1.广东省智能制造研究所广东省现代控制与光机电技术公共实验室;2.华南智能机器人创新研究院
摘要：近年来社会各领域对机械制造需求量上不断增加，在很大程度上推动我国机械制造行业的发展与进步。其中，机械制造自动化技术越来越受到人们的广泛关注，将机器视觉技术引入其中，以有效提高机械制造工作效率，提高市场竞争力，促进企业发展。基于此，本文主要就机械制造自动化的机器视觉技术应用进行详细分析及探讨。
关键词：机械制造自动化；机器视觉技术；应用
随着我国科学技术的不断发展与进步，我国机械制造行业有了非常广阔的发展前景，视频和应用红外线来进行则是其中最具代表性的两种技术，而机器视觉及时则是在上述两种技术上进行研发与完善得出。在机械制造自动化技术中，将机器视觉及时应用其中，不仅仅在最大程度上节约人力、物力以及财力资源，并且还能够进一步提升机械制造工作效率以及工作质量，积极推动我国机械制造行业发展，促进社会进步。
1.机器视觉技术概述
1.1机器视觉技术概念
根据相关资料显示，机器视觉技术主要是基于计算机技术来完成人体视觉功能的有效模仿，以更好地满足实际生产需要。在使用该技术的过程中，有必要有效地提取其对象的信息，并进一步进行识别和分析，以便更好地完成检测、定位、测量以及监测工作。
1.2机器视觉技术的原理
机器视觉技术通常通过再次使用和处理相机并将变换的图像传送到自处理系统而转换成二维图像，通过一系列后处理技术，可以更好地理解和掌握颜色、亮度、分布等情况。最后，将所有信息都应转换为具有一定符号意义的数字信号，以便借助信号特征在所有方向上分析原始对象的特征。
与此同时，机械视觉技术还可以根据检测和判断结果自动识别和控制，从而有效提高机械制造业的效率和质量。实际上，机器视觉技术的使用具有噪声小、精度高、操作灵敏以及操作灵活等优点，可以在各种工作环境中使用，并且还可以实现长时间工作，具有非常理想的信息处理程度。
2.机器视觉技术在机械制造自动化中的应用
随着我国机械制造自动化行业的不断发展与进步，机器视觉技术在机械制造自动化中的应用越来越广泛。因此，笔者在对机器视觉技术进行详细分析后，将其在机械制造自动化中的实际应用进行以下分析：（1）在工件检测中的应用；（2）在工件测量中的应用；（3）在焊接机器人中的应用等，具体如下：
2.1在工件检测中的应用
在当前社会中，机器视觉技术应用于我国许多的机械生产过程中，机器视觉技术利用自身的优势和特点在机械制造过程中发挥着重要作用。首先，在机械加工过程中，由于车辆和其他交通设备是批量生产，在加工过程中，如果采用手工质量检验方法检查这些机械产品，则不可避免地要使用智能和由于人眼视觉和质量误差的限制，而使用机械生产智能检测的可视化技术可以有效提高质量检验的准确性。机器视觉技术不仅可以检测机械零件表面质量问题，还可以利用高度分辨率和科技优势，实现节约人力资源和生产企业成本的目的。
当前，国外采用机器视觉技术的激光机器视觉检测系统已成功应用于机械加工、汽车制造以及电子生产等领域。另外，据了解在当前的世界发展中，许多国家已投入资源研究和应用该技术，并取得了令人满意的成果。比如：北美汽车工业研究院（BINPICKING）的研究成果是基于对模型数据和三维成像的研究结果，以准确定位最佳成像点，并可在7秒内完成激光雷达扫描箱。同样，在我国开发的激光视觉测试系统中，采用CCD技术和激光技术作为视觉传感器，可以准确测量物体图像的三维尺寸，其可以在7秒内测试整个车身，并将工作效率提高100％。
2.2在工件测量中的应用
（1）零件的测量：检测系统主要分为计算机处理系统、光学系统和CCD摄像机，利用照射平行光束测量部件以提供光源，零件的边缘轮廓由微观光学镜放大，以确定零件边缘轮廓的位置。如果要获得位移，则可以测量两个位移的测量值，然后得到两个结果之间的差值。如果在相同的成像中测量部件的两条边缘轮廓线，则及时测量部件的相应尺寸，该系统在测量和检查大量生产零件方面具有更明显的优势，特别是那些尺寸相对较小，形状较简单的零件。
（2）工件预调测量：机器视觉技术在工件预设和测量中起着重要作用。从某种意义上说，新型预调节测量仪器已经实现了传统预调节测量仪器与更常见的机器视觉技术的集成。其改变了原有的预调测量需要高人力和高水平的缺点，促进工作效率的提高，在一定程度上节省人力资源，进一步简化操作过程，进而更符合现代社会发展的要求。
（3）逆向工程中的工件测量：随着科学技术的不断发展，机器视觉技术已广泛应用于逆向工程中的工件测量过程，即快速轮廓视觉测量技术。该技术基于三角形方法，并通过线结构光测量工件的表面轮廓。平面条纹结构光投射到工件表面上，导致不同的条纹变形和表面轮廓变化的分析。当CCD接收条纹图像时，需要通过3个信号传输，然后才能通过视频信号，模拟信号和数字信号进行保存。存储信息被发送到监视器，并且应用计算机处理系统以锐角处理图像，从而获得工件模型图。
（4）磨损度的测量：在机械制造中，测量磨损也很关键。由于未能充分考虑因素，许多机械装置难以测量磨损。例如，在测量切割机的磨损程度时，由于机械设备带有锋利的边缘，因此需要在一定程度上拆除相关工具。在一定程度上，增加了测量难度。为了最大限度地减少这种情况的发生，有必要根据机械和设备的具体情况选择相应的机器视觉技术来测量磨损程度，以便最小化测量所需的因素。
2.3在焊接机器人中的应用
机器视觉技术在机器人焊接中的应用是指利用X光学探伤仪、红外摄像机以及CCD摄像机等加工技术，使焊机具有视觉功能，从而提高机器人焊接质量。视觉功能包括三种传感器，一维传感、二维传感以及三维传感。一个或多个光电接收单元是一维感测的检查组件，即单光电；通过电或机械扫描获得二维感测的平面显示成像；通过多个一维或二维信息数据的集成处理来获得三维感测。由于焊接工作的风险系数高，许多操作不能手动操作，有些工作环境不能直接进行手工操作。
目前，部分强大企业已经逐步开发机器视觉技术焊接机器人，相比以往的焊接机器人，机器视觉技术焊接机器人性能更优越、功能更强大，且应用领域更加广泛，具有非常广阔的发展前景。并且，在当前的机器视觉技术焊接机器人中，已逐步应用于管道，航空航天，汽车等领域的焊接生产，取得良好效果。
结束语：
综上所述，随着社会的不断发展与进步，我国在机械制造自动化行业中迅速发展。在这其中，机器视觉技术的应用为机械制造行业的发展提供更加广阔的前景，有效促进社会发展进步。
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基金项目：
广东省科技计划项目（2016B090912005）、（2015B090922008）；
广东省科学院创新驱动发展能力建设专项（20