的損耗率;另一方面能夠憑借機(jī)器人等技術(shù)的應(yīng)用, 完善傳統(tǒng)人工所不能做到的工作, 為后續(xù)精細(xì)化設(shè)備體系的構(gòu)建提供了優(yōu)質(zhì)保障。本文基于機(jī)械視覺技術(shù)及其在機(jī)械制造自動(dòng)化中的應(yīng)用展開分析, 在明確技術(shù)特點(diǎn)與應(yīng)用方向的同時(shí), 期望能夠?yàn)楹罄m(xù)機(jī)械制造產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供良好參照。
關(guān)鍵詞：機(jī)械視覺技術(shù); 機(jī)械制造; 自動(dòng)化; 應(yīng)用分析;
1 機(jī)械視覺技術(shù)特點(diǎn)概述
機(jī)械視覺技術(shù)是基于網(wǎng)絡(luò)信息化與電子技術(shù)為基礎(chǔ), 以計(jì)算機(jī)信號(hào)模擬人類視覺功能以便提取事物信息的新型概念, 期間能夠通過影像識(shí)別, 有效開展現(xiàn)場(chǎng)精密測(cè)量與智能監(jiān)控的措施, 不但為各類工業(yè)技術(shù)提供了細(xì)致的數(shù)據(jù)保障, 同時(shí)為多方面地方科研工作的開展, 擬定了更為完善的檢測(cè)方案, 以便我國(guó)在數(shù)據(jù)獲取信息方面, 具備更加先進(jìn)的數(shù)據(jù)校對(duì)系統(tǒng)。其中, 機(jī)械視覺系統(tǒng)是利用攝像機(jī)將具體事物圖像輸入信息處理中心, 對(duì)圖像中的顏色、亮度和分布狀況進(jìn)行綜合分析, 而后再將此類信息轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào), 才能確保內(nèi)部特征分析能夠被計(jì)算機(jī)端有效識(shí)別, 并最終將詳細(xì)的檢查結(jié)果提供給操作者, 以便檢測(cè)工作具備實(shí)際意義。站在技術(shù)特點(diǎn)角度來看, 此種技術(shù)具備工作效率快、測(cè)量精度高、作業(yè)靈敏且運(yùn)行噪聲低的優(yōu)點(diǎn), 并且在持久的工作環(huán)境中, 憑借信息數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的環(huán)境, 更能夠降低數(shù)據(jù)被遺漏的可能性。
2 機(jī)械視覺技術(shù)在機(jī)械制造自動(dòng)化中的應(yīng)用
2.1 機(jī)械工件檢測(cè)應(yīng)用
機(jī)械視覺技術(shù)能夠通過攝像機(jī)色差等功能, 對(duì)部件表面的缺陷有效檢測(cè), 以便為工件質(zhì)量的評(píng)定提供參照。期間, 機(jī)械加工、內(nèi)燃機(jī)、摩托車等汽車制造業(yè)的生產(chǎn)方式通常為大批量機(jī)械生產(chǎn), 由于配件的數(shù)量過于龐大, 采取傳統(tǒng)的人工檢測(cè)方式勢(shì)必會(huì)造成檢測(cè)效率下降, 并且在人工成本的損耗方面, 也無法貼合現(xiàn)階段企業(yè)經(jīng)濟(jì)性發(fā)展需求。而站在機(jī)械配件的檢測(cè)質(zhì)量角度來看, 人工檢測(cè)工作由于檢查人員素質(zhì)水準(zhǔn)參差不齊, 且在長(zhǎng)時(shí)間工作中出現(xiàn)疲勞與視覺分辨率下降等問題, 同樣極易影響產(chǎn)品的質(zhì)量, 導(dǎo)致企業(yè)市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)競(jìng)爭(zhēng)力無法被保障, 同時(shí)對(duì)機(jī)械工件的使用也埋下了故障隱患。
機(jī)械視覺技術(shù)的有效利用, 一方面能夠有效解決人工檢測(cè)素質(zhì)不足的狀況, 通過相對(duì)完善且嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目刂茀?shù), 憑借智能計(jì)算機(jī)與自動(dòng)化識(shí)別系統(tǒng)對(duì)部件表面有效探測(cè), 由此得出更加詳細(xì)的數(shù)據(jù)列表, 為檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性和企業(yè)發(fā)展的經(jīng)濟(jì)性提供了保障;另一方面技術(shù)應(yīng)用能夠?qū)z測(cè)數(shù)據(jù)準(zhǔn)確體現(xiàn)在計(jì)算機(jī)控制端, 確保制備流程能夠有效參照, 這同樣為配件質(zhì)量水準(zhǔn)的提升提供了拓展平臺(tái), 同時(shí)鞏固了企業(yè)在市場(chǎng)環(huán)境中的競(jìng)爭(zhēng)地位。例如, 在連桿結(jié)合爆口檢測(cè)工作開展時(shí), 通常破口長(zhǎng)度不超過2.5mm或面積不超過3mm2則能夠視為合格, 若是人工進(jìn)行檢驗(yàn), 則其中數(shù)據(jù)偏差極難被細(xì)致核查, 而機(jī)械視覺檢測(cè)系統(tǒng)的有效利用, 卻能夠?qū)ζ瓶趨^(qū)域的光反射進(jìn)行收集, 以此通過攝影機(jī)轉(zhuǎn)換為電能信號(hào), 并通過相應(yīng)處理元件為計(jì)算機(jī)系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)結(jié)果, 如此便更直接的了解配件詳情, 也保障了檢測(cè)工作的質(zhì)量。
現(xiàn)階段, 國(guó)外在機(jī)械視覺技術(shù)方面的應(yīng)用已經(jīng)通過激光等技術(shù)措施達(dá)到了非常先進(jìn)的水準(zhǔn), 更在機(jī)械加工與汽車等精細(xì)化制造行業(yè)有了大范圍的應(yīng)用, 不但取得了配件加工質(zhì)量的保障, 同時(shí)更有效降低了產(chǎn)品的成本消耗, 為后續(xù)行業(yè)科學(xué)化體系構(gòu)建打下了扎實(shí)的系統(tǒng)基礎(chǔ)。而我國(guó)在相關(guān)技術(shù)研發(fā)方面也已經(jīng)具備了非常顯著的進(jìn)步, 其中激光視覺檢測(cè)系統(tǒng)在利用期間, 以激光技術(shù)作為視覺傳感器, 能夠準(zhǔn)確測(cè)量也定物件的三維坐標(biāo)同時(shí), 更能夠在限定時(shí)間內(nèi)對(duì)汽車車身整體全面檢測(cè), 如此工作效率得到了極大的提升。
2.2 機(jī)械工件測(cè)量應(yīng)用
2.2.1
機(jī)械視覺技術(shù)憑借間距與參照物的對(duì)比, 有效對(duì)特定零件采取精細(xì)化測(cè)量措施, 期間檢測(cè)系統(tǒng)包括計(jì)算機(jī), 攝像頭與光學(xué)系統(tǒng)。而工作原理主要是憑借測(cè)量零件在平行光束中的投影, 以顯微光學(xué)鏡對(duì)零件輪廓進(jìn)行核查, 并將獲取數(shù)據(jù)放大后穿導(dǎo)入計(jì)算機(jī)內(nèi)部, 以便得出成像數(shù)據(jù), 以此得到輪廓的具體位置, 若想要得到精準(zhǔn)的位移參數(shù), 則只需移動(dòng)零件在攝像機(jī)鏡頭視野范圍內(nèi)部, 便能夠確保精細(xì)的測(cè)量數(shù)據(jù)能夠被得知。此種系統(tǒng)被廣泛應(yīng)用在大批量的生產(chǎn)零件測(cè)量工作中, 在針對(duì)體積小巧其形狀簡(jiǎn)單的零件測(cè)量時(shí), 具備非常明顯的優(yōu)勢(shì)。
2.2.2 機(jī)器視覺技術(shù)能夠進(jìn)行工件預(yù)調(diào)測(cè)量。
以往的工件預(yù)調(diào)測(cè)量方式是使用光學(xué)投影進(jìn)行定位, 使用光柵數(shù)顯表進(jìn)行測(cè)量讀數(shù), 該種方式技術(shù)水平要求高, 且耗費(fèi)人力資源較多, 工作效率卻難以提高。新型預(yù)調(diào)測(cè)量?jī)x將傳統(tǒng)的測(cè)量方法與機(jī)器視覺技術(shù)相結(jié)合, 即在光柵技術(shù)基礎(chǔ)上加入自動(dòng)控制技術(shù)、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)處理技術(shù)、機(jī)器視覺技術(shù), 顛覆以往的預(yù)調(diào)測(cè)量方式, 簡(jiǎn)化了操作流程, 極大程度上提高了工作效率以及測(cè)量精度。
2.2.3 逆向工程中的工件測(cè)量。
逆向工程是指利用測(cè)量?jī)x對(duì)定制工件進(jìn)行測(cè)量, 根據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù)建立三維坐標(biāo)圖后使用CAD/CAM系統(tǒng)進(jìn)行圖像加工, 最后由CNC加工機(jī)完成模型。其中測(cè)量數(shù)據(jù)的精確度決定了模型質(zhì)量, 在逆向工程中起到關(guān)鍵作用。隨著科技的發(fā)展, 機(jī)器視覺技術(shù)被用于逆向工程工件測(cè)量中, 即目前的快速輪廓視覺測(cè)量技術(shù), 該技術(shù)的建立基礎(chǔ)為三角法, 利用線結(jié)構(gòu)光進(jìn)行工件表面的輪廓測(cè)量。在工件表面投射平面條紋結(jié)構(gòu)光, 形成不同的條紋變形, 進(jìn)行工件表面輪廓變化分析。其中, CCD在進(jìn)行條紋圖像攝取時(shí), 經(jīng)過三次信號(hào)轉(zhuǎn)后才進(jìn)行保存, 即視頻信號(hào)—模擬信號(hào)—數(shù)字信號(hào)。同時(shí)將存儲(chǔ)信息輸出至監(jiān)視器, 使用計(jì)算機(jī)處理系統(tǒng)進(jìn)行圖像處理, 最終得出工件模型圖。
2.2.4
計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)在工件磨損程度測(cè)量中, 可知部分工業(yè)元件在經(jīng)歷環(huán)境因素和諸多操作因素的影響下, 經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)不同程度磨損磨損狀況, 通常檢修工作的開展必須針對(duì)性進(jìn)行檢測(cè)與評(píng)析, 才能確保元件利用能夠滿足工業(yè)持續(xù)利用的要求。但在實(shí)際情況中, 以高速切割機(jī)為例, 必須拆卸下刀具才能進(jìn)行檢測(cè), 不但增加了檢測(cè)工作的難度, 更為檢測(cè)工作的開展帶來了風(fēng)險(xiǎn)。因此, 機(jī)械視覺技術(shù)有效應(yīng)用在工件磨損測(cè)量中, 能夠省略刀具拆裝的步驟, 以此優(yōu)化了檢測(cè)流程, 同時(shí)也避免了元件二次傷害的可能性出現(xiàn)。
2.3 焊接機(jī)器人應(yīng)用
機(jī)械視覺技術(shù)在機(jī)器人焊接中的利用, 既能夠通過完善的傳感設(shè)備, 對(duì)多個(gè)元件焊接提供穩(wěn)定且精準(zhǔn)的操作平臺(tái), 同時(shí)更能夠避免傳統(tǒng)人工焊接潛在的危險(xiǎn)系數(shù), 為更加多元化的環(huán)境提供了焊接操作的可能性。另外, 在機(jī)械視覺技術(shù)的輔助下, 機(jī)器人焊接工作能夠介于焊接弧光飛濺的程度評(píng)判焊接質(zhì)量, 以此對(duì)焊接結(jié)構(gòu)與性能進(jìn)行預(yù)測(cè), 有效確保了機(jī)器人焊接工作開展的質(zhì)量�，F(xiàn)階段此類技術(shù)多應(yīng)用于焊道控制、熔透控制與焊縫跟蹤中, 不但有效提升了機(jī)器人焊接工作的智能化與自動(dòng)化程度, 同時(shí)介于當(dāng)前工業(yè)發(fā)展需求, 此類技術(shù)在機(jī)器人中的應(yīng)用更得到了大范圍的普及, 以便有效提升機(jī)器人系統(tǒng)操作的可靠性、可控性與職能性, 為相關(guān)企業(yè)提供更加扎實(shí)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)基礎(chǔ)。
3 結(jié)論
機(jī)械視覺技術(shù)的有效應(yīng)用, 不但鞏固了機(jī)械數(shù)據(jù)采集與處理的效率, 為機(jī)械制造自動(dòng)化產(chǎn)業(yè)的落實(shí)提供了參數(shù)保障, 同時(shí)能夠?yàn)槠渌冗M(jìn)科技產(chǎn)業(yè)提供保障, 以便后續(xù)新興科技的發(fā)展, 具備更加細(xì)化的評(píng)審標(biāo)準(zhǔn)與操作平臺(tái)。故而, 在論述機(jī)器視覺技術(shù)及其在機(jī)械制造自動(dòng)化中的應(yīng)用期間, 必須清晰機(jī)械視覺技術(shù)的特點(diǎn)可優(yōu)勢(shì), 才能確保機(jī)械制造產(chǎn)業(yè)工作開展具備可持續(xù)保障。
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