机器人工具的校正方法与校正系统技术方案

一种机器人工具的校正方法与校正系统，校正系统包括使用第一坐标系的机器手臂、设置于机器手臂法兰面的工具、以及使用第二坐标系的影像装置，其中影像装置建立一个影像感测区。校正方法包括下列步骤：控制机器手臂移动，使得工具的工作点进入影像感测区内；记录机器手臂的当前姿态以及工作点在第二坐标系上的特定坐标；取得记录了第一坐标系与第二坐标系间的对应关系的转换矩阵；及，将特定坐标及当前姿态套入转换矩阵，以获得工作点在第一坐标系上的绝对位置。

【技术实现步骤摘要】
机器人工具的校正方法与校正系统
本专利技术涉及机器人的校正方法与校正系统，尤其涉及对机器人上配置的工具进行校正的校正方法与校正系统。
技术介绍
目前机器手臂已经广泛地应用于自动化生产程序中。具体而言，产线人员通常会将各种类型的工具(例如夹具、连接工具、焊接工具等)安装在机器手臂的法兰面(Flange)上，借此机器手臂可通过这些工具来实现产线自动化流程。由于机器手臂本身只知道法兰面的位置，但是不知道工具上的工具工作点(ToolWorkingPoint,TWP)的实际位置，因此在安装或更换了工具后，必须要先进行校正，以令机器手臂的控制器获得所述工具工作点的位置信息。工具工作点的位置精度会影响自动化流程的精准度，例如，若工具工作点的位置有误，则在机器手臂的作动过程中可能会造成产品的损伤，严重者甚至可能造成产线停滞。因此，要如何对工具进行有效的校正，即为相关领域中非常重要的课题。由于工具在生产制造时可能会有加工公差，而将工具安装至机器手臂上时也可能出现几何偏差。再者，若长时间使用所述工具，亦可能会导致工具磨损而产生间隙或变形。上本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种机器人工具的校正方法，应用于具有一机器手臂、一影像装置及一工具的一校正系统，其中影像装置于该机器手臂的一移动范围内建立一影像感测区，该工具设置于该机器手臂的一法兰面上并且具有一工具工作点，其中该校正方法包括下列步骤：/na)控制该机器手臂移动以令该工具工作点进入该影像感测区中，其中该机器手臂使用一机器手臂坐标系，该影像装置使用一影像装置坐标系；/nb)记录该机器手臂的一当前姿态，以及该工具工作点于该影像装置坐标系上的一特定坐标；/nc)取得预先建立的一转换矩阵，其中该转换矩阵记录该机器手臂坐标系与该影像装置坐标系之间的对应关系；及/nd)将该当前姿态及该特定坐标汇入该转换矩阵，以经由转...

【技术特征摘要】
1.一种机器人工具的校正方法，应用于具有一机器手臂、一影像装置及一工具的一校正系统，其中影像装置于该机器手臂的一移动范围内建立一影像感测区，该工具设置于该机器手臂的一法兰面上并且具有一工具工作点，其中该校正方法包括下列步骤：
a)控制该机器手臂移动以令该工具工作点进入该影像感测区中，其中该机器手臂使用一机器手臂坐标系，该影像装置使用一影像装置坐标系；
b)记录该机器手臂的一当前姿态，以及该工具工作点于该影像装置坐标系上的一特定坐标；
c)取得预先建立的一转换矩阵，其中该转换矩阵记录该机器手臂坐标系与该影像装置坐标系之间的对应关系；及
d)将该当前姿态及该特定坐标汇入该转换矩阵，以经由转换而获得该工具工作点于该机器手臂坐标系上的一绝对位置。


2.如权利要求1所述的机器人工具的校正方法，其中该影像装置包括彼此平行设置的一光源装置及一感光装置，该光源装置朝向该感光装置发射光源，该感光装置获取该光源装置发射的光源，该影像装置通过该光源建立该影像感测区。


3.如权利要求2所述的机器人工具的校正方法，其中该步骤a之前还包括下列步骤：
a01)在该机器手臂上未设置该工具时，控制该机器手臂移动以令该法兰面进入该影像感测区中；
a02)控制该法兰面于该影像感测区中移动，同时记录该机器手臂的姿态信息，其中该姿态信息至少包括该法兰面位于该影像感测区中的多个位置上时在该机器手臂坐标系上的坐标信息，以及该法兰面位于各该位置上时该机器手臂的一X轴旋转量、一Y轴旋转量及一Z轴旋转量；
a03)基于所述坐标信息建立该影像装置坐标系；及
a04)依据该机器手臂坐标系、该影像装置坐标系及该姿态信息建立该转换矩阵。


4.如权利要求3所述的机器人工具的校正方法，其中该步骤a02包括下列步骤：
a021)控制该法兰面移动至该影像感测区中的一第一位置，并将该法兰面位于该第一位置时在该机器手臂坐标系上的坐标信息定义为该影像装置坐标系的一基本定位点；
a022)控制该法兰面在不改变Z轴高度的情况下移动至该影像感测区中的一第二位置，并依据该第一位置及该第二位置的相对关系定义该影像装置坐标系的一X轴方向或一Y轴方向；
a023)控制该法兰面在不改变Z轴高度的情况下移动至该影像感测区中的一第三位置，并依据该第一位置、该第二位置及该第三位置的相对关系定义该影像装置坐标系的一坐标平面；
其中，该步骤a03是依据该坐标平面及与该坐标平面垂直的一Z轴方向建立该影像装置坐标系。


5.如权利要求4所述的机器人工具的校正方法，其中在该步骤a01中，该法兰面是平行于该影像装置坐标系的该坐标平面，并且该机器手臂将该影像装置第一次检测到该法兰面时的Z轴高度设定为该影像装置坐标系上Z轴为0的高度。


6.如权利要求3所述的机器人工具的校正方法，其中该转换矩阵为齐次转换矩阵。


7.如权利要求4所述的机器人工具的校正方法，其中该步骤a04包括下列步骤：
a041)依据该姿态信息中的该X轴旋转量、该Y轴旋转量及该Z轴旋转量计算一旋转矩阵；
a042)取得该机器手臂坐标系的一原点与该影像装置坐标系的该基本定位点间的一x轴平移量、一y轴平移量及一z轴平移量；
a043)依据该x轴平移量、该y轴平移量及该z轴平移量计算一平移矩阵；及
a044)依据该旋转矩阵及该平移矩阵计算该转换矩阵。


8.如权利要求3所述的机器人工具的校正方法，其中该步骤a04后还包括一步骤a05)：由该影像装置取得该法兰面的一二维影像。


9.如权利要求8所述的机器人工具的校正方法，其中还包括下列步骤：
e)通过该影像装置取得该工具工作点的一二维影像；及
f)依据该法兰面的该二维影像及该工具工作点的该二维影像建立该法兰面的一中心点至该工具工作点的向量关系。


10.如权利要求8所述的机器人工具的校正方法，其中还包括下列步骤：
g)通过该影像装置取得该工具的一二维影像；
h)判断一影像获取程序是否完成；
i)于该影像获取程序完成前改变该机器手臂的Z轴高度，...

【专利技术属性】
技术研发人员：沈宜郡，黄郁儒，陈鸿文，
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