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基于機械制造與自動化的機器視覺技術運用分析論文
摘要：機械視覺技術在機械制造自動化系統(tǒng)中的有效應用, 一方面能夠為機械工件的植被提供效率的數(shù)據(jù)檢測器械, 降低機械工件生產(chǎn)的損耗率;另一方面能夠憑借機器人等技術的應用, 完善傳統(tǒng)人工所不能做到的工作, 為后續(xù)精細化設備體系的構建提供了優(yōu)質(zhì)保障。本文基于機械視覺技術及其在機械制造自動化中的應用展開分析, 在明確技術特點與應用方向的同時, 期望能夠為后續(xù)機械制造產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供良好參照。
關鍵詞：機械視覺技術; 機械制造; 自動化; 應用分析;
1 機械視覺技術特點概述
機械視覺技術是基于網(wǎng)絡信息化與電子技術為基礎, 以計算機信號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別, 有效開展現(xiàn)場精密測量與智能監(jiān)控的措施, 不但為各類工業(yè)技術提供了細致的數(shù)據(jù)保障, 同時為多方面地方科研工作的開展, 擬定了更為完善的檢測方案, 以便我國在數(shù)據(jù)獲取信息方面, 具備更加先進的數(shù)據(jù)校對系統(tǒng)。其中, 機械視覺系統(tǒng)是利用攝像機將具體事物圖像輸入信息處理中心, 對圖像中的顏色、亮度和分布狀況進行綜合分析, 而后再將此類信息轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號, 才能確保內(nèi)部特征分析能夠被計算機端有效識別, 并最終將詳細的檢查結(jié)果提供給操作者, 以便檢測工作具備實際意義。站在技術特點角度來看, 此種技術具備工作效率快、測量精度高、作業(yè)靈敏且運行噪聲低的優(yōu)點, 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 機械視覺技術在機械制造自動化中的應用
2.1 機械工件檢測應用
機械視覺技術能夠通過攝像機色差等功能, 對部件表面的缺陷有效檢測, 以便為工件質(zhì)量的評定提供參照。期間, 機械加工、內(nèi)燃機、摩托車等汽車制造業(yè)的生產(chǎn)方式通常為大批量機械生產(chǎn), 由于配件的數(shù)量過于龐大, 采取傳統(tǒng)的人工檢測方式勢必會造成檢測效率下降, 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)濟性發(fā)展需求。而站在機械配件的檢測質(zhì)量角度來看, 人工檢測工作由于檢查人員素質(zhì)水準參差不齊, 且在長時間工作中出現(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, 導致企業(yè)市場經(jīng)濟競爭力無法被保障, 同時對機械工件的使用也埋下了故障隱患。
機械視覺技術的有效利用, 一方面能夠有效解決人工檢測素質(zhì)不足的狀況, 通過相對完善且嚴謹?shù)目刂茀?shù), 憑借智能計算機與自動化識別系統(tǒng)對部件表面有效探測, 由此得出更加詳細的數(shù)據(jù)列表, 為檢測結(jié)果的準確性和企業(yè)發(fā)展的經(jīng)濟性提供了保障;另一方面技術應用能夠?qū)z測數(shù)據(jù)準確體現(xiàn)在計算機控制端, 確保制備流程能夠有效參照, 這同樣為配件質(zhì)量水準的提升提供了拓展平臺, 同時鞏固了企業(yè)在市場環(huán)境中的競爭地位。例如, 在連桿結(jié)合爆口檢測工作開展時, 通常破口長度不超過2.5mm或面積不超過3mm2則能夠視為合格, 若是人工進行檢驗, 則其中數(shù)據(jù)偏差極難被細致核查, 而機械視覺檢測系統(tǒng)的有效利用, 卻能夠?qū)ζ瓶趨^(qū)域的光反射進行收集, 以此通過攝影機轉(zhuǎn)換為電能信號, 并通過相應處理元件為計算機系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)結(jié)果, 如此便更直接的了解配件詳情, 也保障了檢測工作的質(zhì)量。
現(xiàn)階段, 國外在機械視覺技術方面的應用已經(jīng)通過激光等技術措施達到了非常先進的水準, 更在機械加工與汽車等精細化制造行業(yè)有了大范圍的應用, 不但取得了配件加工質(zhì)量的保障, 同時更有效降低了產(chǎn)品的成本消耗, 為后續(xù)行業(yè)科學化體系構建打下了扎實的系統(tǒng)基礎。而我國在相關技術研發(fā)方面也已經(jīng)具備了非常顯著的進步, 其中激光視覺檢測系統(tǒng)在利用期間, 以激光技術作為視覺傳感器, 能夠準確測量也定物件的三維坐標同時, 更能夠在限定時間內(nèi)對汽車車身整體全面檢測, 如此工作效率得到了極大的提升。
2.2 機械工件測量應用
2.2.1
機械視覺技術憑借間距與參照物的對比, 有效對特定零件采取精細化測量措施, 期間檢測系統(tǒng)包括計算機, 攝像頭與光學系統(tǒng)。而工作原理主要是憑借測量零件在平行光束中的投影, 以顯微光學鏡對零件輪廓進行核查, 并將獲取數(shù)據(jù)放大后穿導入計算機內(nèi)部, 以便得出成像數(shù)據(jù), 以此得到輪廓的具體位置, 若想要得到精準的位移參數(shù), 則只需移動零件在攝像機鏡頭視野范圍內(nèi)部, 便能夠確保精細的測量數(shù)據(jù)能夠被得知。此種系統(tǒng)被廣泛應用在大批量的生產(chǎn)零件測量工作中, 在針對體積小巧其形狀簡單的零件測量時, 具備非常明顯的優(yōu)勢。
2.2.2 機器視覺技術能夠進行工件預調(diào)測量。
以往的工件預調(diào)測量方式是使用光學投影進行定位, 使用光柵數(shù)顯表進行測量讀數(shù), 該種方式技術水平要求高, 且耗費人力資源較多, 工作效率卻難以提高。新型預調(diào)測量儀將傳統(tǒng)的測量方法與機器視覺技術相結(jié)合, 即在光柵技術基礎上加入自動控制技術、計算機系統(tǒng)處理技術、機器視覺技術, 顛覆以往的預調(diào)測量方式, 簡化了操作流程, 極大程度上提高了工作效率以及測量精度。
2.2.3 逆向工程中的工件測量。
逆向工程是指利用測量儀對定制工件進行測量, 根據(jù)測量數(shù)據(jù)建立三維坐標圖后使用CAD/CAM系統(tǒng)進行圖像加工, 最后由CNC加工機完成模型。其中測量數(shù)據(jù)的精確度決定了模型質(zhì)量, 在逆向工程中起到關鍵作用。隨著科技的發(fā)展, 機器視覺技術被用于逆向工程工件測量中, 即目前的快速輪廓視覺測量技術, 該技術的建立基礎為三角法, 利用線結(jié)構光進行工件表面的輪廓測量。在工件表面投射平面條紋結(jié)構光, 形成不同的條紋變形, 進行工件表面輪廓變化分析。其中, CCD在進行條紋圖像攝取時, 經(jīng)過三次信號轉(zhuǎn)后才進行保存, 即視頻信號—模擬信號—數(shù)字信號。同時將存儲信息輸出至監(jiān)視器, 使用計算機處理系統(tǒng)進行圖像處理, 最終得出工件模型圖。
2.2.4
計算機視覺技術在工件磨損程度測量中, 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性進行檢測與評析, 才能確保元件利用能夠滿足工業(yè)持續(xù)利用的要求。但在實際情況中, 以高速切割機為例, 必須拆卸下刀具才能進行檢測, 不但增加了檢測工作的難度, 更為檢測工作的開展帶來了風險。因此, 機械視覺技術有效應用在工件磨損測量中, 能夠省略刀具拆裝的步驟, 以此優(yōu)化了檢測流程, 同時也避免了元件二次傷害的可能性出現(xiàn)。
2.3 焊接機器人應用
機械視覺技術在機器人焊接中的利用, 既能夠通過完善的傳感設備, 對多個元件焊接提供穩(wěn)定且精準的操作平臺, 同時更能夠避免傳統(tǒng)人工焊接潛在的危險系數(shù), 為更加多元化的環(huán)境提供了焊接操作的可能性。另外, 在機械視覺技術的輔助下, 機器人焊接工作能夠介于焊接弧光飛濺的程度評判焊接質(zhì)量, 以此對焊接結(jié)構與性能進行預測, 有效確保了機器人焊接工作開展的質(zhì)量。現(xiàn)階段此類技術多應用于焊道控制、熔透控制與焊縫跟蹤中, 不但有效提升了機器人焊接工作的智能化與自動化程度, 同時介于當前工業(yè)發(fā)展需求, 此類技術在機器人中的應用更得到了大范圍的普及, 以便有效提升機器人系統(tǒng)操作的可靠性、可控性與職能性, 為相關企業(yè)提供更加扎實的市場競爭基礎。
3 結(jié)論
機械視覺技術的有效應用, 不但鞏固了機械數(shù)據(jù)采集與處理的效率, 為機械制造自動化產(chǎn)業(yè)的落實提供了參數(shù)保障, 同時能夠為其他先進科技產(chǎn)業(yè)提供保障, 以便后續(xù)新興科技的發(fā)展, 具備更加細化的評審標準與操作平臺。故而, 在論述機器視覺技術及其在機械制造自動化中的應用期間, 必須清晰機械視覺技術的特點可優(yōu)勢, 才能確保機械制造產(chǎn)業(yè)工作開展具備可持續(xù)保障。
參考文獻
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