JPH01122375A - 圧電モータの制御方法 - Google Patents
圧電モータの制御方法Info
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- JPH01122375A JPH01122375A JP62278587A JP27858787A JPH01122375A JP H01122375 A JPH01122375 A JP H01122375A JP 62278587 A JP62278587 A JP 62278587A JP 27858787 A JP27858787 A JP 27858787A JP H01122375 A JPH01122375 A JP H01122375A
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- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02N—ELECTRIC MACHINES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H02N2/00—Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction
- H02N2/02—Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction producing linear motion, e.g. actuators; Linear positioners ; Linear motors
- H02N2/06—Drive circuits; Control arrangements or methods
- H02N2/062—Small signal circuits; Means for controlling position or derived quantities, e.g. for removing hysteresis
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
- B65G—TRANSPORT OR STORAGE DEVICES, e.g. CONVEYORS FOR LOADING OR TIPPING, SHOP CONVEYOR SYSTEMS OR PNEUMATIC TUBE CONVEYORS
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- B65G27/24—Electromagnetic devices
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- H02N2/0005—Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction producing non-specific motion; Details common to machines covered by H02N2/02 - H02N2/16
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- H02N2/002—Driving devices, e.g. vibrators using only longitudinal or radial modes
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- B65H2555/10—Actuating means linear
- B65H2555/14—Actuating means linear piezoelectric
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- Mechanical Engineering (AREA)
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- Electromagnetism (AREA)
- 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〕
本発明は圧電モータの制御方法、特に、圧電素子の振動
を利用して負荷を摩擦駆動させる圧電モータの制御方法
に関する。
を利用して負荷を摩擦駆動させる圧電モータの制御方法
に関する。
圧電モータは、圧電素子あるいは電歪素子に交番電圧を
印加し、発生する振動を利用して接触する被駆動体を摩
擦駆動するものであり、圧電素子の高いエネルギ密度を
利用することなどから近年注目されているものである。
印加し、発生する振動を利用して接触する被駆動体を摩
擦駆動するものであり、圧電素子の高いエネルギ密度を
利用することなどから近年注目されているものである。
その方式については、日経メカニカル（１９８５，９，
２３発行）に記載されているように、原理的には振動片
型及び進行波型に大きく分けることが出来る。前者の振
動片型の中でも特に、正逆方向の駆動が可能でしかも高
出力の特徴をもつものとして、特開昭６０−２００７７
６号公報及び特開昭６１−１６８０２５号公報に記載さ
れているように、一対の積層圧電素子で構成した圧電駆
動ユニットをモータの基本要素とする方式がある。
２３発行）に記載されているように、原理的には振動片
型及び進行波型に大きく分けることが出来る。前者の振
動片型の中でも特に、正逆方向の駆動が可能でしかも高
出力の特徴をもつものとして、特開昭６０−２００７７
６号公報及び特開昭６１−１６８０２５号公報に記載さ
れているように、一対の積層圧電素子で構成した圧電駆
動ユニットをモータの基本要素とする方式がある。
この方式について、第１０図を用いて説明する。
図において１は圧電素子斜交配置方式の圧電駆動ユニッ
トの一例を示し、一対の積層圧電素子２．３の変位方向
が図中の矢印のように被駆動体４の被駆動面に対し斜め
に交差するようにマウント５上に固定されている。圧電
素子２．３の変位は、変位合成部６によって合成される
。前記変位合成部６は、ジヨイント部として弾性ヒンジ
または図に示すように板ばねを用いた一対の平行リンク
を直行配置した構造となっており、また前記平行リンク
のそれぞれの一端と前記圧電素子２．３及び前記マウン
ト５は接着または図に示すようにボルト７によるボルト
締め等の固定手段によって固着されている。前記変位合
成部６の先端には、耐摩耗性材料から成る接触駆動部（
駆動端部）８がネジ９等の固定手段によって交換可能な
ように前記変位合成部６に固定されている。さらに、マ
ウント５はボルト１０等の固定手段によってベース１１
に固定されている。なお、被駆動体４と圧電駆動ユニッ
ト１とは相対的に押し付けられている。
トの一例を示し、一対の積層圧電素子２．３の変位方向
が図中の矢印のように被駆動体４の被駆動面に対し斜め
に交差するようにマウント５上に固定されている。圧電
素子２．３の変位は、変位合成部６によって合成される
。前記変位合成部６は、ジヨイント部として弾性ヒンジ
または図に示すように板ばねを用いた一対の平行リンク
を直行配置した構造となっており、また前記平行リンク
のそれぞれの一端と前記圧電素子２．３及び前記マウン
ト５は接着または図に示すようにボルト７によるボルト
締め等の固定手段によって固着されている。前記変位合
成部６の先端には、耐摩耗性材料から成る接触駆動部（
駆動端部）８がネジ９等の固定手段によって交換可能な
ように前記変位合成部６に固定されている。さらに、マ
ウント５はボルト１０等の固定手段によってベース１１
に固定されている。なお、被駆動体４と圧電駆動ユニッ
ト１とは相対的に押し付けられている。
さらに、１２及び１３は前記圧電素子２．３にパワーを
供給するパワーアンプ、１４は位相変換器、１５は高周
波発信器である。
供給するパワーアンプ、１４は位相変換器、１５は高周
波発信器である。
駆動方法は、それぞれの圧電素子に適正な位相差をもつ
高周波電圧（周波数：機械的共振周波数）を印加すると
駆動端部が楕円軌跡を描いて振動し、その振動によって
被駆動体を一方的に冷擦駆動するものである。なお、高
周波電圧の位相差を逆にすれば逆方向に駆動することが
できる。
高周波電圧（周波数：機械的共振周波数）を印加すると
駆動端部が楕円軌跡を描いて振動し、その振動によって
被駆動体を一方的に冷擦駆動するものである。なお、高
周波電圧の位相差を逆にすれば逆方向に駆動することが
できる。
本圧電モータの駆動速度を制御するには、印加電圧の周
波数を一定値（機械的共振周波数）に保ったまま、その
電圧振動値を変えることによってなされる。このように
すれば、上記楕円軌跡の長短軸が共に大あるいは小にな
ってて、前記被駆動体の速度が変化するようになる。
波数を一定値（機械的共振周波数）に保ったまま、その
電圧振動値を変えることによってなされる。このように
すれば、上記楕円軌跡の長短軸が共に大あるいは小にな
ってて、前記被駆動体の速度が変化するようになる。
上記圧電モータは摩擦力を駆動原理としているため、駆
動部と被駆動部は常に一定押付力で押し付けられ、した
がって駆動力を増すためにはこの押付力を増す必要があ
る。しかし、この場合、接触部の表面粗さ等に起因して
、印加電圧が低いところでは動作せず、ある一定電圧以
上で初めて動作するという現象がみられる。
動部と被駆動部は常に一定押付力で押し付けられ、した
がって駆動力を増すためにはこの押付力を増す必要があ
る。しかし、この場合、接触部の表面粗さ等に起因して
、印加電圧が低いところでは動作せず、ある一定電圧以
上で初めて動作するという現象がみられる。
このような現象を有する圧電モータ特性の一例を第１１
図に示す。同図のグラフの横軸は共振周波数の交流印加
電圧■であり、縦軸は無負荷時の楕円軌跡をもつ回転速
度ｎである。同図から明らかなように、所定の回転速度
を得るためにはある値（これを最小起動電圧と称する）
以上の印加電圧が必要となる。この最小起動電圧は接触
部の表面状態に起因して不安定となり、さらに起動時と
停止時の近傍では静摩擦と動摩擦の差異に起因してヒス
テリシスも存在してしまう。
図に示す。同図のグラフの横軸は共振周波数の交流印加
電圧■であり、縦軸は無負荷時の楕円軌跡をもつ回転速
度ｎである。同図から明らかなように、所定の回転速度
を得るためにはある値（これを最小起動電圧と称する）
以上の印加電圧が必要となる。この最小起動電圧は接触
部の表面状態に起因して不安定となり、さらに起動時と
停止時の近傍では静摩擦と動摩擦の差異に起因してヒス
テリシスも存在してしまう。
したがって、圧電モータの速度制御を行う場合、従来の
ような圧電制御のみでは、特に低速度での速度制御が困
難となる。換言すれば、従来の圧電モータ制御方式を用
いて、変位フィードバック系を構成した場合、最終位置
決め時に偏差電圧が小さくなった際の制御が困難となり
、このため最終位置決め精度が不十分となる点が配慮さ
れていなかった。
ような圧電制御のみでは、特に低速度での速度制御が困
難となる。換言すれば、従来の圧電モータ制御方式を用
いて、変位フィードバック系を構成した場合、最終位置
決め時に偏差電圧が小さくなった際の制御が困難となり
、このため最終位置決め精度が不十分となる点が配慮さ
れていなかった。
それ故、本発明はこのような事情に基づいてなされたも
のであり、その目的は長ストロークの駆動を行うととも
に、精密位置決めを行うことのできるようにした圧電モ
ータの制御方法を提供するにある。
のであり、その目的は長ストロークの駆動を行うととも
に、精密位置決めを行うことのできるようにした圧電モ
ータの制御方法を提供するにある。
このような目的を達成するために、本発明は、圧電素子
を組み込んだ圧電駆動ユニットに周回軌跡を発生させて
接触する被駆動体を駆動させる圧電モータの制御方法に
おいて、長ストロークの駆動時には前記圧電素子に高周
波電圧を印加することによって生ずる振動による粗動駆
動を行い、位置決め時には前記圧電素子に直流電圧を印
加することによって生ずる微小変位による微動駆動を行
い、前記位置決め時を、目標位置との偏差が前記圧電素
子の直流電圧印加による駆動体の最大ストローク以内の
値以下となった時と定めたことを特徴とするものである
。
を組み込んだ圧電駆動ユニットに周回軌跡を発生させて
接触する被駆動体を駆動させる圧電モータの制御方法に
おいて、長ストロークの駆動時には前記圧電素子に高周
波電圧を印加することによって生ずる振動による粗動駆
動を行い、位置決め時には前記圧電素子に直流電圧を印
加することによって生ずる微小変位による微動駆動を行
い、前記位置決め時を、目標位置との偏差が前記圧電素
子の直流電圧印加による駆動体の最大ストローク以内の
値以下となった時と定めたことを特徴とするものである
。
このようにすれば、被駆動体が目標位置に近づく際、い
わゆる基準偏差量に対応する位置に到来した際に、直流
電圧値に比例した高精度の微小変位が可能となる。
わゆる基準偏差量に対応する位置に到来した際に、直流
電圧値に比例した高精度の微小変位が可能となる。
ここで、前記基準偏差量は、前記圧電モータの直流電圧
印加による駆動体の最大ストローク以内の値と定義され
る。
印加による駆動体の最大ストローク以内の値と定義され
る。
この基準偏差量に対応する位置以降において高精度の微
小変位可能となることから、たとえ前記位置以前におい
ての高周波電圧駆動が速度不安定値域内にあったとして
も、このことが問題となることはない。
小変位可能となることから、たとえ前記位置以前におい
ての高周波電圧駆動が速度不安定値域内にあったとして
も、このことが問題となることはない。
第１図（ａ）は本発明による圧電モータの制御方法の一
実施例を示すフローチャートである。適用対象としては
、たとえば半導体装置製造の際に用いられるＸ−Ｙステ
ージが揚げられ、第１図（ｂ）に示すように、そのステ
ージの目標位置をＸφ、ステージの検出された現在位置
をＸｌ、該目標位置Ｘφから現在位置を差し引いた値、
すなわち偏差をＥ、とし、また、あらかじめ設定された
基準偏差量をε、とする。ここで基準偏差量εは、圧電
モータの直流電圧印加による駆動体の最大ストローク以
内の値に設定されるものである。
実施例を示すフローチャートである。適用対象としては
、たとえば半導体装置製造の際に用いられるＸ−Ｙステ
ージが揚げられ、第１図（ｂ）に示すように、そのステ
ージの目標位置をＸφ、ステージの検出された現在位置
をＸｌ、該目標位置Ｘφから現在位置を差し引いた値、
すなわち偏差をＥ、とし、また、あらかじめ設定された
基準偏差量をε、とする。ここで基準偏差量εは、圧電
モータの直流電圧印加による駆動体の最大ストローク以
内の値に設定されるものである。
第１図（ａ）に示すように、まずステップ１にて、目標
位置Ｘφを確認し、また現在位置Ｘ１を検出する。次に
、ステップ２にて、偏差Ｅを求める。さらに、ステップ
３にて、前記偏差Ｅの絶対値ＩＥＩが前記基準偏差量ε
以下であるか否かを判定する。
位置Ｘφを確認し、また現在位置Ｘ１を検出する。次に
、ステップ２にて、偏差Ｅを求める。さらに、ステップ
３にて、前記偏差Ｅの絶対値ＩＥＩが前記基準偏差量ε
以下であるか否かを判定する。
ＩＥｌ〉εのとき、ステップ４にてＥの付帯で駆動する
方向を判定する。これにより、Ｅ〉εのときには、ステ
ップ５にて圧電モータを十方向へ共振周波数高周波電圧
で駆動し、Ｅ＜−εのときには、ステップ６にて一方向
へ共振周波数高周波電圧で駆動する。
方向を判定する。これにより、Ｅ〉εのときには、ステ
ップ５にて圧電モータを十方向へ共振周波数高周波電圧
で駆動し、Ｅ＜−εのときには、ステップ６にて一方向
へ共振周波数高周波電圧で駆動する。
さらに、前記ステップ３にて、偏差ＥがＩＥＩ≦εの関
係にあった場合、ステップ７にて圧電モータを直流電圧
で駆動する。
係にあった場合、ステップ７にて圧電モータを直流電圧
で駆動する。
以上が、本発明による圧電モータの制御方法の一実施例
であるが、前記圧電モータの直流電圧駆動による微小変
位による微動駆動について第２図を用いて説明する。
であるが、前記圧電モータの直流電圧駆動による微小変
位による微動駆動について第２図を用いて説明する。
同図は圧電モータを直流駆動させた場合のその変位を示
す模式図である。まず、ある適正な直流電圧を圧電素子
２，３に互いに逆向きになるよう印加する。たとえば圧
電素子２に負の直流電圧を、圧電素子３には正の直流電
圧を印加した場合、同図に示すように圧電素子２は縮み
、圧電素子３は伸びる。このときの圧電素子の各変位を
ａとすれば、変位合成部６は平行リンク構造となってい
るためそれぞれの微小変位を干渉させずに先端に伝え、
駆動端部８は被駆動体面水平方向に２ＦＴだけ変位する
ことになる。したがって、これにより被駆動体４は２Ｆ
τだけ左方向に駆動されることになる。圧電素子の変位
ａは、この圧電素子に印加する直流電圧に比例するため
、被駆動体の駆動変位は直流電圧値によって任意に調整
可能になる。
す模式図である。まず、ある適正な直流電圧を圧電素子
２，３に互いに逆向きになるよう印加する。たとえば圧
電素子２に負の直流電圧を、圧電素子３には正の直流電
圧を印加した場合、同図に示すように圧電素子２は縮み
、圧電素子３は伸びる。このときの圧電素子の各変位を
ａとすれば、変位合成部６は平行リンク構造となってい
るためそれぞれの微小変位を干渉させずに先端に伝え、
駆動端部８は被駆動体面水平方向に２ＦＴだけ変位する
ことになる。したがって、これにより被駆動体４は２Ｆ
τだけ左方向に駆動されることになる。圧電素子の変位
ａは、この圧電素子に印加する直流電圧に比例するため
、被駆動体の駆動変位は直流電圧値によって任意に調整
可能になる。
第３図は、圧電素子に印加する直流電圧値と、このとき
の被駆動体の変位を示したグラフである。
の被駆動体の変位を示したグラフである。
このグラフから明らかなように１例えば印砂電圧±１５
Ｖでは、±０．５μｍの範囲での微小位置決めに、精度
としてはナノメートルオーダーの分解能が実現可能とな
る。
Ｖでは、±０．５μｍの範囲での微小位置決めに、精度
としてはナノメートルオーダーの分解能が実現可能とな
る。
このようにすれば、被駆動体が目標位置に近づく際、前
記基準偏差量に対応する位置に到来した際に、直流電圧
値に比例した高精度の微小変位が可能となる。
記基準偏差量に対応する位置に到来した際に、直流電圧
値に比例した高精度の微小変位が可能となる。
したがって、前記目標位置に被駆動体が確実に精度よく
位置づけられ、精密位置決めを達成することができるよ
うになる。
位置づけられ、精密位置決めを達成することができるよ
うになる。
上述した実施例の圧電モータは、いわゆるＸＹ振動子型
圧電モータと称されるものであるが、他の、たとえば進
行波方式の圧電モータであっても本発明が適用できるこ
とはいうまでもない、すなわち進行波方式の圧電モータ
は、第４図（ａ）に示すように、弾性板２７の主表面に
分割して接着された板状圧電素子２８ａ、２８ｂ、２８
ｃ、２９ａ、２９ｂ、２９ｃを有するもので、反転増幅
器３０ａ、３０ｂ、３０ｃを有するものである。
圧電モータと称されるものであるが、他の、たとえば進
行波方式の圧電モータであっても本発明が適用できるこ
とはいうまでもない、すなわち進行波方式の圧電モータ
は、第４図（ａ）に示すように、弾性板２７の主表面に
分割して接着された板状圧電素子２８ａ、２８ｂ、２８
ｃ、２９ａ、２９ｂ、２９ｃを有するもので、反転増幅
器３０ａ、３０ｂ、３０ｃを有するものである。
粗動駆動時には、各板状圧電素子２８ａ、２８ｂ。
２８ｃ、２９ａ、２９ｂ、２９ｃへ電圧を印加する端子
Ａ、Ｂに９０″′位相差の交流電圧を印加する。これに
よって、前記圧電素子２８ａ、２８ｂ。
Ａ、Ｂに９０″′位相差の交流電圧を印加する。これに
よって、前記圧電素子２８ａ、２８ｂ。
２８ｃ、２９ａ＋ ２９ｂ、２９ｃが伸縮し、前記弾性
板２７に、屈曲進行波を生じさせ、被駆動体を正逆方向
に駆動するものである。
板２７に、屈曲進行波を生じさせ、被駆動体を正逆方向
に駆動するものである。
微動駆動時には、端子Ａ、Ｂに偏差Ｅに応じて第４図（
ｂ）のグラフに示ずようなサインカーブをもった直流電
圧を印加すると、前記弾性板２７の変形により第４図（
ｃ）にてＡ −＋ Ｂ ４ Ｃ−） Ｄ 。
ｂ）のグラフに示ずようなサインカーブをもった直流電
圧を印加すると、前記弾性板２７の変形により第４図（
ｃ）にてＡ −＋ Ｂ ４ Ｃ−） Ｄ 。
又はＧ−＋Ｆ−４Ｅ−＋Ｄの様に波が矢印の方向に進み
、被駆動体を微小変位だけ波の進行方向と逆方向（目標
位置方向）に駆動することができる。
、被駆動体を微小変位だけ波の進行方向と逆方向（目標
位置方向）に駆動することができる。
また、この例の変形例として、第５図に示すように、直
流電圧値を実現し・やすい直流形にしたものも適用でき
る。第５図（ａ）（ｂ）（ｃ）はそれぞれ第４図（ａ）
（ｂ）（ｃ）に対応させているものである。
流電圧値を実現し・やすい直流形にしたものも適用でき
る。第５図（ａ）（ｂ）（ｃ）はそれぞれ第４図（ａ）
（ｂ）（ｃ）に対応させているものである。
次に、上記第２図に示す圧電モータの駆動回路の実施例
について説明する。第６図において、１２．１３は増幅
器、２０．２１はアナログスイッチ、２６は増幅器、Ｅ
は偏差信号である０発振器１５からは、圧電素子を駆動
するための共振周波数高周波電圧、位相変換器１４から
は１発振器１５からの高周波電圧の位相を９０’遅らせ
た電圧。
について説明する。第６図において、１２．１３は増幅
器、２０．２１はアナログスイッチ、２６は増幅器、Ｅ
は偏差信号である０発振器１５からは、圧電素子を駆動
するための共振周波数高周波電圧、位相変換器１４から
は１発振器１５からの高周波電圧の位相を９０’遅らせ
た電圧。
直流電圧発生器１９からは、正、負２種類の直流電圧が
印加されるようになって、正負判定回路２４、微小偏差
判定回路２５は、オペアンプ、抵抗等で、簡単に構成さ
れる。
印加されるようになって、正負判定回路２４、微小偏差
判定回路２５は、オペアンプ、抵抗等で、簡単に構成さ
れる。
このような回路において、偏差Ｅを入力として、まず正
負判定回路２４により偏差の符号によってアナログスイ
ッチ２０で、発振器１５からの共振周波数高周波電圧と
、位相変換器１４を通って位相が９０°遅れた共振周波
数高周波電圧を切り換える６次に、微小偏差判定回路２
５により、偏差と所定の基準偏差量Ｅとを比べてアナロ
グスイッチ２１でアナログスイッチ２０からの高周波電
圧あるいは、直流電圧発生器１９からの直流電圧を切り
換える。このアナログスイッチ２１の出力と偏差Ｅを、
乗算器２２．２３でかけ合わせた電圧が、偏差Ｅに見合
った駆動電圧として、増幅器１２．１３を介して、圧電
素子２，３に印加される。
負判定回路２４により偏差の符号によってアナログスイ
ッチ２０で、発振器１５からの共振周波数高周波電圧と
、位相変換器１４を通って位相が９０°遅れた共振周波
数高周波電圧を切り換える６次に、微小偏差判定回路２
５により、偏差と所定の基準偏差量Ｅとを比べてアナロ
グスイッチ２１でアナログスイッチ２０からの高周波電
圧あるいは、直流電圧発生器１９からの直流電圧を切り
換える。このアナログスイッチ２１の出力と偏差Ｅを、
乗算器２２．２３でかけ合わせた電圧が、偏差Ｅに見合
った駆動電圧として、増幅器１２．１３を介して、圧電
素子２，３に印加される。
また、第７図は第６図の例の変形例を示した電気回路の
例であり、第６図は同一符号は同一部分を表わす。第７
図においては、第６図における位相変換器１４からの９
０°遅れの高周波電圧の替りに、接地する方法、すなわ
ち一方の圧電素子のみの振動で駆動することによって圧
電モータを動作させるものである。このことにより、印
加電圧の位相調整が不要となるため、共振周波数での駆
動が容易となり実用上の効果が大きい。
例であり、第６図は同一符号は同一部分を表わす。第７
図においては、第６図における位相変換器１４からの９
０°遅れの高周波電圧の替りに、接地する方法、すなわ
ち一方の圧電素子のみの振動で駆動することによって圧
電モータを動作させるものである。このことにより、印
加電圧の位相調整が不要となるため、共振周波数での駆
動が容易となり実用上の効果が大きい。
次に、第８図は、前記第４図に示す圧電モータの駆動回
路の一実施例を示す構成図である。図中、第６図と同符
号のものは同一部品を表わす。
路の一実施例を示す構成図である。図中、第６図と同符
号のものは同一部品を表わす。
発振器１５からは、圧電素子を駆動するための共振周波
数高周波電圧１位相変換器１４からは。
数高周波電圧１位相変換器１４からは。
発振器１５からの高周波電圧の位相を９０°遅らせた電
圧が印加されている。
圧が印加されている。
正負判定回路２４、微小偏差判定回路２５は、オペアン
プ、抵抗等で簡単に構成される。
プ、抵抗等で簡単に構成される。
このような回路において、偏差Ｅを入力として、まず正
負判定回路２４で、偏差の符号によってアナログスイッ
チ２０で、発振器１５からの共振周波数高周波電圧と、
位相変換器１４を通って位相が９０°遅れた共振周波数
高周波電圧を切り換える。この出力と偏差Ｅを乗算器２
２．２３でかけ合わせた電圧と、偏差Ｅに応じて関数発
生器３１によって作られた直流電圧とが、微小偏差判定
回路２５によって、アナログスイッチ２１で切り換えら
れ、その出力が増幅器１２．１３を介して。
負判定回路２４で、偏差の符号によってアナログスイッ
チ２０で、発振器１５からの共振周波数高周波電圧と、
位相変換器１４を通って位相が９０°遅れた共振周波数
高周波電圧を切り換える。この出力と偏差Ｅを乗算器２
２．２３でかけ合わせた電圧と、偏差Ｅに応じて関数発
生器３１によって作られた直流電圧とが、微小偏差判定
回路２５によって、アナログスイッチ２１で切り換えら
れ、その出力が増幅器１２．１３を介して。
第４図の端子Ａ、Ｂへと印加される。
さらに、第９図は進行波モータにおいて第５図の様な微
動駆動を行うときのブロック図である。
動駆動を行うときのブロック図である。
図中の記号において、第６図と同一符号は同一部分を表
わす。第９図の回路は、第７図の回路に、加算器３２．
３３が加わったものであるが、これにより１乗算器２２
．２３からの出力電圧にオフセット電圧を加えることが
できる。
わす。第９図の回路は、第７図の回路に、加算器３２．
３３が加わったものであるが、これにより１乗算器２２
．２３からの出力電圧にオフセット電圧を加えることが
できる。
以上説明したように、本発明による圧電モータの制御方
法によれば、被駆動体が目標位置に近づく際、いわゆる
基準偏差量に対応する位置に到来した際に、直流電圧値
に比例した高精度の微小変位が可能となる。
法によれば、被駆動体が目標位置に近づく際、いわゆる
基準偏差量に対応する位置に到来した際に、直流電圧値
に比例した高精度の微小変位が可能となる。
したがって、長ストロークの駆動を行なうとともに、精
密位置決めを行うことができるようになる。
密位置決めを行うことができるようになる。
第１図は本発明による圧電モータの制御方法の一実施例
を示すフローチャート、第２図はいわゆるＸＹ振動子型
圧電モータのユニット先端の変位を示した模式図、第３
図は前記ＸＹ振動子型圧電モータの直流電圧に対する前
記変位の関係を示すグラフ、第４図および第５図はそれ
ぞれいわゆる進行波方式の圧電モータに本発明を適用さ
せた場合の説明図、第６図は本発明による圧電モータの
制御方法の駆動回路の一実施例を示した構成図、第７図
ないし第９図はそれぞれ前記駆動回路の他の実施例を示
した構成図、第１０図は従来のｘＹ振動子型圧電モータ
の制御方法の一例を示した構成図、第１１図は従来のＸ
Ｙ振動子型圧電モータの制御方法の問題点を示すグラフ
である。 １・・・圧電駆動ユニット、２，３・・・圧電素子。 ４・・・被駆動体、６・・・変位合成部、８・・・駆動
端部、１１・・・ベース、１２．１３・・・増幅器、１
４・・・位相変換器、１５・・・発振器、１９・・・直
流電圧発生器、２０．２１・・・アナログスイッチ、２
２，２３・・・乗算器、２４・・・正負判定回路、２５
・・・微小偏差判定回路、２６・・・増幅器、２７・・
・弾性板、２８ａ、２８ｂ、２８ｃ、２９ａ、２９ｂ、
２９ｃ・・・圧電素子、３０ａ、３０ｂ、３０ｃ・・・
反転増幅器、３１・・・関数発生器、３２．３３・・・
加算器。
を示すフローチャート、第２図はいわゆるＸＹ振動子型
圧電モータのユニット先端の変位を示した模式図、第３
図は前記ＸＹ振動子型圧電モータの直流電圧に対する前
記変位の関係を示すグラフ、第４図および第５図はそれ
ぞれいわゆる進行波方式の圧電モータに本発明を適用さ
せた場合の説明図、第６図は本発明による圧電モータの
制御方法の駆動回路の一実施例を示した構成図、第７図
ないし第９図はそれぞれ前記駆動回路の他の実施例を示
した構成図、第１０図は従来のｘＹ振動子型圧電モータ
の制御方法の一例を示した構成図、第１１図は従来のＸ
Ｙ振動子型圧電モータの制御方法の問題点を示すグラフ
である。 １・・・圧電駆動ユニット、２，３・・・圧電素子。 ４・・・被駆動体、６・・・変位合成部、８・・・駆動
端部、１１・・・ベース、１２．１３・・・増幅器、１
４・・・位相変換器、１５・・・発振器、１９・・・直
流電圧発生器、２０．２１・・・アナログスイッチ、２
２，２３・・・乗算器、２４・・・正負判定回路、２５
・・・微小偏差判定回路、２６・・・増幅器、２７・・
・弾性板、２８ａ、２８ｂ、２８ｃ、２９ａ、２９ｂ、
２９ｃ・・・圧電素子、３０ａ、３０ｂ、３０ｃ・・・
反転増幅器、３１・・・関数発生器、３２．３３・・・
加算器。
Claims (1)
- （１）圧電素子を組み込んだ圧電駆動ユニットに周回軌
跡を発生させて接触する被駆動体を駆動させる圧電モー
タの制御方法において、長ストロークの駆動時には前記
圧電素子に高周波電圧を印加することによって生ずる振
動による粗動駆動を行い、位置決め時には前記圧電素子
に直流電圧を印加することによって生ずる微小変位によ
る微動駆動を行い、前記位置決め時を、目標位置との偏
差が前記圧電素子の直流電圧印加による駆動体の最大ス
トローク以内の値以下となった時と定めたことを特徴と
する圧電モータの制御方法。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62278587A JPH0732610B2 (ja) | 1987-11-04 | 1987-11-04 | 圧電モータの制御方法 |
| US07/260,772 US4997177A (en) | 1987-10-23 | 1988-10-21 | Method of and apparatus for conveying object by utilizing vibration |
| DE88117577T DE3880781T2 (de) | 1987-10-23 | 1988-10-21 | Verfahren und Vorrichtung zum Fördern eines Gegenstandes mittels Vibration. |
| EP88117577A EP0313072B1 (en) | 1987-10-23 | 1988-10-21 | Method of and apparatus for conveying object by utilizing vibration |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62278587A JPH0732610B2 (ja) | 1987-11-04 | 1987-11-04 | 圧電モータの制御方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01122375A true JPH01122375A (ja) | 1989-05-15 |
| JPH0732610B2 JPH0732610B2 (ja) | 1995-04-10 |
Family
ID=17599339
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62278587A Expired - Lifetime JPH0732610B2 (ja) | 1987-10-23 | 1987-11-04 | 圧電モータの制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0732610B2 (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03139179A (ja) * | 1989-10-23 | 1991-06-13 | Canon Inc | 振動型アクチュエータ装置 |
| JPH04217883A (ja) * | 1990-09-01 | 1992-08-07 | Kubota Corp | 超音波モータの制御装置 |
| US6876126B2 (en) | 1998-12-17 | 2005-04-05 | Minolta Co., Ltd. | Piezoelectric actuator |
| JP2009232642A (ja) * | 2008-03-25 | 2009-10-08 | Taiheiyo Cement Corp | 超音波モータ装置 |
| JP2009240076A (ja) * | 2008-03-27 | 2009-10-15 | Taiheiyo Cement Corp | 超音波モータ装置 |
| CN114337358A (zh) * | 2021-11-30 | 2022-04-12 | 江西晶浩光学有限公司 | 一种压电马达的驱动控制方法及装置、mcu、存储介质 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS54108177A (en) * | 1978-02-14 | 1979-08-24 | Shaken Kk | Positioning system |
| JPS5572211A (en) * | 1978-11-24 | 1980-05-30 | Hitachi Ltd | Preventing method for address miss in position retrieval |
| JPS56121108A (en) * | 1980-02-27 | 1981-09-22 | Nec Corp | Positioning method |
| JPS58168155U (ja) * | 1982-05-06 | 1983-11-09 | トヨタ自動車株式会社 | 微小変位素子の駆動装置 |
| JPS5958811U (ja) * | 1982-10-04 | 1984-04-17 | ソニー株式会社 | 微小移動位置決め装置 |
-
1987
- 1987-11-04 JP JP62278587A patent/JPH0732610B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (5)
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| JPH04217883A (ja) * | 1990-09-01 | 1992-08-07 | Kubota Corp | 超音波モータの制御装置 |
| US6876126B2 (en) | 1998-12-17 | 2005-04-05 | Minolta Co., Ltd. | Piezoelectric actuator |
| US7075210B2 (en) | 1998-12-17 | 2006-07-11 | Minolta Co., Ltd. | Discharging circuit for a piezoelectric device |
| JP2009232642A (ja) * | 2008-03-25 | 2009-10-08 | Taiheiyo Cement Corp | 超音波モータ装置 |
| JP2009240076A (ja) * | 2008-03-27 | 2009-10-15 | Taiheiyo Cement Corp | 超音波モータ装置 |
| CN114337358A (zh) * | 2021-11-30 | 2022-04-12 | 江西晶浩光学有限公司 | 一种压电马达的驱动控制方法及装置、mcu、存储介质 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0732610B2 (ja) | 1995-04-10 |
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