中国航空制造技术研究院 北京 100024
摘要：当科学技术应用于工业发展领域中后，智能机械化生产设备已经成为当前支撑工业发展的主要工具。而智能工业机器人能够依据程序编码完成指定的任务，在当前现代化工业转型中具有极为重要的作用。因此，基于工业机器人抓取定位技术进行细节分析，建立在机器视觉的角度研发新型的技术，能够进一步提升工业机器人的运转效率，有效解决常见的运行问题，这些不仅是本文论述的重点，也是相关工业领域进行技术创新首先要考虑的问题。
关键词：机器视觉；工业机器人；抓取技术
引言
机器视觉的运用能够有效提升工业机器人抓取技术对不同环境的柔性适应能力，借助其图像处理技术和三维定位技术，不仅可将其应用到产品组装中，还可将其应用到零件分拣以及生产线中，基于视觉系统引导的工业机器人抓取技术具有很大的应用前景。
1机器视觉概述
机器视觉技术是一种视觉引导技术，其不仅包含人工智能、图像处理功能，还包含光学原理、模式识别等功能。机器视觉技术能够借助摄像机对图像进行采集，通过系统对图像加以分析，继而将结果反馈给人们，从而满足工业生产的更多需求。机器视觉的灵活性与精确性在强化产业竞争力上可发挥重要作用。对于工业机器人来说，当前主要通过预编程或示教来展开工作，该种工作模式下目标物体的初始与终止位姿都会受到严格限制，较难满足柔性工作需求，而对机器视觉技术进行应用，可引导机器人获取环境信息，促进机器人通用性与智能水平的提升。
2机器视觉在工业机器人抓取技术中运用的可行性
在机器人技术中，工业机器人抓取技术是目前被广泛应用到生产中的一种技术，通过该技术才能使机器人实现抓取功能。但传统工业机器人抓取技术只能对特定的物品进行抓取，灵活性与准确性不够。因此，机器视觉的运用很有必要。
机器视觉的运用可行性，主要依赖于以下几方面技术：一是图像处理技术，工业机器人抓取技术在信息数据上均需要以图像为依托，图像处理技术对后续定位抓取工作有直接影响。机器视觉引导下的图像处理技术可通过灰度处理技术与滤波处理技术和二值化处理技术促使图像处理质量得到极大提升，从而满足工业机器人抓取技术的更高要求。二是三维定位技术，在工业机器人抓取技术中这也是核心技术，对抓取的准确度有直接影响。三是自动抓取技术，这一技术为工业机器人抓取所需要的基础技术，自动抓取技术作用的发挥，需要以图像处理技术及三维定位技术为基础。在机器视觉的引导下，工业机器人抓取工作自主性可大大提升，也能使其工作效率及工作质量得到更大保障。
3视觉引导抓取工作原理
首先将CCD摄像机固定在传送带上方80-90cm处，确保所有工件能够在CCD相机的视野范围内。通过模板特征匹配将工件位置确定，利用两帧图像间隔计算工件运动速度，将采集频率设置为每0.5秒采集一次，通过对测定工件运动速度预测工件位置，规划好工件运动轨迹，确保机器人的目标位置与工件运动工位重合，从而实现精准抓取。
4工业机器人应用机器视觉技术的重要意义
在当前的工业生产线中，工业机器人主要负责进行工件组装等工序，因此定位抓取是最基本的职能。而机器视觉能够优化定位抓取的效率，因此将其应用在工业机器人的技术创新中具备极强的应用价值。首先，能够全面降低生产成本。工业机器人的使用提升了生产效率，减少了生产员工的数量，能够减少零件的损耗和生产能源消耗比例，因此可以降低人工费、原料成本等。其次，工业机器人在机器视觉技术的控制下能够全面提升生产效率，系统编码能够指导工业机器人按照既定的程序进行运作，这种运作不会产生疲劳感，生产的效率始终会保持一致，且可以通过改变编码来操控生产进程，因此，对于合理管控生产进度有极大地帮助。
5应用领域
建立在机器视觉基础上的工业机器人能够辅助企业的高效生产，其具备极强的应用优势，也具备较广的应用范围。当前，工业行业通常利用工业机器人来实现以下几种工序的生产应用。
5.1组装
建立在定位抓取功能的优势基础上，利用工业机器人来实现产品组装将具备极大的使用优势。工业机器人可以通过视觉系统来获取周围生产线上的零件目标，通过基础的摄像头进行环境图片拍摄，经过处理之后联动系统中的控制功能实现手臂操作。从而完成零件的组装，这种智能组装的方式极大程度上减少了传统人工组装的压力，也可以通过系统编码设置控制组装的速度。管理人员只需要将相关产品零件的数据以及参数记录在机器人的系统中，其便可以根据数据库中存在的相关信息自动辨别零件的相关参数，并且自动的完成组装工序；管理人员也可以通过调整零件的参数来实现零件变更，改变不同阶段的操作流程。另外，基于机器视觉技术基础上的机器人也可以有效识别动态中的零件，即可以应用在传送带生产线上。但是工业机器人的视觉功能在于辨别组装零件和组装工序，对于零件的自身质量却不具备审查功能，因此针对原材料的质量管控便需要加大力度。
5.2分拣
分拣操作主要依赖于工业机器人的识别及定位功能，即通过人工输入的图片以及零件完整度的有关信息，机器人能够自动辨别生产线上的零件是否完整，并且可以根据不同零件的结构和型号进行分类，将具有缺陷的零件进行剔除。这一系列工序都要依靠定位抓取功能来实现，可以应用在产品包装、零件检测等环节，其具备高精度、高效率的优势，能够远超传统人工操作效果。
6工业机器人机器视觉技术应用优化措施
6.1构建技术型生产团队
加强专业人员落实生产实践指导，完善既有职工的技术培训制度和培训工作，加强高技术设备的引进和维护学习工作质量，能够为技术型生产团队的构建奠定基础。
6.2重视智能化生产
机器视觉技术的应用主要是工业生产向智能化转型的途径。因此，在当前竞争较为激烈的工业市场中，重视智能化生产转型是提升企业竞争实力和发展动力的关键因素。因此，要想进一步提升工业机器人的定位抓取质量，要着重分析企业的管理理念以及生产目标。企业的管理者要认识到智能化生产的优势，积极转变自身的生产模式，借助传统与现代化生产相结合的方式，定位最适合企业发展需求的模式，才能够为自动化生产的落实提供平台。
6.3优化技术创新
智能技术的应用主要以机械设备作为实践工具，因此设备的质量管理便是提升机械化生产效率的关键。针对当前使用中的智能机器人，要及时地进行质量检修，落实基础的阶段性维修工作，从出厂、采购、储运等环节进行质检，从实践中定位运行缺陷，解决运行故障，并且不断地落实技术与设备之间的磨合创新，才能够确保机器视觉技术的不断优化。
结束语
机器视觉的运用能够有效提升工业机器人抓取技术对不同环境的柔性适应能力，借助其图像处理技术和三维定位技术等，将其应用到产品组装、零件分拣以及生产线中，可极大提高生产效率、生产的灵活性和安全性。
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