机器视觉技术在工业智能化生产中的应用

发表时间:2020/12/11   来源:《科学与技术》2020年第22期   作者:杨宏
[导读] 工业智能化生产是当前工业领域发展的必经之路,特别是在智能生产方面机器人、智能检测等工作为工业智能化生产奠定了稳定基础。
        杨宏
        武汉朴树科技电子有限公司 湖北 武汉 430000
        摘要:工业智能化生产是当前工业领域发展的必经之路,特别是在智能生产方面机器人、智能检测等工作为工业智能化生产奠定了稳定基础。机器视觉技术作为智能化的一种体现在其中占据重要位置。下面文章对机器视觉技术在工业智能化生产中的应用展开探讨。
        关键词:机器视觉;视觉技术;工业生产;智能化
        1机器视觉技术在工业智能化生产中的应用概述
        随着我国工业持续发展,工业主导地位不断提高,我国的工业生产结构产业结构从劳动密集型逐渐转向技术、知识密集型,产业发展的动能也逐渐从要素驱动转向效率驱动和创新驱动。我国工业生产的智能化水平仍然是工业领域的一个重要的研究点,未来工业智能化的发展尤为重要。近年来,随着工业智能化的迅速发展,具有便捷性、精确性、迅速性、智能化等优点的机器视觉技术被广泛应用于工业生产各领域,其作为一种现代化检测手段,越来越受到人们的重视。机器视觉技术涉及计算机科学、人工智能、信号处理、图像处理、机器学习、光学、自动化等多个领域。机器视觉通过光学设备和传感器获取到目标物体的图像信息,然后将图像信息转化成数字化信息,进而通过计算机分析数据显示在电子屏幕上或者通过控制单元指导机器完成任务。机器视觉偏重于信息技术工程化和自动化,但又构建在计算机技术视觉效果方法论的基础上,它的重点是感知目标物体的位置信息、大小形态、颜色信息及存在状态等数据信息。
        2机器视觉技术在工业智能化生产中的应用分析
        2.1机器人分拣系统
        在机器人基于机器视觉进行分拣系统建设的过程中,需要根据分拣机器人的特点进行分析。在研究中应建立系统应当针对货物的两种状态进行建立,即相机静止-目标静止状态以及相机静止-目标运动状态。针对这两种状态进行机器人机器视觉的运行进行详细的论述,进而帮助分拣机器人准确顺利完成分拣工作。在实验室中的机器人分拣系统的构建组成中由四个部分组成,即相机标定、图像处理、模式识别以及机器人控制四个部分,该四个部分缺一不可。在相机标定部分,利用图像坐标技术与机器人的坐标系进行联系,将二者之间的关系联系起来,获取物品的位置。在图像处理部分则是集中于对相机所拍摄到的画面进行处理的功能,如图像中的某些特殊画面、特殊标记等。将这些标记与机器人的坐标系进行联系,做出对图像的预处理工作。模式识别则是在图像处理的基础上针对图像以及图像中联通的部分进行识别、分类的部分。机器人控制则是整个工作中的最后一步,也是十分重要的一步。在机器人控制阶段,其控制方法在于计算机与机器人之间的联系,通过二者之间建立起来的连接通信,在计算机程序的操控下进行机器人的控制,指挥机器人完成各种动作。该四个部分的紧密联系,将机器人分拣工作完成。在机器人的参与下,企业的人力支出费用也随之大大降低,与此同时,机器人分拣技术的应用提升企业的工作效率为企业增收,做出了一定的贡献。
        2.2机器视觉在工业质量检测中的应用
        在现代化工业生产过程中,目标检测多种多样,市场需求相对较大。比如,检测机械零件大小是否达标、辨别条形码或包装条码、测试商品的外表缺陷、瓶口缺陷、打印缺陷等等。这些应用均需大批量测试,并且都是高精度的测试,人眼识别在这些检测中处于劣势,如果仅仅通过人工,耗时可想而知。在啤酒瓶的生产过程中,瓶子大小以及外观是否有缺陷等这些都需要经过质量检测。一些工厂一天就会生产成千上万的啤酒瓶,如果都利用人工来处理,是让人无法胜任的。而且一般人眼一直盯着同样的物体检测,时间长了,会造成视觉疲劳,进而导致残次品率高,工作效率低下。不仅如此,一些工厂还要花费大量成本聘请人力检测,这种落后的生产方式已经不再适合现代化生产。利用机器视觉技术可以有效的解决这一问题,用机器检测代替了传统的人工,大批量检测可以快速完成,加快了工厂的产品生产速度;另外,减少了工厂的生产成本,提高了产品的生产效率。机器视觉技术的应用,使工业生产不在受限于人眼识别的缺陷,提高了工业检测的精度和效率,使工业生产更加的自动化和智能化。
        在图一所示的自动零件检测系统中,零件由振动盘和传送带逐个送到检测位置,CCD相机对检测零件进行拍照,拍摄的图像经过数据处理后,再和储存在计算机中的零件数据进行对比,判断零件是否合格,如果判定零件不合格,在传送过程中,不合格零件被气缸推入不合格品物料盒,合格品则进入合格品物料盒。整个检测过程中,不需要人参与,大大提高了检测效率,还避免了由人检测可能带来的误判,检测数据由计算机记录和显示,并通过计算机进行统计分析,为优化零件生产工艺和管理提供帮助。

        
        
        
        
        
        
        
        
        
        


        2.3运用于器件的精密测量
        在机械制造中会涉及许多元器件的测量工作,这种工作是精细且准确的,需要大量人力物力的投入,而且如果人为测量还会受到诸多因素影响测量的准确性,不能够保证机械生产的质量。但是机器视觉技术的测量是特别精密的,它能够在此领域发挥极大的作用和意义。在机器视觉技术中,处理系统和光学系统等都有准确定位与测量的能力。使用机器视觉技术,能够将需要检测的部位以显微镜勾勒的方式描绘出来,全面的提供准确的数据信息,这是人工操作所不能够企及的,数据的准确性能够促使机械生产的正常运行,所制造的产品也能够符合要求与标准。并且在这基础上,机器视觉技术还有另外的作用,它能够测量所存在的误差,有效的控制误差的产生,在多次测量的过程中取得最为精准的数据。
        结语
        综上所述,随着我国经济的不断发展,工业智能化、自动化水平不断提高,并进入到各行各业的生产活动中,如:食品加工业、汽车业、农业、工业等。在这些工作领域中,也都针对工作需要研制出了更加智能化的机器人或操作系统,在这其中为保证工业生产工作的稳定运行,采用机器视觉技术能够具有较好优势,比如:针对机器人分拣技术进行研究及分析仍旧需要广大工作者继续下去,保证机器人分拣技术的准确性,减少误抓、错抓的情况出现。相信在日后我国工业生产自动化水平将会不断提高,机器视觉技术应用也会更加广泛、稳定。
        参考文献
        [1]张国福,沈洪艳.机器视觉技术在工业检测中的应用综述[J].电子技术与软件工程,2013(22):111.
        [2]陈扬帆.机器视觉在工业机器人技术方面的应用探究[J].计算机产品与流通,2018(8):96.
        [3]杨志红.机器视觉技术在工业控制领域中的应用[J].信息与电脑(理论版),2018(17):87-88.
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