JP2003330545A

JP2003330545A - 制御装置及びこれを用いた振動切削装置

Info

Publication number: JP2003330545A
Application number: JP2002140758A
Authority: JP
Inventors: Yoji Nakajima; 洋二中島
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2002-05-15
Filing date: 2002-05-15
Publication date: 2003-11-21
Anticipated expiration: 2022-05-15
Also published as: JP3970091B2

Abstract

(57)【要約】【課題】フィードフォワード制御器を含むフィードバ
ック制御装置において、入指令の周波数が高い場合にも
高精度の応答が可能な制御装置を提供する。【解決手段】周期的駆動信号に応じて周期的動作を行
うアクチュエータに対し、目標値として所定の周期を有
する指令信号Ｐと、アクチュエータの制御量Ｐ’とを比
較することによってフィードバック制御を行うフィード
バック制御系２０を有すると共に、指令信号に対応して
フィードバック制御系２０の制御量を補償するフィード
フォワード制御器１７を有する。また、フィードバック
制御系に入力される前記指令信号の位相に対し、フィー
ドバックフォワード制御器１７に入力される前記指令信
号の位相を相対的に遅らせる遅延手段２３を設け、この
遅延手段１４は、前記指令信号Ｐの位相の遅延量を調整
可能とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、所定周期で繰り返
される指令に対して、高精度の周波数応答が可能な制御
装置及びこれを用いた振動切削装置に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、サーボモータ等の制御において、
所定周期で繰り返される指令に対し、制御偏差を零に収
束させ、高い精度のモータ制御を行うものとして繰り返
し制御装置が用いられている。

【０００３】この繰り返し制御装置としては、例えば、
図８のブロック図に示すような構成を有する予見繰り返
し制御装置が知られている。

【０００４】図８において、８１は遅れ要素であり、こ
の遅れ要素８１は、制御対象８４を同定した場合に設定
される次数Ｎによって決まるサンプリング数Ｎだけ入力
される指令信号を遅らせるものとなっている。８２は積
分器、８３はゲインである。前記制御対象８４は、速度
コントローラとサーボモータなどを含めたものであって
伝達関数Ｇｏで表される伝達特性を有しており、従来か
ら公知のＰＩ（比例・積分）制御等を行うものとなって
いる。８５は繰り返し制御器、８６は逆システムフィー
ドフォワードコントローラである。この逆システムフィ
ードフォワードコントローラ８６は、制御対象８４の伝
達特性を同定して得られるコントローラであり、速度指
令Ｐを入力することにより、指令ｕを出力する。この指
令ｕは加算器８９においてゲイン８３から出力される速
度指令ｖに加算される。

【０００５】また、前記制御対象８４から得られた制御
量によるフィードバック量ωは、前記遅れ要素８１から
出力される速度指令Ｐｄと減算器８８において減算され
る。このフィードバック量ωは、サンプリング周期ｔの
間にサーボモータが移動した移動量のフィードバック量
ωであり、また速度指令Ｐｄは、遅れ要素８１で指令Ｐ
よりＮサンプリング分だけ遅らせられた指令である。そ
して、この速度指令Ｐｄと前記フィードバック量ωとを
減算して偏差を求め、この偏差を積分器８２で積分し位
置偏差ｄを求める。この位置偏差ｄは繰り返し制御器８
５に入力される。

【０００６】図３はこの繰り返し制御器８５の構成を示
すブロック図である。図において、減衰器３１は前記積
分器８２から出力された偏差信号ｄを所定の周波数帯域
に制限するよう機能し、この繰り返し制御器を安定化さ
せる働きを有する。また、遅れ要素３３は信号をモータ
の１駆動周期分だけ遅らせた信号εを生成し、この信号
εを加算器３４によって偏差信号ｄに加算し、繰り返し
制御器に入力される偏差信号ｄを駆動周期毎に積分する
働きをする。ディジタルフィルタ３２は上記積分された
信号に働き、制御対象の動特性を補償する働きをする。

【０００７】このように構成された繰り返し制御器８５
から出力された補正量ｙは、加算器８７で位置偏差ｄに
加算される。その結果、位置偏差ｄは駆動周波数の周波
数成分に対して零になるように修正され、この修正され
た位置偏差（ｄ＋ｙ）に対してゲイン８３を乗じて指令
ｖを求める。

【０００８】一方、逆システムフィードフォワードコン
トローラ８６はＮ次のＦＩＲ型ディジタルフィルタで構
成されている。この伝達関数ＩＳは次のようになる。

【０００９】ＩＳ＝Ｗ₀＋Ｗ₁Ｚ^-1＋Ｗ₂Ｚ^-2＋・・・Ｗ
_N-1Ｚ^-(N-1)＋Ｗ_NＺ^-N ここで、係数Ｗ_i（ｉ＝０〜Ｎ）は制御対象８４の逆シ
ステムになるよう最急降下法を適応した適応アルゴリズ
ムにより自動的に決定される。このコントローラはＮ次
の遅れを有するので、指令ｕと速度指令ｖとの位相を一
致させるために、遅れ要素８１を用い、フィードバック
制御系への指令Ｐの入力を遅らせるようになっている。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述さ
れている制御対象を同定して得られる伝達関数ＩＳの伝
達特性と、制御対象の伝達特性の逆関数を完全に一致さ
せることは困難であり、両伝達特性には不一致が生じ
る。その結果、上記のように遅れ要素８１を用いたとし
ても、フィードフォワード制御器による出力とフィード
バック制御系に入力される移動指令Ｐｄの位相を完全に
一致させることができず、この位相差による偏差がＰＩ
Ｄ制御器のＩ成分に積分されて、追従性の低下を招くと
いう課題があった。

【００１１】このため、この制御装置を高精度光学金型
の加工に用いられる振動切削装置などに適用した場合、
制御装置の追従性が低いことから振動切削装置の駆動周
波数を高めることができず、ワークの送り速度が低下
し、加工時間が増大してしまうという問題が生じた。

【００１２】本発明は、上記従来技術の課題に着目して
なされたもので、フィードフォワード系を含むフィード
バック制御装置において、入力される指令の周波数が高
い場合にも、高精度の応答が可能な制御装置及びこれを
用いた振動切削装置の提供を目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明は、次のような構成を有する。すなわち、本
発明は、周期的駆動信号に応じて周期的動作を行うアク
チュエータに対し、目標値としての所定の周期を有する
指令信号と前記アクチュエータの制御量とを比較するこ
とによってフィードバック制御を行うフィードバック制
御系を有する制御装置であって、前記指令信号に対応し
て前記フィードバック制御系の制御量を補償するフィー
ドフォワード制御器と、前記フィードフォワード制御系
に入力される前記指令信号の位相に対し、前記フィード
バック制御器に入力される前記指令信号の位相を相対的
に遅らせる遅延手段と、を備え、前記遅延手段は、前記
指令信号の位相の遅延量を調整可能とすることを特徴と
するものである。

【００１４】また、本発明は、前記制御装置と、この制
御装置から出力される周期的駆動信号に従ってバイトを
振動させるバイト駆動機構とを備え、前記バイト駆動機
構は、前記バイトを保持すると共に所定のフレームによ
って交差する２方向に移動可能に支持されるバイトホル
ダと、前記制御装置から出力される周期的駆動信号によ
り前記バイトホルダに対して前記交差する２方向に沿っ
てそれぞれ前記バイトホルダに振動を付与する第１、第
２のアクチュエータと、を備える振動切削装置である。

【００１５】上記発明において、フィードフォワード制
御系に入力される指令信号はフィードバック制御系に入
力される指令信号よりも任意時間Δｔだけ遅延されて入
力される。この任意時間Δｔを変更することで、フィー
ドバック制御系の制御量とフィードフォワード制御系の
出力との位相差を解消することができ、制御装置の追従
性を高めることができる。また、制御装置における追従
性の低下は、フィードバック制御系に含まれるＰＩＤ制
御器のＩ成分によって生じるため、任意時間Δｔを変更
する手段にはＰＩＤ制御器からの出力を用いる手段が適
応可能である。制御装置を振動切削装置に適用した場
合、駆動周波数を上げることができるため、ワークの送
り速度を向上することができる。その結果、加工時間を
短縮することができる。

【００１６】さらに、サンプリング周期ｔが駆動周期に
比較して十分小さくない場合、任意時間Δｔをサンプリ
ング周期ｔ以下の時間で設定すると、フィードフォワー
ド制御器の出力信号によるバイト位置の応答特性である
位置信号とフィードバック制御系への指令信号との位相
差を解消する効果が大きい。従って、追従性をより向上
させることができ、この制御装置を振動切削装置に適用
した場合、より加工時間を短縮することができる。

【００１７】

【発明の実施の形態】（第１の実施形態）まず、本発明
の第１の実施形態を図１ないし図６に基づき説明する。
図１は本発明の第１の実施形態における制御装置を含む
振動切削加工機の全体構成を概略的に示すブロック図で
ある。図において、１１はこの振動切削加工機に設けら
れているバイト駆動機構７０のバイト７７の駆動軌跡を
生成するバイト駆動指令信号生成器、１３は後述のアク
チュエータを駆動するための電流アンプ等に代表される
アクチュエータ駆動装置、７１は後述の振動切削加工機
のバイトを駆動するアクチュエータである。この実施形
態では、前記アクチュエータとして磁歪アクチュエータ
を用いており、アクチュエータ駆動装置１３の出力によ
って駆動されるようになっている。

【００１８】また、７３はアクチュエータとバイト７７
を機械的に結合するバイトホルダー、１４はバイトホル
ダー内に設けられ、バイトホルダー７３の変位を検出す
る位置センサーである。また、１２はバイト駆動信号Ｐ
とバイト変位信号Ｐ’とに基づき、アクチュエータ７１
の駆動信号を生成するディジタル制御装置であり、前記
位置センサー１４からの信号が負帰還されることによ
り、閉ループが形成されている。

【００１９】次に、前記ディジタル制御装置１２の構成
を図２に示すブロック図に基づき説明する。図におい
て、２５は入力される指令信号Ｐｄと前記変位センサー
によって検出されるバイト変位信号Ｐ’の偏差ｄを求め
る減算器、２１は前記アクチュエータ７１への指令ｗを
計算しフィードバック制御系を安定化させるよう機能す
る周知のＰＩＤ（比例・積分・微分）制御器、２２は所
定の周期を有する移動指令が入力に対して制御系の追従
性を向上させる繰り返し制御器、２３は入力される指令
信号Ｐを遅れ時間Δｔだけ遅らせる遅れ要素、２４は上
記ＰＩｄ制御機２１から算出される指令ωと前記繰り返
し制御器２２から算出される指令ｙと後述のフィードフ
ォワード制御器２６より出力される指令ｕとを加算する
加算器であり、その値は前記アクチュエータ駆動装置１
３に駆動信号Ｉｒｅｆとして出力される。なお、上記２
１、２２及び２５によってフィードバック制御系２０が
構成されている。

【００２０】前記フィードフォワード制御器２６は、デ
ィジタルフィルタ２６ａによって構成されており、この
ディジタルフィルタ２６ａによって外乱などの不要な周
波数成分を除去することによって、フィードバック制御
系における負担を軽減し、応答特性を高めるものとなっ
ている。

【００２１】一方、前記遅れ要素２３は、遅れ時間Δｔ
を任意の値に設定し得るものとなっており、これによっ
て、前記フィードフォワード制御器２６に入力される指
令Ｐの位相に対し、フィーバック制御系に入力される指
令Ｐ（減算器２５への入力）の位相を適宜変更し得るよ
うになっている。また、前記繰り返し制御器２２は、前
記従来技術にて示したものと同様であるのでここでは、
その説明の詳細は省略するが、ここに示す繰り返し制御
器では、減算器２５から出力された偏差ｄを積分し、そ
の値ｙを前記加算器２４に入力するものとなっている。

【００２２】次に、本発明の実施形態に適用するバイト
駆動機構の構成を説明する。図７はバイト駆動機構７０
の構成を示す縦断側面図である。図において、このバイ
ト駆動機構７０は、内部に可動部７４を収納してなるメ
インフレーム７０Ａと、このメインフレーム７０Ａの上
面部及び側面部に固定されたアクチュエータ収納部７０
Ｂ，７０Ｃとによってその外殻が構成されている。一方
のアクチュエータ収納部７０Ｂの内部には磁歪アクチュ
エータ７１ａが、他方のアクチュエータ収納部７０Ｃに
はアクチュエータ７１ｂがそれぞれ保持されており、一
方の磁歪アクチュエータ７１ａはＺ方向に伸縮し、他方
の磁歪アクチュエータ７２ｂはＸ方向に伸縮する方向に
配置されている。また、各アクチュエータ収納部７０
Ｂ，７０Ｃには冷却部７２ａ，７２ｂが埋設されてお
り、これらによって各アクチュエータ７１ａ，７１ｂを
冷却し、アクチュエータからの発熱を短時間で抑え、熱
変位などの影響を極力減少させて熱的安定性を保つよう
になっている。

【００２３】ワークの切削加工を行うバイト７７は、シ
ャンク７７ａの先端にダイヤモンドチップ７７ｂを固定
した超精密ダイヤモンドバイトであり、このバイト７７
はバイトホルダー７３に固定され、バイトホルダー７３
は前記可動部７４に固定されている。可動部７４には、
前記磁歪アクチュエータ７１ａ，７１ｂが弾性ヒンジ７
５ａ，７５ｂを介してそれぞれ接続されている。なお、
一方の弾性ヒンジ７５ａはヒンジ部分が１段であり、他
方の弾性ヒンジ７５ｂはヒンジ部分が２段のヒンジとな
っている。また、可動部７４は、上面部及び下面部が板
バネ７６ａ及び７６ｂを介してメインフレーム７０に保
持されている。一方の板バネ７６ａは十字形状をなして
いるため、平面方向（Ｘ及びＹ方向）に高い剛性を有
し、かつ（上下方向）Ｚ方向に柔軟性を有する板バネと
なっており、その平面方向における取り付け位置は弾性
ヒンジ７５ａの中間位置に所定の隙間を介して配置され
ている。また、他方の板バネ７６ｂは平面上の一方向
（Ｙ方向）に高い剛性を有し、かつ平面状の他方向（Ｘ
方向）及び上下方向（Ｚ方向）に柔軟性を有する板バネ
となっている。

【００２４】このように、磁歪アクチュエータ７１ａ，
７１ｂ、板バネ７６ａ，７６ｂ、及び弾性ヒンジ７５
ａ，７５ｂを構成することにより、可動部７４は、磁歪
アクチュエータ７１ａの伸縮によってＺ方向に運動する
と共に、磁歪アクチュエータ７１ｂの伸縮によって板バ
ネ７６ａの十字形状の中央を回転中心とした円弧状の運
動を行う。また、この板バネ７６ａ，７６ｂの形状及び
配置により、バイト先端の移動方向は上記の方向に制限
され、それ以外の方向に付いての移動は板バネの剛性に
よって阻止される一方、Ｘ方向については大きなストロ
ークが得られる構成となっている。

【００２５】バイト７７にて振動切削加工を施す場合に
は、磁歪アクチュエータ７１ａ、７１ｂに周期的な駆動
信号を入力し、その駆動信号によって各磁歪アクチュエ
ータを周期的に振動させて、バイト７７の先端部に設け
られたダイヤモンドチップ７７ｂをワークに接触させて
切削加工を施す。この切削加工におけるＺ方向のバイト
駆動信号Ｐの一例を図４に示す。図中、横軸は時間、縦
軸はバイト位置指令を示しており、図示のように、ある
一定の周期を持った波形が駆動信号として入力される。

【００２６】上記構成のバイト駆動機構に対してＰＩＤ
制御を行った場合、通常は、機構系の共振が制御の不安
定要因になるので、ＰＩＤ制御器２１は、機構系の共振
周波数より高い周波数成分の信号を取り除くような特性
に設計される。その結果、ＰＩＤ制御によって駆動され
るバイトの応答性は制約を受けることとなる。

【００２７】このため本発明においては、バイト駆動信
号Ｐが所定周期で繰り返される波形であることに着目
し、繰り返し制御器２２を付加し、周期的な波形に対す
る応答性の向上を図ると共に、フィードフォワード制御
器２６を付加した。フィードフォワード制御器２６を構
成するディジタルフィルタ２６ａの特性はアクチュエー
タ駆動装置１３とバイト駆動機構８０の伝達特性によっ
て決定される。

【００２８】フィードフォワード制御器２６の出力信号
ｕは、前述のように加算器２４によってＰＤＩ制御器２
１の出力信号ｕ及び繰り返し制御器２２の出力信号ｙと
加算され、得られた信号が駆動信号Ｉｒｅｆとなってア
クチュエータ７１に入力され。そして、このアクチュエ
ータ７１によって振動するバイト７７の位置が、バイト
ホルダー７３に設けられた位置センサー１４によって検
出され、その検出出力がフィードバック制御系２０の入
力として用いられる。

【００２９】従って、フィードフォワード制御器２６の
出力信号ｕを加えて得られた駆動信号Ｉｒｅｆによって
駆動されたバイト７７の応答特性である位置信号Ｐ’
と、フィードバック制御系への指令信号Ｐｄとの間に位
相差が生じたとすると、フィードフォワード制御器２６
の出力信号を加えて得られる駆動信号により駆動される
バイトの位置信号とフィードバック制御系への指令信号
との間の偏差が増大する可能性があり、フィードフォワ
ード制御器２６を設けたことによる効果が十分に得られ
ないこととなる。

【００３０】そこで、この実施形態においては、フィー
ドフォワード制御器２６の出力信号によるバイト位置の
応答特性が高周波成分を持たないようにディジタルフィ
ルタ２６ａを設計すると共に、前記遅れ要素２３を可変
とすることにより、フィードフォワード制御器２６の出
力信号によるバイト位置の応答特性である位置信号と、
フィードバック制御系への指令信号との間に生じる位相
差を解消するものとなっている。

【００３１】すなわち、フィードバック制御系の減算器
２５に入力される指令信号Ｐｄに対し、フィードフォワ
ード制御器２６に入力する指令信号Ｐを任意の時間Δｔ
だけ遅延させるよう遅れ要素２３を設定することによ
り、加算器２４における出力信号ｕとフィードバック制
御系における信号ｗ，ｙとの間の位相を合わせ、それに
よって、フィードフォワード制御器２６による外乱によ
る影響を抑制する効果を得ることができ、追従性を高め
ることができる。なお、遅れ要素２３はメモリーであ
り、Ｚ^-Nと表現されるものである。また、フィードフォ
ワード制御器２６の出力とフィードバック系との間に発
生する位相差は、ＰＩＤ制御器２１のＩ成分に起因する
ため、Δｔの決定にはＰＩＤ制御器２１のＩ成分の出力
を用いて決定している。

【００３２】以上のように、この第１の実施形態におけ
る制御装置は、フィードバック制御系における遅れ要素
２３を可変とすることによって優れた追従性を得ること
ができるため、この制御装置を用いた振動切削装置の駆
動周波数を高めることができる。その結果、ワークの送
り速度を高めることが可能となり、加工時間の短縮を図
ることができる。

【００３３】（第２の実施の形態）次に、本発明の第２
の実施形態における制御装置を説明する。図５はこの第
２の実施形態おける制御装置及びこれを用いた振動切削
装置の全体構成を示すブロックである。図において、５
１はフィードフォワード制御系用駆動指令信号生成器
（ＦＦ駆動指令信号生成器）であり、この信号生成器５
１は、フィードバック制御系に入力されるバイト駆動指
令信号Ｐｄに対して任意時間Δｔだけ位相の進んだ駆動
指令をフィードフォワード制御器であるデジタルフィル
タ２６ａに提供するものである。この任意時間Δｔは、
サンプリング周期ｔに関わらず設定可能である。また、
１１はフィードバック制御系に対してバイト駆動指指令
信号Ｐｄを生成するバイト駆動指令信号生成器である。
なお、その他の構成は上記実施形態と同様である。

【００３４】上記構成を有する本発明の第２の実施形態
においては、フィードバック駆動指令信号生成器５１か
ら駆動指令信号Ｐｄに対し、Δｔだけ位相を進ませた信
号をフィードフォワード制御器を構成するディジタルフ
ィルタ２６ａに入力するようにしたため、フィードフォ
ワード制御器２６から出力される信号ｕとフィードバッ
ク制御系において出力される信号ｗ，ｙとの位相を合わ
せることができ、これによって追従性を向上させること
ができる。しかも、この第２の実施形態においては、Ｆ
Ｆバイト駆動指令信号生成器５１によってサンプリング
周波数に関わりなくΔｔの設定が可能であるため、Δｔ
をサンプリング周期ｔ以下に設定することが可能であ
り、高精度な位相操作が可能となる。このため、上記第
１の実施形態と比較して指令信号Ｐｄとバイトホルダ７
３に設けられた位相センサ（ここでは図示せず）による
検出位置との偏差を零に近づけることができる。この実
施形態においても、Δｔの設定には上記第１の実施形態
と同様にＰＩＤ制御器２１のＩ成分の出力を用いてい
る。

【００３５】なお、図６に移動指令Ｐ（破線にて示す）
に対し、本発明の制御装置を用いた振動切削装置による
加工軌跡（実線にて示す）と、ＰＩＤ制御器のみを用い
た振動切削装置による加工軌跡（一点鎖線にて示す）と
を示す。図示のように、本発明による加工軌跡は、ＰＩ
Ｄの加工軌跡に比べ明らかに追従性の改善されたものと
なっている。

【００３６】ところで、上記各実施の形態においては、
バイト駆動機構のアクチュエータ７１として磁歪素子を
用いているが、この磁歪素子に替えて圧電素子を用いる
ことも可能であり、この場合にも磁歪素子を用いた場合
と同様の効果を期待できる。また、本発明の制御装置を
適用する装置として、上記実施形態では振動切削装置を
例に採り説明したが、本発明は周期的信号を指令信号と
して制御動作を行う装置全般に適用可能であり、それら
装置に対しても上記実施形態と同様の効果を得ることが
できる。

【００３７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明は、フィー
ドバック制御系を有すると共に、所定の周期を有する指
令信号に対応して前記フィードバック制御系の制御量を
補償するフィードフォワード制御器を備え、フィードバ
ック制御系に入力される前記指令信号の位相に対し、前
記フィードフォワード制御器に入力される前記指令信号
の位相を遅延手段によって相対的に遅らせ得るようにし
たため、フィードバック制御系とフィードフォワード制
御系との位相差を解消することができ、加工速度の高速
化を図ることができる。

【００３８】また、前記の遅延手段による入力指令の遅
延時間を、サンプリング時間より短い時間に設定するこ
とにより、より追従性の高い応答を得ることが出来る。

【００３９】従って、本発明に係る制御装置を適用した
振動切削装置によれば、高周波の入力指令に対しても高
い追従性が得られ、ワークの送り速度を向上させること
ができ、良好な加工速度を得ることができる。このた
め、本発明は、高精度光学金型の加工などに極めて有効
なものとなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施形態における振動切削装置
の概略構成を示すブロック図である。

【図２】図１に示したディジタル制御装置の構成を示す
ブロック図である。

【図３】図２に示した繰り返し制御器を示すブロック図
である。

【図４】バイト駆動機構においてバイトをＺ方向へと移
動させるためのバイト駆動信号の一例を示す線図であ
る。

【図５】本発明の第２の実施形態における制御装置の構
成を示すブロック図である。

【図６】本発明の第２の実施形態における制御装置を用
いた振動切削加工器の軌跡を示す線図である。

【図７】本発明の実施形態に適用するバイト駆動機構の
構成を示す縦断側面図である。

【図８】従来の制御装置を示すブロック図である。

【符号の説明】

１１バイト駆動指令信号生成器１２ディジタル制御装置１３アクチュエータ駆動装置１４位置センサー２１ＰＩＤ制御器２２繰り返し制御器２３遅れ要素２４加算器２５減算器２６フィードフォワード制御器２６ａディジタルフィルタ３１減衰器３２ディジタルフィルタ３３遅れ要素３４加算器５１フィードフォワード制御系用移動指令信号生成器７０バイト駆動機構７０Ａメインフレーム７０Ｂ、７０Ｃアクチュエータ収納部７１ａ，７１ｂアクチュエータ７２ａ，７２ｂ冷却ジャケット７３バイトホルダー７４可動部７５ａ，７５ｂ弾性ヒンジ７６ａ，７６ｂ板バネ７７バイト７７ａシャンク７７ｂダイヤモンドチップ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】周期的駆動信号に応じて周期的動作を行
うアクチュエータに対し、目標値としての所定の周期を
有する指令信号と前記アクチュエータの制御量とを比較
することによってフィードバック制御を行うフィードバ
ック制御系を有する制御装置であって、前記指令信号に対応して前記フィードバック制御系の制
御量を補償するフィードフォワード制御器に入力される
前記指令信号の位相に対し、前記フィードバック制御器
に入力される前記指令信号の位相を相対的に遅らせる遅
延手段と、を備え、前記遅延手段は、前記指令信号の位相の遅延量を調整可
能とすることを特徴とする制御装置。
【請求項２】前記遅延手段は、前記フィードバック制
御系に入力される指令信号を遅延するものであって、前
記フィードフォワード制御器における遅延量より小なる
遅延量を設定可能であることを特徴とする請求項１に記
載の制御装置。
【請求項３】前記遅延手段は、前記フィードフォワー
ド制御器に入力される指令信号の位相を進ませるもので
あることを特徴とする請求項１に記載の制御装置。
【請求項４】前記遅延手段は、位相の調整を制御装置
のサンプリング周期よりも短い時間で調整可能であるこ
とを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の制
御装置。
【請求項５】前記遅延手段の遅延量は、ＰＩＤ制御器
からの出力により変更することを特徴とする請求項１な
いし４のいずれかに記載の制御装置。
【請求項６】前記請求項１ないし５のいずれかに記載
の制御装置と、前記制御装置から出力される周期的駆動信号に従ってバ
イトを振動させるバイト駆動機構とを備え、前記バイト駆動機構は、前記バイトを保持すると共に所
定のフレームによって交差する２方向に移動可能に支持
されるバイトホルダと、前記制御装置から出力される周期的駆動信号により前記
バイトホルダに対して前記交差する２方向に沿ってそれ
ぞれ前記バイトホルダに振動を付与する第１、第２のア
クチュエータと、を備えたことを特徴とする振動切削装
置。
【請求項７】前記アクチュエータは、磁歪素子または
圧電素子であることを特徴とする請求項６記載の振動切
削装置。