保持活跃的电动气动振动系统平台支持staci“硬山的压电隔离系统

经验法则“没有active-on-active”国家机器将积极隔振(内部)不能安装在平台使用主动振动控制。这条规则是不正确的,因为它只适用于特定类型的主动隔振系统。

“没有active-on-active”规则的存在,因为它是一个活跃的隔离系统可以影响另一个系统。这是通过两种机制来实现的。第一个涉及到两个弹簧质点系统耦合产生另一个系统与不同的和复杂的“正常模式”的频率,即系统post-disturbance振荡的频率。

这个改变循环控制系统的传递函数,并导致未经优化或不稳定的性能。在该机制中,两个系统的相对刚度耦合,而不是耦合控制回路的两个系统。

这也可以通过保持与一个活跃的气动系统被动气动工具平台。的staci™主动隔振系统防止通过展示一个刚度超过100倍的一个典型的气动系统。

另一个机制是基于实际的耦合系统支持平台和控制系统内部的工具。图1显示了两个电动气动积极隔离系统之上(简化为一个二自由度)。

图1

这里,每个系统持有质量(M₁& M₂)(气动)春天(K)。M₁代表了底层地板平台工具的工具和框架。内部孤立的有效负载的工具是由M₂。两个质量几乎相等,是温泉。

每一个活跃的系统有一个补偿系统和放大器(f),力致动器(f),和一个传感器(s)。在这第二个机制,形成一个不良或不稳定的控制回路,涉及两个(名义上独立)系统。例如,一个关于M的干扰₂触发一个信号的传感器产生一个力在前代的致动器。

然而,致动器顶部推低质量₁导致较低的传感器信号生成,在较低的致动器和响应。这导致一个力的M的传播₂通过spring的支持,形成一个循环。这样的循环可能是稳定的,但他们总是不受欢迎的。

的staci™主动隔振系统可以避免这类问题的解耦第一和第二控制回路,如图2所示:

图2

在图2中,M₁,米₂和K表示相同的组件,但底部春天,致动器、传感器所取代staci™压电隔离系统。它由一个传感器(s)放在一个小质量(m)——通常只有几公斤的体重。

传感器的输出过滤和驱动压电堆栈取消传感器输出的高带宽伺服(通常200赫兹)。的质量₁是由一个弹簧(K_大),超过100倍硬弹簧(K)。

的staci™系统不会影响工具的内部主动隔振系统。正常质量的振动模式₂没有改变,因为(系列)刚度是由K (K_大> > K)。因此,工具的循环传递函数的控制系统不改变,和它的性能不受影响。

的共振频率的工具和平台staci™隔离器(K_大)是大约20赫兹,在相当范围内最低的共振在大多数框架结构和许多层结构。

此外,该工具的有源系统不会影响staci™隔离系统,这是因为高刚度的压电陶瓷堆(通常几亿N / m)。

力传播通过(K (m)_大)不会导致小的运动质量。这可以消除任何潜在的“主动积极”反馈回路,并提供staci™“即插即用”功能;该系统只需要很少或根本没有在大多数安装调整。²

测试结果

显示的能力staci™主动气动隔离系统,一个ElectroDamp™II³系统是建立在一个平台由staci™光电隔离器,如图3所示。

图3

ElectroDamp™II是一种六自由度,高性能主动隔振系统集中在payload-mounted振动传感器,DSP-based控制系统,high-force线性马达。它可以测量载荷运动传感器,并提供一个补偿力提高隔振和阻尼效应(如图1和图2所示)。

此外,它可以使用信息从舞台应用多轴运动控制器前馈信号。用于半导体制造设备,电动气动隔离系统中常见。2020欧洲杯下注官网图4是图3所示的设置的照片。

在图4中,ElectroDamp™活跃光电隔离器在(A)所示。整个系统占地面积约1.5米²。孤立的有效负载(B)是一个钢铸件,重1650公斤。框架(C)的焊接钢结构,1米,重约500公斤和措施高度。

图4

标准的TMC sub-floor平台(D)组成的一个双叠层钢板和僵硬的阻尼层的不锈钢套管是以下系统。平台重约850公斤。整个系统在一个灌浇混凝土地板是由四个中等容量staci™光电隔离器(E), staci™DSP-based控制器显示在(F)。

系统设置后,staci™和ElectroDamp™系统被打开。系统不需要调整功能或满足规范。作为一个标准的安装过程的一部分,ElectroDamp™系统的自动算法然后激活优化系统。

自动调优运行没有任何问题,只有小增益进行调整(几分贝的顺序)。如此温和的增益调整是典型的任何水平安装。

为了知道麻木不仁ElectroDamp™是存在staci™系统,有必要考虑的开环传递函数ElectroDamp™系统。传递函数测量首先“打破”控制系统循环,注入一个测试信号的“在”部分,然后测量响应的相位和大小的“出”部分。

这些曲线是有用的伺服工程师确定系统的动态响应和稳定性。图5 - 7的开环传递函数说明X, Z, Theta-X绕水平轴旋转自由度。

在所有的图表,曲线(A)的循环传递函数测量ElectroDamp™架放置在混凝土楼板。曲线标记(B)代表的循环传递函数测量系统放在staci™平台如图3和图4所示,与staci™活跃(上)。

图5

图6

图7

在大多数地区,(A)和(B)曲线是太接近区分它们。的频率和幅度的主要模式振荡的自由度并不改变即使安装ElectroDamp™系统staci™平台。20 - 50 Hz的共振明显是由于焊接框架和铸造。

重要的是要记住循环传递函数测量。它必须知道力是应用于线性马达的负载固定在基础框架,在载荷和振动传感器测量力的响应。

曲线表明,无论的细节控制系统,频率响应是影响staci™。具体地说,任何控制系统操作0.5 - 100赫兹的带宽将会由于staci没有变化的频率响应。

这种观点也适用于系统,利用前馈动作取消负载反应阶段。力前馈系统的应用使相同负载反应,不管存在的staci™。

这是一个比所需要的更严格的要求。优化设计的前馈系统,矢量部队阶段产生的加速度由部队线性马达产生的无效。如果取消完成,那么不管载荷动力学是什么或什么是频率响应。这导致没有运动。

的好处staci™系统

staci™使工具制造商安装设备的位置,否则太嘈杂的工具。2020欧洲杯下注官网为了说明这一点,图8显示了垂直振动传递函数TMC的ElectroDamp™系统安装在底层地板平台安装在staci™,图3和图4中所示。

而不是把staci™系统在地板上,系统被放置在二楼平台,重达1730公斤,支持大容量staci™光电隔离器。第二个系统是用于测试提供一个控制层的激励振幅约1微米。

图8

在图8中,曲线(A)时系统的振动传递函数ElectroDamp™和staci™系统关闭(被动气动光电隔离器)。曲线(B)的振动传递函数只有ElectroDamp™功能⁴,(C)是当两个活跃的系统正在运行。测量是使用Kinemetrics模型SS-1地震仪与100 x前置放大器。

可以被测量,隔离在10赫兹是增加了约30 dB staci™,总衰减约60 dB(噪音(C)是非常低水平的测量结果-约1海里)。2 Hz范围内(在一些建筑高水平的噪音),系统提供10 dB的隔离,这是一个数量级比当只使用一个空气隔离器(曲线(A))。

结论

这些数据有力地表明,“软山”主动隔离系统使用直线电机提高被动气动隔离系统的性能可以安装在staci™的平台没有他们的性能受到影响。

此外,staci™隔离系统不是敏感活跃的系统安装在上面,因为动态的控制回路是由支持地板和压电致动器的刚度,刚度比这更多的主动气动系统中的任何元素。K_大也有助于隔离staci™从部队生产负载控制系统。

staci™允许更大的灵活性工具制造商和最终用户的安装工具,使用有源系统。例如,一些工具地板振动标准的安装位置需要满足工具来满足其性能规范。

如果一个网站不能够满足本规范,该工具可以移动到另一个网站,或安装在sub-floor隔离系统。与“软山”隔离系统不同,staci™可以用在这种情况下不会造成任何不利影响的工具。

引用

1美国专利号5660255

2有些安装软层需要小增益调整staci™环路增益。

3美国专利号再保险。33937

4的增益ElectroDamp™系统设置为优化解决时间和负载定位,不隔振。

这些信息已经采购,审核并改编自台湾记忆体公司提供的材料。欧洲杯足球竞彩

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