CN114714291B - 一种空调外机冷凝器螺钉的装配系统及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种空调外机冷凝器螺钉的装配系统及其控制方法，该系统包括：定位和矫正工装，将冷凝器固定在设定定位位置；工业视觉系统，获取底盘的图片和冷凝器的图片，并确定底盘的螺钉孔的中心孔的位置和冷凝器的螺钉孔的中心孔的位置之间的位置偏移量；定位和矫正工装，带动冷凝器向底盘的螺钉孔的中心孔的位置处移动位置偏移量，以使冷凝器的螺钉孔的中心孔与底盘的螺钉孔的中心孔对准；打螺钉电批，将螺钉打入底盘的螺钉孔和冷凝器的螺钉孔。该方案，通过对冷凝器的螺钉孔的中心孔的位置进行定位和矫正，使冷凝器的螺钉孔的中心孔与底盘的螺钉孔的中心孔对准后打入螺钉，实现自动装配，节省人工劳动量、且提高装配效率。

Description

一种空调外机冷凝器螺钉的装配系统及其控制方法

技术领域

本发明属于空调装配技术领域，具体涉及一种空调外机冷凝器螺钉的装配系统及其控制方法，尤其涉及一种空调外机冷凝器螺钉自动装配设备及其控制方法。

背景技术

在空调的生产过程中，尤其是在空调外机的生产过程中，需要进行空调外机冷凝器螺钉的装配。对空调外机冷凝器螺钉的装配，是采用人工装配的。

采用人工装配空调外机冷凝器螺钉，能够实现空调外机冷凝器螺钉的精准装配。但是，在需要节约成本并提高生产效率的大环境下，采用人工装配空调外机冷凝器螺钉，难免存在人工劳动量大、且装配效率低的问题，大大影响了空调外机甚至是空调的生产效率。

上述内容仅用于辅助理解本发明的技术方案，并不代表承认上述内容是现有技术。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种空调外机冷凝器螺钉的装配系统及其控制方法，以解决采用人工装配空调外机冷凝器螺钉，难免存在人工劳动量大、且装配效率低的问题，大大影响了空调外机甚至是空调的生产效率的问题，达到通过定位和矫正工装、工业机器人和工业视觉系统，对空调外机冷凝器的螺钉孔的中心孔的位置进行定位和矫正，使空调外机冷凝器的螺钉孔的中心孔与空调外机底盘的螺钉孔的中心孔对准后，通过工业机器人和打螺钉电批实现空调外机冷凝器与空调外机底盘的自动装配，节省了人工劳动量、且提高了装配效率，有利于提升空调外机甚至是空调的生产效率的效果。

本发明提供一种空调外机冷凝器螺钉的装配系统中，已完成装配的所述空调外机，具有冷凝器和底盘；在所述空调外机的生产过程中，所述冷凝器需被装配到所述底盘上；所述冷凝器具有螺钉孔，所述底盘也具有螺钉孔；所述空调外机冷凝器螺钉的装配系统，包括：定位和矫正工装、工业视觉系统和打螺钉电批；其中，所述定位和矫正工装，被配置为在所述底盘已到达所述空调外机生产线的装配工位并被定位在所述装配工位上的工装板的情况下，若已装配有所述冷凝器的所述空调外机到达该装配工位，则将所述冷凝器固定在设定定位位置，以对所述冷凝器进行固定；其中，所述装配工位，是用于将所述冷凝器装配到所述底盘上的工位；所述工业视觉系统，被配置为在所述底盘已被定位在所述工装板上、且所述冷凝器已被定位在所述设定定位位置的情况下，获取所述底盘的图片和所述冷凝器的图片，并根据所述底盘的图片和所述冷凝器的图片，确定所述底盘的螺钉孔的中心孔的位置和所述冷凝器的螺钉孔的中心孔的位置之间的位置偏移量；所述定位和矫正工装，还被配置为带动所述冷凝器向所述底盘的螺钉孔的中心孔的位置处移动所述位置偏移量，以对所述冷凝器的螺钉孔的中心孔的位置进行矫正，使所述冷凝器的螺钉孔的中心孔与所述底盘的螺钉孔的中心孔对准；所述打螺钉电批，被配置为将螺钉打入所述底盘的螺钉孔和所述冷凝器的螺钉孔，以将所述冷凝器装配到所述底盘上。

在一些实施方式中，所述定位和矫正工装，包括：工业伺服系统；所述定位和矫正工装，将所述冷凝器固定在设定定位位置，以对所述冷凝器进行固定，包括：所述工业伺服系统，被配置为将所述冷凝器夹住并提起至所述设定定位位置，以将所述冷凝器初步定位在所述设定定位位置处；所述定位和矫正工装，带动所述冷凝器向所述底盘的螺钉孔的中心孔的位置处移动所述位置偏移量，以对所述冷凝器的螺钉孔的中心孔的位置进行矫正，包括：所述工业伺服系统，还被配置为在继续夹住并提起所述冷凝器的情况下，以所述设定定位位置为起点，以所述位置偏移量为移动量，以所述底盘的螺钉孔的中心孔的位置处为移动方向，带动所述冷凝器移动至所述底盘的螺钉孔的中心孔的位置处，以实现对所述冷凝器的螺钉孔的中心孔的位置的矫正。

在一些实施方式中，所述空调外机冷凝器螺钉的装配系统，还包括：工业机器人；所述工业视觉系统，包括：打光模块和拍照模块；所述打光模块和所述拍照模块，搭载在所述工业机器人上；所述工业视觉系统，获取所述底盘的图片和所述冷凝器的图片，包括：所述工业机器人，被配置为将所述光源移动至设定的打光位置并触发所述光源，并将所述相机移动至设定的拍照位置并触发所述相机；其中，所述设定的打光位置，是能够使所述光源以设定角度和设定打光距离打光的位置；所述打光模块，被配置为在所述打光位置且被触发的情况下，对一个待拍照对象进行打光；一个所述待拍照对象，为所述底盘和所述冷凝器中的至少之一；所述拍照模块，被配置为在所述光源打光的情况下，对一个所述待拍照对象进行拍照，以获取一个所述待拍照对象的图片，并最终获取所述底盘的图片和所述冷凝器的图片。

在一些实施方式中，所述工业视觉系统，还包括：图像处理模块；所述工业视觉系统，根据所述底盘的图片和所述冷凝器的图片，确定所述底盘的螺钉孔的中心孔的位置和所述冷凝器的螺钉孔的中心孔的位置之间的位置偏移量，包括：所述图像处理模块，被配置为对待处理图片进行处理，得到待处理图片中螺钉孔的中心孔的位置；所述待处理图片，包括：所述底盘的图片和所述冷凝器的图片；所述图像处理模块，还被配置为确定所述底盘的螺钉孔的中心孔的位置与所述冷凝器的螺钉孔的中心孔的位置之间的偏差绝对值，并在所述偏差绝对值超出设定误差范围的情况下，经所述偏差绝对值确定为所述底盘的螺钉孔的中心孔的位置和所述冷凝器的螺钉孔的中心孔的位置之间的位置偏移量。

在一些实施方式中，所述图像处理模块，对待处理图片进行处理，得到待处理图片中螺钉孔的中心孔的位置，包括：利用图像二值化的阈值处理方式，对所述待处理图片进行背景过滤，得到第一图片；利用最大轮廓处理方式，自所述第一图片中确定螺钉孔的轮廓目标，得到第二图片；利用外接圆处理方式，基于所述第二图片确定所述待处理图片中螺钉孔的中心孔的位置。

在一些实施方式中，所述空调外机冷凝器螺钉的装配系统，还包括：工业机器人；所述打螺钉电批，搭载在所述工业机器人上；所述打螺钉电批，将螺钉打入所述底盘的螺钉孔和所述冷凝器的螺钉孔，包括：所述工业机器人，被配置为携带所述打螺钉电批移动至所述底盘的螺钉孔的中心孔的位置处；所述打螺钉电批，还被配置为在所述打螺钉电批移动至所述底盘的螺钉孔的中心孔的位置处，将所述螺钉打入所述底盘的螺钉孔后再打入所述冷凝器的螺钉孔。

与上述空调外机冷凝器螺钉的装配系统相匹配，本发明再一方面提供一种空调外机冷凝器螺钉的装配系统的控制方法，包括：控制定位和矫正工装，在所述底盘已到达所述空调外机生产线的装配工位并被定位在所述装配工位上的工装板的情况下，若已装配有所述冷凝器的所述空调外机到达该装配工位，则将所述冷凝器固定在设定定位位置，以对所述冷凝器进行固定；其中，所述装配工位，是用于将所述冷凝器装配到所述底盘上的工位；控制工业视觉系统，在所述底盘已被定位在所述工装板上、且所述冷凝器已被定位在所述设定定位位置的情况下，获取所述底盘的图片和所述冷凝器的图片，并根据所述底盘的图片和所述冷凝器的图片，确定所述底盘的螺钉孔的中心孔的位置和所述冷凝器的螺钉孔的中心孔的位置之间的位置偏移量；控制定位和矫正工装，带动所述冷凝器向所述底盘的螺钉孔的中心孔的位置处移动所述位置偏移量，以对所述冷凝器的螺钉孔的中心孔的位置进行矫正，使所述冷凝器的螺钉孔的中心孔与所述底盘的螺钉孔的中心孔对准；控制打螺钉电批，将螺钉打入所述底盘的螺钉孔和所述冷凝器的螺钉孔，以将所述冷凝器装配到所述底盘上。

在一些实施方式中，控制工业视觉系统，获取所述底盘的图片和所述冷凝器的图片，包括：控制工业机器人，将所述光源移动至设定的打光位置并触发所述光源，并将所述相机移动至设定的拍照位置并触发所述相机；其中，所述设定的打光位置，是能够使所述光源以设定角度和设定打光距离打光的位置；控制打光模块，在所述打光位置且被触发的情况下，对一个待拍照对象进行打光；一个所述待拍照对象，为所述底盘和所述冷凝器中的至少之一；控制拍照模块，在所述光源打光的情况下，对一个所述待拍照对象进行拍照，以获取一个所述待拍照对象的图片，并最终获取所述底盘的图片和所述冷凝器的图片。

在一些实施方式中，控制工业视觉系统，根据所述底盘的图片和所述冷凝器的图片，确定所述底盘的螺钉孔的中心孔的位置和所述冷凝器的螺钉孔的中心孔的位置之间的位置偏移量，包括：控制图像处理模块，对待处理图片进行处理，得到待处理图片中螺钉孔的中心孔的位置；所述待处理图片，包括：所述底盘的图片和所述冷凝器的图片；控制图像处理模块，确定所述底盘的螺钉孔的中心孔的位置与所述冷凝器的螺钉孔的中心孔的位置之间的偏差绝对值，并在所述偏差绝对值超出设定误差范围的情况下，经所述偏差绝对值确定为所述底盘的螺钉孔的中心孔的位置和所述冷凝器的螺钉孔的中心孔的位置之间的位置偏移量。

在一些实施方式中，控制图像处理模块，对待处理图片进行处理，得到待处理图片中螺钉孔的中心孔的位置，包括：利用图像二值化的阈值处理方式，对所述待处理图片进行背景过滤，得到第一图片；利用最大轮廓处理方式，自所述第一图片中确定螺钉孔的轮廓目标，得到第二图片；利用外接圆处理方式，基于所述第二图片确定所述待处理图片中螺钉孔的中心孔的位置。

在一些实施方式中，控制打螺钉电批，将螺钉打入所述底盘的螺钉孔和所述冷凝器的螺钉孔，包括：控制工业机器人，携带所述打螺钉电批移动至所述底盘的螺钉孔的中心孔的位置处；控制打螺钉电批，在所述打螺钉电批移动至所述底盘的螺钉孔的中心孔的位置处，将所述螺钉打入所述底盘的螺钉孔后再打入所述冷凝器的螺钉孔。

由此，本发明的方案，通过设置定位和矫正工装、工业机器人、工业视觉系统和打螺钉电批，形成空调外机冷凝器螺钉的装配系统，在需要将空调外机冷凝器安装到装配工位上的空调外机底盘上时，利用定位和矫正工装对空调外机冷凝器进行定位之后，启用工业视觉系统根据空调外机冷凝器的图片和空调外机底盘的图片确定空调外机冷凝器的螺钉孔的中心孔的位置与空调外机底盘的螺钉孔的中心孔的位置的偏差，启用定位和矫正工装根据该偏差对空调外机冷凝器的螺钉孔的中心孔的位置进行矫正，以使空调外机冷凝器的螺钉孔的中心孔与空调外机底盘的螺钉孔的中心孔对准；进而，启用打螺钉电批，使工业机器人携带打螺钉电批移动到空调外机底盘的螺钉孔的中心孔处，利用打螺钉电批将螺钉打入空调外机底盘的螺钉孔和空调外机冷凝器的螺钉孔中，实现将空调外机冷凝器装配在空调外机底盘上，从而，通过利用定位和矫正工装、工业机器人、工业视觉系统和打螺钉电批，根据空调外机底盘的螺钉孔的中心孔在的坐标数据对空调外机冷凝器的螺钉孔的中心孔的位置进行定位和矫正，以将空调外机冷凝器的螺钉孔的中心孔与空调外机底盘的螺钉孔的中心孔对准，进而通过打螺钉电批实现空调外机冷凝器与空调外机底盘的自动装配，节省了人工劳动量、且提高了装配效率，有利于提升空调外机甚至是空调的生产效率。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

图1为本发明的空调外机冷凝器螺钉的装配系统的一实施例的结构示意图；

图2为空调外机冷凝器与空调外机底盘之间的装配方法的一实施例的流程示意图；

图3为空调外机冷凝器与空调外机底盘的装配工位处的装配示意图；

图4为空调外机冷凝器在空调外机底盘上的定位流程示意图；

图5为空调外机冷凝器在空调外机底盘上的定位过程中对空调外机冷凝器的图片和空调外机底盘的图片的图像处理流程示意图；

图6为空调外机冷凝器螺钉自动装配设备的一实施例的结构示意图，其中，(a)为空调外机冷凝器与空调外机底盘的整体结构示意图，(b)为空调外机底盘的局部结构示意图，以显示空调外机底盘上的螺钉孔的局部结构示意图；

图7为空调外机冷凝器在空调外机底盘上定位后打螺钉电批的打孔流程示意图；

图8为本发明的空调外机冷凝器螺钉的装配系统的控制方法的一实施例的流程示意图；

图9为本发明的空调外机冷凝器螺钉的装配系统的控制方法中获取所述底盘2的图片和所述冷凝器1的图片的一实施例的流程示意图；

图10为本发明的空调外机冷凝器螺钉的装配系统的控制方法中确定所述底盘2的螺钉孔的中心孔的位置和所述冷凝器1的螺钉孔的中心孔的位置之间的位置偏移量的一实施例的流程示意图；

图11为本发明的空调外机冷凝器螺钉的装配系统的控制方法中对待处理图片进行处理得到待处理图片中螺钉孔的中心孔的位置的一实施例的流程示意图；

图12为本发明的空调外机冷凝器螺钉的装配系统的控制方法中将螺钉打入所述底盘2的螺钉孔和所述冷凝器1的螺钉孔的一实施例的流程示意图。

结合附图，本发明实施例中附图标记如下：

1-冷凝器；2-底盘；3-电批；4-相机；6-冷凝器的固定和矫正工装；7-伺服电机；8-气缸；9-螺钉孔。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明具体实施例及相应的附图对本发明技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

考虑到，空调外机冷凝器螺钉采用人工装配时，人工劳动量太大、且人工装配空调外机冷凝器螺钉的效率较低。为了节省人工劳动量、并提高空调外机冷凝器螺钉的装配效率，需要实现空调外机冷凝器螺钉的自动化装配。

因此，为了通过一套设备实现空调外机冷凝器螺钉的自动装配，完全实现空调外机冷凝器螺钉的自动装配，达到减员增效的目的，提升空调外机冷凝器螺钉装配的自动化水平，需要开发一套可以对空调外机冷凝器螺钉进行精准装配的设备。但是，实现空调外机冷凝器螺钉的自动化装配的难度较大。在实现空调外机冷凝器螺钉的自动化装配的过程中，存在一些难点，比如：空调外机的定位、空调外机冷凝器的定位、空调外机底盘螺钉孔与空调外机冷凝器螺钉孔的定位、以及不同空调机型的设备兼容性等。

例如：为了实现空调外机的精准定位，在对空调机型固定在1.5P以下的空调外机，为实现自动化装配该空调机型的空调外机冷凝器螺钉，需要对空调外机冷凝器进行定位、对空调外机冷凝器在定位完成后进行矫正、以及对空调外机底盘螺钉孔与空调外机冷凝器螺钉孔进行定位。

具体地，在人工装配空调外机冷凝器螺钉时，安装人员可以不受以上原因的影响，不同空调机型的兼容性、空调外机冷凝器位置的矫正等情况，都能够根据实际情况自由调整。但是，通过一套设备实现空调外机冷凝器螺钉的自动装配时，需要完全保证空调外机的定位、空调外机冷凝器的定位、空调外机底盘螺钉孔与空调外机冷凝器螺钉孔的定位，并保证空调外机定位、空调外机冷凝器定位、空调外机底盘螺钉孔与空调外机冷凝器螺钉孔定位的精度。

前一个工序将空调外机冷凝器放在空调外机底盘上以后，空调外机冷凝器是活动的，从而使得空调外机冷凝器在空调外机底盘上的位置不固定，也会存在空调外机冷凝器螺钉装配误差大的问题，因此也需要这一套实现空调外机冷凝器螺钉的自动装配的设备，在对空调外机冷凝器螺钉进行自动装配之前，需要对空调外机冷凝器进行固定。在通过一套设备实现空调外机冷凝器螺钉的自动装配时，如果空调外机冷凝器的位置不准确，则需要对空调外机冷凝器的位置进行矫正。在矫正空调外机冷凝器在空调外机底盘上的放置位置的过程中，因为摩擦力问题，空调外机冷凝器螺钉孔位会有偏移，无法保证打螺钉设备能够对空调外机冷凝器螺钉进行成功打螺钉。

另外，设备兼容性，主要指不同空调机型的兼容。装配空调外机冷凝器螺钉的生产线上，有多种空调机型。不同空调机型的空调中，空调外机冷凝器螺钉孔、空调外机底盘螺钉孔的位置都不完全相同，使得空调外机底盘螺钉孔与空调外机冷凝器螺钉孔无法完全对位，存在空调外机冷凝器螺钉装配误差大的问题。所以，为了通过一套设备实现空调外机冷凝器螺钉的自动装配，需要考虑不同空调机型的兼容性。

因此，为了解决采用人工装配空调外机冷凝器螺钉，难免存在人工劳动量大、且装配效率低的问题，需要利用自动化设备装配空调外机冷凝器螺钉。而为了至少解决利用自动化设备装配空调外机冷凝器螺钉的过程中空调外机的定位、空调外机冷凝器的定位、空调外机底盘螺钉孔与空调外机冷凝器螺钉孔的定位、以及不同空调机型的设备兼容性等问题，本发明的方案，提供了一种空调外机冷凝器螺钉的装配系统，更具体是一种空调外机冷凝器螺钉自动装配设备。

根据本发明的实施例，提供了一种空调外机冷凝器螺钉的装配系统。参见图1所示本发明的装置的一实施例的结构示意图。已完成装配的所述空调外机，具有冷凝器1和底盘2，即空调外机冷凝器(如冷凝器1)和空调外机底盘(如底盘2)。在所述空调外机的生产过程中，所述冷凝器1需被装配到所述底盘2上。所述冷凝器1具有螺钉孔，所述底盘2也具有螺钉孔。

所述空调外机冷凝器螺钉的装配系统，包括：定位和矫正工装、工业视觉系统和打螺钉电批(如电批3)。

其中，所述定位和矫正工装，设置在所述空调外机生产线的装配工位上，被配置为在所述底盘2已到达所述空调外机生产线的装配工位并被定位在所述装配工位上的工装板的情况下，若已装配有所述冷凝器1的所述空调外机到达该装配工位，则将所述冷凝器1固定在设定定位位置，以对所述冷凝器1进行固定。其中，所述装配工位，是用于将所述冷凝器1装配到所述底盘2上的工位。

在一些实施方式中，所述定位和矫正工装，包括：工业伺服系统。所述工业伺服系统，包括：伺服电机、气缸和夹具。

所述定位和矫正工装，将所述冷凝器1固定在设定定位位置，以对所述冷凝器1进行固定，包括：所述工业伺服系统，被配置为将所述冷凝器1夹住并提起至所述设定定位位置，以将所述冷凝器1初步定位在所述设定定位位置处。

图2为空调外机冷凝器与空调外机底盘之间的装配方法的一实施例的流程示意图。如图2所示，空调外机冷凝器与空调外机底盘之间的装配方法，包括：

步骤S11、实现空调外机底盘在工装板上的定位，具体可以参见以下示例性说明。

图3为空调外机冷凝器与空调外机底盘的装配工位处的装配示意图。如图3所示，在空调外机冷凝器(如冷凝器1)与空调外机底盘(如底盘2)之间的装配流水线上，设置有装配工位。在该装配工位处，设置有工装板，工装板上具有定位销。空调外机底盘上具有定位孔(图中未示出)和螺钉孔(如螺钉孔9)。空调外机底盘上的定位孔是用于将空调外机底盘定位在工装板上的孔。空调外机底盘上的螺钉孔是用于与空调外机冷凝器上的螺钉孔连接的孔，在空调外机底盘上的螺钉孔与空调外机冷凝器上的螺钉孔对准后，通过将螺钉打入空调外机底盘上的螺钉孔与空调外机冷凝器上的螺钉孔并紧固，能够实现将空调外机冷凝器装配到空调外机底盘上。

当空调外机冷凝器与空调外机底盘之间的装配流水线上的空调外机底盘到达该装配工位时，将空调外机底盘放置在该装配工位上的工装板上，且使工装板上的定位销穿过空调外机底盘上的定位孔，实现对空调外机底盘的定位。这样，就可以在保证空调外机底盘固定的情况下，使空调外机底盘上的螺钉孔与空调外机冷凝器上的螺钉孔对准，之后通过将螺钉打入空调外机底盘上的螺钉孔与空调外机冷凝器上的螺钉孔并紧固，实现将空调外机冷凝器装配到空调外机底盘上。

当然，将空调外机底盘放置在该装配工位上的工装板上，且使工装板上的定位销穿过空调外机底盘上的定位孔的操作，可以由工业机器人或伺服设备抓取空调外机底盘并使空调外机底盘上的定位孔与工装板上的定位销对准后，将空调外机底盘放置在工装板上，这时，空调外机底盘已放置在工装板上、且工装板上的定位销穿过空调外机底盘上的定位孔，实现了对空调外机底盘在装配工位上的工装板上的固定。

在本发明的方案中，需要考虑空调外机冷凝器的移动和固定，下面通过步骤S12和步骤S13进行具体说明。

步骤S12、实现空调外机冷凝器在空调外机底盘上的定位，具体可以参见以下示例性说明。

在该装配工位处，还设置有空调外机冷凝器的固定和矫正工装6。该空调外机冷凝器的固定和矫正工装6，包括：伺服电机(如伺服电机7)、气缸(如气缸8)和夹具。伺服电机(如伺服电机7)、气缸(如气缸8)和夹具，形成工业伺服系统。在空调外机底盘已被定位在装配工位上的工装板上的情况下，当空调外机冷凝器到达该装配工位上的设定位置时，空调外机冷凝器的固定和矫正工装6通过夹具夹住空调外机冷凝器，以将空调外机冷凝器固定住。

所述工业视觉系统，被配置为在所述底盘2已被定位在所述工装板上、且所述冷凝器1已被定位在所述设定定位位置的情况下，获取所述底盘2的图片和所述冷凝器1的图片，并根据所述底盘2的图片和所述冷凝器1的图片，确定所述底盘2的螺钉孔的中心孔的位置和所述冷凝器1的螺钉孔的中心孔的位置之间的位置偏移量，即确定所述底盘2的螺钉孔的中心孔的坐标数据和所述冷凝器1的螺钉孔的中心孔的坐标数据之间的偏差。

在一些实施方式中，所述空调外机冷凝器螺钉的装配系统，还包括：工业机器人。

所述工业视觉系统，包括：打光模块和拍照模块。所述打光模块和所述拍照模块，搭载在所述工业机器人上，具体是搭载在所述工业机器人的机械臂上。打光模块如光源，拍照模块如相机4，所述光源和所述相机4搭载在所述工业机器人上。

所述工业视觉系统，获取所述底盘2的图片和所述冷凝器1的图片，包括：

所述工业机器人，被配置为将所述光源移动至设定的打光位置并触发所述光源，并将所述相机4移动至设定的拍照位置并触发所述相机4。其中，所述设定的打光位置，是能够使所述光源以设定角度和设定打光距离打光的位置。

所述打光模块，被配置为在所述打光位置且被触发的情况下，对一个待拍照对象进行打光。一个所述待拍照对象，为所述底盘2和所述冷凝器1中的至少之一。

所述拍照模块，被配置为在所述光源打光的情况下，对一个所述待拍照对象进行拍照，以获取一个所述待拍照对象的图片，并最终获取所述底盘2的图片和所述冷凝器1的图片。

具体地，在空调外机底盘固定在工装板上、以及空调外机冷凝器固定在该装配工位上的设定位置的情况下，工业控制器控制工业视觉系统启动，利用光源对空调外机底盘和空调外机冷凝器进行打光，并利用相机4对空调外机底盘和空调外机冷凝器进行拍照，得到空调外机底盘的图片和空调外机冷凝器的图片。

当然，可以利用光源同时对空调外机底盘和空调外机冷凝器进行打光，并利用相机4同时对空调外机底盘和空调外机冷凝器进行拍照，以同时得到空调外机底盘的图片和空调外机冷凝器的图片。也可以利用光源分别对空调外机底盘和空调外机冷凝器进行打光，并利用相机4分别对空调外机底盘和空调外机冷凝器进行拍照，以分别得到空调外机底盘的图片和空调外机冷凝器的图片。

其中，光源可以以设定角度、设定打光距离对待拍照对象打光，以保证光照一致，从而更好地突出待拍照对象的目标特征(如空调外机底盘的螺钉孔的特征和空调外机冷凝器的螺钉孔的特征)。该待拍照对象，可以是单独的空调外机底盘和单独的空调外机冷凝器，也可以是空调外机底盘与空调外机冷凝器的整体。

具体地，设定角度，可以是70度至80度的角度，优选为75度的角度。具体地，因为空调外机底盘上的螺钉孔外围和空调外机冷凝器的螺钉孔外围会反光，所以通过对多种角度的光源进行测试，确定75度打光时效果最好，可以将空调外机底盘、空调外机冷凝器和周围环境区分开，所获取的图片可以使后续的算法更加容易处理，进而有利于实现对空调外机底盘上的螺钉孔和空调外机冷凝器的螺钉孔的准确定位，提高空调外机底盘上的螺钉孔和空调外机冷凝器的螺钉孔的装配效率和装配质量。

其中，打光距离，是指光源与待拍照对象的螺钉孔之间的距离。设定的打光距离，具体可以是利用工业光源的灯珠在距离待拍照对象的螺钉孔的不同距离上测试得到的。经验证，当工业光源的灯珠与待拍照对象的螺钉孔之间的距离在235±5mm时，打光效果最好。而在该设定的打光距离范围之外，过近或者过远的打光距离，都会造成图片无法跟背景区分开，使得后续算法的识别特别困难，不实现对空调外机底盘上的螺钉孔和空调外机冷凝器的螺钉孔的准确定位，也就不利于提高空调外机底盘上和空调外机冷凝器的装配效率和装配质量。

在本发明的方案中，利用高分辨率的相机(如像素在500万及以上的相机)，代替安装人员的眼睛功能，实现对空调外机底盘上的螺钉孔和空调外机冷凝器的螺钉孔的准确定位，进而实现对空调外机底盘上和空调外机冷凝器的准确装配。

在一些实施方式中，所述工业视觉系统，还包括：图像处理模块。

所述工业视觉系统，根据所述底盘2的图片和所述冷凝器1的图片，确定所述底盘2的螺钉孔的中心孔的位置和所述冷凝器1的螺钉孔的中心孔的位置之间的位置偏移量，包括：

所述图像处理模块，被配置为对待处理图片进行处理，得到待处理图片中螺钉孔的中心孔的位置。所述待处理图片，包括：所述底盘2的图片和所述冷凝器1的图片。具体地，所述图像处理模块，被配置为对所述底盘2的图片进行处理，得到所述底盘2的螺钉孔的中心孔的位置。对所述冷凝器1的图片进行处理，得到所述冷凝器1的螺钉孔的中心孔的位置。

在一些实施方式中，所述图像处理模块，对待处理图片进行处理，得到待处理图片中螺钉孔的中心孔的位置，包括：

所述图像处理模块，具体还被配置为利用图像二值化的阈值处理方式，对所述待处理图片进行背景过滤，得到第一图片，具体是冷凝器1的第一图片和底盘2的第一图片。

所述图像处理模块，具体还被配置为利用最大轮廓处理方式，自所述第一图片中确定螺钉孔的轮廓目标，得到第二图片，具体是冷凝器1的螺钉孔的第二图片和底盘2的螺钉孔的第二图片。

所述图像处理模块，具体还被配置为利用外接圆处理方式，基于所述第二图片确定所述待处理图片中螺钉孔的中心孔的位置。

其中，工业视觉系统对拍照得到的空调外机冷凝器的图片的处理，具体是指二值化处理→最大轮廓处理→外接圆处理。获得空调外机冷凝器的螺钉孔的中心孔的位置数据，具体是指通过二值化处理→最大轮廓处理→外接圆处理可以获取目标在图像里的位置，单位是像素，在根据实际尺寸跟像素的比例兑换关系，整理成常用的单位毫米，就是位置数据，也是坐标数据。

图5为空调外机冷凝器在空调外机底盘上的定位过程中对空调外机冷凝器的图片和空调外机底盘的图片的图像处理流程示意图。其中，对空调外机冷凝器的图片的图像处理流程，与对空调外机底盘的图片的图像处理流程可以是一样的。下面以对空调外机冷凝器的图片的图像处理流程为例，以对空调外机冷凝器的图片和空调外机底盘的图片的图像处理流程的具体流程，进行示例性说明。

如图5所示，对空调外机冷凝器的图片的图像处理流程，包括：

步骤S31、对空调外机冷凝器的图片进行二值化处理，以从空调外机冷凝器的螺钉孔的中心孔的图片上，将背景进行过滤，以在空调外机冷凝器的螺钉孔的中心孔的图片的剩余图片中，突出空调外机冷凝器的螺钉孔的轮廓特征。

步骤S32、对空调外机冷凝器的图片经二值化处理后的剩余图片，进行最大轮廓处理，以在空调外机冷凝器的图片经二值化处理后的剩余图片中寻找空调外机冷凝器的螺钉孔的轮廓目标。

步骤S33、对空调外机冷凝器的图片经二值化处理和最大轮廓处理后的其余图片，通过外接圆处理，以定位空调外机冷凝器的螺钉孔的中心位置(即空调外机冷凝器的螺钉孔的中心孔的坐标数据所在位置)。

当然，通过外接圆处理，当未找到外接圆时，一般是受到光线变化的影响，重新拍照时光线会进行变化。因为打光以后，环境光的影响基本降为0，因此可以保证光源一致，比如说，屋子里在阴天和晴天的光照偏差很大，如果开了灯，阴天和晴天的影响就很小，环境的影响就基本是0，屋子内始终都是亮的。而重新拍照时光线会进行变化，具体是：虽然有打光，同时也有环境光，但是光线不是恒定的，是随时变化的，眼睛发现不了，从图片看某一个像素点这个时刻是暗，下个时刻就是亮，光线的具体变化就是在亮暗之间进行切换，但是只是很少的像元在变化。

参见步骤S31至步骤S33所示的例子，工业视觉系统，分为硬件部分和算法两部分。其中，硬件部分包含高精度工业相机、光源，主要作用是进行高质量的图片采集。软件部分主要利用霍夫变换算法，并经过对图片二值化处理，获取空调外机冷凝器的图片中圆孔的圆心位置，即空调外机冷凝器的螺钉孔的中心孔的圆心位置(即空调外机冷凝器的螺钉孔的中心孔中的坐标位置)。

所述图像处理模块，还被配置为确定所述底盘2的螺钉孔的中心孔的位置与所述冷凝器1的螺钉孔的中心孔的位置之间的偏差绝对值，并在所述偏差绝对值超出设定误差范围的情况下，经所述偏差绝对值确定为所述底盘2的螺钉孔的中心孔的位置和所述冷凝器1的螺钉孔的中心孔的位置之间的位置偏移量。

参见图4所示的例子，在步骤22中，利用图像处理模块，对空调外机底盘的图片和空调外机冷凝器的图片分别进行处理，得到空调外机底盘的螺钉孔的中心孔的位置、以及空调外机冷凝器的螺钉孔的中心孔的位置，进而确定空调外机底盘的螺钉孔的中心孔的位置与空调外机冷凝器的螺钉孔的中心孔的位置的偏差。

具体地，在得到空调外机底盘的图片和空调外机冷凝器的图片后，图像处理模块对空调外机底盘的图片进行处理，得到空调外机底盘的螺钉孔的位置数据，如得到空调外机底盘的螺钉孔的中心孔的坐标数据。图像处理模块还对空调外机冷凝器的图片进行处理，得到空调外机冷凝器的螺钉孔的位置数据，如得到空调外机冷凝器的螺钉孔的中心孔的坐标数据。工业控制器(如上位机)，确定空调外机冷凝器的螺钉孔的中心孔的坐标数据与空调外机底盘的螺钉孔的中心孔的坐标数据之间的偏差。

所述定位和矫正工装，还被配置为在已确定所述底盘2的螺钉孔的中心孔的位置和所述冷凝器1的螺钉孔的中心孔的位置之间的位置偏移量的情况下，带动所述冷凝器1向所述底盘2的螺钉孔的中心孔的位置处移动所述位置偏移量，以对所述冷凝器1的螺钉孔的中心孔的位置进行矫正，使所述冷凝器1的螺钉孔的中心孔与所述底盘2的螺钉孔的中心孔对准。

在一些实施方式中，所述定位和矫正工装，带动所述冷凝器1向所述底盘2的螺钉孔的中心孔的位置处移动所述位置偏移量，以对所述冷凝器1的螺钉孔的中心孔的位置进行矫正，包括：所述工业伺服系统，还被配置为在继续夹住并提起所述冷凝器1的情况下，以所述设定定位位置为起点，以所述位置偏移量为移动量，以所述底盘2的螺钉孔的中心孔的位置处为移动方向，带动所述冷凝器1移动至所述底盘2的螺钉孔的中心孔的位置处，以实现对所述冷凝器1的螺钉孔的中心孔的位置的矫正。

如图2所示，空调外机冷凝器与空调外机底盘之间的装配方法，还包括：步骤S13、实现空调外机冷凝器在空调外机底盘上的位置矫正，具体可以参见以下示例性说明。通过实现空调外机冷凝器在空调外机底盘上的位置矫正，解决了空调外机冷凝器在空调外机底盘上的位置不准确时，需要对空调外机冷凝器在空调外机底盘上的位置进行矫正的问题，利用对伺服电机的控制，可准确对空调外机冷凝器在空调外机底盘上的位置定位，确保空调外机冷凝器在空调外机底盘上的位置无偏移，保证后续进行空调外机底盘螺钉孔与空调外机冷凝器螺钉孔定位的准确性。

在该装配工位处，还设置有工业机器人和工业视觉系统。工业视觉系统可以搭载在工业机器人上。工业视觉系统，包括：光源、相机4和图像处理模块。

图4为空调外机冷凝器在空调外机底盘上的定位流程示意图。如图4所示，空调外机冷凝器在空调外机底盘上的定位流程，包括：

步骤S21、控制光源和相机4工作，获取空调外机底盘的图片和空调外机冷凝器的图片。

步骤S22、利用图像处理模块，对空调外机底盘的图片和空调外机冷凝器的图片分别进行处理，得到空调外机底盘的螺钉孔的中心孔的位置与空调外机冷凝器的螺钉孔的中心孔的位置的偏差。

具体地，在得到空调外机底盘的图片和空调外机冷凝器的图片后，图像处理模块对空调外机底盘的图片进行处理，得到空调外机底盘的螺钉孔的位置数据，如得到空调外机底盘的螺钉孔的中心孔的坐标数据。图像处理模块还对空调外机冷凝器的图片进行处理，得到空调外机冷凝器的螺钉孔的位置数据，如得到空调外机冷凝器的螺钉孔的中心孔的坐标数据。工业控制器(如上位机)，确定空调外机冷凝器的螺钉孔的中心孔的坐标数据与空调外机底盘的螺钉孔的中心孔的坐标数据之间的偏差。

步骤S23、工业控制器(如上位机)，确定空调外机冷凝器的螺钉孔的中心孔的坐标数据与空调外机底盘的螺钉孔的中心孔的坐标数据之间的偏差是否在设定误差范围内，若该偏差超出了设定误差范围，则确定需要对空调外机冷凝器的螺钉孔的中心位置进行矫正。

步骤S24、在确定需要对空调外机冷凝器的螺钉孔的中心位置进行矫正的情况下，控制伺服电机(如伺服电机7)和气缸(如气缸8)带动夹具向空调外机底盘的螺钉孔的中心孔的坐标数据所表示的位置处移动，即以空调外机底盘的螺钉孔的中心孔的坐标数据所表示的位置为目标位置进行移动，这样，伺服电机(如伺服电机7)和气缸(如气缸8)带动夹具向空调外机底盘的螺钉孔的中心孔的坐标数据所表示的位置处移动的移动量为空调外机冷凝器的螺钉孔的中心孔的坐标数据与空调外机底盘的螺钉孔的中心孔的坐标数据之间的偏差、移动方向为空调外机底盘的螺钉孔的中心孔所在方向，以使该夹具夹住空调外机冷凝器的螺钉孔的中心孔向空调外机底盘的螺钉孔的中心孔的坐标数据所表示的位置处移动，实现对空调外机底盘的螺钉孔的中心孔的位置的矫正。

参见步骤S21至步骤S24所示的例子，工业视觉系统针对空调外机冷凝器上的螺钉孔的位置，打光、拍照并识别定位。利用上位机(即工业控制器)和PLC控制模块的SMLP通信(SLMP是一种无缝通信协议)，控制工业伺服系统中伺服电机(如伺服电机7)和气缸(如气缸8)的移动，矫正空调外机冷凝器在空调外机底盘上的位置。解决了空调外机冷凝器在空调外机底盘上的定位问题，从而确保空调外机冷凝器的螺钉孔的中心孔和空调外机底盘的“U”形孔能够对齐。其中，在图6和图3所示的例子中，空调外机冷凝器的螺钉孔的中心孔被空调外机底盘遮挡，在图中未示出，空调外机冷凝器的螺钉孔的中心孔的具体位置在空调外机底盘上的螺钉孔9的位置之后。参见图6所示的例子，空调外机冷凝器上的螺钉孔，在空调外机底盘上的螺钉孔9的后面。也就是说，空调外机冷凝器上的螺钉孔，在空调外机底盘上的螺钉孔9的内侧。

所述打螺钉电批，被配置为在所述冷凝器1的螺钉孔的中心孔与所述底盘2的螺钉孔的中心孔对准的情况下，将螺钉打入所述底盘2的螺钉孔和所述冷凝器1的螺钉孔，以将所述冷凝器1装配到所述底盘2上。

本发明的方案提供的一种空调外机冷凝器螺钉自动装配设备，通过对空调外机冷凝器进行定位→控制工业视觉系统拍照→打螺钉三个过程完成基本动作，解决了空调外机冷凝器在空调外机底盘上的定位问题，也解决了空调外机冷凝器在空调外机底盘上的位置不准确时需要对空调外机冷凝器在空调外机底盘上的位置进行矫正，以及空调外机底盘螺钉孔与空调外机冷凝器螺钉孔的定位问题，确保工业机器人能够控制打螺钉电批垂直、准确将螺钉打入螺丝孔(即螺钉孔)，保证不同空调外机底盘螺钉孔与相应空调外机冷凝器螺钉孔的装配质量的一致性。

在一些实施方式中，所述空调外机冷凝器螺钉的装配系统，还包括：工业机器人。所述打螺钉电批，搭载在所述工业机器人上，具体是搭载在所述工业机器人的机械臂上。

所述打螺钉电批，将螺钉打入所述底盘2的螺钉孔和所述冷凝器1的螺钉孔，包括：

所述工业机器人，被配置为携带所述打螺钉电批移动至所述底盘2的螺钉孔的中心孔的位置处。

所述打螺钉电批，还被配置为在所述打螺钉电批移动至所述底盘2的螺钉孔的中心孔的位置处，将所述螺钉打入所述底盘2的螺钉孔后再打入所述冷凝器1的螺钉孔。

本发明的方案提供的一种空调外机冷凝器螺钉自动装配设备，通过集成工业视觉系统、工业机器人、工业伺服系统、打螺钉电批，完成一套自动化安装空调外机冷凝器螺钉的设备，通过对空调外机冷凝器进行定位→控制工业视觉系统拍照→打螺钉三个过程完成基本动作。其中，冷凝器位置矫正系统、工业视觉系统、打螺钉电批等不同板块的位置变化，通过工业机器人进行移动，控制部分利用PLC控制模块进行控制变化，完成此岗位由人工向自动化的转变。

其中，打螺钉电批是安装在工业机器人上的，工业机器人可以携带打螺钉电批移动，打螺钉电批在启动的情况下其内部的电机能够旋转以将螺钉打入螺钉孔。从而，实现了对空调外机冷凝器螺钉的自动装配，达成了空调外机冷凝器螺钉装配生产线的减员增效的目标，提高了空调外机冷凝器螺钉装配生产线的产能，也提升了空调外机甚至是空调生产过程中的自动化水平和智能化水平。

如图2所示，空调外机冷凝器与空调外机底盘之间的装配方法，还包括：步骤S14、在对空调外机底盘的螺钉孔的中心孔的位置的矫正后，控制打螺钉电批，实现对空调外机冷凝器与空调外机底盘的装配，具体可以参见以下示例性说明。

参见步骤S12和步骤S13所示的例子，空调外机冷凝器的移动和固定，主要用到工业伺服系统中的伺服电机(如伺服电机7)和气缸(如气缸8)，利用前后方向的伺服电机可以对不同机型的空调外机冷凝器进行精准的定位，利用左右方向的伺服电机可以对空调外机冷凝器进行左右移动，作用有两个：一是保证空调外机冷凝器的基本拍照位置不变，才能进行继续下一步工业视觉系统的处理，得到空调外机冷凝器的螺钉孔的中心孔的坐标数据。二是可以根据工业视觉系统发送的空调外机冷凝器的螺钉孔的中心孔的坐标数据(空调外机冷凝器的螺钉孔的中心孔的坐标位置)进行精准的位置矫正。解决了空调外机底盘螺钉孔与空调外机冷凝器螺钉孔的定位问题，保证空调外机底盘螺钉孔与空调外机冷凝器螺钉孔的螺钉准确打入孔内，且确保螺钉无滑牙、漏打情况。

其中，利用前后方向的伺服电机可以对不同机型的空调外机冷凝器进行精准的定位，包括：通过上位机向PLC控制模块写入控制参数，PLC控制模块将这些控制参数转换成脉冲来控制伺服电机移动。这里，对伺服电机的控制，可以是工作人员预先通过工业控制器的触摸屏，向PLC控制模块进行参数设置，再利用PLC控制模块自身程序控制伺服电机的脉冲数。该脉冲数，是用于控制伺服电机的控制信号。

根据工业视觉系统发送的空调外机冷凝器的螺钉孔的中心孔的坐标数据(空调外机冷凝器的螺钉孔的中心孔的坐标位置)进行精准的位置矫正，包括：工业视觉系统获取空调外机冷凝器的螺钉孔的中心孔的坐标数据后，将空调外机冷凝器的螺钉孔的中心孔的坐标数据写入PLC控制模块，PLC控制模块利用自身程序根据这些参数转换成伺服电机能识别的脉冲数，这样伺服电机就可以进行精准位置矫正。

参见步骤S14所示的例子，工业视觉系统和打螺钉电批搭载于工业机器人的机械手臂，利用工业视觉系统进行拍照，工业视觉系统将拍照得到的空调外机冷凝器的图片处理后获得空调外机冷凝器的螺钉孔的中心孔的位置数据，将该空调外机冷凝器的螺钉孔的中心孔的位置数据，转化成伺服电机的转数数据进行空调外机冷凝器位置矫正，再利用打螺钉电批进行螺钉的固定。

具体地，空调外机冷凝器的螺钉孔的中心孔的圆心位置确定以后，利用SMLP协议，由上位机向PLC控制模块发送报文(该报文携带有空调外机底盘的螺钉孔的中心孔的坐标数据、以及空调外机底盘的螺钉孔的中心孔的坐标数据与空调外机冷凝的螺钉孔的中心孔的坐标数据的偏差)，再经过PLC控制模块发送脉冲来让伺服电机(如伺服电机7)进行位置精准移动。获取空调外机底盘上的螺钉孔的位置坐标后，利用网络通信发送空调外机底盘上的螺钉孔的坐标数据给工业机器人，工业机器人获取空调外机底盘上的螺钉孔的坐标数据后控制打螺钉电批进行位置移动，可以让打螺钉电批对准螺钉孔，再进行螺钉紧固。其中，经过PLC控制模块发送脉冲来让伺服电机进行位置精准移动，包括：PLC发送脉冲后，伺服电机就开始进行旋转，旋转轴带动螺杆运动，螺杆跟夹住冷凝器的气缸是一体的，因此空调外机冷凝器就可以移动，也就是进行位置矫正脉冲的数量代表移动的距离。

图6为空调外机冷凝器螺钉自动装配设备的一实施例的结构示意图，其中，(a)为空调外机冷凝器与空调外机底盘的整体结构示意图，(b)为空调外机底盘的局部结构示意图，以显示空调外机底盘上的螺钉孔的局部结构示意图。如图6所示，空调外机冷凝器螺钉自动装配设备，还包括：打螺钉电批。工业机器人，还携带有打螺钉电批(如电批3)。也就是说，工业视觉系统和打螺钉电批都可以搭载在工业机器人上。

图7为空调外机冷凝器在空调外机底盘上定位后打螺钉电批的打孔流程示意图。如图7所示，空调外机冷凝器在空调外机底盘上定位后打螺钉电批的打孔流程，包括：

步骤S41、在空调外机底盘的螺钉孔的中心孔的位置已得到矫正的情况下，上位机将空调外机底盘的螺钉孔的中心孔的坐标数据发送给工业机器人。

步骤S42、工业机器人在接收到空调外机底盘的螺钉孔的中心孔的坐标数据后，工业机器人根据空调外机底盘的螺钉孔的中心孔的坐标数据，携带打螺钉电批移动至空调外机底盘的螺钉孔的中心孔的坐标数据所在位置处，以使打螺钉电批携带螺钉移动至空调外机底盘的螺钉孔的中心孔的坐标数据所表示的位置处。

步骤S43、在工业机器人携带打螺钉电批移动至空调外机底盘的螺钉孔的中心孔的坐标数据所在位置处后，工业机器人已携带打螺钉电批将螺钉(即待打螺钉)对准空调外机底盘的螺钉孔的中心孔和空调外机冷凝器的螺钉孔的中心孔，利用打螺钉电批将螺钉打入空调外机底盘的螺钉孔和空调外机冷凝器的螺钉孔中。

具体地，在打螺钉电批携带螺钉对准空调外机底盘的螺钉孔的中心孔和空调外机冷凝器的螺钉孔的中心孔的情况下，工业机器人继续向空调外机底盘的螺钉孔的中心孔的方向推送打螺钉电批，打螺钉电批将打螺钉电批自身携带的螺钉打入空调外机底盘的螺钉孔的中心孔和空调外机冷凝器的螺钉孔的中心孔，从而通过该螺钉对空调外机底盘的螺钉孔和空调外机冷凝器的螺钉孔进行紧固，实现空调外机底盘与空调外机冷凝器的装配。

其中，打螺钉电批，是一种专门针对打螺钉设置的一种通用设备，该打螺钉电批内部设置有电机，控制该打螺钉内部的电机旋转可以实现打螺钉。

参见步骤S41至步骤S42所示的例子，利用上位机和工业机器人的网络通信，发送空调外机冷凝器的螺钉孔的中心孔的坐标数据给工业机器人，进行打螺钉电批的坐标移动。其中，上位机，将空调外机冷凝器的螺钉孔的中心孔的坐标数据(如X,Y,Z坐标数据)，发送给工业机器人。工业机器人根据空调外机冷凝器的螺钉孔的中心孔的坐标数据(如X,Y,Z坐标数据)、以及工业机器人自身的移动指令，进行坐标移动。

可见，本发明的方案中，空调外机冷凝器(即已安装有冷凝器的空调外机)到达空调外机生产线上空调外机冷凝器装配螺钉的位置后，工业控制器(如上位机)的PLC控制模块控制工业伺服系统夹住空调外机冷凝器→PLC控制模块控制工业伺服系统将空调外机冷凝器夹住并提起→给工业机器人发送空调外机冷凝器已到达设定位置的到位信号→工业机器人携带工业视觉系统移动到设定的拍照位置进行拍照→上位机处理工业视觉系统拍照得到的空调外机冷凝器的图片，得到空调外机冷凝器中心孔的坐标位置，并将空调外机冷凝器的坐标位置写进PLC控制模块→PLC控制模块根据空调外机冷凝器中心孔的位置数据(即空调外机冷凝器的坐标位置)，PLC控制模块利用自身程序控制工业伺服系统移动到空调外机冷凝器的坐标位置→工业伺服系统移动到空调外机冷凝器的坐标位置后，PLC控制模块给工业机器人发送到工业伺服系统已移动到空调外机冷凝器的坐标位置的到位信号→工业机器人携带着电批到螺钉孔位置→电批打螺钉。

这样，本发明的方案的实施过程中，利用工业视觉系统、工业伺服系统、工业机器人，完成了空调外机冷凝器的定位、位置矫正和螺钉安装，实现了由人工向自动化过度，达成了空调外机冷凝器螺钉装配生产线的减员增效的目标，提高了空调外机冷凝器螺钉装配生产线的产能，也提升了空调外机甚至是空调生产过程中的自动化水平和智能化水平。

采用本发明的技术方案，通过设置定位和矫正工装、工业机器人、工业视觉系统和打螺钉电批，形成空调外机冷凝器螺钉的装配系统，在需要将空调外机冷凝器安装到装配工位上的空调外机底盘上时，利用定位和矫正工装对空调外机冷凝器进行定位之后，启用工业视觉系统根据空调外机冷凝器的图片和空调外机底盘的图片确定空调外机冷凝器的螺钉孔的中心孔的位置与空调外机底盘的螺钉孔的中心孔的位置的偏差，启用定位和矫正工装根据该偏差对空调外机冷凝器的螺钉孔的中心孔的位置进行矫正，以使空调外机冷凝器的螺钉孔的中心孔与空调外机底盘的螺钉孔的中心孔对准。进而，启用打螺钉电批，使工业机器人携带打螺钉电批移动到空调外机底盘的螺钉孔的中心孔处，利用打螺钉电批将螺钉打入空调外机底盘的螺钉孔和空调外机冷凝器的螺钉孔中，实现将空调外机冷凝器装配在空调外机底盘上，从而，通过利用定位和矫正工装、工业机器人、工业视觉系统和打螺钉电批，根据空调外机底盘的螺钉孔的中心孔在的坐标数据对空调外机冷凝器的螺钉孔的中心孔的位置进行定位和矫正，以将空调外机冷凝器的螺钉孔的中心孔与空调外机底盘的螺钉孔的中心孔对准，进而通过打螺钉电批实现空调外机冷凝器与空调外机底盘的自动装配，节省了人工劳动量、且提高了装配效率，有利于提升空调外机甚至是空调的生产效率。

根据本发明的实施例，还提供了对应于空调外机冷凝器螺钉的装配系统的一种空调外机冷凝器螺钉的装配系统的控制方法，如图8所示本发明的空调外机冷凝器螺钉的装配系统的控制方法的一实施例的流程示意图。该空调外机冷凝器螺钉的装配系统的控制方法可以包括：步骤S110至步骤S140。

在步骤S110处，控制定位和矫正工装，在所述底盘2已到达所述空调外机生产线的装配工位并被定位在所述装配工位上的工装板的情况下，若已装配有所述冷凝器1的所述空调外机到达该装配工位，则将所述冷凝器1固定在设定定位位置，以对所述冷凝器1进行固定。其中，所述装配工位，是用于将所述冷凝器1装配到所述底盘2上的工位。

其中，步骤S110中控制定位和矫正工装，将所述冷凝器1固定在设定定位位置，以对所述冷凝器1进行固定，包括：控制工业伺服系统，将所述冷凝器1夹住并提起至所述设定定位位置，以将所述冷凝器1初步定位在所述设定定位位置处。

图2为空调外机冷凝器与空调外机底盘之间的装配方法的一实施例的流程示意图。如图2所示，空调外机冷凝器与空调外机底盘之间的装配方法，包括：

步骤S11、实现空调外机底盘在工装板上的定位，具体可以参见以下示例性说明。

图3为空调外机冷凝器与空调外机底盘的装配工位处的装配示意图。如图3所示，在空调外机冷凝器(如冷凝器1)与空调外机底盘(如底盘2)之间的装配流水线上，设置有装配工位。在该装配工位处，设置有工装板，工装板上具有定位销。空调外机底盘上具有定位孔和螺钉孔(如螺钉孔9)。空调外机底盘上的定位孔是用于将空调外机底盘定位在工装板上的孔。空调外机底盘上的螺钉孔是用于与空调外机冷凝器上的螺钉孔连接的孔，在空调外机底盘上的螺钉孔与空调外机冷凝器上的螺钉孔对准后，通过将螺钉打入空调外机底盘上的螺钉孔与空调外机冷凝器上的螺钉孔并紧固，能够实现将空调外机冷凝器装配到空调外机底盘上。

当空调外机冷凝器与空调外机底盘之间的装配流水线上的空调外机底盘到达该装配工位时，将空调外机底盘放置在该装配工位上的工装板上，且使工装板上的定位销穿过空调外机底盘上的定位孔，实现对空调外机底盘的定位。这样，就可以在保证空调外机底盘固定的情况下，使空调外机底盘上的螺钉孔与空调外机冷凝器上的螺钉孔对准，之后通过将螺钉打入空调外机底盘上的螺钉孔与空调外机冷凝器上的螺钉孔并紧固，实现将空调外机冷凝器装配到空调外机底盘上。

当然，将空调外机底盘放置在该装配工位上的工装板上，且使工装板上的定位销穿过空调外机底盘上的定位孔的操作，可以由工业机器人或伺服设备抓取空调外机底盘并使空调外机底盘上的定位孔与工装板上的定位销对准后，将空调外机底盘放置在工装板上，这时，空调外机底盘已放置在工装板上、且工装板上的定位销穿过空调外机底盘上的定位孔，实现了对空调外机底盘在装配工位上的工装板上的固定。

在本发明的方案中，需要考虑空调外机冷凝器的移动和固定，下面通过步骤S12和步骤S13进行具体说明。

步骤S12、实现空调外机冷凝器在空调外机底盘上的定位，具体可以参见以下示例性说明。

在该装配工位处，还设置有空调外机冷凝器的固定和矫正工装6。该空调外机冷凝器的固定和矫正工装6，包括：伺服电机(如伺服电机7)、气缸(如气缸8)和夹具。伺服电机(如伺服电机7)、气缸(如气缸8)和夹具，形成工业伺服系统。在空调外机底盘已被定位在装配工位上的工装板上的情况下，当空调外机冷凝器到达该装配工位上的设定位置时，空调外机冷凝器的固定和矫正工装6通过夹具夹住空调外机冷凝器，以将空调外机冷凝器固定住。

在步骤S120处，控制工业视觉系统，在所述底盘2已被定位在所述工装板上、且所述冷凝器1已被定位在所述设定定位位置的情况下，获取所述底盘2的图片和所述冷凝器1的图片，并根据所述底盘2的图片和所述冷凝器1的图片，确定所述底盘2的螺钉孔的中心孔的位置和所述冷凝器1的螺钉孔的中心孔的位置之间的位置偏移量，即确定所述底盘2的螺钉孔的中心孔的坐标数据和所述冷凝器1的螺钉孔的中心孔的坐标数据之间的偏差。

在一些实施方式中，步骤S120中控制工业视觉系统，获取所述底盘2的图片和所述冷凝器1的图片的具体过程，参见以下示例性说明。

下面结合图9所示本发明的方法中获取所述底盘2的图片和所述冷凝器1的图片的一实施例流程示意图，进一步说明步骤S120中获取所述底盘2的图片和所述冷凝器1的图片的具体过程，包括：步骤S210至步骤S230。

步骤S210，控制工业机器人，将所述光源移动至设定的打光位置并触发所述光源，并将所述相机4移动至设定的拍照位置并触发所述相机4。其中，所述设定的打光位置，是能够使所述光源以设定角度和设定打光距离打光的位置。

步骤S220，控制打光模块，在所述打光位置且被触发的情况下，对一个待拍照对象进行打光。一个所述待拍照对象，为所述底盘2和所述冷凝器1中的至少之一。

步骤S230，控制拍照模块，在所述光源打光的情况下，对一个所述待拍照对象进行拍照，以获取一个所述待拍照对象的图片，并最终获取所述底盘2的图片和所述冷凝器1的图片。

具体地，在空调外机底盘固定在工装板上、以及空调外机冷凝器固定在该装配工位上的设定位置的情况下，工业控制器控制工业视觉系统启动，利用光源对空调外机底盘和空调外机冷凝器进行打光，并利用相机4对空调外机底盘和空调外机冷凝器进行拍照，得到空调外机底盘的图片和空调外机冷凝器的图片。

当然，可以利用光源同时对空调外机底盘和空调外机冷凝器进行打光，并利用相机4同时对空调外机底盘和空调外机冷凝器进行拍照，以同时得到空调外机底盘的图片和空调外机冷凝器的图片。也可以利用光源分别对空调外机底盘和空调外机冷凝器进行打光，并利用相机4分别对空调外机底盘和空调外机冷凝器进行拍照，以分别得到空调外机底盘的图片和空调外机冷凝器的图片。

其中，光源可以以设定角度、设定打光距离对待拍照对象打光，以保证光照一致，从而更好地突出待拍照对象的目标特征(如空调外机底盘的螺钉孔的特征和空调外机冷凝器的螺钉孔的特征)。该待拍照对象，可以是单独的空调外机底盘和单独的空调外机冷凝器，也可以是空调外机底盘与空调外机冷凝器的整体。

具体地，设定角度，可以是70度至80度的角度，优选为75度的角度。具体地，因为空调外机底盘上的螺钉孔外围和空调外机冷凝器的螺钉孔外围会反光，所以通过对多种角度的光源进行测试，确定75度打光时效果最好，可以将空调外机底盘、空调外机冷凝器和周围环境区分开，所获取的图片可以使后续的算法更加容易处理，进而有利于实现对空调外机底盘上的螺钉孔和空调外机冷凝器的螺钉孔的准确定位，提高空调外机底盘上的螺钉孔和空调外机冷凝器的螺钉孔的装配效率和装配质量。

其中，打光距离，是指光源与待拍照对象的螺钉孔之间的距离。设定的打光距离，具体可以是利用工业光源的灯珠在距离待拍照对象的螺钉孔的不同距离上测试得到的。经验证，当工业光源的灯珠与待拍照对象的螺钉孔之间的距离在235±5mm时，打光效果最好。而在该设定的打光距离范围之外，过近或者过远的打光距离，都会造成图片无法跟背景区分开，使得后续算法的识别特别困难，不实现对空调外机底盘上的螺钉孔和空调外机冷凝器的螺钉孔的准确定位，也就不利于提高空调外机底盘上和空调外机冷凝器的装配效率和装配质量。

在本发明的方案中，利用高分辨率的相机(如像素在500万及以上的相机)，代替安装人员的眼睛功能，实现对空调外机底盘上的螺钉孔和空调外机冷凝器的螺钉孔的准确定位，进而实现对空调外机底盘上和空调外机冷凝器的准确装配。

在一些实施方式中，步骤S120中控制工业视觉系统，根据所述底盘2的图片和所述冷凝器1的图片，确定所述底盘2的螺钉孔的中心孔的位置和所述冷凝器1的螺钉孔的中心孔的位置之间的位置偏移量的具体过程，参见以下示例性说明。

下面结合图10所示本发明的方法中确定所述底盘2的螺钉孔的中心孔的位置和所述冷凝器1的螺钉孔的中心孔的位置之间的位置偏移量的一实施例流程示意图，进一步说明步骤S120中确定所述底盘2的螺钉孔的中心孔的位置和所述冷凝器1的螺钉孔的中心孔的位置之间的位置偏移量的具体过程，包括：步骤S310至步骤S330。

步骤S310，控制图像处理模块，对待处理图片进行处理，得到待处理图片中螺钉孔的中心孔的位置。所述待处理图片，包括：所述底盘2的图片和所述冷凝器1的图片。具体地，所述图像处理模块，被配置为对所述底盘2的图片进行处理，得到所述底盘2的螺钉孔的中心孔的位置。对所述冷凝器1的图片进行处理，得到所述冷凝器1的螺钉孔的中心孔的位置。

在一些实施方式中，步骤S310中控制图像处理模块，对待处理图片进行处理，得到待处理图片中螺钉孔的中心孔的位置的具体过程，参见以下示例性说明。

下面结合图11所示本发明的方法中对待处理图片进行处理得到待处理图片中螺钉孔的中心孔的位置的一实施例流程示意图，进一步说明步骤S130中对待处理图片进行处理得到待处理图片中螺钉孔的中心孔的位置的具体过程，包括：步骤S410至步骤S430。

步骤S410，利用图像二值化的阈值处理方式，对所述待处理图片进行背景过滤，得到第一图片，具体是冷凝器1的第一图片和底盘2的第一图片。

步骤S420，利用最大轮廓处理方式，自所述第一图片中确定螺钉孔的轮廓目标，得到第二图片，具体是冷凝器1的螺钉孔的第二图片和底盘2的螺钉孔的第二图片。

步骤S430，利用外接圆处理方式，基于所述第二图片确定所述待处理图片中螺钉孔的中心孔的位置。

其中，工业视觉系统对拍照得到的空调外机冷凝器的图片的处理，具体是指二值化处理→最大轮廓处理→外接圆处理。获得空调外机冷凝器的螺钉孔的中心孔的位置数据，具体是指通过二值化处理→最大轮廓处理→外接圆处理可以获取目标在图像里的位置，单位是像素，在根据实际尺寸跟像素的比例兑换关系，整理成常用的单位毫米，就是位置数据，也是坐标数据。

图5为空调外机冷凝器在空调外机底盘上的定位过程中对空调外机冷凝器的图片和空调外机底盘的图片的图像处理流程示意图。其中，对空调外机冷凝器的图片的图像处理流程，与对空调外机底盘的图片的图像处理流程可以是一样的。下面以对空调外机冷凝器的图片的图像处理流程为例，以对空调外机冷凝器的图片和空调外机底盘的图片的图像处理流程的具体流程，进行示例性说明。

如图5所示，对空调外机冷凝器的图片的图像处理流程，包括：

步骤S31、对空调外机冷凝器的图片进行二值化处理，以从空调外机冷凝器的螺钉孔的中心孔的图片上，将背景进行过滤，以在空调外机冷凝器的螺钉孔的中心孔的图片的剩余图片中，突出空调外机冷凝器的螺钉孔的轮廓特征。

步骤S32、对空调外机冷凝器的图片经二值化处理后的剩余图片，进行最大轮廓处理，以在空调外机冷凝器的图片经二值化处理后的剩余图片中寻找空调外机冷凝器的螺钉孔的轮廓目标。

步骤S33、对空调外机冷凝器的图片经二值化处理和最大轮廓处理后的其余图片，通过外接圆处理，以定位空调外机冷凝器的螺钉孔的中心位置(即空调外机冷凝器的螺钉孔的中心孔的坐标数据所在位置)。

当然，通过外接圆处理，当未找到外接圆时，一般是受到光线变化的影响，重新拍照时光线会进行变化。因为打光以后，环境光的影响基本降为0，因此可以保证光源一致，比如说，屋子里在阴天和晴天的光照偏差很大，如果开了灯，阴天和晴天的影响就很小，环境的影响就基本是0，屋子内始终都是亮的。而重新拍照时光线会进行变化，具体是：虽然有打光，同时也有环境光，但是光线不是恒定的，是随时变化的，眼睛发现不了，从图片看某一个像素点这个时刻是暗，下个时刻就是亮，光线的具体变化就是在亮暗之间进行切换，但是只是很少的像元在变化。

参见步骤S31至步骤S33所示的例子，工业视觉系统，分为硬件部分和算法两部分。其中，硬件部分包含高精度工业相机、光源，主要作用是进行高质量的图片采集。软件部分主要利用霍夫变换算法，并经过对图片二值化处理，获取空调外机冷凝器的图片中圆孔的圆心位置，即空调外机冷凝器的螺钉孔的中心孔的圆心位置(即空调外机冷凝器的螺钉孔的中心孔中的坐标位置)。

步骤S320，控制图像处理模块，确定所述底盘2的螺钉孔的中心孔的位置与所述冷凝器1的螺钉孔的中心孔的位置之间的偏差绝对值，并在所述偏差绝对值超出设定误差范围的情况下，经所述偏差绝对值确定为所述底盘2的螺钉孔的中心孔的位置和所述冷凝器1的螺钉孔的中心孔的位置之间的位置偏移量。

参见图4所示的例子，在步骤22中，利用图像处理模块，对空调外机底盘的图片和空调外机冷凝器的图片分别进行处理，得到空调外机底盘的螺钉孔的中心孔的位置、以及空调外机冷凝器的螺钉孔的中心孔的位置，进而确定空调外机底盘的螺钉孔的中心孔的位置与空调外机冷凝器的螺钉孔的中心孔的位置的偏差。

具体地，在得到空调外机底盘的图片和空调外机冷凝器的图片后，图像处理模块对空调外机底盘的图片进行处理，得到空调外机底盘的螺钉孔的位置数据，如得到空调外机底盘的螺钉孔的中心孔的坐标数据。图像处理模块还对空调外机冷凝器的图片进行处理，得到空调外机冷凝器的螺钉孔的位置数据，如得到空调外机冷凝器的螺钉孔的中心孔的坐标数据。工业控制器(如上位机)，确定空调外机冷凝器的螺钉孔的中心孔的坐标数据与空调外机底盘的螺钉孔的中心孔的坐标数据之间的偏差。

在步骤S130处，控制定位和矫正工装，在已确定所述底盘2的螺钉孔的中心孔的位置和所述冷凝器1的螺钉孔的中心孔的位置之间的位置偏移量的情况下，带动所述冷凝器1向所述底盘2的螺钉孔的中心孔的位置处移动所述位置偏移量，以对所述冷凝器1的螺钉孔的中心孔的位置进行矫正，使所述冷凝器1的螺钉孔的中心孔与所述底盘2的螺钉孔的中心孔对准。

其中，步骤S130中控制定位和矫正工装，带动所述冷凝器1向所述底盘2的螺钉孔的中心孔的位置处移动所述位置偏移量，以对所述冷凝器1的螺钉孔的中心孔的位置进行矫正，包括：控制工业伺服系统，在继续夹住并提起所述冷凝器1的情况下，以所述设定定位位置为起点，以所述位置偏移量为移动量，以所述底盘2的螺钉孔的中心孔的位置处为移动方向，带动所述冷凝器1移动至所述底盘2的螺钉孔的中心孔的位置处，以实现对所述冷凝器1的螺钉孔的中心孔的位置的矫正。

如图2所示，空调外机冷凝器与空调外机底盘之间的装配方法，还包括：步骤S13、实现空调外机冷凝器在空调外机底盘上的位置矫正，具体可以参见以下示例性说明。通过实现空调外机冷凝器在空调外机底盘上的位置矫正，解决了空调外机冷凝器在空调外机底盘上的位置不准确时，需要对空调外机冷凝器在空调外机底盘上的位置进行矫正的问题，利用对伺服电机的控制，可准确对空调外机冷凝器在空调外机底盘上的位置定位，确保空调外机冷凝器在空调外机底盘上的位置无偏移，保证后续进行空调外机底盘螺钉孔与空调外机冷凝器螺钉孔定位的准确性。

在该装配工位处，还设置有工业机器人和工业视觉系统。工业视觉系统可以搭载在工业机器人上。工业视觉系统，包括：光源、相机4和图像处理模块。

图4为空调外机冷凝器在空调外机底盘上的定位流程示意图。如图4所示，空调外机冷凝器在空调外机底盘上的定位流程，包括：

步骤S21、控制光源和相机4工作，获取空调外机底盘的图片和空调外机冷凝器的图片。

步骤S22、利用图像处理模块，对空调外机底盘的图片和空调外机冷凝器的图片分别进行处理，得到空调外机底盘的螺钉孔的中心孔的位置与空调外机冷凝器的螺钉孔的中心孔的位置的偏差。

具体地，在得到空调外机底盘的图片和空调外机冷凝器的图片后，图像处理模块对空调外机底盘的图片进行处理，得到空调外机底盘的螺钉孔的位置数据，如得到空调外机底盘的螺钉孔的中心孔的坐标数据。图像处理模块还对空调外机冷凝器的图片进行处理，得到空调外机冷凝器的螺钉孔的位置数据，如得到空调外机冷凝器的螺钉孔的中心孔的坐标数据。工业控制器(如上位机)，确定空调外机冷凝器的螺钉孔的中心孔的坐标数据与空调外机底盘的螺钉孔的中心孔的坐标数据之间的偏差。

步骤S23、工业控制器(如上位机)，确定空调外机冷凝器的螺钉孔的中心孔的坐标数据与空调外机底盘的螺钉孔的中心孔的坐标数据之间的偏差是否在设定误差范围内，若该偏差超出了设定误差范围，则确定需要对空调外机冷凝器的螺钉孔的中心位置进行矫正。

步骤S24、在确定需要对空调外机冷凝器的螺钉孔的中心位置进行矫正的情况下，控制伺服电机(如伺服电机7)和气缸(如气缸8)带动夹具向空调外机底盘的螺钉孔的中心孔的坐标数据所表示的位置处移动，即以空调外机底盘的螺钉孔的中心孔的坐标数据所表示的位置为目标位置进行移动，这样，伺服电机(如伺服电机7)和气缸(如气缸8)带动夹具向空调外机底盘的螺钉孔的中心孔的坐标数据所表示的位置处移动的移动量为空调外机冷凝器的螺钉孔的中心孔的坐标数据与空调外机底盘的螺钉孔的中心孔的坐标数据之间的偏差、移动方向为空调外机底盘的螺钉孔的中心孔所在方向，以使该夹具夹住空调外机冷凝器的螺钉孔的中心孔向空调外机底盘的螺钉孔的中心孔的坐标数据所表示的位置处移动，实现对空调外机底盘的螺钉孔的中心孔的位置的矫正。

参见步骤S21至步骤S24所示的例子，工业视觉系统针对空调外机冷凝器上的螺钉孔的位置，打光、拍照并识别定位。利用上位机(即工业控制器)和PLC控制模块的SMLP通信(SLMP是一种无缝通信协议)，控制工业伺服系统中伺服电机(如伺服电机7)和气缸(如气缸8)的移动，矫正空调外机冷凝器在空调外机底盘上的位置。解决了空调外机冷凝器在空调外机底盘上的定位问题，从而确保空调外机冷凝器的螺钉孔的中心孔和空调外机底盘的“U”形孔能够对齐。其中，在图6和图3所示的例子中，空调外机冷凝器的螺钉孔的中心孔被空调外机底盘遮挡，在图中未示出，空调外机冷凝器的螺钉孔的中心孔的具体位置在螺钉孔9的位置之后。

在步骤S140处，控制打螺钉电批，在所述冷凝器1的螺钉孔的中心孔与所述底盘2的螺钉孔的中心孔对准的情况下，将螺钉打入所述底盘2的螺钉孔和所述冷凝器1的螺钉孔，以将所述冷凝器1装配到所述底盘2上。

本发明的方案提供的一种空调外机冷凝器螺钉自动装配设备，通过对空调外机冷凝器进行定位→控制工业视觉系统拍照→打螺钉三个过程完成基本动作，解决了空调外机冷凝器在空调外机底盘上的定位问题，也解决了空调外机冷凝器在空调外机底盘上的位置不准确时需要对空调外机冷凝器在空调外机底盘上的位置进行矫正，以及空调外机底盘螺钉孔与空调外机冷凝器螺钉孔的定位问题，确保工业机器人能够控制打螺钉电批垂直、准确将螺钉打入螺丝孔(即螺钉孔)，保证不同空调外机底盘螺钉孔与相应空调外机冷凝器螺钉孔的装配质量的一致性。

在一些实施方式中，步骤S140中控制打螺钉电批，将螺钉打入所述底盘2的螺钉孔和所述冷凝器1的螺钉孔的具体过程，参见以下示例性说明。

下面结合图12所示本发明的方法中将螺钉打入所述底盘2的螺钉孔和所述冷凝器1的螺钉孔的一实施例流程示意图，进一步说明步骤S140中将螺钉打入所述底盘2的螺钉孔和所述冷凝器1的螺钉孔的具体过程，包括：步骤S510至步骤S520。

步骤S510，控制工业机器人，携带所述打螺钉电批移动至所述底盘2的螺钉孔的中心孔的位置处。

步骤S520，控制打螺钉电批，在所述打螺钉电批移动至所述底盘2的螺钉孔的中心孔的位置处，将所述螺钉打入所述底盘2的螺钉孔后再打入所述冷凝器1的螺钉孔。

本发明的方案提供的一种空调外机冷凝器螺钉自动装配设备，通过集成工业视觉系统、工业机器人、工业伺服系统、打螺钉电批，完成一套自动化安装空调外机冷凝器螺钉的设备，通过对空调外机冷凝器进行定位→控制工业视觉系统拍照→打螺钉三个过程完成基本动作。其中，冷凝器位置矫正系统、工业视觉系统、打螺钉电批等不同板块的位置变化，通过工业机器人进行移动，控制部分利用PLC控制模块进行控制变化，完成此岗位由人工向自动化的转变。

其中，打螺钉电批是安装在工业机器人上的，工业机器人可以携带打螺钉电批移动，打螺钉电批在启动的情况下其内部的电机能够旋转以将螺钉打入螺钉孔。从而，实现了对空调外机冷凝器螺钉的自动装配，达成了空调外机冷凝器螺钉装配生产线的减员增效的目标，提高了空调外机冷凝器螺钉装配生产线的产能，也提升了空调外机甚至是空调生产过程中的自动化水平和智能化水平。

如图2所示，空调外机冷凝器与空调外机底盘之间的装配方法，还包括：步骤S14、在对空调外机底盘的螺钉孔的中心孔的位置的矫正后，控制打螺钉电批，实现对空调外机冷凝器与空调外机底盘的装配，具体可以参见以下示例性说明。

参见步骤S12和步骤S13所示的例子，空调外机冷凝器的移动和固定，主要用到工业伺服系统中的伺服电机(如伺服电机7)和气缸(如气缸8)，利用前后方向的伺服电机可以对不同机型的空调外机冷凝器进行精准的定位，利用左右方向的伺服电机可以对空调外机冷凝器进行左右移动，作用有两个：一是保证空调外机冷凝器的基本拍照位置不变，才能进行继续下一步工业视觉系统的处理，得到空调外机冷凝器的螺钉孔的中心孔的坐标数据。二是可以根据工业视觉系统发送的空调外机冷凝器的螺钉孔的中心孔的坐标数据(空调外机冷凝器的螺钉孔的中心孔的坐标位置)进行精准的位置矫正。解决了空调外机底盘螺钉孔与空调外机冷凝器螺钉孔的定位问题，保证空调外机底盘螺钉孔与空调外机冷凝器螺钉孔的螺钉准确打入孔内，且确保螺钉无滑牙、漏打情况。

其中，利用前后方向的伺服电机可以对不同机型的空调外机冷凝器进行精准的定位，包括：通过上位机向PLC控制模块写入控制参数，PLC控制模块将这些控制参数转换成脉冲来控制伺服电机移动。这里，对伺服电机的控制，可以是工作人员预先通过工业控制器的触摸屏，向PLC控制模块进行参数设置，再利用PLC控制模块自身程序控制伺服电机的脉冲数。该脉冲数，是用于控制伺服电机的控制信号。

根据工业视觉系统发送的空调外机冷凝器的螺钉孔的中心孔的坐标数据(空调外机冷凝器的螺钉孔的中心孔的坐标位置)进行精准的位置矫正，包括：工业视觉系统获取空调外机冷凝器的螺钉孔的中心孔的坐标数据后，将空调外机冷凝器的螺钉孔的中心孔的坐标数据写入PLC控制模块，PLC控制模块利用自身程序根据这些参数转换成伺服电机能识别的脉冲数，这样伺服电机就可以进行精准位置矫正。

参见步骤S14所示的例子，工业视觉系统和打螺钉电批搭载于工业机器人的机械手臂，利用工业视觉系统进行拍照，工业视觉系统将拍照得到的空调外机冷凝器的图片处理后获得空调外机冷凝器的螺钉孔的中心孔的位置数据，将该空调外机冷凝器的螺钉孔的中心孔的位置数据，转化成伺服电机的转数数据进行空调外机冷凝器位置矫正，再利用打螺钉电批进行螺钉的固定。

具体地，空调外机冷凝器的螺钉孔的中心孔的圆心位置确定以后，利用SMLP协议，由上位机向PLC控制模块发送报文(该报文携带有空调外机底盘的螺钉孔的中心孔的坐标数据、以及空调外机底盘的螺钉孔的中心孔的坐标数据与空调外机冷凝的螺钉孔的中心孔的坐标数据的偏差)，再经过PLC控制模块发送脉冲来让伺服电机(如伺服电机7)进行位置精准移动。获取空调外机底盘上的螺钉孔的位置坐标后，利用网络通信发送空调外机底盘上的螺钉孔的坐标数据给工业机器人，工业机器人获取空调外机底盘上的螺钉孔的坐标数据后控制打螺钉电批进行位置移动，可以让打螺钉电批对准螺钉孔，再进行螺钉紧固。其中，经过PLC控制模块发送脉冲来让伺服电机进行位置精准移动，包括：PLC发送脉冲后，伺服电机就开始进行旋转，旋转轴带动螺杆运动，螺杆跟夹住冷凝器的气缸是一体的，因此空调外机冷凝器就可以移动，也就是进行位置矫正脉冲的数量代表移动的距离。

图6为空调外机冷凝器螺钉自动装配设备的一实施例的结构示意图，其中，(a)为空调外机冷凝器与空调外机底盘的整体结构示意图，(b)为空调外机底盘的局部结构示意图，以显示空调外机底盘上的螺钉孔的局部结构示意图。如图6所示，空调外机冷凝器螺钉自动装配设备，还包括：打螺钉电批。工业机器人，还携带有打螺钉电批(如电批3)。也就是说，工业视觉系统和打螺钉电批都可以搭载在工业机器人上。

图7为空调外机冷凝器在空调外机底盘上定位后打螺钉电批的打孔流程示意图。如图7所示，空调外机冷凝器在空调外机底盘上定位后打螺钉电批的打孔流程，包括：

步骤S41、在空调外机底盘的螺钉孔的中心孔的位置已得到矫正的情况下，上位机将空调外机底盘的螺钉孔的中心孔的坐标数据发送给工业机器人。

步骤S42、工业机器人在接收到空调外机底盘的螺钉孔的中心孔的坐标数据后，工业机器人根据空调外机底盘的螺钉孔的中心孔的坐标数据，携带打螺钉电批移动至空调外机底盘的螺钉孔的中心孔的坐标数据所在位置处，以使打螺钉电批携带螺钉移动至空调外机底盘的螺钉孔的中心孔的坐标数据所表示的位置处。

步骤S43、在工业机器人携带打螺钉电批移动至空调外机底盘的螺钉孔的中心孔的坐标数据所在位置处后，工业机器人已携带打螺钉电批将螺钉(即待打螺钉)对准空调外机底盘的螺钉孔的中心孔和空调外机冷凝器的螺钉孔的中心孔，利用打螺钉电批将螺钉打入空调外机底盘的螺钉孔和空调外机冷凝器的螺钉孔中。

具体地，在打螺钉电批携带螺钉对准空调外机底盘的螺钉孔的中心孔和空调外机冷凝器的螺钉孔的中心孔的情况下，工业机器人继续向空调外机底盘的螺钉孔的中心孔的方向推送打螺钉电批，打螺钉电批将打螺钉电批自身携带的螺钉打入空调外机底盘的螺钉孔的中心孔和空调外机冷凝器的螺钉孔的中心孔，从而通过该螺钉对空调外机底盘的螺钉孔和空调外机冷凝器的螺钉孔进行紧固，实现空调外机底盘与空调外机冷凝器的装配。

其中，打螺钉电批，是一种专门针对打螺钉设置的一种通用设备，该打螺钉电批内部设置有电机，控制该打螺钉内部的电机旋转可以实现打螺钉。

参见步骤S41至步骤S42所示的例子，利用上位机和工业机器人的网络通信，发送空调外机冷凝器的螺钉孔的中心孔的坐标数据给工业机器人，进行打螺钉电批的坐标移动。其中，上位机，将空调外机冷凝器的螺钉孔的中心孔的坐标数据(如X,Y,Z坐标数据)，发送给工业机器人。工业机器人根据空调外机冷凝器的螺钉孔的中心孔的坐标数据(如X,Y,Z坐标数据)、以及工业机器人自身的移动指令，进行坐标移动。

可见，本发明的方案中，空调外机冷凝器(即已安装有冷凝器的空调外机)到达空调外机生产线上空调外机冷凝器装配螺钉的位置后，工业控制器(如上位机)的PLC控制模块控制工业伺服系统夹住空调外机冷凝器→PLC控制模块控制工业伺服系统将空调外机冷凝器夹住并提起→给工业机器人发送空调外机冷凝器已到达设定位置的到位信号→工业机器人携带工业视觉系统移动到设定的拍照位置进行拍照→上位机处理工业视觉系统拍照得到的空调外机冷凝器的图片，得到空调外机冷凝器中心孔的坐标位置，并将空调外机冷凝器的坐标位置写进PLC控制模块→PLC控制模块根据空调外机冷凝器中心孔的位置数据(即空调外机冷凝器的坐标位置)，PLC控制模块利用自身程序控制工业伺服系统移动到空调外机冷凝器的坐标位置→工业伺服系统移动到空调外机冷凝器的坐标位置后，PLC控制模块给工业机器人发送到工业伺服系统已移动到空调外机冷凝器的坐标位置的到位信号→工业机器人携带着电批到螺钉孔位置→电批打螺钉。

这样，本发明的方案的实施过程中，利用工业视觉系统、工业伺服系统、工业机器人，完成了空调外机冷凝器的定位、位置矫正和螺钉安装，实现了由人工向自动化过度，达成了空调外机冷凝器螺钉装配生产线的减员增效的目标，提高了空调外机冷凝器螺钉装配生产线的产能，也提升了空调外机甚至是空调生产过程中的自动化水平和智能化水平。

由于本实施例的方法所实现的处理及功能基本相应于前述空调外机冷凝器螺钉的装配系统的实施例、原理和实例，故本实施例的描述中未详尽之处，可以参见前述实施例中的相关说明，在此不做赘述。

采用本实施例的技术方案，通过设置定位和矫正工装、工业机器人、工业视觉系统和打螺钉电批，形成空调外机冷凝器螺钉的装配系统，在需要将空调外机冷凝器安装到装配工位上的空调外机底盘上时，利用定位和矫正工装对空调外机冷凝器进行定位之后，启用工业视觉系统根据空调外机冷凝器的图片和空调外机底盘的图片确定空调外机冷凝器的螺钉孔的中心孔的位置与空调外机底盘的螺钉孔的中心孔的位置的偏差，启用定位和矫正工装根据该偏差对空调外机冷凝器的螺钉孔的中心孔的位置进行矫正，以使空调外机冷凝器的螺钉孔的中心孔与空调外机底盘的螺钉孔的中心孔对准；进而，启用打螺钉电批，使工业机器人携带打螺钉电批移动到空调外机底盘的螺钉孔的中心孔处，利用打螺钉电批将螺钉打入空调外机底盘的螺钉孔和空调外机冷凝器的螺钉孔中，实现将空调外机冷凝器装配在空调外机底盘上，提高了空调外机冷凝器螺钉装配生产线的产能，也提升了空调外机甚至是空调生产过程中的自动化水平和智能化水平。

综上，本领域技术人员容易理解的是，在不冲突的前提下，上述各有利方式可以自由地组合、叠加。

以上所述仅为本发明的实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的权利要求范围之内。

Claims (9)

1.一种空调外机冷凝器螺钉的装配系统，其特征在于，已完成装配的所述空调外机，具有冷凝器(1)和底盘(2)；在所述空调外机的生产过程中，所述冷凝器(1)需被装配到所述底盘(2)上；所述冷凝器(1)具有螺钉孔，所述底盘(2)也具有螺钉孔；

所述空调外机冷凝器螺钉的装配系统，包括：定位和矫正工装、工业视觉系统和打螺钉电批；其中，

所述定位和矫正工装，被配置为在所述底盘(2)已到达所述空调外机生产线的装配工位并被定位在所述装配工位上的工装板的情况下，若已装配有所述冷凝器(1)的所述空调外机到达该装配工位，则将所述冷凝器(1)固定在设定定位位置，以对所述冷凝器(1)进行固定；其中，所述装配工位，是用于将所述冷凝器(1)装配到所述底盘(2)上的工位；

所述工业视觉系统，被配置为在所述底盘(2)已被定位在所述工装板上、且所述冷凝器(1)已被定位在所述设定定位位置的情况下，获取所述底盘(2)的图片和所述冷凝器(1)的图片，并根据所述底盘(2)的图片和所述冷凝器(1)的图片，确定所述底盘(2)的螺钉孔的中心孔的位置和所述冷凝器(1)的螺钉孔的中心孔的位置之间的位置偏移量；在空调外机底盘固定在工装板上、以及空调外机冷凝器固定在该装配工位上的设定位置的情况下，工业控制器控制工业视觉系统启动，利用光源对空调外机底盘和空调外机冷凝器进行打光，并利用相机对空调外机底盘和空调外机冷凝器进行拍照，得到空调外机底盘的图片和空调外机冷凝器的图片；光源以设定角度、设定打光距离对待拍照对象打光；其中，设定角度70度至80度的角度；工业光源的灯珠与待拍照对象的螺钉孔之间的距离在235±5mm；

所述定位和矫正工装，还被配置为带动所述冷凝器(1)向所述底盘(2)的螺钉孔的中心孔的位置处移动所述位置偏移量，以对所述冷凝器(1)的螺钉孔的中心孔的位置进行矫正，使所述冷凝器(1)的螺钉孔的中心孔与所述底盘(2)的螺钉孔的中心孔对准；空调外机底盘上的定位孔是用于将空调外机底盘定位在工装板上的孔；空调外机底盘上的螺钉孔是用于与空调外机冷凝器上的螺钉孔连接的孔，在空调外机底盘上的螺钉孔与空调外机冷凝器上的螺钉孔对准后，通过将螺钉打入空调外机底盘上的螺钉孔与空调外机冷凝器上的螺钉孔并紧固，能够实现将空调外机冷凝器装配到空调外机底盘上；当空调外机冷凝器与空调外机底盘之间的装配流水线上的空调外机底盘到达该装配工位时，将空调外机底盘放置在该装配工位上的工装板上，且使工装板上的定位销穿过空调外机底盘上的定位孔，实现对空调外机底盘的定位，在保证空调外机底盘固定的情况下，使空调外机底盘上的螺钉孔与空调外机冷凝器上的螺钉孔对准，之后通过将螺钉打入空调外机底盘上的螺钉孔与空调外机冷凝器上的螺钉孔并紧固，实现将空调外机冷凝器装配到空调外机底盘上；

所述打螺钉电批，被配置为将螺钉打入所述底盘(2)的螺钉孔和所述冷凝器(1)的螺钉孔，以将所述冷凝器(1)装配到所述底盘(2)上；

所述空调外机冷凝器螺钉的装配系统，还包括：工业机器人；所述打螺钉电批，搭载在所述工业机器人上；所述打螺钉电批，将螺钉打入所述底盘(2)的螺钉孔和所述冷凝器(1)的螺钉孔，包括：所述工业机器人，被配置为携带所述打螺钉电批移动至所述底盘(2)的螺钉孔的中心孔的位置处；所述打螺钉电批，还被配置为在所述打螺钉电批移动至所述底盘(2)的螺钉孔的中心孔的位置处，将所述螺钉打入所述底盘(2)的螺钉孔后再打入所述冷凝器(1)的螺钉孔；

通过利用定位和矫正工装、工业机器人、工业视觉系统和打螺钉电批，根据空调外机底盘的螺钉孔的中心孔在的坐标数据对空调外机冷凝器的螺钉孔的中心孔的位置进行定位和矫正，以将空调外机冷凝器的螺钉孔的中心孔与空调外机底盘的螺钉孔的中心孔对准，进而通过打螺钉电批实现空调外机冷凝器与空调外机底盘的自动装配。

2.根据权利要求1所述的空调外机冷凝器螺钉的装配系统，其特征在于，所述定位和矫正工装，包括：工业伺服系统；

所述定位和矫正工装，将所述冷凝器(1)固定在设定定位位置，以对所述冷凝器(1)进行固定，包括：

所述工业伺服系统，被配置为将所述冷凝器(1)夹住并提起至所述设定定位位置，以将所述冷凝器(1)初步定位在所述设定定位位置处；

所述定位和矫正工装，带动所述冷凝器(1)向所述底盘(2)的螺钉孔的中心孔的位置处移动所述位置偏移量，以对所述冷凝器(1)的螺钉孔的中心孔的位置进行矫正，包括：

所述工业伺服系统，还被配置为在继续夹住并提起所述冷凝器(1)的情况下，以所述设定定位位置为起点，以所述位置偏移量为移动量，以所述底盘(2)的螺钉孔的中心孔的位置处为移动方向，带动所述冷凝器(1)移动至所述底盘(2)的螺钉孔的中心孔的位置处，以实现对所述冷凝器(1)的螺钉孔的中心孔的位置的矫正。

3.根据权利要求1所述的空调外机冷凝器螺钉的装配系统，其特征在于，所述空调外机冷凝器螺钉的装配系统，还包括：工业机器人；

所述工业视觉系统，包括：打光模块和拍照模块；所述打光模块和所述拍照模块，搭载在所述工业机器人上；

所述工业视觉系统，获取所述底盘(2)的图片和所述冷凝器(1)的图片，包括：

所述工业机器人，被配置为将所述光源移动至设定的打光位置并触发所述光源，并将所述相机(4)移动至设定的拍照位置并触发所述相机(4)；其中，所述设定的打光位置，是能够使所述光源以设定角度和设定打光距离打光的位置；

所述打光模块，被配置为在所述打光位置且被触发的情况下，对一个待拍照对象进行打光；一个所述待拍照对象，为所述底盘(2)和所述冷凝器(1)中的至少之一；

所述拍照模块，被配置为在所述光源打光的情况下，对一个所述待拍照对象进行拍照，以获取一个所述待拍照对象的图片，并最终获取所述底盘(2)的图片和所述冷凝器(1)的图片。

4.根据权利要求1所述的空调外机冷凝器螺钉的装配系统，其特征在于，所述工业视觉系统，还包括：图像处理模块；

所述工业视觉系统，根据所述底盘(2)的图片和所述冷凝器(1)的图片，确定所述底盘(2)的螺钉孔的中心孔的位置和所述冷凝器(1)的螺钉孔的中心孔的位置之间的位置偏移量，包括：

所述图像处理模块，被配置为对待处理图片进行处理，得到待处理图片中螺钉孔的中心孔的位置；所述待处理图片，包括：所述底盘(2)的图片和所述冷凝器(1)的图片；

所述图像处理模块，还被配置为确定所述底盘(2)的螺钉孔的中心孔的位置与所述冷凝器(1)的螺钉孔的中心孔的位置之间的偏差绝对值，并在所述偏差绝对值超出设定误差范围的情况下，经所述偏差绝对值确定为所述底盘(2)的螺钉孔的中心孔的位置和所述冷凝器(1)的螺钉孔的中心孔的位置之间的位置偏移量。

5.根据权利要求4所述的空调外机冷凝器螺钉的装配系统，其特征在于，所述图像处理模块，对待处理图片进行处理，得到待处理图片中螺钉孔的中心孔的位置，包括：

利用图像二值化的阈值处理方式，对所述待处理图片进行背景过滤，得到第一图片；

利用最大轮廓处理方式，自所述第一图片中确定螺钉孔的轮廓目标，得到第二图片；

利用外接圆处理方式，基于所述第二图片确定所述待处理图片中螺钉孔的中心孔的位置。

6.一种如权利要求1至5中任一项所述的空调外机冷凝器螺钉的装配系统的控制方法，其特征在于，包括：

控制定位和矫正工装，在所述底盘(2)已到达所述空调外机生产线的装配工位并被定位在所述装配工位上的工装板的情况下，若已装配有所述冷凝器(1)的所述空调外机到达该装配工位，则将所述冷凝器(1)固定在设定定位位置，以对所述冷凝器(1)进行固定；其中，所述装配工位，是用于将所述冷凝器(1)装配到所述底盘(2)上的工位；

控制工业视觉系统，在所述底盘(2)已被定位在所述工装板上、且所述冷凝器(1)已被定位在所述设定定位位置的情况下，获取所述底盘(2)的图片和所述冷凝器(1)的图片，并根据所述底盘(2)的图片和所述冷凝器(1)的图片，确定所述底盘(2)的螺钉孔的中心孔的位置和所述冷凝器(1)的螺钉孔的中心孔的位置之间的位置偏移量；

控制定位和矫正工装，带动所述冷凝器(1)向所述底盘(2)的螺钉孔的中心孔的位置处移动所述位置偏移量，以对所述冷凝器(1)的螺钉孔的中心孔的位置进行矫正，使所述冷凝器(1)的螺钉孔的中心孔与所述底盘(2)的螺钉孔的中心孔对准；

控制打螺钉电批，将螺钉打入所述底盘(2)的螺钉孔和所述冷凝器(1)的螺钉孔，以将所述冷凝器(1)装配到所述底盘(2)上。

7.根据权利要求6所述的空调外机冷凝器螺钉的装配系统的控制方法，控制工业视觉系统，获取所述底盘(2)的图片和所述冷凝器(1)的图片，包括：

控制工业机器人，将所述光源移动至设定的打光位置并触发所述光源，并将所述相机(4)移动至设定的拍照位置并触发所述相机(4)；其中，所述设定的打光位置，是能够使所述光源以设定角度和设定打光距离打光的位置；

控制打光模块，在所述打光位置且被触发的情况下，对一个待拍照对象进行打光；一个所述待拍照对象，为所述底盘(2)和所述冷凝器(1)中的至少之一；

控制拍照模块，在所述光源打光的情况下，对一个所述待拍照对象进行拍照，以获取一个所述待拍照对象的图片，并最终获取所述底盘(2)的图片和所述冷凝器(1)的图片。

8.根据权利要求6所述的空调外机冷凝器螺钉的装配系统的控制方法，其特征在于，其中，

控制工业视觉系统，根据所述底盘(2)的图片和所述冷凝器(1)的图片，确定所述底盘(2)的螺钉孔的中心孔的位置和所述冷凝器(1)的螺钉孔的中心孔的位置之间的位置偏移量，包括：

控制图像处理模块，对待处理图片进行处理，得到待处理图片中螺钉孔的中心孔的位置；所述待处理图片，包括：所述底盘(2)的图片和所述冷凝器(1)的图片；

控制图像处理模块，确定所述底盘(2)的螺钉孔的中心孔的位置与所述冷凝器(1)的螺钉孔的中心孔的位置之间的偏差绝对值，并在所述偏差绝对值超出设定误差范围的情况下，经所述偏差绝对值确定为所述底盘(2)的螺钉孔的中心孔的位置和所述冷凝器(1)的螺钉孔的中心孔的位置之间的位置偏移量；

和/或，

控制图像处理模块，对待处理图片进行处理，得到待处理图片中螺钉孔的中心孔的位置，包括：

利用图像二值化的阈值处理方式，对所述待处理图片进行背景过滤，得到第一图片；

利用最大轮廓处理方式，自所述第一图片中确定螺钉孔的轮廓目标，得到第二图片；

利用外接圆处理方式，基于所述第二图片确定所述待处理图片中螺钉孔的中心孔的位置。

9.根据权利要求6至8中任一项所述的空调外机冷凝器螺钉的装配系统的控制方法，其特征在于，控制打螺钉电批，将螺钉打入所述底盘(2)的螺钉孔和所述冷凝器(1)的螺钉孔，包括：

控制工业机器人，携带所述打螺钉电批移动至所述底盘(2)的螺钉孔的中心孔的位置处；

控制打螺钉电批，在所述打螺钉电批移动至所述底盘(2)的螺钉孔的中心孔的位置处，将所述螺钉打入所述底盘(2)的螺钉孔后再打入所述冷凝器(1)的螺钉孔。