TWI739264B - 焊接機器人控制系統及其控制方法 - Google Patents

Abstract

一種焊接機器人控制系統及其控制方法，具有焊接機器人系統、外 部感測元件、焊接設備、機器人、外部整廠整線監控系統及外部伺服器，且焊接機器人系統分別與外部感測元件、焊接設備、機器人、外部整廠整線監控系統及外部伺服器連接，其中焊接機器人系統包括：訊號輸入模組接收原始資料，並處理得到量測資料。智慧決策模組包括：智慧教導單元提供功能使得使用者調整機器人的路徑軌跡；追蹤調變單元，根據量測資料調控焊接設備針對工件進行最佳化調整而得到調變命令及位置命令；以及檢測補正單元對工件執行在線檢測，根據量測資料得到調變參數與位置參數；以及焊接設備控制單元控制機器人與焊接設備的協同操作。命令輸出模組將調變命令轉換成輸出訊號，並輸出機器人與焊接設備以執行輸出訊號的動作。資訊監控模組將監控數據傳送至外部。監控數據可轉換為量化指標供使用者參考。

Description

焊接機器人控制系統及其控制方法

本發明關於一種機器人技術領域，特別是關於一種焊接機器人控制系統及其控制方法。

現存的焊接自動化方案大多是採用多系統的架構，並且透過額外的中控系統，例如可編程邏輯控制器(PLC，programmable logic controller)來做串接。此種多系統方案對於設備商來說需要兼顧不同系統的開發，開發成本很高。當系統出現異常，要排查問題時會因為系統架構複雜很難明確的釐清問題，維護成本也相當高。此外，對於操作人員來說需要同時學習多個系統的操作方式，學習成本很高之外還有需要較長的時間才能夠上手，需要負擔較高的人力成本。

根據上述的技術問題，本發明的主要目的是提供一種焊接機器人控制系統，利用機器手臂結合視覺系統、測高模組、焊縫跟蹤系統、焊接專用模組、資訊監控模組，以單系統的方式實現高度整合的焊接機器人系統，能夠同時適用於電弧焊接、雷射焊接，而提升焊接製程的品質與效率。

本發明的另一目的在於提供一種焊接機器人控制系統，單系統實現訊號感測、智能教導、追蹤調變、檢測補正、機器人控制等功能，高度整合且模組化的特點，使得焊接機器人控制系統提供其產業利用性。

本發明的再一目的在於提供一種焊接機器人控制系統，在單系統架構下針對焊接製程在焊前、焊中及焊後提供不同的應用情境。

根據上述目的，本發明揭露一種焊接機器人控制系統，其具有焊接機器人系統、外部感測元件、焊接設備、機器人、外部整廠整線監控系統及外部伺服器，且焊接機器人系統分別與外部感測元件、焊接設備、機器人、外部整廠整線監控系統及外部伺服器連接，其中焊接機器人系統包括：訊號輸入模組、智慧決策模組、命令輸出模組以及資訊監控模組，其中訊號輸入模組用以接收原始資料，並將此原始資料處理之後得到量測資料。智慧決策模組還包括智慧教導單元、追蹤調變單元、檢測補正單元以及焊接設備控制單元，其中智慧教導單元用以提供至少一個功能使得使用者可以根據此功能調整機器人的路徑軌跡；追蹤調變單元，根據量測資料即時調控焊接設備以實時的針對工件的焊縫焊道狀態以在線方式進行工藝參數的最佳化調整以得到調變命令及位置命令；以及檢測補正單元對工件執行在線檢測，並根據量測資料得到調變參數與位置參數以作為下一次加工的補償依據；以及焊接設備控制單元用以控制機器人與焊接設備的協同操作。命令輸出模組是將調變命令轉換成輸出訊號，並將輸出訊號予以輸出機器人與焊接設備以執行相對應於輸出訊號的動作。資訊監控模組用以監控焊接機器人控制系統所產生的監控數據並傳送至監控系統。

根據上述焊接機器人控制系統，本發明還揭露一種焊接機器人控制方法，其步驟包括：感測原始資料；擷取並處理原始資料以得到量測資料；根據量測資料進行決策功能並分別轉換得到調變命令與位置命令；將調變命令轉換成輸出訊號並將此輸出訊號輸出以驅動至少一個焊接設備，並將位置命令轉換成驅動命令以驅動至少一個機器人，據此焊接設備及機器人協同對工件進行操作；以及分析量測資料以得到監控數據，並將此監控數據傳送至監控系統進行監控。

1:焊接機器人控制系統

2:焊接機器人系統

10:訊號輸入模組

110:訊號擷取單元

120:訊號處理單元

210:智慧教導單元

220:追蹤調變單元

230:檢測補正單元

240:焊接設備控制單元

20:智慧決策模組

30:命令輸出模組

310:運動規劃單元

320:力量控制單元

330:訊號輸出單元

40:資訊監控模組

410:資料蒐集單元

420:資料分析單元

430:通訊單元

50:外部感測元件

60:焊接設備

70:機器人

80:外部整廠整線監控系統

90:外部伺服器

S11-S14、S21、S22、S33、S41~S46、A1-A4、A11~A13、A21、A23-A27、A31-A33、A41、A43-A47:步驟

圖1是根據本發明所揭露的技術，表示焊接機器人控制系統的方塊示意圖。

圖2是根據本發明所揭露的技術，表示焊接機器人系統的方塊圖。

圖3是根據本發明所揭露的技術，表示焊接機器人控制方法的步驟流程示意圖。

圖4A是根據本發明所揭露的技術，表示焊接機器人控制系統在焊前應用情境的步驟流程示意圖。

圖4B是根據本發明所揭露的技術，表示焊接機器人控制系統在焊前應用情境的方塊圖。

圖5A是根據本發明所揭露的技術，表示焊接機器人控制系統在進行焊中應用情境的步驟流程示意圖。

圖5B是根據本發明所揭露的技術，表示焊接機器人控制系統在進行焊中應用情境的方塊圖。

圖6A是根據本發明所揭露的技術，表示焊接機器人控制系統在焊中另一應用情境的步驟流程示意圖。

圖6B是根據本發明所揭露的技術，表示焊接機器人控制系統在焊中另一應用情境的方塊圖。

圖7A是根據本發明所揭露的技術，表示焊接機器人控制系統在進行焊後應用情境的步驟流程示意圖。

圖7B是根據本發明所揭露的技術，表示焊接機器人控制系統在進行焊後應用情境的方塊圖。

以下提供本發明具體實施例的詳細內容說明，然而本發明並不受限於下述實施例，且本發明中的圖式均屬於示意圖式，主要意在表示各模組之間的連接關係，於此實施方式搭配各圖式作詳細說明如下。

首先請參考圖1。圖1是根據本發明所揭露的技術，表示焊接機器人控制系統的方塊示意圖。在圖1中，焊接機器人控制系統1具有焊接機器人系統2、外部感測元件50、焊接設備60、機器人70、外部整廠整線監控系統80及外部伺服器90，其中外部感測元件50、焊接設備60、機器人70、外部整廠整線監控系統80及外部伺服器90彼此連接。焊接機器人控制系統1中的焊接機器人系統2包括訊號輸入模組10、智慧決策模組20、命令輸出模組30及資訊監控模組40，其中訊號輸入模組10分別與智慧決策模組20及資訊監控模組40連接，智慧決策模組20與命令輸出模組30連接。又如圖1所示，外部感測元件50與焊接機器人系統2中的訊號輸入模組10連接，命令輸出模組30分別與焊接設備60及機器人70連接，以及資訊監控模組40與外部 整廠整線監控系統80及外部伺服器90連接。值得注意的是，在本發明實施例中，焊接設備60及機器人70的數量皆為至少一台，也可為多台。舉例來說，一台焊接設備60可與一台機器人70協作；多台焊接設備60可與一台機器人70協作；一台焊接設備60可與多台機器人70協作，本發明對焊接設備60及機器人70的數量不加以限制。

在圖1中，訊號輸入模組10用以接收原始資料，並且將此原始資料處理後得到量測資料。又於本發明較佳的實施例中，原始資料是由外部感測元件50量測工件(未在圖中表示)與端效器(未在圖中表示)之間的訊號所得到，其中訊號可以是距離、角度、電流、電壓或是電容。

接著請參考圖2。圖2是根據本發明所揭露的技術，表示焊接機器人系統的方塊示意圖。在說明圖2時，也請一併參考圖1。在圖2中，訊號輸入模組10包括訊號擷取單元110及訊號處理單元120，其訊號擷取單元110用以擷取由外部感測元件50所傳送的原始資料，而訊號處理單元120則是將此原始資料處理形成量測資料。訊號輸入模組10是提供外部感測元件50的擷取介面，支援現存的標準通訊協議、傳統的類比訊號介面、訊號I/O介面等不同訊號來源輸入，並且整合訊號放大、濾波等訊號處理功能於此訊號輸入模組10中。在不額外安裝通訊轉換模組、訊號放大器等周邊設備的前提下，此訊號輸入模組10可以提供整個焊接機器人控制系統1與外部感測元件50彼此溝通的介面。

智慧決策模組20：針對焊接行業所提出的應用，智慧決策模組20可以在配合外部感測元件50的前提下(即接收由訊號處理單元120傳來的量測資料)，實現智慧決策的功能，其中智慧決策模組20包括：智慧教導單元210、追蹤調變單元220、檢測補正單元230以及焊接設備控制單元240。以下針對智慧決策模組20中的各單元來說明。

智慧教導單元210：用以提供焊接機器人系統2整合外部感測元件50提供視覺對位、視覺畫面預覽、自動調高等功能輔助使用者進行點位示教，改善用人工方式例如肉眼，直接對位所產生的誤差問題，以調整機器人70的路徑軌跡能夠盡可能的與焊縫焊道對齊。

追蹤調變單元220：為了增進焊接品質，焊接機器人控制系統1能夠整合焊接機器人系統2及外部感測元件50的資訊，即時補償機器人70的加工路徑及姿態。同時亦可根據外部感測元件50所感測得到的量測資料即時調控焊接周邊設備，以實時的針對工件的焊縫焊道的狀態，以在線方式進行工藝參數的最佳化調整以得到調變命令及位置命令。

檢測補正單元230：焊接機器人控制系統1整合了工業相機、網路相機及/或雷射測距儀等感測器，在焊接製程完成之後，檢測焊縫焊道品質。利用本發明所揭露的焊接機器人控制系統1可以在不透過額外機台輔助量測的前提下，實現焊接成品的在線檢測，並根據外部感測元件50所感測得到的量測資料得到調變參數與位置參數，用以分別修正焊接設備60相關參數與機器人70的路徑軌跡，做為下次加工的補償依據。

焊接設備控制單元240：焊接設備控制單元240可提供焊接頭、振鏡、雷射源及/或焊槍等焊接設備控制功能，提供類比輸入/輸出(AD-DA)、數位輸入輸出(DI-DO)、PWM訊號輸出、XY2-100等命令輸出。因為單系統整合的特性，除了大大地降低系統配置的複雜度及成本之外，也可以實現具有各種功能的機器人70與焊接設備60的協同控制功能。

命令輸出模組30：命令輸出模組30至少包括運動規劃單元310、力量控制單元320以及訊號輸出單元330，其中，運動規劃單元310是將由智慧決策模組20所傳送的調變結果轉換成位置命令訊號，此位置命令訊號可以是機器人70對工件進行加工的路徑，因此運動規劃單元310可依據調變結果 來對機器人70要對工件執行加工時的運動軌跡進行最佳化。因此，透過命令輸出模組30將調變結果轉換為位置、力量與類比等輸出訊號，並且將上述輸出訊號經由訊號輸出單元330傳送至機器人70，使得機器人70在接收到訊號之後，可以執行對應於訊號的動作。

資訊監控模組40：資訊監控模組40包括資料蒐集單元410、資料分析單元420及通訊單元430，資訊監控模組40中的資料蒐集單元410蒐集及監控在焊接過程中所有與焊接製程有關的數據，並且利用資料分析單元420將這些數據進行分析，讓使用者能夠容易地監控加工狀態。另外，通訊單元430將監控數據輸出至外部整廠整線監控系統80及外部伺服器90來使用。外部伺服器90可以是雲端硬碟或是一般電腦主機，當外部伺服器90接收到通訊單元430傳來的監控數據後，外部伺服器90會將監控數據進行量化處理。接著，根據上述焊接機器人控制系統1，本發明還提供一種焊接機器人控制方法，如圖3所示。圖3是根據本發明所揭露的技術，表示焊接機器人控制方法的步驟流程示意圖。以下說明請同時參考圖1、圖2與圖3，首先步驟S1：感測原始資料，於此步驟，此原始資料是利用外部感測元件50感測工件與端效器之間的訊號所得到。步驟S2：擷取並處理原始資料以得到量測資料。於此步驟，將步驟S1所得到的原始資料由訊號輸入模組10的訊號擷取單元110所擷取，然後再經由訊號處理單元120將此原始資料進行處理而轉換成量測資料。步驟S3：根據量測資料進行決策功能並轉換得到調變命令與位置命令。此步驟利用智慧決策模組20來將上述的量測資料進行決策，利用追蹤調變單元220將量測資料轉換成調變命令以及位置命令。步驟S4：將調變命令轉換成輸出訊號並將輸出訊號輸出以驅動至少一個焊接設備60，並將此位置命令轉換成驅動命令以驅動至少一個機器人70。於此步驟，調變命令由智慧決策模組20傳送至命令輸出模組30，並根據使用者 設定，命令輸出模組30中的運動規劃單元310、力量控制單元320及會將調變命令轉換成位置、力量、類比等輸出訊號，再將輸出訊號由訊號輸出單元330傳送至焊接設備60和機器人70。接著於步驟S5：焊接設備60和機器人70根據輸出訊號對工件進行加工。此外於步驟S6：分析量測資料以得到監控數據並傳送到監控系統進行監控。於此步驟是將前述的量測資料由訊號輸入模組10傳送至資訊監控模組40，利用資料蒐集單元410將量測資料蒐集後經由資料分析單元420分析後得到監控數據，再利用通訊單元430將監控數據傳送至外部整廠整線監控系統80，透過外部整廠整線監控系統80進行監控。以下是針對焊接機器人控制系統1在焊接製程的焊前、焊中及焊後三個不同應用情境的操作步驟流程。請參考圖4A及圖4B。圖4A是根據本發明所揭露的技術，表示焊接機器人控制系統在焊前應用情境的步驟流程示意圖及圖4B是根據本發明所揭露的技術，表示焊接機器人控制系統1在焊前應用情境的方塊示意圖。要說明的是，在不同的焊接階段的三種情境：焊前、焊中及焊後會使用到先前所述的圖1及圖2的模組中的單元來執行，因此在圖4B中將焊前應用情境中所使用到的各個單元列出，但其功能與前述是相同的，在此僅針對各個單元在不同焊接情境時所執行的功能來描述。

由於端效器與工件表面之間的距離控制為相當重要的課題，再加上工件大多為異型工件，焊縫路徑為複雜的空間曲線，導致在點位教導的過程會需要耗費大量的時間。此外，在用離線編程軟體例如CAD/CAM規劃加工路徑後，也會因為來料誤差，需要在加工過程中對於加工路徑進行微調，此時也需要人為針對工件外型做教導修正，這也同樣地會耗費大量時間。為了解決此階段的時間及人力成本，本發明所揭露的焊接機器人控制系統1在此焊前應用情境階段執行智能教導，其結合視覺系統與測高模組，提供視覺輔助教導、自動調高功能，實現高效率的點位示教過程。其操作 步驟如下：步驟S11：對端效器及工件之間進行量測以得到原始資料。於此步驟中，由外部感測元件50量測工件與端效器之間的距離以得到原始資料。步驟S12：擷取並處理原始資料以得到位置命令。在此步驟中，外部感測元件50將量測到的距離的原始資料傳送給訊號擷取單元110，並傳送至訊號處理單元120對此原始資料進行處理而轉換成量測資料，智慧決策模組20中的智慧教導單元210會將量測資料轉換為位置命令。步驟S13：根據位置命令進行命令規劃並輸出驅動命令。於此步驟中，訊號處理單元120將經過處理得到的量測資料傳送至智慧教導單元210，利用智慧教導單元210來進行決策並且提供自動調高功能以輔助使用者進行點位示教，以智能方式來調整機器人70的路徑軌跡與焊縫焊道對齊，以降低人工所造成的誤差。最後，步驟S14：根據驅動命令使得機器人執行點位調整程序。於此步驟，智慧教導單元210將驅動命令傳送至運動規劃單元310，進行命令規劃之後將對應驅動命令的位置命令輸出給機器人70(如圖1所示)，使得機器人70可以依據此具有位置命令的驅動命令來執行。據此，機器人70可以在不改變當前旋轉姿態的前提下，依據驅動命令並沿著當前工件的平面法向量進行移動，機器人70會自動調整端效器與工件表面之間的距離，實現自動調高功能。

接著，為了增進焊接品質，本發明所揭露的焊接機器人控制系統1在焊中應用情境中提供追蹤調變功能，其結合了測高模組、焊縫跟蹤系統實現三維焊縫跟蹤功能，能夠實時監測焊縫的位置、大小變化，即時改變機器人70的路徑軌跡及加工姿態，最佳化焊接品質。此外，本發明所揭露的焊接機器人控制系統1也結合焊接專用模組，根據實際機器人70的運動情形，針對焊機、雷射源、焊接頭等焊接設備60的輸出進行調變，實現機器人70與焊接設備60的交互控制調變功能，用以改善焊接效果。另外，在調 變過程中亦能利用資訊監控模組40蒐集數據，將資料經過分析之後，即時顯示當前焊接製程狀態，以實現焊接品質實時監控功能。

根據上述，焊接機器人控制系統1於焊中應用情境的操作步驟如圖5A及圖5B所示。圖5A是根據本發明所揭露的技術，表示焊接機器人控制系統在進行焊中應用情境的步驟流程示意圖及圖5B是根據本發明所揭露的技術，表示焊接機器人控制系統在進行焊中應用情境的方塊圖。在圖5A與圖5B實施例中，主要是說明本發明於焊中製程中可實時檢測焊縫位置與焊道寬度等資訊，並根據上述資訊同時調整焊接設備60與機器人70以達焊接製程之最佳化。

在圖5A中，步驟S21：感測工件與端效器以得到原始資料。於此步驟中，同樣是由外部感測元件50量測工件與端效器之間的訊號以得到原始資料。步驟S22：擷取並處理原始資料以得到量測資料。在此步驟中，同樣是由外部感測元件50將量測到的原始資料傳送給訊號擷取單元110，並傳送至訊號處理單元120對此原始資料進行處理以得到量測資料。而在本發明中根據上述的量測資料可以分別執行第一程序(步驟A1)及第二程序(步驟A2)，其中第一程序(步驟A1)是如圖5A中左邊圖面的步驟，在步驟S22取得量測資料之後，接著執行步驟A11：將量測資料進行蒐集。於此步驟中，利用資料蒐集單元410將上述的量測資料予以蒐集及監控在焊接過程中所有與焊接製程有關的數據。步驟A12：將量測資料進行分析處理得到監控數據。在此步驟是利用資料分析單元420將這些數據進行分析，例如分析監控數據是屬於距離、角度、電流、電壓與電容中何種訊號。接著於步驟A13：將監控數據傳送給使用者實現在焊接過程中實時監控。於此步驟是利用通訊單元430將監控數據(或是監控結果)輸出至使用者，例如外部整廠整線監控系統80，來使用。

請繼續參閱圖5A。第二程序(步驟A2)則是如圖5A中，右邊圖面的步驟流程圖。如圖5A所示，同樣的在步驟S22擷取並處理原始資料以得到量測資料之後，進入第二程序，即步驟A21：根據量測資料實現在焊接過程中量測相關資訊以得到調變命令與位置命令。於此步驟中，利用追蹤調變單元220將量測資料進行調變，而轉換成調變命令及位置命令。而追蹤調變單元220分別將調變命令傳送至焊接設備控制單元240以及位置命令傳送至運動規劃單元310進行後續步驟。因此，當追蹤調變單元220將調變命令傳送至焊接設備控制單元240時，則進行步驟A23：根據調變命令控制焊接設備針對工件進行在線調整。此步驟即是當焊接設備控制單元240接收到由追蹤調變單元220所傳送的調變命令之後，根據此調變命令調整焊接設備針對焊道大小、加工速度或工件偏移量等不同工藝參數的在線調整。接著，進行步驟A24：將經過在線調整的調變命令轉換成輸出訊號。在此步驟是利用訊號輸出單元330將調變命令轉換成輸出訊號，其訊號的型態可以是類比訊號。接著步驟A25：根據輸出訊號進行焊接製程。在此步驟中，訊號輸出單元330將輸出訊號傳送至焊接設備60，而焊接設備60根據此輸出訊號進行焊接製程。另外，當追蹤調變單元220將位置命令傳送至運動規劃單元310時，則圖5A中的流程圖則進行到步驟A26：根據位置命令進行命令規劃並輸出驅動命令。在此步驟中，當運動規劃單元310接收到位置命令之後會進行命令規劃並輸出驅動命令給機器人70。接著步驟A27：根據驅動命令對機器人70進行偏移調整。在此步驟中，機器人70會根據驅動命令調整加工路徑與姿態以進行偏移調整。

於本發明中，為了確保焊接成品的品質，焊接機器人控制系統1焊中另一應用情境提供檢測補正，其利用視覺系統與測高模組，在焊接完成之後，檢測焊接加工成果，量測焊接路徑偏差，焊道瑕疵處，並且針對 機器人70的運動軌跡、焊接工藝參數進行對應補正，若加工誤差超過容許公差範圍，焊接機器人控制系統1可以根據檢測補正後的加工程式及工藝參數進行二次加工。在完成加工後，更可以利用資訊監控模組40即時診斷當前焊接加工製程的狀態，並且蒐集資訊提供給使用者監看。

因此請同時參考圖6A及圖6B。圖6A是根據本發明所揭露的技術，表示焊接機器人控制系統在焊中另一應用情境的步驟流程示意圖及圖6B是根據本發明所揭露的技術，表示焊接機器人控制系統在焊中另一應用情境的方塊圖。在圖6A與圖6B實施例中，主要是說明本發明於焊中製程中可藉由同時調整焊接設備60與機器人70進行多次加工補正，以獲得誤差符合公差範圍的焊接成品。

於步驟S31：感測工件與端效器以得到原始資料。於此步驟中，由外部感測元件50量測工件與端效器之間的訊號以得到原始資料。步驟S32：擷取並處理原始資料以得到量測資料。在此步驟中，同樣是由外部感測元件50將量測到的距離的原始資料傳送給訊號擷取單元110，並傳送至訊號處理單元120對此原始資料進行處理以得到量測資料。接著在本實施例中，根據上述的量測資料可以分別執行第三程序(步驟A3)及第四程序(步驟A4)，其中第三程序(步驟A3)是如圖6A中左邊圖面的步驟，在步驟S32取得量測資料之後，接著執行步驟A31：將量測資料進行蒐集。步驟A32：將量測資料進行分析處理得到監控數據。在此步驟是利用資料分析單元420將這些數據進行分析(例如分析監控數據屬於何種類型)。接著於步驟A33：將監控數據傳送給使用者實現在焊接過程中實時監控。於此步驟是利用通訊單元430將監控數據(或是監控結果)輸出至使用者(例如外部整廠整線監控系統80)，實現在焊接過程中實時監控的功能。

接下來請繼續參閱圖6A。第四程序(步驟A4)則是如圖6A中，右邊圖面的步驟流程圖。如圖6A所示，同樣的在步驟S32擷取並處理原始資料以得到量測資料之後，進入第四程序，即步驟A41：根據量測資料實現在焊接過程中量測相關資訊以得到調變參數與位置參數。於此步驟中，利用檢測補正單元230將量測資料進行調變，而轉換成調變參數及位置參數。舉例來說，檢測補正單元230會將接收到的量測資料(如焊道寬度A)與預先設定的焊道寬度(如焊道寬度B)進行比較，且根據焊道寬度A與焊道寬度B兩者之間的誤差資訊轉換成調變參數及位置參數。

檢測補正單元230分別將調變參數傳送至焊接設備控制單元240以及將位置參數傳送至運動規劃單元310進行後續步驟。當檢測補正單元230將調變參數傳送至焊接設備控制單元240時，則進行步驟A43：根據調變參數修正焊接設備相關參數。在此步驟是利用調變參數，自動編修加工程式，修正焊接設備60相關參數。接著，步驟A44：將修正後的焊接設備相關參數轉換成輸出訊號。在此步驟是利用訊號輸出單元330將調變命令轉換成輸出訊號，其訊號的型態可以是類比訊號。接著步驟A45：根據輸出訊號進行焊接加工補正製程。在此步驟中，訊號輸出單元330將輸出訊號傳送至焊接設備60，而焊接設備60根據此輸出訊號進行焊接加工補正製程。

另外，當追蹤調變單元220將位置參數傳送至運動規劃單元310時，則圖6A中的流程圖則進行到步驟A46：根據位置參數進行命令規劃修正並輸出修正後的驅動命令。在此步驟中，當運動規劃單元310接收到位置參數之後會進行命令規劃修正並輸出修正後的驅動命令給機器人70。接著步驟A47：根據修正後的驅動命令修正機器人70的路徑軌跡。在此步驟中，機器人70會根據修正後的驅動命令調整加工路徑與姿態。

接著，步驟S33：獲得加工補正後的焊接成品。在此步驟是根據將前述的步驟S31、步驟S32、步驟A4、步驟A41-A47所得到的經過加工與補正製程後符合公差範圍的焊接成品。

最後，在焊接製程結束後，本發明所揭露的焊接機器人控制系統1在焊後應用情境中將監控數據傳送至外部伺服器90，且外部伺服器90將會監控數據轉化成量化指標。請同時參考圖7A及圖7B。圖7A是根據本發明所揭露的技術，表示焊接機器人控制系統在焊後應用情境的步驟流程示意圖及圖7B是根據本發明所揭露的技術，表示焊接機器人控制系統在焊後應用情境的方塊圖。關於步驟S41-步驟S45之說明，可參考圖5A中步驟S21、步驟S22、步驟A1、步驟A11、步驟A12與步驟A13，不在此贅述。值得注意的是步驟S46：將監控數據轉換成量化指標。在此步驟中，通訊單元430將監控數據(或是監控結果)輸出至外部伺服器90，且外部伺服器90將會監控數據轉化成量化指標。舉例來說，外部伺服器90將焊機電壓反饋資訊量化成為焊接品質指標，使用者可藉由焊接品質指標來調整焊接製程的相關參數。因此根據上述，本發明所揭露的焊接機器人控制系統1可以將智能控制系統、焊接系統及機器人系統整合成單一系統，以實現訊號感測、智能教導、追蹤調變、檢測補正及/或機器人控制等功能，能夠同時應用焊接行業的各階段焊接製程，以增加產業的利用性。

以上所述僅為本發明較佳的實施方式，並非用以限定本發明權利的範圍；同時以上的描述，對於相關技術領域中具有通常知識者應可明瞭並據以實施，因此其他未脫離本發明所揭露概念下所完成之等效改變或修飾，應均包含於申請專利範圍中。

1:焊接機器人控制系統

2:焊接機器人系統

10:訊號輸入模組

20:智慧決策模組

30:命令輸出模組

40:資訊監控模組

50:外部感測元件

60:焊接設備

70:機器人

80:外部整廠整線監控系統

90:外部伺服器

Claims (16)

1. 一種焊接機器人控制系統，具有一焊接機器人系統、一外部感測元件、一焊接設備、一機器人、一外部整廠整線監控系統及一外部伺服器，其中該焊接機器人系統分別與該外部感測元件、該焊接設備、該機器人、該外部整廠整線監控系統及該外部伺服器連接，其中該焊接機器人系統包括：一訊號輸入模組，用以接收由該外部感測元件所傳送的一原始資料，並將該原始資料處理後得到一量測資料；一智慧決策模組，包括：一智慧教導單元，用以提供至少一個功能使得一使用者可根據該功能調整該機器人的一路徑軌跡；一追蹤調變單元，根據該量測資料即時調控該焊接設備以實時的針對一工件的一焊縫焊道狀態以一在線方式進行一工藝參數的最佳化調整以得到一調變命令及一位置命令；一檢測補正單元，對該工件執行一在線檢測，並根據該量測資料得到一調變參數與一位置參數，以作為下一次加工的一補償依據；以及一焊接設備控制單元，用以控制該機器人與該焊接設備的一協同操作；一命令輸出模組，將該調變命令轉換成一輸出訊號，並且將該輸出訊號予以輸出至該機器人與該焊接設備以執行相對應於該輸出訊號的一動作；以及一資訊監控模組，用以監控該焊接機器人系統中所產生的一監控數據並傳送至該外部整廠整線監控系統。
2. 如申請專利範圍第1項所述的焊接機器人控制系統，其中該原始資料是由該外部感測元件量測該工件與一端效器之間的一訊號所得到。
3. 如申請專利範圍第1項所述的焊接機器人控制系統，其中該訊號輸入模組包含一訊號擷取單元及一訊號處理單元。
4. 如申請專利範圍第1項所述的焊接機器人控制系統，其中該功能包括一視覺對位功能、一視覺畫面預覽功能或一自動調高功能。
5. 如申請專利範圍第1項所述的焊接機器人控制系統，其中該命令輸出模組包括一運動規劃單元、一力量控制單元及一訊號輸出單元。
6. 如申請專利範圍第5項所述的焊接機器人控制系統，其中該運動規劃單元根據該位置命令進行一命令規劃，使得該機器人可根據該命令規劃進行操作。
7. 如申請專利範圍第5項所述的焊接機器人控制系統，其中該資訊監控模組包含一資訊蒐集單元、一資料分析單元及一通訊單元。
8. 如申請專利範圍第1項所述的焊接機器人控制系統，其中該資訊監控模組更包括將該監控數據傳送至該外部伺服器，且該外部伺服器將該監控數據轉化成一量化指標。
9. 一種焊接機器人控制方法，其步驟包含：感測一原始資料；擷取並處理該原始資料以得到一量測資料； 根據該量測資料進行決策功能並分別轉換得到一調變命令與一位置命令；將該調變命令轉換成一輸出訊號並將該輸出訊號輸出以驅動至少一焊接設備並將該位置命令轉換成一驅動命令以驅動至少一機器人，據此，該焊接設備及該機器人協同對一工件進行操作；以及分析該量測資料以得到一監控數據，並傳送至一監控系統進行監控。
10. 如申請專利範圍第9項所述的焊接機器人控制方法，其中該機器人與該焊接設備的操作至少包括有一焊前製程、一焊中製程以及一焊後製程，且該機器人上具有一端效器。
11. 如申請專利範圍第10項所述的焊接機器人控制方法，其中該焊前製程的步驟進一步包括：對該端效器及該工件之間進行量測以得到該原始資料；擷取並處理該原始資料以得到該位置命令；根據該位置命令進行一命令規劃並輸出該驅動命令；以及根據該驅動命令使得該機器人執行一點位調整程序。
12. 如申請專利範圍第10項所述的焊接機器人控制方法，其中該焊中製程的步驟進一步包括：感測該工件與該端效器以得到該原始資料；擷取並處理該原始資料以得到該量測資料；根據該量測資料分別執行一第一程序及一第二程序，其中該第一程序包括：將該量測資料進行蒐集； 將該量測資料進行分析處理以得到該監控數據；以及將該監控數據傳送給使用者實現在焊接過程中的實時監控；以及該第二程序包括：根據該量測資料實現在焊接過程中實時檢測相關資訊以得到該調變命令與該位置命令；根據該調變命令控制該焊接設備針對該工件進行一在線調整；將經過該在線調整的該調變命令轉換成該輸出訊號；根據該輸出訊號進行一焊接製程；根據該位置命令進行一命令規劃並輸出該驅動命令；以及根據該驅動命令對該機器人進行一偏移調整。
13. 如申請專利範圍第10項所述的焊接機器人控制方法，其中該焊中製程的步驟進一步包括：感測該工件與該端效器以得到該原始資料；擷取與處理該原始資料以得到該量測資料；根據該量測資料分別執行一第三程序及一第四程序，其中該第三程序包括：將該量測資料進行蒐集；將該量測資料進行分析處理以得到該監控數據；以及將該監控數據傳送給使用者實現在焊接過程中的實時監控；以及該第四程序包括：根據該量測資料實現在焊接過程中實時檢測相關資訊以得到一調變參數與一位置參數； 根據該調變參數修正該至少一焊接設備的相關參數；將修正後的該至少一焊接設備的相關參數轉換成該輸出訊號；根據該輸出訊號進行一焊接加工補正製程；根據該位置參數進行一命令規劃修正並輸出修正後的該驅動命令；以及根據該驅動命令修正該機器人的一路徑軌跡以獲得經過加工補正後的該工件。
14. 如申請專利範圍第10項、第11項、第12項或第13項其中任一所述的焊接機器人控制方法，其中該原始資料是由一外部感測元件量測該工件及該端效器所得到。
15. 申請專利範圍第10項、第11項、第12項或第13項其中任一項所述的焊接機器人控制方法，其中該原始資料可以是該工件的一表面與該端效器之間的一訊號。
16. 如申請專利範圍第10項所述的焊接機器人控制方法，其中該焊後製程的步驟進一步包括：將該監控數據轉換成一量化指標。

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