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    所謂信號識別是指按照規(guī)定的目標(biāo)，對過程中各種現(xiàn)象或?qū)κ录M(jìn)行檢測、分析、描述、辨識和判斷的過程。

    制造過程的識別，其目的在于快速、經(jīng)濟(jì)而又精確地實(shí)現(xiàn)制造過程的監(jiān)視和控制，從而保證：

    1）加工機(jī)床、設(shè)備與裝置、工件和刀具的安全，并縮短故障查找時(shí)間。

    2）實(shí)現(xiàn)反饋控制或動態(tài)過程優(yōu)化。

    3）應(yīng)用人工智能技術(shù)或?qū)崿F(xiàn)智能閉環(huán)控制。

    4）成為進(jìn)行過程診斷和制造過程建模、仿真的基礎(chǔ)。

    5）為實(shí)現(xiàn)基于計(jì)算機(jī)的制造過程柔性化或自動化。

    6）發(fā)展制造科學(xué)，提高產(chǎn)品質(zhì)量，縮短生產(chǎn)周期，降低成本。

    制造過程識別系統(tǒng)又稱為檢測監(jiān)視系統(tǒng)。它由切削過程參數(shù)傳感檢測單元、信號處理單元、接口電路和特征提取與識別決策單元等組成。其基本組成狀況如圖1所示。從識別功能角度看，制造過程識別系統(tǒng)要完成的基本功能是：數(shù)據(jù)采集／獲取、過程信號處理、信號特征的提取與選擇、過程識別。根據(jù)所利用的傳感器、信號模型和特征的種／個(gè)數(shù)，可以把制造過程識別系統(tǒng)的組合狀況描述成表1。這種組合的主要特征是傳感器種類數(shù)和識別的目標(biāo)數(shù)。按照這一特征，識別系統(tǒng)可分為單傳感器和多傳感器系統(tǒng)；單傳感器識別系統(tǒng)和多傳感器融合識別系統(tǒng)。 

    進(jìn)入90年代以來，由于監(jiān)控技術(shù)的發(fā)展和質(zhì)量要求的提高和過程控制的進(jìn)步，人們開始開發(fā)和應(yīng)用多種傳感器的識別系統(tǒng)，使自動建模技術(shù)和融合識別技術(shù)得以發(fā)展和應(yīng)用。自動建模技術(shù)和融合識別技術(shù)因計(jì)算機(jī)的區(qū)別而被分成兩大類：一是采用基于馮諾萬原理（串行的二進(jìn)制原理）的各種數(shù)字型計(jì)算機(jī)，其主要特點(diǎn)是要事先編好程序，按程序建模或按融合識別模型程序進(jìn)行識別；二是基于人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（ANN）器件的并行計(jì)算裝置或計(jì)算機(jī)，其主要特征是無須事先編程，只需進(jìn)行學(xué)習(xí)訓(xùn)練就可以自動地完成多輸入信號的單一目標(biāo)或多個(gè)目標(biāo)的識別，即多輸入－多輸出自動識別系統(tǒng)。在兩類之間存在用基于馮諾萬原理的計(jì)算機(jī)編程模擬的ANN識別系統(tǒng)（目前，ANN應(yīng)用中占絕大多數(shù)的比例），以及兩種計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的結(jié)合使用兩種情況。但必須注意的是，無論是用硬件ANN還是用模擬ANN系統(tǒng)，識別的結(jié)果都是趨勢函數(shù)的變化，而不是趨勢函數(shù)同分散范圍同時(shí)變化的情況。在應(yīng)用或選擇時(shí)要考慮這一特點(diǎn)。

    1．工件識別用的機(jī)器視覺系統(tǒng)

    視覺系統(tǒng)是獲取信息的重要裝置。據(jù)統(tǒng)計(jì)表明，大約有80％左右的信息是通過視覺或視覺傳感器而獲取的。因此，機(jī)器視覺可用于各種各樣的領(lǐng)域，如機(jī)器人裝配的視覺輔助可以識別零部件、故障、尺寸及形狀，以保證裝配的正確性和質(zhì)量的控制。同時(shí)，還可以按視覺識別的信息，利用物流系統(tǒng)裝卸產(chǎn)品，對快速行進(jìn)中的工零件識別，調(diào)整機(jī)床上的工夾具，辨識印刷物中的錯誤等等。制造領(lǐng)域中，希望通過視覺識別，確定物體相對于坐標(biāo)的位置與姿態(tài)，完成物件定位和分類，辨識物體的位置距離與姿態(tài)角度，提取規(guī)定參數(shù)的特征并完成識別，進(jìn)行誤差的檢測與識別等。

    圖2是工件識別和尺寸測定的機(jī)器視覺系統(tǒng)組成框圖。利用面陣CCD攝像頭獲取漫反射光源的圖像信息，經(jīng)數(shù)字化后進(jìn)入幀存體，再輸入PC。由PC的程序執(zhí)行而完成連桿坯件的形狀識別，上下部分錯移量的識別和連桿坯件的尺寸識別，其尺寸識別精度達(dá)到10μm左右。 

    若利用光掃瞄或其他精密的測量方法的測量精度則可小于或等于5μm。但研究證明，要利用好機(jī)器視覺工件識別系統(tǒng)，應(yīng)該注意：改進(jìn)照明系統(tǒng)，以提高光視圖像傳感靈敏度；處理好圖像分割、閾值確定、圖像邊緣檢測與平滑技術(shù)及開窗位置確定等技術(shù)關(guān)鍵；改進(jìn)圖像處理與識別軟件，提高其準(zhǔn)確性和處理速度。1μm級精度的工業(yè)用機(jī)器視覺識別系統(tǒng)是可能實(shí)現(xiàn)的。

    2．物流系統(tǒng)中的自動識別系統(tǒng)

    自動識別系統(tǒng)是指自動或半自動產(chǎn)品數(shù)據(jù)采集和與之相連的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)組成的識別系統(tǒng)。在物料流動中，主要采用條形碼技術(shù)與計(jì)算機(jī)系統(tǒng)組成的自動識別系統(tǒng)，進(jìn)行產(chǎn)品的接受、庫存、運(yùn)輸和銷售物料識別與計(jì)數(shù)，還被用于制造系統(tǒng)中物料流動的識別與監(jiān)視。

    現(xiàn)有的條形碼基本上是按美國AIM USD-2標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的寬條與窄條元素（條碼與間隔空間）不同組合表示的10個(gè)十進(jìn)制（0～9）、26個(gè)英文字母（A～Z）、7個(gè)特定符號和1個(gè)“空格”符號，共計(jì)44個(gè)字符。它的優(yōu)點(diǎn)是可以減少編程工作量和采樣量，降低輸入誤差。例如：條形碼輸入的誤差只有手工輸入的萬分之一，是手工書寫和鍵入誤差的300萬分之一。此外，使用條形碼可以提高輸入的速度，如手工書寫速度為5～7字符／s，而條形碼速度可達(dá)到10～15字符／s；條形碼自動識別系統(tǒng)的識別速度可達(dá)每秒鐘數(shù)百個(gè)字符。因此條形碼自動識別技術(shù)成為極為廣泛的實(shí)用識別技術(shù)。其識別系統(tǒng)工作原理如圖3所示。  

    除了條形碼自動識別外，還有圓形條碼（又稱鞍形碼）、磁條、光學(xué)字符和射頻系統(tǒng)及機(jī)器視覺自動識別系統(tǒng)。