張俊 魏寧宇

摘要：機(jī)器視覺是一個(gè)活躍的領(lǐng)域，隨著研發(fā)與應(yīng)用的深入，會(huì)逐漸滲透到通訊技術(shù)、生物醫(yī)學(xué)、工業(yè)生產(chǎn)等核心領(lǐng)域。本文以無錫技師學(xué)院校企合作項(xiàng)目為平臺(tái)，淺析機(jī)器視覺技術(shù)應(yīng)用職業(yè)培訓(xùn)項(xiàng)目的規(guī)范和技術(shù)要求。

關(guān)鍵詞：機(jī)器視覺;校企合作;職業(yè)規(guī)范;技術(shù)要求

中圖分類號(hào)：TP391.4 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-9416（2019）07-0052-02

0 引言

隨著工業(yè)4.0時(shí)代的到來，機(jī)器視覺在智能制造業(yè)領(lǐng)域的作用越來越重要，特別是在工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用領(lǐng)域中，機(jī)器視覺就好比是工業(yè)機(jī)器人的眼睛，有了它，機(jī)器人就可以完成各種各樣較為復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)，拓寬了其應(yīng)用領(lǐng)域。無錫技師學(xué)院和無錫信捷電氣股份有限公司進(jìn)行校企合作，在2018年完成了無錫市職業(yè)培訓(xùn)項(xiàng)目工業(yè)機(jī)器人裝調(diào)維修工（機(jī)器視覺技術(shù)應(yīng)用）中級(jí)的開發(fā)工作，現(xiàn)對(duì)該項(xiàng)目中機(jī)器視覺的職業(yè)培訓(xùn)規(guī)范和要求進(jìn)行簡(jiǎn)要分析。

1 機(jī)器視覺簡(jiǎn)介

1.1 機(jī)器視覺的定義和作用

機(jī)器視覺是人工智能正在快速發(fā)展的一個(gè)分支。簡(jiǎn)單說來，就是用機(jī)器代替人眼來做測(cè)量和判斷。根據(jù)制造工程師協(xié)會(huì)的定義：機(jī)器視覺就是使用光學(xué)非接觸式感應(yīng)設(shè)備自動(dòng)接收并解釋真實(shí)場(chǎng)景的圖像以獲得信息控制機(jī)器或流程。機(jī)器視覺經(jīng)常與自動(dòng)化控制設(shè)備進(jìn)行系統(tǒng)集成，共同完成具有事物識(shí)別與判斷的較為復(fù)雜的控制任務(wù)。

1.2 機(jī)器視覺系統(tǒng)的組成

機(jī)器視覺系統(tǒng)主要由圖像獲?。汗庠础㈢R頭、相機(jī)、采集卡、機(jī)械平臺(tái);圖像處理與分析：工控主機(jī)、圖像處理分析軟件、圖形交互界面和判決執(zhí)行：電傳單元、機(jī)械單元這三部分組成。在工業(yè)自動(dòng)化控制領(lǐng)域中典型的控制系統(tǒng)由PLC、觸摸屏和視覺系統(tǒng)（機(jī)器人）組成。

1.3 機(jī)器視覺的應(yīng)用

機(jī)器視覺的應(yīng)用主要有檢測(cè)和機(jī)器人視覺兩個(gè)方面：

（1）檢測(cè)：又可分為高精度定量檢測(cè)（例如顯微照片的細(xì)胞分類、機(jī)械零部件的尺寸和位置測(cè)量）和不用量器的定性或半定量檢測(cè)（例如產(chǎn)品的外觀檢查、裝配線上的零部件識(shí)別定位、缺陷性檢測(cè)與裝配完全性檢測(cè)）。

（2）機(jī)器人視覺：用于指引機(jī)器人在大范圍內(nèi)的操作和行動(dòng)，如從料斗送出的雜亂工件堆中揀取工件并按一定的方位放在傳輸帶或其他設(shè)備上（即料斗揀取問題）。至于小范圍內(nèi)的操作和行動(dòng)，還需要借助于觸覺傳感技術(shù)。

此外還有自動(dòng)光學(xué)檢查，人臉識(shí)別，無人駕駛汽車，產(chǎn)品質(zhì)量等級(jí)分類，印刷品質(zhì)量自動(dòng)化檢測(cè)，文字識(shí)別，紋理識(shí)別，追蹤定位。機(jī)器視覺技術(shù)的應(yīng)用取代了人工分揀快遞，大大提高了效率。除此之外，機(jī)器視覺技術(shù)還可以讓機(jī)械手臂擁有3D視覺能力，依靠視覺導(dǎo)引、定位，夾取產(chǎn)品。并且在汽車制造、醫(yī)療等領(lǐng)域也使用機(jī)器視覺系統(tǒng)進(jìn)行測(cè)量和檢測(cè)。

2 工業(yè)機(jī)器人裝調(diào)維修工（機(jī)器視覺技術(shù)應(yīng)用）中級(jí)項(xiàng)目技術(shù)規(guī)范開發(fā)

根據(jù)機(jī)器視覺技術(shù)的特點(diǎn)與技術(shù)要求，結(jié)合國(guó)家頒布的《工業(yè)機(jī)器人裝調(diào)維修工》職業(yè)技能標(biāo)準(zhǔn)，無錫技師學(xué)院部分骨干教師和無錫信捷電氣股份有限公司的技術(shù)工程師一起合作開發(fā)了機(jī)器視覺技術(shù)的職業(yè)培訓(xùn)標(biāo)準(zhǔn)。

2.1 職業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)

機(jī)器視覺技術(shù)包括的職業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)如下：電工基礎(chǔ)知識(shí)、電動(dòng)機(jī)與變壓器知識(shí)、電子技術(shù)基礎(chǔ)知識(shí)、電工儀表與測(cè)量知識(shí)、可編程控制技術(shù)知識(shí)、變頻伺服技術(shù)知識(shí)、計(jì)算機(jī)知識(shí)、氣動(dòng)技術(shù)知識(shí)、視覺技術(shù)、光學(xué)鏡頭、光源知識(shí)、圖像處理技術(shù)、安全用電知識(shí)和機(jī)器人操作規(guī)程和安全措施。

2.2 職業(yè)操作規(guī)范

本項(xiàng)目的職業(yè)功能主要分為：相機(jī)的連接與調(diào)試、伺服電機(jī)的連接與調(diào)試和相機(jī)、PLC、伺服電機(jī)聯(lián)調(diào)應(yīng)用三大類。

2.2.1 相機(jī)的連接與調(diào)試

（1）技能要求：完成考核設(shè)備上相機(jī)、光源、控制器、電源和電腦之間的連接，完成相機(jī)鏡頭和光源調(diào)整，并能將相機(jī)拍攝到的圖像傳輸?shù)诫娔X，并能夠?qū)崿F(xiàn)連續(xù)拍攝和抓拍功能。

（2）相關(guān)知識(shí)：電氣繪圖方法;相機(jī)、光源、控制器、電源和電腦之間的連接;常用儀表使用;相機(jī)鏡頭和光源調(diào)整;圖像傳輸。

（3）能力單元要素：能根據(jù)任務(wù)要求完成相機(jī)、光源、控制器、電源和電腦之間的連接，對(duì)相機(jī)鏡頭和光源進(jìn)行調(diào)整，并能將相機(jī)拍攝到的圖像傳輸?shù)诫娔X，并能夠?qū)崿F(xiàn)連續(xù)拍攝和抓拍功能。

（4）實(shí)作指標(biāo)：掌握電氣繪圖方法;掌握常用儀表和工具的使用;掌握相機(jī)鏡頭和光源的調(diào)整方法;根據(jù)工作任務(wù)完成連續(xù)拍攝和抓拍功能。

2.2.2 伺服電機(jī)的連接與調(diào)試

（1）技能要求：完成考核設(shè)備上按鈕、伺服控制器、伺服電機(jī)和電源的連接，完成伺服控制器參數(shù)設(shè)置，并能對(duì)伺服電機(jī)進(jìn)行手動(dòng)正反轉(zhuǎn)點(diǎn)動(dòng)控制。

（2）相關(guān)知識(shí)：電氣繪圖方法;按鈕、伺服控制器、伺服電機(jī)和電源的連接;常用儀表使用;伺服控制器參數(shù)設(shè)置;伺服電機(jī)手動(dòng)控制運(yùn)行。

（3）能力單元要素：能根據(jù)任務(wù)要求完成按鈕、伺服控制器、伺服電機(jī)和電源的連接，對(duì)伺服控制器進(jìn)行參數(shù)設(shè)置，并能對(duì)伺服電機(jī)進(jìn)行手動(dòng)正反轉(zhuǎn)點(diǎn)動(dòng)控制。

（4）實(shí)作指標(biāo)：掌握電氣繪圖方法;掌握常用儀表和工具的使用;掌握按鈕、伺服控制器、伺服電機(jī)和電源的連接方法;掌握伺服控制器參數(shù)設(shè)置方法;掌握伺服電機(jī)手動(dòng)控制運(yùn)行方法。

2.2.3 相機(jī)、PLC、伺服電機(jī)聯(lián)調(diào)應(yīng)用

（1）技能要求：完成考核設(shè)備上相機(jī)模塊、PLC和伺服模塊之間的連接，能夠通過相機(jī)識(shí)別軟件完成工件有無識(shí)別，并能根據(jù)識(shí)別結(jié)果完成伺服電機(jī)的自動(dòng)控制;能進(jìn)行可編程控制器安裝接線;能掌握編程軟件的使用;能對(duì)控制要求進(jìn)行編程并下載運(yùn)行。

（2）相關(guān)知識(shí)：電氣繪圖方法;相機(jī)模塊、PLC和伺服模塊之間的連接;常用儀表使用;編程軟件的應(yīng)用。

（3）能力單元要素：能根據(jù)任務(wù)要求完成相機(jī)模塊、PLC和伺服模塊之間的連接，能夠通過相機(jī)識(shí)別軟件完成工件有無識(shí)別，并能根據(jù)識(shí)別結(jié)果完成伺服電機(jī)的自動(dòng)控制;能進(jìn)行可編程控制器安裝接線;能掌握編程軟件的使用;能對(duì)控制要求進(jìn)行編程并下載運(yùn)行。

（4）實(shí)作指標(biāo)：掌握電氣繪圖方法;掌握相機(jī)模塊、PLC和伺服模塊之間的連接;掌握常用儀表使用;掌握HMI、PLC及機(jī)器視覺編程軟件;掌握相機(jī)、PLC、伺服電機(jī)聯(lián)機(jī)調(diào)試方法。

2.3 職業(yè)道德

機(jī)器視覺技術(shù)要求執(zhí)業(yè)人員遵守法律、法規(guī)和有關(guān)規(guī)定;愛崗敬業(yè)，具有高度的責(zé)任心;嚴(yán)格執(zhí)行工作程序、工作規(guī)范、工藝文件和安全操作規(guī)程;工作認(rèn)真負(fù)責(zé)，團(tuán)結(jié)合作;愛護(hù)設(shè)備及工具、夾具、刀具、量具;著裝整潔，符合規(guī)定;保持工作環(huán)境清潔有序，文明生產(chǎn)。

3 工業(yè)機(jī)器人裝調(diào)維修工（機(jī)器視覺技術(shù)應(yīng)用）中級(jí)考核內(nèi)容

根據(jù)機(jī)器視覺技術(shù)培訓(xùn)內(nèi)容和相關(guān)技術(shù)要求，我們具體制定了每一個(gè)培訓(xùn)內(nèi)容的考核要求，力求實(shí)現(xiàn)考核有目標(biāo)，尺度有標(biāo)準(zhǔn)，評(píng)價(jià)科學(xué)、客觀。

3.1 相機(jī)的連接與調(diào)試（比重：30%）

內(nèi)容包括：相機(jī)與控制器的連接方法;控制器與光源的連接方法;光源明暗調(diào)整方法;相機(jī)、電腦的連接與通訊;相機(jī)光圈及焦距調(diào)整方法;相機(jī)基本功能的使用方法。

3.2 伺服電機(jī)的連接與調(diào)試（比重：20%）

內(nèi)容包括：伺服控制器與伺服電機(jī)連接方法;伺服控制器的參數(shù)設(shè)置;按鈕與伺服控制器的連接方法;伺服電機(jī)的手動(dòng)控制方法;儀器儀表的使用方法;安全用電規(guī)范。

3.3 相機(jī)、PLC、伺服電機(jī)聯(lián)調(diào)應(yīng)用（比重：50%）

內(nèi)容包括：PLC的I/O分配與接線;相機(jī)模塊、PLC的連接與通訊;相機(jī)軟件基本圖像識(shí)別工具的使用方法;相機(jī)軟件腳本編寫方法;伺服模塊、PLC的連接與通訊;PLC的編程方法;PLC對(duì)伺服電機(jī)的自動(dòng)程序控制;相機(jī)模塊、PLC、伺服模塊的聯(lián)調(diào)運(yùn)行;儀器儀表的使用方法;安全用電規(guī)范。

4 結(jié)語

校企深層次合作下職業(yè)培訓(xùn)項(xiàng)目的開發(fā)能夠?yàn)樵盒：推髽I(yè)之間對(duì)新技術(shù)、新領(lǐng)域的合作開辟一條新的路徑，為區(qū)域經(jīng)濟(jì)的發(fā)展培養(yǎng)大量高技能人才。機(jī)器視覺技術(shù)應(yīng)用項(xiàng)目作為一個(gè)典型案例，為后續(xù)項(xiàng)目推廣起到了引領(lǐng)作用。

參考文獻(xiàn)

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