[发明专利]一种工业配电箱的螺丝智能安装方法及设备

权利要求书

1.一种工业配电箱的螺丝智能安装方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1、根据待装配的配电箱的结构，确定装配时所需的若干种螺丝的型号以及每种型号的螺丝所需的数目，设定若干种与待装配的螺丝型号相匹配的螺帽模板，并设置相关参数；

S2、将待装配的配电箱送至装配位并固定好，确定需要首先完成装配的螺丝型号，并保证在取料位存在足量的待装配螺丝；

S3、完成一个螺丝的取料，步骤S3具体包括：

S31、拍摄在取料位的一个螺丝的螺帽图像；

S32、通过模板匹配算法，将拍取得到的螺帽图像与预存的螺帽模板图像进行对比，根据对比结果来判断该螺丝是否为当前所需的型号，若是则直接进入步骤S33，若否则拍摄在取料位的下一个螺丝的螺帽图像并进行判断，直到找到当前所需型号的螺丝后，进入步骤S33；

S33、取出步骤S32中确定的型号符合要求的螺丝，并拍摄该螺丝的侧面图像；

S34、根据拍摄得到的螺丝的侧面图像来进行尺寸检测和缺陷检测，以检测螺丝的品质是否合格，若合格，将螺丝运送至装配位旁，再进入步骤S4，若不合格，则将螺丝运送至废料抛料位，并进入步骤S35；

S35、拍摄在取料位的下一个螺丝的螺帽图像；

S36、重复步骤S32-S35，直到找到合格的所需型号的螺丝，并将螺丝运送至装配位旁，进入步骤S4；

S4、将步骤S3中完成取料的螺丝装配至配电箱中匹配的螺丝孔内；

S5、记录完成装配的当前型号的螺丝数加一，并判断完成装配的当前型号的螺丝数是否达到预设的所需数目，若否则返回步骤S3，若是则进入步骤S6；

S6、判断完成装配的每种型号的螺丝数是否均达到了预设的所需数目，若是则完成配电箱的螺丝安装，若否则切换待装配的螺丝型号，然后返回步骤S3。

2.根据权利要求1所述的工业配电箱的螺丝智能安装方法，其特征在于，步骤S32中，通过模板匹配算法，将拍取得到的螺帽图像与预存的螺帽模板图像进行对比时，具体包括：

先对拍取得到的螺帽图像进行预处理，然后通过图像分割算法分割出图像中的螺帽区域，接着提取出图像中的螺帽轮廓，然后将螺帽模板图像以预设的角度，边旋转边与提取的螺帽轮廓进行匹配，若在螺帽模板图像旋转过程中能够匹配成功，则判定该螺丝为当前所需的型号，否则判定该螺丝不是当前所需的型号；

其中，匹配时的标准为：若提取的螺帽轮廓的周长与螺帽模板的周长的差异小于预设阈值，且提取的螺帽轮廓的中心形状与螺帽模板的中心形状差异小于预设阈值，则匹配成功，否则匹配失败。

3.根据权利要求2所述的工业配电箱的螺丝智能安装方法，其特征在于，步骤S33中具体包括：取出步骤S32中确定的型号符合要求的螺丝，并使螺丝每旋转90°拍摄一张其侧面图像，总共拍摄四张图像。

4.根据权利要求3所述的工业配电箱的螺丝智能安装方法，其特征在于，步骤S34中，具体根据如下步骤来检测拍检测螺丝的品质是否合格：

首先进行尺寸检测，分别对拍摄得到的螺丝侧面的四张图像进行如下处理：通过图像分割及边缘处理算法，提取出每张图像中螺丝所在的区域，生成螺丝区域的最小外接矩形，以螺丝区域的最小外接矩形的长作为图像对应的螺丝长度，再利用形态学处理腐蚀图像中螺帽以下的区域，然后利用图像相减算法，得到去除螺帽之后的螺牙区域，接着生成螺牙区域的最小外接矩形，以螺牙区域的最小外接矩形的宽作为螺牙直径；

通过得到的四组数据，分别得到螺丝长度与螺牙直径数据的平均值，并将计算结果与预设的对应型号的标准螺丝长度与螺牙直径数据进行对比，若差异小于预设阈值，则判断该螺丝的尺寸检测合格，并进入下一步，否则判定该螺丝不合格；

再进行缺陷检测，对经过上述步骤得到的四张螺牙区域图像，分别进行如下处理：先对螺牙区域图像进行预处理，再通过中值滤波算法，去除螺牙区域周围部分的椒盐噪声，然后将图像平分成左、右两部分的螺牙区域图像，分别提取左、右螺牙的外轮廓，然后与对应型号的标准螺牙轮廓模板进行匹配，若提取的轮廓与对应的模板轮廓的形状差异差异小于预设阈值，则匹配成功，否则匹配失败；

若四张螺牙区域图像均能够匹配成功，则判定该螺丝合格，否则判定该螺丝不合格。