CN112114909A - 机械手臂校正***和机械手臂校正方法 - Google Patents

机械手臂校正***和机械手臂校正方法 Download PDF

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Abstract

提供一种机械手臂校正***和机械手臂校正方法。机械手臂校正方法包括：由机械手臂执行对应于第一X‑Y平面的第一行动；由感测器侦测机械手臂是否位于感测范围内；在机械手臂执行第一行动期间，根据机械手臂离开感测范围和重回感测范围的时间点判断第一行动的第一执行时间；以及比较第一执行时间和第一参考时间以判断机械手臂是否需要被校正。

Description

机械手臂校正***和机械手臂校正方法
技术领域
本发明是有关于一种校正机械手臂的技术，且特别是有关于一种机械手臂校正***和机械手臂校正方法。
背景技术
长期的运作过程会导致机械手臂耗损。例如，机械手臂可能因机构磨损或材质老化等因素而使机械手臂的移动产生偏移。对于一些需要非常精准地机械手臂操作的制程，这些偏移往往会造成制程中出现异常。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种机械手臂校正***和机械手臂校正方法，可在机械手臂开启后执行预设的行动，借以对机械手臂进行校正。
本发明的机械手臂校正***，包括机械手臂、感测器以及处理器。机械手臂执行对应于第一X-Y平面的第一行动。感测器，侦测机械手臂是否位于感测范围内。处理器耦接机械手臂以及感测器，其中处理器经配置以执行：在机械手臂执行第一行动期间，根据机械手臂离开感测范围和重回感测范围的时间点判断第一行动的第一执行时间；以及比较第一执行时间和第一参考时间以判断机械手臂是否需要被校正。
在本发明的一实施例中，上述的机械手臂校正***更包括储存媒体。储存媒体耦接处理器，其中第一参考时间预储存于储存媒体中。
在本发明的一实施例中，在机械手臂执行完第一行动后，机械手臂沿着Z轴移动并接着执行对应于第二X-Y平面的第二行动，并且处理器更经配置以执行：在机械手臂执行第二行动期间，根据机械手臂离开感测范围和重回感测范围的时间点判断第二行动的第二执行时间；以及比较第二执行时间和第二参考时间以判断机械手臂是否需要被校正。
在本发明的一实施例中，上述的处理器耦接至输出装置，并且处理器响应于判断机械手臂需要被校正而通过输出装置发出提示。
在本发明的一实施例中，上述的感测器为雷射感测器，并且感测器经设置以将侦测用的雷射光束射向感测范围。
本发明的机械手臂校正方法，适用于机械手臂，包括：由机械手臂执行对应于第一X-Y平面的第一行动；由感测器侦测机械手臂是否位于感测范围内；在机械手臂执行第一行动期间，根据机械手臂离开感测范围和重回感测范围的时间点判断第一行动的第一执行时间；以及比较第一执行时间和第一参考时间以判断机械手臂是否需要被校正。
在本发明的一实施例中，上述的机械手臂校正方法更包括：将第一参考时间预储存于储存媒体中。
在本发明的一实施例中，上述的机械手臂校正方法更包括：在机械手臂执行完第一行动后，由机械手臂沿着Z轴移动并接着执行对应于第二X-Y平面的第二行动；在机械手臂执行第二行动期间，根据机械手臂离开感测范围和重回感测范围的时间点判断第二行动的第二执行时间；以及比较第二执行时间和第二参考时间以判断机械手臂是否需要被校正。
在本发明的一实施例中，上述的机械手臂校正方法更包括：响应于判断机械手臂需要被校正而通过输出装置发出提示。
在本发明的一实施例中，上述的感测器为雷射感测器，并且感测器经设置以将侦测用的雷射光束射向感测范围。
基于上述，本发明的机械手臂校正***可根据机械手臂预设之行动的执行时间判断所述机械手臂是否需要被校正。
为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合所附图式作详细说明如下。
附图说明
图1根据本发明的实施例绘示机械手臂校正***的示意图。
图2根据本发明的实施例绘示机械手臂的俯视图。
图3根据本发明的实施例绘示机械手臂校正方法的流程图。
10：机械手臂校正***
100：处理器
200：储存媒体
300：感测器
310：雷射光束
400：机械手臂
EP：感测范围
S301、S303、S305、S307：步骤
具体实施方式
为了使本发明之内容可以被更容易明了，以下特举实施例作为本发明确实能够据以实施的范例。另外，凡可能之处，在图式及实施方式中使用相同标号的元件/构件/步骤，系代表相同或类似部件。
图1根据本发明的实施例绘示机械手臂校正***10的示意图。机械手臂校正***10包括处理器100、储存媒体200、感测器300以及机械手臂400。
处理器100耦接至储存媒体200、感测器300以及机械手臂400。处理器100例如是中央处理单元(central processing unit，CPU)，或是其他可程式化之一般用途或特殊用途的微控制单元(micro control unit，MCU)、微处理器(microprocessor)、数位信号处理器(digital signal processor，DSP)、可程式化控制器、特殊应用集成电路(applicationspecific integrated circuit，ASIC)、图形处理器(graphics processing unit，GPU)、算数逻辑单元(arithmetic logic unit，ALU)、复杂可程式逻辑装置(complex programmablelogic device，CPLD)、现场可程式化逻辑闸阵列(field programmable gate array，FPGA)或其他类似元件或上述元件的组合。
储存媒体200例如是任何型态的固定式或可移动式的随机存取存储器(randomaccess memory，RAM)、只读存储器(read-only memory，ROM)、快闪存储器(flash memory)、硬盘(hard disk drive，HDD)、固态硬盘(solid state drive，SSD)或类似元件或上述元件的组合，而用于储存可由机械手臂校正***10或处理器100执行的多个模组或各种应用程式。
感测器300用以侦测机械手臂400是否位于特定位置。具体来说，感测器300为一雷射感测器，其经设置而将用以侦测机械手臂400的雷射光束310射向X-Y平面的特定位置，以在X-Y平面上形成感测范围。图2根据本发明的实施例绘示机械手臂400的俯视图。如图2所示，当机械手臂400处于感测范围EP内的特定位置时，感测器300将可通过雷射光束310侦测到机械手臂400的存在。相对来说，当机械手臂400不处于感测范围EP内的特定位置时，感测器300的雷射光束310将无法侦测到机械手臂400的存在。需注意的是，感测范围EP的大小可与感测器300的设置位置或机械手臂400的外型有关。
请同时参照图1和图2，其中图1和图2中的X、Y和Z代表直角坐标系的三个坐标轴。储存媒体200可预储存关联于机械手臂之行动及其对应之参考时间的查找表，如表1所示，其中所述查找表可被视为是记载了机械手臂400之校正程序的表格。需注意的是，在本实施例中，表1记载的参考时间是从机械手臂400之校正程序起始后开始累计(但本发明不限于此)。若机械手臂400具有偏移的现象，则对应于每个行动之偏移将会造成所述行动的执行时间与对应的参考时间之间的时间差。因此，越后面执行之行动将会累积对应于先前之行动的时间差。换句话说，越后面执行之行动的执行时间可能越偏离所述行动所对应的参考时间。
表1
行动 参考时间
第一行动：沿着X轴移动+10厘米 9～15秒
第二行动：沿着Y轴移动-10厘米 14～20秒
第三行动：沿着Z轴移动-15厘米 19～30秒
第四行动：沿着X轴移动+10厘米 29～35秒
第五行动：沿着Y轴移动-10厘米 34～40秒
… …
在本实施例中，当机械手臂400启动后，机械手臂校正***10的处理器100可控制机械手臂400依序执行如表1所记载之行动，借以进行机械手臂400的校正程序。
具体来说，在机械手臂400启动后，处理器100可根据表1控制机械手臂400执行第一行动。在执行第一行动的过程中，机械手臂400会沿着X轴移动+10厘米，从而离开感测器300的感测范围EP。接着，机械手臂400沿着X轴移动-10厘米以进行归位。在机械手臂400归位后，机械手臂400将重新回到感测器300的感测范围EP，并且第一行动将结束。
在机械手臂400执行第一行动的期间，处理器100可根据机械手臂400离开感测范围EP和重回感测范围EP的时间点判断第一行动的第一执行时间。接着，处理器100可比较第一执行时间与表1中对应于第一行动的参考时间，借以判断机械手臂是否需要被校正。举例来说，在机械手臂400执行第一行动的期间，若处理器100通过感测器300侦测到机械手臂400在第10.5秒时离开感测范围EP，并且在第14.5秒时重回感测范围EP，则处理器100可基于机械手臂400执行第一行动所使用的第一执行时间在参考时间10～15秒之内而判断机械手臂400不存在偏移，或机械手臂400的偏移还未达到需要被校正的程度。相对来说，若处理器100通过感测器300侦测到机械手臂400在第10秒时离开感测范围EP，并且在第15.5秒时重回感测范围EP，则处理器100可基于机械手臂400执行第一行动所使用的第一执行时间在参考时间10～15秒之外而判断机械手臂400需要进行校正。
在上述的描述中，由于处理器100需要根据机械手臂400离开或重回感测范围EP的时间点来判断机械手臂400是否需要被校正。因此，针对X轴的各个行动(例如：表1所示的第一行动或第四行动)都需要被配置为可使机械手臂400完全地离开感测器300的感测范围EP。若处理器100通过感测器300侦测到机械手臂400沿着X轴移动的行动但所述行动并未使机械手臂400离开感测范围EP，则处理器100可据此判断所述行动为无效的行动。
在执行完第一行动后，处理器100可根据表1而控制机械手臂400执行第二行动。处理器100可基于机械手臂400执行第二行动所使用的第二执行时间在参考时间14～20秒之内而判断机械手臂400不存在偏移，或机械手臂400的偏移还未达到需要被校正的程度。相对来说，处理器100可基于机械手臂400执行第二行动所使用的第二执行时间在参考时间14～20秒之外而判断机械手臂400需要进行校正。
在上述的描述中，由于处理器100需要根据机械手臂400离开或重回感测范围EP的时间点才能判断机械手臂400是否需要被校正。因此，针对Y轴的各个行动(例如：表1所示的第二行动或第五行动)都需要被配置为可使机械手臂400完全地离开感测器300的感测范围EP。若处理器100通过感测器300侦测到机械手臂400沿着Y轴移动的行动但所述行动并未使机械手臂400离开感测范围EP，则处理器100可据此判断所述行动为无效的行动。
在执行完对应于X-Y平面的第一行动和第二行动后，处理器100可控制机械手臂400执行第三行动，进而使得机械手臂400沿着Z轴移动-15厘米。第三行动还包括机械手臂400的归位指示，因此，在机械手臂400沿着Z轴移动-15厘米后，第三行动即会结束。在执行第三行动的期间，机械手臂400将不会离开感测器300的感测范围EP。因此，处理器100将无法根据机械手臂400离开感测范围EP或重回感测范围EP的时间点来判断机械手臂400是否需要被校正。相对来说，处理器100将通过感测器300的雷射光束310直接地测量出机械手臂400在Z轴移动的距离。处理器100可基于机械手臂400执行第三行动所使用的第三执行时间在参考时间19～30秒之内而判断机械手臂400不存在偏移，或机械手臂400的偏移还未达到需要被校正的程度。相对来说，处理器100可基于机械手臂400执行第三行动所使用的第三执行时间在参考时间19～30秒之外而判断机械手臂400需要进行校正。
在执行完第三行动后，处理器100可控制机械手臂400依序执行如表1所示的第四行动、第五行动、…等行动，直到机械手臂400的校正程序结束为止。需注意的是，虽然在本实施例中，第四行动与第一行动相同(但两者分别对应于不同的X-Y平面)，但本发明不限于此。举例来说，第四行动可以是与第一行动不同的‘沿着X轴移动+20厘米’。
在一些实施例中，处理器100可耦接至诸如荧幕或扬声器等输出装置。响应于处理器100判断机械手臂400需要被校正，处理器100将可通过所述输出装置发出提示以指示操作人员对机械手臂400进行校正。
图3根据本发明的实施例绘示机械手臂校正方法的流程图，其中所述机械手臂校正方法适用于一机械手臂，并且所述机械手臂校正方法可由如图1所示的机械手臂校正***10实施。在步骤S301中，由机械手臂400执行对应于第一X-Y平面的第一行动。在步骤S303中，由感测器300侦测机械手臂400是否位于感测范围EP内。在步骤S305中，在机械手臂400执行第一行动期间，根据机械手臂400离开感测范围EP和重回感测范围EP的时间点判断第一行动的第一执行时间。在步骤S307中，比较第一执行时间和第一参考时间以判断机械手臂400是否需要被校正。
综上所述，本发明的机械手臂校正***可通过雷射光束感测器侦测机械手臂执行预设之行动的执行时间，再根据查找表来判断所述行动的执行时间是否在误差范围之内。若所述行动的执行时间超出误差范围，则处理器可判断机械手臂可能需要被校正，并且将判断结果通知给机械手臂的操作员。
虽然本发明已以实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的更动与润饰，故本发明的保护范围当视后附的申请专利范围所界定者为准。

Claims (10)

1.一种机械手臂校正***，其特征在于，包括：
机械手臂，执行对应于第一X-Y平面的第一行动；
感测器，侦测所述机械手臂是否位于感测范围内；以及
处理器，耦接所述机械手臂以及所述感测器，其中所述处理器经配置以执行：
在所述机械手臂执行所述第一行动期间，根据所述机械手臂离开所述感测范围和重回所述感测范围的时间点判断所述第一行动的第一执行时间；以及
比较所述第一执行时间和第一参考时间以判断所述机械手臂是否需要被校正。
2.如权利要求1所述的机械手臂校正***，更包括：
储存媒体，耦接所述处理器，其中所述第一参考时间预储存于所述储存媒体中。
3.如权利要求1所述的机械手臂校正***，其中在所述机械手臂执行完所述第一行动后，所述机械手臂沿着Z轴移动并接着执行对应于第二X-Y平面的第二行动，并且所述处理器更经配置以执行：
在所述机械手臂执行所述第二行动期间，根据所述机械手臂离开所述感测范围和重回所述感测范围的时间点判断所述第二行动的第二执行时间；以及
比较所述第二执行时间和第二参考时间以判断所述机械手臂是否需要被校正。
4.如权利要求1所述的机械手臂校正***，其中所述处理器耦接至输出装置，并且所述处理器响应于判断所述机械手臂需要被校正而通过所述输出装置发出提示。
5.如权利要求1所述的机械手臂校正***，其中所述感测器为雷射感测器，并且所述感测器经设置以将侦测用的雷射光束射向所述感测范围。
6.一种机械手臂校正方法，适用于机械手臂，其特征在于，包括：
由所述机械手臂执行对应于第一X-Y平面的第一行动；
由感测器侦测所述机械手臂是否位于感测范围内；
在所述机械手臂执行所述第一行动期间，根据所述机械手臂离开所述感测范围和重回所述感测范围的时间点判断所述第一行动的第一执行时间；以及
比较所述第一执行时间和第一参考时间以判断所述机械手臂是否需要被校正。
7.如权利要求6所述的机械手臂校正方法，更包括：
将所述第一参考时间预储存于储存媒体中。
8.如权利要求6所述的机械手臂校正方法，更包括：
在所述机械手臂执行完所述第一行动后，由所述机械手臂沿着Z轴移动并接着执行对应于第二X-Y平面的第二行动；
在所述机械手臂执行所述第二行动期间，根据所述机械手臂离开所述感测范围和重回所述感测范围的时间点判断所述第二行动的第二执行时间；以及
比较所述第二执行时间和第二参考时间以判断所述机械手臂是否需要被校正。
9.如权利要求6所述的机械手臂校正方法，更包括：响应于判断所述机械手臂需要被校正而通过输出装置发出提示。
10.如权利要求6所述的机械手臂校正方法，其中所述感测器为雷射感测器，并且所述感测器经设置以将侦测用的雷射光束射向所述感测范围。
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