本文为了提高功率模块上IGBT螺丝的锁付效率及把控锁付质量,在了解螺丝锁付、工业机器人和机器视觉国内外研究现状的基础上,通过对HMC、工业机器人和机器视觉等相关知识学习,深入研究了自动化上下料及螺丝锁付的几个关键环节,开发了包含功率模块上下料的基于机器视觉的工业机器人螺丝锁付控制系统,实现了自动化上下料和功率模块上IGBT的螺丝自动锁付。具体研究内容如下:首先,针对机器人上下料成本较高和PLC上下料柔性较低的问题,设计了HMC上下料的控制系统。该系统以台达HMC为显控一体机,通过DMCnet总线,实现了对两台三轴机械臂夹爪的X、Y、Z方向控制,达到了待装配功率模块的上料和装配成品功率模块的下料需求,既降低了成本又不失柔性。其次,研究了螺丝锁付系统的硬件构成,并针对每部分硬件构成设计了多种方案,并依据功率模块锁付应用需求,筛选出更符合实际应用的方案。例如,设计了气吹式、气吸式和吹吸结合式三种螺丝供料系统,由于功率模块锁付孔为沉孔且锁付螺丝为组合螺丝,本文选用更适合应用的吹吸结合方式螺丝供料系统;设计了气动与电机结合、压力感测机构与电机结合、双伺服锁付等三种锁付模组,根据锁付算法的难易程度和成本等综合考虑,本文选用双伺服锁付模组。再次,为了提高锁付效能,设计了六项锁付策略,并制定了螺丝锁付时的拍照流程和锁付流程图,针对双伺服锁付系统编写触摸屏界面与PLC程序,详细设计了方案的实施过程。最后,从锁付扭力值、锁付效率和锁付合格率等方面,验证了设计的合理性,并总结了实际锁付应用效果。