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Hintergrund der Erfindung
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Gebiet der
Erfindung
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Die vorliegende Erfindung bezieht
sich allgemein auf eine Schwingungs- oder Vibrationsauslöschvorrichtung
zum Isolieren von Fußbodenschwingungen
oder zum Auslöschen
bzw. Unterdrücken
von Schwingungen der darauf befindlichen Objekte bzw. Ausrüstungen,
um den Produktionsertrag oder die Messgenauigkeit wie beispielsweise
bei Halbleiterherstellungsvorrichtungen und Elektronenmikroskopen
zu beeinflussen. Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf eine
Schwingungsauslöschvorrichtung
die eine kombinierte Wirkung von Luftfedern und elektromagnetischen
Betätigern
vorsieht, wobei die vertikale Halterung oder Unterstützung von Lastgewichten
primär
durch Luftfederbetätiger
vorgesehen wird und die Feinsteuerung oder Feinregelung der Schwingungen
in erster Linie durch elektromagnetische Betätiger erfolgt.
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Beschreibung von mit der
Erfindung in Verbindung stehendem Stand der Technik
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Konventionelle schwingungsempfindliche Objekte
bzw. Ausrüstungsgegenstände wie
beispielsweise Elektronenmikroskope und Halbleiterherstellungsausrüstungen
deren Leistungsfähigkeit nachteilig
durch Schwingungen beeinflusst wird, werden auf dem Fußboden mittels
Vibrations- oder Schwingungsisolationsvorrichtungen installiert,
wie beispielweise mittels Luftfeder- und Gummimatten. Die konventionellen
Luftfedern und auf Gummi basierenden Anordnungen als Schwingungsisolationsvorrichtungen
ersetzend wurden Hochleistungsschwindungsauslöschvorrichtungen basierend
auf der magnetischen Levitation entwickelt.
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Auch eine Kombination aus Luftfedern
und einem elektromagnetischen Betätiger ist bekannt, um Bodenschwingungen
zu isolieren und Schwingungen oder Vibrationen von entsprechenden
Ausrüstungsgegenständen auf
einem Antivibrationstisch auszulöschen.
Bei diesen Vorrichtungen werden sowohl Luftfedern als auch elektromagnetische
Betätiger
verwendet, um aktiv die Levitationspositionen zu steuern und die
Schwingungen in Vertikalrichtung auszulöschen. Die in Rede stehenden
Ausrüstungsgegenstände werden
auf einem Anti-Vibrationstisch getragen, dessen vier Ecken durch
Betätiger
unterstützt sind,
welche Luftfedern und elektromagnetische Betätiger aufweisen. Drei Nähesensoren
und drei Beschleunigungsmesser werden dazu verwendet, um Tischverschiebungen
oder -Versetzungen und Beschleunigungen zu detektieren und darauf
ansprechende Einwirkungen werden schnell durch digitale Steuervorrichtungen
angelegt, und zwar an die pneu- bzw. neumatischen Betätiger und
die elektromagnetischen Betätiger.
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Bei einer Betrachtung der vorhandenen Techniken
zur Steuerung der Schwingungsauslöschung, basierend auf einer
Kombination von Luftfedern und elektromagnetischen Betätigern,
können zwei
Methoden des Nivellierens des Anti-Schwingungstisches betrachtet werden,
wenn die Schwere des Tisches sich durch die Bewegung der entsprechenden
auf dem Anti-Schwingungstisch angeordneten Ausrüstung über einen großen Abstand
bewegt:
- (1) Steuerung der Luftdrücke in den
Luftfederbetätigern
zum Nivellieren des Tisches, oder
- (2) Steuerung der Vertikalposition des Tisches durch Betätigung von
elektromagnetischen Betätigern
zur Nivellierung des Tisches.
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Diese Lösungsmöglichkeiten werfen jedoch die
folgenden Probleme auf.
- (1) Wegen der langsamen
Ansprechcharakteristika der Luftfederbetätiger sind sie dann, wenn sich die
Schwere des Tisches mit hohen Geschwindigkeiten bewegt, nicht in
der Lage in einer zeitlich angemessenen Weise anzusprechen, um den
Anti-Schwingungstisch auf Niveau zu halten; und
- (2) obwohl die elektromagnetischen Betätiger in der Lage sind schnell
anzusprechen um den Anti-Schwingungstisch auf Niveau zu halten,
ist es notwendig, die Kapazität
der elektromagnetischen Betätiger
derart zu vergrößern, dass
einer der Betätiger
das angenommene maximalen Lastgewicht der entsprechenden Ausrüstung einschließlich des
Gewichtes des Tisches verarbeiten kann. Wenn sie die Schwere des
entsprechenden Ausrüstungsgegenstandes
zu einer Ecke des Tisches bewegt, dann muss ein elektromagnetischer
Betätiger
das Gesamtgewicht unterstützen
um den Tisch auf Niveau zu halten. Probleme bei dieser Lösung bewirken,
dass die Systemkosten hoch werden und die Systemgröße ansteigt.
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Ferner sei auf US-A-5,285,995 hingewiesen die
bei der Abfassung des Oberbegriffs des Anspruchs 1 in Betracht gezogen
wurden.
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Zusammenfassung
der Erfindung
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Gemäss der vorliegenden Erfindung
wird eine Schwingungslöschvorrichtung
gemäss
Anspruch 1 vorgesehen. Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung
ergeben sich aus den abhängigen
Ansprüchen.
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Es ist ein Ziel der vorliegenden
Erfindung eine kompakte Vibrations- oder Schwingungslöschvorrichtung
vorzusehen, und zwar basierend auf einer Kombination von Luftfedern
und elektromagnetischen Betätigern
mit kleinerer Leistungskapazität
um zu ermöglichen
dass der Anti-Schwingungstisch auf einer ebenen bzw. Niveauposition
gehalten wird, selbst dann, wenn die Schwere oder Schwerkraft des Anti-Vibrations-
oder Anti-Schwingungstisches sich über einen großen Abstand
bewegt, und zwar bewirkt durch eine Bewegung des entsprechenden
Ausrüstungsobjektes
auf dem Tisch. Gemäss
der vorliegenden Erfindung werden die Wirkungen zur Aufrechterhaltung
des Tischniveaus durch zwei gesonderte Regel- bzw. Steuerwirkungen
vorgesehen: eine zur Steuerung der elektromagnetischen Betätiger für die normale
levitierte Positionssteuerung des Tisches abgefühlt durch die Verschiebungssensoren;
und eine weitere zur Steuerung der Luftfederbetätiger für den Luftdruck zur Aufrechterhaltung
des Tischniveaus.
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Gemäss der vorliegenden Erfindung
ist auch eine Schwingungsauslöschvorrichtung
gemäss
Anspruch 1 vorgesehen, wo die erwähnten Luftdrücke für die Luftfederbetätiger eingestellt
werden, und zwar entsprechend Positionssignalen des Ausrüstungsgegenstandes
bzw. -objektes auf dem Anti-Vibrationstisch,
wobei diese Positionssignale in Luftdrucksignale optional durch
eine Vorwärtssteuervorrichtung
(feed forward controller) eingestellt werden.
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Die obigen sowie weitere Ziele und
Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung
in Verbindung mit den beigefügten
Zeichnungen, die ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der vorliegenden
Erfindung beispielshalber darstellen.
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Kurze Beschreibung
der Zeichnungen
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1 ist
eine schematische Seitenansicht einer Schwingungsauslöschvorrichtung
mit einem Anti-Vibrationstisch mit pneu- bzw. neumatischen Betätigern und
elektromagnetischen Betätigern.
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2 ist
ein schematisches Blockdiagramm eines ersten Ausführungsbeispiels
des Anti-Schwingungssystems.
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3 ist
eine detaillierte Darstellung der Steuerschaltungen für das System
des ersten Ausführungsbeispiels.
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4 ist
ein schematisches Blockdiagramm eines zweiten Ausführungsbeispiels
des Anti-Schwingungssystems nicht zur Gänze gemäss der vorliegenden Erfindung.
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5 ist
eine detaillierte Darstellung der Steuer- bzw. Regelschaltungen
für das
System im zweiten Ausführungsbeispiel.
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Beschreibung
der bevorzugten Ausführungsbeispiele
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Wie in 1 gezeigt,
weist die Schwingungs- oder Vibrationslöschvorrichtung einen Anti-Vibrations-
oder Anti-Schwingungstisch 10 auf, ferner Luftfederbetätiger 11,
elektromagnetische Betätiger 12 und
Beschleunigungssenso ren 13. Der Anti-Schwingungstisch 10 dient
zur Platzierung eines entsprechenden Ausrüstungsgegenstandes bzw. Ausrüstungsobjektes
A; es kann sich bei diesem Ausrüstungsgegenstand
A beispielsweise um ein Elektronenmikroskop oder eine Halbleiterherstellungsvorrichtung
handeln. Der Tisch 10 wird an seinen vier Ecken durch Luftfedern 11 getragen,
die in Vertikalrichtung wirken. Die unteren oder oberen Enden der
Luftfedern 11 sind an einer gemeinsame Basis 14 befestigt,
die ihrerseits anm Installationsboden befestigt ist. Beschleunigungssensoren
(im folgenden als Beschleunigungsmesser bezeichnet) 13 sind an
der Unterseite des Tisches 10 angeordnet, um die Beschleunigung
des Tisches in Vertikalrichtung zu detektieren.
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Wie in 2 gezeigt,
tragen Luftfedern 11A, 11B, 11C und 11D die
vier Ecken des Tisches 10. Drei elektromagnetische Betätiger 12A, 12B, 12C sind
an einer unterschiedlichen Stelle gegenüber den Stellen der Beschleunigungsmesser 13A, 13B und 13C platziert,
die in Vertikalrichtung aktiv sind. Ein Versetzungs- oder Verschiebungssensor
ist innerhalb jedes der elektromagnetischen Betätiger 12A, 12B, 12C vorgesehen,
und zwar zum Detektieren der Versetzung bzw. Verschiebung des Tisches
in Vertikalrichtung.
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Das Steuer- bzw. Regelverfahren zum
Isolieren von Bodenschwingungen oder Vibrationen oder zur Auslöschung der
Schwingungen oder Vibrationen des entsprechenden Ausrüstungsgegenstandes
wird unter Bezugnahme auf die 2 und 3 wie folgt beschrieben.
Die von dem Verschiebungssensoren in jedem der elektromagnetischen
Betätiger 12A, 12B und 12C erzeugten
Verschiebungssignale werden an einen Steuer- oder Regelabschnitt 20 geleitet
und mit Ziel-Levitationspositionen (normale Levitationsposition
ohne Vibrationen oder Schwingungen) verglichen. Der Unterschied
zwischen den Zielwerten und den laufenden Wert (Ist-Werten) wird
durch den Komparator 21 verglichen und das Differenzsignal
wird an die Positionskompensationsvorrichtung 22 geliefert, die
ein Kompensationssignal abgibt, um so den Tisch 10 auf
der Zielposition durch die elektromagnetischen Betätiger zu
levitieren bzw. zu halten. Nachdem das Kompensationssignal in einem
elektrischen Verstär ker 23 verstärkt ist,
wird es an die entsprechenden Spulen der elektromagnetischen Betätiger 12A, 12B und 12C geliefert.
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Die Beschleunigungssignale in Vertikalrichtung
detektiert durch die Beschleunigungsmesser 13A bis C werden
an die Steuervorrichtung 20 geliefert und in dem Integrator 25 integriert,
um in Geschwindigkeitssignale umgewandelt zu werden. Die Geschwindigkeitssignale
werden durch ihre entsprechenden Gewinn- oder Verstärkungskoeffizienten Kvv
multipliziert um Kompensationssignale zu ergeben, und zwar zur Löschung der
durch die Beschleunigungsmesser detektierten Schwingungen, und sie werden
in dem Addieren 24 zu Positionskompensationssignalen hinzuaddiert,
die von der Positionskompensationsvorrichtung 22 abgegeben
werden. Diese Signale werden in dem Verstärker 23 verstärkt und an
die entsprechenden Spulen der elektromagnetischen Betätiger 12A, 12B und 12C geliefert.
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Die durch die Positionskompensationsvorrichtung 22 abgegebenen
Positionskompensationssignale basierend auf den laufenden oder Ist-Positionen
des Tisches 10 in Vertikalrichtung werden an Drucksteuervorrichtungen
geliefert, um den Luftdruck in den Luftfedern zu steuern. Die Positionskompensationssignale
werden an einen Steuerausgangsverteiler 31 geliefert und
in äquivalente
Drucksteuersignale umgewandelt, und zwar für die vor Ort befindlichen
Luftfedern, um den Tisch 10 auf der Targetposition zu levitieren,
und es erfolgt die Multiplikation durch einen Verstärkungs-
oder Gewinnkoeffizienten KAP und die Addition zu dem Zieldruckwert
in dem Addieren 25. Die Luftdrücke in den Federn 11A, 11b, 11C und 11D die
mit einer Luftversorgungsquelle in Verbindung stehen werden durch
einen Regulator oder Regler 33 eingestellt, um den Ausgangssignalen
der Positionskompensationsvorrichtung 22 zu entsprechen.
Der Tisch 10 wird auf Niveau in der Ziel-Levitationsposition
gehalten, und zwar durch Einstellung der Luftdrücke, obwohl das Lastgewicht an
jeder Luftfeder der vier Ecken geändert wird.
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Wenn daher ein entsprechender Ausrüstungsgegenstand
A auf dem Tisch platziert wird und stationär an einer bestimmten Stelle
nahe der Mitte des Ti sches 10 sich befindet, so wird das
angelegte Lastgewicht primär
durch die Luftfedern 11A, 11B, 11C und 11D getragen,
und zwar durch Einstellung des Druckes auf entsprechende Werte,
und die elektromagnetischen Betätiger 12A, 12B und 12C nehmen
nicht in irgendeiner substantiellen Art und Weise Teil bei der Aufteilung
des angelegten Lastgewichts. Dieser Zustand repräsentiert den Normalzustand
für diese
elektromagnetischen Betätiger
und jedwede Abweichungen von dem Normalzustand hervorgerufen durch
Vibrationen werden durch die Beschleunigungsmesser abgefühlt und
unter der Steuerung des Steuerabschnittes 20 (zweite Kompensationsschaltung)
gesteuert bzw. geregelt.
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Wenn sich der Ausrüstungsgegenstand
A über
einen großen
Abstand auf dem Anti-Schwingungstisch 10 bewegt, dann bewegt
sich die Schwere des Tisches 10 um einen Abstand der eine Änderung
des Lastgewichts unter den Luftfedern 11A, 11B, 11C und 11D bewirkt
und Verschiebungen in Vertikalrichtungen werden unter den Verschiebungssensoren
geändert.
Um zu diesem Zeitpunkt den Tisch 10 in einer normalen Niveauposition
zu halten, müssen
die Steuerkräfte
zur Nivellierung des Tisches erhöht
werden. Die Größe der Änderungen
bei den Steuerkräften
erscheinen als die Ausgangssignale der Positionskompensationsvorrichtung 22 abgeleitet aus
Verschiebungssensorsignalen und sie entsprechen dem Steuerkraftparameter
für die
Luftdrücke
in den Luftfedern 11A, 11B, 11C und 11D.
Die Ausgangssignale von der Positionskompensationsvorrichtung 22 werden
dazu verwendet um die Drücke
in den Luftfedern zu ändern,
und zwar über
Transformationsdaten zwischen den Positionen der Verschiebungssensoren
und der Luftfedern. Das Ausgangssignal der Positionskompensationsvorrichtung 21 wird in
den Addierer 25 über
den Steuerausgangsverteiler 31 eingegeben. Die Luftdrücke werden
entsprechend einer sich ändernden
Situation des Lastgewichtes eingestellt, und zwar durch jede der
Luftfedern um den Tisch 20 in einer Niveauposition zu halten.
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Daher gilt folgendes: Selbst wenn
der Ausrüstungsgegenstand
A sich über
einen großen
Abstand bewegt und die Schwere bzw. das Gewicht des Tisches 10 sich
um einen großen
Abstand bewegt, werden die erforderlichen Ände rungen dem entsprechenden
Lastgewicht folgend in dem Normalzustand kompensiert, und zwar zusammen
durch die Levitationspositionssteuerwirkung der elektromagnetischen Betätiger und
durch die Luftdrucksteuerwirkung der Luftfedern. Die Levitationspositionssteuerwirkung durch
die elektromagnetischen Betätiger
sieht ein präzises
Hochgeschwindigkeitsansprechen für
die Nivellierung des Tisches vor und die Luftdrucksteuerwirkung
durch die Luftfedern sieht keinen Verbrauch von elektrischer Leistung
vor um im wesentlichen die gesamten Lastgewichte zu tragen, obwohl
das Ansprechen langsam ist. Zwei Arten von Regel- bzw. Steuerwirkungen
arbeiten daher vollständig
komplementierend miteinander. Anders ausgedrückt, selbst eine relativ niedrige
Leistungskapazität
der elektromagnetischen Betätiger
reicht aus, um die notwendigen Kompensationsströme vorzusehen, um den Tisch 10 auf
Niveau zu halten, wenn das Gewicht bzw. die Schwere sich um einen
Abstand bewegt.
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3 zeigt
Einzelheiten eines Steuerschaltungsblockdiagramms gemäss 2.
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Die Beschleunigungswerte in Vertikalrichtung
des Tisches 10 werden durch die Beschleunigungsmesser 13A, 13B und 13C detektiert
und sind unterschiedlich von den tatsächlichen oder Ist-Wirkungspunkten,
wo die Betätigungen
angelegt werden. Daher werden die Ausgangswerte von dem Beschleunigungsmesser 13A, 13B und 13C in
eine Beschleunigungspunkttransformationsvorrichtung 29 eingegeben,
welche den Beschleunigungswert aus dem detektierten Punkt zum Aktions-
oder Wirkungspunkt transformiert.
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Die Ausgangssignale von der Beschleunigungspunkttransformationsvorrichtung 29 für jeden
der elektromagnetischen Betätiger 12A, 12B und 12C werden
in entsprechende Steuer- oder Regelvorrichtungen 20A, 20B und 20C eingegeben, und
zwar für
die elektromagnetischen Betätiger 12A, 12B und 12C.
Die Ausgangssignale von den Verschiebungssensoren untergebracht
in den elektromagnetischen Betätigern 12A, 12B und 12C werden ebenfalls
in die entsprechenden Steuer- oder Regelschaltungen 20A, 20B und 20C eingegeben.
Die Verschiebungssignale werden in die enstprechenden Addierer
21A, 21B und 21C eingegeben
und mit den Ziellevitationswerten verglichen. Der Differenzwert zwischen
den Ziel- und Ist-Werten werden in die individuelle Positionskombinationsvorrichtung 22A, 22B und 22C eingegeben.
Deren Ausgangssignale werden in die Addierer 24A, 24B und 24C für die elektromagnetischen
Betätiger 12A, 12B und 12C eingegeben
und auf dem Steuerausgangsverteiler 31 der Drucksteuervorrichtung
für die
Luftfedern zugeführt.
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Wie im Fall der Beschleunigungspunkttransformationsvorrichtung 29 wird
der Steuerausgangsverteiler 31 – wegen der Differenz bei den
entsprechenden Punkten zwischen den Messsensoren und den am Ort
befindlichen Luftbetätigern
der Luftfedern – verwendet,
um die gemessenen Verschiebungssignale in Betätigungspunktsteuersignale,
erforderlich für
die Luftbetätiger
umzuwandeln. In den Addierern 24A, 24B und 24C werden
Vibrationskompensationssignale (die berechnet werden durch Integration
der Beschleunigungssignale von den Beschleunigungsmessern und durch
Multiplikation des Integrationsergebnisses mit einem Koeffizienten
Kvv) dem Positionskompensationssignal von den Verschiebungssensoren
hinzuaddiert. Die addierten Ergebnisse (Signale) werden in den entsprechenden
Verstärkern 23A, 23B und 23C verstärkt und
als Erregungsstrom an die Wicklungen der entsprechenden elektromagnetischen
Betätiger 12A, 12B und 12C geliefert.
Als Ergebnis ergibt sich, dass die elektromagnetischen Betätiger 12A, 12B und 12C eine
hochpräzise Schwingungsauslöschsteuerung
oder -regelung vornehmen und auch die Levitationsposition des Tisches 10 auf
Zielposition halten, und zwar mit einem Hochgeschwindigkeitsansprechen.
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In der Zwischenzeit werden die Kompensationssignale
für die
Luftfedern basierend auf den Verschiebungssignalen von den Verschiebungssensoren
mit einem Koeffizienten KAP multipliziert, und zwar nach dem Steuerausgangsverteiler 31 und
es erfolgt die Eingabe in die Addierer 25A, 25C und 25D,
wo sie zu den Zielwerten der Luftdruckeinstellungen hinzuaddiert
werden und die Regulierventile 33A, 33B, 33C des
Regulators 33 werden eingestellt, und zwar entsprechend
den Ergebnissen des Additionsprozesses.
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Die von der Luftdruckversorgungsquelle
gelieferten Luftdrücke
werden somit eingestellt und an jede der Luftfedern 11A, 11B, 11C und 11D derart
angelegt, dass selbst dann, wenn das Lastgewicht für die Luftfedern
geändert
wird, der Tisch 10 auf Niveau gehalten werden kann. Die
Positionseinstellwirkung durch die Luftdrucksteuerung ist ein verhältnismäßig langsam
ansprechender Prozess, aber die elektromagnetischen Betätigen wurden
bereits verwendet, um Hochgeschwindigkeitskompensation für die Änderungen
in den Levitationskräften
vorzusehen, so dass das Gesamtsystemansprechen jedweden Resultaten
beträchtlich überlegen
ist, die durch konventionelle Verfahren zur Niveaukompensation erhalten werden.
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Die 4 und 5 zeigen eine Übersicht
des Steuer- bzw. Regelsystems eines zweiten Ausführungsbeispiels der Erfindung
und seine detaillierte Schaltungskonfiguration ist dargestellt.
Ein entsprechendes Vibrationsempfindliches Ausrüstungsobjekt wird auf dem Anti-Schwingungstisch
platziert, der in Vertikalrichtung an seinen vier Ecken mit Luftfedern 11 getragen
ist und es wird eine schnelle Positionseinstellung durch die elektromagnetischen
Betätiger wie
in dem ersten Ausführungsbeispiel
vorgesehen. Der Anti-Schwingungstisch 10 ist
in ähnlicher
Weise mit Beschleunigungsmessern versehen und eine Unterdrückungs-
bzw. Auslöschschwingungssteuerung wird
durch die elektromagnetischen Betätiger wie beim ersten Ausführungsbeispiel
vorgesehen. Die durch die Verschiebungssensoren, untergebracht in dem
elektromagnetischen Betätigern,
erzeugten Verschiebungssignale werden in die Positionskompensationsvorrichtung 22 eingegeben
und werden als Erregungsstrom an die Spulen der elektromagnetischen
Betätiger
geliefert, und zwar durch Leistungsverstärker 23, um die Levitationsposition
des Anti-Schwingungstisches
einzustellen, um so den Tisch auf Niveau zu halten.
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Auch die Luftdrucksteuermechanismen
sind die gleichen, und zwar durch Verwendung der Luftfedern 11A; 11B, 11C, 11D angeordnet
an vier Ecken des Tisches 10 um die Last des Gewichtes
des Tisches einschließlich
des entsprechenden Ausrüstungsgegenstandes
zu tragen und die Einstellung bei den Luftdrücken wird dazu verwendet, um
die Niveauposition des Tisches auf recht zu erhalten. Der Unterschied
beim zweiten Ausführungsbeispiel
besteht darin, dass eine Ort- oder Ortssteuervorrichtung 35 für den entsprechenden
Ausrüstungsgegenstand
auf dem Tisch 10 vorgesehen ist, um die ebene Position
des entsprechenden Ausrüstungsgegenstand
A zu steuern. Diese Steuervorrichtung 35 ist eine Steuervorrichtung,
die eine X-Y-Bühne
auf dem Tisch verwendet, beispielsweise zur Bewegung des entsprechenden
Ausrüstungsgegenstandes
A in orthogonalen Richtungen, und zur Erzeugung von X-Positionssignalen
und Y-Positionssignalen entsprechend der Bewegungsposition des entsprechenden
Ausrüstungsgegenstandes
A in den X- und Y-Richtungen.
Die Befehlssignale zur Bewegung des Objekts A werden in der Steuervorrichtung 35 erzeugt
und an die Luftdrucksteuervorrichtung 36 geliefert. Die
Werte des Luftdrucks notwendig zur Haltung des Tisches 10 auf
Niveau werden durch die Vorwärts
(feed forward = FF)-steuer- bzw. – regelvorrichtung 36 berechnet
und diese Werte werden den Druckeinstellungen und den Drücken in
den Luftfedern hinzuaddiert, und zwar eingestellt durch den Regler 33.
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Selbst dann, wenn der entsprechende
Ausrüstungsgegenstand
A, um eine gewisse Distanz bewegt wird, wird dieses Bewegungssignal
durch die Ausrüstungsobjektlagesteuervorrichtung 35 abgegeben
und so erfolgt eine „Am
Platz" bzw. „On-Side" Kompensation der
Luftdrücke
um der Größe der Schwerebewegung
zu entsprechen, wobei die Berechnung durch die Vorwärtseinspeise-
(FF) Kompensationsvorrichtung 36 vorgenommen wird, und wobei
die Luftdrücke
in den Luftfedern demgemäss eingestellt
werden. Die Luftdrücke
werden entsprechend eingestellt, um die Änderung des Lastgewichtes in
den Luftfedern zu kompensieren und der Tisch 10 wird auf
Niveau gehalten. Auch dann, wenn der Tisch 10 um einen
Abstand bewegt wird, detektieren die Verschiebungssensoren untergebracht
in jedem der elektromagnetischen Betätiger 12A; 12B und 12C die
vertikalen Verschiebungswerte. Die Aktionspunktwerte für die elektromagnetischen
Betätiger 12A, 12B und 12C werden
durch Positionskompensationsvorrichtung 22 berechnet und
werden als Erregungsströme
an die Spulen der Betätiger
geliefert, um den Tisch 10 schnell auf der normalen Levitationsposition
zu halten. Durch Verwendung der kombinierten Steuerungen der elektromagnetischen
Betätigereinstellungen
basierend auf den Verschiebungssignalen zusammen mit dem Luftdruckeinstellungen
in den Luftfedern werden die Levitationspositionseinstellungen durch
die elektromagnetischen Betätiger sehr
schnell ausgeführt,
während
die Pegelbeibehaltungswirkung durch die Luftfedern ohne Verbrauch von
elektrischer Leistung durchgeführt
werden kann. Das Gesamtansprechen des Systems ist sehr gut und die
Nivellierung des Tisches kann mit Hochgeschwindigkeitsansprechen
durch die elektromagnetischen Betätiger ausgeführt werden,
und zwar ohne Erhöhung
der des Verbrauchs an elektrischer Leistung durch die Luftfedern.
Selbst wenn der Schwerpunkt des Tisches über einen großen Abstand
durch Bewegen des Objektes A verschoben wird, kann der Anti-Schwingungstisch
in einer Niveauposition gehalten werden, ohne die elektrische Kapazität der elektromagnetischen
Betätiger
zu erhöhen.
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Es sei bemerkt, dass der Schwingungsauslöschsteuerprozess
durch einen Rückkopplungsprozess
der Integration der Beschleunigungssignale erläutert wurde, und zwar durch
Multiplikation des Integrals durch einen Verstärkungskoeffizienten. Es ist jedoch
auch möglich
die Beschleunigungssignale hinzuzuaddieren, und zwar zur Rückkopplung
der Gesamtsummendaten. Obwohl drei elektromagnetische Betätiger und
Beschleunigungsmesser in dem dargestellten Ausführungsbeispiel verwendet wurden,
können
auch mehr als drei solcher Vorrichtungen abhängig von den Notwendigkeiten
des Systems benutzt werden.
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Es wurde dargelegt, dass durch Verwendung entweder
der Ausgangssignale von der Kompensationsschaltung basierend auf
den Verschiebungssensorsignalen zur Levitationspositionssteuerung
des Anti-Schwingungstisches, untergebracht in Beschleunigungsmessern,
oder durch Verwendung der Ausgangssignale von der FF-Kompensationsschaltung
basierend auf den ebenen Positionssignalen für den entsprechenden Ausrüstungsgegenstand
platziert auf dem Anti-Schwingungstisch, es möglich ist die Luftdrücke in den
Luftfedern einzustellen, die die Ecken des Anti-Schwingungstisches
tragen. Selbst wenn der Schwerpunkt des entsprechenden Ausrüstungsgerätes oder
Ausrüs tungsobjekts
auf dem Tisch sich über
einen großen
Abstand bewegt ist es möglich
den Tisch annähernd
auf der Zielpegelposition zu halten. Die elektromagnetischen Betätiger werden daher
primär
dazu verwendet, um eine schnelle Rückführung des Anti-Schwingungstisches
auf die Ziellevitationsposition vorzusehen, und um Anti-Schwingungssteuerwirkungen
basierend auf Beschleunigungsdaten derart vorzusehen, dass die Kapazität der Elektromagnete
erforderlich zur Durchführung
der Gesamtschwindungssteuerung nicht exzessiv vergrößert werden
muss.
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Obwohl ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel
der Erfindung gezeigt und im Einzelnen beschrieben wurde erkennt
man, dass verschiedene Änderungen
und Modifikationen vorgenommen werden können ohne den Rahmen der beigefügten Ansprüche zu verlassen.