Оставьте свои контакты, и мы перезвоним
Нажимая на кнопку, вы соглашаетесь с политикой конфиденциальности
Главная / Виброэлементы / Активный антивибрационный модуль серии VAAV-L
Активный антивибрационный модуль серии VAAV-L
Активный антивибрационный модуль пневматического типа, созданный компанией Showa Science Co. LTD., с применением передовой антивибрационной технологии Showa Science.
Стандартная серия VAAV с большим количеством вариантов проста в использовании и обеспечивает высокий уровень балансировки. Высокочувствительные датчики ускорения специально разработаны для серии VAAV. Они способны точно улавливать даже очень малые вибрации.
Стандартная серия VAAV с большим количеством вариантов проста в использовании и обеспечивает высокий уровень балансировки. Высокочувствительные датчики ускорения специально разработаны для серии VAAV. Они способны точно улавливать даже очень малые вибрации.
VAAV быстро выполняет вычисления с использованием высокоскоростного антивибрационного алгоритма и может мгновенно компенсировать вибрацию с помощью высокоточных приводов большой мощности.
Высокочувствительные датчики также используются со стороны пола, что позволяет достичь высокого уровня антивибрационных характеристик благодаря управлению с опережающей коррекцией (feed-forward control).
В зависимости от требований к эффективности демпфирования вибраций предлагаются стандартные модели VAAV-A (эффективна для оборудования со стандартной грузоподъемностью до 38 тонн) и VAAV-H (виброизоляция обеспечивается для оборудования грузоподъемностью до 12 тонн), а также модель высшего уровня VAAV-L.
В зависимости от требований к эффективности демпфирования вибраций предлагаются стандартные модели VAAV-A (эффективна для оборудования со стандартной грузоподъемностью до 38 тонн) и VAAV-H (виброизоляция обеспечивается для оборудования грузоподъемностью до 12 тонн), а также модель высшего уровня VAAV-L.
Вибрация, вызванная нагрузкой на платформу, может быть подавлена за короткое время, обеспечивая высокоскоростную и высокоточную работу без резонанса. Загружены функции опережающей коррекции платформы (Stage feed forward function) и программное обеспечение для отображения формы волны (Wave form display software).
Система устраняет резонанс и обеспечивает виброизоляцию в широком диапазоне частот — от низких до высоких. Стабильное демпфирование вибраций и высокая точность позиционирования достигаются благодаря высокоточному управлению по 3 осям с 6 степенями свободы.
Программное обеспечение для отображения и анализа вибрационных сигналов входит в стандартную комплектацию.
Программное обеспечение для отображения и анализа вибрационных сигналов входит в стандартную комплектацию.
Активная виброизоляция:
1) Ограничения пассивной системы виброизоляции
Пассивная система виброизоляции — это система, которая удерживает массу с помощью пружин и подавляет вибрации демпферами (См Рис. 1). Это простая система, обеспечивающая хорошее подавление вибраций. Прежде всего, системы виброизоляции на воздушных пружинах имеют низкие собственные частоты. Кроме того, низкоуровневые изменения могут быть компенсированы с помощью систем с автоматическими клапанами регулировки уровня. Поэтому такие системы виброизоляции используются в различных областях. Однако бывают случаи, когда системы на воздушных пружинах не справляются с задачей. В пассивной системе виброизоляции возникает явление резонанса. В этом диапазоне частот вибрация нагрузки становится больше, чем вибрация пола. Это приводит к отрицательному эффекту виброизоляции. Как правило, «вибрация пола очень мала в низкочастотном диапазоне». По этой причине негативное влияние резонанса может быть небольшим при использовании воздушных пружин с низкой собственной частотой. Однако даже в этом случае могут возникнуть проблемы. Низкая собственная частота достигается уменьшением жёсткости пружин. Это приводит к тому, что значительное отклонение нагрузки может возникать при небольшом внешнем воздействии. Кроме того, время затухания вибрации становится большим. В случае подвижной нагрузки, например движущихся столов (stage), система может не остановить вибрацию, либо отклонение может превысить допустимое перемещение воздушных пружин, что приведёт к возникновению другого вида вибрации.
1) Ограничения пассивной системы виброизоляции
Пассивная система виброизоляции — это система, которая удерживает массу с помощью пружин и подавляет вибрации демпферами (См Рис. 1). Это простая система, обеспечивающая хорошее подавление вибраций. Прежде всего, системы виброизоляции на воздушных пружинах имеют низкие собственные частоты. Кроме того, низкоуровневые изменения могут быть компенсированы с помощью систем с автоматическими клапанами регулировки уровня. Поэтому такие системы виброизоляции используются в различных областях. Однако бывают случаи, когда системы на воздушных пружинах не справляются с задачей. В пассивной системе виброизоляции возникает явление резонанса. В этом диапазоне частот вибрация нагрузки становится больше, чем вибрация пола. Это приводит к отрицательному эффекту виброизоляции. Как правило, «вибрация пола очень мала в низкочастотном диапазоне». По этой причине негативное влияние резонанса может быть небольшим при использовании воздушных пружин с низкой собственной частотой. Однако даже в этом случае могут возникнуть проблемы. Низкая собственная частота достигается уменьшением жёсткости пружин. Это приводит к тому, что значительное отклонение нагрузки может возникать при небольшом внешнем воздействии. Кроме того, время затухания вибрации становится большим. В случае подвижной нагрузки, например движущихся столов (stage), система может не остановить вибрацию, либо отклонение может превысить допустимое перемещение воздушных пружин, что приведёт к возникновению другого вида вибрации.
2) Принцип работы активной системы виброизоляции
В активной системе виброизоляции используются датчики вибрации и датчики положения. Приводы работают таким образом, чтобы уменьшить вибрацию и отклонение положения. Такой метод управления называется управлением с обратной связью (Feed-Back Control / FB Control). Таким образом, явление резонанса, которое неизбежно возникает в пассивной системе виброизоляции, здесь отсутствует. (См. Рис.2).
Вы можете за короткое время уменьшить вибрацию, приходящую извне. Более того, за счет сбалансированной работы актуаторов можно значительно снизить торсионную (скручивающую) нагрузку, прикладываемую к столу.
Вы можете за короткое время уменьшить вибрацию, приходящую извне. Более того, за счет сбалансированной работы актуаторов можно значительно снизить торсионную (скручивающую) нагрузку, прикладываемую к столу.
Этот тип управления виброизоляцией упреждающим управлением по полу (Floor Feed-Forward Control / FFF Control). Совместное использование управления с обратной связью (FB) и упреждающего управления (FFF) позволяет еще больше снизить вибрацию, воздействующую на стол. (См. Рис. 2). На стол системы виброизоляции часто устанавливается движущийся механизм, например, координатный (X-Y) столик. При движении массы возникает вращающий момент, пропорциональный произведению массы и смещения. А сила генерируется пропорционально произведению массы на ускорение. Если вы можете измерить положение и ускорение движущейся массы, вы можете радикально уменьшить её влияние, создавая компенсирующую (обратную) силу, пропорциональную этому значению. Этот тип управления называется упреждающим управлением платформой (SFF Control - Stage Feed Forward Control). С нашей активной системой виброизоляции VAAV вы можете использовать эти 3 вида управления одновременно.
В активной системе виброизоляции используются датчики вибрации и датчики положения. Приводы работают таким образом, чтобы уменьшить вибрацию и отклонение положения. Такой метод управления называется управлением с обратной связью (Feed-Back Control / FB Control). Таким образом, явление резонанса, которое неизбежно возникает в пассивной системе виброизоляции, здесь отсутствует. (См. Рис.2).
Вы можете за короткое время уменьшить вибрацию, приходящую извне. Более того, за счет сбалансированной работы актуаторов можно значительно снизить торсионную (скручивающую) нагрузку, прикладываемую к столу.
Вы можете за короткое время уменьшить вибрацию, приходящую извне. Более того, за счет сбалансированной работы актуаторов можно значительно снизить торсионную (скручивающую) нагрузку, прикладываемую к столу.
Этот тип управления виброизоляцией упреждающим управлением по полу (Floor Feed-Forward Control / FFF Control). Совместное использование управления с обратной связью (FB) и упреждающего управления (FFF) позволяет еще больше снизить вибрацию, воздействующую на стол. (См. Рис. 2). На стол системы виброизоляции часто устанавливается движущийся механизм, например, координатный (X-Y) столик. При движении массы возникает вращающий момент, пропорциональный произведению массы и смещения. А сила генерируется пропорционально произведению массы на ускорение. Если вы можете измерить положение и ускорение движущейся массы, вы можете радикально уменьшить её влияние, создавая компенсирующую (обратную) силу, пропорциональную этому значению. Этот тип управления называется упреждающим управлением платформой (SFF Control - Stage Feed Forward Control). С нашей активной системой виброизоляции VAAV вы можете использовать эти 3 вида управления одновременно.
3) Преимущества VAAV
В наших системах VAAV в качестве актуаторов (приводов) применяются пневмоопоры (пневматические пружины) и пневматические сервоклапаны. Их комбинация позволяет создавать большое усилие, что является несомненным преимуществом данной системы.
В отличие от систем линейного моторного типа, нет необходимости беспокоиться о перегреве или проблемах с электромагнитными полями, и можно использовать один и тот же контроллер для моделей от VAAV‑550 до VAAV‑30000.
Если требуется высокая скорость отклика, можно использовать тот же контроллер с клапанами большого расхода воздуха.
С помощью нашего высокопроизводительного контроллера можно комбинировать различные варианты трёх методов управления — FB (обратная связь), FFF (опережающее управление по полу) и SFF (опережающее управление столом) — в соответствии с вашими требованиями.
В наших системах VAAV в качестве актуаторов (приводов) применяются пневмоопоры (пневматические пружины) и пневматические сервоклапаны. Их комбинация позволяет создавать большое усилие, что является несомненным преимуществом данной системы.
В отличие от систем линейного моторного типа, нет необходимости беспокоиться о перегреве или проблемах с электромагнитными полями, и можно использовать один и тот же контроллер для моделей от VAAV‑550 до VAAV‑30000.
Если требуется высокая скорость отклика, можно использовать тот же контроллер с клапанами большого расхода воздуха.
С помощью нашего высокопроизводительного контроллера можно комбинировать различные варианты трёх методов управления — FB (обратная связь), FFF (опережающее управление по полу) и SFF (опережающее управление столом) — в соответствии с вашими требованиями.
4) Эффект виброизоляции VAAV (Коэффициент передачи вибрации)
На рисунке 2 показан коэффициент передачи вибрации, иллюстрирующий эффективность нашей системы виброизоляции. В стандартной серии VAAV применяются пневмоопоры с высокой жесткостью, а собственная частота системы составляет около 5 Гц.
Это дает эффект подавления больших смещений стола, возникающих под воздействием движущейся платформы. В случае использования только управления положением с обратной связью (Position FB Control), передаточная функция вибрации этой системы почти эквивалентна функции пассивной системы виброизоляции с резонансной частотой 5 Гц.
В случае использования управления ускорением с обратной связью (Acceleration FB Control), система демонстрирует высокие рабочие характеристики, присущие активным системам виброизоляции. В ней отсутствует резонанс. По этой причине хорошие характеристики виброизоляции будут достигнуты, даже если вы установите несколько завышенную собственную частоту.
Вдобавок к этому, при применении упреждающего управления (FFF Control) можно ожидать значительного эффекта демпфирования (затухания).
В моделях серии VAAV-L используются пневмоопоры с низкими собственными частотами, благодаря чему уровень пропускания вибрации в низкочастотной области будет снижен. Серия VAAV-L особенно хорошо подходит для прецизионных приборов, обладающих высокой чувствительностью к вибрации.
На рисунке 2 показан коэффициент передачи вибрации, иллюстрирующий эффективность нашей системы виброизоляции. В стандартной серии VAAV применяются пневмоопоры с высокой жесткостью, а собственная частота системы составляет около 5 Гц.
Это дает эффект подавления больших смещений стола, возникающих под воздействием движущейся платформы. В случае использования только управления положением с обратной связью (Position FB Control), передаточная функция вибрации этой системы почти эквивалентна функции пассивной системы виброизоляции с резонансной частотой 5 Гц.
В случае использования управления ускорением с обратной связью (Acceleration FB Control), система демонстрирует высокие рабочие характеристики, присущие активным системам виброизоляции. В ней отсутствует резонанс. По этой причине хорошие характеристики виброизоляции будут достигнуты, даже если вы установите несколько завышенную собственную частоту.
Вдобавок к этому, при применении упреждающего управления (FFF Control) можно ожидать значительного эффекта демпфирования (затухания).
В моделях серии VAAV-L используются пневмоопоры с низкими собственными частотами, благодаря чему уровень пропускания вибрации в низкочастотной области будет снижен. Серия VAAV-L особенно хорошо подходит для прецизионных приборов, обладающих высокой чувствительностью к вибрации.
5) Эффекты виброизоляции VAAV (Отклик стола на движение платформы)
На рисунках 3 и 4 показана характеристика отклика вращательного смещения и кривая вращательного ускорения стола при движении подвижной платформы соответственно. Влияние на нагрузку в основном делится на две части. Первая - это вращательный момент, пропорциональный произведению массы платформы и смещения её положения. Вторая — это вибрационная сила, пропорциональная массе платформы и её ускорению. Если масса платформы и ее смещение, либо ускорение платформы велики, они вызывают значительное ответное смещение (отклонение) нагрузки. В случае использования мягких опор в пассивной системе виброизоляции, раскачивание (амплитуда колебаний) может оказаться настолько сильным, что превысит допустимые пределы рабочего хода пневмоопор.
Эффект от применения управления с обратной связью по ускорению (Acceleration FB Control) заключается в снижении амплитуды вибраций и сокращении времени их затухания. Благодаря этому повышается точность и сокращается время стабилизации оборудования (См. Рис. 4). Если подключить к контроллеру аналоговые сигналы, измеряющие в режиме реального времени смещение и ускорение платформы, вы сможете использовать нашу систему упреждающего управления SFF (Stage Feed Forward Control).
Можно увидеть, что управляющая сила, пропорциональная вращательному моменту платформы и силе инерции платформы, значительно уменьшает смещение отклика движущейся платформы (См. рис. 3). Управление SFF с системой VAAV теоретически просто и обеспечивает значительный эффект. Системы VAAV с управлением SFF могут применяться с подвижными платформами, имеющими до 2 осей перемещения.
На рисунках 5 и 6 показаны примеры сигналов смещения положения платформы в реальном времени и сигналов ускорения соответственно. Требуется передача одного или двух аналоговых сигналов в диапазоне ±10 В. При этом потенциалы заземления генератора аналоговых сигналов и контроллера VAAV должны быть одинаковыми.
В качестве опции мы предлагаем генератор аналоговых сигналов, специально предназначенный для этих целей. Этот генератор сигналов используется в комплекте с измерительной шкалой и считывающей головкой, которые соответствуют нашей спецификации.
На рисунках 3 и 4 показана характеристика отклика вращательного смещения и кривая вращательного ускорения стола при движении подвижной платформы соответственно. Влияние на нагрузку в основном делится на две части. Первая - это вращательный момент, пропорциональный произведению массы платформы и смещения её положения. Вторая — это вибрационная сила, пропорциональная массе платформы и её ускорению. Если масса платформы и ее смещение, либо ускорение платформы велики, они вызывают значительное ответное смещение (отклонение) нагрузки. В случае использования мягких опор в пассивной системе виброизоляции, раскачивание (амплитуда колебаний) может оказаться настолько сильным, что превысит допустимые пределы рабочего хода пневмоопор.
Эффект от применения управления с обратной связью по ускорению (Acceleration FB Control) заключается в снижении амплитуды вибраций и сокращении времени их затухания. Благодаря этому повышается точность и сокращается время стабилизации оборудования (См. Рис. 4). Если подключить к контроллеру аналоговые сигналы, измеряющие в режиме реального времени смещение и ускорение платформы, вы сможете использовать нашу систему упреждающего управления SFF (Stage Feed Forward Control).
Можно увидеть, что управляющая сила, пропорциональная вращательному моменту платформы и силе инерции платформы, значительно уменьшает смещение отклика движущейся платформы (См. рис. 3). Управление SFF с системой VAAV теоретически просто и обеспечивает значительный эффект. Системы VAAV с управлением SFF могут применяться с подвижными платформами, имеющими до 2 осей перемещения.
На рисунках 5 и 6 показаны примеры сигналов смещения положения платформы в реальном времени и сигналов ускорения соответственно. Требуется передача одного или двух аналоговых сигналов в диапазоне ±10 В. При этом потенциалы заземления генератора аналоговых сигналов и контроллера VAAV должны быть одинаковыми.
В качестве опции мы предлагаем генератор аналоговых сигналов, специально предназначенный для этих целей. Этот генератор сигналов используется в комплекте с измерительной шкалой и считывающей головкой, которые соответствуют нашей спецификации.
Активный антивибрационный модуль серии VAAV-L: