机械手臂追随加工的方法及系统与流程

本发明涉及一种控制机械手臂的方法及系统，特别是涉及一种控制机械手臂追随一工件时，同时对该工件进行加工的机械手臂追随加工的方法，以及应用该方法的机械手臂追随加工的系统。

背景技术：

目前的生产线大部分朝向自动化迈进，因此常见以机械手臂代替传统人力对输送设备上的各种工件进行加工，譬如锁附螺丝、组装配件等等，而现有的常见方式之一是将待加工的工件移至一固定位置供机械手臂加工，加工完成后再将该工件移开，另一种方式则是控制机械手臂移至一固定位置对一工件加工，加工完成后该机械手臂再移向下一个工件的位置，然而，在上述两种方式的加工过程中，机械手臂与工件皆无法移动，因此较为耗时，对于加工的效率及产能仍具有改进空间。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种使机械手臂追随工件移动同时对工件加工的方法，本发明的另一目的，在于提供一种应用该方法以使机械手臂追随工件移动同时对工件加工的系统。

于是，本发明机械手臂追随加工的方法适用于例如一工厂内的一自动化生产线，该机械手臂受一主机控制以对放置于一输送设备上的多个工件进行加工，且所述工件被该输送设备以一第一速度朝一第一方向移动，该方法包含以下步骤：

(a)一影像撷取装置撷取该输送设备上的一侦测范围的一影像，以计算该影像中的一工件在该输送设备上的一初始座标位置，并提供该初始座标位置给该主机；

(b)该主机根据该初始座标位置及该第一速度控制该机械手臂以一第二速度移动至一邻近该工件的目标座标位置，再以该第一速度追随该工件朝该第一方向同步移动，以对该工件进行加工；及

(c)该主机确认该机械手臂完成加工后，重复步骤(a)。

在一些实施态样中，若该影像中不具有任何工件，该影像撷取装置于一间隔时间后重复执行步骤(a)。

在一些实施态样中，该影像撷取装置是根据该主机发出的一影像撷取命令执行步骤(a)。

在一些实施态样中，在步骤(b)中，该主机根据该初始座标位置、该第一速度，及一延迟时间计算出该目标座标位置。

在一些实施态样中，在步骤(c)中，重复步骤(a)之前，该主机还控制该机械手臂移动至一待命位置。

本发明机械手臂追随加工的系统用以控制一机械手臂对放置在一输送设备上的多个工件进行加工，且所述工件被该输送设备以一第一速度朝一第一方向移动；该机械手臂追随加工的系统包含一主机以及一影像撷取装置；该主机电耦接该机械手臂及该输送设备；该影像撷取装置与该主机电耦接并安装于该输送设备上方，以对该输送设备上的一侦测范围撷取一影像，并计算该影像中的一工件在该输送设备上的一初始座标位置，且提供该初始座标位置给该主机；其中，该主机根据该初始座标位置及该第一速度，驱动该机械手臂以一第二速度移动至一邻近该工件的目标座标位置，再以该第一速度追随该工件朝该第一方向同步移动，以对该工件进行加工。

在一些实施态样中，该影像撷取装置判断该影像中不具有任何工件时，则于一间隔时间后重新对该输送设备上的该侦测范围撷取一影像，以计算该影像中的该工件在该输送设备上的该初始座标位置。

在一些实施态样中，该影像撷取装置是根据该主机发出的一影像撷取命令，对该输送设备上的该侦测范围撷取该影像，并计算该影像中的该工件在该输送设备上的该初始座标位置。

在一些实施态样中，该主机发出该影像撷取命令之前，还控制该机械手臂移动至一待命位置。

在一些实施态样中，该主机根据该初始座标位置、该第一速度，及一延迟时间计算出该目标座标位置。

在一些实施态样中，该输送设备包括一载送所述工件的输送带及一驱动该输送带移动的变频装置，该变频装置可调整该第一速度且发 出一调速命令给该主机，使该主机根据该调速命令控制该机械手臂以调整后的该第一速度追随该工件朝该第一方向移动。

本发明的有益效果在于：该主机驱动该机械手臂以相同于该输送设备的该第一速度追随放置于该输送设备上的多个工件，并在追随其中一工件同时对其进行加工，相较于机械手臂在一固定位置对工件加工的现有方式，能够进一步提升加工效率。

附图说明

图1是本发明机械手臂追随加工的系统的一实施例的一侧面示意图；

图2是该实施例的一方块示意图，说明一主机电耦接于一影像撷取装置、一机械手臂，以及一输送设备；

图3是该实施例的一顶侧示意图，说明一工件在该输送设备的一输送带上由一侦测范围内的一初始座标位置移动至一加工范围内的一目标座标位置；及

图4是本发明机械手臂追随加工的方法的一实施例的流程示意图。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明进行详细说明。

参阅图1与图2，本发明机械手臂追随加工的系统的一实施例用以控制一机械手臂3对放置在一输送设备4上的多个工件5进行加工，且所述工件5被该输送设备4以一第一速度朝一第一方向d1移动；该机械手臂追随加工的系统主要包含一主机1以及一影像撷取装置2。

该主机1电耦接该机械手臂3及该输送设备4以互相传递信号，在本实施例中，该主机1是以有线连接的方式电连接该机械手臂3及该输送设备4(图未示出)，然而，在其他实施态样中，该主机1也可以无线传输的方式电耦接该机械手臂3及该输送设备4。

该影像撷取装置2与该主机1电耦接并安装于该输送设备4上方，配合参阅图3，该影像撷取装置2是根据该主机1发出的一影像撷取命令对该输送设备4上的一侦测范围100撷取一影像，在本实施例中， 该影像撷取装置2为一具有运算能力的智能型摄影机(smartcamera)，因此该影像撷取装置2会计算该影像中的一工件5在该输送设备4上的一初始座标位置p1，且提供该初始座标位置p1给该主机1；此外，若该影像撷取装置2判断所撷取的该影像中不具有任何工件5时，则舍弃该影像，且该主机1会于一间隔时间后重新发出一影像撷取命令至该影像撷取装置2，使其重新对该侦测范围100撷取影像。

在本实施例中，该主机1是根据该初始座标位置p1、该第一速度，及一延迟时间t计算出一邻近该工件5的目标座标位置p2(示于图3)，再驱动该机械手臂3以一第二速度移动至该目标座标位置p2后，使该机械手臂3以该第一速度追随该工件5朝该第一方向d1同步移动，以对该工件5进行加工。具体而言，该初始座标位置p1是代表该影像撷取装置2撷取影像时该工件5在该输送设备4上的位置，由于该机械手臂3自一待命位置开始移动的过程会产生该延迟时间t，而在该延迟时间t内，该工件5是持续地以该第一速度朝该第一方向d1移动，也就是说，该工件5会在该延迟时间t内持续地位移，而为了使该机械手臂3能准确地邻近该工件5，该主机1需以该第一速度及该延迟时间t作为计算参数，计算出该工件5在该延迟时间t内的一位移向量，再根据该初始座标位置p1配合该位移向量计算出该目标座标位置p2。也就是说，该工件5自该初始座标位置p1为起点，经过该延迟时间t后即会位移至该目标座标位置p2，而该目标座标位置p2也代表该机械手臂3能准确地邻近该工件5的位置。

在本实施例中，该输送设备4具有一加工范围200(示于图3)，且该目标座标位置p2是位于该加工范围200内，具体而言，在一工件5以该第一速度进入该加工范围200后，该机械手臂3才会邻近并追随该工件5，并在该工件5离开该加工范围200之前，完成对该工件5的加工，而在本实施例中，如图3所示，该影像撷取装置2撷取该影像的侦测范围100是部分重叠于该加工范围200，且该侦测范围100是锁定该加工范围200中该工件5进入的一端，以使该主机1在所述工件5真正进入该加工范围200之前便可完成对该目标座标位置p2的计算。然而，在其他实施态样中，该侦测范围100与该加工范围 200彼此独立，又或者该侦测范围100是位于该加工范围200内的态样皆可实施，而不以本实施例为限。

且如图1所示，该输送设备4包括一以该第一速度载送所述工件5的输送带41，及一驱动该输送带41移动的变频装置42，该变频装置42可调整该第一速度且发出一调速命令给该主机1，使该主机1根据该调速命令控制该机械手臂3以调整后的该第一速度追随进入加工范围200的该工件5朝该第一方向d1移动，也就是说，该主机1会使该机械手臂3配合该输送带41的速度变化而同步追随进入加工范围200的该工件5。

如上所述的机械手臂追随加工的系统，是由图4所示本发明机械手臂追随加工的方法的一实施例的流程所控制，该方法包含的步骤如下所述。

配合参阅图1、图2及图3，首先，执行影像撷取步骤s1：该主机1控制该影像撷取装置2撷取该输送设备4上的该侦测范围100的一影像，以计算该影像中的一工件5的一初始座标位置p1，并提供该初始座标位置p1给该主机1，而若该影像撷取装置2判断该影像中不具有任何工件5时，该影像撷取装置2将于一间隔时间后重复执行本步骤s1，且该间隔时间可以由主机1或影像撷取装置2设定。

接着进行追随加工步骤s2：该主机1根据该初始座标位置p1及该第一速度控制该机械手臂3以一第二速度移动至一邻近该工件5的目标座标位置p2，再以该第一速度追随该工件5朝该第一方向d1同步移动，以对该工件5进行加工。在本实施例中，如图1所示，该机械手臂3是用以将一螺丝6锁附于该工件5的一螺孔，然而，该机械手臂3对该工件5的加工内容并不以本实施例为限，在其他实施态样中，该机械手臂3也可对该工件5执行譬如各种组件的安装、拆卸，或是针对该工件5本身执行弯折、压缩等。

最后是完成步骤s3：该主机1确认该机械手臂3完成加工后，控制该机械手臂3移动至一待命位置，并重复该影像撷取步骤s1。

在本实施例中，无论是在影像撷取步骤s1、追随加工步骤s2或者完成步骤s3中，若该变频装置42发出该调速命令给该主机1，该主机1皆可即时根据该调速命令控制该机械手臂3以调整后的该第一 速度追随进入加工范围200的该工件5朝该第一方向d1移动。

综上所述，本发明机械手臂追随加工的方法及系统借由该主机1驱动该机械手臂3以相同于该输送设备4的该第一速度追随所述工件5，并在追随所述工件5同时对其进行加工，相较于机械手臂在一固定位置对工件加工的现有方式，能够进一步提升加工效率、增加产能，所以确实能达成本发明的目的。

惟以上所述者，仅为本发明的实施例而已，当不能以此限定本发明实施的范围，凡是依本发明权利要求书及说明书内容所作的简单的等效变化与修饰，皆仍属本发明专利涵盖的范围内。