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KR101977308B1 - Active vibration control apparatus and disturbance control method of conveyer using the same - Google Patents

Active vibration control apparatus and disturbance control method of conveyer using the same Download PDF

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KR101977308B1
KR101977308B1 KR1020170108597A KR20170108597A KR101977308B1 KR 101977308 B1 KR101977308 B1 KR 101977308B1 KR 1020170108597 A KR1020170108597 A KR 1020170108597A KR 20170108597 A KR20170108597 A KR 20170108597A KR 101977308 B1 KR101977308 B1 KR 101977308B1
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(주)대일시스템
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Abstract

본 발명은 능동형 제진장치에 관한 것으로, 특히 상부 스테이지 혹은 갠트리의 구동에 의한 외란에 대해 상쇄력을 가함으로서 진동을 빠르게 제거할 수 있도록 된 능동형 제진장치를 이용한 이송장치의 외란 제어방법에 관한 것이다.
본 발명의 능동형 제진장치를 이용한 이송장치의 외란 제어방법은, 제진마운트와, 변위센서와, 서보밸브를 포함하는 능동형 제진장치의 제진장치제어기는, 클램프링의 상부면과의 떨어진 간극을 감지하도록 착지위치에서 각 변위센서의 값을 0으로 초기화하는 단계와, 제진마운트의 상부에 설치된 베이스의 상부에서 이동하는 리니어 스테이지의 모션컨트롤러로부터 리니어 스테이지의 위치 및 가속도 정보를 수신하고, 변위센서로 베이스의 위치와, 에어스프링의 상판쪽에 설치된 상부진동센서로 베이스의 가속도와, 에어스프링의 하부에 설치된 바닥진동센서로 지면의 가속도를 각각 측정하는 단계와, 리니어 스테이지의 가속도 정보로부터 6축별 반발력 외란과, 상기 리니어 스테이지의 위치정보로부터 6축별 무게 중심 이동 외란 및, 지면 가속도 신호로부터 3축(X,Y,Z)별 바닥진동 전달 외란을 각각 예측하는 단계와, 상기 예측된 외란에 대한 상쇄력을 계산하는 단계와, 베이스의 목표위치에 대한 위치 오차 신호와 베이스의 목표가속도(0)에 대한 가속도 오차 신호를 각각 생성하는 단계와, 리니어 스테이지의 위치로부터 회전관성모멘트를 계산하고, 계산된 회전관성모멘트에 비례하여 위치피드백 제어 파라메터와 진동피드백 제어 파라메터를 각각 갱신하는 단계와, 6축 별 위치 및 가속도 오차에 대한 제어력을 계산하는 단계와, 상기 반발력 외란 상쇄력과, 바닥진동 외란 상쇄력 및 가속도 오차에 대한 제어력을 합산후 분배기인 VCM 역기구학 행렬을 통해 각VCM에 분배하고, 상기 무게중심 이동 외란 상쇄력과 위치오차 제어력 합산 후 서보밸브의 분배기인 역기구학 행렬을 통해 각 서보밸브에 분배하는 단계와, 동작 주기를 맞추기 위해 일정한 샘플링 시간동안 대기하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
The present invention relates to an active vibration suppression apparatus, and more particularly, to a disturbance control method of a conveyance apparatus using an active vibration suppression apparatus capable of quickly removing vibration by applying a cancellation force to disturbance caused by driving of an upper stage or a gantry.
A disturbance control method of a conveyance apparatus using the active vibration suppression apparatus according to the present invention is characterized in that a vibration suppression apparatus controller of an active vibration suppression apparatus including a vibration suppression mount, a displacement sensor and a servo valve detects a clearance between the upper surface of the clamp ring A step of initializing the value of each of the displacement sensors at the landing position to zero, receiving the position and acceleration information of the linear stage from the motion controller of the linear stage moving on the upper portion of the base provided on the vibration-damping mount, Measuring an acceleration of the base with an upper vibration sensor provided on the upper plate side of the air spring and an acceleration of the ground with a floor vibration sensor provided below the air spring, Based on the position information of the linear stage, the center-of-gravity disturbance per 6 axes and the ground acceleration Estimating a disturbance of floor vibration transmission per three axes (X, Y, Z) from the signal, calculating a cancellation force for the predicted disturbance, calculating a position error signal for the target position of the base, Calculating a rotational inertia moment from the position of the linear stage, and updating the position feedback control parameter and the vibration feedback control parameter in proportion to the calculated rotational moment of inertia, respectively; Calculating a control force for the position and acceleration error of each of the six axes, and calculating a control force for the VCM inverse kinematic matrix, which is a distributor, after adding the control force for the repulsive force disturbance canceling force, the bottom vibration disturbance canceling force and the acceleration error, And the sum of the disturbance cancellation force and the position error control force is added to each servo valve through an inverse kinematic matrix which is a distributor of the servo valve. Times and the step of, characterized in that it comprises the step of waiting for a certain sampling time to match the operating cycle.

Figure R1020170108597
Figure R1020170108597

Description

능동형 제진장치 이용한 이송장치의 외란 제어방법{ACTIVE VIBRATION CONTROL APPARATUS AND DISTURBANCE CONTROL METHOD OF CONVEYER USING THE SAME}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to a disturbance control method for a conveying apparatus using an active vibration isolator,

본 발명은 능동형 제진장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 상부 이송장치인 스테이지 혹은 갠트리의 구동에 의한 외란에 대해 상쇄력을 가함으로서 진동을 빠르게 제거할 수 있도록 된 능동형 제진장치를 이용한 이송장치의 외란 제어방법에 관한 것이다.The present invention relates to an active type vibration damping device, and more particularly, to a dynamic vibration damping device using an active vibration damping device capable of rapidly removing vibration by applying a canceling force to disturbance caused by driving of a stage or a gantry, And a control method.

일반적으로 능동형 제진장치(active - vibration isolation system)란 바닥으로부터 올라오는 진동을 차단하거나 반대로 상부 이송장치인 스테이지에서 발생한 외란을 효과적으로 제거하여 원하는 시간 내에 상부 스테이지를 안정화시키는 기능을 수행하는 제어시스템을 말한다. 따라서 시스템의 주요 성능평가 항목은 전달률(transmissibility)과 정착시간(settling time)이다.In general, an active vibration isolation system is a control system that blocks vibrations coming from the floor or effectively removes disturbance generated in the stage, which is an upper transfer device, and stabilizes the upper stage within a desired time . Therefore, the main performance evaluation items of the system are the transmissibility and the settling time.

능동형 제진장치의 구동방식은 크게 전자기력을 이용하는 방식(이하 VCM이 라 칭함), 압전소자(piezoelectricelement: PZT) 및 공압서보밸브를 사용하는 방식이 있다.The driving method of the active vibration suppression device is classified into a method using electromagnetic force (hereinafter referred to as VCM), a piezoelectric element (piezoelectric element: PZT) and a method using a pneumatic servo valve.

전자기력을 이용하는 방식(VCM)은 대형의 경우 전력소모가 크고 전자기장의 영향이 있지만 소형의 경우 액추에이터 구조가 간단하고 제작이 용이하여 원자현미경[AFM(atomic force microscope)]과 같은 장비의 제진을 위해 많이 사용되고 있다. 압전소자(PZT)방식은 구동력이 작은 반면 빠른 응답성을 활용하여 소형 제진시스템 또는 수동형 공기스프링과 병렬로 결합하여 반능동(semi-active)형 제진시스템을 구성하기 위해 많이 응용되고 있다.In the case of the large-sized VCM, the power consumption is large and the influence of the electromagnetic field is large. However, in the case of the small VCM, the actuator structure is simple and easy to manufacture. . The piezoelectric element (PZT) method has been widely applied to construct a semi-active type vibration damper system by combining with a small vibration damper system or a passive air spring in parallel by taking advantage of a small response force.

반면에 공압 구동방식은 상대적으로 응답속도가 느린 반면 큰 하중을 지지하며 높은 제어성능을 구현할 수 있기 때문에 SEM, TEM, LCD 검사장비 등과 같은 대형 장비의 능동 제어를 위해 사용하고 있다.On the other hand, the pneumatic drive system is used for active control of large equipment such as SEM, TEM, and LCD inspection equipment because it is relatively slow in response but can support high load and realize high control performance.

또 반도체 및 평판디스플레이 분야의 생산장비 및 검사장비 중 스테퍼(Stepper), 마스크 정렬기(Mask Aligner), 3D 형상측정기(3D Geometry), 리소그래피(Lithography)등은 X,Y 스테이지 혹은 갠트리 등 이송장치를 포함하고 있으며, 이들 장비는 정밀도 또한 진동의 영향을 쉽게 받으며, 공정의 정밀도가 높아짐에 따라 우수한 성능의 제진장치를 적용하도록 요구되고 있는바, 이러한 우수한 제진 성능을 위하여 에어스프링 등의 제진장치를 적용할 경우 이송장치의 구동에 의한 베이스 잔류진동과 롤링이 심해지는 문제점이 있다.In addition, stepper, mask aligner, 3D geometry, lithography, etc., among the production equipment and inspection equipment in the semiconductor and flat panel display fields, can transfer X, Y stage or gantry These apparatuses are required to be sensitive to the influence of vibrations, and as the process precision increases, it is required to apply a vibration damping apparatus having excellent performance. To achieve such excellent vibration damping performance, a vibration damping apparatus such as an air spring is applied There is a problem in that the base residual vibration and rolling due to the driving of the conveying apparatus become serious.

이러한 종래 잔류진동과 롤링 문제를 해결하기 위해 첫째; 제진장치의 강성과 점성을 높이고, 둘째; 엠알(MR) 유체댐퍼를 이용하여 스테이지 구동 중 일시적으로 점도를 높여 베이스 진동을 억제하며, 셋째; 이송장치가 자체적으로 카운터 질량(counter mass)을 역방향 구동하여, 이송장치 구동에 의한 베이스 가진력을 상쇄시킨다.In order to solve the conventional residual vibration and rolling problem, first, Increase the stiffness and viscosity of the vibration suppression device; Temporarily increasing the viscosity during stage driving by using an MR (fluid) damper to suppress the base vibration; The conveying device itself drives the counter mass in the reverse direction, thereby canceling the base excitation force by driving the conveying device.

그러나 제진장치의 강성과 점성을 높이면 제진성능이 약화되는 문제가 있고, 또 MR 댐퍼를 사용할 경우 반발력에 의한 잔류진동을 효과적으로 억제할 수 있지만 무게중심의 이동에 의한 롤링에 대해서는 효과가 제한적이고, 비용이 증대되는 문제가 있으며, 카운터 질량(counter mass)을 사용할 경우에는 베이스 상부의 장비 구성이 복잡해지는 것이 단점이다.However, when the rigidity and viscosity of the vibration damper are increased, the vibration damping performance is weakened. Moreover, when the MR damper is used, the residual vibration due to the repulsive force can be effectively suppressed. However, And the use of a counter mass is disadvantageous in that the equipment configuration on the base becomes complicated.

따라서 정밀장비의 사용시 문제가 없으려면 잔류진동이 충분히 없어지고 평형이 맞추어진 상태에서 동작이 이루어져야 하는데, 이때 이송장치 구동에 의한 잔류진동과 롤링은 동작 대기시간을 늘리고 생산성을 저하시키는 문제점이 있다.Therefore, in order to avoid problems when using the precision equipment, the residual vibration must be sufficiently eliminated and the operation must be performed in a balanced state. At this time, the residual vibration and rolling by driving the transfer device increases the operation waiting time and lowers the productivity.

즉, 대한민국 특허청에 등록된 제10-1584700호 발명의 명칭 "능동형 제진 장치"는, 바닥 진동 및 스테이지 외란으로 인한 진동을 제거하기 위하여 로딩, 언로딩 과정에서 정확한 위치 유지가 필요함은 물론, 스테이지 이동 후 작업시까지 대기시간이 필요하여 생산성이 저하되는 문제점이 있었다.That is, the "Active type vibration isolation device" entitled "Active vibration isolation device", which is registered in the Korean Intellectual Property Office, is required to accurately maintain the position during the loading and unloading processes in order to remove vibration due to floor vibration and stage disturbance, There is a problem that productivity is deteriorated because a waiting time is required until the post-operation.

참조문헌: 대한민국 특허 등록 제10-1584700호 발명의 명칭 "능동형 제진 장치".References: Korean Patent No. 10-1584700 entitled " Active vibration isolation device ".

본 발명은 상기와 같은 제반 문제점들을 해소하기 위해 안출된 것으로, 진동센서(가속도 혹은 속도센서)와 보이스 코일모터(Voice Coil Motor; 이하 VCM)을 이용하여 피드백 제어함으로써 베이스 진동을 억제함은 물론, 제진마운트의 상부판과 변위센서를 상부헤드간의 간격을 측정하는 변위센서와 제어기에서 변위센서의 값에 따라 작동하는 서보밸브를 이용해 위치피드백 제어하게 되므로 장비의 평형상태를 유지하기 용이하게 되는 한편, 이송장치의 모션컨트롤러로부터 이송장치의 구동부 가속도와 위치를 제진마운트와 연결된 제어기에서 전송받아 이송장치의 구동에 따른 외란에 대비해 동시에 상쇄력을 가하여 진동이 발생하지 않도록 함으로써 정밀장비의 생산성 및 안전성을 높일 수 있도록 된 능동형 제진장치를 이용한 이송장치의 외란 제어방법를 제공함에 그 목적이 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in order to solve the above problems, and it is an object of the present invention to suppress the base vibration by feedback control using a vibration sensor (acceleration or speed sensor) and a voice coil motor (VCM) The position feedback control is performed by using the displacement sensor that measures the gap between the top plate of the vibration suppression mount and the displacement sensor and the upper head, and the servo valve that operates in accordance with the value of the displacement sensor in the controller, The motion controller of the conveying device receives the acceleration and the position of the driving part of the conveying device from the controller connected to the vibration suppressing mount so as to prevent the disturbance caused by driving the conveying device by applying the canceling force at the same time, Control method of disturbance of conveying device using active vibration suppression device The present invention has been made in view of the above problems.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 능동형 제진장치는, 상부에 리니어 스테이지가 설치된 베이스의 하부에 3개 이상으로 설치됨과 더불어 하부에 설치된 하부프레임의 상부에 설치되는 한편, 제진장치제어기에 연결되어 에어스프링과 복수개의 수직 및 수평 VCM, 수직 및 수평 방향진동센서, 상부진동센서와 바닥진동센서를 통합제어하도록 된 제진마운트를 포함하되, 상기 제진마운트의 에어스프링상판에 설치한 변위센서타켓의 하부에 위치하도록 설치되어 변위센서타켓과의 간격을 감지하도록 설치함으로서 에어스프링상판의 하부면과 에어스프링챔버의 상부에 조립된 클램프링의 상부면과의 떨어진 간극을 감지하도록 된 변위센서와, 상기 변위센서의 값에 따라 제진장치제어기에서 신호를 받아 실시간으로 작동하여 에어를 공급함으로서 에어스프링의 높낮이를 실시간으로 조절할 수 있도록 된 서보밸브를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.In order to attain the above object, the active vibration suppression apparatus according to the present invention is installed on the lower part of the lower frame installed at the lower part of the lower part of the base with the linear stage installed on the upper part thereof, And a vibration damping mount connected to the air spring and adapted to integrally control a plurality of vertical and horizontal VCMs, vertical and horizontal vibration sensors, an upper vibration sensor and a bottom vibration sensor, wherein displacement sensor targets A displacement sensor installed to detect a gap between the lower surface of the air spring upper plate and the upper surface of the clamp ring assembled to the upper portion of the air spring chamber, According to the value of the displacement sensor, the vibration damper controller receives a signal and operates in real time to supply air And a servo valve for adjusting the height of the air spring in real time.

본 발명에 의한 능동형 제진장치는, 상기 제진장치제어기가, 상기 리니어 스테이지의 스테이지컨트롤러로부터 스테이지 위치와 가속도를 전달받아 외란의 방향과 크기를 예측함과 더불어 예측되는 외란과 크기는 같고 방향은 반대인 상쇄력을 계산하여 엑추에이터인 수직VCM과 수평VCM 및 서보밸브에 신호를 보내 상쇄력을 발생시키도록 된 이송장치외란보상기와, 상기 에어스프링상판에 설치된 상부진동센서의 감지신호와 리니어 스테이지의 위치의 변화에 따라서 질량관성모멘트의 변화를 계산하고, 계산된 질량관성모멘트에 비례하여 제어게인을 변화시키도록 된 진동피드백제어기가 더 구비된 것을 특징으로 한다.In the active vibration suppression apparatus according to the present invention, the vibration suppression device controller receives the stage position and the acceleration from the stage controller of the linear stage to predict the direction and magnitude of the disturbance, and estimates the disturbance and the size, A feeder disturbance compensator for calculating a canceling force and generating a canceling force by sending a signal to a vertical VCM, a horizontal VCM, and a servo valve, which are actuators, and a sensor for detecting the position of the linear stage And a vibration feedback controller for calculating a change in the mass moment of inertia according to the change and varying the control gain in proportion to the calculated mass moment of inertia.

본 발명에 의한 능동형 제진장치는, 상기 이송장치외란보상기가, 상기 스테이지의 이동으로 발생하는 가속도신호를 받도록 된 반발력보상기와, 상기 스테이지의 이동으로 발생하는 위치신호를 받도록 된 무게중심이동보상기로 이루어진 것을 특징으로 한다.The active vibration suppression apparatus according to the present invention is characterized in that the conveyance apparatus disturbance compensator comprises a repulsion force compensator for receiving an acceleration signal generated by the movement of the stage and a center-of-gravity movement compensator for receiving a position signal generated by the movement of the stage .

본 발명에 의한 능동형 제진장치는, 상기 제진장치제어기가, 상기 변위센서에서 발생하는 신호중에서 낮은주파수 성분만을 통과하여 위치피드백제어기로 보내도록 된 로우패스필터(LPF)와, 상기 상부진동센서에서 발생하는 신호중에서 높은주파수 성분만을 통과하여 진동피드백제어기로 보내도록 된 하이패스필터(HPF)로 이루어진 대역분리필터를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.The active vibration suppression apparatus according to the present invention is characterized in that the vibration suppression apparatus controller comprises a low pass filter (LPF) for passing only low frequency components out of signals generated from the displacement sensor to a position feedback controller, And a high pass filter (HPF) which is passed through only the high frequency component of the signal to be transmitted to the vibration feedback controller.

본 발명의 능동형 제진장치를 이용한 이송장치의 제어방법은, 능동형 제진장치를 구성하는 제진장치제어기가, 제진마운트의 에어스프링상판에 설치한 변위센서타켓의 하부에 위치하도록 설치되어 변위센서타켓과의 간격을 감지하도록 설치함으로서 에어스프링상판의 하부면과 에어스프링챔버의 상부에 조립된 클램프링의 상부면과의 떨어진 간극을 감지하도록 착지위치에서 각 변위센서의 값을 0으로 초기화하는 단계와, 상기 제진마운트의 상부에 설치된 베이스의 상부에서 이동하는 리니어 스테이지의 모션컨트롤러로부터 리니어 스테이지의 위치 및 가속도 정보를 수신하고, 상기 변위센서로 베이스의 위치와, 에어스프링의 상판쪽에 설치된 상부진동센서로 베이스의 가속도와, 에어스프링의 하부에 설치된 바닥진동센서로 지면의 가속도를 각각 측정하는 단계와, 상기 리니어 스테이지의 가속도 정보로부터 6축(X,Y,Z,roll,pitch,yaw)별 반발력 외란과, 상기 리니어 스테이지의 위치정보로부터 6축별 무게 중심 이동 외란 및, 지면 가속도 신호로부터 3축(X,Y,Z)별 바닥진동 전달 외란을 각각 예측하는 단계와, 상기 예측된 외란에 대한 상쇄력을 계산하는 단계와, 상기 베이스의 목표위치에 대한 위치 오차 신호와 베이스의 목표가속도(0)에 대한 가속도 오차 신호를 각각 생성하는 단계와, 상기 리니어 스테이지의 위치로부터 회전관성모멘트를 계산하고, 계산된 회전관성모멘트에 비례하여 위치피드백 제어 파라메터와 진동피드백 제어 파라메터를 각각 갱신하는 단계와, 상기 6축 별 위치 및 가속도 오차에 대한 제어력을 계산하는 단계와, 상기 반발력 외란 상쇄력과, 바닥진동 외란 상쇄력 및 가속도 오차에 대한 제어력을 합산후 분배기인 VCM 역기구학 행렬을 통해 각VCM에 분배하고, 상기 무게중심 이동 외란 상쇄력과 위치오차 제어력 합산 후 서보밸브의 분배기인 역기구학 행렬을 통해 각 서보밸브에 분배하는 단계와, 동작 주기를 맞추기 위해 일정한 샘플링 시간동안 대기하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.A control method of a transfer apparatus using an active vibration isolator according to the present invention is a control method of a transfer apparatus in which a vibration isolator controller constituting an active vibration isolator is installed below a displacement sensor target installed on an air spring upper plate of a vibration isolating mount, Initializing the value of the angular displacement sensor to zero at the landing position so as to sense the clearance between the lower surface of the air spring upper plate and the upper surface of the clamp ring assembled to the upper portion of the air spring chamber, The position of the linear stage and the acceleration information from the motion controller of the linear stage moving on the upper portion of the vibration mount mounted on the upper portion of the vibration mount, The acceleration and the acceleration of the ground are measured with a bottom vibration sensor installed at the bottom of the air spring. Axis acceleration disturbance for each of six axes from the information of the repulsive force disturbance for each of six axes (X, Y, Z, roll, pitch, yaw) Estimating a disturbance of floor vibration transmission per three axes (X, Y, Z) from the signal, calculating a cancellation force for the predicted disturbance, calculating a position error signal for the target position of the base, Calculating a rotational inertia moment from a position of the linear stage and updating a position feedback control parameter and a vibration feedback control parameter in proportion to the calculated rotational moment of inertia, Calculating a control force for each of the six axes and an acceleration error, calculating a control force for the reaction force based on the repulsive force disturbance canceling force, the bottom vibration disturbance canceling force and the acceleration And the VCM is distributed to each VCM through the inverse kinematic matrix, which is a distributor, and distributed to each servo valve through the inverse kinematic matrix, which is a distributor of the servo valve, after the center-of-gravity disturbance canceling force and the position error control force are summed And waiting for a certain sampling time to match the operation cycle.

본 발명의 능동형 제진장치를 이용한 이송장치의 제어방법은, 상기 제진마운트의 상부에 설치된 베이스의 상부에서 이동하는 리니어 스테이지의 모션컨트롤러로부터 리니어 스테이지의 위치 및 가속도 정보를 수신하고, 상기 변위센서로 베이스의 위치와, 에어스프링의 상판쪽에 설치된 상부진동센서로 베이스의 가속도와, 에어스프링의 하부에 설치된 바닥진동센서로 지면의 가속도를 각각 측정하는 단계의 다음이면서, 상기 베이스의 목표위치에 대한 위치 오차 신호와 베이스의 목표가속도(0)에 대한 가속도 오차 신호를 각각 생성하는 단계의 이전에, 상기 베이스의 위치 신호는 변위센서에서 발생하는 느린주파수 대역만을 통과하여 위치피드백제어기로 보내도록 된 로우패스필터(LPF)와, 상기 상부진동센서에서 발생하는 빠른주파수 대역만을 통과하여 진동피드백제어기로 보내도록 하이패스필터(HPF)에 의해, 상기 변위센서와 상부진동센서에서 발생하는 주파수의 동작영역이 겹쳐서 VCM에 보내는 제어신호와 서보밸브로 보내는 제어신호를 서로 간섭되는 것을 방지하도록 된 대역분리단계를 더 포함한다.A control method of a transfer apparatus using an active vibration suppression apparatus according to the present invention is characterized by receiving position and acceleration information of a linear stage from a motion controller of a linear stage moving on an upper portion of a base provided on the vibration suppression mount, The acceleration of the base with the upper vibration sensor provided on the upper plate side of the air spring and the acceleration of the ground by the floor vibration sensor provided on the lower portion of the air spring respectively and the position error with respect to the target position of the base Prior to the step of generating a signal and an acceleration error signal for the base of the base respectively, the base position signal is passed through only the slow frequency band generated by the displacement sensor and sent to the position feedback controller, (LPF), and only the fast frequency band generated by the upper vibration sensor The operation region of the frequency generated by the displacement sensor and the upper vibration sensor is overlapped by the high pass filter HPF to be sent to the vibration feedback controller to prevent the control signal sent to the VCM from interfering with the control signal sent to the VCM And further comprising a band separating step.

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 능동형 제진장치를 이용한 이송장치의 외란 제어방법에 의하면, 진동센서(가속도 혹은 속도센서)와 보이스 코일모터(Voice Coil Motor; 이하 VCM)을 이용하여 피드백 제어함으로써 베이스 진동을 억제함은 물론, 제진마운트의 상부판과 변위센서를 상부헤드간의 간격을 측정하는 변위센서와 제어기에서 변위센서의 값에 따라 작동하는 서보밸브를 이용해 위치피드백 제어하게 되므로 장비의 평형상태를 유지하기 용이하게 되는 한편, 이송장치의 모션컨트롤러로부터 이송장치의 구동부 가속도와 위치를 제진마운트와 연결된 제어기에서 전송받아 이송장치의 구동에 따라 발생하는 외란에 대비해 동시에 엑추에이터로 상쇄력을 가하여 진동이 발생하지 않도록 함으로써 정밀장비의 생산성 및 안전성을 높일 수 있는 효과가 있다.As described above, according to the disturbance control method of the conveyance apparatus using the active vibration suppression apparatus according to the present invention, feedback control is performed using a vibration sensor (acceleration or velocity sensor) and a voice coil motor (VCM) The position feedback control is performed by using the displacement sensor which measures the gap between the top plate of the vibration suppression mount and the upper head and the servo valve which operates in accordance with the value of the displacement sensor in the controller, While the acceleration and the position of the driving part of the conveying device are received from the controller connected to the vibration suppressing mount from the motion controller of the conveying device to compensate for the disturbance caused by the driving of the conveying device and simultaneously the canceling force is applied to the actuator, The effect of enhancing the productivity and safety of precision equipment is have.

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 능동형 제진장치를 이용한 이송장치의 외란 제어방법에 의하면, 스테이지의 구동시 발생하는 외란에 대해 모션컨트롤러로부터 이송장치의 구동부 가속도와 위치를 제진마운트와 연결된 제어기에서 신호를 받아 엑츄에이터로 상쇄력을 가함으로써, 스테이지 구동에 의한 탑재물의 움직임을 현저히 감소시킬 수 있어서 외란의 발생을 최소화 할 수 있음은 물론, 기존의 제진장치와 달리 스프링의 강성에 의존하지 않고 스테이지 구동에 대응하므로, 스테이지 구동 후 정착시간을 단축할 수 있는 효과가 있다.As described above, according to the disturbance control method of the conveyance apparatus using the active vibration suppression apparatus according to the present invention, the disturbance generated when the stage is driven can be detected by the controller connected to the vibration suppression mount, By applying the canceling force to the actuator, it is possible to significantly reduce the movement of the object due to the stage driving, thereby minimizing the occurrence of disturbance. Further, unlike the conventional vibration damping apparatus, Therefore, the fixing time after the stage is driven can be shortened.

도 1은 본 발명의 능동형 제진장치에 베이스와 리니어스테이지가 설치된 이송장치의 정면도이고,
도 2는 도 1의 평면도,
도 3은 도 1의 우측면도,
도 4는 본 발명의 능동형 제진장치를 구성하는 제진마운트의 설치 상태를 나타내는 설명도,
도 5는 본 발명의 능동형 제진장치를 구성하는 제진마운트의 정면도,
도 6은 도 5의 평면도,
도 7은 도 5의 좌측면도,
도 8은 도 5의 우측면도,
도 9는 도 5의 배면도,
도 10은 도 5의 에어스프링을 설명하는 단면도,
도 11은 본 발명의 능동형 제진장치를 구성하는 제진마운트가 제어기에 연결된 상태를 나타내는 설명도,
도 12는 도 11의 제진장치제어기에 대한 제어블록도,
도 13은 본 발명을 구성하는 제진마운트의 제진장치제어기에 대한 제어순서도이다.
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Fig. 1 is a front view of a conveying apparatus in which a base and a linear stage are installed in an active vibration control apparatus of the present invention,
Fig. 2 is a plan view of Fig. 1,
Fig. 3 is a right side view of Fig. 1,
Fig. 4 is an explanatory view showing an installation state of a vibration damping mount constituting the active vibration damping device of the present invention; Fig.
5 is a front view of a vibration isolation mount constituting the active vibration isolation apparatus of the present invention,
Fig. 6 is a plan view of Fig. 5,
Fig. 7 is a left side view of Fig. 5,
Fig. 8 is a right side view of Fig. 5,
Fig. 9 is a rear view of Fig. 5,
10 is a cross-sectional view illustrating the air spring of FIG. 5,
11 is an explanatory view showing a state in which a vibration isolation mount constituting the active vibration isolation apparatus of the present invention is connected to a controller;
Figure 12 is a control block diagram for the vibration suppression device controller of Figure 11,
13 is a control flowchart of the vibration suppression apparatus controller of the vibration suppression mount constituting the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 능동형 제진장치 및 이를 이용한 이송장치의 외란 제어방법을 상세히 설명한다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENT Hereinafter, an active vibration suppression apparatus and a disturbance control method of a transfer apparatus using the same according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

상기 도면의 구성 요소들에 인용부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 동일한 부호를 가지도록 하고 있으며, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다. 또한, '상부', '하부', '앞', '뒤', '선단', '전방', '후단' 등과 같은 방향성 용어는 개시된 도면(들)의 배향과 관련하여 사용된다. 본 발명의 실시 예의 구성요소는 다양한 배향으로 위치설정될 수 있기 때문에 방향성 용어는 예시를 목적으로 사용되는 것이지 이를 제한하는 것은 아니다.In the drawings, the same reference numerals are given to the same elements even when they are shown in different drawings. In the drawings, the same reference numerals as used in the accompanying drawings are used to designate the same or similar elements. And detailed description of the configuration will be omitted. Also, directional terms such as "top", "bottom", "front", "back", "front", "forward", "rear", etc. are used in connection with the orientation of the disclosed drawing (s). Since the elements of the embodiments of the present invention can be positioned in various orientations, the directional terminology is used for illustrative purposes, not limitation.

본 발명의 일실시예에 따른 능동형 제진장치(1000)는 도 1 내지 도 12에 도시된 것과 같이, 상부에 리니어 스테이지(1100)가 설치된 베이스(1200)의 하부에 3개 이상으로 설치됨과 더불어 하부에 설치된 하부프레임(1300)의 상부에 설치되는 한편, 제진장치제어기(1400)에 연결되어 에어스프링(1510)과 복수개의 수직 및 수평 VCM(1520,1530), 수직 및 수평 방향진동센서(1540,1550), 상부진동센서(1560)와 바닥진동센서(1570)를 통합제어하도록 된 제진마운트(1500)를 포함한다.As shown in FIGS. 1 to 12, the active vibration suppression apparatus 1000 according to an embodiment of the present invention includes three or more bases 1200 disposed below a base 1200 having a linear stage 1100 installed thereon, And a plurality of vertical and horizontal VCMs 1520 and 1530 and vertical and horizontal vibration sensors 1540 and 1530 are connected to the vibration damper controller 1400. The air spring 1510 and the plurality of vertical and horizontal VCMs 1520 and 1530, 1550, and a vibration damping mount 1500 that is configured to integrally control the upper vibration sensor 1560 and the floor vibration sensor 1570.

따라서 상기 베이스(1200)의 상부에서 리니어 스테이지(1100)가 움직이게 되면 상기 제진장치제어기(1400)에 의해 제어되는 제진마운트(1500)의 에어스프링(1510)과 복수개의 수직 및 수평 VCM(1520,1530), 수직 및 수평 방향진동센서(1540,1550), 상부진동센서(1560)와 바닥진동센서(1570)의 신호를 받아 상기 하부프레임(1300)의 상부에서 베이스(1200)의 진동을 감쇄하게 된다.Therefore, when the linear stage 1100 moves on the base 1200, the air spring 1510 of the vibration damping mount 1500 controlled by the vibration damping device controller 1400 and the plurality of vertical and horizontal VCMs 1520 and 1530 The vibration of the base 1200 is attenuated at the upper part of the lower frame 1300 by receiving signals from the vertical and horizontal vibration sensors 1540 and 1550, the upper vibration sensor 1560 and the floor vibration sensor 1570 .

본 발명에 따른 제진마운트(1500)는, 도 5 내지 도 10에 도시된 것과 같이, 상기 에어스프링(1510)의 에어스프링상판(1511)에 설치한 변위센서타켓(1512)의 하부에 위치하도록 설치되어 변위센서타켓(1512)과의 간격을 감지하도록 설치함으로서 에어스프링상판(1511)의 하부면과 에어스프링(1513)의 상부에 조립된 클램프링(1514)의 상부면과의 떨어진 간극을 실시간으로 감지하도록 된 변위센서(1580)와, 상기 변위센서의 값에 따라 제진장치제어기(1400)에서 신호를 받아 실시간으로 작동하여 에어를 공급함으로서 에어스프링(1513)의 높낮이를 조절할 수 있도록 된 서보밸브(1590)를 더 포함한다.5 to 10, the vibration damping mount 1500 according to the present invention is installed so as to be positioned below the displacement sensor target 1512 provided on the air spring upper plate 1511 of the air spring 1510 The gap between the lower surface of the air spring upper plate 1511 and the upper surface of the clamp ring 1514 assembled to the upper portion of the air spring 1513 is detected in real time A servovalve valve 1580 for receiving the signal from the vibration suppression device controller 1400 according to the value of the displacement sensor and operating in real time so as to adjust the height of the air spring 1513 1590).

따라서 상기 에어스프링상판(1511)의 하부면과 에어스프링(1513)의 상부에 조립된 클램프링(1514)의 상부면과의 떨어진 간극을 에어스프링(1510)의 에어스프링상판(1511)에 설치한 변위센서타켓(1512)과 변위센서(1580)의 상부면간의 간극으로 감지하여 에어스프링(1510)의 셋팅값에 위치하도록 변위센서(1580)의 신호를 실시간으로 제진장치제어기(1400)로 보내게 되고, 이때 제진장치제어기(1400)는 제진장치제어기(1400)의 위치피드백제어기(1440)를 통해 서보밸브(1590)에 실시간으로 에어를 공급하여 피스톤의 위치를 변경하여 에어스프링(1510)의 높이를 실시간으로 조절할 수 있게 된다.The clearance between the lower surface of the air spring upper plate 1511 and the upper surface of the clamp ring 1514 assembled to the upper portion of the air spring 1513 is provided on the air spring upper plate 1511 of the air spring 1510 The sensor of the displacement sensor 1580 detects the gap between the displacement sensor target 1512 and the upper surface of the displacement sensor 1580 and sends the signal of the displacement sensor 1580 to the vibration suppression device controller 1400 so as to be positioned at the setting value of the air spring 1510 At this time, the vibration suppression device controller 1400 supplies air to the servo valve 1590 through the position feedback controller 1440 of the vibration suppression device controller 1400 in real time to change the position of the piston so that the height of the air spring 1510 In real time.

그리고 상기 제진장치제어기(1400)는, 도 12의 제어블록도에 도시된 것과 같이, 상기 리니어 스테이지(1100)의 스테이지컨트롤러(1110)로부터 리니어 스테이지의 위치와 가속도를 전달받아 외란의 방향과 크기를 예측함과 더불어 예측되는 외란과 크기는 같고 방향은 반대인 상쇄력을 계산하여 엑추에이터인 수직VCM(1520)과 수평VCM(1530) 및 서보밸브(1590)에 신호를 보내 상쇄력을 발생시키도록 된 이송장치외란보상기(1420;스테이지외란보상기)와, 상기 에어스프링상판(1511)에 설치된 상부진동센서(1560)의 감지신호와 리니어 스테이지(1100)의 위치의 변화에 따라서 질량관성모멘트의 변화를 계산하고, 계산된 질량관성모멘트에 비례하여 제어게인을 변화시키도록 된 진동피드백제어기(1430)가 더 구비된다.As shown in the control block diagram of FIG. 12, the vibration suppression apparatus controller 1400 receives the position and acceleration of the linear stage from the stage controller 1110 of the linear stage 1100, In addition to the prediction, it is also possible to calculate the cancellation force, which is the same and opposite in magnitude and anticipate the direction, to generate a canceling force by sending a signal to the vertical VCM 1520, the horizontal VCM 1530 and the servo valve 1590, A change in mass moment of inertia is calculated in accordance with a change in the position of the linear stage 1100 and the detection signal of the conveying device disturbance compensator 1420 (stage disturbance compensator) and the upper vibration sensor 1560 provided on the air spring upper plate 1511 And a vibration feedback controller 1430 adapted to change the control gain in proportion to the calculated mass moment of inertia.

따라서 상기 이송장치외란보상기(1420;스테이지외란보상기)는 상기 리니어 스테이지(1100)의 스테이지컨트롤러(1110)로부터 리니어 스테이지의 위치와 가속도를 전달받아 외란의 방향과 크기를 예측함과 더불어 예측되는 외란과 크기는 같고 방향은 반대인 상쇄력을 계산하여 엑추에이터인 수직VCM(1520)과 수평VCM(1530) 및 서보밸브(1590)에 신호를 보내 상쇄력을 발생시키게 되고, 상기 진동피드백제어기(1430)는 리니어 스테이지(1100)의 위치의 변화에 따라서 질량관성모멘트의 변화를 스테이지가 움직이기 전 y축을 중심으로 한 회전에 대해 질량관성모멘트를 Iyy라 할 때, 구동부의 무게를 m이라 하고, 스테이지가 거리 d만큼 움직이고 나서의 질량관성 모멘트는 Iyy + md²으로 계산하고, 계산된 질량관성모멘트에 비례하여 제어게인을 변화시킨 뒤 상기 에어스프링상판(1511)에 설치된 상부진동센서(1560)의 감지신호에 따라 발생한 진동에 대한 억제력을 계산하여 엑추에이터인 수직VCM(1520)과 수평 VCM(1530) 및 서보밸브(1590)에 신호를 보내 진동 억제력을 발생시키게 된다.Accordingly, the transfer device disturbance compensator 1420 (stage disturbance compensator) receives the position and the acceleration of the linear stage from the stage controller 1110 of the linear stage 1100 to estimate the direction and magnitude of the disturbance, And outputs a canceling force to the vertical VCM 1520, the horizontal VCM 1530, and the servo valve 1590, which are the actuators, to generate a canceling force, and the vibration feedback controller 1430 When the mass inertia moment changes by the change of the position of the linear stage 1100 and the mass inertial moment is Iyy with respect to the rotation around the y axis before the stage moves, the weight of the driving unit is m, d, the mass moment of inertia is calculated as Iyy + md < 2 >, the control gain is changed in proportion to the calculated mass moment of inertia, A signal is sent to the vertical VCM 1520, the horizontal VCM 1530 and the servo valve 1590, which are actuators, by calculating the restraining force against the vibration generated according to the detection signal of the upper vibration sensor 1560 installed on the ring top plate 1511 So that a restraining force is generated.

여기서 상기 이송장치외란보상기(1420)는, 상기 리니어 스테이지(1100)의 이동으로 발생하는 스테이지의 구동부 무게와 가속도의 곱에 비례하며 가속도 방향의 역방향으로 작용하는 신호를 받도록 된 반발력보상기(1421)와, 상기 리니어 스테이지(1100)의 이동으로 발생하는 위치신호를 받도록 된 무게중심이동보상기(1422)로 이루어진다.The transport device disturbance compensator 1420 includes a repulsion force compensator 1421 that receives a signal acting in a direction opposite to the acceleration direction in proportion to a product of the weight of the driving part of the stage and the acceleration generated by the movement of the linear stage 1100, And a center-of-gravity movement compensator 1422 for receiving a position signal generated by the movement of the linear stage 1100.

따라서 상기 반발력보상기(1421)에 의해 리니어 스테이지(1100)의 가속도신호가 수직과 수평 분배기인 VCM역기구학행렬(1521,1531)에 의해 수직 및 수평 VCM(1520,1530)에 전달되어 가속도 신호에 의해 반작용력을 상쇄하게 되고, 또 상기 무게중심이동보상기(1422)에 의해 리니어 스테이지(1100)의 위치신호가 분배기인 서보밸브역기구학행렬(1591)에 의해 각각의 서보밸브(1590)를 열어서 에어스프링(1510)을 작동시켜 제어력을 발생하게 된다.The repulsive force compensator 1421 transmits the acceleration signal of the linear stage 1100 to the vertical and horizontal VCMs 1520 and 1530 by the VCM inverse kinematic matrices 1521 and 1531 which are vertical and horizontal distributors, And the servo valve 1590 is opened by the servo valve inverse kinematic matrix 1591 in which the position signal of the linear stage 1100 is a distributor by the center of gravity movement compensator 1422 to cancel the reaction force, (1510) to generate a control force.

그리고 상기 제진장치제어기(1400)는, 도 12의 제어블록도에 도시된 것과 같이, 상기 변위센서(1580)에서 발생하는 신호중에서 낮은주파수 성분만을 통과하여 위치피드백제어기(1440)로 보내도록 된 로우패스필터(1451;LPF)와, 상기 상부진동센서(1560)에서 발생하는 신호중에서 높은주파수 성분만을 통과하여 진동피드백제어기(1430)로 보내도록 된 하이패스필터(1452;HPF)로 이루어진 대역분리필터(1450)를 더 포함한다.As shown in the control block diagram of FIG. 12, the vibration suppression apparatus controller 1400 controls the vibration suppression device 1400 such that the signal transmitted from the displacement sensor 1580 through the low frequency component to the position feedback controller 1440 Pass filter 1451 and a high pass filter 1452 (HPF) which are passed through only the high frequency components of the signals generated by the upper vibration sensor 1560 to the vibration feedback controller 1430, (1450).

따라서 상기 대역분리필터(1450)의 로우패스필터(1451;LPF)와 하이패스필터(1452;HPF)에 의해 상기 변위센서(1580)와 상부진동센서(1560)에서 발생하는 주파수의 동작영역이 겹쳐서 수직 및 수평 VCM(1520,1530)에 보내는 제어신호와 서보밸브(1590)로 보내는 제어신호가 대역분리필터(1450)의 로우패스필터(1451;LPF)와 하이패스필터(1452;HPF)에 의해 서로 간섭되는 것을 방지하게 되어 동작성능이 우수하게 된다. The operating range of the frequency generated by the displacement sensor 1580 and the upper vibration sensor 1560 is overlapped by the low pass filter 1451 (LPF) and the high pass filter 1452 (HPF) of the band separation filter 1450 A control signal sent to the vertical and horizontal VCMs 1520 and 1530 and a control signal sent to the servo valve 1590 are supplied to the bandpass filter 1450 by a lowpass filter 1451 (LPF) and a highpass filter 1452 (HPF) Interference with each other is prevented, and the operation performance is excellent.

상기 바닥진동센서(1570)에서 감지된 진동은 도 12의 바닥진동피드포워드제어기(1410)에 의해 수직과 수평 분배기인 VCM역기구학행렬(1521,1531)에 의해 수직 및 수평 VCM(1520,1530)에 전달되어 감쇄된다.The vibration sensed by the bottom vibration sensor 1570 is detected by the bottom vibration feed forward controller 1410 of Figure 12 by the vertical and horizontal VCMs 1520 and 1530 by the VCM inverse kinematic matrices 1521 and 1531, And is attenuated.

이하에서는 상술한 능동형 제진장치를 이용한 이송장치의 외란 제어방법에 대해 도 1 내지 도 13를 참고로 설명한다.Hereinafter, a disturbance control method of the conveyance apparatus using the above-described active type vibration damper will be described with reference to FIGS. 1 to 13. FIG.

본 발명의 능동형 제진장치(1000)에 전원을 공급한 후 제진장치제어기(1400)에서 시작 버튼을 누르게 되면, 상기 제진마운트(1500)의 에어스프링상판(1511)에 설치한 변위센서타켓(1512)의 하부에 위치하도록 설치되어 변위센서타켓(1512)과의 간격을 감지하도록 설치함으로서 에어스프링상판(1511)의 하부면과 에어스프링챔버(1513)의 상부에 조립된 클램프링(1514)의 상부면과의 떨어진 간극을 감지하도록 착지위치에서 각 변위센서의 값을 0으로 초기화하는 단계(S1)와, 상기 제진마운트(1500)의 상부에 설치된 베이스(1200)의 상부에서 이동하는 리니어 스테이지(1100)의 모션컨트롤러(1110;스테이지컨트롤러)로부터 리니어 스테이지(1100)의 위치 및 가속도 정보를 수신하고, 상기 변위센서(1580)로 베이스(1200)의 위치와, 에어스프링(1510)의 에어스프링상판(1511)쪽에 설치된 상부진동센서(1560)로 베이스(1200)의 가속도와, 에어스프링(1510)의 하부에 설치된 바닥진동센서(1570)로 지면의 가속도를 각각 측정하는 단계(S2)와, 상기 리니어 스테이지(1100)의 가속도 정보로부터 6축(X,Y,Z,roll,pitch,yaw)별 반발력 외란과, 상기 리니어 스테이지의 위치정보로부터 6축별 무게 중심 이동 외란 및, 지면 가속도 신호로부터 3축(X,Y,Z)별 바닥진동 전달 외란을 각각 예측하는 단계(S3)와, 상기 예측된 외란에 대한 상쇄력을 계산하는 단계(S4)와, 상기 베이스(1200)의 목표위치에 대한 위치 오차 신호와 베이스의 목표가속도에 대한 가속도 오차 신호를 각각 생성하는 단계(S5)와, 상기 리니어 스테이지(1100)의 위치로부터 회전관성모멘트를 계산하고, 계산된 회전관성모멘트에 비례하여 위치피드백 제어기(1440)의 파라메터와 진동피드백 제어기(1430)의 파라메터를 각각 갱신하는 단계(S6)와, 상기 6축 별 위치 및 가속도 오차에 대한 제어력을 계산하는 단계(S7)와, 반발력 보상기(1421)에서 반발력 외란 상쇄력과, 바닥진동피드포워드 제어기(1410)에서 바닥진동 외란 상쇄력 및 진동피드백 제어기(1430)에서 가속도 오차에 대한 제어력을 합산후 분배기인 VCM 역기구학 행렬(1521,1531)을 통해 각각의 수직 및 수평 VCM(1520,1530)에 분배하고, 무게중심이동보상기(1422)에 의해 무게중심 이동 외란 상쇄력과 위치피드백 제어기(1440)에서 위치오차 제어력 합산 후 서보밸브(1590)의 분배기인 역기구학 행렬(1591)을 통해 각 서보밸브(1590)에 에어를 분배하는 단계(S8)와, 동작 주기를 맞추기 위해 일정한 샘플링 시간 예를 들면 매 0.2ms 동안 대기하는 단계(S9)를 포함한다.The displacement sensor target 1512 installed on the air spring upper plate 1511 of the vibration damping mount 1500 may be moved to the position of the displacement sensor target 1512. In this case, when the start button is pressed in the vibration damping device controller 1400 after power is supplied to the active vibration damping device 1000 of the present invention, The lower surface of the air spring upper plate 1511 and the upper surface of the clamp ring 1514 assembled to the upper portion of the air spring chamber 1513 are installed so as to be positioned at a lower portion of the air spring chamber 1513, (S1) for initializing the value of the angular displacement sensor to zero at the landing position so as to detect a clearance between the vibration stage and the vibration stage, and a linear stage (1100) moving from above the base (1200) Receives the position and acceleration information of the linear stage 1100 from the motion controller 1110 of the air spring 1510 and detects the position of the base 1200 with the displacement sensor 1580 and the position of the air spring 1511 ) Side A step S2 of measuring the acceleration of the base 1200 by the upper vibration sensor 1560 and the acceleration of the ground by the floor vibration sensor 1570 installed at the lower portion of the air spring 1510, (X, Y, Y, Z) from the acceleration information of the three-axis (X, Y, Z, roll, pitch, yaw) disturbance, and the positional information of the linear stage, A step S4 of calculating a cancellation force for the estimated disturbance, a step S4 of calculating a cancellation force for the estimated disturbance, A step (S5) of generating an acceleration error signal with respect to a target speed, a step of calculating an angular moment of inertia from the position of the linear stage 1100, and calculating a parameter of the position feedback controller 1440 in proportion to the calculated rotational moment of inertia The vibration of the vibration feedback controller 1430 A step S7 of calculating a control force for each of the six axes and an acceleration error, a step S7 of correcting the reaction force disturbance canceling force in the reaction force compensator 1421, , The floor vibration disturbance cancellation force and the control force for the acceleration error in the vibration feedback controller 1430 are distributed to the respective vertical and horizontal VCMs 1520 and 1530 through the VCM inverse kinematic matrices 1521 and 1531 as dividers The center-of-gravity disturbance canceling force by the center-of-gravity movement compensator 1422 and the sum of the position error control forces by the position feedback controller 1440 and the inverse kinematic matrix 1591, which is a distributor of the servo valve 1590, (Step S8) of distributing the air to the microcomputer, and step S9 of waiting for a predetermined sampling time, for example, 0.2 ms for matching the operation period.

따라서 능동형 제진장치를 이용한 이송장치의 외란이 상기 제진장치제어기(1400)에 의해 위치피드백 제어기(1440)와 진동피드백 제어기(1430) 및 바닥진동 피드포워드 제어기(1410) 와 이송장치 외란 보상기(1420)에 의해 베이스(1200)의 진동이 제어된다.Therefore, the disturbance of the conveyance apparatus using the active vibration suppression apparatus is detected by the vibration suppression apparatus controller 1400 by the position feedback controller 1440, the vibration feedback controller 1430, the floor vibration feedforward controller 1410, and the conveyance apparatus disturbance compensator 1420, The vibration of the base 1200 is controlled.

상술한 상기 위치피드백 제어기(1440)에 의한 위치피드백 제어에서 상기 에어스프링챔버(1513)내 압력은 서보밸브(1590)에 의해 제어되며, 압력을 조절하여 에어스프링상판(1511)의 높이를 제어할 수 있고, 상기 변위센서(1580)로 높이를 감지하며, 상기 서보밸브(1590)에 의해 압력을 조절하는 피드백 제어를 통해 상판의 높이가 제어되는 한편, 피드백제어기의 파라메터는 매 샘플링 시간마다 스테이지의 위치를 참조하여 갱신된다. 이로써 질량관성 모멘트 변화에 의한 외란을 제거할 수 있음은 물론, 능동형 제진시스템(1000)에는 3개 이상의 제진마운트(1500)가 포함되므로, 이들을 연동하여 동작시킴으로써 베이스(1200)의 Z, roll, pitch 자세를 정밀하게 제어할 수 있고, 이를 이용하여 베이스(1200)의 수평을 맞추고 안정시킬 수 있다.In the position feedback control by the position feedback controller 1440, the pressure in the air spring chamber 1513 is controlled by the servo valve 1590, and the pressure is controlled to control the height of the air spring upper plate 1511 And the height of the top plate is controlled by the feedback control for controlling the pressure by the servo valve 1590 while the parameter of the feedback controller is controlled by the displacement sensor 1580 at every sampling time, And is updated with reference to the position. In addition, since the active vibration damping system 1000 includes three or more vibration damping mounts 1500, it is possible to operate the vibration damping mounts 1500 in a synchronized manner, The posture can be precisely controlled, and the base 1200 can be leveled and stabilized by using it.

또 상기 진동피드백 제어기(1430)에 의한 진동피드백 제어를 설명하면, 상기 에어스프링(1510)이 부상되어 있는 상태에서, 각각의 수직 및 수평 VCM(1520,1530)을 이용하여 에어스프링상판(1511)에 추력을 가할 수 있고, 상기 에어스프링상판에 장착되어 있는 수직방향 및 수평방향 진동센서(1550,1540)를 이용하여 베이스(1200)의 움직임을 감지할 수 있으며, 능동형 제진시스템에는 3개 이상의 제진마운트가 포함되므로, 최소 수평 3개, 수직 3개의 진동센서가 포함되고, 이들의 신호를 이용하여 6축(X,Y,Z,roll,pitch,yaw) 방향의 베이스 속도 혹은 가속도를 확인할 수 있으며, VCM 또한 최소 수평 3개, 수직 3개가 포함되므로, 이들을 통합 구동함으로써 베이스(1200)에 6축 방향으로 추력을 가할 수 있는 한편, 각각의 상기 진동센서로 6축 베이스 속도 혹은 가속도를 감지하고, VCM을 이용하여 추력을 가하는 피드백 제어를 통해 베이스의 진동을 억제할 수 있다.In the vibration feedback control by the vibration feedback controller 1430, the air spring 1510 is lifted and the air spring top plate 1511 is lifted by using the vertical and horizontal VCMs 1520 and 1530, And the movement of the base 1200 can be sensed by using the vertical and horizontal vibration sensors 1550 and 1540 mounted on the upper surface of the air spring. In the active vibration suppression system, three or more vibration damping Mounts are included so that you can see at least 3 horizontal and 3 vertical vibration sensors and use these signals to see the base speed or acceleration in 6 axis (X, Y, Z, roll, pitch, yaw) And the VCM also includes at least three horizontals and three vertically. Therefore, the thrust can be applied to the base 1200 in the six-axis direction by integrally driving them, while the six-axis base velocity or acceleration is sensed by each of the vibration sensors, VC M can be used to suppress the vibration of the base through the feedback control that applies thrust.

여기서 상기 진동피드백 제어기(1430)의 파라메터는 매 샘플링 시간마다 스테이지(1100)의 위치를 참조하여 갱신되고, 이로써 질량관성 모멘트 변화에 의한 외란을 제거할 수 있으며, 상기 서보밸브(1590)에 의한 위치피드백 제어와 VCM에 의한 진동피드백 제어는 물리적 간섭을 일으킬 수 있다. 즉, 베이스에 외력이 가해져 목표위치에서 벗어났을 때, 진동피드백 제어는 가속도를 0으로 만들고 위치피드백 제어는 목표위치로 복귀하려고 하는데 두 가지가 동시에 충족될 수 없기 때문이다. 이때 상기 변위센서(1580)에는 로우패스필터(1451:Low Pass Filter)와, 상기 상부진동센서(1560)에는 하이패스필터(1452:High Pass Filter)를 연결하고 차단주파수를 조절하여 동작 대역폭이 중첩되지 않게 되므로, 상기 위치피드백 제어기(1440)를 통한 자세제어는 저주파수 롤링에 대응하고, 상기 진동피드백 제어기(1430)를 통한 진동제어는 고주파수 진동에 대응하게 된다.Here, the parameter of the vibration feedback controller 1430 is updated with reference to the position of the stage 1100 at every sampling time, thereby removing the disturbance due to the change in mass moment of inertia, and the position by the servo valve 1590 Feedback control and vibration feedback control by VCM can cause physical interference. That is, when an external force is applied to the base and deviates from the target position, the vibration feedback control makes the acceleration zero and the position feedback control attempts to return to the target position. At this time, a low pass filter 1451 (Low Pass Filter) is connected to the displacement sensor 1580 and a high pass filter 1452 (High Pass Filter) is connected to the upper vibration sensor 1560, The posture control through the position feedback controller 1440 corresponds to the low-frequency rolling, and the vibration control through the vibration feedback controller 1430 corresponds to the high-frequency vibration.

또한 상기 바닥진동 피드포워드 제어기(1410)에 의한 바닥진동 피드포워드 제어를 설명하면, 상기 제진마운트(1500)의 바닥에 바닥진동센서(1570)가 설치되는바, 상기 바닥진동센서(1570)는 지면의 진동을 감지하며, 능동형 제진시스템에는 3개 이상의 제진마운트가 포함되고, 수평방향으로 2개의 바닥진동센서와 수직방향 1개의 바닥진동센서가 설치되며, 수평방향의 바닥진동센서는 설치방향이 서로 직각이 되도록 하는 한편, 이들 3개의 바닥진동센서를 이용하여 X,Y,Z축 방향으로 지면의 속도 혹은 가속도를 감지할 수 있고, 바닥에서 발생한 진동은 상기 에어스프링(1510)을 통하여 베이스(1200)에 가진력을 가하게 되며, 상기 에어스프링(1510)의 전달함수 특성을 알고 있을 경우 베이스(1200)에 전달될 가진력을 예측할 수 있음은 물론, 상기 바닥진동센서(1570)로 감지된 지면의 속도 혹은 가속도로부터 베이스(1200)에 전달될 가진력을 예측하고, 각각의 VCM을 이용하여 역방향 상쇄력을 가하는 바닥진동 피드포워드 제어를 통해 베이스(1200)의 진동을 방지할 수 있다.A bottom vibration sensor 1570 is installed on the floor of the vibration isolation mount 1500. The bottom vibration sensor 1570 detects the bottom vibration of the floor vibration sensor 1570, The floor vibration sensor in the vertical direction is installed with two floor vibration sensors in the horizontal direction and the floor vibration sensors in the vertical direction are installed in the horizontal direction, The three floor vibration sensors can detect the speed or acceleration of the ground in the X, Y, and Z axis directions, and the vibrations generated at the floor can be detected through the air spring 1510 to the base 1200 When the transfer function characteristic of the air spring 1510 is known, it is possible to predict an excitation force to be transmitted to the base 1200, Vibration of the base 1200 can be prevented by predicting the excitation force to be transmitted to the base 1200 from the detected speed or acceleration of the ground surface and applying the reverse cancellation force by using the respective VCMs through the bottom vibration feedforward control.

한편, 상기 이송장치 외란 보상기(1420)에 의한 이송장치 외란 제어를 설명하면, 상기 모션 컨트롤러(1110)의 위치 및 가속도 지령에 의해 리니어 스테이지(1100)가 구동되며, 이 리니어 스테이지의 구동 시 반발력 및 무게중심 이동으로 인한 외란이 베이스(1200)로 전달되고, 이 리니어 스테이지의 기구적 구성(무게, 위치, 방향)을 알고 있으면 위치 및 가속도 지령을 바탕으로 구동시 발생하는 반발력과 무게중심 이동 외란을 예측할 수 있으며, 이때 상기 이송장치 외란 보상기(1420)는 위치 및 가속도 지령을 전송받아 예측되는 반발력과 무게중심 이동 외란을 6축 방향으로 각각 구하게 되고, 이때 반발력에 의한 외란은 위치 및 가속도 지령값과 함께, 미리 입력된 리니어 스테이지(1100)의 이송무게, 리니어 스테이지(1100)의 설치 위치와 베이스(1200)의 무게중심 등의 정보로부터 예측될 수 있으며, 예측된 6축 방향의 반발력 외란에 대한 상쇄력을 가하기 위해, 각각의 수직 및 수평방향 VCM(1520,1530)에 요구되는 힘을 연산하고, 최종적으로 각각의 VCM에 계산된 신호를 출력하여 상쇄력이 작용함으로써 반발력에 의한 베이스(1200)의 진동이 방지된다. The linear stage 1100 is driven by the position and the acceleration command of the motion controller 1110. The linear motion of the linear stage 1100 during the driving of the linear stage and the repulsive force If the disturbance due to the movement of the center of gravity is transmitted to the base 1200 and the mechanical structure (weight, position, direction) of the linear stage is known, the repulsive force and center- The transfer device disturbance compensator 1420 receives the position and acceleration commands and obtains the predicted repulsive force and the center-of-gravity disturbance in the six-axis direction. The disturbance due to the repulsive force is determined by the position and acceleration command values In addition, the feed weight of the linear stage 1100 preliminarily input, the mounting position of the linear stage 1100, and the center of gravity of the base 1200 And calculates the force required for each of the vertical and horizontal VCMs 1520 and 1530 in order to apply a canceling force to the predicted six-axis repulsion disturbance, and finally, And the vibration of the base 1200 due to the repulsive force is prevented.

이때 상기 이송장치 외란 보상기(1420)중의 반발력 보상기(1421)는 가속도 지령을 전송받아 예측되는 반발력 외란을 6축 방향으로 각각 구하게 되고, 상기 무게중심 이동 보상기(1422)는 위치 지령을 전송받아 예측되는 무게중심 이동 외란을 6축 방향으로 각각 구하게 되며, 무게중심 이동에 의한 외란은 위치 지령값과 함께, 미리 입력된 리니어 스테이지의 이송무게 등의 정보로부터 예측될 수 있으며, 예측된 6축 방향의 무게중심 이동 외란에 대한 상쇄력을 가하기 위해, 각각의 수직 및 수평방향 VCM에 요구되는 힘을 연산하게 되고, 최종적으로 각각의 VCM에 계산된 신호를 출력하여 상쇄력이 작용함으로써 반발력에 의한 베이스(1200)의 진동이 방지된다.The repulsive force compensator 1421 in the feeder disturbance compensator 1420 obtains the repulsive force disturbance predicted by receiving the acceleration command in the six axial directions. The center of gravity movement compensator 1422 receives the position command, The disturbance due to the movement of the center of gravity can be predicted from the information such as the conveying weight of the linear stage inputted in advance together with the position command value, and the predicted weight in the six axial directions In order to apply the canceling force to the center disturbance, the force required for each of the vertical and horizontal VCMs is calculated. Finally, the calculated signal is output to each VCM to cancel out the base 1200 Is prevented.

즉, 상기 수직방향진동센서(1540)과 수평방향진동센서(1550), 바닥진동센서(1570), 상부진동센서(1560) 및 각각의 수직 및 수평 보이스 코일모터(1520,1530;Voice Coil Motor; 이하 VCM)을 이용하여 피드백 제어함으로써 베이스(1200)의 진동을 억제함은 물론, 상기 제진마운트(1500)의 에어스프링상판(1511)에 설치한 변위센서타켓(1512)의 하부에 위치하도록 설치되어 변위센서타켓과의 간격을 감지하여 에어스프링상판(1511)의 하부면과 에어스프링챔버(1513)의 상부에 조립된 클램프링(1514)의 상부면과의 떨어진 간극을 감지하도록 된 변위센서(1580)와, 상기 제진장치제어기(1400)에서 변위센서(1580)의 값에 따라 작동하는 서보밸브(1590)를 이용해 실시간으로 위치피드백 제어하게 되므로 장비의 평형상태를 유지하기 용이하게 되는 한편, 이송장치인 리니어 스테이지(1100)의 모션컨트롤러(1110)로부터 이송장치의 구동부 가속도와 위치를 제진마운트(1500)와 연결된 제진장치제어기(1400)에서 전송받아 이송장치의 구동에 따라 발생하는 외란에 대비해 동시에 엑추에이터로 상쇄력을 가하여 진동이 발생하지 않도록 함으로써 정밀장비의 생산성 및 안전성을 높일 수 있다.That is, the vertical vibration sensor 1540 and the horizontal vibration sensor 1550, the floor vibration sensor 1570, the upper vibration sensor 1560, and the vertical and horizontal voice coil motors 1520 and 1530, respectively. (Hereinafter referred to as " VCM ") to suppress the vibration of the base 1200 and to be positioned below the displacement sensor target 1512 installed on the air spring upper plate 1511 of the vibration damping mount 1500 A displacement sensor 1580 adapted to sense the gap between the lower surface of the air spring upper plate 1511 and the upper surface of the clamp ring 1514 assembled to the upper portion of the air spring chamber 1513, And the position feedback control is performed in real time using the servo valve 1590 operating in accordance with the value of the displacement sensor 1580 in the vibration suppression device controller 1400. This facilitates maintaining the equilibrium state of the equipment, Of the linear stage 1100 The controller 1110 receives the acceleration and the position of the driving part of the conveying device from the vibration suppression device controller 1400 connected to the vibration suppression mount 1500 to compensate for the disturbance caused by the driving of the conveying device, The productivity and safety of the precision equipment can be increased.

또 상기 동작 주기를 맞추기 위해 일정한 샘플링 시간 예를 들면 매 0.2ms 동안 대기하는 단계(S9)가 지나게 되면 변위센서의 값을 0으로 초기화하는 단계(S1)의 다음으로 순환되어 상기 제진마운트(1500)의 상부에 설치된 베이스(1200)의 상부에서 이동하는 리니어 스테이지(1100)의 모션컨트롤러(1110;스테이지컨트롤러)로부터 리니어 스테이지(1100)의 위치 및 가속도 정보를 수신하고, 상기 변위센서(1580)로 베이스(1200)의 위치와, 에어스프링(1510)의 에어스프링상판(1511)쪽에 설치된 상부진동센서(1560)로 베이스(1200)의 가속도와, 에어스프링(1510)의 하부에 설치된 바닥진동센서(1570)로 지면의 가속도를 각각 측정하는 단계(S2)부터 각각의 단계를 주기적으로 순환하게 된다.When the step S9 of waiting for a predetermined sampling time, for example 0.2 ms, is passed in order to match the operation period, the value of the displacement sensor is circulated after the step S1 of initializing the displacement sensor to 0, Receives the position and acceleration information of the linear stage 1100 from the motion controller 1110 (stage controller) of the linear stage 1100 moving on the upper part of the base 1200 installed on the upper side of the base 1200, An acceleration of the base 1200 by the upper vibration sensor 1560 installed on the air spring upper plate 1511 side of the air spring 1510 and a bottom vibration sensor 1570 installed on the lower side of the air spring 1510. [ (S2) in which the acceleration of the ground is respectively measured by the acceleration sensor.

그리고 상기 제진마운트(1500)의 상부에 설치된 베이스(1200)의 상부에서 이동하는 리니어 스테이지(1100)의 모션컨트롤러(1110)로부터 리니어 스테이지(1100)의 위치 및 가속도 정보를 수신하고, 상기 변위센서(1580)로 베이스(1200)의 위치와, 에어스프링(1510)의 에어스프링상판(1511)쪽에 설치된 상부진동센서(1560)로 베이스(1200)의 가속도와, 에어스프링(1510)의 하부에 설치된 바닥진동센서(1570)로 지면의 가속도를 각각 측정하는 단계(S2)의 다음이면서, 상기 베이스(1200)의 목표위치에 대한 위치 오차 신호와 베이스의 목표가속도에 대한 가속도 오차 신호를 각각 생성하는 단계(S5)의 이전에, 상기 베이스(1200)의 위치 신호는 변위센서(1580)에서 발생하는 느린주파수 대역만을 통과하여 위치피드백제어기(1440)로 보내도록 된 로우패스필터(1451;LPF)와, 상기 상부진동센서(1560)에서 발생하는 빠른주파수 대역만을 통과하여 진동피드백제어기(1430)로 보내도록 된 하이패스필터(1452;HPF)에 의해, 상기 변위센서(1580)와 상부진동센서(1560)에서 발생하는 주파수의 동작영역이 겹쳐서 각각의 수직 및 수평 VCM(1520,1530)에 보내는 제어신호와 각각의 서보밸브(1590)로 보내는 제어신호가 서로 간섭되는 것을 방지하도록 된 대역분리단계(S10)를 더 포함한다.The position and acceleration information of the linear stage 1100 is received from the motion controller 1110 of the linear stage 1100 moving on the upper part of the base 1200 installed on the vibration damping mount 1500, 1580 and the position of the base 1200 and the acceleration of the base 1200 by the upper vibration sensor 1560 installed on the air spring upper plate 1511 side of the air spring 1510, Generating a position error signal for the target position of the base 1200 and an acceleration error signal for the velocity of the base respectively after the step S2 of measuring the acceleration of the ground by the vibration sensor 1570 The position signal of the base 1200 passes through only the slow frequency band generated by the displacement sensor 1580 and is sent to the position feedback controller 1440 through the low pass filter 1451 Upper vibration sen Generated by the displacement sensor 1580 and the upper vibration sensor 1560 by a high pass filter 1452 (HPF) that is passed through only the fast frequency band generated by the vibration sensor 1560 and sent to the vibration feedback controller 1430, (S10) for preventing the control signals sent to the vertical and horizontal VCMs 1520 and 1530 and the control signals sent to the respective servo valves 1590 from interfering with each other, .

따라서 상기 대역분리단계(S10)의 대역분리필터(1450)를 구성하는 로우패스필터(1451;LPF)와 하이패스필터(1452;HPF)에 의해 상기 변위센서(1580)와 상부진동센서(1560)에서 발생하는 주파수의 동작영역이 겹쳐서 수직 및 수평 VCM(1520,1530)에 보내는 제어신호와 서보밸브(1590)로 보내는 제어신호가 대역분리필터(1450)의 로우패스필터(1451;LPF)와 하이패스필터(1452;HPF)에 의해 서로 간섭되는 것을 방지하게 되어 동작성능이 우수하게 된다. Therefore, the displacement sensor 1580 and the upper vibration sensor 1560 are separated by the low-pass filter 1451 (LPF) and the high-pass filter 1452 (HPF) constituting the band separation filter 1450 of the band separation step S 10, The control signals sent to the vertical and horizontal VCMs 1520 and 1530 and the control signal sent to the servo valve 1590 are inputted to the low pass filter 1451 (LPF) and the high Pass filter 1452 (HPF), and the operation performance is improved.

앞에서 설명되고, 도면에 도시된 본 발명의 실시 예들은 본 발명의 기술적 사상을 한정하는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 발명의 보호범위는 청구범위에 기재된 사항에 의하여만 제한되고, 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상을 다양한 형태로 개량 변경하는 것이 가능하다. 따라서 이러한 개량 및 변경은 통상의 지식을 가진 자에 의해 자명한 것인 경우에는 본 발명의 보호범위에 속하게 될 것이다.The embodiments of the present invention described above and shown in the drawings should not be construed as limiting the technical idea of the present invention. The scope of protection of the present invention is limited only by the matters described in the claims, and those skilled in the art will be able to modify the technical idea of the present invention in various forms. Accordingly, such modifications and changes will fall within the scope of the present invention if they are apparent to those skilled in the art.

1000: 능동형 제진장치 1100: 리니어 스테이지
1200: 베이스 1300: 하부프레임
1400: 제진장치제어기 1420: 이송장치(스테이지)외란보상기
1421: 반발력보상기 1422: 무게중심이동보상기
1430: 진동피드백제어기 1450: 대역분리필터
1451: 로우패스필터(LPF) 1452: 하이패스필터(HPF)
1500: 제진마운트 1510: 에어스프링
1520: 수직 VCM 1530: 수평 VCM
1540: 수직 방향 진동센서 1550: 수평 방향 진동센서
1560: 상부진동센서 1570: 바닥진동센서
1580: 변위센서 1590: 서보밸브
1000: Active vibration isolation device 1100: Linear stage
1200: base 1300: lower frame
1400: vibration suppression device controller 1420: transfer device (stage) disturbance compensator
1421: Repulsive force compensator 1422: Center of gravity compensator
1430: Vibration feedback controller 1450: Band separation filter
1451: Low-pass filter (LPF) 1452: High-pass filter (HPF)
1500: vibration-proof mount 1510: air spring
1520: Vertical VCM 1530: Horizontal VCM
1540: Vertical vibration sensor 1550: Horizontal vibration sensor
1560: Top vibration sensor 1570: Floor vibration sensor
1580: Displacement sensor 1590: Servo valve

Claims (6)

삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 상부에 리니어 스테이지가 설치된 베이스의 하부에 3개 이상으로 설치됨과 더불어 하부에 설치된 하부프레임의 상부에 설치되는 한편, 제진장치제어기에 연결되어 에어스프링과 복수개의 수직 및 수평 VCM, 수직 및 수평 방향진동센서, 상부진동센서와 바닥진동센서를 통합제어하도록 된 제진마운트와, 상기 제진마운트의 에어스프링상판에 설치한 변위센서타켓의 하부에 위치하도록 설치되어 변위센서타켓과의 간격을 감지하도록 설치함으로서 에어스프링상판의 하부면과 에어스프링챔버의 상부에 조립된 클램프링의 상부면과의 떨어진 간극을 감지하도록 된 변위센서와, 상기 변위센서의 값에 따라 제진장치제어기에서 신호를 받아 실시간으로 작동하여 에어를 공급함으로서 에어스프링의 높낮이를 실시간으로 조절할 수 있도록 된 서보밸브를 포함하는 능동형 제진장치를 이용한 이송장치의 제어방법에 있어서,
상기 제진장치제어기는,
제진마운트의 에어스프링상판에 설치한 변위센서타켓의 하부에 위치하도록 설치되어 변위센서타켓과의 간격을 감지하도록 설치함으로서 에어스프링상판의 하부면과 에어스프링챔버의 상부에 조립된 클램프링의 상부면과의 떨어진 간극을 감지하도록 착지위치에서 각 변위센서의 값을 0으로 초기화하는 단계와,
상기 제진마운트의 상부에 설치된 베이스의 상부에서 이동하는 리니어 스테이지의 모션컨트롤러로부터 리니어 스테이지의 위치 및 가속도 정보를 수신하고, 상기 변위센서로 베이스의 위치와, 에어스프링의 상판쪽에 설치된 상부진동센서로 베이스의 가속도와, 에어스프링의 하부에 설치된 바닥진동센서로 지면의 가속도를 각각 측정하는 단계와,
상기 리니어 스테이지의 가속도 정보로부터 6축(X,Y,Z,roll,pitch,yaw)별 반발력 외란과, 상기 리니어 스테이지의 위치정보로부터 6축별 무게 중심 이동 외란 및, 지면 가속도 신호로부터 3축(X,Y,Z)별 바닥진동 전달 외란을 각각 예측하는 단계와,
상기 예측된 외란에 대한 상쇄력을 계산하는 단계와,
상기 베이스의 목표위치에 대한 위치 오차 신호와 베이스의 목표가속도(0)에 대한 가속도 오차 신호를 각각 생성하는 단계와,
상기 리니어 스테이지의 위치로부터 회전관성모멘트를 계산하고, 계산된 회전관성모멘트에 비례하여 위치피드백 제어 파라메터와 진동피드백 제어 파라메터를 각각 갱신하는 단계와,
상기 6축 별 위치 및 가속도 오차에 대한 제어력을 계산하는 단계와,
상기 반발력 외란 상쇄력과, 바닥진동 외란 상쇄력 및 가속도 오차에 대한 제어력을 합산후 분배기인 VCM 역기구학 행렬을 통해 각VCM에 분배하고, 상기 무게중심 이동 외란 상쇄력과 위치오차 제어력 합산 후 서보밸브의 분배기인 역기구학 행렬을 통해 각 서보밸브에 분배하는 단계와,
동작 주기를 맞추기 위해 일정한 샘플링 시간동안 대기하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 능동형 제진장치를 이용한 이송장치의 제어방법.
The vibration damping device is installed on the lower part of the lower frame installed at the lower part of the base provided with the linear stage at the upper part and at the lower part of the lower part provided at the lower part of the base with the linear stage. A vibration sensor mounted on the upper surface of the vibration spring mount of the vibration damping mount to detect an interval between the displacement sensor and the vibration sensor, A displacement sensor for detecting a gap between a lower surface of the spring upper plate and an upper surface of a clamp ring assembled at an upper portion of the air spring chamber, and a vibration sensor for receiving a signal from the vibration damper controller according to the value of the displacement sensor, Servo valve that can control the height of air spring in real time by supplying A method of controlling a conveying apparatus using an active vibration suppression apparatus comprising:
Wherein the vibration suppression device controller comprises:
It is installed so as to be positioned at the lower part of the displacement sensor target installed on the air spring upper plate of the vibration suppression mount so as to detect the gap with the displacement sensor target, so that the lower surface of the air spring upper plate and the upper surface of the clamp ring assembled to the upper part of the air spring chamber Initializing the value of the angular displacement sensor to zero at the landing position so as to sense a gap away from the displacement sensor,
And a vibration sensor for detecting the position of the linear stage and the acceleration information from the motion controller of the linear stage moving on the upper portion of the vibration mount, And a floor vibration sensor provided at a lower portion of the air spring,
(X, Y, Z, roll, pitch, yaw) disturbance disturbances from the linear acceleration information of the linear stage and the positional information of the linear stage, , Y, Z), respectively;
Calculating a cancellation force for the predicted disturbance,
Generating a position error signal with respect to the target position of the base and an acceleration error signal with respect to the target of the base with respect to the velocity (0)
Calculating a rotational inertia moment from the position of the linear stage and updating a position feedback control parameter and a vibration feedback control parameter in proportion to the calculated rotational moment of inertia,
Calculating a control force for the six-axis position and the acceleration error;
The control force for the repulsive force disturbance canceling force, the bottom vibration disturbance canceling force and the acceleration error is distributed to each VCM through a VCM inverse kinematic matrix which is a distributor after the sum of the disturbance cancellation disturbance force and the position error control force, Distributing to each servo valve through an inverse kinematic matrix,
And waiting for a predetermined sampling time in order to adjust the operation period. The method of controlling a conveying apparatus using an active type vibration damper.
제 5항에 있어서,
상기 제진마운트의 상부에 설치된 베이스의 상부에서 이동하는 리니어 스테이지의 모션컨트롤러로부터 리니어 스테이지의 위치 및 가속도 정보를 수신하고, 상기 변위센서로 베이스의 위치와, 에어스프링의 상판쪽에 설치된 상부진동센서로 베이스의 가속도와, 에어스프링의 하부에 설치된 바닥진동센서로 지면의 가속도를 각각 측정하는 단계의 다음이면서,
상기 베이스의 목표위치에 대한 위치 오차 신호와 베이스의 목표가속도(0)에 대한 가속도 오차 신호를 각각 생성하는 단계의 이전에,
상기 베이스의 위치 신호는 변위센서에서 발생하는 느린주파수 대역만을 통과하여 위치피드백제어기로 보내도록 된 로우패스필터(LPF)와, 상기 상부진동센서에서 발생하는 빠른주파수 대역만을 통과하여 진동피드백제어기로 보내도록 하이패스필터(HPF)에 의해, 상기 변위센서와 상부진동센서에서 발생하는 주파수의 동작영역이 겹쳐서 VCM에 보내는 제어신호와 서보밸브로 보내는 제어신호를 서로 간섭되는 것을 방지하도록 된 대역분리단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 능동형 제진장치를 이용한 이송장치의 제어방법.
6. The method of claim 5,
And a vibration sensor for detecting the position of the linear stage and the acceleration information from the motion controller of the linear stage moving on the upper portion of the vibration mount, And the acceleration of the ground by the bottom vibration sensor provided at the lower portion of the air spring,
Prior to the step of generating a position error signal for the target position of the base and an acceleration error signal for the base of the base respectively,
The position signal of the base is passed through only a low frequency band generated by the displacement sensor and is sent to a position feedback controller, and a low pass filter (LPF) passing through only a fast frequency band generated by the upper vibration sensor and sent to a vibration feedback controller A high-pass filter (HPF) is provided to prevent the interference of the control signal sent to the VCM and the control signal sent to the VCM by overlapping the operating range of the frequency generated by the displacement sensor and the upper vibration sensor And a control unit for controlling the operation of the conveying device.
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