JP3245214B2 - 振動型アクチュエータ制御装置 - Google Patents
振動型アクチュエータ制御装置Info
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Description
御装置に関し、更に詳細には、該アクチュエータの停止
中における電力消費を従来の制御装置よりも低減させる
ことができる、改良された制御装置に関する。
制御装置は、たとえば特開昭63−18974号公報等
に開示されているように、該アクチュエータの移動体
(すなわちロータ)の停止時には該アクチュエータの振
動体(すなわちステータ)に対して印加する駆動信号を
ゼロにするように構成されている。
技術では、該アクチュエータの停止中に該アクチュエー
タの電力消費はないが、該アクチュエータの制御装置に
おいては該振動体に接続されている駆動回路や該移動体
の瞬時位置検出用のセンサー及び位置検出回路等に通電
されているため、該移動体の停止時間が長い用途にお
いては電力消費が大きくなって電力利用効率が低下す
る。制御装置における発熱量が大きいため電子回路に
とって好ましくない、等の問題点があった。
アクチュエータの停止時には該制御装置への通電をも停
止してしまうように構成すればよいが、従来の制御装置
をそのような構成にした場合には、(a)該移動体の停
止時の位置情報が失われてしまうので再起動後には制御
精度が低下する、(b)電源のON及びOFFの際に該
移動体が動いてしまう、等の問題があった。
記(a)及び(b)の問題を生ずることなく従来の制御
装置よりも電力消費及び発熱量を大きく低減することの
できる、改良された制御装置を提供することである。
を実現する第1の構成は、交流信号発生回路からの信号
を増幅回路で増幅し、振動型アクチュエータに対して駆
動信号を印加する駆動回路と、前記振動型アクチュエー
タにより駆動される移動体の移動量又は移動位置に相応
した信号を形成する検知回路と、該検知回路にて形成さ
れた移動量又は移動位置に相応する信号に基づいて前記
アクチュエータの動作制御を行う振動型アクチュエータ
制御装置において、前記検知回路にて形成された信号を
記憶する記憶手段と、前記振動型アクチュエータの起動
に際して、前記交流信号発生回路及び前記検知回路への
給電開始後前記記憶手段に記憶されている信号を前記検
知回路に転送する転送回路と、該転送回路による転送後
前記増幅回路を作動させることを特徴とする。
構成は、振動型アクチュエータに対して駆動信号を印加
する駆動信号回路と、前記振動型アクチュエータにより
駆動される移動体の移動量又は移動位置に相応した信号
を形成する検知回路と、該検知回路にて形成された移動
量又は移動位置に相応する信号に基づいて前記アクチュ
エータの動作制御を行う振動型アクチュエータ制御装置
において、前記検知回路にて形成された信号を記憶する
記憶手段と、前記振動型アクチュエータの停止に際して
前記駆動回路を不作動にする停止回路と、該駆動回路が
不作動になった後前記検知回路の信号を前記記憶手段に
転送する転送回路と、該転送回路による転送動作後前記
検知回路への給電を停止させる給電制御手段を設け、前
記停止回路 、 転送回路 、 給電制御手段を時系列で作動させ
たことを特徴とする。
を防ぐとともに、振動型アクチュエータを起動する際に
アクチュエータへの電源をオンした際にアクチュエータ
により駆動される移動体が動いてしまうことにより、記
憶回路に記憶されていた起動前の移動体の位置情報と異
なってしまう不都合を防止する。上記した第2の構成で
は、アクチュエータを停止する際に移動体が移動してし
まい、そのため 、 アクチュエータ停止と同時に検知回路
の内容を記憶回路に転送すると、転送後に移動体が動く
ことがおきる恐れがあり、記憶値と実際の位置が異なる
値になる不都合を防止する。
て説明する。なお、以下に説明する実施例は、リング形
振動体及びリング形移動体から成る回転型のいわゆる超
音波モータとしての振動型アクチュエータに本発明を適
用したものであるが、本発明が適用される振動型アクチ
ュエータはこれに限るものではなく、往復動型、振動型
などであってもよいことは明らかである。
した概略図である。同図において、1は不図示の支持部
材に固定されたリング形の振動体、2は振動体1の表面
に進行波振動体を生じさせるために該振動体1に固着さ
れている圧電素子、3は振動体1の表面に圧接された状
態で振動体1の円周方向に沿って移動するロータ(すな
わち移動体)であり、振動体1及び圧電素子2並びに移
動体3によって振動型アクチュエータが構成されてい
る。
軸4の一端に固定されたカップリング、6はカップリン
グ5の一端に取付けられたロータリーエンコーダ、であ
る。なお、出力軸4の他端には不図示のロボットのアー
ム等の負荷が接続される。7はロータリーエンコーダの
出力パルスをカウントする位置カウンタ、8は位置情報
を記憶するメモリ素子、9は不図示の指令装置からの位
置指令に応じて位置カウンタ7のカウント値が位置指令
に対応する位置となるように2つの交流出力信号の周波
数や振幅及び位相等を変化させることにより指令された
位置に移動体3が達したら出力信号をゼロにする交流信
号発生回路、10は交流信号発生回路8からの2つの交
流出力信号を増幅して出力する交流信号増幅回路、であ
る。
チ素子、13は不図示の指令装置からのスタート指令や
交流信号発生回路からの停止した事を知らせる停止信号
の状態に応じてスイッチ素子11及び12やメモリ素子
8の動作の指令を発生するON・OFF指令回路、14
は電源、である。本実施例における制御装置は、ロータ
リーエンコーダ6、位置カウンタ7、メモリ素子8、交
流信号発生回路9、交流信号増幅回路10、スイッチ素
子11及び12、ON・OFF指令回路13、から構成
されており、本実施例の制御装置の特徴はメモリ素子
8、スイッチ素子11及び12、ON・OFF指令回路
13を設けたことである。
ータの起動時及び停止時の制御信号発生手段となってい
る。
置から該回路13に入力されるスタート指令、bは不図
示の指令装置から交流信号(駆動振動)発生回路9に入
力される位置指令、cは該回路13からスイッチ素子1
1に加えられる信号、dは該回路13からメモリ8に加
えられる信号、eは該回路13からスイッチ素子12に
加えられる信号、fは交流信号発生回路9から発せられ
るアクチュエータ停止信号、である。図2は前述した信
号a〜f及びアクチュエータ駆動信号A相及びB相のタ
イミングチャートである。
の回路の動作を説明する。
メモリ素子8がが現在のロータ位置を記憶しており、ロ
ータリーエンコーダ6、位置カウンタ7交流信号発生回
路9、交流信号増幅回路19の電源はOFF状態にあ
る。
ルスaと共に位置指令bが入力される。スタート指令パ
ルスaの立ち下がりに同期してON・OFF指令回路1
3は信号cによってスイッチ素子11をON状態にし、
交流信号発生回路9、位置カウンタ7、ロータリーエン
コーダ6の電源が接続される。次にロータリーエンコー
ダ6の出力が安定するまでの時間だけ遅らせて信号dを
ハイにするメモリ素子8は信号dの立ち上がりに同期し
て、位置カウンタ7へ記憶していた現在位置のカウント
値を転送する。次に転送に必要な時間だけ遅らせて信号
eによってスイッチ素子12をON状態にし交流信号増
幅回路10の電源が接続される。一方交流信号発生回路
9は、位置カウンタ7の出力と、位置指令が異なれば信
号fをローにし交流信号増幅回路10の電源が安定する
のに必要な時間だけ信号eの立ち上がりエッジから遅ら
せて交流信号を発生させる。すると、振動型アクチュエ
ータに交流信号増幅回路10で増幅されたA相とB相の
2相の信号が印加され回転が始まる。位置カウンタ7の
カウント値が位置指令と等しくなると、交流信号発生回
路9は交流信号の発生を停止し、停止を示す停止信号f
を発生する。
がりエッジから振動型アクチュエータの振動が停止する
のに必要な時間だけ遅らせて信号eでスイッチ素子12
をOFF状態にし、交流信号増幅回路10の電源をOF
Fする。次に交流信号増幅回路10の電源が完全にOF
Fされるのを待って信号dをローにし位置カウンタ7の
現在位置を示すカウント値を信号dの立ち下がりに同期
してメモリ素子8に転送する。次に転送に必要な時間だ
け送らせて信号cによってスイッチ素子11をOFF状
態にし、交流信号発生回路9、位置カウンタ7ロータリ
ーエンコーダ6の電源がOFFされる。
には低消費電力のメモリ素子に位置情報を退避させてお
き、必要な回路以外の電源をOFFにしておくことで振
動型アクチュエータが停止時に電力を消費しないという
特長を最大限に生かして回路の消費電力を最小限に押さ
え、且つ、電源のON・OFF時における回路の電源を
所定の手順且つタイミングでON・OFFすることによ
って、電源ON・OFF時に振動型アクチュエータが回
転してしまうことを防止した。したがって停止精度を下
げずに低い消費電化学を達成出来る。
した概略図である。第1実施例との違いはカウンタ7と
メモリ素子8の両方をカウンタ7が兼ねている所であ
る。各信号のタイミングは図2で示される。カウンタ7
は信号dがハイになるとカウント可能になり信号dがロ
ーになるとカウント値を保持し続けることで信号dがハ
イの時はカウンタにローの時はメモリ素子になるため、
第1実施例と同様の動作を、より簡単な回路で実現出来
る。又、光学式ロータリーエンコーダの場合、光源をO
FFすれば電源を切るとこととほぼ同等の効果が得られ
るので代用しても良い。
力消費を防ぐとともに、振動型アクチュエータを起動す
る際にアクチュエータへの電源をオンした際にアクチュ
エータにより駆動される移動体が動いてしまうことによ
り、記憶回路に記憶されていた起動前の移動体の位置情
報と異なってしまう不都合を防止する。請求項2に係る
発明によれば、アクチュエータを停止する際に移動体が
移動してしまい、そのため 、 アクチュエータ停止と同時
に検知回路の内容を記憶回路に転送すると、転送後に移
動体が動くことがおきる恐れがあり、記憶値と実際の位
置が異なる値になる不都合を防止する。
御装置の該略図。
ャート。
御装置の概略図。
ーエンコーダ 7…位置カウンタ 8…メモリ素
子 9…交流信号発生回路 10…交流信
号増幅回路 11,12…スイッチ素子 13…ON・
OFF指令回路
Claims (2)
- 【請求項1】 交流信号発生回路からの信号を増幅回路
で増幅し、振動型アクチュエータに対して駆動信号を印
加する駆動回路と、前記振動型アクチュエータにより駆
動される移動体の移動量又は移動位置に相応した信号を
形成する検知回路と、該検知回路にて形成された移動量
又は移動位置に相応する信号に基づいて前記アクチュエ
ータの動作制御を行う振動型アクチュエータ制御装置に
おいて、 前記検知回路にて形成された信号を記憶する記憶手段
と、前記振動型アクチュエータの起動に際して、前記交
流信号発生回路及び前記検知回路への給電開始後前記記
憶手段に記憶されている信号を前記検知回路に転送する
転送回路と、該転送回路による転送後前記増幅回路を作
動させることを特徴とする振動型アクチュエータ制御装
置。 - 【請求項2】 振動型アクチュエータに対して駆動信号
を印加する駆動信号回路と、前記振動型アクチュエータ
により駆動される移動体の移動量又は移動位置に相応し
た信号を形成する検知回路と、該検知回路にて形成され
た移動量又は移動位置に相応する信号に基づいて前記ア
クチュエータの動作制御を行う振動型アクチュエータ制
御装置において、 前記検知回路にて形成された信号を記憶する記憶手段
と、前記振動型アクチュエータの停止に際して前記駆動
回路を不作動にする停止回路と、該駆動回路が不作動に
なった後前記検知回路の信号を前記記憶手段に転送する
転送回路と、該転送回路による転送動作後前記検知回路
への給電を停止させる給電制御手段を設け、前記停止回
路 、 転送回路 、 給電制御手段を時系列で作動させたことを
特徴とする振動型アクチュエータ制御装置。
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