本發(fā)明涉及一種機器手臂，尤其是涉及編輯機器手臂的移動路徑，以控制機器手臂依循移動路徑調(diào)整移動狀態(tài)的方法。

背景技術：

隨著生產(chǎn)技術的快速發(fā)展，工廠自動化利用視覺裝置定位物件，引導機器手臂自動抓取物件進行組裝制造，以提高工廠生產(chǎn)速度及效率。而影響機器手臂自動生產(chǎn)效率的主要關鍵，在于編輯機器手臂移動路徑的困難度，降低編輯技術的門檻，可讓機器手臂盡快進入生產(chǎn)行列增加生產(chǎn)效率。

現(xiàn)有技術編輯機器手臂的移動路徑，一般利用連接在機器手臂的輸入界面，編輯機器手臂的移動程序，并在顯示裝置先行模擬機器手臂的移動路徑，再依編輯的移動程序實際控制機器手臂移動，進行確認編輯機器手臂移動路徑的可行性，通常需經(jīng)過多回的編輯確認才能實行，此外程序的編輯需要高技術門檻，并非一般生產(chǎn)的技術人員可輕易隨時上手，使用上頗為費時不便。

另有現(xiàn)有技術直接牽引機器手臂沿著需要的路徑移動，利用機器手臂各軸致動裝置的編碼器紀錄移動路徑，達到編輯機器手臂的移動路徑的目的。但機器手臂具有慣性及移動阻力，在施力牽引機器手臂移動時，難以同時遵行需要的路徑移動。而且直接接觸機器手臂編輯移動路徑，容易危害人員的安全。

還有現(xiàn)有技術利用粘貼磁性帶構成移動路徑，讓機器人感測磁性帶，依循磁性帶引導機器人移動，以簡化移動路徑的編輯。以及例如中國發(fā)明專利CN101458083A的現(xiàn)有技術，利用投影機投射結構光圖案，簡化移動路徑的構成，讓機器人通過視覺導航系統(tǒng)偵測結構光，跟隨結構光路徑圖案引導機器人移動。

然而，前述現(xiàn)有技術利用粘貼及投影方式構成移動路徑，雖然可簡化機器人移動路徑的編輯，但構成移動路徑尚需要磁性帶、投影機等特殊裝置及器材，且機器人僅能依預設的起點，循移動路徑移動，并無法編輯機器人的 移動起點、終點、高度、速度及功能等移動狀態(tài)，讓機器人自動跟隨，自動編輯行動路徑，限制機器人適用各種移動環(huán)境及回避障礙。因此，機器手臂在移動路徑的編輯上，仍有問題亟待解決。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種機器手臂移動路徑編輯方法，通過簡單構成可辨識的線條，并在線條設置可辨識的編輯圖樣，控制移動狀態(tài)，設定機器手臂移動路徑，以簡化移動路徑的編輯。

本發(fā)明另一目的在于提供一種機器手臂移動路徑編輯方法，在可辨識線條，設置可辨識的起點及終點編輯圖樣，由臂上視覺裝置辨識編輯圖樣，引導機器手臂由起點編輯圖樣依循追蹤及記錄移動路徑，并在終點編輯圖樣完成移動路徑的編輯，以利編輯移動路徑。

本發(fā)明再一目的在于提供一種機器手臂移動路徑編輯方法，在可辨識線條，設置可辨識的高度、速度及功能編輯圖樣，由臂上視覺裝置辨識編輯圖樣，控制機器手臂調(diào)整移動狀態(tài)，以擴大編輯的適用范圍。

為了達到前述發(fā)明的目的，本發(fā)明機器手臂移動路徑編輯方法，利用色筆或有色顏料畫設可辨識的線條，設定機器手臂的移動路徑，在移動路徑的起點及終點分別設置可辨識的起點編輯圖樣及終點編輯圖樣，在移動路徑上設置可辨識的控制狀態(tài)編輯圖樣，利用機器手臂的臂上視覺裝置辨識編輯圖樣，自動引導機器手臂由起點編輯圖樣依循追蹤及記錄移動路徑，辨識移動路徑上編輯圖樣，控制機器手臂調(diào)整相對應的移動狀態(tài)，辨識到終點編輯圖樣時，停止追蹤移動路徑，利用記錄的移動路徑，完成編輯成機器手臂的移動路徑。

本發(fā)明機器手臂移動路徑編輯方法的控制狀態(tài)編輯圖樣包含移動狀態(tài)編輯圖樣及功能編輯圖樣。其中移動狀態(tài)編輯圖樣包含高度編輯圖樣，定義機器手臂距離移動路徑的高度，高度編輯圖樣后加數(shù)字代表高度單位，讓臂上視覺裝置辨識后，控制機器手臂暫停追蹤移動路徑，調(diào)整距離移動路徑的高度后，再回復追蹤移動路徑移動。速度編輯圖樣，定義機器手臂的移動速度，速度編輯圖樣后加數(shù)字代表速度單位，讓臂上視覺裝置辨識后，控制機器手臂調(diào)整追蹤移動路徑的移動速度。斜線編輯圖樣，定義機器手臂以斜線升降高度，斜線編輯圖樣后加數(shù)字代表斜率單位，讓臂上視覺裝置辨識后， 控制機器手臂維持既定移動速度斜線升降高度。保持等高編輯圖樣，定義機器手臂維持既有的高度，讓臂上視覺裝置辨識后，控制機器手臂維持既有的高度移動。本發(fā)明機器手臂移動路徑編輯方法的功能編輯圖樣包含開啟功能編輯圖樣，在開啟機器手臂的工具功能，而關閉功能編輯圖樣，在關閉機器手臂的工具功能。

本發(fā)明機器手臂移動路徑編輯方法機器在手臂到達起點編輯圖樣，開始以預設的高度及速度移動追蹤移動路徑。并完成編輯移動路徑后回到預設停放的位置。而在終點編輯圖樣未辨識到時，繼續(xù)追蹤移動路徑及辨識移動路徑上編輯圖樣。

附圖說明

圖1為本發(fā)明機器手臂移動路徑編輯的示意圖；

圖2為本發(fā)明移動路徑編輯圖樣的說明表；

圖3為本發(fā)明移動路徑編輯的示意圖；

圖4a～圖4c為本發(fā)明機器手臂移動狀態(tài)的示意圖；

圖5為本發(fā)明機器移動路徑編輯的流程圖。

符號說明

10 機器手臂

11 本體

12 活動部

13 臂上攝影機

14 控制裝置

15 肘節(jié)

16 物件

17 劃設工具

18 移動路徑

具體實施方式

有關本發(fā)明為達成上述目的，所采用的技術手段及其功效，現(xiàn)舉優(yōu)選實施例，并配合附圖加以說明如下。

請同時參閱圖1、圖2、圖3及圖4a～圖4c，圖1為本發(fā)明機器手臂移 動路徑編輯的示意圖，圖2為本發(fā)明移動路徑編輯圖樣的說明表，圖3本發(fā)明移動路徑編輯的示意圖，圖4a～圖4c為本發(fā)明機器手臂移動狀態(tài)的示意圖。圖1中本發(fā)明的多軸機器手臂10，一端固定在不動的本體11，并設定參考坐標M，而在機器手臂10另一端的活動部12，裝設臂上視覺裝置13。機器手臂10連接控制裝置14，由控制裝置14控制機器手臂10移動，承載臂上視覺裝置13對置放在機器手臂10工作環(huán)境中的物件16擷取影像，并根據(jù)擷取影像的處理及分析，確認物件16在參考坐標M的位置，控制驅動機器手臂10的多個肘節(jié)15，驅動活動部12接近置放在機器手臂10工作環(huán)境中的物件16，進行組裝、焊接等加工處理。

因物件16的加工處理有一定的位置及方向，因此需要事先規(guī)劃機器手臂10的加工移動路徑，以教導機器手臂10循著預設的移動路徑進行物件16的加工處理。本實施例以對物件16的焊接加工處理為例說明，但本發(fā)明包含且不限于焊接加工。本發(fā)明在編輯機器手臂10的焊接移動路徑時，首先利用色筆或有色顏料等簡單劃設工具17，對物件16加工的位置，規(guī)劃機器手臂10進出的移動路徑18，并標示為臂上視覺裝置13可辨識的線條。但僅有簡單的線條，并無法引導機器手臂10進入移動路徑18的焊接起點進行焊接，也無法告知機器手臂10到達移動路徑18的焊接終點，更無法因應焊接的條件或環(huán)境調(diào)整機器手臂10的控制狀態(tài)。

因此為了進一步編輯機器手臂10的控制狀態(tài)，在圖2中，本發(fā)明預設多種臂上視覺裝置13可辨識的編輯圖樣，包含起點、終點及控制狀態(tài)的編輯圖樣設置在移動路徑18上，供臂上視覺裝置13行經(jīng)時辨識編輯圖樣后，執(zhí)行相對應編輯圖樣定義的功能。例如以●表示起點編輯圖樣，定義移動路徑18的起點，讓臂上視覺裝置13辨識后，引導機器手臂10首先到達起點編輯圖樣，開始以預設的高度及速度移動。以■表示終點編輯圖樣，定義移動路徑18的終點，讓臂上視覺裝置13辨識后，控制機器手臂10停止追蹤移動路徑18，并完成移動路徑的編輯，再回到機器手臂10預設停放的位置。而控制狀態(tài)中移動狀態(tài)編輯圖樣，例如以▲表示高度編輯圖樣，定義機器手臂10距離移動路徑18的高度，高度編輯圖樣后加數(shù)字則代表高度單位，讓臂上視覺裝置13辨識后，控制機器手臂10暫停追蹤移動路徑18，調(diào)整距離移動路徑18的高度，再回復追蹤移動路徑18的移動。

★表示速度編輯圖樣，定義機器手臂10的移動速度，速度編輯圖樣后 加數(shù)字則代表速度單位，讓臂上視覺裝置13辨識后，控制機器手臂10調(diào)整追蹤移動路徑18的移動速度。以◢或◣表示升降斜線編輯圖樣，定義機器手臂10以斜線上升或下降高度，斜線編輯圖樣后加數(shù)字則代表斜率單位，讓臂上視覺裝置13辨識后，控制機器手臂10維持既定移動速度斜線上升或下降高度。以◎表示保持等高編輯圖樣，定義機器手臂10維持既有的高度，讓臂上視覺裝置13辨識后，控制機器手臂10維持既有的高度及既定移動速度。而控制狀態(tài)中的功能編輯圖樣，例如以表示開啟功能編輯圖樣，定義開啟機器手臂10的工具功能，讓臂上視覺裝置13辨識后，控制機器手臂10開啟工具功能。以⊙表示關閉功能編輯圖樣，定義關閉機器手臂10的工具功能，讓臂上視覺裝置13辨識后，控制機器手臂10關閉工具功能。本發(fā)明以前述編輯圖樣舉例說明，但包含且不限于前述編輯圖樣的樣式，凡利用改變編輯圖樣的樣式，達到本發(fā)明的目的者，均屬于本發(fā)明的范疇。

圖3中，對物件16焊接加工處理，利用可辨識線條規(guī)劃的機器手臂10的移動路徑18，依據(jù)機器手臂10所需的移動狀態(tài)及啟閉焊接功能等控制狀態(tài)，沿著移動路徑18貼設所需的編輯圖樣，規(guī)劃機器手臂10移動狀態(tài)。例如本發(fā)明將起點編輯圖樣●貼設在移動路徑18的起點，機器手臂10利用臂上視覺裝置13辨識后，確認起點編輯圖樣的坐標，自動引導機器手臂10到達起點編輯圖樣，并辨識移動路徑18的線條，以預設的高度及速度，高度及速度通常預設為基本的0單位，開始追蹤移動路徑18移動。追蹤移動路徑18過程中調(diào)整的移動高度、速度及啟閉功能，請同時參考圖4a～圖4c。參考功能當機器手臂10追蹤穩(wěn)定后，在移動路徑18貼設高度編輯圖樣▲1，調(diào)整機器手臂10上升至適合焊接的1高度單位，接著貼設速度編輯圖樣★2，調(diào)整機器手臂10至適合焊接的2速度單位，再貼設開啟功能編輯圖樣，開啟機器手臂10的焊接工具，追蹤移動路徑18進行焊接。

完成第一段焊接后，在移動路徑18貼設關閉功能編輯圖樣⊙，關閉機器手臂10的焊接工具，并以既定高度及速度追蹤移動路徑18移動。接著貼設升斜線編輯圖樣◢3，讓機器手臂10以較高的3斜率單位斜線上升，在上升適當高度后，貼設保持等高編輯圖樣◎，讓機器手臂10維持高度追蹤移動路徑18移動，以回避例如障礙等。在移動路徑18貼設高度編輯圖樣▲1，調(diào)整機器手臂10回至適合焊接的1高度單位。在移動路徑18貼設開啟功能編輯圖樣，開啟機器手臂10的焊接工具，追蹤移動路徑18進行第二階段 焊接。接著貼設關閉功能編輯圖樣⊙，關閉機器手臂10的焊接工具，完成第二階段焊接，并以既定高度及速度追蹤移動路徑18移動。然后貼設速度編輯圖樣★0，調(diào)降機器手臂10移動速度至基本的0速度單位，以準備停止機器手臂10。最后在移動路徑18貼設終點編輯圖樣■，讓臂上視覺裝置13辨識后，控制機器手臂10停止追蹤移動路徑18。

在機器手臂10追蹤移動路徑18的過程中，機器手臂10多個肘節(jié)15隨者編輯圖樣表示的移動狀態(tài)及功能轉動，由于每一肘節(jié)15轉動的角度均有感測器加以偵測，因此機器手臂10從自動引導至移動路徑18的起點，依循追蹤移動路徑18，因應編輯圖樣調(diào)整移動狀態(tài)及開關功能，直至移動路徑18終點的移動坐標位置及軌跡，均由控制裝置14自動加以記錄。因此，機器手臂10一到終點編輯圖樣，就可同時自動完成機器手臂10焊接移動路徑的編輯。

如圖5所示，為本發(fā)明機器手臂移動路徑編輯方法的流程圖。本發(fā)明機器手臂移動路徑編輯的詳細步驟說明如下:首先步驟S1，以可辨識的線條設定機器手臂移動路徑；步驟S2，在移動路徑的起點及終點分別設置可辨識的起點及終點編輯圖樣；在步驟S3，在移動路徑上設置可辨識的移動狀態(tài)或啟閉功能等控制狀態(tài)編輯圖樣；步驟S4，利用機器手臂的臂上視覺裝置辨識編輯圖樣；在步驟S5，自動引導機器手臂由起點編輯圖樣，依循追蹤及記錄移動路徑的移動狀態(tài)；步驟S6，辨識移動路徑上編輯圖樣，控制機器手臂調(diào)整相對應的移動狀態(tài)；步驟S7，檢查是否辨識到終點編輯圖樣？假如未辨識到終點編輯圖樣，回到步驟S6繼續(xù)辨識移動路徑上編輯圖樣，假如辨識到終點編輯圖樣，則進入步驟S8，停止追蹤移動路徑，利用記錄的移動路徑的移動狀態(tài)編輯移動路徑，以完成機器手臂移動路徑的編輯。

因此，本發(fā)明機器手臂移動路徑編輯方法，就可通過色筆或顏料簡單畫設可辨識的線條，并在線條設置可辨識的起點、終點、高度、速度及功能等控制機器手臂移動狀態(tài)及啟閉工具功能的編輯圖樣，設定機器手臂移動路徑，再通過機器手臂臂上視覺裝置辨識編輯圖樣，自動引導機器手臂由起點編輯圖樣依循追蹤及記錄移動路徑，并辨識移動路徑上的移動狀態(tài)及啟閉功能的編輯圖樣，控制機器手臂調(diào)整相對應的移動狀態(tài)，直到終點編輯圖樣，自動完成移動路徑的編輯，以達到簡化編輯移動路徑及擴大編輯的適用范圍的目的。

以上所述的僅為用以方便說明本發(fā)明的優(yōu)選實施例，本發(fā)明的范圍不限于該等優(yōu)選實施例，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，皆屬本發(fā)明的保護范圍。