机器人视觉坐标的编程方法技术

一种机器人视觉坐标的编程方法，牵引机器人至作业点位，设定作业点位的坐标及拍摄作业为新增点位，拍摄教导图像，并建立视觉坐标系统，在建立的视觉坐标系统设定接续的新增点位。机器人作业时，在拍摄的作业点位，伺服机器人拍摄图像与教导图像比较，搜索相同的教导图像，确认视觉坐标系统维持在教导时相同对应位置关系，以精确控制机器人。

The programming method of robot visual coordinates

A programming method for visual coordinates of a robot, to draw a robot to the job point, to set the coordinates of the job point and to shoot a new point, to shoot a teaching image, and to establish a visual coordinate system, to set up a new point in the established visual coordinate system. During the operation of the robot, the servo robot photographed the image compared with the teaching image, searching the same teaching image, confirming that the visual coordinate system maintained the same corresponding position relationship at the teaching, so that the robot could be accurately controlled.

【技术实现步骤摘要】
机器人视觉坐标的编程方法
本专利技术涉及一种机器人，尤其涉及工业机器人利用拍摄图像，建立视觉坐标系统，编程机器人作业点位的方法。
技术介绍
机器人具有灵活移动、精确定位及连续性作业的特性，已成为产品生产线上制造组装的最佳利器。而简化机器人作业的编程，让机器人快速加入生产线，已成为提升机器人生产效率的重要课题。如图10所示，现有技术机器人1编程的坐标系统，通常包含机器人坐标系统(RobotBase)R、世界坐标系统(GlobalBase)G、工具坐标系统(ToolBase)T、工件坐标系统(WorkpieceBase)W等。其中工件坐标系统W尤其重要，因机器人1在编程时，可选择将阶段性移动的点位P，记录在工件2的工件坐标系统W。当工件坐标系统W的原点位置及三维方位角合起来的6个自由度，相对于机器人坐标系统R发生移动改变时，机器人1只要重新取得工件坐标系统W相对于机器人坐标系统R的变化值，即可让记录于工件坐标系统W点位P确定相对于机器人坐标系统R的位置，以精确控制机器人1至点位P。而点位P坐标因记录于工件坐标系统W，不随机器人坐标系统R移动而改变，在人机界面上的显示并无变化，因此易于设定点位进行机器人1作业编程。此外，机器人1的末端或外部常整合视觉装置3，机器人1借着视觉装置3的拍摄图像，并计算图像特征D于图像平面的坐标，与工作环境中已知环境特征D的坐标进行比对，而产生图像特征D坐标偏移值，如X轴:3像素(pixel),Y:6像素(pixel),角度:0.5度，再利用前述偏移值，通过图像处理，将像素换算为实际距离如6mm,12mm等，而在编程设定点位时，由用户补偿前述偏移值，使机器人1动作随图像校正，以提高控制精确度。然而，前述编程的方式，设定点位需随拍摄图像一一补偿偏移值，不仅使设定点位变得复杂困难，且在多次视觉装置3拍摄图像进行补偿偏移值后，例如点位随拍摄图像K偏移至L处再随拍摄图像L偏移至M处等复杂操作时，点位的编程及记录更为复杂难懂，让机器人1的编程变得十分困难，设定的点位也难以管理，无法轻易重复使用需精密计算的点位，导致编程效率降低。因此，如何使具备图像系统的机器人更容易直觉编程，是亟待解决的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的提供一种机器人视觉坐标的编程方法，通过机器人视觉装置在点位拍摄的教导图像，建立视觉坐标系统，并在视觉坐标系统编程点位，以简化机器人作业的编程。本专利技术的另一目的提供一种机器人视觉坐标的编程方法，在编程后，伺服机器人搜索相同教导图像的图像，确认视觉坐标系统，快速移动点位，以提高机器人作业的效率。本专利技术再一目的在提供一种机器人视觉坐标的编程方法，利用人机界面提供点位编程时选择储存的坐标系统，并在流程方块中标示点位的坐标系统，及由点位管理页面登录点位坐标，以加强点位的管理。为了达到前述专利技术的目的，本专利技术机器人视觉坐标的编程方法，首先牵引机器人至作业点位，选择作业点位记录的坐标系统，设定作业点位为新增点位，并设定新增点位的坐标及作业，校验新增点位的作业是否为拍摄作业时，在新增点位拍摄教导图像，并建立视觉坐标系统，如果校验未完成编程，则在建立的视觉坐标系统设定接续的新增点位，如果已完成编程，则结束编程。而如果校验新增点位的作业不为拍摄作业时，则直接校验是否完成编程。本专利技术机器人视觉坐标的编程方法，在完成编程后，以设定的坐标系统移动机器人至作业点位，校验作业点位是否为拍摄作业，伺服机器人拍摄图像与教导图像比较，计算图像的位移量及旋转角度差异量，搜索相同的教导图像，校验拍摄图像与教导图像的差异量是否小于预设值，确认视觉坐标系统维持在教导时相同对应位置关系，以便控制机器人移动点位进行作业。本专利技术在校验差异量不小于预设值校验时，则继续搜索相同的教导图像。另外在确认视觉坐标系统后，记录拍摄姿态建立新视觉坐标系统，以更新视觉坐标系统。更新视觉坐标系统后，如果校验未完成作业，则继续移动点位，如果已完成作业，则结束作业。而在校验作业点位不为拍摄作业时，则执行作业点位设定的作业，然后校验是否完成作业。本专利技术机器人视觉坐标的编程方法，在设定新增点位坐标及作业后，机器人的人机界面的编程画面，在新增点位的流程方块下标显现记录视觉坐标系统的标记。附图说明图1为本专利技术机器人视觉坐标的编程系统图。图2为本专利技术机器人在作业中建立视觉坐标系统的示意图。图3为本专利技术机器人视觉坐标系统的示意图。图4为本专利技术机器人移动点位的示意图。图5为本专利技术人机界面编程的画面图。图6为本专利技术点位记载的画面图。图7为本专利技术点位管理的画面图。图8为本专利技术机器人视觉坐标的编程方法的流程图。图9为本专利技术机器人视觉坐标的作业方法的流程图。图10为现有技术机器人编程的坐标系统图。附图符号说明10编程系统11机器人12视觉装置13控制器14人机界面15储存装置16固定端17活动端18作业流程20工件21图像22新增点位键23，28，29，32，35流程方块24点位记录位置25机器人坐标系统项目26工件坐标系统项目27点位记载画面30第一视觉坐标系统项目31，34标记33第二视觉坐标系统项目36物体40点位管理画面41选择记录坐标系统42原坐标系统43新坐标系统具体实施方式关于本专利技术为达成上述目的，所采用的技术手段及其功效，兹举较佳实施例，并配合附图加以说明如下。请同时参考图1、图2及图3所示，图1为本专利技术机器人视觉坐标的编程系统，图2为本专利技术机器人在作业中建立视觉坐标系统的示意图，图3为本专利技术机器人视觉坐标系统的示意图。图1中，本专利技术的编程系统10，主要包含机器人11、视觉装置12、控制器13、人机界面14及储存装置15。其中机器人11的固定端16形成机器人坐标系统R，而机器人11的活动端17设置视觉装置12，机器人11连接至控制器13。用户利用连接至控制器13的人机界面14编程机器人11的作业流程18，输入控制器13的储存装置15，由控制器13根据编程控制机器人11移动。并利用活动端17承载的视觉装置12，撷取工件20的图像21，将拍摄姿态及图像21存在控制器13中的储存装置15。控制器13再对储存装置15储存的图像21进行图像处理。因视觉装置12固定在机器人11的活动端17上，控制器13通过拍摄姿态根据各轴节的伺服马达的转动关系，可认知及记录活动端17在机器人坐标系统R的坐标，以及视觉装置12于各个拍摄姿态下视觉坐标系统(VisionBase)V相对于机器人坐标系统R的关系。本专利技术举例以伺服式视觉方法检测工件20在机器人11的视觉坐标系统V的相对位置。在编程教导机器人11作业时，牵引机器人11以拍摄姿态A利用视觉装置12拍摄工件20的教导图像A，根据视觉装置12所在位置，建立视觉坐标系统V，使视觉坐标系统V的原点与教导图像A平面坐标系统的原点重合，视觉坐标系统V的XYZ轴与图像A平面坐标系统的XYZ轴重合，也即利用此时视觉装置12V相对于机器人坐标系统R的6维相对关系，建立视觉坐标系统V。并将建立的视觉坐标系统V储存于机器人11储存装置15中。因根据机器人11活动端17上的视觉装置12摄影机建立视觉坐标系统的方法有许多种，本专利技术包含且不限于前述举例说明。接着再牵引机器人11至处理工件20的处理点位P，利用建立的视觉坐标系统V记录处理点位P的坐本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种机器人视觉坐标的编程方法，其步骤包含：牵引机器人至作业点位；选择作业点位记录的坐标系统；设定作业点位为新增点位，并设定新增点位的坐标及作业；校验新增点位的作业是否为拍摄作业；在新增点位拍摄教导图像，并建立视觉坐标系统；在建立的视觉坐标系统设定接续的新增点位。

【技术特征摘要】
1.一种机器人视觉坐标的编程方法，其步骤包含：牵引机器人至作业点位；选择作业点位记录的坐标系统；设定作业点位为新增点位，并设定新增点位的坐标及作业；校验新增点位的作业是否为拍摄作业；在新增点位拍摄教导图像，并建立视觉坐标系统；在建立的视觉坐标系统设定接续的新增点位。2.如权利要求1所述的机器人视觉坐标的编程方法，其中在建立视觉坐标系统后，如果校验未完成编程，则继续建立新增点位，如果已完成编程，则结束编程。3.如权利要求2所述的机器人视觉坐标的编程方法，其中如果校验新增点位的作业不为拍摄作业，则直接校验是否完成编程。4.如权利要求3所述的机器人视觉坐标的编程方法，其中机器人在完成编程后，执行编程的方法包含以下的步骤：以设定的坐标系统移动机器人至作业点位；校验作业点位是否为拍摄作业；伺服机器人拍摄图像与教导图像比较，计算图像的位移量及旋转角度差异量，搜索相同的教导图像；校验...

【专利技术属性】
技术研发人员：王培睿，黄钟贤，夏绍基，陈世国，黄识忠，
申请(专利权)人：广明光电股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾,71