JP2000308939A - Guide device with ultrasonic motor as drive source for mobile body - Google Patents

Guide device with ultrasonic motor as drive source for mobile body

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JP2000308939A
JP2000308939A JP11120857A JP12085799A JP2000308939A JP 2000308939 A JP2000308939 A JP 2000308939A JP 11120857 A JP11120857 A JP 11120857A JP 12085799 A JP12085799 A JP 12085799A JP 2000308939 A JP2000308939 A JP 2000308939A
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JP
Japan
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ultrasonic motor
tip
measuring
detecting means
position information
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Application number
JP11120857A
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Japanese (ja)
Inventor
Yasushi Kato
康司 加藤
Koshi Adachi
幸志 足立
Yuusaku Ishimine
裕作 石峯
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Kyocera Corp
Original Assignee
Kyocera Corp
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Publication date
Application filed by Kyocera Corp filed Critical Kyocera Corp
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  • Control Of Position Or Direction (AREA)
  • General Electrical Machinery Utilizing Piezoelectricity, Electrostriction Or Magnetostriction (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To find the slippage of an extreme tip of an ultrasonic motor normally in guide device employing the ultrasonic motor as a drive source for stages. SOLUTION: The guide device via which an ultrasonic motor 15 drives a stage 13 comprises position detecting means 18 for finding the position of the stage 13 as a mobile body movable under friction drive with an extreme chip 15a of the ultrasonic motor 15, a control part 1 for carrying out operations using parameters variable depending upon the deviation of the positional information from the position detecting means 18 produced from the reference positional information a preset movement profile specifies and outputting a command signal to drive the ultrasonic motor 15, a laser Doppler vibrometer 23 for measuring the positional information of the extreme chip 15a about its displacement, velocity, acceleration and the like while the ultrasonic motor 15 is driven, and a measuring part 22 for computing the slippage of the extreme chip 15a from the positional information from the laser Doppler vibrometer 23 and the positional information from the position detecting means 18.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、直線運動や回転運
動する可動体を超音波モータによって駆動する案内装置
に関するものであり、特に精密加工用工作機械、精密測
定装置、半導体製造装置に用いられる案内装置として好
適なものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a guide device for driving a movable body that moves linearly or rotationally by an ultrasonic motor, and is particularly used for a machine tool for precision machining, a precision measuring device, and a semiconductor manufacturing device. It is suitable as a guide device.

【0002】[0002]

【従来の技術】超音波モータは、最小振動振幅がナノオ
ーダーと小さく、高分解能の位置決めが可能であり、し
かも小型でありながら摩擦駆動であるために駆動力が大
きいといった特徴を有するため、これまでカメラのレン
ズズーム機構や腕時計のバイブレーションアラームなど
回転系の案内装置への実用化が行われていた。
2. Description of the Related Art Ultrasonic motors have the characteristics that the minimum vibration amplitude is as small as the nano-order, high-resolution positioning is possible, and the driving force is large due to the small size and friction drive. Until now, it has been put to practical use for rotating system guide devices such as camera lens zoom mechanisms and wristwatch vibration alarms.

【0003】また、近年では超音波モータを直線系の案
内装置へ適用することも試みられている。図3に超音波
モータを可動体の駆動源とする従来の案内装置の一例を
示すように、ベース基盤31上にクロスローラガイドの
如き一対のガイド部材32を備え、これらのガイド部材
32によって可動体としてのステージ33が直線的に案
内されるようになっている。
In recent years, it has been attempted to apply an ultrasonic motor to a linear guide device. FIG. 3 shows an example of a conventional guide device using an ultrasonic motor as a drive source of a movable body. As shown in FIG. 3, a pair of guide members 32 such as a cross roller guide is provided on a base board 31 and movable by these guide members 32. The stage 33 as a body is guided linearly.

【0004】また、ステージ33の一方の側面には、ガ
イド部材32に対して平行に案内部材34が、他方の側
面には、ガイド部材32と平行にリニアスケール36が
それぞれ設置され、リニアスケール36と対向する位置
には測定ヘッド37を設けて位置検出手段38を構成す
るとともに、案内部材34には、その長手方向に対して
垂直に超音波モータ35の先端チップ35aを当接させ
てあり、ステージ33の移動に伴う位置検出手段38か
らの位置情報と、予め設定してあるステージ33の移動
プロファイルに基づく基準位置情報との偏差に応じて変
化するパラメータを基に制御部39にて例えばPID演
算処理を行い、超音波モータ35へ指令信号を出力する
フィードバック制御を行うことにより、超音波モータ3
5がその指令信号に応じて楕円振動し、その先端チップ
35aとの摩擦駆動によりステージ33をガイド部材3
2に沿って移動させるようになっていた。なお、40は
超音波モータ35をステージ33の案内部材34に当接
させるためのバネであり、41はベース基盤31上に設
置されたケース42内に超音波モータ35を保持するた
めの弾性体である。
A guide member 34 is provided on one side of the stage 33 in parallel with the guide member 32, and a linear scale 36 is provided on the other side in parallel with the guide member 32. A measuring head 37 is provided at a position opposed to the position detecting means 38 to form a position detecting means 38, and a tip 35a of an ultrasonic motor 35 is brought into contact with the guide member 34 perpendicularly to its longitudinal direction. The control unit 39 uses, for example, a PID based on a parameter that changes according to the deviation between the position information from the position detection unit 38 accompanying the movement of the stage 33 and the reference position information based on a preset movement profile of the stage 33. By performing the arithmetic processing and performing feedback control for outputting a command signal to the ultrasonic motor 35, the ultrasonic motor 3
5 oscillates elliptically in response to the command signal, and moves the stage 33 to the guide member 3 by friction drive with the tip 35a.
It was designed to move along 2. Reference numeral 40 denotes a spring for bringing the ultrasonic motor 35 into contact with the guide member 34 of the stage 33. Reference numeral 41 denotes an elastic body for holding the ultrasonic motor 35 in a case 42 set on the base board 31. It is.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】ところで、図3に示す
案内装置を、精密加工用工作機械や精密測定装置あるい
は半導体製造装置用として用いる場合、サブミクロンオ
ーダーの位置決め精度とステージ33の移動速度を向上
させることが望まれている。そして、ステージ33の移
動速度を高めるには、駆動力の伝達ロス、即ち先端チッ
プ35aの滑りを発生させることなく、先端チップ35
aの振幅量を大きくかつ振幅速度を速くすることが高効
率化につながることになる。
When the guide device shown in FIG. 3 is used for a precision machining machine tool, a precision measuring device, or a semiconductor manufacturing device, the positioning accuracy on the order of submicrons and the moving speed of the stage 33 are reduced. It is desired to improve. In order to increase the moving speed of the stage 33, it is possible to reduce the transmission loss of the driving force, that is, without causing the tip 35a to slip.
Increasing the amplitude of “a” and increasing the amplitude speed leads to higher efficiency.

【0006】ところが、ステージ33を高速移動させる
ため、超音波モータ35の出力を高めて先端チップ35
aの振幅量を大きくかつ振幅速度を速くすると、ある時
点で案内部材34との摩擦力が静摩擦係数を越え、滑り
が発生して伝達ロスを招くため、超音波モータ35が持
つ本来の駆動特性を十分に発揮させることができないと
いった課題があった。その為、ステージ33を高速移動
させることができず、また、ステージ33を目標位置ま
で精度良く案内することもできなかった。
However, in order to move the stage 33 at high speed, the output of the ultrasonic motor 35 is increased and
If the amplitude amount of “a” is increased and the amplitude speed is increased, the frictional force with the guide member 34 exceeds the static friction coefficient at some point, causing slippage and transmission loss. However, there was a problem that it was not possible to fully exert the effect. Therefore, the stage 33 cannot be moved at high speed, and the stage 33 cannot be guided to the target position with high accuracy.

【0007】しかも、滑りが発生すると、ステージ33
の案内部材34及び超音波モータ35の先端チップ35
aの摩耗が進み、寿命が短くなるといった不都合もあっ
た。また、前述した用途では、搭載重量の増加に伴って
案内装置も大型化する傾向にあるが、このような場合、
ステージ33の重量が増加して慣性力が大きくなるため
に、制動時や位置決め時にはオーバーシュートが起こっ
て滑りが発生する結果、ステージ33の案内部材34や
超音波モータ35の先端チップ35aの摩耗がより一層
進行するといった恐れもあった。
In addition, when slippage occurs, the stage 33
Guide member 34 and tip 35 of ultrasonic motor 35
There was also an inconvenience that abrasion of a progressed and the life was shortened. In addition, in the above-mentioned applications, the guide device also tends to be larger with an increase in the mounting weight. In such a case,
Since the weight of the stage 33 increases and the inertia force increases, overshoot occurs during braking and positioning, causing slippage. As a result, wear of the guide member 34 of the stage 33 and the tip 35a of the ultrasonic motor 35 is reduced. There was a fear that it would progress further.

【0008】一方、本件出願人は、超音波モータ35の
セッティング状態がステージ33の位置決め精度に影響
を与えることに鑑み、図4に示すように、案内部材34
への超音波モータ35の押し付け力(以下、予圧と称
す)を調整するため、超音波モータ35の後端に予圧調
整機構としての圧電アクチュエータ45を設け、ステー
ジ33を実駆動させる前に予め最適な予圧を設定してお
くことにより、案内装置の最適化を図ることを先に提案
している(特願平9−294458号参照)。
On the other hand, in view of the fact that the setting state of the ultrasonic motor 35 affects the positioning accuracy of the stage 33, the applicant of the present application has shown in FIG.
A piezoelectric actuator 45 as a preload adjusting mechanism is provided at the rear end of the ultrasonic motor 35 in order to adjust the pressing force of the ultrasonic motor 35 to the ultrasonic motor 35 (hereinafter, referred to as a preload). It has previously been proposed to optimize the guide device by setting a suitable preload (see Japanese Patent Application No. 9-294458).

【0009】しかしながら、特願平9−294458号
公報に開示したものでは、超音波モータ35の駆動中に
おいて、案内部材34への予圧を常に一定圧に保つもの
ではないため、ステージ33をストローク内で安定して
駆動させることは難しいものであった。
[0009] However, in the system disclosed in Japanese Patent Application No. 9-294458, the pre-load on the guide member 34 is not always kept at a constant pressure while the ultrasonic motor 35 is being driven. And it was difficult to drive it stably.

【0010】このように、これまでの案内装置では、超
音波モータ35における先端チップ35aの滑り具合を
把握する手段がなく、それ故、ステージ33をストロー
ク内で安定して駆動させることが難しく、また、寿命も
短いものであった。
As described above, in the conventional guide apparatus, there is no means for grasping the degree of sliding of the tip 35a in the ultrasonic motor 35. Therefore, it is difficult to drive the stage 33 stably within the stroke. In addition, the life was short.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】そこで、本発明は上記課
題に鑑み、超音波モータを可動体の駆動源とする案内装
置を、超音波モータの先端チップとの摩擦駆動により可
動する可動体と、該可動体の位置を測定する位置検出手
段と、該位置検出手段からの位置情報(変位、速度、加
速度)と、予め設定してある移動プロファイルに基づく
基準位置情報(変位、速度、加速度)との偏差に応じて
変化するパタメータを基に演算し、前記超音波モータを
駆動させるための指令信号を出力する制御部と、前記超
音波モータの駆動中における先端チップの変位、速度、
加速度等の位置情報を測定する非接触型測定手段と、該
非接触型測定手段からの位置情報(変位、速度、加速
度)と前記位置検出手段からの位置情報(変位、速度、
加速度)より前記先端チップの滑り具合を算出する計測
部とから構成したものである。
SUMMARY OF THE INVENTION In view of the above-mentioned problems, the present invention provides a guide device using an ultrasonic motor as a drive source for a movable member, and a guide device that is movable by frictional driving with the tip of the ultrasonic motor. Position detecting means for measuring the position of the movable body, position information (displacement, speed, acceleration) from the position detecting means, and reference position information (displacement, speed, acceleration) based on a preset movement profile. A control unit that calculates a parameter based on a parameter that changes in accordance with the deviation and outputs a command signal for driving the ultrasonic motor, and the displacement, speed, and displacement of the tip during driving of the ultrasonic motor.
Non-contact type measuring means for measuring position information such as acceleration, position information (displacement, speed, acceleration) from the non-contact type measuring means and position information (displacement, speed,
(Acceleration) and a measuring unit for calculating the degree of slippage of the tip.

【0012】また、本発明は、超音波モータを可動体の
駆動源とする他の案内装置を、超音波モータの先端チッ
プとの摩擦駆動により可動する可動体と、該可動体の位
置を測定する位置検出手段と、該位置検出手段からの位
置情報(変位、速度、加速度)と、予め設定してある移
動プロファイルに基づく基準位置情報(変位、速度、加
速度)との偏差に応じて変化するパタメータを基に演算
し、前記超音波モータを駆動させるための指令信号を出
力する制御部と、前記超音波モータの駆動中における先
端チップの変位、速度、加速度等の位置情報を測定する
非接触型測定手段と、前記超音波モータの可動体への予
圧を調整する予圧調整機構と、前記非接触型測定手段か
らの位置情報(変位、速度、加速度)と前記位置検出手
段からの位置情報(変位、速度、加速度)より前記先端
チップの滑り具合を算出する計測部と、該計測部からの
情報に基づいて前記先端チップに滑りがある場合、前記
超音波モータの可動体への予圧を高めるように前記予圧
調整機構を駆動させる指令信号を出力する予圧制御部と
から構成したものである。
Further, according to the present invention, another guide device using an ultrasonic motor as a driving source of a movable member is provided with a movable member movable by friction drive with a tip of the ultrasonic motor, and a position of the movable member is measured. The position information (displacement, velocity, acceleration) from the position detection means, and a reference position information (displacement, velocity, acceleration) based on a preset movement profile. A control unit that calculates based on parameters and outputs a command signal for driving the ultrasonic motor, and a non-contact unit that measures positional information such as displacement, speed, acceleration, and the like of the tip during driving of the ultrasonic motor. Mold measuring means, a preload adjusting mechanism for adjusting a preload to the movable body of the ultrasonic motor, position information (displacement, speed, acceleration) from the non-contact type measuring means and position information from the position detecting means (A displacement, a speed, an acceleration) and a measuring unit for calculating the degree of slippage of the tip, and if the tip is slipping based on information from the measuring unit, increase the preload of the ultrasonic motor to the movable body. And a preload control unit that outputs a command signal for driving the preload adjusting mechanism.

【0013】[0013]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態について
説明する。
Embodiments of the present invention will be described below.

【0014】図1は本発明の超音波モータを可動体の駆
動源とする案内装置の一例を示す模式図で、この案内装
置は、ベース基盤11上にクロスローラガイドの如き一
対のガイド部材12を備え、この一対のガイド部材12
によって可動体としてのステージ13を直線的に案内す
るようになっている。また、ステージ13の一方の側面
には、上記ガイド部材12に対して平行に案内部材14
を、他方の側面にはリニアスケール16をそれぞれ備
え、リニアスケール16と対向する位置には測定ヘッド
17を設置して位置検出手段18を構成するとともに、
案内部材14には、その長手方向に対して垂直に超音波
モータ15の先端チップ15aを当接させてあり、この
超音波モータ15を駆動させることでステージ13をガ
イド部材12に沿って移動させるようになっている。な
お、20は超音波モータ15をステージ13の案内部材
14に当接させるためのバネであり、21はベース基盤
11上に設置されたケース22内に超音波モータ15を
保持するための弾性体である。
FIG. 1 is a schematic view showing an example of a guide device using an ultrasonic motor according to the present invention as a driving source of a movable body. The guide device includes a pair of guide members 12 such as a cross roller guide on a base substrate 11. And the pair of guide members 12
Thereby, the stage 13 as a movable body is guided linearly. A guide member 14 is provided on one side surface of the stage 13 in parallel with the guide member 12.
On the other side, a linear scale 16 is provided, and a measuring head 17 is installed at a position facing the linear scale 16 to constitute a position detecting means 18.
The leading end 15a of the ultrasonic motor 15 is brought into contact with the guide member 14 perpendicularly to the longitudinal direction, and the stage 13 is moved along the guide member 12 by driving the ultrasonic motor 15. It has become. Reference numeral 20 denotes a spring for bringing the ultrasonic motor 15 into contact with the guide member 14 of the stage 13, and reference numeral 21 denotes an elastic body for holding the ultrasonic motor 15 in a case 22 installed on the base substrate 11. It is.

【0015】そして、ステージ13の移動に伴う位置検
出手段18からの変位、速度、加速度等の位置情報は制
御部1に送られ、この制御部1にて予め設定してあるス
テージ13の移動プロファイルに基づく規準位置信号
(変位、速度、加速度)と比較して偏差を算出し、この
偏差に応じて変化するパラメータを基に例えばPID演
算処理し、その出力値を指令信号として超音波モータ1
5へ出力するフィードバック制御を行うことにより、超
音波モータ15をその指令信号に応じて楕円振動させ、
その先端チップ15aとの摩擦駆動によりステージ13
をガイド部材12に沿って移動させるようになってい
る。
Then, positional information such as displacement, speed, acceleration, etc. from the position detecting means 18 accompanying the movement of the stage 13 is sent to the control unit 1 and the movement profile of the stage 13 set in advance by the control unit 1 A deviation is calculated by comparing with a reference position signal (displacement, velocity, acceleration) based on PID, and PID calculation processing is performed based on a parameter that changes according to the deviation, and an output value of the ultrasonic motor 1 is used as a command signal.
5 to perform an elliptical vibration of the ultrasonic motor 15 in accordance with the command signal,
The stage 13 is driven by friction driving with the tip 15a.
Is moved along the guide member 12.

【0016】また、この案内装置には、超音波モータ1
5の駆動中における先端チップ15aの変位や速度ある
いは加速度といった位置情報を測定する非接触型測定手
段としてのレーザードップラ振動計23を、先端チップ
15aに対して垂直に設置してあり、このレーザードッ
プラ振動計23からの位置情報(変位、速度、加速度)
と前記位置検出手段18からの位置情報(変位、速度、
加速度)を基に演算処理し、超音波モータ15の先端チ
ップ15aの滑り具合を測定する計測部24を設けてあ
る。
The guide device includes an ultrasonic motor 1
A laser Doppler vibrometer 23 as non-contact type measuring means for measuring positional information such as displacement, velocity or acceleration of the tip 15a during driving of the tip 5 is installed perpendicular to the tip 15a. Position information (displacement, velocity, acceleration) from vibration meter 23
And the position information (displacement, speed,
A measurement unit 24 is provided for performing arithmetic processing based on the acceleration (acceleration) and measuring the degree of slippage of the tip 15a of the ultrasonic motor 15.

【0017】即ち、ステージ13の移動は超音波モータ
15による摩擦駆動であることから、ステージ13の移
動と超音波モータ15における先端チップ15aの振幅
が等しい時、先端チップ15aの滑りがなく最も優れた
伝達効率が得られることになる。
That is, since the movement of the stage 13 is a friction drive by the ultrasonic motor 15, when the movement of the stage 13 and the amplitude of the tip 15a of the ultrasonic motor 15 are equal, the tip 15a does not slip and is most excellent. Transmission efficiency can be obtained.

【0018】そして、ステージ13の移動は位置検出手
段18からの位置情報として得ることができ、先端チッ
プ15aの振幅はレーザードップラ振動計23からの位
置情報として得ることができるため、これらの位置情報
を基に数1に示す演算処理を施して伝達効率Wを算出す
ることにより、先端チップ15aの滑り具合を確認する
ことができる。即ち、この伝達効率Wが小さいほど先端
チップ15aの滑りが大きく、逆に伝達効率Wが大きく
なるほど先端チップ15aの滑りが少ないというよう
に、計測部24にて伝達効率Wを測定することで、先端
チップ15aの滑り具合を常に把握することができる。
The movement of the stage 13 can be obtained as position information from the position detecting means 18, and the amplitude of the tip 15a can be obtained as position information from the laser Doppler vibrometer 23. By calculating the transmission efficiency W by performing the arithmetic processing shown in Equation 1 based on the above, it is possible to confirm the degree of slippage of the distal end tip 15a. That is, the transmission efficiency W is measured by the measuring unit 24 such that the smaller the transmission efficiency W, the greater the slip of the tip 15a, and conversely, the greater the transmission efficiency W, the less the slip of the tip 15a. The state of sliding of the tip 15a can always be grasped.

【0019】その為、この計測部24からの情報を基
に、ステージ13の可動中における超音波モータ15の
予圧を制御したり、ステージ13を実駆動させる前に駆
動させ、超音波モータ15の取付け状態などを確認する
ことができる。
Therefore, based on the information from the measuring unit 24, the preload of the ultrasonic motor 15 while the stage 13 is moving is controlled, or the ultrasonic motor 15 is driven before the stage 13 is actually driven. It is possible to check the mounting state.

【0020】数1 W=B/A×100(%) ただし、W:伝達効率 A:レーザードップラ振動計23から位置情報 B:位置検出手段18からの位置情報 なお、図1では、非接触型測定手段としてレーザードッ
プラ振動計23を、位置検出手段18としてリニアスケ
ールをそれぞれ用いたが、他の非接触型測定手段として
ホトニックセンサーや加速度センサーを、他の位置検出
手段18としてレーザー測長計を用いても構わない。
W = B / A × 100 (%) where W: transmission efficiency A: position information from laser Doppler vibrometer 23 B: position information from position detecting means 18 In FIG. A laser Doppler vibrometer 23 was used as the measuring means, and a linear scale was used as the position detecting means 18. However, a photonic sensor or an acceleration sensor was used as another non-contact type measuring means, and a laser length meter was used as the other position detecting means 18. You may use it.

【0021】次に、本発明の他の実施形態として、図1
に示す案内装置の応用例を図2に説明する。
Next, as another embodiment of the present invention, FIG.
FIG. 2 shows an application example of the guide device shown in FIG.

【0022】この案内装置は、図1に示す超音波モータ
15を押圧するバネ20の後ろに、予圧調整機構として
の圧電アクチュエータ25を、ロードセル26を介して
設置するとともに、計測部24から得られ情報を基に、
その伝達効率Wが90%未満である場合、超音波モータ
15の予圧を高めるように圧電アクチュエータ25を駆
動させる指令信号を出力する予圧制御部27を設けたも
のである。
In this guide device, a piezoelectric actuator 25 as a preload adjusting mechanism is installed via a load cell 26 behind a spring 20 for pressing the ultrasonic motor 15 shown in FIG. Based on the information,
When the transmission efficiency W is less than 90%, a preload control unit 27 that outputs a command signal for driving the piezoelectric actuator 25 so as to increase the preload of the ultrasonic motor 15 is provided.

【0023】この予圧制御部27での制御方法としては
様々な方法を採用することができるが、例えば、位置検
出手段18からのステージ13の位置情報と、レーザー
ドップラ振動計23からの先端チップ15aの位置情報
を基に計測部24にて算出した情報(伝達効率W)を基
に、伝達効率Wが90%未満となると、伝達効率Wが9
0%以上となるまで超音波モータ15の予圧が段階的に
高くなるように圧電アクチュータ25を伸長させる指令
信号をPID演算処理にて出力するようフィードバック
制御をかければ良い。なお、超音波モータ15の予圧を
調整するための基準を、伝達効率Wで90%としたの
は、90%よりも伝達効率Wが小さくなると、先端チッ
プ15aの滑りが激しいため、サブミクロンオーダーの
位置決め精度を得ることができないからである。
Various methods can be adopted as a control method in the preload control unit 27. For example, the position information of the stage 13 from the position detecting means 18 and the tip 15a from the laser Doppler vibrometer 23 are used. When the transmission efficiency W becomes less than 90% based on the information (transmission efficiency W) calculated by the measuring unit 24 based on the position information of the above, the transmission efficiency W becomes 9
Feedback control may be performed so that a command signal for expanding the piezoelectric actuator 25 is output by PID calculation processing so that the preload of the ultrasonic motor 15 increases stepwise until the pressure becomes 0% or more. Note that the standard for adjusting the preload of the ultrasonic motor 15 is set to 90% in the transmission efficiency W. When the transmission efficiency W is smaller than 90%, the tip 15a slides sharply. This is because the positioning accuracy cannot be obtained.

【0024】また、超音波モータ15の予圧の制御にあ
たっては、駆動特性に悪影響(滑り等)を与えなけれ
ば、できるだけ小さくする方が先端チップ15aや案内
部材14の早期摩耗を防ぐ点で好ましい。その為、伝達
効率Wが常に95%以上である場合には、駆動力に余裕
のある状態であるから、伝達効率Wが90%未満となら
ない範囲で予圧を下げるような制御をかけるようにして
も良い。さらに、超音波モータ15の予圧を制御する情
報として、ロードセル26からの情報を予圧制御部にフ
ィードバックさせても構わない。
In controlling the preload of the ultrasonic motor 15, it is preferable to make the tip as small as possible in order to prevent early wear of the tip 15 a and the guide member 14, as long as the drive characteristics are not adversely affected (such as slippage). Therefore, when the transmission efficiency W is always 95% or more, there is a margin in the driving force, and control is performed so as to reduce the preload in a range where the transmission efficiency W does not become less than 90%. Is also good. Further, information from the load cell 26 may be fed back to the preload control unit as information for controlling the preload of the ultrasonic motor 15.

【0025】このように、図2の案内装置によれば、超
音波モータ15の先端チップ15aの滑り具合を計測部
24にて常に監視し、伝達効率Wが90%未満となって
滑りを感知すると、予圧制御部27からの指令信号に基
づいて圧電アクチュエータ25が伸長し、超音波モータ
15の案内部材14への予圧を高めて静止摩擦力を高く
し、滑りをなくして常に伝達効率Wが90%以上となる
ように制御することができることから、超音波モータ1
5が持つ本来の駆動特性を発揮させることができ、ステ
ージ13を目標位置まで高速にかつ正確に移動させるこ
とができるため、高精度に位置決めすることができる。
As described above, according to the guide device of FIG. 2, the slippage of the tip 15a of the ultrasonic motor 15 is constantly monitored by the measuring unit 24, and the slippage is detected when the transmission efficiency W becomes less than 90%. Then, based on the command signal from the preload control unit 27, the piezoelectric actuator 25 expands, the preload on the guide member 14 of the ultrasonic motor 15 is increased to increase the static friction force, and the transmission efficiency W is always reduced by eliminating slip. Since it can be controlled to be 90% or more, the ultrasonic motor 1
5 can exhibit its original drive characteristics, and can move the stage 13 to the target position at high speed and accurately, so that positioning can be performed with high precision.

【0026】また、ロードセル26からの情報をモニタ
リングしておくことで、ステージ13の可動中における
先端チップ15aの滑り具合、さらには先端チップ15
a等の経時変化を観察することができる。
Further, by monitoring the information from the load cell 26, the degree of sliding of the tip 15a while the stage 13 is moving, and furthermore, the tip 15
Changes with time such as a can be observed.

【0027】なお、図2では、予圧調整機構として圧電
アクチュエータ25を用いたが、これ以外にエアシリン
ダや油圧シリンダーなど他のアクチュエータを用いるこ
ともできる。
Although the piezoelectric actuator 25 is used as the preload adjusting mechanism in FIG. 2, other actuators such as an air cylinder and a hydraulic cylinder may be used.

【0028】以上のように、図1及び図2では直線型の
案内装置を例にとって説明したが、回転型の案内装置に
おいても、可動体の駆動手段として楕円振動する先端チ
ップを備えた超音波モータを用いたものであれば、本発
明を適用できることは言うまでもない。また、超音波モ
ータ15の形式も、単一の振動モードのみに限らず、モ
ード変換型、多重モード型、モード回転型、複合振動型
のものを用いても構わない。
As described above, the linear guide device has been described with reference to FIGS. 1 and 2 as an example. However, in the rotary guide device, an ultrasonic wave provided with a tip which oscillates elliptically as a driving means of a movable body is also used. It goes without saying that the present invention can be applied to any motor using a motor. Further, the type of the ultrasonic motor 15 is not limited to a single vibration mode, and a mode conversion type, a multi-mode type, a mode rotation type, or a composite vibration type may be used.

【0029】[0029]

【実施例】(実施例1)以下、本発明の具体例について
説明する。
EXAMPLES (Example 1) Hereinafter, specific examples of the present invention will be described.

【0030】図1に示す超音波モータを可動体の駆動源
とする案内装置を試作した。
A guide device using the ultrasonic motor shown in FIG. 1 as a driving source of a movable body was prototyped.

【0031】ベース基盤11上には一対のガイド部材1
2として200mmのストロークを有するクロスローラ
ガイドを用い、250mm×120mm×50mmの板
状をしたアルミニウム製のステージ13を案内するよう
にした。
On the base substrate 11, a pair of guide members 1
A cross roller guide having a stroke of 200 mm was used as No. 2 to guide a plate-like aluminum stage 13 of 250 mm × 120 mm × 50 mm.

【0032】また、ステージ13を駆動させる超音波モ
ータ15には、イスラエル製のSP1を4つ組み合わせ
た圧電素子に、当接面が球状をしたアルミナセラミック
製の先端チップ15aを接着したものを用いるととも
に、この超音波モータ15の先端チップ15aと摺動す
る案内部材14にアルミナセラミックスを用いた。な
お、先端チップ15aの当接面は中心線平均粗さ(R
a)で0.05μmに仕上げるとともに、その曲率半径
は3mmとした。
The ultrasonic motor 15 for driving the stage 13 is formed by bonding a tip element 15a made of alumina ceramic having a spherical contact surface to a piezoelectric element obtained by combining four SP1 made in Israel. At the same time, alumina ceramic was used for the guide member 14 that slides with the tip 15a of the ultrasonic motor 15. The contact surface of the tip 15a has a center line average roughness (R
In a), the thickness was finished to 0.05 μm, and the radius of curvature was 3 mm.

【0033】また、ステージ13の位置検出手段18と
してミツトヨ製のリニアスケールS33Cを用い、リニ
アスケール16をステージ13の一方の側面にガイド部
材12と平行に設置するとともに、このリニアスケール
16と対向する位置に検出ヘッド17を設置してステー
ジ13の位置情報が得られるようにするとともに、ステ
ージ13の他方の側面に前記案内部材14を設置し、案
内部材14の長手方向に対して垂直に超音波モータ15
を設け、バネ20の押圧力により超音波モータ15の先
端チップ15aを3Kgの予圧をかけて案内部材14と
当接させるようにした。
A linear scale S33C made by Mitutoyo is used as the position detecting means 18 of the stage 13, and the linear scale 16 is installed on one side surface of the stage 13 in parallel with the guide member 12, and faces the linear scale 16. A detection head 17 is set at a position to obtain position information of the stage 13, and the guide member 14 is set on the other side surface of the stage 13, and an ultrasonic wave is perpendicular to the longitudinal direction of the guide member 14. Motor 15
, And the tip 15a of the ultrasonic motor 15 is brought into contact with the guide member 14 by applying a preload of 3 kg by the pressing force of the spring 20.

【0034】そして、位置検出手段18からの位置情報
を制御部1へ送り、制御部1内に予め設定してある基準
位置情報との偏差に基づくパタメータを基にPID演算
処理を行い、超音波モータ15へ指令信号を出力してス
テージ13を駆動させるフィードバック制御を行うよう
にした。
Then, the position information from the position detecting means 18 is sent to the control unit 1, and PID calculation processing is performed based on a parameter based on a deviation from reference position information set in the control unit 1 in advance. Feedback control for driving the stage 13 by outputting a command signal to the motor 15 is performed.

【0035】さらに、ベース基盤11上には、非接触型
測定手段としてのレーザードップラ振動計23を超音波
モータ15の先端チップ15aに対して垂直に設置し、
超音波モータ15の駆動中における先端チップ15aの
振幅速度を測定するとともに、このレーザードップラ振
動計23からの位置情報(振幅速度)と、前記位置検出
手段18からの位置情報(速度)をそれぞれ計測部24
を送り、これらの位置情報を基に数1の演算処理を施し
て超音波モータ15の駆動中における先端チップ15a
の滑り具合、即ち伝達効率Wを算出するようにした。
Further, on the base substrate 11, a laser Doppler vibrometer 23 as a non-contact type measuring means is installed vertically to the tip 15a of the ultrasonic motor 15,
While the ultrasonic motor 15 is being driven, the amplitude speed of the tip 15a is measured, and the position information (amplitude speed) from the laser Doppler vibrometer 23 and the position information (speed) from the position detecting means 18 are measured. Part 24
And performs the arithmetic processing of Equation 1 on the basis of the positional information, thereby performing the tip 15a while the ultrasonic motor 15 is being driven.
, That is, the transmission efficiency W is calculated.

【0036】実験にあたっては、制御部1に予め設定し
ておくステージ13の移動プロファイルを、移動距離
(目標値)200mm、加減速度0.01G〜0.2G
(98mm/s2 〜1960mm/s2 )、最高速度100
mm/sに設定した台形制御とし、超音波モータ15を
50kHzの駆動周波数で駆動させた。
In the experiment, the moving profile of the stage 13 set in advance in the control unit 1 is set to a moving distance (target value) of 200 mm and an acceleration / deceleration of 0.01 G to 0.2 G.
(98mm / s 2 ~1960mm / s 2), maximum speed 100
The trapezoidal control was set to mm / s, and the ultrasonic motor 15 was driven at a driving frequency of 50 kHz.

【0037】それぞれの結果は表1に示す通りである。
なお、表1に示す伝達効率Wの結果は、サンプリングタ
イムを1msとして時系列的に収集したデータを加速領
域と定速領域に分けて抜粋した値であり、加速領域の1
0点は加速開始から定速に入る直前までの時間を10分
割した値毎の伝達効率W、定速領域の5点は加速が終了
した時点から減速に入る直前の時間を5分割した値毎の
伝達効率Wである。
The results are as shown in Table 1.
The results of the transmission efficiency W shown in Table 1 are values obtained by extracting data collected in time series with the sampling time set to 1 ms into an acceleration region and a constant speed region.
The zero point is the transmission efficiency W for each value obtained by dividing the time from the start of acceleration to immediately before entering the constant speed by 10; Is the transmission efficiency W.

【0038】[0038]

【表1】 [Table 1]

【0039】この結果、表1より判るように、加速度が
小さい場合、加速領域から定度領域全てにおいて伝達効
率が90%以上であったが、0.1G以上で加速度させ
ると、加速初期において伝達効率が90%未満となり、
滑りが発生していることが確認できる。
As a result, as can be seen from Table 1, when the acceleration was small, the transmission efficiency was 90% or more in all the regions from the acceleration region to the constant region. Efficiency is less than 90%,
It can be confirmed that slippage has occurred.

【0040】このように、超音波モータ15の駆動中に
おける先端チップ15aの位置情報(振幅速度)を測定
する非接触型測定手段を設けるとともに、この非接触型
測定手段からの位置情報と、位置検出手段18からのス
テージ13の位置情報(移動速度)とを相対的に比較、
演算する計測部24を設けたことにより、これまで把握
できなかった先端チップ15aと案内部材14との接触
状態を常時把握することができる。
As described above, the non-contact type measuring means for measuring the position information (amplitude velocity) of the tip 15a during the driving of the ultrasonic motor 15 is provided, and the position information from the non-contact type measuring means and the position Relative to the position information (moving speed) of the stage 13 from the detecting means 18,
By providing the measuring unit 24 for calculating, the contact state between the distal end tip 15a and the guide member 14, which could not be grasped so far, can be always grasped.

【0041】なお、本実験では、加速度の設定値を異な
らせた時の伝達効率を把握するようにしたが、搭載重量
や最高速度の設定値が変わることによって加速領域だけ
ではなく、定速領域や減速領域あるいは変速時の伝達効
率Wも把握することができる。
In this experiment, the transmission efficiency when the set value of the acceleration was changed was grasped. However, not only the acceleration region but also the constant speed region was changed by changing the set value of the mounting weight and the maximum speed. Also, the transmission efficiency W in the deceleration region or the speed change can be grasped.

【0042】(実施例2)次に、制御部1に予め設定し
ておくステージ13の移動プロファイルのうち、加減速
度を0.2G(1960mm/s2 )に固定するととも
に、バネレートの異なるバネ20を用いて超音波モータ
15の予圧を変化させる以外は、実施例1と同様の条件
にてステージ13を移動させ、加速度領域及び定速領域
での伝達効率Wを測定した。
(Embodiment 2) Next, among the movement profiles of the stage 13 preset in the controller 1, the acceleration / deceleration is fixed to 0.2 G (1960 mm / s 2 ), and the springs 20 having different spring rates are used. The stage 13 was moved under the same conditions as in Example 1 except that the preload of the ultrasonic motor 15 was changed using, and the transmission efficiency W in the acceleration region and the constant speed region was measured.

【0043】それぞれの結果は表2に示す通りである。The results are as shown in Table 2.

【0044】[0044]

【表2】 [Table 2]

【0045】この結果、表2より判るように、超音波モ
ータ15の予圧が5kg以下では、加速初期において伝
達効率が90%未満となり滑りが発生し、予圧が2kg
の時には、加速領域において伝達効率Wが90%を越え
ることがなかった。
As a result, as can be seen from Table 2, when the preload of the ultrasonic motor 15 is 5 kg or less, the transmission efficiency becomes less than 90% at the initial stage of acceleration, slip occurs, and the preload becomes 2 kg.
In the case of, the transmission efficiency W did not exceed 90% in the acceleration region.

【0046】従って、実施例2の条件では超音波モータ
15の予圧は6kg以上とすれば良いことが判る。
Therefore, it is understood that the preload of the ultrasonic motor 15 should be 6 kg or more under the conditions of the second embodiment.

【0047】(実施例3)そこで、超音波モータ15の
予圧を加えるバネ20の後方に、予圧調整機構としての
圧電アクチュエータ25をロードセル26を介して設置
するとともに、計測部24からの情報を基に前記圧電ア
クチュエータ25を駆動させる指令信号を出力する予圧
制御部27を備えた図2の案内装置を構成し、以下の駆
動条件にてステージ13を移動させ、図1の案内装置と
加速度領域及び定速領域での伝達効率Wを比較した。
(Embodiment 3) Therefore, a piezoelectric actuator 25 as a preload adjusting mechanism is installed via a load cell 26 behind a spring 20 for applying a preload of the ultrasonic motor 15, and information from a measuring unit 24 is used based on the piezoelectric actuator 25. 2 is provided with a preload control unit 27 that outputs a command signal to drive the piezoelectric actuator 25, and the stage 13 is moved under the following driving conditions. The transmission efficiency W in the constant speed region was compared.

【0048】 (駆動条件) 制御部1に予め設定しておく ステージ13の移動プロファイル:移動距離(目標値)200mm 加減速度0.1G(980mm/s2 ) 最高速度100mm/s 超音波モータ15の駆動周波数 :50kHz 超音波モータ15の予圧 :3kg それぞれの結果は表3に示す通りである。(Driving conditions) Set in advance in the control unit 1 Movement profile of the stage 13: Movement distance (target value) 200 mm Acceleration / deceleration 0.1 G (980 mm / s 2 ) Maximum speed 100 mm / s Ultrasonic motor 15 Driving frequency: 50 kHz Preload of ultrasonic motor 15: 3 kg Each result is as shown in Table 3.

【0049】[0049]

【表3】 [Table 3]

【0050】この結果、図1の案内装置では、加速初期
において伝達効率Wが90%未満と先端チップ15aの
滑りが見られた。また、1000時間運転後は摩耗によ
って予圧が下がったり、案内部材14や先端チップ15
aの接触状態が変化して加速領域では全体的に伝達効率
Wが低下し、減速領域においても、伝達効率Wが悪く、
停止時にはオーバーシュートが見られた。
As a result, in the guide device shown in FIG. 1, the tip tip 15a slipped when the transmission efficiency W was less than 90% in the initial stage of acceleration. After 1000 hours of operation, the preload is reduced due to wear, and the guide member 14 and the tip
The contact state of a changes, and the transmission efficiency W decreases as a whole in the acceleration region, and the transmission efficiency W also deteriorates in the deceleration region.
When stopped, overshoot was observed.

【0051】これに対し、図2の案内装置では、加速領
域から減速領域全てにおいて90%以上の伝達効率Wを
達成しており、先端チップ15aの滑りが殆どないこと
が確認できた。また、1000時間後においても前記特
性を満足しており、停止時のオーバーシュートもなく、
ステージ13を高速にかつ正確に位置決めできることが
判る。
On the other hand, in the guide device of FIG. 2, a transmission efficiency W of 90% or more was achieved in the entire range from the acceleration region to the deceleration region, and it was confirmed that the tip tip 15a hardly slipped. Further, even after 1000 hours, the above characteristics were satisfied, and there was no overshoot at the time of stoppage.
It can be seen that the stage 13 can be positioned quickly and accurately.

【0052】また、1000時間駆動後の双方の先端チ
ップ15aの摩耗量を比較すると、図2の案内装置では
図1の案内装置の約1/10に摩耗を抑えることがで
き、長寿命化にもつながることが確認できた。
Also, comparing the amount of wear of both tip tips 15a after driving for 1000 hours, the guide device of FIG. 2 can reduce the wear to about 1/10 of the guide device of FIG. It was confirmed that it could be connected.

【0053】[0053]

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、超音波
モータを可動体の駆動源とする案内装置を、超音波モー
タの先端チップとの摩擦駆動により可動する可動体と、
該可動体の位置を測定する位置検出手段と、該位置検出
手段からの位置情報と、予め設定してある移動プロファ
イルに基づく基準位置情報との偏差に応じて変化するパ
タメータを基に演算し、前記超音波モータを駆動させる
ための指令信号を出力する制御部と、前記超音波モータ
の駆動中における先端チップの変位、速度、加速度等の
位置情報を測定する非接触型測定手段と、該非接触型測
定手段からの位置情報と前記位置検出手段からの位置情
報より前記先端チップの滑り具合を演算する計測部とか
ら構成したことから、これまで把握できなかった超音波
モータの駆動中における先端チップの滑り具合を常時把
握することができ、この情報を基に、可動体の駆動状態
を把握したり、超音波モータのセッティング状態(例え
ば予圧など)あるいは可動体の最適な制御値を把握する
指針として用いることができる。
As described above, according to the present invention, a guide device using an ultrasonic motor as a drive source of a movable member is provided with a movable member movable by frictional driving with the tip of the ultrasonic motor;
Position detection means for measuring the position of the movable body, position information from the position detection means, based on a parameter that changes according to the deviation of the reference position information based on a previously set movement profile, based on a calculation, A control unit that outputs a command signal for driving the ultrasonic motor; a non-contact type measuring unit that measures position information such as displacement, speed, and acceleration of the tip during driving of the ultrasonic motor; Since it is composed of a measuring unit that calculates the sliding degree of the tip from the position information from the mold measuring means and the position information from the position detecting means, the tip during driving of the ultrasonic motor could not be grasped until now. The state of sliding of the movable body can be grasped based on this information, and the setting state of the ultrasonic motor (for example, preload) can be grasped based on this information. It can be used as a guide to determine the optimum control values of the movable body.

【0054】また、本発明は、前記案内装置に超音波モ
ータの可動体への押し付け力を調整する押圧力調整機構
と、計測部からの位置情報に基づいて先端チップに滑り
がある場合、超音波モータの可動体への予圧を高めるよ
うに予圧調整機構を駆動させる指令信号を出力する予圧
制御部を設けるようにしたことから、超音波モータの駆
動中において、先端チップに滑りが発生しても直ちにそ
の滑り状態を計測部にて検知し、予圧制御部からの指令
信号により予圧調整機構を駆動させて超音波モータの予
圧を高め、先端チップの滑りを防ぐことができるため、
超音波モータが持つ本来の駆動特性を発揮させることが
できるため、可動体を目標位置まで高速にかつ正確に移
動、位置決めすることができるとともに、超音波モータ
の先端チップや可動体の摩耗を抑え、寿命の長い案内装
置を提供することができる。
Further, the present invention provides a pressing force adjusting mechanism for adjusting the pressing force of the ultrasonic motor against the movable body on the guide device, and an ultra-small tip tip based on positional information from a measuring unit. Since the preload control unit that outputs a command signal to drive the preload adjusting mechanism to increase the preload to the movable body of the ultrasonic motor is provided, during driving of the ultrasonic motor, a slip occurs at the tip end. As soon as the slip condition is detected by the measuring unit, the preload control mechanism is driven by the command signal from the preload control unit to increase the preload of the ultrasonic motor and prevent the tip from slipping.
Since the original drive characteristics of the ultrasonic motor can be exhibited, the movable body can be moved and positioned quickly and accurately to the target position, and the wear of the tip of the ultrasonic motor and the movable body can be suppressed. , A guide device having a long life can be provided.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明に係る超音波モータを可動体の駆動源と
する案内装置の一例を示す模式図である。
FIG. 1 is a schematic diagram showing an example of a guide device using an ultrasonic motor according to the present invention as a drive source of a movable body.

【図2】図1に示す案内装置を用いた本発明の応用例を
示す模式図である。
FIG. 2 is a schematic view showing an application example of the present invention using the guide device shown in FIG.

【図3】従来の超音波モータを可動体の駆動源とする案
内装置の一例を示す模式図である。
FIG. 3 is a schematic view showing an example of a guide device using a conventional ultrasonic motor as a drive source of a movable body.

【図4】本件出願人が先に提案した超音波モータを可動
体の駆動源とする案内装置を示す模式図である。
FIG. 4 is a schematic diagram showing a guide device using an ultrasonic motor proposed by the applicant as a driving source of a movable body.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1,39:制御部 11,31:ベース基盤 12,3
2:ガイド部材 13,33:ステージ 14,34:案内部材 15,
35:超音波モータ 15a,35a:先端チップ 16,36:リニアスケ
ール 17,37:検出ヘッド 18,38:位置検出手段
20,40:バネ 21,41:弾性体 22,42:ケース 23:レー
ザードップラ振動計 24:計測部 25:圧電アクチュエータ 26:ロー
ドセル 27:予圧制御部
1, 39: control unit 11, 31: base board 12, 3
2: Guide member 13, 33: Stage 14, 34: Guide member 15,
35: Ultrasonic motor 15a, 35a: Tip 16, 36: Linear scale 17, 37: Detection head 18, 38: Position detecting means
20, 40: spring 21, 41: elastic body 22, 42: case 23: laser Doppler vibrometer 24: measuring section 25: piezoelectric actuator 26: load cell 27: preload control section

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 石峯 裕作 鹿児島県国分市山下町1番1号 京セラ株 式会社国分工場内 Fターム(参考) 5H303 AA01 AA05 AA20 BB01 BB07 BB11 CC02 CC05 CC07 DD14 DD19 DD22 EE03 EE07 FF04 FF06 FF20 GG13 HH02 JJ02 JJ04 JJ05 KK02 KK03 KK04 MM05 5H680 AA00 AA04 AA12 BB01 BB13 BC00 BC09 BC10 DD01 DD02 DD23 DD53 DD59 DD73 EE10 EE22 EE24 FF24 FF30 GG18 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (72) Inventor Yusaku Ishimine 1-1-1, Yamashita-cho, Kokubu-shi, Kagoshima F-term in the Kokubu Plant of Kyocera Corporation (reference) 5H303 AA01 AA05 AA20 BB01 BB07 BB11 CC02 CC05 CC07 DD14 DD19 DD22 EE03 EE07 FF04 FF06 FF20 GG13 HH02 JJ02 JJ04 JJ05 KK02 KK03 KK04 MM05 5H680 AA00 AA04 AA12 BB01 BB13 BC00 BC09 BC10 DD01 DD02 DD23 DD53 DD59 DD73 EE10 EE22 EE24 FF24 FF30 GG18

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】超音波モータの先端チップとの摩擦駆動に
より可動する可動体と、該可動体の位置を測定する位置
検出手段と、該位置検出手段からの位置情報と、予め設
定してある移動プロファイルに基づく基準位置情報との
偏差に応じて変化するパタメータを基に演算し、前記超
音波モータを駆動させるための指令信号を出力する制御
部と、前記超音波モータの駆動中における先端チップの
変位、速度、加速度等の位置情報を測定する非接触型測
定手段と、該非接触型測定手段からの位置情報と前記位
置検出手段からの位置情報より前記先端チップの滑り具
合を算出する計測部とから成る超音波モータを可動体の
駆動源とする案内装置。
1. A movable body which is movable by friction driving with a tip of an ultrasonic motor, position detecting means for measuring a position of the movable body, and positional information from the position detecting means, are preset. A control unit that calculates based on a parameter that changes in accordance with a deviation from reference position information based on a movement profile, and outputs a command signal for driving the ultrasonic motor, and a tip tip during driving of the ultrasonic motor Non-contact type measuring means for measuring position information such as displacement, velocity, acceleration, etc., and a measuring unit for calculating the degree of slippage of the tip from the position information from the non-contact type measuring means and the position information from the position detecting means. And a guide device using an ultrasonic motor comprising:
【請求項2】超音波モータの先端チップとの摩擦駆動に
より可動する可動体と、該可動体の位置を測定する位置
検出手段と、該位置検出手段からの位置情報と、予め設
定してある移動プロファイルに基づく基準位置情報との
偏差に応じて変化するパタメータを基に演算し、前記超
音波モータを駆動させるための指令信号を出力する制御
部と、前記超音波モータの駆動中における先端チップの
変位、速度、加速度等の位置情報を測定する非接触型測
定手段と、前記超音波モータの可動体への押し付け力を
調整する予圧調整機構と、前記非接触型測定手段からの
位置情報と前記位置検出手段からの位置情報より前記先
端チップの滑り具合を算出する計測部と、該計測部から
の情報に基づいて前記先端チップに滑りがある場合、前
記超音波モータの可動体への押し付け力を高めるように
前記予圧調整機構を駆動させる指令信号を出力する予圧
制御部とから成る超音波モータを可動体の駆動源とする
案内装置。
2. A movable body movable by friction drive with a tip of an ultrasonic motor, position detecting means for measuring a position of the movable body, and positional information from the position detecting means, are preset. A control unit that calculates based on a parameter that changes in accordance with a deviation from reference position information based on a movement profile, and outputs a command signal for driving the ultrasonic motor, and a tip tip during driving of the ultrasonic motor Non-contact type measuring means for measuring position information such as displacement, speed, acceleration, etc., a preload adjusting mechanism for adjusting the pressing force of the ultrasonic motor on the movable body, and position information from the non-contact type measuring means. A measuring unit for calculating the degree of slippage of the tip from the position information from the position detecting means, and when the tip is slipping based on information from the measuring unit, the ultrasonic motor Guide device for an ultrasonic motor comprising a preload control unit for outputting a command signal for driving the preload adjusting mechanism to increase the pressing force of the moving body and the driving source of the movable body.
JP11120857A 1999-04-28 1999-04-28 Guide device with ultrasonic motor as drive source for mobile body Pending JP2000308939A (en)

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