机器视觉技术和其在机械制造自动化中应用

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1、机器视觉技术和其在机械制造自动化中应用　　摘要由于机械制造行业对机器视觉技术的需求越来越大，应用范围正逐步扩大，对于该技术的要求也不断提高，直接催动了机器视觉技术的发展。本文概述了机器视觉技术，并通过检测、精密测量等方面对机器视觉技术在机械制造自动化的应用进行了详细的分析研究，旨在为研究机器视觉技术提供一些有价值的参考。关键词机器视觉技术；机械制造；自动化；应用中图分类号：TH164文献标识码：A文章编号：1671—7597（2013）032-082-027现代科技的发展不断推动机械制造业的技术水平，红外线成像技术以及视频技术在机械制造业的应用越来越广泛，机器视觉技术正是

2、在这样的基础上发展而来，该技术能够利用计算机取代人眼进行物象识别并实现精密测量，一些工作场合存在环境恶劣等因素，难以采取人工监控，必须依靠机器视觉技术实现作业。该技术的推广应用有效提高企业的工作效率，并节约了劳动资源，是近年来机械制造业中最令人瞩目的研究领域。因此，研究机器视觉技术及其在机械制造自动化中的应用具有十分重要的意义。本文概述了机器视觉技术，并通过检测、精密测量等方面对机器视觉技术在机械制造自动化的应用进行了详细的分析研究，旨在为研究机器视觉技术提供一些有价值的参考。1机器视觉技术概述机器视觉技术是一种利用计算机模拟人类的视觉功能提取物象信息，经过识别分析后实现

3、精密测量、实际检测以及智能监控的技术。机器视觉系统利用CCD摄像机将具体物象转变为图像传输入处理系统，对图像的颜色、亮度、分布情况等信息进行综合分析，将这些信息转化为数字信号，再次进行特征分析判断，最终得出检测结果输出。指挥系统根据检测结果作为执行指标，根据结果做出相对相应的操作指示，进行实际动作控制。该技术具有工作速度快、运行噪声低、测量精准度高、作业灵敏、运用灵活等优点，并且工作时间持久，能够适应更重环境，物象数据信息化处理程度高。2机械制造自动化中的应用2.1在工件检测中的应用7机器视觉技术能够探测部件表面缺陷。机械加工、内燃机、摩托车以及汽车制造等领域的生产方式均

4、为大批量机械生产，由于数目过大，在进行技术标准检测过程中，若使用人工检测方式，则必须花费大量人力资源以及时间，由于检查人员的技术水平参差不齐，且容易受到疲劳、粗心、视觉分辨等人为因素影响，检测过程缺乏规范化，检测结果不够准确，无法达到准确监控，影响到产品出产品质。机器视觉技术能够弥补人工检测出现的各项不足，对部件表面缺陷进行有效探测，节约人力资源，提高检测结果的准确性，对产品质量实现有效控制。较为典型的实例为连杆结合面爆口检测，结合面破口线性长度不超过2.5mm（方向任意）或结合面破口面积不超过3mm2即为合格。机器视觉检测系统在工件破口区域进行LED漫反射照射（设定照射

5、形状为方框式），利用光电耦合CCD元件将反射图像转化为电量信号，处理系统结合图像以及电量信号进行综合分析计算后得出数据结果。在应用过程中，系统采取对比形式设定灰度二值化光源以及阔值，就是使用标准工件设定为参照物，分析得出各种数值后作为数据标准，进行待测工件检测。目前，国外关于使用机器视觉技术的激光机器视觉检测系统已经成功在机械加工、汽车制造、电子生产等领域中应用。许多国家投入资源进行该技术的应用研究，并取得理想成果。北美汽车工业研究院关于BIN-PICKING研究成果为：结合模型数据与三维成像进行识别判断，准确定位成像最佳点，能够在7秒内完成激光雷达扫描工件箱。我国研制的

6、激光视觉检测系统中，利用CCD技术、激光技术作为视觉传感器，能够准确测量物象的三围坐标，能够在7秒内将整个汽车车身检测完毕，工作效率提高100%。2.2在工件测量中的应用71）机器视觉技术能够对零件进行精密测量，检测系统包括计算机处理系统、CCD摄像头以及光学系统，工作原理为：通过在需测量零件照射平行光束提供光源，利用显微光学镜放大零件边缘轮廓后再使用CCD摄像头成像输入计算机处理系统进行成像数据处理，得出零件边缘轮廓的精确位置。若想获取位移量，仅需将测量零件进行位移后再次进行测量，计算出两次结果之差，若在测量过程中，被测零件两条边缘轮廓线出现在同一成像中，该位移量则为被

7、测零件的相应尺寸。该系统对于大批量生产零件的测量检查，特别是形状简单、体积较小的零件测量检查十分具有优越性。2）机器视觉技术能够进行工件预调测量。以往的工件预调测量方式是使用光学投影进行定位，使用光栅数显表进行测量读数，该种方式技术水平要求高，且耗费人力资源较多，工作效率却难以提高。新型预调测量仪将传统的测量方法与机器视觉技术相结合，即在光栅技术基础上加入自动控制技术、计算机系统处理技术、机器视觉技术，颠覆以往的预调测量方式，简化了操作流程，极大程度上提高了工作效率以及测量精度。73）逆向工程中的工件测量。逆向工程是指利用测量