機(jī)械手臂系統(tǒng)及其平行度校正方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明是與機(jī)械手臂有關(guān)，特別是關(guān)于一種具有平行度校正功能的機(jī)械手臂系統(tǒng)，以及其平行度校正方法。
【背景技術(shù)】
[0002]機(jī)械手臂在進(jìn)行特定工作時，其一末端面常需要平行于一工作平面，才能使一設(shè)于該末端面的末端效應(yīng)器順利進(jìn)行工作。例如，該末端效應(yīng)器可能為一夾爪，用以夾取一軸桿并將該軸桿插置于一孔板的工作平面上的一插置孔，該機(jī)械手臂必須使該軸桿在插入該插置孔時垂直于該工作平面，此時，該末端面必須平行于該工作平面。
[0003]請參閱美國US5218550專利，該專利是于一機(jī)臺提供一承靠面，并將一機(jī)械手臂的底座固定于該承靠面，以使該機(jī)械手臂的特定部位平行于該機(jī)臺的特定軸向。然而，前述專利所提供的方式無法依據(jù)不同工作需求而任意改變機(jī)械手臂的角度，而且，若該承靠面的加工精度不佳，則無法確保該機(jī)械手臂與該機(jī)臺之間的平行度。
[0004]事實上，機(jī)械手臂常應(yīng)用于各式各樣的工作中，其坐標(biāo)系難以與其對應(yīng)的工作裝置(例如取放平臺、孔板等等)的坐標(biāo)系相吻合，因此機(jī)械手臂的末端面與其對應(yīng)的工作裝置的工作平面之間的平行度相當(dāng)難以校正，尤其，機(jī)械手臂可能需要對應(yīng)坐標(biāo)系較為復(fù)雜的傾斜工作平面，在此狀況下更難以進(jìn)行平行度校正。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于提供一種機(jī)械手臂系統(tǒng)以及其平行度校正方法，可使機(jī)械手臂在各種工作情況下都能快速地與工作平面達(dá)到精準(zhǔn)的平行度。
[0006]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供的機(jī)械手臂系統(tǒng)包含有一機(jī)械手臂、一用以控制該機(jī)械手臂的運作的控制器，以及一平行度校正裝置。該機(jī)械手臂具有一末端軸，該末端軸具有一末端面。該平行度校正裝置設(shè)于該末端軸，且具有至少一距離量測器，用以量測一基準(zhǔn)面上至少三受測點與該末端面的距離的差異，并將量測訊號傳送至該控制器。
[0007]本發(fā)明提供的如前述的機(jī)械手臂系統(tǒng)的平行度校正方法，包含有下列步驟:
[0008]a.該末端軸移動至一鄰近該基準(zhǔn)面的校正位置；
[0009]b.該平行度校正裝置量測該基準(zhǔn)面上的受測點與該末端面的距離的差異，并將量測訊號傳送至該控制器；以及
[0010]c.該控制器依據(jù)該平行度校正裝置所傳送的量測訊號而調(diào)整該機(jī)械手臂的姿態(tài)，使得該些受測點與該末端面的距離皆相同。
[0011]由此，當(dāng)該基準(zhǔn)面上的該至少三受測點與該末端面的距離皆相同時，該末端面即已平行于該基準(zhǔn)面。該基準(zhǔn)面可為一校正板的一表面，且該表面是平行于該機(jī)械手臂在該步驟C之后進(jìn)行工作時的工作平面，如此一來，該末端面在該步驟c之后平行于該基準(zhǔn)面，因此亦平行于工作平面。或者，該基準(zhǔn)面亦可為該機(jī)械手臂在該步驟c之后進(jìn)行工作時的工作平面，如此一來，該末端面在該步驟c之后即平行于工作平面。
[0012]換言之，本發(fā)明可直接對機(jī)械手臂的末端面與工作平面的平行度進(jìn)行校正，或者利用一校正板而間接對機(jī)械手臂的末端面與工作平面的平行度進(jìn)行校正，如此的方式相當(dāng)快速且準(zhǔn)確，即使隨意變更工作平面，甚至應(yīng)用于坐標(biāo)系較為復(fù)雜的傾斜工作平面，本發(fā)明仍可使機(jī)械手臂的末端面快速地與工作平面達(dá)到精準(zhǔn)的平行度。
【附圖說明】
[0013]圖1為本發(fā)明一第一較佳實施例所提供的機(jī)械手臂系統(tǒng)的立體示意圖；
[0014]圖2為本發(fā)明該第一較佳實施例所提供的機(jī)械手臂系統(tǒng)的一機(jī)械手臂與一平行度校正裝置的立體分解圖；
[0015]圖3及圖4為本發(fā)明該第一較佳實施例所提供的機(jī)械手臂系統(tǒng)的一使用態(tài)樣的平面示意圖及立體示意圖；
[0016]圖5為本發(fā)明該第一較佳實施例所提供的機(jī)械手臂系統(tǒng)的另一使用態(tài)樣的平面示意圖；以及
[0017]圖6為本發(fā)明一第二較佳實施例所提供的機(jī)械手臂系統(tǒng)的一機(jī)械手臂與一平行度校正裝置的立體示意圖。
[0018]附圖中主要組件符號說明:
[0019]10機(jī)械手臂系統(tǒng)，20機(jī)械手臂，22末端軸，222末端面，30控制器，40平行度校正裝置，41基座，42距離量測器，422量測桿，51工作臺，512承載面，52工作裝置，53工作平面，54基準(zhǔn)面55校正板，56假想軌跡(受測點)，60平行度校正裝置，61基座，62基準(zhǔn)桿64距離量測器，642量測桿，L假想軸線，P校正位置。
【具體實施方式】
[0020]有關(guān)本發(fā)明所提供的機(jī)械手臂系統(tǒng)及其平行度校正方法的詳細(xì)構(gòu)造、特點、組裝或使用方式，將于后續(xù)的實施方式詳細(xì)說明中予以描述。然而，在本發(fā)明領(lǐng)域中具有通常知識者應(yīng)能了解，該些詳細(xì)說明以及實施本發(fā)明所列舉的特定實施例，僅系用于說明本發(fā)明，并非用以限制本發(fā)明的專利申請范圍。
[0021]申請人首先在此說明，在以下將要介紹的實施例以及附圖中，相同的參考號碼，表示相同或類似的組件或其結(jié)構(gòu)特征。其次，當(dāng)述及一組件設(shè)置于另一組件上時，代表前述組件是直接設(shè)置在該另一組件上，或者前述組件是間接地設(shè)置在該另一組件上，亦即，二組件之間還設(shè)置有一個或多個其他組件。
[0022]請先參閱圖1及圖2，本發(fā)明第一較佳實施例所提供的機(jī)械手臂系統(tǒng)10包含有一機(jī)械手臂20、一控制器30，以及一平行度校正裝置40。
[0023]該機(jī)械手臂20與公知技術(shù)相同，是受該控制器30控制而可變化出多種姿態(tài)，該機(jī)械手臂20具有一用以安裝一末端效應(yīng)器(圖中未示)的末端軸22，由該控制器30控制該機(jī)械手臂20的運作，該末端軸22可移動至不同位置，且可呈現(xiàn)不同角度，以達(dá)到不同的工作需求。在本實施例中，該末端軸22具有一末端面222,該末端軸22是能依一垂直于該末端面222的假想軸線L為中心而轉(zhuǎn)動。
[0024]該平行度校正裝置40包含有一基座41，以及一固定于該基座41的距離量測器42，該基座41固定于該機(jī)械手臂20的末端軸22的末端面222，亦即，該平行度校正裝置40設(shè)于該末端軸22，因此可與該末端軸22同步轉(zhuǎn)動。在本實施例中，該距離量測器42為接觸式量測器(例如百分表、千分表等等)，具有一可伸縮的量測桿422，該量測桿422是平行于該假想軸線L，亦即垂直于該末端面222。然而，該距離量測器42亦可為非接觸式量測器(例如雷射測距儀、紅外線測距儀等等)，在此狀況下，其發(fā)出的量測光束是平行于該假想軸線L。
[0025]以下將以圖3及圖4所示的使用態(tài)樣為例，說明該機(jī)械手臂系統(tǒng)10的平行度校正方法，圖3及圖4中顯示一工作臺51，以及一安裝于該工作臺51的一承載面512上的工作裝置52 (例如取放平臺、孔板等等)，該工作裝置52具有一工作平面53，此平行度校正方法是用以使該機(jī)械手臂20在該工作平面53上進(jìn)行工作時以該末端面222平行于該工作平面53，包含有下列步驟:
[0026]a.該末端軸22移動至一鄰近一基準(zhǔn)面54的校正位置P。
[0027]在本實施例中，該工作臺51的承載面512上還安裝一校正板55，該基準(zhǔn)面54為該校正板55的一表面，且該表面平行于該工作平面53。由于該距離量測器42為接觸式量測器，此步驟a是使該距離量測器42的量測桿422在該末端軸22位于該校正位置P時接觸該基準(zhǔn)