JP5439086B2 - Moving mechanism, microscope, optimum driving parameter extracting method, and program - Google Patents

Moving mechanism, microscope, optimum driving parameter extracting method, and program Download PDF

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Description

本発明は、超音波モータを備えた移動機構に関する。   The present invention relates to a moving mechanism including an ultrasonic motor.

超音波モータは、小型で応答性が高く、停止時には通電を必要としない、等の利点を有することから、電磁型モータに代わるアクチュエータとして注目されている。
超音波モータの一例として、特許文献1には、2種類の電極を有する積層型圧電体で構成された直方体のリニア型超音波モータが提案されている。この超音波モータは、2種類の電極に位相の異なる交流波の信号(屈曲信号と縦信号)を印加することによって、超音波モータの構成部材である2つの駆動子が回転して相手部材を蹴るような動きをすることによって、超音波モータに対して相手部材を相対移動させるものである。
Ultrasonic motors have attracted attention as actuators that can replace electromagnetic motors because they have advantages such as being small and highly responsive and not requiring energization when stopped.
As an example of an ultrasonic motor, Patent Document 1 proposes a rectangular parallelepiped ultrasonic motor composed of a laminated piezoelectric body having two types of electrodes. In this ultrasonic motor, by applying alternating wave signals (bending signal and longitudinal signal) having different phases to two types of electrodes, the two driving elements, which are constituent members of the ultrasonic motor, rotate, and the mating member is moved. By moving like a kick, the counterpart member is moved relative to the ultrasonic motor.

ところで、超音波モータは、自己の共振周波数を利用して振動振幅を得ている。この共振周波数は、超音波モータ組立時の組立誤差等の影響により変動してしまうことがある。また、超音波モータ組立後においても、周囲温度の変化、被駆動体との接触状態の変化、負荷の程度、及び、長期間の使用による摺動部分の磨耗等の影響によって、共振周波数が変動してしまうことがある。従って、同一構成を有する複数の超音波モータを同一駆動パラメータ(例えば同一の駆動周波数及び駆動位相差等)を用いて駆動したとしても、組立誤差等の影響により共振周波数がずれてしまっている超音波モータの場合には、安定した駆動制御が困難となり、効率的な駆動をすることができない。また、組立後においても、使用環境によって周囲温度が変化した場合や、負荷の程度や長期間の駆動によって超音波モータ(摺動部分等)が磨耗した場合等には、共振周波数がずれてしまい、同様の問題が起こり得る。   By the way, the ultrasonic motor obtains the vibration amplitude using its own resonance frequency. This resonance frequency may fluctuate due to the effects of assembly errors during assembly of the ultrasonic motor. Even after the assembly of the ultrasonic motor, the resonance frequency fluctuates due to changes in ambient temperature, changes in the contact state with the driven body, the degree of load, and wear of the sliding parts due to long-term use. May end up. Therefore, even if a plurality of ultrasonic motors having the same configuration are driven using the same drive parameters (for example, the same drive frequency and drive phase difference), the resonance frequency is shifted due to the effects of assembly errors or the like. In the case of a sonic motor, stable drive control becomes difficult and efficient drive cannot be performed. Even after assembly, if the ambient temperature changes depending on the usage environment, or if the ultrasonic motor (sliding part, etc.) is worn due to the degree of load or long-term driving, the resonance frequency will shift. Similar problems can occur.

そこで、このような問題を解決すべく、各種の提案が為されている。例えば特許文献2には、超音波モータの振動検出信号を用いて、出力信号と検出信号の位相差を一定(最適な位相差)とするように出力信号を制御して、安定した高効率駆動を達成する方法が提案されている。また、別の方法として、例えば特許文献3には、共振周波数がずれる場合に備え、出力する駆動周波数を常にスイープし、さらに検出信号をフィードバックして高効率動作が認められる周波数付近のみを駆動周波数として使うことで、常時高効率な駆動を試みる方法が提案されている。   Therefore, various proposals have been made to solve such problems. For example, in Patent Document 2, stable high-efficiency driving is performed by using an ultrasonic motor vibration detection signal to control the output signal so that the phase difference between the output signal and the detection signal is constant (optimal phase difference). A method for achieving the above has been proposed. As another method, for example, in Patent Document 3, in preparation for the case where the resonance frequency shifts, the drive frequency to be output is always swept, and the detection signal is fed back to drive only the vicinity of the frequency where high-efficiency operation is recognized. As a result, a method has been proposed in which high-efficiency driving is always attempted.

特開2008−136318号公報JP 2008-136318 A 特開2008−160913号公報JP 2008-160913 A 特開2007−336752号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2007-336752

しかしながら、特許文献2に提案されているような方法では、超音波モータへの出力信号と検出信号との間の最適な相関関係が既知でなければならず、この最適な相関関係が既知でない不明瞭な場合や、個体差が大きい場合には、使用が困難という問題が生じ得る。   However, in the method proposed in Patent Document 2, the optimum correlation between the output signal to the ultrasonic motor and the detection signal must be known, and this optimum correlation is not known. When it is clear or when individual differences are large, a problem that it is difficult to use may arise.

また、特許文献3に提案されているような方法では、超音波モータが安定環境下に置かれ、共振周波数が稀にしか変化しない場合に、駆動周波数のスイープが超音波モータの効率を多少なりとも変動させるので、定速での制御が困難となり、超音波モータ駆動の等速性や位置決め性能に悪影響を与える問題が生じ得る。   Further, in the method proposed in Patent Document 3, when the ultrasonic motor is placed in a stable environment and the resonance frequency changes rarely, the sweep of the driving frequency slightly improves the efficiency of the ultrasonic motor. Therefore, it is difficult to control at a constant speed, and there may be a problem that the constant speed of the ultrasonic motor drive and the positioning performance are adversely affected.

本発明は、上記実情に鑑み、安定して確実に動作する超音波モータの最適駆動パラメータを簡便に設定することができる、移動機構、顕微鏡、最適駆動パラメータ抽出方法、及びプログラムを提供することを目的とする。   In view of the above circumstances, the present invention provides a moving mechanism, a microscope, an optimum drive parameter extraction method, and a program capable of easily setting optimum drive parameters of an ultrasonic motor that operates stably and reliably. Objective.

上記目的を達成するため、本発明の第1の態様に係る移動機構は、固定台と、前記固定台に対して移動可能に支持された可動体と、前記固定台と前記可動体とを相対移動させる超音波モータと、前記固定台と前記可動体との相対移動量を検出する変位検出手段と、前記変位検出手段により検出された相対移動量が入力され、前記超音波モータに駆動信号を出力する制御手段と、を備え、前記制御手段は、前記超音波モータに出力する駆動信号の最適駆動パラメータを抽出する最適駆動パラメータ抽出手段を含み、前記最適駆動パラメータ抽出手段は、前記超音波モータに出力する駆動信号の駆動パラメータを設定し、当該駆動信号を前記超音波モータに出力し、当該駆動信号の出力による前記固定台と前記可動体との相対移動量を前記変位検出手段から取得する、という処理を前記駆動パラメータを変更させながら繰り返し、前記変位検出手段から取得した相対移動量に基づいて前記最適駆動パラメータを抽出し、前記最適駆動パラメータ抽出手段の動作中に前記超音波モータに出力される駆動信号は、所定数の波形数を有するバースト波形の信号である、ことを特徴とする。 In order to achieve the above object, a moving mechanism according to a first aspect of the present invention includes a fixed base, a movable body supported to be movable with respect to the fixed base, and the fixed base and the movable body relative to each other. An ultrasonic motor to be moved, a displacement detection means for detecting a relative movement amount between the fixed base and the movable body, and a relative movement amount detected by the displacement detection means are inputted, and a drive signal is sent to the ultrasonic motor. Control means for outputting, wherein the control means includes optimum drive parameter extraction means for extracting an optimum drive parameter of a drive signal to be output to the ultrasonic motor, and the optimum drive parameter extraction means is the ultrasonic motor. The drive parameter of the drive signal to be output is set, the drive signal is output to the ultrasonic motor, and the relative movement amount of the fixed base and the movable body due to the output of the drive signal is determined by the displacement detection. Obtained from unit, processing iterations while changing the drive parameters that extracts the optimum driving parameters based on the relative movement amount obtained from the displacement detector, the greater during operation of the optimum drive parameter extracting means The drive signal output to the sonic motor is a burst waveform signal having a predetermined number of waveforms .

本発明の第2の態様に係る移動機構は、上記第1の態様において、前記最適駆動パラメータ抽出手段は、設定した駆動パラメータにおける駆動信号を前記超音波モータに出力し、当該駆動信号の出力による前記固定台と前記可動体との相対移動量を前記変位検出手段から取得する、という処理を一組の駆動パラメータに対して複数回繰り返し、当該一組の駆動パラメータに対して複数回取得した相対移動量の平均値を求め、当該平均値に基づいて前記最適駆動パラメータを抽出する、ことを特徴とする。   The moving mechanism according to a second aspect of the present invention is the moving mechanism according to the first aspect, wherein the optimum drive parameter extracting means outputs a drive signal at the set drive parameter to the ultrasonic motor and outputs the drive signal. The process of acquiring the relative movement amount of the fixed base and the movable body from the displacement detection means is repeated a plurality of times for a set of drive parameters, and the relative is acquired a plurality of times for the set of drive parameters. An average value of the movement amount is obtained, and the optimum driving parameter is extracted based on the average value.

本発明の第3の態様に係る移動機構は、上記第1又は2の態様において、前記制御手段が前記超音波モータに出力する駆動信号は2つの駆動信号であり、前記駆動パラメータは前記2つの駆動信号の位相差を含み、前記最適駆動パラメータ抽出手段は、一組の駆動パラメータに対して、当該一組の駆動パラメータのままとする第1の駆動パラメータと、当該一組の駆動パラメータの中で位相差のみが180°異なる第2の駆動パラメータとを設け、設定した駆動パラメータにおける駆動信号を前記超音波モータに出力し、当該駆動信号の出力による前記固定台と前記可動体との相対移動量を前記変位検出手段から取得する、という処理を一組の駆動パラメータに係る第1の駆動パラメータに対して複数回繰り返すと共に当該一組の駆動パラメータに係る第2の駆動パラメータに対しても複数回繰り返し、前記第1の駆動パラメータに対して複数回取得した相対移動量の平均値を第1の平均値として求めると共に前記第2の駆動パラメータに対して複数回取得した相対移動量の平均値を第2の平均値として求め、前記第1の平均値と前記第2の平均値との差の絶対値を評価値として取得し、前記評価値が最大となるときの組の駆動パラメータを求める、ことを特徴とする。   In the moving mechanism according to the third aspect of the present invention, in the first or second aspect, the driving signal output from the control means to the ultrasonic motor is two driving signals, and the driving parameter is the two driving parameters. The optimum drive parameter extracting means includes a first drive parameter that remains as the set of drive parameters and a set of the drive parameters. And a second drive parameter that differs only in phase difference by 180 °, and outputs a drive signal at the set drive parameter to the ultrasonic motor, and the relative movement between the fixed base and the movable body by the output of the drive signal. The process of acquiring the amount from the displacement detection means is repeated a plurality of times for the first drive parameter relating to the set of drive parameters, and the set of drive parameters. The second driving parameter related to the first driving parameter is repeated a plurality of times, and an average value of the relative movement amounts acquired a plurality of times for the first driving parameter is obtained as a first average value, and the second driving parameter is obtained. An average value of the relative movement amounts acquired a plurality of times is obtained as a second average value, an absolute value of a difference between the first average value and the second average value is acquired as an evaluation value, and the evaluation It is characterized in that a set of driving parameters when the value becomes maximum is obtained.

本発明の第4の態様に係る移動機構は、固定台と、前記固定台に対して移動可能に支持された可動体と、前記固定台と前記可動体とを相対移動させる超音波モータと、前記超音波モータから振動状態を示す振動検出信号が入力され、前記超音波モータに駆動信号を出力する制御手段と、を備え、前記制御手段は、前記振動検出信号を検出する信号検出手段と、前記超音波モータに出力する駆動信号の最適駆動パラメータを抽出する最適駆動パラメータ抽出手段と、を含み、前記最適駆動パラメータ抽出手段は、前記超音波モータに出力する駆動信号の駆動パラメータを設定し、当該駆動信号を前記超音波モータに出力し、当該駆動信号の出力による前記超音波モータからの振動検出信号を前記信号検出手段により検出する、という処理を前記駆動パラメータを変更させながら繰り返し、前記信号検出手段により検出した振動検出信号の信号振幅に基づいて前記最適駆動パラメータを抽出する、ことを特徴とする。   A moving mechanism according to a fourth aspect of the present invention includes a fixed base, a movable body supported so as to be movable with respect to the fixed base, an ultrasonic motor that relatively moves the fixed base and the movable body, Control means for receiving a vibration detection signal indicating a vibration state from the ultrasonic motor and outputting a drive signal to the ultrasonic motor; and the control means detects the vibration detection signal; Optimal drive parameter extraction means for extracting an optimal drive parameter of the drive signal output to the ultrasonic motor, and the optimal drive parameter extraction means sets the drive parameter of the drive signal output to the ultrasonic motor, The process of outputting the drive signal to the ultrasonic motor, and detecting the vibration detection signal from the ultrasonic motor by the output of the drive signal by the signal detection unit. Repeatedly while changing the dynamic parameters, extracts the optimal driving parameter based on the signal amplitude of the detected vibration detection signal by the signal detecting means, characterized in that.

本発明の第5の態様に係る移動機構は、上記第4の態様において、前記最適駆動パラメータ抽出手段は、設定した駆動パラメータにおける駆動信号を前記超音波モータに出力し、当該駆動信号の出力による前記超音波モータからの振動検出信号を前記信号検出手段により検出する、という処理を一組の駆動パラメータに対して複数回繰り返し、当該一組の駆動パラメータに対して複数回検出した振動検出信号の信号振幅の平均値を求め、当該平均値に基づいて前記最適駆動パラメータを抽出する、ことを特徴とする。   The moving mechanism according to a fifth aspect of the present invention is the moving mechanism according to the fourth aspect, wherein the optimum drive parameter extracting means outputs a drive signal at the set drive parameter to the ultrasonic motor and outputs the drive signal. The process of detecting the vibration detection signal from the ultrasonic motor by the signal detecting means is repeated a plurality of times for a set of drive parameters, and the vibration detection signal detected a plurality of times for the set of drive parameters. An average value of the signal amplitude is obtained, and the optimum driving parameter is extracted based on the average value.

本発明の第6の態様に係る移動機構は、上記第4又は5の態様において、前記制御手段が前記超音波モータに出力する駆動信号は2つの駆動信号であり、前記駆動パラメータは前記2つの駆動信号の位相差を含み、前記最適駆動パラメータ抽出手段は、一組の駆動パラメータに対して、当該一組の駆動パラメータのままとする第1の駆動パラメータと、当該一組の駆動パラメータの中で位相差のみが180°異なる第2の駆動パラメータとを設け、設定した駆動パラメータにおける駆動信号を前記超音波モータに出力し、当該駆動信号の出力による前記超音波モータからの振動検出信号を前記信号検出手段により検出する、という処理を一組の駆動パラメータに係る第1の駆動パラメータに対して複数回繰り返すと共に当該一組の駆動パラメータに係る第2の駆動パラメータに対しても複数回繰り返し、前記第1の駆動パラメータに対して複数回検出した振動検出信号の信号振幅の平均値を第1の平均値として求めると共に前記第2の駆動パラメータに対して複数回検出した振動検出信号の信号振幅の平均値を第2の平均値として求め、前記第1の平均値と前記第2の平均値との和を評価値として取得し、前記評価値が最大となるときの組の駆動パラメータを求める、ことを特徴とする。   In the moving mechanism according to a sixth aspect of the present invention, in the fourth or fifth aspect, the drive signal output from the control means to the ultrasonic motor is two drive signals, and the drive parameter is the two drive parameters. The optimum drive parameter extracting means includes a first drive parameter that remains as the set of drive parameters and a set of the drive parameters. And a second drive parameter having a phase difference that is 180 ° different from each other, a drive signal at the set drive parameter is output to the ultrasonic motor, and a vibration detection signal from the ultrasonic motor based on the output of the drive signal is output to the ultrasonic motor. The process of detecting by the signal detection means is repeated a plurality of times for the first drive parameter relating to the set of drive parameters and the set of drive parameters. The second drive parameter related to the first drive parameter is repeated a plurality of times, and the average value of the signal amplitude of the vibration detection signal detected a plurality of times for the first drive parameter is obtained as the first average value and the second An average value of signal amplitudes of vibration detection signals detected a plurality of times for the driving parameter is obtained as a second average value, and a sum of the first average value and the second average value is obtained as an evaluation value. A set of driving parameters when the evaluation value is maximized is obtained.

本発明の第7の態様に係る移動機構は、上記第乃至6の何れか一つの態様において、前記最適駆動パラメータ抽出手段の動作中に前記超音波モータに出力される駆動信号は、所定数の波形数を有するバースト波形の信号である、ことを特徴とする。
The movement mechanism according to a seventh aspect of the present invention is the movement mechanism according to any one of the fourth to sixth aspects, wherein the drive signal output to the ultrasonic motor during the operation of the optimum drive parameter extraction means is a predetermined number. The number of waveforms is a burst waveform signal.

本発明の第8の態様に係る移動機構は、上記第3又は6の態様において、前記第1の駆動パラメータの駆動信号を前記超音波モータに出力することと、前記第2の駆動パラメータの駆動信号を前記超音波モータに出力することとが、交互に行われる、ことを特徴とする。   The moving mechanism according to an eighth aspect of the present invention is the moving mechanism according to the third or sixth aspect, wherein the driving signal of the first driving parameter is output to the ultrasonic motor, and the driving of the second driving parameter is performed. Outputting a signal to the ultrasonic motor is performed alternately.

本発明の第9の態様に係る移動機構は、上記第1乃至8の何れか一つの態様において、前記制御手段は、当該移動機構が起動された時に、前記最適駆動パラメータ抽出手段を動作させる、ことを特徴とする。   The movement mechanism according to a ninth aspect of the present invention is the movement mechanism according to any one of the first to eighth aspects, wherein the control means operates the optimum drive parameter extraction means when the movement mechanism is activated. It is characterized by that.

本発明の第10の態様に係る移動機構は、上記第1乃至9の何れか一つの態様において、前記制御手段は、前記変位検出手段から取得した相対移動量又は前記信号検出手段により検出した振動検出信号の信号振幅に基づいて前記超音波モータに出力する駆動信号の駆動パラメータが適切でないと判断したときは、前記最適駆動パラメータ抽出手段を動作させる、ことを特徴とする。   The movement mechanism according to a tenth aspect of the present invention is the movement mechanism according to any one of the first to ninth aspects, wherein the control means is the relative movement amount acquired from the displacement detection means or the vibration detected by the signal detection means. When it is determined that the drive parameter of the drive signal output to the ultrasonic motor is not appropriate based on the signal amplitude of the detection signal, the optimum drive parameter extracting means is operated.

本発明の第11の態様に係る移動機構は、上記第1乃至10の何れか一つの態様において、前記制御手段は、当該移動機構の起動後において前記最適駆動パラメータ抽出手段を複数回目に動作させる場合に、駆動パラメータの変更範囲を、前回動作時に抽出された最適駆動パラメータを含む範囲であって通常動作時における駆動パラメータの変更範囲よりも狭い範囲として、前記最適駆動パラメータ抽出手段を動作させる、ことを特徴とする。   In the movement mechanism according to an eleventh aspect of the present invention, in any one of the first to tenth aspects, the control means causes the optimum drive parameter extraction means to operate a plurality of times after the movement mechanism is activated. In this case, the drive parameter change range is a range including the optimum drive parameter extracted during the previous operation and is narrower than the drive parameter change range during the normal operation, and the optimum drive parameter extraction unit is operated. It is characterized by that.

本発明の第12の態様に係る移動機構は、上記第1乃至11の何れか一つの態様において、前記最適駆動パラメータ抽出手段の動作は、前記固定台に対する前記可動体の移動可能範囲の中の限られた範囲の位置にて行われる、ことを特徴とする。   The movement mechanism according to a twelfth aspect of the present invention is the movement mechanism according to any one of the first to eleventh aspects, wherein the operation of the optimum drive parameter extraction means is within a movable range of the movable body relative to the fixed base. It is performed in a limited range of positions.

本発明の第13の態様に係る移動機構は、上記第1乃至12の何れか一つの態様において、前記最適駆動パラメータ抽出手段の動作中において、前記変位検出手段から取得した相対移動量又は前記信号検出手段により検出した振動検出信号の信号振幅は、前記制御手段が備える記憶手段に記憶される、ことを特徴とする。   The movement mechanism according to a thirteenth aspect of the present invention is the movement mechanism according to any one of the first to twelfth aspects, wherein the relative movement amount or the signal acquired from the displacement detection means during the operation of the optimum drive parameter extraction means. The signal amplitude of the vibration detection signal detected by the detection unit is stored in a storage unit included in the control unit.

本発明の第14の態様に係る移動機構は、上記第13の態様において、前記最適駆動パラメータ抽出手段の動作中において変更対象となる駆動パラメータは2種類以上であって、前記最適駆動パラメータ抽出手段の動作中に、第1の種類の変更対象駆動パラメータのみを変更し他の種類の変更対象駆動パラメータを固定としながら処理が繰り返されたときに、前記変位検出手段から取得される相対移動量又は前記信号検出手段により検出される振動検出信号の信号振幅が最も大きくなると判断されたときの前記第1の種類の変更対象駆動パラメータは、前記他の種類の変更対象駆動パラメータと共に、前記制御手段が備える前記記憶手段に記憶される、ことを特徴とする。   The moving mechanism according to a fourteenth aspect of the present invention is the moving mechanism according to the thirteenth aspect, wherein there are two or more types of drive parameters to be changed during the operation of the optimum drive parameter extracting means, and the optimum drive parameter extracting means When the process is repeated while changing only the first type change target drive parameter and fixing the other type change target drive parameter during the operation, the relative movement amount acquired from the displacement detection unit or The first type of change target drive parameter when it is determined that the signal amplitude of the vibration detection signal detected by the signal detection unit is the largest is the control type by the control unit together with the other type of change target drive parameter. It is stored in the storage means provided.

本発明の第15の態様に係る移動機構は、上記第14の態様において、前記最適駆動パラメータ抽出手段は、変更対象となる駆動パラメータの全ての組み合わせに対して処理を繰り返した後、前記変位検出手段から取得される相対移動量又は前記信号検出手段により検出される振動検出信号の信号振幅が最も大きくなると判断したときの第2の種類の変更対象駆動パラメータに対してオフセットを加えたものを第1の最適駆動パラメータとすると共に、前記制御手段が備える前記記憶手段に記憶されている前記第1の種類の変更対象駆動パラメータの中から、前記第1の最適駆動パラメータに対応する第1の種類の変更対象駆動パラメータを選択し、当該第1の変更対象駆動パラメータに対してオフセットを加えたものを第2の最適駆動パラメータとする、ことを特徴とする。   The moving mechanism according to a fifteenth aspect of the present invention is the moving mechanism according to the fourteenth aspect, wherein the optimum drive parameter extracting means repeats the process for all combinations of drive parameters to be changed, and then detects the displacement. A second type of change target drive parameter obtained by adding an offset when it is determined that the relative movement amount acquired from the means or the signal amplitude of the vibration detection signal detected by the signal detection means is maximized. A first type corresponding to the first optimum drive parameter from among the first type of change target drive parameters stored in the storage means included in the control means. The change target drive parameter is selected and an offset is added to the first change target drive parameter to obtain the second optimum drive parameter. And over data, characterized in that.

なお、本発明は、上記移動機構に限らず、上記移動機構を備えた顕微鏡、上記移動機構における最適駆動パラメータ抽出方法、及び、上記移動機構におけるプログラムとして構成することも可能である。   The present invention is not limited to the moving mechanism, and can be configured as a microscope including the moving mechanism, an optimum driving parameter extracting method in the moving mechanism, and a program in the moving mechanism.

本発明によれば、安定して確実に動作する超音波モータの最適駆動パラメータを簡便に設定することができるので、移動機構は常に効率の良い動作を行うことができる。   According to the present invention, the optimum drive parameter of the ultrasonic motor that operates stably and reliably can be easily set, so that the moving mechanism can always perform an efficient operation.

本発明の実施例1に係る移動機構の全体構成を模式的に示す斜視図である。It is a perspective view which shows typically the whole structure of the moving mechanism which concerns on Example 1 of this invention. (a) は移動機構の一部上面図、(b) は(a) の側面図である。(a) is a partial top view of the moving mechanism, and (b) is a side view of (a). (a) は超音波モータの上面図、(b) は(a) のAA´断面図である。(a) is a top view of the ultrasonic motor, and (b) is an AA ′ cross-sectional view of (a). 駆動時において制御装置が超音波モータ(振動体)に出力する駆動信号の一例を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically an example of the drive signal which a control apparatus outputs to an ultrasonic motor (vibration body) at the time of a drive. 最適駆動パラメータ自動抽出機能に係る最上位の処理フローを示す図である。It is a figure which shows the highest level process flow which concerns on the optimal drive parameter automatic extraction function. S1の最大変位パラメータを取得する処理フローを示す図である。It is a figure which shows the processing flow which acquires the maximum displacement parameter of S1. 実施例1に係る、S14の最大変位位相差phmax(f)を取得する処理フローを示す図である。It is a figure which shows the processing flow which acquires the maximum displacement phase difference phmax (f) of S14 based on Example 1. FIG. 実施例1に係る、S24の駆動変位の評価値davを取得する処理フローを示す図である。It is a figure which shows the process flow which acquires the evaluation value dav of the drive displacement of S24 based on Example 1. FIG. 実施例2に係る、S14の最大変位位相差phmax(f)を取得する処理フローを示す図である。It is a figure which shows the processing flow which acquires the maximum displacement phase difference phmax (f) of S14 based on Example 2. FIG. 実施例2に係る、S41の検出信号振幅の評価値davを取得する処理フローを示す図である。It is a figure which shows the processing flow which acquires evaluation value dav of the detection signal amplitude of S41 based on Example 2. FIG.

以下、本発明の実施例を図面を参照しながら説明する。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

図1は、本発明の実施例1に係る移動機構の全体構成を模式的に示す斜視図である。図2(a) は、その移動機構の一部上面図、同図(b) は、同図(a) の側面図である。なお、同図(a) は、その移動機構の一部透視図を含む。   FIG. 1 is a perspective view schematically showing an overall configuration of a moving mechanism according to Embodiment 1 of the present invention. 2 (a) is a partial top view of the moving mechanism, and FIG. 2 (b) is a side view of FIG. 2 (a). FIG. 4A includes a partial perspective view of the moving mechanism.

本実施例に係る移動機構は、例えば、顕微鏡が備える電動ステージ(顕微鏡用電動ステージ)として使用される移動機構である。
図1及び図2(a),(b) に示した本実施例に係る移動機構において、固定台1上には、ボール循環式のガイドレール2a及びガイドブロック2bからなるガイド(以下「ガイド2」という)が取付けられている。ガイド2は、図2(a) に示すように2個のガイドブロック2bと1個のガイドレール2aとからなり、固定台1にはガイドレール2aが固定され、ガイドブロック2bには可動体である移動体3が固定されている。移動体3の下方には、側面部材4がガイドレール2aに平行でガイドブロック2bと接し、且つ、ガイドレール2aを間に挟んで対称な位置に2個固定されている。
The moving mechanism according to the present embodiment is, for example, a moving mechanism used as an electric stage (an electric stage for a microscope) included in a microscope.
In the moving mechanism according to the present embodiment shown in FIGS. 1 and 2 (a) and 2 (b), a guide (hereinafter referred to as "guide 2") is formed on the fixed base 1 by a ball circulation type guide rail 2a and a guide block 2b. ") Is installed. The guide 2 is composed of two guide blocks 2b and one guide rail 2a as shown in FIG. 2 (a). The guide rail 2a is fixed to the fixed base 1, and the guide block 2b is a movable body. A certain moving body 3 is fixed. Below the moving body 3, two side members 4 are fixed in parallel to the guide rail 2a, in contact with the guide block 2b, and symmetrically with the guide rail 2a interposed therebetween.

移動体3は、ガイドブロック2b及び側面部材4と一体となって固定台1に対して1軸方向に移動可能に支持されている。
側面部材4の一方には、例えばセラミックなどの硬い材料で作られた摺動部材5が設けられている。また、摺動部材5に接触、押圧するようにして超音波モータ6が固定台1に固定されている。ここで、超音波モータ6は、移動体3と固定台1とを相対移動させる例えば定在波型超音波モータ等の超音波アクチュエータであって、屈曲振動と縦振動を利用して被駆動体との接触位置に楕円振動を生じさせる直方体形状の振動子である後述の超音波振動体(以下単に「振動体」という)12を有する。
The moving body 3 is supported integrally with the guide block 2b and the side surface member 4 so as to be movable in one axial direction with respect to the fixed base 1.
One of the side members 4 is provided with a sliding member 5 made of a hard material such as ceramic. The ultrasonic motor 6 is fixed to the fixed base 1 so as to contact and press the sliding member 5. Here, the ultrasonic motor 6 is an ultrasonic actuator such as a standing wave ultrasonic motor that moves the moving body 3 and the fixed base 1 relative to each other, and uses a bending vibration and a longitudinal vibration to drive the driven body. And an ultrasonic vibration body (hereinafter simply referred to as “vibration body”) 12 which is a rectangular parallelepiped-shaped vibrator that generates elliptical vibration at the contact position.

移動体3の摺動部材5が設けられた側面のもう一方の側面には、スケール7が設けられており、そのスケール7のパターンを検出できる位置にはエンコーダ8が配置され、固定台1に固定されている。ここで、エンコーダ8は、移動体3と固定台1との相対移動量を検出して、移動体3と固定台1との相対位置関係を検出する変位センサ(変位検出手段の一例)である。   A scale 7 is provided on the other side surface of the movable body 3 where the sliding member 5 is provided, and an encoder 8 is disposed at a position where the pattern of the scale 7 can be detected. It is fixed. Here, the encoder 8 is a displacement sensor (an example of a displacement detection unit) that detects a relative movement amount between the moving body 3 and the fixed base 1 and detects a relative positional relationship between the moving body 3 and the fixed base 1. .

また、エンコーダ8から位置情報を取得し、この位置情報を基に超音波モータ6を駆動する制御装置(制御手段の一例)9が、信号線を介して、エンコーダ8及び超音波モータ6に接続されている。すなわち、制御装置9は、エンコーダ8により検出された相対移動量が入力され、超音波モータ6に駆動信号を出力する。   A control device (an example of control means) 9 that acquires position information from the encoder 8 and drives the ultrasonic motor 6 based on this position information is connected to the encoder 8 and the ultrasonic motor 6 via signal lines. Has been. That is, the control device 9 receives the relative movement amount detected by the encoder 8 and outputs a drive signal to the ultrasonic motor 6.

なお、上記構成において、ガイドブロック2bの配置間隔は、移動体3の最大移動量と同等以上であることが望ましい。このような配置間隔とすることで、移動体3が移動しても超音波モータ6の押圧位置はガイドブロック2bの配置間隔内におさめることができる。   In the above configuration, it is desirable that the arrangement interval of the guide blocks 2b is equal to or greater than the maximum movement amount of the moving body 3. By setting such an arrangement interval, the pressing position of the ultrasonic motor 6 can be kept within the arrangement interval of the guide block 2b even if the moving body 3 moves.

図3(a) は、超音波モータ6の上面図、同図(b) は、同図(a) のAA´断面図である。
同図(a),(b) に示した超音波モータ6において、保持部材11は、振動体12を固定台1に対して保持する保持機構であって、例えばアルミニウム等の金属材料で構成されている。また、保持部材11は、ワイヤ放電加工等により切り欠き穴部13を設けることによって形成された薄板ばね部14(同図(a) では斜線で示した部分)を有する。薄板ばね部14の中央にはばねとして作用しない厚肉部14aが形成されていて、厚肉部14aと振動体12とが例えばセラミック接着材等の硬度の高い接着剤で接着されている。このとき、薄板ばね部14と振動体12は平行に近接して設けられるように構成されている。また、振動体12の接着位置は、振動体12の接着面中央付近である。
3A is a top view of the ultrasonic motor 6, and FIG. 3B is a cross-sectional view taken along line AA ′ of FIG.
In the ultrasonic motor 6 shown in FIGS. 4A and 4B, the holding member 11 is a holding mechanism that holds the vibrating body 12 with respect to the fixed base 1, and is made of a metal material such as aluminum. ing. Further, the holding member 11 has a thin plate spring portion 14 (portion indicated by hatching in FIG. 1A) formed by providing a notch hole portion 13 by wire electric discharge machining or the like. A thick portion 14a that does not act as a spring is formed in the center of the thin plate spring portion 14, and the thick portion 14a and the vibrating body 12 are bonded to each other with a high hardness adhesive such as a ceramic adhesive. At this time, the thin leaf spring portion 14 and the vibrating body 12 are configured to be provided close to each other in parallel. Further, the bonding position of the vibrating body 12 is near the center of the bonding surface of the vibrating body 12.

振動体12において、保持部材11の厚肉部14aが接着された面と反対の面には駆動子である2つの突起部15(15a、15b)が設けられている。突起部15は、例えば強化繊維を含むポリアセタール等の材料、摩擦係数の比較的小さな樹脂を母材とした材料やセラミック等の材料で形成されている。保持部材11は、突起部15が2個とも摺動部材5に接する状態で、固定用ビス穴16(16a,16b)を通してビスにより固定台1に固定される。このとき、薄板ばね部14のたわみは殆ど無い状態で、移動体3側への押圧力はゼロ近傍であることが望ましい。なお、図1においては、保持部材11を固定台1に固定するための固定用ビス穴16及びビスを省略して示している。   In the vibrating body 12, two protrusions 15 (15 a and 15 b) that are driver elements are provided on the surface opposite to the surface to which the thick portion 14 a of the holding member 11 is bonded. The protrusion 15 is made of, for example, a material such as polyacetal containing reinforcing fibers, a material made of a resin having a relatively small friction coefficient, or a material such as ceramic. The holding member 11 is fixed to the fixing base 1 with screws through fixing screw holes 16 (16a, 16b) in a state where both of the protrusions 15 are in contact with the sliding member 5. At this time, it is desirable that the pressing force to the moving body 3 side is in the vicinity of zero in a state in which there is almost no deflection of the thin leaf spring portion 14. In FIG. 1, the fixing screw holes 16 and screws for fixing the holding member 11 to the fixing base 1 are omitted.

また、保持部材11にはメネジが形成されていて、詳しくは図3(b) に示したように、外周にオネジが形成されたプランジャ17をねじ込むことによって厚肉部14aを押圧できるようになっている。不図示ではあるが、プランジャ17の内部にはコイルばねが内蔵されており、先端部材17aが押し込まれることにより押圧力が発生する。このため、プランジャ17の先端部材17aの移動量に応じた押圧力が厚肉部14aに負荷される。このとき、振動体12も突起部15と共に摺動部材5に押圧される。   In addition, the holding member 11 is formed with a female screw. Specifically, as shown in FIG. 3B, the thick portion 14a can be pressed by screwing a plunger 17 having a male screw formed on the outer periphery. ing. Although not shown, a coil spring is built in the plunger 17, and a pressing force is generated when the tip member 17a is pushed. For this reason, the pressing force according to the movement amount of the tip member 17a of the plunger 17 is loaded on the thick portion 14a. At this time, the vibrating body 12 is also pressed against the sliding member 5 together with the protrusion 15.

図4は、駆動時において制御装置9が超音波モータ6(振動体12)に出力する駆動信号の一例を模式的に示す図である。
同図に示したように、振動体12は、屈曲振動用電極21(21a、21b、21c、21d)と縦振動用電極22とを有する板状圧電体が複数積層された積層型圧電体からなる。制御装置9は、周波数が等しく位相が異なる縦振動信号及び屈曲振動信号を縦振動用電極22及び屈曲振動用電極21にそれぞれ印加することによって、移動体3を移動させることができる。例えば、縦振動用電極22に正弦波信号である縦振動信号を印加し、屈曲振動用電極21に縦振動信号とは位相が90°異なる正弦波信号である屈曲振動信号を印加することによって、移動体3を移動させることができる。このとき、突起部15には、同図の矢印に示す楕円(同図点線参照)の軌跡を描くような振動が生じ、突起部15が摺動部材6と接触する際に生じる力の垂直方向成分で摩擦力を減らし、水平方向成分の力で摺動部材6(移動体3)を移動させる。なお、同図において、屈曲振動用電極21と縦振動用電極22の「+」又は「−」の符号は、当該電極部分の圧電体の分極方向を示している。
FIG. 4 is a diagram schematically illustrating an example of a drive signal output from the control device 9 to the ultrasonic motor 6 (vibrating body 12) during driving.
As shown in the figure, the vibrating body 12 is a laminated piezoelectric body in which a plurality of plate-like piezoelectric bodies each having a bending vibration electrode 21 (21a, 21b, 21c, 21d) and a longitudinal vibration electrode 22 are laminated. Become. The control device 9 can move the moving body 3 by applying a longitudinal vibration signal and a bending vibration signal having the same frequency and different phases to the longitudinal vibration electrode 22 and the bending vibration electrode 21, respectively. For example, by applying a longitudinal vibration signal which is a sine wave signal to the longitudinal vibration electrode 22 and applying a bending vibration signal which is a sine wave signal whose phase is 90 ° different from that of the longitudinal vibration signal to the bending vibration electrode 21, The moving body 3 can be moved. At this time, the projection 15 is vibrated so as to draw the locus of an ellipse (see the dotted line in the figure) indicated by the arrow in the figure, and the vertical direction of the force generated when the projection 15 contacts the sliding member 6. The frictional force is reduced by the component, and the sliding member 6 (moving body 3) is moved by the force of the horizontal component. In the figure, the sign “+” or “−” of the bending vibration electrode 21 and the longitudinal vibration electrode 22 indicates the polarization direction of the piezoelectric body of the electrode portion.

ところで、制御装置9から出力される縦振動信号及び屈曲振動信号は、その両信号の周波数、位相差、電圧(電流)、及び波形数といった駆動パラメータが設定されることによって決定される。従って、移動体3を効率良く安定して移動させるためには、その駆動パラメータとして、一定値以上の電圧及び波形数と最適な周波数及び位相差とを設定する必要がある。そのため、少なくとも最適な周波数及び位相差については既知でなければならない。仮に部品が均一で組立誤差も無いという条件の下では、最適な周波数及び位相差として、設計値や一度求めた値を用いるようにすることも考えられるが、現実には、そのような条件が成立しないのが大半である。また、最適な周波数及び位相差として、一度、値を設定した後においても、使用環境(周囲温度等)の変化や長期使用等に伴う摺動部分の磨耗等によって、最適な周波数及び位相差が変動してしまう場合もある。   By the way, the longitudinal vibration signal and the bending vibration signal output from the control device 9 are determined by setting drive parameters such as frequency, phase difference, voltage (current), and number of waveforms of both signals. Therefore, in order to move the moving body 3 efficiently and stably, it is necessary to set the voltage and the number of waveforms above a certain value and the optimum frequency and phase difference as drive parameters. Therefore, at least the optimum frequency and phase difference must be known. Under the condition that the parts are uniform and there is no assembly error, it may be possible to use the design value or the value obtained once as the optimum frequency and phase difference. Most do not hold. In addition, even after the values are set once as the optimal frequency and phase difference, the optimal frequency and phase difference may vary due to changes in the usage environment (ambient temperature, etc.) and wear of sliding parts due to long-term use, etc. It may fluctuate.

そこで、本実施例に係る移動機構は、最適な駆動パラメータ(少なくとも周波数及び位相差を含む)を自動的に抽出する機能(以下、最適駆動パラメータ自動抽出機能という)を備え、この機能により、移動機構として構成された状態で簡便に最適な駆動パラメータを取得することができるように構成されている。   Therefore, the moving mechanism according to the present embodiment has a function of automatically extracting optimum driving parameters (including at least a frequency and a phase difference) (hereinafter referred to as an optimum driving parameter automatic extracting function). It is configured so that the optimum drive parameter can be easily obtained in the state configured as a mechanism.

なお、この機能は、自動で実行させることができるし、ユーザからの指示に応じて実行させることもできる。自動で実行させる場合には、例えば、超音波モータ6に与えた信号に対する移動体3の実際の移動量をエンコーダ8からの検出信号に基づいて取得し、その移動量から、その時点に設定されている駆動パラメータが、その時点の超音波モータ6の共振周波数に対して適切でないと制御装置9により判断された場合に、その機能を自動的に実行させることができる。この場合、その判断は、例えば、取得された移動量と、対応する閾値との比較に基づいて行われる。あるいは、例えば、所定期間毎又は所定使用合計期間毎等というように時間に応じて、その機能を自動的に実行させることもできる。もしくは、当該移動機構が起動された時に、自動的に実行させることもできる。また、ユーザからの指示に応じて実行させる場合には、例えば、ユーザが制御装置9に備えられた操作部を操作したことに応じて、その機能を実行させることができる。   This function can be automatically executed or can be executed in accordance with an instruction from the user. In the case of automatic execution, for example, the actual movement amount of the moving body 3 with respect to the signal given to the ultrasonic motor 6 is acquired based on the detection signal from the encoder 8 and is set at that time from the movement amount. When the control device 9 determines that the driving parameter is not appropriate for the resonance frequency of the ultrasonic motor 6 at that time, the function can be automatically executed. In this case, the determination is made based on, for example, a comparison between the acquired movement amount and a corresponding threshold value. Alternatively, for example, the function can be automatically executed according to time such as every predetermined period or every predetermined total usage period. Alternatively, it can be automatically executed when the moving mechanism is activated. Moreover, when performing according to the instruction | indication from a user, the function can be performed according to the user operating the operation part with which the control apparatus 9 was equipped, for example.

以下、この最適駆動パラメータ自動抽出機能について、詳細に説明する。
図5は、その最適駆動パラメータ自動抽出機能に係る最上位の処理フローを示す図である。なお、この処理フローは、制御装置9が備えるCPUが、同じく制御装置9が備えるメモリ(例えばROM等の記憶手段)に記憶されている制御プログラムを読み出し実行することによって行われるものである。従って、制御装置9は、そのCPUが上記制御プログラムを読み出し実行することによって実現される手段として、上記の最適駆動パラメータ自動抽出機能に係る処理を行う最適駆動パラメータ自動抽出手段を備えているということもできる。
The optimum drive parameter automatic extraction function will be described in detail below.
FIG. 5 is a diagram showing the highest level processing flow related to the optimum drive parameter automatic extraction function. This processing flow is performed when a CPU included in the control device 9 reads and executes a control program stored in a memory (for example, a storage unit such as a ROM) that is also included in the control device 9. Accordingly, the control device 9 includes optimum drive parameter automatic extraction means for performing processing related to the optimum drive parameter automatic extraction function as means realized by the CPU reading and executing the control program. You can also.

同図に示したように、この処理フローにおいて、まず、ステップ(以下単に「S」という)1では、最大変位パラメータとして、最大評価値dmax_a(詳しくは後述)が得られたときの駆動周波数fmaxと、各駆動周波数fにおける最大評価値dmax(f)(詳しくは後述)が得られたときの駆動位相差phmax(f)を取得する。なお、このS1の詳細な処理内容については、図6を用いて後述する。   As shown in the figure, in this processing flow, first, in step (hereinafter simply referred to as “S”) 1, the drive frequency fmax when the maximum evaluation value dmax_a (described later in detail) is obtained as the maximum displacement parameter. Then, the drive phase difference phmax (f) when the maximum evaluation value dmax (f) (details will be described later) at each drive frequency f is obtained. The detailed processing content of S1 will be described later with reference to FIG.

S2では、S1で取得された駆動周波数fmaxにオフセット周波数foffsetを加え、これを最適駆動周波数fopとして設定する。ここで、S1で取得された駆動周波数fmaxにオフセット周波数foffsetを加えたものを最適駆動周波数fopとする理由は、本実施例に係る移動機構を顕微鏡用電動ステージ等の特に精密位置決めが必要とされる装置として用いる場合には、実験により、S1で取得された駆動周波数fmaxが最適駆動周波数fopであるとは言えず、その駆動周波数fmaxに例えば1kHz程度(或いは、例えば1kHz以下)のオフセット周波数foffsetを加えたものを最適駆動周波数fopとして設定することで、低電圧時や小波形数時に良好な駆動特性が得られるとの結果が得られたことに依るものである。このように、本処理フローは、精密位置決めが必要とされる装置として用いる場合を想定したものであるが、例えば、そのような精密位置決めが必要とされる装置として用いる場合を想定していないのであれば、S1で取得された駆動周波数fmaxをそのまま最適駆動周波数fopとして設定するように構成することも可能である。   In S2, the offset frequency foffset is added to the drive frequency fmax acquired in S1, and this is set as the optimum drive frequency fop. Here, the reason why the optimum drive frequency fop is obtained by adding the offset frequency foffset to the drive frequency fmax acquired in S1 is that the moving mechanism according to the present embodiment requires particularly precise positioning such as an electric stage for a microscope. When the device is used as an apparatus, the drive frequency fmax acquired in S1 cannot be said to be the optimum drive frequency fop by experiment, and the offset frequency foffset is, for example, about 1 kHz (or less than 1 kHz, for example). This is because the result of obtaining good drive characteristics when the voltage is low or when the number of small waveforms is obtained by setting the optimum drive frequency fop as a value added with the above is obtained. As described above, this processing flow is assumed to be used as a device that requires precise positioning, but for example, it is not assumed to be used as a device that requires such precise positioning. If so, the drive frequency fmax acquired in S1 can be set as the optimum drive frequency fop as it is.

なお、このS2において、オフセット周波数foffsetを加えた結果、最適駆動周波数fopが後述の探索周波数範囲内から外れてしまう場合には、オフセット周波数foffsetの加算は行わない。従って、このような場合に限り、S1で取得された駆動周波数fmaxが、そのまま最適駆動周波数fopとなる。   Note that if the optimum drive frequency fop falls outside the search frequency range described later as a result of adding the offset frequency foffset in S2, the offset frequency foffset is not added. Therefore, only in such a case, the drive frequency fmax acquired in S1 becomes the optimum drive frequency fop as it is.

S3では、S2で設定された最適駆動周波数fopに対応する駆動位相差phmax(fop)を、S1で取得された駆動位相差phmax(f)の中から選択する。
S4では、S3で選択された駆動位相差phmax(fop)にオフセット位相差phoffsetを加え、これを最適駆動位相差phopとして設定する。ここで、S3で選択された駆動位相差phmax(fop)にオフセット位相差phoffsetを加えたものを最適駆動位相差phopとする理由は、上記のS2で説明した理由と同様の理由である。従って、ここでも、例えば、精密位置決めが必要とされる装置として用いる場合を想定していないのであれば、S3で選択された駆動位相差phmax(fop)をそのまま最適駆動位相差phopとして設定するように構成することも可能である。
In S3, the drive phase difference phmax (fop) corresponding to the optimum drive frequency fop set in S2 is selected from the drive phase difference phmax (f) acquired in S1.
In S4, the offset phase difference phoffset is added to the drive phase difference phmax (fop) selected in S3, and this is set as the optimum drive phase difference phop. Here, the reason why the optimum drive phase difference phop is obtained by adding the offset phase difference phoffset to the drive phase difference phmax (fop) selected in S3 is the same reason as described in S2. Therefore, here, for example, if it is not assumed that the apparatus is used as a device that requires precise positioning, the drive phase difference phmax (fop) selected in S3 is set as the optimum drive phase difference phop as it is. It is also possible to configure.

このような図5に示した処理フローの実行により、最適な駆動パラメータとして最適駆動周波数fop及び最適駆動位相差phopが自動的に抽出、設定されるようになる。
図6は、上記S1の最大変位パラメータを取得する処理フローを示す図である。
By executing the processing flow shown in FIG. 5, the optimum drive frequency fop and the optimum drive phase difference phop are automatically extracted and set as optimum drive parameters.
FIG. 6 is a diagram showing a processing flow for obtaining the maximum displacement parameter in S1.

同図に示したように、この処理フローにおいて、まず、S11では、予め原点として定められている位置へ移動体3を移動させると共に、探索周波数範囲を規定する開始周波数fstartと終了周波数fendを設定する。   As shown in the figure, in this processing flow, first, in S11, the moving body 3 is moved to a position determined in advance as an origin, and a start frequency fstart and an end frequency fend that define a search frequency range are set. To do.

なお、このS11において、予め原点として定められている位置へ移動体3を移動させるとは、最適な駆動パラメータを取得する位置へ移動体3を移動させることと同意である。このような位置へ移動体3を移動させる理由は、突起部15と摺動部材5との接触位置によって共振周波数が異なる場合があり、そのような場合には実際の超音波モータ6の挙動が異なってくるからである。従って、このような原点への移動体3の移動は、最適な駆動パラメータの自動抽出を正確に行うために基準位置を定める動作でもある。また、最もよく使用する位置を原点とし、その原点の位置にて最適な駆動パラメータを決定するようにすることで、常に良好な動作を期待することができる。   In S11, to move the moving body 3 to a position that is determined in advance as an origin is equivalent to moving the moving body 3 to a position where an optimum drive parameter is acquired. The reason for moving the moving body 3 to such a position is that the resonance frequency may differ depending on the contact position between the protrusion 15 and the sliding member 5. In such a case, the actual behavior of the ultrasonic motor 6 may be different. Because it will be different. Accordingly, the movement of the moving body 3 to the origin is also an operation for determining a reference position in order to accurately perform automatic extraction of the optimum drive parameter. Also, by setting the most frequently used position as the origin and determining the optimum drive parameter at the position of the origin, it is possible to always expect a good operation.

また、S11において、探索周波数範囲を規定する開始周波数fstartと終了周波数fendは、経験的に決めた値でもよいし、或いは、開始周波数fstartのみを決めておいて、終了周波数fendについては、当該最適駆動パラメータ自動抽出機能に係る処理の一部における処理結果のフィードバックに基づいて決めるようにしてもよい。例えば、後述の駆動変位の評価値davを取得する処理(図7のS24)にて、大きな評価値davが得られた場合には、その評価値davが得られたときの周波数を含む周辺の周波数範囲を探索周波数範囲とすることも可能である。或いは、得られた評価値davに応じて終了周波数fendを決定するようにすることも可能である。若しくは、一定値以上の評価値davが得られた場合に、その時点で探索周波数範囲を設定するようにすることも可能である。   In S11, the start frequency fstart and the end frequency fend that define the search frequency range may be empirically determined values, or only the start frequency fstart may be determined and the optimum end frequency fend The determination may be made based on feedback of a processing result in a part of processing related to the drive parameter automatic extraction function. For example, when a large evaluation value dav is obtained in the process (S24 in FIG. 7) for obtaining an evaluation value dav of driving displacement described later, a peripheral including the frequency when the evaluation value dav is obtained is obtained. It is also possible to set the frequency range as a search frequency range. Alternatively, it is possible to determine the end frequency fend according to the obtained evaluation value dav. Alternatively, when an evaluation value dav greater than a certain value is obtained, a search frequency range can be set at that time.

S12では、S11で設定された開始周波数fstartを、駆動周波数fとして設定する。
S13では、駆動周波数fが、S11で設定された終了周波数fend以上であるか否かを判定する。ここで、その判定結果がNoの場合には、S14へ進む。
In S12, the start frequency fstart set in S11 is set as the drive frequency f.
In S13, it is determined whether or not the drive frequency f is equal to or higher than the end frequency fend set in S11. If the determination result is No, the process proceeds to S14.

S14では、駆動周波数fにおける最大変位位相差(駆動周波数fにおいて最大評価値dmax(f)が得られるときの駆動位相差)phmax(f)を取得する。なお、このS14の詳細な処理内容については、図7を用いて後述する。   In S14, the maximum displacement phase difference at the driving frequency f (the driving phase difference when the maximum evaluation value dmax (f) is obtained at the driving frequency f) phmax (f) is acquired. The detailed processing content of S14 will be described later with reference to FIG.

S15では、S14で取得された最大変位位相差phmax(f)を、制御装置9が備えるメモリ(例えばRAM等の記憶手段)に保持する。
S16では、駆動周波数fに探索ステップとなる周波数(以下「探索ステップ周波数」という)fstepを加えたものを新たな駆動周波数fとして設定する。これにより、駆動周波数fが変更される。S16の後は、S13へ戻る。
In S15, the maximum displacement phase difference phmax (f) acquired in S14 is held in a memory (for example, a storage unit such as a RAM) provided in the control device 9.
In S16, a frequency obtained by adding a frequency to be a search step (hereinafter referred to as “search step frequency”) fstep to the drive frequency f is set as a new drive frequency f. As a result, the drive frequency f is changed. After S16, the process returns to S13.

その後は、S13の判定結果がYesになるまで、すなわち、駆動周波数fが終了周波数fend以上になるまで、上述のS14乃至16の処理が繰り返し行われる。そして、そのS13の判定結果がYesになると、図6に示した当該処理フローをリターンし、最大変位パラメータとして、上記のS15により保持されている各駆動周波数fにおける最大変位位相差phmax(f)と、後述の図7のS25により保持されている最大評価値dmax_aが得られたときの駆動周波数fmaxとが返される。   Thereafter, the processes of S14 to S16 are repeatedly performed until the determination result of S13 is Yes, that is, until the drive frequency f becomes equal to or higher than the end frequency fend. When the determination result in S13 is Yes, the processing flow shown in FIG. 6 is returned, and the maximum displacement phase difference phmax (f) at each driving frequency f held in S15 is used as the maximum displacement parameter. And the driving frequency fmax when the maximum evaluation value dmax_a held in S25 of FIG. 7 described later is obtained is returned.

なお、上記のS16において、探索ステップ周波数fstepは、任意の固定値とすることも可能であるし、或いは、理論的に共振周波数に近い範囲内においては探索ステップ周波数fstepを小さくするというように、探索ステップ周波数fstepを非線形な関数とすることも可能である。また、図6に示した処理フローにおいて、はじめは探索ステップ周波数fstepを大きくして粗い探索を行い、次に、その粗い探索により最大評価値dmax_aが得られたときの駆動周波数fmaxを含む周辺の周波数範囲を、再度、探索ステップ周波数fstepを小さくして探索する、というように構成することも可能である。或いは、評価値davのフィードバックに基づいて、最大評価値dmax_aが得られるときの駆動周波数fmaxが存在すると予測される方向に向かう場合には探索ステップ周波数fstepを小さくする、というように構成することも可能である。   In S16 described above, the search step frequency fstep can be set to an arbitrary fixed value, or the search step frequency fstep is theoretically reduced within a range close to the resonance frequency. The search step frequency fstep can be a non-linear function. In the processing flow shown in FIG. 6, first, a rough search is performed by increasing the search step frequency fstep, and then a peripheral including the drive frequency fmax when the maximum evaluation value dmax_a is obtained by the rough search. It is also possible to configure such that the frequency range is searched again by reducing the search step frequency fstep. Alternatively, on the basis of feedback of the evaluation value dav, the search step frequency fstep may be reduced in the direction in which the drive frequency fmax when the maximum evaluation value dmax_a is obtained is predicted to exist. Is possible.

図7は、上記S14の最大変位位相差phmax(f)を取得する処理フローを示す図である。
同図に示したように、この処理フローにおいて、まず、S21では、探索位相差範囲を規定する開始位相差phstartと終了位相差phendを設定する。
FIG. 7 is a diagram showing a processing flow for obtaining the maximum displacement phase difference phmax (f) in S14.
As shown in the figure, in this processing flow, first, in S21, a start phase difference phstart and an end phase difference phend that define a search phase difference range are set.

なお、このS21において、上記S11における探索周波数範囲を規定する開始周波数fstartと終了周波数fendと同様に、探索位相差範囲を規定する開始位相差phstartと終了位相差phendは、経験的に決めた値でもよいし、或いは、開始位相差phstartのみを決めておいて、終了位相差phendについては、当該最適駆動パラメータ自動抽出機能に係る処理の一部における処理結果のフィードバックに基づいて決めるようにしてもよい。例えば、後述の駆動変位の評価値davを取得する処理(S24)にて、大きな評価値davが得られた場合には、その評価値davが得られたときの位相差を含む周辺の位相差範囲を探索位相差範囲とすることも可能である。或いは、得られた評価値davに応じて終了位相差phendを決定するようにすることも可能である。若しくは、一定値以上の評価値davが得られた場合に、その時点で探索位相差範囲を設定するようにすることも可能である。   In S21, the start phase difference phstart and the end phase difference phend that define the search phase difference range are empirically determined values, similar to the start frequency fstart and end frequency fend that define the search frequency range in S11. Alternatively, only the start phase difference phstart may be determined, and the end phase difference phend may be determined based on a process result feedback in a part of the process related to the optimum drive parameter automatic extraction function. Good. For example, when a large evaluation value dav is obtained in the process (S24) of obtaining an evaluation value dav of driving displacement described later, a peripheral phase difference including the phase difference when the evaluation value dav is obtained. It is also possible to set the range as a search phase difference range. Alternatively, the end phase difference phend can be determined according to the obtained evaluation value dav. Alternatively, when an evaluation value dav greater than a certain value is obtained, the search phase difference range can be set at that time.

S22では、S21で設定された開始位相差phstartを、駆動位相差phとして設定する。
S23では、駆動位相差phが、S21で設定された終了位相差phend以上であるか否かを判定する。ここで、その判定結果がNoの場合には、S24へ進む。
In S22, the start phase difference phstart set in S21 is set as the drive phase difference ph.
In S23, it is determined whether or not the drive phase difference ph is equal to or larger than the end phase difference phend set in S21. Here, if the determination result is No, the process proceeds to S24.

S24では、駆動周波数f及び駆動位相差phにおける駆動変位の評価値davを取得する。なお、このS24の詳細な処理内容については、図8を用いて後述する。
S25では、S24で取得された評価値davが、この時点までに得られている駆動周波数fにおける最大評価値dmax(f)より大きければ、そのS24で取得された評価値davを新たな駆動周波数fにおける最大評価値dmax(f)とすると共に、この時点の駆動位相差phを、この時点までにおける駆動周波数fにおける最大変位位相差phmax(f)とし、これらを制御装置9が備えるメモリ(例えばRAM等の記憶手段)に保持する。また、S24で取得された評価値davが、この時点までに得られている最大評価値dmax_aより大きければ、そのS24で取得された評価値davを新たな最大評価値dmax_aとすると共に、この時点の駆動周波数fを、この時点までにおける最大の評価値davが得られたときの駆動周波数fmaxとし、これらも制御装置9が備えるメモリ(例えばRAM等の記憶手段)に保持する。
In S24, an evaluation value dav of the drive displacement at the drive frequency f and the drive phase difference ph is acquired. The detailed processing content of S24 will be described later with reference to FIG.
In S25, if the evaluation value dav acquired in S24 is larger than the maximum evaluation value dmax (f) at the driving frequency f obtained up to this point, the evaluation value dav acquired in S24 is used as a new driving frequency. The maximum evaluation value dmax (f) at f and the driving phase difference ph at this time point are set as the maximum displacement phase difference phmax (f) at the driving frequency f up to this point, and these are stored in the memory (for example, the control device 9) (Memory means such as RAM). If the evaluation value dav acquired in S24 is larger than the maximum evaluation value dmax_a obtained up to this time, the evaluation value dav acquired in S24 is set as a new maximum evaluation value dmax_a, and at this time Is the drive frequency fmax when the maximum evaluation value dav up to this point is obtained, and these are also held in a memory (for example, storage means such as a RAM) provided in the control device 9.

S26では、駆動位相差phに探索ステップとなる位相差(以下「探索ステップ位相差」という)phstepを加えたものを新たな駆動位相差phとして設定する。これにより、駆動位相差phが変更される。S26の後は、S23へ戻る。   In S26, a value obtained by adding a phase difference (hereinafter referred to as “search step phase difference”) phstep as a search step to the drive phase difference ph is set as a new drive phase difference ph. As a result, the drive phase difference ph is changed. After S26, the process returns to S23.

その後は、S23の判定結果がYesになるまで、すなわち、駆動位相差phが終了位相差phend以上になるまで、上述のS24乃至26の処理が繰り返し行われる。そして、そのS23の判定結果がYesになると、図7に示した当該処理フローをリターンし、上記のS25によって保持されている最大変位位相差phmax(f)が返される。   Thereafter, the processes of S24 to S26 are repeated until the determination result of S23 is Yes, that is, until the drive phase difference ph is equal to or greater than the end phase difference phend. When the determination result in S23 is Yes, the process flow shown in FIG. 7 is returned, and the maximum displacement phase difference phmax (f) held in S25 is returned.

なお、上記のS26において、探索ステップ位相差phstepは、上記のS16における探索ステップ周波数fstepと同様に、任意の固定値とすることも可能であるし、或いは、理論的に共振周波数に近い範囲内においては探索ステップ位相差phstepを小さくするというように、探索ステップ位相差phstepを非線形な関数とすることも可能である。また、図7に示した処理フローにおいて、はじめは探索ステップ位相差phstepを大きくして粗い探索を行い、次に、その粗い探索により最大評価値dmax_aが得られたときの駆動位相差phmax(f)を含む周辺の位相差範囲を、再度、探索ステップ位相差phstepを小さくして探索する、というように構成することも可能である。或いは、評価値davのフィードバックに基づいて、最大評価値dmax_aが得られるときの駆動位相差が存在すると予測される方向に向かう場合には探索ステップ位相差phstepを小さくする、というように構成することも可能である。   In S26 described above, the search step phase difference phstep can be set to an arbitrary fixed value, similarly to the search step frequency fstep in S16 described above, or theoretically within a range close to the resonance frequency. In, the search step phase difference phstep can be a non-linear function, such as reducing the search step phase difference phstep. In the processing flow shown in FIG. 7, first, a rough search is performed by increasing the search step phase difference phstep, and then the drive phase difference phmax (fmax (f) when the maximum evaluation value dmax_a is obtained by the rough search. ) Including the surrounding phase difference range may be searched again by reducing the search step phase difference phstep. Alternatively, on the basis of the feedback of the evaluation value dav, the search step phase difference phstep is reduced when the driving phase difference is predicted to exist when the maximum evaluation value dmax_a is obtained. Is also possible.

図8は、上記のS24の駆動変位の評価値davを取得する処理フローを示す図である。
この処理フローでは、全ての駆動パラメータが同一であっても超音波モータ6の駆動により得られる移動体3の駆動変位が駆動毎に変動する場合が生じ得ることを想定し、そのような場合における駆動変位のばらつきを軽減するための処置として、詳しくは後述するように、第1の駆動パラメータによる駆動と第2の駆動パラメータによる駆動を交互にそれぞれ複数回行い、第1の駆動パラメータによる駆動により得られた複数の駆動変位の平均値と、第2の駆動パラメータによる駆動により得られた複数の駆動変位の平均値とに基づいて、駆動変位の評価値davを求めるようにしている。
FIG. 8 is a diagram showing a processing flow for obtaining the drive displacement evaluation value dav in S24.
In this processing flow, it is assumed that the drive displacement of the moving body 3 obtained by driving the ultrasonic motor 6 may fluctuate for each drive even if all the drive parameters are the same. As a measure for reducing variations in drive displacement, as will be described in detail later, driving by the first driving parameter and driving by the second driving parameter are alternately performed a plurality of times, and driving by the first driving parameter is performed. Based on the obtained average value of the plurality of driving displacements and the average value of the plurality of driving displacements obtained by the driving with the second driving parameter, the evaluation value dav of the driving displacement is obtained.

同図に示したように、この処理フローにおいて、まず、S31では、駆動変位の取得数navを設定する。なお、この取得数は、後述の第1の駆動パラメータによる駆動と第2の駆動パラメータによる駆動を交互にそれぞれ何回行うかを規定するものである。   As shown in the figure, in this processing flow, first, in S31, the acquisition number nav of drive displacement is set. Note that this number of acquisitions defines how many times the driving using the first driving parameter and the driving using the second driving parameter, which will be described later, are alternately performed.

S32では、回数nを1に設定する。なお、この処理は、回数nを初期化する処理である。
S33では、回数nが、S31で決定された取得数navよりも大きいか否かを判定する。ここで、その判定結果がNoの場合には、S34へ進む。
In S32, the number of times n is set to 1. This process is a process for initializing the number n.
In S33, it is determined whether the number n is larger than the acquisition number nav determined in S31. If the determination result is No, the process proceeds to S34.

S34では、第1の駆動パラメータとして、この時点での駆動周波数f及び駆動位相差phと、出力可能な最大電圧と、一定の波形数(ここでは、一例として500とする)を設定し、この設定に基づく縦振動信号及び屈曲振動信号をバースト波形として制御装置9から超音波モータ6に出力する。すなわち、周波数及び位相差を、この時点での駆動周波数f及び駆動位相差phとし、電圧を出力可能な最大電圧とし、波形数を500とする縦振動信号及び屈曲振動信号を、バースト波形として出力する。これにより、移動体3を+方向(正方向,順方向)に移動させる+方向バースト出力が行われる。なお、ここでは、電圧及び波形数を出力可能な最大電圧及び500としたが、この電圧及び波形数は、探索周波数範囲内の周波数と探索位相差範囲内の位相差との一つ以上の組み合わせにおいて、移動体3を移動可能な値であれば、何れの値を用いることも可能である。但し、この電圧及び波形数は、当該最適駆動パラメータ自動抽出機能に係る処理の実行を開始してから終了するまでの間においては一定である。   In S34, the drive frequency f and drive phase difference ph at this time, the maximum voltage that can be output, and a certain number of waveforms (here, 500 are set as an example) are set as the first drive parameters. The longitudinal vibration signal and the bending vibration signal based on the setting are output from the control device 9 to the ultrasonic motor 6 as a burst waveform. In other words, the frequency and phase difference are set to the driving frequency f and the driving phase difference ph at this point, the voltage is the maximum voltage that can be output, and the longitudinal vibration signal and bending vibration signal with 500 waveforms are output as burst waveforms. To do. Thereby, the + direction burst output which moves the mobile body 3 to + direction (forward direction, forward direction) is performed. Here, the maximum voltage and the number of waveforms that can be output are 500 and the number of waveforms and the number of waveforms are one or more combinations of a frequency within the search frequency range and a phase difference within the search phase difference range. Any value can be used as long as the movable body 3 can be moved. However, the voltage and the number of waveforms are constant from the start to the end of execution of the process related to the optimum drive parameter automatic extraction function.

S35では、エンコーダ8からの位置情報に基づいて、S34で行われた+方向バースト出力による移動体3の駆動変位dp(n)を求め、これを制御装置9が備えるメモリ(例えばRAM等の記憶手段)に保持する。なお、この駆動変位は、駆動にバースト出力を用いているため、バースト出力前のエンコーダ8からの位置情報に対する、バースト出力後であって超音波モータ6の駆動が停止し且つ移動体3の移動が停止しているときのエンコーダ8からの位置情報を制御装置9が処理することによって、求められるものである。また、ここで求められる駆動変位dp(n)は、S34で行われた+方向バースト出力による移動体3の移動方向が+方向であった場合には+の値となり、それが−方向であった場合には−の値となる。   In S35, based on the positional information from the encoder 8, the driving displacement dp (n) of the moving body 3 by the + direction burst output performed in S34 is obtained, and this is stored in a memory (for example, a memory such as a RAM) provided in the control device 9 Means). Since this driving displacement uses a burst output for driving, the driving of the ultrasonic motor 6 stops after the burst output with respect to the position information from the encoder 8 before the burst output, and the moving body 3 moves. Is obtained by the control device 9 processing the position information from the encoder 8 when is stopped. Further, the driving displacement dp (n) obtained here becomes a positive value when the moving direction of the moving body 3 by the positive direction burst output performed in S34 is a positive direction, and this is a negative direction. If it is, it becomes a negative value.

S36では、第2の駆動パラメータとして、位相差を、この時点の駆動位相差phに対して180°ずらした位相差に設定し、位相差以外を、S34で設定された第1の駆動パラメータと同一の駆動パラメータに設定し、この設定に基づく縦振動信号及び屈曲振動信号をバースト波形として制御装置9から超音波モータ6に出力する。これにより、移動体3を−方向(負方向,逆方向)に移動させる−方向バースト出力が行われる。なお、第2の駆動パラメータとして設定される位相差は、例えば、この時点の駆動位相差phが90°であった場合には、−90°(=90°−180°)となる。   In S36, as the second drive parameter, the phase difference is set to a phase difference shifted by 180 ° with respect to the drive phase difference ph at this time, and other than the phase difference is set to the first drive parameter set in S34. The same drive parameter is set, and the longitudinal vibration signal and the bending vibration signal based on this setting are output from the control device 9 to the ultrasonic motor 6 as a burst waveform. As a result, a -direction burst output for moving the moving body 3 in the -direction (negative direction, reverse direction) is performed. The phase difference set as the second drive parameter is, for example, −90 ° (= 90 ° −180 °) when the drive phase difference ph at this time is 90 °.

S37では、上記のS35と同様に、エンコーダ8からの位置情報に基づいて、S36で行われた−方向バースト出力による移動体3の駆動変位dm(n)を求め、これを制御装置9が備えるメモリ(例えばRAM等の記憶手段)に保持する。なお、ここで求められる駆動変位dm(n)は、S35と同様に、S36で行われた−方向バースト出力による移動体3の移動方向が+方向であった場合には+の値となり、それが−方向であった場合には−の値となる。   In S37, the driving displacement dm (n) of the moving body 3 based on the -direction burst output performed in S36 is obtained based on the position information from the encoder 8 as in S35 described above, and this is provided in the control device 9. It is held in a memory (for example, storage means such as a RAM). The driving displacement dm (n) obtained here becomes a positive value when the moving direction of the moving body 3 by the negative direction burst output performed in S36 is the + direction, as in S35. When is in the-direction, the value is-.

S38では、回数nに1を加えたものを新たな回数nとして設定する。
S39では、移動体3の位置が、予め原点として定められている位置に対して所定量以上(例えば、±1mm以上)ずれていた場合には、移動体3を原点に移動させる。このように、S39では、移動体3の位置による移動量の変動を抑制するために閾値を設け、移動体3の移動が原点付近のおおよそ同じ場所で行われるようにしている。
In S38, a value obtained by adding 1 to the number n is set as a new number n.
In S39, when the position of the moving body 3 is shifted by a predetermined amount or more (for example, ± 1 mm or more) with respect to the position determined as the origin in advance, the moving body 3 is moved to the origin. As described above, in S39, a threshold value is provided in order to suppress the movement amount variation due to the position of the moving body 3, and the moving body 3 is moved at approximately the same place near the origin.

S39の後は、S33へ戻る。その後は、S33の判定結果がYesになるまで、すなわち、回数nが取得数navよりも大きくなるまで、上述のS34乃至39の処理が繰り返し行われる。   After S39, the process returns to S33. Thereafter, the above-described processing of S34 to 39 is repeated until the determination result of S33 is Yes, that is, until the number n is greater than the acquisition number nav.

なお、上記のS34での+方向バースト出力による移動体3の移動方向と上記のS36での−方向バースト出力による移動体3の移動方向が逆方向になるとは限らないが、設定される第1の駆動パラメータの値が、大きな駆動変位が得られる最適駆動パラメータの値付近になると、それがおおよそ逆方向となる。このようなS34及びS36のバースト出力を交互に繰り返す理由は、実験により、超音波モータ6の駆動による移動体3の移動量を確認したところ、S34又はS36のバースト出力によるような一方向のみへの連続移動をさせた際には、突起部15と摺動部材5との摩擦状態が偏った変化をし、移動量が偏った変動をしてしまう虞があるからである。また、一方方向のみへの連続移動に対して、S34及びS36のバースト出力によるような移動を交互に繰り返した際には、移動体3の移動範囲が少なくて済むからでもある。従って、本処理フローでは、S34及びS36のバースト出力による移動を交互に繰り返すことによって、移動体3の位置による移動量の変動を抑制することができると共に、S39にて移動体3が原点に移動させられる回数を減らすことができるので処理時間の短縮を図ることもできる。   Note that the moving direction of the moving body 3 due to the + direction burst output in S34 and the moving direction of the moving body 3 due to the − direction burst output in S36 are not necessarily opposite to each other. When the value of the drive parameter is close to the value of the optimum drive parameter at which a large drive displacement is obtained, it is approximately in the opposite direction. The reason why the burst output of S34 and S36 is alternately repeated is that the amount of movement of the moving body 3 by driving the ultrasonic motor 6 is confirmed by an experiment, and only in one direction due to the burst output of S34 or S36. This is because when the continuous movement is performed, the friction state between the protrusion 15 and the sliding member 5 changes unevenly, and the movement amount may change unevenly. Further, when the movement by the burst output of S34 and S36 is alternately repeated with respect to the continuous movement only in one direction, the moving range of the moving body 3 can be reduced. Therefore, in this processing flow, by alternately repeating the movement by the burst output of S34 and S36, the fluctuation of the moving amount due to the position of the moving body 3 can be suppressed, and the moving body 3 moves to the origin in S39. Since the number of times can be reduced, the processing time can be shortened.

S33の判定において、その判定結果がYesになると、S40へ進む。
S40では、駆動変位の評価値davを算出する。具体的には、S35で保持された駆動変位dp(n)の中で駆動変位dp(1)を除く残りの駆動変位dp(n)の平均値(dp(2)〜dp(nav)の平均値)と、S37で保持された駆動変位dm(n)の中で駆動変位dm(1)を除く残りの駆動変位dm(n)の平均値(dm(2)〜dm(nav)の平均値)との差分を求め、この差分の絶対値を駆動変位の評価値davとして算出し、これを制御装置9が備えるメモリ(例えばRAM等の記憶手段)に保持する。なお、1回目に取得された駆動変位dp(1)及びdm(1)を除く理由は、第1の駆動パラメータが変更された後やバースト出力の連続動作後においては1回目に取得される駆動変位が不安定になることがあるからである。
If the determination result in step S33 is Yes, the process proceeds to step S40.
In S40, an evaluation value dav of driving displacement is calculated. Specifically, the average value of the remaining drive displacements dp (n) excluding the drive displacement dp (1) among the drive displacements dp (n) held in S35 (the average of dp (2) to dp (nav)) Value) and the average value of the remaining drive displacements dm (n) excluding the drive displacement dm (1) among the drive displacements dm (n) held in S37 (average value of dm (2) to dm (nav) The absolute value of this difference is calculated as the drive displacement evaluation value dav, and this is held in a memory (for example, storage means such as a RAM) provided in the control device 9. The reason why the drive displacements dp (1) and dm (1) acquired at the first time are excluded is that the drive acquired at the first time after the first drive parameter is changed or after continuous operation of burst output. This is because the displacement may become unstable.

S40が終了すると、図8に示した当該処理フローをリターンし、上記のS40により保持された駆動変位の評価値davが返される。
このように、本処理フローでは、S36のように、+方向バースト出力時の位相差に対し、−方向バースト出力時の位相差を、理論どおり、180°ずらすこととしている。このため、駆動パラメータによる駆動変位を評価する際には、その駆動パラメータ(第1の駆動パラメータ)の下で得られる駆動変位と、その駆動パラメータに対して位相差のみを180°ずらした駆動パラメータ(第2の駆動パラメータ)の下で得られる駆動変位とが、逆方向に大きくなる値(+方向及び−方向に大きくなる値)を、S40で算出される駆動変位の評価値davを用いて、評価することができるようにしている。なお、このような評価において、S40で算出される駆動変位の評価値davを、+方向バースト出力による駆動変位の評価値dav_pと−方向バースト出力による駆動変位の評価値dav_m等として切り分け、上位の処理フローにおいて、方向毎に駆動変位が最大となる位相差を個別に探索するように構成することも可能である。
When S40 ends, the process flow shown in FIG. 8 is returned, and the evaluation value dav of the drive displacement held by S40 is returned.
As described above, in this processing flow, as in S36, the phase difference at the time of the -direction burst output is shifted from the phase difference at the time of the -direction burst output by 180 ° as theoretically. For this reason, when evaluating the drive displacement by the drive parameter, the drive displacement obtained under the drive parameter (first drive parameter) and the drive parameter in which only the phase difference is shifted by 180 ° with respect to the drive parameter. The drive displacement obtained under (second drive parameter) is a value that increases in the opposite direction (value that increases in the + and − directions), using the drive displacement evaluation value dav calculated in S40. To be able to evaluate. In such an evaluation, the drive displacement evaluation value dav calculated in S40 is divided into the drive displacement evaluation value dav_p by the + direction burst output and the drive displacement evaluation value dav_m by the − direction burst output, and the like. In the processing flow, it is possible to individually search for the phase difference that maximizes the drive displacement for each direction.

以上のような最適駆動パラメータ自動抽出機能に係る処理の実行によって得られた最適駆動周波数fop及び最適駆動位相差phopを、駆動パラメータの周波数及び位相差として設定し、この最適駆動周波数fop及び最適駆動位相差phopを有する縦振動信号及び屈曲振動信号を超音波モータ6に出力することにより、移動体3を確実に移動させることができる。なお、得られた最適駆動周波数fop及び最適駆動位相差phopは、移動体3の移動量が略最大となる駆動パラメータであり、これらと、一定値以上の電圧と、一定数の波形数を有する、縦振動信号及び屈曲振動信号を出力することにより、移動体3を移動させることができる。ここで、移動体3の移動量や移動速度を制御する場合には、縦振動信号及び屈曲振動信号において、移動量に略比例する電圧、電流、及び波形数の一つ以上を変化させてもよいし、或いは、駆動周波数及び駆動位相差を最適駆動周波数fop及び最適駆動位相差phopから多少ずれた周波数及び位相差へ変化させるようにしてもよい。若しくは、駆動パラメータの各々を組み合わせて変化させるようにしてもよい。   The optimum drive frequency fop and the optimum drive phase difference phop obtained by executing the process related to the optimum drive parameter automatic extraction function as described above are set as the drive parameter frequency and phase difference, and this optimum drive frequency fop and optimum drive are set. By outputting the longitudinal vibration signal and the bending vibration signal having the phase difference phop to the ultrasonic motor 6, the moving body 3 can be reliably moved. The obtained optimum drive frequency fop and optimum drive phase difference phop are drive parameters that the moving amount of the moving body 3 is substantially maximized, and have a voltage equal to or greater than a certain value and a certain number of waveforms. The moving body 3 can be moved by outputting the longitudinal vibration signal and the bending vibration signal. Here, in the case of controlling the moving amount and moving speed of the moving body 3, in the longitudinal vibration signal and the bending vibration signal, one or more of the voltage, current, and number of waveforms that are substantially proportional to the moving amount may be changed. Alternatively, the drive frequency and the drive phase difference may be changed to a frequency and a phase difference slightly deviated from the optimum drive frequency fop and the optimum drive phase difference phop. Alternatively, each of the drive parameters may be changed in combination.

以上、本実施例に係る移動機構によれば、上述の最適駆動パラメータ自動抽出機能の実行により、駆動パラメータとして最適な駆動周波数及び駆動位相差を簡便に取得、設定することができる。また、この最適駆動パラメータ自動抽出機能の実行は、組立後の移動機構において行われるものであるので、超音波モータ組立時の組立誤差等の影響により共振周波数が変動してしまった場合や、超音波モータ組立後における周囲温度の変化、被駆動体との接触状態の変化、負荷の程度、及び、長期間の使用による摺動部分の磨耗等の影響によって共振周波数が変動してしまった場合等であっても、その機能の実行により、変動後の共振周波数に対応する最適な駆動周波数及び駆動位相差を簡便に取得、設定することができる。また、設定された駆動周波数及び駆動位相差に応じた縦振動信号及び屈曲振動信号を超音波モータに出力することにより、安定した駆動制御及び効率的な駆動を行うことができるので、移動機構を効率良く動作させることができる。   As described above, according to the moving mechanism according to the present embodiment, it is possible to easily obtain and set the optimum drive frequency and drive phase difference as drive parameters by executing the above-described optimum drive parameter automatic extraction function. In addition, since the optimum drive parameter automatic extraction function is executed in the moving mechanism after assembly, the resonance frequency fluctuates due to the effects of assembly errors during assembly of the ultrasonic motor, When the resonance frequency fluctuates due to changes in the ambient temperature after assembly of the sonic motor, changes in the contact state with the driven body, the degree of load, and wear of sliding parts due to long-term use, etc. Even so, by executing the function, the optimum drive frequency and drive phase difference corresponding to the changed resonance frequency can be easily obtained and set. In addition, by outputting a longitudinal vibration signal and a bending vibration signal corresponding to the set drive frequency and drive phase difference to the ultrasonic motor, stable drive control and efficient drive can be performed, so the moving mechanism can be It can be operated efficiently.

本発明の実施例2に係る移動機構は、一部の構成及び動作が、上述の実施例1に係る移動機構と異なっている。そこで、本実施例に係る移動機構の説明では、その異なる点を中心に説明する。   The moving mechanism according to the second embodiment of the present invention is partly different in configuration and operation from the moving mechanism according to the first embodiment. Therefore, in the description of the moving mechanism according to the present embodiment, the different points will be mainly described.

本実施例に係る移動機構では、振動体12を構成する複数の板状圧電体のうちの一部の板状圧電体において、縦振動用電極22を縦振動検出用電極として使用する。従って、縦振動検出用電極として使用される縦振動用電極22には、縦振動信号を印加するための信号線が接続されず、その代わりに、縦振動を検出するための信号線が制御装置9との間で接続される。また、制御装置9においては、その縦振動を検出するための信号線を介して、縦振動検出用電極として使用される縦振動用電極22からの縦振動検出信号を検出するための縦振動検出回路を更に備える。その他の構成については、実施例1に係る移動機構と同じである。   In the moving mechanism according to the present embodiment, the longitudinal vibration electrode 22 is used as the longitudinal vibration detection electrode in some of the plurality of plate-like piezoelectric bodies constituting the vibrating body 12. Therefore, a signal line for applying a longitudinal vibration signal is not connected to the longitudinal vibration electrode 22 used as the longitudinal vibration detection electrode, but instead, a signal line for detecting the longitudinal vibration is connected to the control device. 9 is connected. Further, in the control device 9, the longitudinal vibration detection for detecting the longitudinal vibration detection signal from the longitudinal vibration electrode 22 used as the longitudinal vibration detection electrode via the signal line for detecting the longitudinal vibration. A circuit is further provided. Other configurations are the same as those of the moving mechanism according to the first embodiment.

このような構成の本実施例に係る移動機構においては、最適駆動パラメータ自動抽出機能に係る処理中に取得される評価値davとして、駆動変位の評価値を取得するのではなく、縦振動検出回路により検出された縦振動検出信号の信号振幅(以下単に「検出信号振幅」という)の評価値を取得するようにしている。   In the moving mechanism according to the present embodiment having such a configuration, the longitudinal vibration detection circuit does not acquire the evaluation value of the drive displacement as the evaluation value dav acquired during the process related to the optimum drive parameter automatic extraction function. The evaluation value of the signal amplitude (hereinafter simply referred to as “detection signal amplitude”) of the longitudinal vibration detection signal detected by the above is acquired.

すなわち、本実施例に係る最適駆動パラメータ自動抽出機能に係る処理では、図7に示した最大変位位相差phmax(f)を取得する処理フローにおけるS24の駆動変位の評価値davを取得する処理が、図9に示したように、S41の検出信号振幅の評価値davを取得する処理に置き換えられる。このS41では、駆動周波数f及び駆動位相差phにおける検出信号振幅の評価値davが取得される。   That is, in the process related to the optimum drive parameter automatic extraction function according to the present embodiment, the process of acquiring the drive displacement evaluation value dav in S24 in the process flow of acquiring the maximum displacement phase difference phmax (f) shown in FIG. As shown in FIG. 9, the process is replaced with the process of obtaining the evaluation value dav of the detection signal amplitude in S41. In S41, the evaluation value dav of the detection signal amplitude at the drive frequency f and the drive phase difference ph is acquired.

図10は、このS41の検出信号振幅の評価値davを取得する処理フローを示す図である。なお、同図は、図8に示した駆動変位の評価値davを取得する処理フローに対応する図である。   FIG. 10 is a diagram showing a processing flow for obtaining the evaluation value dav of the detection signal amplitude in S41. This figure corresponds to the processing flow for obtaining the drive displacement evaluation value dav shown in FIG.

図10に示したように、この処理フローにおいて、まず、S51では、検出信号振幅の取得数navを設定する。なお、この取得数は、後述の第1の駆動パラメータによる駆動と第2の駆動パラメータによる駆動を交互にそれぞれ何回行うかを規定するものである。   As shown in FIG. 10, in this processing flow, first, in S51, a detection signal amplitude acquisition number nav is set. Note that this number of acquisitions defines how many times the driving using the first driving parameter and the driving using the second driving parameter, which will be described later, are alternately performed.

S52では、回数nを1に設定する。なお、この処理は、回数nを初期化する処理である。
S53では、回数nが、S51で決定された取得数navよりも大きいか否かを判定する。ここで、その判定結果がNoの場合には、S54へ進む。
In S52, the number of times n is set to 1. This process is a process for initializing the number n.
In S53, it is determined whether the number n is larger than the acquisition number nav determined in S51. Here, if the determination result is No, the process proceeds to S54.

S54では、第1の駆動パラメータとして、この時点での駆動周波数f及び駆動位相差phと、移動体3が移動しない程度の電圧及び波形数とを設定し、この設定に基づく縦振動信号及び屈曲振動信号をバースト波形として制御装置9から超音波モータ6に出力する。すなわち、周波数及び位相差を、この時点での駆動周波数f及び駆動位相差phとし、電圧及び波形数を、移動体3が移動しない程度の電圧及び波形数とする縦振動信号及び屈曲振動信号を、バースト波形として出力する。これにより、移動体3を+方向に移動させようとする+方向バースト出力が行われる。なお、本実施例にいても、設定される電圧及び波形数が、当該最適駆動パラメータ自動抽出機能に係る処理の実行を開始してから終了するまでの間においては一定である。   In S54, the driving frequency f and the driving phase difference ph at this time and the voltage and the number of waveforms that do not move the moving body 3 are set as the first driving parameters, and the longitudinal vibration signal and the bending based on this setting are set. The vibration signal is output as a burst waveform from the control device 9 to the ultrasonic motor 6. That is, the longitudinal vibration signal and the bending vibration signal having the frequency and the phase difference as the driving frequency f and the driving phase difference ph at this time, and the voltage and the number of waveforms as the voltage and the number of waveforms at which the moving body 3 does not move And output as a burst waveform. As a result, a + direction burst output is performed to move the moving body 3 in the + direction. Also in this embodiment, the set voltage and the number of waveforms are constant from the start to the end of the processing related to the optimum drive parameter automatic extraction function.

S55では、制御装置9が備える縦振動検出回路により、S54で行われた+方向バースト出力による縦振動検出信号を検出して、その検出信号振幅ap(n)を取得し、これを制御装置9が備えるメモリ(例えばRAM等の記憶手段)に保持する。   In S55, the vertical vibration detection circuit provided in the control device 9 detects the vertical vibration detection signal generated in the positive direction burst output performed in S54, and acquires the detected signal amplitude ap (n). Is held in a memory (for example, a storage means such as a RAM).

S56では、第2の駆動パラメータとして、位相差を、この時点の駆動位相差phに対して180°ずらした位相差に設定し、位相差以外を、S54で設定された第1の駆動パラメータと同一の駆動パラメータに設定し、この設定に基づく縦振動信号及び屈曲振動信号をバースト波形として制御装置9から超音波モータ6に出力する。これにより、移動体3を−方向に移動させようとする−方向バースト出力が行われる。   In S56, as the second drive parameter, the phase difference is set to a phase difference shifted by 180 ° with respect to the drive phase difference ph at this time point, and the phase difference other than the phase difference is set to the first drive parameter set in S54. The same drive parameter is set, and the longitudinal vibration signal and the bending vibration signal based on this setting are output from the control device 9 to the ultrasonic motor 6 as a burst waveform. As a result, a -direction burst output for moving the moving body 3 in the -direction is performed.

S57では、上記のS55と同様に、制御装置9が備える縦振動検出回路により、−方向バースト出力による縦振動検出信号を検出して、その検出信号振幅am(n)を取得し、これを制御装置9が備えるメモリ(例えばRAM等の記憶手段)に保持する。   In S57, in the same manner as in S55 described above, the longitudinal vibration detection circuit provided in the control device 9 detects the longitudinal vibration detection signal based on the negative direction burst output, acquires the detected signal amplitude am (n), and controls it. The data is held in a memory (for example, a storage unit such as a RAM) included in the device 9.

S58では、回数nに1を加えたものを新たな回数nとして設定し、S53へ戻る。
その後は、S53の判定結果がYesになるまで、すなわち、回数nが取得数navよりも大きくなるまで、上述のS54乃至58の処理が繰り返し行われる。そして、S53の判定結果がYesになると、S59へ進む。
In S58, a value obtained by adding 1 to the number n is set as a new number n, and the process returns to S53.
Thereafter, the processes of S54 to S58 described above are repeated until the determination result of S53 is Yes, that is, until the number n is greater than the acquisition number nav. If the determination result in S53 is Yes, the process proceeds to S59.

S59では、検出信号振幅の評価値davを算出する。具体的には、S55で保持された検出信号振幅ap(n)の中で検出信号振幅ap(1)を除く残りの検出信号振幅ap(n)の平均値(ap(2)〜ap(nav)の平均値)と、S57で保持された検出信号振幅am(n)の中で検出信号振幅am(1)を除く残りの検出信号振幅am(n)の平均値(am(2)〜am(nav)の平均値)との和を検出信号振幅の評価値davとして算出し、これを制御装置9が備えるメモリ(例えばRAM等の記憶手段)に保持する。なお、1回目に取得された検出信号振幅ap(1)及びam(1)を除く理由は、図8のS40と同様に、第1の駆動パラメータが変更された後やバースト出力の連続動作後においては1回目に取得される検出信号振幅が不安定になることがあるからである。   In S59, an evaluation value dav of the detection signal amplitude is calculated. Specifically, the average value (ap (2) to ap (nav) of the remaining detection signal amplitude ap (n) excluding the detection signal amplitude ap (1) among the detection signal amplitude ap (n) held in S55. ) And the average value (am (2) to am) of the remaining detection signal amplitude am (n) excluding the detection signal amplitude am (1) in the detection signal amplitude am (n) held in S57. (average value of (nav)) is calculated as an evaluation value dav of the detection signal amplitude, and this is held in a memory (for example, storage means such as a RAM) provided in the control device 9. Note that the reason for excluding the detection signal amplitudes ap (1) and am (1) acquired for the first time is the same as in S40 of FIG. 8 after the first drive parameter is changed or after continuous operation of burst output. This is because the detection signal amplitude acquired for the first time may become unstable.

S59が終了すると、図10に示した当該処理フローをリターンし、上記のS59により保持された検出信号振幅の評価値davが返される。
その他の最適駆動パラメータ自動抽出機能に係る処理については、実施例1に係る最適駆動パラメータ自動抽出機能に係る処理と同じである。
When S59 ends, the process flow shown in FIG. 10 is returned, and the evaluation value dav of the detection signal amplitude held in S59 is returned.
The other processes related to the optimum drive parameter automatic extraction function are the same as the processes related to the optimum drive parameter automatic extraction function according to the first embodiment.

なお、本実施例に係る最適駆動パラメータ自動抽出機能においては、上述のように、駆動変位の代わりに検出信号振幅を取得するようにしているので、図6に示した最大変位パラメータを取得する処理におけるS11において、移動体3を原点へ移動させる動作を省くように構成することも可能である。   In the optimum drive parameter automatic extraction function according to the present embodiment, as described above, the detection signal amplitude is obtained instead of the drive displacement, so the process of obtaining the maximum displacement parameter shown in FIG. In S11, it is possible to omit the operation of moving the moving body 3 to the origin.

また、本実施例に係る最適駆動パラメータ自動抽出機能も、実施例1に係る最適駆動パラメータ自動抽出機能と同様に、自動で実行させることができるし、ユーザからの指示に応じて実行させることもできる。但し、自動で実行させる場合には、例えば、更に、制御装置9が備える縦振動検出回路により検出された縦振動検出信号の信号振幅から、その時点に設定されている駆動パラメータが、その時点の超音波モータ6の共振周波数に対して適切でないと制御装置9により判断された場合に、その機能を自動的に実行させることもできる。この場合、その判断は、例えば、検出された縦振動検出信号の信号振幅と、対応する閾値との比較に基づいて行われる。   Also, the optimum drive parameter automatic extraction function according to the present embodiment can be automatically executed in the same manner as the optimum drive parameter automatic extraction function according to the first embodiment, or can be executed in response to an instruction from the user. it can. However, in the case of automatic execution, for example, from the signal amplitude of the longitudinal vibration detection signal detected by the longitudinal vibration detection circuit provided in the control device 9, the drive parameter set at that time is If the control device 9 determines that the resonance frequency of the ultrasonic motor 6 is not appropriate, the function can be automatically executed. In this case, the determination is made based on, for example, a comparison between the detected signal amplitude of the longitudinal vibration detection signal and a corresponding threshold value.

以上、本実施例に係る移動機構によれば、実施例1に係る移動機構と同様の効果が得られることに加え、駆動変位を取得する代わりに検出信号振幅を取得するようにしたので、最適駆動パラメータ自動抽出機能に係る処理の実行中に、移動体3が往復移動することなく、また、原点への移動体3の移動も省くことができるので、処理時間の短縮を図ることができる。   As described above, according to the moving mechanism according to the present embodiment, in addition to obtaining the same effect as the moving mechanism according to the first embodiment, the detection signal amplitude is obtained instead of obtaining the drive displacement. During the execution of the process related to the drive parameter automatic extraction function, the moving body 3 does not reciprocate and the movement of the moving body 3 to the origin can be omitted, so that the processing time can be shortened.

なお、本実施例に係る移動機構では、振動体12における一部の板状圧電体の縦振動用電極22を縦振動検出用電極として使用し、縦振動検出信号の信号振幅を取得して処理を行うものであったが、これの代わりに、振動体12における一部の板状圧電体の屈曲振動用電極21を屈曲振動検出用電極として使用し、屈曲振動検出信号の信号振幅を取得して同様にして処理を行うように構成することも可能である。或いは、その両方を組み合わせて、縦振動検出信号と屈曲振動検出信号の両方の信号振幅を取得して同様にして処理を行うように構成することも可能である。   In the moving mechanism according to the present embodiment, the longitudinal vibration electrode 22 of a part of the plate-like piezoelectric body in the vibration body 12 is used as the longitudinal vibration detection electrode, and the signal amplitude of the longitudinal vibration detection signal is acquired and processed. However, instead of this, the bending vibration electrode 21 of a part of the plate-like piezoelectric body in the vibrating body 12 is used as the bending vibration detection electrode, and the signal amplitude of the bending vibration detection signal is acquired. It is also possible to configure so that processing is performed in the same manner. Alternatively, it is possible to combine both of them to acquire the signal amplitudes of both the longitudinal vibration detection signal and the bending vibration detection signal and perform the same processing.

また、本実施形態に係る移動機構において、最適駆動パラメータ自動抽出機能に係る処理では、バースト出力による駆動を行って検出信号振幅を取得するという動作を繰り返して処理を行っていたが、単に連続駆動を行って、その連続駆動中に駆動パラメータを順次変化させて、その都度、検出信号振幅を取得して同様にして処理を行うように構成することも可能である。   Further, in the movement mechanism according to the present embodiment, in the process related to the optimum drive parameter automatic extraction function, the process of repeating the operation of acquiring the detection signal amplitude by performing the drive by the burst output is performed, but the continuous drive is simply performed. It is also possible to change the drive parameters sequentially during the continuous drive, acquire the detection signal amplitude each time, and perform the same processing.

また、本実施形態に係る移動機構において、最適駆動パラメータ自動抽出機能に係る処理では、+方向バースト出力による駆動を行って検出信号振幅を取得し、−方向バースト出力による駆動を行って検出信号振幅を取得するという動作を繰り返して処理を行っていたが、+方向バースト出力又は−方向バースト出力の何れか一方のバースト出力のみによる駆動を行って検出信号振幅を取得するという動作を繰り返して同様にして処理を行うように構成することも可能である。   In the movement mechanism according to the present embodiment, in the process related to the optimum drive parameter automatic extraction function, the detection signal amplitude is obtained by driving by the + direction burst output, and the detection signal amplitude is obtained by driving by the − direction burst output. The process of acquiring the detection signal amplitude is performed in the same manner, but the operation of acquiring only the detection signal amplitude by driving only the burst output of either the + direction burst output or the − direction burst output is performed in the same manner. It is also possible to configure to perform processing.

以上、実施例1及び2に係る移動機構について説明したが、各実施例に係る移動機構では、当該移動機構の起動後において最適駆動パラメータ自動抽出機能に係る処理を複数回目に行う場合に、前回に最適駆動パラメータとして取得された最適駆動周波数及び最適駆動位相差、すなわち、この時点で最適駆動パラメータとして設定されている最適駆動周波数及び最適駆動位相差を用いて、探索周波数範囲及び探索位相差範囲を決定するようにすることも可能である。この場合には、探索周波数範囲を、この時点で設定されている最適駆動周波数を含む範囲であって通常時の探索周波数範囲よりも狭い範囲とすることができ、同様に、探索位相差範囲を、この時点で設定されている最適駆動位相差を含む範囲であって通常時の探索位相差範囲よりも狭い範囲とすることができる。これにより、2回目以降の最適駆動パラメータ自動抽出機能に係る処理では、探索範囲が狭くなるので、処理時間の短縮を図ることができる。なお、このような処理が可能になる理由は、前回の最適駆動パラメータ自動抽出機能に係る処理の実行により最適駆動パラメータとして取得された最適駆動周波数及び最適駆動位相差は、その後、大きく変化することがないからである。   As described above, the movement mechanism according to the first and second embodiments has been described. However, in the movement mechanism according to each embodiment, when the process related to the optimum drive parameter automatic extraction function is performed a plurality of times after the movement mechanism is activated, The optimum drive frequency and optimum drive phase difference acquired as the optimum drive parameter for the search frequency range, that is, the optimum drive frequency and optimum drive phase difference set as the optimum drive parameter at this time, and the search frequency range and the search phase difference range. It is also possible to determine. In this case, the search frequency range can be set to a range including the optimum drive frequency set at this time and narrower than the normal search frequency range. The range including the optimum drive phase difference set at this time can be set to a range narrower than the normal search phase difference range. As a result, in the process related to the optimum driving parameter automatic extraction function for the second and subsequent times, the search range is narrowed, so that the processing time can be shortened. The reason why such processing is possible is that the optimum drive frequency and optimum drive phase difference acquired as the optimum drive parameters by the execution of the process related to the previous optimum drive parameter automatic extraction function change greatly thereafter. Because there is no.

また、各実施例に係る移動機構においては、他の実施例に係る移動機構の構成及び動作を組み合わせて構成することも可能である。例えば、移動機構の起動直後に最適駆動パラメータ自動抽出機能に係る処理を行う場合には、実施例1に係る最適駆動パラメータ自動抽出機能に係る処理を実行し、ユーザが移動機構を使用中であって、一時的に、超音波モータ6の駆動を停止している時であって且つ移動体3が停止している時に、最適駆動パラメータ自動抽出機能に係る処理を実行する場合には、実施例2に係る最適駆動パラメータ自動抽出機能に係る処理を実行するように構成することも可能である。これにより、ユーザが移動機構を使用中に実行される最適駆動パラメータ自動抽出機能に係る処理では、移動機構の起動直後に実行される最適駆動パラメータ自動抽出機能に係る処理よりも、処理時間を短くすることができるので、ユーザの作業が中断される時間をより短くすることができる。   Moreover, in the moving mechanism which concerns on each Example, it is also possible to comprise combining the structure and operation | movement of the moving mechanism which concerns on another Example. For example, when the process related to the optimum drive parameter automatic extraction function is performed immediately after the movement mechanism is activated, the process related to the optimum drive parameter automatic extraction function according to the first embodiment is executed, and the user is using the movement mechanism. In the case where the processing related to the optimum drive parameter automatic extraction function is executed when the driving of the ultrasonic motor 6 is temporarily stopped and the moving body 3 is stopped, It is also possible to configure so as to execute the processing related to the optimum drive parameter automatic extraction function according to No. 2. As a result, in the process related to the optimum drive parameter automatic extraction function executed while the user is using the movement mechanism, the processing time is shorter than the process related to the optimum drive parameter automatic extraction function executed immediately after the movement mechanism is activated. Therefore, the time during which the user's work is interrupted can be shortened.

また、各実施例に係る移動機構において、最適駆動パラメータ自動抽出機能に係る処理では、最適駆動パラメータとして、最適駆動周波数及び最適駆動位相差を取得するものであったが、更に、電圧や電流、波形数の最適な値を取得するように構成することも可能である。   Further, in the movement mechanism according to each embodiment, in the process related to the optimum drive parameter automatic extraction function, the optimum drive frequency and the optimum drive phase difference are acquired as the optimum drive parameters. It is also possible to configure so as to obtain the optimum value of the number of waveforms.

また、各実施例に係る移動機構において、制御装置9は、制御プログラムの実行によって移動機構全体の動作制御を司るCPU、このCPUが必要に応じてワークメモリとして使用するメインメモリ、マウスやキーボード等といったユーザからの各種の指示を取得するための入力部、超音波モータ6やエンコーダ8との間で信号の送受を管理するインタフェースユニット、及び各種のプログラムやデータを記憶しておく例えばハードディスク装置などの補助記憶装置を有する、ごく標準的な構成のコンピュータによって構成することもできる。この場合、最適駆動パラメータ自動抽出機能に係る処理をコンピュータのCPUに行わせるための制御プログラムを作成してコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録させておき、そのプログラムを記録媒体からコンピュータに読み込ませてCPUで実行させるようにすることも可能である。記録させた制御プログラムをコンピュータで読み取ることの可能な記録媒体としては、例えば、コンピュータに内蔵若しくは外付けの付属装置として備えられるROMやハードディスク装置などの記憶装置、コンピュータに備えられる媒体駆動装置へ挿入することによって記録された制御プログラムを読み出すことのできるフレキシブルディスク、MO(光磁気ディスク)、CD−ROM、DVD−ROMなどといった携帯可能記録媒体等が利用できる。また、記録媒体は通信回線を介してコンピュータと接続される、プログラムサーバとして機能するコンピュータシステムが備えている記憶装置であってもよい。この場合には、制御プログラムを表現するデータ信号で搬送波を変調して得られる伝送信号を、プログラムサーバから伝送媒体である通信回線を通じてコンピュータへ伝送するようにし、コンピュータでは受信した伝送信号を復調して制御プログラムを再生することでこの制御プログラムをコンピュータのCPUで実行できるようになる。   In the moving mechanism according to each embodiment, the control device 9 includes a CPU that controls the operation of the entire moving mechanism by executing a control program, a main memory that the CPU uses as a work memory as necessary, a mouse, a keyboard, and the like. An input unit for acquiring various instructions from the user, an interface unit for managing transmission and reception of signals with the ultrasonic motor 6 and the encoder 8, and a hard disk device for storing various programs and data, for example It can also be configured by a computer with a very standard configuration having the auxiliary storage device. In this case, a control program for causing the CPU of the computer to perform processing related to the optimum drive parameter automatic extraction function is created and recorded on a computer-readable recording medium, and the program is read from the recording medium to the computer. It is also possible to execute it by the CPU. As a recording medium from which the recorded control program can be read by a computer, for example, a storage device such as a ROM or a hard disk device provided as an internal or external accessory device in the computer, or a medium driving device provided in the computer is inserted. A portable recording medium such as a flexible disk, MO (magneto-optical disk), CD-ROM, DVD-ROM, or the like from which the control program recorded can be read out can be used. Further, the recording medium may be a storage device provided in a computer system functioning as a program server connected to a computer via a communication line. In this case, a transmission signal obtained by modulating a carrier wave with a data signal representing a control program is transmitted from the program server to a computer through a communication line as a transmission medium, and the computer demodulates the received transmission signal. By replaying the control program, the control program can be executed by the CPU of the computer.

以上、本発明について詳細に説明したが、本発明は上記実施例に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、各種の改良及び変更を行っても良いのはもちろんである。   The present invention has been described in detail above. However, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications and changes may be made without departing from the scope of the present invention.

1 固定台
2 ガイド
3 移動体
4 側面部材
5 摺動部材
6 超音波モータ
7 スケール
8 エンコーダ
9 制御装置
11 保持部材
12 振動体
13 切り欠き穴部
14 薄板ばね部
15 突起部
16 固定用ビス穴
17 プランジャ
21 屈曲振動用電極
22 縦振動用電極
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Fixing base 2 Guide 3 Moving body 4 Side member 5 Sliding member 6 Ultrasonic motor 7 Scale 8 Encoder 9 Control device 11 Holding member 12 Vibrating body 13 Notch hole portion 14 Thin plate spring portion 15 Protrusion portion 16 Fixing screw hole 17 Plunger 21 Bending vibration electrode 22 Longitudinal vibration electrode

Claims (20)

固定台と、
前記固定台に対して移動可能に支持された可動体と、
前記固定台と前記可動体とを相対移動させる超音波モータと、
前記固定台と前記可動体との相対移動量を検出する変位検出手段と、
前記変位検出手段により検出された相対移動量が入力され、前記超音波モータに駆動信号を出力する制御手段と、
を備え、
前記制御手段は、前記超音波モータに出力する駆動信号の最適駆動パラメータを抽出する最適駆動パラメータ抽出手段を含み、
前記最適駆動パラメータ抽出手段は、前記超音波モータに出力する駆動信号の駆動パラメータを設定し、当該駆動信号を前記超音波モータに出力し、当該駆動信号の出力による前記固定台と前記可動体との相対移動量を前記変位検出手段から取得する、という処理を前記駆動パラメータを変更させながら繰り返し、前記変位検出手段から取得した相対移動量に基づいて前記最適駆動パラメータを抽出
前記最適駆動パラメータ抽出手段の動作中に前記超音波モータに出力される駆動信号は、所定数の波形数を有するバースト波形の信号である、
ことを特徴とする移動機構。
A fixed base;
A movable body supported to be movable with respect to the fixed base;
An ultrasonic motor for relatively moving the fixed base and the movable body;
Displacement detecting means for detecting a relative movement amount between the fixed base and the movable body;
Control means for inputting a relative movement amount detected by the displacement detection means and outputting a drive signal to the ultrasonic motor;
With
The control means includes optimum drive parameter extraction means for extracting an optimum drive parameter of a drive signal output to the ultrasonic motor,
The optimum drive parameter extracting means sets a drive parameter of a drive signal output to the ultrasonic motor, outputs the drive signal to the ultrasonic motor, and outputs the drive signal to the fixed base and the movable body. of the relative movement amount obtained from the displacement detector, processing iterations while changing the drive parameters that extracts the optimum driving parameters based on the relative movement amount obtained from the displacement detector,
The drive signal output to the ultrasonic motor during the operation of the optimum drive parameter extraction means is a burst waveform signal having a predetermined number of waveforms.
A moving mechanism characterized by that.
前記最適駆動パラメータ抽出手段は、設定した駆動パラメータにおける駆動信号を前記超音波モータに出力し、当該駆動信号の出力による前記固定台と前記可動体との相対移動量を前記変位検出手段から取得する、という処理を一組の駆動パラメータに対して複数回繰り返し、当該一組の駆動パラメータに対して複数回取得した相対移動量の平均値を求め、当該平均値に基づいて前記最適駆動パラメータを抽出する、
ことを特徴とする請求項1記載の移動機構。
The optimum drive parameter extraction unit outputs a drive signal at the set drive parameter to the ultrasonic motor, and acquires a relative movement amount between the fixed base and the movable body from the displacement detection unit based on the output of the drive signal. The process is repeated a plurality of times for a set of drive parameters, an average value of relative movement amounts acquired a plurality of times for the set of drive parameters is obtained, and the optimum drive parameter is extracted based on the average value. To
The moving mechanism according to claim 1.
前記制御手段が前記超音波モータに出力する駆動信号は2つの駆動信号であり、
前記駆動パラメータは前記2つの駆動信号の位相差を含み、
前記最適駆動パラメータ抽出手段は、
一組の駆動パラメータに対して、当該一組の駆動パラメータのままとする第1の駆動パラメータと、当該一組の駆動パラメータの中で位相差のみが180°異なる第2の駆動パラメータとを設け、
設定した駆動パラメータにおける駆動信号を前記超音波モータに出力し、当該駆動信号の出力による前記固定台と前記可動体との相対移動量を前記変位検出手段から取得する、という処理を一組の駆動パラメータに係る第1の駆動パラメータに対して複数回繰り返すと共に当該一組の駆動パラメータに係る第2の駆動パラメータに対しても複数回繰り返し、前記第1の駆動パラメータに対して複数回取得した相対移動量の平均値を第1の平均値として求めると共に前記第2の駆動パラメータに対して複数回取得した相対移動量の平均値を第2の平均値として求め、前記第1の平均値と前記第2の平均値との差の絶対値を評価値として取得し、
前記評価値が最大となるときの組の駆動パラメータを求める、
ことを特徴とする請求項1又は2記載の移動機構。
The drive signal that the control means outputs to the ultrasonic motor is two drive signals,
The drive parameter includes a phase difference between the two drive signals,
The optimum driving parameter extracting means includes
For a set of drive parameters, a first drive parameter that remains as the set of drive parameters and a second drive parameter that differs in phase difference by 180 ° in the set of drive parameters are provided. ,
A set of driving processes for outputting a driving signal at the set driving parameter to the ultrasonic motor and obtaining a relative movement amount between the fixed base and the movable body from the displacement detecting means by the output of the driving signal. Relative multiple times for the first drive parameter and the second drive parameter for the set of drive parameters and multiple times for the first drive parameter. An average value of movement amounts is obtained as a first average value, an average value of relative movement amounts obtained a plurality of times for the second drive parameter is obtained as a second average value, and the first average value and the Obtain the absolute value of the difference from the second average value as the evaluation value,
Obtaining a set of driving parameters when the evaluation value is maximized;
The moving mechanism according to claim 1 or 2, wherein
固定台と、
前記固定台に対して移動可能に支持された可動体と、
前記固定台と前記可動体とを相対移動させる超音波モータと、
前記超音波モータから振動状態を示す振動検出信号が入力され、前記超音波モータに駆動信号を出力する制御手段と、
を備え、
前記制御手段は、
前記振動検出信号を検出する信号検出手段と、
前記超音波モータに出力する駆動信号の最適駆動パラメータを抽出する最適駆動パラメータ抽出手段と、
を含み、
前記最適駆動パラメータ抽出手段は、前記超音波モータに出力する駆動信号の駆動パラメータを設定し、当該駆動信号を前記超音波モータに出力し、当該駆動信号の出力による前記超音波モータからの振動検出信号を前記信号検出手段により検出する、という処理を前記駆動パラメータを変更させながら繰り返し、前記信号検出手段により検出した振動検出信号の信号振幅に基づいて前記最適駆動パラメータを抽出する、
ことを特徴とする移動機構。
A fixed base;
A movable body supported to be movable with respect to the fixed base;
An ultrasonic motor for relatively moving the fixed base and the movable body;
Control means for receiving a vibration detection signal indicating a vibration state from the ultrasonic motor and outputting a drive signal to the ultrasonic motor;
With
The control means includes
Signal detection means for detecting the vibration detection signal;
An optimum drive parameter extracting means for extracting an optimum drive parameter of a drive signal output to the ultrasonic motor;
Including
The optimum drive parameter extraction unit sets a drive parameter of a drive signal output to the ultrasonic motor, outputs the drive signal to the ultrasonic motor, and detects vibration from the ultrasonic motor based on the output of the drive signal. The process of detecting a signal by the signal detection unit is repeated while changing the drive parameter, and the optimum drive parameter is extracted based on the signal amplitude of the vibration detection signal detected by the signal detection unit.
A moving mechanism characterized by that.
前記最適駆動パラメータ抽出手段は、設定した駆動パラメータにおける駆動信号を前記超音波モータに出力し、当該駆動信号の出力による前記超音波モータからの振動検出信号を前記信号検出手段により検出する、という処理を一組の駆動パラメータに対して複数回繰り返し、当該一組の駆動パラメータに対して複数回検出した振動検出信号の信号振幅の平均値を求め、当該平均値に基づいて前記最適駆動パラメータを抽出する、
ことを特徴とする請求項4記載の移動機構。
The optimum drive parameter extraction means outputs a drive signal at the set drive parameter to the ultrasonic motor, and detects the vibration detection signal from the ultrasonic motor by the output of the drive signal by the signal detection means. Is repeated a plurality of times for a set of drive parameters, an average value of signal amplitudes of vibration detection signals detected a plurality of times for the set of drive parameters is obtained, and the optimum drive parameters are extracted based on the average value. To
The moving mechanism according to claim 4.
前記制御手段が前記超音波モータに出力する駆動信号は2つの駆動信号であり、
前記駆動パラメータは前記2つの駆動信号の位相差を含み、
前記最適駆動パラメータ抽出手段は、
一組の駆動パラメータに対して、当該一組の駆動パラメータのままとする第1の駆動パラメータと、当該一組の駆動パラメータの中で位相差のみが180°異なる第2の駆動パラメータとを設け、
設定した駆動パラメータにおける駆動信号を前記超音波モータに出力し、当該駆動信号の出力による前記超音波モータからの振動検出信号を前記信号検出手段により検出する、という処理を一組の駆動パラメータに係る第1の駆動パラメータに対して複数回繰り返すと共に当該一組の駆動パラメータに係る第2の駆動パラメータに対しても複数回繰り返し、前記第1の駆動パラメータに対して複数回検出した振動検出信号の信号振幅の平均値を第1の平均値として求めると共に前記第2の駆動パラメータに対して複数回検出した振動検出信号の信号振幅の平均値を第2の平均値として求め、前記第1の平均値と前記第2の平均値との和を評価値として取得し、
前記評価値が最大となるときの組の駆動パラメータを求める、
ことを特徴とする請求項4又は5記載の移動機構。
The drive signal that the control means outputs to the ultrasonic motor is two drive signals,
The drive parameter includes a phase difference between the two drive signals,
The optimum driving parameter extracting means includes
For a set of drive parameters, a first drive parameter that remains as the set of drive parameters and a second drive parameter that differs in phase difference by 180 ° in the set of drive parameters are provided. ,
A process of outputting a drive signal in the set drive parameter to the ultrasonic motor and detecting a vibration detection signal from the ultrasonic motor by the output of the drive signal by the signal detection unit relates to a set of drive parameters. Repeating a plurality of times for the first driving parameter and a plurality of times for the second driving parameter of the set of driving parameters, the vibration detection signal detected a plurality of times for the first driving parameter. An average value of the signal amplitude is obtained as the first average value, and an average value of the signal amplitude of the vibration detection signal detected a plurality of times with respect to the second drive parameter is obtained as the second average value, and the first average value is obtained. A sum of the value and the second average value is obtained as an evaluation value;
Obtaining a set of driving parameters when the evaluation value is maximized;
The moving mechanism according to claim 4 or 5, wherein
前記最適駆動パラメータ抽出手段の動作中に前記超音波モータに出力される駆動信号は、所定数の波形数を有するバースト波形の信号である、
ことを特徴とする請求項乃至6の何れか一項に記載の移動機構。
The drive signal output to the ultrasonic motor during the operation of the optimum drive parameter extraction means is a burst waveform signal having a predetermined number of waveforms.
The moving mechanism according to any one of claims 4 to 6, wherein
前記第1の駆動パラメータの駆動信号を前記超音波モータに出力することと、前記第2の駆動パラメータの駆動信号を前記超音波モータに出力することとが、交互に行われる、
ことを特徴とする請求項3又は6記載の移動機構。
Outputting the drive signal of the first drive parameter to the ultrasonic motor and outputting the drive signal of the second drive parameter to the ultrasonic motor are alternately performed.
The moving mechanism according to claim 3 or 6, characterized in that
前記制御手段は、当該移動機構が起動された時に、前記最適駆動パラメータ抽出手段を動作させる、
ことを特徴とする請求項1乃至8の何れか一項に記載の移動機構。
The control means operates the optimum drive parameter extraction means when the moving mechanism is activated.
The moving mechanism according to any one of claims 1 to 8, wherein:
前記制御手段は、前記変位検出手段から取得した相対移動量又は前記信号検出手段により検出した振動検出信号の信号振幅に基づいて前記超音波モータに出力する駆動信号の駆動パラメータが適切でないと判断したときは、前記最適駆動パラメータ抽出手段を動作させる、
ことを特徴とする請求項1乃至9の何れか一項に記載の移動機構。
The control means determines that the drive parameter of the drive signal output to the ultrasonic motor is not appropriate based on the relative movement amount acquired from the displacement detection means or the signal amplitude of the vibration detection signal detected by the signal detection means. When operating the optimum drive parameter extraction means,
The moving mechanism according to any one of claims 1 to 9, wherein:
前記制御手段は、当該移動機構の起動後において前記最適駆動パラメータ抽出手段を複数回目に動作させる場合に、駆動パラメータの変更範囲を、前回動作時に抽出された最適駆動パラメータを含む範囲であって通常動作時における駆動パラメータの変更範囲よりも狭い範囲として、前記最適駆動パラメータ抽出手段を動作させる、
ことを特徴とする請求項1乃至10の何れか一項に記載の移動機構。
The control means, when the optimum drive parameter extracting means is operated a plurality of times after the movement mechanism is activated, the change range of the drive parameter is a range including the optimum drive parameter extracted at the previous operation, Operating the optimum drive parameter extraction means as a range narrower than the drive parameter change range during operation;
The moving mechanism according to any one of claims 1 to 10, wherein
前記最適駆動パラメータ抽出手段の動作は、前記固定台に対する前記可動体の移動可能範囲の中の限られた範囲の位置にて行われる、
ことを特徴とする請求項1乃至11の何れか一項に記載の移動機構。
The operation of the optimum drive parameter extraction means is performed at a limited range of positions within the movable range of the movable body with respect to the fixed base.
The moving mechanism according to any one of claims 1 to 11, wherein:
前記最適駆動パラメータ抽出手段の動作中において、前記変位検出手段から取得した相対移動量又は前記信号検出手段により検出した振動検出信号の信号振幅は、前記制御手段が備える記憶手段に記憶される、
ことを特徴とする請求項1乃至12の何れか一項に記載の移動機構。
During the operation of the optimum drive parameter extraction unit, the relative movement amount acquired from the displacement detection unit or the signal amplitude of the vibration detection signal detected by the signal detection unit is stored in a storage unit included in the control unit.
The moving mechanism according to any one of claims 1 to 12, wherein
前記最適駆動パラメータ抽出手段の動作中において変更対象となる駆動パラメータは2種類以上であって、
前記最適駆動パラメータ抽出手段の動作中に、第1の種類の変更対象駆動パラメータのみを変更し他の種類の変更対象駆動パラメータを固定としながら処理が繰り返されたときに、前記変位検出手段から取得される相対移動量又は前記信号検出手段により検出される振動検出信号の信号振幅が最も大きくなると判断されたときの前記第1の種類の変更対象駆動パラメータは、前記他の種類の変更対象駆動パラメータと共に、前記制御手段が備える前記記憶手段に記憶される、
ことを特徴とする請求項13記載の移動機構。
There are two or more driving parameters to be changed during the operation of the optimum driving parameter extracting means,
Acquired from the displacement detection means when the process is repeated while only the first type change target drive parameter is changed and the other type change target drive parameter is fixed during the operation of the optimum drive parameter extraction means. The first type of change target drive parameter when it is determined that the relative movement amount or the signal amplitude of the vibration detection signal detected by the signal detection unit is the largest is the other type of change target drive parameter. And stored in the storage means included in the control means,
The moving mechanism according to claim 13.
前記最適駆動パラメータ抽出手段は、変更対象となる駆動パラメータの全ての組み合わせに対して処理を繰り返した後、前記変位検出手段から取得される相対移動量又は前記信号検出手段により検出される振動検出信号の信号振幅が最も大きくなると判断したときの第2の種類の変更対象駆動パラメータに対してオフセットを加えたものを第1の最適駆動パラメータとすると共に、前記制御手段が備える前記記憶手段に記憶されている前記第1の種類の変更対象駆動パラメータの中から、前記第1の最適駆動パラメータに対応する第
1の種類の変更対象駆動パラメータを選択し、当該第1の変更対象駆動パラメータに対してオフセットを加えたものを第2の最適駆動パラメータとする、
ことを特徴とする請求項14記載の移動機構。
The optimum drive parameter extracting means repeats processing for all combinations of drive parameters to be changed, and then the relative movement amount acquired from the displacement detection means or the vibration detection signal detected by the signal detection means A signal obtained by adding an offset to the second type of drive parameter to be changed when it is determined that the signal amplitude of the signal becomes the largest is stored in the storage unit included in the control unit. The first type of change target drive parameter corresponding to the first optimum drive parameter is selected from the first type of change target drive parameters, and the first change target drive parameter is selected. The offset is added as the second optimum drive parameter.
The moving mechanism according to claim 14.
請求項1乃至15の何れか一項に記載の移動機構を備えたことを特徴とする顕微鏡。   A microscope comprising the moving mechanism according to any one of claims 1 to 15. 固定台と、前記固定台に対して移動可能に支持された可動体と、前記固定台と前記可動体とを相対移動させる超音波モータと、前記固定台と前記可動体との相対移動量を検出する変位検出手段と、前記変位検出手段により検出された相対移動量が入力され、前記超音波モータに駆動信号を出力する制御手段とを備えた移動機構における、前記駆動信号の最適駆動パラメータを抽出する方法であって、
前記制御手段が、前記超音波モータに出力する駆動信号の駆動パラメータを設定し、当該駆動信号を前記超音波モータに出力し、当該駆動信号の出力による前記固定台と前記可動体との相対移動量を前記変位検出手段から取得する、という処理を前記駆動パラメータを変更させながら繰り返し、前記変位検出手段から取得した相対移動量に基づいて最適駆動パラメータを抽出する、
ことを特徴とする最適駆動パラメータ抽出方法。
A fixed base, a movable body supported so as to be movable with respect to the fixed base, an ultrasonic motor for relatively moving the fixed base and the movable body, and a relative movement amount between the fixed base and the movable body. An optimum drive parameter of the drive signal in a moving mechanism comprising: a displacement detection means for detecting; and a control means for inputting a relative movement amount detected by the displacement detection means and outputting a drive signal to the ultrasonic motor. A method of extracting,
The control means sets the drive parameter of the drive signal output to the ultrasonic motor, outputs the drive signal to the ultrasonic motor, and the relative movement between the fixed base and the movable body by the output of the drive signal The process of acquiring the amount from the displacement detection unit is repeated while changing the drive parameter, and the optimum drive parameter is extracted based on the relative movement amount acquired from the displacement detection unit.
An optimum drive parameter extraction method characterized by the above.
固定台と、前記固定台に対して移動可能に支持された可動体と、前記固定台と前記可動体とを相対移動させる超音波モータと、前記超音波モータから振動状態を示す振動検出信号が入力され、前記超音波モータに駆動信号を出力する制御手段とを備えた移動機構における、前記駆動信号の最適駆動パラメータを抽出する方法であって、
前記制御手段は、前記超音波モータに出力する駆動信号の駆動パラメータを設定し、当該駆動信号を前記超音波モータに出力し、当該駆動信号の出力による前記超音波モータからの振動検出信号を検出する、という処理を前記駆動パラメータを変更させながら繰り返し、前記検出した振動検出信号の信号振幅に基づいて最適駆動パラメータを抽出する、
ことを特徴とする最適駆動パラメータ抽出方法。
A fixed base, a movable body supported so as to be movable relative to the fixed base, an ultrasonic motor that relatively moves the fixed base and the movable body, and a vibration detection signal indicating a vibration state from the ultrasonic motor. A method of extracting an optimum driving parameter of the driving signal in a moving mechanism including a control unit that is input and outputs a driving signal to the ultrasonic motor,
The control means sets a drive parameter of a drive signal output to the ultrasonic motor, outputs the drive signal to the ultrasonic motor, and detects a vibration detection signal from the ultrasonic motor based on the output of the drive signal. Repeating the process of changing the drive parameter, and extracting the optimal drive parameter based on the signal amplitude of the detected vibration detection signal,
An optimum drive parameter extraction method characterized by the above.
固定台と、前記固定台に対して移動可能に支持された可動体と、前記固定台と前記可動体とを相対移動させる超音波モータと、前記固定台と前記可動体との相対移動量を検出する変位検出手段と、前記変位検出手段により検出された相対移動量が入力され、前記超音波モータに駆動信号を出力する制御手段とを備えた移動機構における、前記制御手段のコンピュータに実行されるプログラムであって、
前記超音波モータに出力する駆動信号の駆動パラメータを設定し、当該駆動信号を前記超音波モータに出力し、当該駆動信号の出力による前記固定台と前記可動体との相対移動量を前記変位検出手段から取得する、という処理を前記駆動パラメータを変更させながら繰り返し、前記変位検出手段から取得した相対移動量に基づいて最適駆動パラメータを抽出する、という機能を前記コンピュータに実現させるためのプログラム。
A fixed base, a movable body supported so as to be movable with respect to the fixed base, an ultrasonic motor for relatively moving the fixed base and the movable body, and a relative movement amount between the fixed base and the movable body. This is executed by a computer of the control means in a movement mechanism comprising a displacement detection means for detecting and a control means for inputting a relative movement amount detected by the displacement detection means and outputting a drive signal to the ultrasonic motor. A program
A drive parameter of a drive signal output to the ultrasonic motor is set, the drive signal is output to the ultrasonic motor, and a relative movement amount between the fixed base and the movable body based on the output of the drive signal is detected as the displacement. A program for causing the computer to realize a function of repeating the process of acquiring from the means while repeating the drive parameter while extracting the optimum drive parameter based on the relative movement amount acquired from the displacement detection means.
固定台と、前記固定台に対して移動可能に支持された可動体と、前記固定台と前記可動体とを相対移動させる超音波モータと、前記超音波モータから振動状態を示す振動検出信号が入力され、前記超音波モータに駆動信号を出力する制御手段とを備えた移動機構における、前記制御手段のコンピュータに実行されるプログラムであって、
前記超音波モータに出力する駆動信号の駆動パラメータを設定し、当該駆動信号を前記超音波モータに出力し、当該駆動信号の出力による前記超音波モータからの振動検出信号を検出する、という処理を前記駆動パラメータを変更させながら繰り返し、前記検出した振動検出信号の信号振幅に基づいて最適駆動パラメータを抽出する、という機能を前記コンピュータに実現させるためのプログラム。
A fixed base, a movable body supported so as to be movable relative to the fixed base, an ultrasonic motor that relatively moves the fixed base and the movable body, and a vibration detection signal indicating a vibration state from the ultrasonic motor. A program executed by a computer of the control means in a moving mechanism provided with a control means for inputting and outputting a drive signal to the ultrasonic motor,
A process of setting a drive parameter of a drive signal output to the ultrasonic motor, outputting the drive signal to the ultrasonic motor, and detecting a vibration detection signal from the ultrasonic motor based on the output of the drive signal. A program for causing the computer to realize a function of repeatedly extracting the optimum drive parameter based on the detected amplitude of the vibration detection signal while changing the drive parameter.
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