JP4493318B2 - Precision drive device and aging drive method for precision drive device - Google Patents
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Description
本発明は精密駆動装置に関するものであり、特に精密加工機械、精密測定装置、半導体製造装置に用いられる装置として好適なものである。 The present invention relates to a precision drive device, and is particularly suitable as a device used in precision processing machines, precision measurement devices, and semiconductor manufacturing devices.
超音波モータは、最小振幅がナノメートルオーダーと小さく、高分解能の位置決めが可能であり、しかも摩擦駆動であるために駆動力が大きいといった特徴を有するため、これまでカメラのレンズズーム機構や腕時計のバイブレーションアラームなど回転運動系への実用化が行われており、最近では精密加工機械、精密測定装置、半導体製造装置等、直線運動系の精密駆動装置への適用が試みられている。 Ultrasonic motors have the features that the minimum amplitude is as small as nanometer order, positioning with high resolution is possible, and the driving force is large because of frictional drive. Practical application to a rotational motion system such as a vibration alarm has been made, and recently, application to a precision motion device of a linear motion system such as a precision processing machine, a precision measurement device, a semiconductor manufacturing device, etc. has been attempted.
図3に直線運動系の精密駆動装置への適用例の1つである従来の精密駆動装置10を示す。この装置は、ベース盤11上にクロスローラガイドの如き一対のガイド部材12を備え、これらのガイド部材12によって可動体としてのステージ13を直線的に案内するようになっている。
FIG. 3 shows a conventional
また、ステージ13の一方の側面には、ガイド部材12に対して平行に駆動力伝達部材14が、ステージ13の他方の側面には、前記駆動力伝達部材14と平行にリニアスケール15がそれぞれ設置されており、該リニアスケール15と対向する位置には測定ヘッド16を設けて位置検出手段17を構成するとともに、前記駆動力伝達部材14と対向する位置には2つの超音波モータ20を設置し、各超音波モータ20の摩擦部材25を前記駆動力伝達部材14の当接面に対して垂直に当接させてある。
A driving
なお、図中、26は超音波モータ20を収容するケース、27は超音波モータ20の駆動を阻害することなくケース26内に保持するためのスプリング、28は超音波モータ20をステージ13の駆動力伝達部材14に押圧するためのスプリングである。また、18は位置検出手段17より得られた位置情報を基にステージ13の駆動速度を制御するための駆動制御部であり、駆動制御部18から出力された駆動用指令信号をもとに超音波モータ20を駆動させる。
In the figure,
また、前記摩擦部材25および駆動力伝達部材14には、アルミナ等の一般的なセラミックス、ガラス等が用いられており、これらセラミックス、ガラス等からなる摩擦部材25と駆動力伝達部材14を当接させその摩擦駆動により、前記ステージ13を駆動させる。
The
また、図4(a)、(b)に図3の精密駆動装置10に用いる超音波モータ20の構造を示すように、この超音波モータ20は、圧電セラミック板21の一方の主面に4分割された電極膜22a、22b、22c、22dを有し、対角に位置する電極膜22aと電極膜22dを結線するとともに、対角に位置する電極膜22bと電極膜22cを結線し、かつ他方の主面には、ほぼ全面に電極膜23を形成した振動体24と、上記圧電セラミック板21の端面に設けたセラミックスやガラスからなる摩擦部材25とからなり、上記一方の主面に形成された電極膜23をアースするとともに、他方の主面に形成された電極膜22aと電極膜22bにそれぞれ位相を異ならせた電圧を印加することにより、圧電セラミック板21に縦振動と横振動を発生させ、これらの振動の合力によって摩擦部材25を楕円運動させるようになっていた。
Further, as shown in FIGS. 4A and 4B, the structure of the
そして、ステージ13の移動に伴う位置検出手段16からの位置情報と、予め設定してあるステージ13の移動プロファイルに基づく基準位置情報との偏差に応じて駆動制御部18にて例えばPID演算処理し、超音波モータ20へ指令信号を出力するフィードバック制御を行うようになっていた。なお、PID演算を行うための制御パラメータであるP項、I項、D項の決定は、実駆動させる前にステージ13の移動中における位置偏差や位置決め精度が規格を満足するように実験により試行錯誤的に決定するようになっていた。
Then, for example, PID calculation processing is performed in the
ところが、精密駆動装置10の駆動に際し、その駆動開始初期段階では、超音波モータ20の摩擦部材25と駆動力伝達部材14の当接面の面状態は粗く、それらを当接させ、超音波モータ20を駆動させたとしても、面状態が摩耗して滑らかな状態となり、いわゆるエージング(なじみ)状態となるまでは、摩擦力が不十分なため駆動力が伝達されにくく、エージング不十分な状態で駆動を行った場合には、駆動状態が変わってしまうため、それまでに決定した制御パラメータでは規格を満足できなくなる場合があった。こういった場合は製品出荷後に制御パラメータを変更して規格を満足するといった作業が必要になっていた。
However, when the
また、駆動力が駆動と共に変化していくために、制御により過大な電力を与える結果となり、摩擦部材25と駆動力伝達部材14の当接面同士で滑りが生じ、これにより、互いが異常摩耗を引き起こし、摩擦部材25の寿命が低下してしまうという問題も発生していた。このような状態で駆動すると寿命低下ばかりでなくステージ13はオーバーシュートして目的位置に静止させることができず駆動性能を満足できなくなっていた。
In addition, since the driving force changes with driving, excessive power is applied by the control, and slip occurs between the contact surfaces of the
なお、上述のエージングに関する先行技術として、ならし運転の時間を短縮するためにロータに形成されたライニング材の一部が線接触するようにならし運転を行う技術がある(特許文献1参照)。
しかしながら、従来から行われていたエージングについては、精密駆動装置10を大量に製造する場合には、それぞれの精密駆動装置10に搭載される超音波モータ20の摩擦部材25のエージング処理時間を一定にして製造されていた。従って、超音波モータ20に形成する摩擦部材25には、用いられる材質によるバラツキや表面仕上げ状態の差、取り付け状態の差が必ず生じるために、前述のような時間を判断基準にしてエージング処理を行うと、摩擦部材25と駆動力伝達部材14の当接面におけるなじみが不十分となったり、過剰にエージング処理を行ってしまったりする場合がある。
However, with respect to aging that has been conventionally performed, when a large number of
即ち、摩擦部材25と駆動力伝達部材14に耐摩耗性に優れるセラミックス等の材料を用いた場合、両者の摩擦による摩耗進行速度が遅く、これに材料の細かな特性バラツキや取り付け時の位置、角度等の細かなバラツキが加わると、摩擦部材25と駆動力伝達部材14との当接面がエージング状態となるのに、おなじ精密駆動装置10の間でも時間的には大きな差を生じ、例えば、なじみが不十分である場合には、精密駆動装置の駆動に際し、摩擦部材25と駆動力伝達部材14の当接面が異常摩耗を起こす危険性があるという問題点を有していた。
That is, when a material such as ceramics having excellent wear resistance is used for the
従って、摩擦部材25と駆動力伝達部材14の当接面の摩耗状態がどのような状態にあるか明確に判断しないまま、一定時間の駆動で異常がないとして製品出荷すると、精密駆動装置の作動中に摩擦駆動の状態が変化し、精密駆動装置10のステージ13の駆動特性に影響を及ぼし、性能を満足できなくなる。
Accordingly, if the product is shipped without any abnormality in the driving for a certain period of time without clearly determining what the state of wear of the contact surfaces of the
この問題に対し、本発明者らは、精密駆動装置10の駆動特性に異常が発生した際には、ステージが安定した速度で駆動するよう超音波モータの駆動条件を調整し、摩擦部材25および駆動力伝達部材14が異常に摩耗していた場合には、部材を交換する等のメンテナンスを実施していたが、多大な時間と経費を費やさなければならなかった。
In response to this problem, the present inventors adjust the driving conditions of the ultrasonic motor so that the stage is driven at a stable speed when an abnormality occurs in the driving characteristics of the
本発明の精密駆動装置は上記課題に鑑み、摩擦部材を有する超音波モータと、該超音波モータの摩擦部材との摩擦駆動により可動する可動体とを有し、該可動体の位置を測定する位置検出手段と、該位置検出手段からの位置情報と予め設定した移動プロファイルに基づく基準位置情報との偏差を基に前記超音波モータの駆動用指令信号を出力する駆動制御部とによりクローズループ駆動制御を行う精密駆動装置において、前記位置検出手段の位置情報を基に前記クローズループ駆動制御を停止した状態でオープンループ駆動制御により速度を演算する速度演算部と、該速度演算部にて算出する速度を監視する速度監視部と、前記速度監視部に接続され、所定のサンプリングタイム毎に算出した速度vと、該速度vよりも前のサンプリングタイムの速度v’の演算結果と比較した速度変動差v−v’を速度値として算出する速度変動演算部と、該速度値が予め定められた値になるまで前記駆動制御部に駆動用指令信号を出力するエージング動作部とからなることを特徴とする。 In view of the above problems, the precision drive device of the present invention has an ultrasonic motor having a friction member and a movable body that is movable by friction drive with the friction member of the ultrasonic motor, and measures the position of the movable body. Closed loop drive by position detection means and a drive control unit that outputs a command signal for driving the ultrasonic motor based on a deviation between position information from the position detection means and reference position information based on a preset movement profile In the precision driving device that performs control, based on the position information of the position detection means, the speed calculation unit that calculates the speed by the open loop drive control while the closed loop drive control is stopped, and the speed calculation unit calculates the speed A speed monitoring unit that monitors the speed; a speed v that is connected to the speed monitoring unit and is calculated for each predetermined sampling time; and a sampling type before the speed v A speed fluctuation calculation unit that calculates a speed fluctuation difference vv ′ compared with a calculation result of the speed v ′ of the motor as a speed value, and a drive command signal to the drive control unit until the speed value reaches a predetermined value. It is characterized by comprising an aging operation unit for outputting.
また、好ましくは、前記クローズループ駆動制御で、前記可動体が予め設定した任意の往復回数に達するまで駆動させ、該往復回数に達したら、前記クローズループ駆動制御を停止し、前記速度監視部で前記オープンループ駆動制御にて速度を監視することを特徴とする。 Preferably, in the closed loop drive control, the movable body is driven until reaching an arbitrary number of reciprocations set in advance, and when the number of reciprocations is reached, the closed loop drive control is stopped, and the speed monitoring unit The speed is monitored by the open loop drive control.
さらに、好ましくは、前記エージング動作部において、前記速度変動演算部で所定のサンプリングタイム毎に演算した速度変動差v(n)−v(n−1)が、予め設けた基準速度変動差のしきい値と、該しきい値内に連続的に所定回数入るか否かを判定する安定判断部を有することを特徴とする。 Further preferably, in the aging operation section, the speed fluctuation difference v (n) −v (n−1) calculated for each predetermined sampling time by the speed fluctuation calculating section is a difference between a reference speed fluctuation difference provided in advance. It is characterized by having a threshold value and a stability determination unit for determining whether or not the predetermined threshold value is continuously entered within the threshold value.
また、好ましくは、前記エージング動作部において、前記クローズループ駆動制御を停止しても所定の時間は前記オープンループ制御を開始させずに待機する待機時間設定部を有することを特徴とする。 Preferably, the aging operation unit further includes a standby time setting unit that waits for a predetermined time without starting the open loop control even when the closed loop drive control is stopped.
摩擦部材を有する超音波モータと、該超音波モータの摩擦部材との摩擦駆動により可動する可動体とを有し、該可動体の位置を測定する位置検出手段と、該位置検出手段からの位置情報と予め設定した移動プロファイルに基づく基準位置情報との偏差を基に前記超音波モータの駆動用指令信号を出力する駆動制御部とによりクローズループ駆動制御を行う精密駆動装置において、前記位置検出手段の位置情報を基に、前記クローズループ駆動制御を停止した状態でオープンループ駆動制御により時定数Tと比例感度Kを演算して伝達関数Gを算出する伝達関数演算部と、該伝達関数演算部にて算出する伝達関数を監視する伝達関数監視部と、該伝達関数監視部に接続され、所定のサンプリングタイム毎に算出した伝達関数Gと、該伝達関数Gよりも前のサンプリングタイムの伝達関数G’の演算結果と比較した伝達関数変動差G−G’を演算値として算出する演算部と、該演算値が予め定められた値になるまで前記駆動制御部に駆動用指令信号を出力するエージング動作部とからなることを特徴とする。 An ultrasonic motor having a friction member; a movable body movable by friction drive with the friction member of the ultrasonic motor; position detecting means for measuring the position of the movable body; and a position from the position detecting means. In the precision drive device that performs closed-loop drive control by a drive control unit that outputs a command signal for driving the ultrasonic motor based on a deviation between the information and reference position information based on a preset movement profile, the position detection unit A transfer function calculation unit for calculating a transfer function G by calculating a time constant T and a proportional sensitivity K by open loop drive control in a state in which the closed loop drive control is stopped, and the transfer function calculation unit A transfer function monitoring unit that monitors the transfer function calculated in step, a transfer function G that is connected to the transfer function monitoring unit and calculated at every predetermined sampling time, and the transfer function G A calculation unit that calculates a transfer function fluctuation difference GG ′ compared with the calculation result of the transfer function G ′ at the previous sampling time as a calculation value; and the drive control until the calculation value reaches a predetermined value. And an aging operation unit that outputs a drive command signal to the unit.
また、好ましくは、前記クローズループ駆動制御で、前記可動体が予め設定した任意の往復回数に達するまで駆動させ、該往復回数に達したら、前記クローズループ駆動制御を停止し、前記オープンループ駆動制御で駆動を行うことを特徴とする。また、好ましくは、前記エージング動作部において、伝達関数演算部で所定のサンプリングタイム毎に演算した伝達関数変動差G(n)−G(n−1)が、予め設けた基準伝達関数変動差のしきい値と、該しきい値内に連続的に所定回数入るか否かを判定する安定判断部を有することを特徴とする。また、好ましくは、前記エージング動作部において、前記クローズループ駆動制御を停止しても所定の時間は前記オープンループ制御を開始させずに待機する待機時間設定部を有することを特徴とする。 Preferably, in the closed loop drive control, the movable body is driven until reaching a predetermined number of reciprocations, and when the number of reciprocations is reached, the closed loop drive control is stopped and the open loop drive control is performed. And driving. Preferably, in the aging operation unit, the transfer function variation difference G (n) −G (n−1) calculated at a predetermined sampling time by the transfer function calculation unit is a reference transfer function variation difference provided in advance. It has a threshold value and a stability determination unit for determining whether or not the predetermined number of times is continuously entered within the threshold value. Preferably, the aging operation unit further includes a standby time setting unit that waits for a predetermined time without starting the open loop control even when the closed loop drive control is stopped.
本発明の精密駆動装置のエージング駆動方法は、摩擦部材を有する超音波モータと、該超音波モータの摩擦部材との摩擦駆動により可動する可動体とを有する精密駆動装置のエージング駆動方法であって、前記可動体の位置情報と予め設定した移動プロファイルに基づく基準位置情報との偏差を基に、前記可動体をクローズループ駆動制御により駆動するクローズループ駆動制御工程と、前記クローズループ駆動制御を停止して、所定時間待機する待機工程と、前記可動体のオープンループ駆動制御を開始し、前記可動体の速度を監視する速度監視工程と、前記クローズループ駆動制御工程、前記待機工程、および前記速度監視工程を再び繰り返す繰り返し工程と、後の速度監視工程によって得られた速度とその前の速度監視工程によって得られた速度の差である速度変動差が予め定められた基準速度変動差以下であるかどうかを判断する判断工程とを有し、前記速度変動差が前記基準速度変動差以下である場合には、エージング駆動を終了し、前記速度変動差が前記基準速度変動差を超える場合には、前記クローズループ駆動制御工程、前記待機工程、前記速度監視工程、および前記判断工程を再び行う。An aging drive method for a precision drive apparatus according to the present invention is an aging drive method for a precision drive apparatus having an ultrasonic motor having a friction member and a movable body movable by friction drive with the friction member of the ultrasonic motor. A closed-loop drive control process for driving the movable body by closed-loop drive control based on a deviation between the position information of the movable body and reference position information based on a preset movement profile, and the closed-loop drive control is stopped. Then, a standby process for waiting for a predetermined time, a speed monitoring process for starting the open loop drive control of the movable body and monitoring the speed of the movable body, the closed loop drive control process, the standby process, and the speed It is obtained by repeating the monitoring process again, the speed obtained by the subsequent speed monitoring process, and the speed monitoring process before that. A determination step for determining whether or not a speed fluctuation difference that is a difference in speed is less than or equal to a predetermined reference speed fluctuation difference, and when the speed fluctuation difference is less than or equal to the reference speed fluctuation difference When the aging drive is finished and the speed fluctuation difference exceeds the reference speed fluctuation difference, the closed loop drive control process, the standby process, the speed monitoring process, and the determination process are performed again.
前記精密駆動装置のエージング駆動方法において、好ましくは、前記速度変動差が前記基準速度変動差以下である場合には、前記速度変動差が前記基準速度変動差以下となることが所定回数連続するか否かを判定する判定工程を有し、前記速度変動差が前記基準速度変動差以下となることが所定回数連続する場合には、エージング駆動を終了し、前記速度変動差が前記基準速度変動差以下となることが所定回数連続しない場合には、前記クローズループ駆動制御工程、前記待機工程、前記速度監視工程、および前記判断工程を再び行う。In the aging drive method of the precision drive device, preferably, if the speed fluctuation difference is equal to or less than the reference speed fluctuation difference, does the speed fluctuation difference continue to be equal to or less than the reference speed fluctuation difference for a predetermined number of times? A determination step for determining whether or not the speed fluctuation difference is equal to or less than the reference speed fluctuation difference for a predetermined number of times, aging drive is terminated, and the speed fluctuation difference is the reference speed fluctuation difference. If the following does not continue for a predetermined number of times, the closed loop drive control step, the standby step, the speed monitoring step, and the determination step are performed again.
本発明の構成によれば、エージング動作部が速度値又は演算値が予め定められた値になるまで前記駆動制御部に駆動用指令信号を出力して作動するので、新しい摩擦部材を摩擦駆動させた際に、摩擦部材と駆動力伝達部材の当接面をそれぞれの超音波モータの摩擦部材について確実にエージング状態とすることができ、製品出荷後の制御パラメータの修正も必要がなくなり、またエージングが完了していない摩擦部材で駆動して異常摩耗が生じることがない。これにより、大量生産の際にもメンテナンスが不要で、高精度にエージング終了時期の判断が可能である。その結果、製品出荷前にエージング処理を行うことにより、エージング状態となった摩擦部材で精密駆動装置を作動させることができることから、出荷後も長時間安定して駆動する精密駆動装置を得ることが可能となる。 According to the configuration of the present invention, the aging operation unit operates by outputting a drive command signal to the drive control unit until the speed value or the calculated value reaches a predetermined value. When this occurs, the contact surfaces of the friction member and the driving force transmission member can be reliably aged for the friction members of the respective ultrasonic motors, and there is no need to modify the control parameters after product shipment. No abnormal wear occurs when driven by a friction member that is not completed. As a result, maintenance is not required even in mass production, and the aging end time can be determined with high accuracy. As a result, by performing an aging process before product shipment, it is possible to operate the precision drive device with the friction member in an aging state, and thus it is possible to obtain a precision drive device that can stably drive for a long time after shipment. It becomes possible.
以下、本発明の実施形態について詳細を説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail.
図1は本発明の精密駆動装置の一例を示す模式図である。なお、従来例と同一部分については同一符号で示す。 FIG. 1 is a schematic view showing an example of the precision driving device of the present invention. In addition, about the same part as a prior art example, it shows with the same code | symbol.
この精密駆動装置10は、ベース盤11上にクロスローラガイドの如き一対のガイド部材12を備え、これらのガイド部材12によって可動体としてのステージ13を直線的に案内するようになっている。
The
また、ステージ13の一方の側面には、ガイド部材12に対して平行に駆動力伝達部材14が、ステージ13の他方の側面には、駆動力伝達部材14と平行にリニアスケール15がそれぞれ設置されており、リニアスケール15と対向する位置には測定ヘッド16を設けて位置検出手段17を構成するとともに、駆動力伝達部材14と対向する位置には2つの超音波モータ20を設置し、各超音波モータ20の摩擦部材25を駆動力伝達部材14の当接面に対して垂直に当接させてある。
A driving
なお、図1に示す超音波モータ20の構造及び取り付け構造は、図3に示した超音波モータ20の構造および取り付け構造と同一であるため、ここでは説明を省略する。また、位置検出手段16として、ステージ13上に反射ミラーを設け、レーザー測長計で位置を検出するような構造としてもよい。
The structure and attachment structure of the
そして、ステージ13の移動に伴う位置検出手段16からの時間、変位、速度、加速度等の位置情報を駆動制御部3に送り、この駆動制御部3にて予め設定してあるステージ13の移動プロファイルに基づく基準位置情報(変位、速度、加速度)との偏差を基に、例えばPID演算処理し、その出力値を駆動用指令信号として超音波モータ20へ出力するフィードバック制御を行うクローズループ駆動制御を行うことで、超音波モータ20に備える摩擦部材25との摩擦駆動によりステージ13をガイド部材12に沿って移動し、位置決めさせるようになっている。
Then, position information such as time, displacement, speed, acceleration and the like from the position detection means 16 accompanying the movement of the
ここで、ステージ13の移動プロファイルとは、ステージ13の目標移動位置までの時間、変位、速度、加速度等から求まる一括した情報を示す。
Here, the movement profile of the
また、図1に示す本発明の精密駆動装置10には、位置検出手段17と駆動制御部3間に、順次、速度演算部1、速度監視部2、速度変動演算部4、エージング動作部5が接続されている。また、エージング動作部5には、安定判断部6及び待機時間設定部7を有している。
Further, in the
次に、本発明の精密駆動装置10に用いる摩擦部材25と駆動力伝達部材14の当接面がエージング状態となっているか否かを判断するための、オープンループ駆動制御について具体的に説明する。
Next, the open loop drive control for determining whether or not the contact surfaces of the
まず、速度演算部1は位置検出手段17から得られた位置情報のうち、時間、変位からステージ13の移動速度を演算する機能を有している。
First, the
また、速度監視部2はクローズループ駆動制御を停止した状態でオープンループ駆動制御により速度演算部1で演算された速度を時系列的に監視する機能を有している。さらに、この速度監視部2にはステージ13の往復回数が記録されており、この予め設定した任意の往復回数に達するまでクローズループ駆動制御で駆動させ、往復回数に達したら、初めてクローズループ駆動制御を停止し、クローズループ駆動制御を停止し、速度監視部2でオープンループ駆動制御にて速度を監視する。そして、この監視して得られたステージ13の移動速度を予め設定された回数毎に記録していく。
The
このように速度演算部1並びに速度監視部2を設けることにより、超音波モータ20からステージ13への駆動力伝達状態の時間的変化を速度という形で把握することができるため、駆動力伝達状態の安定性を、実際に摩擦部材25と駆動力伝達部材の当接面の状態を確認することなく間接的で、かつ、確実に確認することができる。
By providing the
また、速度変動演算部4は、速度監視部2に接続され、所定のサンプリングタイム毎に算出した速度vと、その速度vよりも前のサンプリングタイムの速度v’の演算結果と比較した速度変動差v−v’を速度値として算出する。これにより、精密駆動装置10のステージ13の駆動速度の経時変化をステージ13を駆動させながら確認できるようになっている。
The speed
なお、速度変動演算部4にて演算された速度変動差は、超音波モータ20からステージ13への駆動力伝達状態を間接的に判断できるパラメータであり、確実に当接面がエージング完了状態となっているか否かを確認できるため、このようなパラメータを用いる方法は駆動初期段階でのエージング状態の確認だけでなく、メンテナンス時に異常状態を未然に察知することにも使用可能であり、メンテナンスコストの削減にもつながる。
The speed fluctuation difference calculated by the speed
エージング動作部5は、駆動初期段階の摩擦部材25と駆動力伝達部材14の当接面のエージング処理を実施し、その状態が良好に駆動できるものであるか否かを判断する為に設置されており、速度変動演算部4にて演算された速度値が予め定められた値になるまで駆動制御部3に駆動用指令信号を出力するようになっている。従って、速度値が予め定められた値であるならば、駆動制御部3の駆動用指令信号は超音波モータ20に出力されず、エージング動作は終了することとなる。
The aging
また、エージング動作部5にある安定判断部6は、速度変動演算部4で所定のサンプリングタイム毎に演算した速度変動差v(n)−v(n−1)が、予め設けた基準速度変動差のしきい値と、そのしきい値内に連続的に所定回数入るか否かを判定する機能を有しているが、この安定判断部6を用いても良い。従って、安定判断部6を用いる場合にも、エージング状態にあると判断された場合には、エージング駆動を終了するが、そうでなければ再びクローズループ駆動制御によりエージング駆動を行う。この安定判断部6により、より高精度にエージング終了時期を判断させることが可能となる。
In addition, the
ここで、速度変動差v(n)−v(n−1)のしきい値とは、予めエージング状態にある精密駆動装置10の速度から経験的に求められた速度変動差のことである。より具体的には、駆動制御部に入力される駆動用指令信号(電圧)にもよるが、エージング状態にあるときの精密駆動装置10においては、その速度変動差は2mm/秒以下であることが好ましく、さらに、駆動精度を長期間にわたってより高精度に保つためには、1.5mm/秒以下とするのがよい。そして、上述してきたオープンループ駆動制御による速度演算により、速度変動差がこのしきい値内に連続して入ればエージング状態にあると考えて良いが、より確実にエージング状態にあると判断するためには、2000回の往復駆動回数毎のオープンループ駆動制御において、3回以上しきい値内に入っている場合にエージング状態にあると判断することがより好適である。
Here, the threshold value of the speed fluctuation difference v (n) −v (n−1) is a speed fluctuation difference empirically obtained in advance from the speed of the
また、エージング動作部5にある待機時間設定部7には、クローズループ駆動制御を停止しても所定の時間はオープンループ制御を開始させずに待機する機能を有しており、この待機時間設定部7を用いても良い。これは、クローズループ駆動制御停止した後、すぐにオープンループ駆動制御にて駆動させると、超音波モータ20の発熱や超音波モータ20の摩擦部材25と、ステージ13の駆動力伝達部材14の摩擦熱により、超音波モータ20に搭載されている圧電素子の振動状態が変化し、モータの駆動に影響を及ぼす場合があり、正確な速度演算が妨げられる恐れがあるからである。より具体的な待機時間としては1000sec以下とするのが良いが、待機時間は短時間とすることが装置調整上要求されるので、600sec以下とすることがより好適である。
Further, the standby
次に本発明の精密駆動装置10のエージング処理までの流れを図2に示すフローチャートに基づいて説明する。
Next, the flow up to the aging process of the
図に示すように、まず、エージング駆動をスタートし、ステージ13の駆動をクローズループ駆動制御にて行う。具体的には、ステージ13の位置を位置検出手段17によって測定し、その位置情報と予め設定した移動プロファイルに基づく基準位置情報との偏差を基に駆動制御部3から超音波モータ20に駆動用指令信号を出力して駆動を行う。そうすることにより、摩擦部材25と駆動力伝達部材14の当接面は摩擦駆動により摩耗し、初期は粗い表面状態であったものが、摩耗により比較的滑らかな表面状態となっていく。
As shown in the figure, first, aging drive is started, and the
その後、ステージ13が予め設定した所定の往復駆動回数に達したら、速度監視部2によりクローズループ駆動制御を停止し、このときエージング動作部5内の待機時間設定部7により、設定された時間が経過していれば、オープンループ駆動制御に切り替わり一定の指令信号を出力して速度を監視する。そして、1回目の速度監視が終了すると、オープンループ駆動制御を停止し、再びクローズループ駆動制御に切り替わり駆動が行われる。
After that, when the
次に、2回目の速度監視が行われる。このとき上述と同様に、エージング動作部5内の待機時間設定部7により設定した時間が経過してから、オープンループ駆動制御による速度監視が行われる。そして、速度監視部2により記録された1回目と2回目の速度の結果を用いて、速度変動演算部4により速度変動差を速度値として演算する。そして演算された速度値が、予め定められた基準速度変動差以下であるかをエージング動作部5内の安定判断部6により判断する。この速度値が、基準速度変動差以下でない場合には、オープンループ駆動制御による駆動を停止して、再びクローズループ駆動制御によりステージ13の駆動を行い、再度、摩擦部材25と駆動力伝達部材14を摩擦駆動させその当接面をなじませる。また、基準速度変動差以下である場合には、次に、それが所定回数連続するかどうかが安定判断部6により判断される。速度変動差の値が基準速度変動差以下であり、所定回数連続して基準速度変動差以下となった場合には、エージング状態にあると判断され、エージング駆動を終了する。また、そうでない場合には、オープンループ駆動制御による駆動を停止して、再びクローズループ駆動制御によりステージ13の駆動を行い、摩擦部材25と駆動力伝達部材14を摩擦駆動させその当接面をなじませる。
Next, the second speed monitoring is performed. At this time, as described above, speed monitoring by open loop drive control is performed after the time set by the standby
次に、本発明の精密駆動装置10の他の実施の形態について説明する。
Next, another embodiment of the
本発明の精密駆動装置10の駆動は、既に上述したような一定の速度を継続して行う場合には好適であるが、駆動の形態が異なるような、例えば短時間駆動させて停止する加減速が主な駆動サイクルを繰り返す駆動方式においては(図3参照)、摩擦部材25と駆動力伝達部材14の当接面におけるエージング状態は、上述した速度変動差v−v’を利用してエージング状態を認識させることは好ましくなく、駆動開始から駆動停止までの短いサイクルの間の加速領域Lの変動におけるエージング状態を把握できる手段が必要となる。
The driving of the
このような手段としては、図4に示すように位置検出手段17と駆動制御部3間に、順次、伝達関数演算部30、伝達関数監視部31、演算部32、エージング動作部5が接続された精密駆動装置とする。また、エージング動作部5には、上述の実施の形態と同様に安定判断部6及び待機時間設定部7を有している。(図3は省略することとする)
伝達関数監視部31においては、クローズループ駆動制御を停止した状態でオープンループ駆動制御により加速領域の加速度から時定数Tと比例感度Kを求め、これを基に伝達関数Gを演算して、さらに各サイクル毎の伝達関数Gを比較し、その差が一定であるか否かにより判断する手段がある。
As such means, a transfer
In the transfer
ここで、加速領域Lの加速度から求めた伝達関数Gは、本発明のような1次系の駆動システムにおいては、以下の式で表される。 Here, the transfer function G obtained from the acceleration in the acceleration region L is expressed by the following expression in the primary drive system as in the present invention.
G=K/(T+1)・・・・・・・・・(1)
(1)式において、Tは時定数であり、本発明の精密駆動装置10においては位置情報を基に速度から得られる最大値の63.2%に達するまでの時間で表される。
G = K / (T + 1) (1)
In the equation (1), T is a time constant, and in the
また、(1)式のKは比例感度であり、本発明の精密駆動装置の最終的な定常値として表す。 Further, K in the equation (1) is a proportional sensitivity and is expressed as a final steady value of the precision driving device of the present invention.
本発明の精密駆動装置10において、その最終的な出力は前記ドライバへ交流電圧として入力された正弦波で表される駆動用指令信号と、(1)式に示す伝達関数Gとの積によって表されることとなる。
In the
(1)式は時定数TがT=1/a[s]と表せることから、伝達関数Gは以下の(2)式として表せる。 Since the time constant T can be expressed as T = 1 / a [s] in the expression (1), the transfer function G can be expressed as the following expression (2).
G=a/(s+a)・・・・・・・・・(2)
ここで、aの値は時定数がT=1/a[s]と表せるから、a=1/Tとして求めることが可能である。また比例感度Kは本発明の駆動装置を駆動させた場合、vの最大値で表される。そして比例感度Kについては入力に対する、振幅比(ゲイン)を調整することが可能であり、例えば、vの最大値が200mm/secとすると、これを5倍の感度で出力させるために、1m/secを基準として考え、K=(vの最大値)/1000という式にて算出することができる。
G = a / (s + a) (2)
Here, since the time constant can be expressed as T = 1 / a [s], the value of a can be obtained as a = 1 / T. The proportional sensitivity K is expressed by the maximum value of v when the driving device of the present invention is driven. For the proportional sensitivity K, it is possible to adjust the amplitude ratio (gain) with respect to the input. For example, when the maximum value of v is 200 mm / sec, in order to output this with 5 times the sensitivity, 1 m / Considering sec as a reference, K = (maximum value of v) / 1000 can be calculated.
次に、演算部32において、加速領域のデータから、伝達関数演算部30にて時定数Tと比例感度K等のパラメータを演算して伝達関数Gを求める。
Next, in the
その後、伝達関数演算部30にて演算された伝達関数Gをもとに、伝達関数監視部31、演算部32、エージング動作部5を用いて、図4に示す精密駆動装置10のエージング駆動を行う。エージング駆動については、既に上述した速度値を用いたエージング駆動の例と同様であり、ここでは説明を省略する。
Thereafter, based on the transfer function G calculated by the transfer
なお、このような伝達関数Gを用いたエージング状態を把握する手段は、時定数Tと比例感度K、伝達関数Gの演算結果を、一般的なゲイン線図と位相線図からなるボード線図として表せることも可能である。 The means for grasping the aging state using such a transfer function G is a Bode diagram composed of a general gain diagram and a phase diagram, with the time constant T, the proportional sensitivity K, and the calculation result of the transfer function G. It can also be expressed as
そして、ボード線図が求まると、その線図から伝達状態の変化を定量的に判断することができる。これらのボード線図の伝達関数変動差G(n)−G(n−1)が、予め設けた基準伝達関数変動差のしきい値と、そのしきい値内に連続的に所定回数入るか否かを判定する安定判断部6を用いてエージング終了時期を判断させることができる。
When the board diagram is obtained, the change in the transmission state can be quantitatively determined from the diagram. The transfer function fluctuation difference G (n) -G (n-1) of these Bode diagrams is a predetermined threshold value of the reference transfer function fluctuation difference, and whether or not it continuously enters the threshold value a predetermined number of times. The aging end time can be determined using the
このボード線図は市販のパーソナルコンピューター用ソフト等を用いることにより容易に作成可能である。 This Bode diagram can be easily created by using commercially available software for personal computers.
さらに、前記伝達関数Gやボード線図を用いたエージングの状態を把握する方法は、製品出荷前の最終検査としてばかりでなく、定期的なメンテナンスやPIDオートチューニング機能に使用することも可能である。 Furthermore, the method of grasping the aging state using the transfer function G and the Bode diagram can be used not only for final inspection before product shipment but also for periodic maintenance and PID auto-tuning function. .
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は直線駆動系への適用にとどまらず、回転駆動系へも好適に利用することが可能であり、本発明の範囲を逸脱しない範囲で種々の改良や変更したものにも適用できることは言うまでもない。 The embodiment of the present invention has been described above, but the present invention is not limited to application to a linear drive system, and can be suitably used for a rotary drive system. Various modifications are possible without departing from the scope of the present invention. Needless to say, the present invention can be applied to improvements and modifications.
以下に本発明の実施例を示す。 Examples of the present invention are shown below.
図1に示す精密駆動装置10の製品出荷前のエージング(なじみ)駆動の具体例について説明する。
A specific example of aging (familiarity) drive before product shipment of the
図1において、ステージ13を案内するガイド部材12には、200mmのストロークを有するクロスローラガイドを用い、ステージ13は250mm×120mm×30mmの板状体とし、アルミニウムにより形成した。そしてステージ13上には重り(不図示)を載せた。
In FIG. 1, a cross roller guide having a stroke of 200 mm was used as the
また、ステージ13を駆動させる超音波モータ20は、幅8mm、長さ30mm、厚さ3mmの圧電駆動部24の端面にアルミナセラミックス製の摩擦部材25を備え、圧電駆動部24の一方の主面には4つの電極膜22a、22b、22c、22dを形成し、対角に位置する22aと22d、22bと22c同士を結線するとともに、他方の主面全体に1つの共通電極膜を形成してなり、前記4つの電極膜に互いの位相差を90度ずらした指令電圧を印可することにより、摩擦部材25が楕円運動するようにしたものを用いた。なお、摩擦部材25の摩擦駆動面は、曲率半径が3mmの球面とし、その表面粗さを中心線平均粗さ(Ra)で0.2μmとした。
The
さらに、ステージ13の位置検出手段16を構成するリニアスケールには、ミツトヨ製のリニアスケールS33Cを用い、ステージ53の一方の側面に設置するとともに、このリニアスケールと対向する位置に検出ヘッド16を設置して位置検出手段17を構成し、ステージ13の他方の側面にはアルミナセラミックス製の駆動力伝達部材14を設置した。なお、前記駆動力伝達部材の駆動面は表面粗さを中心線平均粗さ(Ra)0.2μmとしている。
Further, the linear scale constituting the position detection means 16 of the
また、位置検出手段17と駆動制御部3を接続し、ステージ13の位置情報が駆動制御部3へ送られるようになっており、駆動制御部3と超音波モータ20を接続することによって、駆動制御部3から駆動用指令信号が超音波モータ20へ送られる。
Further, the position detection means 17 and the
また、位置検出手段17と速度演算部1、速度監視部2、速度変動演算部4、エージング動作部5を直列に接続し、位置検出手段17からのステージ13の位置情報が速度演算部1へ、速度演算部1での速度演算結果が速度監視部2へ、速度監視部2で時系列的に監視され、記録された速度が速度変動演算部4へ、速度変動演算部4の演算結果がエージング動作部5(安定判断部6)へ送られるようになっている。エージング動作部5は駆動制御部3とも接続されており、エージング動作部5の安定判断部6で判断された結果が、駆動制御部3へ送られるようになっている。
Further, the position detection means 17 and the
そして、精密駆動装置10において、超音波モータ20のアルミナセラミックス製摩擦部材25とステージ13のアルミナセラミックス製駆動力伝達部材14の当接面をエージング状態とし、超音波モータ20の駆動力がステージ13へ安定して伝達され、良好な駆動が長時間にわたって得られるように、エージング駆動を実施した。
In the
まず、ステージ13の往復駆動が任意の往復回数として定めた1000回となるまでをクローズループ駆動制御にて駆動させ、往復駆動回数1000回となった時点で、クローズループ駆動制御を停止し、その後、エージング動作部5の待機時間設定部7により600sec待機時間を置き、超音波モータを常温としてから、オープンループ駆動制御で速度演算部1により速度を演算し、速度監視部2にて1回目の速度を監視する。
First, the
その後、オープンループ駆動制御による駆動を停止させ、再びクローズループ駆動制御による駆動を往復回数2000回まで実施し、往復回数が2000回となった時点でクローズループ駆動制御を停止し、前述の1回目の速度演算と同様に速度監視を行う。そして、2回目の速度監視以降は、速度変動演算部4により速度値を演算しエージング動作部5(安定判断部6)により、演算された速度値が、予め設定した2mm/s以下の速度範囲に5回以上連続して入るか否か判断し、入っていればエージング駆動終了、入っていなければオープンループ駆動制御による駆動を停止して、再びクローズループ駆動制御により往復駆動回数1000回まで駆動させるというサイクルを繰り返す自動制御により実施している。
Thereafter, the drive by the open loop drive control is stopped, the drive by the closed loop drive control is performed again up to 2000 times, and the closed loop drive control is stopped when the number of reciprocations reaches 2000 times. The speed is monitored in the same way as the speed calculation. After the second speed monitoring, a speed value is calculated by the speed
なお、前記エージング駆動は駆動制御部3を用いることにより、超音波モータ20に一定電圧を印可して200mmのストローク間で実施し、前記速度はストロークの加速部分を除く、定速部分の値を抽出した。
The aging drive is performed between 200 mm strokes by applying a constant voltage to the
前記エージング駆動の結果、図7に示すように駆動初期段階の1000往復の駆動回数では、摩擦部材25と駆動力伝達部材14の当接面がエージング状態ではなく、表面が粗いために摩擦力が安定せず、超音波モータの駆動力がステージ13へうまく伝達されておらず、ステージ13の駆動速度は遅かったものの、1000回から10000回までの間で摩擦部材25と駆動力伝達部材はその当接面でエージング状態へ近づき、20000回の往復駆動で、速度変動差の値が5回連続して2mm/s以下となり、エージング状態となったと判断して、エージング駆動を終了した。
As a result of the aging drive, as shown in FIG. 7, in the number of 1000 reciprocations at the initial driving stage, the contact surface between the
なお、図5に示すように20000回以降、50000回まで本発明の駆動装置を往復駆動させ、5000回毎に駆動速度測定を行ったが、ステージ13の駆動速度は安定することが確認された。
As shown in FIG. 5, the drive device of the present invention was reciprocally driven from 20000 times to 50000 times, and the drive speed was measured every 5000 times. It was confirmed that the drive speed of the
そしてエージング駆動終了後に、超音波モータ20の摩擦部材25とステージの駆動力伝達部材14の表面粗さは、中心線平均粗さ(Ra)で0.1μm以下と、駆動前の表面粗さである中心線平均粗さ(Ra)0.2μmと比較して滑らかな面状態となっていた。
After the aging drive is completed, the surface roughness of the
このようにして、エージング完了したものは出荷しても制御パラメータを変更することなく、また異常摩耗を引き起こすことなく正常に駆動することが可能であった。 In this way, even after shipping, those that have been aged can be driven normally without changing the control parameters and without causing abnormal wear.
次に、実施例1に示した本発明の精密駆動装置10と同様の装置をもう一台準備し、これを用いて伝達関数Gを算出することによってエージング状態であるか否かの判断を行うエージング駆動を実施した。
Next, another device similar to the
エージング駆動は、往復1000回クローズループ駆動制御にて駆動させ、クローズループ駆動制御による駆動停止後、600sec待機時間を置き、超音波モータを常温としてから、オープンループ駆動制御により一定電圧をかけて駆動させ、伝達関数演算部30、伝達関数監視部31、演算部32により時定数T、比例感度K、伝達関数G、演算値G−G‘を演算し、エージング動作部5(安定判断部6)により、演算結果が、前のサンプリングタイムの伝達関数G’をの演算値とを比較し、予め設けた基準伝達関数変動差のしきい値と、該しきい値内に連続的に所定回数入るか否かを判断し、そうであれば、エージング駆動終了、そうでなければオープンループ駆動制御による駆動を停止して、再びクローズループ駆動制御により1000回駆動させるというサイクルを繰り返す自動制御により実施した。
Aging drive is driven by closed loop drive control 1000 times in reciprocation, and after driving is stopped by closed loop drive control, a 600 sec standby time is set, the ultrasonic motor is brought to room temperature, and then driven by applying a constant voltage by open loop drive control. The time constant T, the proportional sensitivity K, the transfer function G, and the calculated value GG ′ are calculated by the transfer
なお、前記エージングの状態を実際に判断するにあたって、時定数T、比例感度K、伝達関数Gから求められるゲイン線図、位相線図からなるボード線図を描き、そのボード線図によってエージング完了判断が可能であるかの検討も実施した。前記ボード線図の作成は、市販のサイバネットシステム(株)製のMATLABを用いて作成した。 When actually determining the aging state, a Bode diagram composed of a gain diagram and a phase diagram obtained from the time constant T, proportional sensitivity K, and transfer function G is drawn, and the aging completion determination is made based on the Bode diagram. We also examined whether this is possible. The Bode diagram was created using a MATLAB manufactured by the commercially available Cybernet System Co., Ltd.
図8に良好な駆動状態におけるボード線図の一例を示す。 FIG. 8 shows an example of a Bode diagram in a good driving state.
前記試験の結果、実施例1とほぼ同様に20000回で演算部32にて演算された演算値が5回以上連続して予め定められた値となり、エージング状態となることが確認された。さらには、ボード線図の比較による結果も、伝達関数とほぼ一致することが確認され、本発明の精密駆動装置10において伝達関数を用いたエージング状態の確認が実施可能であることが確認された。
As a result of the test, it was confirmed that the calculation value calculated by the
さらには、同様の駆動装置において、図3に示すような短時間駆動して停止するようなサイクル、いわゆるステップ駆動におけるエージング駆動の状態把握が実施できるかどうか確認する試験を実施した。試験は、クローズループ駆動制御にて所定回数駆動させた後、クローズループ駆動制御を停止し、オープンループ駆動制御にて、ステージ13をステップ駆動させ、そのエージング駆動の状態を前記と同様の方法を用いた。
Furthermore, in the same driving device, a test was performed to check whether the state of aging driving in so-called step driving can be grasped in a cycle in which driving is stopped for a short time as shown in FIG. In the test, after driving a predetermined number of times by the closed loop drive control, the closed loop drive control is stopped, the
その結果、20000回駆動させたところでステップ駆動においても良好な駆動状態を示すことが確認された。 As a result, it was confirmed that a good driving state was exhibited even in step driving when driven 20,000 times.
このようにしてエージング完了したものは出荷しても制御パラメータを変更することなく、また異常摩耗を引き起こすことなく正常に駆動することが可能であった。 Those that have been aged in this way could be driven normally without changing control parameters and without causing abnormal wear even after shipment.
1:速度演算部
2:速度監視部
3,18:駆動制御部
4:速度変動演算部
5:エージング動作部
6:安定判断部
7:待機時間設定部
10:精密駆動装置
11:ベース盤
12:ガイド部材
13:ステージ
14:駆動力伝達部材
15:リニアスケール
16:測定ヘッド
17:位置検出手段
20:超音波モータ
21:圧電セラミック板
22a,22b,22c,22d,23:電極膜
24:振動体
25:摩擦部材
30:伝達関数演算部
31:監視部
32:演算部
1: Speed calculation unit 2: Speed monitoring
Claims (9)
前記位置検出手段の位置情報を基に前記クローズループ駆動制御を停止した状態でオープンループ駆動制御により速度を演算する速度演算部と、
該速度演算部にて算出する速度を監視する速度監視部と、
前記速度監視部に接続され、所定のサンプリングタイム毎に算出した速度vと、該速度vよりも前のサンプリングタイムの速度v’の演算結果と比較した速度変動差v−v’を速度値として算出する速度変動演算部と、
該速度値が予め定められた値になるまで前記駆動制御部に駆動用指令信号を出力するエージング動作部とを有し、
前記エージング動作部は、前記クローズループ駆動制御を停止しても所定の時間は前記オープンループ制御を開始させずに待機する待機時間設定部を有する精密駆動装置。
からなることを特徴とする精密駆動装置。 An ultrasonic motor having a friction member; a movable body movable by friction drive with the friction member of the ultrasonic motor; position detecting means for measuring the position of the movable body; and a position from the position detecting means. In a precision drive device that performs closed-loop drive control by a drive control unit that outputs a command signal for driving the ultrasonic motor based on a deviation between information and reference position information based on a preset movement profile,
A speed calculation unit that calculates a speed by open loop drive control in a state in which the closed loop drive control is stopped based on position information of the position detection unit;
A speed monitoring unit for monitoring the speed calculated by the speed calculation unit;
Connected to the speed monitoring unit, the speed fluctuation calculated by comparing the speed v calculated at every predetermined sampling time and the speed v ′ of the sampling time prior to the speed v as a speed value. A speed fluctuation calculation unit to be calculated;
An aging operation unit that outputs a drive command signal to the drive control unit until the speed value reaches a predetermined value ;
The aging operation unit includes a waiting time setting unit that waits for a predetermined time without starting the open loop control even when the closed loop drive control is stopped.
A precision driving device characterized by comprising:
前記位置検出手段の位置情報を基に、前記クローズループ駆動制御を停止した状態でオープンループ駆動制御により時定数Tと比例感度Kを演算して伝達関数Gを算出する伝達関数演算部と、
該伝達関数演算部にて算出する伝達関数を監視する伝達関数監視部と、
該伝達関数監視部に接続され、所定のサンプリングタイム毎に算出した伝達関数Gと、該伝達関数Gよりも前のサンプリングタイムの伝達関数G’の演算結果と比較した伝達関数変動差G−G’を演算値として算出する演算部と、
該演算値が予め定められた値になるまで前記駆動制御部に駆動用指令信号を出力するエージング動作部とからなることを特徴とする精密駆動装置。 An ultrasonic motor having a friction member; a movable body movable by friction drive with the friction member of the ultrasonic motor; position detecting means for measuring the position of the movable body; and a position from the position detecting means. In a precision drive device that performs closed-loop drive control by a drive control unit that outputs a command signal for driving the ultrasonic motor based on a deviation between information and reference position information based on a preset movement profile,
A transfer function calculation unit for calculating a transfer function G by calculating a time constant T and a proportional sensitivity K by open loop drive control in a state in which the closed loop drive control is stopped based on position information of the position detection unit;
A transfer function monitoring unit for monitoring a transfer function calculated by the transfer function calculating unit;
Transfer function fluctuation difference GG compared to the transfer function G calculated at every predetermined sampling time and the transfer function G ′ of the sampling time before the transfer function G, connected to the transfer function monitoring unit. A calculation unit that calculates' as a calculation value;
A precision driving apparatus comprising: an aging operation unit that outputs a drive command signal to the drive control unit until the calculated value reaches a predetermined value.
前記可動体の位置情報と予め設定した移動プロファイルに基づく基準位置情報との偏差を基に、前記可動体をクローズループ駆動制御により駆動するクローズループ駆動制御工程と、 A closed loop drive control step of driving the movable body by closed loop drive control based on a deviation between the position information of the movable body and reference position information based on a preset movement profile;
前記クローズループ駆動制御を停止して、所定時間待機する待機工程と、 A standby step of stopping the closed loop drive control and waiting for a predetermined time;
前記可動体のオープンループ駆動制御を開始し、前記可動体の速度を監視する速度監視工程と、 A speed monitoring step of starting open-loop drive control of the movable body and monitoring the speed of the movable body;
前記クローズループ駆動制御工程、前記待機工程、および前記速度監視工程を再び繰り返す繰り返し工程と、 Repeating the closed loop drive control process, the standby process, and the speed monitoring process again,
後の速度監視工程によって得られた速度とその前の速度監視工程によって得られた速度の差である速度変動差が予め定められた基準速度変動差以下であるかどうかを判断する判断工程とを有し、 A judgment step for judging whether a speed fluctuation difference, which is a difference between the speed obtained by the subsequent speed monitoring process and the speed obtained by the previous speed monitoring process, is equal to or less than a predetermined reference speed fluctuation difference; Have
前記速度変動差が前記基準速度変動差以下である場合には、エージング駆動を終了し、 When the speed fluctuation difference is equal to or less than the reference speed fluctuation difference, the aging drive is terminated,
前記速度変動差が前記基準速度変動差を超える場合には、前記クローズループ駆動制御工程、前記待機工程、前記速度監視工程、および前記判断工程を再び行う精密駆動装置のエージング駆動方法。 An aging drive method of a precision drive device that performs the closed loop drive control step, the standby step, the speed monitoring step, and the determination step again when the speed change difference exceeds the reference speed change difference.
前記速度変動差が前記基準速度変動差以下となることが所定回数連続する場合には、エージング駆動を終了し、 When the speed fluctuation difference is equal to or less than the reference speed fluctuation difference for a predetermined number of times, the aging drive is terminated,
前記速度変動差が前記基準速度変動差以下となることが所定回数連続しない場合には、前記クローズループ駆動制御工程、前記待機工程、前記速度監視工程、および前記判断工程を再び行う請求項8に記載の精密駆動装置のエージング駆動方法。 9. The closed loop drive control process, the standby process, the speed monitoring process, and the determination process are performed again when the speed fluctuation difference does not continue to be equal to or less than the reference speed fluctuation difference a predetermined number of times. An aging drive method for the precision drive device described.
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