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JP2018103311A - Operation determining device for manipulator - Google Patents

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JP2018103311A
JP2018103311A JP2016251903A JP2016251903A JP2018103311A JP 2018103311 A JP2018103311 A JP 2018103311A JP 2016251903 A JP2016251903 A JP 2016251903A JP 2016251903 A JP2016251903 A JP 2016251903A JP 2018103311 A JP2018103311 A JP 2018103311A
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大介 川瀬
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Abstract

【課題】所定温度において、設定した通りにマニプレータを動作させることが可能か否か判定することのできるマニプレータの動作判定装置を提供する。【解決手段】第1リンクL1と、第2リンクL2と、関節J2と、を備えるマニプレータ10の動作可否を判定する動作判定装置20であって、所定温度における第1リンク及び第2リンクの長さ、第1リンク及び第2リンクの熱膨張による長さ変化を補正する補正係数、及び設定温度と所定温度との温度差に基づいて、所定温度において関節を完全に伸ばした状態のマニプレータの所定点Cの位置である第1位置に、設定温度において所定点を移動させる時の関節の限界角度を算出する限界角度算出部と、関節の設定角度を検出する設定角度検出部と、算出された限界角度と検出された設定角度とに基づいて、所定温度において第1位置に所定点を移動させることが可能であるか否か判定する判定部と、を備える。【選択図】 図1PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an operation determining device for a manipulator capable of determining whether or not it is possible to operate a manipulator as set at a predetermined temperature. SOLUTION: This is an operation determination device 20 for determining whether or not a manipulator 10 including a first link L1, a second link L2, and a joint J2 can operate, and the lengths of the first link and the second link at a predetermined temperature. The place of the manipulator in the state where the joint is completely extended at the predetermined temperature based on the correction coefficient for correcting the length change due to the thermal expansion of the first link and the second link and the temperature difference between the set temperature and the predetermined temperature. Calculated by a limit angle calculation unit that calculates the limit angle of the joint when moving a predetermined point at a set temperature to the first position that is the position of the fixed point C, and a set angle detection unit that detects the set angle of the joint. A determination unit for determining whether or not it is possible to move a predetermined point to a first position at a predetermined temperature based on the limit angle and the detected set angle is provided. [Selection diagram] Fig. 1

Description

本発明は、マニプレータの動作可否を判定する動作判定装置に関する。   The present invention relates to an operation determination device that determines whether a manipulator can operate.

従来、ロボットのアーム(マニプレータ)の先端を移動させる位置である動作点を教示(設定)して、教示した動作点をアームの先端が通るように、アームを動作させるものがある(特許文献1参照)。   2. Description of the Related Art Conventionally, there is one that teaches (sets) an operating point that is a position to move the tip of a robot arm (manipulator) and moves the arm so that the tip of the arm passes the taught operating point (Patent Document 1). reference).

特開2016−144861号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2006-144861

ところで、動作点の教示を行った時のアームの温度と、ロボットにより作業を行う時のアームの温度とが異なることがある。その場合、教示した通りにアームを動作させることができない場合があることに、本願発明者は着目した。   By the way, the temperature of the arm when the operating point is taught may differ from the temperature of the arm when working with the robot. In that case, the inventor of the present application paid attention to the fact that the arm may not be operated as taught.

本発明は、こうした課題を解決するためになされたものであり、所定温度において、設定した通りにマニプレータを動作させることが可能か否か判定することのできるマニプレータの動作判定装置を提供することにある。   The present invention has been made to solve these problems, and provides a manipulator operation determination device that can determine whether or not a manipulator can be operated as set at a predetermined temperature. is there.

上記課題を解決するための第1の手段は、
第1リンクと、第2リンクと、前記第1リンク及び前記第2リンクを相対回転可能に接続する関節と、を備えるマニプレータの動作可否を判定する動作判定装置であって、
所定温度における前記第1リンク及び前記第2リンクの長さ、前記第1リンク及び前記第2リンクの熱膨張による長さ変化を補正する補正係数、及び前記関節の角度を設定する時の設定温度と前記所定温度との温度差に基づいて、前記所定温度において前記関節を完全に伸ばした状態の前記マニプレータの所定点の位置である第1位置に、前記設定温度において前記所定点を移動させる時の前記関節の角度である限界角度を算出する限界角度算出部と、
前記設定された前記関節の角度である設定角度を検出する設定角度検出部と、
前記限界角度算出部により算出された前記限界角度と、前記設定角度検出部により検出された前記設定角度とに基づいて、前記所定温度において前記第1位置に前記所定点を移動させることが可能であるか否か判定する判定部と、
を備える。
The first means for solving the above problems is as follows.
An operation determination device that determines whether or not an operation of a manipulator including a first link, a second link, and a joint that connects the first link and the second link so as to be relatively rotatable,
Setting temperature when setting the length of the first link and the second link at a predetermined temperature, the correction coefficient for correcting the length change due to thermal expansion of the first link and the second link, and the angle of the joint When the predetermined point is moved at the set temperature to the first position, which is the position of the predetermined point of the manipulator with the joint fully extended at the predetermined temperature, based on the temperature difference between the predetermined temperature and the predetermined temperature. A limit angle calculation unit that calculates a limit angle that is an angle of the joint;
A set angle detector that detects a set angle that is the set angle of the joint;
The predetermined point can be moved to the first position at the predetermined temperature based on the limit angle calculated by the limit angle calculation unit and the set angle detected by the set angle detection unit. A determination unit for determining whether or not there is;
Is provided.

上記構成によれば、マニプレータにおいて、第1リンク及び第2リンクが関節により相対回転可能に接続されている。ここで、第1リンクと第2リンクとが相対回転することにより、リンクの温度が上昇する。リンクは温度の上昇に伴って熱膨張するため、リンクの長さは温度に応じて変化する。このため、例えば高温時に関節を完全に伸ばした状態でマニプレータの所定点の位置(動作点)を設定(教示)すると、低温時にリンクの長さが足りず、設定した位置に所定点を移動させることができない。   According to the said structure, in a manipulator, the 1st link and the 2nd link are connected by the joint so that relative rotation is possible. Here, the relative temperature of the first link and the second link increases the temperature of the link. Since the link thermally expands as the temperature rises, the length of the link changes according to the temperature. For this reason, for example, if the position (operating point) of a predetermined point of the manipulator is set (teaching) with the joint fully extended at a high temperature, the link length is insufficient at a low temperature, and the predetermined point is moved to the set position. I can't.

この点、限界角度算出部により、所定温度における第1リンク及び第2リンクの長さ、第1リンク及び第2リンクの熱膨張による長さ変化を補正する補正係数、及び関節の角度を設定する時の設定温度と所定温度との温度差に基づいて、所定温度において関節を完全に伸ばした状態のマニプレータの所定点の位置である第1位置に、設定温度において所定点を移動させる時の関節の角度である限界角度が算出される。この限界角度は、設定温度において関節を完全に伸ばした状態に近い状態で関節の角度を設定する場合に、これ以上関節の角度を小さく設定すると、所定温度(<設定温度)において関節を完全に伸ばしても設定温度での所定点の位置まで所定点を移動させることができなくなる角度である。   In this respect, the limit angle calculation unit sets the lengths of the first link and the second link at a predetermined temperature, the correction coefficient for correcting the length change due to the thermal expansion of the first link and the second link, and the angle of the joint. The joint when moving the predetermined point at the set temperature to the first position, which is the position of the predetermined point of the manipulator with the joint fully extended at the predetermined temperature based on the temperature difference between the set temperature at the time and the predetermined temperature A limit angle that is an angle of is calculated. If the joint angle is set close to a state where the joint is fully extended at the set temperature, if the joint angle is set to be smaller than this, the joint angle is completely set at the predetermined temperature (<set temperature). This is an angle at which the predetermined point cannot be moved to the position of the predetermined point at the set temperature even if it is extended.

そこで、設定角度検出部により、設定された関節の角度である設定角度が検出される。したがって、限界角度算出部により算出された限界角度と、設定角度検出部により検出された設定角度とに基づいて、所定温度において第1位置に所定点を移動させることが可能であるか否か判定することができる。その結果、所定温度において、設定した通りにマニプレータを動作させることが可能か否か判定することができる。なお、所定温度(作業時の温度)が設定温度(教示時の温度)よりも高い場合は、設定温度において関節を完全に伸ばした状態のマニプレータの所定点の位置に、所定温度において所定点を問題なく移動させることができる。   Therefore, the set angle detection unit detects a set angle that is a set joint angle. Therefore, based on the limit angle calculated by the limit angle calculation unit and the set angle detected by the set angle detection unit, it is determined whether or not the predetermined point can be moved to the first position at the predetermined temperature. can do. As a result, it can be determined whether or not the manipulator can be operated as set at a predetermined temperature. If the predetermined temperature (temperature at the time of work) is higher than the set temperature (temperature at the time of teaching), the predetermined point at the predetermined temperature is set to the position of the manipulator with the joint fully extended at the set temperature. It can be moved without problems.

ここで、第1位置が関節を完全に伸ばした状態のマニプレータの所定点の位置でない場合、マニプレータの姿勢を含めた演算が必要となり、その結果動作不可能と判定されると、改めて動作点を設定し直して同様の演算を繰り返し行うことになる。第1位置によっては、上記のような演算を極めて多くこなすことになる場合があり、その場合最終的には動作可能という回答が得られるにしても、それを得るためにかなりの演算時間を必要として非効率である。それに対して、上記構成のように関節を完全に伸ばした状態を対象にして動作可否の判定を行えば、1回の演算により最終的な回答に到達できるので、極めて演算時間を短縮できる。例えばロボット(マニプレータ)において、一番手間が掛かる(時間や費用の効率が悪い)のは、導入初期の教示やキャリブレーションといった必ず人手を介さないとできない段階である。本願は元々、そのタイミングで行われるものであるので、上記構成により演算時間を短縮できれば、手間の改善につながり効率的なロボット導入も可能になることから、ロボットにとっては極めて意味のあるものである。   Here, if the first position is not the position of the predetermined point of the manipulator with the joint fully extended, calculation including the posture of the manipulator is required. The same calculation is repeated after resetting. Depending on the first position, there may be a lot of calculations like the above. In that case, even if you get an answer that you can finally work, it takes a lot of calculation time to get it. As inefficient. On the other hand, if it is determined whether or not it is possible to operate in a state where the joint is completely extended as in the above configuration, the final answer can be reached by one calculation, so that the calculation time can be greatly shortened. For example, in a robot (manipulator), the most time-consuming (inefficient time and cost) is a stage where it is necessary to always involve human intervention such as teaching and calibration at the initial stage of introduction. Since the present application is originally performed at the timing, if the calculation time can be shortened by the above configuration, it is possible to improve labor and to efficiently introduce the robot, which is extremely meaningful for the robot. .

具体的には、第2の手段のように、前記判定部は、前記限界角度算出部により算出された前記限界角度よりも、前記設定角度検出部により検出された前記設定角度が小さい場合に、前記所定温度において前記第1位置に前記所定点を移動させることが不可能であると判定するといった構成を採用することができる。   Specifically, as in the second means, when the setting angle detected by the setting angle detection unit is smaller than the limit angle calculated by the limit angle calculation unit, A configuration may be adopted in which it is determined that the predetermined point cannot be moved to the first position at the predetermined temperature.

第3の手段では、前記所定温度において前記第1位置に前記所定点を移動させることが不可能であると判定された場合に、前記所定温度において前記第1位置に前記所定点を移動させることが不可能であることを通知する不可通知部を備える。   In the third means, when it is determined that the predetermined point cannot be moved to the first position at the predetermined temperature, the predetermined point is moved to the first position at the predetermined temperature. A non-notification unit for notifying that it is impossible.

上記構成によれば、所定温度において第1位置に所定点を移動させることが不可能であると判定された場合に、所定温度において第1位置に所定点を移動させることが不可能であることが通知される。このため、ユーザは、現在の動作点(すなわち関節の角度)の設定では、所定温度において第1位置に所定点を移動させることが不可能となることを知ることができる。その結果、関節の角度の設定終了後に動作点の設定をやり直す必要が生じることや、マニプレータの納入後に動作不能になることを抑制することができる。   According to the above configuration, when it is determined that it is impossible to move the predetermined point to the first position at the predetermined temperature, it is impossible to move the predetermined point to the first position at the predetermined temperature. Will be notified. For this reason, the user can know that the predetermined point cannot be moved to the first position at the predetermined temperature by setting the current operating point (that is, the angle of the joint). As a result, it is possible to suppress the necessity of redoing the setting of the operating point after the end of setting the joint angle, and the inoperability after the delivery of the manipulator.

第4の手段では、前記所定温度において前記第1位置に前記所定点を移動させることが不可能であると判定された場合に、前記第1位置に前記所定点を移動させることが不可能となる温度を通知する温度通知部を備える。   According to a fourth aspect, when it is determined that the predetermined point cannot be moved to the first position at the predetermined temperature, the predetermined point cannot be moved to the first position. The temperature notification part which notifies the temperature which becomes is provided.

上記構成によれば、所定温度において第1位置に所定点を移動させることが不可能であると判定された場合に、第1位置に所定点を移動させることが不可能となる温度が通知される。このため、ユーザは、マニプレータを使用する環境の温度やマニプレータの使用状態を考慮して、第1位置に所定点を移動させることが可能であるか否か判断することができる。   According to the above configuration, when it is determined that the predetermined point cannot be moved to the first position at the predetermined temperature, the temperature at which the predetermined point cannot be moved to the first position is notified. The For this reason, the user can determine whether or not the predetermined point can be moved to the first position in consideration of the temperature of the environment in which the manipulator is used and the use state of the manipulator.

第5の手段では、前記所定温度において前記第1位置に前記所定点を移動させることが不可能であると判定された場合に、前記関節の角度の設定時に前記関節の角度を修正すべき量を通知する角度通知部を備える。   In the fifth means, when it is determined that the predetermined point cannot be moved to the first position at the predetermined temperature, the amount of the joint angle to be corrected when the joint angle is set. Is provided with an angle notification unit.

上記構成によれば、所定温度において第1位置に所定点を移動させることが不可能であると判定された場合に、関節の角度の設定時に関節の角度を修正すべき量が通知される。このため、ユーザは、所定温度において第1位置に所定点を移動させることを可能とするために、関節の角度の設定時に関節の角度を修正する量を容易に知ることができる。   According to the above configuration, when it is determined that the predetermined point cannot be moved to the first position at the predetermined temperature, the amount of the joint angle to be corrected is notified when the joint angle is set. For this reason, in order to enable the user to move the predetermined point to the first position at the predetermined temperature, the user can easily know the amount of correction of the joint angle when setting the joint angle.

第6の手段では、前記所定温度において前記第1位置に前記所定点を移動させることが不可能であると判定された場合に、前記関節の角度の設定時に前記所定点の位置を修正すべき量を通知する位置通知部を備える。   In the sixth means, when it is determined that the predetermined point cannot be moved to the first position at the predetermined temperature, the position of the predetermined point should be corrected when the angle of the joint is set. A position notification unit for notifying the amount is provided.

上記構成によれば、所定温度において第1位置に所定点を移動させることが不可能であると判定された場合に、関節の角度の設定時に所定点の位置を修正すべき量が通知される。このため、ユーザは、所定温度において第1位置に所定点を移動させることを可能とするために、関節の角度の設定時に所定点の位置を修正する量を容易に知ることができる。   According to the above configuration, when it is determined that the predetermined point cannot be moved to the first position at the predetermined temperature, the amount of the position of the predetermined point to be corrected when the joint angle is set is notified. . For this reason, in order to enable the user to move the predetermined point to the first position at the predetermined temperature, the user can easily know the amount of correction of the position of the predetermined point when setting the joint angle.

また、具体的には第7の手段のように、前記判定部は、前記限界角度算出部により算出された前記限界角度よりも、前記設定角度検出部により検出された前記設定角度が大きい場合に、前記所定温度において前記第1位置に前記所定点を移動させることが可能であると判定するといった構成を採用することができる。   Further, specifically, as in the seventh means, the determination unit determines that the set angle detected by the set angle detection unit is larger than the limit angle calculated by the limit angle calculation unit. A configuration may be employed in which it is determined that the predetermined point can be moved to the first position at the predetermined temperature.

余弦定理、cos関数のテイラー展開を用い、所定温度において関節を完全に伸ばした状態を考慮すると、限界角度θ1を以下の式で近似することができる。すなわち、第8の手段のように、前記限界角度算出部は、所定温度における前記第1リンク及び前記第2リンクの長さをそれぞれa0,b0とし、前記第1リンク及び前記第2リンクの熱膨張による長さ変化を補正する補正係数をそれぞれM1,M2とし、前記温度差をΔとし、前記限界角度をθ1とすると、θ1=√{2(a0+b0)×(M1+M2)×Δ/(a0×b0)}により、前記限界角度θ1を算出するといった構成を採用することができる。こうした構成によれば、簡易な式により限界角度θ1を算出することができ、演算負荷を軽減することができる。   Considering the state where the joint is completely extended at a predetermined temperature using the cosine theorem and the Taylor expansion of the cos function, the limit angle θ1 can be approximated by the following equation. That is, as in the eighth means, the limit angle calculation unit sets the lengths of the first link and the second link at a predetermined temperature as a0 and b0, respectively, and heats the first link and the second link. When correction coefficients for correcting the length change due to expansion are M1 and M2, the temperature difference is Δ, and the limit angle is θ1, θ1 = √ {2 (a0 + b0) × (M1 + M2) × Δ / (a0 × b0)} can be employed to calculate the limit angle θ1. According to such a configuration, the limit angle θ1 can be calculated by a simple expression, and the calculation load can be reduced.

アーム及びコントローラを示す模式図。The schematic diagram which shows an arm and a controller. 電源ON直後の伸び状態のアームを示す模式図。The schematic diagram which shows the arm of the extending state immediately after power ON. 暖機動作後の伸び状態のアームを示す模式図。The schematic diagram which shows the arm of the extension state after warming-up operation | movement. 設定温度における限界角度と所定温度での動作可否を示す模式図。FIG. 6 is a schematic diagram illustrating a limit angle at a set temperature and whether or not to operate at a predetermined temperature.

以下、垂直多関節ロボットの第2軸及び第3軸を構成する複数のリンク及び関節に具現化した一実施形態について、図面を参照して説明する。   Hereinafter, an embodiment embodied in a plurality of links and joints constituting a second axis and a third axis of a vertical articulated robot will be described with reference to the drawings.

図1に示すように、アーム10(マニプレータに相当)は、リンクL1,L2、及び関節J1,J2を備えている。リンクL1(第1リンクに相当)は、関節J1により回転可能に支持されている。関節J2は、リンクL1とリンクL2(第2リンクに相当)とを相対回転可能に接続している。関節J1,J2は、前段のリンクに固定された軸受けと、この軸受けを介して回転可能に支持された回転軸とを備えている。この回転軸は、次段のリンクに接続されており、モータ及び減速機等を備える駆動装置により回転させられる。リンクL1において、関節J2と反対側の端部の中心(1点)は、リンクL1,L2の動作の基点Bに設定されている。リンクL2において、関節J2と反対側の端部の中心は、アーム10の位置を表す所定点Cに設定されている。   As shown in FIG. 1, the arm 10 (corresponding to a manipulator) includes links L1 and L2 and joints J1 and J2. The link L1 (corresponding to the first link) is rotatably supported by the joint J1. The joint J2 connects the link L1 and the link L2 (corresponding to the second link) so as to be relatively rotatable. Each of the joints J1 and J2 includes a bearing fixed to the previous link and a rotating shaft that is rotatably supported via the bearing. This rotating shaft is connected to the link of the next stage, and is rotated by a driving device including a motor and a speed reducer. In the link L1, the center (one point) of the end opposite to the joint J2 is set as the base point B of the operation of the links L1 and L2. In the link L2, the center of the end opposite to the joint J2 is set to a predetermined point C representing the position of the arm 10.

関節J1,J2には、それぞれエンコーダ11,12が設けられている。エンコーダ11,12は、それぞれの関節において回転軸の回転角度を検出する。また、エンコーダ11,12は、それぞれ温度センサを備えている。温度センサは、エンコーダの温度、ひいてはモータの温度を検出する。エンコーダ11,12により検出された各回転軸の回転角度、及び温度センサにより検出された各エンコーダの温度は、コントローラ20へ出力される。なお、エンコーダ12は設定角度検出部を構成している。   The joints J1 and J2 are provided with encoders 11 and 12, respectively. The encoders 11 and 12 detect the rotation angle of the rotation shaft at each joint. Each of the encoders 11 and 12 includes a temperature sensor. The temperature sensor detects the temperature of the encoder and thus the temperature of the motor. The rotation angle of each rotating shaft detected by the encoders 11 and 12 and the temperature of each encoder detected by the temperature sensor are output to the controller 20. The encoder 12 constitutes a set angle detector.

アーム10の動作状態は、コントローラ20により制御される。コントローラ20(動作判定装置に相当)は、CPU、ROM、RAM、入出力インターフェース等を備えるマイクロコンピュータである。コントローラ20は、エンコーダ11,12及び温度センサによる検出値に基づいて、所定点Cを目標位置に移動させる。   The operating state of the arm 10 is controlled by the controller 20. The controller 20 (corresponding to an operation determination device) is a microcomputer including a CPU, a ROM, a RAM, an input / output interface and the like. The controller 20 moves the predetermined point C to the target position based on the detection values obtained by the encoders 11 and 12 and the temperature sensor.

詳しくは、コントローラ20は、各温度センサにより検出される温度に基づいて、リンクL1,L2の温度を算出する。コントローラ20は、基準温度(例えば20℃)におけるリンクL1,L2の長さ、基準温度とリンクL1,L2の温度との差、及びリンクL1,L2の熱膨張係数に基づいて、リンクL1,L2の長さを算出する。コントローラ20は、所定点Cの目標位置及びリンクL1,L2の長さに基づいて、関節J1,J2の目標回転角度を算出する(目標位置から目標回転角度への逆変換)。そして、コントローラ20は、エンコーダ11,12によりそれぞれ検出される回転角度が、関節J1,J2のそれぞれの目標回転角度になるように、関節J1,J2のモータをそれぞれフィードバック制御する。なお、コントローラ20は、関節J1,J2の回転角度及びリンクL1,L2の長さに基づいて、所定点Cの位置を算出する(回転角度から位置への変換)。   Specifically, the controller 20 calculates the temperatures of the links L1 and L2 based on the temperatures detected by the temperature sensors. The controller 20 determines the links L1, L2 based on the length of the links L1, L2 at the reference temperature (for example, 20 ° C.), the difference between the reference temperature and the temperature of the links L1, L2, and the thermal expansion coefficient of the links L1, L2. The length of is calculated. The controller 20 calculates the target rotation angle of the joints J1 and J2 based on the target position of the predetermined point C and the lengths of the links L1 and L2 (inverse conversion from the target position to the target rotation angle). Then, the controller 20 performs feedback control on the motors of the joints J1 and J2 so that the rotation angles detected by the encoders 11 and 12 respectively become the target rotation angles of the joints J1 and J2. The controller 20 calculates the position of the predetermined point C based on the rotation angles of the joints J1 and J2 and the lengths of the links L1 and L2 (conversion from the rotation angle to the position).

ここで、図2に示すように、コントローラ20の電源ON直後(アーム10の暖機動作前)は、アーム10の温度が低く、リンクL1,L2の長さが短くなっている。標準温度(例えば40℃)においてリンクL1,L2の長さが500.0mmであるのに対して、電源ON直後(例えば20℃)においてリンクL1,L2の長さが499.8mmになっている。   Here, as shown in FIG. 2, immediately after the controller 20 is turned on (before the warm-up operation of the arm 10), the temperature of the arm 10 is low, and the lengths of the links L1 and L2 are short. The length of the links L1 and L2 is 500.0 mm at the standard temperature (eg 40 ° C.), whereas the length of the links L1 and L2 is 499.8 mm immediately after the power is turned on (eg 20 ° C.). .

一方、図3に示すように、アーム10暖機動作後は、アーム10の温度が高く、リンクL1,L2の長さが長くなっている。標準温度(例えば40℃)においてリンクL1,L2の長さが500.0mmであるのに対して、暖機動作後(例えば60℃)においてリンクL1,L2の長さが500.2mmになっている。すなわち、リンクL1とリンクL2とが相対回転することにより、リンクL1,L2の温度が上昇する。リンクL1,L2は温度の上昇に伴って熱膨張するため、リンクL1,L2の長さは温度に応じて変化する。   On the other hand, as shown in FIG. 3, after the arm 10 warm-up operation, the temperature of the arm 10 is high, and the lengths of the links L1 and L2 are long. The length of the links L1 and L2 is 500.0 mm at the standard temperature (for example, 40 ° C.), whereas the length of the links L1 and L2 is 500.2 mm after the warm-up operation (for example, 60 ° C.). Yes. That is, the temperature of the links L1 and L2 rises due to the relative rotation of the link L1 and the link L2. Since the links L1 and L2 are thermally expanded as the temperature rises, the lengths of the links L1 and L2 change according to the temperature.

このため、図3に示す暖機動作後にアーム10の関節J2を完全に伸ばした状態で、所定点Cを移動させる位置である動作点を教示(設定)すると、図2に示す電源ON直後にアーム10の関節J2を完全に伸ばしたとしても、教示した動作点(以下、「教示点」という)に所定点Cを移動させることができない。この場合、コントローラ20は、所定点Cの目標位置としての教示点及びリンクL1,L2の長さに基づいて、関節J1,J2の目標回転角度を算出しようとしても、目標回転角度を算出することができない(目標回転角度の解なし)。   Therefore, if the operating point that is the position to move the predetermined point C is taught (set) with the joint J2 of the arm 10 fully extended after the warm-up operation shown in FIG. 3, immediately after the power is turned on shown in FIG. Even if the joint J2 of the arm 10 is fully extended, the predetermined point C cannot be moved to the taught operation point (hereinafter referred to as “teach point”). In this case, the controller 20 calculates the target rotation angle even if it tries to calculate the target rotation angle of the joints J1 and J2 based on the teaching point as the target position of the predetermined point C and the length of the links L1 and L2. Cannot be performed (no solution for target rotation angle).

なお、暖機動作の前後でアーム10の温度が異なる場合だけでなく、ロボットの動作環境の温度が場所や季節により変化した場合や、アーム10の動作状態(発熱状態)が変化した場合も、同様の問題が生じ得る。   Not only when the temperature of the arm 10 is different before and after the warm-up operation, but also when the temperature of the operating environment of the robot changes depending on the place and season, or when the operating state (heat generation state) of the arm 10 changes, Similar problems can arise.

そこで、本実施形態では、コントローラ20(限界角度算出部に相当)は、図4(b)に示すように、所定温度(例えば20℃)におけるリンクL1,L2の長さa0,b0、リンクL1,L2の熱膨張による長さ変化をそれぞれ補正する補正係数M1,M2、及び関節J2の角度を設定(教示)する時の設定温度(例えば60℃)と所定温度との温度差Δに基づいて、図4(b)に示すように所定温度において関節J2を完全に伸ばした状態のアーム10の所定点Cの位置である第1位置に、図4(a)に示すように設定温度において所定点Cを移動させる時の関節J2の角度である限界角度θ1を算出する。   Therefore, in the present embodiment, the controller 20 (corresponding to the limit angle calculation unit), as shown in FIG. 4B, the lengths a0 and b0 of the links L1 and L2 and the link L1 at a predetermined temperature (for example, 20 ° C.). , L2 based on correction coefficients M1 and M2 for correcting the length change due to thermal expansion, and a temperature difference Δ between a set temperature (for example, 60 ° C.) and a predetermined temperature when setting (teaching) the angle of the joint J2. As shown in FIG. 4B, the first position, which is the position of the predetermined point C of the arm 10 in a state where the joint J2 is completely extended at the predetermined temperature, is set at the set temperature as shown in FIG. The limit angle θ1, which is the angle of the joint J2 when moving the fixed point C, is calculated.

ここで、図4(a)に示すように、設定温度においてリンクL1の長さをa1、リンクL2の長さをb1、基点Bから所定点Cまでの長さをc1とする。余弦定理により、以下の(1)式が成立する。なお、c1^2は、c1の二乗を表す。   Here, as shown in FIG. 4A, at the set temperature, the length of the link L1 is a1, the length of the link L2 is b1, and the length from the base point B to the predetermined point C is c1. The following equation (1) is established by the cosine theorem. Note that c1 ^ 2 represents the square of c1.

c1^2=a1^2+b1^2−2×a1×b1×cos(π−θ1) ・・・(1)
cosθ1をテイラー展開して、θ1を0に近い微小角度として第3項以降を省略すると、(1)式を以下の(2)式のように変形することができる。
c1 ^ 2 = a1 ^ 2 + b1 ^ 2-2 × a1 × b1 × cos (π−θ1) (1)
If Taylor expansion is performed on cos θ1 and θ1 is set to a minute angle close to 0 and the third and subsequent terms are omitted, equation (1) can be transformed into equation (2) below.

c1^2=a1^2+b1^2+2×a1×b1×(1−θ1^2/2)・・・(2)
(2)式をθ1^2について解くと、以下の(3)式で表すことができる。
c1 ^ 2 = a1 ^ 2 + b1 ^ 2 + 2 * a1 * b1 * (1- [theta] 1 ^ 2/2) (2)
When the equation (2) is solved for θ1 ^ 2, it can be expressed by the following equation (3).

θ1^2={(a1+b1)^2−c1^2}/(a1×b1) ・・・(3)
また、設定温度におけるリンクL1の長さa1は、所定温度におけるリンクL1の長さa0、上記補正係数M1、及び設定温度と所定温度との温度差Δを用いて、a1=a0+M1×Δで表すことができる。同様に、設定温度におけるリンクL2の長さb1は、b1=b0+M2×Δで表すことができる。そして、図4(b)に示すように、所定温度において関節J2を完全に伸ばした状態での基点Bから所定点Cまでの長さc0=a0+b0と、図4(a)に示すように、設定温度における基点Bから所定点Cまでの長さc1とが等しいとする(c1=c0)。すなわち、図4(a)の所定点Cの位置と、図4(b)の所定点Cの位置とが等しいとする。これらの式を上記(3)式に代入すると、以下の(4)式のように表すことができる。
θ1 ^ 2 = {(a1 + b1) ^ 2-c1 ^ 2} / (a1 × b1) (3)
The length a1 of the link L1 at the set temperature is expressed as a1 = a0 + M1 × Δ using the length a0 of the link L1 at the predetermined temperature, the correction coefficient M1, and the temperature difference Δ between the set temperature and the predetermined temperature. be able to. Similarly, the length b1 of the link L2 at the set temperature can be expressed as b1 = b0 + M2 × Δ. Then, as shown in FIG. 4B, the length c0 = a0 + b0 from the base point B to the predetermined point C in a state where the joint J2 is completely extended at a predetermined temperature, and as shown in FIG. It is assumed that the length c1 from the base point B to the predetermined point C at the set temperature is equal (c1 = c0). That is, it is assumed that the position of the predetermined point C in FIG. 4A is equal to the position of the predetermined point C in FIG. By substituting these equations into the above equation (3), it can be expressed as the following equation (4).

θ1^2={(a0+M1×Δ+b0+M2×Δ)^2−(a0+b0)^2}/{(a0+M1×Δ)×(b0+M2×Δ)} ・・・(4)
(4)式を展開して微小値となる項を省略すると、以下の(5)式のように表すことができる。
θ1 ^ 2 = {(a0 + M1 × Δ + b0 + M2 × Δ) ^ 2- (a0 + b0) ^ 2} / {(a0 + M1 × Δ) × (b0 + M2 × Δ)} (4)
If a term that develops the equation (4) and becomes a minute value is omitted, it can be expressed as the following equation (5).

θ1^2=2×(a0+b0)×(M1+M2)×Δ/(a0×b0) ・・・(5)
したがって、限界角度θ1は、以下の(6)式で表すことができる。
θ1 ^ 2 = 2 × (a0 + b0) × (M1 + M2) × Δ / (a0 × b0) (5)
Therefore, the limit angle θ1 can be expressed by the following equation (6).

θ1=√{2×(a0+b0)×(M1+M2)×Δ/(a0×b0)}・・・(6)
この限界角度θ1は、図4(a)に示すように設定温度において関節J2を完全に伸ばした状態に近い状態で関節J2の角度θを設定する場合に、これ以上関節J2の設定角度θを小さく設定すると、図4(b)に示すように所定温度(<設定温度)において関節J2を完全に伸ばしても設定温度での所定点Cの位置まで所定点Cを移動させることができなくなる角度である。なお、所定温度(作業時の温度)が設定温度(教示時の温度)よりも高い場合は、設定温度において関節J2を完全に伸ばした状態のアーム10の所定点Cの位置に、所定温度において所定点Cを問題なく移動させることができる。
θ1 = √ {2 × (a0 + b0) × (M1 + M2) × Δ / (a0 × b0)} (6)
As shown in FIG. 4 (a), the limit angle θ1 is set so that when the angle θ of the joint J2 is set close to the state in which the joint J2 is fully extended at the set temperature, When set to a small value, as shown in FIG. 4B, the angle at which the predetermined point C cannot be moved to the position of the predetermined point C at the set temperature even when the joint J2 is completely extended at the predetermined temperature (<set temperature). It is. When the predetermined temperature (temperature at the time of work) is higher than the set temperature (temperature at the time of teaching), at the predetermined temperature at the position of the predetermined point C of the arm 10 with the joint J2 fully extended at the set temperature. The predetermined point C can be moved without any problem.

このため、コントローラ20(判定部に相当)は、算出した限界角度θ1よりも、エンコーダ12により検出された設定角度θが小さい場合に、図4(b)に示すように所定温度において上記第1位置(図4(a)の所定点Cの位置)に所定点Cを移動させることが不可能であると判定する。また、コントローラ20は、算出した限界角度θ1よりも、エンコーダ12により検出された設定角度θが大きい場合に、所定温度において第1位置に所定点Cを移動させることが可能であると判定する。すなわち、コントローラ20は、算出した限界角度θ1と、エンコーダ12により検出された設定角度θとに基づいて、所定温度において第1位置に所定点Cを移動させることが可能であるか否か判定する。   Therefore, when the set angle θ detected by the encoder 12 is smaller than the calculated limit angle θ1, the controller 20 (corresponding to the determination unit) performs the first operation at a predetermined temperature as shown in FIG. It is determined that it is impossible to move the predetermined point C to the position (the position of the predetermined point C in FIG. 4A). Further, the controller 20 determines that the predetermined point C can be moved to the first position at the predetermined temperature when the set angle θ detected by the encoder 12 is larger than the calculated limit angle θ1. That is, the controller 20 determines whether or not the predetermined point C can be moved to the first position at a predetermined temperature based on the calculated limit angle θ1 and the set angle θ detected by the encoder 12. .

さらに、所定温度において第1位置に所定点Cを移動させることが不可能であると判定された場合に、コントローラ20(不可通知部に相当)は、所定温度において第1位置に所定点Cを移動させることが不可能であることをユーザに通知する。具体的には、コントローラ20に接続されたモニタやティーチングペンダントにより、所定温度において第1位置に所定点Cを移動させることが不可能であることを表示させたり、音声で通知させたりする。   Further, when it is determined that it is impossible to move the predetermined point C to the first position at the predetermined temperature, the controller 20 (corresponding to the impossibility notification unit) sets the predetermined point C at the first position at the predetermined temperature. Notify the user that it cannot be moved. More specifically, a monitor or teaching pendant connected to the controller 20 displays that it is impossible to move the predetermined point C to the first position at a predetermined temperature, or notifies the user by voice.

加えて、所定温度において第1位置に所定点Cを移動させることが不可能であると判定された場合に、コントローラ20(温度通知部に相当)は、第1位置に所定点Cを移動させることが不可能となる温度をユーザに通知する。具体的には、コントローラ20は、設定角度θ=限界角度θ1となる温度差Δを算出する。そして、コントローラ20は、所定温度に温度差Δを足した温度を、第1位置に所定点Cを移動させることが不可能となる温度として算出する。そして、コントローラ20は、算出した温度をユーザに通知する。   In addition, when it is determined that it is impossible to move the predetermined point C to the first position at the predetermined temperature, the controller 20 (corresponding to the temperature notification unit) moves the predetermined point C to the first position. Inform the user of the temperature at which it is impossible. Specifically, the controller 20 calculates a temperature difference Δ where the set angle θ = the limit angle θ1. Then, the controller 20 calculates a temperature obtained by adding the temperature difference Δ to the predetermined temperature as a temperature at which the predetermined point C cannot be moved to the first position. Then, the controller 20 notifies the user of the calculated temperature.

また、所定温度において第1位置に所定点Cを移動させることが不可能であると判定された場合に、コントローラ20(角度通知部に相当)は、動作点の教示時に関節J2の角度を修正すべき量をユーザに通知する。具体的には、コントローラ20は、設定角度θと限界角度θ1との差(θ−θ1)を、関節J2の角度を修正すべき量としてユーザに通知する。   When it is determined that the predetermined point C cannot be moved to the first position at the predetermined temperature, the controller 20 (corresponding to the angle notification unit) corrects the angle of the joint J2 when teaching the operating point. Notify the user of how much to do. Specifically, the controller 20 notifies the user of the difference (θ−θ1) between the set angle θ and the limit angle θ1 as an amount for correcting the angle of the joint J2.

あるいは、所定温度において第1位置に所定点Cを移動させることが不可能であると判定された場合に、コントローラ20(位置通知部に相当)は、動作点の教示時に教示点(動作点)の位置を修正すべき量をユーザに通知してもよい。具体的には、コントローラ20は、設定角度θにおける基点Bと所定点Cとの距離と、限界角度θ1における基点Bと所定点Cとの距離との差を、教示点の位置を修正すべき量としてユーザに通知する。   Alternatively, when it is determined that it is impossible to move the predetermined point C to the first position at the predetermined temperature, the controller 20 (corresponding to the position notification unit) teaches the operation point (operation point) when teaching the operation point. The user may be notified of the amount to be corrected. Specifically, the controller 20 should correct the position of the teaching point based on the difference between the distance between the base point B and the predetermined point C at the set angle θ and the distance between the base point B and the predetermined point C at the limit angle θ1. Notify the user as an amount.

以上詳述した本実施形態は、以下の利点を有する。   The embodiment described in detail above has the following advantages.

・エンコーダ12により、動作点の教示時に設定された関節J2の角度である設定角度θが検出される。そして、算出された限界角度θ1と、エンコーダ12により検出された設定角度θとに基づいて、所定温度において第1位置に所定点Cを移動させることが可能であるか否か判定される。その結果、所定温度において、設定した通りにアーム10を動作させることが可能か否か判定することができる。   The encoder 12 detects a set angle θ that is the angle of the joint J2 set when teaching the operating point. Then, based on the calculated limit angle θ1 and the set angle θ detected by the encoder 12, it is determined whether or not the predetermined point C can be moved to the first position at a predetermined temperature. As a result, it can be determined whether or not the arm 10 can be operated as set at a predetermined temperature.

・コントローラ20は、算出した限界角度θ1よりも、エンコーダ12により検出された設定角度θが小さい場合に、所定温度において第1位置に所定点Cを移動させることが不可能であると判定することができる。   The controller 20 determines that it is impossible to move the predetermined point C to the first position at the predetermined temperature when the set angle θ detected by the encoder 12 is smaller than the calculated limit angle θ1. Can do.

・所定温度において第1位置に所定点Cを移動させることが不可能であると判定された場合に、所定温度において第1位置に所定点Cを移動させることが不可能であることが通知される。このため、ユーザは、現在の動作点の設定(関節J2の角度の設定)では、所定温度において第1位置に所定点Cを移動させることが不可能となることを知ることができる。その結果、動作点の教示終了後に動作点の教示をやり直す必要が生じることや、ロボットの納入後に動作不能になることを抑制することができる。   If it is determined that it is impossible to move the predetermined point C to the first position at the predetermined temperature, it is notified that it is impossible to move the predetermined point C to the first position at the predetermined temperature. The For this reason, the user can know that it is impossible to move the predetermined point C to the first position at the predetermined temperature with the current setting of the operating point (setting of the angle of the joint J2). As a result, it is possible to suppress the need to redo the teaching of the operating point after the teaching of the operating point is completed, and the inoperability after the robot is delivered.

・所定温度において第1位置に所定点Cを移動させることが不可能であると判定された場合に、第1位置に所定点Cを移動させることが不可能となる温度が通知される。このため、ユーザは、アーム10を使用する環境の温度やアーム10の使用状態を考慮して、第1位置に所定点Cを移動させることが可能であるか否か判断することができる。   When it is determined that it is impossible to move the predetermined point C to the first position at the predetermined temperature, the temperature at which the predetermined point C cannot be moved to the first position is notified. Therefore, the user can determine whether or not the predetermined point C can be moved to the first position in consideration of the temperature of the environment in which the arm 10 is used and the use state of the arm 10.

・所定温度において第1位置に所定点Cを移動させることが不可能であると判定された場合に、関節J2の角度の設定時に関節J2の角度を修正すべき量が通知される。このため、ユーザは、所定温度において第1位置に所定点Cを移動させることを可能とするために、関節J2の角度の設定時に関節J2の角度を修正する量を容易に知ることができる。   When it is determined that it is impossible to move the predetermined point C to the first position at the predetermined temperature, the amount that the angle of the joint J2 should be corrected is notified when the angle of the joint J2 is set. For this reason, in order to enable the user to move the predetermined point C to the first position at the predetermined temperature, the user can easily know the amount of correction of the angle of the joint J2 when setting the angle of the joint J2.

・所定温度において第1位置に所定点Cを移動させることが不可能であると判定された場合に、関節J2の角度の設定時に所定点Cの位置を修正すべき量が通知される。このため、ユーザは、所定温度において第1位置に所定点Cを移動させることを可能とするために、関節J2の角度の設定時に所定点Cの位置を修正する量を容易に知ることができる。   When it is determined that it is impossible to move the predetermined point C to the first position at the predetermined temperature, the amount of correction of the position of the predetermined point C is notified when the angle of the joint J2 is set. For this reason, in order to enable the user to move the predetermined point C to the first position at the predetermined temperature, the user can easily know the amount for correcting the position of the predetermined point C when setting the angle of the joint J2. .

・コントローラ20は、算出した限界角度θ1よりも、エンコーダ12により検出された設定角度θが大きい場合に、所定温度において第1位置に所定点Cを移動させることが可能であると判定することができる。   The controller 20 determines that the predetermined point C can be moved to the first position at the predetermined temperature when the set angle θ detected by the encoder 12 is larger than the calculated limit angle θ1. it can.

・余弦定理、cos関数のテイラー展開を用い、所定温度において関節J2を完全に伸ばした状態を考慮すると、限界角度θ1を(6)式で表すことができる。したがって、簡易な式により限界角度θ1を算出することができ、コントローラ20の演算負荷を軽減することができる。   Using the cosine theorem and the Taylor expansion of the cos function, and taking into account the state in which the joint J2 is completely extended at a predetermined temperature, the limit angle θ1 can be expressed by equation (6). Therefore, the limit angle θ1 can be calculated by a simple expression, and the calculation load on the controller 20 can be reduced.

なお、上記実施形態を、以下のように変更して実施することもできる。   In addition, the said embodiment can also be changed and implemented as follows.

・cosθ1をテイラー展開して、θ1を0に近い微小角度として微小値となる項を省略する際に、第3項を省略せず、第4項以降又は第5項以降を省略してもよい。また、(4)式を展開して微小値となる項を省略する際に、分母においてはΔ^2の項のみを省略してもよい。   -When cos θ1 is Taylor-expanded and θ1 is a minute angle close to 0 and a term that becomes a minute value is omitted, the third term is not omitted, and the fourth and subsequent terms or the fifth and subsequent terms may be omitted. . Further, when the term that becomes a minute value by omitting the expression (4) is omitted, only the term of Δ ^ 2 may be omitted in the denominator.

・設定温度におけるリンクL1の長さa1を、所定温度におけるリンクL1の長さa0、補正係数M3、及び設定温度と所定温度との温度差Δを用いて、a1=a0×(1+M3×Δ)で表すように、補正係数M3を定義することもできる。同様に、b1=b0×(1+M4×Δ)で表すように、補正係数M4を定義することもできる。その場合、リンクL1,L2の長さa1,b1を上記式に変更した上で、(4)式以降の式を導出すればよい。   The length a1 of the link L1 at the set temperature is set to a1 = a0 × (1 + M3 × Δ) using the length a0 of the link L1 at the predetermined temperature, the correction coefficient M3, and the temperature difference Δ between the set temperature and the predetermined temperature. The correction coefficient M3 can also be defined as Similarly, the correction coefficient M4 can be defined so as to be expressed by b1 = b0 × (1 + M4 × Δ). In that case, after changing the lengths a1 and b1 of the links L1 and L2 to the above formula, the formulas after the formula (4) may be derived.

・上記の各通知のうち少なくとも一部を省略してもよい。   -You may abbreviate | omit at least one part among each said notification.

・ユーザによる動作点の教示時に限らず、シミュレーションによるアーム10の動作確認時に、第1位置に所定点Cを移動させることが可能であるか否か判定してもよい。その場合、コントローラ20(限界角度算出部、設定角度検出部、及び判定部に相当)はシミュレーションにおいて、シミュレーション時の設定に基づいて限界角度θ1を算出し、設定された関節J2の角度を設定角度θとして検出し、限界角度θ1と設定角度θとに基づいて、所定温度において第1位置に所定点Cを移動させることが可能であるか否か判定すればよい。   It may be determined whether or not the predetermined point C can be moved to the first position not only when the user teaches the operating point but also when the operation of the arm 10 is confirmed by simulation. In this case, the controller 20 (corresponding to a limit angle calculation unit, a set angle detection unit, and a determination unit) calculates a limit angle θ1 based on the setting at the time of simulation and sets the angle of the set joint J2 in the simulation. What is necessary is just to determine whether it is possible to move the predetermined point C to the first position at a predetermined temperature based on the limit angle θ1 and the set angle θ, detected as θ.

・アーム10の動作可否を判定する温度である所定温度は、アーム10を動作させる環境の温度やアーム10の動作状態(発熱状態)に応じて、任意に設定することができる。   The predetermined temperature, which is a temperature for determining whether or not the arm 10 can be operated, can be arbitrarily set according to the temperature of the environment in which the arm 10 is operated and the operating state (heat generation state) of the arm 10.

・各温度におけるリンクL1,L2の長さを予め算出して記憶しておき、コントローラ20は、設定温度や所定温度に応じて、記憶されたリンクL1,L2の長さを読み込んで用いてもよい。   The lengths of the links L1 and L2 at each temperature are calculated and stored in advance, and the controller 20 may read and use the stored lengths of the links L1 and L2 according to the set temperature or the predetermined temperature. Good.

・垂直多関節ロボットの第2軸及び第3軸を構成するリンクL1,L2及び関節J1,J2に限らず、水平多関節ロボットの第1軸及び第2軸を構成する複数のリンク及び関節に具現化することもできる。さらに、ロボットのアーム10に限らず、第1リンクと、第2リンクと、第1リンク及び第2リンクを相対回転可能に接続する関節と、を備えるマニプレータに具現化することもできる。   -Not only the links L1 and L2 and the joints J1 and J2 constituting the second axis and the third axis of the vertical articulated robot, but also the plurality of links and joints constituting the first axis and the second axis of the horizontal articulated robot. It can also be embodied. Furthermore, not only the robot arm 10 but also a manipulator including a first link, a second link, and a joint that connects the first link and the second link so as to be relatively rotatable can be embodied.

10…アーム(マニプレータ)、11…エンコーダ、12…エンコーダ(設定角度検出部)、20…コントローラ(動作判定装置)、J1…関節、J2…関節、L1…リンク、L2…リンク。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Arm (manipulator), 11 ... Encoder, 12 ... Encoder (setting angle detection part), 20 ... Controller (motion determination apparatus), J1 ... Joint, J2 ... Joint, L1 ... Link, L2 ... Link

Claims (8)

第1リンクと、第2リンクと、前記第1リンク及び前記第2リンクを相対回転可能に接続する関節と、を備えるマニプレータの動作可否を判定する動作判定装置であって、
所定温度における前記第1リンク及び前記第2リンクの長さ、前記第1リンク及び前記第2リンクの熱膨張による長さ変化を補正する補正係数、及び前記関節の角度を設定する時の設定温度と前記所定温度との温度差に基づいて、前記所定温度において前記関節を完全に伸ばした状態の前記マニプレータの所定点の位置である第1位置に、前記設定温度において前記所定点を移動させる時の前記関節の角度である限界角度を算出する限界角度算出部と、
前記設定された前記関節の角度である設定角度を検出する設定角度検出部と、
前記限界角度算出部により算出された前記限界角度と、前記設定角度検出部により検出された前記設定角度とに基づいて、前記所定温度において前記第1位置に前記所定点を移動させることが可能であるか否か判定する判定部と、
を備えるマニプレータの動作判定装置。
An operation determination device that determines whether or not an operation of a manipulator including a first link, a second link, and a joint that connects the first link and the second link so as to be relatively rotatable,
Setting temperature when setting the length of the first link and the second link at a predetermined temperature, the correction coefficient for correcting the length change due to thermal expansion of the first link and the second link, and the angle of the joint When the predetermined point is moved at the set temperature to the first position, which is the position of the predetermined point of the manipulator with the joint fully extended at the predetermined temperature, based on the temperature difference between the predetermined temperature and the predetermined temperature. A limit angle calculation unit that calculates a limit angle that is an angle of the joint;
A set angle detector that detects a set angle that is the set angle of the joint;
The predetermined point can be moved to the first position at the predetermined temperature based on the limit angle calculated by the limit angle calculation unit and the set angle detected by the set angle detection unit. A determination unit for determining whether or not there is;
An operation determination device for a manipulator comprising:
前記判定部は、前記限界角度算出部により算出された前記限界角度よりも、前記設定角度検出部により検出された前記設定角度が小さい場合に、前記所定温度において前記第1位置に前記所定点を移動させることが不可能であると判定する請求項1に記載のマニプレータの動作判定装置。   The determination unit sets the predetermined point at the first position at the predetermined temperature when the set angle detected by the set angle detection unit is smaller than the limit angle calculated by the limit angle calculation unit. The manipulator operation determination device according to claim 1, wherein it is determined that the movement is impossible. 前記所定温度において前記第1位置に前記所定点を移動させることが不可能であると判定された場合に、前記所定温度において前記第1位置に前記所定点を移動させることが不可能であることを通知する不可通知部を備える請求項2に記載のマニプレータの動作判定装置。   When it is determined that it is impossible to move the predetermined point to the first position at the predetermined temperature, it is impossible to move the predetermined point to the first position at the predetermined temperature. The manipulator operation determination device according to claim 2, further comprising an impossibility notification unit that notifies 前記所定温度において前記第1位置に前記所定点を移動させることが不可能であると判定された場合に、前記第1位置に前記所定点を移動させることが不可能となる温度を通知する温度通知部を備える請求項2又は3に記載のマニプレータの動作判定装置。   A temperature for notifying the temperature at which the predetermined point cannot be moved to the first position when it is determined that the predetermined point cannot be moved to the first position at the predetermined temperature. The operation determination device for a manipulator according to claim 2 or 3, further comprising a notification unit. 前記所定温度において前記第1位置に前記所定点を移動させることが不可能であると判定された場合に、前記関節の角度の設定時に前記関節の角度を修正すべき量を通知する角度通知部を備える請求項2〜4のいずれか1項に記載のマニプレータの動作判定装置。   An angle notifying unit for notifying an amount of the joint angle to be corrected when the joint angle is set when it is determined that the predetermined point cannot be moved to the first position at the predetermined temperature. The operation determination device for a manipulator according to any one of claims 2 to 4, further comprising: 前記所定温度において前記第1位置に前記所定点を移動させることが不可能であると判定された場合に、前記関節の角度の設定時に前記所定点の位置を修正すべき量を通知する位置通知部を備える請求項2〜5のいずれか1項に記載のマニプレータの動作判定装置。   Position notification for notifying the amount of the position of the predetermined point to be corrected when setting the angle of the joint when it is determined that the predetermined point cannot be moved to the first position at the predetermined temperature The operation determination device for a manipulator according to any one of claims 2 to 5, further comprising a unit. 前記判定部は、前記限界角度算出部により算出された前記限界角度よりも、前記設定角度検出部により検出された前記設定角度が大きい場合に、前記所定温度において前記第1位置に前記所定点を移動させることが可能であると判定する請求項1〜6のいずれか1項に記載のマニプレータの動作判定装置。   The determination unit sets the predetermined point at the first position at the predetermined temperature when the set angle detected by the set angle detection unit is larger than the limit angle calculated by the limit angle calculation unit. The manipulator operation determination apparatus according to any one of claims 1 to 6, wherein it is determined that the movement is possible. 前記限界角度算出部は、所定温度における前記第1リンク及び前記第2リンクの長さをそれぞれa0,b0とし、前記第1リンク及び前記第2リンクの熱膨張による長さ変化を補正する補正係数をそれぞれM1,M2とし、前記温度差をΔとし、前記限界角度をθ1とすると、
θ1=√{2(a0+b0)×(M1+M2)×Δ/(a0×b0)}により、限界角度θ1を算出する請求項1〜7のいずれか1項に記載のマニプレータの動作判定装置。
The limit angle calculation unit sets the lengths of the first link and the second link at a predetermined temperature as a0 and b0, respectively, and corrects a change in length due to thermal expansion of the first link and the second link. Are M1 and M2, respectively, the temperature difference is Δ, and the limit angle is θ1.
The manipulator motion determination device according to any one of claims 1 to 7, wherein the limit angle θ1 is calculated from θ1 = √ {2 (a0 + b0) × (M1 + M2) × Δ / (a0 × b0)}.
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