JP2007318908A - Apparatus and method for controlling multiple-oscillatory-wave-motor power unit, program, and storage medium - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、多連振動波モータパワーユニットの制御方法、並びにプログラム及び記憶媒体に関する。 The present invention relates to a control method of a multiple vibration wave motor power unit, a program, and a storage medium.
多連振動波モータパワーユニットは、単一の出力手段である大歯車を複数個の振動波モータを用いて駆動するように構成されている(例えば、特許文献1参照)。 The multiple vibration wave motor power unit is configured to drive a large gear, which is a single output means, using a plurality of vibration wave motors (see, for example, Patent Document 1).
多連振動波モータパワーユニットは、最終出力軸が固定された大歯車と、大歯車を回転すべく大歯車に噛合された3つの小歯車が夫々出力軸に取り付けられた3つの振動波モータとを備える。振動波モータの1つにはロータリーエンコーダが搭載され、このロータリーエンコーダは、当該振動波モータの1つにおける回転に同期した速度で回転する。 The multiple vibration wave motor power unit includes a large gear with a final output shaft fixed, and three vibration wave motors with three small gears meshed with the large gear to rotate the large gear, each attached to the output shaft. Prepare. A rotary encoder is mounted on one of the vibration wave motors, and the rotary encoder rotates at a speed synchronized with the rotation of one of the vibration wave motors.
多連振動波モータパワーユニットの制御装置は、ロータリーエンコーダからロータリーエンコーダ搭載の振動波モータの回転情報を取得して、それを目標速度と比較することにより速度フィードバック制御を行う。 The control device for the multiple vibration wave motor power unit obtains rotation information of the vibration wave motor mounted on the rotary encoder from the rotary encoder and compares it with a target speed to perform speed feedback control.
図5は、従来の多連振動波モータパワーユニットの起動処理の手順を示すフローチャートである。 FIG. 5 is a flowchart showing the procedure of the starting process of the conventional multiple vibration wave motor power unit.
図5において、多連振動波モータパワーユニットの制御装置は、多連振動波モータパワーユニットの起動時に指令周波数を起動時初期周波数fa(図6)から図中の矢印方向に下げながら(ステップS51)、周波数出力を行う(ステップS52)。そしてロータリーエンコーダから信号を取得したときに(ステップS53でYES)、そのときの周波数を起動周波数fsとして認識した上で、速度フィードバック制御に移行する。
しかしながら、図7のように、多連振動波モータパワーユニットでは、2つ以下の振動波モータの出力の合成だけでは最終回転軸に固定された大歯車22を駆動することができない。つまり、3つのすべての振動波モータ23,24,25の出力が合成されなければ大歯車22を駆動することができない。ここで、大歯車22と小歯車23,24,25との接触部には、バックラッシュが確保されていることは言うまでもない。
However, as shown in FIG. 7, in the multiple vibration wave motor power unit, the
起動直前における多連振動波モータパワーユニットの各歯車の接触状態が図7及び図8の状態である場合、起動開始後、ロータリーエンコーダ搭載の振動波モータに固定されている小歯車23は図8の矢印方向に回転しようとする。しかしながら、大歯車22の歯面に当接しているためにロータリーエンコーダからの初回パルスを受ける場所まで移動できない。その間に他の振動波モータに固定されている小歯車24,25は矢印方向に移動する。小歯車24,25が移動している間、ロータリーエンコーダ搭載の振動波モータは周波数をより低い方にスウィープするため、小歯車24,25が目標回転方向の大歯車22の歯面に到達する。そのため、大歯車22が回転し始める時には本来の起動速度より高い速度になっている。その結果、その後の速度フィードバック制御において目標速度と現行速度の間に乖離が生じることによって復帰するまでの時間が必要になるなどの影響を及ぼすので高応答性という振動波モータの特徴を十分に発揮できない。
When the contact state of each gear of the multiple vibration wave motor power unit immediately before starting is the state shown in FIGS. 7 and 8, the
また低温化においては、振動波モータのトルク特性も落ちるので、小歯車24,25が進行方向の大歯車22の歯面に到達する前にロータリーエンコーダ搭載の振動波モータはトルク発生不可能な周波数領域に入り込んでしまい、最悪なケースでは起動不能な状態になる。
At low temperatures, the torque characteristics of the vibration wave motor also deteriorate. Therefore, the vibration wave motor equipped with the rotary encoder cannot generate torque before the
本発明の目的は、低温環境下おけるトルク低下の影響を受けることなく多連振動波モータパワーユニットの起動を確実に行うことができる多連振動波モータパワーユニットの制御方法を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a control method for a multiple vibration wave motor power unit that can reliably start the multiple vibration wave motor power unit without being affected by a torque drop in a low temperature environment.
上記目的を達成するために、請求項1記載の多連振動波モータパワーユニットの制御装置は、第1の歯車と、前記第1の歯車に噛合された複数の第2の歯車と、前記複数の第2の歯車を夫々取り付けた複数の振動波モータとを備える多連振動波モータパワーユニットの制御装置において、まず、前記第1の歯車が目標回転方向とは逆方向に回転するように前記複数の振動波モータを回転させ、次いで、前記第1の歯車が前記目標回転方向に回転するように前記複数の振動波モータを回転させる制御手段を備えることを特徴とする。 In order to achieve the above object, a controller for a multiple vibration wave motor power unit according to claim 1 includes a first gear, a plurality of second gears meshed with the first gear, and the plurality of gears. In a control device for a multiple vibration wave motor power unit comprising a plurality of vibration wave motors each having a second gear attached thereto, first, the plurality of the plurality of vibration waves so that the first gear rotates in a direction opposite to the target rotation direction. Control means is provided for rotating the vibration wave motor, and then rotating the plurality of vibration wave motors so that the first gear rotates in the target rotation direction.
請求項5記載の多連振動波モータパワーユニットの制御方法は、第1の歯車と、前記第1の歯車に噛合された複数の第2の歯車と、前記複数の第2の歯車を夫々取り付けた複数の振動波モータとを備える多連振動波モータパワーユニットの制御方法において、まず、前記第1の歯車が目標回転方向とは逆方向に回転するように前記複数の振動波モータを回転させ、次いで、前記第1の歯車が前記目標回転方向に回転するように前記複数の振動波モータを回転させる制御ステップを備えることを特徴とする。 The control method of the multiple vibration wave motor power unit according to claim 5 is provided with a first gear, a plurality of second gears meshed with the first gear, and the plurality of second gears, respectively. In a control method of a multiple vibration wave motor power unit including a plurality of vibration wave motors, first, the plurality of vibration wave motors are rotated so that the first gear rotates in a direction opposite to a target rotation direction, and then And a control step of rotating the plurality of vibration wave motors so that the first gear rotates in the target rotation direction.
請求項9記載のプログラムは、第1の歯車と、前記第1の歯車に噛合された複数の第2の歯車と、前記複数の第2の歯車を夫々取り付けた複数の振動波モータとを備える多連振動波モータパワーユニットの制御プログラムにおいて、まず、前記第1の歯車が目標回転方向とは逆方向に回転するように前記複数の振動波モータを回転させ、次いで、前記第1の歯車が前記目標回転方向に回転するように前記複数の振動波モータを回転させる制御モジュールをコンピュータに実行させることを特徴とする。
The program according to
請求項10記載のコンピュータ読み取り可能な記憶媒体は、請求項9記載のプログラムを格納することを特徴とする。 A computer-readable storage medium according to a tenth aspect stores the program according to the ninth aspect.
本発明によれば、低温環境下おけるトルク低下の影響を受けることなく多連振動波モータパワーユニットの起動を確実に行うことができる。 According to the present invention, it is possible to reliably start a multiple vibration wave motor power unit without being affected by torque reduction in a low temperature environment.
以下、本発明の実施の形態を図面を参照しながら詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
図1は、本発明の実施の形態の形態に係る多連振動波モータパワーユニットの制御装置の構成を概略的に示す図である。 FIG. 1 is a diagram schematically showing a configuration of a control device for a multiple vibration wave motor power unit according to an embodiment of the present invention.
図1において、多連振動波モータパワーユニットは、最終出力軸1が固定された第1の歯車としての大歯車2と、大歯車2を回転すべく大歯車2に噛合された3つの第2の歯車としての小歯車3,4,5とを備えている。更にこれらの小歯車3,4,5を出力軸に取り付けた振動波モータ6,7,8とを備える。最終出力軸1の代わりに、別の出力用歯車を大歯車2に噛合させ、この出力用歯車を介して動力を取り出す構成としても構わない。
In FIG. 1, a multiple vibration wave motor power unit includes a
多連振動波モータパワーユニットの制御装置は、振動波モータ6の回転に同期した速度で回転すべく振動波6に搭載されたロータリーエンコーダ9を備える。また、振動波モータ6,7,8を駆動する駆動回路10,11,12と、駆動回路10,11,12に駆動信号を供給する発振回路13とを備える。更に、発振回路13に振動波モータタ6,7,8の回転速度を指令する制御回路14と、各回路に所定の電源を供給する電源回路15とを備える。制御回路14は、ロータリーエンコーダ9から振動波モータ6の回転速度情報を受容するように構成されている。
The control device for the multiple vibration wave motor power unit includes a
制御回路14は、大歯車2の目標速度に相当する周波数指令を発振回路13に送出し、発振回路13は、周波数指令を周波数に変換して駆動回路10,11,12に送出する。駆動回路10,11,12は、変換周波数成分を含む駆動信号を振動波モータ6,7,8に印加することによって小歯車3,4,5を介して大歯車2、ひいては最終出力軸1を回転する。制御回路14は、振動波モータ6の回転情報をロータリーエンコーダ9から取得して、それを目標速度と比較することにより速度フィードバック制御を行う。
The
図2は、図1の多連振動波モータパワーユニットの起動処理の手順を示すフローチャートである。 FIG. 2 is a flowchart showing the procedure of the starting process of the multiple vibration wave motor power unit of FIG.
本実施の形態では、図3に示すように、ロータリーエンコーダ9搭載の振動波モータ6に固定されている小歯車3は、目標回転方向の大歯車2の歯面に当接している。そして、他の振動波モータ7,8の小歯車4,5は目標回転方向と反対側の大歯車2の歯面に当接している場合を想定する。
In the present embodiment, as shown in FIG. 3, the
図2において、まず、すべての振動波モータ6,7,8の回転方向を、一旦目標回転方向とは逆方向に設定してから(ステップS21)、指令周波数を下げながら(ステップS22)、周波数出力を行う(ステップS23)。そして、ロータリーエンコーダ9から出力を取得したか否かを判別する(ステップS24)。
In FIG. 2, first, the rotational directions of all the
具体的には、まず、各振動波モータ6,7,8に共振周波数よりも十分に高い周波数に設定された駆動信号を供給し、次いで、振動波モータの回転速度をある程度高めるため、徐々に駆動信号の周波数の設定値を減少させる。そして、各振動波モータ6,7,8に固定した歯車3,4,5のすべてが大歯車2の目標回転方向とは逆方向の歯面に接触するのに十分な所定時間経過後、ロータリーエンコーダから振動波モータ6の回転情報を取得したか否かを判別する。
Specifically, first, a drive signal set to a frequency sufficiently higher than the resonance frequency is supplied to each of the
ステップS24の判別の結果、ロータリーエンコーダ9から出力を取得したときは、振動波モータ6,7,8に固定されたすべての小歯車3,4,5は、目標回転方向とは逆方向の大歯車2の歯面に揃って当接していると判断することができる(図4)。また、ロータリーエンコーダ9から出力を取得しないときは、何らかのアクシデントによって、小歯車3,4,5のいずれかが大歯車2の目標回転方向側の歯面に当接していないことになる。ここで、ロータリーエンコーダの出力信号を検知するまでに所定時間だけ待つのは、ロータリーエンコーダに接続された振動波モータの歯車が歯車16の上記同一側の面に到達するまでの時間を確保するためである。
As a result of the determination in step S24, when the output is obtained from the
次いで、すべての振動波モータ3,4,6の回転方向を目標回転方向に設定してから(ステップS25)、指令周波数を下げながら(ステップS26)、周波数出力を行う(ステップS27)。そしてロータリーエンコーダ9から出力信号を取得したか否かを判別する(ステップS28)。具体的な作動は前述と同様である。
Next, after setting the rotational direction of all the
ステップS28の判別の結果、ロータリーエンコーダ9から信号を取得したときは、振動波モータ6,7,8に固定されたすべての小歯車3,4,5は、目標回転方向の大歯車2の歯面に揃って当接していると判断することができる。これにより、多連振動波モータパワーユニットの起動に成功したとして、速度フィードバック制御に移行する。
As a result of the determination in step S28, when a signal is acquired from the
図2の処理によれば、すべての振動波モータ6,7,8を一旦目標回転方向とは逆方向に回転させる(ステップS21〜S23)。そのため、振動波モータ6,7,8に固定されたすべての小歯車3,4,5は、目標回転方向とは逆方向の大歯車2の歯面に揃って当接させることができる。これにより、次いで、すべての振動波モータ6,7,8を目標回転方向に回転させた(ステップS21〜S23)ときに、すべての小歯車3,4,5を目標回転方向の大歯車2の歯面に当接させることができる。そのため、低温環境下おけるトルク低下の影響を受けることなく多連振動波モータパワーユニットの起動を確実に行うことができる。
According to the process of FIG. 2, all the
また、本発明の目的は、実施の形態の機能を実現するソフトウェアのプログラムコードを記録した記憶媒体を、システム又は装置に供給し、そのシステム又は装置のコンピュータ(又はCPUやMPU等)が記憶媒体に格納されたプログラムコードを読み出して実行することによっても達成される。 Another object of the present invention is to supply a storage medium storing software program codes for realizing the functions of the embodiments to a system or apparatus, and the computer (or CPU, MPU, etc.) of the system or apparatus stores the storage medium. It is also achieved by reading out and executing the program code stored in.
この場合、記憶媒体から読み出されたプログラムコード自体が前述した実施の形態の機能を実現することになり、そのプログラムコード及び該プログラムコードを記憶した記憶媒体は本発明を構成することになる。 In this case, the program code itself read from the storage medium realizes the functions of the above-described embodiments, and the program code and the storage medium storing the program code constitute the present invention.
また、プログラムコードを供給するための記憶媒体としては、例えば、フロッピー(登録商標)ディスク、ハードディスク、光磁気ディスク、CD−ROM、CD−R、CD−RW、DVD−ROM、DVD−RAM、DVD−RW、DVD+RW、磁気テープ、不揮発性のメモリカード、ROM等を用いることができる。又は、プログラムコードをネットワークを介してダウンロードしてもよい。 Examples of the storage medium for supplying the program code include a floppy (registered trademark) disk, a hard disk, a magneto-optical disk, a CD-ROM, a CD-R, a CD-RW, a DVD-ROM, a DVD-RAM, and a DVD. -RW, DVD + RW, magnetic tape, nonvolatile memory card, ROM, etc. can be used. Alternatively, the program code may be downloaded via a network.
また、コンピュータが読み出したプログラムコードを実行することにより、上記実施の形態の機能が実現されるだけでなく、そのプログラムコードの指示に基づき、コンピュータ上で稼動しているOS(オペレーティングシステム)等が実際の処理の一部又は全部を行い、その処理によって前述した実施の形態の機能が実現される場合も含まれる。
更に、記憶媒体から読み出されたプログラムコードが、コンピュータに挿入された機能拡張ボードやコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わるメモリに書き込まれた後、そのプログラムコードの指示に基づき、その機能拡張ボードや機能拡張ユニットに備わるCPU等が実際の処理の一部又は全部を行い、その処理によって前述した実施の形態の機能が実現される場合も含まれる。
Further, by executing the program code read by the computer, not only the functions of the above-described embodiments are realized, but also an OS (operating system) running on the computer based on the instruction of the program code. This includes a case where part or all of the actual processing is performed and the functions of the above-described embodiments are realized by the processing.
Further, after the program code read from the storage medium is written in a memory provided in a function expansion board inserted into the computer or a function expansion unit connected to the computer, the function expansion is performed based on the instruction of the program code. This includes a case where the CPU or the like provided in the board or the function expansion unit performs part or all of the actual processing and the functions of the above-described embodiments are realized by the processing.
1 最終回転軸
2 大歯車
3,4,5 小歯車
6,7,8 振動波モータ
9 ロータリーエンコーダ
10,11,12 駆動回路
13 発振回路
14 制御回路
15 電源回路
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Final
Claims (10)
前記第1の歯車が目標回転方向とは逆方向に回転するように前記複数の振動波モータを回転させ、次いで、前記第1の歯車が前記目標回転方向に回転するように前記複数の振動波モータを回転させる制御手段を備えることを特徴とする多連振動波モータパワーユニットの制御装置。 Control of a multiple vibration wave motor power unit comprising a first gear, a plurality of second gears meshed with the first gear, and a plurality of vibration wave motors to which the plurality of second gears are respectively attached. In the device
The plurality of vibration wave motors are rotated so that the first gear rotates in a direction opposite to the target rotation direction, and then the plurality of vibration waves are rotated so that the first gear rotates in the target rotation direction. A control apparatus for a multiple vibration wave motor power unit, comprising control means for rotating the motor.
前記第1の歯車が目標回転方向とは逆方向に回転するように前記複数の振動波モータを回転させ、次いで、前記第1の歯車が前記目標回転方向に回転するように前記複数の振動波モータを回転させる制御ステップを備えることを特徴とする多連振動波モータパワーユニットの制御方法。 Control of a multiple vibration wave motor power unit comprising a first gear, a plurality of second gears meshed with the first gear, and a plurality of vibration wave motors to which the plurality of second gears are respectively attached. In the method
The plurality of vibration wave motors are rotated so that the first gear rotates in a direction opposite to the target rotation direction, and then the plurality of vibration waves are rotated so that the first gear rotates in the target rotation direction. A control method of a multiple vibration wave motor power unit comprising a control step of rotating a motor.
前記第1の歯車が目標回転方向とは逆方向に回転するように前記複数の振動波モータを回転させ、次いで、前記第1の歯車が前記目標回転方向に回転するように前記複数の振動波モータを回転させる制御モジュールをコンピュータに実行させることを特徴とするプログラム。 Control of a multiple vibration wave motor power unit comprising a first gear, a plurality of second gears meshed with the first gear, and a plurality of vibration wave motors to which the plurality of second gears are respectively attached. In the program
The plurality of vibration wave motors are rotated so that the first gear rotates in a direction opposite to the target rotation direction, and then the plurality of vibration waves are rotated so that the first gear rotates in the target rotation direction. A program for causing a computer to execute a control module for rotating a motor.
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