[發明專利]機器手臂的坐標校正方法

有效

• 申請號: 202010528712.6
• 申請日: 2020-06-11
• 公開（公告）號: CN113799115B
• 公開（公告）日: 2023-03-24
• 發明（設計）人: 邵啟煥;張啟舜
• 申請（專利權）人: 臺達電子工業股份有限公司
• 主分類號: B25J9/16
• 分類號: B25J9/16
• 代理公司: 隆天知識產權代理有限公司 72003
• 代理人: 聶慧荃;閆華

1.一種機器手臂的坐標校正方法，其中該機器手臂設置于一可動載臺上及運作于至少一工作空間中，該工作空間中設置有一個三維測量裝置，該三維測量裝置架構于測量該機器手臂的位置，該坐標校正方法包含步驟：

(a)在該機器手臂受該可動載臺移動而至該工作空間中運作時，依據一移動命令控制該機器手臂進行移動，并利用該三維測量裝置取得該機器手臂所到達的至少三個參考定位點；

(b)依據該至少三個參考定位點計算取得一旋轉矩陣及一平移向量，并依據該旋轉矩陣及該平移向量計算取得相應的一參考坐標系；

(c)該機器手臂受該可動載臺移動而離開該工作空間，而在該機器手臂回到該工作空間中運作時，依據該移動命令控制該機器手臂進行移動，并利用該三維測量裝置取得該機器手臂所到達的至少三個實際定位點；

(d)依據該至少三個實際定位點計算取得一旋轉矩陣及一平移向量，進而計算取得相應的一實際坐標系，再通過比較該參考坐標系及該實際坐標系的該旋轉矩陣及該平移向量，計算取得一坐標補正信息；以及

(e)依據該坐標補正信息調整該機器手臂，使該機器手臂維持運作于該參考坐標系；

其中該三維測量裝置包含：

一球形體，可拆卸地組接于該機器手臂，且受該機器手臂帶動而同步移動或轉動；

一基座；以及

三個測量模塊，設置于該基座上，其中每一該測量裝置包含一測量結構及一位置感測器，該三個測量模塊的三個該測量結構分別于X軸、Y軸及Z軸方向上移動，且均與該球形體接觸，該位置感測器架構于在對應的該測量結構被該球形體推動時，測量該測量結構的移動距離，

其中三個該測量結構分別沿對應各個軸向的可移動距離共同定義一測量空間，于該步驟(a)及該步驟(c)中，該球形體受該機器手臂帶動而于該測量空間中移動，三個該位置感測器的感測結果反映該球形體的三維坐標。

2.如權利要求1所述的機器手臂的坐標校正方法，其中該移動命令包含控制該機器手臂以不同的操作動作進行至少三次移動。

3.如權利要求1所述的機器手臂的坐標校正方法，其中該機器手臂的該旋轉矩陣的等式如下：

其中，P₀、P_x及P_y代表三個該定位點，及分別代表X軸、Y軸及Z軸的單位向量，R代表該機器手臂的該旋轉矩陣。

4.如權利要求3所述的機器手臂的坐標校正方法，其中該機器手臂的該平移向量的等式如下：

其中P_x0、P_y0及P_z0代表該機器手臂的檔點位置，代表該機器手臂的該平移向量。

5.如權利要求4所述的機器手臂的坐標校正方法，其中通過比較該參考坐標系及該實際坐標系的該旋轉矩陣及該平移向量而計算取得一旋轉矩陣變化量及一平移向量變化量，該坐標補正信息包含該旋轉矩陣變化量及該平移向量變化量，該旋轉矩陣變化量及該平移向量變化量的等式分別如下：

其中R及分別代表該參考坐標系的該旋轉矩陣及該平移向量，及分別代表該實際坐標系的該旋轉矩陣及該平移向量，ΔR代表該旋轉矩陣變化量，代表該平移向量變化量。

6.如權利要求1所述的機器手臂的坐標校正方法，其中該機器手臂組接于一工具，該工具受該機器手臂帶動而進行運作，且該機器手臂在組接于該工具時可拆卸地組接于該三維測量裝置的該球形體。

7.如權利要求1所述的機器手臂的坐標校正方法，其中該機器手臂僅于該步驟(a)至該步驟(c)中組接于該三維測量裝置的該球形體。

8.如權利要求1所述的機器手臂的坐標校正方法，其中于該步驟(a)至該步驟(c)中，該至少三個參考定位點及該至少三個實際定位點為該三維測量裝置所測量的該球形體的球心的三維坐標。

9.如權利要求1所述的機器手臂的坐標校正方法，其中該機器手臂為六軸型機器手臂或選擇順應性裝配機器手臂。