(57)【要約】【課題】従来、直交する２方向の駆動系を備えた駆動装置を制御して駆動体を目標経路に沿って移動させるサーボ機構では、各駆動系の特性の違いにより、駆動体を目標経路に従わせることが困難であった。そこで、目標の経路に対する駆動体の運動経路誤差を低減できるサーボ機構を提供する。【解決手段】ｙ方向へ駆動体を駆動させるＹ駆動系３において、駆動体のｙ方向への移動を指令する第１指令信号ｙｒｅｆに対して、第１補正係数乗算手段３１１により第１補正係数ＫｐＹを乗算して第１指令信号ｙｒｅｆを特性補償する。ｘ方向へ駆動体を駆動させるＸ駆動系４においても同様に、第２指令信号ｘｒｅｆに対して、第２補正係数乗算手段４１１により第２補正係数ＫｐＸを乗算して第２指令信号ｘｒｅｆを特性補償する。【選択図】  図２
2004259180.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一方向へ駆動体を駆動させる第１駆動機構、および、前記駆動体の一方向への振動的変位を指令する第１指令信号を特性補償して前記第１駆動機構に入力する第１補償手段、を有する第１駆動系と、
前記一方向とは異なる他方向に前記駆動体を駆動させる第２駆動機構、および、前記駆動体の他方向への振動的変位を指令する第２指令信号を特性補償して前記第２駆動機構に入力する第２補償手段、を有する第２駆動系と、を備え、
前記第１指令信号および前記第２指令信号にて指令される目標の経路に沿って前記駆動体を移動させるサーボ機構であって、
前記第１補償手段は、前記目標の経路に対する前記駆動体の運動軌跡のずれを前記第１駆動系の周波数伝達特性に基づいて補正する第１補正係数を前記第１指令信号に乗算する第１補正係数乗算手段を備え、
前記第２補償手段は、前記目標とする経路に対する前記駆動体の運動軌跡のずれを前記第２駆動系の周波数伝達特性に基づいて補正する第２補正係数を前記第２指令信号に乗算する第２補正係数乗算手段を備えている
ことを特徴とするサーボ機構。
【請求項２】
請求項１に記載のサーボ機構において、
前記駆動体の一方向に沿った変位を検出する第１位置検出手段と、前記駆動体の他方向に沿った変位を検出する第２位置検出手段とを備え、
前記第１指令信号で指令される前記駆動体の前記一方向に沿った変位の最大値を第１指令最大値Ｒ１とし、前記第１検出手段にて検出される前記駆動体の変位における最大値の前記第１指令最大値Ｒ１に対するずれをＥ１とするとき、前記第１補正係数はＲ１／（Ｅ１＋Ｒ１）を含み、
前記第２指令信号で指令される前記駆動体の前記他方向に沿った変位の最大値を第２指令最大値Ｒ２とし、前記第２検出手段にて検出される前記駆動体の変位における最大値の前記第２指令最大値Ｒ２に対するずれをＥ２とするとき、前記第２補正係数はＲ２／（Ｅ２＋Ｒ２）を含む
ことを特徴とするサーボ機構。
【請求項３】
請求項１に記載のサーボ機構において、
前記第１駆動系の周波数伝達特性のゲインを第１ゲインＴＧ１とするとき、前記第１補正係数は１／ＴＧ１を含み、
前記第２駆動系の周波数伝達特性のゲインを第２ゲインＴＧ２とするとき、前記第２補正係数は１／ＴＧ２を含む
ことを特徴とするサーボ機構。
【請求項４】
請求項１ないし請求項３のいずれかに記載のサーボ機構において、
前記第１駆動系の周波数伝達特性の位相特性と前記第２駆動系の周波数伝達特性の位相特性との間に位相差φが生じるとき、
前記第１駆動系と前記第２駆動系のうち位相が進んでいる側の前記補正係数は、
【数１】
2004259180.tif 000005
を含む
ことを特徴とするサーボ機構。
【請求項５】
請求項２に記載のサーボ機構において、
前記第１位置検出手段および前記第２位置検出手段は、一定の時間間隔で前記駆動体の変位を検出し、
前記第１指令信号および前記第２指令信号は、一定の時間間隔で入力される
ことを特徴とするサーボ機構。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、サーボ機構に関する。例えば、異なる駆動方向を有する駆動機構が２以上組み合わされた駆動装置を駆動制御して駆動体の運動軌跡を目標の経路に一致させるサーボ機構に関する。
【０００２】
【背景技術】
互いに異なる駆動方向を有する駆動機構を２以上組み合わせて、駆動体を二次元的あるいは三次元的に移動させる駆動装置が知られている。そして、異なる方向の駆動機構をそれぞれ駆動制御することによって目標とする経路に沿って駆動体を移動させるサーボ機構が知られている。
このようなサーボ機構としては、ｙ方向に長手方向を有するＹ駆動軸、および、Ｙ駆動軸をｙ方向にスライド可能に設けられかつｘ軸方向に長手方向を有するＹスライダを備えたＹ駆動機構と、Ｙスライダにｘ軸方向スライド可能に設けられたＸスライダ（駆動体）を有するＸ駆動機構と、を備えた駆動装置に対してＸスライダを目標経路に追従させるように駆動制御するものがある。
【０００３】
図９に、サーボ機構の構成を示す。このサーボ機構１００は、Ｙ駆動機構１１１を駆動制御するＹ駆動系１１０と、Ｘ駆動機構１２１を駆動制御するＸ駆動系１２０とを備える。
Ｙ駆動系１１０は、位置指令値信号ｙｒｅｆを補償器１１２で速度指令として制御対象であるＹ駆動機構１１１に入力するとともに、位置検出手段１１３にて検出されたＹスライダの位置情報を位置比較器１１４にフィードバック信号で戻す構成である。なお、Ｘ駆動系１２０は、基本的にＹ駆動系１１０と同様の構成であって、補償器１２２、位置検出手段１２３、位置比較器１２４等を備えている。
【０００４】
このような構成において、Ｙ駆動系１１０とＸ駆動系１２０とに互いに位相が９０度ずれた正弦波状の位置指令信号、ｙｒｅｆ、ｘｒｅｆをそれぞれ入力する。すると、この位置指令信号に従ってＹ駆動機構１１１およびＸ駆動機構１２１がそれぞれ駆動される。すると、駆動体であるＸスライダがｘｙ平面で移動され、Ｘスライダは位置指令信号にて指令された目標の経路に沿って円運動を行う。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ここで、駆動機構が一方向のみであれば、駆動体の経路はこの一方向の駆動機構で規定されるので、駆動体の運動軌跡が目標の経路からはずれることはない。
しかしながら、２方向の駆動機構を用いて駆動体を二次元的に移動させる場合には、目標の経路上をＸスライダが運動せず、Ｘスライダの軌跡に経路誤差が生じるという問題がある。目標の経路と実際のＸスライダの運動軌跡との間に経路誤差が生じた場合の例を図１０に示す。
【０００６】
図１０に示されるように、経路誤差としては、運動軌跡の半径が目標の半径からずれていたり、または、ｙ軸方向とｘ軸方向の径の違いから運動軌跡が楕円になるなど、径方向の誤差に起因する経路誤差がある。または、ｙ軸やｘ軸と平行でない軸を長軸、短軸としてしまうなど、軸が傾くことに起因する経路誤差がある。
このように、経路誤差には、径方向の経路誤差や、軸の傾きの経路誤差などがあり、駆動体であるＸスライダを目標とする経路に従って運動させることは困難であった。
目標とする経路に対して実際の運動軌跡がずれてしまう問題は、上記のように円運動を行う駆動装置のみならず、２以上の駆動機構を組み合わせた駆動装置を制御するサーボ機構において、位置指令信号に振動成分が含まれている場合に共通する問題である。
【０００７】
本発明の目的は、従来の問題を解消し、目標の経路に対する駆動体の運動経路誤差を低減するサーボ機構を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載のサーボ機構は、一方向へ駆動体を駆動させる第１駆動機構、および、前記駆動体の一方向への振動的変位を指令する第１指令信号を特性補償して前記第１駆動機構に入力する第１補償手段、を有する第１駆動系と、前記一方向とは異なる他方向に前記駆動体を駆動させる第２駆動機構、および、前記駆動体の他方向への振動的変位を指令する第２指令信号を特性補償して前記第２駆動機構に入力する第２補償手段、を有する第２駆動系と、を備え、前記第１指令信号および前記第２指令信号にて指令される目標の経路に沿って前記駆動体を移動させるサーボ機構であって、前記第１補償手段は、前記目標の経路に対する前記駆動体の運動軌跡のずれを前記第１駆動系の周波数伝達特性に基づいて補正する第１補正係数を前記第１指令信号に乗算する第１補正係数乗算手段を備え、前記第２補償手段は、前記目標とする経路に対する前記駆動体の運動軌跡のずれを前記第２駆動系の周波数伝達特性に基づいて補正する第２補正係数を前記第２指令信号に乗算する第２補正係数乗算手段を備えていることを特徴とする。
【０００９】
このような構成において、第１駆動系と第２駆動系とのぞれぞれに対して、駆動体を目標の経路に沿って移動させるための振動的変位指令が第１指令信号、第２指令信号として入力される。このとき、第１駆動系および第２駆動系のゲイン特性によっては駆動体の実際の移動量が指令された移動量からずれてきてしまう。また、第１駆動系と第２駆動系との間で位相特性などに差がある場合には、第１駆動系の動作と第２駆動系の動作とにずれが生じるために、駆動体の移動方向が指令した方向からずれてきてしまう。このように、第１駆動系および第２駆動系の周波数伝達特性のゲイン特性や位相特性が相互に異なっていると、指令信号による目標経路に沿って駆動体を移動させることはできない。
【００１０】
そこで、第１駆動系および第２駆動系に指令される指令信号に対し、それぞれの周波数伝達特性に基づいた補正係数を掛ける。つまり、第１補正係数乗算手段にて第１指令信号に第１補正係数を乗算し、第２補正係数乗算手段にて第２指令信号に第２補正係数を乗算する。すると、各指令信号が各駆動系の周波数伝達特性に適合するように補正された後、各駆動機構に入力されることとなる。その結果、各駆動機構が指令された通りの動作を行い、駆動体が指令された通りの目標経路に沿って移動される。
なお、振動的変位指令とは、所定時間内において指令位置が所定範囲を往復する指令をいい、例えば、正弦波状の指令などがある。
【００１１】
請求項２に記載のサーボ機構は、請求項１に記載のサーボ機構において、前記駆動体の一方向に沿った変位を検出する第１位置検出手段と、前記駆動体の他方向に沿った変位を検出する第２位置検出手段とを備え、前記第１指令信号で指令される前記駆動体の前記一方向に沿った変位の最大値を第１指令最大値Ｒ１とし、前記第１検出手段にて検出される前記駆動体の変位における最大値の前記第１指令最大値Ｒ１に対するずれを第１ずれ量Ｅ１とするとき、前記第１補正係数はＲ１／（Ｅ１＋Ｒ１）を含み、前記第２指令信号で指令される前記駆動体の前記他方向に沿った変位の最大値を第２指令最大値Ｒ２とし、前記第２検出手段にて検出される前記駆動体の変位における最大値の前記第２指令最大値Ｒ２に対するずれを第２ずれ量Ｅ２とするとき、前記第２補正係数はＲ２／（Ｅ２＋Ｒ２）を含むことを特徴とする。
【００１２】
このような構成において、第１指令信号にて指令される駆動体の一方向の最大変位が第１指令最大値Ｒ１であったとする。そして、実際にこの第１指令信号にて第１駆動系を駆動させた結果、駆動体の一方向に沿った変位の最大値が第１指令最大値Ｒ１から第１ずれ量Ｅ１だけずれていたとする。このとき、第１駆動系のゲイン特性に起因して第１ずれ量Ｅ１のずれが生じたことになる。よって、第１指令信号に第１補正係数Ｒ１／（Ｅ１＋Ｒ１）を乗算して、第１指令信号を第１駆動系の周波数特性に応じて補正しておけばゲイン特性によるずれを補正することができる。その結果、第１駆動系においては、第１指令信号にて指令される移動量と実際の駆動体の移動量とを一致させることができる。そして、同様に第２駆動系についても第２補正係数を定めることができ、第１駆動系および第２駆動系の両者のゲイン特性を補正すれば、例えば、駆動体を円運動させる場合でも径方向の誤差を低減させることができる。その結果、駆動体を目標の経路に従って移動させることができる。
【００１３】
請求項３に記載のサーボ機構は、請求項１に記載のサーボ機構において、前記第１駆動系の周波数伝達特性のゲインを第１ゲインＴＧ１とするとき、前記第１補正係数は１／ＴＧ１を含み、前記第２駆動系の周波数伝達特性のゲインを第２ゲインＴＧ２とするとき、前記第２補正係数は１／ＴＧ２を含むことを特徴とする。
【００１４】
このような構成において、第１駆動系のゲインが第１ゲインＴＧ１であるとき、第１補正係数乗算手段にて第１補正係数１／ＴＧ１を第１指令信号に乗算する。すると、第１駆動系においては、第１指令信号にて指令される移動量と実際の駆動体の移動量とを一致させることができる。そして、同様に第２駆動系についても第２補正係数を定めることができ、第１駆動系および第２駆動系の両者でゲイン特性を補正すれば、例えば、駆動体を円運動させる場合でも径方向の誤差を低減させることができる。このような構成によれば、実際に駆動機構のよって駆動体を移動させて駆動体の運動軌跡と目標経路との差を求めるなどの手間や試行錯誤といったものは必要がないので、簡便である。
【００１５】
請求項４に記載のサーボ機構は、請求項１ないし請求項３のいずれかに記載のサーボ機構において、前記第１駆動系の周波数伝達特性の位相特性と前記第２駆動系の周波数伝達特性の位相特性との間に位相差φが生じるとき、前記第１駆動系と前記第２駆動系のうち位相が進んでいる側の前記補正係数は、
【数２】
2004259180.tif 000003
を含むことを特徴とする。ただし、ｊは虚数単位である。
【００１６】
このような構成において、第１駆動系と第２駆動系とで位相が進んでいる側の指令信号に補正係数を乗算して、指令信号の位相を所定量だけ遅らせることにより、第１駆動系の動作と第２駆動系の動作のずれを解消して、駆動体の移動方向を指令した方向に適合させることができる。すると、例えば、駆動体を円運動させる場合でも、円からずれて楕円になることなく、正確に駆動体を円軌道に沿って移動させることができる。
【００１７】
請求項５に記載のサーボ機構は、請求項２に記載のサーボ機構において、前記第１位置検出手段および前記第２位置検出手段は、一定の時間間隔で前記駆動体の変位を検出し、前記第１指令信号および前記第２指令信号は、一定の時間間隔で入力されることを特徴とする。
このような構成において、一定の時間間隔で時々刻々と入力される指令信号に補正係数を乗算することにより指令信号を順次補正して各駆動機構に入力する。すると、常に駆動体の運動を目標の経路上に修正しながら駆動体を駆動させることができる。そして、このように信号を離散的に入力することにより、本発明の構成はデジタル制御系にも適用される。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図示例と共に説明する。
（第１実施形態）
図１および図２に本発明のサーボ機構にかかる第１実施形態を示す。図１は、第１実施形態における駆動装置２を示す図であり、図２は、この駆動装置２を駆動制御する制御系であるサーボ機構１を示す図である。
図１に示されるように、駆動装置２は、ｙ方向に長手方向を有するＹ駆動軸２２、および、Ｙ駆動軸２２をｙ方向にスライド可能に設けられかつｘ軸方向に長手方向を有するＹスライダ２３を備えた第１駆動機構としてのＹ駆動機構２１と、Ｙスライダ２３にｘ軸方向スライド可能に設けられたＸスライダ（駆動体）２５を有する第２駆動機構としてのＸ駆動機構２４とを備えて構成されている。そして、サーボ機構１は、図２に示されるように、Ｙ駆動機構２１を駆動制御する第１駆動系としてのＹ駆動系３と、Ｘ駆動機構２４を駆動制御する第２駆動系としてのＸ駆動系４とを備える。
【００１９】
Ｙ駆動系３は、Ｙ駆動系３の制御信号である第１指令信号ｙｒｅｆを特性補償する第１補償手段３１と、Ｙスライダ２３の変位を検出する第１位置検出手段としてのＹ軸センサ３２と、第１指令信号ｙｒｅｆを補償して速度指令としてＹ駆動機構２１に入力する補償回路３３とを備える。Ｙ軸センサ３２にて検出されたＹスライダ２３の位置情報は、第１補償手段３１と補償回路３３との間の位置比較器３４にフィードバックされる。
【００２０】
Ｘ駆動系４は、Ｙ駆動系３と基本的には同様の構成であって、Ｘ駆動系４の制御信号である第２指令信号ｘｒｅｆを特性補償する第２補償手段４１と、Ｘスライダ２５の変位を検出する第２位置検出手段としてのＸ軸センサ４２と、第２指令信号ｘｒｅｆを補償して速度指令としてＸ駆動機構２４に入力する補償回路４３とを備える。Ｘ軸センサ４２にて検出されたＸスライダ２５の位置情報は、第２補償手段４１と補償回路４３との間の位置比較器４４にフィードバックされる。
【００２１】
このような構成において、Ｘスライダ２５をＸＹ平面上において、図３に示される半径Ｒの円運動をさせる場合を例示して説明する。
Ｘスライダ２５を円運動させる場合には、Ｙ駆動系３とＸ駆動系４とに互いに位相が９０度ずれた正弦波状の指令信号、すなわち第１指令信号ｙｒｅｆ、第２指令信号ｘｒｅｆをそれぞれ入力する。なお、目標の経路が半径Ｒの円であるので、ｙ方向、ｘ方向の指令最大値は円の中心に対してともにＲ（第１指令最大値、第２指令最大値）である。すると、Ｘスライダ２５がｘｙ平面で移動され、Ｘスライダ２５は指令値に追従して目標とする経路の円運動を行うはずである。
【００２２】
しかしながら、第１補償手段３１と第２補償手段４１の特性が共に１で補償効果がないときには、Ｙ駆動系３、Ｘ駆動系４の周波数伝達特性に起因して図３に示されるように、実際のＸスライダ２５の運動軌跡が円軌道からずれることとなる。ここで、ｙ方向のずれがＥＹ（第１ずれ量）で、ｘ方向のずれがＥＸ（第２ずれ量）であるとする。
このとき、第１補償手段３１は、第１補正係数ＫｐＹを第１指令信号ｙｒｅｆに乗算する第１補正係数乗算手段３１１で構成し、第１補正係数ＫｐＹは、
ＫｐＹ＝Ｒ／（Ｒ＋ＥＹ）
で表される。
また、第２補償手段４１は、第２補正係数ＫｐＸを第２指令信号ｘｒｅｆに乗算する第２補正係数乗算手段４１１で構成し、第２補正係数ＫｐＸは、
ＫｐＸ＝Ｒ／（Ｒ＋ＥＸ）
で表される。
【００２３】
このような構成によれば、第１補正係数乗算手段３１１により、第１指令信号ｙｒｅｆに第１補正係数ＫｐＹ＝Ｒ／（ＥＹ＋Ｒ）が乗算される。すると、第１指令信号ｙｒｅｆがＹ駆動系３のゲイン特性に応じて補正されることから、Ｙ駆動系３のゲイン特性によるずれが補正される。その結果、Ｙ駆動系３においては、第１指令信号ｙｒｅｆにて指令される移動量と実際のＹスライダ２３の移動量ｙｓとを一致させることができる。
同様に、第２補正係数乗算手段４１１により、Ｘ駆動系４についても第２補正係数ＫｐＸが第２指令信号ｘｒｅｆに乗算される。そして、Ｙ駆動系３およびＸ駆動系４の両者で指令信号がゲイン特性に応じて補正されることにより、Ｘスライダ２５が目標の経路に沿って円運動される。
【００２４】
このような構成によれば、指令信号ｙｒｅｆ、ｘｒｅｆに補正係数ＫｐＹ、ＫｐＸを乗算する直列補償要素として第１補正係数乗算手段３１１および第２補正係数乗算手段４１１を設けるという簡便な方法により、Ｘスライダ２５の運動軌跡を目標の経路に従わせることができる。
【００２５】
なお、第１実施形態において、実際に駆動体の運動軌跡から目標経路に対するずれ量を測定して、このずれ量を修正する補正係数を求めている。この手法は、駆動体の運動軌跡の経路誤差は各駆動軸の周波数伝達特性に起因して生じることに着目している。そして、運動軌跡のずれ量から特定される各駆動系の周波数伝達特性のゲインに応じて、指令信号を補正する補正係数を求めている。この点において、この第１実施形態の補正係数は、「運動軌跡のずれを周波数伝達特性に基づいて補正する」に含まれる。
【００２６】
（変形例１）
次に、変形例１として、第１実施形態の変形例について説明する。
第１実施形態では、実際にＹ駆動系３およびＸ駆動系４を駆動させて、Ｘスライダ２５の軌跡を検出し、このＸスライダ２５の軌跡と目標の経路との経路誤差に基づいて補正係数（第１補正係数ＫｐＹ、第２補正係数ＫｐＸ）を求めた。
ここで、図４に示されるように、Ｙ駆動系３の周波数伝達特性ＳＹおよびＸ駆動系４の周波数伝達特性ＳＸを測定することができる場合を考える。この場合、円運動を指令する指令信号の周波数において周波数伝達特性ＳＹ、ＳＸからゲインを求めることにより補正係数を決定してもよい。
すなわち、Ｙ駆動系のゲインがＴＧＹ（第１ゲイン）であり、Ｘ駆動系のゲインがＴＧＸ（第２ゲイン）である場合には、第１補正係数をＫｐＹ＝１／ＴＧＹとし、第２補正係数をＫｐＸ＝１／ＴＧＸとしてもよい。
このような構成によれば、実際にＸスライダ２５の運動軌跡を検出しなくてもよいので、簡便に補正係数を求めることができる。
【００２７】
（第２実施形態）
次に、本発明のサーボ機構１の第２実施形態を図５に示す。
第２実施形態の基本的構成は、第１実施形態と同様であるが、第２実施形態が特徴とするところは駆動系の周波数伝達特性の位相特性に応じて指令信号に補正係数を乗算するところにある。
第１指令信号ｙｒｅｆおよび第２指令信号ｘｒｅｆをそれぞれＹ駆動系３、Ｘ駆動系４に入力したときに、Ｙ駆動系３とＸ駆動系４との間で位相特性に差が生じる場合がある。例えば、図６に示すように、円運動の周波数においてＹ駆動系３の位相がＸ駆動系４の位相に比べて位相φだけ進んでいる場合がある。このとき、図７に示されるように、Ｘスライダ２５の運動軌跡が長軸および短軸をｙ方向、ｘ方向から傾いた角度に有する楕円形状になる。なお、図７では、Ｙ駆動系３とＸ駆動系４とでゲイン特性も補正しない状態を示しているので、ｙ方向およびｘ方向でそれぞれＥＹ、ＥＸのずれも生じている。
【００２８】
このような場合には、位相が進んでいる側の駆動系の補償手段として、補正係数乗算手段が二段階で設けられる。具体的には、位相が進んでいるＹ駆動系３において、第１補償手段３１の第１補正係数乗算手段３１１としては、ゲイン特性を補正する補正係数ＫｐＹを乗算する乗算手段３１２に加えて、指令信号の位相特性をシフトさせるオールパスフィルタ３１３が設けられている。そして、オールパスフィルタ３１３にて第１指令信号ｙｒｅｆに乗算される補正係数Ｇｄは、
【００２９】
【数３】
2004259180.tif 000004
【００３０】
で表される。
なお、Ｘ駆動系４において、ゲイン特性に基づいて第２指令信号ｘｒｅｆに第２補正係数ＫｐＸを乗算する第２補正係数乗算手段４１１が設けられている点は第１実施形態と同様である。
【００３１】
このような構成において、第１指令信号にオールパスフィルタ３１３にて補正係数Ｇｄが乗算される。すると、第１指令信号を所定位相だけ遅らせることにより、Ｙ駆動系３とＸ駆動系４との位相のずれを解消することができる。その結果、Ｙ駆動系３の動作とＸ駆動系４の動作とのずれを解消して、Ｘスライダ２５の運動軌跡を円軌道に従わすことができ、目標の経路からのずれを低減することができる。
【００３２】
（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態を図８に示す。
この第３実施形態は、第２実施形態と基本的構成は同様であるが、第３実施形態の特徴とするところは、Ｙ駆動系３およびＸ駆動系４の両者に、フィードフォワード補償要素３５、４５を設けて、指令信号をこのフィードフォワード補償要素３５、４５で補償して指令信号の微分３６、４６を補償回路３３、４３からの速度指令に加算する構成としているところである。
このような構成により、各駆動系３、４の動作をなお一層安定化させることができ、目標の経路上に従ってＸスライダ２５を移動させることができる。
【００３３】
尚、本発明のサーボ機構は、上述の図示例にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
例えば、駆動系は２方向であるとして説明したが、例えば、互いに直交する３軸であるｘ、ｙ、ｚ方向の駆動系を組み合わせて駆動体を三次元的に移動させてもよく、更には、一軸のみであってもよい。また、駆動体をｘｙ平面上で二次元的に移動させる場合でも、円軌道に限らず、楕円軌道などの種種の経路を採り得るものである。
第１指令信号および第２指令信号の指令信号は、連続時間系の信号であってもよく、あるいは、離散時間系の信号であってもよい。そして、離散的に指令信号を一定時間間隔で時々刻々と入力して、この指令信号に補正係数を乗算して駆動系の制御を行うデジタル制御としてもよい。
本発明のサーボ機構を測定機に組み込み、さらに、駆動体にスタイラスを取り付けて、このスタイラス先端の測定子を被測定物表面形状に沿って移動させることにより被測定物形状を測定する測定機としてもよい。
さらに、本発明の各補償要素あるいは演算要素をコンピュータにプログラムを実行させて構成してもよい。
【００３４】
【発明の効果】
以上、説明したように本発明のサーボ機構によれば、目標の経路に対する駆動体の運動経路誤差を低減できるという優れた効果を奏し得る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のサーボ機構にかかる第１実施形態において、駆動装置を示す図である。
【図２】前記第１実施形態におけるサーボ機構のブロック図である。
【図３】前記第１実施形態において、目標の経路と実際の運動軌跡との経路誤差を示す図である。
【図４】前記第１実施形態の変形例１において、Ｙ駆動系の周波数伝達特性とＸ駆動系の周波数伝達特性とについてゲインを示す図である。
【図５】本発明のサーボ機構にかかる第２実施形態のブロック図である。
【図６】前記第２実施形態において、Ｙ駆動系の周波数伝達特性とＸ駆動系の周波数伝達特性とで位相の差を示す図である。
【図７】前記第２実施形態において、目標の経路と実際の運動軌跡との経路誤差を示す図である。
【図８】本発明のサーボ機構にかかる第３実施形態を示す図である。
【図９】従来のサーボ機構におけるブロック図を示す図である。
【図１０】従来のサーボ機構において、目標の経路と実際の運動軌跡との経路誤差を示す図である。
【符号の説明】
１      サーボ機構
２      駆動装置
３      Ｙ駆動系（第１駆動系）
４      Ｘ駆動系（第２駆動系）
２１    Ｙ駆動機構（第１駆動機構）
２４    Ｘ駆動機構（第２駆動機構）
２５    Ｘスライダ（駆動体）
３１    第１補償手段
３２    Ｙ軸センサ（第１位置検出手段）
３１１  第１補正係数乗算手段
３１３  オールパスフィルタ
４１    第２補償手段
４２    Ｘ軸センサ（第２位置検出手段）
４１１  第２補正係数乗算手段
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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