双臂机器人组装系统的制作方法



1.本发明涉及一种利用机器人来实现的组装系统,尤其涉及一种双臂机器人组装系统。


背景技术:



2.目前的生产线,主要都是以单一只机械手臂结合产线上的固定治具,实现自动化组装作业的形态。
3.如上所述,当生产线需要进行换线时(即,要更换产线所组装的产品时),必须先将锁固在平面上的固定治具拆掉,并且更换成组装下一个产品时所需使用的治具。如此一来,将会严重拖慢生产线的换线时间,无法满足现今生产线少量多样的需求。
4.另外,生产线经过换线后,除了必须依据要组装的产品而更换固定治具外,还必须重新编辑系统控制机械手臂时执行的控制程序。然而,部分生产线的管理者并不具备程序编辑能力,难以对此类的生产线进行操作与管理。
5.更甚者,绝大多数的生产线,都是借由控制按钮来对机械手臂进行点位的教导,或是必须解除机械手臂的伺服马达(servo off)后才能进行点位的教导。因此,对于机械手臂的教导较为费力,并且较不直觉。
6.综上所述,市场上极需一种新型态的组装系统,能够在利用机械手臂来实现自动化生产、组装的情况下,同时符合生产线快速换线、容易编程以及操作方便的需求。


技术实现要素:



7.本发明的主要目的,在于提供一种双臂机器人组装系统,借由至少两个机械手臂以及图形用户界面来达到快速换线、容易编程以及操作方便的目的。
8.为了达成上述目的,本发明的双臂机器人组装系统包括:
9.一控制单元;
10.一第一机械手臂,与该控制单元通讯连接,并于一端设置有一第一工具;
11.一第二机械手臂,与该控制单元通讯连接,并于一端设置有一第二工具;及
12.一图形用户界面,与该控制单元通讯连接,提供一图形程序编辑页面,该图形程序编辑页面提供多个指令图块,该多个指令图块用来编辑该控制单元控制该第一机械手臂及该第二机械手臂进行一组装作业时执行的一图形化程序,其中各该指令图块分别对应至用以控制该第一机械手臂或该第二机械手臂的不同控制指令及交握资料;
13.其中,该第一机械手臂及该第二机械手臂的至少其中之一上设置有一点位教导工具,该点位教导工具接受外力操作,以牵引该第一机械手臂或该第二机械手臂移动并直接进行一点位教导程序。
14.本发明利用至少两个机械手臂取代传统生产线上的单一只机械手臂及固定治具,以满足在生产线上快速换线的需求。另外,本发明通过图形用户界面提供指令图块以令使用者编辑图形化程序,可以实现容易编程的目的。并且,本发明于机械手臂上提供点位教导
工具,允许使用者直接牵引机械手臂以进行点位教导,借此达到操作方便的技术效果。
附图说明
15.图1为本发明的具体实施例的系统方块图。
16.图2为本发明的具体实施例的系统示意图。
17.图3为本发明的具体实施例的系统操作流程图。
18.图4为本发明的具体实施例的图控编辑页面示意图。
19.图5为本发明的具体实施例的图形化程序示意图。
20.图6为本发明的具体实施例的程序模拟示意图。
21.图7为本发明的具体实施例的手拉式点位教导示意图。
22.图8为本发明的具体实施例的机械手臂示意图。
23.图9为本发明的具体实施例的安全检测示意图。
24.图中:
[0025]1…
组装系统
[0026]
10

控制单元
[0027]2…
机器人
[0028]
20

j2臂
[0029]
21

第一机械手臂
[0030]
211

第一工具
[0031]
22

第二机械手臂
[0032]
221

第二工具
[0033]
23

点位教导工具
[0034]
231

拖拉手把
[0035]
232

启动按键
[0036]
233

设定按键
[0037]3…
图形用户界面
[0038]
30

模拟软件
[0039]
300

模拟页面
[0040]
301

干涉区
[0041]
31

图形程序编辑页面
[0042]
32

动作指令区
[0043]
33

程序编辑区
[0044]
34

指令图块
[0045]
341

第一图块
[0046]
342

第二图块
[0047]
343

第三图块
[0048]
35

图形化程序
[0049]
351

并联关系
[0050]
352

串联关系
[0051]4…
3d校正平台
[0052]5…
视觉控制器
[0053]6…
安全感测模组
[0054]7…
使用者
[0055]
81

危险区
[0056]
82

警告区
[0057]
83

安全区
[0058]
s10~s20

操作步骤
具体实施方式
[0059]
兹就本发明的一较佳实施例,配合附图,详细说明如后。
[0060]
本发明揭露一种应用于生产线上的双臂机器人组装系统,使用至少两个机械手臂来执行组装作业,借此缩短生产线的换线时间,进而达到目前生产线生量多样的生产、组装需求。其中机器手臂可为例如但不限于六轴型机器手臂或选择顺应性装配机器手臂(selective compliance assembly robot arm,scara)或其他类型机器手臂。
[0061]
首先参阅图1及图2,其中图1为本发明的具体实施例的系统方块图,图2为本发明的具体实施例的系统示意图。
[0062]
图1揭露了本发明的双臂机器人组装系统(下面将于说明书中简称为组装系统1)。如图1所示,所述组装系统1至少包括控制单元10,以及与控制单元10通讯连接的机器人2及图形用户界面3。本发明中,所述控制单元10可例如为工业电脑(ipc)、伺服器、个人电脑、笔记本电脑或平板电脑等具有处理器的电子装置,但不加以限定。
[0063]
于一实施例中,机器人2及图形用户界面3分别通过有线方式(例如缆线或网路线等)或无线方式(例如wi-fi或ethernet等)与控制单元10进行通讯连接。于另一实施例中,图形用户界面3内建于控制单元10中,并由控制单元10直接提供,但不加以限定。
[0064]
如图1及图2所示,所述机器人2可包括第一机械手臂21及第二机械手臂22,其中第一机械手臂21可代表左手,第二机械手臂22可代表右手。具体地,图1的实施例中是以两个机械手臂为例,但本发明的组装系统1并不以两个机械手臂为限。为便于理解,于下面说明中将以第一机械手臂21与第二机械手臂22为例进行说明,但并不以此限定本发明请求保护的范围。
[0065]
第一机械手臂21的一端设置有第一工具211,第二机械手臂22的一端设置有第二工具221。具体地,第一机械手臂21与第二机械手臂22上分别具有法兰面(flange),所述第一工具211与第二工具221分别设置于第一机械手臂21与第二机械手臂22的法兰面上。所述法兰面为机器人领域的公知常识,于此不再赘述。
[0066]
于一实施例中,第一工具211与第二工具221可为相同的工具,例如电爪、电锁、焊等,不加以限定。于另一实施例中,第一工具211与第二工具221可为不同的工具,例如第一工具211可为组装工具,第二工具221可为夹持工具。
[0067]
于上述实施例中,组装系统1控制第一机械手臂21及第一工具211来进行主要的组装动作。并且,组装系统1以第二机械手臂22及第二工具221取代传统生产线上使用的固定治具。借此,在通过一只辅助手臂(即,第二机械手臂22)协助一只主要手臂(即,第一机械手
臂21)的操作情境下,可以快速且精准地完成组装作业。并且,借由仅更换第一工具211及第二工具221而不需要拆除固定治具的方式,可以达到快速换线的需求。
[0068]
具体来说,当生产线需要更换生产、组装的产品时,生产线的管理者只需要更换第一工具211及/或第二工具221,并且重新配置控制单元10控制第一机械手臂21与第二机械手臂22时执行的控制程序即可。更换机械手臂上的工具的时间,远短于以往将锁固在平台上的固定治具拆除并且重新锁上更换后的固定治具的时间。借此,可以节省生产线的换线时间,进而达到快速换线的目的,并且可以符合现今生产线上少量多样的生产、组装需求。
[0069]
所述图形用户界面3可提供图形程序编辑页面。通过对图形程序编辑页面的操作,生产线的管理者可以直接编辑组装系统1控制第一机械手臂21与第二机械手臂22进行组装作业时所执行的图形化程序。
[0070]
具体地,本发明的图形程序编辑页面可提供预先建立完成的多个指令图块,各个指令图块分别记录了用以控制第一机械手臂21或第二机械手臂22的动作的控制指令以及交握资料。通过在图形程序编辑页面中对所需的多个指令图块进行编辑,即使管理者不具备程序撰写能力,亦可直接编辑所需的图形化程序(容后详述)。借此,可以实现本发明易于编程的目的。
[0071]
值得一提的是,所述第一机械手臂21或第二机械手臂22上可设置有一或多个点位教导工具(例如图7所示的点位教导工具23)。借由对点位教导工具23进行操作,生产线上的管理者可以在伺服未解除(servo on)的状态下,直接以手拉方式牵引第一机械手臂21及/或第二机械手臂22,以进行机器人2的点位教导程序。借由本发明的点位教导工具23,管理者可以在得到机器人2的辅助力道的情况下,更直觉地进行点位教导程序(容后详述)。
[0072]
如图1所示,组装系统1还可具有与控制单元10通讯连接的3d校正平台4。本发明中,所述3d校正平台4用以对第一机械手臂21与第二机械手臂22的坐标位置进行校正与同步。于一实施例中,所述3d校正平台4是以遮光感测器来实现。
[0073]
于进行校正时,控制单元10分别控制第一机械手臂21与第二机械手臂22移动并遮蔽3d校正平台4发出的光线。当所述光线被遮断时,3d校正平台4可记录第一机械手臂21与第二机械手臂22的当前坐标,借此对第一机械手臂21与第二机械手臂22进行定位。于第一机械手臂21及第二机械手臂22皆定位完成后,3d校正平台4即可对第一机械手臂21及第二机械手臂22的位置进行校正与同步。
[0074]
具体地,本发明通过3d校正平台4对第一机械手臂21与第二机械手臂22进行校正,可令第一机械手臂21与第二机械手臂22分别得知另一只机械手臂的相对位置,借此可以更准确地控制第一机械手臂21与第二机械手臂22的动作。
[0075]
续请同时参阅图3,图3为本发明的具体实施例的系统操作流程图。要使用本发明的组装系统1,首先,由生产线的管理者按照所需的组装动作规划一组动作程序(步骤s10),并且按照所规划的动作程序,利用图形用户界面3于所述图形程序编辑页面中编辑所述图形化程序(步骤s12)。
[0076]
所述动作程序可包括第一机械手臂21及第二机械手臂22于组装过程中所需执行的一或多个动作,以及执行各个动作时的位置、姿态等信息。待所述动作程序规划完成后,管理者即可操作图形用户界面3,借此利用图形程序编辑页面中的多个指令图块来编辑与动作程序相符的图形化程序。当控制单元10执行图形化程序后,即可控制第一机械手臂21
以及第二机械手臂22来实现管理者于步骤s10中规划完成的动作程序,借此完成组装作业。
[0077]
如图1所示,本发明的控制单元10还可执行模拟软件30。本发明中,模拟软件30用以模拟第一机械手臂21与第二机械手臂22执行所述动作程序的结果。
[0078]
如图3所示,在所述图形化程序编辑完成,并且被控制单元10实际执行前,可先由模拟软件30来基于第一机械手臂21及第二机械手臂22的当前设定值模拟执行图形化程序。控制单元10可以依据模拟软件30的模拟结果来预估并记录执行图形化程序所需的周期时间(cycle time),并且分析并记录第一机械手臂21与第二机械手臂22于组装作业中可能发生的干涉状况(步骤s14)。
[0079]
承上,若由模拟结果发现周期时间不符需求(例如时间过长),或是第一机械手臂21与第二机械手臂22可能发生碰撞,则管理者可以重新规划所述动作程序,或是重新编辑图形化程序。
[0080]
如上所述,管理者于步骤s10中规划的动作程序包括了第一机械手臂21及第二机械手臂22于执行各个动作时的位置与姿态。在控制单元10实际执行图形化程序前,管理者可以通过点位教导工具23来对第一机械手臂21及/或第二机械手臂22进行手拉式直觉点位教导(步骤s16),借此令第一机械手臂21及第二机械手臂22学习各个动作的正确位置与正确姿态。如此一来,可以有效提高组装精准度、缩短周期时间,并且解决干涉问题。
[0081]
进一步,管理者还可对第一机械手臂21及第二机械手臂22进行参数的设定(步骤s18)。例如,若所述第一工具211或第二工具221为电锁,管理者可于步骤s18中设定电锁所需的各项参数(例如转数、锁固时间长度、锁固力道等)。
[0082]
于上述步骤s10至步骤s18皆执行完成后,管理者即可令控制单元10实际执行所述图形化程序。当控制单元10实际执行了图形化程序后,即可基于图形化程序的内容对第一机械手臂21(及第一工具211)及第二机械手臂22(及第二工具221)进行控制,以借由第一机械手臂21及第二机手臂22来于生产线上实现组装作业(步骤s20)。
[0083]
如图1所示,组装系统1还可包括与控制单元10通讯连接的视觉控制器5(vision controller)。本发明中,控制单元10可在组装过程中控制视觉控制器5采集所需位置的影像,并且对影像执行影像辨识程序以获得所需信息。借此,可以进一步确保组装作业的品质。
[0084]
于一实施例中,管理者所规划的动作程序可以同时包含第一机械手臂21、第二机械手臂22及视觉控制器5的动作。举例来说,所述动作程序可如下表所示:
[0085][0086]
如上表所示,管理者可以按照组装作业所需的顺序,同时规划第一机械手臂21、第二机械手臂22及视觉控制器5的动作程序。于本实施例中,图形程序编辑页面所提供的多个指令图块中,亦包含了可对应至控制视觉控制器5执行影像采集动作的指令的一或多个指令图块。如此一来,若管理者依据所规划的动作程序编辑了图形化程序,则当控制单元10执行图形化程序时,可以同时对第一机械手臂21、第二机械手臂22以及视觉控制器5进行控制,以实现组装作业。
[0087]
于一实施例中,所述视觉控制器5包括至少一相机,但并不以此为限。
[0088]
续请同时参阅图4,图4为本发明的具体实施例的图控编辑页面示意图。本发明的组装系统1可通过图形用户界面3提供图形程序编辑页面31,如图4所示,所述图形程序编辑页面31中包括有动作指令区32及程序编辑区33。
[0089]
所述动作指令区32用以提供预先建立的多个指令图块34。于图4的实施例中,多个指令图块34以第一图块341、第二图块342及第三图块343为例,但并不以此为限。
[0090]
各个指令图块34分别记录了用以控制第一机械手臂21、第二机械手臂22或是视觉控制器5的指令以及对应位置。例如,各个指令图块34可分别对应至“第一机械手臂移动至初始点位”、“第二机械手臂移动至p1点”、“第一机械手臂下降”、“第二机械手臂汽缸夹抓开”、“第一机械手臂旋转180度”、“视觉控制器辨识p2点的影像”等指令。然而,上述仅为本发明的部分具体实施范例,但并不以此为限。
[0091]
所述程序编辑区33供管理者进行操作,以将多个指令图块34编辑成所需的图形化程序35。
[0092]
具体地,管理者可以从动作指令区32中查并选择所需的多个指令所对应的指令图块34,并且将这些指令图块34从动作指令区32中拖拉至程序编辑区33内。并且,管理者可参考所规划的动作程序来于程序编辑区33中编辑这些指令图块34彼此间的串联关系或并联关系,借此依据程序编辑区33内的多个指令图块34生成所需的图形化程序35。换句话说,程序编辑区33可以基于具有至少一个串联关系或至少一个并联关系的多个指令图块34来产生所述图形化程序35。
[0093]
如图4所示,所述程序编辑区33还可提供多个页面(例如第一页、第二页等),管理者可于不同页面中编辑不同的图形化程序35。当生产线换线时,控制单元10可以取得对应
的图形化程序35来控制第一机械手臂21、第二机械手臂22以及视觉控制器5,借此进行换线后的组装作业。据此,可以达到本发明对于快速换线的目的。
[0094]
续请同时参阅图5,为本发明的具体实施例的图形化程序示意图。图5用以对上述图形化程序35做更进一步的说明。
[0095]
如图5所示,管理者可以连接对应至“第一机械手臂执行动作一”、“第一机械手臂执行动作二”及“第一机械手臂执行动作三”等三个指令的三个指令图块34,以建立流程一。并且,管理者可以连接对应至“第二机械手臂执行动作一”及“第二机械手臂执行动作二”等两个指令的两个指令图块34,以建立流程二。并且,管理者可以设定流程一中的多个指令图块34与流程二中的多个指令图块34为并联关系351。换句话说,控制单元10会同时控制第一机械手臂21以及第二机械手臂22进行动作,以同时执行流程一以及流程二。
[0096]
接着,管理者可以设定在流程一以及流程二皆执行完毕后,开始执行流程三。并且,管理者可以连接对应至“第一机械手臂执行动作四”以及“第二机械手臂执行动作三”等两个指令的两个指令图块34,以建立流程三。于图5的实施例中,管理者可以设定流程三中的多个指令图块34为串联关系352。换句话说,控制单元10于执行流程三时,会先控制第一机械手臂21执行动作四,接着再控制第二机械手臂22执行动作三,借此完成流程三。
[0097]
本发明中的多个指令图块34,主要是由组装系统1的提供者基于可支援的程序语言来预先撰写并储存,其中各个指令图块34分别记录了机械手臂所能执行的动作、各个动作的对应位置,以及多个机械手臂彼此间的交握信息等资料。通过指令图块34的使用,管理者可以在不具备程序撰写能力的前提下,直接选择所需的动作、执行动作的机械手臂、动作的执行位置等等需求,进而直接编辑图形化程序35。
[0098]
另外,由于指令图块34中已包含了多个机械手臂间的交握信息,因此管理者只需要选择所需的多个指令图块34以编辑图形化程序35即可,不需要再额外编写交握指令。并且,如前文所述,管理者在完成图形化程序35的编辑后,可以先通过模拟软件30来模拟执行,借此判断图形化程序35是否符合需求。
[0099]
请同时参阅图6,为本发明的具体实施例的程序模拟示意图。当所述图形化程序5编辑完成后,控制单元10可先执行模拟软件30,并且将第一机械手臂21、第二机械手臂22及视觉控制器5等元件的当前设定值汇入模拟软件30中。借此,模拟软件30可基于第一机械手臂21、第二机械手臂22及视觉控制器5的当前设定值来模拟执行图形化程序5。于一实施例中,所述当前设定值可例如为型号、初始点位置、移动速度等,但不以此为限。
[0100]
如图6所示,模拟软件30可提供模拟页面300,并显示于控制单元10的显示荧幕上。于一实施例中,模拟软件30基于所述当前设定值来生成第一机械手臂21、第二机械手臂22及视觉控制器5的模拟影像,并且显示在模拟页面300中。当模拟软件30模拟执行图形化程序5时,即按照图形化程序5的内容来对应修正所述模拟影像,借此在模拟页面300上显示第一机械手臂21、第二机械手臂22及视觉控制器5按照图形化程序35的指示实际动作时的模拟影像。所述模拟影像可为静态图片或动态影片,而不加以限定。
[0101]
本发明中,模拟软件30是依据第一机械手臂21、第二机械手臂22及/或视觉控制器5的当前设定值来模拟执行图形化程序35,并且当前设定值包含了这些元件的移动速度。因此,控制单元10可以依据模拟执行的结果来分析并记录执行图形化程序35的周期时间(cycle time)。
[0102]
通过模拟软件30的模拟执行,管理者可以确认当前使用的图形化程序35是否符合需求(例如周期时间是否太长),进而可决定是否要调整第一机械手臂21、第二机械手臂22及/或视觉控制器5的参数(例如移动速度)、重新编辑图形化程序35,或是重新规划动作程序(例如减少组装步骤)。借此,可以通过离线模拟的方式来预先对所编辑的图形化程序35(及所规划的动作程序)进行验证。
[0103]
更进一步,所述当前设定值包含了第一机械手臂21、第二机械手臂22及/或视觉控制器5的型号、初始点位置及移动速度等信息。因此,模拟软件30可以在模拟执行图形化程序35的过程中,分析第一机械手臂21、第二机械手臂22及/或视觉控制器5是否发生干涉状况。
[0104]
具体地,所述干涉状况指的是第一机械手臂21、第二机械手臂22及/或视觉控制器5是否会在依据图形化程序35的内容进行动作时发生碰撞。并且,如图6所示,当模拟软件30于模拟执行的过程中判断第一机械手臂21、第二机械手臂22及/或视觉控制器5在特定时间点会在特定区域(下称干涉区域301)互相干涉时,即可对干涉区域301进行标示。于一实施例中,模拟软件30可以不同颜(例如红)来标示所述干涉区域301,并且将干涉区域301显示于控制单元的显示荧幕上(例如,显示于模拟页面300中的模拟影像上)。
[0105]
通过对干涉区域301的分析与标示,管理者可以重新调整第一机械手臂21、第二机械手臂22及/或视觉控制器5的参数、重新编辑图形化程序35,或是重新规划动作程序。借此,可以避免控制单元10实际控制第一机械手臂21、第二机械手臂22及视觉控制器5执行组装作业时,第一机械手臂21、第二机械手臂22或视觉控制器5发生碰撞而造成的毁损的问题。
[0106]
如上所述,本发明的图形化程序35是由多个指令图块34通过并联关系351及/或串联关系352所生成的。其中,各个指令图块34除了记录用来控制第一机械手臂21、第二机械手臂22或视觉控制器5执行特定动作的指令外,还可包括动作的执行位置。
[0107]
举例来说,第一指令图块可对应至“第一机械手臂21取料”的指令,第二指令图块可对应至“第二机械手臂22移动至p1点”的指令。于此实施例中,管理者可以操作第一机械手臂21与第二机械手臂22上的点位教导工具23,并以手拉方式来直觉地教导第一机械手臂21取料区的位置,并且教导第二机械手臂22所述p1点的位置。
[0108]
请同时参阅图7及图8,其中图7为本发明的具体实施例的手拉式点位教导示意图,图8为本发明的具体实施例的机械手臂示意图。其中图7及图8的机器手臂是以scara作为举例及说明,但并不限于scara。于其他实施例中,亦可采用六轴型机器手臂或其他类型的机器手臂。如图7所示,本发明的机器人2上设置有点位教导工具23。于一实施例中,所述点位教导工具23可设置在第一机械手臂21或第二机械手臂22上。于另一实施例中,第一机械手臂21与第二机械手臂22可分别设置有一组点位教导工具23。
[0109]
所述点位教导工具23至少包括设置在第一机械手臂21及/或第二机械手臂22上的把手231,并且把手231上具有启动按键232。所述把手231可供管理者用手握持,并且启动按键232设置于管理者的手的拇指位置。
[0110]
当管理者以手握持把手231并以拇指按压启动按键232后,即可拉动把手231,进而牵引第一机械手臂21或第二机械手臂22移动以改变其在平面空间中的x轴及y轴上的位置,并且记录移动后的坐标位置。
[0111]
举例来说,管理者可通过把手231直接将第一机械手臂21牵引到取料区的位置,并且将第一机械手臂21的坐标记录为取料区的位置,借此完成所述第一指令图块的点位教导程序。当控制单元10基于图形化程序35控制第一机械手臂21执行取料动作时,第一机械手臂21可以准确地移动至取料区以进行取料。
[0112]
再例如,管理者可通过把手231直接将第二机械手臂22牵引到p1点的位置,并且将第二机械手臂22的坐标记录为p1点的位置(p1点可例如为一个零件的组装位置),借此完成所述第二指令图块的点位教导程序。当控制单元10基于图形化程序35而控制第二机械手臂22进行移动时,第二机械手臂22可以准确地移动至p1点的位置。
[0113]
如图7所示,所述点位教导工具23还可包括设置在第一机械手臂21及/或第二机械手臂22上的设定按键233。当管理者通过把手231牵引第一机械手臂21或第二机械手臂22移动时,可以同时操作设定按键233,以对第一机械手臂21、第二机械手臂22的各关节轴进行细微控制及调整。
[0114]
如图8所示,机器人2(即,第一机械手臂21及第二机械手臂22)上可具有j1轴、j2轴、j3轴及j4轴,其中,j1轴与j2轴用以控制机器人2于平面空间中的x轴位置与y轴位置,j3轴用以控制机器人2于三维空间中的z轴位置,j4轴用以控制机器人2的旋转(即,rz轴)。本实施例中,管理者可操作设定按键233,以调整并记录第一机械手臂21或第二机械手臂22的j3轴(即,z轴)及j4轴(即,rz轴)的位置。
[0115]
上述j1轴、j2轴、j3轴及j4轴为机器人领域的公知技术,于此不再赘述。
[0116]
值得一提的是,所述j2轴上的手臂可被称为j2臂20。于一实施例中,把手231及设定按键233可被设置于第一机械手臂21及/或第二机械手臂22的j2臂20上。借由将点位教导工具23设置在j2臂20上,可以令管理者在牵引机械手臂时更为省力。
[0117]
更具体地,通过点位教导工具23的设置,本发明的组装系统1可以提供管理者在伺服启动(servo on)的状态下,以手拉方式对第一机械手臂21、第二机械手臂22进行点位教导程序。由于在进行点位教导时,管理者可以直觉地对第一机械手臂21与第二机械手臂22进行拖拉,并且在拖拉时可由机械手臂提供辅助力道,因此可以有效降低操作与教导的门槛。
[0118]
如图1所示,本发明的组装系统1还可包括与控制单元10通讯连接的安全感测模组6。通过安全感测模组6的设置,控制单元10可以在控制第一机械手臂21与第二机械手臂22执行组装作业时,防止第一机械手臂21、第二机械手臂22与外部物体发生碰撞,借此确保组装作业的安全性。
[0119]
请同时参阅图9,为本发明的具体实施例的安全检测示意图。如图9所示,第一机械手臂21与第二机械手臂22上可分别设置有安全感测模组6。于一实施例中,所述安全感测模组6可设置于所述j2臂20上,但不加以限定。
[0120]
于一实施例中,所述安全感测模组6可包括3d立体视觉感测器、光学感测器、超音波感测器或其他可感测物体的感测器,用以感测一定距离内的物体的靠近。然而,上述仅为本发明的部分具体实施范例,但不以此为限。
[0121]
于一实施例中,控制单元10可以在控制第一机械手臂21与第二机械手臂22执行组装作业时,通过安全感测模组6来感应周围是否有物体接近。具体地,安全感测模组6例如可对外发出光线或光波,并且借由反射光或反射波来判断是否有物体接近,并且计算所述物
体与第一机械手臂21、第二机械手臂22间的距离。于其他实施例中,安全感测模组6亦可例如利用视觉的检测方式来判断一定范围内是否有物体接近。
[0122]
于一实施例中,控制单元10可以在安全感测模组6感应到有物体接近时,控制第一机械手臂21及/或第二机械手臂22执行减速动作或停止动作。如此一来,可以避免工作中的第一机械手臂21或第二机械手臂22和所述物体发生碰撞。
[0123]
更具体地,所述安全感测模组6可以经过设定,并依据第一机械手臂21及第二机械手臂22的臂长及移动范围等手臂信息,将组装系统1周围不等距离内的区域划分为危险区81、警告区82及安全区83。于一实施例中,控制单元10可于所述物体进入安全区83、警告区82及危险区81时,分别控制第一机械手臂21与第二机械手臂22执行不同程度的减速动作或停止动作。
[0124]
例如,当物体进入安全区83时,与第一机械手臂21、第二机械手臂22间的距离尚远,因此控制单元10可不对第一机械手臂21与第二机械手臂22进行任何控制,或是仅小幅调降第一机械手臂21与第二机械手臂22的移动速度。
[0125]
当物体进入警告区82时,已有与第一机械手臂21、第二机械手臂22碰撞的可能性,因此控制单元10可大幅调降第一机械手臂21与第二机械手臂22的移动速度。当物体进入危险区83时,则因为物体随时都可能与第一机械手臂21、第二机械手臂22产生碰撞,因此控制单元10可立即控制第一机械手臂21与第二机械手臂22停止移动。
[0126]
然而,上述皆仅为本发明的具体实施范例,但并不以此限制本发明请求保护的范围。
[0127]
如前文所述,本发明的组装系统1通过至少两个机械手臂21、22的使用,可满足生产线上快速换线的需求。并且,本发明的组装系统1提供图形程序编辑页面31,可令管理者在不具备程序编写能力的情况下编辑图形化程序。更甚者,本发明的组装系统1于机械手臂21、22上提供点位教导工具23,可允许管理者以手拉方式直觉地对机械手臂进行点位教导,借此达到操作方便的技术效果。
[0128]
以上所述仅为本发明的较佳具体实例,非因此即局限本发明的权利要求范围,故凡运用本发明内容所为的等效变化,均同理皆包含于本发明的范围内。

技术特征:


1.一种双臂机器人组装系统,应用于一生产线,包括:一控制单元;一第一机械手臂,与该控制单元通讯连接,并于一端设置有一第一工具;一第二机械手臂,与该控制单元通讯连接,并于一端设置有一第二工具;及一图形用户界面,与该控制单元通讯连接,提供一图形程序编辑页面,该图形程序编辑页面提供多个指令图块,该多个指令图块用来编辑该控制单元控制该第一机械手臂及该第二机械手臂进行一组装作业时执行的一图形化程序,其中各该指令图块分别对应至用以控制该第一机械手臂或该第二机械手臂的不同控制指令及交握资料;其中,该第一机械手臂及该第二机械手臂的至少其中之一上设置有一点位教导工具,该点位教导工具接受外力操作,以牵引该第一机械手臂或该第二机械手臂移动并直接进行一点位教导程序。2.如权利要求1所述的双臂机器人组装系统,其中该第一工具为一组装工具,该第二工具为一夹持工具。3.如权利要求1所述的双臂机器人组装系统,其中该图形程序编辑页面包括一动作指令区及一程序编辑区,该动作指令区提供预先建立的该多个指令图块,该程序编辑区依据该多个指令图块编辑该图形化程序。4.如权利要求3所述的双臂机器人组装系统,其中多个该指令图块从该动作指令区中被拖曳至该程序编辑区时建立彼此间的一串联关系或一并联关系,并且该程序编辑区基于具有至少一该串联关系或至少一该并联关系的多个该指令图块产生该图形化程序。5.如权利要求1所述的双臂机器人组装系统,其中该点位教导工具至少包括设置于该第一机械手臂或该第二机械手臂上的一把手,该把手上具有一启动按键,该启动按键被按压后,该把手牵引该第一机械手臂或该第二机械手臂移动,并且改变并记录该第一机械手臂或该第二机械手臂于一平面空间中的一x轴及一y轴上的位置。6.如权利要求5所述的双臂机器人组装系统,其中该点位教导工具至少包括设置于该第一机械手臂或该第二机械手臂上的一设定按键,该设定按键对该第一机械手臂或该第二机械手臂的各关节轴进行细微控制并调整该第一机械手臂或该第二机械手臂于该平面空间中的位置。7.如权利要求1所述的双臂机器人组装系统,其中该控制单元执行一模拟软件,该模拟软件基于该第一机械手臂及该第二机械手臂的一当前设定值模拟执行该图形化程序,并且记录该图形化程序的一周期时间,并分析该第一机械手臂与该第二机械手臂于该图形化程序执行期间的一干涉状况。8.如权利要求7所述的双臂机器人组装系统,其中该模拟软件于该第一机械手臂及该第二机械手臂互相干涉时,以不同颜显示一干涉区域于该控制单元的一显示荧幕上。9.如权利要求1所述的双臂机器人组装系统,其中该第一机械手臂或该第二机械手臂上设置有一安全感测模组,当该控制单元控制该第一机械手臂及该第二机械手臂动作并且该安全感测模组感应到一物体接近时,该控制单元控制该第一机械手臂及该第二机械手臂执行一减速动作或一停止动作。10.如权利要求9所述的双臂机器人组装系统,其中该安全感测模组依据该第一机械手臂及该第二机械手臂的一手臂信息将该双臂机器人组装系统周围不等距离内的区域划分
为一安全区、一警告区及一危险区,并且该控制单元于该物体进入该安全区、警告区及该危险区时分别控制该第一机械手臂及该第二机械手臂执行不同程度的该减速动作或该停止动作。11.如权利要求1所述的双臂机器人组装系统,其中还包括一3d校正平台,与该控制单元通讯连接,对该第一机械手臂及该第二机械手臂的坐标位置进行校正与同步。12.如权利要求1所述的双臂机器人组装系统,其中还包括一视觉控制器,与该控制单元通讯连接,该控制单元控制该视觉控制器采集所需位置的影像并执行一影像辨识程序,其中该图形程序编辑页面提供对应至用来控制该视觉控制器执行一影像采集动作的一或多个指令的该指令图块。

技术总结


一种双臂机器人组装系统,包括控制单元、图形用户界面、第一机械手臂以及第二机械手臂。图形用户界面提供图形程序编辑页面,图形程序编辑页面提供用来编辑组装系统使用的图形化程序的多个指令图块。第一机械手臂或第二机械手臂上设置有点位教导工具。于控制单元基于图形化程序控制第一机械手臂及第二机械手臂执行组装作业前,管理者通过点位教导工具直接牵引第一机械手臂及第二机械手臂以进行点位教导,借此便于组装系统利用双臂的协同运动来进行组装作业。来进行组装作业。来进行组装作业。


技术研发人员:

李孟宗 林汉卿 王锡裕 黄柏乔 黄正豪

受保护的技术使用者:

台达电子工业股份有限公司

技术研发日:

2022.03.17

技术公布日:

2022/11/15

本文发布于:2024-09-22 07:35:26,感谢您对本站的认可!

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