정밀 제진 기술
바닥의 진동을 반도체나 액정 제조 검사 장치,
초정밀 가공 기계 등의 정밀한 장치에 전하지 않는 기술
제진이란?
바닥에서 발생하는 진동을 탑재 장치에 전달하지 않도록 하는 것을 『제진』이라고 합니다.
탑재 장치를 탄성체로 지지해, 바닥의 진동을 저감합니다.
제진의 원리
(그림 1) 공기 스프링 제진대
공기 스프링에 의한 제진
- ・정밀한 기기에 바닥의 진동을 전하고 싶지 않은 경우, 제진대를 사용해야 합니다.
- ・일반적으로 제진대는 공기 스프링에 의해 장치를 지지합니다. (그림 1)
- ・제진대는 3점 이상의 공기 스프링으로 지지합니다.
- ・제진대의 받는 하중에 의해 공기 스프링의 사이즈를 결정합니다.
- ・공기 스프링은 부드러운(공진 주파수가 낮을수록) 고성능으로 제진 영역이 넓어집니다.
진동 전달율
- ・제진대상의 진동과 바닥의 진동의 비를 진동 전달율이라고 합니다. (그림 2, 3)
- ・진동 전달율이 0dB보다 큰 경우는, 공진 영역이 되어 진동이 증폭하고 있습니다.
- ・진동 전달율이 0dB보다 작은 경우는, 제진 영역이 되어 진동이 저감하고 있습니다.
- ・진동 전달율이 피크가 되는 주파수를 고유 진동수라고 합니다.
(그림 2) 제진 모델
(그림 3) 진동 전달율의 식
수평 방향 제진
- ・진동은 상하 방향뿐만 아니라 수평 방향, 회전 방향의 합계 6개의 자유도가 있습니다.
- ・일반적인 다이어프램형 공기 스프링에서는 수평 방향의 고유 진동수가 상하 방향의 수배가 되어 장치에 영향을 주기 쉬워집니다.
- ・제진대는 상하 방향뿐만 아니라 수평 방향의 고유 진동수도 낮추는 것이 중요합니다.
패시브 고유 기술
짐벌 피스톤
Stable 제진대에는 다이어프램형 공기 스프링의 피스톤 안에 짐벌 기구를 내장하고 있습니다.
특징
- ・컴팩트한 구조
- ・부드러운 수평 방향의 스프링 특성을 얻을 수 있습니다. 상하 방향과 동등한 제진 효과를 얻을 수 있습니다.
돔 짐벌 피스톤
돔 짐벌 피스톤은 짐벌 피스톤의 로드 디스크의 상면에 구면 형상의 전동자를 설치함으로써 짐벌 피스톤보다 매우 낮은 스프링 특성을 얻을 수 있습니다.
짐벌 피스톤 1.2Hz
돔 짐벌 피스톤 0.8Hz
특징
- ・이중 구조보다 저렴하고 성능도 우수합니다.
※중심이 높은 탑재 기기의 경우는 적용할 수 없는 경우도 있으므로 당사에 상담해 주십시오.
액티브 고유 기술
활성 제진대 제어
제진 성능
제진은 장치 또는 정반의 진동을 가속도 센서로 검출하여 제어하는 피드백과 바닥의 진동을 검출하고 제어하는 피드 포워드로 나뉩니다. 쿠라시키 화공은 양쪽을 표준으로 장비하고 있습니다.
제진 성능
제진도 피드백과 피드 포워드로 크게 나뉩니다. 피드백은 변위 센서로 변위를 제어합니다. 피드 포워드는 반복하는 외란에 효과가 있는 FFKEAP 제어와 무작위 외란에 효과가 있는 MFF(모션 피드 포워드)로 나뉩니다. 피드 포워드는 옵션 지원입니다.
비연성 제어
센서로부터의 입력 신호를 낭비 없이 효과적으로 4 다리에 분배하는 제어입니다.
제진 성능
위 그림은 미소 진폭의 바닥 진동하에서 측정한 성능 예입니다.
공기 스프링의 뛰어난 제진 성능에 액티브 제어를 가함으로써 공진이 없어져 전체 주파수 영역에서의 제진이 가능합니다.
- ・비제어시(패시브)
공기 스프링만 - ・제어시(액티브)
피드백 제어 + 피드 포워드 제어
무작위 무대 움직임에 대한 제진
MFF(모션 피드 포워드)는, 스테이지의 움직임이 랜덤인 경우에, 사전에 입력된 스테이지 이동 정보를 바탕으로 흔들림을 추정하고, 제진대 혹은 장치가 흔들리기 전에 제어를 개시하는 제어법입니다.
/ 쿠라시키 화공 주식회사