CN105522576A - 机器手臂自动再校正的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种机器手臂自动再校正的方法，在预定时间自动启动机器手臂再校正作业，控制移动臂上摄影机至预设方位，聚焦撷取相对机器手臂本体固定的简易图样的影像，根据撷取的影像，计算机器手臂活动部的检测方位，比对检测方位与预设方位的误差，以校正机器手臂的误差。

Description

机器手臂自动再校正的方法
技术领域
本发明涉及一种机器手臂再校正的方法，尤其是涉及机器手臂在预定时间自动启动再校正作业，进行预防性校正机器手臂移动误差的方法。
背景技术
随着工业生产技术的快速发展，工厂自动化利用机器手臂的视觉装置定位工件的位置和姿态，引导机器手臂自动精准地抓取工件，进行组装制造，以提高精密快速生产的效率。而影响机器手臂自动精确移动的主要关键在于引导的视觉装置，利用视觉装置校正机器手臂减少引导误差，成为机器手臂重要的课题。
请参考图1，为现有技术校正机器手臂10的示意图。其中现有技术的机器手臂10一端固定在本体11，经由驱动至少一肘节12，控制移动另一端的活动部13。机器手臂10利用视觉装置引导移动，视觉装置包含臂外摄影机14(EyeToHand，简称ETH摄影机)及臂上摄影机15(EyeInHand，简称EIH摄影机)。臂外摄影机14装设在机器手臂10的工作环境，用以监视与引导机器手臂10的移动，而臂上摄影机15通常设在活动部13上，用以撷取活动部13前方的影像，就近观察并引导机器手臂10接近与取放工件。
一般机器手臂10安装至生产线时，需进行校正作业，以确保作业精密度。校正机器手臂10时，为避免妨碍校正，首先需清理工作机台16，空出位置以固定校正板17，标准的校正板17为矩形的格状棋盘，由黑色与白色格子相互间隔构成。校正板17固定在机器手臂10的主要工作区，使校正板17与机器手臂10具有相对固定位置关系。进行臂上摄影机15校正时，通过机器手臂10的活动部13上的臂上摄影机15，引导移动机器手臂10带动臂上摄影机15接近校正板17，在多个不同的预设位置及方向，聚焦撷取的校正板17的影像。根据撷取的校正板17的影像，检测机器手臂10相对校正板17的位置及方向，并利用校正板17与机器手臂10的相对固定位置关系，计算机器手臂10不同的检测位置及方向，然后与预设位置及方向比较出误差，以完成校正机器手臂10与臂上摄影机15各位置与方向的误差。接着同样对臂外摄影机14进行校正。最后，撤除校正板17，重新在工作机台16配置工件，才能让机器手臂10开始精密的运作。
然而，机器手臂10完成校正开始运作一段时间后，可能因工作环境温度的改变，机器手臂10机件的磨耗，或视觉装置因震动、摇晃，改变与机器手臂10的相对位置，而加大机器手臂10的误差。但机器手臂10无法主动察觉误差加大，也不能主动察觉视觉装置与机器手臂10相对位置的改变，而无法预知何时需要重新校正。通常必需在制造后检验产品时，才能发现产品出现瑕疵，再安排重新校正机器手臂10。但不良产品已产出，且需大费周章暂停生产线，清空工作机台放置校正板，才能再进行过程繁琐的校正。因此，机器手臂在校正的作业上，仍有问题亟待解决。
发明内容
本发明的目的在于提供一种机器手臂自动再校正的方法，在预定时间，机器手臂自动启动再校正作业，以主动检测机器手臂的误差。
本发明另一目的在于提供一种机器手臂自动再校正的方法，利用移动机器手臂至预定方位，撷取相对机器手臂固定的可识别简易图样，以快速校正机器手臂的误差。
本发明再一目的在于提供一种机器手臂自动再校正的方法，检测机器手臂出现超出预设值的误差，预防性通知重新校正，以维持机器手臂的精密度。
为了达到前述发明的目的，本发明机器手臂自动再校正的方法，在预定时间自动启动机器手臂再校正作业，控制移动机器手臂的臂上摄影机至单一或多个预设方位，聚焦撷取相对机器手臂本体固定且可辨识的简易图样的影像，根据撷取的影像，计算机器手臂活动部的检测方位，比对检测方位与预设方位的误差，以校正机器手臂的误差。
本发明机器手臂自动再校正的方法，将预定时间设在机器手臂开机、关机或工作中空档进行再校正。而简易图样固定在机器手臂本体或固定在机器手臂的工作环境中的工作机台等。另利用比对出的误差，检查误差大于预设值时，则发出重新校正的通知，以安排停工重新校正机器手臂，而对于误差不大于预设值时，则直接再校正机器手臂的误差。
附图说明
图1为现有技术校正机器手臂的示意图；
图2为本发明再校正机器手臂的示意图；
图3为本发明另一实施例再校正机器手臂的示意图；
图4为本发明机器手臂自动再校正方法的流程图；
图5为本发明另一实施例机器手臂自动再校正方法的流程图。
具体实施方式
有关本发明为达成上述目的，所采用的技术手段及其功效，现举优选实施例，并配合附图加以说明如下。
请参阅图2，为本发明再校正机器手臂的示意图。本发明对安装在工作环境中已完成校正的机器手臂20进行再校正，其中机器手臂20一端为固定不动的本体21，并具有手臂参考坐标M，而在机器手臂20另一端的活动部22装设臂上摄影机23。通过机器手臂20的控制装置24，指令臂上摄影机23撷取影像，根据分析及处理撷取的影像，控制驱动机器手臂20的多个肘节25，引导活动部22接近设在工作环境中的工作机台26的工件28，利用夹取装置27取放工件28，以进行组装产品。
本发明另在机器手臂10的本体21，装设简易图样30。由于机器手臂10的本体21相对机器手臂10固定不动，因此简易图样30在手臂参考坐标M具有绝对的位置坐标N。利用移动机器手臂20带动臂上摄影机23至预设方位K，聚焦撷取简易图样30的影像，以供本发明进行机器手臂10的再校正。
本发明进行再校正时，由控制装置24控制机器手臂10在预定时间自动启动再校正作业，本实施例以预定时间设在机器手臂10开机时进行再校正为例。当本发明的控制装置24检测到机器手臂10开机时，立即自动启动再校正作业。控制移动机器手臂20带动臂上摄影机23至预设方位K，聚焦撷取位于位置坐标N的简易图样30的影像。经由控制装置24处理及分析撷取的影像，检测出机器手臂10的活动部22与简易图样30的相对方位F。利用简易图样30的位置坐标N与相对方位F，就可计算出活动部22的实际所在的检测方位。再比对检测方位与预设方位K的误差，就可判断机器手臂10的移动误差，以进行再校正。
由于本发明仅进行单一或多个特定预设方位的再校正，校正板可用少占空间的简易图样，因而可快速完成再校正，以尽快配合生产线运作。而本发明的简易图样，如图3所示，由前述说明同理可知也可利用不同且可辨识的简易图样40，装设在相对手臂参考坐标M固定的工作环境，例如工作机台26，也可达到本发明再校正快速检测的目的。此外，本发明由前述本发明将再校正的预定时间设在机器手臂开机时进行再校正，同理将再校正的预定时间预设在机器手臂关机或工作中的空档等不影响生产线工作的时间，也可达到本发明再校正的目的。
如图4所示，为本发明机器手臂自动再校正方法的流程。本发明让机器手臂自动启动进行再校正的详细步骤说明如下：首先在步骤R1，在预定时间机器手臂自动启动再校正作业：步骤R2，控制移动机器手臂的臂上摄影机至预设方位：再在步骤R3，聚焦撷取位于机器手臂本体的简易图样的影像：步骤R4，根据撷取的影像，计算机器手臂活动部的检测方位，比对检测方位与预设方位的误差：进入步骤R5，校正机器手臂的检测方位与预设方位的误差，以完成机器手臂的再校正。
由以上的说明，本发明机器手臂自动再校正的方法，就可在预定时间自动启动机器手臂的再校正作业，利用移动机器手臂至一或多个预设方位，撷取相对机器手臂固定的可识别简易图样，主动检测机器手臂的误差，并在减少影响生产线作业下，快速校正机器手臂的误差，达到再校正机器手臂的误差的目的。
如图5所示，为本发明另一实施例机器手臂自动再校正方法的流程。本实施例主要利用前实施例机器手臂自动启动再校正作业，但前实施例为了避免影响整个生产线的运作，仅针对特定单一或少数几个方位，检测误差及进行快速再校正，无法顾及全方位的校正。如果在特定单一或少数几个方位检测到超出异常的误差，极有可能机器手臂各方位已出现严重的误差，并非简单的再校正可加以更正，因此本实施例利用前实施例在特定单一或少数几个方位检测到超出异常的误差时，预防性的发出重新校正的通知，以安排停工重新校正。
本实施例机器手臂自动再校正的详细步骤说明如下：首先在步骤S1，在预定时间机器手臂自动启动再校正作业：步骤S2，控制移动机器手臂的臂上摄影机至预设方位：再在步骤S3，聚焦撷取相对机器手臂本体固定的简易图样的影像：步骤S4，根据撷取的影像，计算机器手臂活动部的检测方位，比对检测方位与预设方位的误差：进入步骤S5，检查误差是否大于预设值？假如误差大于预设值，则进入步骤S6，发出重新校正的通知，以便安排停工重新校正机器手臂，接着进入步骤S7，假如误差不大于预设值，则直接进入步骤S7，校正机器手臂的检测方位与预设方位的误差，以完成机器手臂的再校正。
由前述的说明，本发明机器手臂自动再校正的方法，就可利用再校正所检测的误差，检查机器手臂出现超出预设值的误差时，预防性发出通知重新校正，以安排停工重新校正机器手臂误差，达到提高机器手臂的精密度的目的。
以上所述者，仅为用以方便说明本发明的优选实施例，本发明的范围不限于该多个优选实施例，凡依本发明所做的任何变更，在不脱离本发明的精神下，都属本发明申请专利的范围。

Claims (10)

1.一种机器手臂自动再校正方法，其步骤包含：
在预定时间自动启动机器手臂再校正作业；
控制移动机器手臂的臂上摄影机至预设方位；
聚焦撷取相对机器手臂本体固定的简易图样的影像；
根据撷取的影像，计算机器手臂活动部的检测方位，比对检测方位与预设方位的误差；
校正机器手臂的该误差。
2.如权利要求1所述的机器手臂自动再校正方法，其中该预定时间设在机器手臂开机、关机或工作中空档进行再校正。
3.如权利要求1所述的机器手臂自动再校正方法，其中该预设方位为预设检测单一或多个方位。
4.如权利要求1所述的机器手臂自动再校正方法，其中该简易图样为可辨识的简易图样。
5.如权利要求1所述的机器手臂自动再校正方法，其中该简易图样固定在机器手臂本体。
6.如权利要求1所述的机器手臂自动再校正方法，其中该简易图样固定在机器手臂的工作环境。
7.如权利要求6所述的机器手臂自动再校正方法，其中该简易图样固定在工作机台。
8.如权利要求1所述的机器手臂自动再校正方法，其中检查误差大于预设值时，则发出重新校正的通知，以安排停工重新校正机器手臂。
9.如权利要求8所述的机器手臂自动再校正方法，其中发出重新校正的通知后，继续再校正机器手臂的误差。
10.如权利要求1所述的机器手臂自动再校正方法，其中检查误差不大于预设值时，则直接再校正机器手臂的误差。
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