JPS63167681A - 振動波モ−タ−の停止位置制御装置 - Google Patents

振動波モ−タ−の停止位置制御装置

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Publication number
JPS63167681A
JPS63167681A JP61312690A JP31269086A JPS63167681A JP S63167681 A JPS63167681 A JP S63167681A JP 61312690 A JP61312690 A JP 61312690A JP 31269086 A JP31269086 A JP 31269086A JP S63167681 A JPS63167681 A JP S63167681A
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JP
Japan
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motor
detector
microcomputer
time
oscillation
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Pending
Application number
JP61312690A
Other languages
English (en)
Inventor
Kazuhiro Izukawa
和弘 伊豆川
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Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
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Publication date
Application filed by Canon Inc filed Critical Canon Inc
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Publication of JPS63167681A publication Critical patent/JPS63167681A/ja
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    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02NELECTRIC MACHINES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H02N2/00Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction
    • H02N2/10Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction producing rotary motion, e.g. rotary motors
    • H02N2/14Drive circuits; Control arrangements or methods
    • H02N2/142Small signal circuits; Means for controlling position or derived quantities, e.g. speed, torque, starting, stopping, reversing
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02NELECTRIC MACHINES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H02N2/00Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction
    • H02N2/10Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction producing rotary motion, e.g. rotary motors
    • H02N2/16Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction producing rotary motion, e.g. rotary motors using travelling waves, i.e. Rayleigh surface waves
    • H02N2/163Motors with ring stator

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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野) 本発明は、振動波モーターの駆動回路、特に振動波モー
ターの停止制御装置に関するものである。
(従来技術〕 弾性部材上に電歪素子を配し、該電歪素子に周波電圧を
印加して弾性部材の表面に進行性振動波を形成し、該弾
性部材を摩擦接触する移動体を駆動する型式の振動波モ
ーターが近年開発されている。
上記型式の振動波モーターは、機械的θが高い程、その
駆動効率が高い特性を有している。
一方、機械的θが高い場合は、振動減衰時間が長くなる
欠点を有し、振動減衰時間の長いものでは、3〜4mS
で振幅が36%までしか減衰しない、従って、例えば回
転数が6Orpmの時を考えて見るとモーターへの通電
を停止後4mS動くこととなり角度にして1.44°進
みその停止位置制御が高精度に行えなかった。
〔目的〕
本発明は上記の事項に鑑みなされたもので、上記振動波
モーターを停止させる際のモーターが予定位置(予定回
転角度)まで回動する以前にモーターへの通電を断ち、
以後上記減衰時間分だけモーターが回動した時に上記予
定位置(予定回転角度)にて停止する種制御し、モータ
ーの停止位置精度を向上させた振動波モーターの制御装
置を提供せんとするものである。
〔実施例〕
第1図は本発明に係る振動波モーターの制御装置に採用
されるモーター構成の一実施例を示す分解斜視図である
図において5は固定体であり、該固定体5の中心円筒部
5aに振動吸収体4、吸収体4側に電歪素子を接着した
金属の環状振動体2、移動体1の順に嵌め込まれている
電歪素子3は一群の電歪素子3A、〜3A?が振動波の
波長λの2分の1のピッチで配され、電歪素子3A、、
3A、、3A、、3A、の分極方向は同一で、その間の
位置する電歪素子3A、、3A4,3A、の分極方向は
逆である。
又別の群の電歪素子3B1〜3B?も同じくλ/2ピッ
チで配され、隣り合う位置のものとうしの分極方向は逆
向きにしである。
電歪素子3AI〜3A7と3B、〜3B7の相対ピッチ
は(n6+1/4)λ(但しn。
=0.1,2.3・・・)ずれた位相差的配列がなされ
る。
なお電歪素子は複数並べず、第2図に示すように環状の
単体の素子3にし、それに前記ピッチに分極処理部3a
1〜3a6と3b、 〜3b、を設けても良い。
上記構成に係る振動波モーターにおいては、上記電歪素
子3AI〜3 A tに対して周波電圧を印加し、又電
歪素子3B、〜3B7に対して上記周波電圧に対して位
相の異なる(90°位相シフトした)、周波電圧を印加
することに振動体2に進行性の振動波が形成され、これ
に摩擦接触する移動体1が上記振動波にて駆動され回動
することとなる。
第3図は未発明の一実施例を示すブロック図で図におい
てMは上記第1図構成の振動波モーター、μCOMは第
4図示のプログラムに従ってモーター1を制御するマイ
クロコンピュータ−で、Zlは出力ボートを示し、Zo
は入力ポートを示している。
DRVはコンピューター(以下マイコンと称す。)μC
OMにて制御される駆動回路を示し、モーターMに対し
て上記位相の異なる周波電圧を出力しモーターMを駆動
する。
点線で囲まれた部分は回転検出器Sを示している。該検
出器SはモーターMの移動体1に連動して回転する円板
7を有している。該円板7には反射部と非反射部の等間
隔パターンが附されており、投光手段LED8からの光
を受は反射部にて反射し例えばホトダイオードにて構成
される受光部9に上記反射光を受光させる。
該構成にて受光部9にモーターMの回転速度に応じた周
波数の信号を形成する。10は上記受光部の信号をパル
スの波形成形するための回路で、該回路からの上記パル
スはマイコンμCOMの人力ポートZoに入力される。
次いで、本発明に係る振動波モーターの制御装置の動作
について説明する。
不図示の電源スィッチを投入すると、マイコンμCOM
が作動を開始し、マイコンμCOMのプログラムに従っ
て作動する。該プログラムは第4図に示される如く構成
され電源投入にてまずステップ1にて出力ボートZlか
ら“1”を出力する。該ボートZlからの“1”に応答
して駆動回路DRVが作動し、振動波モーターMへ駆動
交流信号を印加し、モーターMは回転を開始する。モー
ターMが回転を開始すると、これに連動する回転検出器
Sの円板7が回動し検出器Sから第5図に示したパルス
が発生する。
このパルスがマイコンμCOMの20ポートに入力され
ステップ2にて回転検出器Sの位相検知がなされる。今
回転検出器Sからの出力が“1″を示しているとすると
、モーターMが回動し検出器Sの重力がO″となるのを
待って、ステップ3にて回転検出器Sのパルス数情報N
0をゼロにセットし次いでステップ4にてNo−N0+
1なる演算を行う、上記の如くステップ3でN。;0に
セットされているため、Noは1となる。ステップ5で
は上記回転検出器Sからのパルスが“1″の間にカウン
ターにて計数された回数情報Nlをゼロに設定し、ステ
ップ6にて検出用ビットN、をゼロに設定する。該N、
は検出器Sからのパルスが”0”の時に“0”と設定さ
れ又上記パルスが“1”の時に“1”に設定されるビッ
トである。ステップ7ではN1=N、+1なる処理がな
される。 上記ステップ5にてN、=0にセットされて
いるため、このステップ7にてN、=1となり。ステッ
プ8にてマイコンμCOMの20ポートにて再度検出器
のパルス位相が検知され、該パルスが“0”の時にステ
ップ9へ進みステップ9にてN、=Oか否かの判別がな
される。
今、検出器Sからのパルスが“O”位相のあるとすると
ステップ8からステップ9へ移行、又N3はステップ6
にて“0”に設定されているため、再度ステップ5へ復
帰する。従って、検出器Sからのパルスが“0”位相に
ある限り、ステップ5〜9が繰り返えし実行され回数情
報N1をゼロに保持する。上記動作がなされている間の
モーターMが回動し回転検出器Sからのパルス位相が1
″に移行するとステップ8にてこれが検知されステップ
10にてN3を°“1”にセット、再度ステップ7へ移
行する、このステップ7→8→10はステップ8にて検
出器Sのパルスが“1”位相にある間繰り返えされN、
が1づつ増加し、ステップ8にて検出器Sのパルスが“
0”位相へ6行したことが検知された時に上記Nl =
Nl +1処理を終了する。これにてN1の値は検出器
Sが“1”位相にある間のカウンント値となる。この後
ステップ9にてN、=1が検知されステップ11にて、
なる演算がなされる。
T1は上記N1を+1インクリメントするのに要する時
間であり、かつPは回転検出器Sの回転あたりのパルス
数を示している。よって上記Vはモーターの角速度を表
わすこととなる。
ステップ11にてVを求めた後ステップ12にて、 X0=No−xlなる演算が行われる。
×1はX、=360°/P即ち回転検出器Sからのパル
スに対する回転角度を表わしており、Noはステップ4
にて1に設定されているので、XOはモーターの総回転
角度を表わすこととなる。この後ステップ13にてx−
xo >’r −Vの判別がなされる。
Xは予め設定される回転角度でありX −X oはモー
ターの予定回転位置に対する現在の回転位置との差を表
わす、又Tはモーターの減衰時間の対応した一定時間を
示し、■は上記のステップ11にて求められた現在の角
速度であるのでT−Vはモーターの通電停止時点から実
際にモーターが停止するまでの穆動量を表わす。
今、モーターの総回転角度XOが予定回転角度Xとの関
係でX−Xo>T−Vの関係にあるとすると、ステップ
は4へ移行し以後ステップ13にてX −X o≦T−
Vが検知されるまでステップ4〜12を繰り返えし実行
する。上記ステップ4〜12を繰り返えされる過程にお
いて、N010+1インクリメントされ、このNOが上
記検出器Sから発生したパルス回数を示すこととなり、
ステップ11でのVはその時点での回転角速度を表わす
のでステップ12での各回のxoはモーターが回転を開
始してからの総回転角度となり、xoが予定回転角度X
に対してX−X0=T−Vまで回転するとステップ13
にてステップ14へ移行しマイコンμCOMの出力ボー
トZ1から“O”を出力させ駆動回路DRVを不作動に
なしモーターへの通電が停止される。
これによりモーターが予定回転角度まで回動する以前に
モーターへの通電が停止され、その後モーターは減衰時
間1分だけ、モーターへの通電停止時の角速度V移動し
、その位置でモーターの移動が終了する。従って、モー
ターは常に予定回転角度位置の正確に停止することとな
る。
第4図は本発明に係る振動波モーターの制御装置の他の
一実施例を示す回路ブロック図で、第1図実施例と同一
構成部には同一記号を附しである。該実施例ではマイコ
ンμCOMに出力ポートZ2を設け、該ボートZ2から
の信号にてモーターの駆動速度を予定回転角X近傍で高
速から低速ヘシフトし、モーターの停止位置精度を第1
図のものに比して更に向上させた点が異なる処である。
第7図は上記第6図の動作制御プログラムを示し、該プ
ログラムに従ってマイコンμCOMにてモーター制御が
なされる。
該第7図のプログラムは第4図示のプログラムとほぼ同
一であり、同一のステップ命令には同一記号を附しであ
る。該第7図のプログラムではステップ1′にてマイコ
ンμCOMの出力ポートZ2から“0”を出力させ、駆
動開始時点にモーターを高速駆動モードにすると共にス
テップ12とステップ13との間にステップ12−1.
12−2を追加し、更にステップ14′にて出力ポート
Z2から“0″を出力する様にして点が異なる処である
以下、該第6図の実施例の動作について説明する。
電源スィッチが投入されることにてマイコンμCOMは
ステップ1′から作動する。このステップでは出力ボー
トZr、Z2から“O”を出力させ駆動回路DRVを作
動させると共に例えば駆動電圧を高電圧とすることにて
高速駆動状態となす。
ステップ2からステップ12までは上記第4図実施例と
同一の命令であり、これらのステップにて現在のモータ
ーの角速度V及び現在までのモーターの駆動量(総回転
角度)xoが求められる。
次いでステップ12−1にてX −X o > T・(
V+t)の検知がなされる。この検知結果に基づいてX
−Xo >T ・(V+ 1 )(D時には再度ステッ
プ4へ移行し、ステップ12−1にてX −X o≦T
・(V+ 1 )の検知がなされるまで上記ステップが
繰り返えされ、モーターが予定回転角Xに対してX−T
・(V+t)の位置まで移動することにてステップ12
−2にてマイコンμCOMの出力ポートZ、から“1”
を出力しモーターへの駆動電圧を低下させ駆動速度を高
速から低速へ変更する。
又ステップ13にてX−Xo >T−Vの判別がなされ
X−X0≦T−Vとなるまで上記低速駆動にてモーター
が回転し、モーターがX −X 。
=T−Vまで回転するとステップ14′にて出力ポート
Z、、Z2からO″′が出力されモーターへの通電が停
止し、その後モーターはT−V分だけ振動減衰状態で移
動し予定回転角度Xの位置にて停止する。この様に該実
施例ではモーターを予定回転角度近傍まで高速駆動され
、その後低速駆動されるので、予定回転角度近傍におけ
る角速度Vが低下し、その停止位置がより正確に制御さ
れることとなる。
尚モーターMの駆動速度の切換えをモーターへの印加電
圧(交流電圧)のレベル切換えにて行っているが、上記
各電歪素子群への各印加電圧の位相関係を異ならしめて
(ずらして)駆動速度を切換えても良い。
〔効果〕
以上の如く、未発明では、モーターの振動減衰時間を考
慮して、モーターが予定停止位置に移動する時点に対し
て該時間分手前の時点でモーターの通電を停止したもの
であるので、常にモーターを予定位置まで移動させるこ
とが出来、その停止位置精度を高精度とすることが出来
るものである。
【図面の簡単な説明】
第1図は振動波モーターの構成を示す分解斜視図、第2
図は第1図のモーターにおける電歪素子3の他の例を示
す構成図、第3図は本発明に係る制御装置の一実施例を
示すブロック図、第4図は第3図におけるマイコンのプ
ログラムを示す説明図、第5図は第3図の動作を説明す
るための波形図、第6図は本発明の他の実施例を示すブ
ロック図、第7図は第6図実施例におけるマイコンμC
OMのプログラムを示す説明図である。 μCOM−−−−−−マイコン、 S −−−−−一回転検出器、 M−−−−−−モーター、 D RU −−−−−一駆動回路。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 振動体に配された電歪素子に位相の異なる周波電圧を印
    加して振動体に進行性振動波を形成し、該振動波にて移
    動体を駆動する振動波モーターにおいて、 モーターの駆動速度を検知する速度検知手段と、該速度
    検知手段にて検知された駆動速度と振動の減衰時間とか
    らモーターへの通電停止後の移動量を求める演算手段を
    設け、モーターが予定停止位置に対して上詰演算手段に
    て求められた移動量に応じた手前の位置に移行した際の
    モーターへの通電を停止したことを特徴とする振動波モ
    ーターの停止位置制御装置。
JP61312690A 1986-12-27 1986-12-27 振動波モ−タ−の停止位置制御装置 Pending JPS63167681A (ja)

Priority Applications (1)

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JP61312690A JPS63167681A (ja) 1986-12-27 1986-12-27 振動波モ−タ−の停止位置制御装置

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JP61312690A JPS63167681A (ja) 1986-12-27 1986-12-27 振動波モ−タ−の停止位置制御装置

Publications (1)

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JPS63167681A true JPS63167681A (ja) 1988-07-11

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ID=18032250

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Application Number Title Priority Date Filing Date
JP61312690A Pending JPS63167681A (ja) 1986-12-27 1986-12-27 振動波モ−タ−の停止位置制御装置

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JP (1) JPS63167681A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5939851A (en) * 1996-12-27 1999-08-17 Canon Kabushiki Kaisha Position control device

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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