JPH04217880A - モータ制御装置 - Google Patents
モータ制御装置Info
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- JPH04217880A JPH04217880A JP2404262A JP40426290A JPH04217880A JP H04217880 A JPH04217880 A JP H04217880A JP 2404262 A JP2404262 A JP 2404262A JP 40426290 A JP40426290 A JP 40426290A JP H04217880 A JPH04217880 A JP H04217880A
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- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 2
- 230000005684 electric field Effects 0.000 claims description 2
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 7
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 4
- 230000003111 delayed effect Effects 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 1
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- 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
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は超音波モータの制御装置
に関するものである。
に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】超音波モータは
（１）低速度、高トルク。保持トルクが大きい。
【０００３】
（２）構造が簡単で小型化が容易。
【０００４】
（３）ＤＣモータの特性に近く制御が容易。
【０００５】
（４）磁界を発生しない。
【０００６】
（５）靜かである。
【０００７】などの特徴を持ち、近年カメラの自動焦点
機構などで実用化されている。
機構などで実用化されている。
【０００８】まず、図２を用いて超音波モータの原理に
ついて簡単に説明する。超音波モータは従来の電磁モー
タとは動作原理がまったく異なり、たわみ振動を発生さ
せる振動体２００と、これに強く圧着して移動する不図
系の移動体からなる。振動体２００は図２の（ａ）のよ
うに圧電セラミックス２０１を交互に向きを反転して分
極させ、これを弾性体２０２に張り付ける。これに電圧
を加えると圧電セラミックス２０１が伸びる部分と縮む
部分があるため全体がうねる（図２の（ｂ））。電圧の
極性を反転するとたわみも反転する（図２の（ｃ））。 従って、交流を印加すれば図２の（ｄ）に示すように定
在波を発生させることが出来る。このままでは振動体２
００と移動体を圧着しても移動体は動かない。定在波か
ら回転運動を作り出す方法は種々あるが、ここでは進行
波型と呼ばれる方法について説明する。
ついて簡単に説明する。超音波モータは従来の電磁モー
タとは動作原理がまったく異なり、たわみ振動を発生さ
せる振動体２００と、これに強く圧着して移動する不図
系の移動体からなる。振動体２００は図２の（ａ）のよ
うに圧電セラミックス２０１を交互に向きを反転して分
極させ、これを弾性体２０２に張り付ける。これに電圧
を加えると圧電セラミックス２０１が伸びる部分と縮む
部分があるため全体がうねる（図２の（ｂ））。電圧の
極性を反転するとたわみも反転する（図２の（ｃ））。 従って、交流を印加すれば図２の（ｄ）に示すように定
在波を発生させることが出来る。このままでは振動体２
００と移動体を圧着しても移動体は動かない。定在波か
ら回転運動を作り出す方法は種々あるが、ここでは進行
波型と呼ばれる方法について説明する。
【０００９】一般に、定在波を進行波に変えるには、位
置と位相がそれぞれ９０゜異なる２つの定在波を合成す
ればよい。即ち、共振波長をλとすると、圧電セラミッ
クス２０１を２つに区分し、λ／４だけずらして配置す
る。例えば、トラック型の超音波モータでは図３のよう
になる。印加する電圧の位相もλ／４ずらす。このとき
進行波のある１点に注目すると、進行波の方向とは反対
方向に楕円運動をしている（図４）。この楕円運動に依
る力との摩擦力によって進行波の進行方向と反対側に移
動体が動くことになる。尚、図３の３０１、３０２は各
相の位相および振幅を検出するためのセンサー電極であ
る。
置と位相がそれぞれ９０゜異なる２つの定在波を合成す
ればよい。即ち、共振波長をλとすると、圧電セラミッ
クス２０１を２つに区分し、λ／４だけずらして配置す
る。例えば、トラック型の超音波モータでは図３のよう
になる。印加する電圧の位相もλ／４ずらす。このとき
進行波のある１点に注目すると、進行波の方向とは反対
方向に楕円運動をしている（図４）。この楕円運動に依
る力との摩擦力によって進行波の進行方向と反対側に移
動体が動くことになる。尚、図３の３０１、３０２は各
相の位相および振幅を検出するためのセンサー電極であ
る。
【００１０】この超音波モータの制御回路の従来例のブ
ロック図を図５に示す。
ロック図を図５に示す。
【００１１】振動体５６の共振周波数は温度などによっ
て変化するため、共振点を追従するように周波数を変え
る必要がある。そこで共振点に於いてはセンサー電極か
らの出力の位相が９０゜遅れることを利用し、Ａ相セン
サー電極出力５０８を入力波形と位相比較器５２によっ
て位相比較し、その結果をマイクロプロセッサー（以下
、ＭＰＵと略す）５１からの駆動周波数指令から減算し
てＶＣＯ５３に入力する。位相比較器５２の出力をＡ／
Ｄコンバータ等でＭＰＵ５１に取込んで演算して駆動周
波数を指示することもある。ＶＣＯ出力はモータのＯＮ
／ＯＦＦを制御するＡＮＤゲートを通って増幅器５５に
入力され、増幅されて振動体５６のＡ相に入力される。 Ｂ相はＶＣＯ５３出力を位相回路５４によって９０゜遅
らせた後、ＡＮＤゲートを通って増幅器５８からＢ相に
入力される。Ａ相と同様に位相回路出力とＢ相電極出力
５０９を位相比較してフィードバックし、位相回路５４
の位相量を制御する。また、各相の振動振幅が異なると
進行波歪みが生じるため、各センサー電極出力の振幅を
比較しＢ相の増幅器５８の増幅率を制御し、Ａ相の振幅
と等しくなるようにする。移動体の位置或いは速度は例
えばエンコーダを用いることによって検出でき、これを
ＭＰＵ５１に入力し、ＭＰＵ５１からＡ相の増幅器５５
に速度指令として入力する。この場合、ＭＰＵ５１で指
令量を演算する。
て変化するため、共振点を追従するように周波数を変え
る必要がある。そこで共振点に於いてはセンサー電極か
らの出力の位相が９０゜遅れることを利用し、Ａ相セン
サー電極出力５０８を入力波形と位相比較器５２によっ
て位相比較し、その結果をマイクロプロセッサー（以下
、ＭＰＵと略す）５１からの駆動周波数指令から減算し
てＶＣＯ５３に入力する。位相比較器５２の出力をＡ／
Ｄコンバータ等でＭＰＵ５１に取込んで演算して駆動周
波数を指示することもある。ＶＣＯ出力はモータのＯＮ
／ＯＦＦを制御するＡＮＤゲートを通って増幅器５５に
入力され、増幅されて振動体５６のＡ相に入力される。 Ｂ相はＶＣＯ５３出力を位相回路５４によって９０゜遅
らせた後、ＡＮＤゲートを通って増幅器５８からＢ相に
入力される。Ａ相と同様に位相回路出力とＢ相電極出力
５０９を位相比較してフィードバックし、位相回路５４
の位相量を制御する。また、各相の振動振幅が異なると
進行波歪みが生じるため、各センサー電極出力の振幅を
比較しＢ相の増幅器５８の増幅率を制御し、Ａ相の振幅
と等しくなるようにする。移動体の位置或いは速度は例
えばエンコーダを用いることによって検出でき、これを
ＭＰＵ５１に入力し、ＭＰＵ５１からＡ相の増幅器５５
に速度指令として入力する。この場合、ＭＰＵ５１で指
令量を演算する。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】上記説明から分かるよ
うに、超音波モータの制御回路は以下の４つのフィード
バック制御を必要とする。
うに、超音波モータの制御回路は以下の４つのフィード
バック制御を必要とする。
【００１３】
（１）振動体の共振点を追従する。
【００１４】
（２）Ａ，Ｂ相の位相差を９０゜に保つ。
【００１５】
（３）Ａ，Ｂ相の振幅を等しくする。
【００１６】
（４）位置、速度制御。
【００１７】このため、複数個の超音波モータを必要と
する場合、図５の制御回路がモータの数だけ必要となり
、回路規模が非常に大きくなるという問題点がある。
する場合、図５の制御回路がモータの数だけ必要となり
、回路規模が非常に大きくなるという問題点がある。
【００１８】本発明の目的は上記問題点を解決し、複数
の振動波モータに対する駆動回路の共通化が図れ、複数
の超音波モータを制御する場合にも回路規模の増大を最
小限とすることができるモータ制御装置を提供すること
にある。
の振動波モータに対する駆動回路の共通化が図れ、複数
の超音波モータを制御する場合にも回路規模の増大を最
小限とすることができるモータ制御装置を提供すること
にある。
【００１９】
【課題を解決するための手段】本発明の目的を実現する
ための構成は、振動体に接合される電気−機械エネルギ
ー変換素子に形成された駆動用のＡ相素子とＢ相素子と
に位相の異なる交流電界を印加することにより、該振動
体に進行性振動波を形成し、該振動体と該振動体に圧接
する部材とを相対運動させる超音波モータを複数駆動制
御するモータ制御装置において、制御器からのモータ選
択信号によって、複数の超音波モータにおける各Ａ相素
子にＡ相駆動信号を選択的に出力するＡ相信号選択手段
と、該複数の超音波モータにおける各Ｂ相素子にＢ相駆
動信号を選択的に出力するＢ相信号選択手段とを夫々制
御し、選択したいずれか一つの超音波モータを駆動する
ことを特徴とする。
ための構成は、振動体に接合される電気−機械エネルギ
ー変換素子に形成された駆動用のＡ相素子とＢ相素子と
に位相の異なる交流電界を印加することにより、該振動
体に進行性振動波を形成し、該振動体と該振動体に圧接
する部材とを相対運動させる超音波モータを複数駆動制
御するモータ制御装置において、制御器からのモータ選
択信号によって、複数の超音波モータにおける各Ａ相素
子にＡ相駆動信号を選択的に出力するＡ相信号選択手段
と、該複数の超音波モータにおける各Ｂ相素子にＢ相駆
動信号を選択的に出力するＢ相信号選択手段とを夫々制
御し、選択したいずれか一つの超音波モータを駆動する
ことを特徴とする。
【００２０】
【作用】上記した構成のモータ制御装置は、複数の超音
波モータに対して制御器からモータ選択信号が出力され
ると、Ａ相信号選択手段とＢ相信号選択手段とが選択さ
れたモータのＡ相とＢ相とに駆動用の信号を出力する。
波モータに対して制御器からモータ選択信号が出力され
ると、Ａ相信号選択手段とＢ相信号選択手段とが選択さ
れたモータのＡ相とＢ相とに駆動用の信号を出力する。
【００２１】
【実施例】図１に本発明によるモータ制御装置の一実施
例を示す回路図である。
例を示す回路図である。
【００２２】本実施例は２つの超音波モータを駆動する
モータ制御装置で、第１の振動体７のＡ相及びＢ相へ電
力を供給するための増幅器が２つ（増幅器６、増幅器１
１）、同様に第２の振動体１４に対しても駆動用の増幅
器が２つ（増幅器１２、１３）設けられている。第１の
振動体７と第２の振動体１４のＡ相センサー電極の出力
は、夫々Ａ相セレクタ９に、又第１、第２の振動体７，
１４のＢ相センサー電極の出力は、夫々Ｂ相セレクタ１
８に出力される。
モータ制御装置で、第１の振動体７のＡ相及びＢ相へ電
力を供給するための増幅器が２つ（増幅器６、増幅器１
１）、同様に第２の振動体１４に対しても駆動用の増幅
器が２つ（増幅器１２、１３）設けられている。第１の
振動体７と第２の振動体１４のＡ相センサー電極の出力
は、夫々Ａ相セレクタ９に、又第１、第２の振動体７，
１４のＢ相センサー電極の出力は、夫々Ｂ相セレクタ１
８に出力される。
【００２３】一方、ＭＰＵ１からのモータ駆動用の周波
数制御指令信号１０１は、ＶＣＯ３に出力され、周波電
圧に変換された駆動電力がＡ相マルチプレクサー５と、
位相回路４を介してＢ相マルチプレクサー１０に出力さ
れる。
数制御指令信号１０１は、ＶＣＯ３に出力され、周波電
圧に変換された駆動電力がＡ相マルチプレクサー５と、
位相回路４を介してＢ相マルチプレクサー１０に出力さ
れる。
【００２４】Ａ相マルチプレクサー５は、第１、第２の
振動体７、１４の各Ａ相用の増幅器６、１２に駆動電力
を選択的に供給し、またＢ相マルチプレクサー１０は第
１、第２の振動体７，１４の各Ｂ相用の増幅器１１，１
３に駆動電力を選択的に供給するようにしており、ＭＰ
Ｕ１からのモータ選択信号１０３が例えばハイレベルの
信号であると、Ａ，Ｂ相用マルチプレクサー５，１０は
夫々第１の振動体７用の増幅器６，１１に電力を供給す
るように選択される。逆に信号１０３が例えばローレベ
ルであると、第２の振動体１４を駆動すべく増幅器１２
，１３へ駆動電力を供給する。
振動体７、１４の各Ａ相用の増幅器６、１２に駆動電力
を選択的に供給し、またＢ相マルチプレクサー１０は第
１、第２の振動体７，１４の各Ｂ相用の増幅器１１，１
３に駆動電力を選択的に供給するようにしており、ＭＰ
Ｕ１からのモータ選択信号１０３が例えばハイレベルの
信号であると、Ａ，Ｂ相用マルチプレクサー５，１０は
夫々第１の振動体７用の増幅器６，１１に電力を供給す
るように選択される。逆に信号１０３が例えばローレベ
ルであると、第２の振動体１４を駆動すべく増幅器１２
，１３へ駆動電力を供給する。
【００２５】また、モータ選択信号１０３は、Ａ相セレ
クタ９、Ｂ相セレクタ１８に入力され、例えばハイレベ
ルの信号であるとＡ相セレクタ９は第１の振動体７のＡ
相センサー電極の信号を、Ｂ相セレクタ１８は第１の振
動体１４のＢ相センサー電極の信号を夫々出力する。逆
にモータ選択信号１０３がローレベルの場合は、第２の
振動体１４のＡ相、Ｂ相センサー電極の信号がＡ相セレ
クタ９、Ｂ相セレクタ１８から出力される。
クタ９、Ｂ相セレクタ１８に入力され、例えばハイレベ
ルの信号であるとＡ相セレクタ９は第１の振動体７のＡ
相センサー電極の信号を、Ｂ相セレクタ１８は第１の振
動体１４のＢ相センサー電極の信号を夫々出力する。逆
にモータ選択信号１０３がローレベルの場合は、第２の
振動体１４のＡ相、Ｂ相センサー電極の信号がＡ相セレ
クタ９、Ｂ相セレクタ１８から出力される。
【００２６】Ａ相セレクタ９の出力は、従来例と同様に
位相比較器２へ入力され、共振周波数追従制御あるいは
Ｂ相のセンサー電極出力と振幅比較され、Ｂ相の振幅制
御に用いられる。Ｂ相セレクタ１８の出力は、Ｂ相の振
幅制御あるいは位相量の調整に用いられる。
位相比較器２へ入力され、共振周波数追従制御あるいは
Ｂ相のセンサー電極出力と振幅比較され、Ｂ相の振幅制
御に用いられる。Ｂ相セレクタ１８の出力は、Ｂ相の振
幅制御あるいは位相量の調整に用いられる。
【００２７】各超音波モータの出力は、夫々第１、第２
のエンコーダ回路２０，２１により検出され、上記の場
合と同様にモータ選択信号１０３の出力レベルによって
第１のエンコーダ回路２０又は第２のエンコーダ回路２
１の出力のいずれか一方が選択され、エンコーダ出力を
ＭＰＵ１に入力して従来例と同様に速度制御あるいは位
置制御が行なわれる。
のエンコーダ回路２０，２１により検出され、上記の場
合と同様にモータ選択信号１０３の出力レベルによって
第１のエンコーダ回路２０又は第２のエンコーダ回路２
１の出力のいずれか一方が選択され、エンコーダ出力を
ＭＰＵ１に入力して従来例と同様に速度制御あるいは位
置制御が行なわれる。
【００２８】すなわち、超音波モータの個数が増加して
も、位相比較器２，ＶＣＯ３、位相回路４が１つで済み
、又Ａ相用マルチプレクサー５とＢ相用マルチプレクサ
ー１０についても、増加分に見合う出力端子を設けるだ
けで済む。
も、位相比較器２，ＶＣＯ３、位相回路４が１つで済み
、又Ａ相用マルチプレクサー５とＢ相用マルチプレクサ
ー１０についても、増加分に見合う出力端子を設けるだ
けで済む。
【００２９】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、複
数個の超音波モータを制御する際に同じ機能を持った制
御回路を複数用いる必要がなく、回路規模の増大を最小
限に抑えることが出来る。
数個の超音波モータを制御する際に同じ機能を持った制
御回路を複数用いる必要がなく、回路規模の増大を最小
限に抑えることが出来る。
【図１】本発明の一実施例を示すブロック図である。
【図２】超音波モータの動作原理を説明する図である。
【図３】トラック型振動体に対する圧電セラミックスの
張り付け例を説明する図である。
張り付け例を説明する図である。
【図４】移動体が摩擦によって運動することを説明する
図である。
図である。
【図５】従来の超音波モータ制御回路を説明するブロッ
ク図である。
ク図である。
１，５１…ＭＰＵ ２，５
２…位相比較器３，５３…ＶＣＯ
４，５４…位相回路５，１０，１５，１９…マ
ルチプレクサー６，１１，１２，１３，５５，５８…信
号増幅器７，１４，５６…振動体 ８，１５，１６，１７，５７，５９…増幅器９，１８…
セレクタ ２０，２１，６０…
エンコーダ回路
２…位相比較器３，５３…ＶＣＯ
４，５４…位相回路５，１０，１５，１９…マ
ルチプレクサー６，１１，１２，１３，５５，５８…信
号増幅器７，１４，５６…振動体 ８，１５，１６，１７，５７，５９…増幅器９，１８…
セレクタ ２０，２１，６０…
エンコーダ回路
Claims (3)
- 【請求項１】 振動体に接合される電気−機械エネル
ギー変換素子に形成された駆動用のＡ相素子とＢ相素子
とに位相の異なる交流電界を印加することにより、該振
動体に進行性振動波を形成し、該振動体と該振動体に圧
接する部材とを相対運動させる超音波モータを複数駆動
制御するモータ制御装置において、制御器からのモータ
選択信号によって、複数の超音波モータにおける各Ａ相
素子にＡ相駆動信号を選択的に出力するＡ相信号選択手
段と、該複数の超音波モータにおける各Ｂ相素子にＢ相
駆動信号を選択的に出力するＢ相信号選択手段とを夫々
制御し、選択したいずれか一つの超音波モータを駆動す
ることを特徴とするモータ制御装置。 - 【請求項２】 請求項１において、複数の超音波モー
タの振動状態を選択的に出力する振動状態選択手段を有
し、該振動状態選択手段からの選択された振動状態信号
により選択された超音波モータの制御を行うことを特徴
とするモータ制御装置。 - 【請求項３】 請求項１又は２において、複数の超音
波モータの速度又は位置を個々に検出する検出手段を有
すると共に、該複数の検出手段からの各信号をモータ選
択信号により選択的に出力する速度又は位置信号選択手
段を有し、該選択手段からの出力により選択された超音
波モータの制御を行うことを特徴とするモータ制御装置
。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2404262A JP3068651B2 (ja) | 1990-12-20 | 1990-12-20 | モータ制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2404262A JP3068651B2 (ja) | 1990-12-20 | 1990-12-20 | モータ制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04217880A true JPH04217880A (ja) | 1992-08-07 |
| JP3068651B2 JP3068651B2 (ja) | 2000-07-24 |
Family
ID=18513947
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2404262A Expired - Fee Related JP3068651B2 (ja) | 1990-12-20 | 1990-12-20 | モータ制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3068651B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2019193339A (ja) * | 2018-04-19 | 2019-10-31 | シンフォニアテクノロジー株式会社 | 振動系の制御装置およびワーク搬送装置 |
-
1990
- 1990-12-20 JP JP2404262A patent/JP3068651B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2019193339A (ja) * | 2018-04-19 | 2019-10-31 | シンフォニアテクノロジー株式会社 | 振動系の制御装置およびワーク搬送装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3068651B2 (ja) | 2000-07-24 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |