機(jī)器手臂取放物件的教導(dǎo)方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種機(jī)器手臂取放物件的教導(dǎo)方法，推動機(jī)器手臂使目標(biāo)出現(xiàn)在視野，設(shè)定出現(xiàn)位置為視覺點(diǎn)，擷取第一影像，再推動機(jī)器手臂自視覺點(diǎn)到目標(biāo)，設(shè)定目標(biāo)的位置為取放點(diǎn)，啟動機(jī)器手臂自動控制，機(jī)器手臂自動取或放物件，由取放點(diǎn)自動移回視覺點(diǎn)，在視覺點(diǎn)擷取第二影像，將第一影像減去第二影像形成差量影像，根據(jù)差量影像設(shè)定目標(biāo)的影像，以簡化教導(dǎo)作業(yè)。
【專利說明】
機(jī)器手臂取放物件的教導(dǎo)方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種機(jī)器手臂的教導(dǎo)方法，尤其是涉及教導(dǎo)機(jī)器手臂在夾取及放置物件間移動路徑的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著生產(chǎn)技術(shù)的快速發(fā)展，工廠自動化利用視覺裝置定位物件，引導(dǎo)機(jī)器手臂抓取物件，自動進(jìn)行組裝制造，以提高生產(chǎn)速度。而影響機(jī)器手臂自動移動效率的主要關(guān)鍵，在于教導(dǎo)機(jī)器手臂自動取放物件，已成為機(jī)器手臂重要的課題。
[0003]先前技術(shù)對機(jī)器手臂取放物件的教導(dǎo)，由使用者先圈選需要夾取的物件，擷取物件的影像，利用影像處理，決定物件的影像，再分析物件的影像特征，規(guī)劃夾取物件的方位。接著由機(jī)器手臂的操作界面，輸入物件的影像，移動機(jī)器手臂，進(jìn)行教導(dǎo)機(jī)器手臂夾取物件的移動路徑，設(shè)定夾取物件的影像特征及方位。
[0004]同樣，先前技術(shù)對機(jī)器手臂放置物件的教導(dǎo)，由使用者先圈選需要放置物件的置物位置，擷取置物位置的影像，利用影像處理，決定置物位置的影像，分析置物位置的影像特征，規(guī)劃物件放置在置放部的方位。再由機(jī)器手臂的操作界面，輸入置放部的影像，移動機(jī)器手臂，進(jìn)行教導(dǎo)機(jī)器手臂放置物件的移動路徑，設(shè)定置放部的影像特征及方位。
[0005]然后啟動機(jī)器手臂，由機(jī)器手臂的控制裝置，依循教導(dǎo)夾取物件的移動路徑自動移動接近物件，利用視覺裝置定位物件的影像特征，夾取物件設(shè)定的特征外形。再依循教導(dǎo)放置物件的移動路徑自動移動接近置物位置，利用視覺裝置定位置物位置的影像特征，最后將物件放置在設(shè)定外形特征的放置位置。
[0006]然而，先前技術(shù)機(jī)器手臂的教導(dǎo)方法，物件及置物位置需由使用者擷取影像、影像處理、分析影像特征、及設(shè)定夾取及放置物件的方位，不僅工作內(nèi)容專業(yè)，非一般使用者可隨意執(zhí)行，且教導(dǎo)的作業(yè)程序繁復(fù)，影響機(jī)器手臂的操作效率。因此，機(jī)器手臂在取放物件的教導(dǎo)方法上，仍有問題亟待解決。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的在于提供一種機(jī)器手臂取放物件的教導(dǎo)方法，通過機(jī)器手臂上的臂上視覺裝置，先后在視覺點(diǎn)擷取第一影像及第二影像，由差量影像處理，自動學(xué)習(xí)物件及置放部的特征，以降低使用的困難性。
[0008]本發(fā)明另一目的在于提供一種機(jī)器手臂取放物件的教導(dǎo)方法，僅需移動機(jī)器手臂至視覺點(diǎn)及取放點(diǎn)，教導(dǎo)機(jī)器手臂的移動路徑，其余由機(jī)器手臂自動學(xué)習(xí)，以簡化教導(dǎo)的作業(yè)程序。
[0009]為了達(dá)到前述發(fā)明的目的，本發(fā)明機(jī)器手臂取放物件的教導(dǎo)方法，首先推動機(jī)器手臂使目標(biāo)出現(xiàn)在臂上視覺裝置的視野，設(shè)定目標(biāo)出現(xiàn)的位置為視覺點(diǎn)，控制臂上視覺裝置在視覺點(diǎn)擷取第一影像，再推動機(jī)器手臂自視覺點(diǎn)到達(dá)目標(biāo)，將目標(biāo)的位置設(shè)定為取放點(diǎn)，啟動機(jī)器手臂自動移動控制，機(jī)器手臂自動取或放物件，由取放點(diǎn)自動移回視覺點(diǎn)，控制臂上視覺裝置在視覺點(diǎn)擷取第二影像，使第一影像減去第二影像形成差量影像，根據(jù)差量影像設(shè)定目標(biāo)的影像，自動學(xué)習(xí)目標(biāo)的特征。
[0010]本發(fā)明在教導(dǎo)機(jī)器手臂夾取物件的過程，目標(biāo)為機(jī)器手臂夾取置放部中的物件，夾取物件前擷取的第一影像，顯示置放部中放置物件的影像，夾取物件后擷取的第二影像，顯示置放部的影像，第一影像減去第二影像形成物件的差量影像。本發(fā)明在教導(dǎo)機(jī)器手臂放置物件的過程，目標(biāo)為機(jī)器手臂放置物件的置放部，放置物件前擷取的第一影像，顯示置放部的影像，放置物件后擷取的第二影像，顯示置放部中放置物件的影像，第一影像減去第二影像形成物件的差量影像，再設(shè)定物件周圍的置放部的影像。
[0011]本發(fā)明機(jī)器手臂取放物件的教導(dǎo)方法，在機(jī)器手臂連接一控制裝置，控制裝置連接的熒幕顯示臂上視覺裝置的視野，并將臂上視覺裝置擷取的第一影像及第二影像，記錄在控制裝置，而機(jī)器手臂由視覺點(diǎn)推動至取放點(diǎn)為教導(dǎo)移動路徑，記錄在控制裝置。機(jī)器手臂則依循教導(dǎo)移動路徑，由取放點(diǎn)自動移回視覺點(diǎn)。
【附圖說明】
[0012]圖1為本發(fā)明移動機(jī)器手臂至視覺點(diǎn)的示意圖；
[0013]圖2為本發(fā)明移動機(jī)器手臂至取放點(diǎn)的示意圖；
[0014]圖3為本發(fā)明機(jī)器手臂退回視覺點(diǎn)的示意圖；
[0015]圖4為本發(fā)明物件影像處理的示意圖；
[0016]圖5為本發(fā)明置放部影像處理的示意圖；
[0017]圖6為本發(fā)明機(jī)器手臂夾取物件的教導(dǎo)方法的流程圖。
[0018]符號說明
[0019]10機(jī)器手臂
[0020]11 本體
[0021]12 活動部
[0022]13 臂上攝影機(jī)
[0023]14 控制裝置
[0024]15操作界面
[0025]16熒幕
[0026]17 肘節(jié)
[0027]18機(jī)臺
[0028]19 夾取裝置
[0029]20置放部
[0030]21物件
【具體實(shí)施方式】
[0031]有關(guān)本發(fā)明為達(dá)成上述目的，所采用的技術(shù)手段及其功效，茲舉優(yōu)選實(shí)施例，并配合圖式加以說明如下。
[0032]請同時參閱圖1、圖2、圖3及圖4，圖1為本發(fā)明移動機(jī)器手臂至視覺點(diǎn)的示意圖，圖2為本發(fā)明移動機(jī)器手臂至取放點(diǎn)的示意圖，圖3為本發(fā)明機(jī)器手臂退回視覺點(diǎn)的示意圖，圖4為本發(fā)明物件影像處理的示意圖。圖1中本發(fā)明的機(jī)器手臂10，一端固定在不動的本體11，并設(shè)定手臂參考坐標(biāo)M，而在機(jī)器手臂10另一端的活動部12，裝設(shè)臂上視覺裝置
13。機(jī)器手臂10連接控制裝置14，由控制裝置14的操作界面15及熒幕16，控制機(jī)器手臂10移動及臂上視覺裝置13擷取影像，根據(jù)處理及分析擷取的影像，控制驅(qū)動機(jī)器手臂10的多個肘節(jié)17，驅(qū)動活動部12接近設(shè)在機(jī)器手臂10工作環(huán)境中的機(jī)臺18，利用夾取裝置19取放機(jī)臺18的置放部20中的目標(biāo)物件21。
[0033]本發(fā)明教導(dǎo)機(jī)器手臂10夾取物件21時，利用人力推動機(jī)器手臂10的活動部12，機(jī)器手臂10的多個肘節(jié)17隨者轉(zhuǎn)動，由于每一肘節(jié)17轉(zhuǎn)動的角度均有感測器加以偵測，因此活動部12相對本體11的移動位置及軌跡，控制裝置14利用手臂參考坐標(biāo)M加以記錄。人力推動活動部12移向機(jī)臺18的置放部20的上方，使臂上視覺裝置13的視野，顯示在操作界面15的熒幕16上，直到機(jī)臺18上的物件21出現(xiàn)在熒幕16。設(shè)定物件21出現(xiàn)位置為視覺點(diǎn)V，使臂上視覺裝置13在視覺點(diǎn)V擷取第一影像，并由控制裝置14記錄第一影像。如圖4所示，第一影像為夾取物件21前擷取的影像，因此，第一影像顯示機(jī)臺18的置放部20中放置物件21的影像。
[0034]圖2中接著教導(dǎo)機(jī)器手臂10夾取物件21，人力推動機(jī)器手臂10的活動部12自視覺點(diǎn)V，依規(guī)劃的移動路徑接近置放部20上的物件21。當(dāng)機(jī)器手臂10到達(dá)夾取物件21的位置，將夾取位置設(shè)定為取放點(diǎn)P?？刂蒲b置14通過偵測機(jī)器手臂10的多個肘節(jié)17的轉(zhuǎn)動角度，記錄活動部12由視覺點(diǎn)V移至取放點(diǎn)P的教導(dǎo)移動路徑。
[0035]在圖3中，然后啟動機(jī)器手臂10自動移動控制，控制裝置14控制機(jī)器手臂10的夾取裝置19，從機(jī)臺18的置放部20自動夾取物件21，并依循由視覺點(diǎn)V移至取放點(diǎn)P的教導(dǎo)移動路徑，將活動部12由取放點(diǎn)P移回視覺點(diǎn)V，控制臂上視覺裝置13在視覺點(diǎn)V擷取第二影像，并由控制裝置14記錄第二影像。如圖4所示，第二影像為夾取物件21后擷取的影像，因此，第二影像僅顯示機(jī)臺18的置放部20的影像，物件21并不在第二影像內(nèi)。
[0036]圖4中，控制裝置14將前述在視覺點(diǎn)V擷取的第一影像與第二影像，進(jìn)行影像處理。使第一影像減去第二影像形成差量影像，因夾取物件21前的第一影像顯示的置放部20及物件21的影像，減去夾取物件21后第二影像顯示的置放部20的影像，影像處理后將僅剩下物件21的差量影像?？刂蒲b置14就可由影像處理后的物件21影像，自動學(xué)習(xí)物件21的特征，以利辨識及夾取置放部20中的物件21。
[0037]本發(fā)明教導(dǎo)機(jī)器手臂10放置物件21的過程，請同時參閱圖1、圖2、圖3及圖5，圖5為本發(fā)明置放部的影像處理的示意圖。同理，本發(fā)明教導(dǎo)機(jī)器手臂10放置物件21時，與教導(dǎo)機(jī)器手臂10夾取物件21的過程恰相反，差異僅在機(jī)器手臂10夾取物件21由視覺點(diǎn)出發(fā)至放置物件21的置放部20。圖3中人力推動活動部12移向放置物件21的置放部20的上方，使臂上視覺裝置13的視野，出現(xiàn)置放部20在熒幕16。設(shè)定置放部20出現(xiàn)位置為視覺點(diǎn)V，使臂上視覺裝置13在視覺點(diǎn)V擷取第一影像，并由控制裝置14記錄第一影像。如圖6所示，第一影像為放置物件21前擷取的影像，因此，第一影像僅顯示機(jī)臺18的置放部20的影像，物件21并不在第一影像內(nèi)。
[0038]圖2中教導(dǎo)機(jī)器手臂10放置物件21，人力推動機(jī)器手臂10的活動部12自視覺點(diǎn)V，到達(dá)放置物件21的位置，將放置位置設(shè)定為取放點(diǎn)P，并記錄活動部12由視覺點(diǎn)V移至取放點(diǎn)P的教導(dǎo)移動路徑。圖1中啟動機(jī)器手臂10自動移動控制，控制裝置14控制機(jī)器手臂10的夾取裝置19，自動放置物件21在機(jī)臺18的置放部20，并依循教導(dǎo)移動路徑，將活動部12由取放點(diǎn)P移回視覺點(diǎn)V，控制臂上視覺裝置13在視覺點(diǎn)V擷取第二影像，并由控制裝置14記錄第二影像。如圖6所示，第二影像為放置物件21后擷取的影像，因此，第二影像顯示置放部20中物件21的影像。
[0039]圖5中控制裝置14將在視覺點(diǎn)V擷取的第一影像減去第二影像形成差量影像，獲得物件21的差量影像，再設(shè)定物件21差量影像周邊的影像為保留影像，因此影像處理后將僅剩下置放部20的影像。控制裝置14就可由影像處理后的置放部20影像，自動學(xué)習(xí)置放部20的特征，以利辨識及放置物件21的置放部20。
[0040]如圖6所示，為本發(fā)明機(jī)器手臂取放物件的教導(dǎo)方法的流程圖。由前述本發(fā)明教導(dǎo)機(jī)器手臂夾取或放置物件的過程，可知夾取過程與放置過程相反，如將物件或置放部視為每一過程的移動的目標(biāo)，則過程相似，因此以同一流程包含本發(fā)明夾取物件過程或放置物件過程，詳細(xì)步驟說明如下:首先步驟SI，推動機(jī)器手臂使目標(biāo)出現(xiàn)在臂上視覺裝置的視野；在步驟S2，設(shè)定目標(biāo)出現(xiàn)位置為視覺點(diǎn)；步驟S3，使臂上視覺裝置在視覺點(diǎn)擷取第一影像，及記錄第一影像；步驟S4，推動機(jī)器手臂自視覺點(diǎn)到達(dá)目標(biāo)位置；步驟S5，將目標(biāo)位置設(shè)定為取放點(diǎn)，并記錄視覺點(diǎn)移至取放點(diǎn)的教導(dǎo)移動路徑；步驟S6，啟動機(jī)器手臂自動移動控制；步驟S7，機(jī)器手臂自動取或放物件，并依循教導(dǎo)移動路徑，由取放點(diǎn)移回視覺點(diǎn)；步驟S8，控制臂上視覺裝置在視覺點(diǎn)擷取第二影像，并記錄第二影像；步驟S9，使第一影像減去第二影像形成差量影像，根據(jù)差量影像設(shè)定目標(biāo)的影像，自動學(xué)習(xí)目標(biāo)的特征。
[0041]綜上所述，本發(fā)明機(jī)器手臂取放物件的教導(dǎo)方法，就可僅需人力移動機(jī)器手臂至視覺點(diǎn)及取放點(diǎn)，教導(dǎo)機(jī)器手臂的移動路徑，并通過機(jī)器手臂上的臂上視覺裝置，在視覺點(diǎn)擷取第一影像，及從取放點(diǎn)自動退回至視覺點(diǎn)時擷取第二影像，利用第一影像與第二影像的差量影像處理，設(shè)定需要的影像，自動學(xué)習(xí)物件及置放部的特征，不僅簡化教導(dǎo)的作業(yè)程序，且可達(dá)到免除專業(yè)的影像處理技術(shù)，降低使用的困難性的發(fā)明目的。
[0042]以上所述者，僅為用以方便說明本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，本發(fā)明的范圍不限于該等優(yōu)選實(shí)施例，凡依本發(fā)明所做的任何變更，在不脫離本發(fā)明的精神下，都屬本發(fā)明申請專利的范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種機(jī)器手臂取放物件的教導(dǎo)方法，其步驟包含: 推動機(jī)器手臂使目標(biāo)出現(xiàn)在臂上視覺裝置的視野； 設(shè)定目標(biāo)出現(xiàn)的位置為視覺點(diǎn)； 使該臂上視覺裝置在該視覺點(diǎn)擷取第一影像； 推動機(jī)器手臂自該視覺點(diǎn)到達(dá)該目標(biāo)； 將該目標(biāo)的位置設(shè)定為取放點(diǎn)； 啟動機(jī)器手臂自動移動控制； 機(jī)器手臂自動取或放物件，由該取放點(diǎn)自動移回該視覺點(diǎn)； 控制該臂上視覺裝置在該視覺點(diǎn)擷取第二影像； 使第一影像減去第二影像形成差量影像，根據(jù)差量影像設(shè)定目標(biāo)的影像，自動學(xué)習(xí)目標(biāo)的特征。2.如權(quán)利要求1所述的機(jī)器手臂取放物件的教導(dǎo)方法，其中該教導(dǎo)方法是在教導(dǎo)機(jī)器手臂夾取物件的過程。3.如權(quán)利要求2所述的機(jī)器手臂取放物件的教導(dǎo)方法，其中該目標(biāo)為機(jī)器手臂在夾取過程夾取置放部中的物件。4.如權(quán)利要求3所述的機(jī)器手臂取放物件的教導(dǎo)方法，其中該第一影像為夾取物件前擷取的影像，顯示置放部中放置物件的影像。5.如權(quán)利要求4所述的機(jī)器手臂取放物件的教導(dǎo)方法，其中該第二影像為夾取物件后擷取的影像，顯示置放部的影像。6.如權(quán)利要求5所述的機(jī)器手臂取放物件的教導(dǎo)方法，其中該第一影像減去第二影像形成物件的差量影像。7.如權(quán)利要求1所述的機(jī)器手臂取放物件的教導(dǎo)方法，其中該教導(dǎo)方法是在教導(dǎo)機(jī)器手臂放置物件的過程。8.如權(quán)利要求7所述的機(jī)器手臂取放物件的教導(dǎo)方法，其中該目標(biāo)為機(jī)器手臂在放置過程中物件放置的置放臺。9.如權(quán)利要求8所述的機(jī)器手臂取放物件的教導(dǎo)方法，其中該第一影像為放置物件前擷取的影像，顯示置放部的影像。10.如權(quán)利要求9所述的機(jī)器手臂取放物件的教導(dǎo)方法，其中該第二影像為放置物件后擷取的影像，顯示置放部中放置物件的影像。11.如權(quán)利要求1所述的機(jī)器手臂取放物件的教導(dǎo)方法，其中該第一影像減去第二影像形成物件的差量影像，再設(shè)定物件周圍的置放部的影像。12.如權(quán)利要求1所述的機(jī)器手臂取放物件的教導(dǎo)方法，其中該機(jī)器手臂連接一控制裝置，控制裝置連接的熒幕顯示臂上視覺裝置的視野，并將擷取的第一影像及第二影像，記錄在控制裝置。13.如權(quán)利要求12所述的機(jī)器手臂取放物件的教導(dǎo)方法，其中該機(jī)器手臂由視覺點(diǎn)推動至取放點(diǎn)為教導(dǎo)移動路徑，記錄在控制裝置。14.如權(quán)利要求13所述的機(jī)器手臂取放物件的教導(dǎo)方法，其中該機(jī)器手臂依循教導(dǎo)移動路徑，由取放點(diǎn)自動移回視覺點(diǎn)。
【文檔編號】B25J13/08GK105835074SQ201510013791
【公開日】2016年8月10日
【申請日】2015年1月12日
【發(fā)明人】黃鐘賢, 黃識忠
【申請人】廣明光電股份有限公司