JPH084829A - 除振台位置制御方法 - Google Patents

除振台位置制御方法

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JPH084829A
JPH084829A JP14172594A JP14172594A JPH084829A JP H084829 A JPH084829 A JP H084829A JP 14172594 A JP14172594 A JP 14172594A JP 14172594 A JP14172594 A JP 14172594A JP H084829 A JPH084829 A JP H084829A
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JP
Japan
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horizontal displacement
controlled
horizontal
control
controlled object
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JP14172594A
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English (en)
Inventor
Hidemi Shigetomi
秀実 重豊
Kimio Uchida
公夫 内田
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SWCC Corp
Original Assignee
Showa Electric Wire and Cable Co
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Abstract

(57)【要約】 【構成】 除振台1の制御対象物が静止状態のときに、
制御対象物の相対位置に固定された水平方向変位センサ
4a、4bにより検出された各検出距離の変位信号
1、S2を目標値として予め制御回路6に記憶させる。
そして、制御対象物が水平方向に変位したときに、制御
回路6は水平方向変位センサ4a、4bにより検出され
る各検出距離を制御回路6に記憶された目標値に制御す
るために、制御回路6からの制御信号S3に基づき電気
空圧アナログ弁7を介して水平方向アクチュエータ5
a、5bをフィードバック制御させる。したがって、制
御対象物を必ず静止基準点の位置に位置制御することが
できる。 【効果】 これにより除振台の調整作業の大幅な省力化
を図ることができ、また、制御系の品質を向上させるこ
とができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は除振台位置制御方法に係
り、特に、制御対象物に水平方向の制御力を注入して水
平方向の位置制御を行なう除振台位置制御方法に関す
る。
【0002】
【従来の技術】従来から、基礎または床である支持体上
に空気バネで支持された精密機器が搭載された定盤のよ
うな制御対象物の水平方向の位置制御は、制御対象物に
水平方向変位センサを搭載して水平方向の変位を検出さ
せ、この変位信号が電気空圧アナログ弁に入力され、電
気空圧アナログ弁が開閉され、空気を水平方向の位置制
御用の空気バネに給気、また空気バネから空気を排気す
ることにより行なわれている。また、電気空圧アナログ
弁を制御するために線形フィードバック制御や線形フィ
ードフォワード制御の理論を用いた制御回路が使用され
ている。
【0003】この制御対象物の水平方向の変位を検出す
る水平方向変位センサを制御対象物に搭載するには、制
御対象物に水平方向の制御力を注入しない状態でこの制
御対象物を静止させる。この際、図4(a)、(b)に
示すように、制御対象物11は常に支持体12の所定位
置に静止することになる。この制御対象物11の静止位
置を基準にして、水平方向変位センサ13a、13bを
制御対象物11の相対位置にそれぞれ取付ける。水平方
向変位センサ13a、13bの取付位置は、支持体12
の側面12a、12bに対して水平方向変位センサ13
a、13bの検出可能範囲の中央値、例えば5mmを検
出距離とすることができる位置とする。この検出距離5
mmが制御対象物11を制御するための目標値となる。
【0004】したがって、制御対象物11が水平方向に
変位すると、図5に示すように、制御対象物11の相対
位置に取付けられた水平方向変位センサ13a、13b
からの変位信号に基づき電気空圧アナログ弁16が開閉
され、空気を対向する空気バネ14a、14bに給気、
また空気バネ14a、14bから空気を排気することに
よって制御する。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】このような水平方向変
位センサ13a、13bは、検出距離が目標値に定まる
ようにスペーサ等を用いて厳密に取付けられるが、人間
の勘に頼って行なっているので、どうしても取付誤差が
生じてしまう。例えば水平方向変位センサ13a、13
bの検出距離である現在値をd1、d2とする。この水平
方向変位センサ13a、13bの現在値がd1=5m
m、d2=5mmになるように制御対象物11に対して
水平方向変位センサ13a、13bを取付けたつもり
が、d1=5.1mm、d2=5.1mmになっていたと
する。この状態で線形フィードバック制御や線形フィー
ドフォワード制御の理論を用いた制御回路15によって
目標値5mmに制御すると、制御対象物11は支持体1
2の所定位置に静止するように制御されるが、この支持
体12の所定位置においては水平方向変位センサ13
a、13bの現在値はd1=5.1mm、d2=5.1m
mになっている。
【0006】したがって、制御回路15はこの水平方向
変位センサ13a、13bの現在値d1=5.1mm、
2=5.1mmをそれぞれ目標値5mmになるように
電気空圧アナログ弁16を介して空気バネ14a、14
bを制御する。しかし、水平方向変位センサ13a、1
3bによって検出された各現在値が目標値5mmより大
きくなるので、制御回路15は電気空圧アナログ弁16
を介して対向する各空気バネ14a、14bの圧力を下
げることになり、制御不能状態に陥る問題点があった。
【0007】また、水平方向変位センサ13a、13b
の現在値がd1=5mm、d2=5mmになるように制御
対象物11に対して取付けたつもりが、d1=4.9m
m、d2=4.9mmになっていた場合には、水平方向
変位センサ13a、13bによって検出された各現在値
が目標値5mmより小さくなるので、制御回路15は電
気空圧アナログ弁16を介して対向する各空気バネ14
a、14bの圧力を上げことになり、やはり制御不能状
態に陥る問題点があった。
【0008】なお、水平方向変位センサ13a、13b
の取付けた位置が目標値と異なる場合には、目標値を各
水平方向変位センサ13a、13bの現在値に調整しな
ければならない。
【0009】
【目的】本発明は、このような従来の問題点を解決する
ためになされたもので、制御対象物に固定された水平方
向変位センサの取付精度に係わらず、制御対象物を確実
に制御することができる除振台位置制御方法を提供する
ことを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
る本発明の除振台位置制御方法は、基礎、床または地盤
等である設置面上に位置する制御対象物の相対位置に固
定された少なくとも2つ以上の水平方向変位センサから
出力される水平方向の変位信号に基づき制御対象物を水
平方向アクチュエータによって水平方向に制御する除振
台位置制御方法において、制御対象物が静止状態のとき
に各水平方向変位センサにより検出される各検出距離を
目標値として予め記憶手段に記憶させ、制御対象物が水
平方向に変位したときに各水平方向変位センサにより検
出される各検出距離を記憶手段に記憶された目標値に制
御するものである。
【0011】
【作用】この除振台位置制御方法によれば、制御対象物
が静止状態のときに各水平方向変位センサにより検出さ
れる各検出距離を目標値として予め記憶手段に記憶させ
る。そして、制御対象物が水平方向に変位したときに各
水平方向変位センサにより検出される各検出距離を、記
憶手段に記憶された目標値に制御する。
【0012】
【実施例】以下、本発明による除振台位置制御方法の一
実施例について図面を参照して説明する。図3(a)、
(b)において、本発明の除振台位置制御方法を適用し
た除振台1は、基礎または床である設置面としての支持
体2上に空気バネ(図示せず)で支持された精密機器が
搭載された定盤のような制御対象物3が設けられてい
る。制御対象物3には水平方向の変位を検出して水平方
向の変位信号を出力する非接触水平方向変位センサ4
a、4bが制御対象物3の相対位置に取付けられる。こ
の非接触水平方向変位センサ4a、4bの検出距離は、
支持体2の側面2a、2b迄の検出距離で、この各検出
距離は非接触水平方向変位センサ4a、4bの検出可能
範囲の中央値を検出距離として非接触水平方向変位セン
サ4a、4bを制御対象物3に取付けている。なお、非
接触水平方向変位センサ4a、4bとしては、例えば、
渦電流素子、差動トランス、LED、レーザー素子等が
採用できる。
【0013】ここで、制御対象物3とは、定盤のような
被除振質量のみならず、これに搭載されたステッパ(縮
小投影型露光機)のようなIC、LSIの半導体製造・
検査装置、電子顕微鏡、光応用装置等の精密機器が含ま
れるものである。また、この除振台1は図1に示すよう
に、非接触水平方向変位センサ4a、4bからの水平方
向の変位信号S1、S2により駆動され制御対象物3に水
平方向の変位制御力F1、F2を注入する水平方向アクチ
ュエータ5a、5bを備えている。水平方向アクチュエ
ータ5a、5bとしては空気バネ、空圧シリンダ等が採
用される。
【0014】なお、変位を検出する水平方向は二次元で
あるので、水平方向の変位信号S1、S2を出力する非接
触水平方向変位センサ4a、4bから水平方向アクチュ
エータ5a、5bに至る制御系もX、Y方向にそれぞれ
設けられる。この除振台1の制御系は非接触水平方向変
位センサ4a、4bからの水平方向の変位信号S1、S2
を処理して制御信号S3を生成する記憶手段である制御
回路6と、制御回路6からの制御信号S3により駆動す
る電気空圧アナログ弁7とから成る。電気空圧アナログ
弁7は制御回路6からの制御信号S3に基づき空気を水
平方向アクチュエータ5a、5bに給気、水平方向アク
チュエータ5a、5bから空気を排気させる。この電気
空圧アナログ弁7にはコンプレッサ(図示せず)などの
空圧源から圧縮された空気が印加されている。したがっ
て、水平方向アクチュエータ5a、5bは電気空圧アナ
ログ弁7からの圧縮された空気で、制御対象物3に水平
方向の変位制御力F1、F2を与える。
【0015】この電気空圧アナログ弁7を制御する制御
回路6の動作は図2に示すように、制御対象物3が静止
状態において制御回路6を駆動させると、制御回路6は
非接触水平方向変位センサ4a、4bの各検出距離であ
る現在値を読み込みd1、d2と記憶する(ステップ10
1)。この記憶されたd1、d2をそれぞれ制御対象物3
の位置制御の目標値r1、r2とする(ステップ10
2)。この制御対象物3における水平方向の静止基準点
において制御対象物3が変位すると、制御回路6は制御
対象物3の変位による非接触水平方向変位センサ4a、
4bの各検出距離である現在値d1′、d2′と目標値r
1、r2とを比較し、非接触水平方向変位センサ4a、4
bの各現在値d1′、d2′が目標値r1、r2になるまで
フィードバック制御される(ステップ103、10
4)。このような制御回路6はマイクロコンピュータが
使用される。
【0016】このように構成された除振台1の位置制御
方法について説明する。除振台1の制御対象物3の静止
位置を基準(静止基準点)にして、非接触水平方向変位
センサ4a、4bを制御対象物3の相対位置にそれぞれ
取付ける。非接触水平方向変位センサ4a、4bの取付
け位置は、支持体2の側面2a、2bに対して非接触水
平方向変位センサ4a、4bの検出可能範囲の中央値、
例えば5mmを現在値d1、d2とすることができる位置
とする。
【0017】ここで非接触水平方向変位センサ4a、4
bによって検出される現在値がd1=5mm、d2=5m
mになるように制御対象物3に対して取付けたつもり
が、d1=5.1mm、d2=5.2mmになっていたと
する。このような制御対象物3における水平方向の静止
基準点(d1=5.1mm、d2=5.2mm)におい
て、位置制御を開始するために制御回路6を駆動させ
る。この時には制御対象物3は静止状態なので、制御回
路6は非接触水平方向変位センサ4a、4bから入力さ
れる現在値の水平方向の変位信号S1、S2を読み込みd
1=5.1mm、d2=5.2mmと記憶する。そして、
制御回路6はこの記憶されたd1=5.1mm、d2
5.2mmをそれぞれ制御対象物3の位置制御の目標値
1=d1=5.1mm、r2=d2=5.2mmとする。
【0018】この制御対象物3の位置制御の目標値r1
=d1=5.1mm、r2=d2=5.2mmが制御信号
3として電気空圧アナログ弁7に入力され、電気空圧
アナログ弁7はこの制御信号S3に基づき非接触水平方
向変位センサ4a、4bにそれぞれ対応した水平方向ア
クチュエータ5a、5bに空気を給気、水平方向アクチ
ュエータ5a、5bから空気を排気させることにより除
振台1をフィードバック制御させる。
【0019】これにより、非接触水平方向変位センサ4
a、4bによって検出される現在値と、制御対象物3の
位置制御の目標値とを確実に一致させることができるの
で、水平方向アクチュエータ5aの内圧が上昇している
ときには、水平方向アクチュエータ5bの内圧を下降さ
せ、また水平方向アクチュエータ5aの内圧が下降して
いるときには、水平方向アクチュエータ5bの内圧を上
昇させることができるので、制御対象物3は必ず静止基
準点の位置に静止するように位置制御される。
【0020】
【発明の効果】以上の説明からも明らかなように、本発
明の除振台位置制御方法によれば、基礎、床または地盤
等である設置面上に位置する制御対象物の相対位置に固
定された少なくとも2つ以上の水平方向変位センサから
出力される水平方向の変位信号に基づき制御対象物を水
平方向アクチュエータによって水平方向に制御する除振
台位置制御方法において、制御対象物が静止状態のとき
に各水平方向変位センサにより検出される各検出距離を
目標値として予め記憶手段に記憶させ、制御対象物が水
平方向に変位したときに各水平方向変位センサにより検
出される各検出距離を記憶手段に記憶された目標値に制
御するので、各水平方向変位センサをスペーサ等を用い
て厳密に調整することなく取付けることができ、また、
制御対象物を静止状態での位置に制御することができ、
さらに、制御系が制御不能状態に陥ることを確実に防止
することができる。
【0021】これにより、除振台の調整作業の大幅な省
力化を図ることができ、また、制御系の品質を向上させ
ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の除振台位置制御方法を適用した除振台
のブロック図。
【図2】本発明の除振台位置制御方法のフローチャート
図。
【図3】本発明の除振台位置制御方法を適用した除振台
の図で、(a)は上部断面図、(b)は側面図。
【図4】従来の除振台の図で、(a)は上部断面図、
(b)は側面図。
【図5】従来の除振台のブロック図。
【符号の説明】
1…除振台 2…支持体(設置面) 3…制御対象物 4a、4b…非接触水平方向変位センサ 5a、5b…水平方向アクチュエータ 6…制御回路(記憶手段) 7…電気空圧アナログ弁 d1、d2…検出距離 r1、r2…目標値

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】基礎、床または地盤等である設置面上に位
    置する制御対象物の相対位置に固定された少なくとも2
    つ以上の水平方向変位センサから出力される水平方向の
    変位信号に基づき前記制御対象物を水平方向アクチュエ
    ータによって水平方向に制御する除振台位置制御方法に
    おいて、前記制御対象物が静止状態のときに前記各水平
    方向変位センサにより検出される各検出距離を目標値と
    して予め記憶手段に記憶させ、前記制御対象物が水平方
    向に変位したときに前記各水平方向変位センサにより検
    出される各検出距離を前記記憶手段に記憶された前記目
    標値に制御することを特徴とする除振台位置制御方法。
JP14172594A 1994-06-23 1994-06-23 除振台位置制御方法 Pending JPH084829A (ja)

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JP14172594A JPH084829A (ja) 1994-06-23 1994-06-23 除振台位置制御方法

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JP14172594A JPH084829A (ja) 1994-06-23 1994-06-23 除振台位置制御方法

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