摘 要：工业机器人的加入使工业生产加速进入量产时代，全自动化生产已经渐渐步入正轨。工业机器人的操作已经能够实现自动化程序化，但是工业机器人现状存在严重问题，不能脱离人力的调整视觉来控制操作区域。这个问题严重制约了工业机器人的泛化操作能力，所以技术人员在积极对机器人加入视觉识别功能，以实现机器人进行自主切割路径规划。在机器人拥有视觉识别和逻辑判定功能完善后，工业机器人的自动化进程将有极大进展。

关键词：工业机器人；切割路径；视觉识别；规划策略

工业的高速化需要催生了工业机器人，也带动了人工智能的急速发展。工业机器人能够做到众多人力所达不到的极限工业纪录，所以能够将工业产量极大提升，达到难以想象的工作效率。以工业机器人的切割作业为例，能够做到各种人力难以企及的精确度和行动速度。但是机器人的工业化运用越广，发现其中受到局限的情况越是众多。比如在机器人缺乏视觉识别的情况下，机器人操作的地点和区域极其受限。通过研究将工业机器人加入视觉识别功能，可以发现工业机器人的工业运用潜力。首先从为机器人加入视觉识别的难点说起。

一、工业机器人加入视觉识别的难点研究

（一）加入路径识别功能

将工业机器人赋予视觉功能的要求也是将机器人赋予视觉输入和图像分析功能。普通的工业机器人进行切割作业的方法是将工业机器人固定起来，将机械臂设置成只在规定区域活动，进而满足在具体区域里进行作业的要求，将原料切割成所需要的长度、宽度、深度和形状。但是普通工业机器人极其受工作场地的限制，而且需要人力多次进行材料的角度调整，无形中将工作效率降低了。虽然原则上调整材料角度的工作也可以由机器人来完成，但是需要耗费额外的成本，并且在工业机器人加入路径识别功能之后这些问题也就不复存在。所以如何实现将工业机器人加入视觉识别功能，以及如何将视觉识别功能结合工作需要进行链接是现在限制工业机器人的难点。

（二）路径识别功能后判别机械臂操作

在给工业机器人加入路径识别功能解决之后，也还有和工作相关的各种现实问题。比如切割工作中存在的问题是如何实现工业机器人的路径识别和工作区域判定，以及判定哪些属于工作材料而哪些属于需要清除的异物。如何将路径识别功能实现的同时链接机械臂，使工业机器人能够智能识别工作用操作物品和工作区域，是完成机器人视觉识别并且用于工作操作的难点。如果机器人只能完成工作区域的识别而不能很好区别出材料和异物，非常容易引起误操作。为了工业生产的高质量要求，必须将各种问题统统考虑在内，制定合适的机器人处理智能，得出统一解决方案。

二、工业机器人切割路径的视觉识别的实施策略

（一）为工业机器人加入整套视觉识别设备

一般来说，视觉识别设备包括视觉输入系统和图像分析系统以及相应的镜头控制和加固系统。一般来说视觉输入系统负责扫描图案并将图案传递给图像分析系统，图像分析系统进行图案的处理并且识别图案中的特征形状和颜色识别，然后根据形状和颜色进行视觉发现物品的判定。镜头控制和加固系统则用来确保视觉识别设备的稳定性以及从多角度进行图案采样工作。整套设备的重中之重在于图案分析系统的严谨程度和识别能力，通过多种采样和图案的严格切割处理，可以对视觉识别系统识别出的物品进行准确的判定，通过加入多种工作材料的识别，以及对异物的识别完善，能为工业机器人进行精准操作提供更好方向。能够识别物体，识别路径，识别空白与操作环境等和生产息息相关的因素，视觉识别功能才算完整。在加入完整的视觉识别设备之后，工业机器人就拥有了眼睛，可以对视觉中的物品进行鉴别。

（二）链接起识别功能和可采取的操作

在建立起精准的识别功能之后，再赋予工业机器人根据所识别的物品进行操作的智能。一般来说包括三种逻辑发生处理方式。第一，在识别当前位置不属于工作区域的时候，寻找路径移动机器到工作区域。第二，识别当前工作区域中的材料不属于工作用材料的时候，将其清理出工作区域。第三，识别到工作区域内的材料是工作材料的时候，调整好材料的位置并且固定，然后操作机械臂对其进行切割，并且根据实际需要在规定的时刻将材料方向进行调整，规划出合理的切割路线，最后得到生产所需的材料形状。在这三种逻辑行为被工业机器人掌握以后，将可以进行实现切割作业工业的生产需要。在各种条件得到满足的情况下，机器人就被赋予了视觉，能够看到眼前的物体并且认识到是什么，进而对需要的物品进行操作，运用在工业上將为机器人的自动化操作提升一大步，从而实现工业上切割作业机器人的全体自动化操作。

三、结语

机器人运用到工业上已有一段时间，从刚开始的机械化操作到现在的智能化操作，机器人在工业上的发展速度越来越快，现在已经在为全面实现机器人自动化和机器人一体化而进行努力。而为机器人带来视觉识别是其中的一项重要工作，很多学者和机械爱好者在为之努力。而实现视觉识别的工作需要使机器人的视觉输入和图像智能识别能力达到一定水平，并且拥有识别物品并且进行物品操作的智能操作，才算真正做到了机器人的识别功能完成。在能够准确识别物品并且进行切割作业的路径识别的情况下，相关设计才能完善，实现工业机器人切割路线的视觉识别功能。

参考文献：

[1]周衍超.基于视觉引导的机器人只能抓取技术研究[D].广州：广东工业大学，2015.

[2]赵鹏.机器视觉研究与发展[M].北京：科学出版社，2012：1.

[3]张磊.机器视觉颜色检测技术及应用研究[D].广州：广东工业大学，2011.

作者简介：刘毅龙（1989-），男，汉族，江西吉安人，硕士，助教，研究方向：自动控制。