JPH03261380A - 超音波モータの制御装置 - Google Patents
超音波モータの制御装置Info
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- JPH03261380A JPH03261380A JP2055858A JP5585890A JPH03261380A JP H03261380 A JPH03261380 A JP H03261380A JP 2055858 A JP2055858 A JP 2055858A JP 5585890 A JP5585890 A JP 5585890A JP H03261380 A JPH03261380 A JP H03261380A
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- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims abstract description 12
- 239000013256 coordination polymer Substances 0.000 abstract description 7
- 230000000593 degrading effect Effects 0.000 abstract 1
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
Landscapes
- General Electrical Machinery Utilizing Piezoelectricity, Electrostriction Or Magnetostriction (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
「産業上の利用分野」
この発明は、超音波モータの共振周波数の１動信号に基
づいて、超音波モータを目標位置まで駆動制御する超音
波モータの制御装置に関する。
づいて、超音波モータを目標位置まで駆動制御する超音
波モータの制御装置に関する。
「従来の技術」
従来より、この種の制御装置としては、超音波モータを
目標位置まで移動させる際に、該超音波モータが目標位
置に近付くにしたがって徐々に移動速度を低下させるこ
とによって、目標位置に正確に停止させるというものが
ある。
目標位置まで移動させる際に、該超音波モータが目標位
置に近付くにしたがって徐々に移動速度を低下させるこ
とによって、目標位置に正確に停止させるというものが
ある。
このように、超音波モータの移動速度を低下させるには
、目標位置に近付くにしたがって、超音波モータの共振
周波数の駆動信号と論理積をとっているコントロールパ
ルスのデユーティ比を１００％から０％に徐々に変化さ
せ、上記駆動信号の供給時間を断続的にすることにより
行っている。
、目標位置に近付くにしたがって、超音波モータの共振
周波数の駆動信号と論理積をとっているコントロールパ
ルスのデユーティ比を１００％から０％に徐々に変化さ
せ、上記駆動信号の供給時間を断続的にすることにより
行っている。
「発明が解決しようとする課題」
ところで、上述した超音波モータの制御装置では、目標
位置に近付くにしたがって、超音波モータを減速するた
め、゛平均移動速度が遅くなり、目標位置に対する位置
決めに時間がかかるという問題を生じる。
位置に近付くにしたがって、超音波モータを減速するた
め、゛平均移動速度が遅くなり、目標位置に対する位置
決めに時間がかかるという問題を生じる。
この発明は、上述した問題に鑑みてなされたもので、平
均移動速度を低下させることなく、目標位置に到達させ
、位置決めの時間が短縮できる超音波モータの制御装置
を提供することを目的としている。
均移動速度を低下させることなく、目標位置に到達させ
、位置決めの時間が短縮できる超音波モータの制御装置
を提供することを目的としている。
「課題を解決するための手段」
上述した問題点を解決するために、請求項１８己載の発
明では、超音波モータの共振周波数の駆動信号に基づい
て、超音波モータを目標位置まで駆動制御する超音波モ
ータの制御装置において、超音波モータの移動位置を検
出する検出手段と、前記検出手段の検出データに基づい
て、前記超音波モータの移動方向を指示する方向指令信
号および前記超音波モータを駆動するか否かを指示する
制御信号を出力する制御部と、前記方向指令信号および
制御信号に基づいて所定の駆動信号を前記超音波モータ
に供給する駆動回路とを具備することを特徴とする 請求項２記載の発明では、前記制御部は、前記検出手段
の検出データに基づいて、前記超音波モータが目標位置
の近傍に達すると、移動方向の反転を指示する方向指令
信号を出力し、その後、該超音波モータが目標位置に到
達すると、前記駆動信号の供給停止を指示する制御信号
を出力することを特徴とする。
明では、超音波モータの共振周波数の駆動信号に基づい
て、超音波モータを目標位置まで駆動制御する超音波モ
ータの制御装置において、超音波モータの移動位置を検
出する検出手段と、前記検出手段の検出データに基づい
て、前記超音波モータの移動方向を指示する方向指令信
号および前記超音波モータを駆動するか否かを指示する
制御信号を出力する制御部と、前記方向指令信号および
制御信号に基づいて所定の駆動信号を前記超音波モータ
に供給する駆動回路とを具備することを特徴とする 請求項２記載の発明では、前記制御部は、前記検出手段
の検出データに基づいて、前記超音波モータが目標位置
の近傍に達すると、移動方向の反転を指示する方向指令
信号を出力し、その後、該超音波モータが目標位置に到
達すると、前記駆動信号の供給停止を指示する制御信号
を出力することを特徴とする。
「作用」
制御部は、検出手段の検出データに基づいて、超音波モ
ータが目標位置の近傍に達すると、移動方向の反転を指
示する方向指令信号を出力し、その後、該超音波モータ
が目標位置に到達すると、駆動信号の供給停止を指示す
る制御信号を出力する。そして、駆動回路は、上記方向
指令信号お上び上記制御信号に基づいて所定の駆動信号
を超音波モータに供給する。このように超音波モータを
駆動することにより、該超音波モータは目標位置の直前
まで一定速度で走行し、上記目標位置の近傍に達すると
減速して正確に該目標位置に停止する。
ータが目標位置の近傍に達すると、移動方向の反転を指
示する方向指令信号を出力し、その後、該超音波モータ
が目標位置に到達すると、駆動信号の供給停止を指示す
る制御信号を出力する。そして、駆動回路は、上記方向
指令信号お上び上記制御信号に基づいて所定の駆動信号
を超音波モータに供給する。このように超音波モータを
駆動することにより、該超音波モータは目標位置の直前
まで一定速度で走行し、上記目標位置の近傍に達すると
減速して正確に該目標位置に停止する。
「実施例」
次に図面を参照してこの発明の実施例について説明する
。
。
本実施例においては、制御対象の超音波モータとして、
本出願人が先に提案したエネルギー効率の良い超音波リ
ニアモータ（特願昭６３−６０７１４号）を用いている
。
本出願人が先に提案したエネルギー効率の良い超音波リ
ニアモータ（特願昭６３−６０７１４号）を用いている
。
そこで、まず、上記超音波リニアモータについて第３図
を参照して簡単に説明する。この図において、１．２は
互いに平行な脚部、３はこれら脚部１．２の各々の一端
を結合する胴部であり、これらは断面がほぼ正方形の弾
性材料であって、全体として口字状の振動体４を構成し
ている。この振動体４の角の部分は、脚部１．２および
胴部３に対して４５度の角度をなすように面取りされた
取付面５が形成されており、その取付面５に圧電素子６
．７が取り付けられている。この圧電素子６．７として
は、積層型圧電アクチュエータあるいは単板の圧電セラ
ミックスが使用され、取付面５に直交する方向に伸縮す
るようになっている。
を参照して簡単に説明する。この図において、１．２は
互いに平行な脚部、３はこれら脚部１．２の各々の一端
を結合する胴部であり、これらは断面がほぼ正方形の弾
性材料であって、全体として口字状の振動体４を構成し
ている。この振動体４の角の部分は、脚部１．２および
胴部３に対して４５度の角度をなすように面取りされた
取付面５が形成されており、その取付面５に圧電素子６
．７が取り付けられている。この圧電素子６．７として
は、積層型圧電アクチュエータあるいは単板の圧電セラ
ミックスが使用され、取付面５に直交する方向に伸縮す
るようになっている。
そして、振動体４は、レール８の上面に脚部１２の下端
を接するようにしてセットされる。レール８の上面には
、その長手方向に延在して脚部１゜２の下端を嵌入させ
る幅の溝８ａが形成されている。
を接するようにしてセットされる。レール８の上面には
、その長手方向に延在して脚部１゜２の下端を嵌入させ
る幅の溝８ａが形成されている。
このような構成による超音波リニアモータを駆動するに
は、圧電素子６．７に対し、超音波リニアモータ固有の
共振周波数で位相差が９０度の駆動信号を与える。この
駆動信号により、脚部１２の下端は位相差が９０度の楕
円または円運動をする。この結果、脚部１，２がレール
８を蹴るように動作して、超音波リニアモータがレール
８上を移動する。その移動方向は、圧電素子６．７の一
方に対する駆動信号をＡ信号とし、かつ、他方に対する
駆動信号をＢ信号としたときに、Ａ信号とＢ信号の位相
差が＋９０度であるか、あるいは−９０度であるかによ
って異なる。
は、圧電素子６．７に対し、超音波リニアモータ固有の
共振周波数で位相差が９０度の駆動信号を与える。この
駆動信号により、脚部１２の下端は位相差が９０度の楕
円または円運動をする。この結果、脚部１，２がレール
８を蹴るように動作して、超音波リニアモータがレール
８上を移動する。その移動方向は、圧電素子６．７の一
方に対する駆動信号をＡ信号とし、かつ、他方に対する
駆動信号をＢ信号としたときに、Ａ信号とＢ信号の位相
差が＋９０度であるか、あるいは−９０度であるかによ
って異なる。
本実施例の制御装置は、上述したような超音波リニアモ
ータを制御対象とし、第１図に示す構成となっている。
ータを制御対象とし、第１図に示す構成となっている。
この図において、１１は発振器であり、超音波リニアモ
ータ固宵の共振周波数で発振し、駆動信号としてのＡ信
号を出力する。このＡ信号は、第１のＡＮＤ回路１２の
一方の入力端に供給されるとともに、位相シフタ１３を
通しＢ信号として第２のＡＮＤ回路１４の一方の入力端
に供給される。
ータ固宵の共振周波数で発振し、駆動信号としてのＡ信
号を出力する。このＡ信号は、第１のＡＮＤ回路１２の
一方の入力端に供給されるとともに、位相シフタ１３を
通しＢ信号として第２のＡＮＤ回路１４の一方の入力端
に供給される。
位相シフタ１３は、ＣＰＵ （中央処理装置；制御部）
１５からの方向指令信号ＣＷ／Ｃｖ薄に基づいて、上記
Ａ信号を位相差＋９０度または−９０度ずらしたＢ信号
にする。言い換えれば、方向指令信号ＣＷ／ＣＣＷをハ
イレベルまたはローレベルにすることにより、超音波リ
ニアモータの進行方向を反転させる。第１．第２のＡＮ
Ｄ回路１２゜１４の各々における他方の入力端には、Ｃ
ＰＵ１．５からのコントロールパルスＣＰが入力される
。
１５からの方向指令信号ＣＷ／Ｃｖ薄に基づいて、上記
Ａ信号を位相差＋９０度または−９０度ずらしたＢ信号
にする。言い換えれば、方向指令信号ＣＷ／ＣＣＷをハ
イレベルまたはローレベルにすることにより、超音波リ
ニアモータの進行方向を反転させる。第１．第２のＡＮ
Ｄ回路１２゜１４の各々における他方の入力端には、Ｃ
ＰＵ１．５からのコントロールパルスＣＰが入力される
。
このコントロールパルスＣＰがハイレベルの場合のみ、
Ａ信号およびＢ信号は、各々、上記ＡＮＤ回路１２．１
４を通して駆動回路１６へ供給される。
Ａ信号およびＢ信号は、各々、上記ＡＮＤ回路１２．１
４を通して駆動回路１６へ供給される。
第１．第２のＡＮＤ回路１２．１４の出力部は駆動回路
１６に接続されており、この（動回路１６は、第１のＡ
ＮＤ回路１２の出力信号に基づいて、一方の圧電素子６
を駆動し、かつ第２のＡＮＤ回路１４の出力信号に基づ
いて、他方の圧電素子７を駆動する。
１６に接続されており、この（動回路１６は、第１のＡ
ＮＤ回路１２の出力信号に基づいて、一方の圧電素子６
を駆動し、かつ第２のＡＮＤ回路１４の出力信号に基づ
いて、他方の圧電素子７を駆動する。
次に、１７はリニアセンサであり、超音波リニアモータ
の移動量をパルス数として出力し、その出力パルスはフ
ィードバック信号としてＮ ｂｉｔのダウンカウンタ１
８に供給される。このダウンカウンタ１８は、ＣＰＵ１
５から供給される超音波リニアモータの移動制御量に相
当するパルス数から、超音波リニアモータの実際の移動
量に相当するリニアセンサ１７の出力パルス数を減算し
て、このダウンカウンタ値をＣＰＵ１５に供給する。
の移動量をパルス数として出力し、その出力パルスはフ
ィードバック信号としてＮ ｂｉｔのダウンカウンタ１
８に供給される。このダウンカウンタ１８は、ＣＰＵ１
５から供給される超音波リニアモータの移動制御量に相
当するパルス数から、超音波リニアモータの実際の移動
量に相当するリニアセンサ１７の出力パルス数を減算し
て、このダウンカウンタ値をＣＰＵ１５に供給する。
上記超音波リニアモータの移動制御量は、キーボードな
どの目標値入力手段１９から目標値として入力される。
どの目標値入力手段１９から目標値として入力される。
次に、上述した構成による制御装置の動作について、第
２図（ａ）、（ｂ）のタイミングチャートを参照して説
明する。
２図（ａ）、（ｂ）のタイミングチャートを参照して説
明する。
まず、目標値入力手段１９により超音波リニアモータの
移動制御量に相当する目標値を入力する。
移動制御量に相当する目標値を入力する。
ＣＰＵ１５は、上記目標値に相当する目標移動位置まで
の距離に対応するパルス数を求め、このパルス数をダウ
ンカウンタ１８にセットする。次に、ＣＰＵ１５は、方
向指令信号ＣＷ／ＣＣＷをハイレベル（第２図（ｂ）の
ＣＷ指令を参照）にするとともに、コントロールパルス
ＣＰを出力する。これにより、ＡＮＤ回路１２．１４は
Ａ信号とＢ信号を出力し、駆動回路１６は超音波リニア
モータをスタートポイントから一方向（第２図（ａ）を
参照）に最大スピードで連続駆動する。
の距離に対応するパルス数を求め、このパルス数をダウ
ンカウンタ１８にセットする。次に、ＣＰＵ１５は、方
向指令信号ＣＷ／ＣＣＷをハイレベル（第２図（ｂ）の
ＣＷ指令を参照）にするとともに、コントロールパルス
ＣＰを出力する。これにより、ＡＮＤ回路１２．１４は
Ａ信号とＢ信号を出力し、駆動回路１６は超音波リニア
モータをスタートポイントから一方向（第２図（ａ）を
参照）に最大スピードで連続駆動する。
超音波リニアモータの移動位置は、ダウンカウンタ１８
のカウント値から逐次読み取り、このカウント値から所
定の方向切換ポイントに達したか否かを判断する。そし
て、方向切換ポイントに達するまでは、方向指令指令Ｃ
Ｗ／ＣＣＷをハイレベルに維持して、超音波リニアモー
タを一方向（ＣＷ力方向に連続駆動する（第２図（ａ）
、（ｂ）参照）。
のカウント値から逐次読み取り、このカウント値から所
定の方向切換ポイントに達したか否かを判断する。そし
て、方向切換ポイントに達するまでは、方向指令指令Ｃ
Ｗ／ＣＣＷをハイレベルに維持して、超音波リニアモー
タを一方向（ＣＷ力方向に連続駆動する（第２図（ａ）
、（ｂ）参照）。
そして、超音波リニアモータが所定の方向切換ポイント
に達すると、ＣＰＴＪ１５は、方向指令信号ＣＷ／ＣＣ
Ｗをローレベルにする（第２図（ａ）のＣＣＷ指令およ
び同図（ｂ）参照）。したがって、超音波リニアモータ
には、これまでの進行方向に対して逆方向（ＣＣＷ方向
）に駆動させるための駆動信号が供給される。これによ
り超音波リニアモータの移動速度は、急激に低下する。
に達すると、ＣＰＴＪ１５は、方向指令信号ＣＷ／ＣＣ
Ｗをローレベルにする（第２図（ａ）のＣＣＷ指令およ
び同図（ｂ）参照）。したがって、超音波リニアモータ
には、これまでの進行方向に対して逆方向（ＣＣＷ方向
）に駆動させるための駆動信号が供給される。これによ
り超音波リニアモータの移動速度は、急激に低下する。
そして、超音波リニアモータが目標位置に達すると、Ｃ
ＰＵ１５は、コントロールパルスＣＰを「０」にする。
ＰＵ１５は、コントロールパルスＣＰを「０」にする。
これにより、ＡＮＤ回路１２．１４の出力は「０」とな
って、超音波リニアモータは目標位置に停止する。
って、超音波リニアモータは目標位置に停止する。
なお、上述した所定の方向切換ポイントは、使用情況に
応じて、平均移動速度、停止位置の精度などを考慮して
選択すればよい。
応じて、平均移動速度、停止位置の精度などを考慮して
選択すればよい。
「発明の効果」
以上、説明したように、この発明によれば、超音波モー
タが目標位置の近傍に達すると、方向指令信号により移
動方向を反転させ、その後、該超音波モータが目標位置
に到達すると、制御信号により駆動信号の供給停止させ
るよう駆動制御する構成であるため、平均移動速度を低
下させることなく、目標位置に到達させ、位置決めの時
間が短縮できる利点が得られる。
タが目標位置の近傍に達すると、方向指令信号により移
動方向を反転させ、その後、該超音波モータが目標位置
に到達すると、制御信号により駆動信号の供給停止させ
るよう駆動制御する構成であるため、平均移動速度を低
下させることなく、目標位置に到達させ、位置決めの時
間が短縮できる利点が得られる。
第１図はこの発明の一実施例の構成を示すブロック図、
第２図は同実施例の動作を説明するためのタイミングチ
ャート、第３図は制御対象とした超音波リニアモータの
概略構成図である。 １５・・・・・ＣＰＵ （制御部）、 １６・・・・・・駆動回路、１７・・・・・リニアセン
サ、１８・・・・・・ダウンカウンタ、 １９・・・・・・目標値入力手段、 ＣＷ／ＣＣＷ・・・・・・方向指令信号、ＣＰ・・・・
・・コントロールパルス（制御信号）。
第２図は同実施例の動作を説明するためのタイミングチ
ャート、第３図は制御対象とした超音波リニアモータの
概略構成図である。 １５・・・・・ＣＰＵ （制御部）、 １６・・・・・・駆動回路、１７・・・・・リニアセン
サ、１８・・・・・・ダウンカウンタ、 １９・・・・・・目標値入力手段、 ＣＷ／ＣＣＷ・・・・・・方向指令信号、ＣＰ・・・・
・・コントロールパルス（制御信号）。
Claims (2)
- （１）超音波モータの共振周波数の駆動信号に基づいて
、超音波モータを目標位置まで駆動制御する超音波モー
タの制御装置において、 超音波モータの移動位置を検出する検出手段と、前記検
出手段の検出データに基づいて、前記超音波モータの移
動方向を指示する方向指令信号および前記超音波モータ
を駆動するか否かを指示する制御信号を出力する制御部
と、 前記方向指令信号および制御信号に基づいて所定の駆動
信号を前記超音波モータに供給する駆動回路と を具備することを特徴とする超音波モータの制御装置。 - （２）前記制御部は、前記検出手段の検出データに基づ
いて、前記超音波モータが目標位置の近傍に達すると、
移動方向の反転を指示する方向指令信号を出力し、その
後、該超音波モータが目標位置に到達すると、前記駆動
信号の供給停止を指示する制御信号を出力することを特
徴とする超音波リニアモータの制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2055858A JPH03261380A (ja) | 1990-03-07 | 1990-03-07 | 超音波モータの制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2055858A JPH03261380A (ja) | 1990-03-07 | 1990-03-07 | 超音波モータの制御装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03261380A true JPH03261380A (ja) | 1991-11-21 |
Family
ID=13010759
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2055858A Pending JPH03261380A (ja) | 1990-03-07 | 1990-03-07 | 超音波モータの制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03261380A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP3118985A1 (en) | 2015-07-14 | 2017-01-18 | Canon Kabushiki Kaisha | Control apparatus of vibration actuator, method for controlling vibration actuator, driving apparatus, and imaging apparatus |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63299787A (ja) * | 1987-05-28 | 1988-12-07 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 超音波モ−タ駆動装置 |
-
1990
- 1990-03-07 JP JP2055858A patent/JPH03261380A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63299787A (ja) * | 1987-05-28 | 1988-12-07 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 超音波モ−タ駆動装置 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP3118985A1 (en) | 2015-07-14 | 2017-01-18 | Canon Kabushiki Kaisha | Control apparatus of vibration actuator, method for controlling vibration actuator, driving apparatus, and imaging apparatus |
| US10187578B2 (en) | 2015-07-14 | 2019-01-22 | Canon Kabushiki Kaisha | Control apparatus of vibration actuator, method for controlling vibration actuator, driving apparatus, imaging apparatus, interchangeable lens, and automatic stage |
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