[发明专利]端效器控制方法

说明书

技术领域

本发明与端效器的控制方法有关，尤指一种判断端效器对物体的吸取点的控制方法。

背景技术

近年来随着人力成本上升，工厂自动化的需求日益增加，机器人需要执行的任务不再局限于产线上固定零件的取放与简易组装，而逐渐面对多样少量、组装形状多样的零件的生产需求，因此更高自由度的端效器及其相对应的控制方法日渐重要。目前已有一些已知技术提出演算法来进行高自由度端效器的控制演算，但物体外观上形成特殊曲线造型时，由于无法在资料库中找到适当的吸取方法，现行技术仅能进行人工教导；然而此法耗时费力，不适合应用于多样少量的生产线上。因此，必须研发一套适用于高自由度端效器的智能化控制演算法，以符合产业需求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种端效器控制方法，利用数种判断物体吸取位置的方法找出最佳的吸取位置，以顺利吸取物体。

为达前述目的，本发明采用如下技术方案：

一种端效器控制方法，其应用于一具有一底座及至少两个手指，各手指分别具有至少两轴的自由度，且各手指分别以一枢转轴与底座连接而可旋转，且各手指的末端设有吸附装置的端效器；此控制方法的步骤至少包括有：

取得物体的三维物理资讯；

以向量规划方法找出适合吸取的位置；

以及产生控制命令控制端效器依上述位置吸取物体。

其中该向量规划方法的步骤包括有：

建立一虚拟平台，并将所取得的物体三维物理资讯建构为一虚拟物体置于虚拟平台上；

于该虚拟物体上方一适当距离处建立一对应于该端效器的虚拟端效器；其中该虚拟端效器的枢转轴定义为基准轴；

对应各基准轴分别取一包含该基准轴的平面；

计算各平面与该虚拟物体的表面交集的曲线；

于各曲线上依虚拟端效器的手指可及的范围分别搜寻出一吸取位置，其中虚拟端效器的手指须可沿该吸取位置于该曲线上的法向量方向靠近该吸取位置。

上述的向量规划方法还包括有，于该虚拟物体上设定一参考点，且离该参考点适当距离的位置建立该虚拟端效器；其中该参考点的位置可投影于各基准轴所围成的区域内。而该参考点为该虚拟物体的质心或形心，而该适当距离为端效器的手指所能及的范围内。

该向量规划方法还包括有，若于该曲线上搜寻不到适当的吸取位置，则于该曲线所对应的平面附近再取一包含该基准轴的第二平面，计算该第二平面与虚拟物体的表面交集的第二曲线，并于该第二曲线上依前述方法搜寻吸取位置。

此外，该控制方法还包括有一典型规划方法及一教导式规划方法。该典型规划方法的步骤包括有：分析物体的三维物理资讯，并与预先建立的简单几何形状模型进行比对；确认该物体的表面形状相似于其中一种预先建立的简单几何形状模型；计算该简单几何形状模型的典型吸取位置，对照该物体的三维物理资讯找出位于该物体表面的吸取位置。而该教导式规划方法的步骤包括有：操作人员以人为方式直接控制端效器移动至该物体附近；操作人员以人为方式直接控制端效器的手指接触于该物体表面的一适当位置；确认端效器的手指可于上述适当位置吸取物体；记录前述端效器的移动路径及手指的吸取位置。

更进一步地，该控制方法的步骤依序为：

a.取得物体的三维物理资讯；

b.以典型规划方法找出适合吸取的位置；

c.若无法以典型规划方法找出适合吸取的位置，则以向量规划方法找出适合吸取的位置；

d.若无法以向量规划方法找出适合吸取的位置，则以教导式规划方法找出适合吸取的位置；

e.产生控制命令控制端效器依上述位置吸取物体。

再者，以上述步骤找出适合吸取的位置后，此控制方法还包括有：计算吸取位置的法向量；计算吸取位置上自其法向量延伸而出的预备位置；计算端效器的工作位置及端效器手指吸取物体的动作姿态以产生控制命令；执行控制命令使端效器吸取物体。

附图说明

图1为本发明的流程图。

图2为本发明的典型规划方法的流程图。

图3为本发明的向量规划方法的流程图。

图4为本发明的教导式规划方法的流程图。

图5为本发明于找出吸取位置后的控制方法流程图。

图6为本发明所应用的端效器使用状态示意图。

具体实施方式