CN106695779A - 机器手臂移动路径编辑方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种机器手臂移动路径编辑方法，包括：利用画设可辨识的线条，设定机器手臂的移动路径，在移动路径分别设置可辨识的起点、终点及控制状态编辑图样，利用视觉装置辨识编辑图样，自动引导机器手臂由起点编辑图样依循追踪及记录移动路径，辨识移动路径上编辑图样，控制机器手臂调整相对应的状态，辨识到终点编辑图样时，停止追踪移动路径，利用记录的移动路径，编辑成机器手臂的移动路径，以简化移动路径的编辑。

Description

机器手臂移动路径编辑方法

技术领域

本发明涉及一种机器手臂，尤其是涉及编辑机器手臂的移动路径，以控制机器手臂依循移动路径调整移动状态的方法。

背景技术

随着生产技术的快速发展，工厂自动化利用视觉装置定位物件，引导机器手臂自动抓取物件进行组装制造，以提高工厂生产速度及效率。而影响机器手臂自动生产效率的主要关键，在于编辑机器手臂移动路径的困难度，降低编辑技术的门槛，可让机器手臂尽快进入生产行列增加生产效率。

现有技术编辑机器手臂的移动路径，一般利用连接在机器手臂的输入界面，编辑机器手臂的移动程序，并在显示装置先行模拟机器手臂的移动路径，再依编辑的移动程序实际控制机器手臂移动，进行确认编辑机器手臂移动路径的可行性，通常需经过多回的编辑确认才能实行，此外程序的编辑需要高技术门槛，并非一般生产的技术人员可轻易随时上手，使用上颇为费时不便。

另有现有技术直接牵引机器手臂沿着需要的路径移动，利用机器手臂各轴致动装置的编码器纪录移动路径，达到编辑机器手臂的移动路径的目的。但机器手臂具有惯性及移动阻力，在施力牵引机器手臂移动时，难以同时遵行需要的路径移动。而且直接接触机器手臂编辑移动路径，容易危害人员的安全。

还有现有技术利用粘贴磁性带构成移动路径，让机器人感测磁性带，依循磁性带引导机器人移动，以简化移动路径的编辑。以及例如中国发明专利CN101458083A的现有技术，利用投影机投射结构光图案，简化移动路径的构成，让机器人通过视觉导航系统侦测结构光，跟随结构光路径图案引导机器人移动。

然而，前述现有技术利用粘贴及投影方式构成移动路径，虽然可简化机器人移动路径的编辑，但构成移动路径尚需要磁性带、投影机等特殊装置及器材，且机器人仅能依预设的起点，循移动路径移动，并无法编辑机器人的移动起点、终点、高度、速度及功能等移动状态，让机器人自动跟随，自动编辑行动路径，限制机器人适用各种移动环境及回避障碍。因此，机器手臂在移动路径的编辑上，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移动路径编辑方法，通过简单构成可辨识的线条，并在线条设置可辨识的编辑图样，控制移动状态，设定机器手臂移动路径，以简化移动路径的编辑。

本发明另一目的在于提供一种机器手臂移动路径编辑方法，在可辨识线条，设置可辨识的起点及终点编辑图样，由臂上视觉装置辨识编辑图样，引导机器手臂由起点编辑图样依循追踪及记录移动路径，并在终点编辑图样完成移动路径的编辑，以利编辑移动路径。

本发明再一目的在于提供一种机器手臂移动路径编辑方法，在可辨识线条，设置可辨识的高度、速度及功能编辑图样，由臂上视觉装置辨识编辑图样，控制机器手臂调整移动状态，以扩大编辑的适用范围。

为了达到前述发明的目的，本发明机器手臂移动路径编辑方法，利用色笔或有色颜料画设可辨识的线条，设定机器手臂的移动路径，在移动路径的起点及终点分别设置可辨识的起点编辑图样及终点编辑图样，在移动路径上设置可辨识的控制状态编辑图样，利用机器手臂的臂上视觉装置辨识编辑图样，自动引导机器手臂由起点编辑图样依循追踪及记录移动路径，辨识移动路径上编辑图样，控制机器手臂调整相对应的移动状态，辨识到终点编辑图样时，停止追踪移动路径，利用记录的移动路径，完成编辑成机器手臂的移动路径。

本发明机器手臂移动路径编辑方法的控制状态编辑图样包含移动状态编辑图样及功能编辑图样。其中移动状态编辑图样包含高度编辑图样，定义机器手臂距离移动路径的高度，高度编辑图样后加数字代表高度单位，让臂上视觉装置辨识后，控制机器手臂暂停追踪移动路径，调整距离移动路径的高度后，再回复追踪移动路径移动。速度编辑图样，定义机器手臂的移动速度，速度编辑图样后加数字代表速度单位，让臂上视觉装置辨识后，控制机器手臂调整追踪移动路径的移动速度。斜线编辑图样，定义机器手臂以斜线升降高度，斜线编辑图样后加数字代表斜率单位，让臂上视觉装置辨识后，控制机器手臂维持既定移动速度斜线升降高度。保持等高编辑图样，定义机器手臂维持既有的高度，让臂上视觉装置辨识后，控制机器手臂维持既有的高度移动。本发明机器手臂移动路径编辑方法的功能编辑图样包含开启功能编辑图样，在开启机器手臂的工具功能，而关闭功能编辑图样，在关闭机器手臂的工具功能。

本发明机器手臂移动路径编辑方法机器在手臂到达起点编辑图样，开始以预设的高度及速度移动追踪移动路径。并完成编辑移动路径后回到预设停放的位置。而在终点编辑图样未辨识到时，继续追踪移动路径及辨识移动路径上编辑图样。

附图说明

图1为本发明机器手臂移动路径编辑的示意图；

图2为本发明移动路径编辑图样的说明表；

图3为本发明移动路径编辑的示意图；

图4a～图4c为本发明机器手臂移动状态的示意图；

图5为本发明机器移动路径编辑的流程图。

符号说明

10 机器手臂

11 本体

12 活动部

13 臂上摄影机

14 控制装置

15 肘节

16 物件

17 划设工具

18 移动路径

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。

请同时参阅图1、图2、图3及图4a～图4c，图1为本发明机器手臂移动路径编辑的示意图，图2为本发明移动路径编辑图样的说明表，图3本发明移动路径编辑的示意图，图4a～图4c为本发明机器手臂移动状态的示意图。图1中本发明的多轴机器手臂10，一端固定在不动的本体11，并设定参考坐标M，而在机器手臂10另一端的活动部12，装设臂上视觉装置13。机器手臂10连接控制装置14，由控制装置14控制机器手臂10移动，承载臂上视觉装置13对置放在机器手臂10工作环境中的物件16撷取影像，并根据撷取影像的处理及分析，确认物件16在参考坐标M的位置，控制驱动机器手臂10的多个肘节15，驱动活动部12接近置放在机器手臂10工作环境中的物件16，进行组装、焊接等加工处理。

因物件16的加工处理有一定的位置及方向，因此需要事先规划机器手臂10的加工移动路径，以教导机器手臂10循着预设的移动路径进行物件16的加工处理。本实施例以对物件16的焊接加工处理为例说明，但本发明包含且不限于焊接加工。本发明在编辑机器手臂10的焊接移动路径时，首先利用色笔或有色颜料等简单划设工具17，对物件16加工的位置，规划机器手臂10进出的移动路径18，并标示为臂上视觉装置13可辨识的线条。但仅有简单的线条，并无法引导机器手臂10进入移动路径18的焊接起点进行焊接，也无法告知机器手臂10到达移动路径18的焊接终点，更无法因应焊接的条件或环境调整机器手臂10的控制状态。

因此为了进一步编辑机器手臂10的控制状态，在图2中，本发明预设多种臂上视觉装置13可辨识的编辑图样，包含起点、终点及控制状态的编辑图样设置在移动路径18上，供臂上视觉装置13行经时辨识编辑图样后，执行相对应编辑图样定义的功能。例如以●表示起点编辑图样，定义移动路径18的起点，让臂上视觉装置13辨识后，引导机器手臂10首先到达起点编辑图样，开始以预设的高度及速度移动。以■表示终点编辑图样，定义移动路径18的终点，让臂上视觉装置13辨识后，控制机器手臂10停止追踪移动路径18，并完成移动路径的编辑，再回到机器手臂10预设停放的位置。而控制状态中移动状态编辑图样，例如以▲表示高度编辑图样，定义机器手臂10距离移动路径18的高度，高度编辑图样后加数字则代表高度单位，让臂上视觉装置13辨识后，控制机器手臂10暂停追踪移动路径18，调整距离移动路径18的高度，再回复追踪移动路径18的移动。

★表示速度编辑图样，定义机器手臂10的移动速度，速度编辑图样后加数字则代表速度单位，让臂上视觉装置13辨识后，控制机器手臂10调整追踪移动路径18的移动速度。以◢或◣表示升降斜线编辑图样，定义机器手臂10以斜线上升或下降高度，斜线编辑图样后加数字则代表斜率单位，让臂上视觉装置13辨识后，控制机器手臂10维持既定移动速度斜线上升或下降高度。以◎表示保持等高编辑图样，定义机器手臂10维持既有的高度，让臂上视觉装置13辨识后，控制机器手臂10维持既有的高度及既定移动速度。而控制状态中的功能编辑图样，例如以表示开启功能编辑图样，定义开启机器手臂10的工具功能，让臂上视觉装置13辨识后，控制机器手臂10开启工具功能。以⊙表示关闭功能编辑图样，定义关闭机器手臂10的工具功能，让臂上视觉装置13辨识后，控制机器手臂10关闭工具功能。本发明以前述编辑图样举例说明，但包含且不限于前述编辑图样的样式，凡利用改变编辑图样的样式，达到本发明的目的者，均属于本发明的范畴。

图3中，对物件16焊接加工处理，利用可辨识线条规划的机器手臂10的移动路径18，依据机器手臂10所需的移动状态及启闭焊接功能等控制状态，沿着移动路径18贴设所需的编辑图样，规划机器手臂10移动状态。例如本发明将起点编辑图样●贴设在移动路径18的起点，机器手臂10利用臂上视觉装置13辨识后，确认起点编辑图样的坐标，自动引导机器手臂10到达起点编辑图样，并辨识移动路径18的线条，以预设的高度及速度，高度及速度通常预设为基本的0单位，开始追踪移动路径18移动。追踪移动路径18过程中调整的移动高度、速度及启闭功能，请同时参考图4a～图4c。参考功能当机器手臂10追踪稳定后，在移动路径18贴设高度编辑图样▲1，调整机器手臂10上升至适合焊接的1高度单位，接着贴设速度编辑图样★2，调整机器手臂10至适合焊接的2速度单位，再贴设开启功能编辑图样，开启机器手臂10的焊接工具，追踪移动路径18进行焊接。

完成第一段焊接后，在移动路径18贴设关闭功能编辑图样⊙，关闭机器手臂10的焊接工具，并以既定高度及速度追踪移动路径18移动。接着贴设升斜线编辑图样◢3，让机器手臂10以较高的3斜率单位斜线上升，在上升适当高度后，贴设保持等高编辑图样◎，让机器手臂10维持高度追踪移动路径18移动，以回避例如障碍等。在移动路径18贴设高度编辑图样▲1，调整机器手臂10回至适合焊接的1高度单位。在移动路径18贴设开启功能编辑图样，开启机器手臂10的焊接工具，追踪移动路径18进行第二阶段焊接。接着贴设关闭功能编辑图样⊙，关闭机器手臂10的焊接工具，完成第二阶段焊接，并以既定高度及速度追踪移动路径18移动。然后贴设速度编辑图样★0，调降机器手臂10移动速度至基本的0速度单位，以准备停止机器手臂10。最后在移动路径18贴设终点编辑图样■，让臂上视觉装置13辨识后，控制机器手臂10停止追踪移动路径18。

在机器手臂10追踪移动路径18的过程中，机器手臂10多个肘节15随者编辑图样表示的移动状态及功能转动，由于每一肘节15转动的角度均有感测器加以侦测，因此机器手臂10从自动引导至移动路径18的起点，依循追踪移动路径18，因应编辑图样调整移动状态及开关功能，直至移动路径18终点的移动坐标位置及轨迹，均由控制装置14自动加以记录。因此，机器手臂10一到终点编辑图样，就可同时自动完成机器手臂10焊接移动路径的编辑。

如图5所示，为本发明机器手臂移动路径编辑方法的流程图。本发明机器手臂移动路径编辑的详细步骤说明如下:首先步骤S1，以可辨识的线条设定机器手臂移动路径；步骤S2，在移动路径的起点及终点分别设置可辨识的起点及终点编辑图样；在步骤S3，在移动路径上设置可辨识的移动状态或启闭功能等控制状态编辑图样；步骤S4，利用机器手臂的臂上视觉装置辨识编辑图样；在步骤S5，自动引导机器手臂由起点编辑图样，依循追踪及记录移动路径的移动状态；步骤S6，辨识移动路径上编辑图样，控制机器手臂调整相对应的移动状态；步骤S7，检查是否辨识到终点编辑图样？假如未辨识到终点编辑图样，回到步骤S6继续辨识移动路径上编辑图样，假如辨识到终点编辑图样，则进入步骤S8，停止追踪移动路径，利用记录的移动路径的移动状态编辑移动路径，以完成机器手臂移动路径的编辑。

因此，本发明机器手臂移动路径编辑方法，就可通过色笔或颜料简单画设可辨识的线条，并在线条设置可辨识的起点、终点、高度、速度及功能等控制机器手臂移动状态及启闭工具功能的编辑图样，设定机器手臂移动路径，再通过机器手臂臂上视觉装置辨识编辑图样，自动引导机器手臂由起点编辑图样依循追踪及记录移动路径，并辨识移动路径上的移动状态及启闭功能的编辑图样，控制机器手臂调整相对应的移动状态，直到终点编辑图样，自动完成移动路径的编辑，以达到简化编辑移动路径及扩大编辑的适用范围的目的。

以上所述的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等优选实施例，凡依本发明所做的任何变更，在不脱离本发明的精神下，皆属本发明的保护范围。

Claims (13)

1.一种机器手臂移动路径编辑方法，其步骤包含：

以可辨识的线条设定机器手臂的移动路径；

在移动路径的起点及终点分别设置可辨识的起点编辑图样及终点编辑图样；

在移动路径上设置可辨识的控制状态编辑图样；

利用机器手臂的臂上视觉装置辨识编辑图样；

自动引导机器手臂由起点编辑图样依循追踪及记录移动路径；

辨识移动路径上编辑图样，控制机器手臂调整相对应的移动状态；

辨识到终点编辑图样时，停止追踪移动路径，利用记录的移动路径，编辑成机器手臂的移动路径。

2.如权利要求1所述的机器手臂移动路径编辑方法，其中该可辨识的线条利用色笔或有色颜料画设。

3.如权利要求1所述的机器手臂移动路径编辑方法，其中该控制状态编辑图样包含移动状态编辑图样及功能编辑图样。

4.如权利要求3所述的机器手臂移动路径编辑方法，其中该移动状态编辑图样包含高度编辑图样、速度编辑图样、斜线编辑图样及保持等高编辑图样。

5.如权利要求4所述的机器手臂移动路径编辑方法，其中该高度编辑图样，定义机器手臂距离移动路径的高度，高度编辑图样后加数字代表高度单位，让臂上视觉装置辨识后，控制机器手臂暂停追踪移动路径，调整距离移动路径的高度后，再回复追踪移动路径移动。

6.如权利要求4所述的机器手臂移动路径编辑方法，其中该速度编辑图样，定义机器手臂的移动速度，速度编辑图样后加数字代表速度单位，让臂上视觉装置辨识后，控制机器手臂调整追踪移动路径的移动速度。

7.如权利要求4所述的机器手臂移动路径编辑方法，其中该斜线编辑图样，定义机器手臂以斜线升降高度，斜线编辑图样后加数字代表斜率单位，让臂上视觉装置辨识后，控制机器手臂维持既定移动速度斜线升降高度。

8.如权利要求4所述的机器手臂移动路径编辑方法，其中该保持等高编辑图样，定义机器手臂维持既有的高度，让臂上视觉装置辨识后，控制机器手臂维持既有的高度移动。

9.如权利要求3所述的机器手臂移动路径编辑方法，其中该功能编辑图样包含开启功能编辑图样及关闭功能编辑图样。

10.如权利要求9所述的机器手臂移动路径编辑方法，其中该开启功能编辑图样，在开启机器手臂的工具功能，而关闭功能编辑图样，在关闭机器手臂的工具功能。

11.如权利要求1所述的机器手臂移动路径编辑方法，其中该机器手臂到达起点编辑图样，开始以预设的高度及速度移动追踪移动路径。

12.如权利要求1所述的机器手臂移动路径编辑方法，其中该机器手臂完成编辑移动路径后回到预设停放的位置。

13.如权利要求1所述的机器手臂移动路径编辑方法，其中该终点编辑图样未辨识到时，继续追踪移动路径及辨识移动路径上编辑图样。