振动控制VibrationControl指导老师王永鹏教授班级夜自控三甲、乙.doc

振動控制Vibration Control 指導老師:王 永 鵬 教 授 班 級:夜自控三甲、乙 組 員:9A012014李偉誠 9A012027蕭旭翔 9A012101許必禎 9A012116吳啟維 前言 近年來隨著各種高科技產業製程越來越精密，相關的儀器設備對於環境振動隔離的要求也越來越嚴格。在半導體產業有許多設備都必須考慮降低環境振動，如曝光設備scanner、stepper，檢驗設備SEM、SPM、TEM、橢圓偏光儀等，幾乎每一台設備都需要安裝隔振系統。 隔震系統可有效的隔離震動源對於結構的侵害，對於儀器設備有方便、快速、有效的隔震系統供設備人員使用以保護貴重設備。 隔振 利用彈性支撐使一系統降低對外加激勵起響應的能力。將振動源與地基的剛性聯接改為彈性聯接，能隔絕或減弱振動能量的傳遞，從而實現減振降噪的目的。為使產品在運輸過程中減少振動的損害，也需要採取隔振措施，下面舉例了一些關於隔振的例子。 把機械安裝在合適的彈性裝置上以隔離機械振動傳播的措施。 氣墊隔振平台 氣墊精密隔振光學平台 兩種性質不同的隔振措施，如果機械本身是振源，應使它與支承隔離，以減少對周圍的影響，這稱為主動隔振。如振源來自支承的運動，為減少外界振動對機械的影響，須使支承與機械隔離，這稱為被動隔振。 德國 Bilz 防震產品 FAEBI橡膠氣壓彈簧 橡膠氣壓彈簧，使用於各類機械動力設備和裝配件高效隔振，可防止由於衝擊和振盪作用造成的振動。鐘狀部件由高級合成橡膠加工製造。其鐘型結構設計能進行高效隔振，而不會產生水平過度變形的缺點。也不會由靜承載過度或者壓力的突然降低而破裂。 基板底部設計防滑墊，因此可不需要將機器用底腳螺栓固定在地面上。根據靜態荷重，氣墊的固有頻率一般在垂直方向2.5-6Hz之間進行變化。垂直和水平自然頻率比率一般在1-1.2。發生衝擊載荷時的量大彈簧變形大約在15mm。 應用範圍 非常適合高速電動印刷機、鍛錘，及其它存在很高動態力的機器設備進行主動隔振。也可以使用於測量和試驗機、高精度車床進行被動隔振。 德國Bilz防震產品主動隔振系統AIS Bilz氣壓式是屬於較新設計的主動防震系統，在每一個防震元件中，皆有高感度、高精度、超高速感應器與回饋系統，負責各個防震元件的防震工作，所以受此氣壓式主動防震系統保護的儀器，可在任何頻率皆運行順暢。不會產生任何的干擾熱量，磁性變化或者高電力消耗現象。 應用範圍 最佳隔振性能，用於存在高動態力、進行靈敏度測量和檢驗的機器，平版印刷設備，雷射設備，高分辨率電子顯微鏡，以及半導體工業機械。當ㄧ般的電子控制氣壓水平調整系統的空氣彈簧隔振和水平調整效率不充分時可以使用AIStm。 主要功能 保護精密機器設備不受到地面振動的影響，能夠有效降低機器內運動件時產生的高動態力造成的結構性振動現象來提高機器的性能。並且，減少水平恢復時間，提高設備產能。 如何防止震動? 振動源是噪音源之一，工業上之振動均來自機器之運轉或操作。振動與噪音之最大差別在振動只能觸感到無法聽到；振動頻率為低於 20Hz 以下。為了達到防振之目的，通常是把防振材料安裝在設備及結構或基礎間。防振材料或防振器之選擇，需考量適當之隔振效率。防振材料通常分為三種： 1. 隔墊或蓆墊材料，如軟木橡膠、合成橡膠或毛氈。 2. 剪應式橡膠防振器(rubber-in-shear isolators)，附設或安裝在機器之結構或基礎上。 3. 彈簧防振器(spring isolator)，應用在空調設備，如冰水機、壓縮機、送風機、泵及冷卻水塔等。 主動式隔振系統與被動式隔振系統比較分析 主動隔振系統應用感測與控制技術，以精確且即時（real-time）的控制能力抑制環境傳遞至機器設備之振動，由於其具備感測器即時處理之能力，可快速地抑制直接作用在機械設備本身之負載擾動，因此主動隔振系統可對任何特定頻率的振動干擾加以控制，不同被動隔振系統僅可在自然頻率2 倍以上之頻率區域有抑制振動之效果，所以主動式隔振系統消除振動干擾的能力會比被動隔振系統有效且快速。 圖2-3 為主動隔振系統之是意圖，藉由運動感測器量測機器設備之運動，將訊號傳入控制器，經由控制法則計算致動器之驅動訊號以抑制環境傳遞至機械設備之振動量或排除直接作用在機械設備之負載擾動。 被動隔振系統無法兼顧低自然頻率與高承載懸吊剛性，也就是說被動隔振系統為維持較大之隔振頻寬需設計為低自然頻率，而降低自然頻率會使系統對於隔振器下方之振動干擾產生最佳之隔振效果，但