TWI808335B - 供料方法及供料裝置 - Google Patents

Abstract

本發明係關於一種供料方法及供料裝置，係用於工作母機的供料，在一容料空間中設置可升降的一頂出平台；使該頂出平台在升起過程中承載一工件，且該工件平鋪在該頂出平台；獲取該頂出平台承載該工件的一影像；利用一電腦辨識該影像，獲得該工件在該頂出平台的一相對座標訊息及該工件的一偏移角度訊息，該電腦並據以輸出一控制指令；一機械手臂接受該控制指令取拿該工件，並將該工件旋轉至一正確角度，再供料給該工作母機。藉以可節省人力及將該工件排列整齊的時間。

Description

供料方法及供料裝置

本發明係有關於一種可以調整工件的偏移角度，藉以節省人力及時間的工作母機之供料方法及裝置。

目前一般工作母機進行加工時，需要配合機械手臂夾持待加工之工件，送至工作母機內進行加工。如果工件之數量龐大或外型複雜時，則需要先將工件整齊排列，以待機械手臂夾持後，依照一移動路徑移動，以準確的將工件夾持固定於工作母機上。但由於工件在機械手臂拿取之前，係於料桶內呈現不規則的排列樣態，容易造成工件上、下堆疊或整個工件偏移，以至於機械手臂無法準確的拿取該工件，也並無法準確的依照既定的移動路徑移動送入到工作母機內，而必須先將各個工件排列整齊，以方便機械手臂拿取，因此會延誤了加工的時間。

例如有中華民國108年4月21日所公告之發明第I657229號「光學檢測設備及其工件頂起裝置」專利案，其係揭露：一種工件頂起裝置，包括：一收納托盤，其上具有複數個分別用以設置工件的設置槽，該些設置槽的底側係分別設置一機構過孔；以及一頂昇平台，具有複數個頂昇單元，與該機構過孔對應設置，其中該頂昇單元上係分別設置有一定位單元用以定位該工件，並經由觸發訊號啟動該頂昇單元穿過該機構過孔以頂起該工件；其中，該頂昇單元上用以固定該工件的接觸平面係齊平於同一平面上。以及一種光學檢測設備， 包括：一取像裝置，係設置於該工件頂起裝置的一側，用以拍攝該工件的影像；以及一處理器，係連接至該取像裝置及該頂昇平台，該處理器依據控制指令傳送第一觸發訊號至該頂昇平台，以啟動該頂昇單元穿過該機構過孔頂起該工件，並於該工件頂起後傳送第二觸發訊號至該取像裝置以拍攝被頂起的該工件的影像。

該專利前案由於每一個工件均對應設置專屬的頂昇單元，使得整個裝置在造價上相當昂貴，而且僅能適用於小批量的工件使用，無使用於大批量的工作使用，因此於使用上並不盡理想。

另外有中華民國108年12月1日所公告之新型第M587271號「螺絲自動化檢查裝置」專利案，其係揭露：包含一進料單元、一輸送單元、一3D檢測單元，及一傳動單元。該輸送單元適用於承接自該進料單元而來的螺絲。該3D檢測單元包括數個影像擷取模組、一比對模組，及一控制模組。該等影像擷取模組適用於擷取每一螺絲的外觀影像進而搭配產生每一螺絲的3D立體影像。該比對模組將每一螺絲的3D立體影像與一標準影像進行比對，以檢測出瑕疵螺絲。該傳動單元能受到該控制模組控制而拾起該瑕疵螺絲。

惟該專利前案僅能針對有瑕疵的螺絲進行剔除，並無法達到本發明機械手臂夾持工件後，可以導正到正確角度之功效，因此與本發明的技術特徵並不相同。

爰此，有鑑於目前習知的供料裝置及供料方法均具有上述的缺點。故本發明提供一種供料方法，用於工作母機的供料，該供料方法包含下列步驟：在一容料空間中設置可升降的一頂出平台；使該頂出平台在升起過程中承載一工件，且該工件平鋪在該頂出平台；獲取該頂出平台承載該工件的一影像；利用一電腦辨識該影像，獲得該工件在該頂出平台的一相對座標訊息及該 工件的一偏移角度訊息，該電腦並據以輸出一控制指令；一機械手臂接受該控制指令取拿該工件，並將該工件旋轉至一正確角度，再供料給該工作母機。

上述頂出平台承載該工件之後，係進一步執行一振動步驟，使該工件不在一垂直方向上重疊。

上述影像係由該頂出平台的上方所拍攝，拍攝區域包含該頂出平台的全部。

進一步預設有上述工件的一預設輪廓訊息，該電腦辨識該影像時，係擷取該影像中的一工件輪廓訊息，並將該工件輪廓訊息比對於該預設輪廓訊息，藉此獲得該偏移角度訊息。

上述預設輪廓訊息包含二種以上的工件輪廓；該工件為複數，該工件輪廓訊息包含二種以上的該工件輪廓，該電腦分別將該工件輪廓訊息比對於相對應的該預設輪廓訊息。

本發明亦為一種供料裝置，包含有：一料桶，設有一容料空間，以供容納有至少一工件；一升降單元，設置於該料桶，該升降單元設有一移動桿，該移動桿係伸入於該容料空間內；一頂出平台，係固定於該移動桿，該頂出平台常態時位於該容料空間內，該移動桿開始上升時，帶動該頂出平台凸出於該容料空間外，該頂出平台升起時係可承載該工件；一震動單元，係固定於該頂出平台，該震動單元施予該頂出平台一震動力，使該工件平鋪在該頂出平台上；一影像擷取單元，係相對於該容料空間而設置，該影像擷取單元係獲取該頂出平台上所承載該工件的一影像，並將該影像輸出；一電腦，係訊號連接該影像擷取單元，藉以接收該影像，該電腦係辨識該影像，並據以輸出一控制指令；一機械手臂，係訊號連接至該電腦，藉以接收該控制指令，該機械手臂依據該控制指令，控制該工件旋轉至一正確角度，然後再供料給一工作母機。

上述機械手臂設有一拿取端，以供拿取該工件。

上述升降單元係為一油壓缸，該移動桿係為一油壓桿。

上述震動單元係為一震動馬達。

上述電腦係辨識該影像，以獲得該工件在該頂出平台的一相對座標訊息及該工件的一偏移角度訊息，該電腦並據以輸出該控制指令。

上述機械手臂依據該相對座標訊息控制拿取該工件，並依據該偏移角度訊息，控制該工件A旋轉至該正確角度。

上述技術特徵具有下列之優點：

1.透過影像辨識方法，可控制機械手臂調整工件的偏移角度，使其回到正確的位置，以供將工件準確的送入到工作母機內進行加工，故可節省人力及將該工件排列整齊的時間，藉以達到完全自動化加工之功效。

2.利用震動單元執行一振動步驟，施予頂出平台一震動力，使所有的工件得以平鋪在頂出平台上，而不會在一垂直方向上互相重疊，以方便進行影像辨識。

3.不同的工件允許混合置放，電腦可以從影像中辨識每一工件，使機械手臂取拿所需的工件。

1:料桶

11:容料空間

2:升降單元

21:移動桿

3:頂出平台

4:震動單元

5:影像擷取單元

6:電腦

7:機械手臂

71:拿取端

A:工件

A1:預設輪廓訊息

A2:工件輪廓訊息

B:影像

a、b、c:工件輪廓

θ:偏移角度

[第一圖]係為本發明第一實施例供料裝置之立體外觀圖。

[第二圖]係為本發明第一實施例供料裝置之平面示意圖。

[第三圖]係為本發明第一實施例頂出平台上承載工件之影像的示意圖。

[第四圖]係為本發明第一實施例工件輪廓與於預設輪廓進行比對之示意圖。

[第五圖]係為本發明第一實施例械手臂之拿取端拿取工件之示意圖。

[第六圖]係為本發明第一實施例械手臂之拿取端將工件旋轉導正至正確角度之示意圖。

[第七圖]係為本發明第二實施例供料方法之流程圖。

[第八圖]係為本發明第二實施例頂出平台上承載複數不同工件之影像的示意圖。

請參閱第一圖及第二圖所示，本發明第一實施例係為一種供料裝置，其包含有：料桶1、升降單元2、頂出平台3、震動單元4、影像擷取單元5、電腦6及機械手臂7，其中：

料桶1，其內部係設有一容料空間11，以供容納有至少一工件A，本發明實施例係設置有複數個該工件A，且該工件A係為一彎管接頭。

升降單元2，係設置於該料桶1的底部位置處。該升降單元2係為一油壓缸，而設有可上下升降之一移動桿21，該移動桿21係為一油壓桿，可伸入於該容料空間11內。

頂出平台3，係固定於該移動桿21上。該頂出平台3常態時位於該容料空間11內，於該移動桿21開始上升時，帶動該頂出平台3凸出於該容料空間11外，同時於該頂出平台3升起時可承載該工件A。

震動單元4，係固定於該頂出平台3的底部。該震動單元4係為一震動馬達，並可執行一振動步驟，係施予該頂出平台3一震動力，使該工件A得以平鋪在該頂出平台3上。

影像擷取單元5，係相對於該容料空間11而設置。該影像擷取單元5係為一攝影機，藉以獲取該頂出平台3上所承載該工件A的一影像B〔如第三圖所示〕，並將該影像B輸出。該影像B係由該頂出平台3的上方所拍攝，拍攝區域包含該頂出平台3的全部，該影像B中包含每一個該工件A的一工件輪廓訊息A2。

電腦6，係訊號連接該影像擷取單元5，藉以接收該影像B。該電腦6係辨識該影像B，以獲得該工件A在該頂出平台3的一相對座標訊息。又該電腦6進一步預設有該工件A的一預設輪廓訊息A1〔如第五圖所示〕，該電腦6辨識該影像B時，係擷取該影像B中每一個該工件A的該工件輪廓訊息A2，並將該工件輪廓訊息A2比對於該預設輪廓訊息A1，藉此獲得該工件A的一偏移角度θ訊息。該電腦6並根據該相對座標訊息及該偏移角度θ訊息，據以輸出一控制指令。

機械手臂7，係訊號連接至該電腦6，藉以接收該控制指令。該機械手臂7設有一拿取端71，該機械手臂7於接收該控制指令後，依據該相對座標訊息控制該拿取端71移動而拿取該工件A〔如第五圖所示〕，並依據該偏移角度θ訊息，控制該工件A旋轉導正至一正確角度〔如第六圖所示〕，然後移動該工件A再供料給一工作母機進行加工處理。

本發明第二實施例係為一種供料方法，係用於工作母機的供料，如第二圖及第七圖所示，包含下列步驟：

A.在一容料空間中設置可升降的一頂出平台。係配合上述供料裝置共同實施。該頂出平台3常態時係位於該料桶1之該容料空間11內。

B.使該頂出平台在升起過程中承載一工件，且該工件平鋪在該頂出平台。當開始供料時，該頂出平台3的該移動桿21開始上升時，係會帶動該頂出平台3凸出於該容料空間11外，同時於該頂出平台3升起時可承載複數該工件A。然後藉由啟動該震動單元4，使該震動單元4可執行一振動步驟，並施予該頂出平台3一震動力，使該等工件A得以全部平鋪在該頂出平台3上，而不會在一垂直方向上互相重疊。

C.獲取該頂出平台承載該工件的一影像。當該頂出平台3上升到一定位時即停止。然後該影像擷取單元5係由該頂出平台3的上方，拍攝該頂出平台3上全部所承載的該等工件A，然後獲得該影像B〔如第三圖所示〕。

D.利用一電腦辨識該影像，獲得該工件在該頂出平台的一相對座標訊息及該工件的一偏移角度訊息，該電腦並據以輸出一控制指令。係將該影像B輸出到電腦6，該電腦6係辨識該影像B，藉以獲得該工件A在該頂出平台3的一相對座標訊息。又該電腦6進一步預設有該工件A的一預設輪廓訊息A1〔如第四圖所示〕，該電腦6辨識該影像B時，係會擷取該影像B中每一個該工件A的一工件輪廓訊息A2，並將該工件輪廓訊息A2比對於該預設輪廓訊息A1，藉此獲得該工件A的一偏移角度θ訊息。該電腦6並根據該相對座標訊息及該偏移角度θ訊息，據以輸出一控制指令。

E.一機械手臂接受該控制指令取拿該工件，並將該工件旋轉至一正確角度，再供料給該工作母機。機械手臂7於接收該控制指令後，依據該相對座標訊息控制該拿取端71拿取該工件A〔如第五圖所示〕，並依據該偏移角度θ訊息，控制該工件A旋轉導正至一正確角度〔如第六圖所示〕，該機械手臂7再依照該控制指令，正確的移動該工件A供料至該工作母機內固定，以進行加工處理。

如此，本發明不論該等工件A於該料桶1內呈現各種不同的排列樣態，均可以透過影像辨識的方法，以計算出該工件A距離正確位置的偏移角度θ。然後該機械手臂7再依據該控制指令，以調整該工件A的偏移角度θ，使其回到正確的位置，使該機械手臂7可以準確將該工件A送入到工作母機內進行加工。故可節省人力及將該工件排列整齊的時間，藉以達到完全自動化加工之功效。

如第二圖及第四圖所示，本發明上述步驟D之該預設輪廓訊息A1包含二種以上不同的工件輪廓。該頂出平台3上所承載的該工件A係為複數，因此所獲取的該影像B的該工件輪廓訊息A2包含二種以上不同的工件輪廓a、b、c〔如第八圖所示〕，該電腦6分別將前述工件輪廓訊息A2比對於相對應的預設輪 廓訊息A1，然後控制不同的該機械手臂7於接收該控制指令後，分別依據該相對座標訊息拿取不同的該工件A進行加工。

綜合上述實施例之說明，當可充分瞭解本發明之操作、使用及本發明產生之功效，惟以上所述實施例僅係為本發明之較佳實施例，當不能以此限定本發明實施之範圍，即依本發明申請專利範圍及發明說明內容所作簡單的等效變化與修飾，皆屬本發明涵蓋之範圍內。

Claims (5)

1. 一種供料方法，用於工作母機的供料，該供料方法包含下列步驟：在一容料空間中設置可升降的一頂出平台，該頂出平台常態時位於該容料空間內，一油壓缸之一油壓桿開始上升時，帶動該頂出平台凸出於該容料空間外；使該頂出平台在升起過程中承載一工件，一震動馬達係固定於該頂出平台的底部，並可執行一振動步驟，係施予該頂出平台一震動力，使該工件不在一垂直方向上重疊，而平鋪在該頂出平台；獲取該頂出平台承載該工件的一影像；利用一電腦辨識該影像，獲得該工件在該頂出平台的一相對座標訊息及該工件的一偏移角度訊息，該電腦並據以輸出一控制指令，預設有該工件的一預設輪廓訊息，該電腦辨識該影像時，係擷取該影像中的一工件輪廓訊息，並將該工件輪廓訊息比對於該預設輪廓訊息，藉此獲得該偏移角度訊息，該預設輪廓訊息包含二種以上的工件輪廓，該工件為複數，該工件輪廓訊息包含二種以上的該工件輪廓，該電腦分別將該工件輪廓訊息比對於相對應的該預設輪廓訊息；一機械手臂接受該控制指令取拿該工件，並將該工件旋轉至一正確角度，再供料給該工作母機。
2. 如請求項1之供料方法，其中，該影像係由該頂出平台的上方所拍攝，拍攝區域包含該頂出平台的全部。
3. 一種供料裝置，包含有：一料桶，設有一容料空間，以供容納有至少一工件；一升降單元，設置於該料桶，該升降單元設有一移動桿，該移動桿係伸入 於該容料空間內，該升降單元係為一油壓缸，該移動桿係為一油壓桿；一頂出平台，係固定於該移動桿，該頂出平台常態時位於該容料空間內，該移動桿開始上升時，帶動該頂出平台凸出於該容料空間外，該頂出平台升起時係可承載該工件；一震動單元，係固定於該頂出平台，該震動單元施予該頂出平台一震動力，使該工件平鋪在該頂出平台上，該震動單元係為一震動馬達；一影像擷取單元，係相對於該容料空間而設置，該影像擷取單元係獲取該頂出平台上所承載該工件的一影像，並將該影像輸出；一電腦，係訊號連接該影像擷取單元，藉以接收該影像，該電腦係辨識該影像，並據以輸出一控制指令，該電腦係辨識該影像，以獲得該工件在該頂出平台的一相對座標訊息及該工件的一偏移角度訊息，該電腦並據以輸出該控制指令，該電腦預設有該工件的一預設輪廓訊息，該電腦辨識該影像時，係擷取該影像中的一工件輪廓訊息，並將該工件輪廓訊息比對於該預設輪廓訊息，藉此獲得該偏移角度訊息，該預設輪廓訊息包含二種以上的工件輪廓，該工件為複數，該工件輪廓訊息包含二種以上的該工件輪廓，該電腦分別將該工件輪廓訊息比對於相對應的該預設輪廓訊息；一機械手臂，係訊號連接至該電腦，藉以接收該控制指令，該機械手臂依據該控制指令，控制該工件旋轉至一正確角度，然後再供料給一工作母機。
4. 如請求項3之供料裝置，其中，該機械手臂設有一拿取端，以供拿取該工件。
5. 如請求項3之供料裝置，其中，該機械手臂依據該相對座標訊息控制拿取該工件，並依據該偏移角度訊息，控制該工件旋轉至該正確角度。

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