机械手臂的工具校正装置制造方法及图纸

本发明专利技术为一种应用于具有工具的机械手臂的工具校正装置，包含：基座；X轴量测装置，设置于基座，且包含于X轴轴向移动的第一量测板及感测第一量测板位移量的第一感测器；Y轴量测装置，设置于基座且与X轴量测装置相邻设，且包含于Y轴轴向移动的第二量测板及感测第二量测板位移量的第二感测器；Z轴量测装置，设置于基座的凹陷部且与X轴量测装置及Y轴量测装置相邻设，且包含于Z轴轴向移动的第三量测板及感测第三量测板位移量的第三感测器；其中，根据工具于X轴、Y轴及Z轴移动所感测取得的位移量，以取得工具的中心点信息，使利校正。

【技术实现步骤摘要】
机械手臂的工具校正装置
本专利技术是关于一种工具校正装置，尤指一种机械手臂的工具校正装置。
技术介绍
随着工业科技的进步，各式各样的机器人已广泛地被研发以应用于生活及产业中。一般而言，机械手臂是机器人的重要元件，且机械手臂会于其端部装配工具来进行所需的任务。举例而言，该工具可为焊接工具、钻孔工具、抓持工具、研磨工具或切割工具。固定于机械手臂的端部的工具需具有一定义的端点，称为工具中心点(ToolCenterPoint，以下简称TCP)。当工具设置于机械手臂的端部时，该工具的TCP与机械手臂的末端效应点(End-EffectPoint)之间相对的偏移量必须精确地取得且预先设定。换言之，在机械手臂装配工具时必须先知道工具的尺寸，如此一来，当机械手臂在装配工具运作时，机器人程序可依据取得的偏移量进行校正，藉此使该工具可以运行于正确路径及位置。目前，为了方便校正工具的TCP，可使用工具校正装置来实现。传统工具校正装置包含框体及多个红外线感测器。当工具装配于机械手臂的端部时，即进行工具校正程序。首先，将工具朝工具校正装置移动，且进行工具的点位模拟与教导程序，即机械手臂带动工具于工具校正装置的框体所定义的空间内移动，且工具校正装置根据该工具的TCP的移动而进行教导点位程序并建立此工具的样本。如此一来，当更换相同型态的工具时，工具校正装置便可比较工具更换前后所产生的偏差量，并使机械手臂可以对工具正确性进行补偿，使完成工具校正程序。然而，具有红外线感测器的传统工具校正装置价格相当昂贵。此外，当装配于机械手臂的工具以相同型态的工具更换时，虽然具红外线感测器的传统工具校正装置可以取得工具的TCP与机械手臂的末端效应点之间相对的偏移量，然而当装配于机械手臂的工具以不同型态的工具更换时，具红外线感测器的传统工具校正装置并无法正确地取得工具的TCP与机械手臂的末端效应点之间相对的偏移量，因此以传统工具校正装置进行工具校正的正确性降低。此外，工具的错位将造成整个产线停机且浪费材料、时间与成本。因此，实有必要发展一种机械手臂的工具校正装置，以解决先前技术所面临的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种机械手臂的工具校正装置，其成本较低且可模块化组装。此外，本专利技术的工具校正装置可正确地量测与取得工具的TCP与机械手臂的末端效应点之间相对的偏移量，藉此机械手臂可以快速地对工具正确性进行补偿，以确保工具的正确运作位置。相较于人工校正方式，利用本专利技术的工具校正装置不只可以节省操作时间，且可以实现工具的高精度校正。为达上述目的，本专利技术提供一种工具校正装置，应用于具有工具的机械手臂，机械手臂带动工具移动，工具校正装置包含基座、X轴量测装置、Y轴量测装置及Z轴量测装置。基座具有凹陷部。X轴量测装置设置于基座上，且包含第一量测板及第一感测器，其中第一量测板于X轴轴向移动，且第一感测器于工具驱使第一量测板移动时感测第一量测板所移动的第一位移量。Y轴量测装置设置于基座上且与X轴量测装置的一侧相邻设，并且包含第二量测板及第二感测器，其中第二量测板于Y轴轴向移动，且第二感测器于工具驱使第二量测板移动时感测第二量测板所移动的第二位移量。Z轴量测装置，设置于凹陷部且具有两相邻侧分别与X轴量测装置及Y轴量测装置相邻设，并且包含第三量测板及第三感测器，其中第三量测板于Z轴轴向移动，且第三感测器于工具驱使第三量测板移动时感测第三量测板所移动的第三位移量。其中，根据工具于X轴、Y轴及Z轴移动所感测取得的第一位移量、第二位移量及第三位移量，以取得关于工具的工具中心点的信息，使进行工具的工具中心点的校正。以下结合附图和具体实施例对本专利技术进行详细描述，但不作为对本专利技术的限定。附图说明图1A为本专利技术第一实施例的工具校正装置的结构示意图。图1B为图1A所示的工具校正装置的结构侧视图。图2A为机器手臂装配工具应用于本专利技术的工具校正装置的结构示意图。图2B为图2A所示结构的局部放大图。图3为机器手臂装配工具应用于工具校正装置时的运作流程图。图4A为本专利技术第二实施例的工具校正装置的结构示意图。图4B为图4A所示的工具校正装置的结构侧视图。图5A为本专利技术第三实施例的工具校正装置的结构示意图。图5B为图5A所示的工具校正装置的结构侧视图。图6A为本专利技术第四实施例的工具校正装置的结构示意图。图6B为图6A所示的工具校正装置的结构侧视图。图7A为本专利技术第五实施例的工具校正装置的结构示意图。图7B为图7A所示的工具校正装置的结构侧视图。其中，附图标记1、1a、1b、1c、1d：工具校正装置10：基座101：槽部101a：顶面143a、243a：第一侧壁面102：凹陷部102a：底面10a：X轴量测装置11：第一量测板11a：第一滑动部11b：第一量测部11c：第一侧壁111c：外侧面112c、212c：内侧面12：第一感测器12a：第一感测槽13：第一线性轨道13a：第一侧13b：第二侧14：第一弹性元件14a：第一弹簧144a：第一侧壁面14b：第一柱10b：Y轴量测装置21：第二量测板21a：第二滑动部21b：第二量测部21c：第二侧壁22：第二感测器22a：第二感测槽23：第二线性轨道23a：第一侧23b：第二侧24：第二弹性元件24a：第二弹簧24b：第二柱10c：Z轴量测装置31：第三量测板31a：第三滑动部31b：第三量测部31c：第三侧壁32：第三感测器32a：第三感测槽33：第三线性轨道34：第三弹性元件34a：第三弹簧34b：第三柱101c：第一侧102c：第二侧103c：顶面103：感测空间2：机械手臂2a：末端效应点3：工具3a：连接端3b：工具中心点S1-S6：步骤具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本专利技术技术方案进行详细的描述，以更进一步了解本专利技术的目的、方案及功效，但并非作为本专利技术所附权利要求保护范围的限制。图1A为本专利技术第一实施例的工具校正装置的结构示意图，图1B为图1A所示的工具校正装置的结构侧视图，图2A为机器手臂装配工具应用于本专利技术的工具校正装置的结构示意图(机器手臂以平面关节型机器人(SelectiveComplianceAssemblyRobotArm,SCARA)为例，但不以此为限)，图2B为图2A所示结构的局部放大图。如图1A、1B、2A及2B所示，本专利技术的工具校正装置1用于校正机械手臂2的端部所装配的工具3，以使机械手臂2在执行所需任务时可以确保工具3运作于正确位置。工具校正装置1包括基座10、X轴量测装置10a、Y轴量测装置10b及Z轴量测装置10c，其中基座10包含多个槽部101及一凹陷部102。X轴量测装置10a及Y轴量测装置10b分别设置于基座10上，而Z轴量测装置10c则设置于基座10的凹陷部102，其中X轴量测装置10a的一侧与Y轴量测装置10b的一侧相邻设置，且X轴量测装置10a与Y轴量测装置10b分别邻设于Z轴量测装置10c的第一侧101c及第二侧102c并部分高出Z轴量测装置10c的顶面103c，藉此使X轴量测装置10a、Y轴量测装置10b及Z轴量测装置10c定义形成感测空间103。X轴量测装置10a包含第一量测板11、第一感测器12、第一线性轨道13及第一弹性元件14。于本实施例中，第一感测器12本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种工具校正装置，其特征在于，应用于一机械手臂，该机械手臂具有一工具，且该机械手臂带动该工具移动，该工具校正装置包含：一基座，具有一凹陷部；一X轴量测装置，设置于该基座上，且包含一第一量测板及一第一感测器，其中该第一量测板于X轴轴向移动，且该第一感测器于该工具驱使该第一量测板移动时感测该第一量测板所移动的一第一位移量；一Y轴量测装置，设置于该基座上且与该X轴量测装置的一侧相邻设，并且包含一第二量测板及一第二感测器，其中该第二量测板于Y轴轴向移动，且该第二感测器于该工具驱使该第二量测板移动时感测该第二量测板所移动的一第二位移量；以及一Z轴量测装置，设置于该凹陷部且具有两相邻侧分别与该X轴量测装置及该Y轴量测装置相邻设，并且包含一第三量测板及一第三感测器，其中该第三量测板于Z轴轴向移动，且该第三感测器于该工具驱使该第三量测板移动时感测该第三量测板所移动的一第三位移量；其中，根据该工具于该X轴、该Y轴及该Z轴移动所感测取得的该第一位移量、该第二位移量及该第三位移量，以取得关于该工具的一工具中心点的信息，使进行该工具的该工具中心点的校正。

【技术特征摘要】
2015.11.30 US 62/260,9241.一种工具校正装置，其特征在于，应用于一机械手臂，该机械手臂具有一工具，且该机械手臂带动该工具移动，该工具校正装置包含：一基座，具有一凹陷部；一X轴量测装置，设置于该基座上，且包含一第一量测板及一第一感测器，其中该第一量测板于X轴轴向移动，且该第一感测器于该工具驱使该第一量测板移动时感测该第一量测板所移动的一第一位移量；一Y轴量测装置，设置于该基座上且与该X轴量测装置的一侧相邻设，并且包含一第二量测板及一第二感测器，其中该第二量测板于Y轴轴向移动，且该第二感测器于该工具驱使该第二量测板移动时感测该第二量测板所移动的一第二位移量；以及一Z轴量测装置，设置于该凹陷部且具有两相邻侧分别与该X轴量测装置及该Y轴量测装置相邻设，并且包含一第三量测板及一第三感测器，其中该第三量测板于Z轴轴向移动，且该第三感测器于该工具驱使该第三量测板移动时感测该第三量测板所移动的一第三位移量；其中，根据该工具于该X轴、该Y轴及该Z轴移动所感测取得的该第一位移量、该第二位移量及该第三位移量，以取得关于该工具的一工具中心点的信息，使进行该工具的该工具中心点的校正。2.如权利要求1所述的工具校正装置，其特征在于，该X轴量测装置更包含一第一线性轨道及一第一弹性元件，该第一线性轨道供该第一量测板滑动，且该第一弹性元件于该工具驱使该第一量测板移动时产生弹性恢复力，其中该Y轴量测装置更包含一第二线性轨道及一第二弹性元件，该第二线性轨道供该第二量测板滑动，且该第二弹性元件于该工具驱使该第二量测板移动时产生弹性恢复力，其中该Z轴量测装置更包含一第三线性轨道及一第三弹性元件，该第三线性轨道供该第三量测板滑动，且该第三弹性元件于该工具驱使该第三量测板移动时产生弹性恢复力。3.如权利要求2所述的工具校正装置，其特征在于，该第一量测板包含一第一滑动部，与该第一线性轨道相配合，以使该第一量测板滑动于该第一线性轨道上，其中该第二量测板包含一第二滑动部，与该第二线性轨道相配合，以使该第二量测板滑动于该第二线性轨道上，其中该第...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄正豪，徐志铭，
申请(专利权)人：台达电子工业股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾,71