用于铜排压铆机的螺母定位安装控制方法及相关设备与流程

本技术涉及基于人工智能的设备控制、工业制造，具体而言，涉及一种用于铜排压铆机的螺母定位安装控制方法及相关设备。

背景技术：

1、铜排作为电力系统中广泛应用于母线槽、开关柜等设备的关键导电部件，其加工过程中需将螺母压铆固定于铜排的特定位置以便后续螺纹连接。目前行业内部分方案为振动盘配合机械筛选机构实现螺母自动上料的方案，但该方案中的机械筛选仅能依据外形对螺母朝向进行初步判别，无法对螺母表面缺陷以及摆放后的位置偏差进行检测，且各工序环节之间缺乏统一的状态监控与互锁机制。

2、上述方案在实际应用中，因缺乏视觉校验能力，表面缺陷螺母、漏放及放歪等情况无法被及时发现和拦截，不良品持续流入压铆工序导致铜排报废；同时各环节独立运行而缺少状态互锁，任一环节出现异常时后续流程仍继续执行，造成工业生产效率和可靠性都比较低的问题。

技术实现思路

1、本技术提供了一种用于铜排压铆机的螺母定位安装控制方法及相关设备，进而至少在一定程度上可以解决工业生产效率和可靠性都比较低的问题。

2、本技术的其他特性和优点将通过下面的详细描述变得显然，或部分地通过本技术的实践而习得。

3、根据本技术的一个方面，提供了一种用于铜排压铆机的螺母定位安装控制方法，包括：在检测铜排压铆机的工作气压正常时，控制各运动轴执行回归原点操作，使各运动轴回到预设的基准位置；在检测到治具就位之后，获取产品料号，从存储器中调取与所述产品料号对应的工艺参数集，所述工艺参数集包括螺母总数、各放料工位的目标坐标、各检测项目的判定阈值以及各维度检测权重系数；通过预设的第一视觉工位判定治具处于清洁状态之后，取料机构依次从取料位抓取螺母，按照所述工艺参数集中的目标坐标，将螺母依次摆放在治具的对应工位上，直至摆放数量达到所述螺母总数；在预设的第二视觉工位采集摆料完成后载板的全局图像，对所述全局图像进行预处理后分割出螺母的轮廓信息，从所述轮廓信息中提取螺母的多维特征参数；所述多维特征参数包括：实际质心坐标相对于目标坐标的相对偏差比率、表面缺陷区域面积占螺母投影的面积比例值、以及外轮廓相对于标准圆形的轮廓偏差值；对螺母的相对偏差比率、面积比例值和轮廓偏差值进行差异分析和耦合分析，并结合相邻螺母之间的邻域影响因子进行融合计算，得到缺陷度；将螺母的缺陷度与预设的多级阈值进行比较，根据比较结果将螺母划分为不同的异常等级，根据所述异常等级执行对应的处置策略。

4、在本技术中，基于前述方案，所述控制各运动轴执行回归原点操作，使各运动轴回到预设的基准位置，包括：先控制z轴回归原点，之后控制x轴模组和y轴模组同时回归原点；其中，x轴和y轴为水平方向运动轴，用于驱动取料头和放料头在水平方向移动至各取料位和放料位；z轴为竖直方向运动轴；控制治具平移轴回归原点，之后各轴在待机位等待；其中，治具平移轴为独立于x轴、y轴、z轴的水平运动轴，用于驱动治具在放料位和压铆工位之间进行水平搬运和转移。

5、在本技术中，基于前述方案，所述取料机构依次从取料位抓取螺母，按照所述工艺参数集中的目标坐标，将螺母依次摆放在治具的对应工位上，直至摆放数量达到所述螺母总数，包括：x轴模组和y轴模组移动至取料位的第一取料位置，第一z轴气缸下压执行取料动作，取料完成后气缸复位；随后x轴模组和y轴模组依次移位至第二取料位置、第三取料位置和第四取料位置，各取料位置对应的z轴气缸依次执行取料动作后复位；全部取料完成后，x轴模组和y轴模组同时移动至放料位的第一放料位置，第一z轴气缸下压执行放料动作后复位；随后x轴模组和y轴模组依次移位至第二放料位置、第三放料位置和第四放料位置，各放料位置对应的z轴气缸依次执行放料动作后复位；完成一次取放料循环后，x轴模组和y轴模组返回取料位重复执行取料控制阶段和放料控制阶段，直至治具上已摆放的螺母数量达到所述螺母总数。

6、在本技术中，基于前述方案，所述对所述全局图像进行预处理后分割出螺母的轮廓信息，从所述轮廓信息中提取螺母的多维特征参数，包括：根据各放料工位的目标坐标对所述全局图像进行配准，对配准后的全局图像进行二值化处理，通过连通域分析提取螺母的外轮廓和内孔轮廓，作为轮廓信息；基于所述轮廓信息计算螺母的多维特征参数。

7、在本技术中，基于前述方案，所述基于所述轮廓信息计算螺母的多维特征参数，包括：基于螺母外轮廓提取所述螺母的实际位置，根据所述实际位置与所述目标位置之间的偏离程度，计算相对偏差比率；基于螺母外轮廓划定投影区域，识别所述投影区域内的缺陷区域，根据所述缺陷区域占所述投影区域的比例，计算面积比例值；基于螺母外轮廓上多个采样点分别到所述螺母实际质心的距离，根据各距离之间的离散程度，计算轮廓偏差值。

8、在本技术中，基于前述方案，所述对螺母的相对偏差比率、面积比例值和轮廓偏差值进行差异分析和耦合分析，并结合相邻螺母之间的邻域影响因子进行融合计算，得到缺陷度，包括：将各螺母的相对偏差比率、面积比例值和轮廓偏差值分别经非线性映射转换为归一化特征；根据所述归一化特征与预设基准向量之间的差异，计算各螺母的基础偏差度量值；根据螺母的归一化特征构建二阶交互矩阵，计算所述二阶交互矩阵与基准交互矩阵之间的差异度量值；将所述归一化特征中的最小值作为高阶耦合激发值；将所述基础偏差度量值、所述差异度量值和高阶耦合激发值进行融合计算，得到螺母的个体缺陷度；获取螺母与其相邻螺母之间的空间距离，根据相邻螺母的个体缺陷度和空间距离计算邻域影响因子；将螺母的个体缺陷度与对应的邻域影响因子进行融合，得到螺母的缺陷度。

9、在本技术中，基于前述方案，所述将螺母的缺陷度与预设的多级阈值进行比较，根据比较结果将螺母划分为不同的异常等级，根据所述异常等级执行对应的处置策略，包括：当全部螺母的缺陷度均小于或等于第一阈值时，判定为正常等级，流程正常推进至双治具交替与压铆操作；当存在螺母的缺陷度大于第一阈值且小于或等于第二阈值，并且所述螺母的相对偏差比率为各维度偏差中唯一超出允许范围的偏差类型时，判定为轻微异常等级，计算所述螺母的位置补偿量，在压铆前通过微调取料机构进行位置补偿，补偿完成后重新执行缺陷度计算和等级判定；当存在螺母的缺陷度大于第二阈值且小于或等于第三阈值，或者面积比例值大于预设的缺陷严重阈值时，判定为中度异常等级，在触摸屏上显示异常螺母的编号及各维度特征参数明细，等待操作人员人工确认后选择放行或剔除；当存在螺母的缺陷度大于第三阈值，或者轮廓偏差值大于预设的轮廓严重偏差阈值时，判定为严重异常等级，发出报警信号并锁定所有后续流程。

10、根据本技术的一个方面，提供了一种用于铜排压铆机的螺母定位安装控制装置，包括：

11、初始化模块，用于在检测铜排压铆机的工作气压正常时，控制各运动轴执行回归原点操作，使各运动轴回到预设的基准位置；

12、获取模块，用于在检测到治具就位之后，获取产品料号，从存储器中调取与所述产品料号对应的工艺参数集，所述工艺参数集包括螺母总数、各放料工位的目标坐标、各检测项目的判定阈值以及各维度检测权重系数；

13、摆放模块，用于通过预设的第一视觉工位判定治具处于清洁状态之后，取料机构依次从取料位抓取螺母，按照所述工艺参数集中的目标坐标，将螺母依次摆放在治具的对应工位上，直至摆放数量达到所述螺母总数；

14、检测模块，用于在预设的第二视觉工位采集摆料完成后载板的全局图像，对所述全局图像进行预处理后分割出螺母的轮廓信息，从所述轮廓信息中提取螺母的多维特征参数；所述多维特征参数包括：实际质心坐标相对于目标坐标的相对偏差比率、表面缺陷区域面积占螺母投影的面积比例值、以及外轮廓相对于标准圆形的轮廓偏差值；

15、计算模块，用于对螺母的相对偏差比率、面积比例值和轮廓偏差值进行差异分析和耦合分析，并结合相邻螺母之间的邻域影响因子进行融合计算，得到缺陷度；

16、执行模块，用于将螺母的缺陷度与预设的多级阈值进行比较，根据比较结果将螺母划分为不同的异常等级，根据所述异常等级执行对应的处置策略。

17、根据本技术的一个方面，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上述实施例中所述的用于铜排压铆机的螺母定位安装控制方法。

18、根据本技术的一个方面，提供了一种计算机设备，包括：一个或多个处理器；存储装置，用于存储一个或多个程序，当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行时，使得所述一个或多个处理器实现如上述实施例中所述的用于铜排压铆机的螺母定位安装控制方法。

19、根据本技术的一个方面，提供了一种计算机程序产品或计算机程序，所述计算机程序产品或计算机程序包括计算机指令，所述计算机指令存储在计算机可读存储介质中。计算机设备的处理器从计算机可读存储介质读取所述计算机指令，处理器执行所述计算机指令，使得所述计算机设备执行上述各种可选实现方式中提供的用于铜排压铆机的螺母定位安装控制方法。

20、本技术的技术方案相比于现有技术的区别和技术效果主要在于以下方面：

21、本技术技术方案，通过设备自检与归零建立空间基准，确保各运动轴定位精确；通过治具在位检测与料号调取实现任务参数自动匹配，防止混料生产；通过第一视觉工位预检空治具，从源头避免取料机构与残留硬物碰撞损坏；通过第二视觉工位采集全局图像并提取多维特征参数，对多维特征参数进行差异分析和耦合分析，结合邻域影响因子进行融合计算生成缺陷度，实现对漏放、偏位、缺陷的综合量化评估；通过将缺陷度与多级阈值比较并划分异常等级后执行差异化处置，实现对轻微异常自动补偿、严重异常立即拦截的分级管控，在提高生产效率、消除人工安全隐患的同时，有效防止不良螺母流入压铆工序，提高了工业生产过程的效率和可靠性。

22、应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本技术。