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JP6151927B2 - Active vibration isolator - Google Patents

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JP6151927B2 JP2013024250A JP2013024250A JP6151927B2 JP 6151927 B2 JP6151927 B2 JP 6151927B2 JP 2013024250 A JP2013024250 A JP 2013024250A JP 2013024250 A JP2013024250 A JP 2013024250A JP 6151927 B2 JP6151927 B2 JP 6151927B2
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Description

本発明は、精密計測・加工装置や半導体露光装置などの嫌振装置において、設置床からの振動絶縁や、装置自体の加振の減衰を目的とするアクティブ除振装置に関する。   The present invention relates to an active vibration isolator for vibration isolation from an installation floor and attenuation of vibration of the apparatus itself in a vibration isolator such as a precision measuring / processing apparatus and a semiconductor exposure apparatus.

精密計測・加工装置や半導体露光装置などの精密機器の高精度化に伴い、それらに使用されている除振装置では除振性能の高性能化が求められている。この要求に対し、従来の除振装置では、除振テーブルの動きを制御するためのセンサと能動アクチュエータを一組とし、各点個別に制御する方法が用いられていた。しかしながらこの方法では、能動アクチュエータ相互の駆動力が干渉してしまい、意図しない振動が生じる問題があった。   As precision instruments such as precision measurement / processing devices and semiconductor exposure devices become more accurate, vibration isolation devices used in such devices are required to have higher vibration isolation performance. In response to this requirement, a conventional vibration isolator employs a method in which a sensor for controlling the motion of the vibration isolation table and an active actuator are combined as one set and each point is individually controlled. However, this method has a problem in that the driving forces of the active actuators interfere with each other, causing unintended vibrations.

従来技術として、特許文献1では、能動アクチュエータ相互の駆動力の干渉を機械的な配置で低減させるために、弾性支持された除振装置の鉛直方向並進及びその軸まわりの回転の2自由度と、水平面内並進及びその軸まわりの回転の4自由度からなる、計6自由度を有する制御量と操作量との間の変換を、弾性支持中心が重心と一致すると仮定し、弾性支持中心とセンサ及び能動アクチュエータの二次元的な位置関係に基づいて行う演算制御手段を設けることを提案している。   As a prior art, in Patent Document 1, in order to reduce the interference of the driving force between the active actuators with a mechanical arrangement, there are two degrees of freedom in the vertical translation of the vibration-isolated device supported elastically and the rotation around its axis. Assuming that the elastic support center coincides with the center of gravity, the conversion between the controlled variable having a total of six degrees of freedom and the manipulated variable, consisting of four degrees of freedom of translation in the horizontal plane and rotation around its axis, It has been proposed to provide a calculation control means that performs based on the two-dimensional positional relationship between the sensor and the active actuator.

特開第2002−122179号公報JP 2002-122179 A

特許文献1では、機械的な配置で能動アクチュエータ相互の制御力の干渉を減少させる方法をとっている。しかし、この方法では、除振装置のアクチュエータや弾性支持体が機械的な配置による制約を受けるという課題がある。また、機械的な配置のみでは取りきれない干渉については、無視できる、もしくは、各水平方向並進運動とその軸まわりの回転運動が互いに連成する状態を考慮した制御系を適用すればよい、としているが、当該連成を考慮した具体的な制御系についての記述がないため、意図しない振動が生じるという課題がある。   In Patent Document 1, a method of reducing interference between control forces of active actuators with a mechanical arrangement is employed. However, this method has a problem that the actuator and elastic support of the vibration isolator are restricted by mechanical arrangement. In addition, interference that cannot be removed by mechanical arrangement alone can be ignored, or a control system that considers a state in which each horizontal translational motion and rotational motion about its axis are coupled can be applied. However, since there is no description about a specific control system in consideration of the coupling, there is a problem that unintended vibration occurs.

この問題を解決するために、本発明によるアクティブ除振装置は、除振対象物を搭載するための除振テーブルと、前記除振テーブルを支持する複数の弾性支持体と、前記除振テーブルの変位を計測するための複数の位置計測手段と、前記除振テーブルを駆動する複数の駆動手段と、前記除振テーブルに対する所定の位置の点における目標変位と目標回転量を出力する位置目標値司令部と、前記複数の位置計測手段の出力を入力し、前記所定の位置の点における変位や回転量を演算して出力する変位演算部と、前記位置目標値司令部の出力と前記変位変換演算部の出力の差に基づき、前記所定の位置の点において該差に対応する並進力やトルクを演算して出力する位置制御部と、前記変位演算部の出力を入力し、前記複数の弾性支持体のそれぞれの変位と弾性力とにより前記所定の位置の点において発生する、干渉を伴う運動を打ち消すための演算をして出力する非干渉化制御部と、前記位置制御部の出力と前記非干渉化制御部の出力とに基づいて、前記複数の駆動手段のそれぞれに対する指令を出力する推力演算部とを備えることを特徴とする。   In order to solve this problem, an active vibration isolation device according to the present invention includes a vibration isolation table for mounting a vibration isolation object, a plurality of elastic supports that support the vibration isolation table, and a vibration isolation table. A plurality of position measuring means for measuring displacement, a plurality of driving means for driving the vibration isolation table, and a position target value commander for outputting a target displacement and a target rotation amount at a predetermined position with respect to the vibration isolation table A displacement calculation unit that inputs outputs of the plurality of position measuring means, calculates displacements and rotation amounts at the predetermined position, and outputs the position target value command unit and the displacement conversion calculation. A position control unit that calculates and outputs a translational force and a torque corresponding to the difference at a point of the predetermined position based on a difference in output of the unit, and inputs the output of the displacement calculation unit, and the plurality of elastic supports That of the body A non-interacting control unit that outputs an operation for canceling the motion accompanied by interference generated at the point of the predetermined position by the displacement and the elastic force, and the output of the position control unit and the non-interacting control And a thrust calculation unit that outputs a command to each of the plurality of driving means based on the output of the unit.

本発明によるアクティブ除振装置によれば、非干渉制御ループの制御回路を設けることで、自由に弾性支持体や搭載装置を配置することができない、即ち、機械的な配置による制約を受けるという課題に対し、弾性支持体や搭載装置の機械的な配置が比較的自由でありながら、軸間の干渉を低減することが可能であり、制御性能の悪化を防ぐことができる。また重心点が変化した際にも、制御パラメータを再演算することで、容易に非干渉化制御を維持することができる。   According to the active vibration isolator according to the present invention, by providing the control circuit of the non-interference control loop, the elastic support and the mounting device cannot be freely arranged, that is, subject to restrictions due to mechanical arrangement. On the other hand, while the mechanical arrangement of the elastic support and the mounting device is relatively free, it is possible to reduce the interference between the shafts and prevent the control performance from deteriorating. Even when the barycentric point changes, the non-interacting control can be easily maintained by recalculating the control parameters.

本発明の実施例1に係るアクティブ除振装置の構成図である。It is a block diagram of the active vibration isolator which concerns on Example 1 of this invention. 本発明の実施例1に係るアクティブ除振装置のブロック線図である。It is a block diagram of the active vibration isolator which concerns on Example 1 of this invention. 本発明の実施例1に係るアクティブ除振装置とブロック線図の接続を示す図である。It is a figure which shows the connection of the active vibration isolator which concerns on Example 1 of this invention, and a block diagram. 本発明の実施例2に係るアクティブ除振装置の構成図である。It is a block diagram of the active vibration isolator which concerns on Example 2 of this invention. 本発明の実施例2に係るアクティブ除振装置のブロック線図である。It is a block diagram of the active vibration isolator which concerns on Example 2 of this invention. 本発明の実施例3に係るアクティブ除振装置の構成図である。It is a block diagram of the active vibration isolator which concerns on Example 3 of this invention. 本発明の実施例3に係るアクティブ除振装置のブロック線図である。It is a block diagram of the active vibration isolator which concerns on Example 3 of this invention. 本発明の実施例4に係るアクティブ除振装置とブロック線図の接続を示す図である。It is a figure which shows the connection of the active vibration isolator which concerns on Example 4 of this invention, and a block diagram. 本発明の実施例5に係るアクティブ除振装置とブロック線図の接続を示す図である。It is a figure which shows the connection of the active vibration isolator which concerns on Example 5 of this invention, and a block diagram.

以下、添付図面を参照して、本発明の実施例を説明する。なお、各実施例においては、座標基準としての所定の位置の点をアクティブ除振装置に変位や回転が生じていない際の重心に一致させ、例えば、図で示されるようなX、Y、Z軸の互いに直交する3軸の座標系と各軸の方向を定義しているが、これらに限られたものではない。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. In each embodiment, a point at a predetermined position as a coordinate reference is made to coincide with the center of gravity when no displacement or rotation occurs in the active vibration isolator, for example, X, Y, Z as shown in the figure Although the three-axis coordinate system orthogonal to each other and the direction of each axis are defined, the present invention is not limited to these.

図1は、本発明の実施例1に係るアクティブ除振装置の構成を示す。図2は、本発明の実施例1に係るアクティブ除振装置を制御するためのブロック線図を示す。また、図3は、本発明の実施例1のアクティブ除振装置に搭載される複数の要素と、ブロック線図との接続の関係を示している。   FIG. 1 shows the configuration of an active vibration isolator according to Embodiment 1 of the present invention. FIG. 2 is a block diagram for controlling the active vibration isolator according to the first embodiment of the present invention. FIG. 3 shows a connection relationship between a plurality of elements mounted on the active vibration isolator according to the first embodiment of the present invention and a block diagram.

図1と図2より、当該アクティブ除振装置は、除振対象物を搭載する除振テーブル1(装置本体)と、3つの弾性支持体2r、2l、及び2bと、Y軸方向の変位を検出する変位センサ3bと、Z軸方向の変位を検出する変位センサ3dと、Y軸方向に駆動するリニアモータ4bと、Z軸方向に駆動するリニアモータ4dと、Y軸方向の変位を検出する変位センサ3cと、Z軸方向の変位を検出する変位センサ3eと、Y軸方向に駆動するリニアモータ4cと、Z軸方向に駆動するリニアモータ4eと、X軸方向の変位を検出する変位センサ3aと、Z軸方向の変位を検出する変位センサ3fと、X軸方向に駆動するリニアモータ4aと、Z軸方向に駆動するリニアモータ4fとを備えている。さらに、当該アクティブ除振装置は、位置目標値指令部6と、重心点変位座標変換演算部7(変位演算部)と、位置制御部8と、推力分配演算部9(推力演算部)と、非干渉化制御部10とを備えている。   1 and 2, the active vibration isolator is a vibration isolation table 1 (device main body) on which a vibration isolation object is mounted, three elastic supports 2r, 2l, and 2b, and displacement in the Y-axis direction. A displacement sensor 3b to detect, a displacement sensor 3d to detect displacement in the Z-axis direction, a linear motor 4b to drive in the Y-axis direction, a linear motor 4d to drive in the Z-axis direction, and a displacement in the Y-axis direction are detected. Displacement sensor 3c, displacement sensor 3e that detects displacement in the Z-axis direction, linear motor 4c that drives in the Y-axis direction, linear motor 4e that drives in the Z-axis direction, and displacement sensor that detects displacement in the X-axis direction 3a, a displacement sensor 3f that detects displacement in the Z-axis direction, a linear motor 4a that drives in the X-axis direction, and a linear motor 4f that drives in the Z-axis direction. Further, the active vibration isolator includes a position target value command unit 6, a center-of-gravity point displacement coordinate conversion calculation unit 7 (displacement calculation unit), a position control unit 8, a thrust distribution calculation unit 9 (thrust calculation unit), And a non-interacting control unit 10.

位置計測手段としての変位センサ3bと3cは、XZ平面内においては互いに異なる位置に配置されており、また同じく位置計測手段としての変位センサ3d、3e、及び3fは、XY平面内においては互いに異なる位置に配置されている。   The displacement sensors 3b and 3c as position measuring means are arranged at different positions in the XZ plane, and the displacement sensors 3d, 3e, and 3f as position measuring means are also different from each other in the XY plane. Placed in position.

以上の構成により、変位センサ3a乃至3fからの出力を組み合わせることで、下記で説明する重心を原点とする6自由度系において、重心におけるX、Y、Zの各軸方向の変位と、重心におけるX、Y、Zの各軸まわりの回転量が検出可能となる。   With the above configuration, by combining the outputs from the displacement sensors 3a to 3f, in the 6-degree-of-freedom system having the center of gravity described below as the origin, the displacement in the X, Y, and Z axial directions at the center of gravity and The amount of rotation about each of the X, Y, and Z axes can be detected.

なお、ここで重心とは、当該アクティブ除振装置の搭載装置や除振テーブル1など、弾性支持体2b、2r、及び2lによって支持されている全てを一つの剛体と考えた場合の重心のことである。   Here, the center of gravity refers to the center of gravity when all the devices supported by the elastic supports 2b, 2r, and 2l, such as the mounting apparatus of the active vibration isolator and the vibration isolation table 1, are considered as one rigid body. It is.

一方、リニアモータ4bと4cは、XZ平面内においては互いに異なる位置に配置されており、また、リニアモータ4d、4e、及び4fは、XY平面内においては互いに位置に配置されている。以上の構成により、リニアモータ4a乃至4f(複数の駆動手段)の駆動を組み合わせることで、当該重心を原点とする6自由度系において、X、Y、Zの各軸方向の並進と、X、Y、Zの各軸まわりの回転量に対し、それぞれ所望の駆動が可能となる。   On the other hand, the linear motors 4b and 4c are arranged at different positions in the XZ plane, and the linear motors 4d, 4e, and 4f are arranged at positions in the XY plane. With the above configuration, by combining the driving of the linear motors 4a to 4f (a plurality of driving means), in the 6-degree-of-freedom system having the center of gravity as the origin, translation in the X, Y, and Z axial directions, Desired driving can be performed for the rotation amounts around the Y and Z axes.

次に位置制御を行う位置制御ループの制御回路について、図2と図3を参照し、以下で具体的に説明する。   Next, the control circuit of the position control loop for performing the position control will be specifically described below with reference to FIGS.

位置制御ループの制御回路は、変位センサ3a乃至3fと、位置目標値司令部6と、重心点変位座標変換演算部7と、位置制御部8と、推力分配演算部9と、リニアモータ4a乃至4fとから構成され、図2と図3に示されるような接続を有している。   The control circuit of the position control loop includes the displacement sensors 3a to 3f, the position target value command unit 6, the center-of-gravity point displacement coordinate conversion calculation unit 7, the position control unit 8, the thrust distribution calculation unit 9, and the linear motors 4a to 4a. 4f and has connections as shown in FIG. 2 and FIG.

重心点変位座標変換演算部7では、変位センサ3a乃至3fからの出力より、重心を原点とする6自由度系の重心におけるX、Y、Zの各軸方向の変位と、重心におけるX、Y、Zの各軸まわりの回転量を演算する。当該重心を原点とする6自由度系の重心におけるX、Y、Zの各軸方向の変位と、重心におけるX、Y、Zの各軸まわりの回転量に対して、変位センサ3a乃至3fの出力は、それぞれの位置関係から次の(1)式で表わされる。   In the center-of-gravity point displacement coordinate transformation calculation unit 7, based on the outputs from the displacement sensors 3 a to 3 f, the X-, Y-, and Z-axis displacements at the center of gravity of the 6-degree-of-freedom system with the center of gravity as the origin, and , The rotation amount around each axis of Z is calculated. With respect to the displacement in the X, Y, and Z axis directions at the center of gravity of the 6-degree-of-freedom system with the center of gravity as the origin, and the rotation amount around the X, Y, and Z axes at the center of gravity, the displacement sensors 3a to 3f The output is expressed by the following equation (1) from the respective positional relationships.

Figure 0006151927
Figure 0006151927

ここで、Pは変位センサ3a乃至3fからの出力を表す行列であり、詳細には、pbx、pry、ply、prz、plz、及びpbzは、それぞれ順に、各変位センサ3a、3b、3c、3d、3e、及び3fのそれぞれからの出力値を表している。また、Pは重心を原点とする6自由度系の重心におけるX、Y、Zの各軸方向の変位と、重心におけるX、Y、Zの各軸まわりの回転量を含む行列であり、詳細には、px、py、及びpzは、重心におけるX、Y、Zの各軸方向の変位を表し、pωx、pωyG、及びpωzG は、重心におけるX、Y、Zの各軸まわりの回転量を表している。さらに、行列T内の要素ついては、重心を原点とした座標系における変位センサ3a乃至3fの検出位置の座標をそれぞれ表している。yPbxとzPbxは、変位センサ3aの検出位置のY、Z座標をそれぞれ表し、xPryとzPryは、変位センサ3bの検出位置のX、Z座標をそれぞれ表し、xPlyとzPlyは、変位センサ3cの検出位置のX、Z座標をそれぞれ表し、xPrzとyPrzは、変位センサ3dの検出位置のX、Y座標をそれぞれ表し、xPlzとyPlzは、変位センサ3eの検出位置のX、Y座標をそれぞれ表し、そして、xPbzとyPbzは、変位センサ3fの検出位置のX、Y座標をそれぞれ表している。 Here, P P is a matrix representing outputs from the displacement sensors 3a to 3f, and in detail, p bx , p ry , p ly , p rz , p lz , and p bz are respectively given to the respective displacement sensors. The output value from each of 3a, 3b, 3c, 3d, 3e, and 3f is represented. Also, P G is a matrix comprising a X, Y, in the direction of each axis in the Z displacement of the center of gravity of the six degrees of freedom system whose origin the center of gravity, X at the center of gravity, Y, the rotation amount around the axis of the Z, specifically, px G, py G, and pz G represents X at the center of gravity, Y, the displacement of each axial Z, pωx G, pωy G, and Piomegaz G is X at the center of gravity, Y, and Z The amount of rotation around each axis is shown. Furthermore, with the elements of the matrix T P represents the center of gravity as the origin and the coordinate system the coordinates of the detected position of the displacement sensors 3a to 3f in each. y Pbx and z Pbx represent the Y and Z coordinates of the detection position of the displacement sensor 3a, respectively, x Pry and z Pry represent the X and Z coordinates of the detection position of the displacement sensor 3b, respectively, and x Ply and z Ply represent Represents the X and Z coordinates of the detection position of the displacement sensor 3c, x Prz and y Prz represent the X and Y coordinates of the detection position of the displacement sensor 3d, respectively, and x Plz and y Plz represent the detection of the displacement sensor 3e. The X and Y coordinates of the position are represented, respectively, and x Pbz and y Pbz represent the X and Y coordinates of the detection position of the displacement sensor 3f, respectively.

(1)式より、各変位センサの値から当該重心における変位や回転量を求める式は、次の(2)式で表わされる。   From the equation (1), the equation for obtaining the displacement and rotation amount at the center of gravity from the value of each displacement sensor is expressed by the following equation (2).

Figure 0006151927
Figure 0006151927

ここで、Tの逆行列T −1を重心点変位座標変換行列と呼ぶこととする。重心点変位座標変換演算部7では、変位センサ3a乃至3fの出力Pを入力として、重心点変位座標変換行列T −1と乗算した値、すなわち、重心を原点とする6自由度系の重心におけるX、Y、Zの各軸方向の変位と重心におけるX、Y、Zの各軸まわりの回転量を出力する。 Here, it will be referred an inverse matrix T P -1 of T P between the center of gravity displacement coordinate transformation matrix. The center-of-gravity point displacement coordinate transformation calculation unit 7 receives the output P P of the displacement sensors 3a to 3f as an input, and multiplies the center-of-gravity point displacement coordinate transformation matrix T P −1 , that is, a 6-degree-of-freedom system having the center of gravity as the origin. The displacement in the X, Y, and Z axis directions at the center of gravity and the rotation amount around the X, Y, and Z axes at the center of gravity are output.

位置制御部8では、位置目標値司令部6から出力された、重心を原点とする6自由度系の重心におけるX、Y、Zの各軸方向の目標変位及び重心におけるX、Y、Zの各軸まわりの目標回転量と、重心点変位座標変換演算部7の出力との差を入力とし、比例積分補償(PI補償)を行うPI補償器により、後述の位置制御入力を決定する演算を行う。なお、位置制御部8での演算はX、Y、Zの各軸ごとに独立して行われる。   The position control unit 8 outputs the target displacement in the X, Y, and Z axial directions at the center of gravity of the 6-degree-of-freedom system having the center of gravity as the origin and the X, Y, and Z at the center of gravity output from the position target value command unit 6. A calculation for determining a position control input, which will be described later, is performed by a PI compensator that performs proportional-integral compensation (PI compensation) using the difference between the target rotation amount around each axis and the output of the center-of-gravity point displacement coordinate transformation computation unit 7 as an input. Do. The calculation in the position control unit 8 is performed independently for each of the X, Y, and Z axes.

推力分配換演算部9では、位置制御部8より出力された、重心を原点とする6自由度系の重心におけるX、Y、Zの各軸の所望の位置制御入力値に基づき、リニアモータ4a乃至4fに必要な入力を演算する。リニアモータ4a乃至4fの出力に対して、重心を原点とする6自由度系の重心におけるX、Y、Zの各軸方向の並進力と、重心におけるX、Y、Zの各軸まわりのトルクは、それぞれの位置関係から次の(3)式で表わされる。   Based on the desired position control input values of the X, Y, and Z axes at the center of gravity of the six-degree-of-freedom system with the center of gravity as the origin, the thrust distribution replacement calculation unit 9 outputs the linear motor 4a. To calculate the input required for 4f. With respect to the outputs of the linear motors 4a to 4f, the translational forces in the X, Y, and Z axial directions at the center of gravity of the 6-degree-of-freedom system having the center of gravity as the origin, and the torque around the X, Y, and Z axes at the center of gravity Is expressed by the following equation (3) from the respective positional relationships.

Figure 0006151927
Figure 0006151927

ここで、Fはリニアモータ4a乃至4fの駆動を表す行列であり、詳細には、FMbx、FMry、FMly、FMrz、FMlz、及びFMbzは、それぞれ順に、各リニアモータ4a、4b、4c、4d、4e、及び4fの駆動の値を表している。また、FGMは位置制御入力であって、重心を原点とする6自由度系の重心におけるX、Y、Zの各軸方向の並進力と重心におけるX、Y、Zの各軸まわりのトルクを含む行列である。詳細には、FMx、FMy、FMzは、当該重心におけるX、Y、Zの各軸方向の並進力を表し、TMx、TMy、TMzは、当該重心におけるX、Y、Zの各軸まわりのトルクを表している。さらに、行列T内の要素については、重心を原点とした座標系におけるリニアモータ4a乃至4fの作用点の座標を表している。yMbxとzMbxは、リニアモータ4aの作用点のY、Z座標をそれぞれ表し、xMryとzMryは、リニアモータ4bの作用点のX、Z座標をそれぞれ表し、xMlyとzMlyは、リニアモータ4cの作用点のX、Z座標をそれぞれ表し、xMrzとyMrzは、リニアモータ4dの作用点のX、Y座標をそれぞれ表し、XMlzとyMlzは、リニアモータ4eの作用点のX、Y座標をそれぞれ表し、そして、xMbzとyMbzは、リニアモータ4fの作用点のX、Y座標をそれぞれ表している。 Here, F M is a matrix representing the driving of the linear motors 4a to 4f, in particular, F Mbx, F Mry, F Mly, F Mrz, F Mlz, and F MBZ are respectively a linear motors 4a 4b, 4c, 4d, 4e, and 4f drive values are shown. Further, FGM is a position control input, and the translational force in the X, Y, and Z axial directions at the center of gravity of the six-degree-of-freedom system having the center of gravity as the origin and the torque around the X, Y, and Z axes at the center of gravity. Is a matrix containing Specifically, F Mx , F My , and F Mz represent translational forces in the X, Y, and Z axial directions at the center of gravity, and T Mx , T My , and T Mz are X, Y, and Z at the center of gravity. Represents the torque around each axis. Additionally, elements in the matrix T M, represents the coordinates of the point of action of the linear motor 4a to 4f in the coordinate system whose origin is a center of gravity. y Mbx and z Mbx represent the Y and Z coordinates of the operating point of the linear motor 4a, respectively, x Mry and z Mry represent the X and Z coordinates of the operating point of the linear motor 4b, respectively, and x Mly and z Mly represent represents X point of action of the linear motor 4c, the Z-coordinate, respectively, x MRZ and y MRZ represent X point of action of the linear motor 4d, Y coordinates, respectively, X MLZ and y MLZ is the action of the linear motor 4e The X and Y coordinates of the point are respectively represented, and x Mbz and y Mbz represent the X and Y coordinates of the operating point of the linear motor 4f, respectively.

(3)式より、位置制御部8より出力された、重心を原点とする6自由度系の重心におけるX、Y、Zの各軸の所望の位置制御入力から、推力分配演算部9にて行われるリニアモータ4a乃至4fに対する必要な入力への変換は、次の(4)式で行われる。   From the desired position control input for each of the X, Y, and Z axes at the center of gravity of the 6-degree-of-freedom system with the center of gravity as the origin, which is output from the position control unit 8 according to the expression (3), the thrust distribution calculation unit 9 The conversion to necessary input for the linear motors 4a to 4f is performed by the following equation (4).

Figure 0006151927
Figure 0006151927

ここで、Tの逆行列T −1を推力分配行列と呼ぶこととする。推力分配演算部9では、位置制御部8からの出力である、重心を原点とする6自由度系の重心におけるX、Y、Zの各軸の所望の位置制御入力を入力とし、推力分配行列T −1を乗算した値、すなわち、重心を原点とする6自由度系の重心におけるX、Y、Zの各軸の駆動力に対して、リニアモータ4a乃至4fに必要な入力を出力している。 Here, it is assumed that an inverse matrix T M -1 of T M is referred to as a thrust distribution matrix. The thrust distribution calculation unit 9 receives a desired position control input for each of the X, Y, and Z axes at the center of gravity of the 6-degree-of-freedom system that is the output from the position control unit 8 and has the center of gravity as the origin, and a thrust distribution matrix Output necessary inputs to the linear motors 4a to 4f with respect to the driving force of the X, Y, and Z axes at the center of gravity of the six-degree-of-freedom system having the center of gravity as the origin, that is, the value multiplied by T M -1. ing.

パッシブ除振装置では、弾性支持体の固有振動周波数と同じ周波数を有する振動に対しては、共振現象により逆に振動を増幅させてしまい、発振するという問題があった。しかし、アクティブ除振装置では図2に示されるような位置制御ループの制御回路を構成し、リニアモータを制御することにより、発振を抑え振動を減衰させることができる。
以上が一般的な位置制御ループの制御回路を備えたアクティブ除振装置の構成である。
In the passive vibration isolator, there is a problem that vibration having the same frequency as the natural vibration frequency of the elastic support is amplified by the resonance phenomenon, and thus oscillates. However, in the active vibration isolator, a control circuit of a position control loop as shown in FIG. 2 is configured, and by controlling the linear motor, oscillation can be suppressed and vibration can be attenuated.
The above is the configuration of the active vibration isolator having a general position control loop control circuit.

この一般的な構成においては、重心を原点とする6自由度系において、推力分配演算部9によって、リニアモータ4a乃至4fに対する制御値入力がそれぞれ独立に実行されるため、リニアモータ4a乃至4fの制御出力は互いに独立となっている。しかし、搭載装置や除振テーブル1などを支持している弾性支持体2r、2l、及び2bが発生する、弾性力の重心におけるX、Y、Zの各軸間の連成による干渉については考慮されていない。ここで、干渉とは、各軸方向の変位、又は各軸まわりの回転が、対応する軸方向のみの並進力、又は対応する軸まわりのトルクのみ以外にも影響を及ぼすことであり、ここでは、重心を原点とする6自由度系においては、弾性支持体2r、2l、及び2bによる当該重心におけるX、Y、Zの各軸方向の並進方向の弾性力は、重心と弾性支持点との距離によって、回転作用成分であるトルクを発生させるため、X、Y、Zの各軸間で連成による干渉が起こってしまう。   In this general configuration, in the 6-degree-of-freedom system having the center of gravity as the origin, the thrust distribution calculation unit 9 executes control value input to the linear motors 4a to 4f independently of each other. Control outputs are independent of each other. However, the interference caused by the coupling between the X, Y, and Z axes at the center of gravity of the elastic force generated by the elastic supports 2r, 2l, and 2b that support the mounting device and the vibration isolation table 1 is considered. It has not been. Here, the interference means that the displacement in each axial direction or the rotation around each axis affects other than the translational force only in the corresponding axial direction or the torque around the corresponding axis. In a six-degree-of-freedom system with the center of gravity as the origin, the elastic force in the translational direction in the X, Y, and Z axial directions at the center of gravity by the elastic supports 2r, 2l, and 2b is Since torque, which is a rotational action component, is generated depending on the distance, interference due to coupling occurs between the X, Y, and Z axes.

そこで本発明では、当該弾性力による干渉を取り除くため、非干渉化制御部を含む非干渉制御ループの制御回路を構成している。
当該非干渉化制御ループの制御回路は、変位センサ3a乃至3fと、重心点変位座標変換演算部7と、非干渉化制御部10と、推力分配演算部9と、リニアモータ4a乃至4fとにより構成されている。
Therefore, in the present invention, in order to remove interference due to the elastic force, a control circuit of a non-interference control loop including a non-interference control unit is configured.
The control circuit of the non-interacting control loop includes displacement sensors 3a to 3f, a centroid displacement coordinate conversion calculation unit 7, a non-interacting control unit 10, a thrust distribution calculation unit 9, and linear motors 4a to 4f. It is configured.

当該非干渉化制御ループの制御回路を構成するにあたり、まず、弾性支持体2r、2l、及び2bの弾性力によるX、Y、Zの各軸間の干渉について、以下で説明する。なお、弾性支持体2r、2l、及び2bについて同様の計算を行うので、数式中の添え字iは、1、2、3の順に弾性支持体2r、2l、2bについて表すこととする。   In configuring the control circuit of the non-interacting control loop, first, interference between the X, Y, and Z axes due to the elastic force of the elastic supports 2r, 2l, and 2b will be described below. Since the same calculation is performed for the elastic supports 2r, 2l, and 2b, the subscript i in the equation is expressed for the elastic supports 2r, 2l, and 2b in the order of 1, 2, and 3.

まず、重心を原点とする6自由度系の重心におけるX、Y、Zの各軸方向の変位と重心における各軸まわりの回転量に対して、弾性支持体2r、2l、2bの弾性支持点における変位は次の(5)式で表わされる。   First, the elastic support points of the elastic supports 2r, 2l, and 2b with respect to the displacement in the X, Y, and Z axial directions at the center of gravity of the 6-degree-of-freedom system having the center of gravity as the origin and the rotation amount around each axis at the center of gravity. The displacement at is expressed by the following equation (5).

Figure 0006151927
Figure 0006151927

行列Xkiのxki、yki、及びzkiは、それぞれ重心を原点とする座標系における弾性支持体2r、2l、及び2bのX、Y、Zの各軸方向の弾性支持点変位を表し、行列Xのx、y、z、ωx、ωy、及びωzは、それぞれ重心を原点とする座標系における重心のX、Y、Zの各軸方向の変位と重心のX、Y、Zの各軸まわりの回転量を表している。また、TKiは弾性支持点変位行列であり、x、y、及びzは、それぞれ重心を原点とする座標系における、弾性支持体2r、2l、及び2bの弾性支持点のX、Y、Z座標を表している。 Matrix X ki of x ki, y ki, and z ki represent each elastic support 2r in coordinate system with its origin at the centroid, 2l, and 2b of the X, Y, the elastic support point displacement in the direction of each axis in the Z , x G matrix X G, y G, z G , ωx G, ωy G, and .omega.z G is the center of gravity in the coordinate system with its origin at the centroid respectively X, Y, of the axial displacement and the center of gravity of the Z The amount of rotation about each of the X, Y, and Z axes is shown. Further, T Ki is an elastic support point displacement matrix, and x i , y i , and z i are X of elastic support points of the elastic supports 2r, 2l, and 2b in a coordinate system with the center of gravity as the origin, Y and Z coordinates are shown.

次に、弾性支持体2r、2l、及び2bの弾性支持点変位に対し、各弾性支持点で発生する弾性力は、次の(6)式で表わされる。   Next, the elastic force generated at each elastic support point with respect to the elastic support point displacement of the elastic supports 2r, 2l, and 2b is expressed by the following equation (6).

Figure 0006151927
Figure 0006151927

ここで、Fkxi、Fkyi、及びFkzi は、弾性支持体2r、2l、2bが、それぞれ重心を原点とする座標系における弾性支持点で発生する弾性力を表し、kxi、kyi、及びkziは、重心を原点とする座標系における弾性支持体2r、2l、2bのX、Y、Zの各軸に対する弾性係数を示している。 Here, F kxi , F kyi , and F kzi represent the elastic forces generated by the elastic supports 2 r, 2 l, 2 b at the elastic support points in the coordinate system with the center of gravity as the origin, respectively, k xi , k yi , And k zi indicate elastic coefficients for the X, Y, and Z axes of the elastic supports 2r, 2l, and 2b in the coordinate system with the center of gravity as the origin.

さらに、弾性支持体2r、2l、及び2bが弾性支持点で発生する弾性力を、重心を原点とする6自由度系の重心におけるX、Y、Zの各軸方向の並進力と重心におけるX、Y、Zの各軸まわりのトルクへの変換は次の(7)式で行われる。   Further, the elastic force generated at the elastic support points of the elastic supports 2r, 2l, and 2b is expressed in terms of the X, Y, and Z axial translational forces at the center of gravity of the six-degree-of-freedom system with the center of gravity as the origin and X at the center of gravity. Conversion to torque around each axis of Y, Y and Z is performed by the following equation (7).

Figure 0006151927
Figure 0006151927

ここで、FGKiは、弾性支持体2r、2l、及び2bが発生する弾性力によって、重心を原点とする6自由度系の重心におけるX、Y、Zの各軸方向の並進力と重心におけるX、Y、Zの各軸まわりのトルクを表し、それぞれ、FGkxi、FGkyi、及びFGkzi、は、重心におけるX、Y、Zの各軸方向の並進力を表し、TGkxi、TGkyi、及びTGkziは、重心におけるX、Y、Zの各軸まわりのトルクを表している。 Here, F GKi is the translational force in the X, Y, and Z axial directions at the center of gravity of the six-degree-of-freedom system having the center of gravity as the origin and the center of gravity at the center of gravity due to the elastic force generated by the elastic supports 2r, 2l, and 2b. F Gkxi , F Gkyi , and F Gkzi represent the translational forces in the X, Y, and Z axial directions at the center of gravity, and represent T Gkxi , T Gkyi , respectively. , And T Gkzi represent torques about the X, Y, and Z axes at the center of gravity.

(5)、(6)、及び(7)式より、重心を原点とする6自由度系の重心におけるX、Y、Zの各軸方向の変位と重心におけるX、Y、Zの各軸まわりの回転量に対して、弾性支持体2r、2l、及び2bの弾性力による重心のX、Y、Zの各軸方向の並進力と重心のX、Y、Zの各軸まわりのトルクは、次の式で表わされる。   From the equations (5), (6), and (7), the displacement in the X, Y, and Z axial directions at the center of gravity of the 6-DOF system with the center of gravity as the origin and the X, Y, and Z axes around the center of gravity. The rotational force in the X, Y, and Z axial directions of the center of gravity and the torque around the X, Y, and Z axes of the center of gravity due to the elastic force of the elastic supports 2r, 2l, and 2b are It is expressed by the following formula.

Figure 0006151927
Figure 0006151927

よって、重心を原点とする6自由度系の重心におけるX、Y、Zの各軸方向の変位と重心におけるX、Y、Zの各軸まわりの回転量に対して、弾性支持体2r、2l、及び2bの弾性力による重心のX、Y、Zの各軸方向の並進力と重心のX、Y、Zの各軸まわりのトルクの合計は、FGK1とFGK2とFGK3の総和で、次の(9)式で表わされる。 Therefore, the elastic supports 2r, 2l with respect to the displacement in the X, Y, and Z axial directions at the center of gravity of the six-degree-of-freedom system having the center of gravity as the origin and the rotation amount around the X, Y, and Z axes at the center of gravity. , And 2b, the sum of the translational force in the X, Y, and Z axial directions of the center of gravity and the torque around the X, Y, and Z axes of the center of gravity is the sum of F GK1 , F GK2, and F GK3 . Is expressed by the following equation (9).

Figure 0006151927
Figure 0006151927

ここで、ΣKを弾性マトリックスと呼ぶこととする。このとき、当該弾性マトリックスが対角行列でない場合、即ち、当該弾性マトリックスが対角成分以外の成分に0以外を有する場合は、各弾性支持点における弾性支持体2r、2l、及び2bの運動が互いに独立ではなく、互いの干渉を伴う運動となる。従って、重心を原点とする6自由度系の重心におけるX、Y、Zの各軸方向の変位と重心におけるX、Y、Zの各軸まわりの回転量に対して発生する弾性力によって、重心におけるX、Y、Zの各軸方向の干渉による並進力や重心におけるX、Y、Zの各軸まわりの干渉によるトルクが発生してしまう。 Here, ΣK i is called an elastic matrix. At this time, if the elastic matrix is not a diagonal matrix, that is, if the elastic matrix has a component other than 0 as a component other than the diagonal component, the motion of the elastic supports 2r, 2l, and 2b at each elastic support point is The movements are not independent of each other but involve mutual interference. Accordingly, the center of gravity is determined by the displacement in the X, Y, and Z axial directions at the center of gravity of the six-degree-of-freedom system having the center of gravity as the origin and the elastic force generated with respect to the rotation amount around the X, Y, and Z axes at the center of gravity. Translational force due to interference in the X, Y, and Z axial directions and torque due to interference around the X, Y, and Z axes at the center of gravity.

そこで、本発明では、変位センサ3a乃至3fと、重心点変位座標変換演算部7と、非干渉化制御部10と、推力分配演算部9と、リニアモータ4a乃至4fより構成される非干渉化制御ループの制御回路によって、弾性力による軸間の干渉を打ち消している。以下は、その具体的な方法を示す。   Therefore, in the present invention, the non-interacting configured by the displacement sensors 3a to 3f, the centroid displacement coordinate transformation calculation unit 7, the non-interacting control unit 10, the thrust distribution calculating unit 9, and the linear motors 4a to 4f. The control circuit of the control loop cancels the interference between the axes due to the elastic force. The specific method will be described below.

まず、変位センサ3a乃至3fと重心点変位座標変換演算部7により、(9)式のXに対応する、重心を原点とする6自由度系の重心におけるX、Y、Zの各軸方向の変位と重心におけるX、Y、Zの各軸まわりの回転量を検出する。 First, by the displacement sensors 3a to 3f and the center of gravity displacement coordinate transformation calculator 7, (9) corresponding to the formula X G, X at the center of gravity of the six degrees of freedom system whose origin the center of gravity, Y, each Z directions And the amount of rotation around the X, Y, and Z axes at the center of gravity.

非干渉化制御部10では、重心点変位座標変換演算部7の出力値に、次の(10)式の非干渉化マトリックスK’を乗算して出力する。なお、非干渉化マトリックスK’は、(9)式の弾性マトリックスの対角成分を0としたものである。   The non-interacting control unit 10 multiplies the output value of the center-of-gravity point displacement coordinate transformation calculation unit 7 by the non-interacting matrix K ′ of the following equation (10) and outputs the result. The non-interacting matrix K ′ is obtained by setting the diagonal component of the elastic matrix of the formula (9) to 0.

Figure 0006151927
Figure 0006151927

非干渉化制御部10の演算結果の出力値は、位置制御部8の出力値に加算され、推力分配演算部9に入力され、リニアモータ4a乃至4fにより装置本体へ出力される。   The output value of the calculation result of the non-interacting control unit 10 is added to the output value of the position control unit 8, is input to the thrust distribution calculation unit 9, and is output to the apparatus main body by the linear motors 4a to 4f.

非干渉化制御ループの制御回路を使用した上述の制御により、(9)式の弾性マトリックスΣKの対角成分以外の項、すなわち、各弾性支持点における弾性支持体2r、2l、及び2bの運動の連成による干渉成分を消去することができる。従って、弾性支持体2r、2l、及び2bを重心と点対称の位置に配置する方法を取らずとも、本発明による、非干渉化制御ループの制御回路を使用した前記制御によって弾性力によるX、Y、Zの軸間の干渉を取り除くことが可能となる。 By the above-described control using the control circuit of the non-interacting control loop, the terms other than the diagonal component of the elastic matrix ΣK i in the equation (9), that is, the elastic supports 2r, 2l, and 2b at the elastic support points The interference component due to the coupling of motion can be eliminated. Therefore, without taking the method of disposing the elastic supports 2r, 2l, and 2b in a point-symmetrical position with respect to the center of gravity, X by elastic force by the control using the control circuit of the non-interacting control loop according to the present invention, It becomes possible to remove the interference between the Y and Z axes.

またここで、弾性マトリックスΣKの干渉成分である非対角成分が、重心を原点とする弾性支持体2r、2l、及び2bの弾性支持点の座標と弾性係数の積であることに関し以下で述べる。 Here, the non-diagonal component that is the interference component of the elastic matrix ΣK i is the product of the coordinates of the elastic support points of the elastic supports 2r, 2l, and 2b with the center of gravity as the origin and the elastic coefficient. State.

例えば、図1の構成においては、重心の位置が図1中のZ軸方向上向きに高くなるほど、重心と弾性支持体2r、2b、及び2lの弾性支持点との間のZ軸方向の距離が長くなるため、X軸方向とY軸まわり、及び、Y軸方向とX軸まわりに対し、干渉が大きくなり問題となる。そのため、重心と弾性支持点との間の距離が長く、配置による干渉の消去が困難なアクティブ除振装置では、本発明の非干渉化制御ループの制御回路を使用した制御が特に有効である。   For example, in the configuration of FIG. 1, as the position of the center of gravity increases upward in the Z-axis direction in FIG. 1, the distance in the Z-axis direction between the center of gravity and the elastic support points of the elastic supports 2r, 2b, and 2l increases. Since the length becomes longer, the interference increases with respect to the X axis direction and the Y axis, and the Y axis direction and the X axis. Therefore, in an active vibration isolator in which the distance between the center of gravity and the elastic support point is long and it is difficult to eliminate interference due to the arrangement, control using the control circuit of the non-interference control loop of the present invention is particularly effective.

なお、本発明の非干渉化制御ループの制御回路を使用した制御系では、アクティブ除振装置に搭載する装置の変更などにより重心位置が変化した場合であっても、容易にその対応が可能である。具体的には、重心点変位座標変換演算部7の変位センサ3a乃至3fの検出位置座標と、推力分配演算部9のリニアモータ4a乃至4fの作用点座標と、非干渉化制御部10の弾性支持体2r、2l、及び2bの弾性支持点座標とを使用し、前述した演算方法により、新たな重心を原点とした座標系で再演算することにより、搭載装置の変更の前後に関わらず本発明の効果が得られる。   In the control system using the control circuit of the non-interacting control loop of the present invention, even when the position of the center of gravity changes due to the change of the device mounted on the active vibration isolator, it is possible to easily cope with it. is there. Specifically, the detection position coordinates of the displacement sensors 3 a to 3 f of the barycentric point displacement coordinate conversion calculation unit 7, the action point coordinates of the linear motors 4 a to 4 f of the thrust distribution calculation unit 9, and the elasticity of the non-interacting control unit 10. Using the elastic support point coordinates of the supports 2r, 2l, and 2b, and recalculating in the coordinate system with the new center of gravity as the origin by the above-described calculation method, The effects of the invention can be obtained.

図4は、本発明の実施例2に係るアクティブ除振装置の構成を示し、図5は、本発明の実施例2に係るアクティブ除振装置のブロック線図を示す。   FIG. 4 shows the configuration of an active vibration isolator according to Embodiment 2 of the present invention, and FIG. 5 shows a block diagram of the active vibration isolator according to Embodiment 2 of the present invention.

実施例2では、除振テーブル1や搭載装置がより大きな重量を有する場合に対する構成であって、実施例1の弾性支持体2r、2l、及び2bを、空気バネアクチュエータ11r、11l、及び11b(第1の複数の駆動手段)に置き換えた構成となっている。   The second embodiment is a configuration for the case where the vibration isolation table 1 and the mounting device have a larger weight, and the elastic supports 2r, 2l, and 2b of the first embodiment are replaced with the air spring actuators 11r, 11l, and 11b ( The first plurality of driving means) is replaced.

実施例1においては、位置制御ループの制御回路のアクチュエータにリニアモータを使用したが、実施例2では、除振テーブル1や搭載装置がより大きな重量を有するため、アクティブ除振装置の位置制御に対しては、一般的にリニアモータに比べて高出力な空気バネアクチュエータを使用している。一方、応答性の早い出力が必要となる非干渉化制御のため、実施例1と同様にリニアモータ(第2の複数の駆動手段)を有する。従って、実施例2のアクティブ除振装置は、除振テーブル1と、3つの空気バネアクチュエータ11r、11l、及び11bと、Y軸方向の変位を検出する変位センサ3bと、Z軸方向の変位を検出する変位センサ3dと、Y軸方向に駆動するリニアモータ4bと、Z軸方向に駆動するリニアモータ4dと、Y軸方向の変位を検出する変位センサ3cと、Z軸方向の変位を検出する変位センサ3eと、Y軸方向に駆動するリニアモータ4cと、Z軸方向に駆動するリニアモータ4eと、X軸方向の変位を検出する変位センサ3aと、Z軸方向の変位を検出する変位センサ3fと、X軸方向に駆動するリニアモータ4aと、Z軸方向に駆動するリニアモータ4fとを備えている。さらに、実施例2のアクティブ除振装置は、位置目標値指令部6と、重心点変位座標変換演算部7と、位置制御部8と、推力分配演算部9と、非干渉化制御部10と、空気バネアクチュエータ推進分配演算部12とを備えている。   In the first embodiment, a linear motor is used as the actuator of the control circuit of the position control loop. However, in the second embodiment, since the vibration isolation table 1 and the mounting device have a larger weight, the position control of the active vibration isolation device is performed. On the other hand, an air spring actuator having a higher output than that of a linear motor is generally used. On the other hand, in order to perform non-interference control that requires an output with quick response, the linear motor (second plurality of driving means) is provided as in the first embodiment. Therefore, the active vibration isolation device of the second embodiment includes the vibration isolation table 1, the three air spring actuators 11r, 11l, and 11b, the displacement sensor 3b that detects the displacement in the Y-axis direction, and the displacement in the Z-axis direction. A displacement sensor 3d for detection, a linear motor 4b driven in the Y-axis direction, a linear motor 4d driven in the Z-axis direction, a displacement sensor 3c for detecting displacement in the Y-axis direction, and a displacement in the Z-axis direction are detected. A displacement sensor 3e, a linear motor 4c driven in the Y-axis direction, a linear motor 4e driven in the Z-axis direction, a displacement sensor 3a that detects displacement in the X-axis direction, and a displacement sensor that detects displacement in the Z-axis direction 3f, a linear motor 4a that drives in the X-axis direction, and a linear motor 4f that drives in the Z-axis direction. Further, the active vibration isolator of the second embodiment includes a position target value command unit 6, a center-of-gravity point displacement coordinate conversion calculation unit 7, a position control unit 8, a thrust distribution calculation unit 9, and a non-interacting control unit 10. And an air spring actuator propulsion distribution calculating unit 12.

空気バネアクチュエータ11r、11l、及び11bは、それぞれ水平方向と鉛直方向の2軸の駆動が可能であり、具体的には、空気バネアクチュエータ11bは、X軸方向とZ軸に方向に駆動し、空気バネアクチュエータ11rと11lは、Y軸方向とZ軸方向に駆動する。ここで、空気バネアクチュエータ11rと11lは、XZ平面内においては互いに異なる位置に配置されており、また、空気バネアクチュエータ11r、11l、及び11bは、XY平面内においては互いに異なる位置に配置されている。   Each of the air spring actuators 11r, 11l, and 11b can drive two axes in the horizontal direction and the vertical direction. Specifically, the air spring actuator 11b drives in the X-axis direction and the Z-axis direction, The air spring actuators 11r and 11l are driven in the Y-axis direction and the Z-axis direction. Here, the air spring actuators 11r and 11l are arranged at different positions in the XZ plane, and the air spring actuators 11r, 11l, and 11b are arranged at different positions in the XY plane. Yes.

前述の構成により、各空気バネアクチュエータの駆動を組み合わせることで、重心を原点とする6自由度系の重心におけるX、Y、Zの各軸方向と重心におけるX、Y、Zの各軸まわりに、それぞれ所望の駆動が可能となる。なお、ここで重心とは、当該アクティブ除振装置の搭載装置や除振テーブル1など、空気バネアクチュエータ11b、11r、及び11lによって支持されている全てを一つの剛体と考えた場合の重心のことを意味する。   By combining the driving of each air spring actuator with the above-described configuration, the X, Y, and Z axes at the center of gravity of the 6-DOF system with the center of gravity as the origin and the X, Y, and Z axes at the center of gravity Each can be driven as desired. Here, the center of gravity refers to the center of gravity when all of the devices supported by the air spring actuators 11b, 11r, and 11l such as the mounting device of the active vibration isolator and the vibration isolation table 1 are considered as one rigid body. Means.

実施例2の位置制御ループの制御回路は、変位センサ3a乃至3fと、重心点変位座標変換演算部7と、位置制御部8と、空気バネアクチュエータ推力分配演算部12(第1の推力演算部)と、空気バネアクチュエータ11r、11l、11bとにより構成されている。また、実施例2の非干渉化制御ループの制御回路は、変位センサ3a乃至3fと、重心点変位座標変換演算部7と、非干渉化制御部10と、推力分配演算部9(第2の推力演算部)と、リニアモータ4a乃至4fとにより構成されている。   The position control loop control circuit according to the second embodiment includes displacement sensors 3a to 3f, a centroid displacement coordinate conversion calculation unit 7, a position control unit 8, and an air spring actuator thrust distribution calculation unit 12 (first thrust calculation unit). ) And air spring actuators 11r, 11l, and 11b. The control circuit of the non-interacting control loop according to the second embodiment includes the displacement sensors 3a to 3f, the centroid displacement coordinate conversion calculation unit 7, the non-interacting control unit 10, and the thrust distribution calculation unit 9 (second (Thrust calculating part) and linear motors 4a to 4f.

実施例1のリニアモータを使用したアクティブ除振装置の位置制御の場合と同様に、各空気バネアクチュエータの出力に対し、当該重心を原点とする6自由度系の重心におけるX、Y、Zの各軸方向の並進力と重心におけるX、Y、Zの各軸まわりのトルクは、それぞれの位置関係から次の(11)式で表わされる。   As in the case of the position control of the active vibration isolator using the linear motor of the first embodiment, the X, Y, and Z at the center of gravity of the six-degree-of-freedom system with the center of gravity as the origin with respect to the output of each air spring actuator. The translational force in each axial direction and the torque around each of the X, Y, and Z axes at the center of gravity are expressed by the following equation (11) from the respective positional relationships.

Figure 0006151927
Figure 0006151927

ここで、Fは各空気バネアクチュエータ11r、11l、及び11bの駆動力を表す行列であり、FSbx、FSry、FSly、FSrz、FSlz、及びFSbzは、それぞれ順に、各空気バネアクチュエータ11bのX軸、11rのY軸、11lのY軸、11rのZ軸、11lのZ軸、及び11bのZ軸の方向の駆動値を表している。また、FGSは、重心を原点とする6自由度系の重心におけるX、Y、Zの各軸方向の並進力と重心におけるX、Y、Zの各軸まわりのトルクを含む行列であり、それぞれ、FSx、FSy、FSzはX、Y、Zの各軸方向の並進力、TSx、TSy、及びTSz はX、Y、Zの各軸まわりのトルクを表している。さらに、行列T内の要素については、重心を原点とする座標系における、各空気バネアクチュエータ11r、11l、及び11bの作用点の座標を表している。ySbxとzSbxは、空気バネアクチュエータ11bの作用点のY、Z座標をそれぞれ表し、xSryとzSryは、空気バネアクチュエータ11rの作用点のX、Z座標をそれぞれ表し、xSlyとzSlyは、空気バネアクチュエータ11lの作用点のX、Z座標をそれぞれ表し、xSrzとySrzは、空気バネアクチュエータ11rの作用点のX、Y座標をそれぞれ表し、xSlzとySlzは、空気バネアクチュエータ11lの作用点のX、Y座標をそれぞれ表し、そして、xSbzとySbzは、空気バネアクチュエータ11bの作用点のX、Y座標をそれぞれ表す。 Here, F S is a matrix representing the driving force of each of the air spring actuators 11r, 11l, and 11b, and F Sbx , F Sry , F Sly , F Srz , F Slz , and F Sbz are respectively in order for each air The drive values in the directions of the X axis, 11r Y axis, 11l Y axis, 11r Z axis, 11l Z axis, and 11b Z axis of the spring actuator 11b are shown. F GS is a matrix that includes the translational force in the X, Y, and Z axial directions at the center of gravity of the six-degree-of-freedom system having the center of gravity as the origin, and the torque around the X, Y, and Z axes at the center of gravity. F Sx , F Sy , and F Sz represent translational forces in the X, Y, and Z axial directions, and T Sx , T Sy , and T Sz represent torques about the X, Y, and Z axes, respectively. Additionally, elements in the matrix T S, represents in the coordinate system of the center of gravity as the origin, each air spring actuator 11r, 11l, and the coordinates of the point of action of 11b. y Sbx and z Sbx represent the Y and Z coordinates of the operating point of the air spring actuator 11b, respectively. x Sry and z Sry represent the X and Z coordinates of the operating point of the air spring actuator 11r, respectively. x Sly and z Sly represents the X and Z coordinates of the action point of the air spring actuator 11l, respectively, x Srz and y Srz represent the X and Y coordinates of the action point of the air spring actuator 11r, respectively, and x Slz and y Slz represent the air The X and Y coordinates of the action point of the spring actuator 11l are respectively represented, and x Sbz and y Sbz represent the X and Y coordinates of the action point of the air spring actuator 11b, respectively.

(11)式より、重心を原点とする6自由度系の重心におけるX、Y、Zの各軸方向の所望の並進力、及び重心におけるX、Y、Zの各軸まわりの所望のトルクに対して、各空気バネアクチュエータに必要な駆動力の計算は、次の(12)式で行われる。   From equation (11), the desired translational force in the X, Y, and Z axis directions at the center of gravity of the 6-degree-of-freedom system with the center of gravity as the origin, and the desired torque around the X, Y, and Z axes at the center of gravity. On the other hand, the calculation of the driving force required for each air spring actuator is performed by the following equation (12).

Figure 0006151927
Figure 0006151927

ここで、Tの逆行列T −1を空気バネアクチュエータ推力分配行列と呼ぶこととする。空気バネアクチュエータ推力分配演算部12では、位置制御部8からの出力である、重心を原点とする6自由度系の重心におけるX、Y、Zの各軸の所望の位置制御入力を入力とし、空気バネアクチュエータ推力分配行列T −1を乗算した値、すなわち、重心を原点とする6自由度系の重心におけるX、Y、Zの各軸の駆動力に対して、各空気バネアクチュエータに必要な入力を出力している。 Here, the inverse matrix T S -1 of the T S will be referred to as air springs actuators thrust distribution matrix. In the air spring actuator thrust distribution calculation unit 12, a desired position control input for each of the X, Y, and Z axes at the center of gravity of the 6-degree-of-freedom system having the center of gravity as the origin, which is an output from the position control unit 8, is input. Required for each air spring actuator for the driving force of each axis of X, Y, Z at the center of gravity of the 6 degrees of freedom system with the center of gravity as the origin, that is, the value multiplied by the air spring actuator thrust distribution matrix T S −1 The correct input is output.

上述の本発明の実施例2のように、位置制御ループの制御回路に空気バネアクチュエータを使用することで高出力が可能となり、除振テーブル1や搭載装置がより大きな重量を有する場合でも容易に制御可能となる。   As in the second embodiment of the present invention described above, the use of an air spring actuator in the control circuit of the position control loop enables high output, and even when the vibration isolation table 1 or the mounting device has a larger weight, it is easy. Control becomes possible.

図6は、本発明の実施例3に係るアクティブ除振装置の構成を示し、図7は、本発明の実施例3に係るアクティブ除振装置のブロック線図を示す。   FIG. 6 shows the configuration of an active vibration isolator according to Embodiment 3 of the present invention, and FIG. 7 shows a block diagram of the active vibration isolator according to Embodiment 3 of the present invention.

実施例3では、実施例2の空気バネアクチュエータ11r、11l、及び11b(第1の複数の駆動手段)を有するアクティブ除振装置に対し、Y軸方向の加速度を検出する加速度センサ5bと、Z軸方向の加速度を検出する加速度センサ5dと、Y軸方向の加速度を検出する加速度センサ5cと、Z軸方向の加速度を検出する加速度センサ5eと、X軸方向の加速度を検出する加速度センサ5aと、Z軸方向の加速度を検出する加速度センサ5fと、さらに、振動制御部13と、重心点振動座標変換演算部14(振動演算部)と、積分器15a乃至15fとを有することが異なる。   In the third embodiment, an acceleration sensor 5b that detects acceleration in the Y-axis direction with respect to the active vibration isolator having the air spring actuators 11r, 11l, and 11b (first plurality of driving units) of the second embodiment, and Z An acceleration sensor 5d that detects acceleration in the axial direction, an acceleration sensor 5c that detects acceleration in the Y-axis direction, an acceleration sensor 5e that detects acceleration in the Z-axis direction, and an acceleration sensor 5a that detects acceleration in the X-axis direction , The acceleration sensor 5f for detecting the acceleration in the Z-axis direction, a vibration control unit 13, a barycentric vibration coordinate conversion calculation unit 14 (vibration calculation unit), and integrators 15a to 15f.

加速度計測手段としての加速度センサ5bと5cは、XZ平面内においては互いに異なる位置に配置されており、また、同じく加速度計測手段としての加速度センサ5d、5e、5fは、XY平面内においては互いに異なる位置に配置されている。   The acceleration sensors 5b and 5c as acceleration measuring means are arranged at different positions in the XZ plane, and the acceleration sensors 5d, 5e, and 5f as acceleration measuring means are different from each other in the XY plane. Placed in position.

前述の構成により、加速度センサ5a乃至5fの駆動を組み合わせることで、重心を原点とする6自由度系の重心におけるX、Y、Zの各軸方向の加速度と重心におけるX、Y、Zの各軸まわりの角加速度が検出可能となる。なお、ここで重心とは、当該アクティブ除振装置の搭載装置や除振テーブル1など、空気バネアクチュエータ11b、11r、及び11lによって支持されている全てを一つの剛体と考えた場合の重心のことを意味する。   By combining the driving of the acceleration sensors 5a to 5f with the above-described configuration, the X-, Y-, and Z-axis accelerations at the center of gravity of the six-degree-of-freedom system with the center of gravity as the origin and the X, Y, and Z at the center of gravity are combined. Angular acceleration around the axis can be detected. Here, the center of gravity refers to the center of gravity when all of the devices supported by the air spring actuators 11b, 11r, and 11l such as the mounting device of the active vibration isolator and the vibration isolation table 1 are considered as one rigid body. Means.

実施例3の位置制御ループの制御回路と非干渉化制御ループの制御回路は実施例2と同様である。   The control circuit of the position control loop and the control circuit of the non-interacting control loop of the third embodiment are the same as those of the second embodiment.

本実施例3では、各加速度センサの出力を基礎とする振動制御ループの制御回路を加えることにより、効率的なリニアモータの制御による振動減衰効果をアクティブ除振装置に付与することでより除振性能を高めており、当該振動制御ループの制御回路は、加速度センサ5a乃至5fと、重心点振動座標変換演算部14と、積分器15a乃至15fと、振動制御部13と、推進分配演算部9と、リニアモータ4a乃至4f(第2の複数の駆動手段)とにより構成されている。   In the third embodiment, by adding a control circuit of a vibration control loop based on the output of each acceleration sensor, a vibration damping effect due to efficient linear motor control is added to the active vibration isolator to further reduce vibration. The control circuit of the vibration control loop includes the acceleration sensors 5a to 5f, the center-of-gravity point vibration coordinate transformation calculation unit 14, the integrators 15a to 15f, the vibration control unit 13, and the propulsion distribution calculation unit 9. And linear motors 4a to 4f (second plurality of driving means).

重心を原点とする6自由度系にの重心におけるX、Y、Zの各軸方向の加速度と重心におけるX、Y、Zの各軸まわりの角加速度に対して、各加速度センサ5a乃至5fの出力は、それぞれの位置関係から次の(13)式で表わされる。   For each acceleration sensor 5a to 5f with respect to the acceleration in the X, Y, and Z axis directions at the center of gravity and the angular acceleration around the X, Y, and Z axes at the center of gravity in the six-degree-of-freedom system with the center of gravity as the origin. The output is expressed by the following equation (13) from each positional relationship.

Figure 0006151927
Figure 0006151927

ここで、Aは加速度センサ5a乃至5fの出力を表す行列であり、abx、ary、aly、arz、alz、及びabzは、それぞれ順に、加速度センサ5a、5b、5c、5d、5e、及び5fの出力値である。また、Aは重心を原点とする6自由度系の重心におけるX、Y、Zの各軸方向の加速度と重心におけるX、Y、Zの各軸まわりの角加速度を含む行列であり、それぞれ、ax、ay、及びazは、X、Y、Zの各軸方向の加速度、aωx、aωy、及びaωz は、X、Y、Zの各軸まわりの角加速度である。さらに、行列T内の要素については、重心を原点とした座標系における加速度センサ5a乃至5fの座標を示している。yAbxとzAbxは、加速度センサ5aのY、Z座標をそれぞれ表し、xAryとzAryは、加速度センサ5bのX、Z座標をそれぞれ表し、xAlyとzAlyは、加速度センサ5cのX、Z座標をそれぞれ表し、xArzとyArzは、加速度センサ5dのX、Y座標をそれぞれ表し、xAlzとyAlzは、加速度センサ5eのX、Y座標をそれぞれ表し、そして、xAbzとyAbzは、加速度センサ5fのX、Y座標をそれぞれ表す。 Here, A A is a matrix representing the outputs of the acceleration sensors 5a to 5f, and a bx , a ry , a ly , a rz , a lz , and a bz are respectively the acceleration sensors 5a, 5b, 5c, The output values are 5d, 5e, and 5f. Further, AG is a matrix including the acceleration in the X, Y, and Z axis directions at the center of gravity of the 6 degrees of freedom system with the center of gravity as the origin and the angular acceleration around the X, Y, and Z axes at the center of gravity. , Ax G , ay G , and az G are accelerations in the X, Y, and Z axial directions, and aωx G , aωy G , and aωz G are angular accelerations about the X, Y, and Z axes. Additionally, elements in the matrix T A, shows the coordinates of the acceleration sensor 5a to 5f in the coordinate system whose origin is a center of gravity. y Abx and z Abx represent the Y and Z coordinates of the acceleration sensor 5a, respectively, x Ary and z Ary represent the X and Z coordinates of the acceleration sensor 5b, respectively, and x Aly and z Aly represent X of the acceleration sensor 5c. X Arz and y Arz respectively represent the X and Y coordinates of the acceleration sensor 5d, x Alz and y Alz represent the X and Y coordinates of the acceleration sensor 5e, respectively, and x Abz and y Abz represents the X and Y coordinates of the acceleration sensor 5f, respectively.

(13)式より、各加速度センサの出力値から、重心を原点とする6自由度系の重心におけるX、Y、Zの各軸方向の加速度と重心におけるX、Y、Zの各軸まわりの角加速度の計算は、次の(14)式で行われる。   From equation (13), from the output value of each acceleration sensor, the X-, Y-, and Z-axis accelerations at the center of gravity of the six-degree-of-freedom system with the center of gravity as the origin and the X, Y, and Z axes around the center of gravity. The angular acceleration is calculated by the following equation (14).

Figure 0006151927
Figure 0006151927

ここで、Tの逆行列T −1を重心点振動座標変換行列と呼ぶこととする。重心点振動座標変換演算部14では、加速度センサ5a乃至5fからの出力値を入力とし、重心点振動座標変換行列を乗算した値、すなわち、重心を原点とする6自由度系の重心におけるX、Y、Zの各軸方向の加速度と重心におけるX、Y、Zの各軸まわりの角加速度を出力する。 Here, it will be referred an inverse matrix T A -1 of the T A and the center of gravity vibrating coordinate transformation matrix. The center-of-gravity point vibration coordinate transformation calculation unit 14 receives the output values from the acceleration sensors 5a to 5f and multiplies the center-of-gravity point vibration coordinate transformation matrix, that is, X at the center of gravity of a six-degree-of-freedom system having the center of gravity as the origin. The acceleration in the Y and Z axis directions and the angular acceleration around the X, Y and Z axes at the center of gravity are output.

重心点振動座標変換演算部14から出力される、重心を原点とする6自由度系の重心におけるX、Y、Zの各軸方向の加速度と重心におけるX、Y、Zの各軸まわりの角加速度は、それぞれ積分器15a乃至15fにより、重心におけるX、Y、Zの各軸方向の速度と重心におけるX、Y、Zの各軸まわりの角速度に変換されて出力される。   The acceleration around the X, Y, and Z axes in the center of gravity of the 6-degree-of-freedom system centered on the center of gravity and the angles around the X, Y, and Z axes at the center of gravity output from the center-of-gravity point vibration coordinate transformation calculation unit 14 The accelerations are respectively converted by the integrators 15a to 15f into X, Y, and Z axial speeds at the center of gravity and angular velocities around the X, Y, and Z axes at the center of gravity.

振動制御部13では、各積分器15a乃至15fのそれぞれの出力値を入力とし、それぞれに比例ゲインを乗算した値を推力分配演算部9へ出力する。なお、ここの振動制御ループの制御回路においては、空気バネアクチュエータではなく、リニアモータを使用する。これはリニアモータの方が空気バネアクチュエータよりも応答性が良いためである。   In the vibration control unit 13, the output values of the integrators 15 a to 15 f are input, and a value obtained by multiplying each of them by a proportional gain is output to the thrust distribution calculation unit 9. In this vibration control loop control circuit, a linear motor is used instead of an air spring actuator. This is because the linear motor is more responsive than the air spring actuator.

上述の本発明の実施例3のように、各加速度センサの出力値を基礎とする振動制御ループの制御回路を加えることにより、効率的なリニアモータの制御による振動減衰効果をアクティブ除振装置に付与することができ、より除振性能を高める効果が得られる。   As in the third embodiment of the present invention described above, by adding a control circuit of a vibration control loop based on the output value of each acceleration sensor, the vibration damping effect by the efficient linear motor control is added to the active vibration isolator. The effect of improving the vibration isolation performance can be obtained.

図8は、本発明の実施例4に係るアクティブ除振装置に搭載される複数の要素と、それを制御するためのブロック線図との接続の関係を示している。   FIG. 8 shows a connection relationship between a plurality of elements mounted on the active vibration isolator according to Embodiment 4 of the present invention and a block diagram for controlling the elements.

実施例1においては、変位センサとアクチュエータをそれぞれ6つ使用した、重心を原点とする6自由度系の制御系としたが、本実施例4では、水平方向の変位センサとアクチュエータを除いた、重心を原点とする鉛直3自由度系の制御系の例とする。   In the first embodiment, the control system is a six-degree-of-freedom system using six displacement sensors and six actuators, each having a center of gravity as the origin, but in the fourth embodiment, the horizontal displacement sensor and the actuator are excluded. An example of a control system of a vertical three-degree-of-freedom system with the center of gravity as the origin is taken.

重心を原点とする鉛直3自由度系の重心におけるZ方向の変位と、重心におけるX、Yの各軸まわりの回転量に対して、変位センサ3d乃至3fの出力は、それぞれの位置関係から、次の(15)式で表わされる。   With respect to the displacement in the Z direction at the center of gravity of the vertical three-degree-of-freedom system with the center of gravity as the origin and the amount of rotation about the X and Y axes at the center of gravity, the outputs of the displacement sensors 3d to 3f are It is expressed by the following equation (15).

Figure 0006151927
Figure 0006151927

各変位センサの値から重心における変位や回転量を求める式は、実施例1と同様に(2)式で表わされる。   The equation for obtaining the displacement and the rotation amount at the center of gravity from the values of the respective displacement sensors is expressed by equation (2) as in the first embodiment.

重心点変位座標変換演算部7では、変位センサ3d乃至3fの出力Pを入力として、重心点変位座標変換行列T −1と乗算した値、すなわち、重心を原点とする鉛直3自由度系の重心におけるZ方向の変位と重心におけるX、Yの各軸まわりの回転量を出力する。 In the center of gravity displacement coordinate transformation operation part 7, and receives outputs P P of the displacement sensor 3d to 3f, a value obtained by multiplying the center of gravity displacement coordinate transformation matrix T P -1, i.e., vertical three degrees of freedom system for the center of gravity as the origin The displacement in the Z direction at the center of gravity and the rotation amount around the X and Y axes at the center of gravity are output.

推力分配換演算部9では、位置制御部8より出力された、重心を原点とする鉛直3自由度系の重心におけるX、Y、Zの各軸の所望の位置制御入力値に基づき、リニアモータ4d乃至4fに必要な入力を演算する。リニアモータ4d乃至4fの出力に対して、重心を原点とする鉛直3自由度系の重心におけるZ方向の並進力と、重心におけるX、Yの各軸まわりのトルクは、それぞれの位置関係から、次の(16)式で表わされる。   Based on the desired position control input values for the X, Y, and Z axes at the center of gravity of the vertical three-degree-of-freedom system with the center of gravity as the origin, the thrust distribution conversion calculation unit 9 outputs the linear motor. The inputs required for 4d to 4f are calculated. With respect to the outputs of the linear motors 4d to 4f, the translational force in the Z direction at the center of gravity of the vertical three-degree-of-freedom system having the center of gravity as the origin and the torque around the X and Y axes at the center of gravity are It is expressed by the following equation (16).

Figure 0006151927
Figure 0006151927

位置制御部8より出力された、重心を原点とする鉛直3自由度系の重心におけるX、Y、Zの各軸の所望の位置制御入力から、推力分配演算部9にて行われるリニアモータ4d乃至4fに対する必要な入力への変換は、実施例1と同様に(4)式で行われる。   The linear motor 4d that is output from the position control unit 8 and is executed by the thrust distribution calculation unit 9 from the desired position control input of each axis of X, Y, and Z at the center of gravity of the vertical three degrees of freedom system with the center of gravity as the origin. Conversion to necessary input for 4 to 4f is performed by the expression (4) as in the first embodiment.

推力分配演算部9では、位置制御部8からの出力である、重心を原点とする鉛直3自由度系の重心におけるX、Y、Zの各軸の所望の位置制御入力を入力とし、推力分配行列T −1を乗算した値、すなわち、重心を原点とする鉛直3自由度系の重心におけるZ方向の並進力と、重心におけるX、Yの各軸まわりのトルクに対して、リニアモータ4d乃至4fに必要な入力を出力している。 The thrust distribution calculation unit 9 receives as input the desired position control input for each of the X, Y, and Z axes at the center of gravity of the vertical three-degree-of-freedom system having the center of gravity as the origin, which is the output from the position control unit 8. For a value obtained by multiplying the matrix T M −1 , that is, the translational force in the Z direction at the center of gravity of the vertical three-degree-of-freedom system having the center of gravity as the origin, and the torque around the X and Y axes at the center of gravity, the linear motor 4d Output necessary for 4 to 4f.

重心を原点とする鉛直3自由度系において、非干渉化制御部10では、重心点変位座標変換演算部7の出力値に、次の(17)式の非干渉化マトリックスK’を乗算して出力する。   In the vertical three-degree-of-freedom system having the center of gravity as the origin, the non-interacting control unit 10 multiplies the output value of the center-of-gravity point displacement coordinate transformation calculation unit 7 by the non-interacting matrix K ′ of the following equation (17). Output.

Figure 0006151927
Figure 0006151927

非干渉化制御部10の演算結果の出力値は、位置制御部8の出力値に加算され、推力分配演算部9に入力され、リニアモータ4d乃至4fにより装置本体へ出力される。   The output value of the calculation result of the non-interacting control unit 10 is added to the output value of the position control unit 8, is input to the thrust distribution calculation unit 9, and is output to the apparatus main body by the linear motors 4d to 4f.

非干渉化制御ループの制御回路を使用した上述の制御により、重心を原点とする鉛直3自由度系において、各弾性支持点における弾性支持体2r、2l、及び2bの運動の連成による干渉成分を消去することができる。   By the above control using the control circuit of the non-interacting control loop, in the vertical three degrees of freedom system having the center of gravity as the origin, the interference component due to the coupled motion of the elastic supports 2r, 2l, and 2b at each elastic support point Can be erased.

本実施例4のように、重心を原点とする鉛直3自由度系の構成とすることで、変位センサとリニアモータを削減することによりコストダウンに寄与する。この際、実施例4の構成では、水平3自由度については制御されていないため、水平3自由度の連成が小さくなるように、水平面上で弾性支持体2r、2l、及び2bが重心と点対称に配置することが好ましい。   As in the fourth embodiment, the configuration of a vertical three-degree-of-freedom system having the center of gravity as the origin contributes to cost reduction by reducing the number of displacement sensors and linear motors. At this time, in the configuration of the fourth embodiment, the horizontal three degrees of freedom are not controlled, so that the elastic supports 2r, 2l, and 2b have a center of gravity on the horizontal plane so that the coupling of the three horizontal degrees of freedom is reduced. It is preferable to arrange them symmetrically.

なお、本実施例4では、実施例1で説明した構成から、水平方向の変位センサとリニアモータを除いた、鉛直3自由度系の制御系とする構成について説明した。実施例2、実施例3においても、同様に、鉛直3自由度系の制御系を構成することができる。具体的には、水平方向の空気バネアクチュエータと加速度センサを除き、空気バネアクチュエータ推力演算部12と、振動制御部13と、重心点振動座標変換演算部14の自由度を変更することで容易に実現可能である。   In the fourth embodiment, the configuration of the vertical three-degree-of-freedom control system excluding the horizontal displacement sensor and the linear motor from the configuration described in the first embodiment has been described. Similarly, in the second and third embodiments, a vertical three-degree-of-freedom control system can be configured. Specifically, it is easy to change the degrees of freedom of the air spring actuator thrust calculation unit 12, the vibration control unit 13, and the center-of-gravity point vibration coordinate conversion calculation unit 14 except for the horizontal air spring actuator and acceleration sensor. It is feasible.

図9は、本発明の実施例5に係るアクティブ除振装置に搭載される複数の要素と、それを制御するためのブロック線図との接続の関係を示している。   FIG. 9 shows a connection relationship between a plurality of elements mounted on the active vibration isolator according to Embodiment 5 of the present invention and a block diagram for controlling the elements.

実施例1においては、変位センサとアクチュエータをそれぞれ6つ使用した、重心を原点とする6自由度系の制御系としたが、本実施例5では、鉛直方向の変位センサとアクチュエータを除いた、重心を原点とする水平3自由度系の制御系の例とする。   In the first embodiment, a six-degree-of-freedom control system using the center of gravity as the origin using six displacement sensors and six actuators is used. However, in the fifth embodiment, the vertical displacement sensor and actuator are excluded. An example of a horizontal three-degree-of-freedom control system with the center of gravity as the origin is given.

重心を原点とする水平3自由度系の重心におけるX、Yの各軸方向の変位と、重心におけるZ軸まわりの回転量に対して、変位センサ3a乃至3cの出力は、それぞれの位置関係から、次の(18)式で表わされる。   With respect to the displacement in the X and Y axial directions at the center of gravity of the horizontal three-degree-of-freedom system with the center of gravity as the origin and the amount of rotation about the Z axis at the center of gravity, the outputs of the displacement sensors 3a to 3c are based on their positional relationships. Is expressed by the following equation (18).

Figure 0006151927
各変位センサの値から重心における変位や回転量を求める式は、実施例1と同様に(2)式で表わされる。
Figure 0006151927
The equation for obtaining the displacement and the rotation amount at the center of gravity from the values of the respective displacement sensors is expressed by equation (2) as in the first embodiment.

重心点変位座標変換演算部7では、変位センサ3a乃至3cの出力Pを入力として、重心点変位座標変換行列T −1と乗算した値、すなわち、重心を原点とする水平3自由度系の重心におけるX、Yの各軸方向の変位と重心におけるZ軸まわりの回転量を出力する。 In the center of gravity displacement coordinate transformation operation part 7, and receives outputs P P of the displacement sensors 3a to 3c, a value obtained by multiplying the center of gravity displacement coordinate transformation matrix T P -1, i.e., the horizontal three-degree-of-freedom system for the center of gravity as the origin The displacement in the X and Y axial directions at the center of gravity and the rotation amount around the Z axis at the center of gravity are output.

推力分配換演算部9では、位置制御部8より出力された、重心を原点とする水平3自由度系の重心におけるX、Y、Zの各軸の所望の位置制御入力値に基づき、リニアモータ4a乃至4cに必要な入力を演算する。リニアモータ4a乃至4cの出力に対して、重心を原点とする水平3自由度系の重心におけるX、Yの各軸方向の並進力と、重心におけるZ軸まわりのトルクは、それぞれの位置関係から、次の(19)式で表わされる。   Based on the desired position control input value for each of the X, Y, and Z axes at the center of gravity of the horizontal three-degree-of-freedom system with the center of gravity as the origin, the thrust distribution replacement calculation unit 9 outputs the linear motor. The inputs necessary for 4a to 4c are calculated. With respect to the outputs of the linear motors 4a to 4c, the translational forces in the X and Y axial directions at the center of gravity of the horizontal three-degree-of-freedom system with the center of gravity as the origin and the torque around the Z axis at the center of gravity are Is expressed by the following equation (19).

Figure 0006151927
Figure 0006151927

位置制御部8より出力された、重心を原点とする水平3自由度系の重心におけるX、Y、Zの各軸の所望の位置制御入力から、推力分配演算部9にて行われるリニアモータ4a乃至4cに対する必要な入力への変換は、実施例1と同様に(4)式で行われる。   A linear motor 4a performed by the thrust distribution calculation unit 9 from the desired position control input of the X, Y, and Z axes at the center of gravity of the horizontal three-degree-of-freedom system with the center of gravity as the origin, output from the position control unit 8. Conversion to necessary input for 4 to 4c is performed by the expression (4) as in the first embodiment.

推力分配演算部9では、位置制御部8からの出力である、重心を原点とする水平3自由度系の重心におけるX、Y、Zの各軸の所望の位置制御入力を入力とし、推力分配行列T −1を乗算した値、すなわち、重心を原点とする水平3自由度系の重心におけるX、Yの各軸方向の並進力と、重心におけるZ軸まわりのトルクに対して、リニアモータ4a乃至4cに必要な入力を出力している。 The thrust distribution calculation unit 9 receives a desired position control input of each of the X, Y, and Z axes at the center of gravity of the horizontal three-degree-of-freedom system that is the output from the position control unit 8 and has the center of gravity as the origin, and distributes the thrust. A linear motor with respect to a value obtained by multiplying the matrix T M −1 , that is, a translational force in the X and Y axial directions at the center of gravity of the horizontal three-degree-of-freedom system having the center of gravity as the origin, and a torque around the Z axis at the center of gravity. Input necessary for 4a to 4c is output.

重心を原点とする水平3自由度系において、非干渉化制御部10では、重心点変位座標変換演算部7の出力値に、次の(20)式の非干渉化マトリックスK’を乗算して出力する。   In the horizontal three-degree-of-freedom system having the center of gravity as the origin, the non-interacting control unit 10 multiplies the output value of the center-of-gravity point displacement coordinate transformation calculation unit 7 by the non-interacting matrix K ′ of the following equation (20). Output.

Figure 0006151927
Figure 0006151927

非干渉化制御部10の演算結果の出力値は、位置制御部8の出力値に加算され、推力分配演算部9に入力され、リニアモータ4a乃至4cにより装置本体へ出力される。   The output value of the calculation result of the non-interacting control unit 10 is added to the output value of the position control unit 8, is input to the thrust distribution calculation unit 9, and is output to the apparatus main body by the linear motors 4a to 4c.

非干渉化制御ループの制御回路を使用した上述の制御により、重心を原点とする水平3自由度系において、各弾性支持点における弾性支持体2r、2l、及び2bの運動の連成による干渉成分を消去することができる。   By the above-described control using the control circuit of the non-interacting control loop, in the horizontal three-degree-of-freedom system having the center of gravity as the origin, the interference component due to the coupled motion of the elastic supports 2r, 2l, and 2b at each elastic support point Can be erased.

本実施例5のように、重心を原点とする水平3自由度系の構成とすることで、変位センサとリニアモータを削減することによりコストダウンに寄与する。この際、本実施例5の構成では、鉛直3自由度については制御されていないため、鉛直3自由度の連成が小さくなるように、鉛直面上で弾性支持体2r、2l、及び2bが重心と点対称に配置することが好ましい。   By adopting a horizontal three-degree-of-freedom system configuration with the center of gravity as the origin as in the fifth embodiment, the number of displacement sensors and linear motors is reduced, thereby contributing to cost reduction. At this time, in the configuration of the fifth embodiment, since the vertical three degrees of freedom are not controlled, the elastic supports 2r, 2l, and 2b are arranged on the vertical plane so that the coupling of the vertical three degrees of freedom becomes small. It is preferable to arrange them symmetrically with respect to the center of gravity.

なお、本実施例5では、実施例1で説明した構成から、鉛直方向の変位センサとリニアモータを除いた、水平3自由度系の制御系とする構成について説明した。実施例2、実施例3においても、同様に、水平3自由度系の制御系を構成することができる。具体的には、鉛直方向の空気バネアクチュエータと加速度センサを除き、空気バネアクチュエータ推力演算部12と、振動制御部13と、重心点振動座標変換演算部14の自由度を変更することで容易に実現可能である。   In the fifth embodiment, the configuration of the horizontal three-degree-of-freedom control system that excludes the vertical displacement sensor and the linear motor from the configuration described in the first embodiment has been described. Similarly, in the second and third embodiments, a horizontal three-degree-of-freedom control system can be configured. Specifically, it is easy to change the degrees of freedom of the air spring actuator thrust calculation unit 12, the vibration control unit 13, and the center-of-gravity point vibration coordinate conversion calculation unit 14 except for the vertical air spring actuator and acceleration sensor. It is feasible.

なお、実施例4、実施例5において、重心を原点とする鉛直3自由度系および、重心を原点とする水平3自由度系での構成を説明したが、別の自由度系に対しても、同様に自由度に合わせて行列式を変更することで容易に実現可能である。   In the fourth and fifth embodiments, the configurations of the vertical three-degree-of-freedom system having the center of gravity as the origin and the horizontal three-degree-of-freedom system having the center of gravity as the origin have been described. Similarly, it can be easily realized by changing the determinant according to the degree of freedom.

さらに、実施例1乃至実施例5においては、数式の簡略化のために重心を原点とする座標系について説明したが、各式における各座標を重心点からの相対座標とすれば、任意の点を原点とする座標系においても実現可能である。   Further, in the first to fifth embodiments, the coordinate system having the center of gravity as the origin has been described in order to simplify the mathematical expression. However, if each coordinate in each expression is a relative coordinate from the center of gravity, an arbitrary point It can also be realized in a coordinate system with the origin as.

それぞれの実施例において、任意の点を原点とする座標系とする場合は、具体的には、重心のX、Y、Z座標をそれぞれ、x、y、zとすると、
それぞれの式の、
Pryを(xPry−x)、
Przを(xPrz−x)、
Plyを(xPly−x)、
Plzを(xPlz−x)、
Pbzを(xPbz−x)、
Przを(yPrz−y)、
Plzを(yPlz−y)、
Pbxを(yPbx−y)、
Pbzを(yPbz−y)、
Pryを(zPry−z)、
Plyを(zPly−z)、
Pbyを(zPby−z)と置き換え、
Mryを(xMry−x)、
Mlyを(xMly−x)、
Mrzを(xMrz−x)、
Mlzを(xMlz−x)、
Mbzを(xMbz−x)、
Mrzを(yMrz−y)、
Mlzを(yMlz−y)、
Mbxを(yMbx−y)、
Mbzを(yMbz−y)、
Mryを(zMry−z)、
Mlyを(zMly−z)、
Mbxを(zMbx−z)と置き換え、
を(x−x)、
を(y−y)、
を(z−z)と置き換え、
Sryを(xSry−x)、
Srzを(xSrz−x)、
Slyを(xSly−x)、
Slzを(xSlz−x)、
Sbzを(xSbz−x)、
Srzを(ySrz−y)、
Slzを(ySlz−y)、
Sbxを(ySbx−y)、
Sbzを(ySbz−y)、
Sryを(zSry−z)、
Slyを(zSly−z)、
Sbxを(zSbx−z)と置き換え、
Aryを(xAry−x)、
Arzを(xArz−x)、
Alyを(xAly−x)、
Alzを(xAlz−x)、
Abzを(xAbz−x)、
Arzを(yArz−y)、
Alzを(yAlz−y)、
Abxを(yAbx−y)、
Abzを(yAbz−y)、
Aryを(zAry−z)、
Alyを(zAly−z)、
Abxを(zAbx−z)と置き換えればよい。
In each embodiment, when the coordinate system has an arbitrary point as the origin, specifically, if the X, Y, and Z coordinates of the center of gravity are x G , y G , and z G , respectively,
For each expression,
x Pry (x Pry −x G ),
x Prz (x Prz −x G ),
x Ply (x Ply −x G ),
x Plz is (x Plz −x G ),
x Pbz (x Pbz −x G ),
y Prz (y Prz −y G ),
y Plz (y Plz− y G ),
y Pbx (y Pbx −y G ),
y Pbz (y Pbz −y G ),
z Pry is set to (z Pry −z G ),
z Ply (z Ply -z G ),
replace z Pby with (z Pby −z G ),
x Mry (x Mry −x G ),
x Mly (x Mly -x G ),
the x Mrz (x Mrz -x G) ,
x Mlz (x Mlz −x G ),
x Mbz (x Mbz −x G ),
y Mrz (y Mrz −y G ),
y Mlz (y Mlz −y G ),
y Mbx (y Mbx −y G ),
y Mbz (y Mbz −y G ),
z Mry (z Mry −z G ),
z Mly (z Mly -z G ),
Replace z Mbx with (z Mbx −z G ),
x i is (x i −x G ),
y i (y i -y G ),
replace z i with (z i −z G ),
x Sry (x Sry −x G ),
x Srz (x Srz −x G ),
x Sly (x Sly −x G ),
x S1z (x S1z -x G ),
x Sbz (x Sbz −x G ),
y Srz (y Srz −y G ),
y S1z (y S1z -y G ),
y Sbx (y Sbx −y G ),
y Sbz (y Sbz −y G ),
z Sry (z Sry -z G ),
z Sly (z Sly -z G ),
Replace z Sbx with (z Sbx −z G ),
x Ary (x Ary −x G ),
x Arz is (x Arz −x G ),
x Aly (x Aly −x G ),
x Alz (x Alz −x G ),
x Abz (x Abz -x G ),
y Arz (y Arz −y G ),
y Alz (y Alz −y G ),
y Abx (y Abx -y G ),
y Abbz (y Abz −y G ),
z Ary (z Ary −z G ),
z Aly (z Aly -z G ),
z Abx may be replaced with (z Abx -z G ).

精密計測・加工装置や半導体露光装置等において振動の絶縁や加振の減衰をするための除振手段として実施例1、2、3、4又は5のアクティブ除振装置を有する嫌振装置を構成することによって、本発明の効果を享受することができる嫌振装置を実現することができる。   A vibration isolator having the active vibration isolator of the first, second, third, fourth or fifth embodiment as a vibration isolator for insulating a vibration or attenuating the vibration in a precision measuring / processing apparatus or a semiconductor exposure apparatus. By doing so, it is possible to realize a vibration isolator that can enjoy the effects of the present invention.

以上、本発明の好ましい実施例について説明したが、本発明はこれらの実施例に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。   As mentioned above, although the preferable Example of this invention was described, this invention is not limited to these Examples, A various deformation | transformation and change are possible within the range of the summary.

1 除振テーブル
2r、2l、2b 弾性支持体
3a、3b、3c、3d、3e、3f 変位センサ
4a、4b、4c、4d、4e、4f リニアモータ
5a、5b、5c、5d、5e、5f 加速度センサ
6 位置目標値司令部
7 重心点変位座標変換演算部
8 位置制御部
9 推力分配演算部
10 非干渉化制御部
11r、11l、11b 空気バネアクチュエータ
12 空気バネアクチュエータ推力分配演算部
13 振動制御部
14 重心点振動座標変換演算部
15a、15b、15c、15d、15e、15f 積分器
1 Vibration isolation table 2r, 2l, 2b Elastic support 3a, 3b, 3c, 3d, 3e, 3f Displacement sensor 4a, 4b, 4c, 4d, 4e, 4f Linear motor 5a, 5b, 5c, 5d, 5e, 5f Acceleration Sensor 6 Position target value command unit 7 Center-of-gravity point displacement coordinate conversion calculation unit 8 Position control unit 9 Thrust distribution calculation unit 10 Decoupling control unit 11r, 11l, 11b Air spring actuator 12 Air spring actuator thrust distribution calculation unit 13 Vibration control unit 14 Center-of-gravity point vibration coordinate transformation calculation unit 15a, 15b, 15c, 15d, 15e, 15f Integrator

Claims (12)

アクティブ除振装置は、
除振対象物を搭載するための除振テーブルと、
前記除振テーブルを支持する複数の弾性支持体と、
前記除振テーブルの変位を計測するための複数の位置計測手段と、
前記除振テーブルを駆動する複数の駆動手段と、
前記除振テーブルに対する所定の位置の点におけるX軸方向、Y軸方向及びZ軸方向の目標変位と、X軸まわり、Y軸まわり及びZ軸まわりの目標回転量を出力する位置目標値司令部と、
前記複数の位置計測手段の出力を入力し、前記所定の位置の点におけるX軸方向、Y軸方向及びZ軸方向の変位と、X軸まわり、Y軸まわり及びZ軸まわりの回転量を演算して出力する変位演算部と、
前記位置目標値司令部の出力と前記変位演算部の出力の差に基づき、前記所定の位置の点において該差に対応する並進力やトルクを演算して出力する位置制御部と、
前記変位演算部の出力を入力し、前記複数の弾性支持体のそれぞれの変位と弾性力とにより前記所定の位置の点において発生する、干渉を伴う運動を打ち消すための演算をして出力する非干渉化制御部と、
前記位置制御部の出力と前記非干渉化制御部の出力とに基づいて、前記複数の駆動手段のそれぞれに対する指令を出力する推力演算部と、
を備える、
ことを特徴とする、アクティブ除振装置。
Active vibration isolator
A vibration isolation table for mounting a vibration isolation object;
A plurality of elastic supports for supporting the vibration isolation table;
A plurality of position measuring means for measuring the displacement of the vibration isolation table;
A plurality of driving means for driving the vibration isolation table;
Wherein at the point of a predetermined position with respect to anti-vibration table X-axis direction, and the target displacement in the Y-axis direction and the Z-axis direction, around the X-axis, Y-axis and the position target value commander that outputs a target rotation amount about the Z axis And
Receiving the output of said plurality of position measuring means, the X-axis direction at the point of a predetermined position, and displacement in the Y-axis direction and the Z-axis direction, around the X axis, and the rotation amount around the Y-axis and Z-axis A displacement calculator for calculating and outputting;
Based on the difference between the output of the position target value command unit and the output of the displacement calculation unit, a position control unit that calculates and outputs a translational force or torque corresponding to the difference at the point of the predetermined position;
The output of the displacement calculation unit is input, and the calculation for canceling the motion with interference generated at the point of the predetermined position by the displacement and elastic force of each of the plurality of elastic supports is performed and output. An interference control unit;
Based on the output of the position control unit and the output of the non-interacting control unit, a thrust calculation unit that outputs a command for each of the plurality of driving means,
Comprising
An active vibration isolator characterized by the above.
前記位置制御部の前記出力と前記非干渉化制御部の前記出力は互いに加算され、前記推力演算部に入力されることを特徴とする、請求項1に記載のアクティブ除振装置。   2. The active vibration isolation device according to claim 1, wherein the output of the position control unit and the output of the non-interacting control unit are added to each other and input to the thrust calculation unit. 前記複数の駆動手段は、第1の複数の駆動手段と第2の複数の駆動手段とから構成され、
前記推力演算部は、第1の推力演算部と第2の推力演算部とから構成され、
前記第1の推力演算部は、前記位置制御部の前記出力を入力して、前記第1の複数の駆動手段に出力し、
前記第2の推力演算部は、前記非干渉化制御部の前記出力を入力して、前記第2の複数の駆動手段に出力する、
ことを特徴とする、請求項1に記載のアクティブ除振装置。
The plurality of driving means includes a first plurality of driving means and a second plurality of driving means,
The thrust calculation unit includes a first thrust calculation unit and a second thrust calculation unit,
The first thrust calculation unit inputs the output of the position control unit, and outputs the output to the first plurality of driving means,
The second thrust calculation unit inputs the output of the non-interacting control unit and outputs the input to the second plurality of driving units.
The active vibration isolator according to claim 1.
前記除振テーブルの加速度を計測するための複数の加速度計測手段と、
前記複数の加速度計測手段の出力を入力し、前記所定の位置の点における加速度と角加速度を演算して出力する振動演算部と、
前記振動演算部の出力を入力して積分し、前記所定の位置の点における速度と角速度を出力する複数の積分器と、
前記複数の積分器からの出力を入力し、前記所定の位置の点における前記速度と前記角速度を制御するための演算をして出力する振動制御部と、
をさらに備え、
前記振動制御部の出力は、前記非干渉化制御部の前記出力に加算され、前記第2の複数の駆動手段に入力される、
ことを特徴とする、請求項3に記載のアクティブ除振装置。
A plurality of acceleration measuring means for measuring the acceleration of the vibration isolation table;
A vibration calculation unit that inputs the outputs of the plurality of acceleration measurement means, calculates and outputs acceleration and angular acceleration at the point of the predetermined position;
A plurality of integrators for inputting and integrating the output of the vibration calculation unit, and for outputting the velocity and angular velocity at the point of the predetermined position;
A vibration control unit that inputs outputs from the plurality of integrators, performs an operation for controlling the velocity and the angular velocity at the point of the predetermined position, and outputs the vibration control unit;
Further comprising
The output of the vibration control unit is added to the output of the non-interacting control unit and input to the second plurality of driving means.
The active vibration isolator according to claim 3.
前記所定の位置の点は、前記除振対象物と前記除振テーブルの重心である、請求項1乃至4のいずれか1項に記載のアクティブ除振装置。   5. The active vibration isolation device according to claim 1, wherein the point at the predetermined position is a center of gravity of the vibration isolation object and the vibration isolation table. 前記複数の駆動手段は複数のリニアモータである、請求項1又は2のいずれか1項に記載のアクティブ除振装置。   The active vibration isolation device according to claim 1, wherein the plurality of driving units are a plurality of linear motors. 前記第1の複数の駆動手段は複数の空気バネアクチュエータである、請求項3又は4のいずれか1項に記載のアクティブ除振装置。   5. The active vibration isolation device according to claim 3, wherein the first plurality of driving units are a plurality of air spring actuators. 6. 前記第2の複数の駆動手段は複数のリニアモータである、請求項3又は4のいずれか1項に記載のアクティブ除振装置。   5. The active vibration isolation device according to claim 3, wherein the second plurality of driving units are a plurality of linear motors. 6. 請求項1乃至8のいずれか1項に記載のアクティブ除振装置を備える、嫌振装置。   A vibration isolator comprising the active vibration isolator according to claim 1. 除振対象物を搭載するための除振テーブルを備えるアクティブ除振装置を制御する方法は、
前記除振テーブルの複数の位置の変位を計測することと、
前記除振テーブルの前記複数の位置の変位から、定の位置の点におけるX軸方向、Y軸方向及びZ軸方向の変位と、X軸まわり、Y軸まわり及びZ軸まわりの回転量を演算することと、
前記所定の位置の点におけるX軸方向、Y軸方向及びZ軸方向の目標変位及びX軸まわり、Y軸まわり及びZ軸まわりの目標回転量と前記所定の位置の点における演算された変位及び演算された回転量との差に基づき、前記所定の位置の点において該差に対応する並進力やトルクを演算することと、
前記所定の位置の点における前記演算された変位や前記演算された回転量から、複数の弾性支持体のそれぞれの変位と弾性力により前記所定の位置の点において発生する、干渉を伴う運動を打ち消すための演算をすることと、
前記所定の位置の点において前記差に対応する前記並進力や前記トルクと、前記所定の位置の点において発生する前記干渉を伴う運動を打ち消すための演算結果とに基づいて、複数の駆動手段のそれぞれに対する指令を出力することと、
を含む、
ことを特徴とする、アクティブ除振装置を制御する方法。
A method of controlling an active vibration isolator having a vibration isolation table for mounting a vibration isolation object is as follows:
Measuring displacements at a plurality of positions of the vibration isolation table;
From the displacement of the plurality of positions of the anti-vibration table, X-axis direction at the point of location of Jo Tokoro, and displacement in the Y-axis direction and the Z-axis direction, around the X axis, and the rotation amount around the Y-axis and Z-axis Computing
Target displacements in the X-axis direction, Y-axis direction and Z-axis direction at the predetermined position point , target rotation amounts around the X-axis, Y-axis and Z-axis, and calculated displacements at the predetermined position point and Based on the difference from the calculated amount of rotation, calculating a translational force and torque corresponding to the difference at the point of the predetermined position;
From the calculated displacement and the calculated amount of rotation at the predetermined position point, cancel the motion with interference generated at the predetermined position point by the displacement and elastic force of each of the plurality of elastic supports. Doing the operation for
Based on the translational force and the torque corresponding to the difference at the point of the predetermined position, and a calculation result for canceling the motion accompanied by the interference generated at the point of the predetermined position, a plurality of driving means Outputting a command for each,
including,
A method for controlling an active vibration isolator.
前記所定の位置の点において対応する前記並進力や前記トルクと前記所定の位置の点において発生する前記干渉を伴う運動を打ち消すための前記演算結果は互いに加算されて、前記複数の駆動手段のそれぞれに対する前記指令が出力されることを特徴とする、請求項10に記載のアクティブ除振装置を制御する方法。   The calculation results for canceling the translational force or the torque corresponding to the point of the predetermined position and the motion accompanied by the interference generated at the point of the predetermined position are added together, and each of the plurality of driving means The method for controlling an active vibration isolator according to claim 10, wherein the command is output. 前記除振テーブルの複数の位置の加速度を計測することと、
前記除振テーブルの前記複数の位置の加速度から、前記所定の位置の点における加速度と角加速度を演算することと、
前記所定の位置の点における前記加速度と前記角加速度を積分して、前記所定の位置の点における速度と角速度を得ることと、
前記所定の位置の点における前記速度と前記角速度から、前記所定の位置の点における前記速度と前記角速度を制御するための演算をすることと、
をさらに含み、
前記所定の位置の点において前記差に対応する前記並進力や前記トルクと、前記所定の位置の点において発生する前記干渉を伴う運動を打ち消すための演算結果と、前記所定の位置の点における前記速度と前記角速度を制御するための演算結果とに基づいて、前記複数の駆動手段のそれぞれに対する指令を出力することを特徴とする、請求項10に記載のアクティブ除振装置を制御する方法。
Measuring acceleration at a plurality of positions of the vibration isolation table;
Calculating acceleration and angular acceleration at a point of the predetermined position from accelerations of the plurality of positions of the vibration isolation table;
Integrating the acceleration and the angular acceleration at the point of the predetermined position to obtain a velocity and an angular velocity at the point of the predetermined position;
Performing an operation for controlling the speed and the angular velocity at the point of the predetermined position from the speed and the angular velocity at the point of the predetermined position;
Further including
The translational force and the torque corresponding to the difference at the predetermined position point, the calculation result for canceling the motion accompanied by the interference occurring at the predetermined position point, and the above-mentioned at the predetermined position point The method for controlling an active vibration isolator according to claim 10, wherein a command for each of the plurality of driving units is output based on a speed and a calculation result for controlling the angular velocity.
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