JPH0452811A - 精密除振台 - Google Patents
精密除振台Info
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- JPH0452811A JPH0452811A JP15706690A JP15706690A JPH0452811A JP H0452811 A JPH0452811 A JP H0452811A JP 15706690 A JP15706690 A JP 15706690A JP 15706690 A JP15706690 A JP 15706690A JP H0452811 A JPH0452811 A JP H0452811A
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- signal
- vibration
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- electronic circuit
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- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 18
- 238000002955 isolation Methods 0.000 claims description 26
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 4
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 abstract 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 7
- 230000004044 response Effects 0.000 description 7
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 2
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 2
- 101100074187 Caenorhabditis elegans lag-1 gene Proteins 0.000 description 1
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 1
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 1
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Landscapes
- Vibration Prevention Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野］
本発明は精密除振台に係り、特にゲインと位相の制御を
それぞれ独立に可能にした精密除振台に関する。
それぞれ独立に可能にした精密除振台に関する。
［従来の技術］
電子ビームを応用した電子顕微鏡、ホログラフィ−装置
、ステッパー等のＬＳＩ製造装置等の精密機器は除振台
上に搭載して使用されている。
、ステッパー等のＬＳＩ製造装置等の精密機器は除振台
上に搭載して使用されている。
この除振台としては、基礎または床である設置面からの
振動を減衰すると共に、精密機器自身の自励や除振台定
盤の固有振動等による振動を減衰するよう、定盤のＸ軸
、Ｙ軸、Ｚ軸方向の各運動成分をそれぞれ検知して、各
方向の運動成分に対応して逆位相に能動制動子を作動さ
せ、能動的に除振する能動除振台が使用されるようにな
っている（米国特許第４７９６８７３号、特開昭６１−
２２４０１５号公報）。
振動を減衰すると共に、精密機器自身の自励や除振台定
盤の固有振動等による振動を減衰するよう、定盤のＸ軸
、Ｙ軸、Ｚ軸方向の各運動成分をそれぞれ検知して、各
方向の運動成分に対応して逆位相に能動制動子を作動さ
せ、能動的に除振する能動除振台が使用されるようにな
っている（米国特許第４７９６８７３号、特開昭６１−
２２４０１５号公報）。
この能動除振台においては、第７図に示されるように、
精密機器８を搭載した定盤５を、設置面９から、粘性制
動子７および空気ばねのような弾性ばね６から成る受動
制動子で支持すると共に、定盤５に取り付けられたセン
サ３０により定盤５の振動を検知し、このセンサ３０の
信号を、電子回路１０により処理して、定盤５に生じた
振動と逆位相の振動を加振するよう能動制御手段４０を
作動させ、速やかな除振を行なっている。
精密機器８を搭載した定盤５を、設置面９から、粘性制
動子７および空気ばねのような弾性ばね６から成る受動
制動子で支持すると共に、定盤５に取り付けられたセン
サ３０により定盤５の振動を検知し、このセンサ３０の
信号を、電子回路１０により処理して、定盤５に生じた
振動と逆位相の振動を加振するよう能動制御手段４０を
作動させ、速やかな除振を行なっている。
［発明が解決すべき課題］
ところで、従来の除振台では、除振台の定盤５の共振周
波数ｆがｆ＝８０Ｈｚ、除振台の空気ばねの共振周波数
ｆかｆ＝２．５Ｈｚ近傍のとき（第４図）、センサ３０
により検知された信号を、アンプとローパスフィルタか
ら成る電子回路１０により処理して、定盤５に生じた振
動と逆位相の振動を加振するよう能動制御手段４０を作
動させ、速やかな除振を行ないたいが、ローパスフィル
タにより第５図に示されるように定盤５の共振周波数ｆ
＝８０Ｈｚ以上の振動を取除こうとすると、除振台の空
気ばねの共振周波数ｆ＝２．５ＨｚのゲインＧも第６図
に示されるように下がり、逆位相の振動を加振するフィ
ードバック制御ができなくなるという難点があった。
波数ｆがｆ＝８０Ｈｚ、除振台の空気ばねの共振周波数
ｆかｆ＝２．５Ｈｚ近傍のとき（第４図）、センサ３０
により検知された信号を、アンプとローパスフィルタか
ら成る電子回路１０により処理して、定盤５に生じた振
動と逆位相の振動を加振するよう能動制御手段４０を作
動させ、速やかな除振を行ないたいが、ローパスフィル
タにより第５図に示されるように定盤５の共振周波数ｆ
＝８０Ｈｚ以上の振動を取除こうとすると、除振台の空
気ばねの共振周波数ｆ＝２．５ＨｚのゲインＧも第６図
に示されるように下がり、逆位相の振動を加振するフィ
ードバック制御ができなくなるという難点があった。
これを解決するために、第８図に示すように電子回路１
０に進み遅れ回路（ｌａｇ １ｅａｄ回路）を用いて、
ｆ＝８０Ｈｚ近傍のゲインＧを下げる方法もある。
０に進み遅れ回路（ｌａｇ １ｅａｄ回路）を用いて、
ｆ＝８０Ｈｚ近傍のゲインＧを下げる方法もある。
この電子回路１０の進み遅れ回路（ｌａｇ １ｅａｄ回
路）は、２個のオペアンプ２５．２６と、４個の抵抗Ｒ
１１、Ｒ１２、Ｒ６１、Ｒ６□と、２個のコンデンサＣ
１、Ｃ２とから構成されている。この進み遅れ回路（ｌ
ａｇ １ｅａｄ回路）ではゲインを変えると位相も変化
し、位相を変えるとゲインも同時に変化してしまい、能
動制御の調整が非常に煩瑣となり、経験に頼らざるをえ
なかった。
路）は、２個のオペアンプ２５．２６と、４個の抵抗Ｒ
１１、Ｒ１２、Ｒ６１、Ｒ６□と、２個のコンデンサＣ
１、Ｃ２とから構成されている。この進み遅れ回路（ｌ
ａｇ １ｅａｄ回路）ではゲインを変えると位相も変化
し、位相を変えるとゲインも同時に変化してしまい、能
動制御の調整が非常に煩瑣となり、経験に頼らざるをえ
なかった。
［発明の目的コ
本発明は上記の点を解決するためになされたもので、ゲ
インと位相の制御をそれぞれ独立に可能にした精密除振
台を提供することを目的とする。
インと位相の制御をそれぞれ独立に可能にした精密除振
台を提供することを目的とする。
［課題を解決するための手段］
上記の目的を達成するために、本発明による精密除振台
は、定盤と、定盤の振動を検出するセンサと、センサの
信号を処理し定盤の振動を制御する信号を出力する電子
回路と、電子回路の出力信号により定盤の振動を能動制
御する能動制御手段とを備え、電子回路が、センサで検
出された振動をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換手段
と、Ａ／Ｄ変換手段で変換されたデジタル信号を入力さ
れ、信号の周波数帯域に応じて選択的に振動と逆位相の
デジタル信号を出力するマイクロコンピュータと、マイ
クロコンピュータから人力された逆位相のデジタル信号
をアナログ信号に変換して出力するＤ／Ａ変換手段とか
ら成るものである。
は、定盤と、定盤の振動を検出するセンサと、センサの
信号を処理し定盤の振動を制御する信号を出力する電子
回路と、電子回路の出力信号により定盤の振動を能動制
御する能動制御手段とを備え、電子回路が、センサで検
出された振動をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換手段
と、Ａ／Ｄ変換手段で変換されたデジタル信号を入力さ
れ、信号の周波数帯域に応じて選択的に振動と逆位相の
デジタル信号を出力するマイクロコンピュータと、マイ
クロコンピュータから人力された逆位相のデジタル信号
をアナログ信号に変換して出力するＤ／Ａ変換手段とか
ら成るものである。
［実施例］
以下、本発明による精密除振台の好ましい実施例を図面
を用いて詳述する。
を用いて詳述する。
第１図に示されるように、本発明による精密除振台は、
粘性制動子７と空気ばねのような弾性ばね６に支持され
る定盤５と、定盤５の振動を検出するセンサ３と、セン
サ３の出力波形を検出する波形発生器２と、センサ３の
出力信号をデジタル信号化してフーリエ変換し、そのデ
ータに基づいてアナログ信号を出力させる電子回路１と
、電子回路１の出力信号により駆動されて定盤５の振動
を能動制御する能動制御手段４とを備えている。
粘性制動子７と空気ばねのような弾性ばね６に支持され
る定盤５と、定盤５の振動を検出するセンサ３と、セン
サ３の出力波形を検出する波形発生器２と、センサ３の
出力信号をデジタル信号化してフーリエ変換し、そのデ
ータに基づいてアナログ信号を出力させる電子回路１と
、電子回路１の出力信号により駆動されて定盤５の振動
を能動制御する能動制御手段４とを備えている。
第２図に示されるように、電子回路１は位相・ゲイン補
正回路であり、センサ３が検出した振動をデジタル信号
に変換するＡ／Ｄ変換手段１２と、Ａ／Ｄ変換手段１２
で変換されたデジタル信号を入力され、信号の周波数帯
域に応じて選択的に振動と逆位相のデジタル信号を出力
するマイクロコンピュータ１１と、マイクロコンピュー
タ１１がら入力された逆位相のデジタル信号をアナログ
信号に変換して出力するＤ／Ａ変換手段１３とから成る
。マイクロコンピュータ１１は、予め測定して成る後述
するオーブンループにおいて、公知のＦＦＴ（高速フー
リエ変換）回路と、この回路から得られ、ネガティブフ
ィードバック制御理論に基づいた所定の約５０’等のフ
ェーズゲインおよび−５ｄＢ以上等ゲインマージンを出
力するとともに、後述の角スペクトラムの応答ゲインお
よび応答位相の表を形成するＣＰＵＩ １ ａを具備し
ている。
正回路であり、センサ３が検出した振動をデジタル信号
に変換するＡ／Ｄ変換手段１２と、Ａ／Ｄ変換手段１２
で変換されたデジタル信号を入力され、信号の周波数帯
域に応じて選択的に振動と逆位相のデジタル信号を出力
するマイクロコンピュータ１１と、マイクロコンピュー
タ１１がら入力された逆位相のデジタル信号をアナログ
信号に変換して出力するＤ／Ａ変換手段１３とから成る
。マイクロコンピュータ１１は、予め測定して成る後述
するオーブンループにおいて、公知のＦＦＴ（高速フー
リエ変換）回路と、この回路から得られ、ネガティブフ
ィードバック制御理論に基づいた所定の約５０’等のフ
ェーズゲインおよび−５ｄＢ以上等ゲインマージンを出
力するとともに、後述の角スペクトラムの応答ゲインお
よび応答位相の表を形成するＣＰＵＩ １ ａを具備し
ている。
センサ３としては、公知の加速度センサもしくは速度セ
ンサが、能動制御手段４としては、公知のサーボ弁と空
圧シリンダ、電気・空圧比例弁と空圧シリンダ、ＶＣＭ
（ボイスコイルモータ）、ＬＤＭ（リニアドライブモ
ータ）、積層圧電素子、超磁歪材等が好適である。
ンサが、能動制御手段４としては、公知のサーボ弁と空
圧シリンダ、電気・空圧比例弁と空圧シリンダ、ＶＣＭ
（ボイスコイルモータ）、ＬＤＭ（リニアドライブモ
ータ）、積層圧電素子、超磁歪材等が好適である。
［発明の作用］
つぎに、以上のように構成された精密除振台の動作を説
明する。
明する。
先ず、本発明による精密除振台における定盤５→センサ
３−電子回路１→ＶＣＭ４のループの伝達関数（ループ
ゲイン）をオープンループで予め測定しておく。
３−電子回路１→ＶＣＭ４のループの伝達関数（ループ
ゲイン）をオープンループで予め測定しておく。
センサ３の出力信号は、端子１ａから電子回路１に入力
される。入力信号の振動波形を第１図に示される波形発
生器２に表示させる。また、入力信号は、Ａ／Ｄ変換手
段１２によってアナログ信号からデジタル信号に変換さ
れ、マイクロコンピュータ１１のインターフェイスｌｉ
ｅに入り、ＣＰＵＩ １ａにより、第３図の時間ΔＴの
間において上述のＦＦ７回路によりフーリエ変換される
。
される。入力信号の振動波形を第１図に示される波形発
生器２に表示させる。また、入力信号は、Ａ／Ｄ変換手
段１２によってアナログ信号からデジタル信号に変換さ
れ、マイクロコンピュータ１１のインターフェイスｌｉ
ｅに入り、ＣＰＵＩ １ａにより、第３図の時間ΔＴの
間において上述のＦＦ７回路によりフーリエ変換される
。
このフーリエ変換はＲＡＭＩ ｌ ｂに記憶されている
プログラムにより実行される。なお、電子回路１にＲＡ
Ｍを使用して説明したが、ＲＯＭを使用できることは言
うまでもない。
プログラムにより実行される。なお、電子回路１にＲＡ
Ｍを使用して説明したが、ＲＯＭを使用できることは言
うまでもない。
Ａ／Ｄ変換手段１２によって、センサ３の出力を、第３
図に示される時間τの間サンプリングする。得られたデ
ジタルデータ（Ｓｌ、ｓ２、ｓ３、・・・）から、ＣＰ
ＵＩ １ ａにより、下表の応答ゲインおよび応答位相
を形成する。
図に示される時間τの間サンプリングする。得られたデ
ジタルデータ（Ｓｌ、ｓ２、ｓ３、・・・）から、ＣＰ
ＵＩ １ ａにより、下表の応答ゲインおよび応答位相
を形成する。
各スペクトラムの、応答ゲインと応答位相との関係は、
Ｄ／Ａ変換手段１３のバッファメモリ１３ａにμｓｅｃ
単位で一時的に蓄積される。
Ｄ／Ａ変換手段１３のバッファメモリ１３ａにμｓｅｃ
単位で一時的に蓄積される。
Ｄ／Ａ変換手段本体１３ｂにおいてデジタル信号からア
ナログ信号に変換され、信号の周波数帯域に応じて選択
的に、振動と逆位相のアナログ波形の出力信号が端子１
ｂから能動制御手段４に送られ、能動制御手段４は定盤
５を逆位相に能動制御する。
ナログ信号に変換され、信号の周波数帯域に応じて選択
的に、振動と逆位相のアナログ波形の出力信号が端子１
ｂから能動制御手段４に送られ、能動制御手段４は定盤
５を逆位相に能動制御する。
この精密除振台では、定盤５を制御するにあたり、任意
のアナログ波形が出力されるので、ゲインと位相のそれ
ぞれが独立して制御され、能動制御の調整が非常に容易
となる利点がある。
のアナログ波形が出力されるので、ゲインと位相のそれ
ぞれが独立して制御され、能動制御の調整が非常に容易
となる利点がある。
［発明の効果コ
以上の実施例からも明らかなように、本発明による精密
除振台は、定盤と、定盤の振動を検出するセンサと、セ
ンサの信号を処理し定盤の振動を制御する信号を出力す
る電子回路と、電子回路の出力信号により定盤の振動を
能動制御する能動制御手段とを備え、電子回路が、セン
サが検出した振動をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換
手段と、Ａ／Ｄ変換手段で変換されたデジタル信号を入
力され、信号の周波数帯域に応じて選択的に振動と逆位
相のデジタル信号を出力するマイクロコンピュータと、
マイクロコンピュータから入力された逆位相のデジタル
信号をアナログ信号に変換して出力するＤ／Ａ変換手段
とから成るので、ゲインと位相のそれぞれを独立に制御
可能な能動除振台となる。
除振台は、定盤と、定盤の振動を検出するセンサと、セ
ンサの信号を処理し定盤の振動を制御する信号を出力す
る電子回路と、電子回路の出力信号により定盤の振動を
能動制御する能動制御手段とを備え、電子回路が、セン
サが検出した振動をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換
手段と、Ａ／Ｄ変換手段で変換されたデジタル信号を入
力され、信号の周波数帯域に応じて選択的に振動と逆位
相のデジタル信号を出力するマイクロコンピュータと、
マイクロコンピュータから入力された逆位相のデジタル
信号をアナログ信号に変換して出力するＤ／Ａ変換手段
とから成るので、ゲインと位相のそれぞれを独立に制御
可能な能動除振台となる。
第１図は本発明による精密除振台の構成を説明するブロ
ック図、第２図は本発明による精密除振台の電子回路を
説明する回路図、第３図はセンサの出力信号のサンプリ
ングの説明図、第４図、第５図、第６図は精密除振台の
フィードバック制御を説明″する周波数特性図、第７図
は従来の精密除振台の構成を説明するブロック図、第８
図はその電子回路を説明する回路図である。 １・・・電子回路 １１・・・マイクロコンピュータ １１ａ・ＣＰＵ １２・・・Ａ／Ｄ変換手段 １３・・・Ｄ／Ａ変換手段 ２・・・波形発生器 ３・・・センサ ４・・・能動制御部手段 ５・・・定盤
ック図、第２図は本発明による精密除振台の電子回路を
説明する回路図、第３図はセンサの出力信号のサンプリ
ングの説明図、第４図、第５図、第６図は精密除振台の
フィードバック制御を説明″する周波数特性図、第７図
は従来の精密除振台の構成を説明するブロック図、第８
図はその電子回路を説明する回路図である。 １・・・電子回路 １１・・・マイクロコンピュータ １１ａ・ＣＰＵ １２・・・Ａ／Ｄ変換手段 １３・・・Ｄ／Ａ変換手段 ２・・・波形発生器 ３・・・センサ ４・・・能動制御部手段 ５・・・定盤
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 定盤と、前記定盤の振動を検出するセンサと、前記セ
ンサの信号を処理し前記定盤の振動を制御する信号を出
力する電子回路と、前記電子回路の出力信号により前記
定盤の振動を能動制御する能動制御手段とを備え、 前記電子回路が、前記センサで検出された前記振動をデ
ジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換手段と、前記Ａ／Ｄ変
換手段で変換された前記デジタル信号を入力され、前記
信号の周波数帯域に応じて選択的に前記振動と逆位相の
デジタル信号を出力するマイクロコンピュータと、前記
マイクロコンピュータから入力された前記逆位相のデジ
タル信号をアナログ信号に変換して出力するＤ／Ａ変換
手段とから成ることを特徴とする精密除振台。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15706690A JP2922988B2 (ja) | 1990-06-15 | 1990-06-15 | 精密除振台 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15706690A JP2922988B2 (ja) | 1990-06-15 | 1990-06-15 | 精密除振台 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0452811A true JPH0452811A (ja) | 1992-02-20 |
| JP2922988B2 JP2922988B2 (ja) | 1999-07-26 |
Family
ID=15641479
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15706690A Expired - Fee Related JP2922988B2 (ja) | 1990-06-15 | 1990-06-15 | 精密除振台 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2922988B2 (ja) |
-
1990
- 1990-06-15 JP JP15706690A patent/JP2922988B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2922988B2 (ja) | 1999-07-26 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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