压电驱动装置及其控制方法制造方法及图纸

本公开涉及压电驱动装置及其控制方法。不论被驱动部的惯性的大小如何均能够进行高精度的位置控制。压电驱动装置的控制部进行以下控制：使用压电驱动装置与被驱动部之间的最大摩擦力和被驱动部的质量，计算压电驱动装置施加给被驱动部的最大减速度，计算从由位置传感器检测出的被驱动部的当前位置到目标位置为止的距离，使用最大减速度和从被驱动部的当前位置到目标位置为止的距离来计算被驱动部的基准速度，根据由位置传感器检测出的被驱动部的当前位置的时间变化来计算被驱动部的速度，在被驱动部的当前速度小于基准速度的情况下，从压电驱动装置向被驱动部施加驱动力，在当前速度为基准速度以上的情况下，从压电驱动装置向被驱动部施加制动力。向被驱动部施加制动力。向被驱动部施加制动力。

【技术实现步骤摘要】
压电驱动装置及其控制方法


[0001]本公开涉及压电驱动装置及其控制方法。

技术介绍

[0002]在专利文献1中公开了超声波电机(压电电机)的位置控制技术。超声波致动器的驱动装置具备：部件传感器，检测移动部件的当前位置；运算单元，运算移动部件的控制目标位置；驱动电路，生成驱动电压，使得超声波致动器以规定的共振状态进行驱动；以及控制电路，通过将根据当前位置与控制目标位置的差确定驱动电压的物理量中的一个作为操作物理量进行调整，从而对移动部件的运动状态进行控制，使得移动部件追随控制目标位置。
[0003]专利文献1：日本特开2004
‑
56878号公报
[0004]但是，在专利文献1中，没有考虑移动部件的惯性，因此存在以下的问题：在移动部件的惯性较大的情况下，如果进行与移动部件的惯性较小的情况相同的控制，则直至在目标位置停止为止需要花费时间等。

技术实现思路

[0005]根据本公开的一个方式，提供一种驱动被驱动部的压电驱动装置的控制方法。该控制方法进行以下的控制：使用所述压电驱动装置施加给所述被驱动部的最大减速度α和从所述被驱动部的当前位置到目标位置为止的距离Ln，计算所述被驱动部的基准速度vth，在所述被驱动部的当前速度vn小于所述基准速度vth的情况下，从所述压电驱动装置向所述被驱动部施加驱动力，在所述当前速度vn为所述基准速度vth以上的情况下，从所述压电驱动装置向所述被驱动部施加制动力。
附图说明
[0006]图1是表示压电驱动装置的说明图。
>[0007]图2是表示压电驱动装置的控制电路的概略结构的说明图。
[0008]图3A是表示压电驱动装置在驱动时的前半个振动周期的动作的说明图。
[0009]图3B是表示压电驱动装置在驱动时的后半个振动周期的动作的说明图。
[0010]图4A是表示压电驱动装置在制动时的前半个振动周期的动作的说明图。
[0011]图4B是表示压电驱动装置在制动时的后半个振动周期的动作的说明图。
[0012]图5是表示控制部的结构的说明图。
[0013]图6是控制部重复进行的驱动控制流程图。
[0014]图7是控制部执行的计算质量m的流程图。
[0015]图8是表示高负荷的情况下的被驱动部的目标位置和实际位置的说明图。
[0016]图9是表示高负荷的情况下的被驱动部的位置、速度以及施加于被驱动部的力的说明图。
[0017]图10是图9的区域Q2的放大图。
[0018]图11是表示中负荷的情况下的被驱动部的目标位置和实际位置的说明图。
[0019]图12是表示中负荷的情况下的被驱动部的位置、速度以及施加于被驱动部的力的说明图。
[0020]图13是图12的区域Q3的放大图。
[0021]图14是表示不确定中间目标位置的情况下的被驱动部的位置、速度以及基准速度的说明图。
[0022]附图标记说明
[0023]10
…
压电驱动装置；20
…
突起部；30
…
压电驱动装置主体；40
…
被驱动部；50
…
物体；60
…
位置传感器；70
…
控制部；71
…
中间目标位置计算部；72
…
剩余距离计算部；74
…
最大减速度计算部；76
…
速度计算部；78
…
基准速度计算部；80
…
电压设定部；82
…
速度判定部；84
…
开关；86
…
驱动部；87
…
弯曲振动驱动部；88
…
纵向振动驱动部；89
…
质量计算部；90
…
上级控制部；110a～110f
…
压电元件；200
…
振动板；203
…
长边；204
…
短边；210
…
支承部；240
…
凹部。
具体实施方式
[0024]A.第一实施方式：
[0025]图1是表示压电驱动装置10的说明图。压电驱动装置10用于搬运物体50。压电驱动装置10具备压电驱动装置主体30、被驱动部40、位置传感器60以及控制部70。压电驱动装置主体30具备振动板200、六个压电元件110a、110b、110c、110d、110e、110f以及突起部20。振动板200大致呈长方形。六个压电元件110a～110f在振动板200上呈矩阵状，具体而言，沿着长边203即在图1的A方向上排列配置有两个，沿着短边204在图1的B方向上排列配置有三个。在振动板200的沿A方向排列的两个压电元件之间，具体而言，在压电元件110a与110d之间，以及压电元件110c与110f之间所对应的位置的外侧，设置有支承部210。如果在适当的时刻对压电元件110a～110f施加电压，则振动板200以支承部210为接缝而进行弯曲运动。
[0026]振动板200在短边204的大致中央具有凹部240，在凹部240设置有突起部20。当振动板200进行弯曲运动时，突起部20接触/按压于被驱动部40，从而向B方向驱动被驱动部40。被驱动部40具有质量为m1的平板形状。质量为m2的物体50被装载在被驱动部40上，随着被驱动部40的移动而被搬运。位置传感器60获取被驱动部40的位置。
[0027]图2是表示压电驱动装置10的控制电路的概略结构的说明图。在本实施方式的压电驱动装置10中，压电元件110a和110f并联连接，压电元件110b和110e并联连接，压电元件110c和110d并联连接，从而构成三对。在本实施方式中，将各对的压电元件并联连接，但也可以串联连接。三对分别与控制部70连接。需要说明的是，压电元件110a～110f的接地侧被连接并且共用。由此，能够减少布线的根数。需要说明的是，也可以使各对的接地侧独立。在控制部70上连接有位置传感器60以及上级控制部90。控制部70从位置传感器60获取被驱动部40的当前位置Pn，并从上级控制部90获取最终目标位置Pt，来控制压电元件110a～110f的驱动。
[0028]图3A是表示压电驱动装置10在驱动时的前半个振动周期的动作的说明图。在前半个振动周期中，对位于振动板200的对角的两个压电元件例如压电元件110a和压电元件
110f施加电压。压电元件110a和压电元件110f如箭头x1所示那样伸长，振动板200弯曲。突起部20由于振动板200的弯曲而如箭头y1所示那样移动。此时，如果对短边方向的中央的两个压电元件110b和压电元件110e也施加电压，则压电元件110b和压电元件110e也如箭头x1所示那样伸长。突起部20与被驱动部40接触，以力F1(驱动力F1)向B方向按压被驱动部40。其结果为，被驱动部40向B本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种压电驱动装置的控制方法，其特征在于，所述压电驱动装置驱动被驱动部，在所述控制方法中，进行以下的控制：使用所述压电驱动装置施加给所述被驱动部的最大减速度α和从所述被驱动部的当前位置到目标位置为止的距离Ln，计算所述被驱动部的基准速度vth，在所述被驱动部的当前速度vn小于所述基准速度vth的情况下，从所述压电驱动装置向所述被驱动部施加驱动力，在所述当前速度vn为所述基准速度vth以上的情况下，从所述压电驱动装置向所述被驱动部施加制动力。2.根据权利要求1所述的压电驱动装置的控制方法，其特征在于，所述压电驱动装置具备：第一压电元件，使所述压电驱动装置弯曲振动而施加驱动力；以及第二压电元件，使所述压电驱动装置纵向振动而施加制动力，所述控制方法中，在施加所述制动力时，不使所述第一压电元件弯曲振动，而使所述第二压电元件纵向振动。3.根据权利要求1或2所述的压电驱动装置的控制方法，其特征在于，在所述控制方法中，使用所述被驱动部的质量m和所述压电驱动装置与所述被驱动部之间的最大摩擦力F2max，求出最大减速度α。4.根据权利要求1所述的压电驱动装置的控制方法，其特征在于，在所述控制方法中，使用驱动所述被驱动部之前的所述被驱动部的位置、驱动所述被驱动部之后的驱动后的所述被驱动部的位置、驱动所述被驱动部的驱动力以及驱动所述被驱动部的时间，计算所述被驱动部的质量m。5.根据权利要求1所述的压电驱动装置的控制方法，其特征在于，在所述控制方法中，定期求出所述距离Ln和所述基准速度vth。6.一种压电驱动装置，其特征在于，驱动被驱动部，所述压电驱动装置具备：振动板，设置有多个压电元件；突起部，设置在所述振动板上；被驱动部，能够与所述突起部接触；控制部，通过控制施加于所述压电元件的电压来控制所述压电驱动装置的动作；以及位置传感器，检测所述被驱动部的当...

【专利技术属性】
技术研发人员：村上诚，
申请(专利权)人：精工爱普生株式会社，
类型：发明
国别省市：