論機(jī)器視覺技術(shù)在工業(yè)智能化生產(chǎn)中的應(yīng)用

柯瑞焜

摘要：本文從工業(yè)機(jī)器人的特點入手，分析了機(jī)器視覺技術(shù)應(yīng)用于工業(yè)機(jī)器人、工業(yè)產(chǎn)品生產(chǎn)等多方面設(shè)備的應(yīng)用價值，同時探究了現(xiàn)階段我國工業(yè)生產(chǎn)過程中機(jī)器視覺技術(shù)存在的問題及未來的發(fā)展方向，以期為相關(guān)行業(yè)從業(yè)人員提供指導(dǎo)和幫助。

關(guān)鍵詞：機(jī)器視覺技術(shù);工業(yè)智能化生產(chǎn)

一、工業(yè)機(jī)器人的特點

在經(jīng)過多年的發(fā)展之后，工業(yè)機(jī)器人已經(jīng)成為了現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的代表，它能夠充分展現(xiàn)出快速、高效、便捷等多種優(yōu)勢，并且在食品生產(chǎn)、電子設(shè)備安裝、服裝制造等多個行業(yè)領(lǐng)域得到了極為廣泛的應(yīng)用。通過將機(jī)器視覺技術(shù)應(yīng)用于工業(yè)機(jī)器人當(dāng)中，可以使得工業(yè)機(jī)器人具備以下優(yōu)勢：第一，工業(yè)機(jī)器人的控制作用更加精準(zhǔn)，可以在短時間內(nèi)對目標(biāo)的位置進(jìn)行確定，同時借助工業(yè)機(jī)器人來對機(jī)械手臂進(jìn)行調(diào)控，獲取預(yù)期的目標(biāo)物體。第二，可以對物體進(jìn)行識別，獲取物體相對應(yīng)的圖像，并且將這些圖像的信息進(jìn)行提取，從而對物體的形態(tài)進(jìn)行確定，最終準(zhǔn)確的判斷出物體的種類。第三，對整個生產(chǎn)線上的物品進(jìn)行檢測和識別。甄別生產(chǎn)線生產(chǎn)出的產(chǎn)品是否存在質(zhì)量不合格的情況。第四，對生產(chǎn)線上所生產(chǎn)的微小器件進(jìn)行人力不能及的檢查。第五，對生產(chǎn)出的物品根據(jù)其類型進(jìn)行相應(yīng)的分揀和運(yùn)輸。

二、工業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用范圍及價值

當(dāng)前，人們的生活節(jié)奏不斷加快，對于工業(yè)生產(chǎn)的效率及質(zhì)量也提出了更高的要求，因此現(xiàn)階段的工業(yè)生產(chǎn)普遍呈現(xiàn)出一體化、效率化的發(fā)展趨勢。以書本的生產(chǎn)為例，不論是書本內(nèi)容的印刷，還是紙張的切割，亦或是完成印刷之后的書本粘膠固定，都不需要人力的干預(yù)，而是機(jī)械一體化的方式來對其進(jìn)行生產(chǎn)，這樣顯著企業(yè)生產(chǎn)時在人力成本方面的支出，使得企業(yè)能夠有更多的資金來進(jìn)行其他方面的業(yè)務(wù)拓展。這對于企業(yè)核心競爭力的提升以及企業(yè)良好市場口碑的建立都是大有裨益的。因此，對于現(xiàn)代生產(chǎn)企業(yè)來說，需要充分抓住機(jī)械一體化所帶來的機(jī)遇，積極探索企業(yè)的生產(chǎn)模式轉(zhuǎn)型和生產(chǎn)設(shè)備的改革，將機(jī)器視覺技術(shù)融入到工業(yè)化生產(chǎn)流程當(dāng)中。

之所以反復(fù)強(qiáng)調(diào)機(jī)器視覺控制系統(tǒng)，是因為其本身擁有強(qiáng)大的數(shù)據(jù)和信息處理能力，在極短的時間內(nèi)可以對某個物體的多個棱角進(jìn)行檢測，計算出物體的尺寸、形狀、質(zhì)量等多項指標(biāo)。正是由于其具有極其強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理能力，因此在實際應(yīng)用時可以對算法產(chǎn)生一定的影響，最終導(dǎo)致視覺系統(tǒng)的決策速度受到負(fù)面影響。而為了提升圖像處理的效率，很多企業(yè)開始選擇架構(gòu)一致、僅處理方式存在差異的視覺算法輔助進(jìn)行生產(chǎn)。另外，有一部分機(jī)器視覺控制器當(dāng)中存在專門和互聯(lián)網(wǎng)連接的端口，從而可以將測量出的數(shù)據(jù)通過云端存儲的方式進(jìn)行保存，有效減少了負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)處理工作人員的實際工作量，實現(xiàn)“足不出戶”便可辦公的目標(biāo)。

三、機(jī)器視覺與質(zhì)量檢測的關(guān)系

對于現(xiàn)代化生產(chǎn)企業(yè)來說，在進(jìn)行生產(chǎn)產(chǎn)品的質(zhì)量檢測時可選擇的手段多種多樣，且整個市場對生產(chǎn)產(chǎn)品的檢測需求非常大，具體來說，生產(chǎn)產(chǎn)品的檢測內(nèi)容包括零件的規(guī)格、條形碼、包裝條碼、生產(chǎn)批次、生產(chǎn)配料打印、瓶口密封情況等。而傳統(tǒng)的生產(chǎn)采用人眼觀察和審核的辦法。眾所周知，人眼進(jìn)行質(zhì)量檢測和智能電子設(shè)備進(jìn)行質(zhì)量檢測完全是兩個不同的層次。人眼進(jìn)行質(zhì)量檢測不僅可能造成質(zhì)量審核不仔細(xì)、檢測不到位的情況，同時還會導(dǎo)致企業(yè)產(chǎn)生大量的經(jīng)濟(jì)支出。而借助機(jī)器視覺技術(shù)的應(yīng)用，則可以有效解決這一問題。借助智能電子設(shè)備來進(jìn)行識別，能夠在更短的時間內(nèi)完成更多的產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)測，顯著提升工廠的產(chǎn)品生產(chǎn)效率，同時還能夠減少人力方面的支出，讓產(chǎn)品的生產(chǎn)成本得到降低。另外，采用機(jī)械設(shè)備識別還能夠有效規(guī)避人眼識別的缺陷，使得整個工業(yè)產(chǎn)品生產(chǎn)的準(zhǔn)確度得到有效的提升，這對于推動工業(yè)生產(chǎn)朝著自動化水平的發(fā)展具有重要的意義和價值。

四、機(jī)器視覺在工業(yè)智能化生產(chǎn)中的未來發(fā)展方向

綜合來看，將機(jī)器視覺技術(shù)應(yīng)用于工業(yè)的智能化生產(chǎn)，具體具有以下幾個方面的優(yōu)勢：第一，借助機(jī)械設(shè)備能夠?qū)崿F(xiàn)對所生產(chǎn)產(chǎn)品的非接觸性參數(shù)檢測，同時也能夠?qū)崿F(xiàn)人工難以檢測方面的檢測;第二，和人工檢測相比，機(jī)械檢測對于光的敏感度更高，因此可以用于生產(chǎn)產(chǎn)品紅外光及微弱光的檢測，有效規(guī)避了人眼檢測的缺陷，使得產(chǎn)品的生產(chǎn)質(zhì)量及合格率均得到了顯著地提升;第三，機(jī)器可以實現(xiàn)長時間、高強(qiáng)度、高質(zhì)量的質(zhì)量檢測工作，不會出現(xiàn)因疲勞以及疏忽造成的檢測事故;第四，借助機(jī)器視覺技術(shù)來輔助工業(yè)生產(chǎn)的產(chǎn)品檢測，能夠減少企業(yè)在人力檢測方面的成本支出，為企業(yè)贏得更好的經(jīng)濟(jì)效益。

在當(dāng)前全球科學(xué)技術(shù)快速發(fā)展的背景下，機(jī)器視覺技術(shù)經(jīng)過多年的發(fā)展其技術(shù)已經(jīng)趨于成熟，但是在將其應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)的產(chǎn)品質(zhì)量檢測方面，仍然存在著諸多問題，具體來說主要包括以下幾個方面：第一，倘若生產(chǎn)車間出現(xiàn)了較為明顯的噪音，便可能對極度依賴空間環(huán)境及光線的機(jī)器視覺系統(tǒng)產(chǎn)生負(fù)面影響，導(dǎo)致設(shè)備的檢測靈敏度大幅度降低，甚至?xí)υO(shè)備本身造成質(zhì)量損傷。第二，由于現(xiàn)階段工業(yè)生產(chǎn)的車間往往面積非常大，想要對生產(chǎn)車間的溫度進(jìn)行控制難度是非常大的，因此在產(chǎn)品的生產(chǎn)現(xiàn)場往往會出現(xiàn)較為極端的溫度條件，這對于機(jī)器視覺系統(tǒng)當(dāng)中設(shè)備的穩(wěn)定性及抗外界干擾能力產(chǎn)生了一定的影響。第三，在進(jìn)行圖像采集時，倘若所采集的環(huán)境中光線較為昏暗，那么便可能會影響生產(chǎn)產(chǎn)品的數(shù)據(jù)提取準(zhǔn)確性，導(dǎo)致產(chǎn)品的次品率大幅度上升，最終造成產(chǎn)品的精確度和效率受到嚴(yán)重影響。

為了妥善解決上述問題，實現(xiàn)機(jī)器性能的有效提升，從而推動機(jī)器視覺技術(shù)在工業(yè)智能化生產(chǎn)當(dāng)中的應(yīng)用，操作人員可以從以下方面入手來對機(jī)器視覺系統(tǒng)當(dāng)中的各個設(shè)備進(jìn)行優(yōu)化和改進(jìn)：首先，需要積極開展設(shè)備的研究和開發(fā)，生產(chǎn)出具有更高處理能力、適應(yīng)多種惡劣檢測環(huán)境的圖像處理設(shè)備。一般來說，圖像采集的速度和設(shè)備硬件本身的處理速度是呈正相關(guān)的，倘若設(shè)備的硬件質(zhì)量滿足惡劣環(huán)境的檢測要求，那么在進(jìn)行生產(chǎn)產(chǎn)品的質(zhì)量檢測時便可以減少對主機(jī)的依賴，使得系統(tǒng)所檢測出的圖像分辨率以及圖像的各項數(shù)據(jù)處理速度得到顯著地提升。同時，設(shè)備中軟件的質(zhì)量也十分關(guān)鍵，通過高質(zhì)量的軟件也能夠?qū)ΜF(xiàn)有的設(shè)備檢測流程進(jìn)行優(yōu)化，使得機(jī)器能夠快速的對發(fā)出的指令進(jìn)行處理，有效保障圖像的最終處理效率。其次，需要相關(guān)企業(yè)的研發(fā)人員積極開展具有較高適配度和更大應(yīng)用范圍的智能算法，使得系統(tǒng)能夠快速進(jìn)行進(jìn)行數(shù)據(jù)的分析，從而在惡劣的檢測環(huán)境中也能夠?qū)崿F(xiàn)所生產(chǎn)產(chǎn)品的質(zhì)量檢測，切實提升系統(tǒng)本身的穩(wěn)定性和實用性，同時確保系統(tǒng)能夠在多個生產(chǎn)環(huán)境當(dāng)中進(jìn)行使用。

五、結(jié)語

對于工業(yè)生產(chǎn)行業(yè)來說，機(jī)器視覺技術(shù)對于產(chǎn)品的生產(chǎn)效率具有重要的意義。將機(jī)器視覺技術(shù)應(yīng)用于產(chǎn)品生產(chǎn)上，能夠有效減少企業(yè)在產(chǎn)品質(zhì)量檢測方面的人力成本支出，同時顯著提升檢測的精準(zhǔn)度。然后，現(xiàn)階段我國的機(jī)器視覺技術(shù)較之于西方發(fā)達(dá)國家仍存在不小的差距，因此相關(guān)行業(yè)從業(yè)人員需要積極開展研究和探索，解決當(dāng)前橫亙在機(jī)器視覺系統(tǒng)推廣方面的難題，有效推動我國工業(yè)生產(chǎn)朝著更加智能、高效的方向邁進(jìn)。

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