機械手臂系統(tǒng)及其平行度校正方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明是與機械手臂有關，特別是關于一種具有平行度校正功能的機械手臂系統(tǒng)，以及其平行度校正方法。
【背景技術】
[0002]機械手臂在進行特定工作時，其一末端面常需要平行于一工作平面，才能使一設于該末端面的末端效應器順利進行工作。例如，該末端效應器可能為一夾爪，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，該專利是于一機臺提供一承靠面，并將一機械手臂的底座固定于該承靠面，以使該機械手臂的特定部位平行于該機臺的特定軸向。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，則無法確保該機械手臂與該機臺之間的平行度。
[0004]事實上，機械手臂常應用于各式各樣的工作中，其坐標系難以與其對應的工作裝置(例如取放平臺、孔板等等)的坐標系相吻合，因此機械手臂的末端面與其對應的工作裝置的工作平面之間的平行度相當難以校正，尤其，機械手臂可能需要對應坐標系較為復雜的傾斜工作平面，在此狀況下更難以進行平行度校正。

【發(fā)明內容】

[0005]本發(fā)明的目的在于提供一種機械手臂系統(tǒng)以及其平行度校正方法，可使機械手臂在各種工作情況下都能快速地與工作平面達到精準的平行度。
[0006]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供的機械手臂系統(tǒng)包含有一機械手臂、一用以控制該機械手臂的運作的控制器，以及一平行度校正裝置。該機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于該末端軸，且具有至少一距離量測器，用以量測一基準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面的校正位置；
[0009]b.該平行度校正裝置量測該基準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整該機械手臂的姿態(tài)，使得該些受測點與該末端面的距離皆相同。
[0011]由此，當該基準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面。該基準面可為一校正板的一表面，且該表面是平行于該機械手臂在該步驟C之后進行工作時的工作平面，如此一來，該末端面在該步驟c之后平行于該基準面，因此亦平行于工作平面。或者，該基準面亦可為該機械手臂在該步驟c之后進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)明可直接對機械手臂的末端面與工作平面的平行度進行校正，或者利用一校正板而間接對機械手臂的末端面與工作平面的平行度進行校正，如此的方式相當快速且準確，即使隨意變更工作平面，甚至應用于坐標系較為復雜的傾斜工作平面，本發(fā)明仍可使機械手臂的末端面快速地與工作平面達到精準的平行度。
【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械手臂系統(tǒng)的一機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械手臂系統(tǒng)的一機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機械手臂系統(tǒng)，20機械手臂，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]有關本發(fā)明所提供的機械手臂系統(tǒng)及其平行度校正方法的詳細構造、特點、組裝或使用方式，將于后續(xù)的實施方式詳細說明中予以描述。然而，在本發(fā)明領域中具有通常知識者應能了解，該些詳細說明以及實施本發(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構特征。其次，當述及一組件設置于另一組件上時，代表前述組件是直接設置在該另一組件上，或者前述組件是間接地設置在該另一組件上，亦即，二組件之間還設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械手臂系統(tǒng)10包含有一機械手臂20、一控制器30，以及一平行度校正裝置40。
[0023]該機械手臂20與公知技術相同，是受該控制器30控制而可變化出多種姿態(tài)，該機械手臂20具有一用以安裝一末端效應器(圖中未示)的末端軸22，由該控制器30控制該機械手臂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設于該末端軸22，因此可與該末端軸22同步轉動。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械手臂20在該工作平面53上進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