TWI716252B - 旋轉及定位複數測物之方法 - Google Patents

Abstract

本發明關於一種旋轉及定位複數測物之方法，包含下列步驟：提供一旋轉裝置及一感測器；利用旋轉裝置使一第一測物沿一旋轉軸進行一第一次旋轉；利用感測器量測第一測物於第一次旋轉中一投影面積之一變化曲線，以定義一第一估算特徵；利用第一估算特徵計算一粗定位角度以分別旋轉複數後續測物進行一粗定位；分別旋轉複數後續測物進行一細定位，以逼近複數後續測物之一真實特徵所在之位置。

Description

旋轉及定位複數測物之方法

本發明係關於一種定位物件之方法；詳細而言，係關於一種旋轉及定位複數測物之方法。

如圖1所示，於現有技術中，當欲以一旋轉方式定位一柱體測物之一特徵(如特定長邊、特定短邊、或特定邊角)以供後續與另一物件進行連接或結合時，乃是透過以下步驟完成該特徵之定位：P1：將一柱體測物之上方或下方固定於一旋轉裝置，且使旋轉裝置之一旋轉軸貫穿柱體測物；P2：利用一感測器量測柱體測物旋轉一圈時，每旋轉1度所具有之一投影面積之一寬度；P3：利用量測之投影面積之寬度以獲得相對應之特徵；以及P4：利用旋轉裝置旋轉柱體測物至特定特徵所對應之角度，以完成特定特徵之定位。

然而，由於現有技術中每次皆須將柱體測物旋轉一圈(360度)，並量測每旋轉單位度數(即：1度)時所對應具有之一投影面積之一寬 度後，才能進行柱體測物之特定特徵的定位，一旦待定位的柱體測物數量過於龐大時，其定位時所需的總時數將顯著增加，嚴重影響製程效率。

因此，如何有效縮短定位時間以提高製程效率，乃為此一業界亟待解決之問題。

本發明之一目的在於提供一種旋轉及定位複數測物之方法，其可透過對一旋轉裝置的最佳化控制及演算法的使用，縮短將複數測物旋轉及定位至一真實特徵之時間，藉此提高製程效率。

為達上述目的，本發明所揭示之一種旋轉及定位複數測物之方法，其中複數測物包含一第一測物及複數後續測物，該方法包含下列步驟：提供一旋轉裝置及一感測器；利用旋轉裝置使第一測物沿一旋轉軸進行一第一次旋轉；利用感測器量測第一測物於第一次旋轉中一投影面積之一寬度的變化曲線，以決定一第一估算特徵；利用第一估算特徵計算一粗定位角度以分別旋轉複數後續測物進行一粗定位；以及分別旋轉複數後續測物進行一細定位，以逼近複數後續測物之一真實特徵所在之位置。

於本發明之旋轉及定位複數測物之方法中，粗定位包含下列步驟：量測各後續測物旋轉粗定位角度前之一投影面積之一寬度以定義一初始值； 量測各後續測物旋轉粗定位角度之兩倍後之一投影面積之一寬度以定義一終止值；量測各後續測物旋轉粗定位角度後之一投影面積之一寬度以定義一中介值；以及以粗定位角度為單位旋轉，直到可以初始值、終止值及中介值界定真實特徵所在之一區間。

於本發明之旋轉及定位複數測物之方法中，當第一估算特徵為一局部最大值時，取初始值與終止值之較大者為一較近值、較小者為一較遠值，當中介值大於初始值與終止值時，真實特徵位於中介值與較近值之間。

於本發明之旋轉及定位複數測物之方法中，當第一估算特徵為一局部最小值時，取初始值與終止值之較小者為一較近值、較大者為一較遠值，當中介值小於初始值與終止值時，真實特徵位於中介值與較近值之間。

於本發明之旋轉及定位複數測物之方法中，細定位包含下列步驟：取較遠值與中介值以獲得具有一第一斜率之一第一直線方程式；定義一第二斜率為：-1x該第一斜率；取第二斜率通過較近值的函數為一第二直線方程式；定義第一直線方程式與第二直線方程式之一交點為一第二估算特徵；以及將各後續測物旋轉至較近值所對應之角度與中介值所對應之角度的一中值；其中，該中值為一當前位置。

於本發明之旋轉及定位複數測物之方法中，更包含一更新步驟，其包含：將中介值定義為一新較近值，且將較近值定義為一新較遠值，且將當前位置所對應之角度定義為一新中介值；取新較遠值與新中介值以獲得具有一第三斜率之一第三直線方程式；定義一第四斜率為：-1x第三斜率；取第四斜率通過新較近值的函數為一第四直線方程式；以及定義第三直線方程式與第四直線方程式之一交點為一第三估算特徵。

於本發明之旋轉及定位複數測物之方法中，真實特徵所在之位置為：將各後續測物旋轉一細定位角度，且細定位角度為：第三估算特徵所對應之角度-當前位置所對應之角度。

於本發明之旋轉及定位複數測物之方法中，更新步驟可包含複數更新步驟。

於本發明之旋轉及定位複數測物之方法中，複數測物為柱體測物，旋轉軸貫穿各柱體測物之一中心軸，複數後續測物為一第二測物、一第三測物、一第四測物...等，且第一次轉動為360度轉動。

於本發明之旋轉及定位複數測物之方法中，粗定位角度為：第一估算特徵的兩側對稱區域x0.25。

100:旋轉裝置

200:感測器

300:第一測物

P1、P2、P3、P4:步驟

S1、S2、S3、S4、S5:步驟

S41、S42、S43、S44:步驟

S51、S52、S53、S54、S55:步驟

S61、S62、S63、S64、S65:步驟

圖1為先前技術中旋轉及定位測物之方法的流程圖。

圖2A為本發明之旋轉及定位複數測物之方法所具有的元件示意圖。

圖2B為本發明之旋轉及定位複數測物之方法中，第一測物於第一次旋轉中投影面積之寬度的變化曲線。

圖3為本發明之旋轉及定位複數測物之方法的流程圖。

圖4為本發明之旋轉及定位複數測物之方法中的粗定位流程圖。

圖5為本發明之旋轉及定位複數測物之方法中的細定位流程圖。

圖6為本發明之旋轉及定位複數測物之方法中的更新步驟流程圖。

如圖2A、3所示，本發明係關於一種旋轉及定位複數測物之方法，其包含下列步驟：S1：提供一旋轉裝置100及一感測器200；S2：利用旋轉裝置100使一第一測物300沿一旋轉軸進行一第一次旋轉；S3：利用感測器200量測第一測物300於第一次旋轉中一投影面積之一寬度的變化曲線，以決定一第一估算特徵EF1；S4：利用第一估算特徵EF1計算一粗定位角度RA以分別旋轉複數後續測物進行一粗定位；以及S5：分別旋轉複數後續測物進行一細定位，以逼近複數後續測物之一真實特徵TF所在之位置。

於本發明中，複數測物(包含第一測物及複數後續測物)皆為柱體測物，旋轉軸貫穿各柱體測物之一中心軸，複數後續測物為一第二測物、一第三測物、一第四測物...等，且第一次轉動為360度轉動。

其中，測物300可為一多邊形柱體，舉例而言，測物300可為一長方形柱體、一正方形柱體、一三角形柱體或一菱形柱體等。

此外，粗定位角度RA為：第一估算特徵EF1的兩側對稱區域x0.25。

換言之，於本發明中，可在不量測所有複數測物旋轉一圈(360度)時，各單位度數(即：1度)所具有之投影面積之寬度的情況下，僅於量測一第一測物300於第一次旋轉中投影面積之寬度的變化曲線後(如圖2B所示)，再對除第一測物300外的複數後續測物分別進行粗定位與細定位，便能夠迅速完成複數後續測物之各真實特徵TF的定位，從而使複數後續測物能在稍後與另一物件進行連接或結合等製程，繼而有效降低定位時間以提高製程效率。

如圖4所示，於本發明之旋轉及定位複數測物之方法中的粗定位包含下列步驟：S41：量測各後續測物旋轉粗定位角度RA前之一投影面積之一寬度以定義一初始值V1；S42：量測各後續測物旋轉粗定位角度RA之兩倍後之一投影面積之一寬度以定義一終止值V2；S43：量測各後續測物旋轉粗定位角度RA後之一投影面積之一寬度以定義一中介值V3；以及 S44：以粗定位角度RA為單位旋轉，直到可以初始值V1、終止值V2及中介值V3界定真實特徵TF所在之一區間。換言之，當能夠以初始值V1、終止值V2及中介值V3界定真實特徵TF所在之一區間後，即可結束粗定位流程。

詳細而言，於本發明之旋轉及定位複數測物之方法的粗定位中，當第一估算特徵EF1為一局部最大值時，取初始值V1與終止值V2之較大者為一較近值Vn、較小者為一較遠值Vf；此時，當中介值V3大於初始值V1與終止值V2時，則真實特徵TF位於中介值V3與較近值Vn之間。

反之，於本發明之旋轉及定位複數測物之方法的粗定位中，當第一估算特徵EF1為一局部最小值時，取初始值V1與終止值V2之較小者為一較近值Vn、較大者為一較遠值Vf；此時，當中介值V3小於初始值V1與終止值V2時，則真實特徵TF位於中介值V3與較近值Vn之間。

如圖5所示，於本發明之旋轉及定位複數測物之方法中，細定位包含下列步驟：S51：取較遠值Vf與中介值V3以獲得具有一第一斜率m1之一第一直線方程式f1；S52：定義一第二斜率m2為：-1x該第一斜率m1；S53：取第二斜率m2通過較近值Vn的函數為一第二直線方程式f2；S54：定義第一直線方程式f1與第二直線方程式f2之一交點為一第二估算特徵EF2；以及 S55：將後續測物旋轉至較近值Vn所對應之角度與中介值V3所對應之角度的一中值Vc。

其中，該中值為一當前位置Vp。

如此一來，各後續測物完成細定位所獲得之第二估算特徵EF2將相較於第一估算特徵EF1更趨近於真實特徵TF。

如圖6所示，於本發明之旋轉及定位複數測物之方法中，更包含一更新步驟，其包含：S61：將中介值V3定義為一新較近值Vn’，將較近值Vn定義為一新較遠值Vf’，且將當前位置Vp所對應之角度定義為一新中介值V3’；S62：取新較遠值Vf’與新中介值V3’以獲得具有一第三斜率m3之一第三直線方程式f3；S63：定義一第四斜率m4為：-1x第三斜率m3；S64：取第四斜率m4通過新較近值Vn’的函數為一第四直線方程式f4；以及S65：定義第三直線方程式f3與第四直線方程式f4之一交點為一第三估算特徵EF3。

因此，在完成上述更新步驟後，將後續測物旋轉一細定位角度FA，即可完成對真實特徵TF所在之位置(即：在旋轉過程中所對應之角度)的定位，其中，細定位角度FA為：第三估算特徵EF3所對應之角度-當前位置Vp所對應之角度。

此外，於本發明之旋轉及定位測物之方法中，上述針對細定位之更新步驟可包含複數更新步驟，以提升以細定位量測複數後續測物的真實特徵TF所在之位置的精度。

於實際應用中，當對100個測物進行旋轉及定位的情況下，當以現有技術進行控制時，每個測物的平均定位時間為6秒，而當導入本發明之方法進行旋轉及定位時，每個測物的平均定位時間則縮短為1.59秒，故本發明所揭示之方法確實能夠縮短將測物旋轉以定位至真實特徵之時間，藉此提高製程效率。

綜上所述，透過本發明之旋轉及定位複數測物之方法，其僅需量測第一測物於第一次旋轉中投影面積之寬度的變化曲線後，再對除第一測物300外的複數後續測物分別進行粗定位與細定位，便能夠迅速完成複數後續測物之各真實特徵TF的定位，從而使複數後續測物能在稍後與另一物件進行連接或結合之製程，有效降低定位時間以提高製程效率。

上述之實施例僅用來例舉本發明之實施態樣，以及闡釋本發明之技術特徵，並非用來限制本發明之保護範疇。任何熟悉此技術者可輕易完成之改變或均等性之安排均屬於本發明所主張之範圍，本發明之權利保護範圍應以申請專利範圍為準。

100:旋轉裝置

200:感測器

300:第一測物

Claims (10)

1. 一種旋轉及定位複數測物之方法，其中該等測物包含一第一測物及複數後續測物，該方法包含下列步驟：提供一旋轉裝置及一感測器；利用該旋轉裝置使該第一測物沿一旋轉軸進行一第一次旋轉；利用該感測器量測該第一測物於該第一次旋轉中一投影面積之一寬度的變化曲線，以決定一第一估算特徵；利用該第一估算特徵計算一粗定位角度以分別旋轉該等後續測物進行一粗定位；以及分別旋轉該等後續測物進行一細定位，以逼近該等後續測物之一真實特徵所在之位置。
2. 如請求項1所述之方法，其中該粗定位包含下列步驟：量測各該後續測物旋轉該粗定位角度前之一投影面積之一寬度以定義一初始值；量測各該後續測物旋轉該粗定位角度之兩倍後之一投影面積之一寬度以定義一終止值；量測各該後續測物旋轉該粗定位角度後之一投影面積之一寬度以定義一中介值；以及以該粗定位角度為單位旋轉，直到可以該初始值、該終止值及該中介值界定該真實特徵所在之一區間。
3. 如請求項2所述之方法，其中當該第一估算特徵為一局部最大值時，取該初始值與該終止值之較大者為一較近值、較小者為一較遠值，且當 該中介值大於該初始值與該終止值時，該真實特徵位於該中介值與該較近值之間。
4. 如請求項2所述之方法，其中當該第一估算特徵為一局部最小值時，取該初始值與該終止值之較小者為一較近值、較大者為一較遠值，且當該中介值小於該初始值與該終止值時，該真實特徵位於該中介值與該較近值之間。
5. 如請求項3或4所述之方法，其中該細定位包含下列步驟：取該較遠值與該中介值以獲得具有一第一斜率之一第一直線方程式；定義一第二斜率為：-1x該第一斜率；取該第二斜率通過該較近值的函數為一第二直線方程式；定義該第一直線方程式與該第二直線方程式之一交點為一第二估算特徵；以及將各該後續測物旋轉至該較近值所對應之角度與該中介值所對應之角度的一中值；其中，該中值為一當前位置。
6. 如請求項5所述之方法，更包含一更新步驟，該更新步驟包含：將該中介值定義為一新較近值，將該較近值定義為一新較遠值，且將該當前位置所對應之角度定義為一新中介值；取該新較遠值與該新中介值以獲得具有一第三斜率之一第三直線方程式；定義一第四斜率為：-1x該第三斜率；取該第四斜率通過該新較近值的函數為一第四直線方程式；以及 定義該第三直線方程式與該第四直線方程式之一交點為一第三估算特徵。
7. 如請求項6所述之方法，其中該真實特徵所在之位置為：將各該後續測物旋轉一細定位角度，且該細定位角度為：該第三估算特徵所對應之角度-該當前位置所對應之角度。
8. 如請求項5或6所述之方法，其中該更新步驟可包含複數更新步驟。
9. 如請求項1所述之方法，其中該等測物為柱體測物，該旋轉軸貫穿各該柱體測物之一中心軸，該等後續測物為一第二測物、一第三測物、一第四測物...等，且該第一次轉動為360度轉動。
10. 如請求項1所述之方法，其中該粗定位角度為：該第一估算特徵的兩側對稱區域x0.25。

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