CN112010021B - 工件搬运系统、工件定位系统及其定位方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种工件搬运系统，适于将一工件从一起始位转移至一终点位，包括：一起始位取材器，其中所述起始位取材器位于所述起始位，其中所述起始位取材器在所述工件从所述起始位拿取的过程中获得一起始位情况；一终点位取材器，其中所述终点位取材器位于所述终点位，其中所述终点位取材器在所述工件至所述终点位的放置的过程中获得一终点位情况和一工件情况；以及一转运单元，其中所述转运单元被可通信地分别连接于所述起始位取材器和所述终点位取材器，其中所述转运单元获取所述起始位情况而拿取所述工件，其中所述转运单元获取所述工件情况和所述终点位情况而针对地放置所述工件于所述终点位。本发明还进一步提供一工件定位系统及其方法，在生产流转，工件的拿取过程与放置过程均精确地对准工件与预定位置，使得工件被精准地放置。

Description

工件搬运系统、工件定位系统及其定位方法

技术领域

本发明涉及自动化生产系统，尤其涉及一种对工件进行运输和定位操作的工业化生产系统与定位方法。

背景技术

工业生产中必不可少对工件进行搬运、转运，工件才能历经多种加工程序，直至测试合格而出货。生产环境下，大型的设备是固定的，工件需要在不同的设备之间进行流转，以完成不同的设备的不同操作。以摄像模组为例，基于摄像模组在生产中还有很多不安定因素，制造完成的摄像模组不能直接被安装于使用设备中。那么每一个摄像模组都需要被进行不同性能指标的测试，对于不满足要求的摄像模组则不能出货。对于生产厂家而言，产品的良率非常重要，出货产品的良率更是关键。所以在摄像模组的生产中，基本是采取全部产品进行全部指标测试。这就表示了大量的工件需要历经多道程序或者多个测试设备。

现有的人工运输工件，不仅有时间成本的考虑，而且精度不能达到要求。对于高效率的生产要求，自动机械化的运输操作是必不可少的，单位生产时间不仅可以得到缩减，整体生产工作的时间不受人工休息的限制，而且精度和可靠性都可以提升。

但是现有的机械运输还是存在很多问题，如图1所示。

首先是大部分的流转线路为既定的，并不是针对每个工件而设计的。那么，对于摄像模组这样的工件来说，虽然可以达到批量的效果，但是每个工件的位置却难以掌握。特别是，摄像模组本身的体积很小，而且强硬地拿取容易损坏已经制造完成的摄像模组。尤其对于测试环节，每个工件的相对位置是很重要的，可能会影响到测试结果。另外，摄像模组的位置很难被实时地观察并调整，因为很有可能出现放置角度或左右位置轻微地偏差的情况，匹配度不高，放置不准。另外，放置的过程是不可监视的，目视检查很困难，反而会耽误更多的时间。

其次是现有的机械运输依靠引导定位或传感反馈获取位置信息。但是，误差累积也相当的可怕，那么所得到的批量的定位信息基本没有价值。有些现有的抓放装置依靠对既定位置的图像获取，从而得到既定位置与抓放装置偏移值。但是，真正要操作的工件与抓放装置之间存在误差。而且，每个工件相对于抓放装置还具有不同的差距。那么，就算得到了既定位置的偏移值，工件的取放也不是精确的。另外，工件最初的位置为人工放置的，无法保证工件最初位置的一致性。反而，越是精确的位置信息，所需要的计算时间越长，运输效率会降低。

再次，不同类型工件的形状、体积都不相同，不同类型的搬运任务都需要进行参数设定。现有的机械运输很难对工件进行自适应设置，每次任务的更换都需要人工进行参数调整。特别地，对于工件为摄像模组的测试场合，摄像模组的测试位置是一方面，更关键的是摄像模组必须被接电。也就是说，摄像模组需要被精确地接入测试设备，才能获得所拍摄的图像。而且，需要测试项目数量也是较多的，反复地对摄像模组进行摘取和接入必然会对摄像模组造成不良影响。再考虑到时间成本，每个测试中将摄像模组单独的接入和断开都会影响效率。。这给测试带来更多不良因素的同时，也必将不能适应发展的趋势。

更多地，为了适应不同类型摄像模组能进行不同的测试方法，虽然说机械较人工在精确度方面有一定的优势，但是实际中如何克服机械流转上形成的累积公差也是面临挑战之一。而且，如何在保证位置的精度的同时，降低时间成本，并提高维护的简便程度。这些都是需要进行考虑的，而且改进是具有一定难度的。

发明内容

本发明的一个主要优势在于提供一种工件搬运系统、工件定位系统及其定位方法，其中在生产流转，工件的拿取过程与放置过程均精确地对准工件与预定位置，使得工件被精准地放置。

本发明的另一个优势在于提供一种工件搬运系统、工件定位系统及其定位方法，其中工件的拿取、运转与放置均对工件本身无损伤，减少搬运对工件的不良影响。

本发明的另一个优势在于提供一种工件搬运系统、工件定位系统及其定位方法，其中对每个工件的位置与角度进行针对性地计算并搬运，使得工件可以被高度匹配地放置于预定位置。

本发明的另一个优势在于提供一种工件搬运系统、工件定位系统及其定位方法，其中每个工件的放置能够保证一次性地操作完成，无需后续的调整或者反复的取放，降低搬运产生对工件的损伤的概率。

本发明的另一个优势在于提供一种工件搬运系统、工件定位系统及其定位方法，其中待拿取的工件的位置被获取，根据工件的具体位置而操作，保证初期操作的可靠性。

本发明的另一个优势在于提供一种工件搬运系统、工件定位系统及其定位方法，其中待放置的工件与预定位置分别地被获取信息，根据二者信息的差距而得到具体操作的规划，保证放置地精准度。

本发明的另一个优势在于提供一种工件搬运系统、工件定位系统及其定位方法，其中不同类型的工件或者工件的不同搬运任务能够经过适应性地调整参数而实现，无需更改硬件设备或者计算流程，方便批量生产。

本发明的另一个优势在于提供一种工件搬运系统、工件定位系统及其定位方法，其中不同类型的工件能够从其获取的信息而分辨，进而将不同类型的工件搬运至预定位置。

本发明的另一个优势在于提供一种工件搬运系统、工件定位系统及其定位方法，其中待放置的工件的轮廓与预定位置的轮廓分别地被获取，根据二者轮廓的比对，进而确定工件的放置过程的操作，使得工件被精确地搬运。

本发明的另一个优势在于提供一种工件搬运系统、工件定位系统及其定位方法，其中每个工件被放置后即可电连接于相对应的设备系统，使得工件能够被方便地操作，无需人工地再次连接，节省生产时间成本。

本发明的另一个优势在于提供一种工件搬运系统、工件定位系统及其定位方法，其中对每个工件的位置可以实时地观察，并针对性地保存与监管，方便优化计算而使用。

本发明的其它优势和特点通过下述的详细说明得以充分体现并可通过所附权利要求中特地指出的手段和装置的组合得以实现。

依本发明的一个方面，能够实现前述目的和其他目的和优势的本发明的一工件定位方法，适于将一工件从一起始位转移至一终点位，包括以下步骤：

I.识别所述起始位；

II.从所述起始位拿取所述工件，使得所述工件按照既定任务运输至所述终点位；

III.识别所述终点位；

IV.基于对位于所述终点位附近的所述工件的识别，判断所述工件是否与所述终点位对准；

V.若否，则再次识别所述工件，返回上一步骤进行循环，若是，则放置所述工件于所述终点位。

根据本发明的一个实施例，步骤IV被实施为采用提取所述工件的轮廓信息的方式判断。

根据本发明的一个实施例，所述工件的轮廓信息提取自图像信息。

根据本发明的一个实施例，步骤I进一步地包括一下步骤：

I.1.确认所述工件的既定搬运任务；

I.2.寻找所述初始位；

I.3.识别所述初始位是否有所述工件的存在；

I.4.若否，则返回I.2，若是，则对应于所述工件的存在信息而拿取所述工件。

根据本发明的一个实施例，步骤IV进一步地包括步骤：

IV.1.在获得所述终点位的存在情况后，获取所述终点位的图像；

IV.2.获取所述工件的图像；

IV.3.基于所获取的图像，分别地识别所述终点位的轮廓和所述工件的轮廓；

IV.4.计算所述终点位的轮廓和所述工件的轮廓的差距，以得到所述工件的移动规划；

IV.5.判断通过规划后的所述终点位的轮廓和所述工件的轮廓是否对齐；以及

IV.6.若否，则返回步骤IV.3，若是，则放置所述工件于所述终点位。

根据本发明的一个实施例，步骤IV.2被实施为预先录入所述工件的轮廓数据。

根据本发明的一个实施例，步骤IV.4中的计算包括对所述工件的轮廓数据的坐标进行处理，使得其与所述终点位的轮廓数据直接地对比。

根据本发明的一个实施例，步骤IV.4中的计算包括对所述工件的轮廓数据的比例进行处理，使得其与所述终点位的轮廓数据直接地对比。

依本发明的另一个方面，本发明进一步提供一工件定位系统，应用于一工件从一起始位转移至一终点位的过程，包括：

一起始位取材器和一终点位取材器，其中所述起始位取材器位于所述起始位，其中所述起始位取材器在所述工件从所述起始位拿取的过程中获得一起始位情况，其中所述终点位取材器位于所述终点位，其中所述终点位取材器在所述工件至所述终点位的放置的过程中获得一终点位情况和一工件情况，其中基于所述起始位情况，所述工件被移至相对应的所述终点位，其中基于所述工件情况和所述终点位情况的差异，所述工件被调整后对应地放置于所述终点位。

根据本发明的一个实施例，所述起始位情况包括所述工件可能存在于所述起始位的信息。

根据本发明的一个实施例，所述终点位情况包括所述终点位的位置信息，其中所述工件情况包括所述工件于所述终点位附近的位置信息。

根据本发明的一个实施例，所述起始位情况为图像数据。

根据本发明的一个实施例，所述终点位情况和所述工件情况为图像数据。

根据本发明的一个实施例，所述工件情况和所述终点位情况的差异为所述工件的轮廓是否对齐于所述终点位的轮廓。

依本发明的另一个方面，本发明进一步提供一工件搬运系统，适于将一工件从一起始位转移至一终点位，包括：

一起始位取材器，其中所述起始位取材器位于所述起始位，其中所述起始位取材器在所述工件从所述起始位拿取的过程中获得一起始位情况；

一终点位取材器，其中所述终点位取材器位于所述终点位，其中所述终点位取材器在所述工件至所述终点位的放置的过程中获得一终点位情况和一工件情况；以及

一转运单元，其中所述转运单元被可通信地分别连接于所述起始位取材器和所述终点位取材器，其中所述转运单元获取所述起始位情况而拿取所述工件，其中所述转运单元获取所述工件情况和所述终点位情况而针对地放置所述工件于所述终点位。

根据本发明的一个实施例，所述转运单元根据所述工件情况和所述终点位情况，提取所述工件的轮廓和所述终点位轮廓而调整放置所述工件。

根据本发明的一个实施例，所述工件情况和所述终点位情况为图像数据。

根据本发明的一个实施例，所述起始位取材器被预固定于所述起始位，其中所述终点位取材器被预固定于所述终点位，其中所述转运单元可移动地被设置于所述起始位取材器和所述终点位取材器之间。

根据本发明的一个实施例，所述起始位取材器和所述终点位取材器被预固定于所述转运单元，以供所述起始位取材器和所述终点位取材器跟随所述转运单元移动。

根据本发明的一个实施例，所述起始位取材器被实施为一起始摄像，以从所述起始位上方获得所述起始位情况，其中所述终点位取材器被实施为一终点摄像和一工件摄像，分别地被置于所述终点位的上方与下方，以分别地获得所述终点位情况和所述工件情况。

根据本发明的一个实施例，所述起始摄像和所述终点摄像被实施为同一装置。

根据本发明的一个实施例，所述转动单元包括一抓取工具、一移动工具、一转动工具以及一计算工具，其中所述抓取工具被固定于所述移动工具和所述转动工具，其中所述移动工具和所述转动工具被连接于所述计算工具，以一种所述移动工具和所述转动工具受到所述计算工具的规划指导而驱动所述抓取工具在所述起始位至所述终点位之间移动的方式。

根据本发明的一个实施例，所述起始摄像和所述终点摄像被预固定于所述转运单元的所述抓取工具的侧部。

根据本发明的一个实施例，所述抓取工具采用吸取方式而拿取所述工件。

根据本发明的一个实施例，所述计算工具根据所述工件情况和所述终点位情况，预先地规划所述工件对齐所述终点位的转移设置。

根据本发明的一个实施例，所述计算工具提取所述工件的轮廓和所述终点位轮廓而调整放置所述工件的规划。

根据本发明的一个实施例，在所述移动工具和所述转动工具根据所述计算工具的规划而调整所述工件后，所述抓取工具放置所述工件于所述终点位。

通过对随后的描述和附图的理解，本发明进一步的目的和优势将得以充分体现。

本发明的这些和其它目的、特点和优势，通过下述的详细说明，附图和权利要求得以充分体现。

附图说明

图1是现有工件运输方式的示意图。

图2是根据本发明的一个优选实施例的工件定位系统及其定位方法的整体示意图。

图3是根据本发明的上述优选实施例的工件定位系统及其定位方法的优选示意图。

图4是根据本发明的上述优选实施例的工件定位方法的流程示意图。

图5是根据本发明的上述优选实施例的工件定位方法的拿取过程流程示意图。

图6是根据本发明的上述优选实施例的工件定位方法的放置过程流程示意图。

图7是根据本发明的上述优选实施例的工件定位方法的具体流程示意图。

图8是根据本发明的上述优选实施例的工件定位系统及其定位方法的处理示意图。

图9是根据本发明的上述优选实施例工件搬运系统和工件定位系统的框图示意图。

图10是根据本发明的上述优选实施例工件搬运系统和工件定位系统的一种可行方式的整体示意图。

图11是根据本发明的上述优选实施例工件搬运系统和工件定位系统另一种可行方式的整体示意图。

图12A是根据本发明的上述优选实施例工件搬运系统和工件定位系统的获取信息整体示意图。

图12B是根据本发明的上述优选实施例工件搬运系统和工件定位系统的处理图像整体示意图。

图13是根据本发明的上述优选实施例工件搬运系统和工件定位系统的整体示意图。

具体实施方式

以下描述用于揭露本发明以使本领域技术人员能够实现本发明。以下描述中的优选实施例只作为举例，本领域技术人员可以想到其他显而易见的变型。在以下描述中界定的本发明的基本原理可以应用于其他实施方案、变形方案、改进方案、等同方案以及没有背离本发明的精神和范围的其他技术方案。

本领域技术人员应理解的是，在本发明的揭露中，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系是基于附图所示的方位或位置关系，其仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此上述术语不能理解为对本发明的限制。

可以理解的是，术语“一”应理解为“至少一”或“一个或多个”，即在一个实施例中，一个元件的数量可以为一个，而在另外的实施例中，该元件的数量可以为多个，术语“一”不能理解为对数量的限制。

本发明提供一种工件搬运系统、工件定位系统及其定位方法，如图2至图13所示，其中所述工件搬运系统适用于批量生产中对多个工件90在不同的操作设备40之间进行自动地流转，使得每个工件90按照既定的任务完成不同的操作。举例来说，作为成品的摄像模组，其需要在生产过程的尾端进行多项功能性测试，保证成像正常。一般地，每个作为所述工件90的摄像模组都需要历经每项操作设备40，从而保障每个所述工件90测试后将通过所有测试的所述工件90出货。当然，对于在某一环节中未通过的所述工件90相应地留存并记录，避免有问题的所述工件90被动地出货，并根据记录进一步地优化生产流程。

所述工件定位系统针对所述操作设备40的一起始位41和一终点位42进行信息取材，如图2所示，也就是获取所述工件90的既定任务中的实际信息。本优选实施例中，应用于在生产过程中，某一所述工件90被赋予的既定任务为从所述操作设备40所述起始位41至另一所述操作设备40的所述终点位42转移。通过所述工件定位系统，对所述工件90转移的基础和目的进行精确地判断，从而使得对所述工件90的拿取操作和放置操作有效且准确。具体地，通过所述工件定位系统对所述起始位41的信息获取，保证拿取操作确实能对准所述工件90，使得所述工件90被充分可靠地拿取。通过所述工件定位系统对所述终点位42和待放置所述工件90的信息获取，保证所述工件90对准地被放置。也就是说，所述工件定位系统提供两个关键位置的信息，辅助所述工件90的搬运过程。

本优选实施例中，所述工件90以摄像模组为例，如图2至图8，所述工件定位系统及其定位方法采用计算并规划的方式，矫正所述工件90的相对位置，使得搬运的位置精度高。值得一提的是，所述定位系统及其定位方法利用机器视觉的手段，无需增加额外的调试装置，完成高匹配度地放置操作。而且，针对每个所述工件90进行规划，降低误差，提高生产流转效率。优选地，所述定位系统及其定位方法被实施为可监视的方式，进一步辅助监管生产流程，提升调试效率。

优选地，如图3所示，所述工件定位系统及其定位方法采用提取所述工件90的轮廓信息的方式，完成所述工件90的搬运过程。也就是说，本优选实施例的信息基础除了包括所述起始位41和所述终点位42，还包括对所述工件90的位置获取和调整，使得每个所述工件90都获得适应性的规划和放置操作。

更多地，所述工件定位方法包括以下步骤：

I.识别所述起始位41；

II.从所述起始位41拿取所述工件90，使得所述工件90按照既定任务运输；

III.识别所述终点位42；

IV.基于对位于所述终点位42附近的所述工件90的识别，判断所述工件90是否与所述终点位42对准；

V.若否，则再次识别所述工件90，返回上一步骤进行循环，若是，则放置所述工件90于所述终点位42，从而完成既定位置。

值得一提的是，所述工件定位方法从所述起始位41和所述终点位42分别地进行信息获取识别。由于所述工件90的既定任务中涉及了搬运的目标，所述工件定位方法从所述终点位42处获得所述工件90的操作规划，使得所述工件90以高匹配地被放置，而不是放下所述工件90后再调整位置。每个所述工件90均适应性地被规划好相对位置，再被放下，使得所述工件90受到的磨损降低。现有的一些利用引导滑槽等等机械方法而放置的方式，多次的滑动可能对所述工件90造成不可逆的伤害。而且，所述工件90的电连接关系也需要极高的放置精度。例如，对于摄像模组作为所述工件90而言，反复的滑动会磨损电路板或者连接部件，但是利用所述工件定位方法可以一次性地将所述工件90放置于所述终点位42。

具体地，如图5和图6所示，所述工件定位方法的步骤I进一步地包括：

I.1.确认所述工件90的既定搬运任务；

I.2.寻找所述初始位41；

I.3.识别所述初始位41是否有所述工件90的存在；

I.4.若否，则返回I.2，若是，则对应于所述工件90的存在信息而拿取所述工件90。

更多地，对于一次的搬运，首先地针对所述工件90的任务进行确认。例如，本次为将一个摄像模组从一个传送带上转移至一台测试设备上，准备对这个摄像模组进行新的一项测试。也就是对所述工件90转移方向的位置进行确认，满足生产需要。然后，寻找可能有所述工件90的所述初始位41。接着，对所述初始位41上是否有真的有所述工件90进行识别。优选地，除了所述工件90的存在，对所述工件90的详细信息也进行识别获取。例如，识别得到所述工件90为一个双摄类型的摄像模组产品。若这个所述初始位41上没有所述工件90，即可认定任务无法实施，则返回存在可能存在所述工件90的所述初始位41。若这个所述初始位41有所述工件90，则根据所识别的信息，从所述起始位41拿起所述工件90。值得一提的是，在拿取过程中，所述工件定位方法掌握了所述工件90所需要被放下的任务情况。更优选地，对于所拿取的所述工件90即将被放置的所需情况被确认完全。例如，对于拿到的所述工件90为双摄类型的摄像模组产品，其即将被放置于双摄测试设备中的待检测位置。

更具体地，所述工件定位方法的步骤III至V被实施为采用提取所述工件90的轮廓信息的方式。也就是说，在识别到所述终点位42的存在后，当所述工件90的轮廓能够对准所述终点位42的轮廓的情况下，所述工件90被放下。需要说明的是，二者轮廓的对齐或者对准指的是轮廓线无交叉，甚至轮廓线部分相互保持平行的情况。

所述工件定位方法的步骤IV进一步地包括：

IV.1.在获得所述终点位42的存在情况后，获取所述终点位42的图像；

IV.2.获取所述工件90的图像；

IV.3.基于所获取的图像，分别地识别所述终点位42的轮廓和所述工件90的轮廓；

IV.4.计算所述终点位42的轮廓和所述工件90的轮廓的差距，以得到所述工件90的移动规划；

IV.5.判断通过规划后的所述终点位42的轮廓和所述工件90的轮廓是否对齐；以及

IV.6.若否，则返回步骤IV.3，若是，则放置所述工件90于所述终点位42。

值得一提的是，所述工件定位方法在放置过程中不仅可以获得所述终点位42的信息，而且将所述工件90的位置预先地对准所述终点位42，使得所述工件90被放置的位置是匹配于所述终点位42的。很多现有技术中，单纯地获得所述终点位42的信息，根据既定条件直接地放置所述工件90。但是，所述工件90被拿取的情况和相对于所述终点位42的情况都是未知的。所述工件定位方法根据每个所述工件90的情况，针对性地得到所述工件90的移动规划。也就是说，步骤IV.1和IV.2之后，所述工件90与所述终点位42的相对情况被获取，而步骤IV.1和IV.2顺序可以不分先后。再得到所述工件90与所述终点位42的相对情况后，本优选实施例中，通过对二者的轮廓进行提取和对比，获得所述工件90距离所述终点位42的差距。基于对所述工件90的位置获取，如何放置所述工件90也可以被计算。更多地，本优选实施例采用对所述工件90的轮廓进行提取的方式，利用所述工件90的轮廓对准于所述终点位42，使得所述工件90的放置操作流程更可靠、更具有精准度。通过对比所述工件90的轮廓与所述终点位42的轮廓，不仅从移动距离上，而且从摆放角度上都可以对所述工件90需要操作的方式进行预先的精准的设计。

在其他可行的实施例中，获取所述工件90与所述终点位42的相对情况可以通过其他方式，例如多个标记点的相对情况，是否遮挡或者重合特别标志点，又例如声波识别位置存在与深度，或者激光定位边缘等等。重要的是，获取所述工件90与所述终点位42的相对情况，从而进一步地规划设计所述工件90的放置操作方式，再一步地放下所述工件90。一方面，在放下所述工件90之前进行计算，另一方面，针对每个所述工件90的情况个性化地设计放下操作，使得所述工件90与所述终点位42具有极高的匹配度，奠定夹取操作的高精度基础。

另外，利用所述工件定位方法可以针对所述工件90的不同类型而进行搬运。在其他可行的方式中，通过预设调整所述工件90的转移任务，例如更新所述工件90的型号数据，重新地校准取放任务的具体实行方式，或者预先录入所述工件90的轮廓数据，减少构建时间。

如图7和图8所示，本优选实施例的所述工件定位方法具体的放置操作被阐释，也就是步骤IV.4中的计算与规划操作。首先地，根据获取的所述工件90的任务和图像，提取而得到所述工件90的轮廓数据。所述工件90的预定任务中已经包括所述工件90即将前往的所述操作设备40的计划。优选地，识别所述工件90后已经得到其即将放置的所述终点位42的类型。得到所述工件90的轮廓后，所述工件90的轮廓数据被保存。然后，对所述终点位42进行识别，得到所述终点位42的位置信息。接着，将所述工件90的轮廓加载于所述终点位42的轮廓，以便后续将所述工件90和所述终点位42的相对位置进行对比。值得一提的是，在将所述工件90加载入所述终点位42的轮廓后，将二者的轮廓信息进行过滤处理和转换，以得到同一坐标系下的同比例的所述工件90和所述终点位42的轮廓数据，也就是对轮廓信息进行计算。优选地，将所述工件90的轮廓数据的坐标、比例进行处理，使得与所述终点位42的轮廓数据直接地对比。更优选地，在计算中考虑硬件误差，也就是图像获取设备与抓取设备之间的实际距离和高度。利用硬件误差，也是既定误差，初步地对所述工件90的轮廓数据做坐标移动与比例转换，使得与所述终点位42的轮廓数据处于同一坐标系下。再进一步地，调整所述工件90的轮廓数据与所述终点位42轮廓数据的相对位置，使得所述工件90的轮廓对齐于所述终点位42的轮廓。值得注意的是，调整二者轮廓的相对位置的基础为对图像数据的过滤与预处理。防止所述工件90的轮廓比例过小，加载入所述终点位42的轮廓后一直满足对齐条件的失误判断。而且，对于所述工件90的轮廓数据的调整为虚拟设计的，调整的最终结果根据图像处理的比例等转化，再次被记录为对所述工件90操作的实际规划。例如，图像处理已经将所述工件90的轮廓放大1.5倍，进行移动而对齐，那么得到调整结果为放大后的距离值，需要缩小为原比例而形成操作规划。也就是说，当所述工件90的轮廓数据对齐于所述终点位42的轮廓数据后，保存二者的偏差，例如识别误差，硬件误差等等。根据所保存的数据偏差，设定所述工件90实际的操作规划。按照规划操作，例如移动和转动所述工件90的方位，最终使得本次操作将所述工件90高度匹配地放置于所述终点位42。优选地，所述终点位42具有设备电连接接口，当所述工件90被高度匹配地放置后，所述工件90直接地电连接于所述终点位42，使得所述操作设备40连通所述工件90。

另外，在对齐所述工件90的轮廓数据于所述终点位42的轮廓数据的过程中，图像数据为可视化的，方便人工地对位置进行调整和检查。

当然，对所述终点位42的轮廓加载于所述工件90的轮廓的操作也是可行的。本优选实施例中，所述工件定位系统藉由一工件定位系统而实现。所述工件定位系统包括一起始位取材器10和一终点位取材器20，其中所述起始位取材器10在所述工件90从所述起始位41拿取的过程中获得一起始位情况100，其中所述终点位取材器20在所述工件90至所述终点位42的放置的过程中获得一终点位情况201和一工件情况202。如图2和图3所示，本优选实施例中的所述起始位情况100包括所述工件90可能存在于所述起始位41的信息，所述终点位情况201包括所述终点位42的位置信息，所述工件情况202包括所述工件90于所述终点位42附近的位置信息。优选地，所述起始位情况100为所述工件90可能存在于所述起始位41的图像数据，所述终点位情况201为所述终点位42的图像数据，所述工件情况202为所述工件90于所述终点位42附近的图像数据。进一步地，根据所述工件定位系统所获取的图像数据，对所述工件90进行转移规划，以对齐于所述终点位42而放置。

所述工件搬运系统包括所述工件定位系统和一转运单元30，其中所述转运单元30被可通信地连接于所述工件定位系统，以获得所述工件定位系统所获取的图像数据，对所述工件90进行转移规划。为方便说明，这里将多个所述工件90分别称为第一工件91、第二工件92等等。针对每个所述工件90，所述操作设备40的所述起始位41和所述终点位42为相对的。也就是说，如图9所示，针对所述第一工件91，其搬运任务为向右侧的所述操作设备40的所述终点位42，以便后续对所述第一工件91进行操作。针对所述第二工件92，其搬运任务为向左侧的所述操作设备40的所述终点位42。具体的，所述第一工件91匹配于右侧的所述操作设备40的所述终点位42，所述第二工件92匹配于左侧的所述操作设备40的所述终点位42，两次精确定位依靠于所述定位系统的获取信息。

在本优选实施例中的一种可行方式中，所述工件定位系统被预固定于所述操作设备40的所述起始位41和所述终点位42，所述转运单元被可移动地设置于所述起始位取材器10和所述终点位取材器20之间，如图10所示。在本优选实施例的另外一种可行的方式中，所述工件定位系统被预固定于所述转运单元30，如图11所示。具体地，所述起始位取材器10被实施为一起始摄像11，以从所述起始位41上方获得所述起始位情况100。所述终点位取材器20被实施为一终点摄像21和一工件摄像22，分别地被置于所述终点位42的上方与下方，以分别地获得所述终点位情况201和所述工件情况202。所述转运单元30包括一抓取工具31、一移动工具32、一转动工具33以及一计算工具34，其中所述抓取工具31被固定于所述移动工具32和所述转动工具33，其中所述移动工具32和所述转动工具33被连接于所述计算工具34，以一种所述移动工具32和所述转动工具33受到所述计算工具34的规划指导而驱动所述抓取工具31在所述起始位41至所述终点位42之间移动的方式。所述计算工具34获得所述起始位取材器10的所述起始位情况100，以指导所述移动工具32和所述转动工具33将所述抓取工具31对着所述工件90而进行拿取操作过程。所述计算工具34获得所述终点位取材器20的所述终点位情况201和所述工件情况202，以指导所述移动工具32和所述转动工具33将所述抓取工具31对着所述终点位42而进行放置所述工件90的操作过程。

具体地，如图10所示，所述抓取工具31采用夹取的方式。所述抓取工具30被固定于所述起始位取材器10与所述终点位取材器之间。在拿取过程中，所述计算工具34获得所述起始位取材器10的所述起始位情况100，使得所述抓取工具30准确地从所述起始位41拿起所述工件90。根据所述工件90的既定任务，将所述工件90转移至所述终点位42的方向。在放置过程中，所述计算工具34获得所述终点位取材器20的所述终点位情况201和所述工件情况202，使得所述抓取工具30针对所述终点位42的轮廓，而将所述工件90放置于所述终点位42。也就是说，对于不同外观尺寸与形状的所述工件90，都可以针对性的放置于相对应的所述终点位42。优选地，根据所述起始位情况100，所述计算工具34可以设置粗略的移动路径，将所述工件90移至所述终点位42附近，然后再行根据所述终点位情况201和所述工件情况202，设置精确的放置规划。更优选地，根据所述计算工具34先设置相对精确的移动方式，再根据所述终点位情况201和所述工件情况202进行微调。

具体地，如图11所示，本发明的另一种实施方式中，所述起始位取材器10被固定于所述移动工具32，使得所述移动工具32的位置变化将使得所述起始位取材器10能够得到所述起始位41和所述终点位42的图像。也就是说，所述起始摄像11和所述终点摄像21被实施为同一设备。当所述转运单元30执行拿取过程时，所述起始摄像11获取所述起始位41的所述起始位情况100。当所述转运单元30执行放置过程时，所述终点摄像21获取所述终点位42的所述终点位情况201。

更多地，如图12A至图12B所示，本优选实施例采用提取所述工件90的轮廓信息的方式。所述起始摄像11和所述终点摄像21被实施为同一设备，而被固定于所述抓取工具31的侧方，以随着所述抓取工具31的移动而获取所述起始位41和所述终点位42的信息。优选地，所述抓取工具31采用吸取方式，例如被实施为气泵与吸嘴的装置组合。所述移动工具32被实施为X轴Y轴方向上的移动杆，使得所述抓取工具31能够来回地移动至所需位置。所述转动工具33被实施为可旋机构被置于所述抓取工具31上侧。因此，拿取着所述工件90的所述抓取工具31能够按照预定任务移动至所述终点位42，根据所述计算工具34的规划而调整所述抓取工具31相对于所述终点位42的位移与角度，最终使得所述工件90被高度匹配地放置于所述终点位42。

值得一提的是，本优选实施例采用预先规划的方式，在放置以前进行计算，使得最终的放置操作精准地匹配位置，避免反复操作对所述工件90带来损伤。

更具体地，根据所述起始摄像11获取的所述起始位情况100中的所述工件90的任务和图像，所述计算工具34提取而得到所述工件90的轮廓数据。所述工件90的预定任务中已经包括所述工件90即将前往的所述操作设备40的计划。优选地，所述计算工具34识别所述工件90后已经得到其即将放置的所述终点位42的类型。所述计算工具34得到所述工件90的轮廓后，所述工件90的轮廓数据被保存。然后，根据所述工件90的任务，所述移动工具32将拿取着所述工件90的所述抓取工具31带到所述终点位42附近。这时，不仅所述工件90能够被所述工件摄像22获取所述工件情况202，而且所述终点摄像21可以获得所述终点位42的所述终点位情况201。根据所述终点位情况201，所述计算工具34对所述终点位42进行识别，得到所述终点位42的位置信息。接着，所述计算工具34将所述工件90的轮廓加载入所述终点位42的轮廓，以便后续将所述工件90和所述终点位42的相对位置进行对比。值得一提的是，在将所述工件90加载入所述终点位42的轮廓后，将二者的轮廓信息进行过滤处理，以得到同样坐标下的同比例的所述工件90和所述终点位42的轮廓数据，也就是对轮廓信息进行计算。优选地，将所述工件90的轮廓数据的坐标、比例进行处理，使得与所述终点位42的轮廓数据直接地对比。更优选地，在计算中考虑硬件误差，也就是图像获取设备与抓取设备之间的实际距离和高度。例如，所述终点摄像21相对所述终点位42的高度，与所述工件摄像22相对于所述抓取工具31的高度，两个数值是既定的，通过核算所述终点摄像21与所述工件摄像22的焦距，所述工件90的轮廓数据和所述终点位42的轮廓数据的比例关系可以被预先地确定。又例如，利用硬件误差，也是既定误差，初步地对所述工件90的轮廓数据做坐标移动与比例转换，使得与所述终点位42的轮廓数据坐标保持一致。

更多地，在另外一种实施例中，本发明的预先规划方式中包括初步地对设备进行调整和参数测量。具体地，在步骤I.1中，进一步地包括

I.11识别所述起始位；

I.12从所述起始位拿取一标准工件，使得所述标准工件按照既定任务运输至所述终点位；

I.13识别所述终点位；

I.14基于对位于所述终点位附近的所述标准工件的识别，判断所述标准工件是否与所述终点位对准；

I.15若否，则再次识别所述工件，返回上一步骤进行循环，若是，则存储调整所述标准工件的参数数值。

也就是说，在实现整体的所述工件90的搬运工作之前，预先地对所述工件90进行标准化的设备执行，从而掌握既定任务中的既定误差，简化后续的运算。值得一提的是，这里的标准工件为对应于所述工件90的同类型工件标本，具有与所述工件90相同的外形，使得对参数的获取具有可靠性。对于不同类型的所述工件90，都可以重复执行上述操作来储存相对应的参数数值。

再进一步地，调整所述工件90的轮廓数据与所述终点位42轮廓数据的相对位置，使得所述工件90的轮廓对齐于所述终点位42的轮廓。值得注意的是，调整二者轮廓的相对位置的基础为对图像数据的过滤与预处理。防止所述工件90的轮廓比例过小，加载入所述终点位42的轮廓后一直满足对齐条件的失误判断。而且，所述计算工具34对于所述工件90的轮廓数据的调整为虚拟设计的，调整的最终结果根据图像处理的比例等转化，再次被记录为对所述工件90操作的实际规划。例如，图像处理已经将所述工件90的轮廓放大2倍，进行左侧移动0.01mm而对齐，那么得到调整结果为放大后的距离值，需要缩小为原比例而形成操作规划，即为左侧移动0.005mm。这里需要说明的是，根据预先获得的既定任务中的既定误差，先粗略规划，再根据图像处理结果，后细微调整，简化计算流程，提升处理速度。也就是说，当所述工件90的轮廓数据对齐于所述终点位42的轮廓数据后，保存二者的偏差。根据所保存的数据偏差，设定所述工件90实际的操作规划。按照规划操作，所述移动工具32移动和转动所述抓取工具31所拿取着的所述工件90的方位，最终使得本次操作将所述工件90高度匹配地放置于所述终点位42。另外，在对齐所述工件90的轮廓数据于所述终点位42的轮廓数据的过程中，图像数据可以被传输至人机界面，如图13所示，方便人工地对位置进行调整和检查。优选地，通过轮廓对齐数据的显示，对经常出现的错误或者异常参数可以知晓和调整，而且边对边的对应性高。

本领域的技术人员应理解，上述描述及附图中所示的本发明的实施例只作为举例而并不限制本发明。本发明的目的已经完整并有效地实现。本发明的功能及结构原理已在实施例中展示和说明，在没有背离所述原理下，本发明的实施方式可以有任何变形或修改。

Claims (20)

1.一工件定位方法，适于将一工件从一起始位转移至一终点位，包括以下步骤：

I.识别所述起始位；

II.从所述起始位拿取所述工件，使得所述工件按照既定任务运输至所述终点位；

III.识别所述终点位；

IV.基于对位于所述终点位附近的所述工件的识别，判断所述工件是否与所述终点位对准；

V.若否，则再次识别所述工件，返回上一步骤进行循环，若是，则放置所述工件于所述终点位；

其中，步骤IV包括：

IV.1.在获得所述终点位的存在情况后，获取所述终点位的图像；

IV.2.获取所述工件的图像；

IV.3.基于所获取的图像，分别地识别所述终点位的轮廓和所述工件的轮廓；

IV.4.计算所述终点位的轮廓和所述工件的轮廓的差距，以得到所述工件的移动规划；

IV.5.判断通过规划后的所述终点位的轮廓和所述工件的轮廓是否对齐；以及

IV.6.若否，则返回步骤IV.3，若是，则放置所述工件于所述终点位。

2.根据权利要求1所述的工件定位方法，其中步骤IV被实施为采用提取所述工件的轮廓信息的方式判断。

3.根据权利要求2所述的工件定位方法，其中所述工件的轮廓信息提取自图像信息。

4.根据权利要求1所述的工件定位方法，其中步骤I进一步地包括以下步骤：

I.1.确认所述工件的既定搬运任务；

I.2.寻找所述起始位；

I.3.识别所述起始位是否有所述工件的存在；

I.4.若否，则返回I.2，若是，则对应于所述工件的存在信息而拿取所述工件。

5.根据权利要求1所述的工件定位方法，其中步骤IV.2被实施为预先录入所述工件的轮廓数据。

6.根据权利要求1所述的工件定位方法，其中步骤IV.4中的计算包括对所述工件的轮廓数据的坐标进行处理，使得其与所述终点位的轮廓数据直接地对比。

7.根据权利要求1所述的工件定位方法，其中步骤IV.4中的计算包括对所述工件的轮廓数据的比例进行处理，使得其与所述终点位的轮廓数据直接地对比。

8.一工件定位系统，应用于一工件从一起始位转移至一终点位的过程，包括：

一起始位取材器和一终点位取材器，其中所述起始位取材器位于所述起始位，其中所述起始位取材器在所述工件从所述起始位拿取的过程中获得一起始位情况，其中所述终点位取材器位于所述终点位，其中所述终点位取材器在所述工件至所述终点位的放置的过程中获得一终点位情况和一工件情况，所述终点位情况包括所述终点位的位置信息，其中所述工件情况包括所述工件于所述终点位附近的位置信息，所述终点位情况和所述工件情况为图像数据，从而基于所述起始位情况和所述终点位情况，所述工件被移至相对应的所述终点位附近，基于所述终点位的所述工件情况和所述终点位情况的差异，也即，所述终点位的轮廓和所述工件的轮廓的差异，所述工件被调整后对应地放置于所述终点位。

9.根据权利要求8所述的工件定位系统，其中所述起始位情况包括所述工件可能存在于所述起始位的信息。

10.根据权利要求9所述的工件定位系统，其中所述起始位情况为图像数据。

11.一工件搬运系统，适于将一工件从一起始位转移至一终点位，包括：

一起始位取材器，其中所述起始位取材器位于所述起始位，其中所述起始位取材器在所述工件从所述起始位拿取的过程中获得一起始位情况；

一终点位取材器，其中所述终点位取材器位于所述终点位，其中所述终点位取材器在所述工件至所述终点位的放置的过程中获得一终点位情况和一工件情况，其中所述工件情况和所述终点位情况为图像数据；以及

一转运单元，其中所述转运单元被可通信地分别连接于所述起始位取材器和所述终点位取材器，其中所述转运单元获取所述起始位情况和所述终点位情况而拿取所述工件并且朝向所述终点位转移，其中所述转运单元在所述终点位周围获取所述工件情况和所述终点位情况，所述转运单元根据所述工件情况和所述终点位情况，提取所述工件的轮廓和所述终点位轮廓，根据所述终点位的轮廓和所述工件的轮廓的差异而调整放置所述工件于所述终点位。

12.根据权利要求11所述的工件搬运系统，其中所述起始位取材器被预固定于所述起始位，其中所述终点位取材器被预固定于所述终点位，其中所述转运单元可移动地被设置于所述起始位取材器和所述终点位取材器之间。

13.根据权利要求11所述的工件搬运系统，其中所述起始位取材器和所述终点位取材器被预固定于所述转运单元，以供所述起始位取材器和所述终点位取材器跟随所述转运单元移动。

14.根据权利要求13所述的工件搬运系统，其中所述起始位取材器被实施为一起始摄像，以从所述起始位上方获得所述起始位情况，其中所述终点位取材器被实施为一终点摄像和一工件摄像，分别地被置于所述终点位的上方与下方，以分别地获得所述终点位情况和所述工件情况。

15.根据权利要求14所述的工件搬运系统，其中所述起始摄像和所述终点摄像被实施为同一装置。

16.根据权利要求14所述的工件搬运系统，其中所述转运单元包括一抓取工具、一移动工具、一转动工具以及一计算工具，其中所述抓取工具被固定于所述移动工具和所述转动工具，其中所述移动工具和所述转动工具被连接于所述计算工具，以一种所述移动工具和所述转动工具受到所述计算工具的规划指导而驱动所述抓取工具在所述起始位至所述终点位之间移动的方式。

17.根据权利要求16所述的工件搬运系统，其中所述抓取工具采用吸取方式而拿取所述工件。

18.根据权利要求16所述的工件搬运系统，其中所述计算工具根据所述工件情况和所述终点位情况，预先地规划所述工件对齐所述终点位的转移设置。

19.根据权利要求18所述的工件搬运系统，其中所述计算工具提取所述工件的轮廓和所述终点位轮廓而调整放置所述工件的规划。

20.根据权利要求18或19中所述的工件搬运系统，其中在所述移动工具和所述转动工具根据所述计算工具的规划而调整所述工件后，所述抓取工具放置所述工件于所述终点位。

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