JPH1082448A - 除振装置 - Google Patents
除振装置Info
- Publication number
- JPH1082448A JPH1082448A JP9177580A JP17758097A JPH1082448A JP H1082448 A JPH1082448 A JP H1082448A JP 9177580 A JP9177580 A JP 9177580A JP 17758097 A JP17758097 A JP 17758097A JP H1082448 A JPH1082448 A JP H1082448A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- vibration
- signal
- electromagnetic actuator
- pressure
- air spring
- 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.)
- Pending
Links
Landscapes
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- Vibration Prevention Devices (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 比較的小さな電磁アクチュエータの容量で、
除振テーブルの搭載物の重心位置が大きく移動しても、
除振テーブルを水平に保つことができる空気ばね・電磁
アクチュエータ併用型の除振装置を提供する。 【解決手段】 搭載物を載せる除振テーブル１０を空気
ばね11A,11B,11C,11Dと電磁アクチュエータ12A,12B,12C
とを併用して懸架する除振装置において、前記電磁アク
チュエータにより前記変位センサの位置信号に基づく補
償回路２２の出力信号に基づいて位置決め制御を行うと
共に、前記加速度センサの信号を積分した速度信号に基
づいて除振制御を行い、前記空気ばねは前記テーブルの
四隅を空気圧力で支持する圧力制御手段１６，２５，３
３を備え、該それぞれの空気ばねの圧力を前記搭載物の
除振テーブル上での移動に伴い生じる変動負荷に基づい
て制御する。
除振テーブルの搭載物の重心位置が大きく移動しても、
除振テーブルを水平に保つことができる空気ばね・電磁
アクチュエータ併用型の除振装置を提供する。 【解決手段】 搭載物を載せる除振テーブル１０を空気
ばね11A,11B,11C,11Dと電磁アクチュエータ12A,12B,12C
とを併用して懸架する除振装置において、前記電磁アク
チュエータにより前記変位センサの位置信号に基づく補
償回路２２の出力信号に基づいて位置決め制御を行うと
共に、前記加速度センサの信号を積分した速度信号に基
づいて除振制御を行い、前記空気ばねは前記テーブルの
四隅を空気圧力で支持する圧力制御手段１６，２５，３
３を備え、該それぞれの空気ばねの圧力を前記搭載物の
除振テーブル上での移動に伴い生じる変動負荷に基づい
て制御する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体製造装置や
電子顕微鏡等、設置床からの振動を遮断し、又は装置自
身からの加振力により製品の歩留りや測定観測精度上に
悪影響を与える加振力を制振する高精度の除振装置に関
する。特に、アクチュエータとして鉛直方向の支持力を
主に空気ばねで分担し、精密な除振制御を主に電磁アク
チュエータで分担する、空気ばね・電磁アクチュエータ
併用型の除振装置に関するものである。
電子顕微鏡等、設置床からの振動を遮断し、又は装置自
身からの加振力により製品の歩留りや測定観測精度上に
悪影響を与える加振力を制振する高精度の除振装置に関
する。特に、アクチュエータとして鉛直方向の支持力を
主に空気ばねで分担し、精密な除振制御を主に電磁アク
チュエータで分担する、空気ばね・電磁アクチュエータ
併用型の除振装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来より、振動を極度に嫌う電子顕微
鏡、半導体製造装置等の機械装置は、除振装置に搭載さ
れて工場等に設置されていた。古くから有る空気ばね、
ゴムを用いた従来の除振装置に代わり、高性能の除振を
実現できる電磁アクチュエータを用いた磁気浮上による
除振装置が開発されている。また、振動を嫌う装置を搭
載した除振テーブルを空気ばねで支持すると共に、電磁
アクチュエータの制御で振動を除去する除振装置が考案
されている。
鏡、半導体製造装置等の機械装置は、除振装置に搭載さ
れて工場等に設置されていた。古くから有る空気ばね、
ゴムを用いた従来の除振装置に代わり、高性能の除振を
実現できる電磁アクチュエータを用いた磁気浮上による
除振装置が開発されている。また、振動を嫌う装置を搭
載した除振テーブルを空気ばねで支持すると共に、電磁
アクチュエータの制御で振動を除去する除振装置が考案
されている。
【０００３】また、空気ばねと電磁アクチュエータを併
用して除振テーブルの鉛直方向の除振を行う装置が知ら
れている。この装置では、空気ばねと電磁アクチュエー
タを併用して鉛直方向の位置と振動をアクティブに制御
するシステムが開示されている。これは除振対象の装置
を載置する除振テーブルの四隅を空気ばねと電磁アクチ
ュエータとからなるアクチュエータにより支持したもの
である。３個の近接センサと３個の加速度センサを用い
て、除振テーブルの変位と加速度信号を検出して、デジ
タルコントローラで演算処理して応答性を速くすること
が記載されている。
用して除振テーブルの鉛直方向の除振を行う装置が知ら
れている。この装置では、空気ばねと電磁アクチュエー
タを併用して鉛直方向の位置と振動をアクティブに制御
するシステムが開示されている。これは除振対象の装置
を載置する除振テーブルの四隅を空気ばねと電磁アクチ
ュエータとからなるアクチュエータにより支持したもの
である。３個の近接センサと３個の加速度センサを用い
て、除振テーブルの変位と加速度信号を検出して、デジ
タルコントローラで演算処理して応答性を速くすること
が記載されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した空
気ばね・電磁アクチュエータ併用型の除振装置において
は、除振テーブルに搭載する搭載物の重心が除振テーブ
ル上で大きく移動する場合には、その除振テーブルを水
平に保つ方法として次の２つが考えられる。 除振テーブルを支持する空気ばねの圧力を制御する。 電磁アクチュエータによって除振テーブルの各部の浮
上位置が水平面を保つように位置決めを行う。
気ばね・電磁アクチュエータ併用型の除振装置において
は、除振テーブルに搭載する搭載物の重心が除振テーブ
ル上で大きく移動する場合には、その除振テーブルを水
平に保つ方法として次の２つが考えられる。 除振テーブルを支持する空気ばねの圧力を制御する。 電磁アクチュエータによって除振テーブルの各部の浮
上位置が水平面を保つように位置決めを行う。
【０００５】しかしながら、これらの方法には次のよう
な問題点がある。 空気ばねは応答が遅いため、除振テーブルに搭載した
機械等の重心の移動速度が速いときなどに対応が困難で
ある。 電磁アクチュエータを用いた方法では、応答性は問題
ないが、除振テーブルの負荷が偏るため、電磁アクチュ
エータの容量を大きくし、一カ所の電磁アクチュエータ
で搭載物の重量を含めた除振テーブルの最大負荷に合わ
せる必要がある。従って、コストがかかり、装置を大型
にするという問題がある。
な問題点がある。 空気ばねは応答が遅いため、除振テーブルに搭載した
機械等の重心の移動速度が速いときなどに対応が困難で
ある。 電磁アクチュエータを用いた方法では、応答性は問題
ないが、除振テーブルの負荷が偏るため、電磁アクチュ
エータの容量を大きくし、一カ所の電磁アクチュエータ
で搭載物の重量を含めた除振テーブルの最大負荷に合わ
せる必要がある。従って、コストがかかり、装置を大型
にするという問題がある。
【０００６】本発明は上述した事情に鑑みて為されたも
ので、比較的小さな電磁アクチュエータの容量で、除振
テーブルの搭載物の重心位置が大きく移動しても、除振
テーブルを水平に保つことができる空気ばね・電磁アク
チュエータ併用型の除振装置を提供することを目的とす
る。
ので、比較的小さな電磁アクチュエータの容量で、除振
テーブルの搭載物の重心位置が大きく移動しても、除振
テーブルを水平に保つことができる空気ばね・電磁アク
チュエータ併用型の除振装置を提供することを目的とす
る。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上述した目的を達成する
ため、本発明の除振装置は、搭載物を載せる除振テーブ
ルを空気ばねと電磁アクチュエータとを併用して懸架す
る除振装置において、前記除振テーブルの鉛直方向位置
を検出して変位信号を出力する少なくとも３個の変位セ
ンサと、鉛直方向加速度を検出して加速度信号を出力す
る加速度センサとを備え、前記電磁アクチュエータによ
り前記変位センサの位置信号に基づく補償回路の出力信
号に基づいて位置決め制御を行うと共に、前記加速度セ
ンサの信号を積分した速度信号に基づいて除振制御を行
い、前記空気ばねは前記テーブルの四隅を空気圧力で支
持する圧力制御手段を備え、該それぞれの空気ばねの圧
力を前記搭載物の除振テーブル上での移動に伴い生じる
変動負荷に基づいて制御することを特徴とするものであ
る。
ため、本発明の除振装置は、搭載物を載せる除振テーブ
ルを空気ばねと電磁アクチュエータとを併用して懸架す
る除振装置において、前記除振テーブルの鉛直方向位置
を検出して変位信号を出力する少なくとも３個の変位セ
ンサと、鉛直方向加速度を検出して加速度信号を出力す
る加速度センサとを備え、前記電磁アクチュエータによ
り前記変位センサの位置信号に基づく補償回路の出力信
号に基づいて位置決め制御を行うと共に、前記加速度セ
ンサの信号を積分した速度信号に基づいて除振制御を行
い、前記空気ばねは前記テーブルの四隅を空気圧力で支
持する圧力制御手段を備え、該それぞれの空気ばねの圧
力を前記搭載物の除振テーブル上での移動に伴い生じる
変動負荷に基づいて制御することを特徴とするものであ
る。
【０００８】また、前記変位センサの位置信号に基づく
補償回路の出力信号を、制御出力分配器により空気ばね
の配置位置における等価な圧力制御信号に変換して、前
記それぞれの空気ばねの圧力制御手段に供給することを
特徴とするものである。
補償回路の出力信号を、制御出力分配器により空気ばね
の配置位置における等価な圧力制御信号に変換して、前
記それぞれの空気ばねの圧力制御手段に供給することを
特徴とするものである。
【０００９】また、前記除振テーブルの搭載物の平面的
な位置信号に基づいて前記それぞれの空気ばねの所要圧
力を演算して等価な圧力制御信号に変換し、前記それぞ
れの空気ばねの圧力制御手段に供給することを特徴とす
るものである。
な位置信号に基づいて前記それぞれの空気ばねの所要圧
力を演算して等価な圧力制御信号に変換し、前記それぞ
れの空気ばねの圧力制御手段に供給することを特徴とす
るものである。
【００１０】また、前記加速度センサは前記電磁アクチ
ュエータとは異なる位置に配置され、演算器により電磁
アクチュエータの各動作点における等価な加速度信号に
変換することを特徴とするものである。
ュエータとは異なる位置に配置され、演算器により電磁
アクチュエータの各動作点における等価な加速度信号に
変換することを特徴とするものである。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態について
添付図面を参照しながら説明する。
添付図面を参照しながら説明する。
【００１２】図１は、本発明の実施形態の除振装置の立
面図を示し、図２は第１実施形態の平面図と制御系の構
成の概要を示す。除振テーブル１０上には、振動を嫌う
電子顕微鏡、半導体製造装置等の機械装置が搭載され
る。除振テーブル１０は、その四隅において空気ばね１
１により鉛直方向に支持されている。空気ばね１１は、
設置床上に固定される共有ベース１４にその一端が固定
されている。また、除振テーブル上には、鉛直方向の加
速度を検出する加速度センサ１３が備えられている。
面図を示し、図２は第１実施形態の平面図と制御系の構
成の概要を示す。除振テーブル１０上には、振動を嫌う
電子顕微鏡、半導体製造装置等の機械装置が搭載され
る。除振テーブル１０は、その四隅において空気ばね１
１により鉛直方向に支持されている。空気ばね１１は、
設置床上に固定される共有ベース１４にその一端が固定
されている。また、除振テーブル上には、鉛直方向の加
速度を検出する加速度センサ１３が備えられている。
【００１３】図２に示すように、除振テーブル１０の四
隅には空気ばね１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃ,１１Ｄが配置
されている。そして、３台の電磁アクチュエータ１２
Ａ，１２Ｂ，１２Ｃが図示するような位置に配置されて
いる。そして、鉛直方向の加速度を検出する加速度セン
サ１３Ａ，１３Ｂ，１３Ｃが図示するような、電磁アク
チュエータとは異なる平面的な位置に配置されている。
変位センサはそれぞれの電磁アクチュエータ１２Ａ，１
２Ｂ，１２Ｃに内蔵されている。
隅には空気ばね１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃ,１１Ｄが配置
されている。そして、３台の電磁アクチュエータ１２
Ａ，１２Ｂ，１２Ｃが図示するような位置に配置されて
いる。そして、鉛直方向の加速度を検出する加速度セン
サ１３Ａ，１３Ｂ，１３Ｃが図示するような、電磁アク
チュエータとは異なる平面的な位置に配置されている。
変位センサはそれぞれの電磁アクチュエータ１２Ａ，１
２Ｂ，１２Ｃに内蔵されている。
【００１４】この除振装置の制御系の概略は次の通りで
ある。各電磁アクチュエータ１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃに
内蔵された変位センサの信号は、コントローラ２０に送
られ、浮上目標値と比較される。そして、浮上目標値と
現在の目標値の差分が位置決補償器２２で補償演算され
た補償信号が出力され、電力増幅器２３で電力増幅され
た電流が電磁アクチュエータ１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃの
電磁石コイルに供給される。
ある。各電磁アクチュエータ１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃに
内蔵された変位センサの信号は、コントローラ２０に送
られ、浮上目標値と比較される。そして、浮上目標値と
現在の目標値の差分が位置決補償器２２で補償演算され
た補償信号が出力され、電力増幅器２３で電力増幅され
た電流が電磁アクチュエータ１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃの
電磁石コイルに供給される。
【００１５】加速度センサ１３Ａ，１３Ｂ，１３Ｃで検
出された鉛直方向の加速度は、積分器２５で積分され、
速度信号に変換され、所定のゲイン係数ＫVVが乗算さ
れ、加算器２４で位置決め補償された出力信号に加算さ
れる。
出された鉛直方向の加速度は、積分器２５で積分され、
速度信号に変換され、所定のゲイン係数ＫVVが乗算さ
れ、加算器２４で位置決め補償された出力信号に加算さ
れる。
【００１６】また、変位センサの信号に基づき位置決め
補償された位置決補償器２２の出力信号は、制御出力分
配器３１により空気ばねの配置位置における等価な圧力
制御信号に変換され、所定のゲイン係数ＫAPが乗算さ
れ、加算器２５で圧力設定値に加算される。そして、空
気圧源から空気ばねに連通したレギュレータ３３により
その圧力を調整することにより、空気ばね１１Ａ，１１
Ｂ，１１Ｃ,１１Ｄの空気圧が変位センサ信号に基づい
て調整される。この空気圧の調整で、各空気ばねの重量
負担分が変動しても除振テーブルは例えば水平面である
目標浮上位置に保持される。
補償された位置決補償器２２の出力信号は、制御出力分
配器３１により空気ばねの配置位置における等価な圧力
制御信号に変換され、所定のゲイン係数ＫAPが乗算さ
れ、加算器２５で圧力設定値に加算される。そして、空
気圧源から空気ばねに連通したレギュレータ３３により
その圧力を調整することにより、空気ばね１１Ａ，１１
Ｂ，１１Ｃ,１１Ｄの空気圧が変位センサ信号に基づい
て調整される。この空気圧の調整で、各空気ばねの重量
負担分が変動しても除振テーブルは例えば水平面である
目標浮上位置に保持される。
【００１７】従って、搭載物Ａが除振テーブル１０上の
任意の所定位置で、静止しているときには空気ばねの圧
力設定により、主として空気ばね１１Ａ，１１Ｂ，１１
Ｃ,１１Ｄがそのほとんどの負荷重量を支持し、電磁ア
クチュエータ１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃはほとんど負荷重
量を分担しない。そして、この状態で電磁アクチュエー
タは、加速度センサで検出された振動をコントローラ２
０により形成された補償信号で除振制御する。
任意の所定位置で、静止しているときには空気ばねの圧
力設定により、主として空気ばね１１Ａ，１１Ｂ，１１
Ｃ,１１Ｄがそのほとんどの負荷重量を支持し、電磁ア
クチュエータ１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃはほとんど負荷重
量を分担しない。そして、この状態で電磁アクチュエー
タは、加速度センサで検出された振動をコントローラ２
０により形成された補償信号で除振制御する。
【００１８】ところが、搭載物Ａが前記の所定位置から
移動することにより重心が大きく移動すると、各空気ば
ね１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃ,１１Ｄに加わる負荷が変動
し、変位が生じる。従って、除振テーブルを水平位置に
保つために、位置決めのための制御力が増大する。この
時、変位センサ出力に基づく位置決補償器２２の出力に
増大した制御信号が表れるので、これは負荷重量の変動
に相当する力に対応するので、これを空気ばね１１Ａ，
１１Ｂ，１１Ｃ,１１Ｄの圧力制御のパラメータとして
利用する。即ち、位置決補償器２２の出力は等価な圧力
制御信号に変換して空気ばねの圧力設定値に加算する加
算器２５に入力されるので、この加算器２５の出力信号
から空気ばねの圧力を変えることができる。そして変動
する負荷重量に対応した各空気ばねの圧力状態に調整
し、除振テーブルを水平に保つことが可能となる。
移動することにより重心が大きく移動すると、各空気ば
ね１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃ,１１Ｄに加わる負荷が変動
し、変位が生じる。従って、除振テーブルを水平位置に
保つために、位置決めのための制御力が増大する。この
時、変位センサ出力に基づく位置決補償器２２の出力に
増大した制御信号が表れるので、これは負荷重量の変動
に相当する力に対応するので、これを空気ばね１１Ａ，
１１Ｂ，１１Ｃ,１１Ｄの圧力制御のパラメータとして
利用する。即ち、位置決補償器２２の出力は等価な圧力
制御信号に変換して空気ばねの圧力設定値に加算する加
算器２５に入力されるので、この加算器２５の出力信号
から空気ばねの圧力を変えることができる。そして変動
する負荷重量に対応した各空気ばねの圧力状態に調整
し、除振テーブルを水平に保つことが可能となる。
【００１９】従って、除振テーブル上で搭載物Ａが所定
位置から移動することにより重心が大きく移動しても、
その移動に対応した負荷の変動は電磁アクチュエータの
位置決め動作と共に、空気ばねで調整することが可能と
なるので、電磁アクチュエータで目標浮上位置に保つた
めの電磁アクチュエータの励磁電流を小さく抑えつつ、
早い応答が可能となる。このため電磁アクチュエータの
容量を比較的小さく抑えることができる。
位置から移動することにより重心が大きく移動しても、
その移動に対応した負荷の変動は電磁アクチュエータの
位置決め動作と共に、空気ばねで調整することが可能と
なるので、電磁アクチュエータで目標浮上位置に保つた
めの電磁アクチュエータの励磁電流を小さく抑えつつ、
早い応答が可能となる。このため電磁アクチュエータの
容量を比較的小さく抑えることができる。
【００２０】図３は、本発明の第１実施形態の制御回路
の詳細を示すブロック図である。加速度センサ１３Ａ,
１３Ｂ，１３Ｃで検出されたそれぞれの鉛直方向加速度
は、実際の電磁アクチュエータの動作点と加速度センサ
との配置位置が異なるため、各電磁アクチュエータの位
置における加速度を算出する動作点加速度導出演算器２
９に入力される。動作点加速度導出演算器２９では、各
加速度センサの信号に基づいて、それぞれの電磁アクチ
ュエータの位置に対応した鉛直方向加速度が求められ
る。
の詳細を示すブロック図である。加速度センサ１３Ａ,
１３Ｂ，１３Ｃで検出されたそれぞれの鉛直方向加速度
は、実際の電磁アクチュエータの動作点と加速度センサ
との配置位置が異なるため、各電磁アクチュエータの位
置における加速度を算出する動作点加速度導出演算器２
９に入力される。動作点加速度導出演算器２９では、各
加速度センサの信号に基づいて、それぞれの電磁アクチ
ュエータの位置に対応した鉛直方向加速度が求められ
る。
【００２１】この動作点加速度導出演算器２９の各電磁
アクチュエータに対応した出力は、それぞれの電磁アク
チュエータのコントローラ２０Ａ,２０Ｂ,２０Ｃに入力
される。電磁アクチュエータ１３Ａ，１３Ｂ，１３Ｃに
内蔵された変位センサの出力信号もそれぞれの電磁アク
チュエータに対応した制御回路２０Ａ，２０Ｂ,２０Ｃ
に入力される。各変位センサ信号は、それぞれ加算器２
１Ａ，２１Ｂ，２１Ｃに入力され、浮上目標値と比較さ
れる。そして、浮上目標値との差分は位置決補償器２２
Ａ，２２Ｂ，２２Ｃで演算され、その出力が加算器２４
Ａ，２４Ｂ，２４Ｃに入力されるとともに空気ばね圧力
制御装置の制御出力分配器３１に入力される。
アクチュエータに対応した出力は、それぞれの電磁アク
チュエータのコントローラ２０Ａ,２０Ｂ,２０Ｃに入力
される。電磁アクチュエータ１３Ａ，１３Ｂ，１３Ｃに
内蔵された変位センサの出力信号もそれぞれの電磁アク
チュエータに対応した制御回路２０Ａ，２０Ｂ,２０Ｃ
に入力される。各変位センサ信号は、それぞれ加算器２
１Ａ，２１Ｂ，２１Ｃに入力され、浮上目標値と比較さ
れる。そして、浮上目標値との差分は位置決補償器２２
Ａ，２２Ｂ，２２Ｃで演算され、その出力が加算器２４
Ａ，２４Ｂ，２４Ｃに入力されるとともに空気ばね圧力
制御装置の制御出力分配器３１に入力される。
【００２２】制御出力分配器３１も、動作点加速度導出
演算器２９と同様に、変位センサの変位検出点とアクチ
ュエータ（空気ばね）の動作点が異なるので、変位検出
点の信号を動作点の信号に変換するためのものである。
加算器２４Ａ，２４Ｂ，２４Ｃでは、変位センサの補償
信号に、加速度センサの加速度信号を積分して係数ＫVV
を乗じた除振信号が加算される。加算された出力がそれ
ぞれ電力増幅器２３Ａ，２３Ｂ，２３Ｃで電力増幅され
る。そして、この出力が電磁アクチュエータ１２Ａ，１
２Ｂ，１２Ｃに励磁電流として供給される。従って、電
磁アクチュエータ１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃは鉛直方向の
高精度の除振を行うと共に、高速の鉛直方向の位置決め
制御を行う。
演算器２９と同様に、変位センサの変位検出点とアクチ
ュエータ（空気ばね）の動作点が異なるので、変位検出
点の信号を動作点の信号に変換するためのものである。
加算器２４Ａ，２４Ｂ，２４Ｃでは、変位センサの補償
信号に、加速度センサの加速度信号を積分して係数ＫVV
を乗じた除振信号が加算される。加算された出力がそれ
ぞれ電力増幅器２３Ａ，２３Ｂ，２３Ｃで電力増幅され
る。そして、この出力が電磁アクチュエータ１２Ａ，１
２Ｂ，１２Ｃに励磁電流として供給される。従って、電
磁アクチュエータ１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃは鉛直方向の
高精度の除振を行うと共に、高速の鉛直方向の位置決め
制御を行う。
【００２３】一方で、変位センサの出力信号に基づく補
償信号は、出力分配器３１を経て乗算器にてゲイン係数
ＫAPが乗じられ、加算器２５Ａ，２５Ｂ，２５Ｃ，２５
Ｄに入力される。空気ばね圧力制御装置の加算器２５
Ａ，２５Ｂ，２５Ｃ，２５Ｄでは、それぞれの圧力設定
値に加算され、その加算結果において、レギュレータ３
３の弁３３Ａ，３３Ｂ，３３Ｃ，３３Ｄの開度を調整す
る。従って、空気圧源から各空気ばね１１Ａ，１１Ｂ，
１１Ｃ，１１Ｄに供給される空気圧が変位センサの出力
信号に基づく補償信号に基づいて制御され、重心位置が
ずれて各空気ばねにかかる負荷が変動しても、除振テー
ブルは水平に保持される。この空気圧調整によるテーブ
ルの水平保持制御は低速であるが、上述した電磁アクチ
ュエータで高速の制御を行うことができるので、これを
補完することができる。
償信号は、出力分配器３１を経て乗算器にてゲイン係数
ＫAPが乗じられ、加算器２５Ａ，２５Ｂ，２５Ｃ，２５
Ｄに入力される。空気ばね圧力制御装置の加算器２５
Ａ，２５Ｂ，２５Ｃ，２５Ｄでは、それぞれの圧力設定
値に加算され、その加算結果において、レギュレータ３
３の弁３３Ａ，３３Ｂ，３３Ｃ，３３Ｄの開度を調整す
る。従って、空気圧源から各空気ばね１１Ａ，１１Ｂ，
１１Ｃ，１１Ｄに供給される空気圧が変位センサの出力
信号に基づく補償信号に基づいて制御され、重心位置が
ずれて各空気ばねにかかる負荷が変動しても、除振テー
ブルは水平に保持される。この空気圧調整によるテーブ
ルの水平保持制御は低速であるが、上述した電磁アクチ
ュエータで高速の制御を行うことができるので、これを
補完することができる。
【００２４】図４及び図５は、それぞれ本発明の第２実
施形態の除振装置の制御系の概要と詳細を示す。除振テ
ーブル上には振動を嫌う機械装置が搭載され、その四隅
において空気ばね１１により鉛直方向に支持されると共
に、電磁アクチュエータにより高速に位置決め制御され
ると共に除振制御される構成は、前述の除振装置と同様
である。即ち、このテーブル１０には加速度センサが備
えられ、検出された加速度信号から各電磁アクチュエー
タの動作点に応じた補償信号が演算され、各電磁アクチ
ュエータに補償信号が供給され、鉛直方向の除振制御を
行う。また、各電磁アクチュエータに内蔵された変位セ
ンサで検出されたテーブルの鉛直方向の変位信号は、位
置決め補償器により補償信号が演算され、電力増幅器を
介して電磁アクチュエータに励磁電流が供給され、テー
ブルの位置決め制御が行われる。
施形態の除振装置の制御系の概要と詳細を示す。除振テ
ーブル上には振動を嫌う機械装置が搭載され、その四隅
において空気ばね１１により鉛直方向に支持されると共
に、電磁アクチュエータにより高速に位置決め制御され
ると共に除振制御される構成は、前述の除振装置と同様
である。即ち、このテーブル１０には加速度センサが備
えられ、検出された加速度信号から各電磁アクチュエー
タの動作点に応じた補償信号が演算され、各電磁アクチ
ュエータに補償信号が供給され、鉛直方向の除振制御を
行う。また、各電磁アクチュエータに内蔵された変位セ
ンサで検出されたテーブルの鉛直方向の変位信号は、位
置決め補償器により補償信号が演算され、電力増幅器を
介して電磁アクチュエータに励磁電流が供給され、テー
ブルの位置決め制御が行われる。
【００２５】一方で、テーブル１０はその四隅において
空気ばね１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃ，１１Ｄにより支持さ
れ、搭載物を含むテーブルの全重量を支持しつつ、各空
気ばねの空気圧力がテーブルを水平に保持するように調
整する圧力制御装置を備えた構成も、前述の除振装置と
同様である。しかしながらこの実施形態においては、テ
ーブル平面上の搭載物の位置を指令する搭載物コントロ
ーラ３５を備える。このコントローラは、例えばテーブ
ル平面に設けられたＸＹ方向に搭載物を移動可能なＸＹ
ステージのコントローラであり、搭載物の位置により、
Ｘ座標信号及びＹ座標信号を出力するものである。この
搭載物コントローラの移動指令値信号が空気ばね圧力制
御演算装置３６に伝達され、各空気ばねの支持点のテー
ブルを水平位置に保持するための必要な空気ばねの圧力
が演算される。そして、この演算結果の圧力が通常の圧
力設定値に加算され、レギュレータ３３を介して空気ば
ねの圧力が制御される。
空気ばね１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃ，１１Ｄにより支持さ
れ、搭載物を含むテーブルの全重量を支持しつつ、各空
気ばねの空気圧力がテーブルを水平に保持するように調
整する圧力制御装置を備えた構成も、前述の除振装置と
同様である。しかしながらこの実施形態においては、テ
ーブル平面上の搭載物の位置を指令する搭載物コントロ
ーラ３５を備える。このコントローラは、例えばテーブ
ル平面に設けられたＸＹ方向に搭載物を移動可能なＸＹ
ステージのコントローラであり、搭載物の位置により、
Ｘ座標信号及びＹ座標信号を出力するものである。この
搭載物コントローラの移動指令値信号が空気ばね圧力制
御演算装置３６に伝達され、各空気ばねの支持点のテー
ブルを水平位置に保持するための必要な空気ばねの圧力
が演算される。そして、この演算結果の圧力が通常の圧
力設定値に加算され、レギュレータ３３を介して空気ば
ねの圧力が制御される。
【００２６】従って、除振テーブル上の搭載物の移動に
より重心位置が大きく移動しても、その移動が搭載物コ
ントローラ３５の移動指令値により検出され、搭載物の
移動に応じた各空気ばねの支持点における所要圧力変化
分がＦＦ(Feed Forward)補償器３６で演算され、各圧力
設定値に加減算される。これにより各空気ばねの空気圧
力が負荷の変動に応じて調整され、テーブル１０は水平
に保持される。一方で、テーブル上の搭載物の移動によ
り重心位置が大きく移動した場合には、各電磁アクチュ
エータ１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃに内蔵された変位センサ
が除振テーブル１０の鉛直方向変位を検出する。そして
各電磁アクチュエータの動作点に対応した補償信号を演
算し、各電磁アクチュエータに励磁電流として供給する
ことでテーブルを高速に位置決めする。この変位センサ
の信号に基づく電磁アクチュエータによる制御と、搭載
物の移動指令信号に基づく空気ばねの圧力制御とを併用
することで、電磁アクチュエータによる高速・高精度の
位置決め制御と、空気ばねによる負荷重量の変動に対す
る水平面保持制御が行える。従って、その両者を併用す
ることで、重量の大きな搭載物が除振テーブル上を移動
しても、電磁アクチュエータの負担を増大させること無
く、除振テーブルを水平に保持することが可能である。
より重心位置が大きく移動しても、その移動が搭載物コ
ントローラ３５の移動指令値により検出され、搭載物の
移動に応じた各空気ばねの支持点における所要圧力変化
分がＦＦ(Feed Forward)補償器３６で演算され、各圧力
設定値に加減算される。これにより各空気ばねの空気圧
力が負荷の変動に応じて調整され、テーブル１０は水平
に保持される。一方で、テーブル上の搭載物の移動によ
り重心位置が大きく移動した場合には、各電磁アクチュ
エータ１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃに内蔵された変位センサ
が除振テーブル１０の鉛直方向変位を検出する。そして
各電磁アクチュエータの動作点に対応した補償信号を演
算し、各電磁アクチュエータに励磁電流として供給する
ことでテーブルを高速に位置決めする。この変位センサ
の信号に基づく電磁アクチュエータによる制御と、搭載
物の移動指令信号に基づく空気ばねの圧力制御とを併用
することで、電磁アクチュエータによる高速・高精度の
位置決め制御と、空気ばねによる負荷重量の変動に対す
る水平面保持制御が行える。従って、その両者を併用す
ることで、重量の大きな搭載物が除振テーブル上を移動
しても、電磁アクチュエータの負担を増大させること無
く、除振テーブルを水平に保持することが可能である。
【００２７】尚、上記実施形態では除振制御は加速度信
号を積分して、これにゲイン係数を乗じた信号をフィー
ドバックするようにしているが、更に加速度信号を加算
してフィードバックするようにしてもよい。また、鉛直
方向制御の電磁アクチュエータと加速度センサの数は、
上記実施形態ではそれぞれ３台であるが、これらの数は
適宜変更が可能である。
号を積分して、これにゲイン係数を乗じた信号をフィー
ドバックするようにしているが、更に加速度信号を加算
してフィードバックするようにしてもよい。また、鉛直
方向制御の電磁アクチュエータと加速度センサの数は、
上記実施形態ではそれぞれ３台であるが、これらの数は
適宜変更が可能である。
【００２８】
【発明の効果】以上に説明したように、本発明によれば
除振テーブルを鉛直方向に位置決め制御する変位センサ
の信号に基づいた補償回路の出力信号により、又は除振
テーブル上の搭載物の位置信号に基づくＦＦ(Feed Forw
ard)補償回路の出力信号から、除振テーブルの四隅を支
持する空気ばねの圧力を調整することができる。従っ
て、除振テーブル上の搭載物が移動して、その重心位置
がずれたような場合にも、空気ばねの圧力調整により、
除振テーブルを略水平位置に保つことが可能となる。そ
れ故、電磁アクチュエータは、高速の浮上位置決めと鉛
直方向の加速度検出信号に基づく除振制御を主に分担す
ることで、その容量を比較的小さく抑えることができ
る。
除振テーブルを鉛直方向に位置決め制御する変位センサ
の信号に基づいた補償回路の出力信号により、又は除振
テーブル上の搭載物の位置信号に基づくＦＦ(Feed Forw
ard)補償回路の出力信号から、除振テーブルの四隅を支
持する空気ばねの圧力を調整することができる。従っ
て、除振テーブル上の搭載物が移動して、その重心位置
がずれたような場合にも、空気ばねの圧力調整により、
除振テーブルを略水平位置に保つことが可能となる。そ
れ故、電磁アクチュエータは、高速の浮上位置決めと鉛
直方向の加速度検出信号に基づく除振制御を主に分担す
ることで、その容量を比較的小さく抑えることができ
る。
【００２９】これにより、電磁アクチュエータの負担を
増大させることなく、且つ重量の大きな搭載物が除振テ
ーブル上を移動しても、除振テーブルを水平位置に保持
可能な除振装置が提供される。
増大させることなく、且つ重量の大きな搭載物が除振テ
ーブル上を移動しても、除振テーブルを水平位置に保持
可能な除振装置が提供される。
【図１】空気ばねと電磁アクチュエータとを併用した除
振装置の立面図。
振装置の立面図。
【図２】本発明の第１実施形態の除振装置の平面的な構
成と制御系の概略を示す説明図。
成と制御系の概略を示す説明図。
【図３】本発明の第１実施形態の除振装置の平面的な構
成と制御系の詳細を示す説明図。
成と制御系の詳細を示す説明図。
【図４】本発明の第２実施形態の除振装置の平面的な構
成と制御系の概略を示す説明図。
成と制御系の概略を示す説明図。
【図５】本発明の第２実施形態の除振装置の平面的な構
成と制御系の詳細を示す説明図。
成と制御系の詳細を示す説明図。
Ａ 搭載物 １０ 除振テーブル １１，１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃ，１１Ｄ 空気ばね １２，１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃ 電磁アクチュエータ １３，１３Ａ，１３Ｂ，１３Ｃ 加速度センサ ２１，２４，２５ 加算器 ２２ 位置決補償器 ３２ 空気ばね圧力制御装置 ３３ レギュレータ ３５ 搭載物コントローラ ３６ ＦＦ補償器
Claims (4)
- 【請求項１】 搭載物を載せる除振テーブルを空気ばね
と電磁アクチュエータとを併用して懸架する除振装置に
おいて、前記除振テーブルの鉛直方向位置を検出して変
位信号を出力する少なくとも３個の変位センサと、鉛直
方向加速度を検出して加速度信号を出力する加速度セン
サとを備え、前記電磁アクチュエータにより前記変位セ
ンサの位置信号に基づく補償回路の出力信号に基づいて
位置決め制御を行うと共に、前記加速度センサの信号を
積分した速度信号に基づいて除振制御を行い、前記空気
ばねは前記テーブルの四隅を空気圧力で支持する圧力制
御手段を備え、該それぞれの空気ばねの圧力を前記搭載
物の除振テーブル上での移動に伴い生じる変動負荷に基
づいて制御することを特徴とする除振装置。 - 【請求項２】 前記変位センサの位置信号に基づく補償
回路の出力信号を、制御出力分配器により空気ばねの配
置位置における等価な圧力制御信号に変換して、前記そ
れぞれの空気ばねの圧力制御手段に供給することを特徴
とする請求項１記載の除振装置。 - 【請求項３】 前記除振テーブルの搭載物の平面的な位
置信号に基づいて前記それぞれの空気ばねの所要圧力を
演算して等価な圧力制御信号に変換し、前記それぞれの
空気ばねの圧力制御手段に供給することを特徴とする請
求項１記載の除振装置。 - 【請求項４】 前記加速度センサは前記電磁アクチュエ
ータとは異なる位置に配置され、演算器により電磁アク
チュエータの各動作点における等価な加速度信号に変換
することを特徴とする請求項１記載の除振装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9177580A JPH1082448A (ja) | 1996-06-21 | 1997-06-18 | 除振装置 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8-181473 | 1996-06-21 | ||
| JP18147396 | 1996-06-21 | ||
| JP9177580A JPH1082448A (ja) | 1996-06-21 | 1997-06-18 | 除振装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1082448A true JPH1082448A (ja) | 1998-03-31 |
Family
ID=26498091
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9177580A Pending JPH1082448A (ja) | 1996-06-21 | 1997-06-18 | 除振装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1082448A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2000020775A1 (en) * | 1998-10-08 | 2000-04-13 | Lord Corporation | Isolation system for isolation tables and the like |
| JP2006250291A (ja) * | 2005-03-11 | 2006-09-21 | Tokyo Univ Of Agriculture & Technology | 防振装置 |
| JP2011058629A (ja) * | 2009-09-11 | 2011-03-24 | Integrated Dynamics Engineering Gmbh | 改良型能動振動絶縁システム |
| KR20200059504A (ko) * | 2018-11-21 | 2020-05-29 | 주식회사 한화 | 유도탄용 운반대 구조체 |
| CN115217891A (zh) * | 2022-07-15 | 2022-10-21 | 哈尔滨工业大学 | 精密设备主动气磁隔振与阻尼防护转运装置 |
| CN115217889A (zh) * | 2022-07-15 | 2022-10-21 | 哈尔滨工业大学 | 大型精密设备气磁隔振与主被动阻尼转运装置 |
-
1997
- 1997-06-18 JP JP9177580A patent/JPH1082448A/ja active Pending
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2000020775A1 (en) * | 1998-10-08 | 2000-04-13 | Lord Corporation | Isolation system for isolation tables and the like |
| US6213442B1 (en) | 1998-10-08 | 2001-04-10 | Lord Corporation | Isolation system for isolation tables and the like |
| JP2006250291A (ja) * | 2005-03-11 | 2006-09-21 | Tokyo Univ Of Agriculture & Technology | 防振装置 |
| JP2011058629A (ja) * | 2009-09-11 | 2011-03-24 | Integrated Dynamics Engineering Gmbh | 改良型能動振動絶縁システム |
| KR20200059504A (ko) * | 2018-11-21 | 2020-05-29 | 주식회사 한화 | 유도탄용 운반대 구조체 |
| CN115217891A (zh) * | 2022-07-15 | 2022-10-21 | 哈尔滨工业大学 | 精密设备主动气磁隔振与阻尼防护转运装置 |
| CN115217889A (zh) * | 2022-07-15 | 2022-10-21 | 哈尔滨工业大学 | 大型精密设备气磁隔振与主被动阻尼转运装置 |
| CN115217891B (zh) * | 2022-07-15 | 2023-11-03 | 哈尔滨工业大学 | 精密设备主动气磁隔振与阻尼防护转运装置 |
| CN115217889B (zh) * | 2022-07-15 | 2023-11-24 | 哈尔滨工业大学 | 大型精密设备气磁隔振与主被动阻尼转运装置 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP0814279B1 (en) | Vibration cancellation apparatus | |
| US20030168574A1 (en) | Vibration isolation apparatus using magnetic levitation devices | |
| US5765800A (en) | Vibration damping apparatus | |
| JPH10259851A (ja) | 能動除振装置 | |
| US8682609B2 (en) | Active vibration isolation system | |
| US5793598A (en) | Magnetically levitated vibration damping apparatus | |
| KR102142330B1 (ko) | 능동형 제진장치 | |
| US8352086B2 (en) | Combined motion sensor for use in feedback control systems for vibration isolation | |
| CN106556460B (zh) | 主动去振装置及该主动去振装置的振动传感器的设置方法 | |
| JP2001271868A (ja) | 除振装置 | |
| JP2002242983A (ja) | 能動的除振装置 | |
| JPH1082448A (ja) | 除振装置 | |
| KR102016094B1 (ko) | 여러 섹션으로 분할된 지지체를 구비한 진동 절연 시스템 및 그 제어 방법 | |
| JPH09190957A (ja) | 能動除振装置および能動除振方法 | |
| JPH08326834A (ja) | 能動除振装置 | |
| JPH05263868A (ja) | 除振台の地動外乱制御方法 | |
| JP2000027929A (ja) | 除振装置 | |
| JP3940388B2 (ja) | ステージ装置用の反力処理システム | |
| JP2003130128A (ja) | 能動除振装置 | |
| JP2005273904A (ja) | 除振装置 | |
| JP7023121B2 (ja) | アクティブ除振装置 | |
| JP2673321B2 (ja) | 除振台の水平位置の維持と水平振動の除振方法並びにその回路 | |
| JP2886053B2 (ja) | アクティブ除振装置およびその制御方法 | |
| JPWO2007007580A1 (ja) | 除振装置及び除振方法 | |
| JP2001200886A (ja) | 能動除振装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20041021 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20041109 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20050308 |