本發(fā)明涉及一種機臺，特別是涉及一種可針對一對象的表面自動化生成一生成路徑并沿所述生成路徑對所述對象進行表面處理的機臺。

背景技術(shù)：

三維掃描儀(3dscanner)是一種科學(xué)儀器，用來偵測并分析現(xiàn)實世界中物體或環(huán)境的形狀(幾何構(gòu)造)與外觀數(shù)據(jù)(如顏色、表面反照率等性質(zhì))。搜集到的數(shù)據(jù)常被用來進行三維重建計算，在虛擬世界中建立實際物體的數(shù)字模型。如何將三維掃描儀應(yīng)用在表面處理的機臺(例如削皮機)便成為業(yè)界所努力的方向。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供一種可針對一對象的表面自動化生成一生成路徑并沿所述生成路徑對所述對象進行表面處理的機臺，以解決上述問題。

為了達成上述目的，本發(fā)明公開一種用以沿一生成路徑對一對象進行表面處理的機臺，包含一表面處理機構(gòu)、一固持基座、一三維掃描裝置、一構(gòu)件移載裝置以及一控制單元，所述固持基座用以固持所述對象，所述三維掃描裝置設(shè)置在所述固持基座上方，所述三維掃描裝置用以掃描所述對象的一第一表面，以建立對應(yīng)所述第一表面的一第一三維影像，所述構(gòu)件移載裝置設(shè)置在所述固持基座的一側(cè)，所述構(gòu)件移載裝置用以夾持并移動所述表面處理機構(gòu)，所述控制單元耦接于所述三維掃描裝置與所述構(gòu)件移載裝置，所述控制單元根據(jù)所述第一三維影像產(chǎn)生多個第一生成路徑，所述控制單元另根據(jù)各所述第一生成路徑控制所述構(gòu)件移載裝置移動所述表面處理機構(gòu)，使所述表面處理機構(gòu)能沿所述第一表面移動，以對所述第一表面進行表面處理。

根據(jù)本發(fā)明的其中之一實施方式，所述表面處理機構(gòu)為一切削刀具，且所述切削刀具用以在沿所述第一表面移動時切削所述第一表面。

根據(jù)本發(fā)明的其中之一實施方式，所述固持基座包含一座體以及一轉(zhuǎn)動機構(gòu)，所述轉(zhuǎn)動機構(gòu)設(shè)置在所述座體上，所述轉(zhuǎn)動機構(gòu)用以轉(zhuǎn)動所述對象，使所述三維掃描裝置能掃描所述對象異于所述第一表面的一第二表面，以建立對應(yīng)所述第二表面的一第二三維影像，所述控制單元根據(jù)所述第二三維影像產(chǎn)生多個第二生成路徑，所述控制單元另根據(jù)各所述第二生成路徑控制所述構(gòu)件移載裝置移動所述切削刀具，使所述切削刀具能沿所述第二表面移動并切削所述第二表面。

根據(jù)本發(fā)明的其中之一實施方式，所述轉(zhuǎn)動機構(gòu)具有一轉(zhuǎn)軸，所述轉(zhuǎn)動機構(gòu)驅(qū)動所述對象相對所述轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動，且各所述第一生成路徑與各所述第二生成路徑分別沿平行于所述轉(zhuǎn)軸的一生成方向生成。

根據(jù)本發(fā)明的其中之一實施方式，所述切削刀具具有一刀片，所述控制單元根據(jù)各所述第一生成路徑控制所述刀片在所述切削刀具切削所述第一表面時與所述第一表面間具有一第一切削角度，且所述控制單元根據(jù)各所述第二生成路徑控制所述刀片在所述切削刀具切削所述第二表面時與所述第二表面間具有一第二切削角度。

根據(jù)本發(fā)明的其中之一實施方式，所述第一切削角度與所述第二切削角度分別介于17度與25度之間。

根據(jù)本發(fā)明的其中之一實施方式，所述轉(zhuǎn)動機構(gòu)具有一轉(zhuǎn)軸，所述轉(zhuǎn)動機構(gòu)驅(qū)動所述對象相對所述轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動，且所述機臺還包含一掃描儀移載機構(gòu)，所述掃描儀移載機構(gòu)固設(shè)在所述三維掃描裝置并用以沿一掃描方向移動所述三維掃描裝置，且所述掃描方向平行于所述轉(zhuǎn)軸。

根據(jù)本發(fā)明的其中之一實施方式，所述表面處理機構(gòu)為一點膠機構(gòu)。

根據(jù)本發(fā)明的其中之一實施方式，所述構(gòu)件移載裝置為一機械手臂。

綜上所述，本發(fā)明利用三維掃描裝置對對象的表面自動化生成一生成路徑，并控制表面處理機構(gòu)沿所述生成路徑對對象進行表面處理，以達到對對象進行自動化表面處理(例如削皮)的目的。有關(guān)本發(fā)明前述及其他技術(shù)內(nèi)容、特點與功效，在以下配合參考附圖實施例的詳細說明中，將可清楚的呈現(xiàn)。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實施例機臺的示意圖。

圖2為本發(fā)明實施例機臺的功能方塊示意圖。

圖3為本發(fā)明實施例機臺用以切削對象的第一表面的示意圖。圖4為本發(fā)明實施例機臺用以切削對象的第二表面的示意圖。

其中，附圖標(biāo)記說明如下：

3000機臺

1表面處理機構(gòu)

10刀片

2固持基座

20座體

21轉(zhuǎn)動機構(gòu)

22轉(zhuǎn)軸

3三維掃描裝置

4構(gòu)件移載裝置

5控制單元

50第一三維影像

51第一生成路徑

52第二三維影像

53第二生成路徑

6物件

60第一表面

61第二表面

7掃描儀移載機構(gòu)

x掃描方向

y生成方向

θ1第一切削角度

θ2第二切削角度

具體實施方式

以下實施例中所提到的方向用語，例如：上、下、左、右、前或后等，僅是參考附加附圖的方向。因此，使用的方向用語是用來說明并非用來限制本發(fā)明。請參閱圖1以及圖2，圖1為本發(fā)明實施例一機臺3000的示意圖，圖2為本發(fā)明實施例機臺3000的功能方塊示意圖。如圖1以及圖2所示，機臺3000包含一表面處理機構(gòu)1、一固持基座2、一三維掃描裝置3、一構(gòu)件移載裝置4以及一控制單元5，固持基座2用以固持一對象6，三維掃描裝置3設(shè)置在固持基座2上方并用以掃描對象6的一表面，以建立對應(yīng)所述表面的一三維影像，構(gòu)件移載裝置4設(shè)置在固持基座2的一側(cè)，構(gòu)件移載裝置4用以夾持并移動表面處理機構(gòu)1，控制單元5耦接于三維掃描裝置3與構(gòu)件移載裝置4，控制單元5根據(jù)所述三維影像產(chǎn)生多個生成路徑且另根據(jù)各生成路徑控制構(gòu)件移載裝置4移動表面處理機構(gòu)1，使表面處理機構(gòu)1能沿對象6的所述表面移動，以對所述表面進行表面處理。這樣一來，本發(fā)明表面處理機構(gòu)1便可沿各所述生成路徑對對象6進行表面處理，例如切削或點膠等。

在本實施例中，機臺3000可為一削皮機臺，但本發(fā)明不受此限，例如機臺3000也可為一點膠機構(gòu)。在本實施例中，機臺3000可為一削皮機臺，因此表面處理機構(gòu)1可為一切削刀具。另外，構(gòu)件移載裝置4可為一機械手臂，而固持基座2可包含一座體20以及一轉(zhuǎn)動機構(gòu)21，轉(zhuǎn)動機構(gòu)21設(shè)置在座體20上且具有一轉(zhuǎn)軸22，轉(zhuǎn)動機構(gòu)21用以將對象6相對轉(zhuǎn)軸22轉(zhuǎn)動，借此對象6便可相對表面處理機構(gòu)1(即所述切削刀具)轉(zhuǎn)動。此外，機臺3000可還包含一掃描儀移載機構(gòu)7，掃描儀移載機構(gòu)7用以固設(shè)三維掃描裝置3并沿一掃描方向x移動三維掃描裝置3，其中掃描方向x平行于轉(zhuǎn)軸22。

請參閱圖2至圖4，圖3為本發(fā)明實施例機臺3000用以切削對象6的一第一表面60的示意圖，圖4為本發(fā)明實施例機臺3000用以切削對象6的一第二表面61的示意圖。在本實施例中，對象6可為一冬瓜，即機臺3000為用以對所述冬瓜表面進行削皮的削皮機臺。如圖2至圖4所示，當(dāng)欲使用機臺3000(即所述削皮機臺)切削對象6時，首先轉(zhuǎn)動機構(gòu)21可驅(qū)動對象6(即所述冬瓜)相對轉(zhuǎn)軸22轉(zhuǎn)動至對象6的第一表面60面對三維掃描裝置3，接著掃描儀移載機構(gòu)7沿掃描方向x移動三維掃描裝置3，使三維掃描裝置3能沿掃描方向x掃描對象6的第一表面60，以建立對應(yīng)第一表面60的一第一三維影像50，即當(dāng)三維掃描裝置3沿掃描方向x掃描對象6的第一表面60后，控制單元5可根據(jù)三維掃描裝置3掃描第一表面60的影像建立具有影像深度的第一三維影像50，而第一三維影像50的影像深度對應(yīng)對象6的第一表面60的曲面形狀。

在控制單元5建立具有影像深度的第一三維影像50后，控制單元5另可根據(jù)第一三維影像50產(chǎn)生多個第一生成路徑51并根據(jù)各第一生成路徑51控制構(gòu)件移載裝置4(即所述機械手臂)移動表面處理機構(gòu)1(即所述切削刀具)，也就是說，控制單元5可根據(jù)具有對應(yīng)對象6的第一表面60的曲面形狀的影像深度的第一三維影像50，使表面處理機構(gòu)1沿著對象6的第一表面60移動，而當(dāng)表面處理機構(gòu)1沿著對象6的第一表面60移動時，表面處理機構(gòu)1(即所述切削刀具)便可切削對象6的第一表面60，以對對象6(即冬瓜)的第一表面60進行削皮的動作。

值得一提的是，所述切削刀具(即表面處理機構(gòu)1)可具有一刀片10，當(dāng)所述切削刀具對第一表面60進行削皮時，控制單元5可根據(jù)第一生成路徑51控制刀片10與第一表面60間具有一第一切削角度θ1，其中第一切削角度θ1介于17度與25度之間，例如控制單元5可對第一生成路徑51的曲線方程式進行微分，得到在第一生成路徑51上各點的切線與法線，以使刀片10與第一表面60間保持第一切削角度θ1。另外，第一生成路徑51是沿平行于固持基座2的轉(zhuǎn)軸22的一生成方向y生成，也就是說，本發(fā)明機臺3000的表面處理機構(gòu)1是順著對象6平行于轉(zhuǎn)軸22的縱向?qū)ο?進行削皮的動作。

在完成對對象6的第一表面60進行削皮的動作后，轉(zhuǎn)動機構(gòu)21可驅(qū)動對象6(即所述冬瓜)相對轉(zhuǎn)軸22轉(zhuǎn)動至對象6異于第一表面60的第二表面61面對三維掃描裝置3，接著掃描儀移載機構(gòu)7沿掃描方向x移動三維掃描裝置3，使三維掃描裝置3能沿掃描方向x掃描對象6的第二表面61，以建立對應(yīng)第二表面61的一第二三維影像52，即當(dāng)三維掃描裝置3沿掃描方向x掃描對象6的第二表面61后，控制單元5可根據(jù)三維掃描裝置3掃描第二表面61的影像建立具有影像深度的第二三維影像52，而第二三維影像52的影像深度對應(yīng)對象6的第二表面61的曲面形狀。

在控制單元5建立具有影像深度的第二三維影像52后，控制單元5另可根據(jù)第二三維影像52產(chǎn)生多個第二生成路徑53并根據(jù)各第二生成路徑53控制構(gòu)件移載裝置4(即所述機械手臂)移動表面處理機構(gòu)1(即所述切削刀具)，也就是說，控制單元5可根據(jù)具有對應(yīng)對象6的第二表面61的曲面形狀的影像深度的第二三維影像52，使表面處理機構(gòu)1沿著對象6的第二表面61移動，而當(dāng)表面處理機構(gòu)1沿著對象6的第二表面61移動時，表面處理機構(gòu)1(即所述切削刀具)便可切削對象6的第二表面61，以對對象6(即冬瓜)的第二表面61進行削皮的動作。

值得一提的是，當(dāng)所述切削刀具對第二表面61進行削皮時，控制單元5可根據(jù)第二生成路徑53控制刀片10與第二表面61間具有一第二切削角度θ2，其中第二切削角度θ2介于17度與25度之間，例如控制單元5可對第二生成路徑53的曲線方程式進行微分，得到在第二生成路徑53上各點的切線與法線，以使刀片10與第二表面61間保持第二切削角度θ2。

相較于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明利用三維掃描裝置對對象的表面自動化生成一生成路徑，并控制表面處理機構(gòu)沿所述生成路徑對對象進行表面處理，以達到對對象進行自動化表面處理(例如削皮)的目的。

以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。