JP2012231621A - Driving device for motor and driving control method for motor - Google Patents
Driving device for motor and driving control method for motor Download PDFInfo
- Publication number
- JP2012231621A JP2012231621A JP2011099062A JP2011099062A JP2012231621A JP 2012231621 A JP2012231621 A JP 2012231621A JP 2011099062 A JP2011099062 A JP 2011099062A JP 2011099062 A JP2011099062 A JP 2011099062A JP 2012231621 A JP2012231621 A JP 2012231621A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- motors
- motor
- driving
- vibration wave
- drive
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Images
Landscapes
- General Electrical Machinery Utilizing Piezoelectricity, Electrostriction Or Magnetostriction (AREA)
Abstract
Description
本発明は、複数のモータによる駆動力を合成して被駆動部材を駆動するモータの駆動装置およびモータの駆動方法に関し、特に振動波モータの駆動に適したモータの駆動装置およびモータの駆動制御方法に関する。 The present invention relates to a motor driving device and a motor driving method for driving a driven member by synthesizing driving forces from a plurality of motors, and more particularly to a motor driving device and a motor driving control method suitable for driving a vibration wave motor. About.
従来、複数の振動波モータの回転軸に設けられたギアを１つの出力ギアに連結し、複数の振動波モータによる駆動力を合成して、被駆動部材を駆動する駆動装置が提案されている（特許文献１）。
さらに、振動波モータに設けられたギアとこれらと噛み合う出力ギアとの間に生ずるバックラッシ（Ｂａｃｋｌａｓｈ：バックラッシュともいう）のために生ずる角度精度の低下を回避する駆動装置および制御方法が提案されている（特許文献２）。
2. Description of the Related Art Conventionally, there has been proposed a driving device that drives a driven member by connecting gears provided on the rotation shafts of a plurality of vibration wave motors to one output gear and synthesizing the driving forces of the plurality of vibration wave motors. (Patent Document 1).
Furthermore, a drive device and a control method for avoiding a decrease in angular accuracy caused by backlash (backlash) generated between a gear provided in a vibration wave motor and an output gear meshing therewith have been proposed. (Patent Document 2).
しかしながら、上記従来例の特許文献２のものにおいては、つぎのような課題を有している。
すなわち、上記従来例においては、３つ以上の振動波モータを用いた場合についても、２つで構成される場合と同様の構成が採られる。
要するに、先に停止されるグループと後に停止されるグループに分け、それぞれの停止タイミングのずれによりモータの動力を伝達するギア等の間のバックラッシによって生じる角度精度の低下を抑制できる構成が採られる。
ここで、バックラッシとは、機械に用いられるギアなどの互いに嵌合して運動する機械要素において、運動方向に意図して設けられた隙間（歯面間の遊び）のことを意味する。そしてバックラッシがあると、ある方向に回転していたものを逆の方向に回転させたとき、寸法のずれや衝撃が生じる場合がある。本発明では、このようなバックラッシに起因する問題についても便宜的にバックラッシとして説明する。
これにより、確かに一旦はバックラッシは回避されるが、各モータは製造上の誤差に起因する入力ギアと出力ギア間のガタによる速度差が生じることが避けられない。そのため、モータ停止の際にグループを構成するすべてのモータのギア歯面が同時に所定の出力ギア歯面に接触するとは限らない。すなわち、停止時に各ギアが互いに突き当たった状態で停止するとは限らない。
このとき、出力ギアは一部のモータのみにより支えられている状態である。
従って、出力ギアに外部負荷が作用した場合、外部負荷が本来期待されるモータ保持トルクの合算値より小さな値だったとしても、外部負荷の作用する方向にモータが上記ガタによるすべり回転を生ずることになる。
そして、さらにすべりが進み、やがてグループのすべてのモータギア歯面が出力ギア歯面に接するに至る。
この段階において、はじめて期待する合算トルクが機能することになるが、この時点ではすべりを生じた分だけバックラッシが発生し角度精度が低下することになる。
However, the conventional example of
That is, in the above-described conventional example, the same configuration as that in the case where two or more vibration wave motors are used is adopted.
In short, it is divided into a group to be stopped first and a group to be stopped later, and a configuration is adopted in which a decrease in angular accuracy caused by backlash between gears and the like that transmit the power of the motor due to a difference in stop timing is adopted.
Here, the backlash means a gap (play between tooth surfaces) intentionally provided in the movement direction in a mechanical element such as a gear used in a machine that moves while being fitted to each other. When there is backlash, there is a case where a dimensional shift or an impact occurs when an object rotated in a certain direction is rotated in the opposite direction. In the present invention, the problem caused by such backlash is also described as backlash for convenience.
Thus, although backlash is certainly avoided once, it is inevitable that each motor has a speed difference due to play between the input gear and the output gear due to manufacturing errors. Therefore, when the motor is stopped, the gear tooth surfaces of all the motors constituting the group do not always contact the predetermined output gear tooth surface at the same time. That is, it does not necessarily stop in a state where the gears abut each other when stopping.
At this time, the output gear is supported by only a part of the motors.
Therefore, when an external load is applied to the output gear, even if the external load is smaller than the sum of the motor holding torque that is originally expected, the motor causes sliding rotation due to the play in the direction in which the external load acts. become.
The sliding further proceeds, and eventually, all the motor gear tooth surfaces of the group come into contact with the output gear tooth surface.
At this stage, the expected total torque functions for the first time, but at this point, backlash is generated by the amount of slippage, and the angular accuracy is lowered.
本発明は、上記課題に鑑み、複数のモータによる駆動力を合成して駆動するモータの停止に際し、バックラッシによる出力軸の角度割り出し精度の低下を抑制することが可能となるモータの駆動装置およびモータの駆動制御方法の提供を目的とする。 In view of the above-described problems, the present invention provides a motor drive device and a motor that can suppress a decrease in angle indexing accuracy of an output shaft due to backlash when stopping a motor that is driven by synthesizing driving forces from a plurality of motors. An object of the present invention is to provide a drive control method.
本発明のモータの駆動装置は、複数のモータによる駆動力を合成して被駆動部材を駆動するモータの駆動装置であって、
前記複数のモータによる合成された駆動力を被駆動部材に伝達する動力伝達手段と、
前記モータの駆動を制御する制御手段と、
を備え、前記制御手段は、前記複数のモータに対して、互いに異なるタイミングで前記複数のモータの回転速度またはトルクのうちの少なくとも一つを変更させ、互いに異なるタイミングでモータの駆動を停止させることを特徴とする。
また、本発明のモータの駆動制御方法は、複数のモータによる合成された駆動力を被駆動部材に伝達する動力伝達手段を有するモータの駆動を制御するモータの駆動制御方法であって、
前記複数のモータに対して、互いに異なるタイミングで前記複数のモータの回転速度またはトルクのうちの少なくとも一つを変更させ、互いに異なるタイミングでモータの駆動を停止させることを特徴とする。
The motor drive device of the present invention is a motor drive device that drives a driven member by synthesizing driving forces of a plurality of motors,
Power transmission means for transmitting a combined driving force by the plurality of motors to a driven member;
Control means for controlling the drive of the motor;
And the control means changes at least one of the rotation speeds or torques of the plurality of motors at different timings with respect to the plurality of motors, and stops driving the motors at different timings. It is characterized by.
The motor drive control method of the present invention is a motor drive control method for controlling the drive of a motor having power transmission means for transmitting a combined drive force of a plurality of motors to a driven member,
It is characterized in that at least one of the rotational speeds or torques of the plurality of motors is changed at different timings with respect to the plurality of motors, and the driving of the motors is stopped at different timings.
本発明によれば、複数のモータによる駆動力を合成して駆動するモータの停止に際し、バックラッシによる出力軸の角度割り出し精度の低下を抑制することが可能となるモータの駆動装置およびモータの駆動制御方法を実現することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, when stopping the motor which synthesize | combines and drives the drive force by a several motor, it can suppress the fall of the angle index accuracy of the output shaft by backlash, and the drive control of a motor A method can be realized.
本発明を実施するための形態を、以下の実施例により説明する。
なお、以下の実施例の説明では、振動波モータの駆動装置とその駆動制御方法の構成例について説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
例えば、本発明は電磁モータの駆動装置とその駆動制御方法、等にも適用可能である。
The mode for carrying out the present invention will be described with reference to the following examples.
In the following description of the embodiments, a configuration example of a vibration wave motor drive device and a drive control method thereof will be described, but the present invention is not limited to these.
For example, the present invention can be applied to an electromagnetic motor drive device and a drive control method thereof.
本発明の実施例における振動波モータの駆動装置とその駆動制御方法の構成例について説明する。
本実施例の振動波モータの駆動装置は、電気−機械エネルギ変換素子への周波信号の印加によって振動を発生する振動体と、該振動体に接触する接触体と、を備えた複数の振動波モータを備えている。
具体的には、本発明の実施例における振動波モータの駆動装置は、図１に示すように４つの振動波モータを有しており、これらの振動波モータの駆動力を合成して被駆動部材を駆動するものである。
第１の振動波モータ１−１１の回転軸にはギア２−１１および回転検出手段であるロータリエンコーダ５が取り付けられている。
ロータリエンコーダ５は、振動波モータ１−１１の回転軸の回転に応じたパルス信号を出力する。
第２の振動波モータ１−１２回転軸には、ギア２−１２が、第３の振動波モータ１−２１の回転軸にはギア２−２１が、第４の振動波モータ１−２２の回転軸にはギア２−２２が、それぞれ取り付けられている。
A configuration example of a vibration wave motor drive device and a drive control method thereof according to an embodiment of the present invention will be described.
The driving apparatus of the vibration wave motor according to the present embodiment includes a plurality of vibration waves including a vibration body that generates vibration by applying a frequency signal to the electromechanical energy conversion element, and a contact body that contacts the vibration body. It has a motor.
Specifically, the vibration wave motor driving apparatus according to the embodiment of the present invention has four vibration wave motors as shown in FIG. 1, and is driven by synthesizing the driving forces of these vibration wave motors. The member is driven.
A gear 2-11 and a rotary encoder 5 serving as rotation detection means are attached to the rotation shaft of the first vibration wave motor 1-11.
The rotary encoder 5 outputs a pulse signal corresponding to the rotation of the rotating shaft of the vibration wave motor 1-11.
The second vibration wave motor 1-12 has a rotation shaft of the gear 2-12, the third vibration wave motor 1-21 has a rotation shaft of the gear 2-21, and the fourth vibration wave motor 1-22. Gears 2-22 are respectively attached to the rotation shafts.
上記第１から第４の各振動波モータ１−１１、１−１２、１−２１、１−２２は、圧電素子および弾性体からなる振動体と加圧機構からの加圧力を受けて振動体に圧接される接触体を有している。
ここで、圧電素子に対して位相の異なる周波信号を印加すると、振動体には進行性の振動波が発生し、振動体と接触体間の摩擦力によって接触体とともに回転軸が回転する。
なお、振動波モータとしては、いわゆる円環タイプや棒状タイプといった、いかなるタイプのものであってもよい。
ギア２−１１、２−１２、２−２１、２−２２はギア３と噛み合っており、ギア３には出力軸４が設けられている。各振動波モータの回転力はそれぞれの回転軸に取り付けられたギアを介して、ギア３に伝達され、ギア３において回転力が合成される。
このように、振動波モータ１−１１、１−１２、１−２１、１−２２に取りつけられたギア２−１１、２−１２、２−２１、２−２２と、ギア３とによって構成される動力伝達手段を介して合成された回転力は出力軸４から出力される。
このため、被駆動部材９は上記第１から第４の各振動波モータ１−１１、１−１２、１−２１、１−２２からの合成された駆動力を受けることによって動作する。
Each of the first to fourth vibration wave motors 1-11, 1-12, 1-21, 1-22 is a vibrating body that receives a pressing force from a pressing body and a vibrating body made of a piezoelectric element and an elastic body. A contact body that is press-contacted.
Here, when a frequency signal having a different phase is applied to the piezoelectric element, a progressive vibration wave is generated in the vibrating body, and the rotating shaft rotates together with the contact body by the frictional force between the vibrating body and the contact body.
Note that the vibration wave motor may be of any type such as a so-called ring type or rod type.
The gears 2-11, 2-12, 2-21 and 2-22 mesh with the
In this way, it is constituted by the gears 2-11, 2-12, 2-21, 2-22 attached to the vibration wave motors 1-11, 1-12, 1-21, 1-22, and the
For this reason, the driven
被駆動部材９としては、搭載されたＴＶカメラ等を旋回させる電動雲台装置、半導体製造装置において直線動作を行なわせる電動ステージがある。
パルス計数判別回路７は、ロータリエンコーダ５の出力に基づいてパルス数をカウントし、この情報を駆動コントロール回路（制御手段）８に出力する。
駆動コントロール回路８は、パルス計数判別回路７からの出力に基づいて、第１の振動波モータ１−１１の回転速度を検知する。
そして、駆動コントロール回路８は、検出された回転速度と目標速度を比較し、検出速度が目標速度に到達するように、第１の振動波モータ１−１１の駆動を制御する。
すなわち、駆動コントロール回路８は、第１駆動電圧発生回路６−１を介して、印加する周波信号の周波数もしくは印加電圧の大きさを変更することにより第１の振動波モータ１−１１の駆動を制御する。
また、同時に駆動コントロール回路８は第１駆動電圧発生回路６−１を介して、第２の振動波モータ１−１２の回転速度を制御する。
また、駆動コントロール回路８は、パルス計数判別回路７からの出力に基づき、第２駆動電圧発生回路６−２を介して、印加する周波信号の周波数もしくは印加電圧の大きさを変更する。これにより第３の振動波モータ１−２１、第４の振動波モータ１−２２の回転速度を制御する。
Examples of the driven
The pulse count discriminating circuit 7 counts the number of pulses based on the output of the rotary encoder 5 and outputs this information to the drive control circuit (control means) 8.
The
Then, the
That is, the
At the same time, the
Further, the
ここで、上記第１から第４の各振動波モータ１−１１、１−１２、１−２１、１−２２は、印加する周波信号の周波数および電圧値に対して、図５に示す回転速度特性とトルク特性を有する。
周波信号の周波数が、各振動体の共振周波数（図中Ｆｒ）のときに最大の回転速度とトルクが得られ、共振周波数よりも高周波側へ遠ざけるほど回転速度とトルクが低下する特性を有する。
そして、上記第１から第４の各振動波モータ１−１１、１−１２、１−２１、１−２２の駆動制御を行なう場合には、共振周波数よりも高周波側の範囲内で周波数を変化させている。
第１駆動電圧発生回路６−１および第２駆動電圧発生回路６−２は駆動コントロール回路８からの制御信号を受けることにより、上記第１から第４の各振動波モータ１−１１、１−１２、１−２１、１−２２に印加する周波数もしくは電圧値を変化させている。
また、駆動コントロール回路８は、ロータリエンコーダ５の出力信号に基づくロータリエンコーダ５のパルスカウント値により第１の振動波モータ１−１１の回転角度をモニタしている。
そして、本実施例の振動波モータの駆動装置では、所定の角度回転されたときに、周波数もしくは電圧値を変更することにより、回転速度またはトルクのうちの少なくとも一つを変更させモータを停止させるように構成されている。
Here, the first to fourth vibration wave motors 1-11, 1-12, 1-21, and 1-22 have rotational speeds shown in FIG. 5 with respect to the frequency and voltage value of the applied frequency signal. Characteristics and torque characteristics.
When the frequency of the frequency signal is the resonance frequency (Fr in the figure) of each vibrator, the maximum rotation speed and torque can be obtained, and the rotation speed and torque decrease as the distance from the resonance frequency increases.
When the drive control of each of the first to fourth vibration wave motors 1-11, 1-12, 1-21, and 1-22 is performed, the frequency is changed within a range higher than the resonance frequency. I am letting.
The first drive voltage generation circuit 6-1 and the second drive voltage generation circuit 6-2 receive the control signal from the
The
In the vibration wave motor driving apparatus according to the present embodiment, when rotated by a predetermined angle, the frequency or voltage value is changed to change at least one of the rotation speed or the torque and stop the motor. It is configured as follows.
これに対して、従来の装置では、ギアのバックラッシによる精度低下を回避する方法として、前述したようにロータリエンコーダのパルス計数値が所定の値に達した時点で回転軸にロータリエンコーダが取り付けられた振動波モータのみを停止させる。そして、他方の振動波モータは、その回転角度がギアバックラッシ量に相当する時間だけ、さらに回転を継続する手法が採られている。
この方法によれば、２台のモータによる構成の場合においては、動作完了後にはバックラッシが回避されて精度の低下はないと思われる。
しかしながら、本実施例で示したように、モータの合成トルクを増加させるため振動波モータ４台で構成する場合には、従来例の方法では以下に説明するようにバックラッシによる精度低下を回避できない状況が生じることがある。
On the other hand, in the conventional apparatus, as a method of avoiding a reduction in accuracy due to gear backlash, the rotary encoder is attached to the rotary shaft when the pulse count value of the rotary encoder reaches a predetermined value as described above. Only the vibration wave motor is stopped. The other vibration wave motor employs a method in which the rotation angle further continues for a time corresponding to the amount of gear backlash.
According to this method, in the case of a configuration with two motors, it is considered that backlash is avoided after the operation is completed and there is no decrease in accuracy.
However, as shown in the present embodiment, when it is configured with four vibration wave motors in order to increase the combined torque of the motors, the conventional method cannot avoid a reduction in accuracy due to backlash as described below. May occur.
まず、振動波モータ４台の構成で従来の方法による駆動動作を以下に示す。
図８は、従来の方法による制御動作を完了した時点での、ギア２−１１、２−１２、２−２１、２−２２とギア３の係合を表したものである。
第１の振動波モータ１−１１、第２の振動波モータ１−１２が停止した後に、第３の振動波モータ１−２１、第４の振動波モータ１−２２が所定の時間だけ継続回転を行なった結果、ギア２−１１、２−１２とギア３の間の隙間は生じておらず、目的を満たしている。
ギアを２−２２とギア３の間にも隙間は生じておらず、目的を満たしている。
但し、ギアを２−２１とギア３の間に隙間が生じている。
これは、第３の振動波モータ１−２１と第４の振動波モータ１−２２のとの間に所定の周波数で回転させた際に生じる回転速度の個体特性差があるために、規定の時間に回転する角度に差が生じたことに起因する。
この状態では、上述の通り、ギア２−１１、２−１２とギア２−２２はギア３を挟んで互いに逆回転方向にギア３に当接しているので、この時点ではバックラッシによる精度低下が回避されたということができる。
しかしながら、図９に示すように出力軸に対して、矢印図示方向に外部負荷が加わったとき、その外部負荷の大きさが振動波モータ１台分の保持トルクを超過した場合は、振動波モータ１−２２は１台分の保持トルクでは支えきれず、すべりが生じる。そのため、ギア２−２１に当接し、２台分の保持トルクが発生するに至って初めて外部負荷を支えることができるようになる。
この時点では、すべりにより生じた回転角度変位のために、ギア２−１１、２−１２とギア３の間に隙間を生じることとなり、結局バックラッシによる精度低下が発生することになる。
First, the driving operation by the conventional method with the configuration of four vibration wave motors will be described below.
FIG. 8 shows the engagement of the gears 2-11, 2-12, 2-21, 2-22 and the
After the first vibration wave motor 1-11 and the second vibration wave motor 1-12 are stopped, the third vibration wave motor 1-21 and the fourth vibration wave motor 1-22 are continuously rotated for a predetermined time. As a result, there is no gap between the gears 2-11 and 2-12 and the
There is no gap between the gear 2-22 and the
However, there is a gap between the gear 2-21 and the
This is because there is an individual characteristic difference in rotational speed that occurs when the motor is rotated at a predetermined frequency between the third vibration wave motor 1-21 and the fourth vibration wave motor 1-22. This is due to the difference in the angle of rotation over time.
In this state, as described above, since the gears 2-11 and 2-12 and the gear 2-22 are in contact with the
However, when an external load is applied to the output shaft in the direction of the arrow as shown in FIG. 9, if the magnitude of the external load exceeds the holding torque of one vibration wave motor, the vibration wave motor 1-22 cannot be supported by the holding torque of one vehicle, and slipping occurs. For this reason, the external load can be supported only when the two-unit holding torque is generated by contacting the gear 2-21.
At this time, due to the rotational angular displacement caused by the slip, gaps are generated between the gears 2-11 and 2-12 and the
これらに対処するため、本実施例では、動作完了時にバックラッシによる精度低下がない状態を実現し、さらに、動作完了後の外部負荷印加に対しても、期待されるモータの最大の合成力で精度の維持が可能となるように構成される。
以下に、このようなバックラッシによる精度低下の発生の抑制が可能となる本実施例の構成について説明する。
図２は、本実施例で動作開始後の加速時のギア係合を示している。４つのギアのすべてが同一の回転方向に当接しており、４台の振動波モータのすべてのトルクが加速トルクとして寄与していることがわかる。
図６は、本実施例におけるギア隙間の除去動作シーケンスを示す図である。
また、図７に、本実施例における上記動力伝達手段を構成するギア間のガタによるギア隙間の除去動作の流れをフローチャートの形で示した。
以下に、制御手段（駆動コントロール回路８）によって、複数のモータに対して、互いに異なるタイミングで複数のモータの回転速度またはトルクのうちの少なくとも一つを変更させ、互いに異なるタイミングでモータの駆動を停止させる例について説明する。
時刻ｔ１において、ロータリエンコーダ５のパルスカウント値が目標値に対し規定の量だけ少ない角度に達したことを検知（角度検出）すると、
駆動コントロール回路８は、第１の振動波モータ１−１１および第２の振動波モータ１−１２に印加する周波信号の周波数をＦ１０からＦ２０へ変化させる。
In order to deal with these problems, the present embodiment realizes a state in which there is no accuracy degradation due to backlash when the operation is completed. It is configured so that it can be maintained.
In the following, the configuration of the present embodiment that can suppress the occurrence of a decrease in accuracy due to such backlash will be described.
FIG. 2 shows gear engagement during acceleration after the start of operation in this embodiment. It can be seen that all four gears are in contact with each other in the same rotational direction, and all the torques of the four vibration wave motors contribute as acceleration torque.
FIG. 6 is a diagram illustrating a gear gap removal operation sequence in the present embodiment.
FIG. 7 is a flowchart showing the flow of a gear gap removal operation caused by backlash between the gears constituting the power transmission means in this embodiment.
In the following, at least one of the rotational speeds or torques of the plurality of motors is changed at different timings by the control means (drive control circuit 8), and the motors are driven at different timings. An example of stopping will be described.
When it is detected (angle detection) that the pulse count value of the rotary encoder 5 has reached a smaller angle than the target value by a specified amount at time t1.
The
周波数を高周波側へ変化させると、図５に示すように第１の振動波モータ１−１１および第２の振動波モータ１−１２の回転速度は減少するように変化する。ギア３も、また同時にトルクも減少するように変化する。
この結果、第１の振動波モータ１−１１および第２の振動波モータ１−２２は、ギアを介して速度の大きい第３の振動波モータ１−２１および第４の振動波モータ１−２２に引きずられる形で反進行方向のギアに当接した状態を維持しながら、滑りを伴いつつ回転することになる。
その後、エンコーダパルスカウント値が目標値に到達した時点で、第１の振動波モータ１−１１および第２の振動波モータ１−１２を停止させる。そのときのギア係合を示したのが図３である。
それと同時に、今度は第３の振動波モータ１−２１および第４の振動波モータ１−２２の周波信号の周波数を高周波側へ変化させる。
第１の振動波モータ１−１１および第２の振動波モータ１−１２の給電信号を遮断した停止時の静止トルクは、回転速度とトルクを減少させた第３の振動波モータ１−２１および第４の振動波モータ１−２２の回転トルクを上回る。
これにより、第３の振動波モータ１−２１および第４の振動波モータ１−２２を上記静止トルクにせき止められる形で、ギア間のガタ量（最大の機械的不感帯量）に相当する駆動量だけ駆動され、回転方向のギアの隙間がなくなる状態にすることができる。
その際、エンコーダのパルスカウント値が目標値に到達した時点で、第３の振動波モータ１−２１および第４の振動波モータ１−２２を停止させる。
そのときのギア係合を示したのが図４である。
ギア２−１１および２−１２とギア２−２１及び２−２２がギア３を介して、ギア隙間ゼロの状態で突っ張り合っている様子がわかる。
このようにして、各ギアが互いに突き当たった状態で停止させることができる。両方向にそれぞれ２台の振動波モータの静止トルクで当接していることから、２台の振動波モータの静止トルクの合算値を超えない外部トルクに対しては、すべりを生じることはなく、従来例の課題であったバックラッシによる精度低下を抑制することが可能となる。
When the frequency is changed to the high frequency side, the rotational speeds of the first vibration wave motor 1-11 and the second vibration wave motor 1-12 change so as to decrease as shown in FIG. The
As a result, the first vibration wave motor 1-11 and the second vibration wave motor 1-22 are connected to the third vibration wave motor 1-21 and the fourth vibration wave motor 1-22 whose speeds are high via the gears. Rotating with slipping while maintaining the state of being in contact with the gear in the counter-traveling direction while being dragged by.
Thereafter, when the encoder pulse count value reaches the target value, the first vibration wave motor 1-11 and the second vibration wave motor 1-12 are stopped. FIG. 3 shows the gear engagement at that time.
At the same time, the frequency signals of the third vibration wave motor 1-21 and the fourth vibration wave motor 1-22 are changed to the high frequency side.
The stationary stationary torque when the power supply signals of the first vibration wave motor 1-11 and the second vibration wave motor 1-12 are cut off are the third vibration wave motor 1-21 having a reduced rotational speed and torque, and It exceeds the rotational torque of the fourth vibration wave motor 1-22.
As a result, the third vibration wave motor 1-21 and the fourth vibration wave motor 1-22 are damped to the static torque, and the drive amount corresponding to the backlash between the gears (maximum mechanical dead band amount). It is possible to make a state in which there is no gap between the gears in the rotational direction.
At that time, when the pulse count value of the encoder reaches the target value, the third vibration wave motor 1-21 and the fourth vibration wave motor 1-22 are stopped.
FIG. 4 shows the gear engagement at that time.
It can be seen that the gears 2-11 and 2-12 and the gears 2-21 and 2-22 are thrusting through the
In this way, the gears can be stopped in a state where they face each other. Because the two vibration wave motors are in contact in both directions with the static torque of the two vibration wave motors, there is no slip for external torque that does not exceed the sum of the static vibration torques of the two vibration wave motors. It is possible to suppress a decrease in accuracy due to backlash, which was an example problem.
本実施例では、周波信号の周波数を変化させる構成例について説明したが、振動波モータに印加する２相の周波信号の位相差や駆動電圧値を減少させることによっても、回転速度とトルクを減少させることができ同様の効果を得ることが可能である。
また、本実施例においては、４台の振動波モータを２台ずつ同数を２つのグループに分け、両方向の静止トルクが略同一となるようにした構成例について説明したが、これらの個数は必ずしも同数である必要はない。
例えば、外力の加わり方が非対称である場合は、意図的に配分を変更することにより、負荷状況に対応した柔軟な機能を実現することが可能となる。
これらは、例えば、上記互いに異なるタイミングで前記複数のモータの回転速度またはトルクのうちの少なくとも一つを変更させるに当たり、駆動コントローラの指令方法を変えるのみで変更可能に構成することができる。
具体的には、第１のタイミングで駆動を停止させるモータの個数と、第２のタイミングで駆動を停止させるモータの個数を、駆動コントローラの指令方法を変えるのみで変更可能に構成することができ、これにより動的に変化する状況にも対応することができる。
そして、以上のような本実施例の構成によれば、駆動動作終了後に出力軸に対して外部からトルクが加わった際に、その外部トルクが本来期待されるモータの保持力の合算値以下であれば、動作完了時に達成していたバックラッシの回避状態を維持することができる。これにより、出力軸の角度割り出し精度の低下の抑制が可能となる。
In this embodiment, the configuration example for changing the frequency of the frequency signal has been described. However, the rotational speed and torque can also be reduced by reducing the phase difference between the two-phase frequency signals applied to the vibration wave motor and the drive voltage value. It is possible to obtain the same effect.
In the present embodiment, a configuration example has been described in which two vibration wave motors are divided into two groups each having two vibration wave motors, and the static torque in both directions is substantially the same. The number need not be the same.
For example, when the external force is applied asymmetrically, it is possible to realize a flexible function corresponding to the load situation by intentionally changing the distribution.
For example, when changing at least one of the rotational speeds or torques of the plurality of motors at different timings, they can be changed only by changing the command method of the drive controller.
Specifically, the number of motors whose driving is stopped at the first timing and the number of motors whose driving is stopped at the second timing can be changed only by changing the command method of the drive controller. Thus, it is possible to cope with a dynamically changing situation.
According to the configuration of the present embodiment as described above, when external torque is applied to the output shaft after the end of the driving operation, the external torque is less than or equal to the sum of the motor holding forces originally expected. If so, the backlash avoidance state achieved when the operation is completed can be maintained. As a result, it is possible to suppress a decrease in the angle indexing accuracy of the output shaft.
１−１１：第１の振動波モータ
１−１２：第２の振動波モータ
１−２１：第３の振動波モータ
１−２２：第４の振動波モータ
２−１１、２−１２、２−２１、２−２２：ギア
３：ギア
４：出力軸
５：ロータリエンコーダ
６−１：第１駆動電圧発生回路
６−２：第２駆動電圧発生回路
７：パルス計数判別回路
８：駆動コントロール回路
９：被駆動部材
1-11: First vibration wave motor 1-12: Second vibration wave motor 1-21: Third vibration wave motor 1-22: Fourth vibration wave motor 2-11, 2-12, 2- 21 and 2-22: Gear 3: Gear 4: Output shaft 5: Rotary encoder 6-1: First drive voltage generation circuit 6-2: Second drive voltage generation circuit 7: Pulse count determination circuit 8: Drive control circuit 9 : Driven member
Claims (8)
前記複数のモータによる合成された駆動力を被駆動部材に伝達する動力伝達手段と、
前記モータの駆動を制御する制御手段と、
を備え、前記制御手段は、前記複数のモータに対して、互いに異なるタイミングで前記複数のモータの回転速度またはトルクのうちの少なくとも一つを変更させ、互いに異なるタイミングでモータの駆動を停止させることを特徴とするモータの駆動装置。 A driving device for a motor for driving a driven member by synthesizing driving forces from a plurality of motors,
Power transmission means for transmitting a combined driving force by the plurality of motors to a driven member;
Control means for controlling the drive of the motor;
And the control means changes at least one of the rotation speeds or torques of the plurality of motors at different timings with respect to the plurality of motors, and stops driving the motors at different timings. The motor drive device characterized by this.
少なくとも前記動力伝達手段における最大の機械的不感帯量に相当する駆動量だけ、他方のモータを駆動することを特徴とする請求項１に記載のモータの駆動装置。 The control means rotates at least one of the plurality of motors by a predetermined angle by changing at least one of rotational speeds or torques of the plurality of motors, and then drives the motors. Stop
2. The motor drive device according to claim 1, wherein the other motor is driven by at least a drive amount corresponding to a maximum mechanical dead zone amount in the power transmission means.
前記互いに異なるタイミングのうち、第１のタイミングで駆動を停止させるモータの個数と、第２のタイミングで駆動を停止させるモータの個数を変更することが可能に構成されていることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載のモータの駆動装置。 The control means, when changing at least one of the rotational speed or torque of the plurality of motors at different timings,
The number of motors whose driving is stopped at a first timing and the number of motors whose driving is stopped at a second timing among the different timings can be changed. Item 4. The motor drive device according to any one of Items 1 to 3.
電気−機械エネルギ変換素子への周波信号の印加によって振動を発生する振動体と、該振動体に接触する接触体と、を備えた複数の振動波モータによって構成されていることを特徴とするモータの駆動装置。 A plurality of motors in the drive device according to any one of claims 1 to 4,
A motor comprising a plurality of vibration wave motors including a vibrating body that generates vibration by applying a frequency signal to an electromechanical energy conversion element, and a contact body that contacts the vibrating body. Drive device.
前記複数のモータに対して、互いに異なるタイミングで前記複数のモータの回転速度またはトルクのうちの少なくとも一つを変更させ、互いに異なるタイミングでモータの駆動を停止させることを特徴とするモータの駆動制御方法。 A motor drive control method for controlling the drive of a motor having power transmission means for transmitting a combined driving force by a plurality of motors to a driven member,
Driving control of the motor, wherein at least one of the rotational speeds or torques of the plurality of motors is changed at different timings with respect to the plurality of motors, and the driving of the motors is stopped at different timings. Method.
前記第１ステップの後、少なくとも前記動力伝達手段における最大の機械的不感帯量に相当する駆動量だけ、他方のモータを駆動する第２のステップと、
を有することを特徴とする請求項６に記載のモータの駆動制御方法。 First changing at least one of the rotation speeds or torques of the plurality of motors to rotate at least one of the plurality of motors by a predetermined angle and then stopping driving the motors. And the steps
After the first step, a second step of driving the other motor by a drive amount corresponding to at least the maximum mechanical dead band amount in the power transmission means;
The motor drive control method according to claim 6, further comprising:
電気−機械エネルギ変換素子への周波信号の印加によって振動を発生する振動体と、該振動体に接触する接触体と、を備えた複数の振動波モータが用いられることを特徴とするモータの駆動制御方法。 As a plurality of motors in the drive device according to claim 6 or 7,
A motor drive comprising: a plurality of vibration wave motors including a vibrating body that generates vibration by applying a frequency signal to an electromechanical energy conversion element; and a contact body that contacts the vibrating body. Control method.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2011099062A JP5825833B2 (en) | 2011-04-27 | 2011-04-27 | Drive control method, pan head device and stage |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2011099062A JP5825833B2 (en) | 2011-04-27 | 2011-04-27 | Drive control method, pan head device and stage |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2012231621A true JP2012231621A (en) | 2012-11-22 |
| JP2012231621A5 JP2012231621A5 (en) | 2014-06-19 |
| JP5825833B2 JP5825833B2 (en) | 2015-12-02 |
Family
ID=47432666
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2011099062A Expired - Fee Related JP5825833B2 (en) | 2011-04-27 | 2011-04-27 | Drive control method, pan head device and stage |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP5825833B2 (en) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006211813A (en) * | 2005-01-27 | 2006-08-10 | Canon Inc | Drive unit and method of controlling drive source |
| JP2006288106A (en) * | 2005-04-01 | 2006-10-19 | Canon Inc | Driving apparatus and control method |
| JP2010057212A (en) * | 2008-08-26 | 2010-03-11 | Canon Inc | Control device of vibration-type actuator, lens barrel, imaging device, control method of vibration-type actuator, and control program of vibration-type actuator |
-
2011
- 2011-04-27 JP JP2011099062A patent/JP5825833B2/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006211813A (en) * | 2005-01-27 | 2006-08-10 | Canon Inc | Drive unit and method of controlling drive source |
| JP2006288106A (en) * | 2005-04-01 | 2006-10-19 | Canon Inc | Driving apparatus and control method |
| JP2010057212A (en) * | 2008-08-26 | 2010-03-11 | Canon Inc | Control device of vibration-type actuator, lens barrel, imaging device, control method of vibration-type actuator, and control program of vibration-type actuator |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP5825833B2 (en) | 2015-12-02 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR101746070B1 (en) | Vibration power-generating strain wave gearing | |
| JP5487238B2 (en) | Power transmission device | |
| US8456772B2 (en) | Piezoelectric actuator, lens barrel, and camera | |
| JP5831317B2 (en) | Internal combustion engine and control method thereof | |
| JP5825833B2 (en) | Drive control method, pan head device and stage | |
| CN102158124B (en) | Vibration wave motor, lens barrel and camera | |
| JP6302346B2 (en) | Drive control apparatus and drive control method for ultrasonic motor | |
| JP4673073B2 (en) | DRIVE DEVICE AND VIBRATION TYPE MOTOR CONTROL METHOD | |
| JP4636645B2 (en) | OUTPUT DEVICE USING VIBRATION TYPE DRIVE DEVICE AND DEVICE HAVING THE OUTPUT DEVICE | |
| JP4630676B2 (en) | Drive device | |
| JP6292737B2 (en) | Control method of vibration type driving device | |
| CN108895121B (en) | Worm gear reducer and gear motor | |
| JP5874462B2 (en) | Drive unit for vibration actuator, lens barrel | |
| US20120286704A1 (en) | Drive control apparatus and drive control method for vibration wave driving apparatus | |
| JP5854630B2 (en) | Drive control method and drive control apparatus | |
| JP2006288106A (en) | Driving apparatus and control method | |
| JP2016049004A (en) | Driving device and lens barrel | |
| JP2013204626A (en) | Power transmission device, vibration actuator device, lens barrel, and camera | |
| JP5854631B2 (en) | Drive control method, pan head device, stage, and actuator | |
| JP6682939B2 (en) | Driving force transmission device | |
| JP2006180632A (en) | Control method and device for drive source | |
| JP2012235656A (en) | Drive controller of vibration-type actuator | |
| JP4924726B2 (en) | Vibration wave motor, lens barrel and camera | |
| JP2657443B2 (en) | Rotation transmission unit and variable speed rotation device using the same | |
| JP2003131462A (en) | Image forming apparatus |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| RD01 | Notification of change of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7421 Effective date: 20131212 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20140428 |
|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20140428 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20150121 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20150127 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20150330 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20150915 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20151013 |
|
| R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 5825833 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |