静圧軸受機構を利用した高速・高精度空気圧サーボテーブルの開発

开发采用静压轴承机构的高速、高精度气动伺服工作台

• 批准号: 11750201
• 负责人: 藤田 壽憲
• 金额: $ 1.47万
• 依托单位: Tokyo Institute of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• 财政年份: 1999
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1999 至 2000
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-11750201/
• 关键词: 流体制御; 空気圧; 半導体製造装置; 精密ステージ; 静圧軸受; 非接触駆動; 精密位置決め

半導体などの製造装置においては,高速性,耐久性の点から電動駆動による限界が近づいている.一方,空気圧サーボ機構では比エネルギの高さを生かした高速駆動が可能であるものの,パッキン摩擦により精密な駆動が困難であるとされてきた.そこで本研究では上記の問題を解決する新しい精密位置決め用アクチュエータとして,静圧軸受機構を用いた空気圧サーボテーブルを提案し,その制御性について検討することを目的としている.昨年度は,静圧軸受を用いて完全非接触な1軸ステージを試作し,これを100[Hz]の高応答性を有するサーボ弁で駆動したところ,2[mm]のステップ入力に対して,電動機のに匹敵する位置決め精度と電動機を越える高速化を達成することができた.今年度はサーボ弁の改善と制御手法を研究課題の中心した.空気圧サーボ弁の特性が,結果としてサーボテーブルの高速化と位置決め精度を決定していることが明らかになった.そこで,これまでリニアの電流アンプと差動トランスが用いられきたサーボ弁を,トランジスタによるPWM駆動とエンコーダによる検出に切り替えサーボ弁特性の改善をはかった.サーボ弁の動特性を考慮した制御設計法を確立し,サーボ弁のヒステリシス特性の向上とあわせて,昨年度の結果に比べ応答の高速化と著しい位置決め精度の向上が見られた.また空気圧の非線形性も,厳密な線形化による手法により補償が可能であることがわかり,外乱オブザーバとの併用で任意の位置で50[nm]の位置決め精度と,良好な応答性を確保することができた.

The semi-rigid vehicle manufacturing equipment has the advantages of high performance, high speed and durability, and the limit of electric power cycle is close to the limit. On the one hand, air traffic control institutions are more likely to operate on high-speed trains than on air vehicles, and on the other hand, high-speed railway vehicles may operate on high-speed vehicles, and on the other hand, air traffic control institutions are more likely to operate on high-speed vehicles than on the other. In this study, the problem is solved, the new precision position system is used, the receiving institution uses the air device to make the proposal, and the purpose of the system is to improve the precision position. Last year, the static equipment was completely non-contact with the equipment, and the response was 100 percent [Hz]. The response was 100 percent, and the response was 2 [mm]. The accuracy of the machine, the position accuracy, the accuracy of the machine, the computer, the machine, the computer, the computer, the This year, we will focus on improving the control techniques in the research center. The results show that the accuracy of the position and accuracy determines the performance of the system. In this case, you can use the PWM device to improve the performance of the current system. The system of dynamic characteristics has been established, and the characteristics of the system have been improved. The results of last year are better than those of the previous year, and the accuracy of position measurement has improved. It is possible to use any position 50 [nm], position accuracy, and good responsiveness to ensure good responsiveness.