JP2009138775A - Air pressure type vibration isolation device - Google Patents

Air pressure type vibration isolation device Download PDF

Info

Publication number
JP2009138775A
JP2009138775A JP2007312721A JP2007312721A JP2009138775A JP 2009138775 A JP2009138775 A JP 2009138775A JP 2007312721 A JP2007312721 A JP 2007312721A JP 2007312721 A JP2007312721 A JP 2007312721A JP 2009138775 A JP2009138775 A JP 2009138775A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
pneumatic
control valve
control
behavior
valve
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.)
Granted
Application number
JP2007312721A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP5051450B2 (en
Inventor
Yasuyuki Noguchi
保行 野口
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tokkyokiki Corp
Original Assignee
Tokkyokiki Corp
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Tokkyokiki Corp filed Critical Tokkyokiki Corp
Priority to JP2007312721A priority Critical patent/JP5051450B2/en
Publication of JP2009138775A publication Critical patent/JP2009138775A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP5051450B2 publication Critical patent/JP5051450B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Vibration Prevention Devices (AREA)
  • Fluid-Damping Devices (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an air pressure type vibration isolation device which performs high-precision vibration isolation and high-output vibration control, and at the same time, reduces flow-rate consumption of a pneumatic control valve. <P>SOLUTION: The air pressure type vibration isolation device is provided with two pneumatic control valves 121, 122, and pressure-reducing valves 171, 172. The pneumatic control valves 121, 122 are connected to a pneumatic pressure vessel 111, and are operated from a drive signal. The pressure-reducing valves 171, 172 supply pressurization air to the pneumatic control valves 121, 122 which uses pressurization air supplied from the pressure-reducing valves so as to synthesize a flow rate or pressure obtained from the drive signal in the interior of the pneumatic pressure vessel 111 and to generate a force in the pneumatic pressure vessel 111. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、動作特性が異なる複数の空気圧制御弁が備えられた空気圧式除振装置に関し、具体的には高精度の除振、圧縮空気の流量の損失を低減することができる除振技術に関する。   The present invention relates to a pneumatic vibration isolator provided with a plurality of pneumatic control valves having different operating characteristics, and more specifically, to a vibration isolation technique capable of reducing high-accuracy vibration isolation and flow loss of compressed air. .

半導体製造装置,半導体評価装置等の超精密な精度を要求される加工装置や検査装置では、(a)外部機器からの振動による影響を受ないように、(b)逆に外部機器等に振動を伝えないように、または(c)自装置の動作により自装置自体が振動しないように、加工装置や検査装置の定盤を空気圧容器で支持した空気圧式除振装置が使用されることがある(特許文献1)。   In processing equipment and inspection equipment that require ultra-precise accuracy, such as semiconductor manufacturing equipment and semiconductor evaluation equipment, (b) To avoid being affected by vibration from external equipment, Or (c) a pneumatic vibration isolator that supports a surface plate of a processing device or an inspection device with a pneumatic container may be used so that the device itself does not vibrate due to the operation of the device itself. (Patent Document 1).

従来、この種の空気圧式除振装置では、変位センサにより検出した定盤の浮上量信号等の変位と、振動センサ(加速度センサや速度センサ)により検出した定盤の振動(たとえば、床から空気圧容器を通して定盤に加わる振動)をそれぞれ制御部に入力し、これらの制御部により生成した制御信号の加算信号を空気圧制御弁に入力しているものが多い。   Conventionally, in this type of pneumatic vibration isolator, displacement such as a flying height signal of a surface plate detected by a displacement sensor and vibration of the surface plate detected by a vibration sensor (acceleration sensor or speed sensor) (for example, air pressure from the floor) In many cases, vibrations applied to the surface plate through the container are input to the control units, and an addition signal of control signals generated by these control units is input to the pneumatic control valve.

たとえば、図9に示す除振装置9において、除振装置9は、基台70上で定盤80を鉛直方向に支持する空気圧容器911と、定盤80を水平方向に支持する空気圧容器912とを備えている。除振装置9では、空気圧容器911,912の内部に空気を流入させ、または空気圧容器911,912の内部から空気を流出させて、これら空気圧容器の内部圧力の加減を行うことで、空気圧容器911,912に力を発生させることができる。   For example, in the vibration isolator 9 shown in FIG. 9, the vibration isolator 9 includes a pneumatic container 911 that supports the surface plate 80 in the vertical direction on the base 70, and a pneumatic container 912 that supports the surface plate 80 in the horizontal direction. It has. In the vibration isolator 9, air is introduced into the pneumatic containers 911, 912 or air is caused to flow out of the pneumatic containers 911, 912, thereby adjusting the internal pressure of the pneumatic containers, thereby controlling the pneumatic container 911. , 912 can generate a force.

空気圧容器911と、空気圧容器912とは別個に制御され、制御方式は基本的に同じであり、したがって、図9では空気圧容器911についての制御系のみを記載してある。以下、空気圧容器911についての制御について説明する。   The pneumatic container 911 and the pneumatic container 912 are controlled separately, and the control method is basically the same. Therefore, only the control system for the pneumatic container 911 is shown in FIG. Hereinafter, control of the pneumatic container 911 will be described.

図9において、空気圧容器911の制御系は、空気圧容器911の空気圧を調節する空気圧制御弁92と、空気圧制御弁92を制御する制御装置93と、定盤80の変位を検出する変位センサ941と、定盤80の振動を検出するに振動センサ(加速度センサ)942と、基台70の振動を検出する振動センサ943とを備えている。   In FIG. 9, the control system of the pneumatic container 911 includes a pneumatic control valve 92 that adjusts the pneumatic pressure of the pneumatic container 911, a control device 93 that controls the pneumatic control valve 92, and a displacement sensor 941 that detects the displacement of the surface plate 80. A vibration sensor (acceleration sensor) 942 for detecting the vibration of the surface plate 80 and a vibration sensor 943 for detecting the vibration of the base 70 are provided.

制御装置93は、第1制御部931、第2制御部932、第3制御部933、および加算器934からなる。第1制御部931は変位センサ941からの信号に基づきフィードバック制御信号(F.B.)を生成し、第2制御部932は振動センサ942からの信号に基づきフィードバック制御信号を生成し、第3制御部933は振動センサ943からの信号に基づきフィードフォワード制御信号(F.F)を生成する。これらの制御信号は加算器934により加算され、制御信号CNTRLとして空気圧制御弁92に出力され、空気圧制御弁92は、減圧弁95から供給される空気を用いて空気圧容器911に送出する空気の流量を操作し、空気圧容器911の内部圧力、すなわち、空気圧容器911が発生する力を制御することができる。   The control device 93 includes a first control unit 931, a second control unit 932, a third control unit 933, and an adder 934. The first control unit 931 generates a feedback control signal (FB) based on the signal from the displacement sensor 941, and the second control unit 932 generates a feedback control signal based on the signal from the vibration sensor 942, The control unit 933 generates a feedforward control signal (FF) based on the signal from the vibration sensor 943. These control signals are added by the adder 934 and output to the pneumatic control valve 92 as the control signal CNTRL. The pneumatic control valve 92 uses the air supplied from the pressure reducing valve 95 to flow the air to be sent to the pneumatic container 911. The internal pressure of the pneumatic container 911, that is, the force generated by the pneumatic container 911 can be controlled.

また、図10に示すような、定盤80上に振動発生源(移動ステージ等)81が搭載されている除振装置9を構成することも可能である。この除振装置9では、制御装置93は、第1制御部931、第2制御部932、第3制御部933、加算器934、第4制御部935および振動発生源情報取得部936からなる。   Further, as shown in FIG. 10, it is also possible to configure a vibration isolator 9 in which a vibration generation source (moving stage or the like) 81 is mounted on a surface plate 80. In the vibration isolation device 9, the control device 93 includes a first control unit 931, a second control unit 932, a third control unit 933, an adder 934, a fourth control unit 935, and a vibration source information acquisition unit 936.

この除振装置9では、振動発生源81の駆動・制御装置82からの駆動情報INF(フィードフォワード制御情報)を、振動発生源情報取得部936が取得し、第4制御部935は駆動情報INFに基づき制御信号を生成する。   In the vibration isolation device 9, the vibration generation source information acquisition unit 936 acquires drive information INF (feedforward control information) from the drive / control device 82 of the vibration generation source 81, and the fourth control unit 935 acquires the drive information INF. A control signal is generated based on the above.

第1制御部931からのフィードバック制御信号、第2制御部932からのフィードバック制御信号、第3制御部933からのフォワード制御信号、第4制御部935からのフィードフォワード制御信号は、加算器934により加算され、制御信号CNTRLとして空気圧制御弁92に出力され、空気圧制御弁92は、減圧弁95から供給される空気を用いて空気圧容器911に送出する空気の流量を制御することができる。   A feedback control signal from the first control unit 931, a feedback control signal from the second control unit 932, a forward control signal from the third control unit 933, and a feedforward control signal from the fourth control unit 935 are added by an adder 934. These are added and output as a control signal CNTRL to the pneumatic control valve 92. The pneumatic control valve 92 can control the flow rate of air sent to the pneumatic container 911 using the air supplied from the pressure reducing valve 95.

従来の除振装置9では、空気圧制御弁92として、ノズルフラッパー弁(以下、単に「フラッパー弁」と言う)が使用される。図11(A),(B),(C)に示すように、フラッパー弁92Aは、ノズル924に設けられたフラッパー921を、吸気ポートPA側や排気ポートPC側に倒し、あるいは吸気ポートPA側と排気ポートPC側との間で連続的に変化させることで制御を行う。   In the conventional vibration isolator 9, a nozzle flapper valve (hereinafter simply referred to as “flapper valve”) is used as the pneumatic control valve 92. As shown in FIGS. 11A, 11B, and 11C, the flapper valve 92A is configured such that the flapper 921 provided on the nozzle 924 is tilted to the intake port PA side or the exhaust port PC side, or the intake port PA side. And control is performed by continuously changing between the exhaust port and the exhaust port PC side.

すなわち、図11(A)に示すように、フラッパー弁92Aは、ノズル924の吸気ポートPA側が全開とされているとき(ノズル924の排気ポートPC側が全閉されているとき)は、吸気ポートPAから制御ポートPBに空気を流し、空気圧容器911に空気を流入させる。   That is, as shown in FIG. 11A, when the flapper valve 92A is fully opened on the intake port PA side of the nozzle 924 (when the exhaust port PC side of the nozzle 924 is fully closed), the intake port PA The air is caused to flow from the control port PB to the pneumatic container 911.

また、図11(B)に示すように、ノズル924の吸気ポートPA側および排気ポートPC側が半開されているときは、吸気ポートPAから制御ポートPBに空気を流すとともに、制御ポートPBから排気ポートPCに空気を流す。この場合には、吸気ポートPAからの吸気と排気ポートPCからの排気が同時に行われ、一定の流量を流しながら安定した制御を行うことができる。   As shown in FIG. 11B, when the intake port PA side and the exhaust port PC side of the nozzle 924 are half-opened, air flows from the intake port PA to the control port PB and from the control port PB to the exhaust port. Pour air through the PC. In this case, intake from the intake port PA and exhaust from the exhaust port PC are performed simultaneously, and stable control can be performed while a constant flow rate is flowing.

さらに、図11(C)に示すように、ノズル924の吸気ポートPA側が全閉されているとき(ノズル924の排気ポートPC側が全開とされているとき)は、空気圧容器911から空気を流出させる。
特開2007−107604
Further, as shown in FIG. 11C, when the intake port PA side of the nozzle 924 is fully closed (when the exhaust port PC side of the nozzle 924 is fully opened), air is allowed to flow out from the pneumatic container 911. .
JP2007-107604

図11(A)〜(C)に示した、フラッパー弁92Aは、上記のようにフラッパー921の動作により吸気や排気を行うことができるが、吸気口が全開の場合を除き、常に排気が行われる(通常、定常時であっても吸気量の半分は排気されてしまう)ので、圧縮空気の損失、つまりは圧縮機の電力損失が膨大となる。   The flapper valve 92A shown in FIGS. 11A to 11C can perform intake and exhaust by the operation of the flapper 921 as described above, but always exhausts except when the intake port is fully open. (Normally, half of the intake air amount is exhausted even in a steady state), so the loss of compressed air, that is, the power loss of the compressor becomes enormous.

ところで、空気圧容器は、一次積分特性を持っている。このため、振動が発生したときには、図9の制御装置93の演算部の内部フィードバックループで制御力が一次遅れの飽和特性を示すため、振動を適切に低減することができない場合がある。特に、定盤80に振動発生源(移動ステージ)81が搭載されているような場合には、移動ステージの加振力は高速であることや、上記の一次遅れ特性の影響が顕著となることから、満足した制御をすることができない。   By the way, the pneumatic container has a first-order integral characteristic. For this reason, when vibration occurs, the control force exhibits a first-order delay saturation characteristic in the internal feedback loop of the calculation unit of the control device 93 of FIG. In particular, when the vibration generating source (moving stage) 81 is mounted on the surface plate 80, the excitation force of the moving stage is high speed, and the influence of the first-order lag characteristic becomes significant. Therefore, satisfactory control cannot be performed.

この不都合を解消するためには、図11(A)〜(C)のフラッパー弁92Aとして定格流量が大きいものを使用する必要がある。しかし、フラッパー弁92Aは、前述したように定常時であっても、大量の排気を行うので、定格流量の増大は定常時の排気流量を増大させ、結果として空気圧式除振装置のエネルギー効率が悪くなるといった問題がある。   In order to eliminate this inconvenience, it is necessary to use a flapper valve 92A having a large rated flow rate as shown in FIGS. However, as described above, the flapper valve 92A exhausts a large amount of exhaust gas even in the steady state, so that the increase in the rated flow rate increases the exhaust flow rate in the steady state. As a result, the energy efficiency of the pneumatic vibration isolator is increased. There is a problem of getting worse.

一方、空気圧制御弁として、図12(A)から(C)に示すスプール弁92Bを使用することも考えられる。スプール弁92Bは、筒9220内部を溝9221が刻まれたスプール9222が移動し、吸気ポートPAから制御ポートPBに空気を流し(図12(A)において、筒9220の白三角aにスプール9222の黒三角dが一致する点)、あるいは制御ポートPBから排気ポートPCに空気を流すことができる(図12(C)において、筒9220の白三角cにスプール9222の黒三角dが一致する点)。   On the other hand, it is also conceivable to use a spool valve 92B shown in FIGS. 12A to 12C as a pneumatic control valve. In the spool valve 92B, the spool 9222 in which the groove 9221 is engraved moves inside the cylinder 9220, and air flows from the intake port PA to the control port PB (in FIG. 12A, the white triangle a of the cylinder 9220 The point where the black triangle d matches) or the air can flow from the control port PB to the exhaust port PC (the point where the black triangle d of the spool 9222 matches the white triangle c of the cylinder 9220 in FIG. 12C). .

スプール弁92Bは、中立点(図12(B)において、筒9220の白三角bにスプール9222の黒三角dが一致する点)では、吸気ポートPAから流れ込む流量および排気ポートPCから流れ出す流量はゼロであるため損失はない。しかし、基本的には、フラッパー弁92Aにおけるような半開動作(図11(B)参照)を行うこと、すなわち一定の流量を保ちつつ微細な流量の増減を行うことができない。   The spool valve 92B has a flow rate of zero from the intake port PA and a flow rate of flow from the exhaust port PC at the neutral point (the point where the black triangle d of the spool 9222 matches the white triangle b of the cylinder 9220 in FIG. 12B). Therefore, there is no loss. However, basically, it is not possible to perform a half-opening operation (see FIG. 11B) as in the flapper valve 92A, that is, it is not possible to increase or decrease the flow rate while maintaining a constant flow rate.

本発明の目的は、高精度の除振、圧縮空気の流量の損失を低減することもできる空気圧式除振装置を提供することにある。   An object of the present invention is to provide a pneumatic vibration isolator that can reduce vibration loss with high accuracy and flow rate of compressed air.

(1)
内部圧力によって伸縮可能な少なくとも1つの空気圧容器と、
前記空気圧容器の前記内部圧力の作用と、重力あるいは鉛直方向外力および/または水平方向外力とがバランスし、鉛直方向および/または水平方向に位置決めされる質量体と、
前記空気圧容器に接続された第1の空気圧制御弁と第2の空気圧制御弁と、
を有し、
前記第1の空気圧制御弁と前記第2の空気圧制御弁を動作させ、前記空気圧容器に供給される圧縮空気の流量を変化させることで、前記質量体の振動を減少させるように前記空気圧力容器の内部空気圧を制御する空気圧式除振装置において、
前記第1の空気圧弁には前記質量体の鉛直位置および/または前記水平方向位置を制御する信号が入力され、
前記第2の空気圧制御弁には前記質量体の振動を減少させる信号が入力されることを特徴とする空気圧式除振装置。
本発明では、空気圧容器の内圧をP,圧力を受ける面積をSとすると、質量体Mと、P*Sとがバランスする。
前記質量体の鉛直位置および/または前記水平方向位置を制御する信号は、位置センサにより検出された信号に基づき生成され、前記質量体の振動を減少させる信号は、振動センサにより検出された信号に基づき生成される。
第1の空気圧制御弁と第2の空気圧制御弁は共に空気圧容器に接続され、内壁等により隔たれていない一つの容積の内部圧力を操作する。
第1の空気圧制御弁と第2の空気圧制御弁に供給される圧縮空気の空気圧は、同じであってもよいし、異なっていてもよい。
第1の空気圧制御弁には位置制御信号が入力され、第2の空気圧制御弁には位置制御信号が入力されるが、第1の空気圧制御弁に入力される位置制御信号は直流信号または低周波信号(たとえば数ヘルツから数十ヘルツないし数キロヘルツ)であり、第2の空気圧制御弁に入力される位置制御信号は直流信号または高周波信号(たとえば数十ヘルツないし数キロヘルツ以上)である。
(1)
At least one pneumatic container that can be expanded and contracted by internal pressure;
A mass body that balances the action of the internal pressure of the pneumatic container with gravity or a vertical external force and / or a horizontal external force, and is positioned in the vertical direction and / or the horizontal direction;
A first pneumatic control valve and a second pneumatic control valve connected to the pneumatic container;
Have
Operating the first pneumatic control valve and the second pneumatic control valve to change the flow rate of compressed air supplied to the pneumatic container, thereby reducing the vibration of the mass body. In the pneumatic vibration isolator that controls the internal air pressure of
A signal for controlling a vertical position and / or a horizontal position of the mass body is input to the first pneumatic valve,
A pneumatic vibration isolator, wherein a signal for reducing vibration of the mass body is input to the second pneumatic control valve.
In the present invention, if the internal pressure of the pneumatic container is P and the area receiving pressure is S, the mass M and P * S are balanced.
The signal for controlling the vertical position and / or the horizontal position of the mass body is generated based on the signal detected by the position sensor, and the signal for reducing the vibration of the mass body is the signal detected by the vibration sensor. Generated based on
The first air pressure control valve and the second air pressure control valve are both connected to the air pressure container and operate one volume of internal pressure that is not separated by an inner wall or the like.
The air pressure of the compressed air supplied to the first air pressure control valve and the second air pressure control valve may be the same or different.
A position control signal is input to the first pneumatic control valve and a position control signal is input to the second pneumatic control valve. The position control signal input to the first pneumatic control valve is a DC signal or a low signal. It is a frequency signal (for example, several hertz to several tens of hertz to several kilohertz), and the position control signal input to the second pneumatic control valve is a DC signal or a high frequency signal (for example, several tens of hertz to several kilohertz or more).

(2)
さらに、前記質量体に接続され、直接力学的影響を及ぼす装置と、前記装置の挙動を検出する挙動検出器または前記質量体に前記空気圧容器を介して力学的影響を及ぼす周辺挙動を検出する挙動検出器を備え、
前記装置の挙動を検出する挙動検出器または前記周辺挙動検出器からの信号に基づき前記第1の空気圧制御弁または前記第2の空気圧制御弁に制御信号を送出し、前記空気圧容器の内部圧力を操作する、
ことを特徴とする(1)に記載の空気圧式除振装置。
(2)
Further, a device connected to the mass body and directly exerting a mechanical effect, a behavior detector for detecting the behavior of the device, or a behavior for detecting a peripheral behavior that mechanically affects the mass body via the pneumatic container Equipped with a detector,
A control signal is sent to the first pneumatic control valve or the second pneumatic control valve based on a signal from a behavior detector that detects the behavior of the device or the peripheral behavior detector, and the internal pressure of the pneumatic container is reduced. Manipulate,
The pneumatic vibration isolator as described in (1) above.

(3)
さらに、前記質量体に接続され、直接力学的影響を及ぼす装置と、前記装置の挙動を検出する挙動検出器および前記質量体に前記空気圧容器を介して力学的影響を及ぼす周辺挙動を検出する挙動検出器を備え、
前記装置の挙動を検出する挙動検出器および前記周辺挙動検出器からの信号に基づき前記第1の空気圧制御弁および前記第2の空気圧制御弁の何れかに制御信号を送出し、前記空気圧容器の内部圧力を操作する、
ことを特徴とする(1)に記載の空気圧式除振装置。
(3)
Furthermore, a device connected to the mass body and directly exerting a mechanical effect, a behavior detector for detecting the behavior of the device, and a behavior for detecting a peripheral behavior that mechanically affects the mass body via the pneumatic container Equipped with a detector,
A control signal is sent to either the first pneumatic control valve or the second pneumatic control valve based on signals from a behavior detector for detecting the behavior of the device and the peripheral behavior detector, Manipulate internal pressure,
The pneumatic vibration isolator as described in (1) above.

(4)
前記空気圧制御弁の一方がノズルフラッパ弁であり、他方がスプール弁である
ことを特徴とする(1)から(3)の何れかに記載の空気圧式除振装置。
(4)
One of the said pneumatic control valves is a nozzle flapper valve, and the other is a spool valve, The pneumatic vibration isolator in any one of (1) to (3) characterized by the above-mentioned.

〔本発明の応用例・実施態様〕
本発明の応用例あるいは実施態様を以下に記載する。
(A01) 空気圧容器の内部に空気を流入させ、または前記空気圧容器の内部から空気を流出させて、前記空気圧容器の内部圧力の加減を行うことで、前記空気圧容器に力を発生させるアクチュエータにおいて、
前記空気圧容器に接続され、駆動信号に基づき動作する複数の空気圧制御弁と、
前記複数の空気圧制御弁に加圧空気を供給する1つまたは複数の圧力供給手段と、
を備え、
前記複数の空気圧制御弁は、
前記1つまたは複数の圧力供給手段から供給される加圧空気を用い、前記駆動信号に基づいて得られる流量または圧力を、前記空気圧容器の内部にて合成し、前記空気圧容器に前記力を発生させる、
ことを特徴とする空気圧容器アクチュエータ。
本発明の空気圧容器アクチュエータでは、1つの空気圧制御弁に、
1つの圧力供給手段(たとえば減圧弁等)が設けられることもあるし、2つ以上の空気圧制御弁(全空気圧制御弁である場合もあるし、全空気圧制御弁のうちの一部である場合もある)に1つの圧力供給手段が設けられることがある。
[Application Examples and Embodiments of the Present Invention]
Application examples or embodiments of the present invention will be described below.
(A01) In an actuator for generating a force in the pneumatic container by flowing air into the pneumatic container or letting air out of the pneumatic container to adjust the internal pressure of the pneumatic container,
A plurality of pneumatic control valves connected to the pneumatic container and operating based on a drive signal;
One or more pressure supply means for supplying pressurized air to the plurality of pneumatic control valves;
With
The plurality of pneumatic control valves include:
Using pressurized air supplied from the one or more pressure supply means, the flow rate or pressure obtained based on the drive signal is synthesized inside the pneumatic container, and the force is generated in the pneumatic container. Let
A pneumatic container actuator.
In the pneumatic container actuator of the present invention, one pneumatic control valve
One pressure supply means (for example, a pressure reducing valve) may be provided, or two or more air pressure control valves (may be all air pressure control valves, or may be part of all air pressure control valves) In some cases, one pressure supply means may be provided.

(A02) 前記複数の空気圧制御弁のうち、少なくとも1つの空気圧制御弁の特性が、他の少なくとも1つの空気圧制御弁の特性と異なることを特徴とする(A01)に記載の空気圧容器アクチュエータ。 (A02) The pneumatic container actuator according to (A01), wherein a characteristic of at least one pneumatic control valve among the plurality of pneumatic control valves is different from a characteristic of at least one other pneumatic control valve.

(A03) 前記各空気圧制御弁の各特性が、前記空気の流入・流出量の特性であることを特徴とする(A02)に記載の空気圧容器アクチュエータ。
流入量および流出量(流量Q)は、流入の場合に流量は正、流出の場合には流量は負の値として表すことができる。なお、全ての空気圧制御弁は、特性が同一であってもよい。
(A03) The pneumatic container actuator according to (A02), wherein each characteristic of each pneumatic control valve is a characteristic of the inflow / outflow amount of the air.
The inflow amount and the outflow amount (flow rate Q) can be expressed as a positive value in the case of inflow and a negative value in the case of outflow. All the pneumatic control valves may have the same characteristics.

(A04) 前記各空気圧制御弁の各特性は、前記空気圧制御弁が前記空気圧容器に与える空気圧の特性であることを特徴とする(A02)に記載の空気圧容器アクチュエータ。
前記空気圧制御弁は、空気圧容器の内部に空気を流入させるとき(加圧時)には、前記圧力供給手段から加圧空気の供給を受けつつ動作する。前記空気圧制御弁は、前記空気圧容器の内部から空気を流出させるとき(減圧時)には、変換方式によっては、前記圧力供給手段からの加圧空気の供給を受けることなく動作する場合(たとえば、スプール弁の場合)もあるし、前記圧力供給手段からの加圧空気の供給を受けつつ動作する場合(たとえば、フラッパ弁の場合)もある。
(A04) The pneumatic container actuator according to (A02), wherein each characteristic of each pneumatic control valve is a characteristic of an air pressure that the pneumatic control valve applies to the pneumatic container.
The air pressure control valve operates while receiving supply of pressurized air from the pressure supply means when air is introduced into the air pressure container (at the time of pressurization). When the air pressure control valve causes air to flow out from the inside of the pneumatic container (during pressure reduction), depending on the conversion method, the air pressure control valve operates without receiving pressurized air from the pressure supply means (for example, In some cases, it may be a spool valve, and in other cases, it may operate while receiving pressurized air supplied from the pressure supply means (for example, a flapper valve).

(A05) 前記複数の空気圧制御弁のうち、少なくとも1つの空気圧制御弁に与えられる駆動信号が、他の少なくとも1つの空気圧制御弁に与えられる駆動信号と異なることを特徴とする(A01)から(A04)の何れかに記載の空気圧容器アクチュエータ。
たとえば、特性が異なる複数の空気圧制御弁に同一の駆動信号が与えられることがある。たとえば、流量がQ,2Qの2つの空気圧制御弁を接続しておけば、これらを組み合わせて得られる流量を空気圧容器に流入させ、または空気圧容器に流出させることができる。
(A05) A driving signal given to at least one pneumatic control valve among the plurality of pneumatic control valves is different from a driving signal given to at least one other pneumatic control valve. A04) A pneumatic container actuator according to any one of the above.
For example, the same drive signal may be given to a plurality of pneumatic control valves having different characteristics. For example, if two pneumatic control valves with flow rates Q and 2Q are connected, the flow rate obtained by combining them can be flowed into or out of the pneumatic container.

(A06) 前記複数の空気圧制御弁のうち、少なくとも1つの空気圧制御弁の駆動方式が、他の少なくとも1つの空気圧制御弁の駆動方式と異なることを特徴とする(A01)から(A05)の何れかに記載の空気圧容器アクチュエータ。
全ての空気圧制御弁の駆動方式が同一であってもよい。空気圧制御弁は、通常は駆動方式が異なれば特性が異なるが、駆動方式が異なっていても特性が同一である場合もある。また、駆動方式が同一でも、特性が異なることもある。
(A06) Any one of (A01) to (A05) is characterized in that, among the plurality of pneumatic control valves, a driving system of at least one pneumatic control valve is different from a driving system of at least one other pneumatic control valve. A pneumatic container actuator according to claim 1.
All the pneumatic control valves may have the same driving method. Pneumatic control valves usually have different characteristics when the driving method is different, but may have the same characteristics even when the driving method is different. Even if the driving method is the same, the characteristics may be different.

(A07) 前記複数の空気圧制御弁のうち、少なくとも1つの空気圧制御弁の機構上の動作周波数帯域が、他の少なくとも1つの空気圧制御弁の機構上の動作周波数の帯域と異なることを特徴とする(A01)から(A06)の何れかに記載の空気圧容器アクチュエータ。
たとえば電磁弁などは、主にON(給気)、OFF(排気)のどちらかで動作し、機構上は典型的には直流動作(周波数はゼロHz)する。このような電磁弁と、機構上は交流動作(周波数はたとえば数Hz以上)できるフラッパー弁やスプール弁とを組み合わせて使用することもできる。なお、フラッパー弁やスプール弁のうちの少なくとも1つを直流動作させて、他を交流動作させるようにもできる。
(A07) Among the plurality of pneumatic control valves, the operating frequency band on the mechanism of at least one pneumatic control valve is different from the operating frequency band on the mechanism of at least one other pneumatic control valve. The pneumatic container actuator according to any one of (A01) to (A06).
For example, a solenoid valve or the like mainly operates by either ON (air supply) or OFF (exhaust), and typically operates on a direct current (frequency is zero Hz). Such a solenoid valve can be used in combination with a flapper valve or a spool valve capable of alternating current operation (frequency is, for example, several Hz or more). It should be noted that at least one of the flapper valve and the spool valve can be operated in direct current and the other can be operated in alternating current.

(A08) 前記複数の空気圧制御弁に入力される前記駆動信号が、少なくとも1つの空気圧制御弁を動作させる周波数帯域と、他の少なくとも1つの空気圧制御弁を動作させる周波数帯域とで異なることを特徴とする、請求項1から請求項7の何れかに記載の空気圧容器アクチュエータ。
たとえば、複数の空気圧制御弁が全て同一の空気圧制御弁であっても、少なくとも1つの空気圧制御弁は直流信号(周波数ゼロHzに相当)により駆動され、他の少なくとも1つの空気圧制御弁は交流信号(ゼロHzよりも高い周波数信号)により駆動される場合もある。
(A08) The drive signal input to the plurality of pneumatic control valves is different between a frequency band for operating at least one pneumatic control valve and a frequency band for operating at least one other pneumatic control valve. The pneumatic container actuator according to any one of claims 1 to 7.
For example, even if a plurality of pneumatic control valves are all the same pneumatic control valve, at least one pneumatic control valve is driven by a DC signal (corresponding to a frequency of zero Hz), and at least one other pneumatic control valve is an AC signal. It may be driven by (frequency signal higher than zero Hz).

(A09) 前記空気圧制御弁を2つ備え、一方がノズルフラッパー弁、他方がスプール弁であることを特徴とする(A01)から(A08)の何れかに記載の空気圧容器アクチュエータ。 (A09) The pneumatic container actuator according to any one of (A01) to (A08), wherein two pneumatic control valves are provided, one being a nozzle flapper valve and the other being a spool valve.

(A10) (A01)から(A09)の何れかに記載の空気圧容器アクチュエータを少なくとも1つ用いた空気圧容器アクチュエータ制御システムにおいて、
制御対象を鉛直方向、水平方向または鉛直・水平両方向に支持する、前記少なくとも1つの空気圧容器アクチュエータと、
前記制御対象の挙動を検出する複数の挙動検出器、および/または前記制御対象に力学的影響を及ぼす当該制御対象の周囲挙動を検出する複数の挙動検出器と、
前記各挙動検出器からの信号を取得して演算処理を行う制御装置と、
を備え、
前記制御装置は、取得した前記各挙動検出器からの信号に基づき、前記少なくとも1つの空気圧容器アクチュエータにそれぞれ備えた複数の空気圧制御弁に、駆動信号を送出し、
前記複数の空気圧制御弁は、前記駆動信号に基づいて得られる流量または圧力を、前記空気圧容器の内部にて合成し、前記空気圧容器に前記力を発生させる、
ことを特徴とする空気圧容器アクチュエータ制御システム。
(A10) In a pneumatic container actuator control system using at least one pneumatic container actuator according to any one of (A01) to (A09),
The at least one pneumatic container actuator for supporting a controlled object in a vertical direction, a horizontal direction, or both vertical and horizontal directions;
A plurality of behavior detectors for detecting the behavior of the controlled object, and / or a plurality of behavior detectors for detecting a surrounding behavior of the controlled object that mechanically affects the controlled object;
A control device that obtains a signal from each behavior detector and performs arithmetic processing;
With
The control device sends drive signals to a plurality of pneumatic control valves respectively provided in the at least one pneumatic container actuator based on the acquired signals from the behavior detectors.
The plurality of pneumatic control valves synthesize the flow rate or pressure obtained based on the drive signal inside the pneumatic container, and generate the force in the pneumatic container.
A pneumatic container actuator control system.

(A11) 前記制御装置は、前記各挙動検出器から取得した信号を、個別に処理する制御部からなり、
前記制御装置は、前記各制御部により個別に処理した信号を用いて、前記各空気圧制御弁を制御する、
ことを特徴とする(A10)に記載の空気圧容器アクチュエータ制御システム。
(A12) 前記定盤に搭載された振動発生源からの情報を取得する振動発生源情報取得部を備え、
前記制御装置は、振動発生源情報取得部からの情報に基づき、前記複数の空気圧制御弁の少なくとも1つに前記駆動信号を送出する制御部を備えたことを特徴とする(A10)または(A11)に記載の空気圧容器アクチュエータ制御システム。
(A11) The control device includes a control unit that individually processes signals acquired from the behavior detectors,
The control device controls each pneumatic control valve using a signal processed individually by each control unit,
The pneumatic container actuator control system described in (A10).
(A12) comprising a vibration source information acquisition unit for acquiring information from a vibration source mounted on the surface plate,
The control device includes a control unit that sends the drive signal to at least one of the plurality of pneumatic control valves based on information from a vibration source information acquisition unit (A10) or (A11) ) Pneumatic container actuator control system.

(A13) (A09)に記載の空気圧容器アクチュエータを少なくとも1つ用いた(A10)または(A11)の何れかに記載の空気圧容器アクチュエータ制御システムにおいて、
前記挙動検出器が、前記制御対象の挙動を検出する変位センサおよび加速度センサの2つからなり、
前記制御装置は前記変位センサからの信号により前記ノズルフラッパー弁を制御し、前記加速度センサからの信号により前記スプール弁を制御する、
ことを特徴とするアクチュエータ制御システム。
変位センサからの信号に含まれる周波数成分は、制御装置においてフィルタにより除去され、直流成分(あるいは、前記周波数よりも低いゼロHz以上から数Hzオーダの周波数成分)がノズルフラッパー弁に与えられる。また、加速度センサからの信号に含まれる直流成分(あるいは、周波数が低い周波数成分)はフィルタにより除去され、これよりも高い周波数成分(直流成分)がスプール弁に与えられる。
(A13) In the pneumatic container actuator control system according to any one of (A10) and (A11), which uses at least one pneumatic container actuator according to (A09),
The behavior detector is composed of two sensors, a displacement sensor and an acceleration sensor, which detect the behavior of the controlled object.
The control device controls the nozzle flapper valve by a signal from the displacement sensor, and controls the spool valve by a signal from the acceleration sensor;
An actuator control system characterized by that.
The frequency component contained in the signal from the displacement sensor is removed by a filter in the control device, and a direct current component (or a frequency component on the order of zero Hz to several Hz lower than the frequency) is applied to the nozzle flapper valve. Further, a direct current component (or a frequency component having a low frequency) included in a signal from the acceleration sensor is removed by a filter, and a higher frequency component (direct current component) is given to the spool valve.

(A14) (A09)に記載の空気圧容器アクチュエータを少なくとも1つ用いた(A12)に記載の空気圧容器アクチュエータ制御システムにおいて、
前記挙動検出器が、前記制御対象の挙動を検出する変位センサおよび加速度センサの2つからなり、
前記定盤に搭載された振動発生源からの情報を取得する振動発生源情報取得部を備え、
前記制御装置は、前記変位センサからの信号および前記加速度センサからの信号の加算信号により前記ノズルフラッパー弁を制御し、前記振動発生源情報取得部が取得した信号により前記スプール弁を制御する、
ことを特徴とするアクチュエータ制御システム。
振動発生源情報取得部は、制御装置とは別個であってもよいし、制御装置の一部に組み込むことができる。
(A14) In the pneumatic container actuator control system according to (A12), which uses at least one pneumatic container actuator according to (A09),
The behavior detector is composed of two sensors, a displacement sensor and an acceleration sensor, which detect the behavior of the controlled object.
A vibration source information acquisition unit that acquires information from a vibration source mounted on the surface plate,
The control device controls the nozzle flapper valve by a signal added from a signal from the displacement sensor and a signal from the acceleration sensor, and controls the spool valve by a signal acquired by the vibration source information acquisition unit.
An actuator control system characterized by that.
The vibration source information acquisition unit may be separate from the control device or may be incorporated in a part of the control device.

(A15) (A09)に記載の空気圧容器アクチュエータを少なくとも1つ用いた(A11)に記載の空気圧容器アクチュエータ制御システムにおいて、
前記挙動検出器が、前記制御対象の挙動を検出する変位センサおよび加速度センサ、ならびに当該制御対象の周囲挙動を検出する加速度センサからなり、
前記制御装置は前記変位センサからの信号により前記ノズルフラッパー弁を制御し、前記2つの加速度センサからの信号の加算信号により前記スプール弁を制御する、
ことを特徴とするアクチュエータ制御システム。
(A15) In the pneumatic container actuator control system according to (A11), using at least one pneumatic container actuator according to (A09),
The behavior detector includes a displacement sensor and an acceleration sensor that detect the behavior of the control target, and an acceleration sensor that detects a surrounding behavior of the control target.
The control device controls the nozzle flapper valve by a signal from the displacement sensor, and controls the spool valve by an addition signal of signals from the two acceleration sensors;
An actuator control system characterized by that.

(A16) (A09)に記載の空気圧容器アクチュエータを少なくとも1つ用いた(A12)に記載の空気圧容器アクチュエータ制御システムにおいて、
前記挙動検出器が、前記制御対象の挙動を検出する変位センサおよび加速度センサ、ならびに当該制御対象の周囲挙動を検出する加速度センサからなり、
前記定盤に搭載された振動発生源からの情報を取得する振動発生源情報取得部を備え、
前記制御装置は前記変位センサからの信号および前記2つの加速度センサからの信号の加算信号により前記ノズルフラッパー弁を制御し、前記振動発生源情報取得部からの情報により前記スプール弁を制御する、
ことを特徴とするアクチュエータ制御システム。
(A16) In the pneumatic container actuator control system according to (A12), in which at least one pneumatic container actuator according to (A09) is used,
The behavior detector includes a displacement sensor and an acceleration sensor that detect the behavior of the control target, and an acceleration sensor that detects a surrounding behavior of the control target.
A vibration source information acquisition unit that acquires information from a vibration source mounted on the surface plate,
The control device controls the nozzle flapper valve by a signal from the displacement sensor and an addition signal from the two acceleration sensors, and controls the spool valve by information from the vibration source information acquisition unit.
An actuator control system characterized by that.

(A17) (A10)から(A16)に記載の空気圧容器アクチュエータ制御システムを有することを特徴とする空気圧駆動式の除振装置。 (A17) A pneumatically driven vibration isolator having the pneumatic container actuator control system according to (A10) to (A16).

(1)本発明において、複数の空気圧制御弁からの流量または圧力を、空気圧容器の内部にて合成し、空気圧容器に所望の力を発生させるようにしたので、応答性を高めたり、エネルギー消費の効率化を図ったりするなど、制御対象や周囲の挙動に応じて最適な制御を行うことができる。   (1) In the present invention, the flow rate or pressure from a plurality of pneumatic control valves is synthesized inside the pneumatic container so that a desired force is generated in the pneumatic container. The optimal control can be performed according to the control object and the surrounding behavior, such as improving the efficiency of the control.

(2)本発明の応用では、1つの空気圧容器に、異なる動作特性の空気圧制御弁を複数個取り付けるとともに、制御対象自身の挙動や制御対象の周囲挙動を挙動検出器により検出し、前記複数の空気圧制御弁をフィードバック駆動またはフィードフォワード駆動して振動を減衰(ないし解消)させるので、応答性を高めたり、エネルギー消費の効率化を図ったりするなど、制御対象や周囲の挙動に応じて最適な制御を行うことができる。   (2) In the application of the present invention, a plurality of pneumatic control valves having different operating characteristics are attached to one pneumatic container, and the behavior of the controlled object itself and the surrounding behavior of the controlled object are detected by a behavior detector. The pneumatic control valve is feedback driven or feed forward driven to dampen (or eliminate) vibration, so it is optimal for the control target and surrounding behavior, such as improving responsiveness and improving energy consumption efficiency. Control can be performed.

すなわち、本発明の応用では、1つの空気圧容器について複数の空気圧制御弁を設け、たとえば、流量が小さくてよい制御状態では定格流量が小さい空気圧制御弁を使用し、流量が大きくなる制御状態では定格流量が大きい空気圧制御弁を使用することができる。   That is, in the application of the present invention, a plurality of pneumatic control valves are provided for one pneumatic container. For example, a pneumatic control valve having a small rated flow rate is used in a control state where the flow rate may be small, and a rated value is exhibited in a control state where the flow rate is large. A pneumatic control valve with a large flow rate can be used.

また、たとえば、定格流量が小さい空気圧制御弁としてフラッパー弁を使用して制御対象を位置決めするといった直流制御を行う。この場合、その吸気した空気の半分はそのまま排気されるが、定格流量が小さいものを使用するので、消費流量が大きくなることはない。したがって、コンプレッサの電力損失を低減させることが可能となる。また、定格流量が大きい空気圧制御弁としてスプール弁を使用して振動制御(交流制御)を行う。この場合、振動が発生しない限りその排気を行なわずに駆動することができるので、消費流量が大きくなることはない。すなわち、1つの空気圧制御弁の流量を大きくして得られる応答性よりも高くすることが可能となり、しかも定常時の排気流量も前者に比べてはるかに少なくすむ。   Further, for example, direct current control is performed in which a flapper valve is used as a pneumatic control valve having a small rated flow rate to position a control target. In this case, half of the intake air is exhausted as it is, but since the one with a small rated flow rate is used, the consumption flow rate does not increase. Therefore, it is possible to reduce the power loss of the compressor. In addition, vibration control (AC control) is performed using a spool valve as a pneumatic control valve having a large rated flow rate. In this case, as long as vibration does not occur, it can be driven without exhausting, so the flow rate does not increase. That is, it becomes possible to make it higher than the responsiveness obtained by increasing the flow rate of one pneumatic control valve, and the exhaust flow rate at the time of steady state is much smaller than that of the former.

本発明の応用では、定盤に備えた振動センサ(挙動検出器)によって検出された周波数の高い振動は、大流量空気圧制御弁を駆動することによって、一次遅れの飽和特性を示すことなく(応答の遅れによるサーボ系の飽和を起こすことなく)速やかに振動を抑制することができる。   In the application of the present invention, the vibration having a high frequency detected by the vibration sensor (behavior detector) provided on the surface plate is driven by driving the large flow rate pneumatic control valve without exhibiting the saturation characteristic of the first order lag (response). Vibrations can be suppressed quickly (without causing servo system saturation due to delays).

また、定盤上の振動センサの信号だけではなく、搭載されたステージなどの駆動装置(振動発生源)の加速度に相当する信号に基づきフィードフォワード制御し、大流量空気圧制御弁に出力することで定盤に直接加えられる周波数の高い加振力または力の大きい加振力に対しても有効に作用することができる。   Also, feed-forward control based on the signal corresponding to the acceleration of the driving device (vibration generation source) such as the mounted stage as well as the signal of the vibration sensor on the surface plate, and output to the large-flow pneumatic control valve It is possible to effectively act against a high frequency excitation force or a large excitation force applied directly to the surface plate.

以下に述べる空気圧制御弁と圧力供給手段とにより空気圧容器アクチュエータが構成される。圧力供給手段は、圧縮空気が供給される構成要素であり、たとえば空気圧制御弁のそれぞれに設けられた減圧弁であってもよいし、複数の空気圧制御弁に共通に設けられた減圧弁であってもよい。また、空気圧容器アクチュエータと、後述する挙動検出器と、制御装置とにより空気圧容器アクチュエータ制御システムが構成される。空気圧容器アクチュエータの作用、および空気圧容器アクチュエータ制御システムの作用の説明は、除振装置の作用の説明に併せて行う。   A pneumatic container actuator is constituted by the pneumatic control valve and pressure supply means described below. The pressure supply means is a component to which compressed air is supplied. For example, the pressure supply means may be a pressure reducing valve provided for each of the pneumatic control valves, or may be a pressure reducing valve provided in common for a plurality of pneumatic control valves. May be. In addition, a pneumatic container actuator control system is configured by the pneumatic container actuator, a behavior detector described later, and a control device. The operation of the pneumatic container actuator and the operation of the pneumatic container actuator control system will be described together with the description of the operation of the vibration isolation device.

以下に、上記空気圧容器アクチュエータ制御システムを有する空気圧駆動式の除振装置(本発明の空気圧式除振装置)について説明する。図1において、除振装置1は、空気圧容器111,112と、第1,第2空気圧制御弁121,122と、第1,第2挙動検出器131,132と、第1,第2制御部141,142からなる制御装置14とを備えている。空気圧容器111,112は、制御対象である定盤80と、基台70との間に設けられている。なお、制御装置14は、CPUの機能やDSP等のプロセッサにより作製される。   A pneumatic drive type vibration isolator (pneumatic vibration isolator of the present invention) having the above pneumatic container actuator control system will be described below. In FIG. 1, the vibration isolator 1 includes pneumatic containers 111 and 112, first and second pneumatic control valves 121 and 122, first and second behavior detectors 131 and 132, and first and second control units. And a control device 14 composed of 141 and 142. The pneumatic containers 111 and 112 are provided between the surface plate 80 to be controlled and the base 70. The control device 14 is produced by a CPU function or a processor such as a DSP.

図1では空気圧容器111は、定盤80の下面と基台70の底面との間に1つが示されている。通常は、空気圧容器111は、定盤80の下面と基台70の底面との間に複数設けられ、たとえば、空気圧容器111は、定盤80の4隅にそれぞれ1つずつ設けられる。   In FIG. 1, one pneumatic container 111 is shown between the lower surface of the surface plate 80 and the bottom surface of the base 70. Normally, a plurality of pneumatic containers 111 are provided between the lower surface of the surface plate 80 and the bottom surface of the base 70. For example, one pneumatic container 111 is provided at each of the four corners of the surface plate 80.

また、図1では空気圧容器112は、定盤80の図面上の左右側面と、これらの側面に対面する基台70の図面上の左右内壁面との間にそれぞれ1つ示されている。また、図示はしていないが、空気圧容器112は、定盤80の図面上の前後側面と、これらの側面に対面する基台70の図面上の前後内壁面との間にもそれぞれ設けられる。なお、空気圧容器112は、定盤80の一側面について1つのみ設けられることもあるし、2つ以上設けられることもある。   In FIG. 1, one pneumatic container 112 is shown between the left and right side surfaces of the surface plate 80 on the drawing and the left and right inner wall surfaces of the base 70 facing the side surfaces on the drawing. Although not shown, the pneumatic container 112 is also provided between the front and rear side surfaces of the surface plate 80 in the drawing and the front and rear inner wall surfaces of the base 70 facing the side surfaces in the drawing. Only one pneumatic container 112 may be provided on one side surface of the surface plate 80, or two or more pneumatic containers 112 may be provided.

後述する図7(A)では、空気圧容器(111A〜111D)が定盤80の下面の四隅に1つずつ(合計4つ)設けられ、空気圧容器が定盤80の一側面について1つのみ(112A〜112Dの合計4つ)設けられた例を示す。また、後述する図7(B)では、図1における空気圧容器111と定盤80との接続例を示す(定盤80と、その側面に空気圧容器112A〜112Dとの接続例は示さないが、実質上図7(B)と同様である)。   In FIG. 7A described later, one pneumatic container (111A to 111D) is provided at each of the four corners of the lower surface of the surface plate 80 (four in total), and only one pneumatic container is provided on one side surface of the surface plate 80 ( 112A to 112D (four in total). 7B, which will be described later, shows an example of connection between the pneumatic container 111 and the surface plate 80 in FIG. 1 (although connection examples of the surface plate 80 and the air pressure vessels 112A to 112D on the side surfaces thereof are not shown, This is substantially the same as FIG. 7B).

図1では、空気圧容器111の制御系のみを示してあるが、空気圧容器112の制御も空気圧容器111の制御も基本的には同じである。図1では、空気圧容器111は、たとえば±2mm程度の範囲で定盤80を上下することができる。第1空気圧制御弁121と第2空気圧制御弁122とは、機構および入出力特性が異なり、したがって、通常、動作特性が異なる。図1では、第1空気圧制御弁121は、常時排気を行う小流量型空気圧制御弁(流量Q1)であり、典型的にはフラッパー弁である。また、図1では、第2空気圧制御弁122は、駆動時のみ排気を行う大流量型空気圧制御弁(流量Q2)であり、典型的にはスプール弁である。   In FIG. 1, only the control system of the pneumatic container 111 is shown, but the control of the pneumatic container 112 and the control of the pneumatic container 111 are basically the same. In FIG. 1, the pneumatic container 111 can move up and down the surface plate 80 within a range of about ± 2 mm, for example. The first air pressure control valve 121 and the second air pressure control valve 122 have different mechanisms and input / output characteristics, and therefore usually have different operation characteristics. In FIG. 1, the first air pressure control valve 121 is a small flow rate air pressure control valve (flow rate Q1) that constantly exhausts, and is typically a flapper valve. In FIG. 1, the second air pressure control valve 122 is a large flow rate air pressure control valve (flow rate Q2) that exhausts only during driving, and is typically a spool valve.

図1では、図示しない空気圧縮機にて加圧された空気は第1,第2減圧弁171,172を経由して第1,第2空気圧制御弁121,122に供給される。必要に応じて、第1,第2減圧弁171,172からの圧力値を調整することができる。図1では、第1,第2減圧弁171,172から、空気圧容器111に流入する空気の流れ、空気圧容器111から第1,第2空気圧制御弁121,122を介して外部に流出する空気の流れをそれぞれ矢印で示す。Q1,Q2の値は、空気圧容器111へ流入する場合には正、空気圧容器111から流出する場合には負である。なお、本実施形態および以下の実施形態では、減圧弁は各空気圧制御弁ごとに設けられるが、1つの減圧弁が複数の空気圧制御弁に接続されるようにしてもよい。   In FIG. 1, air pressurized by an air compressor (not shown) is supplied to the first and second air pressure control valves 121 and 122 via the first and second pressure reducing valves 171 and 172. The pressure values from the first and second pressure reducing valves 171 and 172 can be adjusted as necessary. In FIG. 1, the flow of air flowing into the pneumatic container 111 from the first and second pressure reducing valves 171 and 172, and the flow of air flowing out from the pneumatic container 111 through the first and second pneumatic control valves 121 and 122 to the outside. Each flow is indicated by an arrow. The values of Q1 and Q2 are positive when flowing into the pneumatic container 111 and negative when flowing out of the pneumatic container 111. In this embodiment and the following embodiments, a pressure reducing valve is provided for each air pressure control valve, but one pressure reducing valve may be connected to a plurality of air pressure control valves.

図1では、第1挙動検出器131は変位センサである。変位センサとして、たとえば、光学式、電気式(電磁式,静電容量式、渦電流式)等の方式のものが使用される。第1挙動検出器131は、たとえばミクロンオーダの変位を検出することができる。第2挙動検出器132は振動センサである。振動センサとして、たとえば加速度検出式、速度検出式等の方式のものが使用される。第2挙動検出器132は、たとえば数百ミリHzから数キロヘルツオーダの振動を検出することができる。   In FIG. 1, the first behavior detector 131 is a displacement sensor. As the displacement sensor, for example, an optical type, an electric type (electromagnetic type, electrostatic capacitance type, eddy current type) or the like is used. The first behavior detector 131 can detect a displacement on the order of microns, for example. The second behavior detector 132 is a vibration sensor. As the vibration sensor, for example, an acceleration detection type, a speed detection type or the like is used. The second behavior detector 132 can detect vibrations of, for example, several hundred milliHz to several kilohertz.

第1制御部141は、第1挙動検出器131からの信号をフィードバック(F.B.)することにより第1空気圧制御弁121を駆動する(駆動信号CNTRL1)。また、第2制御部142は、第2挙動検出器132からの信号をフィードバックすることにより第2空気圧制御弁122を駆動する(駆動信号CNTRL2)。   The first controller 141 drives the first pneumatic control valve 121 by feeding back (FB) the signal from the first behavior detector 131 (drive signal CNTRL1). The second control unit 142 drives the second pneumatic control valve 122 by feeding back the signal from the second behavior detector 132 (drive signal CNTRL2).

なお、第1挙動検出器131(変位センサ)が検出する変位量は、通常、直流成分および交流成分を含む相対変位量であり、駆動信号CNTRL1はこの変位量のうち直流成分(または、前記周波数よりも低いゼロHz以上から数Hzオーダの周波数成分)に対応した制御信号である。第2挙動検出器132(振動センサ)が検出する物理量(加速度または速度)は、通常、直流成分および交流成分を含み、駆動信号CNTRL2はこの物理量のうち直流成分(または、直流成分ないし低周波成分)を除去した交流成分に対応した制御信号である。   The displacement amount detected by the first behavior detector 131 (displacement sensor) is usually a relative displacement amount including a direct current component and an alternating current component, and the drive signal CNTRL1 is a direct current component (or the frequency) of the displacement amount. Is a control signal corresponding to a frequency component on the order of several Hz. The physical quantity (acceleration or speed) detected by the second behavior detector 132 (vibration sensor) usually includes a direct current component and an alternating current component, and the drive signal CNTRL2 is a direct current component (or a direct current component or a low frequency component). ) Is a control signal corresponding to the AC component.

第1挙動検出器131からの信号は、第1制御部141に備えたローパスフィルタにより処理され、直流成分(または、直流成分ないし低周波数成分)が第1空気圧制御弁121(フラッパー弁)に与えられる。また、第2挙動検出器132からの信号は、第2制御部142に備えたハイパスフィルタにより除去され、直流成分(または、直流成分ないし低周波数成分)を除去した周波数成分が第2空気圧制御弁122(スプール弁)に与えられる。これにより、空気圧制御弁121と空気圧制御弁122とは、異なる動作周波数帯域で動作することになる。   The signal from the first behavior detector 131 is processed by a low-pass filter provided in the first controller 141, and a direct current component (or direct current component or low frequency component) is given to the first pneumatic control valve 121 (flapper valve). It is done. The signal from the second behavior detector 132 is removed by a high-pass filter provided in the second control unit 142, and the frequency component from which the direct current component (or direct current component or low frequency component) is removed is the second pneumatic control valve. 122 (spool valve). Thereby, the air pressure control valve 121 and the air pressure control valve 122 operate in different operating frequency bands.

なお、本実施形態や以下の実施形態において検出器と制御部との間にA/D変換器が設けられ、また、各制御部と空気圧制御弁との間にD/A変換器が設けられることがあるが、説明は省略する。   In this embodiment and the following embodiments, an A / D converter is provided between the detector and the control unit, and a D / A converter is provided between each control unit and the pneumatic control valve. There are cases where explanation is omitted.

本発明では、基本的には第1空気圧制御弁および第2空気圧制御弁は1つであるが、それぞれを複数とすることができる。図2は、第1空気圧制御弁を複数備えた除振装置の応用例を示す説明図である。   In the present invention, the number of the first air pressure control valve and the number of the second air pressure control valves is basically one, but a plurality of them can be provided. FIG. 2 is an explanatory diagram illustrating an application example of a vibration isolation device including a plurality of first pneumatic control valves.

図2において、除振装置1は、第1空気圧制御弁1211,1212,1213,1214および第2空気圧制御弁122を備えており、図2では、第1空気圧制御弁1211,1212,1213,1214も、第2空気圧制御弁122もフラッパー弁である。図示しない空気圧縮機にて加圧された空気は第1減圧弁1711,1712,1713,1714を経由して、第1空気圧制御弁1211,1212,1213,1214に供給され、第2減圧弁172を経由して、第2空気圧制御弁122に供給される。
なお、たとえば、第1空気圧制御弁1211の流量Q1をQ、第1空気圧制御弁1212の流量Q2を2・Q、第1空気圧制御弁1213の流量Q3を3・Q、第1空気圧制御弁1214の流量Q4を4・Qとすることができる。
2, the vibration isolator 1 includes first air pressure control valves 1211, 1212, 1213, and 1214 and a second air pressure control valve 122. In FIG. 2, the first air pressure control valves 1211, 1212, 1213, and 1214 are included. The second pneumatic control valve 122 is also a flapper valve. Air pressurized by an air compressor (not shown) is supplied to the first air pressure control valves 1211, 1212, 1213 and 1214 via the first pressure reducing valves 1711, 1712, 1713 and 1714, and the second pressure reducing valve 172. Is supplied to the second pneumatic control valve 122.
For example, the flow rate Q1 of the first pneumatic control valve 1211 is Q, the flow rate Q2 of the first pneumatic control valve 1212 is 2Q, the flow rate Q3 of the first pneumatic control valve 1213 is 3Q, and the first pneumatic control valve 1214 The flow rate Q4 can be 4 · Q.

図2では、図1の実施形態と同様、制御装置14は第1制御部141と第2制御部142とを備えている。図2において、第1制御部141は、第1挙動検出器131からの信号に基づき、どのように複数の空気圧制御弁を使用するかを決定する。すなわち、第1制御部141は、第1空気圧制御弁1211,1212,1213,1214のうちの1つまたは複数を選択して制御信号CNTRL11,CNTRL12,CNTRL13,CNTRL14の何れか1つまたは複数を送出するようにできる。   In FIG. 2, as in the embodiment of FIG. 1, the control device 14 includes a first control unit 141 and a second control unit 142. In FIG. 2, the first controller 141 determines how to use a plurality of pneumatic control valves based on a signal from the first behavior detector 131. That is, the first control unit 141 selects one or more of the first air pressure control valves 1211, 1212, 1213, and 1214, and sends one or more of the control signals CNTRL11, CNTRL12, CNTRL13, and CNTRL14. You can do that.

図2の除振装置1では、第1空気圧制御弁にフラッパー弁を4つ使用しているので、少ない流入・流出量で定盤80の変位を制御できるときには、小容量の空気圧制御弁を駆動すればよいし、多い流入・流出量で定盤80の変位を制御しなくてはならないときには、大容量の空気圧制御弁を併せて駆動すればよい。   In the vibration isolator 1 of FIG. 2, four flapper valves are used as the first air pressure control valve. Therefore, when the displacement of the surface plate 80 can be controlled with a small amount of inflow / outflow, the small capacity air pressure control valve is driven. If the displacement of the surface plate 80 has to be controlled with a large amount of inflow / outflow, a large capacity pneumatic control valve may be driven together.

第1空気圧制御弁1211の流量Q11をQ、第1空気圧制御弁1212の流量Q12を2・Q、第1空気圧制御弁1213の流量Q13を4・Q、第1空気圧制御弁1214の流量Q14を8・Qとすることもできる。この場合には、第1制御部141は、第1空気圧制御弁1211,1212,1213,1214の1つまたは複数を選択して、対応する制御信号CNTRL11,CNTRL12,CNTRL13,CNTRL14の1つまたは複数を送出するようにできる。これにより、少ない流入・流出量で定盤80の変位を制御できるときには、小容量となるように空気圧制御弁を組み合わせて選択すればよいし、多い流入・流出量で定盤80の変位を制御しなくてはならないときには、大容量となるように空気圧制御弁を組み合わせて選択すればよい。
なお、図2では第1空気圧制御弁が複数である例を説明したが、第2空気圧制御弁が複数であってもよいし、第1空気圧制御弁および第2空気圧制御弁の双方がそれぞれ複数であってもよい。
The flow rate Q11 of the first pneumatic control valve 1211 is Q, the flow rate Q12 of the first pneumatic control valve 1212 is 2 · Q, the flow rate Q13 of the first pneumatic control valve 1213 is 4 · Q, and the flow rate Q14 of the first pneumatic control valve 1214 is It can also be set to 8 · Q. In this case, the first controller 141 selects one or more of the first pneumatic control valves 1211, 1212, 1213, 1214, and one or more of the corresponding control signals CNTRL11, CNTRL12, CNTRL13, CNTRL14. Can be sent out. Thus, when the displacement of the surface plate 80 can be controlled with a small amount of inflow / outflow, a combination of the pneumatic control valves can be selected so as to reduce the capacity, and the displacement of the surface plate 80 can be controlled with a large amount of inflow / outflow. When it is necessary to do so, a pneumatic control valve may be selected in combination so as to have a large capacity.
In addition, although the example which has several 1st pneumatic control valves was demonstrated in FIG. 2, several 2nd pneumatic control valves may be sufficient, and both the 1st pneumatic control valve and the 2nd pneumatic control valve are each plural. It may be.

第2空気圧制御弁が複数の場合には、第2制御部142は、複数の第2空気圧制御弁の何れか1つに所定の周波数帯域の制御信号を送出し、当該第2空気圧制御弁はこの周波数帯域に応じた動作をする。また、第2空気圧制御弁が複数の場合に、第2制御部142は、複数の第2空気圧制御弁の1つまたは2つ以上に異なる周波数帯域の制御信号を送出し、各第2空気圧制御弁はこれらの周波数帯域に応じた動作をすることもできる。   When there are a plurality of second air pressure control valves, the second control unit 142 sends a control signal of a predetermined frequency band to any one of the plurality of second air pressure control valves, and the second air pressure control valve It operates according to this frequency band. In addition, when there are a plurality of second air pressure control valves, the second control unit 142 sends a control signal of a different frequency band to one or more of the plurality of second air pressure control valves, and each second air pressure control valve. The valve can also operate according to these frequency bands.

また、図2の説明では第1空気圧制御弁および第2空気圧制御弁が、ともにフラッパー弁であるとして説明したが、第1空気圧制御弁および第2空気圧制御弁がともにスプール弁であってもよいし、第1空気圧制御弁がフラッパー弁で第2空気圧制御弁がスプール弁であってもよい。   In the description of FIG. 2, both the first air pressure control valve and the second air pressure control valve are described as flapper valves. However, both the first air pressure control valve and the second air pressure control valve may be spool valves. The first air pressure control valve may be a flapper valve and the second air pressure control valve may be a spool valve.

図3は基台の振動の影響を除去する除振装置の実施形態を示す説明図である。図3の除振装置1は、図1における除振装置1に、基台70の振動の影響を除去する除振制御を付加したものであり、基台70に第3挙動検出器133(すなわち、制御対象80の周囲の挙動を検出する検出器であり、図3では加速度センサ)が設けられている。また、第1,第2制御部141,142に加えて、第3挙動検出器133からの信号を取得する第3制御部143が設けられている。図3の第3制御部143は、第3挙動検出器133からの信号をフィードフォワード(F.F.)する。図3では、第3制御部143からの制御信号CNTRL3は、加算器144により、第2制御部142からの制御信号CNTRL2に加算され、第2空気圧制御弁122に送出される。   FIG. 3 is an explanatory view showing an embodiment of a vibration isolation device for removing the influence of vibration of the base. The vibration isolator 1 of FIG. 3 is obtained by adding vibration isolation control for removing the influence of vibration of the base 70 to the vibration isolator 1 of FIG. , A detector for detecting the behavior around the control object 80, and an acceleration sensor in FIG. 3 is provided. In addition to the first and second control units 141 and 142, a third control unit 143 that acquires a signal from the third behavior detector 133 is provided. 3 feeds forward (FF) the signal from the third behavior detector 133. In FIG. 3, the control signal CNTRL 3 from the third control unit 143 is added to the control signal CNTRL 2 from the second control unit 142 by the adder 144 and sent to the second pneumatic control valve 122.

以上のように、図3の除振装置1では、定盤80の動きに基づく第1制御部141,第2制御部142によるフィードバック制御に併せて、基台70から定盤80に伝達する振動の第3制御部143によるフィードフォワード抑制を行い、外部からの振動をより効果的に除去できる。   As described above, in the vibration isolator 1 of FIG. 3, vibration transmitted from the base 70 to the surface plate 80 in conjunction with the feedback control by the first control unit 141 and the second control unit 142 based on the movement of the surface plate 80. The feedforward suppression by the third control unit 143 can be performed, and external vibration can be more effectively removed.

本発明では、基本的には第1空気圧制御弁および第2空気圧制御弁からなるが、第3の制御弁を追加することができる。図4は、図1の除振装置に、第3空気圧制御弁および第3制御部を追加した応用例を示す説明図である。
すなわち、図1における除振装置1に、基台70の振動の影響を除去する除振制御を付加したものであり、基台70に図3と同様の第3挙動検出器133が設けられ、空気圧容器111に第3空気圧制御弁123が設けられ、第3空気圧制御弁123には減圧弁173が接続されている。
Although the present invention basically includes a first air pressure control valve and a second air pressure control valve, a third control valve can be added. FIG. 4 is an explanatory diagram showing an application example in which a third pneumatic control valve and a third control unit are added to the vibration isolation device of FIG.
That is, the vibration isolator 1 in FIG. 1 is added with vibration isolation control for removing the influence of vibration of the base 70, and the base 70 is provided with the third behavior detector 133 similar to FIG. A third air pressure control valve 123 is provided in the air pressure container 111, and a pressure reducing valve 173 is connected to the third air pressure control valve 123.

図4では、第3挙動検出器133からの検出信号は、第3制御部143に送られる。第3制御部143は、第3空気圧制御弁123に制御信号CNTRL3を送出する。これにより、空気圧容器111への流入量および空気圧容器111からの流出量(Q3)がフィードフォワード制御(F.F.)され、外部(周辺装置等)からの振動伝達が抑制される。   In FIG. 4, the detection signal from the third behavior detector 133 is sent to the third control unit 143. The third control unit 143 sends a control signal CNTRL3 to the third pneumatic control valve 123. Thereby, the inflow amount to the pneumatic container 111 and the outflow amount (Q3) from the pneumatic container 111 are feedforward controlled (FF), and vibration transmission from the outside (peripheral device or the like) is suppressed.

図5は定盤に振動発生源(移動ステージ等)が搭載されている場合の除振装置の実施形態を示す説明図である。図5の除振装置1では、定盤80上には、駆動・制御装置52により駆動される振動発生源(移動ステージ等の機器)51が搭載されている。   FIG. 5 is an explanatory diagram showing an embodiment of a vibration isolation device when a vibration source (such as a moving stage) is mounted on a surface plate. In the vibration isolator 1 of FIG. 5, a vibration generation source (device such as a moving stage) 51 driven by a drive / control device 52 is mounted on the surface plate 80.

制御装置14は、第1制御部141と第2制御部142と第3制御部143と加算器144と振動発生源情報取得部145とを備えている。図5では、第1挙動検出器131からの信号(変位信号)は第1制御部141に、第2挙動検出器132からの信号(振動信号)は第2制御部142に入力され、第1制御部141からの制御信号と、第2制御部142からの制御信号は、加算器144により加算され、CNTRL1として第1空気圧制御弁121に送出される。   The control device 14 includes a first control unit 141, a second control unit 142, a third control unit 143, an adder 144, and a vibration source information acquisition unit 145. In FIG. 5, a signal (displacement signal) from the first behavior detector 131 is input to the first controller 141, and a signal (vibration signal) from the second behavior detector 132 is input to the second controller 142. The control signal from the control unit 141 and the control signal from the second control unit 142 are added by the adder 144 and sent to the first pneumatic control valve 121 as CNTRL1.

また、振動発生源情報取得部145は、駆動・制御装置52における駆動情報INFを取得して第3制御部143に送出する。駆動情報INFは、たとえば、駆動・制御装置52のモニタ情報(電圧値や電流値、電圧や電流のタイミング等の振動発生源情報:デジタル信号またはアナログ信号)であってもよいし、振動発生源51から取得した変位情報、振動情報(デジタル信号またはアナログ信号)であってもよい。なお、図5では振動発生源情報取得部145は制御装置14の一部として示してあるが、制御装置14とは別々に構成することができる。
第3制御部143からの信号、すなわちフィードフォワード制御信号は、制御信号CNTRL2として、第2空気圧制御弁122に送出される。
Further, the vibration source information acquisition unit 145 acquires the drive information INF in the drive / control device 52 and sends it to the third control unit 143. The drive information INF may be, for example, monitor information of the drive / control device 52 (vibration generation source information such as voltage value, current value, voltage and current timing: digital signal or analog signal), or vibration generation source. The displacement information and vibration information (digital signal or analog signal) acquired from 51 may be sufficient. In FIG. 5, the vibration source information acquisition unit 145 is illustrated as a part of the control device 14, but can be configured separately from the control device 14.
A signal from the third control unit 143, that is, a feedforward control signal is sent to the second pneumatic control valve 122 as a control signal CNTRL2.

図5でも、第1空気圧制御弁121は、常時排気を行う小流量型空気圧制御弁であり、典型的にはフラッパー弁である。また、第2空気圧制御弁122は、駆動時のみ給排気を行う大流量型空気圧制御弁であり、典型的にはスプール弁である。図5の除振装置1では、振動発生源51から定盤80への振動伝達が抑制される。   Also in FIG. 5, the first air pressure control valve 121 is a small flow rate air pressure control valve that constantly exhausts, and is typically a flapper valve. The second air pressure control valve 122 is a large flow rate air pressure control valve that supplies and exhausts air only during driving, and is typically a spool valve. In the vibration isolator 1 of FIG. 5, vibration transmission from the vibration source 51 to the surface plate 80 is suppressed.

図6は定盤に振動発生源が搭載され、かつ基台の振動の影響を除去できる除振装置の実施形態の説明図である。
図6の除振装置1は、図5の除振装置1に、基台70の振動を除去する除振制御を付加したものであり、基台70に第3挙動検出器133(本実施形態では加速度センサ)が設けられている。また、制御装置14は、第1制御部141、第2制御部142、第3制御部143、加算器144に加えて、振動発生源情報取得部145、および第4制御部146を含んでいる。第4制御部146は、第3挙動検出器133からの信号を取得してフィードフォワード制御信号を生成する。第1制御部141、第2制御部142および第4制御部146からの信号は、加算器144により加算され、制御信号CNTRL1として、第1空気圧制御弁121に送出される。
FIG. 6 is an explanatory diagram of an embodiment of a vibration isolation device in which a vibration generating source is mounted on a surface plate and the influence of vibration of the base can be removed.
The vibration isolator 1 in FIG. 6 is obtained by adding vibration isolation control for removing vibration of the base 70 to the vibration isolator 1 in FIG. 5, and a third behavior detector 133 (this embodiment) is added to the base 70. , An acceleration sensor) is provided. The control device 14 includes a vibration source information acquisition unit 145 and a fourth control unit 146 in addition to the first control unit 141, the second control unit 142, the third control unit 143, and the adder 144. . The fourth control unit 146 acquires a signal from the third behavior detector 133 and generates a feedforward control signal. Signals from the first control unit 141, the second control unit 142, and the fourth control unit 146 are added by the adder 144, and are sent to the first pneumatic control valve 121 as a control signal CNTRL1.

振動発生源情報取得部145は、駆動・制御装置52における駆動情報INFを取得して第3制御部143に送出する。第3制御部143は、制御信号CNTRL2を第2空気圧制御弁122に送出する。
以上の各実施形態では、空気圧容器111の制御について説明したが、前述したように、空気圧容器112の制御も空気圧容器111の制御と実質上同じである。ただし、水平方向の除振を行う空気圧容器112について、従来の手法(空気圧制御弁として、フラッパー弁のみを使用する)を適用してもよい。
The vibration source information acquisition unit 145 acquires drive information INF in the drive / control device 52 and sends it to the third control unit 143. The third control unit 143 sends a control signal CNTRL2 to the second pneumatic control valve 122.
In each of the above embodiments, the control of the pneumatic container 111 has been described, but as described above, the control of the pneumatic container 112 is substantially the same as the control of the pneumatic container 111. However, a conventional technique (using only a flapper valve as a pneumatic control valve) may be applied to the pneumatic container 112 that performs vibration isolation in the horizontal direction.

図7(A)の配置図に示すように、通常、除振装置1は、X方向に駆動する2の空気圧容器112A,112Cと、Y方向に駆動する2つの空気圧容器112B,112Dとが、水平方向について動作し、定盤80をXY方向に移動させ、かつZ軸を中心に回転させるように設けられている。なお、図7(A)では、空気圧容器は、定盤80の側面の隅の位置にそれぞれ他の空気圧容器と隣接しないように配置されているが、隣接して配置する場合もある。
また、定盤80の下面に設けられた4つの空気圧容器111A,111B,111C,111Dがそれぞれ鉛直方向に動作し、定盤80をZ方向に移動させ、かつX軸やY軸を中心に回転させるように設けられている。したがって、図7(A)のX,Y,Z軸方向の3自由度およびX,Y,Z軸の回転の3自由度(φX,φY,φZ)の合計6自由度による制御を行うことができる。
As shown in the layout diagram of FIG. 7A, the vibration isolator 1 normally includes two pneumatic containers 112A and 112C that are driven in the X direction and two pneumatic containers 112B and 112D that are driven in the Y direction. It operates in the horizontal direction, and is provided to move the surface plate 80 in the XY directions and rotate around the Z axis. In FIG. 7A, the pneumatic containers are arranged so as not to be adjacent to other pneumatic containers at the corners of the side surface of the surface plate 80, but may be arranged adjacent to each other.
In addition, the four pneumatic containers 111A, 111B, 111C, and 111D provided on the lower surface of the surface plate 80 operate in the vertical direction, move the surface plate 80 in the Z direction, and rotate around the X axis and the Y axis. It is provided to let you. Therefore, the control with the total 6 degrees of freedom of the three degrees of freedom in the X, Y, and Z axis directions and the three degrees of freedom of rotation of the X, Y, and Z axes (φ X , φ Y , φ Z ) in FIG. It can be carried out.

なお、本発明では第1挙動検出器131、第2挙動検出器132、第3挙動検出器133および振動発生源情報取得部145からの各信号の一部を、1空気圧制御弁121(フラッパー弁)に送出し、残りを第2空気圧制御弁122(スプール弁)にしている。1空気圧制御弁121に送る信号と、第2空気圧制御弁122に送る信号の組み合わせは適宜選択できる。   In the present invention, a part of each signal from the first behavior detector 131, the second behavior detector 132, the third behavior detector 133, and the vibration source information acquisition unit 145 is converted into one pneumatic control valve 121 (a flapper valve). ), And the remainder is the second air pressure control valve 122 (spool valve). A combination of a signal sent to the first pneumatic control valve 121 and a signal sent to the second pneumatic control valve 122 can be selected as appropriate.

図7(B)は、図1の除振装置1に使用される空気圧容器111(または112)の一例を示す説明図である。図7(B)の空気圧容器111(112)は、容器部Hと、容器部H内に収容されたゴム膜Rとからなる。図7(B)では、第1空気圧制御弁121(フラッパー弁)および第2空気圧制御弁122(スプール弁)の径がそれぞれ2φ,供給圧は0.3MPaの場合を示してあるが、供給圧または空気圧制御弁の径は異なっていてもよい。   FIG. 7B is an explanatory diagram showing an example of the pneumatic container 111 (or 112) used in the vibration isolation device 1 of FIG. A pneumatic container 111 (112) in FIG. 7B includes a container part H and a rubber film R accommodated in the container part H. FIG. 7B shows a case where the diameters of the first air pressure control valve 121 (flapper valve) and the second air pressure control valve 122 (spool valve) are 2φ and the supply pressure is 0.3 MPa, respectively. Or the diameter of the pneumatic control valve may be different.

以下、空気圧容器に接続される空気圧制御弁が2つの場合の代表的な構成について示す。本発明では、空気圧制御弁が2つの場合には、機構および動作特性が同一(2つの空気圧制御弁の構成が全く同一)であってもよいし、機構および動作特性の少なくとも一方が異なっていてもよい。ここでいう、「動作特性」は、入出力特性(電圧/力特性),応答特性等である。空気圧制御弁のノズル径あるいは管路径が異なる場合や、供給圧が異なる場合にも動作特性が異なることになる。   Hereinafter, a typical configuration in the case where two pneumatic control valves are connected to the pneumatic container will be described. In the present invention, when there are two pneumatic control valves, the mechanism and the operating characteristics may be the same (the configuration of the two pneumatic control valves is exactly the same), or at least one of the mechanism and the operating characteristics is different. Also good. As used herein, “operation characteristics” are input / output characteristics (voltage / force characteristics), response characteristics, and the like. When the nozzle diameter or pipe diameter of the pneumatic control valve is different, or when the supply pressure is different, the operation characteristics are different.

図8(A)は、第1空気圧制御弁121および第2空気圧制御弁122がともにフラッパー弁であり機構は同じである。第1空気圧制御弁121と第2空気圧制御弁122のノズル径は同じ(2φ)であるが、第1空気圧制御弁121の供給圧が0.6MPa、第2空気圧制御弁122の供給圧が0.3MPaと異なっているので、互いに動作特性は異なる。   In FIG. 8A, the first air pressure control valve 121 and the second air pressure control valve 122 are both flapper valves, and the mechanism is the same. The nozzle diameters of the first air pressure control valve 121 and the second air pressure control valve 122 are the same (2φ), but the supply pressure of the first air pressure control valve 121 is 0.6 MPa, and the supply pressure of the second air pressure control valve 122 is 0. Since it is different from 3 MPa, the operation characteristics are different from each other.

図8(B)は、第1空気圧制御弁121および第2空気圧制御弁122がともにフラッパー弁であり機構は同じである。第1空気圧制御弁121と第2空気圧制御弁122の供給圧は同じ(0.6MPa)であるが、第1空気圧制御弁121のノズル径が2φ、第2空気圧制御弁122のノズル径が10φと異なっているので、互いに動作特性は異なる。   In FIG. 8B, the first air pressure control valve 121 and the second air pressure control valve 122 are both flapper valves, and the mechanism is the same. The supply pressures of the first air pressure control valve 121 and the second air pressure control valve 122 are the same (0.6 MPa), but the nozzle diameter of the first air pressure control valve 121 is 2φ and the nozzle diameter of the second air pressure control valve 122 is 10φ. Therefore, the operation characteristics are different from each other.

図8(C)は、第1空気圧制御弁121および第2空気圧制御弁122がともにスプール弁であり機構は同じである。第1空気圧制御弁121と第2空気圧制御弁122のノズル径は同じ(2φ)であるが、第1空気圧制御弁121の供給圧が0.6MPa、第2空気圧制御弁122の供給圧が0.3MPaと異なっているので、互いに動作特性は異なる。   In FIG. 8C, the first air pressure control valve 121 and the second air pressure control valve 122 are both spool valves, and the mechanism is the same. The nozzle diameters of the first air pressure control valve 121 and the second air pressure control valve 122 are the same (2φ), but the supply pressure of the first air pressure control valve 121 is 0.6 MPa, and the supply pressure of the second air pressure control valve 122 is 0. Since it is different from 3 MPa, the operation characteristics are different from each other.

図8(D)は、第1空気圧制御弁121および第2空気圧制御弁122がともにスプール弁であり機構は同じである。第1空気圧制御弁121と第2空気圧制御弁122の供給圧は同じ(0.6MPa)であるが、第1空気圧制御弁121のノズル径が2φ、第2空気圧制御弁122のノズル径が10φと異なっているので、互いに動作特性は異なる。   In FIG. 8D, the first air pressure control valve 121 and the second air pressure control valve 122 are both spool valves, and the mechanism is the same. The supply pressures of the first air pressure control valve 121 and the second air pressure control valve 122 are the same (0.6 MPa), but the nozzle diameter of the first air pressure control valve 121 is 2φ and the nozzle diameter of the second air pressure control valve 122 is 10φ. Therefore, the operation characteristics are different from each other.

本発明の空気圧式除振装置の一実施形態の説明図である。It is explanatory drawing of one Embodiment of the pneumatic vibration isolator of this invention. 第1空気圧制御弁が複数の場合の本発明の空気圧式除振装置の応用例の説明図である。It is explanatory drawing of the application example of the pneumatic vibration isolator of this invention in case there are multiple 1st pneumatic control valves. 基台の振動を検出してフィードフォワードする本発明の空気圧式除振装置の実施形態の説明図である。It is explanatory drawing of embodiment of the pneumatic vibration isolator of this invention which detects the vibration of a base and feeds forward. 基台の振動を検出してフィードフォワードする本発明の空気圧式除振装置の応用例の説明図である。It is explanatory drawing of the application example of the pneumatic vibration isolator of this invention which detects the vibration of a base and feeds forward. 定盤上の振動発生源の情報を取得してフィードフォワードする本発明の空気圧式除振装置の他の実施形態の説明図である。It is explanatory drawing of other embodiment of the pneumatic vibration isolator of this invention which acquires the information of the vibration generation source on a surface plate, and feeds forward. 基台の振動を検出してフィードフォワードするとともに、定盤上の振動発生源の情報を取得してフィードフォワードする本発明の空気圧式除振装置の他の実施形態の説明図である。It is explanatory drawing of other embodiment of the pneumatic vibration isolator of this invention which detects the vibration of a base, feeds forward, acquires the information of the vibration generation source on a surface plate, and feeds forward. (A)は定盤および定盤に設けられた空気圧容器の配置を示す図であり、(B)は、 図7(B)は、図1の除振装置1に使用される空気圧容器11の一例を示す説明図である。(A) is a figure which shows arrangement | positioning of the pneumatic container provided in the surface plate and the surface plate, (B) is FIG.7 (B) is a figure of the pneumatic container 11 used for the vibration isolator 1 of FIG. It is explanatory drawing which shows an example. 空気圧容器に設けられた第1空気圧制御弁および第2空気圧制御弁の機構が同じ場合を示す説明図であり、(A)はフラッパー弁の供給圧が異なる例を示す説明図、(B)はフラッパー弁のノズル径が異なる例を示す説明図、(C)はスプール弁の供給圧が異なる例を示す説明図、(D)はスプール弁のノズル径が異なる例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the case where the mechanism of the 1st pneumatic control valve provided in the pneumatic container and the 2nd pneumatic control valve are the same, (A) is explanatory drawing which shows the example from which the supply pressure of a flapper valve differs, (B) is FIG. 4C is an explanatory view showing an example in which the nozzle diameter of the flapper valve is different; FIG. 8C is an explanatory view showing an example in which the supply pressure of the spool valve is different; and FIG. 従来の、空気圧式除振装置の一例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows an example of the conventional pneumatic vibration isolator. 従来の、空気圧式除振装置の他の例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the other example of the conventional pneumatic vibration isolator. フラッパー弁の動作説明図であり、(A)ノズルの吸気ポートが全開とされている様子を、(B)はノズルの吸気ポートが半開とされている様子を、(C)はノズルの吸気ポート側が全閉されている様子を示す図である。It is operation | movement explanatory drawing of a flapper valve, (A) The mode that the intake port of the nozzle is fully opened, (B) is the mode that the intake port of the nozzle is half-opened, (C) is the intake port of the nozzle It is a figure which shows a mode that the side is fully closed. スプール弁の動作説明図であり、(A)は吸気ポートから制御ポートに空気を流している様子を示し、(B)はスプールが中立点にあり吸気ポートも排気ポートも閉状態になっている様子を示し、(C)は制御ポートから吸気ポートに空気を流している様子を示す図である。It is an operation explanatory view of a spool valve, (A) shows a state in which air is flowing from the intake port to the control port, and (B) is a neutral point of the spool, and both the intake port and the exhaust port are closed. (C) is a figure which shows a mode that air is flowing from the control port to the intake port.

符号の説明Explanation of symbols

1 除振装置
14 制御装置
51 振動発生源
52 振動発生源の駆動・制御装置
70 基台
80 定盤
111,111A,111B,111C,111D 鉛直に動作する空気圧容器
112,112A,112B,112C,112D 水平に動作する空気圧容器
121,1211,1212,1213,1214 第1空気圧制御弁
122 第2空気圧制御弁
123 第3空気圧制御弁
131 第1挙動検出器
132 第2挙動検出器
133 第3挙動検出器
141 第1制御部
142 第2制御部
143 第3制御装置
144 加算器
145 振動発生源情報取得部
146 第3制御装置
171 第1減圧弁
172 第2減圧弁
173 第3減圧弁
CNTL,CNTL1,CNTL2,CNTL3 制御信号
H 容器部
PA,PB,PC ポート
R ゴム膜
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Vibration isolator 14 Control apparatus 51 Vibration generation source 52 Drive / control apparatus of a vibration generation source 70 Base 80 Surface plate 111,111A, 111B, 111C, 111D Pneumatic container 112,112A, 112B, 112C, 112D which operate | moves vertically Horizontally operated pneumatic containers 121, 1211, 1212, 1213, 1214 First pneumatic control valve 122 Second pneumatic control valve 123 Third pneumatic control valve 131 First behavior detector 132 Second behavior detector 133 Third behavior detector 141 First Control Unit 142 Second Control Unit 143 Third Control Unit 144 Adder 145 Vibration Source Information Acquisition Unit 146 Third Control Unit 171 First Pressure Reduction Valve 172 Second Pressure Reduction Valve 173 Third Pressure Reduction Valve CNTL, CNTL1, CNTL2 , CNTL3 Control signal H Container part PA, PB, PC port R Rubber

Claims (4)

内部圧力によって伸縮可能な少なくとも1つの空気圧容器と、
前記空気圧容器の前記内部圧力の作用と、重力あるいは鉛直方向外力および/または水平方向外力とがバランスし、鉛直方向および/または水平方向に位置決めされる質量体と、
前記空気圧容器に接続された第1の空気圧制御弁と第2の空気圧制御弁と、
を有し、
前記第1の空気圧制御弁と前記第2の空気圧制御弁を動作させ、前記空気圧容器に供給される圧縮空気の流量を変化させることで、前記質量体の振動を減少させるように前記空気圧力容器の内部空気圧を制御する空気圧式除振装置において、
前記第1の空気圧弁には前記質量体の鉛直位置および/または前記水平方向位置を制御する信号が入力され、
前記第2の空気圧制御弁には前記質量体の振動を減少させる信号が入力されることを特徴とする空気圧式除振装置。
At least one pneumatic container that can be expanded and contracted by internal pressure;
A mass body that balances the action of the internal pressure of the pneumatic container with gravity or a vertical external force and / or a horizontal external force, and is positioned in the vertical direction and / or the horizontal direction;
A first pneumatic control valve and a second pneumatic control valve connected to the pneumatic container;
Have
Operating the first pneumatic control valve and the second pneumatic control valve to change the flow rate of compressed air supplied to the pneumatic container, thereby reducing the vibration of the mass body. In the pneumatic vibration isolator that controls the internal air pressure of
A signal for controlling a vertical position and / or a horizontal position of the mass body is input to the first pneumatic valve,
A pneumatic vibration isolator, wherein a signal for reducing vibration of the mass body is input to the second pneumatic control valve.
さらに、前記質量体に接続され、直接力学的影響を及ぼす装置と、前記装置の挙動を検出する挙動検出器または前記質量体に前記空気圧容器を介して力学的影響を及ぼす周辺挙動を検出する挙動検出器を備え、
前記装置の挙動を検出する挙動検出器または前記周辺挙動検出器からの信号に基づき前記第1の空気圧制御弁または前記第2の空気圧制御弁に制御信号を送出し、前記空気圧容器の内部圧力を操作する、
ことを特徴とする請求項1に記載の空気圧式除振装置。
Further, a device connected to the mass body and directly exerting a mechanical effect, a behavior detector for detecting the behavior of the device, or a behavior for detecting a peripheral behavior that mechanically affects the mass body via the pneumatic container Equipped with a detector,
A control signal is sent to the first pneumatic control valve or the second pneumatic control valve based on a signal from a behavior detector that detects the behavior of the device or the peripheral behavior detector, and the internal pressure of the pneumatic container is reduced. Manipulate,
The pneumatic vibration isolator according to claim 1.
さらに、前記質量体に接続され、直接力学的影響を及ぼす装置と、前記装置の挙動を検出する挙動検出器および前記質量体に前記空気圧容器を介して力学的影響を及ぼす周辺挙動を検出する挙動検出器を備え、
前記装置の挙動を検出する挙動検出器および前記周辺挙動検出器からの信号に基づき前記第1の空気圧制御弁および前記第2の空気圧制御弁の何れかに制御信号を送出し、前記空気圧容器の内部圧力を操作する、
ことを特徴とする請求項1に記載の空気圧式除振装置。
Furthermore, a device connected to the mass body and directly exerting a mechanical effect, a behavior detector for detecting the behavior of the device, and a behavior for detecting a peripheral behavior that mechanically affects the mass body via the pneumatic container Equipped with a detector,
A control signal is sent to either the first pneumatic control valve or the second pneumatic control valve based on signals from a behavior detector for detecting the behavior of the device and the peripheral behavior detector, Manipulate internal pressure,
The pneumatic vibration isolator according to claim 1.
前記空気圧制御弁の一方がノズルフラッパ弁であり、他方がスプール弁である
ことを特徴とする請求項1から請求項3の何れかに記載の空気圧式除振装置。
The pneumatic vibration isolator according to any one of claims 1 to 3, wherein one of the pneumatic control valves is a nozzle flapper valve and the other is a spool valve.
JP2007312721A 2007-12-03 2007-12-03 Pneumatic vibration isolator Active JP5051450B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2007312721A JP5051450B2 (en) 2007-12-03 2007-12-03 Pneumatic vibration isolator

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2007312721A JP5051450B2 (en) 2007-12-03 2007-12-03 Pneumatic vibration isolator

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2009138775A true JP2009138775A (en) 2009-06-25
JP5051450B2 JP5051450B2 (en) 2012-10-17

Family

ID=40869598

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2007312721A Active JP5051450B2 (en) 2007-12-03 2007-12-03 Pneumatic vibration isolator

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP5051450B2 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2011074179A1 (en) * 2009-12-18 2011-06-23 オイレス工業株式会社 Active dynamic vibration absorbing device
CN106286695A (en) * 2016-09-14 2017-01-04 中国电子工程设计院 A kind of air spring vibration isolation platform control system

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06147256A (en) * 1991-05-07 1994-05-27 Tokkyo Kiki Kk Control method for vibration eliminating mount
JPH10169701A (en) * 1996-12-06 1998-06-26 Canon Inc Active vibration resistant device
JPH11257419A (en) * 1998-03-12 1999-09-21 Fujita Corp Active type vibration eliminating device
JP2007107604A (en) * 2005-10-13 2007-04-26 Rikogaku Shinkokai Vibration resistant device, and vibration resistant method
JP2007298102A (en) * 2006-04-28 2007-11-15 Rikogaku Shinkokai Gas spring type vibration resistant device and control method for the device

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06147256A (en) * 1991-05-07 1994-05-27 Tokkyo Kiki Kk Control method for vibration eliminating mount
JPH10169701A (en) * 1996-12-06 1998-06-26 Canon Inc Active vibration resistant device
JPH11257419A (en) * 1998-03-12 1999-09-21 Fujita Corp Active type vibration eliminating device
JP2007107604A (en) * 2005-10-13 2007-04-26 Rikogaku Shinkokai Vibration resistant device, and vibration resistant method
JP2007298102A (en) * 2006-04-28 2007-11-15 Rikogaku Shinkokai Gas spring type vibration resistant device and control method for the device

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2011074179A1 (en) * 2009-12-18 2011-06-23 オイレス工業株式会社 Active dynamic vibration absorbing device
JP2011127724A (en) * 2009-12-18 2011-06-30 Oiles Corp Active type dynamic vibration absorber
US8484910B2 (en) 2009-12-18 2013-07-16 Oiles Corporation Active dynamic vibration absorber
CN106286695A (en) * 2016-09-14 2017-01-04 中国电子工程设计院 A kind of air spring vibration isolation platform control system

Also Published As

Publication number Publication date
JP5051450B2 (en) 2012-10-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5107575B2 (en) Active vibration isolation actuator configuration with inertial reference mass
JP5867992B2 (en) Improved active vibration isolation system
JP3825869B2 (en) Active vibration isolator
JP4805872B2 (en) Active vibration isolation system with combined position actuator
JP4192996B1 (en) Unbalance correction device for high-speed rotating equipment
EP2098750B1 (en) Vibration suppression apparatus, exposure apparatus, and method of manufacturing device
JP6587487B2 (en) Active vibration isolator and sensor installation method
JP5051450B2 (en) Pneumatic vibration isolator
JP2002242983A (en) Active vibration resistant system
JP2007155038A (en) Vibration control device
JP2007502095A (en) Lorentz motor control system for payload
JPH0783276A (en) Control device of vertical air spring type vibration eliminating board
JP2011051078A (en) Positioning stage
JP2005273904A (en) Vibration-preventing system
JP5242943B2 (en) Active vibration isolator
TWI802630B (en) Active vibration isolating device
JP2006177437A (en) Air balance structure
JP2008057781A (en) Active oscillation isolation system by means of hysteresis-free pneumatic bearing
JP2729378B2 (en) Active control precision vibration suppression method, actuator using the method, and vibration suppression table
JP2005069303A (en) Pneumatic control type vibration isolator
JP4446855B2 (en) Active attitude control device
JP2008111507A (en) Vibration eliminating device
JP2009071930A (en) Current drive type actuator drive control unit
JP2017207928A (en) Vibration control device
CN100465473C (en) Actuator arrangement for active vibration isolation comprising an inertial reference mass

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20101130

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20101228

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20111115

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20111117

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20120116

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20120703

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20120711

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 5051450

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20150803

Year of fee payment: 3

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250