摘要:当前机械制造业已经进入了智能化时代,将介入视觉技术引入机械制造业,能够显著提升制造精细化程度与科技化水平,应当强化这一方面的研究,并加大运用推广力度。
关键词:机械制造;自动化;机器视觉技术
传统机械制造技术升级需要强化视觉技术与成像技术的融合,突破人工操作无法实现的难点,从而提高机械制造自动化水平,本文主要针对这一方面进行简要分析。
一、 机器视觉技术简析
机器视觉技术在国外发展较为成熟,在国内起步较晚,机械视觉技术本质上属于智能监控,核心技术主要分为三块,第一块是对物像信息的采集,第二块是对物像进行分析与测算,第三块是对机器实施智能监控。机器视觉技术运用主要得益于CCD摄像技术的广泛运用,对采集的图像开展分析处理,形成智能化报告,能够有效提升机械制造质量和效率。
二、 机器视觉技术运用于机械制造自动化的路径
(一) 运用于工件生产检测环节
在工件检测环节,以往都是采取人员操作或是纯人工检测的方式,不仅效率低下,而且容易出现标准不一、掺杂次品的现象,从而影响到机械制造的精密度。将机器视觉技术运用于工件检测工作中,既可以有效防止人工检测造成的标准不一问题,提高质量控制效果,同时也不需要考虑工作时间等方面因素,保证检测活动持续、标准。当前国内在汽车制造业上运用较多,在图像采集基础上运用数据模型开展分析识别、精准定位,7秒之内完成车身扫描体检,检测精准度明显提升,检测效率也大为提高。
(二) 运用于零件精密测量环节
将机器视觉技术运用于零件精密测量,一个显著的优势是增强了测量的准确性和精准度,构成监测体系的包括计算机数据分析处理系统、CCD摄像装置以及光学元件,三个部分之间配套开展工作,对零件进行精密测量。主要实施步骤是借助于光学元件对零件开展照射和成像,运用纤维光学镜进行图像放大处理,对放大后的图像进行CCD技术扫描,将数据录入电脑系统。在计算机分析与处理中,对零件的边缘进行精准显示,一般为了获取更加精准位移量,还可以对零件位移开展测量,主要对两者之间的数据差进行测算。通常情况下零件两条边缘轮廓如果不在同一成像之中就表明尺寸具有误差,反之则可以根据位移确定零件的具体尺寸。这一技术一般运用于较小的精密零部件检测。
(三) 运用于工件预调测量环节
传统的预测调节仪器方式容易出现精准度等方面的问题,将机器视觉技术与其有效结合起來,能够进一步提高测量仪器测量的精准度,按照这一理念可以设计和研制出新型预调测量仪器。传统仪器和方法进行预调测量时,数据以光栅数显示表显示,实际效率比较低下,将机器视觉技术融合进去,可以对光栅数显示表进行提升,既可以简化操作过程,也可以实现工作效率和质量的提升。
(四) 运用于逆向工程测量环节
逆向工程属于当前机械制造业常见的路径,可以大大缩短自主研制的周期,实现制造技术的越级提升。影响机械制造业逆向工程的一个重要因素就是测量的精准度,测量精准程度越高,逆向研制与生产过程中的精密程度也就越高。将机器视觉技术运用于机械制造逆向工程的测量环节,主要运用三角法原理。首先要运用机器视觉技术对工件轮廓实施精密测量,主要采取结构光进行照射,根据条纹反射形成的改变,对工件表面变化开展数据分析研究。在使用CDD技术采集图像信息时,要将视频信号转变为数字信号,在计算机中进行分析处理,然后传送到图像成型系统之中,最后塑造出工件的模型。
(五) 运用于磨损程度测量环节
对工件磨损度进行测量,也可以尝试运用机器视觉技术,国内外多家研究机构针对这一技术的运用开展了研究,根据工件磨损后的亮度检测分析其损耗程度,在部分领域也得到了小范围试用,结合工件和不同零部件组合使用的精密度要求,对工件亮度进行检测和分析,运用数据模型推算出工件磨损程度,对照运行要求计算出使用寿命,这一项技术的研究与探索,具有积极的意义。
三、 国内机械制造业机器视觉技术运用的思考
国内机械制造业智能化发展程度较快,但是起步晚、技术底子薄等问题,在一定程度上制约了制造业自动化发展的速度与质量,在机器视觉技术运用方面才刚刚起步,虽然取得了一定的进展,但是大面积推广运用还有一个过程,对此应当强化三个方面的工作。
(一) 充分吸收国外先进技术
欧美、日本等地在机械制造自动化生产中运用机器视觉技术较为先进,国内规模较大的制造业企业可以采取技术引进、设备购置等方式,引进一批相对于国内较为先进的设备与技术,加快机械制造自动化程度提升,让机器视觉技术在其中发挥更为广泛和深入的作用。
(二) 加大政策技术扶持力度
机器视觉技术在机械制造自动化方面具有重要的作用,也代表了今后的方向与趋势,国家和省市应当在专项资金扶持、专利申报奖励、项目建设补助等方面,出台较有针对性的政策,对这一方面的技术研发和行业发展进行推动,不断提升科技在生产力中的贡献份额。
(三) 发挥行业抱团研发作用
对于机械制造行业而言,企业之间要尝试抱团研发,借鉴国内汽车自动变速箱合作研究的方式,集中人力与资金进行技术攻关,避免各自为政浪费资源,依靠行业企业抱团的力量提升科技研发水平和运用力度。
综上所述,将机器视觉技术运用于机械制造自动化行业,具有较好的前景和重要的价值,当前应当加快这一方面的科技研发,并积极推广到实践运用中,进一步提升机械制造自动化和智能化程度。
参考文献:
[1]张建中,何永义,李军.机器人装配视觉定位应用研究[J].机电工程,2011(08).
[2]刘金桥,吴金强.机器视觉系统发展及其应用[J].机械工程与自动化,2010(01).
[3]张建中,何永义,李军.机器人装配视觉定位应用研究[J].机电工程,2011(08).
作者简介:
朱梓清,江苏省常州市,常州工程职业技术学院。



