机械手臂加工方法、系统及计算机可读取纪录媒体技术方案

本发明专利技术提供一种基于三维图像的机械手臂加工方法、系统及计算机可读取纪录媒体。加工方法包括：提供机械手臂的三维模型信息与加工环境的三维模型信息；获得工件的三维模型信息，并根据工件的三维模型信息，产生由多个接触点所形成的加工路径，其中机械手臂的自由端根据加工路径而移动，以完成加工程序；根据机械手臂的自由端对应任一个接触点之间的关系，产生机械手臂的移动姿态候选组；自移动姿态候选组，选择实际移动姿态；根据实际移动姿态，移动机械手臂的自由端至对应的任一个接触点；以及根据多个实际移动姿态，机械手臂的自由端移动于加工路径，以完成加工程序。

Manipulator Processing Method, System and Computer Readable Recording Media

The invention provides a manipulator processing method, system and computer readable recording media based on three-dimensional image. Processing methods include: providing the three-dimensional model information of the manipulator arm and the three-dimensional model information of the processing environment; obtaining the three-dimensional model information of the workpiece, and according to the three-dimensional model information of the workpiece, generating the processing path formed by multiple contact points, in which the free end of the manipulator arm moves according to the processing path to complete the processing program; and corresponding to the free end of the manipulator. According to the relationship between contact points, the candidate group of mobile attitude of the manipulator is generated; the actual mobile attitude is selected from the candidate group of mobile attitude; according to the actual mobile attitude, the free end of the mobile manipulator is moved to any corresponding contact point; and according to multiple actual mobile postures, the free end of the manipulator is moved to the processing path to complete the processing program.

【技术实现步骤摘要】
机械手臂加工方法、系统及计算机可读取纪录媒体
本专利技术涉及一种加工方法、系统及计算机可读取纪录媒体，尤其涉及一种基于三维图像的机械手臂加工方法、系统及计算机可读取纪录媒体。
技术介绍
代工业中许多的加工步骤都是单一且重复施做的。目前逐渐以机械方式取代人力，利用机台执行加工有助于提升产品的产量及减少人力支出等。此外，通过程序控制加工路径，可减轻使用人力加工时的不确定性，因而机台加工的运用成为各类产品生产过程中的较佳选择。在现行的机台加工时，如点胶加工设备的加工路径，通常是由工程师设计而成。假若加工路径单纯，像是直线移动或仅是翻转单一角度，则加工路径程序的程序设计较为简单。然而，复杂的加工路径，例如不规则弧线移动或是不规则图形移动，加工路径程序设计比较困难。此外，对于加工机台来说，在执行加工时，主要是通过控制机械手臂将工件移动至待加工位置，此时假若因为制造的可容忍公差使得同一个款式的每一个单一工件可能都会有些微的差异，或者是机械手臂夹取工件所造成的工件相对于机械手臂的距离或角度的偏差，都会影响加工结果。
技术实现思路
本专利技术提供一种能够提升组装良率的基于三维图像的机械手臂加工方法、系统及计算机可读取纪录媒体。本专利技术的一种基于三维图像的机械手臂加工方法，利用机械手臂于加工环境内对至少一工件进行加工程序。所述加工方法至少包括下列步骤：提供机械手臂的三维模型信息与加工环境的三维模型信息；获得工件的三维模型信息，并根据工件的三维模型信息产生由多个接触点所形成的加工路径，其中机械手臂的自由端根据加工路径而移动以完成加工程序；根据机械手臂的自由端对应任一个接触点之间的关系，产生机械手臂的移动姿态候选组；自移动姿态候选组选择一实际移动姿态；根据实际移动姿态移动机械手臂的自由端至对应的任一个接触点；根据多个实际移动姿态，机械手臂的自由端移动于加工路径，以完成加工程序。本专利技术另提供一种基于三维图像的机械手臂加工系统，包括：机械手臂，在加工环境内，对至少一工件进行加工程序；数据库，存储工件的三维模型信息、机械手臂的三维模型信息、加工环境的三维模型信息；以及处理模块，耦合于机械手臂与数据库之间，用以控制机械手臂执行加工程序；其中处理模块根据工件的三维模型信息产生由多个接触点所形成的加工路径，控制机械手臂的自由端根据加工路径而移动，以完成加工程序；其中处理模块根据机械手臂的自由端对应任一个接触点之间的关系，产生机械手臂的移动姿态候选组，并自移动姿态候选组，选择实际移动姿态；其中处理模块根据实际移动姿态，控制机械手臂的自由端移动至对应的任一个接触点；其中处理模块根据多个实际移动姿态控制机械手臂的自由端移动于加工路径，以完成加工程序。本专利技术另提供一种计算机可读取纪录媒体，其记录有前述的机械手臂加工方法的程序，当执行所述程序时，可施行使用在基于三维图像的机械手臂加工系统。基于上述，本专利技术所提供的基于三维图像的机械手臂加工方法及系统可以进行自动化加工程序，不仅可以达到节省人力，同时还可减免人为错误进而提升组装良率。为让本专利技术的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合附图作详细说明如下。附图说明图1A为第一实施例的基于三维图像的机械手臂加工系统的示意图；图1B为第一实施例的接触点形成的加工路径的示意图；图1C为虚拟的3D空间与真实世界坐标系的坐标转换示意图；图2为第一实施例的基于三维图像的机械手臂加工方法的流程图；图3为第二实施例的点胶加工设备的示意图；图4为点胶加工设备的加工方法的流程图；图5为高尔夫球杆头的壳体在虚拟3D空间中的示意图；图6为点胶加工设备的另一种实施例的示意图。附图标记说明100：机械手臂加工系统；110：处理模块；120：机械手臂；130：数据库；140：检测装置；190：工件；192：接触点特征；194：接触点；200：点胶加工设备；200a：备料区；200b：置料区；212：夹持装置；242：摄像镜头；250：点胶装置；260：贴合装置；270：加工环境；300、400：壳体；300a：接触点特征；300b：接触点；C、C1、C2、C3、C4、比较点；S、S1、S2、S3、S4：基准点。具体实施方式本专利技术提供基于三维图像的机械手臂加工方法及系统，通过将真实世界中的加工环境、加工设备等信息输入数据库中以建立出虚拟的3D空间，并且将虚拟的3D空间以及真实世界进行校正，然后在获取真实世界中待加工的工件的3D信息后，并将真实世界中待加工的工件的3D信息输入数据库中并进行计算后，与虚拟的3D空间中的加工设备及加工环境配合后产生加工路径，而使得在真实世界中的机械手臂得以根据在虚拟3D空间中计算出来的加工路径在真实世界中进行加工程序。[第一实施例]图1A为第一实施例的基于三维图像的机械手臂加工系统的示意图、图1B为第一实施例的接触点形成的加工路径的示意图，而图2为第一实施例的基于三维图像的机械手臂加工方法的流程图。请同时参考图1A、图1B及图2，基于三维图像的机械手臂加工系统100包括处理模块110、机械手臂120以及数据库130。机械手臂120用于在加工环境内对至少一工件190进行加工程序；数据库130用来存储工件190的三维模型信息、机械手臂120的三维模型信息以及加工环境的三维模型信息；处理模块110电性耦合于机械手臂120与数据库130之间，用来控制机械手臂120执行加工程序。前述的处理模块110与数据库130可以建置在同一个电子装置(例如，电脑的主机)中，或者数据库130与处理模块110也可以是两个彼此独立的个体，例如数据库130可以是随身硬盘，且随身硬盘可通过媒介以与处理模块110电性连接。当使用前述的加工系统对工件190进行加工时，至少包含下列步骤S110～步骤S160。如步骤S110，提供机械手臂120的三维模型信息与加工环境的三维模型信息。如步骤S120，获得工件190的三维模型信息，其中，获得工件190的三维模型信息可以是处理模块110通过数据库130获得预设的工件190的三维模型信息，或者也可以是通过非接触式的检测装置140，检测工件190轮廓与尺寸所产生的工件190的三维模型信息。工件190可以是任何装置(包含电子装置及非电子装置)的壳体或高尔夫球杆头的壳体…等，只要是需要进行加工的物品，都可能作为本加工系统或加工方法中的工件，并不以本实施例所举的例子为限。在本实施例中，工件190以电子装置的壳体进行说明，此电子装置的壳体呈长方形，且待加工的表面为平面。此外，通过非接触式的检测装置140检测工件190的实施方式可能是使用深度摄影机拍摄工件190的图像，或者是利用3D雷射扫描的方式扫描工件190的轮廓，或者也可以是将深度摄影机与3D雷射扫描两者混合使用。当然，通过非接触式的检测装置140检测工件190的实施方式也并不受本实施例的举例而局限，本领域人员能够依照需求而选用适当的方法。附带一提，在步骤S110及步骤S120之间，可还包括步骤S112，通过处理模块110校正机械手臂120的三维模型信息与加工环境的三维模型信息两者在真实世界坐标系的误差。前述的校正是指处理模块110在机械手臂120的三维模型信息与加工环境的三维模型信息中，选择至少一个校正点坐标位置信息，而处理模块110根据至少一个本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于三维图像的机械手臂加工方法，利用机械手臂，在加工环境内，对至少一工件进行加工程序，其特征在于所述加工方法包括：提供所述机械手臂的三维模型信息与所述加工环境的三维模型信息；获得所述工件的三维模型信息，并根据所述工件的三维模型信息，产生由多个接触点所形成的加工路径，其中所述机械手臂的自由端根据所述加工路径而移动，以完成所述加工程序；根据所述机械手臂的自由端对应任一个所述接触点之间的关系，产生所述机械手臂的移动姿态候选组；自所述移动姿态候选组，选择实际移动姿态；根据所述实际移动姿态，移动所述机械手臂的自由端至对应的任一个所述接触点；根据多个所述实际移动姿态，所述机械手臂的自由端移动于所述加工路径，以完成所述加工程序。

【技术特征摘要】
2017.08.15 TW 1061276871.一种基于三维图像的机械手臂加工方法，利用机械手臂，在加工环境内，对至少一工件进行加工程序，其特征在于所述加工方法包括：提供所述机械手臂的三维模型信息与所述加工环境的三维模型信息；获得所述工件的三维模型信息，并根据所述工件的三维模型信息，产生由多个接触点所形成的加工路径，其中所述机械手臂的自由端根据所述加工路径而移动，以完成所述加工程序；根据所述机械手臂的自由端对应任一个所述接触点之间的关系，产生所述机械手臂的移动姿态候选组；自所述移动姿态候选组，选择实际移动姿态；根据所述实际移动姿态，移动所述机械手臂的自由端至对应的任一个所述接触点；根据多个所述实际移动姿态，所述机械手臂的自由端移动于所述加工路径，以完成所述加工程序。2.根据权利要求1所述的机械手臂加工方法，还包括：在所述机械手臂的三维模型信息与所述加工环境的三维模型信息中，选择至少一个校正点坐标位置信息；根据所述至少一个校正点坐标位置信息，使所述机械手臂的自由端移动至真实世界坐标系上的对应坐标位置；以及比较所述至少一个校正点位置信息与所述对应坐标位置，以校正所述机械手臂的三维模型信息与所述加工环境的三维模型信息，两者在真实世界坐标系的误差。3.根据权利要求1所述的机械手臂加工方法，其中所述的获得所述工件的三维模型信息包括：通过数据库中获得预设的所述工件的三维模型信息，或通过非接触式的检测装置，检测所述工件轮廓与尺寸，产生所述工件的三维模型信息。4.根据权利要求1所述的机械手臂加工方法，其中所述的产生由多个接触点所形成的所述加工路径包括：根据所述工件的三维模型信息，设定多个所述接触点的位置，或检测至少一个接触点特征，以建立多个所述接触点的位置。5.根据权利要求1所述的机械手臂加工方法，其中所述的自所述移动姿态候选组，选择所述实际移动姿态包括：根据所述移动姿态候选组，产生对应的所述机械手臂的三维姿态模型候选组；根据所述移动姿态候选组、所述三维姿态模型候选组，以及所述加工环境的三维模型信息，自所述移动姿态候选组中，删除造成所述机械手臂与所述环境空间相互干涉的所述移动姿态。6.根据权利要求5所述的机械手臂加工方法，其中所述的自所述移动姿态候选组，选择所述实际移动姿态包括：自未相互干涉的所述移动姿态候选组中，选择对所述机械手臂的轴角度产生最小偏移量的所述移动姿态。7.根据权利要求1所述的机械手臂加工方法，其中所述的加工程序包括点胶加工程序，其中所述机械手臂的自由端连接点胶装置，使所述机械手臂对所述加工路径上的每一个所述接触点进行点胶，或所述机械手臂的自由端连接夹持装置，利用所述挟持装置夹持并移动所述工件，使所述机械手臂通过固定位置的点胶装置，对所述加工路径上的每一个所述接触点进行点胶。8.根据权利要求7...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄孝维，林伯聪，邹嘉骏，
申请(专利权)人：由田新技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾,71