JPH0342191A - スキャニング駆動装置の制御回路 - Google Patents
スキャニング駆動装置の制御回路Info
- Publication number
- JPH0342191A JPH0342191A JP1176579A JP17657989A JPH0342191A JP H0342191 A JPH0342191 A JP H0342191A JP 1176579 A JP1176579 A JP 1176579A JP 17657989 A JP17657989 A JP 17657989A JP H0342191 A JPH0342191 A JP H0342191A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- piezoelectric actuator
- signal
- output
- power amplifier
- control circuit
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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- Laser Beam Processing (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、レーザトリマ、レーサマー力、ススクリペア
等のレーザ加工機やＯＡ機器、映（象機器等に用いられ
るスキャニング駆動装置の制御回路に関するものである
。
等のレーザ加工機やＯＡ機器、映（象機器等に用いられ
るスキャニング駆動装置の制御回路に関するものである
。
第４図、第５図はレーザスキャナ装置を示すもので、こ
のレーザスキャナ装置は、偏光ミラー１、変位増幅機構
としての差動増幅器２、レバー３、圧電アクチュエータ
４、反力ばね５、位置センサ６、ブラケット７等で構成
されている。
のレーザスキャナ装置は、偏光ミラー１、変位増幅機構
としての差動増幅器２、レバー３、圧電アクチュエータ
４、反力ばね５、位置センサ６、ブラケット７等で構成
されている。
圧電アクチュエータ４は、制御回路ａによって作動され
るものであって、入力された駆動（≦号に対応する直動
変位（矢印Ａ〕ｊ向）を発生ずる。そしてこの圧電アク
チュエータ４はピン８を介してレバー３に当接している
。
るものであって、入力された駆動（≦号に対応する直動
変位（矢印Ａ〕ｊ向）を発生ずる。そしてこの圧電アク
チュエータ４はピン８を介してレバー３に当接している
。
レバー３は軸９に固定され、輔９を中心に回転自在にな
っており、その側面にＬ字状のブラケット７が取付けら
れている。また上記軸９に上記差動増速機２に連結され
ている。そしてこの差動土曽速機２の出力軸１１に上記
偏光ミラー１が固着されている。またレバー３にはピス
トン１０を介して反力ばね５の力が矢印Ｂ方向に作用し
ており、レバー３は圧電アクチュエータ４の変位によっ
て反時計方向に回動する力を受けると共に、反力ばね５
の反力によって時計方向に回転する力を受けている。
っており、その側面にＬ字状のブラケット７が取付けら
れている。また上記軸９に上記差動増速機２に連結され
ている。そしてこの差動土曽速機２の出力軸１１に上記
偏光ミラー１が固着されている。またレバー３にはピス
トン１０を介して反力ばね５の力が矢印Ｂ方向に作用し
ており、レバー３は圧電アクチュエータ４の変位によっ
て反時計方向に回動する力を受けると共に、反力ばね５
の反力によって時計方向に回転する力を受けている。
すなわち、レバー３は圧電アクチュエータ４の直動変位
△Ｘを回転変位Δθに変換するものである。そして、軸
９の中心から圧電アクチュエータ４の中心（ピン８の位
置）までの距離をＬとすると、上記回転変位△θは以下
の関係式％式％ 非接触式の位置センサ６は、上記レバー３に取付けられ
たブラケット７までの距離の変化ΔＸを計測し、この△
Ｘに対応する信号Ｖｓをフィードバック信号として上記
制御回路ａに入力するようになっている。
△Ｘを回転変位Δθに変換するものである。そして、軸
９の中心から圧電アクチュエータ４の中心（ピン８の位
置）までの距離をＬとすると、上記回転変位△θは以下
の関係式％式％ 非接触式の位置センサ６は、上記レバー３に取付けられ
たブラケット７までの距離の変化ΔＸを計測し、この△
Ｘに対応する信号Ｖｓをフィードバック信号として上記
制御回路ａに入力するようになっている。
ところで、上記従来のレーザスキャナ装置における制御
回路ａは第６図に示すようになっていて、位置センサ６
の検出出力Ｖｓ（”Ｋ＋△Ｘ）は比較器１２に入力され
ている。この比較器１２には、指令部１３から偏光ミラ
ー１を回転するための指令信号Ｖ０が入力されており、
比較器１２はこれらの偏差△Ｖ （−Ｖｏ−Ｖｓ）をと
って、これをＰＩＤ制御部１４に入力する。
回路ａは第６図に示すようになっていて、位置センサ６
の検出出力Ｖｓ（”Ｋ＋△Ｘ）は比較器１２に入力され
ている。この比較器１２には、指令部１３から偏光ミラ
ー１を回転するための指令信号Ｖ０が入力されており、
比較器１２はこれらの偏差△Ｖ （−Ｖｏ−Ｖｓ）をと
って、これをＰＩＤ制御部１４に入力する。
ＰＩＤ制御部１４は入力された偏差信号△Ｖを圧電アク
チュエータ４の駆動信号としてパワアンプ１５に入力す
る。パワーアンプ１５で増幅された信号に２△Ｖは圧電
アクチュエータ４に入力され、圧電アクチュエータ４は
この入力信号に応じた直動変位がなされる。
チュエータ４の駆動信号としてパワアンプ１５に入力す
る。パワーアンプ１５で増幅された信号に２△Ｖは圧電
アクチュエータ４に入力され、圧電アクチュエータ４は
この入力信号に応じた直動変位がなされる。
上記従来の制御回路では、パワーアンプ１５の出力電流
リミットが固定リミットであって、入力周波数に対応で
きてなく、従って低周波領域での微振動が抑制できなか
った。
リミットが固定リミットであって、入力周波数に対応で
きてなく、従って低周波領域での微振動が抑制できなか
った。
すなわち、パワーアンプ１５の出力電流が固定リミット
であると、圧電アクチュエータ４とスキャナ機構系の時
定数の関係は、Ｔ、、＜＜Ｔ、。、となってしまうので
振動が発生する。ここで、Ｔ Ｉｔは圧電アクチュエー
タ４の時定数、Ｔ、。、はスキャナ機構系の時定数であ
る。
であると、圧電アクチュエータ４とスキャナ機構系の時
定数の関係は、Ｔ、、＜＜Ｔ、。、となってしまうので
振動が発生する。ここで、Ｔ Ｉｔは圧電アクチュエー
タ４の時定数、Ｔ、。、はスキャナ機構系の時定数であ
る。
本発明は上記のことにかんがみなされたもので、圧電ア
クチュエータとスキャナ機構部の両時定数の差から発生
するスキャナの微振動を抑制してより高精度な光走査を
実現することができるスキャニング駆動装置の制御回路
を堤供することを目的とするものである。
クチュエータとスキャナ機構部の両時定数の差から発生
するスキャナの微振動を抑制してより高精度な光走査を
実現することができるスキャニング駆動装置の制御回路
を堤供することを目的とするものである。
上記１．１的を達成するために、本発明に係るスキャニ
ング駆動装置における制御回路は、入力された駆動信号
に対応する直動変位を発生する圧１１ｉアクチュエータ
と、この圧電アクチュエータの直動変位を回転変位に変
換する直動回転変換部材と、出力軸に偏光ミラーが結合
され、上記直動回転変換部材の回転変位を士曽幅する変
位増幅機構と、偏光ミラーを回転駆動する駆動信号を上
記圧電アクチュエータに入力する制御回路とからなるス
キャニング駆動装置において、上記制御回路を指令部か
らの出力信号と圧電アクチュエータの動作のフィードバ
ック信号とを比較してその偏差信号を出する比較器に、
指令電圧の変化スピードを検出するＶ ＲＡＴＥ検出部
をＰＩＤ制御部と並列に接続して設け、またＰＩＤ制御
部からの出力をｊ曽幅するパワーアンプの下流側に、上
記ＶＲＡＴＥ検出器からの検出値に対応してパワーアン
プの出力電流リミットを連続可変にする連続可変電流リ
ミット部を設けた構成となっている。
ング駆動装置における制御回路は、入力された駆動信号
に対応する直動変位を発生する圧１１ｉアクチュエータ
と、この圧電アクチュエータの直動変位を回転変位に変
換する直動回転変換部材と、出力軸に偏光ミラーが結合
され、上記直動回転変換部材の回転変位を士曽幅する変
位増幅機構と、偏光ミラーを回転駆動する駆動信号を上
記圧電アクチュエータに入力する制御回路とからなるス
キャニング駆動装置において、上記制御回路を指令部か
らの出力信号と圧電アクチュエータの動作のフィードバ
ック信号とを比較してその偏差信号を出する比較器に、
指令電圧の変化スピードを検出するＶ ＲＡＴＥ検出部
をＰＩＤ制御部と並列に接続して設け、またＰＩＤ制御
部からの出力をｊ曽幅するパワーアンプの下流側に、上
記ＶＲＡＴＥ検出器からの検出値に対応してパワーアン
プの出力電流リミットを連続可変にする連続可変電流リ
ミット部を設けた構成となっている。
比較器からの偏差信号によりＰＩＤ制御部にて偏差電圧
をパワーアンプへ出力すると兵に、ＶＲＡＴＥ検出器に
て指令電圧の変化スピードが検出され、パワーアンプか
らの出力信号である出力電流リミットは、連続可変電流
リミット部にて、上記Ｖ ＲＡＴＥ検出部からの検出信
号に対応して連続可変されて圧電アクチュエータへ入力
される。
をパワーアンプへ出力すると兵に、ＶＲＡＴＥ検出器に
て指令電圧の変化スピードが検出され、パワーアンプか
らの出力信号である出力電流リミットは、連続可変電流
リミット部にて、上記Ｖ ＲＡＴＥ検出部からの検出信
号に対応して連続可変されて圧電アクチュエータへ入力
される。
本発明の実施例を第１図に基づいて説明する。
なおこの実施例において、第 図、第 図で示した従来
例と同一構成部材は同−ｎ号を付して説明を省略する。
例と同一構成部材は同−ｎ号を付して説明を省略する。
比較器１２の下流側に、この比較器１２からの指令電圧
△■の変化スピードΔ■／Δｔを検出するＶ ＲＡＴＥ
検出部２０を上記ＰＩＤ制御部１４と並列に設ける。ま
たパワーアンプ１５の下流側に、上記Ｖ ＲＡＴＥ検出
部２０で検出したＶ ＲＡＴＨに対応してパワーアンプ
１５の出力電流リミットを連続可変にする連続可変電流
リミット部２１を介装する。２２はＰＩＤ制御部１４と
パワーアンプ１５０間に接続した高周波発生器である。
△■の変化スピードΔ■／Δｔを検出するＶ ＲＡＴＥ
検出部２０を上記ＰＩＤ制御部１４と並列に設ける。ま
たパワーアンプ１５の下流側に、上記Ｖ ＲＡＴＥ検出
部２０で検出したＶ ＲＡＴＨに対応してパワーアンプ
１５の出力電流リミットを連続可変にする連続可変電流
リミット部２１を介装する。２２はＰＩＤ制御部１４と
パワーアンプ１５０間に接続した高周波発生器である。
上記構成における作用は第２図のフローチャトに示すよ
うになる。
うになる。
すなわち、指令部１３より指令信号Ｖ。を出力する（ス
テップｌ）。比較器１２にて上記指令部１３よりの指令
信号Ｖ０と位置センサ６からのフィードバック信号Ｖｓ
の差△■を算出する（ステップ２）。ＰＩＤｉｉｌｌｉ
１部１４にて△Ｖに話づく偏差電圧に１△Ｖを算出する
（ステップ３）と共に、Ｖ ＲＡＴＥ検出部２０にて指
令電圧の変化スピード△Ｖ／△ｔを算出する（ステップ
３′）。上記ＰＩＤ制御部１４にて算出された偏差電圧
に１△Ｖをパワーアンプ１５へ入力する（ステップ４）
。パワーアンプ１４より上記偏差電圧に１△Ｖに基づい
た出力電圧Ｖ。。
テップｌ）。比較器１２にて上記指令部１３よりの指令
信号Ｖ０と位置センサ６からのフィードバック信号Ｖｓ
の差△■を算出する（ステップ２）。ＰＩＤｉｉｌｌｉ
１部１４にて△Ｖに話づく偏差電圧に１△Ｖを算出する
（ステップ３）と共に、Ｖ ＲＡＴＥ検出部２０にて指
令電圧の変化スピード△Ｖ／△ｔを算出する（ステップ
３′）。上記ＰＩＤ制御部１４にて算出された偏差電圧
に１△Ｖをパワーアンプ１５へ入力する（ステップ４）
。パワーアンプ１４より上記偏差電圧に１△Ｖに基づい
た出力電圧Ｖ。。
（−Ｋ 、 ・Ｋ２ΔＶ）が連続可変電流リミット部
２１へ出力される（ステップ５）。連続可変電流リミッ
ト部２１では上記パワーアンプ１４からの出力電圧■。
２１へ出力される（ステップ５）。連続可変電流リミッ
ト部２１では上記パワーアンプ１４からの出力電圧■。
１の電流がＶ ＲＡＴＥ検出部２０からの検出信号Ｖ□
Ｔ、！、により制限が加えられ、Ｉ ｊｌｍｌ、（−に
４・Ｖ ＲＡＴＩりが設定される。そしてこの連続可変
電流リミット部２１より、圧電アクチュエータの時定数
Ｔ１、が１／に４Ｖ ＲＡＴＥの圧電アクチュエータ変
位信号△ｘ （−に１ ・Ｋ２ ・Ｋ３△Ｖ）が出力さ
れる。
Ｔ、！、により制限が加えられ、Ｉ ｊｌｍｌ、（−に
４・Ｖ ＲＡＴＩりが設定される。そしてこの連続可変
電流リミット部２１より、圧電アクチュエータの時定数
Ｔ１、が１／に４Ｖ ＲＡＴＥの圧電アクチュエータ変
位信号△ｘ （−に１ ・Ｋ２ ・Ｋ３△Ｖ）が出力さ
れる。
上記作用により圧電アクチュニータ４のｇ９定数Ｔ、。
とスキャナ機構部の時定数Ｔ１０．か一致され、低周波
領域での微振動か抑制される。
領域での微振動か抑制される。
第３図（Ａ）は指令部１３より出力信号■。
を示すものであり、この出力信号Ｖ。に対して従来のス
キャナ回転出力は第３図（Ｂ）に示すようにその波形に
微振動があったが、本発明にあっては第３図（Ｃ）に示
すように微振動か発生しなかった。
キャナ回転出力は第３図（Ｂ）に示すようにその波形に
微振動があったが、本発明にあっては第３図（Ｃ）に示
すように微振動か発生しなかった。
なお、本実施例によれば、ＰＩＤ回路内に可変ダンピン
グ回路を設けてＶ ＲＡＴＥに１１１１限を加えても同
様な効果が得られる。
グ回路を設けてＶ ＲＡＴＥに１１１１限を加えても同
様な効果が得られる。
本発明によれば、圧電アクチュエータ４とスキャナ磯（
１号部の両時定数の差をなくすることができ、これによ
り、両ｉ］１定数の差から定生するスキャナの微振動を
抑制することかでき、高稍度な光走査を実現することが
できる。
１号部の両時定数の差をなくすることができ、これによ
り、両ｉ］１定数の差から定生するスキャナの微振動を
抑制することかでき、高稍度な光走査を実現することが
できる。
第１図、第２図は本発明の実施例を示すもので、第１図
は概略的な構成説明図、第２図は実施例の動作を説明す
るためのフローチャート、第３図（Ａ）は入力指令の波
形図、第３図（Ｂ）は従来例におけるスキャナ回転出力
の波形図、第３図（Ｃ）は本発明におけるスキャナ回転
出力の波形図である。第４図、第５図は本発明を適用し
ようとするスキャニング駆動装置の一例を示す縦断面図
と横断面図、第６図は従来の制御回路図である。 １は偏光ミラ、２は差動増速機、３はレバー４は圧電ア
クチュエータ、５は反力ばね、６は非接触式の位置セン
サ、７はブラケット、９は軸、１２は比較器、１３は指
令部、１４はＰＩＤ制御部、１５はパワーアンプ、２０
はＶｌｌ、ＡＴＥ検出部、２１は連続可変電流リミット
部。 第 ５ 図 第 ３ 図（Ａｌ ＋Ｂ） （Ｃ１ 第 図
は概略的な構成説明図、第２図は実施例の動作を説明す
るためのフローチャート、第３図（Ａ）は入力指令の波
形図、第３図（Ｂ）は従来例におけるスキャナ回転出力
の波形図、第３図（Ｃ）は本発明におけるスキャナ回転
出力の波形図である。第４図、第５図は本発明を適用し
ようとするスキャニング駆動装置の一例を示す縦断面図
と横断面図、第６図は従来の制御回路図である。 １は偏光ミラ、２は差動増速機、３はレバー４は圧電ア
クチュエータ、５は反力ばね、６は非接触式の位置セン
サ、７はブラケット、９は軸、１２は比較器、１３は指
令部、１４はＰＩＤ制御部、１５はパワーアンプ、２０
はＶｌｌ、ＡＴＥ検出部、２１は連続可変電流リミット
部。 第 ５ 図 第 ３ 図（Ａｌ ＋Ｂ） （Ｃ１ 第 図
Claims (1)
- 入力された駆動信号に対応する直動変位を発生する圧電
アクチュエータと、この圧電アクチュエータの直動変位
を回転変位に変換する直動回転変換部材と、出力軸に偏
光ミラーが結合され、上記直動回転変換部材の回転変位
を増幅する変位増幅機構と、偏光ミラーを回転駆動する
駆動信号を上記圧電アクチュエータに入力する制御回路
とからなるスキャニング駆動装置において、上記制御回
路を指令部からの出力信号と圧電アクチュエータの動作
のフィードバック信号とを比較してその偏差信号を出す
る比較器に、指令電圧の変化スピードを検出するＶ＿Ｒ
＿Ａ＿Ｔ＿Ｅ検出部をＰＩＤ制御部と並列に接続して設
け、またＰＩＤ制御部からの出力を増幅するパワーアン
プの下流側に、上記Ｖ＿Ｒ＿Ａ＿Ｔ＿Ｅ検出器からの検
出値に対応してパワーアンプの出力電流リミットを連続
可変にする連続可変電流リミット部を設けたことを特徴
とするスキャニング駆動装置の制御回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1176579A JPH0342191A (ja) | 1989-07-07 | 1989-07-07 | スキャニング駆動装置の制御回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1176579A JPH0342191A (ja) | 1989-07-07 | 1989-07-07 | スキャニング駆動装置の制御回路 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0342191A true JPH0342191A (ja) | 1991-02-22 |
Family
ID=16016032
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1176579A Pending JPH0342191A (ja) | 1989-07-07 | 1989-07-07 | スキャニング駆動装置の制御回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0342191A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104889297A (zh) * | 2015-05-15 | 2015-09-09 | 安庆师范学院 | 一种液压式锻压机床的全闭环控制系统及控制方法 |
-
1989
- 1989-07-07 JP JP1176579A patent/JPH0342191A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104889297A (zh) * | 2015-05-15 | 2015-09-09 | 安庆师范学院 | 一种液压式锻压机床的全闭环控制系统及控制方法 |
| CN104889297B (zh) * | 2015-05-15 | 2016-08-31 | 安庆师范学院 | 一种液压式锻压机床的全闭环控制系统及控制方法 |
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