TW202020587A - 機械手臂可選擇式路徑補償系統的使用方法 - Google Patents
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Abstract
本發明為一種機械手臂可選擇式路徑補償系統，主要藉由一雷射追蹤器對機械手臂的實際位置資訊進行追蹤，並根據雷射追蹤裝置測得的實際位置資訊與機械手臂的原輸入移動路徑進行比對，當比對出差異時產生一補償路徑，藉由雷射追蹤裝置快速補捉機械手臂的路徑誤差，以達成快速補償路徑的功效。
Description
本發明係關於加工機械的機械手臂加工領域，特別係指一種機械手臂可選擇式路徑補償系統。
本發明另關於前述機械手臂可選擇式路徑補償系統的使用方法。
在需要進行大量重複且相同作業的加工產線中，能夠不間斷且不產生疲勞疏失的機械手臂13已逐漸取傳統人力；一般機械手臂控制系統10主要包含一控制單元11、一通訊介面12及一機械手臂13，該通訊介面12與該控制單元11及該機械手臂13訊號連接，而使用者能夠於該控制單元11內輸入機械手臂13的路徑資訊，經由該控制單元11將該路徑資訊傳輸至該通訊介面12，再藉由該通訊介面12分析該路徑資訊，並根據該路徑資訊分別調整該機械手臂13上不同的馬達，使該機械手臂13能夠依據該路徑資訊執行加工。
然而，每一種型號的機械手臂13在移動時都會有些微的誤差，因此該機械手臂控制系統10另包含有一攝像機14，該攝像機14朝向該機械手臂13進行拍攝產生一加工影像，並將該加工影像傳輸至該控制單元11內，該控制單元11藉由影像分析軟體對該加工影像進行分析，進而獲得該機械手臂13的實際位置資訊，該控制單元11藉由分析出的該實際位置資訊與該路徑資訊進行比對，若分析出該實際位置資訊與該路徑資訊不相符，則該控制單元11會調整該路徑資訊，使該機械手臂13在實際加工時能夠符合路徑資訊所欲加工的位移路徑。
由於該控制單元11以影像分析軟體對該加工影像進行分析屬於較複雜的軟體技術，實際需耗費許多時間，導致欲精確獲取機械手臂13的加工位移路徑到補償機械手臂13的位移路徑需耗費許多時間。
本發明之目的在於，解決精確獲取機械手臂的加工位移路徑到補償機械手臂的位移路徑需耗費許多時間的缺失，進而提升產生機械手臂補償路徑的速度。
為達成前述目的，本發明為一種機械手臂可選擇式路徑補償系統，包含：
一控制單元，具有一補償路徑儲存模組及一選擇模組，該補償路徑儲存模組內具有一預設資料庫及一再測資料庫，該選擇模組資訊連接至該補償路徑儲存模組；
一機械手臂，與該控制單元控制連接；
一雷射追蹤裝置，具有一追蹤器及一反射球，該追蹤器與該控制單元資訊連接，且該追蹤器能夠對該反射球發出一確認位置請求，該反射球供以接收該確認位置請求，並回傳一實際位置資訊至該追蹤器。
在一較佳實施例中，另具有一第一通訊介面及一第二通訊介面，該第一通訊介面資訊連接該控制單元及該機械手臂，藉由該第一通訊介面使該機械手臂能夠讀取該控制單元傳輸的資訊，並藉此控制該機械手臂的作動，而該第二通訊介面資訊連接該控制單元及該雷射追蹤裝置的該追蹤器。
在一較佳實施例中，該機械手臂另具有一處理器，該第一通訊介面與該處理器資訊連接，該處理器接收資訊後進而處理該資訊，並根據該資訊作動該機械手臂。
本發明達成發明目的另有機械手臂可選擇式路徑補償系統的使用方法，包含：
一基礎設定步驟，於該控制單元輸入一基礎位置座標，該基礎位置座標通過該第一通訊介面傳輸至該機械手臂，而該機械手臂根據該基礎位置座標移動定位後定義為一基礎位置；
一預設偵測步驟，將該反射球夾持於該機械手臂的加工頭，並於該控制單元輸入一第一位移座標，透過該第一通訊介面，該機械手臂根據該第一位移座標移動，當該機械手臂根據該位移座標移動定位後，該控制單元控制該追蹤器對該反射球發出該確認位置請求，該反射球接收該確認位置請求後反射該實際位置資訊，該追蹤器將該反射球的實際位置資訊傳輸至該控制單元，該控制單元根據該反射球的實際位置資訊與該第一位移座標進行比對，並計算實際位置資訊與該第一位移座標之間的差異並產生一補償路徑，該補償路徑儲存於該補償路徑儲存模組的該預設資料庫內；
一再測步驟，對該控制單元輸入一加工路徑，該機械手臂根據該加工路徑進行，該控制單元控制該雷射追蹤裝置的該追蹤器對該反射球再發射該確認位置請求，該反射球接收該確認位置請求後，再傳輸該實際位置資訊，該雷射追蹤裝置再將該實際位置資訊傳輸至該控制單元，並將該實際位置資訊與該控制單元內，該控制單元根據該實際位置資訊與該加工路徑進行比對，若比對出差異，則產生一再補償路徑並儲存於該再測資料庫內，該控制單元根據該再測資料庫內儲存的再補償路徑傳輸訊號至該機械手臂，使該機械手臂根據該再補償路徑進行加工路徑補償。
在一較佳實施例中，該再測步驟後另具有一補償路徑覆蓋步驟，原儲存於該預設資料庫的補償路徑刪除，並將儲存於該再測資料庫內的再補償路徑傳輸至該預設資料庫儲存，使該再補償路徑覆蓋該補償路徑而成為該預設資料庫內的補償路徑。
藉此，使用者藉由該雷射追蹤裝置的追蹤器及反射球，直接得知機械手臂的加工頭精確位置，進而讓控制單元能夠直接比對機械手臂加工頭的精確位置以及輸入移動的移動路徑，以直接產生補償路徑，由於不需藉由影像辨識軟體對影像進行辨識，故其產生補償路徑的速度大幅提升，亦使該機械手臂使用該預設資料庫內的補償路徑，以優化機械手臂加工的產品。
更佳的是，藉由該選擇模組讓使用者能夠在開始加工前，從該補償路徑儲存模組內選擇使用該預設資料庫內儲存的補償路徑或再測資料庫內的再補償路徑，亦能夠藉由該選擇模組針對不同型號的該機械手臂選擇不同的補償路徑，以此讓不同型號的機械手臂都能夠適用本發明。
請參閱圖2及圖3，本發明為一種機械手臂可選擇式路徑補償系統，包含：
一控制單元20，具有一補償路徑儲存模組21及一選擇模組22，該補償路徑儲存模組21內具有一預設資料庫211及一再測資料庫212，該選擇模組22資訊連接至該補償路徑儲存模組21；
一機械手臂30，與該控制單元20控制連接；
一雷射追蹤裝置40，具有一追蹤器41及一反射球42，該追蹤器41與該控制單元20資訊連接，且該追蹤器41能夠對該反射球42發出一確認位置請求，該反射球42供以接收該確認位置請求，並反射一實際位置資訊至該追蹤器41。
在本實施例中，另具有一第一通訊介面50及一第二通訊介面60，該第一通訊介面50資訊連接該控制單元20及該機械手臂30，藉由該第一通訊介面50使該機械手臂30能夠讀取該控制單元20傳輸的資訊，並藉此控制該機械手臂30的作動，而該第二通訊介面60資訊連接該控制單元20及該雷射追蹤裝置40的該追蹤器41，藉由該第二通訊介面60使該追蹤器41傳輸的訊號能夠被該控制單元20讀取。
特別的是，該機械手臂30另具有一處理器31，該第一通訊介面50與該處理器31資訊連接，該處理器31接收資訊後進而處理該資訊，並根據該資訊作動該機械手臂30。
以上為本發明於一較佳實施例中之結構組態及其連接關係，請參閱圖4，本發明之使用方法如下所述：
一基礎設定步驟A，於該控制單元20輸入一基礎位置座標，該基礎位置座標通過該第一通訊介面50傳輸至該機械手臂30，而該機械手臂30根據該基礎位置座標移動定位後定義為一基礎位置；
一預設偵測步驟B，將該反射球42夾持於該機械手臂30的加工頭，並於該控制單元20輸入一第一位移座標，該機械手臂30透過該第一通訊介面50根據該第一位移座標移動移至定位，該控制單元20控制該追蹤器41對該反射球42發出該確認位置請求，該反射球42接收該確認位置請求後反射該實際位置資訊，該追蹤器41將該反射球42的實際位置資訊傳輸至該控制單元20，該控制單元20根據該反射球42的實際位置資訊與該第一位移座標進行比對，並計算實際位置資訊與該第一位移座標之間的差異並產生一補償路徑，該補償路徑儲存於該補償路徑儲存模組21的該預設資料庫211內；
一再測步驟C，對該控制單元20輸入一加工路徑，該機械手臂30根據該加工路徑移動，該控制單元20控制該雷射追蹤裝置40的該追蹤器41對該反射球42再發射該確認位置請求，該反射球42接收該確認位置請求後再反射該實際位置資訊，該雷射追蹤裝置40再將該實際位置資訊傳輸至該控制單元20，並將該實際位置資訊與該控制單元20內，該控制單元20根據該實際位置資訊與該加工路徑進行比對，若比對出差異，則產生一再補償路徑並儲存於該再測資料庫212內，該控制單元20根據該再測資料庫212內儲存的再補償路徑傳輸訊號至該機械手臂30，使該機械手臂30根據該再補償路徑進行加工路徑補償。
一補償路徑覆蓋步驟D，原儲存於該預設資料庫211的補償路徑刪除，並將儲存於該再測資料庫212內的再補償路徑傳輸至該預設資料庫211儲存，使該再補償路徑覆蓋該補償路徑而成為該預設資料庫211內的補償路徑。
藉此，使用者藉由該雷射追蹤裝置40的追蹤器41及反射球42，直接得知機械手臂30的加工頭精確位置，進而讓控制單元20能夠直接比對機械手臂30加工頭的精確位置以及輸入移動的移動路徑，以直接產生補償路徑，由於不需藉由影像辨識軟體對影像進行辨識，故其產生補償路徑的速度大幅提升，亦使該機械手臂30使用該預設資料庫211內的補償路徑，以優化機械手臂30加工的產品。
更佳的是，藉由該選擇模組22讓使用者能夠在開始加工前，從該補償路徑儲存模組21內選擇使用該預設資料庫211內儲存的補償路徑或再測資料庫212內的再補償路徑，亦能夠藉由該選擇模組22針對不同型號的該機械手臂30選擇不同的補償路徑，以此讓不同型號的機械手臂30都能夠適用本發明。
習知
10:機械手臂控制系統
11:控制單元
12:第一通訊介面
13:機械手臂
14:攝像機
本發明
20:控制單元
21:補償路徑儲存模組
211:預設資料庫
212:再測資料庫
22:選擇模組
30:機械手臂
31:處理器
40:雷射追蹤裝置
41:追蹤器
42:反射球
50:第一通訊介面
60:第二通訊介面
A:基礎設定步驟
B:預設偵測步驟
C:再測步驟
D:補償路徑覆蓋步驟
圖1 為習知的機械手臂控制系統的系統圖。 圖2 為本發明於一較佳實施例中結構示意圖。 圖3 為本發明於一較佳實施例中機械手臂可選擇式路徑補償系統的系統圖。 圖4 為本發明於一較佳實施例中使用方法的流程圖。
20:控制單元
21:補償路徑儲存模組
211:預設資料庫
212:再測資料庫
22:選擇模組
30:機械手臂
31:處理器
40:雷射追蹤裝置
41:追蹤器
42:反射球
50:第一通訊介面
60:第二通訊介面
Claims (5)
- 一種機械手臂可選擇式路徑補償系統，包含： 一控制單元，具有一補償路徑儲存模組及一選擇模組，該補償路徑儲存模組內具有一預設資料庫及一再測資料庫，該選擇模組資訊連接至該補償路徑儲存模組； 一機械手臂，與該控制單元控制連接； 一雷射追蹤裝置，具有一追蹤器及一反射球，該追蹤器與該控制單元資訊連接，且該追蹤器能夠對該反射球發出一確認位置請求，該反射球供以接收該確認位置請求，並回傳一實際位置資訊至該追蹤器。
- 如請求項1所述之機械手臂可選擇式路徑補償系統，另具有一第一通訊介面及一第二通訊介面，該第一通訊介面資訊連接該控制單元及該機械手臂，藉由該第一通訊介面使該機械手臂能夠讀取該控制單元傳輸的資訊，並藉此控制該機械手臂的作動，而該第二通訊介面資訊連接該控制單元及該雷射追蹤裝置的該追蹤器。
- 如請求項1所述之機械手臂可選擇式路徑補償系統，其中，該機械手臂另具有一處理器，該控制單元與該處理器資訊連接，該處理器接收資訊後進而處理該資訊，並根據該資訊作動該機械手臂。
- 如請求項1所述之機械手臂可選擇式路徑補償系統的使用方法，包含： 一基礎設定步驟，於該控制單元輸入一基礎位置座標，該基礎位置座標傳輸至該機械手臂，而該機械手臂根據該基礎位置座標移動定位後定義為一基礎位置； 一預設偵測步驟，將該反射球夾持於該機械手臂的加工頭，並於該控制單元輸入一第一位移座標，該機械手臂根據該第一位移座標移至定位，該控制單元控制該追蹤器對該反射球發出該確認位置請求，該反射球接收該確認位置請求後反射該實際位置資訊，該追蹤器將該反射球的實際位置資訊傳輸至該控制單元，該控制單元根據該反射球的實際位置資訊與該第一位移座標進行比對，並計算實際位置資訊與該第一位移座標之間的差異並產生一補償路徑，該補償路徑儲存於該補償路徑儲存模組的該預設資料庫內； 一再測步驟，對該控制單元輸入一加工路徑，該機械手臂根據該加工路徑移動，該控制單元控制該雷射追蹤裝置的該追蹤器對該反射球再發射該確認位置請求，該反射球接收該確認位置請求後再反射該實際位置資訊，該雷射追蹤裝置再將該實際位置資訊傳輸至該控制單元，並將該實際位置資訊與該控制單元內，該控制單元根據該實際位置資訊與該加工路徑進行比對，若比對出差異，則產生一再補償路徑並儲存於該再測資料庫內，該控制單元根據該再測資料庫內儲存的再補償路徑傳輸訊號至該機械手臂，使該機械手臂根據該再補償路徑進行加工路徑補償。
- 如請求項4所述之機械手臂可選擇式路徑補償系統的使用方法，其中，該再測步驟後另具有一補償路徑覆蓋步驟，原儲存於該預設資料庫的補償路徑刪除，並將儲存於該再測資料庫內的再補償路徑傳輸至該預設資料庫儲存，使該再補償路徑覆蓋該補償路徑而成為該預設資料庫內的補償路徑。
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