JPH05336766A - 振動アクチュエータの制御装置 - Google Patents
振動アクチュエータの制御装置Info
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- JPH05336766A JPH05336766A JP4141455A JP14145592A JPH05336766A JP H05336766 A JPH05336766 A JP H05336766A JP 4141455 A JP4141455 A JP 4141455A JP 14145592 A JP14145592 A JP 14145592A JP H05336766 A JPH05336766 A JP H05336766A
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Abstract
の電力消費が少ない振動アクチュエータ制御装置を提供
することである。 【構成】 本発明の制御装置では、該アクチュエータが
停止される時には動作量検出用エンコーダ及び該制御装
置の各回路への電力遮断を所定の順序で順々に行なわせ
る手段を設けるとともに、該アクチュエータ停止時の該
アクチュエータのロータの位置を記憶させておく記憶手
段を設けることにより、駆動回路への電力供給が遮断さ
れても該ロータの位置情報が失われないようにした。該
制御装置の各回路及び該エンコーダへの電源遮断及び電
源接続を所定の順番で行なうために、複数のスイッチ手
段11及び12と該スイッチ手段を制御する制御手段1
3とを設けるとともに、該アクチュエータの停止時にお
けるロータ位置記憶手段8を設けたことを特徴とする。
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。
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。
制御装置では、該振動体のための駆動回路や該移動体の
位置検出を行う位置検出手段などを電源から切離したり
該電源に接続したりするための複数のスイッチ手段を設
けるとともに該スイッチ手段を制御するための信号を発
生するON−OFF指令回路を設け、更に、該アクチュ
エータが停止(移動体が停止)した時の該移動体の停止
位置を記憶させておくための記憶手段を設けたことを特
徴とする。
ータの停止時には該移動体の停止位置を該記憶手段に記
憶させるとともに該指令回路により該スイッチ手段を順
々に動作させて該制御装置の構成要素の始んど(該ON
−OFF指令回路及び該記憶手段を除く)に対して電源
との接続を遮断し、該アクチュエータの再起動時には該
スイッチ手段を順々に逆動作させて該制御装置の構成要
素のすべてを電源に接続するとともに該記憶手段に記憶
させてあった移動体停止位置情報に基いて該アクチュエ
ータの駆動制御を再開する。
チュエータ停止中の電力消費が従来の制御装置にくらべ
て著るしく少くなり、また装置の発熱量も小さくなるの
で電子回路に対する悪影響を低減できる。また、アクチ
ュエータの再起動時においてそれ以前の停止時の移動体
の停止位置情報を使用できるのでそれ以後の制御も高精
度に行うことができる。
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検知、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OFF
する。次に交流信号増幅回路10の電源が完全にOFF
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。
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。
置によれば、振動アクチュエータの停止時に駆動回路や
エンコーダの電源をOFFすることで低消費電力化出
来、且つ電源をOFFしている間情報を記憶しておくメ
モリ素子を設け、振動アクチュエータの停止時にはアク
チュエータが動かないように駆動回路の最終段の増幅部
の電源を最後にONし、起動時には最初にOFFする様
に装置各部と電源との接続及び遮断の順番とタイミンク
を制御するように構成したことで装置各部と電源との遮
断時及び接続時における該アクチュエータのロータの停
止精度の低下を防止できる。
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 (3)
- 【請求項1】 振動アクチュエータの振動体に駆動信号
を印加する駆動信号回路と、該振動アクチュエータの移
動体の動作量に応じた検出信号を発生するエンコーダ
と、該エンコーダの出力から該移動体の動作量及び瞬時
位置を検出して該駆動信号回路にフィードバックする検
出手段と、を有する振動アクチュエータ制御装置におい
て、 該振動アクチュエータの停止時にも電源との接続が保持
されるとともに該振動アクチュエータの停止時には該移
動体の停止位置を記憶する停止位置記憶手段と、 該振動アクチュエータの起動時及び停止時に該駆動信号
回路及び該エンコーダと該電源との接続及び遮断を行な
う複数のスイッチ手段と、 該振動アクチュエータの停止時には該移動体の停止位置
を該記憶手段に記憶させる信号を発生するとともに該駆
動信号回路及び該エンコーダと該電源との接続をこの順
番で断つように該スイッチ手段を動作させる信号を発生
し、該振動アクチュエータの再起動時には該エンコーダ
と該電源とを接続させた後に該駆動信号回路と該電源と
を接続させるように該スイッチ手段を作動させる信号を
発生するとともに該記憶手段に記憶させてあった移動体
停止位置情報を該検出手段に転送させる信号を発生する
起動及び停止時の制御信号発生手段と、 を有していることを特徴とする振動アクチュエータ制御
装置。 - 【請求項2】 該検出手段は該エンコーダの出力パルス
をカウントするカウンタであり、該起動及び停止時の制
御信号発生手段は、該アクチュエータの停止時には該エ
ンコーダと該電源とを接続する直前に該カウンタのカウ
ント動作を停止させる制御信号を発生し、該アクチュエ
ータの起動時には該エンコーダと該電源とを接続した後
に該カウンタのカウント動作を開始させるように該スイ
ッチ手段を動作させる機能を有していることを特徴とす
る請求項1の振動アクチュエータ制御装置。 - 【請求項3】 該駆動回路は交流信号発生回路と交流信
号増幅回路とから成り、 該起動及び停止時の制御信号発生手段は、該アクチュエ
ータの停止時には該交流信号増幅回路と該電源との接続
を遮断した後に該交流信号発生回路と該電源との接続を
遮断させるように該スイッチ手段を動作させ、該アクチ
ュエータの起動時には該交流信号発生回路と該電源との
接続を行なわせた後に該交流信号増幅回路と該電源との
接続を行なわせるように該スイッチ手段を動作させる機
能を有していることを特徴とする請求項1の振動アクチ
ュエータ制御装置。
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