TW201420290A - 機器人校正方法與工件處理系統 - Google Patents
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Abstract
一種機器人校正方法,將支架模組的座標系統對準到攝影機系統的座標系統。所述方法包括:使用對準工具,所述對準工具允許操作員放置工件在支架模組的已知位置。接著由攝影機系統擷取這些工件的影像。控制器使用從支架模組及攝影機系統得到的資訊,以決定兩個座標系統之間的關係。接著控制器決定一變換方程式,以從一座標系統轉換到另一個座標系統。
Description
本申請案主張於2012年9月18日申請之美國臨時專利申請案第61/702,377號的優先權,所述專利申請案的揭露完整結合於此以供參考。
本發明是有關於一種工件加工,且特別是有關於一種用於工件加工的機器人的校正。
離子佈植是一種標準技術,將改變導電率的雜質引進工件中。所要的雜質材料在離子源中被離子化,離子被加速以形成規定能量的離子束,且離子束被導向工件的表面。離子束中的高能離子穿透進入工件材料的整體(bulk),且被嵌入到工件材料的晶格,以形成所要導電率的區域。
太陽能電池製造工業的兩個考量是:生產產量及電池效率。電池效率是測量轉換成電力的能量的數量。在太陽能電池製造工業中,可能需要較高的電池效率以維持競爭力。然而,不能因增加電池效率而犧牲生產產量。
離子佈植已經被證實是對太陽能電池進行摻雜的可行方法。使用離子佈植可移除現存技術中所需的製程步驟,如擴散爐。舉例來說,如使用離子佈植取代擴散爐,則可移除雷射邊緣絕緣步驟,因為離子佈植只會摻雜所要表面。除了移除上述製程步驟之外,使用離子佈植已證實具有較高的電池效率。離子佈植也提供:進行太陽能電池整個表面的全面性佈植(blanket implant)的能力,或者對太陽能電池的一部分的選擇性(或圖案化)佈植的能力。使用離子佈植的高產量選擇性佈植,避免了爐管擴散中所使用的:昂貴且費時的微影或圖案化步驟。選擇性佈植也能夠進行新的太陽能電池設計。離子佈植機的生產量或可靠度的任何改良,對全球的太陽能電池製造商是有利的。可加速採用太陽能電池作為另一種替代能量來源。
揭露一種機器人校正方法,將支架模組的座標系統對準到攝影機系統的座標系統。所述方法包括:使用對準工具,對準工具允許操作員放置工件在支架模組的已知位置。接著由攝影機系統擷取這些工件的影像。控制器使用從支架模組及攝影機系統得到的資訊,以決定兩個座標系統之間的關係。接著控制器決定一變換方程式,以從一座標系統轉換到另一個座標系統。
根據第一實施例,揭露一種校正機器人的方法。所述方法包括:連接對準工具到機器人的末端作用器,其中末端作用器
是支架模組的一部分,其中對準工具包含一個或多個空間,每一空間具有三個各別的指部;移動末端作用器到攝影機的視野內的第一位置;降下末端作用器;當末端作用器位在第一位置時,放置各別的工件在一個或多個空間,且同時推壓每一工件以頂住(against)所述各別的三個指部;使用參照支架模組的座標系統,對於位在第一位置的每一空間而儲存第一組座標位置;移動末端作用器,在視野內由第一位置移動到第二位置,而不影響工件的位置;當末端作用器位在第二位置時,放置各別的工件在一個或多個空間,且同時推壓每一工件以頂住所述各別的三個指部;使用參照支架模組的座標系統,對於位在第二位置的每一空間而儲存第二組座標位置;移動末端作用器,由第二位置移動到視野外的位置,而不影響工件的位置;在末端作用器移動到視野外的位置之後,使用攝影機擷取工件的影像;使用參照攝影機的座標系統,對於每一工件而決定第三組座標位置;以及使用第一組座標位置、第二組座標位置及第三組座標位置來計算一變換方程式,以將參照攝影機的座標系統中的座標位置、轉換為參照支架模組的座標系統中的座標位置。
根據第二實施例,揭露一種校正機器人的方法。所述方法包括:進行光學標準化程序,以決定用於攝影機的垂直轉換因子及水平轉換因子,以便將由攝影機所擷取的影像上的畫素位置、轉換成攝影機的視野內的物理尺寸(physical dimension);連接對準工具到機器人的末端作用器,其中末端作用器是支架模組的
一部分,其中對準工具包含一個或多個空間,每一空間具有三個各別的指部;移動末端作用器到攝影機視野內的第一位置;降下末端作用器;當末端作用器位在第一位置時,藉由推壓每一工件以頂住所述各別的三個指部,而在各別空間放置至少兩個工件;使用參照支架模組的座標系統,對於每一空間而儲存第一組座標位置;移動末端作用器,由第一位置移動到視野外的位置,而不影響工件的位置;在末端作用器移動到視野外的位置之後,使用攝影機擷取工件的影像;使用參照攝影機的座標系統,對於每一工件而決定第二組座標位置;以及基於第一組座標位置及第二組座標位置,來計算一變換方程式,以將參照攝影機的座標系統中的座標位置、轉換為參照支架模組的座標系統的座標位置。
根據第三實施例,揭露一種工件處理系統。該工件處理系統包括:支架模組,包含末端作用器;對準工具,連接到末端作用器,對準工具包含多個空間,每一空間具有三個各別的指部,且每一空間是設置為接收一工件;一個或多個輸送帶;攝影機,設置在輸送帶的上方;以及控制器,和攝影機及支架模組溝通,控制器包含儲存元件,儲存元件包含指令,當指令執行時,進行校正所述系統的方法,所述方法包括:移動末端作用器到攝影機的視野內的第一輸送帶;降下末端作用器;進行等待,直到使用者藉由推壓每一工件以頂住所述各別的三個指部,而放置至少兩個工件在第一輸送帶上的各別的空間;使用參照支架模組的座標系統,對於每一空間而儲存第一組座標位置;移動末端作用器,由第一
輸送帶移動到視野外的位置,而不影響工件的位置;在末端作用器移動到視野外的位置之後,使用攝影機擷取工件的影像;使用參照攝影機的座標系統,對於每一工件而決定第二組座標位置;以及基於第一組座標位置及第二組座標位置,來計算一變換方程式,以將參照攝影機的座標系統中的座標位置、轉換為參照支架模組的座標系統中的座標位置。
100‧‧‧工件處理系統
101‧‧‧皮帶模組
102‧‧‧矩陣末端作用器
103‧‧‧支架模組
104‧‧‧攝影機
105‧‧‧交換末端作用器
106‧‧‧電池矩陣/托架
107‧‧‧負載閘
108、109、110‧‧‧輸送帶
111‧‧‧工件
112‧‧‧托架建造站
200‧‧‧對準工具
201、202、203‧‧‧指部
204‧‧‧開口
205‧‧‧平板
500、510、520、530、540、550、560、570‧‧‧方塊
600、610、620、630、640、650、660‧‧‧方塊
請參考所伴隨的圖式來更好地理解本揭露,所述伴隨的圖式在此引入作為參考,其中:圖1是工件處理系統的立體圖。
圖2是用於圖1的支架模組的對準工具的上透視圖。
圖3是圖2的對準工具的立體圖,圖2的對準工具和圖1的末端作用器連接。
圖4是第一實施例的校正的立體圖。
圖5是顯示根據第一實施例的校正方法的流程圖。
圖6是顯示根據第二實施例的校正方法的流程圖。
在此描述關於離子佈植機的校正方法的實施例。然而,所述校正方法可和其他系統與製程一起使用,所述其他系統與製程牽涉太陽能電池、或半導體製程、或用來處理工件的其他系統。
據此,本發明不限於以下所描述的特定實施例。
圖1是工件處理系統的立體圖。該系統100被連接到一個或多個負載閘107(load locks)。工件111可以是太陽能電池、半導體晶圓、或所屬技術領域具有通常知識者可知道的其他工件,所述工件111是被放置在輸送帶108、109及110上,且藉由支架模組103(gantry module)的矩陣末端作用器102(matrix end effector),以使所述工件111的任一個被裝載到托架建造站112(carrier build station)或從托架建造站112被卸載。在一實施例中,矩陣末端作用器102可同步提取四個工件111進行傳送,不過其它數目也是可能的。該支架模組103使用矩陣末端作用器102,從皮帶模組101中的輸送帶108、109、110傳送工件111到托架建造站112。支架模組103也使用矩陣末端作用器102,從托架建造站112傳送工件111到皮帶模組101。矩陣末端作用器102能同步保持多個工件111,且能各別地復位(reposition)這些工件111,以使在傳送中能適當進行對準。該交換末端作用器105(swap end effector)可從負載閘107來裝載或卸載該電池矩陣/托架106。工件111是位在電池矩陣/托架106的上面或裡面。攝影機104位在支架模組103的上方或上面或。雖然顯示了三個輸送帶108、109及110,但本揭露不限於任意特定數目的皮帶。
控制器(未繪示)可和支架模組103溝通,以便能控制末端作用器102的移動。控制器也可和攝影機104溝通,以便由攝影機104接收資料。該資料可為畫素資訊,或是已經由攝影機104
內含的處理器處理好的資料。控制器也可具有和該控制器電性耦接的儲存元件。該儲存元件可包含指令及其他資訊。該指令可使控制器去進行在此描述的所有步驟、製程及方法。
攝影機104可被用來決定工件111在輸送帶108、109及110之一上的位置。支架模組103使用這個位置資訊,來決定在何處提取工件111以進行傳送。在用於攝影機104及支架模組103的座標系統之間,需要建立起關係。攝影機104回傳輸送帶108、109及110其中之一上的工件111的絕對位置資料(Xc,Yc)及旋轉(Rc)。支架模組103操作在不同的直角座標系統(Xg,Yg,Rg)中。這兩個座標系統可能未對準,因為在兩個座標系統之間沒有物理參考(physical reference)。由於公差、或攝影機104或支架模組103的組裝,所以也可能發生未對準。由於移動定義、或攝影機104或支架模組103軟體的差異,所以在兩個座標系統之間可能產生不同的X、Y及R方向。在攝影機104的座標系統中的點,能夠使用變換方程式(transformation equation),而轉換到或表示在支架模組103的座標系統中。由處理器(未繪示)來執行攝影機104或支架模組103的控制。
圖2是用於圖1的支架模組的對準工具的上透視圖。該對準工具200在末端作用器102下面連接到主支撐臂,使用插銷將其對準臂。對準工具200具有:含開口204的平板205。在此例中,平板205有三個開口204。在一些實施例中,含有開口204以降低對準工具200的重量。在其他實施例中,對準工具200中
有較少開口204或沒有開口204。該對準工具200也具有:指部201、202、203,所述指部201、202、203是遠離平板205而延伸、且被配置在對準工具200的底部表面。據此,指部201、202、203向下延伸、且可接觸輸送帶108、109及110,當對準工具200的其餘(rest)部分配置在皮帶上方,從而允許工件111被放置在對準工具200之下。在另一實施例中,指部201、202、203被配置在對準工具200,以使得指部201、202、203跨立在輸送帶108、109及110。在此實施例中,指部201、202、203不接觸輸送帶,然而,仍在對準工具200的底面及輸送帶108、109及110上表面之間創造一個區域,從而允許工件被放置在對準工具200的下方。此外,這三個指部經裝配,以使得指部201及指部202形成一線段,並且第三指部203被非線性地配置、且超過此線段的端點。這允許工件以一側接觸指部201、202,且一鄰近垂直側接觸第三指部203。舉例來說,配置在輸送帶上的工件111可接觸至少一個指部201、至少一個指部202及至少一個指部203。一個指部201、一個指部202及一個指部203的每一各別組,其定義出工件111可被配置的空間。工件可經由開口204之一而被曝露。在一實施例中,四個工件被對準在由對準工具200的指部201、202、203的各別組所定義的四個空間中。圖3是圖2的對準工具的立體圖,圖2的對準工具和圖1的末端作用器102連接。
圖4是第一實施例的校正(calibration)的立體圖。對準工具200是被安裝在支架模組103的末端作用器102。末端作用器
102接著被移動到輸送帶110上的已知座標位置。末端作用器102接著被降下。操作員放置四個工件111在輸送帶110上。操作員在四個空間之一放置每一工件111,該四個空間是由三個指部201、202、203的各別組所定義。操作員接著推壓每一工件111以頂住位在支架模組103的末端作用器102上的、對準工具200的指部201、202及203(如圖2所繪示)的各別組。這為每一工件111提供三個接觸點,相對於支架模組103將工件111對準到輸送帶110上的特定及已知位置。一但工件111接觸對準工具200的指部,相對於支架模組103的座標系統中的Xg,Yg及Rg方向,而存在已知的關係。舉例來說,每一工件可具有相同Xg座標及不同的Yg座標。因為支架模組103實際上無法決定放置工件的位置,這些座標是基於對準工具200中的每一各別空間的已知位置。因此,假定當為這些工件建立Xg,Yg及Rg座標時,每一工件已經適當地和其各別的空間對準。
支架模組103的末端作用器102接著從輸送帶110的區域被移除,以便留下攝影機104的視野。工件111被留在輸送帶110上。末端作用器102被移除,而不影響工件111的位置。在一實施例中,可使用相同方法,使工件111接著被配置在其他輸送帶108、109上。以此方式,在每一輸送帶108、109及110上各有四個工件111,總計有十二個工件。
支架模組103的末端作用器102接著從輸送帶108、109、110的區域被移除。攝影機(繪示在圖1)擷取在輸送帶108、109、
110上的工件111的影像,且將每一工件111的Xc、Yc及Rc資料送回處理器。由攝影機所量測的每一工件111的Xc、Yc及Rc資料,和由支架模組103上的對準工具200所建立的Xg、Yg及Rg資料之間,存在有特定關係。
Xc、Yc及Rc資料能以不同方法而被格式化。在一實施例中,Xc及Yc值可以影像上的畫素位置來表示。如果在畫素及物理尺寸(physical dimension)之間沒有既定關係,則可使用此格式。據此,此實施例中的校正程序(calibration process)不只是對準這兩個座標系統,也處理從畫素位置到物理尺寸的轉換。支架座標(Xg,Yg)可以量測的線性單位來表示,如釐米(mm)、英吋(in)、公分(cm)或其他合適的單位。
處理器使用用於攝影機及支架模組103的座標系統(X,Y及R)中的三個點,以決定用於座標系統轉換方程式的常數。一但這些常數被決定,使用一方程式而可將每一工件111的Xc、Yc及Rc變換或轉換到Xg、Yg及Rg。在一例中,這些可為變換方程式,也可使用變換矩陣。
據此,在一實施例中,十二個工件111被配置在輸送帶上(每一輸送帶上四個)。藉由支架模組,而知道十二個工件111的每一個的座標位置(Xg,Yg及Rg)。在一些實施例中,該座標是被參照到空間或工件的幾何中心。換句話說,該座標(Xg,Yg及Rg)隱含:該工件的中心是位在(Xg,Yg),且該工件是從標稱定向(nominal orientation)旋轉了Rg的角度。當然,也可使用其他符號
規定(convention)。舉例來說,(Xg,Yg)可參照到該工件的特定角落,而不是中心。一但攝影機擷取這十二個工件111的影像,處理器可決定這些工件111的每一個的座標位置(Xc,Yc,Rc)。如同支架座標系統,攝影機座標系統可使用工件的幾何中心當作(Xc,Yc)位置。然而,也可使用工件上的其他點。在一些實施例中,較佳地,兩個座標系統使用一樣的符號規定(即兩者皆參照工件的幾何中心)。使用這十二組的點,可創造一組座標系統變換方程式。可使用這些變換方程式來創造一組變換矩陣Tx、Ty及Tr。使用這些方程式或矩陣,任意的攝影機位置(Xc,Yc,Rc)可被轉換到相關的支架位置(Xg,Yg,Rg)。
在一些實施例中,為了對準以及變換程序,可使用少於十二個的工件。舉例來說,在一實施例中,一個工件可被配置在輸送帶110,且一個工件可被配置在輸送帶108。這兩個工件可被配置在末端作用器12內的不同空間,以致於它們的相對座標(Xg,Yg)都不相同。換句話說,使用剛好兩個工件所產生的僅兩組座標位置,可被需要以決定座標系統變換方程式的常數。
然而,於使用者放置工件111在輸送帶上以頂住對準工具200的指部之處,可能有些不準確。因此,在一些實施例中,使用四個或多個工件可平均因使用者放置錯誤(misplacement)所造成的任何誤差或不準確。一但由處理器發展出座標系統變換方程式,由攝影機104量測的原始座標可進入方程式,且轉換為支架模組座標系統。這能夠和對於使用支架模組座標系統的工件已知
位置相比,以決定誤差。如果需要,可修改方程式以移除誤差。
據此,根據一實施例,揭露了:校正一視覺座標系統(vision coordinate system)到支架座標系統(gantry coordinate system)的方法。此方法是被繪示在圖5中。首先,對準工具200被連接到末端作用器102(見方塊500)。對準工具包含向下突出的指部,所述指部提供每一工件111三個接觸點。接著,移動末端作用器102,以致於被配置在輸送帶110(見方塊510)。如上述,在一些實施例中,指部201、202及203可和輸送帶110接觸。在其他實施例中,指部201、202及203跨在輸送帶上,而不接觸。注意到,雖然該位置是以輸送帶來描述,但並不限制本揭露。舉例來說,末端作用器102可被移動到攝影機104視野內的任意位置。使用者接著將至少一個工件111放置到一空間中,該空間是由指部201、202及203的各別組所定義。接著,工件111被操作員所推壓,以致於接觸所有三個指部201、202及203(見方塊520)。對於末端作用器102內的每一空間的第一組支架位置(Xg,Yg,Rg)被儲存。末端作用器102接著被移動到第二輸送帶(見方塊530)。使用者接著將至少一個工件111放置到一空間中,該空間是由指部201、202及203的各別組所定義(見方塊540)。這可能和先前工件使用的空間不同。對於末端作用器102內的每一空間的第二組支架位置(Xg,Yg,Rg)被儲存。注意到,在一些實施例中,每一輸送帶的支架位置(Xg,Yg,Rg)為已知。據此,只會移動末端作用器102以允許工件111的物理放置,其是攝影機系統所需要的。
支架模組接著被移動以遠離攝影機104的視野(見方塊550)。攝影機104接著擷取該工件111的影像,且基於攝影機座標(Xc,Yc,Rc)而決定第三組座標位置(見方塊560)。基於第一組座標位置、第二組座標位置及第三組座標位置,可由處理器產生變換方程式(見方塊570)。如上所述,多於兩個工件的使用可改善變換方程式的準確度。在此實施例中,攝影機的座標系統可以畫素來表示,而支架模組的座標系統可以量測的線性單位來表示。據此,該變換方程式可對於系統之間的未對準進行修正,且可計算從畫素到量測的線性單位的轉換。
在另一實施例中,在校正程序之前,該攝影機影像可被標準化(normalized)。舉例來說,具有固定尺寸的已知圖案的影像可被放置在輸送帶108、109及110上。該圖案可為正方形圖案,如棋盤圖案(checkerboard pattern),雖然其他圖案也是可能的。攝影機104擷取該圖案的影像。因為該圖案的尺寸為已知,攝影機104的視覺系統可被標準化。舉例來說,可決定水平轉換因子及垂直轉換因子(即每一方向上每吋的畫素數目)。據此,該轉換因子允許畫素位置被轉換到攝影機視野內的物理尺寸。此外,失真(distortion)也是常見的,特別是沿著視野的外部邊緣,該失真能被計算及進行補償。舉例來說,在整個視野內的水平轉換因子及垂直轉換因子可能變化。光學標準化方法被用來計算及補償這些變化。據此,在完成光學標準化程序之後,可消除因攝影機透鏡而造成的失真,且基於垂直轉換因子及水平轉換因子可決定物理尺
寸。據此,在此實施例中,該(Xc,Yc)座標可以如支架座標(Xg,Yg)一樣,以線性量測(即英吋或釐米)的相同單位來表示。
在完成光學標準化程序之後,可進行校正程序。在一實施例中,該校正程序可以如上所述的方式進行,工件是被配置在至少兩個不同的輸送帶上。如上所述,在此實施例的校正程序中,可使用如兩個工件那麼少,也可使用如十二個工件那麼多。
然而,在另一實施例中,可使用如圖6所示簡化的校正程序。在此實施例中,首先,執行光學標準化程序(見方塊600)。在校正程序之前,可先立即完成光學標準化程序,或可在校正程序之前的不同時間點完成。下一步,對準工具200被放置在末端作用器102上(見方塊610)。末端作用器102接著被移動到輸送帶110的其中之一且被降下(見方塊620)。使用者接著在空間的兩個內放置工件,該空間是由指部的各別組所定義。這些工件111被向上推壓,以頂住它們的各別組的指部201、202及203(見方塊630)。對於每一空間的第一組座標位置,其參照到支架模組,是被儲存。該末端作用器102接著被抬起而不影響工件111的放置、且被移出攝影機104的視野之外(見方塊640)。攝影機104接著擷取這兩個工件111的影像(見方塊650)。儲存參照到攝影機系統(Xc,Yc,Rc)的第二組座標位置。處理器接著進行需要的計算,使用第一組座標及第二組座標以該產生變換方程式(見方塊660)。
因為該攝影機座標和該支架模組為相同單位,使用該變換主要是要修正兩個參數。首先,雖然兩個系統使用相同的單位,
但這兩個系統在各別的座標系統中可能有不同的原點(origion)。據此,該校正程序允許創造該兩個系統的共通原點(common origion)。第二,兩個座標系統可能相對於彼此而輕微的旋轉。該校正程序也可修正座標系統之間任何的旋轉差異。最後,任何量測中的標稱變化(nominal variations)也可被定址(addressed)。
據此,在此模式中,不需要為另一個輸送帶而重複此程序,因光學標準化程序已經決定了正交方向上的轉換因子。據此,在一輸送帶上的兩個工件111的放置,其允許校正程序來決定支架模組的一個軸,且校正此軸到攝影機系統的相同軸上。接著定義垂直此軸的其他軸。據此,當和光學標準化程序一起使用時,只需要配置兩個工件111在相同輸送帶上,即可完成該校正程序。使用兩個工件去定義原點,舉例來說,原點可為該工件的座標,而該工件被配置在輸送帶110上的對準工具220上的第一空間中。該兩個工件的組合定義了一條線,該線被假定為每一系統的X軸。使用每一工件的攝影機座標,可創造一條線,且使所述的線和支架座標系統中相同線的方程式相比較。這允許該旋轉角度被決定。
在另一實施例中,在圖6的校正程序中使用額外的工件111。舉例來說,可使用四個工件111,每一工件位在由對準工具200上的指部201、202及203的各別組所定義的每一空間中。如上所述,使用額外的工件111,可改善變換方程式的準確度。舉例來說,在一實施例中,不只使用兩個工件去創造一條線,使用提
供額外座標位置的額外工件,可創造最佳配合線(fit line)。這可幫助說明工件111的輕微的未對準。接著,將最佳配合線和方程式中支架座標系統的相同線相比較,以決定兩座標系統的相對旋轉。
比例因子(scaling factor)可被應用到所有攝影機座標系統的點。該比例因子說明透鏡的聚焦距離、透鏡失真或其他課題。比例因子可被迭代地(iteratively)應用到原本的Xc、Yc及Rc座標,以降低由誤差回饋(error feedback)所計算出的整體誤差。在一例中,比例因子可小於0.5%。舉例來說,假定使用最佳配合線去創造攝影機座標系統中的軸,接著和支架系統中的軸的方程式進行比較。基於這兩條線,這些變換方程式接著可被創造出來。隨著它們的創造之後,每一工件的原始的攝影機座標接著被應用到這些變換方程式。由所有工件111生成的變換座標,接著和實際支架座標進行比較,以創造誤差函數(error function)。比例因子接著被應用到變換方程式,以試圖最小化該誤差函數。該比例因子可被迭代地計算,直到該誤差函數小於一些預定臨界值(predetermined threshold)。
使用此方法來校正視覺座標系統到機器人座標系統。對多個點進行平均且使用比例因子,可改善相對於工件111的支架模組103的位置準確度。
本揭露不限於在此描述的特定實施例的範圍。確實,除了那些在此描述的以外,本揭露其他不同的實施例及修改,由前述的敘述及伴隨的圖示,對所屬技術領域具通常知識者是明顯
的。這些其他的實施例及修改旨在落在本揭露範圍之內。此外,雖然在此已描述本文中,為特定目的、在特定環境中特別實作的本揭露,在所屬技術領域具通常知識者可辨識本揭露的有用性並不侷限在此,且本揭露可有利地實踐在任意目的及任意環境中。因此,底下提出的申請專利範圍應理解,考慮為如本揭露在此描述的全部廣度及範圍。
500~570‧‧‧方塊
Claims (13)
- 一種校正機器人的方法,包括:連接對準工具到所述機器人的末端作用器,其中所述末端作用器是支架模組的一部分,其中所述對準工具包含一個或多個空間,每一空間具有三個各別的指部;移動所述末端作用器到攝影機的視野內的第一位置;降下所述末端作用器;當所述末端作用器位在所述第一位置時,放置各別的工件在一個或多個所述空間,且同時推壓每一工件以頂住所述各別的三個指部;使用參照所述支架模組的座標系統,對於位在所述第一位置的每一空間而儲存第一組座標位置;移動所述末端作用器,在所述視野內由所述第一位置移動到第二位置,而不影響所述工件的位置;當所述末端作用器位在所述第二位置時,放置各別的工件在一個或多個所述空間,且同時推壓每一工件以頂住所述各別的三個指部;使用參照所述支架模組的座標系統,對於位在所述第二位置的每一空間而儲存第二組座標位置;移動所述末端作用器,由所述第二位置移動到所述視野外的位置,而不影響所述工件的位置;在所述末端作用器移動到所述視野外的所述位置之後,使用所述攝影機擷取所述工件的影像; 使用參照所述攝影機的座標系統,對於每一工件而決定第三組座標位置;以及使用所述第一組座標位置、所述第二組座標位置及所述第三組座標位置,來計算一變換方程式,以將參照所述攝影機的所述座標系統中的座標位置、轉換為參照所述支架模組的所述座標系統中的座標位置。
- 如申請專利範圍第1項所述的校正機器人的方法,其中,所述兩個指部是配置在線段上,以接觸工件的第一側,且所述第三指部為非線性配置,以接觸所述工件的鄰近垂直側。
- 如申請專利範圍第1項所述的校正機器人的方法,其中,參照所述攝影機的所述座標系統是以畫素位置表示,且參照所述支架模組的所述座標系統是以量測的線性單位表示。
- 如申請專利範圍第1項所述的校正機器人的方法,其中,所述第一位置包含:在第一輸送帶上的位置,且所述第二位置包含:在第二輸送帶上的位置。
- 如申請專利範圍第4項所述的校正機器人的方法,其中,至少兩個工件是放置在所述第一輸送帶上,且至少兩個工件是放置在所述第二輸送帶上。
- 如申請專利範圍第4項所述的校正機器人的方法,其中,在使用所述攝影機之前,更包括:移動所述末端作用器,在所述視野內由所述第二輸送帶移動到第三輸送帶,而不影響所述工件的位置;當所述末端作用器位在所述第三輸送帶時,放置各別的工件在一個或 多個所述空間,且同時推壓每一工件以頂住所述各別的三個指部;以及使用參照所述支架模組的座標系統,對於位在所述第三輸送帶的每一空間,而儲存第四組座標位置;其中所述第四組座標位置是用來計算所述變換方程式。
- 一種校正機器人的方法,包括:進行光學標準化程序,以決定用於攝影機的垂直轉換因子及水平轉換因子,以便將由所述攝影機所擷取的影像上的畫素位置、轉換成所述攝影機的視野內的物理尺寸;連接對準工具到所述機器人的末端作用器,其中所述末端作用器是支架模組的一部分,其中所述對準工具包含一個或多個空間,每一空間具有三個各別的指部;移動所述末端作用器到所述攝影機的所述視野內的第一位置;降下所述末端作用器;當所述末端作用器位在所述第一位置時,藉由推壓每一工件以頂住所述各別的三個指部,而在各別空間放置至少兩個工件;使用參照所述支架模組的座標系統,對於每一空間而儲存第一組座標位置;移動所述末端作用器,由所述第一位置移動到所述視野外的位置,而不影響所述工件的位置;在所述末端作用器移動到所述視野外的所述位置之後,使用所述攝影機擷取所述工件的影像;使用參照所述攝影機的座標系統,對於每一工件而決定第二組座標位 置;以及基於所述第一組座標位置及所述第二組座標位置,來計算一變換方程式,以將參照所述攝影機的所述座標系統中的座標位置、轉換為參照所述支架模組的所述座標系統的座標位置。
- 如申請專利範圍第7項所述的校正機器人的方法,其中,所述光學標準化程序包括:放置具有已知尺寸的圖案在所述攝影機的所述視野內;使用所述攝影機擷取所述圖案的影像;以及基於所述已知尺寸,將所述影像中的所述畫素位置、轉換為所述視野中的所述物理尺寸。
- 如申請專利範圍第7項所述的校正機器人的方法,其中,所述第一位置包含:在輸送帶上的位置。
- 如申請專利範圍第7項所述的校正機器人的方法,其中,多於兩個工件被放置在各別的所述空間,且基於所述多於兩個工件來計算最佳配合線,其中所述最佳配合線是用來計算所述變換方程式。
- 如申請專利範圍第10項所述的校正機器人的方法,更包括:應用所述第二組座標位置到所述變換方程式;決定誤差函數;導入比例因子和所述變換方程式一起使用,以最小化所述誤差函數。
- 一種工件處理系統,包括:支架模組,包含末端作用器; 對準工具,連接到所述末端作用器,所述對準工具包含多個空間,每一空間具有三個各別的指部,且每一空間是設置為接收一工件;一個或多個輸送帶;攝影機,設置在所述輸送帶的上方;以及控制器,和所述攝影機及所述支架模組溝通,所述控制器包含儲存元件,所述儲存元件包含指令,當所述指令執行時,進行校正所述系統的方法,所述方法包括:移動所述末端作用器到所述攝影機的視野內的第一輸送帶;降下所述末端作用器;進行等待,直到使用者藉由推壓每一工件以頂住所述各別的三個指部,而放置至少兩個工件在所述第一輸送帶上的各別的空間;使用參照所述支架模組的座標系統,對於每一空間而儲存第一組座標位置;移動所述末端作用器,由所述第一輸送帶移動到所述視野外的位置,而不影響所述工件的位置;在所述末端作用器移動到所述視野外的所述位置之後,使用所述攝影機擷取所述工件的影像;使用參照所述攝影機的座標系統,對於每一工件而決定第二組座標位置;以及基於所述第一組座標位置及所述第二組座標位置,來計算一變換方程式,以將參照所述攝影機的所述座標系統中的座標位置、轉換為參照所述支架模組的所述座標系統中的座標位置。
- 如申請專利範圍第12項所述的工件處理系統,其中,所述儲存元件更包括指令,當所述指令執行時,進行光學標準化程序,以決定用於所述攝影機的垂直轉換因子及水平轉換因子,以便將所述影像上的畫素位置、轉換成所述攝影機的視野內的物理尺寸,其中所述光學標準化程序是在移動所述末端作用器之前進行的。
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Cited By (1)
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