机器视觉在工业机器人技术方面的应用探究

2022-09-10

一、机器视觉的工作原理及其与工业机器人的内在联系

机器视觉系统是一种将视觉传感应用于生产装置上来获得被测目标的一种电子图像技术, 通过专业的图像处理系统, 机器视觉能够根据被测目标的个体特性经过图像处理技术将其转化成图像, 系统进一步根据图像的色彩特性以及亮度显示等一些图形特点对被测目标物进行特征分析和检测, 进而根据判别结果操纵来控制机器人的动作。整个视觉传感系统分为三个部分, 分别是图像的获取, 图像的处理和分析, 以及分析结果的输出和显示。图像的获取是视觉系统的基础部分, 主要是对被测目标进行图像扫描以及传输, 视觉传感器具有从一整幅图像捕捉光线的数以千计的像素能力, 所获取的图形具有高度的分辨率, 十分清晰和细腻, 只要被测目标在范围以内, 视觉传感系统就能清晰地捕捉到目标图像, 图像的处理和分析主要是通过机器视觉系统内的基准图像进行分析的, 传感器将拍摄的目标物图像与内存中的基准图像进行对比和分析, 比较得出结果, 进而完成下一步的步骤, 对分析结果进行显示和输出。

工业机器人是现代先进科技的主要代表技术, 通过多学科技术的融合与转化, 其被广泛应用在机械制造业及其自动化、汽车制造业以及一些电子配件等大规模的企业生产中, 随着现代技术的飞速发展, 高标准与高效率已经成为企业追求的目标, 在这种发展背景之下, 工业机器人应运而生, 在现代生产中, 工业机器人所占的比重越来越大, 视觉系统在工业机器人中的应用是一个重要的发展历程, 其作为工业机器人获取环境信息与目标的重要方式, 很大程度上提高了工业机器人在日常工作中对目标的识别准确性与多方操控能力, 进一步提高了工业机器人在现代生产中的工作效率与应用程度。视觉系统作为一个重要的研究领域, 随着对其研究的不断深入, 不断发展出来机器视觉系统, 其在计算机技术与工程技术等一些仿真环境下能够达到部分人类视觉的功能, 将其与工业机器人相互联系, 通过分析机器人在作业过程中的目标物的图像信息, 能够从根本上提高工业机器人在工作中的准确性与高度定位性, 工业机器人一般应用在制造业、生产检测以及物流运输等行业中, 这些行业都对机器人的操作精确度提出了更高的要求, 因此将机器视觉应用于工业机器人的日常工作中, 能够让机器人在不适合人工作业的环境中或人类难以满足要求的工作条件下来代替人类进行视觉作业, 同时也进一步增加了机器人的工作效率与工业生产中的自动化程度。

二、机器视觉在工业机器人方面的应用

(一) 机器视觉系统在工业机器人分拣技术中的应用

在现代工业生产与运转过程中, 不可避免的都要涉及到一些搬运以及分拣工作, 而当前人工工作在日常的分拣以及搬运工作中存在较大的局限性, 通过视觉机器人的应用可以大大提高工业生产的效率以及工作精度, 而机器视觉系统则在机器人的应用中起到了一个核心作用。工业机器人在工作过程中主要是对目标物品进行搬运和处理, 但在一些物流行业的分拣工作中由于目标物常常是运动的, 容易造成机器人的分拣实物, 通过视觉系统的加入可以对目标物进行实时的运动跟踪与检测, 从而准确确定机器人对目标物的抓取位置与方向。视觉机器人的主要工作分为四个部分, 为相机定位、图像处理、模式识别以及对机器人的动作控制, 相机定位主要是通过视觉系统来建立目标物的运动坐标, 图像处理是对视觉系统摄取的目标产物图像进行处理, 并根据这些图像特征分析来进行下一步工作, 模式识别是以图像分析为基础, 对结果进行分类和处理, 从而进一步根据图像处理与特性分析结果来操控机器人的动作行为, 完成对目标物的搬运以及分拣工作。

(二) 机器视觉系统在工业机器人零部件装配中的应用

日常工业生产与装配过程中, 一些零部件的精准化与高效率装配在人工条件下无法实现, 同时, 一些体积过大过小或者重量较大的零部件都需要机器人来操作, 其在零部件总装配行业中的应用范围很广, 通过机器视觉系统在机器人工作中的应用, 能够从根本上提高机器人的工作精度与效率, 例如, 王帅等人在研究工业机器人在零部件的装配方面, 通过机器视觉系统对装配底座进行了图像获取与处理, 精确分析了底座微孔的直径范围与机器人在工作过程中的侧孔安装的精确性问题, 实现了底座与减速器的智能化装配, 该技术实现了机器人生产制造的智能化与自动化, 具有较高的应用价值。

(三) 机器视觉系统在工业机器人无损检测技术中的应用

一般的无损检测技术是在人工检测条件下来完成的, 具有处理效率低, 精确度不高以及检出率较低等不足, 因此, 将工业机器人应用于无损检测系统, 能够满足现代工业生产的基本条件, 并通过机器视觉系统与工业机器人相结合, 促进工业生产与检出工作的高效准确进行, 在这项处理工程技术中, 现代无损检测是一种在不损坏试件的前提下, 借助先进的科学技术手段或者设备, 再配以物理或者化学的检测手法, 对检测物件的内部结构与表面状态和性质进行检查和分析的方法, 这是在现代可持续发展的基础上衍生出来的一种高效, 准确的检测技术, 同时, 机器视觉系统的自动、可观等优点大大提高了检测技术的自动化程度, 被广泛用于工业生产的成品检测与质量抽查等领域。与一般视觉处理系统一样, 现代无损检测技术借助视觉传感器对目标产品进行图像的获取与分析, 并对所得图像进一步分析和观察, 最终完成对目标产物的无损检测。

摘要：在现代化工业生产中, 机器人作为一种逐渐代替人力劳作的新型工作力量被广泛应用, 但由于工作环境与工作条件的限制, 一些人为工作的推进难度较大, 将视觉系统应用于工业机器人的操作系统中可以分担一些极端操作条件下的工作, 同时还能够提高现代工业化生产中的工作精度与工作效率, 提高自动化程度, 本文以机器视觉的工作原理为基础深入分析了其余工业机器人的内在联系, 并给出了视觉系统在工业机器人方面的具体应用, 旨在促进我国现代化工业生产自动化的发展。

关键词：机器视觉,工业机器人,现代自动化生产,应用探究