机械手臂教导装置的制作方法

本公开主要涉及一种教导装置，特别涉及一种针对机械手臂移动路径的教导装置。

背景技术：

现今自动化工厂多使用了各式机械手臂，机械手臂虽然提供了稳定的机能与效益，但是在最初导入与规划新作业时，明显将遭遇进程缓慢以及不易修正错误的困难，因此如何快速地带领或教导以产生正确的移动路径或数值程序，将是引进成效的关键。

因此一种可快速且轻易完成路径教导的机械手臂教导装置便显得格外重要与迫切。

技术实现要素：

本公开提供了一种机械手臂教导装置，以快速且轻易地完成机械手臂路径教导。

本公开的机械手臂教导装置包括：用以固定于机械手臂的固定件；连结固定件的本体，本体包括多数传感器与操作显示部，传感器装设于本体接近固定件的一侧，用以感测该侧的受力、应变或力矩，操作显示部位于本体的另一侧，用以装设多数功能按键与显示荧幕；以及连结本体的手柄。

附图说明

图1为本公开的机械手臂教导装置的实施布置图。

图2a、图2b分别为本公开的教导装置的俯视图与前视图。

图3为本公开的机械手臂教导装置的教导实施流程图。

符号说明

10教导装置

11本体

111传感器

112操作显示部

12固定件

13手柄

20控制器

21模拟数字转换模块

22信号处理模块

23存储模块

24机械逻辑控制模块

25轴卡传输接口

b功能按键

r机械手臂

s显示荧幕

s1～s12步骤

t夹持端。

具体实施方式

以下的说明提供了许多不同的实施例、或是例子，用来实施本公开的不同特征。以下特定例子所描述的元件和排列方式，仅用来精简的表达本公开，其仅作为例子，而并非用以限制本公开。

可理解的是，在下列各实施例的方法中的各步骤中，可在各步骤之前、之后以及其间增加额外的步骤，且在前述的一些步骤可被置换、删除或是移动。

图1为本公开的一机械手臂教导装置的实施布置图，本图显示了一教导装置10被装设于一机械手臂r的工具夹持端t上，用以预备教导机械手臂r新的加工或组装的移动路径，例如焊接或取放物件等，由于机械手臂r包括了数组坐标系统，例如基座、各关节与夹持端t的坐标系统等，一般现行做法要求教导人员一手握持夹持端t，另一手使用一操作面板，由面板上的按键进行各坐标系统的切换与致能，因此需要具备经验的人员方能胜任，但也要耗费相当的时间也甚至发生误差。

当本公开的教导装置10装设完成如图1后，将与机械手臂r的控制器20进行电性连接，控制器20举例包括了模拟数字转换模块21、信号处理模块22、存储模块23、机械逻辑控制模块(mlc)24与轴卡传输接口25或多轴运动控制模块等；教导装置10的信号与指令将分别交由模拟数字转换模块21与信号处理模块22进行转换、处理与驱动机械手臂r在各坐标系统的各维度的移动，并且记录路径与位置于存储模块23。

图2a与图2b分别为本公开的教导装置10的俯视图与前视图，此二图详细显示了教导装置10的结构，举例包括了固定件12、本体11与手柄13，此三件可为一体或相互锁固而成，固定件12具有锁孔以安装于机械手臂r的夹持端t，固定件12在图2a中虽显示为圆盘状，但可视各式夹持端t的实际型体而改变。本体11连结固定件12，在接近固定件12的位置或一侧上装设多数的传感器111，例如力、应变或力矩传感器，并且采取等角度或等间隔的方式围绕于本体11，用以感测本体11在该位置或该侧于各方向所受到的拉力、压力、应变或力矩等信号；本体11另一侧则再装设一操作显示部112，此操作显示部112包括了多数功能按键b与显示荧幕s，分别用以提供数据输入、控制器致能与显示位置及坐标系统等的机能。显示荧幕s除显示外尚可以不同颜色或频率的灯号适时提醒教导人员目前的位置与坐标系统。

图2a与图2b中也显示一手柄13被锁固于本体11，提供教导人员以手握持而推拉机械手臂r，并配合传感器111与功能按键b以适时启动或致能控制器20对各坐标系统的各维度的驱动机能，以减低推拉时教导人员所受到的阻力而能快速且轻易地完成移动路径的教导。

图3为本公开以教导装置10配合机械手臂控制器20的教导实施流程图，当一教导模式开始，如步骤s1，本体11上的多数传感器111感测到教导人员经手柄13而对本体11所造成的受力反馈信号，如步骤s2，并将此信号传输至控制器20的模拟数字转换模块21转换成数字信号而再到信号处理模块22，如步骤s3；由于受力反馈信号代表了教导人员以机械手臂r夹持端t的坐标系统进行各维度的移动，但是一完整的机械手臂作业路径必须再包括各关节与基座在其坐标系统的各维度的移动，因此教导人员此时可从操作显示部112的功能按键b，切换至不同坐标系统以启动或致能控制器20对该系统的各维度的驱动，以使教导人员能轻易地推拉机械手臂r，此些切换、启动或致能的命令是由操作显示部112直接传至信号处理模块22与数字受力反馈信号一并进行处理，如步骤s4与图1。

当信号处理模块22接收到受力反馈信号与功能按键b的切换指令后，如步骤s4，将进行位置与各坐标系统于各维度的转换，并计算所需移动的方向与距离，此时若再处于自动模式而且目前位置仍在移动范围之内时，如步骤s5与步骤s7，信号处理模块22便将计算结果与控制指令传至机械逻辑控制模块24经轴卡传输接口25至机械手臂r的各驱动马达(未图示)，以启动或致能控制器20对各马达的驱动而移动机械手臂r，如步骤s9与步骤s11，并同时存储该移动路径与位置到存储模块23而结束教导模式，如步骤s10与步骤s12。

但若当时已切换到手动模式，便须由教导人员以手动按压功能按键b或在显示荧幕s上输入移动方向与距离，如步骤s6，且又若目前位置已落在移动范围外时，显示荧幕s便将显示一范围外的讯息提醒教导人员，如步骤s8，并回到重新读取受力反馈信号的步骤s2而进行新一轮的教导。

本公开的教导装置10整合了传感器111、操作显示部112的功能按键b与显示荧幕s于一体，除了具备完整的对机械手臂r的教导机能外，更能使教导人员单手即能快速及轻易地带领与操作以完成机械手臂的教导程序，免除了繁复且费时的动作。

综上所述，本公开的机械手臂教导装置，不仅整合了教导时所需要的所有控制机能于一体外，也具备显示与警示的功能而能适时提醒教导人员，达到快速且轻易地完成操作的要求。

本公开虽以各种实施例公开如上，然而其仅为范例参考而非用以限定本公开的范围，本领域技术人员在不脱离本公开的精神和范围内，当可做些许的更动与润饰。因此上述实施例并非用以限定本公开的范围，本公开的保护范围当视权利要求书所界定者为准。

技术特征：

技术总结
一种机械手臂教导装置，包括：用以固定于机械手臂的固定件；连结固定件的本体，本体包括多数传感器与操作显示部，传感器装设于本体接近固定件的一侧，用以感测该侧的受力、应变或力矩，操作显示部位于本体的另一侧，用以装设多数功能按键与显示荧幕；以及连结本体的手柄。依据本装置得以快速且轻易地完成机械手臂路径教导。

技术研发人员：丁纯乾;陈俊皓;王腾懋;吴忠宪
受保护的技术使用者：财团法人工业技术研究院
技术研发日：2016.09.23
技术公布日：2018.03.09