TWI660254B - 軌跡優化系統 - Google Patents
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Abstract
一種軌跡優化系統，係設置有手臂模組以及優化模組，手臂模組具有多關節手臂以及定位件，多關節手臂於各關節處設置有位置編碼器，定位件上設置有壓力偵測器，當使用者作動手臂模組，優化模組會持續的由手臂模組之位置編碼器與壓力偵測器接收位置資訊以及壓力資訊，並優化其軌跡，且在優化軌跡時，會同步將壓力資訊寫入軌跡中，再將優化後的軌跡輸出成控制程式，而使本系統適用於教導機械手臂進行微型物件組裝。
Description
一種軌跡優化系統，尤指用以模擬機械手臂運行，並將運行軌跡優化以及運行的壓力加入軌跡資料中，再輸出成適用於控制機械手臂進行組裝微型物件之軌跡優化系統。
機械手臂在產業自動化的應用已經相當廣泛，主要是使用於人工無法進行或者會耗費較多時間來做的工作，目前機械手臂的運作方式為輸入座標位置至機械手臂，使機械手臂根據接收的座標位置來移動，並配合夾爪或吸頭來提起或放下搬運物件，換句話說，必須要先求得機械手臂所需要移動的操作軌跡，而且操作軌跡需要非常精準，因此，操作軌跡的教導對於機械手臂的運用好壞是非常重要的。
習知取得操作軌跡的方式是以教導器等的機械手臂操控器來操控機械手臂，藉由教導器下達移動一連串的位置座標，讓機械手臂依照位置座標移動，此種教導方式是相當沒有效率且不精確的。因為每一個座標點位都需要經過教導的人的量測及判斷，譬如用眼睛觀看、尺規量測來確認位置是否正確，而且教導人的觀察判斷總是主觀而會有誤差，尤其是在組裝微型物件時，位移僅短短的數公分卻可能需要教導數十個、甚至上百個座標位置，也就是說各座標位置之間的位移是相當微小的，人眼難以辨識，而使用尺規量測又會耗費多時；再者，容易因為微型物件的公差及剛性、或放置物件之治具的公差而導致一開始教導的位置並非是最佳的。
本發明之主要目的乃在於，利用手臂模組供使用者以手動方式移動手臂模組進行運行模擬，且模擬過程中優化模組會持續的紀錄軌跡以及產生的壓力並加以優化輸出成控制程式，進而使本發明適用於教導機械手臂進行微型物件組裝。
為達上述目的，本發明之軌跡優化系統係設置有手臂模組以及優化模組，手臂模組具有多關節手臂、連接於多關節手臂之定位件以及用以偵測定位件壓力之壓力偵測器，多關節手臂於各關節處設置有位置編碼器；優化模組具有微處理器以及微處理器所分別連接之優化單元與儲存單元，且微處理器係連接於前述手臂模組之位置編碼器與壓力偵測器；當使用者作動手臂模組時，微處理器會持續的由手臂模組之位置編碼器與壓力偵測器接收位置資訊以及壓力資訊，續透過優化單元將位置資訊之軌跡優化，且優化單元於優化軌跡時，會同時將壓力資訊寫入軌跡中，再將優化後的軌跡輸出成控制程式，並將此控制程式儲存於儲存單元。
請參閱第一圖與第二圖所示，由圖中可清楚看出，本發明係設置有手臂模組1以及優化模組2，其中：
該手臂模組1具有多關節手臂11以及定位件12，定位件12係連接於多關節手臂11末端，多關節手臂11於各關節處設置有位置編碼器13，定位件12與多關節手臂11之間設置有壓力偵測器14，位置編碼器13係會持續的輸出該多關節手臂11之關節位置，壓力偵測器14會於定位件12受到壓力時，偵測其壓力值並加以輸出。
該優化模組2具有微處理器21，微處理器21分別連接有優化單元22、儲存單元23、連接埠24以及重力誤差校正單元25，連接埠24係與機械手臂4連接，且微處理器21連接於前述手臂模組1之位置編碼器13與壓力偵測器14。
請參閱第一圖至第三圖所示，由圖中可清楚看出，當本發明於使用時，使用者係先將手臂模組1之定位件12移動至組裝物5的置放處，並使組裝物5定位於定位件12，再移動定位件12將組裝物5移動至靠近被組裝物6處，並將組裝物5組裝於被組裝物6上，而在定位件12移動的過程中，定位件12會帶動多關節手臂11進行位移，讓位置編碼器13會隨時產生多關節手臂11之關節位置訊號，而於組裝物5與被組裝物6進行組裝時，會因阻力讓壓力偵測器14偵測到壓力產生，而在上述過程中，微處理器21會持續的由手臂模組1之位置編碼器13與壓力偵測器14，接收多關節手臂11之位置資訊以及定位件12之壓力資訊，待使用者操作完成後，優化單元22即會將此位置資訊之軌跡優化，且優化單元22於優化軌跡時，會同時將壓力資訊寫入軌跡中，再將優化後的軌跡輸出成控制程式3並儲存於儲存單元23，而可供機械手臂4使用；再者，該重力誤差校正單元25會修正該手臂模組1於靜止或位移時產生的重力，使微處理器21於接收到壓力偵測器14所傳之壓力資訊時，可運算出不含重力之壓力值。
請參閱第四圖所示，由圖中可清楚看出，其中該壓力偵測器14亦可設置於定位件12上。
1‧‧‧手臂模組
11‧‧‧多關節手臂
12‧‧‧定位件
13‧‧‧位置編碼器
14‧‧‧壓力偵測器
2‧‧‧優化模組
21‧‧‧微處理器
22‧‧‧優化單元
23‧‧‧儲存單元
24‧‧‧連接埠
25‧‧‧重力誤差校正單元
3‧‧‧控制程式
4‧‧‧機械手臂
5‧‧‧組裝物
6‧‧‧被組裝物
第一圖係為本發明手臂模組之示意圖。 第二圖係為本發明之方塊圖。 第三圖係為物件組裝之示意圖。 第四圖係為本發明手臂模組又一實施方式之示意圖。
Claims (3)
- 一種軌跡優化系統，包含有：手臂模組，具有多關節手臂、連接於多關節手臂末端之定位件以及用以偵測定位件壓力之壓力偵測器，多關節手臂於各關節處設置有位置編碼器；優化模組，具有微處理器以及微處理器所分別連接之優化單元與儲存單元，且微處理器係連接於前述手臂模組之位置編碼器與壓力偵測器；重力誤差校正單元，連接於優化模組之微處理器，用以修正該手臂模組於靜止或位移時產生的重力，使微處理器於接收到壓力偵測器所傳之壓力資訊時，可運算出不含重力之壓力值；藉上，當使用者作動手臂模組時，微處理器會持續的由手臂模組之位置編碼器與壓力偵測器接收位置資訊以及壓力資訊，續透過優化單元將位置資訊之軌跡優化，且優化單元於優化軌跡時，會同時將壓力資訊寫入軌跡中，再將優化後的軌跡輸出成控制程式，並將此控制程式儲存於儲存單元。
- 如專利申請範圍第1項所述之軌跡優化系統，其中該壓力偵測器係設置於定位件與多關節手臂之間。
- 如專利申請範圍第1項所述之軌跡優化系統，其中該壓力偵測器係設置於定位件上。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| TW106144767A TWI660254B (zh) | 2017-12-20 | 2017-12-20 | 軌跡優化系統 |
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| TW106144767A TWI660254B (zh) | 2017-12-20 | 2017-12-20 | 軌跡優化系統 |
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- 2017-12-20 TW TW106144767A patent/TWI660254B/zh not_active IP Right Cessation
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