具体实施方式

体现本发明特征与优点的一些典型实施例将在后段的说明中详细叙述。应理解的是本发明能够在不同的方式上具有各种的变化，其皆不脱离本发明的范围，且其中的说明及图示在本质上当作说明之用，而非架构于限制本发明。

为了更易于了解本发明技术，以下将以图1及图2示例说明机器手臂、可动载台及三维测量装置与其所在的工作空间的具体方式，然而须注意的是，工作空间及三维测量装置的可能实施方式并不以此为限，仅需确保三维测量装置的设置位置维持固定，且可在工作空间中测量机器手臂的位置/坐标即可。

图1为本发明较佳实施例的机器手臂、工作空间及三维测量装置的立体结构示意图，图2为图1的三维测量装置的立体结构示意图。如图1及图2所示，其中以工作平台2代表三维测量装置3所在的工作空间，三维测量装置3固设于工作平台2上，机器手臂1设置于可动载台5上，且机器手臂1受可动载台5带动而与之同步移动。当然，于实际应用中，工作平台2上亦将设置机器手臂1在运作过程中相互动的元件或装置，此处为便于说明建立坐标过程而仅于图中示出工作平台2上的三维测量装置3。机器手臂1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(SCARA机器手臂)。三维测量装置3架构于测量机器手臂1的位置/坐标，且包含球形体31、基座32及三个测量模块33。球形体31可拆卸地组接于机器手臂1，且受机器手臂1带动而同步移动或转动。三个测量模块33均设置于基座32上，其中每一测量模块33包含测量结构34及位置感测器。三个测量模块33的三个测量结构34分别于X轴、Y轴及Z轴方向上移动，且均与球形体31接触。位置感测器架构于在对应的测量结构34被球形体31推动时感测测量结构34的移动距离，其中位置感测器可为例如但不限于由光学尺所构成。

请参阅图3，图3为本发明较佳实施例的机器手臂的坐标校正方法的流程示意图。首先，在机器手臂1受可动载台5移动至工作空间(例如：工作平台2)中运作时，依据移动命令控制机器手臂1进行移动，并利用三维测量装置3取得机器手臂1所到达的至少三个参考定位点(步骤S1)。移动命令可例如但不限于包含控制机器手臂1以不同的操作动作进行至少三次移动。接着，依据该至少三个参考定位点建立参考坐标系(步骤S2)。接着，机器手臂1受可动载台5移动而离开工作空间，而在机器手臂1回到工作空间中运作时，依据移动命令控制机器手臂1进行移动，并利用三维测量装置3取得机器手臂1所到达的至少三个实际定位点(步骤S3)，其中实际定位点的数量与参考定位点的数量相同。而后，依据至少三个实际定位点取得实际坐标系，并依据参考坐标系及实际坐标系计算取得坐标补正信息(步骤S4)。最后，依据坐标补正信息调整机器手臂1，使机器手臂1维持运作于参考坐标系(步骤S5)。

由此可知，在机器手臂1初次移动至工作空间时，建立参考坐标系。在建立参考坐标系后，即便机器手臂1移动至其他工作空间或场域，在机器手臂1回到已建立参考坐标系的工作空间时，可通过比较参考坐标系及实际坐标系迅速调整机器手臂1，而使机器手臂1仍可运作于原先建立的参考坐标系中，无需重新建立坐标系及进行教点，由此，可大幅机器手臂1的工作效率及精度。

请再参阅图1至图3所示，上述三个测量结构34分别沿对应各个轴向(X轴、Y轴及Z轴)的可移动距离共同定义测量空间，于坐标校正方法的步骤S1及步骤S3中，球形体31受机器手臂1带动而于测量空间中移动，三个位置感测器的感测结果反映球形体31的三维坐标。于一些实施例中，坐标校正方法的步骤S1至步骤S3中的参考定位点及实际定位点为三维测量装置3所测量的球形体31的球心的三维坐标。

上述球形体31可拆卸地组接于机器手臂1，因此机器手臂1可仅在有建立或校正坐标系的需求时组接于球形体31，以便于执行图3所示的坐标校正方法。再者，机器手臂1可仅在需测量定位点时组接于球形体31，具体而言，机器手臂1可仅于坐标校正方法的步骤S1至步骤S3中组接于球形体31。

于一些实施例中，机器手臂1组接于工具4，工具4受机器手臂1带动而运作于工作平台2上，其中，当机器手臂1组接于工具4的情况下，机器手臂1亦可同时组接于三维测量装置3的球形体31。由此，当机器手臂1进行坐标系校正时，无需在校正前拆除工具4，故在校正完成后，无需重新安装工具4并进行相应调校，从而可节省校正工序及耗费时间，间接提升机器手臂1的工作效率。

以下将示例说明如何取得坐标系及坐标补正信息。

当机器手臂1依据移动命令进行移动时，可利用三维测量装置3测量取得三个参考定位点的三维坐标，通过等式(1)、(2)及(3)，可依据三个参考定位点P₀、P_x及P_y取得X轴、Y轴及Z轴的单位向量及据此，机器手臂1的旋转矩阵R如等式(4)所示。

而后可根据旋转矩阵R计算取得平移向量如等式(5)所示，

其中P_x0、P_y0及P_z0为机器手臂1的档点位置。由此，可依据旋转矩阵及平移向量建立参考坐标系。于一些实施例中，机器手臂1自参考定位点P₀沿X轴移动以获取参考定位点P_x，机器手臂1自参考定位点P₀沿Y轴移动以获取参考定位点P_y。

而若机器手臂1移动至其他工作空间或场域，在机器手臂1回到已建立参考坐标系的工作空间时，控制机器手臂1依据移动命令移动，并利用三维测量装置3测量取得三个实际定位点的三维坐标。参照前述的等式(1)至(5)，可计算取得当下机器手臂1的旋转矩阵及平移向量通过等式(6)及(7)，可计算取得旋转矩阵变化量及平移向量变化量

将旋转矩阵变化量及平移向量变化量作为坐标补正信息，并据此对机器手臂1进行调整，即可使机器手臂1运作于原先建立的参考坐标系中，而无需令机器手臂1运作于实际坐标系中并重新进行教点。

综上所述，本发明提供一种机器手臂的坐标校正方法，其通过三维测量装置建立工作空间的参考坐标系，在机器手臂暂离后回到该工作空间时，通过三维测量装置获取实际坐标系，并依据参考坐标系与实际坐标系间的差异对机器手臂进行调整，使机器手臂仍维持运作于参考坐标系中。由此，无需重复建立坐标系及进行教点，可提升工作效率，且由于机器手臂始终运作于参考坐标系中，故可有效确保机器手臂的高精度。另外，在机器手臂组接于工具的情况下，机器手臂亦可同时组接于三维测量装置的球形体。由此，当机器手臂进行校正时，无需在校正前拆除工具，故在校正完成后，无需重新安装工具对进行相应调校，从而可节省校正工序及耗费时间，间接提升机器手臂的工作效率。

须注意，上述仅是为说明本发明而提出的较佳实施例，本发明不限于所述的实施例，本发明的范围由如随附的权利要求书决定。且本发明得由本领域技术人员任施匠思而为诸般修饰，然皆不脱如附权利要求书所欲保护。